(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物と地盤中の支持層とを連結するためのマイクロパイルにおいて、
地盤に形成された掘削孔に加圧注入されて硬化したグラウトから成る杭体であって、少なくともその下端部分が前記支持層の中を延在している杭体と、
前記杭体のグラウトの中に埋設されて前記杭体の長手方向に延在する互いに略々同心的な鋼管型補強材及び中心配置の棒鋼型補強材と、
前記杭体の上端に設けられ、前記鋼管型補強材及び前記棒鋼型補強材が接合された、該マイクロパイルの杭頭を前記構造物に連結するための杭頭連結構造とを備え、
前記鋼管型補強材は、前記杭体の上端から前記杭体の前記下端部分の中まで延在して、その外周面が前記杭体のグラウトで覆われており、
前記棒鋼型補強材は、前記杭体の上端から前記杭体の下端まで延在して、その下端部分が前記鋼管型補強材の下端から延出して前記杭体のグラウトで覆われており、
前記鋼管型補強材は複数の鋼管セグメントの端部どうしを連結して構成されており、前記棒鋼型補強材は複数の棒鋼セグメントの端部どうしを連結して構成されており、
前記鋼管型補強材の内周面と前記棒鋼型補強材の外周面との間の空間に、前記杭体のグラウトが充填されており、
更に、前記杭体の上端部分の外周面を覆って前記杭体の上端部分を補強する補強用スリーブを備えており、該補強用スリーブの上端部分が前記構造物に埋設され下端部分が地盤に埋設されている、
ことを特徴とするマイクロパイル。
【請求項２】
前記補強用スリーブは、前記掘削孔を形成するために使用されたケーシングを構成していた複数のケーシングセグメントのうちの、残置された少なくとも１個のケーシングセグメントにより構成されていることを特徴とする請求項１記載のマイクロパイル。
【請求項３】
構造物と地盤中の支持層と連結するためのマイクロパイルの構築方法において、
複数のケーシングセグメントを継ぎ足しながら地盤を掘削して、それらケーシングセグメントで構成されたケーシングを備えた掘削孔を、少なくともその下端部分が前記支持層の中を延在するようにして形成するステップと、
前記掘削孔に、複数の鋼管セグメントの端部どうしを連結して構成される鋼管型補強材と、複数の棒鋼セグメントの端部どうしを連結して構成される棒鋼型補強材とを挿入するステップであって、その際に、前記鋼管型補強材及び前記棒鋼型補強材が互いに略々同心的に前記掘削孔の長手方向に延在し、前記棒鋼型補強材が中心配置され、前記鋼管型補強材が前記掘削孔の上端から前記掘削孔の前記下端部分の中まで延在し、且つ、前記棒鋼型補強材が前記掘削孔の上端から前記掘削孔の下端まで延在して、この棒鋼型補強材の下端部分が前記鋼管型補強材の下端から延出するようにする、補強材挿入ステップと、
前記掘削孔にグラウトを充填するステップと、
前記ケーシングを引き揚げて前記複数のケーシングセグメントのうちの少なくとも幾つかを除去することにより、前記ケーシングにより覆われていた前記掘削孔の内壁面を露出させるステップと、
前記掘削孔にグラウトを加圧注入して硬化させることにより、その外周面にグラウト／地盤接合部を有する杭体を形成するステップと、
前記杭体の上端部分の外周面を覆って前記杭体の上端部分を補強する補強用スリーブを前記杭体の上端部分に設けるステップと、
前記杭体の上端に、前記鋼管型補強材及び前記棒鋼型補強材に接合された、該マイクロパイルの杭頭を前記構造物に連結するための杭頭連結構造を設けるステップと、
を含むことを特徴とするマイクロパイルの構築方法。
【請求項４】
前記補強用スリーブの上端部分を前記構造物に埋設し下端部分を地盤に埋設することを特徴とする請求項３記載のマイクロパイルの構築方法。
【請求項５】
前記ケーシングを引き揚げて前記複数のケーシングセグメントのうちの少なくとも幾つかを除去する際に、それら複数のケーシングセグメントのうちの少なくとも１個のケーシングセグメントを前記掘削孔の上端部分に残置し、その残置したケーシングセグメントで前記補強用スリーブを構成することを特徴とする請求項３記載のマイクロパイルの構築方法。
