JPS62215719A

JPS62215719A - 既製杭の施工方法

Info

Publication number: JPS62215719A
Application number: JP5368986A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Saka; 阪　正行
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1986-03-13
Filing date: 1986-03-13
Publication date: 1987-09-22
Anticipated expiration: 2009-07-27
Also published as: JPH0656017B2

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、既製杭の施工を小規模な設備により、低公害
で行なう方法を提供するものである。

（従来の技術及び問題点）従来、既製杭の低公害施工法には、セメントミルク工法
に代表されるプレポーリング工法力ある。このプレポー
リング工法では、沈設する杭の外径より大きな径の孔を
機械的に掘削する必要があるため、掘削抵抗が大きく大
型の施工機械を要し、他の付属設備を含めるとかなり犬
がかりな設備となっていた。

また、プレボーりングエ法の場合、オーガースクリュー
などで、地盤を乱しながら掘孔するので孔中にセメント
ミルクなどの固結性液を注入置換する際、スジイムの沈
降により充分な先端支持力が得難い。従って、先端拡大
根固め工法の様に、杭先端部を拡大掘削するか、高圧ジ
ェットにより杭先端部忙セメントミルクによる球根を造
成し、杭の支持力を増大させる方法がとられている。し
かし、これらは支持力という点でみれば、打込まれた杭
に比べ一般に低いものであった。これは球根造成時に、
やはり、周辺地盤をゆるめる結果であり、またゆるめら
れた地盤中にセメントミルクやセメントモルタルを注入
撹拌するため造成された球根状物も地下水で薄められた
り、土壌と混合されるために固結強度が低く、ばらつき
も大きくゆるめられた先端部地盤を改良して、補強修復
する効果があるにすぎなかった。

さらに、高圧ジェットにより杭先端部にセメントミルク
による球根を造成する場合、高圧噴射によれば、孔中の
泥状上とセメントミルクの置換性が悪く、球根造成後、
杭を所定深度まで沈設することが困難な場合があった。

本発明は、上述した様な従来技術における欠点の解消を
図ったもので、小型の施工機械で杭先端部の地盤金ゆる
めることなく、先端支持力の大きな既製杭の施工方法を
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段〉本発明は、掘削ビラトラ先端に有する掘削ロッドを回転
させ、ビット部より掘削液を１００ｖ−以上の高圧で噴
射しながら下降させ、土壌を噴射流により掘削混合撹拌
せしめて、地中に流動性をもった泥状の孔を形成し、所
定の深度に達したならば、所定深度付近の、杭径の少な
くとも２倍の区間長を前記高圧噴射により拡大掘削した
のち：掘削液を固結性流動化剤に切り換え　掘削ロッド
内に設置された別系統の低圧用注入管を介して２０勾／
ｃｍ２以下の圧力で噴射しながら該掘削ロッドを回収し
、ついで、この孔中に杭の先端部に筒状袋体をゼする既
製杭を所定深度まで圧入等により沈設したのち、該筒状
袋体と連結された連結管により、固結性流動物を該筒状
袋体内に注入し、筒状袋体を地中で膨張固化させる既製
杭の施工方法である。

本発明で用いる掘削ビットは、水平に、もしくは水平と
下方との両方に噴射できる噴射孔を有している。これら
噴射孔の一部、または全部から、掘削液ｆｆ：１００　
Ｋｆ／−以上の高圧で噴射させながら回転下降させる。

掘削ビットの径は掘削液の循環ヲスムーズにするもので
、掘削ロッドより多少大きな外径を有することで十分で
ある。

必要噴射圧力は、周辺地盤の土質性状により異なるが、
ゆるい砂質土層ややわらかい粘性土層では、１００〜２
００　Ｋ４Ａ％よく締った砂質土層や硬い粘性土層では
、２００に９１０１！、以上、好ましくは２５０　Ｋｇ
／ｃｅｌ１前後の噴射圧が好ましい。

掘削液の圧力を上記に設定して噴射す°れば、容易に杭
が沈設可能な領域を流動化することが出来る。また、噴
射流による掘削性の悪い固結粘性土層や、孔壁安定性の
悪い砂礫地盤を掘孔する場合には、掘孔速度を低くおさ
えなければならないが、この様な地盤を効率よく流動化
し安定させるには、補助的に撹拌羽根を設置すれば、地
盤の撹拌効果が改善され、掘孔能率を落すことなく施工
することが可能である。

