(57)【要約】【課題】杭の支持力を確実に発現させるとともに、スラグの挿入を簡便に行うことにより、杭の施工性を大きく向上させることができる既製杭を提供すること。【解決手段】膨張性及び固化性を有するスラグをバインダにより一体化して形成したスラグ層１を杭２の外周部に配設する。【選択図】  図１
2004169303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膨張性及び固化性を有するスラグをバインダにより一体化して形成したスラグ層を杭の外周部に配設したことを特徴とする既製杭。
【請求項２】
前記スラグ層を型枠で成形したことを特徴とする請求項１記載の既製杭。
【請求項３】
支持力を取りたい地盤に対応した既製杭の長さ方向の所定位置にスラグ層を配設したことを特徴とする請求項１又は２記載の既製杭。
【請求項４】
既製杭の杭頭付近の外周部にそれ以外の部分のスラグ層よりも大径のスラグ層を配設したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の既製杭。
【請求項５】
バインダがアスファルト、セメント、合成樹脂等の硬化性材料であることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の既製杭。
【請求項６】
膨張性及び固化性を有するスラグを透水性を有する容器に収容し、該容器を既製杭の外周部に配設したことを特徴とする既製杭。
【請求項７】
支持力を取りたい地盤に対応した既製杭の長さ方向の所定位置に容器を配設したことを特徴とする請求項６記載の既製杭。
【請求項８】
既製杭の杭頭付近の外周部にそれ以外の部分の容器よりも大径の容器を配設したことを特徴とする請求項６又は７記載の既製杭。
【請求項９】
前記スラグが、製鋼スラグ、ゴミ焼却スラグ、汚泥スラグの１種若しくは２種以上の混合物からなることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の既製杭。
【請求項１０】
前記スラグに、膨張性を消失した製鋼スラグ、高炉スラグ、フェロアロイスラグ、水砕スラグ、銅製錬スラグ、赤泥、フライアッシュ、ゴミ焼却灰、ガラス破砕物、廃石膏、コンクリート廃材等の産業廃棄物、石膏、生石灰、セメント、砕石、土砂、粘土等の建築用材料、人工材料、鉱物の１種若しくは２種以上を混合した、膨張性及び固化性を有するスラグの膨張性及び固化性を利用できるものであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９記載の既製杭。
【請求項１１】
請求項１〜１０記載の既製杭が嵌合する杭孔を掘削し、該杭孔に既製杭を建て込むことを特徴とする既製杭の施工法。
【請求項１２】
支持力を取りたい地盤に対応した既製杭の長さ方向の所定位置にスラグを配設することを特徴とする請求項１１記載の既製杭の施工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既製杭及びその施工法に関し、特に、杭の支持力を確実に発現させるとともに、スラグの挿入を簡便に行うことにより、杭の施工性を大きく向上させることができる既製杭及びその施工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スラグを用いた既製杭の施工法として、本件出願人により発明された杭の施工法がある（特願２００１−３９８６９７号参照）。
【０００３】
この杭の施工法は、掘削孔内に杭を建て込むとともに、該杭の外周部及び／又は内部に、膨張性を有するスラグを充填し、該スラグを膨張させることにより杭の支持力を高めるようにしたことを特徴としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の既製杭の施工法では、スラグを帯状の袋に収納して杭の周囲に配設することから、袋が一定の形状を保持することができず、杭を建て込むときに、孔壁が緩んだり、袋が破損したりするおそれを有している。
【０００５】
本発明は、上記従来の既製杭の施工法が有する問題点に鑑み、杭の支持力を確実に発現させるとともに、スラグの挿入を簡便に行うことにより、杭の施工性を大きく向上させることができる既製杭及びその施工法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本第１発明の既製杭は、膨張性及び固化性を有するスラグをバインダにより一体化して形成したスラグ層を杭の外周部に配設したことを特徴とする。
