(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端近傍まで延びるガイド管が取り付けられた先端開放杭を打ち込み又は振動で地中に押し込み、ガイド管内の土を除去した後、ガイド管内にロッドを挿通し、ロッドを通して硬化材を高圧噴射して攪拌し、杭先端部に根固め体を造成することを特徴とする支持力向上杭の施工方法。
【請求項２】
場所打ち杭用の孔を掘削した後、先端近傍まで延びるガイド管が複数本取り付けられた鉄筋籠を建て込み、コンクリートを打設し硬化後、ガイド管内にロッドを挿通し、ロッドを通して硬化材を高圧噴射して攪拌し、先端部に根固め体を造成することを特徴とする支持力向上杭の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は打ち込み杭、場所打ち杭の支持力向上を図ることのできる杭の施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、仮設構造物等の基礎に、Ｈ型鋼等の先端開放杭を打設あるいは振動工法で打ち込んで土との間で支持力を確保して使っているが、先端支持力算定上の面積としてＨ型鋼等の実断面積が用いられることから、許容支持力を大きくとることには限界がある。大きな支持力を得るためには、周面支持力に期待するため杭長は長くならざるを得ない。
【０００３】
なお、支持力算定の面積をＨ型鋼等の閉塞断面にして支持力を大きくすることが考えられ、その場合の閉塞断面生成に用いる方法として、従来地盤改良の方法として用いられているボーリングマシンを用いて削孔し、セメントミルクを高圧噴射攪拌する方法を転用することが考えられる。
【０００４】
ボーリングマシンを用いた地盤改良の方法について図６により説明すると、まず、注水しながらボーリングマシンにより削孔し（図６（ａ））、計画深度まで削孔したとき注水を停止し（図６（ｂ））、次いで、ロッドから硬化材を高圧噴射して攪拌し（図６（ｃ））、先端部に硬化材と土が混ざった円筒形の根固め体を構築した後、ロッドを引上げる（図６（ｄ））。
【０００５】
しかし、この方法はボーリングを行うため、削孔するための反力を地上側から付与する必要があり、装置が大がかりとなるとともに、地表から杭先端部までの削孔の時間とそのための費用がかかってしまうことになる。
【０００６】
またリバース杭等の場所打ち杭では、掘削による地盤の緩みやスライム処理の問題、さらには支持地盤に作用する荷重が初めての荷重となることから、杭先端における支持力を発揮するのは、かなり沈下を生じた後となるため、大きな支持力、大きな地盤バネ値を期待することができない。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためのもので、杭長は長くすることなく、しかも特別の装置を必要とせずに大きな支持力を得ることができる杭の施工方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、先端近傍まで延びるガイド管が取り付けられた先端開放杭を打ち込み又は振動で地中に押し込み、ガイド管内の土を除去した後、ガイド管内にロッドを挿通し、ロッドを通して硬化材を高圧噴射して攪拌し、杭先端部に根固め体を造成することを特徴とする。
また、本発明は、所打ち杭用の孔を掘削した後、先端近傍まで延びるガイド管が複数本取り付けられた鉄筋籠を建て込み、コンクリートを打設し硬化後、ガイド管内にロッドを挿通し、ロッドを通して硬化材を高圧噴射して攪拌し、先端部に根固め体を造成することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図３によりＨ型鋼に適用した例について説明するが、本発明はＨ型鋼に限らず、他の先端開放杭に適用してもよい。
図１は本発明の実施の形態の例を示す図で、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は断面図である。
図示するように、Ｈ型鋼１のウエブ２に、その長さ方向に沿ってガイド管３を溶接等により取り付ける。ガイド管３は小径の高圧噴射攪拌のためのロッド４が十分に入る管径を有している。
このガイド管付きのＨ型鋼１を、打ち込みや振動で地中に押し込んでいき、ガイド管３内に詰まった土はロッドの回転および水を噴射して泥水として取り除いた後、ロッド４を挿通する。次いで、ロッド４を通してセメントミルク等の硬化材を高圧噴射して攪拌し、Ｈ型鋼１の先端部の根固めを行う。その結果、Ｈ型鋼１の幅をａ、ウエブ２の長さをｂとしたとき、ほぼａ×ｂの面積を閉塞断面として支持力を大きくすることができる。
【００１０】
図２はＨ型鋼先端部の形状を工夫した例を示す図である。
Ｈ型鋼に取り付けるガイド管はＨ型鋼先端までは延びていない。したがって、ガイド管先端から硬化材を高圧噴射したとき、ウエブ裏側の地山に十分に回り込まない場合がある。そこで、図２（ａ）では、先端部ウエブに矩形の開口５を形成し、高圧噴射攪拌した硬化材をこの開口を通して裏側地山にも十分に回り込ませ、Ｈ型鋼先端部に確実に根固め体を造成し、造成された根固め体とＨ型鋼との付着を確保している。
【００１１】
図２（ｂ）では先端部ウエブに末広がりの台形状に切欠６を形成し、この切欠を通して硬化材を裏側地山にも十分に回り込ませ、Ｈ型鋼先端部に根固め体を造成してＨ型鋼との付着を確保している。
【００１２】
