JPS63277319A - 壁状摩擦杭の打設方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば粘性土層や泥炭層のような軟弱地盤上
に土木・建築構造物を構築する際の基礎に好適な摩擦杭
の打設方法に関し、更に詳しくは、局部的に結束した袋
状体を地盤中に位置させ、その袋状体内にモルタル等の
充填材を圧入して膨出させ周囲の地盤に押し入るように
して大きな支持力を得る摩擦杭の打設方法に関するもの
である。

［従来の技術］ 杭基礎は土木・建築構造物を構築する際の基礎として掻
く一般的に用いられている。

杭は先端支持杭と摩擦杭とに大別できる。先端支持杭は
、杭の先端が岩盤や硬い砂礫層など十分な支持力を有す
る層に達しているものであり、杭が支える荷重の大部分
は杭先端からこれらの層に伝達される。それに対して摩
擦杭は砂層やシルト層、粘性土層等に打ち込まれるもの
で、先端が支持層まで達せず、荷重は杭とその周辺の土
との摩擦により地盤中に伝えられる。

［発明が解決しようとする問題点］ 先端支持杭を打ち込めば最も確実であるが、支持層が深
い場合には技術的に困難であったり経済的に負担が大き
い等の問題が生じる。そのため摩擦杭が用いられること
も多い。

しかし粘性土層や泥炭層のように地盤が軟弱で摩擦力が
小さい場合には、通常の摩擦杭では杭支持力が小さく杭
基礎の施工が不可能となる場合が生じる。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、特に従来技術では摩擦力を得にくい軟弱地盤において
も大きな支持力を得ることができ、且つ容易に施工でき
る摩擦杭の打設方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 地盤と杭との摩擦力は地盤の性格のみで決まる訳ではな
く、地盤と杭との組み合わせで決まる。従って従来の杭
では十分な摩擦力が得られなかった泥炭層のような超軟
弱地盤であっても、杭の形状や構造を変えることによっ
て摩擦力を大きくすることは可能である。しかし大きな
摩擦力が働く杭は、当然のことながら打ち込むために大
きな力が必要である。杭の無理な打ち込みによって周囲
の土を撹乱し摩擦支持力が失われてしまうことも生じう
るし、打ち込み自体が不可能となる場合もある。

本発明はこのような不合理を避けて容易に打設でき、且
つ大きな支持力が得られるように工夫した方法である。

即ち本発明は、局部的に結束した袋状体を地盤中に位置
させ、その袋状体の内部にモルタルやコンクリート等の
充填材を圧入し膨出させて周囲の地盤に押し入るように
し、そのまま硬化させる摩擦杭の打設方法である。

ここで「局部的に結束した」とは、その個所が他の個所
と異なり自由に膨出できない状態、言い換えると膨出を
ある程度拘束しうる状態をいう。

地盤中に袋状体を位置させる方法としては、例えば袋状
体を内蔵したケーシングパイプを地盤中打ち込み、袋状
体を残してケーシングパイプを抜き取る方法がある。そ
の他、地盤中に予め孔を穿設して、その中に袋状体を挿
入する方法でもよいし、地盤中に予め孔を形成すること
なく、袋状体を棒状あるいは板状の押し込み部材に沿わ
せて保持し、そのまま押し込み、押し込み部材のみを引
き抜く方法でもよい。特にこれらの方法を採用すれば、
袋状体の形状によっては壁状（平面状あるいは曲面状等
）の摩擦杭を打設することも可能となる。

［作用］ 地盤中に位置する袋状体の内部にモルタル等の充填材を
圧入すると、咳袋状体の非結束部分が膨出し、周囲の地
盤に押し入るように変形しそのまま硬化する。

袋状体を地盤中に挿入するのは掻く簡単に行うことがで
きる。し、その後咳袋状体が膨出して周囲の地盤に押し
入るため、地盤が撹乱されることが少ない。杭の膨張変
形によって抗周囲の地盤が圧密され、その部分の地盤強
度が増加し、杭周面と接触上との密着が強固になるし接
触面積も増大するため大きな摩擦支持力が得られる。

