(57)【要約】【課題】高炉水砕スラグを用いて基礎杭として利用できる締固め杭を合理的かつ経済的に造成する。【手段】高炉水砕スラグにセメント，石灰等のアルカリ刺激材と水とを混合して成る杭材料に静的な押圧力を作用させ、押圧によって増大する杭体の強度と断面積との積が所定値以上になった段階で押圧を停止して、所定の鉛直耐力を具えた杭体を造成する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉水砕スラグにセメント，石灰等のアルカリ刺激材と水とを混合して成る杭材料に静的な押圧力を作用させ、押圧によって増大する杭体の強度と断面積との積が所定値以上になった段階で押圧を停止して、所定の鉛直耐力を具えた杭体を造成することを特徴とする高炉水砕スラグを用いた締固め杭の造成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、高炉水砕スラグを用いた締固め杭の造成方法に関するものである。
【０００１】
【従来の技術】
高炉水砕スラグにセメント，石灰等のアルカリ刺激材と水とを混合した杭材料を用いて造成した締固め杭を基礎杭として利用することは既知であるが（特開２００２−３０２９３１号公報参照）、このような締固め杭を合理的かつ経済的に造成する技術は未だ確立されていない。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題（本発明の目的）は、前記事情に鑑み、高炉水砕スラグを用いて基礎杭として利用できる締固め杭を合理的かつ経済的に造成する技術を確立し、提供することにある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の高炉水砕スラグを用いた締固め杭の造成方法（以下、本発明の方法という）では、高炉水砕スラグにセメント，石灰等のアルカリ刺激材と水とを混合して成る杭材料に静的な押圧力を作用させ、押圧によって増大する杭体の強度と断面積との積が所定値以上になった段階で押圧を停止して、所定（設計上、上部構造物の荷重および地盤の支持力から決定される）の鉛直耐力を具えた杭体を造成するようにしている。
【０００４】
前記構成から明らかなように、本発明の方法では、杭材料に作用させる押圧力を管理して、造成される杭体の鉛直耐力（強度と断面積の積）を所定の設計値以上にし、基礎杭として利用できる締固め杭を造成するようにしている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の方法における杭の造成は、従来周知の静的な締固め砂杭造成の場合と同様に、杭造成用のケーシングを原地盤の所定深度まで貫入した後、ケーシングの引抜き工程でケーシングの引抜きと再貫入を繰り返し、引抜き時にケーシングの下端から引抜き跡に排出した杭材料を、再貫入時にケーシングの下端で静的に押圧して締固める、という態様でなされ、この際、杭材料を押圧する力（押圧力）は通常、ケーシング再貫入の油圧値で表される。
【０００６】
本発明の方法では、高炉水砕スラグにセメント，石灰等のアルカリ刺激材と水とを混合して成る杭材料が、前述のようにして押圧されて締固められた後、硬化して、一定の強度（一軸圧縮強度）を具有する杭体が形成されるが、本発明者らが行った実験の結果によれば、前記杭体の強度と押圧力との間には、アルカリ刺激材の混合量ごと、および、地盤の硬さ（砂質地盤の場合のＮ値や粘性土地盤の場合の一軸圧縮強度）ごとに、一定の関係がある。
【０００７】
そして、アルカリ刺激材の混合量は、多いほど杭体の強度は増大するが、一応、これをコスト面等から適正と考えられる一定量（例えば、重量比で８％）に定め、また、予め検知した原地盤の硬さが鉛直方向に図１に示すように変化していると仮定すると、図２に示すような関係図が作成できる。
【０００８】
図２により、例えば、地盤の硬さがＮ３のところで押圧力Ｐ１を作用させて造成した杭体の強度はＱ１であることが判るので、このようにして求めた杭体の強度に杭体の断面積を掛ければ杭体の鉛直耐力を求めることができるが、この杭体の断面積は次に示す式（１）により算出すればよい。
【０００９】
【数１】
2004211408.tif 000002
【００１０】
式（１）の説明図である図３において、１は杭造成用のケーシング、２は先に造成された杭体、３はケーンシング１の下端から杭体２の上方に排出された杭材料の柱体、４は造成中の杭体であり、杭体４は柱体３をケーシング１の下端で押圧して締固めることによって形成される。
【００１１】
柱体３の体積に対する杭体４の体積の変化を表す式（１）中の係数ＳＶと、柱体３に作用させた押圧力との間には、地盤の硬さごとに、図４に示すような一定の関係があり、係数ＳＶはこの関係から求めることができる。
【００１２】
本発明の方法では、前述のようにして造成中の杭体４の強度と断面積との積を連続的もしくは断続的に求め、これが所定値（所要の鉛直耐力）以上になった段階で押圧を停止（ケーシング１の再貫入を停止）するが、これら一連の計算や操作は、適宜の管理システムに所要のデータを入力することにより、自動的、かつ、即時的に行われるようにすることができる。
【００１３】
なお、本発明の方法を杭の全長に亙って適用するか、或いは、所定の長さ部分にのみ適用するかは、その何れでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】地盤の硬さの鉛直方向の変化の一例図である。
【図２】図１に示す地盤の硬さごとの杭体の強度と押圧力との関係図である。
【図３】造成中の杭体の断面積を求める式の説明図である。
【図４】図１に示す地盤の硬さごとの係数ＳＶと押圧力との関係図である。
【符号の説明】
１：ケーシング、２：杭体、３：柱体、４：杭体。
【図１】
