JPH06280261A

JPH06280261A - 先端根固め杭

Info

Publication number: JPH06280261A
Application number: JP6999293A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Kobayashi; 洋一小林
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-03-29
Filing date: 1993-03-29
Publication date: 1994-10-04

Abstract

(57)【要約】【目的】経済性に優れ、かつ根固め部に割裂破壊を生
じないようにして引抜き抵抗を確保した先端根固め杭を
提供する。【構成】既成杭１の先端部を、拡径された根固め部２
のセメントミルク６内に設置し、杭の鉛直支持力を高め
る。根固め部２の外径は杭径Ｄに対し４Ｄ以下、高さは
３Ｄ以上とする。既成杭１の先端部の内外周面には付着
力を増すための突起４、５を設ける。外周面の突起５を
設ける位置を、根固め部２の上端から１Ｄ以上下がった
位置から下側の範囲とし、根固め部２上部の局部的な応
力集中による破壊を避け、引抜き抵抗を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は引抜き抵抗を与えた先端
根固め杭の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、杭の引抜き抵抗は杭軸部の周面抵
抗によって得ているが、同一杭長で引抜き抵抗を増加さ
せるためには杭径を大きくする必要があり、鉛直支持力
に対して過剰な杭径を与えざるを得ない場合があるの
で、必ずしも合理的でない。

【０００３】これに対し、特公平１−２５８４８号公報
には、杭に作用する鉛直力を根固め部に伝達して先端地
盤で支持させることを目的として、図４に示すように鋼
管杭等の杭１１の先端部の内外周面に突起１４，１５を
設け、杭１１の先端部をセメントミルク等による根固め
部１２に設置したものが開示されている。

【０００４】また、特開平１−７５７１５号公報には、
図５に示すように鋼管杭２１の外周面に突起２４を設
け、ソイルセメント２６との合成を図るとともに、底部
に鋼管杭とソイルセメントを拡径した拡径部２２を設
け、引抜き力に対してソイルセメント柱の周面摩擦力と
拡径部２２上端面での支圧反力を利用して引抜き抵抗を
確保するようにしたものが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特公平１−２５８４８
号公報記載の杭については、引抜き力が作用すると仮定
すると、外周面の突起１４によって杭１１から根固め部
１２に上向きの力が伝達され、根固め部１２の上端面で
地盤反力が生じる。しかし、同公報記載の発明における
根固め部は、引抜き力に対して考慮されたものではない
ため、拡径量が小さく地盤の支圧強度の安全性が確保さ
れていない。

【０００６】また、根固め部１２の強度にも次のような
問題がある。すなわち、根固め部１２の上端近傍に位置
する杭１１の外周面突起１４によって、根固め部１２の
上方には大きな周方向引張応力が発生する。その結果、
引張強度の低いセメントミルク等で造成された根固め部
１２には割裂亀裂が放射方向かつ鉛直方向に一挙に進展
し、破壊に至るので、高い引抜き抵抗を期待することは
困難である。

【０００７】特開平１−７５７１５号公報に記載のソイ
ルセメント合成杭は、比較的引抜き抵抗を確保しやすい
構造であるが、突起付鋼管杭２１自体にも拡径部を形成
する他、施工上、軸部全体にセメントミルクを使用する
のでコスト高となり、経済性の点で課題がある。

【０００８】本発明は、経済性に優れ、かつ根固め部に
割裂破壊を生じないようにして引抜き抵抗を確保した先
端根固め杭を提供することを目的としたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の先端根固め杭
は、鋼管杭、中空コンクリートパイル、複合パイル等の
中空既成杭の先端に硬化材からなる拡径部を形成した先
端根固め杭において、杭径Ｄに対し、拡径部の外径を４
Ｄ以下、高さを３Ｄ以上の略円筒状に形成し、この既成
杭の先端部を拡径部内に設置し、拡径部の上端から１Ｄ
以上下がった位置から下側の範囲で既成杭外周面に突起
を設けたことを特徴とする。

【００１０】また、既成杭内周面にも突起を設けること
で、拡径部における付着力を高めることができる。この
場合の内周面突起の位置は、外周面突起のような限定が
なく、拡径部の上端から下側の範囲で設ける。

【００１１】

【作用】本発明の作用を、実施例に対応する図１、図２
に基づいて説明する。

【００１２】本発明では、先端部に外周面突起４や通常
さらに内周面突起５を設けた既成杭１を、杭よりも拡径
した根固め部２の中に設置し、付着力で引抜き力を根固
め部２に伝達する構造において、根固め部２上部の局部
的な応力集中による破壊を避けるため、杭先端部の外周
面に設ける突起４の位置を限定した。また、根固め部２
の上端面で地盤３に引抜き力を支持させ得る根固め部形
状を与えた。

【００１３】引抜き力が作用する条件では、杭外周面の
突起４は根固め部２内で斜め上方に力を伝達し、その鉛
直成分は根固め部２の上端に面する地盤３により支持さ
れ、水平成分は根固め部２の周方向への内力としてつり
合い、根固め部２に周方向引張応力を発生させる。

【００１４】この場合、杭外周面の突起４が根固め部２
の上部に配置されていると（従来の技術の項で述べたも
のに相当）、荷重伝達特性として根固め部上部に応力が
集中する。従って、根固め部２の周方向引張力もこの部
位に集中して大きくなり、モルタル等の硬化材の引張強
度を超えて根固め部２が引張応力の方向と直交する面に
割裂型の亀裂が進展し、破壊に至ることが多くなる。