本発明で打設された杭は局部的に膨出した形状となるか
ら、上記のような圧密効果のほかに、膨出部分が下方か
ら支えられる効果も加わり、杭による支持力は一層増大
する。

それ故、本発明による摩擦杭は、従来極めて困難であっ
た超軟弱地盤等でも施工できる点で甚だ有効である。

［実施例コ 第１図は本発明に係る摩擦杭の打設方法の一実施例を示
す工程説明図である。この実施例では鉄製のケーシング
パイプを利用して地盤中に孔を形成すると同時に袋状体
を挿入している。

先ず同図Ａに示すように、先端に着脱自在のコーン部１
０を装着した鉄製ケーシングパイプ１２を用意し、その
内部に強靭な布等がらなり細長形状で中間に適当な間隔
をおいてバンド１４を取り付けて局部的に膨張しないよ
うに結束した袋状体１６を挿入する。袋状体１６の底部
はコーン部１０に固定しておく。このようなケーシング
パイプ１２を地盤１８の所定の位置に既知の方法で打ち
込む。

次に同図Ｂに示すように、コーン部１ｏがらケーシング
パイプ１２を離脱させてケーシングパイプ１２のみを引
き抜く。これによって袋状体１６が孔２０内に設置され
た状態となる。

次に同図Ｃに示すように袋状体１６の上部がらモルタル
２２を圧入する。超軟弱地盤等では杭の自重が問題とな
ることもあるから、そのような場合にはアルミニウム粉
末を加えた発泡性モルタルや軽量骨材を用いる軽量モル
タル等を圧入する。モルタル２２を圧入すると、バンド
１４で結束した部分は変形しないが、それ以外の非結束
部分は圧入モルタルによって膨張し、周囲の地盤に押し
入るように変形する。その変形量は圧入するモルタルの
量で制御できる。そのまま圧力をかけた状態で硬化させ
ると、同図Ｃに示すように複雑な形状の摩擦杭を形成す
ることができる。

このようにすると、膨出により周囲の地盤が圧密され、
地盤強度が増加し杭支持力が高まるし、断面形状が一定
の単なる棒状の杭とは異なり周囲の地盤との接触面積も
増えるし沈下に対する抵抗力も大きくなり、大きな荷重
を支えることが可能となる。

なお上記の実施例では鉄製ケーシングパイプ１２を利用
して直接地盤中に打ち込むように構成したが、予め掘削
装置により孔を穿設し、その孔に袋状体１４を挿入する
ことも可能である。

但し、地盤が弱（孔壁がくずれ易い場合には、上記実施
例に示すようなケーシングパイプを利用して打ち込む方
法が有利である。

第２図および第３図は本発明の他の実施例を示す説明図
である。ここでは地盤中に予め形成した孔に袋状体を挿
入する方法が採用されている。この実施例では面状の袋
状体２４が採用される。そしてその袋状体２４の適宜個
所に、複数の結束金具２６を段違いとなるように交互に
設け、その個所では袋状体２４の両面の間隔が広がらな
いように拘束している。

このような袋状体２４は、例えば超軟弱地盤に開渠や暗
渠を通す場合に極めて好都合である。

その場合の平面図を第３図に示す。開渠３０等の設置ル
ートに対して直角方向に長幅となる溝孔を形成し、それ
に前記袋状体２４を挿入する。

そしてモルタル等を圧入し、非結束部分を膨出させて周
囲の地盤に押し入るようにする。このようにして適宜間
隔で摩擦杭３２を形成し、その上に開渠３０や暗渠等を
施工すればよい。

袋状体に形成する結束部分の形成位置や個数あるいはそ
の形状等は地盤の状況等に応じて適宜変更することがで
きる０例えば柱状の場合、袋状体を強靭な材質の布やシ
ート等から構成し、太い筒状にして局部的にバンドで縛
る構造にしでもよいし、非結束部分が膨張できるように
「ひだ」を付けた構造、更には布の織り目かある程度法
がるような構造でもよい、あるいはゴムのようにそれ自
身が変形しうる材料で袋状体を製作してもよい。袋状体
自体を強度の大きな材料で構成すれば、曲げ強度を大き
くできる。

