(57)【要約】【課題】杭を支持する支持層の支持力を向上させる杭支持構造、及び杭支持部補強方法を提供する。【解決手段】杭支持構造１０は、先端１２Ｆが支持層１４に支持された杭１２と、支持層１４の下に形成された地盤改良体２０と、を備え、支持層１４は、支持層１４が発生させる杭先端支持力Ｒｐ１で杭１２を支持し、地盤改良体２０は、地盤改良体２０が発生させる改良体支持力Ｒｐ２で支持層１４を支持し、地盤改良体２０の下の支持層下部地盤１８は、支持層下部地盤１８が発生させる支持層下部地盤支持力Ｒｐ３で地盤改良体２０を支持し、杭先端支持力Ｒｐ１より、改良体支持力Ｒｐ２及び支持層下部地盤支持力Ｒｐ３が大きく（Ｒｐ１＜Ｒｐ２≦Ｒｐ３）されている。【選択図】図１
2014152532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端が支持層に支持された杭と、
前記支持層の下に形成された地盤改良体と、を備え、
前記支持層は、前記支持層が発生させる杭先端支持力Ｒｐ１で前記杭を支持し、
前記地盤改良体は、前記地盤改良体が発生させる改良体支持力Ｒｐ２で前記支持層を支持し、
前記地盤改良体の下の支持層下部土層は、前記支持層下部土層が発生させる支持層下部地盤支持力Ｒｐ３で前記地盤改良体を支持し、
前記杭先端支持力Ｒｐ１より、前記改良体支持力Ｒｐ２及び前記支持層下部地盤支持力Ｒｐ３が大きく（Ｒｐ１＜Ｒｐ２≦Ｒｐ３）されている杭支持構造。
【請求項２】
前記地盤改良体は、高圧噴射撹拌工法により前記支持層の下に形成されている請求項１に記載の杭支持構造。
【請求項３】
杭の先端が支持される支持層又は杭の先端が支持された支持層の下に、前記支持層を支持する地盤改良体を構築する工程を有し、
前記支持層は、前記支持層が発生させる杭先端支持力Ｒｐ１で前記杭を支持し、
前記地盤改良体は、前記地盤改良体が発生させる改良体支持力Ｒｐ２で前記支持層を支持し、
前記地盤改良体の下の支持層下部土層は、前記支持層下部土層が発生させる支持層下部地盤支持力Ｒｐ３で前記地盤改良体を支持し、
前記杭先端支持力Ｒｐ１、前記改良体支持力Ｒｐ２及び前記支持層下部地盤支持力Ｒｐ３がＲｐ１＜Ｒｐ２≦Ｒｐ３の関係を満たすように前記地盤改良体の厚さと面積を決定する杭支持部補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭支持構造及び杭支持部補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、場所打ち杭や既製杭等の設計においては、杭先端を支持する支持層の支持力を算定し、算定結果に基づいて、どの支持層まで杭を延ばすかを決定していた。例えば、地表に最も近く層厚が薄い（概ね杭先端径の２倍以下）第１支持層の下に、支持力が小さい非支持層が存在し、非支持層の下に層厚が厚い第２支持層が存在する互層地盤において、第１支持層の支持強度が不足した場合には、杭長を長くし、第１支持層及び非支持層を貫通させて、第２支持層で支持させていた。この結果、杭長が長くなり、施工コストの上昇要因の１つとなっていた。
【０００３】
特に、大阪地区等に広く存在する互層地盤（支持層として使用されるＮ値の大きい砂質土と、Ｎ値の小さい粘性土が交互に積層された地盤）においては、最も地表近くにある支持層で、層厚が薄い薄層を支持層として利用出来るか否かで、杭の施工コストに大きな差が生じていた。ここに、杭を支持する支持層に、支持層本来の支持能力を十分発揮させるよう、杭先端部の支持層を地盤改良する技術が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００４】