ここで用いる撹拌羽根は、掘削ビット上方に接続された
掘削ロッド側面に設ｉｉ、ｌされ、その設置すべき位置
は、掘削ピット上方約５ｏｃｒｒ１が好ましい。

さらに、撹拌羽根の大きさは沈設しようとする杭の外径
か、これより多少大きい程度が望ましい。

本発明で用いる掘削液は、特忙限定することはなく、水
、循環泥水またはベントナイト泥水等の地盤安定液があ
げられる。流動化を促進するために、必要に応じて、粘
性土には界面活性剤を、砂質土には砂質土の粒度分布に
よってシリカゾルなどのシキソトロビー付与剤、メチル
セルローズなどの水溶性糊料金適宜配合するとよい。本
発明で用いる固結性流動化剤は、セメントミルクなどの
セメント硬化体である。

固結性流動化剤の噴射は、噴射圧による分離、急結及び
掘削孔中の泥状上との置換性をよくし、杭の沈設を容易
ならしめるために、２０にり／ｃｍ２以下の圧力で行な
う。また、この時、施工能率を落とさないために、噴射
量は、できるだけ多く、たとえば、２００１７分程度噴
射できればよい。

従って、掘削液を高圧で噴射する系統とは別に、掘削ロ
ッド内に設置された系統を用いて大量に噴射する。

本発明で用いる既製杭には、先端部忙筒状袋体を取りつ
けである。−例としてあげると、核となる既製杭の先端
部外周に筒状袋体をかぶせて、この筒状袋体の両端部を
杭周面にバンド、接着剤もしくはこれらの組合せにより
取り付けたものである。ここで、筒状袋体を有する既製
杭が、筒状袋体内に固結性流動物を注入後、一体化して
挙動するためには、鉛直方向に杭径の少なくとも２倍の
区間長、筒状袋体を膨張拡大させる必要がある。

従って、筒状袋体が膨張拡大するためには、鉛直方向忙
、杭径の少なくとも２倍の区間、拡大掘、削する必要が
ある。

この筒状袋体が取りつけられた既製抗体には、杭沈設後
、固結性流動物を注入する注入口を設置しておき、この
注入口に連結管を継ぎ、ポンプ等によって固結性流動物
を注入する。

この時、固結性流動物を袋体に注入するのに用いる連結
管は、杭を回転して沈設する場合、杭、中空部に設置す
るのがよい。しかし、杭を回転して沈設しない場合、た
とえば、自重・圧入等で沈設できる場合は、杭の外側に
設置することも可能である。

本発明で用いる筒状袋体は、ナイロン、ポリエステル、
ビニロンなどの繊維を基布として使用するカ、高分子系
フィルムシートあるいはゴム製の筒シート、金属箔によ
ってもよい。

杭の沈設は、自重・圧入・回転・高周波バイブレーショ
ンもしくはこれらの組合せにより行なう。

杭沈設後、筒状袋体内に注入する固結性流動物としては
、セメント系ミルクやモルタル等がｌ’られる。

固結性流動物を注入することにより、筒状袋体はふくら
み掘削された拡大掘削孔中に球根を形成し固結後は、核
となる杭と一体化し、先端部の拡大された杭をつくる。

袋体が十分膨張したかどりかの確認は、ポンプの注入圧
力および注入量全計測することにより行なうことが出来
る。既製杭としては、コンクリート杭や鋼管杭等を使用
する。

本発明を施工子［Ｋ沿って、図面を参照しながら以下に
説明する。

まず、杭埋設位置に掘削機本体を移動し、掘削ロッドを
杭芯に合わせる。掘削ロッドｌに埋設しようとする杭径
以上のオーガービット２（好ましくは＋Ｚｏｏｍ程度）
を取り付け、第１囚図に示すように深さ１〜２ｍ程度、
表層部を掘削する。

浅層部掘削を行なった時には、その後掘削ロッドｌを引
き抜き、この掘削孔に杭径より１００■程度大きく、か
つ、逸水を生じない深さのケーシング３全水頭の保持、
排泥水の循環処理の為、設置する。

次に、第１　（Ｂ）図に示すように掘削ビット５を先端
に有する掘削ロッドを回転させ、ビット部より掘削液を
水平方向にもしくは下方と水平方向とに１００　Ｋｆ／
−以上の高圧で噴射しながら下降し、順次、掘削ロッド
を接合し、所定の深度まで掘削する。