【０００７】
この既製杭は、膨張性及び固化性を有するスラグをバインダにより一体化して形成したスラグ層を杭の外周部に配設することから、支持力を取りたい地盤に適切な形状のスラグを正確に挿入することができ、これにより、杭の支持力を確実に発現させるとともに、スラグの挿入を簡便に行うことにより、杭の施工性を大きく向上させることができる。
【０００８】
この場合において、前記スラグ層を型枠で成形することができる。
【０００９】
これにより、スラグ層を既製杭に正確に配設することができる。
【００１０】
また、支持力を取りたい地盤に対応した既製杭の長さ方向の所定位置にスラグ層を配設することができる。
【００１１】
これにより、支持力を取りたい地盤にスラグを正確に配設し、杭の支持力をより確実に発現させることができる。
【００１２】
また、既製杭の杭頭付近の外周部にそれ以外の部分のスラグ層よりも大径のスラグ層を配設することができる。
【００１３】
これにより、既製杭の水平耐力を増大させることができる。
【００１４】
また、バインダをアスファルト、セメント、合成樹脂等の硬化性材料とすることができる。
【００１５】
これにより、スラグ層を既製杭の外周部に低コストにて配設することができる。
【００１６】
一方、本第２発明の既製杭は、膨張性及び固化性を有するスラグを透水性を有する容器に収容し、該容器を既製杭の外周部に配設したことを特徴とする。
【００１７】
この既製杭は、膨張性及び固化性を有するスラグを透水性を有する容器に収容し、該容器を既製杭の外周部に配設することから、支持力を取りたい地盤に適切な形状のスラグを孔壁を緩めることなく正確に挿入することができ、これにより、杭の支持力を確実に発現させるとともに、スラグの挿入を簡便に行うことにより、杭の施工性を大きく向上させることができる。
【００１８】
この場合において、支持力を取りたい地盤に対応した既製杭の長さ方向の所定位置に容器を配設することができる。
【００１９】
これにより、支持力を取りたい地盤にスラグを正確に配設し、杭の支持力をより確実に発現させることができる。
【００２０】
また、既製杭の杭頭付近の外周部にそれ以外の部分の容器よりも大径の容器を配設することができる。
【００２１】
これにより、既製杭の水平耐力を増大させることができる。
【００２２】
また、前記膨張性及び固化性を有するスラグとしては、製鋼スラグ（転炉スラグ及び／又は電気炉スラグ（酸化スラグ及び／又は還元スラグ）をいい、ここでは、特に、エージング処理を行っていない製鋼スラグのほか、エージング処理を部分的に行うことにより膨張性を調整した製鋼スラグ等の膨張性を消失させていない製鋼スラグをいう。）、ゴミ焼却スラグ、汚泥スラグの１種若しくは２種以上の混合物を用いることができる。
さらに、膨張性及び固化性を有するスラグは、単独で用いるほか、これに、膨張性を消失した製鋼スラグ、高炉スラグ、フェロアロイスラグ、水砕スラグ、銅製錬スラグ、赤泥、フライアッシュ、ゴミ焼却灰、ガラス破砕物、廃石膏、コンクリート廃材等の産業廃棄物、石膏、生石灰、セメント、砕石、土砂、粘土等の建築用材料、人工材料、鉱物の１種若しくは２種以上を混合した、膨張性及び固化性を有するスラグの膨張性及び固化性を利用できるものを用いることができる。
【００２３】
これにより、掘削部底面の地盤の緩みを一般の土砂よりも比重の重いスラグで圧密することにより防止することができ、また、施工後、充填した製鋼スラグ等の膨張性及び固化性を有するスラグが吸水し、膨張固化することによって、緩んだ掘削部底面の地盤を圧密にすることができるものとなる。
また、既製杭、特に、荷重伝達が滑らかな節杭において、杭周囲に配設したスラグが膨張、固化することにより、一体性が高く確実に荷重をスラグを介して地盤に伝える粘りのある支持力特性を発揮することができる。
また、産業廃棄物である製鋼スラグ等の有効利用を図ることができ、循環型社会形成の促進に寄与することができる。
【００２４】
そして、本発明の既製杭の施工法は、請求項１〜１０記載の既製杭が嵌合する杭孔を掘削し、該杭孔に既製杭を建て込むことを特徴とする。
【００２５】
