JPH07292664A - 杭の施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】杭の高止まりを防止し、拡大掘削孔を設けて杭
先端部分に球根部を造成する際にも球根の十分な膨張が
可能となる施工方法を提供する。 【構成】プレオーガー工法により、所定に地盤まで掘削
孔を形成し先端部を拡大掘削した後、先端部付近に布状
筒体が取り付けられた既製杭の中空部にオーガーを挿入
して掘削孔内に残留している土砂を中空部に取り込みな
がら所定地盤まで圧入沈設し、前記布状筒体内にセメン
ト硬化材料を圧入してなることを特徴とするものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土木、建築における既
製杭の中堀り工法の施工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、既製杭の施工方法としてはハンマ
ーによる打撃工法は最も一般的であったが、近年杭施工
法の低公害化の中で打撃力を全く用いない中堀り先端拡
大根固め工法、予め地盤を掘削して先端拡大掘削孔を作
り、その中に杭を沈設するプレボーリング先端拡大根固
め工法などの低公害工法である埋め込み杭工法が多く用
いられている。また、埋め込み杭工法は打撃杭に比べて
支持力が低いために既製杭先端に袋体を装着し、プレボ
ーリングで拡大掘削を行った後に先端袋付き杭を沈設
し、地中でセメントミルク等により先端袋体を注入膨張
させて大きな支持力を発現する工法等が行われ始めてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
中堀り先端拡大根固め工法において先端拡大掘削を行っ
た場合は、拡大掘削径に限界があり大きな径まで拡大掘
削できないという問題があった。プレボーリング工法に
おいては拡大された掘削孔底部に土砂が堆積してしまう
ため、杭が所定深度まで沈設できず、高止まりする問題
があった。また杭先端部に袋体を取り付けた工法におい
ても掘削孔底に堆積した土砂のために袋体が十分膨張し
ないといった問題があった。

【０００４】そこで本発明は、上記問題を解決すること
を目的とし、大きな拡大掘削部を形成でき、拡大掘削部
の土砂を十分に排除して高止まりを生じない杭の施工方
法を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、プレオ
ーガー工法により、所定の地盤まで掘削孔を形成し、さ
らに拡大掘削を行った後、少なくとも先端部付近に布状
筒体が設けられた既製杭の中空部にオーガーを挿入した
状態で既製杭を所定地盤まで圧入沈設し、さらに中空部
内のオーガーを回転させて掘削孔内に残留している土砂
を中空部に取り込みながら所定地盤まで圧入沈設し、前
記布状筒体内にセメント硬化材料を圧入してなることを
特徴とする杭の施工方法であり、特に既製杭の鋼管内部
にセメント硬化材料の注入部を有するものである。

【０００６】本発明のプレオーガー工法とは、杭沈設前
に予めオーガービットで杭の沈設深さ以上の孔を掘削
し、杭の沈設を低震動、低騒音で行う工法である。本発
明に使用される既製杭は、ＰＨＣ杭、ＳＣ杭、又は鋼管
杭が使用される。好ましくは鋼管の肉厚部内部に注入管
が配置された杭である。また布状筒体は、透水性の布状
物であり、通常の建築資材として使用されている布状物
が使用される。しかし、透水性が大きすぎて硬化材料の
注入圧によって、布状筒体が充分に膨張する前に硬化材
料が脱水し、固結してしまうような場合には、布状物を
樹脂等で適度にコーティングして半透水性の布状物にし
て利用する。また布状物の長さは、径より長くするが、
実用上は前記のように杭径の２〜３倍が望ましい。布状
筒体は少なくとも杭の先端部に取り付けられていればよ
く、杭長全体に設けられていてもよい。

【０００７】所定地盤とは、設計により定められた杭の
先端位置付近の地盤である。本発明に使用されるセメン
ト硬化材料は、注入後、硬化できるものであれば特に限
定されないが、一般的にはセメント系の硬化材料が使用
される。流動性の面からセメントモルタルが最も好まし
いが、セメントミルクやセメント系のコンクリートでも
使用可能である。

【０００８】

【作用】本発明によれば、プレオーガー工法により、予
め掘削孔を形成しその後拡大球根部を形成した後、中空
部内にオーガーが挿入された布状筒体を有する既製杭を
沈設し、さらにオーガーにより拡大掘削部内に残留して
いる土砂を中空部に取り込みながら排除するので、高止
まりを生じることがなく、拡大掘削部内で布状筒体が確
実に膨張できる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を用いて、本発明をさらに詳細に
説明する。図１〜図６は杭掘削から杭沈設までを示す。
図１のように、プレオーガー工法によって杭沈設のため
のプレオーガー孔１を掘削する。プレオーガー孔１の径
は既製杭の外径とほぼ同じの通常０．４５〜１ｍの範囲
であり、拡大掘削孔３の径は摩擦力を保持させるため前
記と同様に杭先端部に取り付ける布状筒体の膨張径と同
じであることが望ましい。