特許文献１の既製杭の施工法は、杭先端を支持する支持層の上部を、スラリー状固化材と土砂とを撹拌混合して地盤改良し、地盤改良された支持層の上部が未硬化のうちに杭先端を埋設させる施工法である。これにより、杭先端が、地盤改良体の硬化により支持層上部で大きな支持力で支持される。また、少ない排土で支持層に杭先端を固定させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３８４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の方法は、支持層に杭先端を固定させる方法であり、支持層そのものの支持力を向上させる方法ではない。このため、支持層の層厚が薄くて支持力が不足する場合には、従来と同様に、層厚が薄い支持層と、その下の非支持層を貫通させて、層厚が厚く支持力が大きな支持層まで杭長を延長させる必要がある。
本発明は、上記事実に鑑み、杭を支持する支持層の支持力を向上させる杭支持構造、及び杭支持部補強方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明に係る杭支持構造は、先端が支持層に支持された杭と、前記支持層の下に形成された地盤改良体と、を備え、前記支持層は、前記支持層が発生させる杭先端支持力Ｒｐ１で前記杭を支持し、前記地盤改良体は、前記地盤改良体が発生させる改良体支持力Ｒｐ２で前記支持層を支持し、前記地盤改良体の下の支持層下部土層は、前記支持層下部土層が発生させる支持層下部地盤支持力Ｒｐ３で前記地盤改良体を支持し、前記杭先端支持力Ｒｐ１より、前記改良体支持力Ｒｐ２及び前記支持層下部地盤支持力Ｒｐ３が大きく（Ｒｐ１＜Ｒｐ２≦Ｒｐ３）されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、杭先端が支持された支持層の下に、支持層を支持する地盤改良体が形成されている。このとき、杭は支持層により、支持層が発生させる杭先端支持力Ｒｐ１で支持され、支持層は、地中の荷重分散を考慮した範囲（荷重分散範囲）で改良された地盤改良体により、地盤改良体が発生させる改良体支持力Ｒｐ２で支持される。また、地盤改良体は地盤改良体の下の支持層下部土層（例えば粘性土層）により、支持層下部土層が発生させる支持層下部地盤支持力Ｒｐ３で支持される。
このとき、杭先端支持力Ｒｐ１より、改良体支持力Ｒｐ２及び支持層下部地盤支持力Ｒｐ３が大きく（Ｒｐ１＜Ｒｐ２≦Ｒｐ３）されているので、地盤改良体で支持された支持層で、杭を支持することができる。即ち、支持層の下に、所定の支持力を備えた地盤改良体を形成することで、杭を支持する支持層の支持力を向上させることができる。
この結果、例えば、最も地表に近く層厚が薄い第１支持層の下に、支持力が小さい非支持層が存在し、非支持層の下に層厚が厚い第２支持層が存在する互層地盤において、第１支持層の支持強度が不足した場合に、杭長を延ばして第２支持層で支持させなくてもよくなるため、杭長を短くすることができる。  
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の杭支持構造において、前記地盤改良体は、高圧噴射撹拌工法により前記支持層の下に形成されていることを特徴としている。
請求項２に記載の発明によれば、高圧噴射撹拌工法により地盤改良体が形成される。高圧噴射撹拌工法を採用することにより、支持層を貫通させるケーシング径を細くでき、ケーシングを貫通させることによる支持層の損傷を小さく抑えて、支持層の下方に支持面積の大きい地盤改良体を構築することができる。