【請求項６】
前記複数のケーシングセグメントのうち残置すべきケーシングセグメントを除いた全てのケーシングセグメントを除去した後に、前記掘削孔へのグラウトの加圧注入を１回の作業で行うことを特徴とする請求項３記載のマイクロパイルの構築方法。
【請求項７】
前記複数のケーシングセグメントを１個除去するごとに、前記掘削孔へのグラウトの加圧注入を反復して実行することを特徴とする請求項３記載のマイクロパイルの構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロパイルおよびその構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロパイルとは直径300mm以下の小径の場所打ち杭及び埋込み杭の総称であり、構造物の杭基礎の構築、既設構造物の耐震補強（増杭工法）、地盤補強、斜面の安定化などをはじめとする数多くの用途に広く用いられている。マイクロパイルには様々な形式のものがあり、例えば下記の特許文献１〜６に記載されているものなどがある。
【特許文献１】特開平１０−１４０５８３号公報
【特許文献２】特開２０００−０２７１４９号公報
【特許文献３】特開２０００−２９０９０６号公報
【特許文献４】特開２００１−１４６７４３号公報
【特許文献５】特開２００１−３２３４５９号公報
【特許文献６】特開２００２−２７５９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
様々なマイクロパイルのうちでも、特に、現場で築造するマイクロパイルは、長尺の既製杭を取扱う面倒がないため、空頭制限のある既設構造物の耐震補強という用途に非常に適しているなどの利点を有する。しかしながら、その種のマイクロパイルに関して、マイクロパイルに作用する押込み力、引抜き力、及び曲げ応力に対する耐力を更に向上させることが強く求められている。これが強く求められているのは、マイクロパイルを使用する際には、多くの場合、多数のマイクロパイルを１つの杭群として使用することから、マイクロパイルの耐力を高めれば、また特に、その支持力及び水平抵抗力を高めれば、マイクロパイルの必要本数を減少させることができ、それによって工期の短縮並びに施工コストの低減を達成できるからである。【０００４】
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、耐力を高め、また特に、支持力並びに水平抵抗力を向上させたマイクロパイルおよびその構築方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、本発明に係るマイクロパイルは、構造物と地盤中の支持層とを連結するためのマイクロパイルにおいて、地盤に形成された掘削孔に加圧注入されて硬化したグラウトから成る杭体であって、少なくともその下端部分が前記支持層の中を延在している杭体と、前記杭体のグラウトの中に埋設されて前記杭体の長手方向に延在する互いに略々同心的な鋼管型補強材及び中心配置の棒鋼型補強材と、前記杭体の上端に設けられ、前記鋼管型補強材及び前記棒鋼型補強材が接合された、該マイクロパイルの杭頭を前記構造物に連結するための杭頭連結構造とを備え、前記鋼管型補強材は、前記杭体の上端から前記杭体の前記下端部分の中まで延在して、その外周面が前記杭体のグラウトで覆われており、前記棒鋼型補強材は、前記杭体の上端から前記杭体の下端まで延在して、その下端部分が前記鋼管型補強材の下端から延出して前記杭体のグラウトで覆われており、前記鋼管型補強材は複数の鋼管セグメントの端部どうしを連結して構成されており、前記棒鋼型補強材は複数の棒鋼セグメントの端部どうしを連結して構成されており、前記鋼管型補強材の内周面と前記棒鋼型補強材の外