JPS60250121A - 基礎杭の打設工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は下端をこぶ状にふくらませた基礎杭及びその工
法に関し、特にプレストレストコンクリート杭を土中に
打ち込んだ後、その下端に大きな円錐状のコンクリート
こぶを形成させ、合せて周囲の髭モを固結し、モルタル
を工注１−で地業を安定させる基礎杭とその工法に関す
るものである。

〔従来技術〕

従来から、杭基礎の問題として、支持杭の地中貫入と硬
質土層への定着が設計者をもつとも悩ませていた。この
基礎の設計に先立ち、ポーリングにサンプリング及び貫
入試験等を併用した土質調査が行われ、杭の定着点を決
定していたが、問題にな′Σのはその位置の採択である
。つまり、」二部建築物を支持し、沈下を阻市するため
には堅強な硬質土層が何よりも望−まれるが、これら土
層は場所によっては地下数１０メートル、果ては１００
メートル以下の深さに隠れているため、施工の困難と多
額の工事費の上から、往々にして杭数を増して地表面に
近い亜硬質土層を採択し、甚だしくは支持尤度（ｑａ）
の比較的小さい軟質土層を余儀なく選択さげられるのが
実情である。

又、支持杭とは杭の下端が硬質な地面６Ｃ到達しており
、荷重がほとんど杭の先端で支持されるものであるが、
堅固な硬質地盤ならともかく、砂質層又は砂質粘土層を
余儀なく選択させられた場合は、杭先端部支持面の土の
許容支持尤度（ｑａ）以Ｆにおさめるために杭数と杭径
を増″ｔことが図られていた。しかしながら、これらは
材料費と工事費が嵩んで採算がとれないのはもとよシの
こと、過度な杭の衝撃と旋回撮動とで、杭周面の土の組
織をかき乱し、基礎の沈下、甚だしくは不同沈下を招く
元凶ともなる。

尚、杭基礎の設計にあたって、杭先端支持面の土の許容
支持尤度に応じた杭数と径とが必要とされる一方、杭の
許容支持尤度範囲内に杭数が過不足なく設計され、換言
すれば、杭の許容支持力限度に杭が十分利用されるのを
理想としていた。しかし、実務的には両者を一緒に満足
させるのは一至難であシ、ともすれば杭支時面の低いｑ
ａＫ支配されて杭の支持力を十分に利用できないのが実
情である。このことは材料の浪費ともなり、将来の解決
が待た八る課題である。

更には、従来慣用されている杭打機で直接土中に打込む
プレストレストコノクリ−１・杭ならびに鋼杭と、旋回
式掘削機械でポーリングして中空柱を形成させ、そこに
コンクリートを注入して成形きせる場所打ちコンクリー
ト杭と、一旦鋼管を土中に打込み、それを抜きつＮ入れ
替りその空間をコンクリートモルタルで埋めて成形させ
る場所打ち工法の一つであるペデスタル杭をその材質及
び打込み工法から着目して論ずれば、次のような問題点
があげられる。

即ちＵ）、基礎杭の最大の目的は上部の荷重を地盤内の
ある深さまで伝達させることにある。このために支持面
の地耐力が問題にされ、支持面の位置選択が必要である
のは上記の通りである。ここに、地表面に近い亜硬質土
層を余儀なく選択させられたＳ合、プレストレストコン
クリート杭及び鋼杭の基礎が基礎工学上必ずしもピアー
基礎より優れていると言えないのは、杭の径が先天的に
限られ、支持面に荷重が点を以って作用するので、ビア
ー基礎より沈下或は不同沈下を起し易いからである。

（Ｏｌ、又、上記のペデスタル杭のようにコンクリート
球根の形成により作用面を面状にしたことを特徴とする
が、寧ろ上記の欠点を補うために、Ｑるのではなく、場
所打ちコンクリート杭の深さの制限からｑａの小さい支
持上層６Ｃ応じるために杭下端部を球根状に形成させた
ことにあると思われ、又杭自体の支持力にも制限がある
ので、経済的な点を除いては大きな荷重を支・えるのに
好ましいものではない。

〔発明の目的〕

本発明は如上の欠陥、乃至は上記の不都合を解消せんと
して提案せられたものである。即ち、本発明の主なる目
的は、杭下端部を大きな円錐状のコンクリートとぶに形
成させ、支持面のささえ圧を減低させる基礎杭とその工
法を提供せんとすることにある。

本発明の次の目的は、土質安定剤及びモルタルを注入し
て地業周囲の等士の固結化及び杭周面と地盤との密接化
により地盤の支持力及び摩擦力を増大させる基礎杭とそ
の工法を提供亡んとすることへある。