局部的に結束する例としては、前記バンドや金具を使用
するものの他、袋状体の材質によっでは、ある面積だけ
縫い合わせたり、熱溶着あるいは接着等による固定など
であってもよい。

また地盤中での垂直性や直線性を確実に保だせるために
、袋状体の内部に鉄筋や鉄パイプあるいはプラスチック
パイプ等の補強材を挿入し、その後モルタルあるいはコ
ンクリート等を圧入することもできる。

上下の膨出部の間隔が狭ければ杭の実効径が大きくなっ
たのと等価となり、圧密による摩擦面の広がりも加わっ
て抗が支持され、また上下の膨出部の間隔が広がれば該
膨出部を下方から　　　“直接支える力が大きな影響を
及ぼす。いずれにしても比較的少ないモルタル量によ７
て大きん支持力を発現させることができる。

袋状体１６．２４を地盤１８中に位置させるには、前記
各実施例のように鉄製ケーシングパイプを用いてもよい
し、予め孔を穿設しておいて挿入してもよく、あるいは
第４図に示すように袋状体１６．２４の形状に応じた棒
状あるいは板状の押し込み部材４０に前記袋状体１６゜
２４を沿わせて先端部を保持させ、そのまま地！１８中
に押し込み、その後、押し込み部材４０のみを引き抜く
ような方法でもよい。

必要があれば、袋状体１６．２４の内部に前述のような
補強材を入れることもできる。

［発明の効果］ 本発明は上記のように地盤中に位置する局部的に結束し
た袋状体の内部にモルタル等の充填材を圧入することに
より膨出させ周囲の地盤に押し入るようにした摩擦杭の
打設方法であるから、膨出によって杭周囲の地盤が圧密
され、その部分の地盤強度が増加し、杭周面と接触上と
の密着が強固になるし、また接触面積も増大するため杭
による支持力は非常に大きくなる。また袋状体の非結束
部分のみが膨出する構造だから、従来の単純な棒状の杭
とは異なり地盤との間に大きな摩擦力が得られる。これ
らの効果によって十分大きな支持力を発現させることが
でき、従来工法では困難であった泥炭層のような超軟弱
地盤であっても、杭基礎を施工し、その上に土木・建築
構造物を構築することが可能となる効果がある。

また本発明では、地盤に孔を掘削する場合でも、その断
面積は小さくてよく掘削ボリュームが少なくて済み極め
て経済的であるし、使用する材料も袋状体とその中に圧
入されるモルタルやコンクリート等であり、しかも全体
的に注入するのとは異なり局部的にしか膨出しないため
モルタル等の使用量も節約でき、その点でも経済的であ
る。

更に柱状のみならず壁状（面状）の摩擦杭も容易に構成
できるなど自由度が大きいから、上部構造物に適した杭
基礎を構築できるし、圧密効果により同時に周囲の地盤
改良も行なえる等の利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１１１ｍＡ、Ｂ、Ｃは本発明に係る摩擦杭の打設方法
の一実施例を示す工程説明図、第２図は本発明で用いら
れる袋状体の他の例を示す説明図、第３図はそれを用い
た杭基礎の施工例を示す平面図、第４図は袋状体を地盤
へ挿入する他の例を示す説明図である。 １２・・・ケーシングバイブ、１４・・・バンド、１６
．２４・・・袋状体、１８・・・地盤、２０・・・孔、
２２・・・モルタル、２６・・・結束金具。 特許出願人　　　応用地質株式会社 代　　理　　人　　　　　茂　　見　　　　　穣第１図 Ａ　　　　Ｂ　　　　　Ｃ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、局部的に結束した袋状体を地盤中に位置させ、該袋
   状体の内部に充填材を圧入し膨出させて周囲の地盤に押
   し入るようにし、そのまま硬化させることを特徴とする
   摩擦杭の打設方法。