周面との間の空間に、前記杭体のグラウトが充填されており、更に、前記杭体の上端部分の外周面を覆って前記杭体の上端部分を補強する補強用スリーブを備えており、該補強用スリーブの上端部分が前記構造物に埋設され下端部分が地盤に埋設されていることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係るマイクロパイルの構築方法は、構造物と地盤中の支持層と連結するためのマイクロパイルの構築方法において、複数のケーシングセグメントを継ぎ足しながら地盤を掘削して、それらケーシングセグメントで構成されたケーシングを備えた掘削孔を、少なくともその下端部分が前記支持層の中を延在するようにして形成するステップと、前記掘削孔に、複数の鋼管セグメントの端部どうしを連結して構成される鋼管型補強材と、複数の棒鋼セグメントの端部どうしを連結して構成される棒鋼型補強材とを挿入するステップであって、その際に、前記鋼管型補強材及び前記棒鋼型補強材が互いに略々同心的に前記掘削孔の長手方向に延在し、前記棒鋼型補強材が中心配置され、前記鋼管型補強材が前記掘削孔の上端から前記掘削孔の前記下端部分の中まで延在し、且つ、前記棒鋼型補強材が前記掘削孔の上端から前記掘削孔の下端まで延在して、この棒鋼型補強材の下端部分が前記鋼管型補強材の下端から延出するようにする、補強材挿入ステップと、前記掘削孔にグラウトを充填するステップと、前記ケーシングを引き揚げて前記複数のケーシングセグメントのうちの少なくとも幾つかを除去することにより、前記ケーシングにより覆われていた前記掘削孔の内壁面を露出させるステップと、前記掘削孔にグラウトを加圧注入して硬化させることにより、その外周面にグラウト／地盤接合部を有する杭体を形成するステップと、前記杭体の上端部分の外周面を覆って前記杭体の上端部分を補強する補強用スリーブを前記杭体の上端部分に設けるステップと、前記杭体の上端に、前記鋼管型補強材及び前記棒鋼型補強材に接合された、該マイクロパイルの杭頭を前記構造物に連結するための杭頭連結構造を設けるステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るマイクロパイルは、互いに略々同心的に延在する鋼管型補強材及び棒鋼型補強材を介してマイクロパイルの長手方向の荷重が伝達され、また、鋼管型補強材の外周が加圧注入されて硬化したグラウトで覆われており、マイクロパイルの外周面の長い範囲に亘ってグラウト／地盤接合部が形成されることから、引抜き力及び押込み力に対する大きな耐力を有し、また特に、支持力並びに水平抵抗力に優れたものとなる。そのため従来のマイクロパイルと比べて、マイクロパイルの必要本数を減少させることができ、それによって、工期の短縮並びに施工コストの低減を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１Ａは本発明の実施例に係るマイクロパイルの縦断面図、図１Ｂは図１ＡのＢ−Ｂ線に沿ったマイクロパイルの横断面図、図１Ｃは図１ＡのＣ−Ｃ線に沿ったマイクロパイルの横断面図、図１Ｄは図１ＡのＤ−Ｄ線に沿ったマイクロパイルの横断面図である。
【図２】本発明の実施例に係るマイクロパイルの構築方法における施工手順の説明図である。
【図３】図３Ａは本発明に係るマイクロパイルの引抜き試験における、試験用マイクロパイルを構築した地盤の層構成を示したチャートであり、図３Ｂはその地盤の各層の固さを示したＮ値のグラフであり、図３Ｃは試験用マイクロパイルの縦断面図である。
【図４】本発明に係るマイクロパイルの引抜き試験において、マイクロパイルに載荷した引抜き力の荷重サイクルを示したグラフである。
【図５】図４の荷重サイクルに従って載荷した３本の試験用マイクロパイルにおけるマイクロパイル上端の鉛直変位量と載荷した引抜き力との関係を示したグラフである。