【００１５】これに対し本発明では、杭外周面の突起４
を根固め部２の上部から除去して根固め部２の上部に付
着力を伝達しないので、周方向の引張応力が低減され、
根固め部２の安全性を確保できる。外周面突起４の設置
範囲は、外周面における付着応力分布と根固め部２の周
方向応力および設計引抜き力等を検討し、杭径Ｄに対
し、根固め部２上端から１Ｄ下がった位置から下側であ
る。

【００１６】なお、杭先端部の内周面の突起５は根固め
部２の上端から下方に設けている。杭径で囲まれた面積
の硬化材で引抜き力の一部を分担する効果もあるが、そ
の分担率は小さいので、むしろ内周面突起５は鉛直力を
支持するための応力分散に有効である。

【００１７】拡径した根固め部２の外径は上端の支持面
での硬化材の圧縮強度、地盤の圧縮強度、その上層の地
盤のせん断強度および施工性を考慮して、１．５Ｄ〜４
Ｄが適当である。

【００１８】また、硬化材としてのソイルセメント６の
強度が１００kgf/cm²程度の場合、１Ｄ以上あれば付着
力による設計引抜き力の伝達が可能であるので、根固め
部２への杭１の埋込み長は突起４のない部分も含める
と、設計荷重を考慮しながら少なくとも２Ｄ以上を確保
する。従って、鉛直力を支持する場合も考慮すると、根
固め部２の高さは３Ｄ以上となる。

【００１９】

【実施例】本発明の先端根固め杭は、オーガーを用いた
先掘りあるいは中掘りにより地盤内に設置される中空既
成杭に使用し、所定の位置でオーガーからセメントミル
ク等の硬化材を噴出することによって、ソイルセメント
状に地盤を拡径掘削し、その中へ既成杭を沈設したもの
で、硬化材の硬化により荷重伝達が可能となる。

【００２０】図１は中空既成杭１として鋼管杭を使用
し、ソイルセメント６からなる地盤３内に杭１よりも拡
径した根固め部２に杭を３Ｄ程度（Ｄ：杭径）沈設した
実施例である。根固め部２の寸法は、外径が約３Ｄ、高
さ約４Ｄである。

【００２１】この実施例では杭１の先端部の外周面なら
びに内周面に、突起４、５として丸鋼や帯鋼などをリン
グ状に溶接して固定しているが、内周面の溶接が難しい
場合、内周面突起５は杭先端付近に設けてもよい。また
突起４、５は鋼管杭の素材圧延時に設けてもよい。

【００２２】杭１の頭部に作用する引抜き力は、杭軸部
を経由して突起４、５から付着力でソイルセメント６に
伝達され、根固め部２の上端から地盤３に伝達される。
根固め部２の上端面積は上記のように十分広いので、ソ
イルセメント６の圧縮強度、地盤３の圧縮強度並びにせ
ん断強度に対して安全性が確保されている。

【００２３】また、外周面の突起４は根固め部２の上端
から１Ｄ以上あけてその下方に設けてあるので、根固め
部２に発生する周方向引張応力も緩和され、ソイルセメ
ント６の引張強度に対して安全性が確保されている。こ
の例ではソイルセメント６の圧縮強度は１００kgf/cm²
程度である。

【００２４】このように拡径した根固め部２を形成した
結果、根固め部２上の円筒地盤の重量およびせん断抵抗
により、杭軸部の周面抵抗に比べて大きな引抜き抵抗を
与えることができる。

【００２５】また、内外周面の突起４、５は鉛直力も伝
達するので、本発明の先端根固め杭は鉛直力に対しても
使用でき、鉛直力と引抜き力に対して合理的な杭の使用
が可能となる。

【００２６】また、既成杭１の外周面あるいは内周面に
セメントミルク注入管７を固定した場合には、既成杭１
自体を所定位置まで回転圧入し、さらに回転させながら
杭先端付近の注入管ノズル７ａからセメントミルクを噴
出させて、拡径した根固め部２を形成させることも可能
である。図３に杭１の先端部における外周面突起４と注
入管７の設置状況の実施例を示す。

【００２７】

【発明の効果】拡径した根固め部と杭との荷重伝達特性を考慮して
根固め部の形状を限定し、かつ杭先端部の外周面突起の
位置を、拡径部の上端から杭径以上下がった位置から下
側の範囲に限定したことで、根固め部の割裂破壊が防止
され、根固め部のみで引抜き力に対し十分抵抗させるこ
とができる。

【００２８】セメントミルク等の硬化材の使用を先
端の根固め部に限定することができるため、硬化材の使
用量を最小限として経済性を高めることができる。

【００２９】鉛直力の支持と、引抜き力に対する抵
抗により、杭体の合理的な使用が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す鉛直断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図で、根固め部に発生する周
方向引張応力を示す。

【図３】杭の外周面にセメントミルク注入管を固定した
場合の実施例を示す斜視図である。

【図４】従来例を示す鉛直断面図である。

【図５】他の従来例を示す鉛直断面図である。

【符号の説明】

１…杭、２…根固め部、３…地盤、４…外周面突起、５
…内周面突起、６…ソイルセメント、７…セメントミル
ク注入管、７ａ…ノズル、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中空既成杭の先端に硬化材からなる拡径
部を形成した先端根固め杭において、前記拡径部は外径
を杭径の４倍以下、高さを杭径の３倍以上の略円筒状に
形成し、前記既成杭の先端部は前記拡径部内に設置して
あり、拡径部の上端から杭径以上下がった位置から下側
の範囲で既成杭外周面に突起を設けたことを特徴とする
先端根固め杭。
【請求項２】拡径部の上端から下側の範囲で杭内周面
にも突起を設けた請求項１記載の先端根固め杭。