また、新築の杭だけでなく、建替え等で再利用する既存杭においても適用可能となる。更に、建替え時に既存杭への荷重が増加する場合でも、既存杭が支持する支持力を増すことができるので、増し杭等の対策の代替工法としても利用することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明に係る杭支持部補強方法は、杭の先端が支持される支持層又は杭の先端が支持された支持層の下に、前記支持層を支持する地盤改良体を構築する工程を有し、前記支持層は、前記支持層が発生させる杭先端支持力Ｒｐ１で前記杭を支持し、前記地盤改良体は、前記地盤改良体が発生させる改良体支持力Ｒｐ２で前記支持層を支持し、前記地盤改良体の下の支持層下部土層は、前記支持層下部土層が発生させる支持層下部地盤支持力Ｒｐ３で前記地盤改良体を支持し、前記杭先端支持力Ｒｐ１、前記改良体支持力Ｒｐ２及び前記支持層下部地盤支持力Ｒｐ３がＲｐ１＜Ｒｐ２≦Ｒｐ３の関係を満たすように前記地盤改良体の厚さと面積を決定することを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、杭先端が支持された支持層の下に、支持層下部土層を地盤改良した地盤改良体が形成され、地盤改良体が支持層を支持する。このとき、杭先端支持力Ｒｐ１、改良体支持力Ｒｐ２及び支持層下部地盤支持力Ｒｐ３が、Ｒｐ１＜Ｒｐ２≦Ｒｐ３の関係を満たす厚さと面積の地盤改良体が支持層下部土層に構築されている。
これにより、杭は支持層により、支持層が発生させる杭先端支持力Ｒｐ１で支持され、支持層は地盤改良体により、地盤改良体が発生させる改良体支持力Ｒｐ２で支持され、地盤改良体は地盤改良体の下の支持層下部土層により、支持層下部土層が発生させる支持層下部地盤支持力Ｒｐ３で支持される。
即ち、支持層の下に、所定の支持力を備えた地盤改良体を構築することで、杭を支持する支持層の支持力を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、上記構成としてあるので、杭を支持する支持層の支持力を向上させる杭支持構造、及び杭支持部補強方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る杭支持構造の基本構成を示す杭先端部の側面図及び地層の部分断面図である。
【図２】従来の杭支持構造の基本構成を説明するための杭先端部の側面図及び地層の部分断面図である。
【図３】（Ａ）は従来の杭支持構造を説明するための杭の建て込み状態を示す杭の側面図及び地層の部分断面図であり、（Ｂ）は本発明の杭支持構造を説明するための杭の建て込み状態を示す杭の側面図及び地層の部分断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る杭支持構造の地盤改良体の構築手順を概念的に示す斜視図である。
【図５】（Ａ）は本発明の実施形態に係る杭支持構造の地盤改良体の図５（Ｂ）におけるＸ２−Ｘ２線断面図であり、（Ｂ）は地盤改良体の図５（Ａ）におけるＸ１−Ｘ１線平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１の杭先端部の側面図及び杭先端部周囲地層の部分断面図に示すように、実施形態に係る杭支持構造１０は、杭１２の先端１２Ｆが砂礫層（支持層）１４で支持され、砂礫層１４の下には地盤改良体２０が形成されている。
杭１２を支持する砂礫層１４の上には中砂層１３が積層され、砂礫層１４の下にはシルト質粘土層（支持層下部土層）１６が積層され、シルト質粘土層１６の下には、砂混じりシルト質粘土層１７が積層されている。Ｎ値の欄には、これらの地層のそれぞれの支持力の大きさがＮ値で示されている。Ｎ値の実測結果は実線Ｎで示され、Ｎ値の大きい程（６０以上は６０で表示）支持力が大きい傾向を示している。