〔発明の構成〕

そこで本発明は、コアが中空で、下端に脱離可能な中空
円錐体抗告何のプレストレストコンクリート杭を所定の
地盤に打込み、芯棒を介して中空部沿いに抗告を杭本体
から離してほぼ机下２メートル位の所までに打下げ、次
に、杭の中空部から決別装置を挿入し、その回転軸の先
端部に沿って多数の強靭な可撓性コードを繋着した決別
部材を、抗告上部付近にて回転軸の高速回転により遠心
回転させてその周壁を切削する一方、水を注入して決別
作業を補助すると共に切削された上を水利ゾル状に形成
させ、これをサクションパイプで杭列に吸出させながら
ゾル化しない砂礫を下方に沈下させることによ勺抗下端
にほぼ円形のキャビティを形成し、鉄筋又はアングルを
組合せてなる鉄材の骨組を前記キャビティに挿込み、拡
張架設したのち加Ｉモバイブを併用しながらキャビティ
一杯にコンクリートモルタルを充填し、最後に所定の養
生時間経過後コンクリートモルタルが凝結して円形のコ
ックＩＪ　−トこぶに成形された時、前記加圧パイプよ
り土質安定剤を杭及びこぶ周囲の魔土に工注して固結さ
ぜ、直後にモルタルで下端部から上方へ工注して周囲の
空隙を埋めて安定な地業にさぜることを７１＝１ｍとす
るものである。

上記基礎杭は、円形コンクＩＪ　−トこぶの形状、好ま
しくは末広の円錐状又はベル状とし、その手段としては
、回転軸」二の決別部材の長さを長短適宜調節すること
により行う。　′ 〔実施例〕 上記及び他の目的と特徴は、その実施例に基づいて以五
の添ｆ−Ｊ図面を参照しながら説明することによ勺一層
明らかＫなるであろう。

第１図及び第２図において、Ｐはコアが中空である杭本
体、１０はＰ　下端に脱離可能に取付けられた中空円錐
体抗告であシ、この杭を杭打機で直接所定の地盤に打込
んだ後、抗告を離すために、芯棒１１を介してハンマで
引続き杭沓１０を打撃する。

第３図において、打撃された抗告１ｏは杭本体Ｐか、ら
離れ、机下２メートル辺りの所に定着される。１２は先
端部が回転体であり、ワイアロープ群からなる決別部材
１３を繋着した丸棒状の決別装置で、杭中空部より杭沓
１０上部付近に挿入れられる。■は決別装置を回転でき
るように保持した安定器である。

第４図、第５図において、前記決別装置１２の回転軸の
高速回転により、下に下るほどコードを長くした決別部
材１３を遠心回転させてその周壁１４を決別破砕する一
方、水を注入して切削作業を補助すると共に切削された
土を水和ゾル状に形成させ、これらをサクションポンプ
（図示せず）で杭列に吸出させながらゾル化しない砂礫
を下方１５０所に沈下させ、各ワイアロープの長さを半
径とした末広円錐状のキャビティ１６に形成させる。

第６図、第７図において、１７は超音波装置で、装置取
出後キャビ・ティ１６　内に通してキャビティの容積・
形状を探測するために用いられる。１８は鉄筋又はアン
グルを上方からパイプ等を介して操作することにより拡
張させ得る折りたたみ自在に組合せてなる鉄材の骨組で
、折りたたみ状態にして杭の中空部より前記キャビティ
１６に挿込み、そこで図のように傘状に張って広げる。

第８図、第９図において、Ｈは鉛直にキャビティ１６の
奥に挿込まれた加圧パイプで、コンクリートモルタル充
填時、管出口１９が塞がれないように水で加圧平衡させ
、この管出口の流通を保持しながらコンクリートモルタ
ルを加圧パイプ外周の中空コアよりキャビティ１６一杯
に充填する。

第１０図、第１１図において、　ハンチングはキャビテ
ィ１６一杯に充填されたコンクリート部２０を示すもの
で、４乃至５時間経過後凝結工程に入り、末広円錐状の
コンクリートこぶｔｃ底成形れる。

この時、前記加圧パイプＨより土質安定剤を杭及びコン
クリートこぶ周囲の髭士２１に工注して固結させ、直後
にモルタルで２２のｌ’−ＸＪ記号に示すように下端部
から上方へ圧送して周囲の空隙を充填する。

〔発明の効果〕

このように上記工法によれば、杭先端の作用面が点から
大きな面となシ、土支持面のささえ圧が減低されること
により杭数又１は口径を増すことなく、基礎杭を地表面
近くの亜硬質上層、更には軟質土層に定着さぜることが
可能となり、基礎の建築費を大幅に減低させると共に地
業の安定に寄与される。又木工法による基礎杭は、既成
杭と場所打コンクＩＪ　−ト杭の長所を兼ねたもので、
既成杭自体の高支持力が維持され、場所打ち球根杭の末
広先端をさらに複数倍拡大し、低支持力の地盤に比較的
少ない杭数で比較的大きな荷重を支えるようにすること
が可能になる。