所定深度に達したならば、第１　（Ｃ）図に示すように
、所定深度付近を高圧噴射することにより拡大掘削する
。拡大掘削を行なうためには、掘削エネルギーを大きく
する必要があり、その手段として、噴射圧を２００　Ｋ
９７−以上、好ましくは、２５０に９／ｃ１１ｉ　にし
たり、拡大掘削長を反復掘削したり、掘進速度を掘孔速
度より遅くしたり、掘削ロッドの回転数を下げたり、あ
るいは、これらの組み合せを用いる。

拡大掘削後、掘削液を固結性流動化剤に切り換え、掘削
液注入管とは別系統の低圧用注入管より固結性流動化剤
を注入する。（第１■図）。固結性流動化剤を注入した
後、第１　ＣＤ図に示すように掘削ロッドを回収し、第
１（３）図に示すように流動化された泥状孔に中に、先
端部に筒状袋１１ｉ有した既製杭１０を挿入する。

順次、通常の既製杭１２ヲ袋体を有した既製杭１０に接
合することにより所定位置に沈設する。ここで、既製杭
１２と袋体を有した既製杭用との接合および既製杭１２
同士の接合は、溶接による接合、ねじによる接合、また
は、ボルトによる接合で行なう。

杭沈設後筒２及び３図に示すように杭先端部に設置した
注入口１５よりポンプによって、固結性流動物を筒状袋
体１１内に圧入し、該筒状袋体を膨張拡大させて第１（
Ｇ）図に示すように施工を完了する。

実施例本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。

まず、杭芯に施工機を移動し、第１（Ａ）図に示す様に
オーガービット２で表層部の障害物を取り除く。次に第
１（Ｂ）図に示すように、４５０簡径のケーシング３を
設置した。このケーシング３には、泥水を循環するため
の泥水ポンプ４が取り付けである。その後、外径８５１
１ＩＩＩφの掘削ロッドＩＫ外径２００■φの掘削ビッ
ト５を取り付け、スイベル６全通して循環した泥水を掘
削液として、掘削ビット５に設置した二つのノズルから
水平方向および下方に高圧噴射しながら所定の深度（１
５ｆｆｌ）まで掘削した。この時の掘削条件は、掘削ロ
ッドの回転数：４０ｒｐｍ、掘進速度＝１〜２ｍ／分、
掘削液の噴射量：５０〜７０ｔ／分、噴射圧カニ深度１
２ｍまで１ｏ　ｏ　〜１　ｓ　ｏ　Ｋｇ／ｄ、深度１５
ｆｆｉまで２５０　Ｋｐ／ｄ。

掘孔内の流動化を促進し杭の沈設を容易にするため、掘
削ビットの上部に撹拌羽根９を補助的に取付けた。

所定の深度１５ｍまで掘進した後、第１　（Ｃ”１図に
示すように拡大掘削を行なう。拡大掘削の条件は掘削ロ
ッドｌの回転数２　Ｏｒｐｍ　、掘進速度０．５ｍ１分
、掘削液の噴射量１００〜１４０１７分、噴射圧カニ２
５ＧＫｇ／ａＡで行ない、３ｍ長掘削した。その後、第
１（至）図、（ト）図に示すように拡大掘削７に固結性
流動化剤Ｃを注入圧２０　Ｋ９／ｃｎの低圧で２００１
注入した。ここで用いた固結性流動化剤は、Ｗ／Ｃ；６
７チのセメントミルクにプリージング防止剤をセメント
重量比０．５　％添加したものである。

固結性流動化剤ｃ’２注入する低圧用注入管１７は、第
４図に示すように、掘削ロッド１内に設置されたものを
用いた。固結性流動化剤Ｃを注入後、第１＠図に示すよ
うに、掘削ロッド１およびビットを回収した。

次に、あらかじめ先端部にナイロンとポリエステル混紡
の筒状袋体１１を取り付けた外４％３５０ｍφのコンク
リート杭ｌＯを第１（巧図に示すように挿入し、順次、
通常の既製杭１２’ｉ、ねじによる接合法を用いて沈設
した。

杭の沈設は、はぼ１５ｍ付近まで杭自重のみによって沈
設できた。杭の沈設工程において、杭１０゜１２を接続
する際、杭先端部の袋体に固結性流動物を注入する第２
及び第３図に示す連結管１３をつないだ。杭沈設完了後
、第１　（Ｑ１図に示すように、この連結管にポンプを
接続し、固結性流動物を注入し、筒状袋体１１を膨張さ
せた。