【００１５】
図１の地層では、砂礫層１４はＮ値が６０と大きく支持層を形成するが、砂礫層１４の下のシルト質粘土層１６及び砂混じりシルト質粘土層１７は、Ｎ値が１０以下と小さく、後述するように、杭１２を支持させるのに必要な支持力は期待できない。
杭１２の先端１２Ｆは、地表面からの深さがＧ１の位置（深さ３３ｍ）まで埋め込まれている。杭１２は、先端が拡径された（外径Ｄ１）拡径杭であり、支持層１４の杭先端１２Ｆから下の層厚Ｈ１は、概ね杭先端径Ｄ１の２倍以下とされている。
砂礫層１４の下端は、地表面からの深さがＧ２の位置（深さ３９ｍ）まで達しており、砂礫層１４の下には、Ｎ値が１０以下のシルト質粘土層１６が積層されている。また、杭１２の直下のシルト質粘土層１６の上部には、高圧噴射撹拌工法で地盤改良された地盤改良体２０が構築されている。地盤改良体２０は柱状に構築され、地盤改良体２０の上面は砂礫層１４の下面と当接され、砂礫層１４を支持している。ここに、地盤改良体２０の上面及び下面は、杭１２の先端１２Ｆより大きい外径Ｄ３とされ、地盤改良体２０の厚さはＨ２とされている。
【００１６】
ここに、地盤改良体２０は、杭先端１２Ｆからの荷重を分散させて支持させるため、荷重分散範囲（破線２２で示す荷重分散角の範囲内）を覆う面積に構築されている。ここに、荷重分散範囲は、杭１２からの荷重Ｐが、杭先端１２Ｆから砂礫層１４を介して伝達される範囲であり、杭１２の先端１２Ｆの外周面から、下方へ荷重分散角に沿って拡大する方向へ傾斜して設けられている。荷重分散角は、破線の直角三角形Ｋで示す斜線の傾斜角度であり、一般的には、日本建築学会が定めた建築基礎構造設計指針に従い、直角三角形の直角を挟む２辺である水平方向の長さａ辺のと、鉛直方向の長さｂの辺との比（長さａ／長さｂ）が１／２の傾斜角度とする。この結果、地盤改良体２０は、杭先端１２Ｆより大きい面積（上面の径Ｄ２）で荷重Ｐを支持することができる。即ち、単位面積当たりの負担を小さくして、荷重Ｐを支持することができる。
【００１７】
これにより、砂礫層１４は、砂礫層１４が発生させる杭先端支持力Ｒｐ１で、杭１２の先端１２Ｆを支持する。また、地盤改良体２０は、地盤改良体２０が発生させる改良体支持力Ｒｐ２で、上にある砂礫層１４を支持し、地盤改良体２０の下のシルト質粘土層１６は、シルト質粘土層１６が発生させる支持層下部地盤支持力Ｒｐ３で地盤改良体２０を支持する。ここに、日本建築学会が定めた建築基礎構造設計指針から、杭先端支持力Ｒｐ１は下記（１）式で算出される。また、改良体支持力Ｒｐ２は下記（２）式で算出され、支持層下部地盤支持力Ｒｐ３は下記（３）式で算出される。
Ｒｐ１＝１００Ｎ×Ａｐ（ｋＮ）  …  （１）
Ｒｐ２＝６Ｃｕ×Ａｐｓ（ｋＮ）  …  （２）
Ｒｐ３＝６Ｃｕ×Ａｐｄ（ｋＮ）  …  （３）
Ｎ：Ｎ値（ｋＮ）
Ａｐ：杭先端断面積（ｍ２）
Ｃｕ：粘着力（ｋＮ／ｍ２）
Ａｐｓ：地盤改良体上面の荷重分散範囲（ｍ２）
Ａｐｄ：地盤改良体下面の荷重分散範囲（ｍ２）
このとき、杭先端支持力Ｒｐ１、改良体支持力Ｒｐ２及び支持層下部地盤支持力Ｒｐ３の関係を、杭先端支持力Ｒｐ１より、改良体支持力Ｒｐ２及び改良体支持力Ｒｐ３を大きく（杭先端支持力Ｒｐ１＜改良体支持力Ｒｐ２≦改良体支持力Ｒｐ３）することで、杭１２を砂礫層１４で支持させることができる。
【００１８】
次に、従来技術と対比させて、本実施形態の具体的構成について説明する。
図２に示す従来の杭支持構造３０は、杭３２の先端３２Ｆが砂礫層（支持層）１４に支持されている。砂礫層１４の下の杭３２の直下には、地盤改良体は形成されていない。他の地層構成は、上述した図１に示す本実施形態と同じである。