【００１０】特に杭を沈設する地盤が深くなると、排土
量を少なくするため好ましい。また杭を沈設する地盤が
浅い場合、プレオーガー孔１は拡大掘削孔と同様な大き
さの径としてもよく、この場合、杭長全体に布状筒体を
設けた既製杭を使用し、セメント硬化材料が圧入された
後の膨張径とほぼ同じ大きさの孔であることが望まし
く、通常０．９〜３ｍである。

【００１１】既製杭の球根部は杭の略全長に亘って造成
してもよいため、拡大掘削孔の高さは特に限定されない
が実用上は３〜５ｍ程度が適当である。本発明のプレオ
ーガー工法では、拡大掘削孔も形成するため拡大掘削径
を杭径の３倍程度まで完全に広げることが可能であり、
従来の中堀り先端拡大根固め工法に比べると、特に拡大
掘削径が大きい場合に効果がある。

【００１２】拡大掘削の有無にかかわらず、プレオーガ
ー孔１の形成時においてはオーガーロッド２が周辺地盤
を攪乱するため、掘削孔底部には土砂４が堆積するのが
普通であり、掘削孔底部に堆積した土砂４は前述したよ
うに杭の高止まりや杭先端部に布状筒体を取り付けた場
合に袋体の膨張を阻害する原因となる。そのため図２の
ように一旦、掘削孔底部に土砂４を放置したままオーガ
ーロッド２を地上に引き上げ、しかる後に図３に示すよ
うに中空部にオーガーを挿入した既製杭３を掘削孔に圧
入していき、図４のように杭中空部のオーガーを回転さ
せ、堆積した土砂４を杭中空部に取り込みながら該プレ
オーガー孔１に沈設する。

【００１３】本発明の既製杭中空部に挿入されるオーガ
ーは、スクリュー等を有し、取り込んだ土砂を上方へ上
げやすい構造のものであればよい。その外径は既製杭内
径より２〜５ｃｍ程度小さいものが実用的であり、オー
ガーは、ロッド径１５〜２０ｃｍを有する従来法のもの
でも土砂がレキ径の場合まで十分対応できる。

【００１４】以上の方法により、杭の高止まり及び袋体
膨張の阻害を防止できる。本発明の工法では掘削孔内部
の土砂を取り込んだ後、直接布状筒体にセメント硬化材
料を圧入して掘削して緩められた支持地盤を強固にし、
図５のように杭体が布状筒体の硬化体で根固めされてい
るため支持力の向上をはかることが可能となる。また杭
孔全体を拡大掘削した場合には、布状筒体にセメント硬
化材料を圧入して養生後、杭の周辺部の土を埋め戻し杭
周固定液等で地盤を強固にすればよい。

【００１５】図６のように、布状筒体５は、例えば布状
筒体の両端を縛って取付部８で既製杭に結び付ける。こ
の際、布状筒体５が杭に固定されやすいように既製杭６
に適度な突起を設ける等の手段を施してもよい。布状筒
体５には、硬化材料を杭沈設後に布状筒体内に注入でき
るように注入口を設ける。注入管７は、既製杭６の鋼管
厚を所定の注入管径より大きくし、鋼管に注入管の役割
を果たす空洞を形成して既製杭を溶接すると同時に注入
管をなすのが好ましい。