図２（ｃ）では先端部ウエブに直角矩形状の切欠７を形成し、地中に押し込んでいくときの強度を確保するために先端部フランジに補強鋼板８を取り付けたものである。この場合も切欠７を通して硬化材を裏側地山にも十分に回り込ませ、Ｈ型鋼先端部に根固め体を造成してＨ型鋼との付着を確保している。
【００１３】
図２（ｄ）は先端部ウエブに楕円形（もしくは円形）の開口９を形成し、この開口を通して硬化材を裏側地山にも十分に回り込ませ、Ｈ型鋼先端部に根固め体を造成してＨ型鋼との付着を確保するようにしている。
【００１４】
図３は本発明で使用する小型高圧噴射攪拌機械を説明する図である。
従来工法で杭先端部に根固め体を作ろうとすると、ボーリングマシンにより地表から杭先端部までの削孔を行う必要があり、削孔に要するトルクと削孔反力を必要とし、このためモータからロッドに大きな回転トルクを伝えるためベルト、数多くのギア、クラッチ等の伝達装置を介することから、高圧噴射攪拌機械の装置は大きく機械重量も大きなものとなっていた。
【００１５】
これに対し、本発明では地表からＨ型鋼等杭先端部までの削孔が不要となるため、削孔のための所要回転トルクおよび所要削孔反力も小さなものですむことになる。このことから、本発明で使用する小型高圧噴射攪拌機械は、図３に示すように、Ｈ型鋼１に取付けられたガイド管３を通して挿入されたロッド４に、少ない伝達装置でモータ（図示せず）の回転をロッドに伝える機構とすることができる。図３に示した例では、ロッドの固定方法はロータリーテーブル１２のセンターホール部分で把持するセンターグリップ式で上端をスイベル１１で支持し、回転力の伝達方式はロータリーテーブル式としたセンターホール型であり、小型、軽量という特徴を有している。ロッドを通しての高圧噴射は超高圧ポンプ１３を通して行っている。
【００１６】
次に、本発明を場所打ち杭に適用した例を図４、図５により説明する。以下では、リバース杭の例を説明するが、本発明は他の場所打ち杭にも適用できることは言うまでもない。
図４はガイド管を取り付けた鉄筋籠を示す図、図５はリバース工法による場所打ち杭の施工例であり、施工順序を説明する図である。
図４に示すように、鉄筋籠２０には複数本のガイド管２１が取付けられており、前述したように内部にロッドを通して高圧噴射するために使用する。
図５において、まずスタンドパイプを建て込み、ハンマークラブで中堀りし（図５（ａ））、リバース機を据付けて給水し、坑内水位レベルを地下水レベルＷＬに対して２ｍ以上として静水圧により孔壁を保護する（図５（ｂ））。次いで、リバース機先端の回転ビットで掘削し、循環水の逆還流によって土砂を地上の沈殿槽へ排出する（図５（ｃ））。掘削終了後、図４に示した鉄筋籠を建て込み（図５（ｄ））、次いで、鉄筋籠内にトレミー管を挿入して、スライム処理（水置換法でスライムを除く）を行う（図５（ｅ））。次いで、トレミー管を通してコンクリートを打設し（図５（ｆ））、スタンドパイプを引き抜いて施工が終了する（図５（ｇ））。コンクリート硬化後、ガイド管にロッドを通して硬化材を高圧噴射攪拌して周囲の地山に回り込ませて根固め体を造成する。杭先端に根固め体を造成しているため、大きな先端支持力、大きな先端地盤バネ値が得られる。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、打ち込む前にＨ型鋼等にガイド管を取付け、Ｈ型鋼等と一緒に打ち込み、その後、小径の高圧噴射攪拌用のロッドをこのガイド管に挿入、先端部まで降下させた後、小型の高圧噴射攪拌機械により杭先端の根固めを行うようにしたので、以下（１）〜（３）のような効果が得られる。
（１）支持力および地盤バネ値の向上
▲１▼先端開放杭の場合
打ち込み後の先端支持力算定上の面積を実断面積ではなく、Ｈ型鋼等の閉塞断面とすることができ、地盤バネ値の計算も閉塞断面で行うことができる。
▲２▼場所打ち杭の場合
リバース杭等の場所打ち杭でも、大きな先端支持力、大きな先端地盤バネ値を期待することができる。
（２）施工時間の短縮
地表から杭先端まではガイド管の中に小径の高圧噴射攪拌用ロッドを下ろすだけでよいので、ボーリングによる削孔が不要となること、高圧噴射攪拌機械を小型化できることにより機械の据え付け、移動時間の短縮により施工時間を短くできる。
【００１８】
（３）工事費の削減
▲１▼ボーリングによる削孔時間が不要となることから工事費を削減できる。
▲２▼高圧噴射攪拌機械の小型化による機械損料を減少させることができる。
▲３▼高圧噴射攪拌機械の小型化による機械据え付け、移動時間の短縮による工事費
の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の例を示す図である。
【図２】  Ｈ型鋼先端部の形状を工夫した例を示す図である。
【図３】  本発明で使用する小型高圧噴射攪拌機械を説明する図である。
【図４】  ガイド管を取り付けた鉄筋籠を示す図である。
【図５】  リバース工法施工順序を説明する図である。
【図６】  ボーリングマシンを用いた地盤改良方法を説明する図である。
【符号の説明】
１…Ｈ型鋼、２…ウエブ、３…ガイド管、４…ロッド、５…矩形の開口、６…台形状切欠、７…矩形状切欠、８…補強板（あるいは鋼板）、９…楕円形（もしくは円形）の開口、１１…スイベル、１２…ロータリーテーブル、１３…超高圧ポンプ、２０…鉄筋籠、２１…ガイド管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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