JPH064969B2 - 繊維を利用した杭の造成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は土木建築造物の基礎を構築する際に用いられる
杭の造成方法に関し、特に繊維資材を用いた繊維利用の
杭の造成方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、軟弱な地盤上に構造物を構築しようとする場合、
安全な基礎を得るためには以下の２通りの方法があっ
た。すなわち、第１には地盤改良による方法であり、セ
メント等の硬化体を軟弱地盤中に混合する方法、透水性
の材料（例えば砂、砂利等）を柱状に打設し、軟弱地盤
の圧密を促進し、地盤の支持力を高める方法などがあっ
た。

第２には、杭を打設する方法であり、杭材としては現場
打ちコンクリート杭と既製杭（プレストレストコンクリ
ート杭、鉄筋コンクリート杭、鋼管杭等）が用いられて
おり、それぞれ既往の様々な工法により施工されてい
る。杭の用い方としては、強固な支持地盤まで杭を根入
れさせる場合（以下、支持杭と称す。）と、根入れさせ
ないで軟弱地盤の途中で止める場合（以下、摩擦杭と称
す。）の２つの場合があった。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の基礎構築方法において、地盤改良によるもののう
ち、セメント等の硬化体を軟弱地盤中に混合する方法で
は、天然材料の軟弱地盤自体を材料として用いるため、
その構成要素、含水比等が千差万別であり、硬化体を選
定するのに高度の技術的判断が必要であった。さらに軟
弱地盤を三次元的に広範囲にわたって一様に改良するこ
とはきわめて困難であった。

また、砂、砂利等の透水性材料を柱状に打設して軟弱地
盤の圧密を促進する方法では、地盤の変形によって打設
した透水性材料が途中で切断されたり、目詰りによって
揚水作用が発揮できなくなったりすることがしばしばで
あった。これを改良する目的で、布製型枠の袋に透水性
材料を充填して軟弱地盤中に打設する工法が開発されて
いるが、袋を地中に打設するので対象地盤が極めて軟弱
なものに限られ、また施工機械も大型となり簡便に施工
できるというものではない。次に、杭を打設する方法の
うち、現場打ちコンクリート杭はバケット、ドリルビッ
ト等の機械力に地盤中に孔を設け、ベントナイト液等の
孔壁安定液によって孔壁の崩壊を防ぎつつ鉄筋をたてこ
み、コンクリートを打設することによって造成される
が、孔底にたまるスライムの処理や泥水の管理に困難な
点が多く、コンクリートが直接地盤に接して打設される
ため、杭の性能の基本となるべきコンクリートの品質に
問題があった。

既製杭の場合は、騒音、振動等の公害問題のために支持
力が大きい打撃工法が採用できなくなってきたため、打
撃工法に比べると支持力の低い無公害工法によらざるを
得ず、経済性が低下するという問題があった。

（発明の目的） 本発明者の一人は、さきに特開昭５５−８９５２６号に
おいて、騒音振動を少くすることができる既成杭の打込
み工法に関し提案をしたが、この発明はその応力にかか
わり、前記従来技術の欠点を解消すべくなされたもので
ある。その目的は繊維資材を用いることにより無公害で
地盤改良用のドレーン杭あるいは支持杭、摩擦杭を造成
する方法を提供するにある。

（発明の構成） 中空の杭を地盤中に打設すると、中空部に侵入する土砂
がせん断破壊の際に体積が膨張するような特質のもので
あると、土砂が一定の位置に留まり、その以上中空部に
侵入しなくなるという現象が生ずる。本発明は、この現
象を応用したもので、布製筒状体の先端に緊結された中
空杭の内部に、水分が不飽和の砂、スラグ、または砂利
からなる粒状体を中空杭の内径の２〜３倍以上の高さに
充填し、この粒状体をランマーにより打撃すると、中空
杭の先端が粒状体により閉鎖された状態となり、さらな
る打撃により中空杭は地盤中に打込まれ、中空杭に連結
されている布製筒状体も地盤中に引きずり込まれ、空間
を形成する。この空間を用い目的に応じた杭を造成する
ものである。

以下、本発明をその一実施例を示した図を参照しながら
説明する。

第１図において、布製筒状体１の一方の開口端に先端が
開放した鋼管の中空杭２を中空部分を連通して連結し、
中空杭２のは内部に砂、スラグ、あるいは砂利等の粒状
体３を充填する。この中空杭２を地盤４中に打込む。打
込みに際しては連結した筒状体１を挿通してランマー５
により中空杭２内の粒状体３を打撃し、中空杭２の先端
を圧密された粒状体で閉塞し、さらに打撃することによ
り中空杭２を地盤４内所定深さ位置に打込む。この打込
みに伴ない中空杭２に連結してある筒状体１は地盤４内
に引込まれ、空間６を形成する。