【００１６】次に本発明の実施例について説明する。先
ず、図１のように杭沈設のためのプレオーガー孔１を掘
削する。このプレオーガー孔１を掘削した地盤はＧＬ−
０．０〜１２．０ｍがＮ値１０以下の軟弱地盤であり、
ＧＬ−１２．０〜１８．０ｍがＮ値４５以上のレキ地盤
であった。また、プレオーガー孔１はＧＬ−０．０〜１
０．０ｍは孔径６０ｃｍであり、ＧＬ−１０．０〜１
３．０ｍで孔径１００ｃｍの拡大掘削孔３を形成した。
次に図２に示すように、オーガーのロッド２を地上に引
き上げた後、図３に示すように杭中空部にオーガー７を
装着した既製杭６を、先端部に布状筒体５を取り付けた
状態で圧入していき、図４に示すように支持層付近では
オーガー７を回転させつつ、該プレオーガー孔１底部に
残っていたレキ（土砂４）を杭中空部に取り込んでいっ
た。杭先端部に取り付けた布状筒体５は図６のように、
既製杭６の先端外周部にのみ布状筒体を取付部８で固定
し既製杭６に取り付け、該布状筒体５にセメント硬化材
料であるセメントモルタルを注入するパイプ状の注入管
９をなした構造であった。その後、地上部より注入管９
を通じてセメントモルタルを注入し、注入圧が８ｋｇｆ
／ｃｍ² になったときに注入を終了した。注入管９を通
じて注入したセメントモルタルは布状筒体から脱水され
る水分を考慮しても１５００リットルであり、図５のよ
うに布状筒体が地盤中で外径１００ｃｍ程度にまで十分
膨張していることが予想された。また、杭が浮き上がる
現象も高止まりも確認されていない。

【００１７】杭の鉛直載荷試験例 施工の３０日後に、杭の載荷試験を行ったところ、支持
力（杭先端の支持力）は９５０トンであった。また、施
工した杭を堀り出して、布状筒体の膨張状態を確認し
た。その結果、布状筒体はほぼ外径１００ｃｍに膨張し
ていることが確認された。

【００１８】比較例 実施例と同様に、従来のプレオーガー先端拡大根固め工
法も行ったが杭の高止まりが１ｍ程度生じた。前記と同
様に地上部より注入管を通じてセメントモルタルを注入
し、注入圧が８ｋｇｆ／ｃｍ² を示した注入終了時まで
に注入されたセメントモルタルは１３００リットルであ
り、施工の３０日後における支持力は７３０トンであっ
た。施工した杭を堀り出したところ布状筒体は外径９０
ｃｍ弱しか膨張しておらず、従来のプレオーガー先端拡
大根固め工法では十分な拡大掘削孔が形成できないこと
が判った。

【００１９】以上の結果から、本発明は高止まりを完全
に防止でき、根固め球根部を造成する場合には特に有効
であることが確認された。

【００２０】

【発明の効果】本発明に従えば、プレオーガー工法によ
って所定の地盤まで精度よくプレボーリング孔が形成で
き、その後、オーガーを杭中空部に装着して杭をケーシ
ングとして該プレボーリング孔底部の土砂を杭中空部に
取り込めるので、周辺地盤の攪乱や杭の高止まりを防止
することができる。さらにまた、該プレボーリング孔底
部の土砂を杭中空部に取り込んだことによって、杭先端
部に拡大根固め部を造成する際にも該杭先端部の布状筒
体の十分な膨張が可能となる。更に前述のように布状筒
体が大きく膨張する場合でも、布状筒体の下端部のみが
特に大きくなるようなことはなく、略全長にわたって均
一に膨張でき、しかも硬化材料が脱水されているので膨
張固化した布状筒体の硬化体で根固めされ、支持力の向
上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プレオーガー工法で拡大掘削孔を形成している
状態を示す図である。

【図２】図１の工程で生じた孔内に残し、オーガーロッ
ドを地上に引き上げている状態を示す図である。

【図３】杭中空部にオーガーを挿入した既製杭を孔内に
圧入している状態を示す図である。

【図４】孔内の土砂を取り込みながら、既製杭を支持層
に沈設している状態を示す図である。

【図５】既製杭先端の布状筒体に硬化材料を注入し、根
固め部を造成した図である。

【図６】既製杭本体を示す断面図である。

【符号の説明】

１ プレオーガー孔 ２ オーガーロッド ２ａ 拡大掘削オーガー ３ 拡大掘削孔 ４ 掘削孔内に堆積した土砂 ５ 布状筒体 ６ 既製杭 ７ オーガー ８ 取付部 ９ 注入管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プレオーガー工法により、所定の地盤まで
   掘削孔を形成し、さらに拡大掘削を行った後、少なくと
   も先端部付近に布状筒体が設けられた既製杭の中空部に
   オーガーを挿入した状態で既製杭を所定地盤まで圧入沈
   設し、さらに中空部内のオーガーを回転させて掘削孔内
   に残留している土砂を中空部に取り込みながら所定地盤
   まで圧入沈設し、前記布状筒体内にセメント硬化材料を
   圧入してなることを特徴とする杭の施工方法。
2. 【請求項２】前記既製杭の鋼管内部にセメント硬化材料
   の注入部を有することを特徴とする請求項１記載の杭の
   施工方法。