JPH11190022A - 基礎杭の施工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強固な先端支持力が得られると共に、残土の
排出量が少なく、かつ、鋼管杭の腐食発生を完全に防止
できる基礎杭の施工法を提供する。 【解決手段】 地中に鋼管ケーシング１を所定深度に達
するまで挿入した後内部の土砂を排土し、下部先端に拡
大シュー７と周壁に通孔９を有する鋼管杭３を、排土後
の鋼管ケーシング１内に上記下部先端の拡大シュー７が
所定深度まで達するように挿入し、この後、鋼管ケーシ
ング１を所定量引き抜くと共に、鋼管杭３内にスクリュ
ー式の充填機５を挿入し、鋼管杭３の先端部内側および
通孔９を介して外側にコンクリートを所定高さまで充填
し、鋼管ケーシング１を引き抜くと共に、鋼管杭３の内
外を埋め戻すことによって基礎杭を完成し、該基礎杭
は、強靱な厚肉の鋼管杭１とその先端拡大シュー７及び
先端部内外のコンクリート塊が堅固に支持層にセットさ
れ、強固な先端支持力が得られると共に、基礎杭の周辺
は完全なセメントミルクにより覆われ、鋼管杭３の腐食
発生を完全に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、強大な支持力と
耐久性に優れ、コスト的にも有利な基礎杭の施工法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】日本列島の活断層は、北海道から九州ま
で全国に分布しており、主なものだけでも約１５００箇
所あるといわれている。

【０００３】活断層の活動で起きた最近の地震では、福
井地震、伊豆大島近海地震、ごく最近の阪神淡路大震災
があり、阪神淡路大震災では、鉄筋、鉄骨コンクリート
の建造物の基礎構造が不完全なため、大小の建物や構造
物が崩壊している。

【０００４】今回の阪神淡路大震災後の調査によると、
ＰＨＣコンクリート杭による基礎杭や場所打ちコンクリ
ート杭の基礎杭では、強力地震エネルギーには、中高層
建物や一般高架高速道路でも、強度不足である結果が現
れているという事実が多く判明した。これからは、中高
層建物や一般高架高速道路は勿論、特に高層建物には地
震エネルギーに十分耐えられる基礎杭が不可欠である。

【０００５】従来、鋼管杭を用いた基礎杭の施工法は、
鋼管杭を地中に挿入し、鋼管杭の先端が支持層に侵入し
てから先端掘削ヘッドで拡掘し、鋼管杭内に挿入したト
レミー管で拡掘した部分に根固めセメントミルクを注入
し、先端支持力の増大を図った後、鋼管杭内をコンクリ
ートで埋めるようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な、従来の施工法による基礎杭は、根固めのためのセメ
ントミルクが、地下水の浸透などで十分な大きさに固ま
らず、強固な先端支持力が得られないと共に、鋼管杭の
地中への挿入によって発生する残土の排出量が多く、そ
の処理コストが高くつき、しかも、鋼管杭の外周面は直
接土砂に接触するので、腐食の発生が甚だしく、耐久性
に劣るという問題がある。

【０００７】そこで、この発明の課題は、強固な先端支
持力が得られると共に、残土の排出量が少なく、かつ、
鋼管杭の腐食発生を完全に防止できる基礎杭の施工法を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、請求項１の発明は、地中に鋼管ケーシングを
所定深度に達するまで挿入する工程と、地中に挿入した
鋼管ケーシング内の土砂を排土する工程と、下部先端に
拡大部と周壁に通孔を有する鋼管杭を、排土後の鋼管ケ
ーシング内に上記下部先端の拡大部が所定深度まで達す
るように挿入する工程と、鋼管ケーシングを所定量引き
抜くと共に、鋼管杭内にスクリュー式の充填機を挿入
し、鋼管杭の先端部内側および通孔を介して外側にコン
クリートを所定高さまで充填する工程と、鋼管ケーシン
グを引き抜くと共に、鋼管杭の内外を埋め戻す工程とを
経る構成を採用したものである。