この既製杭の施工法は、請求項１〜１０記載の既製杭が嵌合する杭孔を掘削し、該杭孔に既製杭を建て込むことから、支持力を取りたい地盤に適切な形状のスラグを正確に挿入することができ、これにより、杭の支持力を確実に発現させるとともに、スラグの挿入を簡便に行うことにより、杭の施工性を大きく向上させることができる。
【００２６】
この場合において、支持力を取りたい地盤に対応した既製杭の長さ方向の所定位置にスラグを配設することができる。
【００２７】
これにより、支持力を取りたい地盤にスラグを正確に配設し、杭の支持力をより確実に発現させることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の既製杭及びその施工法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１に、本第１発明の既製杭の一実施例を示す。
この既製杭は、膨張性及び固化性を有するスラグをバインダにより一体化して形成したスラグ層１を杭２の外周部に配設している。
このスラグ層１は、図１（ａ）、（ｃ）、（ｅ）に示すように、既製杭２の全長に亘って設けることも可能であるが、図１（ｂ）、（ｄ）に示すように、部分的に設けることも可能である。この場合、スラグ層１は、いずれも既製杭２の全周に亘って配設されている。
【００３０】
また、スラグ層１は、バインダとしてアスファルトやセメント、合成樹脂等の硬化性材料（図示省略）を使用し、型枠を用いて成形するようにしている。
また、直接、既製杭の周囲に吹き付け等することにより配設することもできる。
このスラグ層１は、内側のスラグが吸水できるように、スラグ層１の内部まで透水性を付与して形成されている。
【００３１】
この場合、図１（ｂ）、（ｄ）に示すように、既製杭２の先端部を含め、支持力を取りたい地盤に対応した既製杭２の長さ方向の所定位置にスラグ層１を配設することもでき、これにより、支持力を取りたい地盤にスラグを正確に配設し、杭の支持力をより確実に発現させることができる。
【００３２】
また、図１（ｂ）に示すように、杭径を上部構造物を支持するのに必要な鉛直支持力に見合う大きさとするとともに、既製杭の杭頭２ａ付近の外周部にそれ以外の部分のスラグ層１ａよりも大径のスラグ層１ｂを配設することもでき、これにより、既製杭２の水平耐力を増大させ、地震等によって大きな水平力が杭頭付近に作用して、これに対応することができるものとなる。
【００３３】
一方、本第２発明の既製杭２は、図２に示すように、膨張性及び固化性を有するスラグを透水性を有する容器３に収容し、該容器３を既製杭２の外周部に配設している。
この場合、スラグの容器３としては、容器３そのものが一定形状を維持するとともに、地中でスラグの膨張を妨げないものが好適であり、ある程度の弾性を備えていてもよい。
既製杭２への容器３の取付方法は、図２（ｃ）に示すように、例えば、容器３を分割した筒状体３１となし、これら複数の筒状体３１をフック３２や環３３等の接続手段により接続し固定することができる。
【００３４】
この場合、既製杭２は、その先端部を含め、支持力を取りたい地盤に対応した既製杭２の長さ方向の所定位置に容器３を配設することができ、これにより、支持力を取りたい地盤にスラグを正確に配設し、杭の支持力をより確実に発現させることができる。
【００３５】
また、図２（ｂ）に示すように、杭径を上部構造物を支持するのに必要な鉛直支持力に見合う大きさとするとともに、既製杭２の杭頭２ａ付近の外周部にそれ以外の部分の容器３ａよりも大径の容器３ｂを配設することにより、既製杭の水平耐力を増大させることができる。
【００３６】
このような本第１、第２発明の既製杭２において、前記膨張性及び固化性を有するスラグとしては、スラグの膨張性を利用しながら、併せて固化性も重要視するため、遊離ＣａＯや遊離ＭｇＯ等の膨張、固化成分を含有する膨張性及び固化性を有するスラグを用いるようにする。
この膨張性及び固化性を有するスラグとしては、製鋼スラグ（転炉スラグ及び／又は電気炉スラグ（酸化スラグ及び／又は還元スラグ）をいい、ここでは、特に、エージング処理（具体的には、特に限定されるものではないが、例えば、約１００℃の蒸気中で１００時間程度保持したり、長期間屋外に野積みすることによる安定化処理）を行っていない製鋼スラグのほか、エージング処理を部分的に行うことにより膨張性を調整した製鋼スラグ等の膨張性を消失させていない製鋼スラグをいう。）、ゴミ焼却スラグ、汚泥スラグの１種若しくは２種以上の混合物を用いることができる。