図２に示す、杭３２の先端３２Ｆの支持力Ｒｐ１の算定方法は、杭先端径をＤ１としたとき、砂礫層１４の厚さＨ１が、概ね杭先端径Ｄ１の２倍以下の場合には、杭３２の先端３２Ｆを支持する砂礫層１４の先端支持力Ｒｐ１と、シルト質粘土層（支持層下部地盤）１６の支持層下部地盤支持力Ｒｐ３との比較（２つの地層のそれぞれにおける支持力のチェック）を行い、いずれか小さい方の支持力を採用して、杭３２の設計を行っていた。
【００１９】
具体的は、杭３２の先端支持力Ｒｐ１は、例えば、杭３２の杭径Ｄ１＝４．０ｍ、砂礫層１４の層厚Ｈ１を６ｍ、荷重分散角を１／２（辺ａ長さ／辺ｂ長さ＝１／２）とすると、シルト質粘土層１６の荷重分散範囲内の径Ｄ３＝１０．０ｍとなる。
杭先端支持地盤の先端支持力支持力Ｒｐ１は、上記した（１）式から、Ｒｐ１＝１００Ｎ×Ａｐ（ｋＮ）＝１００×７５×１２．５６＝９４２００ｋＮとなる。一方、支持層下部地盤支持力Ｒｐ３は、（３）式から、支持層下部地盤支持力Ｒｐ３＝６Ｃｕ×Ａｐｄ（ｋＮ）＝６×１２５×７８．５＝５８８７５ｋＮとなる。
この結果、先端支持力Ｒｐ１＝９４２００ｋＮ＞支持層下部地盤支持力Ｒｐ３＝５８８７５となる。このことから、シルト質粘土層１６の支持力が、杭３２を支持するには小さいため、杭直下の支持地盤耐力が確保できない。この場合には、更に砂礫層１４の下にあり支持力が大きい砂礫層まで、杭長を長くして杭を支持させることとなる。
【００２０】
これに対し、図１に示す本実施形態の杭先端支持力Ｒｐ１においては、杭１２の杭先端支持力Ｒｐ１は、杭径Ｄ１＝４．０ｍ、砂礫層１４の層厚Ｈ１を６ｍ、荷重分散角を１／２（辺ａ長さ／辺ｂ長さ＝１／２）として試算した結果について説明する。荷重分散角から、地盤改良体２０の上面の荷重分散範囲の径Ｄ２は、径Ｄ２＝１０．０ｍとなり、地盤改良体２０の下面の荷重分散範囲の径Ｄ３は、径Ｄ３＝１３．０ｍとなる。
上記した（１）式から、杭先端支持力Ｒｐ１＝１００Ｎ×Ａｐ（ｋＮ）＝１００×７５×１２．５６＝９４２００ｋＮとなり、（２）式から、改良体支持力Ｒｐ２＝６Ｃｕ×Ａｐｓ（ｋＮ）＝６×２１０×７８．５＝９８９１０ｋＮとなり、（３）式から、支持層下部地盤支持力Ｒｐ３＝６Ｃｕ×Ａｐｄ（ｋＮ）＝６×１２５×１３２．６＝９９４５４５０ｋＮとなる。
この結果、杭先端支持力Ｒｐ１＜改良体支持力Ｒｐ２＜支持層下部地盤支持力Ｒｐ３となり、地盤改良体２０及びシルト質粘土層１６で杭１２を支持することができる。即ち、杭１２を砂礫層１４の下方にある、支持力の大きな他の砂礫層まで長くする必要がない。
【００２１】
図３（Ａ）に示すように、従来の杭支持構造３０は、Ｎ値の大きい砂礫層１４と、Ｎ値の小さいシルト質粘土層１６が交互に積層された互層地盤においては、構造物の基礎２８の下の、荷重が小さい基礎２６は、層厚Ｈ１が薄い砂礫層１４で支持させることができる。しかし、荷重Ｐの大きい杭３２を設計する場合には、層厚Ｈ１が薄い砂礫層１４、及び支持力が小さいシルト質粘土層１６を貫通させ、砂礫層１４の下にあり層厚が十分に確保できる砂礫層２４へ杭先端を定着させていた。このため、杭３２の杭長を長くする必要があった。
【００２２】
これに対し、図３（Ｂ）に示すように、本実施形態の杭支持構造１０は、構造物の基礎２８の下の、荷重が小さい基礎２６は、従来と同様に、層厚Ｈ１が薄い砂礫層１４で支持させることができる。また、杭１２の下方の砂礫層１４の下部に、地盤改良体２０を構築している。地盤改良体２０は、上述したように、杭１２の荷重Ｐを負担する荷重分散範囲を覆う大きさで構築され、砂礫層１４を支持する。これにより、杭１２の杭長を長くすることなく、杭１２を支持することができる。