ここで用いた固結性流動物は、水セメント比６７％のセ
メントミルクにプリージング防止剤を対セメント比Ｉｑ
６添加したものである。固結性流動物を注入することに
よって、筒状袋体が十分膨張したかどうかの判断は、ポ
ンプの圧力および注入量によって行なった。今回、注入
量は、袋体からの脱水量も考慮し、６００ｔとした。注
入圧は、注入量が所定量の６００６に達したので、８Ｋ
ｐ／−で止めた。

１７　ＯＫ９／ｃｄ　　のナイロンとビニロンの混紡で
長さ２．６ｍ、最大膨張径が６００ｗφとなるものを使
用した。

今回用いた筒状袋体を有する杭は、第２因、３図に示す
よう忙、全長３ｍ長の既製杭１０に筒状袋体１１′ｆ：
かぶせ、筒状袋体の両端を鋼製バンド１４と接着材とを
用いて取り付けたものである。

（発明の効果ン本発明の工法によれば、掘削液を１００　Ｋｇ／１−１
１！以上の高圧で噴射しながら掘進するので、掘削抵抗
が小さくて済み、従来工法のように大きなトルクを有す
る機械や太い掘削ロッドを必要とせず、通常のポーリン
グと同様小型機械で長距離を容易に掘進することが出来
る。

また、小径のビットでも、水平方向の高圧噴射によって
生ずる噴流によって広範囲に土壌を流動化することがで
きるので大径の流動孔を掘削することができる。

筒状袋体内に１固結性流動物を圧力をかけて注ＸＩ　　
　　　ｉ５浮傾；りに寸　１−側序シ巨考ｊト　１　Ｌ
　　　イ均冶ト晶を田Ｍ　４４１０と固結性流動物との
隔壁となり、品質の安定した球根体が造成でき、かつ、
掘削時に緩められた周辺地盤を袋体の膨張圧力により復
元できるので、杭と球根体が一体し、球根体は地盤に強
固に定着され大きな先端支持力が得られる。

その結果、小さい杭で大きな支持力が得られるようにな
り、構造物の基礎として経済的な設計が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の工程を示す概要図であり、第１（Ａ
）図は、表層掘削工程、第１（Ｂ）図は、高圧噴射による掘削工程、第１　（Ｃ
’）図は、高圧噴射による拡大掘削工程、第１（至）図
は、低圧による固結性流動化剤注入工程、第１（日間は、掘削ロッド、掘削ビットの回収工程、第１（Ｆ５図は、杭の沈設工程、第１　（Ｇ）図は、杭沈設後、筒状袋体を膨張させた本
発明工法の完成図第２図は、本発明における既製杭の一実施態様の一部切
欠断面図。第３図は、同じく施工例断面図。第４図は、掘削ロッドの横断面図である。１“・・掘削ロッド、　　　２・・・オーガービット、
３・・・ケーシング、　　　４・・・排泥循環ポンプ、
５・・・掘削ビット、　　６・・・スイベル、７・・・
拡大掘削部、　　　８・・・噴射ノズル、９・・・撹拌
羽根、１０・・・筒状袋体を有した既製杭、１１・・・
筒状袋体、１２・・・既製杭、１３・・・連結管、１４
°・・パン　ド、１５・・・注入口、１６・・・（高圧
噴射用）注入管、１７・・・低圧用注入管、Ｇ・・・地盤、　　Ｋ・・・掘削孔、　　Ｃ・・・固結
性流動化剤、特許出願人　旭化成工業株式会社（Ａ）（Ｂ）第１図（Ｃ）　　　　　　　　　（Ｄ）第２図　　　　　　第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

掘削ビットを先端に有する掘削ロッドを回転させ、ビッ
ト部より掘削液を１００Ｋｇ／ｃｍ＾３以上の高圧で噴
射しながら下降させ、土壌を噴射流により掘削混合撹拌
せしめて地中に流動性をもつた泥状の孔を形成し、所定
の深度に達したならば、所定深度付近の杭径の少なくと
も２倍の区間長を前記高圧噴射により拡大掘削したのち
、掘削液を固結性流動化剤に切り換え、掘削ロッド内に
設置された別系統の低圧用注入管を介して、２０Ｋｇ／
ｃｍ＾２以下の圧力で噴射しながら該掘削ロッドを回収
し、ついでこの孔中に先端部に筒状袋体を有する既製杭
を所定深度まで圧入等により沈設したのち、該筒状袋体
と連結された連結管により、固結性流動物を該筒状袋体
内注入し、筒状袋体を地中で膨張固化させることを特徴
とする既製杭の施工方法