【０００９】ここで、鋼管ケーシングの地中への挿入
は、地上に設置した圧入機によって行い、鋼管ケーシン
グ内の排土は、クレーンにつり下げたバケットで掘り出
すと共に、鋼管杭の外側は砂とセメント溶液の混合物
で、同じく内側は掘削土とセメント溶液の混合物で埋め
戻すことにより、鋼管杭の内外を覆って該鋼管杭の腐食
発生を完全に防止する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
示例と共に説明する。

【００１１】この発明の施工法には、鋼管ケーシング１
と、この鋼管ケーシング１を地中に圧入する圧入機２
と、鋼管ケーシング１内に挿入する鋼管杭３と、鋼管ケ
ーシング１内の土砂を排土するためのバケット４と、鋼
管杭３内にコンクリートを投入するためのスクリュー式
の充填機５と、これらの各部材を吊り下げるためのクレ
ーン６とが用いられる。

【００１２】図１は、鋼管杭３の先端構造を示し、厚肉
で大口径の鋼管杭３の先端部外周面に拡大シュー７が電
弧溶接によって強固に固定され、この鋼管杭３の先端内
部に拡大シュー７と略等しい高さの補強板８が十字状等
に設けてある。

【００１３】上記拡大シュー７は、鋼管杭３の外周面で
四箇所の位置に固定し、拡大シュー７の外径Ｄは、鋼管
杭３の外径ｄに対し、Ｄ＝ｄ×（１．２５〜１．３）が
適当であり、高さは２ｄとする。

【００１４】また、鋼管杭３の周壁で先端から２．５ｄ
〜３ｄの位置に通孔９が設けられ、この通孔９の周囲は
溶接した鋼板１０で補強してある。なお、拡大シュー７
の数や外径、高さ等は支持層地盤の条件によって適宜選
択すればよい。

【００１５】鋼管ケーシング１は、拡大シュー７の外径
に対して内径が約１５〜３０cm程度大径の鋼管を用い、
継ぎ足すための連結部分がねじれに対して十分な強度を
有する構造になっている。この鋼管ケーシング１を地中
に圧入する圧入機２は、図示詳細を略したが、鋼管ケー
シング１を強固にチャッキングし、該ケーシング１に全
回転又は半回転を与えると同時に、これを地中に押し込
み又は引き抜く周知の機能と構造を有するものである。

【００１６】上記スクリュー式の充填機５は、鋼管杭３
内に挿入するケーシング１１の内部にピッチの大きいス
クリュー１２を組み込み、ケーシング１１の上端にホッ
パー１３を設け、ケーシング１１の上部にスクリュー１
２を回転させる減速モータ１４を取り付けた構造になっ
ている。

【００１７】次に、この発明の施工法を図２と図３を用
いて説明する。

【００１８】先ず、図２（Ａ）のように、地上に圧入機
２を設置し、クレーン６で吊り込んだ鋼管ケーシング１
を圧入機２にセットし、圧入機２の作動で鋼管ケーシン
グ１を地中に圧入し、該ケーシング１の圧入と継ぎ足し
を繰り返すことにより、図２（Ｂ）の如く、鋼管ケーシ
ング１の下部先端が支持地盤１５に達するように圧入す
る。

【００１９】図２（Ｂ）の如く、地中に鋼管ケーシング
１の圧入が完了すると、クレーン６にバケット４をセッ
トし、鋼管ケーシング１内の土壌や荒石土、大径の玉石
を砕きながら鋼管ケーシング１の外部に排土する。

【００２０】鋼管ケーシング１内の底部における残存土
壌を入念にかきだし、排土が完了すると、図２（Ｃ）の
如く、クレーン６に鋼管杭３をセットし、該鋼管杭３の
下部先端の拡大シュー７が支持地盤１５に達するよう
に、鋼管ケーシング１内に鋼管杭３を挿入する。

【００２１】次に、図３（Ａ）のように、鋼管杭３の内
部に充填機５をケーシング１１の下端が補強板８に近接
するように挿入し、この状態で、軟状セメントをホッパ
ー１３に投入し、スクリュー１２の回転でこれを鋼管杭
３の拡底部分に送りこむ。

【００２２】充填機５は、ケーシング１１の内部にピッ
チの大きなスクリュー１２を組み込み、これを回転させ
て軟状セメントを送るので、従来のトレミー管に比べ
て、軟状セメントを分離することのないよう、円滑かつ
迅速に拡底部に送り込むことができる。