このとき、地盤改良体２０の強度（粘着力）と地盤改良体２０の厚さは、地盤改良体２０の頭部での支持力と、地盤改良体２０の下部地盤であるシルト質粘土層１６の支持力が、杭先端１２Ｆの支持力を上回るように設定する。本実施形態では地盤改良体２０の強度７００ｋＮ／ｍ２（粘着力ｃｕ＝２１０ｋＮ／ｍ２）、厚さ３ｍでこの条件を満たす。
【００２３】
地盤改良体２０は、後述する高圧噴射撹拌工法を採用することで、杭１２の下方に構築することができる。高圧噴射撹拌工法は、砂礫層１４を乱さずに、砂礫層１４の直下を地盤改良する工法である。即ち、高圧噴射撹拌工法は、小さなケーシング径（直径０．１５ｍ程度）の撹拌装置を使用して、大口径（例えば直径５．０ｍ程度）、かつ、高強度（例えば１０００ｋＮ／ｍ２以上）の地盤改良体をシルト質粘土層に構築することができる工法である。地盤改良体２０を構築するケーシング径が小さいため、ケーシングを貫通させる際の砂礫層１４の損傷を小さく抑えることができる。
【００２４】
高圧噴射撹拌工法による地盤改良体２０の構築手順は、図４（Ａ）に示すように、先ず、地上に設置させたガイドホール削孔機４０を用いて、地盤４２にケーシング４７で、ガイドホール４４を所定深さ（深さＧ３）まで削孔する。その後、ケーシング４７に造成用ロッド４６を挿入する。造成用ロッド４６の先端には、圧縮空気と固化剤を吐出させるモニター４８が取り付けられている。
次に、図４（Ｂ）に示すように、地上に設置させた施工機５０を用いて、造成用ロッド４６を回転させながら、ケーシング４４と造成用ロッド４６を同時に引き上げつつ、圧縮空気と固化剤をモニター４８まで送り、先端から吐出させる。これにより、モニター４８の周囲の地盤４２が径方向に地盤改良され、径Ｄ４の地盤改良体５２の構築が開始される。
【００２５】
次に、図４（Ｃ）に示すように、造成用ロッド４６を、回転させながら徐々に引き上げる。これにより、地盤改良体５２が下から上に向けて、順次構築される。所定の高さ（深さＧ２）まで、モニター４８から圧縮空気と固化剤を吐出させ、厚さＨ２（深さＧ３と深さＧ２の間）の地盤改良体５２を構築する。最後に、図４（Ｄ）に示すように、地盤改良体５２の構築終了後、造成用ロッド４６を引き抜く。これにより、固化剤の硬化を待って地盤改良体５２の構築が終了する。
【００２６】
上述の手順を繰り返すことで、図５（Ａ）の側面図、図５（Ｂ）の平面図に示す地盤改良体２０が構築される。図５（Ｂ）に示す、個々の円柱体が高圧噴射撹拌工法により構築された個々の地盤改良体５２であり、地盤改良体５２の一部をラップさせて地盤改良体２０が構築されている。地盤改良体２０の上面の荷重分散範囲は径Ｄ２で示され、上述の計算では径Ｄ２＝１０．０ｍとなる。また、図５（Ａ）に示す改良体２０の底面の地盤改良範囲は径Ｄ３で示され（図５（Ｂ）に示す二点鎖線５４）、上述の計算では径Ｄ３＝１３．０ｍとなる。
【００２７】
また、図５（Ｂ）の中央部のハッチングされた位置は杭１２を示している。地盤改良体５２は、杭１２を避け、杭１２の周囲から一部をラップさせて複数構築されている。即ち、地盤改良体２０は、杭１２が建て込まれた状態であっても、杭１２の下方に構築することができる。地盤改良体５２の中心の＋印は、造成用ロッド４６が挿入された中心位置を示している。
地盤改良体２０と杭１２の関係については、新築工事においては、杭１２が建て込まれる前に地盤改良体２０を構築しても、杭１２が建て込まれた後に地盤改良体２０を構築してもよい。杭１２が既存建物の杭を再利用する場合であり、先端支持力を補強する場合には、地盤改良体２０を、杭１２が建て込まれた状態で構築しなければならない。
【００２８】