さらに、膨張性及び固化性を有するスラグは、単独で用いるほか、これに、膨張性を消失した製鋼スラグ、高炉スラグ、フェロアロイスラグ、水砕スラグ、銅製錬スラグ、赤泥、フライアッシュ、ゴミ焼却灰、ガラス破砕物、廃石膏、コンクリート廃材等の産業廃棄物、石膏、生石灰、セメント、砕石、土砂、粘土等の建築用材料、人工材料、鉱物の１種若しくは２種以上を混合した、膨張性及び固化性を有するスラグの膨張性及び固化性を利用できるものを用いることができる。
これにより、掘削部底面の地盤の緩みを一般の土砂よりも比重の重いスラグで圧密することにより防止することができ、また、施工後、充填した製鋼スラグ等の膨張性及び固化性を有するスラグが吸水し、膨張固化することによって、緩んだ掘削部底面の地盤を圧密にすることができるものとなる。
また、既製杭、特に、荷重伝達が滑らかな節杭において、杭周囲に配設したスラグが膨張、固化することにより、一体性が高く確実に荷重をスラグを介して地盤に伝える粘りのある支持力特性を発揮することができる。
また、産業廃棄物である製鋼スラグ等の有効利用を図ることができ、循環型社会形成の促進に寄与することができる。
【００３７】
次に、本第１、第２発明の既製杭を用いた施工法の実施例を説明する。
この既製杭の施工法は、前記外周部にスラグが配設された既製杭を用い、該既製杭が嵌合する杭孔を掘削して、該杭孔に既製杭を建て込むようにする。
【００３８】
この場合、支持力を取りたい地盤に対応した既製杭の長さ方向の所定位置にスラグを配設することにより、支持力を取りたい地盤にスラグを正確に配設し、杭の支持力をより確実に発現させることができる。
【００３９】
この既製杭の施工は、例えば、下記のような手順で行うことができる。
１．予め、杭径又はスラグ径分、地盤をプレボーリングして掘削土を全て地上に排出する。
２．工場又は現場で、スラグ層１の形態又は容器３に収容した状態で、スラグを杭の２外周部に配設する。
３．杭を杭孔に建て込む。
この場合、杭を建て込むと同時に、地上から別途スラグ、掘削土等の充填材を補助的に投入して孔壁との間隙を埋めてもよい。
また、杭は、コンクリート製節杭、コンクリート製丸杭、複合杭、鋼管杭等の既製杭を用いることができる。
【００４０】
かくして、本実施例の既製杭及びその施工法は、下記の効果を奏する。
１．支持力を取りたい地盤に対応する杭外周に、予めスラグを配設して建て込むことから、支持地盤に正確にスラグを配設して、大きい支持力を発現することができる。
２．杭頭付近のスラグ径を大径とすることにより、水平耐力を増大させることができる。
３．鉛直支持力に見合った最小径の杭を使用することができ、水平方向の曲げに対しては、杭頭付近のスラグ径を大径にして水平抵抗を増大させ、杭断面積を増すことなく経済的な杭基礎を施工することができる。
４．プレボーリングして既製杭を建て込むだけであるので、充填物を充填したり、造成する肯定をはぶくことができ、これにより、施工能率を大幅に向上させることができる。
５．杭を構築する地盤の性状や構築する杭の目的に応じて、充填するスラグの種類、配合等により膨張率を調整することができる。
例えば、粘土層では生石灰等を混合したスラグを対応させて吸水、発熱し硬化させ、併せて粘土層も改良する。砂層では膨張率の大きいエージング処理を行っていない製鋼スラグ（還元スラグ）等を混合し、膨張させることにより、砂層を効果的に締め固める。
これにより、孔壁周囲地盤の相対密度を高め、孔壁からの側圧を高めることにより、スラグの膨張力で杭を拘束し、支持力を増大させることができる。
【００４１】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明の既製杭及びその施工法は、この実施例の記載に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜に変更することが可能である。
【００４２】
【発明の効果】
本第１発明の既製杭によれば、膨張性及び固化性を有するスラグをバインダにより一体化して形成したスラグ層を杭の外周部に配設することから、支持力を取りたい地盤に適切な形状のスラグを正確に挿入することができ、これにより、杭の支持力を確実に発現させるとともに、スラグの挿入を簡便に行うことにより、杭の施工性を大きく向上させることができる。
【００４３】
この場合、前記スラグ層を型枠で成形することにより、スラグ層を既製杭に正確に配設することができる。