【００２３】図３（Ｂ）のように、軟状セメントは、鋼
管杭３の内部に拡底部から４ｄの高さ程度まで打ち込
み、このとき、鋼管ケーシング１を拡底から４ｄの高さ
程度まで引き抜くことにより、軟状セメントは通孔９を
通って鋼管杭３の外部にも流出し、鋼管杭３と土壌の間
を拡底部から４ｄの高さ程度まで埋めることになり、こ
れによって、軟状セメントの硬化で鋼管杭３の先端に杭
頭ができる。

【００２４】この後、鋼管ケーシング１と鋼管杭３の間
の隙間に良質の砂を充填しつつ、鋼管ケーシング１を引
き抜くと共に、鋼管杭３の内部には先に掘削排土した残
土をユンボ等の重機を用いて充填する。上記砂と残土に
は適量のセメント溶液を混合しておき、図３（Ｃ）の如
く、鋼管杭３の内外をセメント硬化物で覆って施工を完
了し、基礎杭を完成する。

【００２５】上記のように構築された基礎杭の先端は、
強靱な厚肉鋼管杭とその先端拡大シュー７及び先端部内
外のコンクリート塊が堅固に支持地盤１５にセットさ
れ、先端は強大な支持力を発揮し、かつ、基礎杭の周辺
は完全にセメントミルクで覆われ、強力なフリクション
効果を発揮する。

【００２６】また、基礎杭の内外は、セメントミルクで
固められた永久腐食のない状態となり、強大な地震エネ
ルギーに最も適した強力な基礎杭となる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、地中
に鋼管ケーシングを所定深度に達するまで挿入した後内
部の土砂を排土し、下部先端に拡大部と周壁に通孔を有
する鋼管杭を、排土後の鋼管ケーシング内に上記下部先
端の拡大部が所定深度まで達するように挿入し、この
後、鋼管ケーシングを所定量引き抜くと共に、鋼管杭内
にスクリュー式の充填機を挿入し、鋼管杭の先端部内側
および通孔を介して外側にコンクリートを所定高さまで
充填し、鋼管ケーシングを引き抜くと共に、鋼管杭の内
外を埋め戻すようにしたので、完成した基礎杭は、強靱
な厚肉の鋼管杭とその先端拡大シュー及び先端部内外の
コンクリート塊が堅固に支持層にセットされ、強固な先
端支持力が得られると共に、基礎杭の周辺は完全なセメ
ントミルクにより覆われ、鋼管杭の腐食発生を完全に防
止できる。

【００２８】また、鋼管ケーシング内の掘削で生じた排
土は、鋼管杭内に埋め戻し使用するので、残土の発生が
少ないと共に、残土は汚泥化されていないので、処理コ
ストも少なくてすむ。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は鋼管杭の下部構造を示す正面図、
（Ｂ）は同上の横断平面図

【図２】（Ａ）乃至（Ｃ）は基礎杭の構築法の前半の工
程を順番に示す説明図

【図３】（Ａ）乃至（Ｃ）は基礎杭の構築法の後半の工
程を順番に示す説明図

【符号の説明】

１ 鋼管ケーシング ２ 圧入機 ３ 鋼管杭 ４ バケット ５ 充填機 ６ クレーン ７ 拡大シュー ８ 補強板 ９ 通孔 １０ 鋼板 １１ ケーシング １２ スクリュー １３ ホッパー １４ 減速モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に鋼管ケーシングを所定深度に達す
   るまで挿入する工程と、地中に挿入した鋼管ケーシング
   内の土砂を排土する工程と、下部先端に拡大部と周壁に
   通孔を有する鋼管杭を、排土後の鋼管ケーシング内に上
   記下部先端の拡大部が所定深度まで達するように挿入す
   る工程と、鋼管ケーシングを所定量引き抜くと共に、鋼
   管杭内にスクリュー式の充填機を挿入し、鋼管杭の先端
   部内側および通孔を介して外側にコンクリートを所定高
   さまで充填する工程と、鋼管ケーシングを引き抜くと共
   に、鋼管杭の内外を埋め戻す工程とを経ることを特徴と
   する基礎杭の施工法。