なお、地盤改良工法としては、機械式の深層混合処理工法が一般的に、広く用いられている。しかし、図示は省略するが、機械式の深層混合処理工法は、地上面から所定の深さまで、攪拌機を回転させながら地盤改良してゆく工法である。攪拌機の先端には、セメントミルクを吐出するノズルと、地盤を掘削、撹拌する撹拌翼が回転可能に取り付けられている。このため、機械式撹拌方式では、地盤改良体２０を構築する際に、支持層となる砂礫層１４を大きく撹拌翼で乱すため、本実施形態においては適切でない。
【００２９】
次に、杭支持補強方法について説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る杭支持部補強方法は、杭１２の先端が支持される砂礫層１４の下に、砂礫層１４を支持する地盤改良体２０を構築する補強方法である。
このとき、杭先端支持力Ｒｐ１、改良体支持力Ｒｐ２及び支持層下部地盤支持力Ｒｐ３が杭先端支持力Ｒｐ１＜改良体支持力Ｒｐ２≦支持層下部地盤支持力Ｒｐ３の関係を満たすように、地盤改良体２０の厚さＨ２と必要改良範囲（面積Ｄ３）を構築する。
【００３０】
ここに、杭先端支持力Ｒｐ１は下記（１）式、改良体支持力Ｒｐ２は下記（２）式、支持層下部地盤支持力Ｒｐ３は下記（３）式で算出される。
Ｒｐ１＝１００Ｎ×Ａｐ（ｋＮ）  …  （１）
Ｒｐ２＝６Ｃｕ×Ａｐｓ（ｋＮ）  …  （２）
Ｒｐ３＝６Ｃｕ×Ａｐｄ（ｋＮ）  …  （３）
Ｎ：Ｎ値（ｋＮ）
Ａｐ：杭先端断面積（ｍ２）
Ｃｕ：粘着力（ｋＮ／ｍ２）
Ａｐｓ：地盤改良体上面の荷重分散範囲（ｍ２）
Ａｐｄ：地盤改良体下面の荷重分散範囲（ｍ２）
【００３１】
これにより、砂礫層１４は、砂礫層１４が発生させる杭先端支持力Ｒｐ１で杭１２を支持し、地盤改良体２０は、地盤改良体２０が発生させる改良体支持力Ｒｐ２で砂礫層１４を支持し、地盤改良体２０の下のシルト質粘土層１６は、シルト質粘土層１６が発生させる支持層下部地盤支持力Ｒｐ３で地盤改良体を支持する。
なお、上述したように、地盤改良体２０は、高圧噴射撹拌工法を用いることで杭１２が建て込まれていても構築できる。即ち、杭１２の先端１２Ｆが砂礫層１４に支持された状態でもよい。
【００３２】
本構成とすることにより、杭先端支持力Ｒｐ１より、改良体支持力Ｒｐ２及び支持層下部地盤支持力Ｒｐ３が大きく（杭先端支持力Ｒｐ１＜改良体支持力Ｒｐ２≦支持層下部地盤支持力Ｒｐ３）されているので、地盤改良体２０で支持された砂礫層１４で、杭１２を支持することができる。即ち、砂礫層１４の下に、所定の支持力を備えた地盤改良体２０を形成することで、杭１２を支持する砂礫層１４の支持力を向上させることができる。
【００３３】
この結果、例えば、層厚が薄い砂礫層１４の下に、層厚が厚い他の砂礫層が存在する互層地盤において、砂礫層１４の支持強度が不足した場合に、杭１２の杭長を伸ばして他の砂礫層で支持させなくてもよくなるため、杭１２の杭長を短くできる。
また、地盤改良体２０は、高圧噴射撹拌工法により杭１２の下方に形成されるので、新築時だけでなく、建替え等で再利用する既存杭においても適用可能である。更に、建替え時に既存杭への荷重が増加する場合でも、既存杭が支持する支持力を増すことができるので、増し杭等の対策の代替工法として利用できる。また、杭１２の種類は、現場打ち杭でも既製杭でもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１０  杭支持構造
１２  杭
１４  砂礫層（支持層）
１６  シルト質粘土層（支持層下部土層）
２０  地盤改良体  
【図１】
2014152532.tif 000003
【図２】
2014152532.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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