2004211408.tif 000003
【図２】
2004211408.tif 000004
【図３】
2004211408.tif 000005
【図４】
2004211408.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成15年5月26日(2003.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】高炉水砕スラグにセメント，石灰等のアルカリ刺激材と水とを混合して成る杭材料に静的な押圧力を作用させ、押圧によって増大する杭体の強度と断面積との積が所定値以上になった段階で押圧を停止して、所定の鉛直耐力を具えた杭体を造成することを特徴とする高炉水砕スラグを用いた締固め杭の造成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、高炉水砕スラグを用いた締固め杭の造成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高炉水砕スラグにセメント，石灰等のアルカリ刺激材と水とを混合した杭材料を用いて造成した締固め杭を基礎杭として利用することは既知であるが（特開２００２−３０２９３１号公報参照）、このような締固め杭を合理的かつ経済的に造成する技術は未だ確立されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題（本発明の目的）は、前記事情に鑑み、高炉水砕スラグを用いて基礎杭として利用できる締固め杭を合理的かつ経済的に造成する技術を確立し、提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の高炉水砕スラグを用いた締固め杭の造成方法（以下、本発明の方法という）では、高炉水砕スラグにセメント，石灰等のアルカリ刺激材と水とを混合して成る杭材料に静的な押圧力を作用させ、押圧によって増大する杭体の強度と断面積との積が所定値以上になった段階で押圧を停止して、所定（設計上、上部構造物の荷重および地盤の支持力から決定される）の鉛直耐力を具えた杭体を造成するようにしている。
【０００５】
前記構成から明らかなように、本発明の方法では、杭材料に作用させる押圧力を管理して、造成される杭体の鉛直耐力（強度と断面積の積）を所定の設計値以上にし、基礎杭として利用できる締固め杭を造成するようにしている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の方法における杭の造成は、従来周知の静的な締固め砂杭造成の場合と同様に、杭造成用のケーシングを原地盤の所定深度まで貫入した後、ケーシングの引抜き工程でケーシングの引抜きと再貫入を繰り返し、引抜き時にケーシングの下端から引抜き跡に排出した杭材料を、再貫入時にケーシングの下端で静的に押圧して締固める、という態様でなされ、この際、杭材料を押圧する力（押圧力）は通常、ケーシング再貫入の油圧値で表される。
【０００７】
本発明の方法では、高炉水砕スラグにセメント，石灰等のアルカリ刺激材と水とを混合して成る杭材料が、前述のようにして押圧されて締固められた後、硬化して、一定の強度（一軸圧縮強度）を具有する杭体が形成されるが、本発明者らが行った実験の結果によれば、前記杭体の強度と押圧力との間には、アルカリ刺激材の混合量ごと、および、地盤の硬さ（砂質地盤の場合のＮ値や粘性土地盤の場合の一軸圧縮強度）ごとに、一定の関係がある。
【０００８】
そして、アルカリ刺激材の混合量は、多いほど杭体の強度は増大するが、一応、これをコスト面等から適正と考えられる一定量（例えば、重量比で８％）に定め、また、予め検知した原地盤の硬さが鉛直方向に図１に示すように変化していると仮定すると、図２に示すような関係図が作成できる。
【０００９】
図２により、例えば、地盤の硬さがＮ３のところで押圧力Ｐ１を作用させて造成した杭体の強度はＱ１であることが判るので、このようにして求めた杭体の強度に杭体の断面積を掛ければ杭体の鉛直耐力を求めることができるが、この杭体の断面積は次に示す式（１）により算出すればよい。
【００１０】
【数１】
2004211408.tif 000007
【００１１】
式（１）の説明図である図３において、１は杭造成用のケーシング、２は先に造成された杭体、３はケーンシング１の下端から杭体２の上方に排出された杭材料の柱体、４は造成中の杭体であり、杭体４は柱体３をケーシング１の下端で押圧して締固めることによって形成される。
【００１２】
柱体３の体積に対する杭体４の体積の変化を表す式（１）中の係数ＳＶと、柱体３に作用させた押圧力との間には、地盤の硬さごとに、図４に示すような一定の関係があり、係数ＳＶはこの関係から求めることができる。
【００１３】
本発明の方法では、前述のようにして造成中の杭体４の強度と断面積との積を連続的もしくは断続的に求め、これが所定値（所要の鉛直耐力）以上になった段階で押圧を停止（ケーシング１の再貫入を停止）するが、これら一連の計算や操作は、適宜の管理システムに所要のデータを入力することにより、自動的、かつ、即時的に行われるようにすることができる。
【００１４】
なお、本発明の方法を杭の全長に亙って適用するか、或いは、所定の長さ部分にのみ適用するかは、その何れでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】地盤の硬さの鉛直方向の変化の一例図である。
【図２】図１に示す地盤の硬さごとの杭体の強度と押圧力との関係図である。
【図３】造成中の杭体の断面積を求める式の説明図である。
【図４】図１に示す地盤の硬さごとの係数ＳＶと押圧力との関係図である。
【符号の説明】
１：ケーシング、２：杭体、３：柱体、４：杭体。