又、強靭な可撓性コードよりなる決別部材の採択と、巧
妙な軸回転との組合せにより、壁が容易ＩＣ切削され、
従来の球根杭のように杭上端の地盤状況に制約されるこ
とがない。

尚杭上端のコンクリートこぶに鉄筋又はアングルを組合
亡だ骨組を直接挿入することができるので、コンクリー
トとぶが補強され、強固な柱脚を構成することとなり、
上部荷重の伝達機能を向上させる。

さらには、加圧管を杭上端のキャビティに奥深く、滲透
性のよい砂礫間に挿入することができるので、土質安定
剤及びモルタルを容易に注入し、地業周囲の凡ゆる壁土
を固結して且つ空隙を充填することができるので、地業
の安定性が大幅に高められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は基礎杭を打込んだ状態を示す断面図、第２図は
芯棒によシ抗告をさらに打ち下げた状態を示す断面図、
第３図乃至第５図は杭先と抗告間を決別装置１・てより
キャビティに切削させる過程を示す断面図、第６図はキ
ャビティ内を探測している状態を示す断面図、第７図は
骨組架設の略示断面図、第８図は加圧パイプＨを挿入し
た状態を示す断面図、第９図はコンクリート注入によっ
て鉄筋コンクＩＪ　−トこぶに形成した状態を示す断面
図、第１０図および第１１図は土質安定剤およびモルタ
ルの注入状態をそれぞれ示す断面図である。 １３　、袂別部拐　、１４　・周壁　、１５　・砂礫、
１６・・・キャビティ　、１７　・超音波装置　、１８
、骨組　、１９・管出口　、２０　・　コンクリート部
　、２１　・・釉上　、２２　モルタル。 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１）　コアが中空であるプレストレストコンクリート
   杭を打込んだ後、その中空部から通した、前記抗生径寸
   法よシも長くそれぞれの一端部が回転軸に繋着された強
   靭な可撓性コード群からなる決別部材で、回転遠心力に
   よシ杭下端周辺の土を切削拡張して形成した前記コード
   の長さを半径とする円形キャビティに、コンクリートモ
   ルタルヲ充填して下端をこぶ状に脹らませた基礎杭。 （２）前記杭下端のこぶは円錐状か又はベル状に形成さ
   れてなる上記特許請求の範囲第１項に記載の基礎杭。′ （３）　前記円形キャビティには予め傘状に張った鉄材
   の骨組が内設され、鉄筋コンクＩＪ　−ト構造にしたこ
   とを特徴とする特許 記載の基礎杭。 （４）　コアが中空で、下端に脱離可能な中空円錐体抗
   告伺のプレストレストコンクリート杭を所定の地盤に打
   込み、芯棒を介して中空部沿いに抗告を杭木，体から離
   してｉｔぼ机下２メートルの箇所までに打下げ、次に、
   杭の中空コアより決別装置を挿入し、その回転軸の先端
   部にそって多数の強靭な。 可撓性コードを繋着した決別部材を、抗告上部付近にて
   回転軸の高速回転により遠心回転させてその周壁を切削
   破砕する一方、水を注入して決別作業を補助すると共に
   切削された十を水利ゾル状に形成させ、これらをサクシ
   ョンポンプで杭外に吸出しながらゾル化しない砂礫を下
   方に沈下させることにより杭下端にほぼ円形のキャビテ
   ィを形成し、鉄筋又はアングルを組合せてなる鉄材の骨
   組を前記キャビティに挿込み、拡張架設したのち加圧パ
   イプを併用しながらキャビテイ一杯にコンクリートモル
   タルを充填し、所定の１生時間経過後コンクリートモル
   タルが凝結１−で円形のコンクリートとぶに成形された
   時、前記加圧パイプよシ土質安定剤を杭及びこぶ周囲の
   髭土に工注して固結さぜ、直後にモルタルで下端部から
   上方へ工注して周囲の空隙を埋めて安定な地業に形成さ
   せることを特徴とする下端をこぶ状に脹らませた基礎杭
   の工法。 （５）　前記決別装置の回転軸下端部に緊着された決別
   部材のコードはワイアロープでなり、所定のこぶ形に応
   じて抗生径の寸法より犬な種々の長さにする上記特許請
   求の範囲第４項（（記載の基礎杭の工法。 （６）　前記鉄筋又はアングルを組合せてなる鉄材の骨
   組は折シたたみ自在に傘骨状に組合せられ、前記円形キ
   ャビティに挿入する時は折りたたみ状態にして、挿入後
   は本来の傘状に張って広げる上記特許請求の範囲第４項
   １（記載の基礎杭の工法。 （７）　前記決別部材のコードの長さを下方に下るほど
   長くするように適宜調節することにより、円錐状又はベ
   ル状のキーヤビテイに形成１〜でなる上記特許請求の範
   囲第４項１ｃ記載の基礎杭の工法。