このように所定の深度まで中空杭２および布製筒状体２
を打込んだ後、筒状体２が形成する空間６内に選定した
材料を充填し杭を造成する。

すなわち、第２図のごとく空間６に補強材７を配筋して
補強したり、第３図のごとく、砂、微細砂利８を充填し
たり、第４図のごとく、多孔質のモルタル、コンクリー
ト等の透水性材料９を充填しドレーン杭を造成する。な
お、多孔質の透水性材料９を充填することにより、支持
杭、摩擦杭とドレーン杭の中間の性状を有する杭とする
ことができる。

次に、第５図のごとく布製筒状体１内にモルタルあるい
はコンクリート１０を充填し支持杭あるいは摩擦杭とす
ることができる。支持杭とするか摩擦杭とするかは、地
盤の性状、上部構造の荷重、構造形式等を勘案してあら
かじめ定めておけば良い。モルタルまたはコンクリート
を充填する場合、無筋のものでも良いし、地震時の水平
力等により杭体に発生する曲げ応力を考慮して長さ方向
に全長または一部分複数本の鉄筋11を挿入して補強する
ようにしても良い。

この発明で用いる布製筒状体１の素材としては、天然繊
維（綿、麻など）、合成繊維（ナイロン、ポリエステ
ル、ポリプロピレン、ポリエチレンなど）及びその他の
繊維を用いることができる。またさらに打撃時に発生す
る引張応力に対抗するために、布製筒状体１の長さ方向
に引張応力に強い例えば鋼線、ポリアセタール繊維、ア
ラミド繊維、炭素繊維、アルミナ繊維等を補強材７とし
て配しても良い。

また、中空杭内に詰込む粒状体３はせん断破壊の際に体
積が膨張する性質を有するものでなければならない。水
分が不飽和の砂、スラグ、または砂利等が好適である。
粒土または固まらないコンクリート、モルタル等は不適
当であり、中空杭２の開放した先端を閉塞する作用をし
ない。なお、中空杭２の打込みに際して、先端が閉塞さ
れるまでの間、地盤４中に粒状体３の一部が押出される
ので、その量を見込んで余分に粒状体３を詰込むか、あ
るいは途中で補充する必要を生じることもある。粒状体
３を詰込む高さは地盤のＮ値により異なるが、鋼管等の
中空杭の場合には、内径の２〜３倍以上とすることが必
要である。地下水が高い場合には水が浸透し閉塞効果を
生じがたいので、中空杭の開口端を薄鉄板等で仮に閉塞
しておき、粒状体３を詰込むとよい。粒状体３によって
杭先端が閉塞された後に薄鉄板が破損しても差支えな
い。

（発明の効果） 本発明は上述した構成より成り、従来技術と比べて以下
のような利点、特徴を有する。

粒状体を打撃するため、それが緩衝となり騒音、振動
の発生がなく無公害で施工することができる。

鋼管等の中空杭が布製筒状体に先だって地盤中に貫入
するため、硬い地盤中にも容易に布製筒状体を設置する
ことができ、かつ杭径の確保が確実にできる。

布製筒状体を用いているため、地盤が変形しても内部
に充填した砂、微細砂利が切断されることがない。

布製筒状体により、内部に充填した砂などが目詰まり
することがなく、ドレーン材として長期間機能すること
ができる。

布製筒状体の内部にモルタルまたはコンクリートを充
填するため、泥水を用いなくとも孔壁が崩壊することが
なく、また直接地盤と接しないため高品質のモルタルま
たはコンクリートが得られる。

以上の通りで、この方法によると安価で信頼性の高い基
礎構造を無公害でかつ容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の杭の造成の施工状態を示す縦断面
図、第２図は布製筒状体内に補強材を配した場合の一部
断面図で示す側面図、第３，４，５図はそれぞれ布製筒
状体内に砂、微細砂利、多孔質モルタルおよびコンクリ
ートを充填してなった杭の縦断面図、第６図は第５図の
横断面図である。 １…布製筒状体、２…中空杭、 ３…粒状体、４…地盤 ５…ランマー、６…空間、 ７…補強材、８…砂、微細砂利、 ９…透水性材料、１０…コンクリート、 １１…鉄筋。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】布製筒状体の一方の開口端に中空杭を連結
   し、この中空杭の内部にせん断破壊の際に体積が膨張す
   る粒状体を詰込み、その粒状体を打撃することにより中
   空杭の先端を粒状体で閉塞するとともに中空杭を地盤中
   に打込み、同時に中空杭に連結してある布製筒状体を地
   盤中に引込み、しかる後に布製筒状体内に透水性材料あ
   るいは水硬性材料を充填することを特徴とする繊維を利
   用した杭の造成方法。