【００４４】
また、支持力を取りたい地盤に対応した既製杭の長さ方向の所定位置にスラグ層を配設することにより、支持力を取りたい地盤にスラグを正確に配設し、杭の支持力をより確実に発現させることができる。
【００４５】
また、既製杭の杭頭付近の外周部にそれ以外の部分のスラグ層よりも大径のスラグ層を配設することにより、既製杭の水平耐力を増大させることができる。
【００４６】
また、バインダをアスファルト、セメント、合成樹脂等の硬化性材料とすることにより、スラグ層を既製杭の外周部に低コストにて配設することができる。
【００４７】
一方、本第２発明の既製杭によれば、膨張性及び固化性を有するスラグを透水性を有する容器に収容し、該容器を既製杭の外周部に配設することから、支持力を取りたい地盤に適切な形状のスラグを孔壁を緩めることなく正確に挿入することができ、これにより、杭の支持力を確実に発現させるとともに、スラグの挿入を簡便に行うことにより、杭の施工性を大きく向上させることができる。
【００４８】
この場合、支持力を取りたい地盤に対応した既製杭の長さ方向の所定位置に容器を配設することにより、支持力を取りたい地盤にスラグを正確に配設し、杭の支持力をより確実に発現させることができる。
【００４９】
また、既製杭の杭頭付近の外周部にそれ以外の部分の容器よりも大径の容器を配設することにより、既製杭の水平耐力を増大させることができる。
【００５０】
また、前記膨張性及び固化性を有するスラグとしては、製鋼スラグ、ゴミ焼却スラグ、汚泥スラグの１種若しくは２種以上の混合物を用いることができ、さらに、膨張性及び固化性を有するスラグは、単独で用いるほか、これに、膨張性を消失した製鋼スラグ、高炉スラグ、フェロアロイスラグ、水砕スラグ、銅製錬スラグ、赤泥、フライアッシュ、ゴミ焼却灰、ガラス破砕物、廃石膏、コンクリート廃材等の産業廃棄物、石膏、生石灰、セメント、砕石、土砂、粘土等の建築用材料、人工材料、鉱物の１種若しくは２種以上を混合した、膨張性及び固化性を有するスラグの膨張性及び固化性を利用できるものを用いることにより、掘削部底面の地盤の緩みを一般の土砂よりも比重の重いスラグで圧密することにより防止することができ、また、施工後、充填した製鋼スラグ等の膨張性及び固化性を有するスラグが吸水し、膨張固化することによって、緩んだ掘削部底面の地盤を圧密にすることができるものとなる。また、産業廃棄物である製鋼スラグ等の有効利用を図ることができ、循環型社会形成の促進に寄与することができる。
【００５１】
そして、本発明の既製杭の施工法によれば、請求項１〜１０記載の既製杭が嵌合する杭孔を掘削し、該杭孔に既製杭を建て込むことから、支持力を取りたい地盤に適切な形状のスラグを正確に挿入することができ、これにより、杭の支持力を確実に発現させるとともに、スラグの挿入を簡便に行うことにより、杭の施工性を大きく向上させることができる。
【００５２】
この場合、支持力を取りたい地盤に対応した既製杭の長さ方向の所定位置にスラグを配設することにより、支持力を取りたい地盤にスラグを正確に配設し、杭の支持力をより確実に発現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本第１発明の既製杭の一実施例を示し、（ａ）は丸杭の外周部全体にスラグ層を配設した例を示す断面図、（ｂ）は杭頭付近の外周部に大径のスラグ層を配設した例を示す断面図、（ｃ）は節杭の外周部全体にスラグ層を配設した例を示す断面図、（ｄ）は節杭の外周部に部分的にスラグ層を配設した例を示す断面図、（ｅ）は節杭の外周部全体に厚くスラグ層を配設した例を示す断面図である。
【図２】本第２発明の既製杭の一実施例を示し、（ａ）は丸杭の外周部全体にスラグを収納した容器を配設した例を示す断面図、（ｂ）は杭頭付近の外周部に大径のスラグを収納した容器を配設した例を示す断面図、（ｃ）は容器の一例を示す分解斜視図、（ｄ）は節杭の外周部全体にスラグを収納した容器を配設した例を示す断面図、（ｅ）は節杭の外周部に部分的にスラグを収納した容器を配設した例を示す断面図、（ｆ）は節杭の外周部全体に厚いスラグを収納した容器を配設した例を示す断面図である。
【符号の説明】
１    スラグ層
２    既製杭
２ａ  杭頭
３    容器
３１  筒状体
３２  フック
３３  環
【図１】
2004169303.tif 000003
【図２】
2004169303.tif 000004