【図６】本発明に係るマイクロパイルの引抜き試験の結果に基づいて算出した、夫々の引抜き力において１本の試験用マイクロパイルに作用した軸力のグラフである。
【図７】図７Ａ〜図７Ｃは本発明に係るマイクロパイルの適用例を示した図である。
【符号の説明】
【０００９】
１０  マイクロパイル
１２  軟弱層
１４  支持層
１６  構造物
１８  杭体
２０  鋼管型補強材
２２  鋼管セグメント
３０  棒鋼型補強材
３２  棒鋼セグメント
５０  ケーシング
５２  ケーシングセグメント
５４  補強用スリーブ
６０  掘削孔
７０  マイクロパイル
８０  マイクロパイル
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例に係るマイクロパイルおよびその構築方法について、図面を参照しつつ説明して行く。図１Ａ〜図１Ｄに示した本発明の実施例に係るマイクロパイル１０は、軟弱層１２とその下方の支持層１４とを有する地盤中に現場で築造した、構造物１６と地盤中の支持層１４と連結するための杭である。マイクロパイル１０は、杭体１８を有しており、この杭体１８は、地盤に形成された掘削孔に加圧注入されて硬化したグラウトから成り、その下端部分が支持層１４の中を延在している。杭体１８のグラウトの中に、鋼管型補強材２０及び棒鋼型補強材３０が埋設されている。それら補強材２０、３０は、互いに略々同心的に配置されて杭体１８の長手方向に延在している。棒鋼型補強材３０は中心配置されており、即ち、マイクロパイル１０の略々中心を延在している。鋼管型補強材２０は、複数の鋼管セグメント２２の端部どうしを鋼管用継手２４を介して連結して構成されており、棒鋼型補強材３０は、異形棒鋼（リブ付き棒鋼）から成る複数の棒鋼セグメント３２の端部どうしを棒鋼用カプラ３４を介して連結して構成されている。棒鋼セグメント３２には、４本のフープ状の鋼線を放射状に組合せて構成したセントライザ３６が取付けられており、マイクロパイル１０を構築する際には、このセントライザ３６が鋼管型補強材２０の内周面に弾性的に当接することによって、棒鋼型補強材３０が鋼管型補強材２０に対して同心的な位置に保持されるようにしてある。【００１１】
杭体１８の上端に、マイクロパイル１０の杭頭を構造物１６に連結するための杭頭連結構造体が設けられており、この杭頭連結構造体は、鋼製のベースプレート４０から成る。ベースプレート４０には、鋼管型補強材２０の上端が溶接されて接合されており、また、棒鋼型補強材３０の上端がナットで螺着されて接合されている。鋼管型補強材２０は、杭体１８の上端から、この杭体１８の下端部分（既述のごとく、この下端部分は支持層１４の中を延在している部分である）の中まで延在しており、その外周面が杭体１８のグラウトで覆われている。棒鋼型補強材３０は、杭体１８の上端から、この杭体１８の下端まで延在しており、その下端部分が鋼管型補強材２０の下端から延出して杭体１８のグラウトで覆われている。鋼管型補強材２０の内周面と棒鋼型補強材３０の外周面との間の空間には、杭体１８のグラウトが充填されている。更に、杭体１８の上端部分は、その外周面が補強用スリーブ５４で覆われて、この補強用スリーブ５４により補強されている。補強用スリーブ５４は、マイクロパイル１０を構築するために地盤に掘削孔を形成するとき使用したケーシング５０（図２Ａ〜図２Ｇ参照）を構成していた複数のケーシングセグメント５２のうちの、残置された１個のケーシングセグメント５２で構成されており、その上端部分が構造物１６に埋設され、下端部分が地盤に埋設されている。尚、図面には示さなかったが、各々の鋼管セグメント２２には、その長手方向中央部の外周に、径約10mm、長さ約100mmの４本の鉄筋片が、その各々が鋼管セグメント２２の長手方向に延在するようにして放射状に配置されて、鋼管セグメント２２に溶接されており、それら４本の鉄筋片によって、鋼管型補強材２０をケーシング５２に対して同心的な位置に保持するためのセントライザが構成されている。【００１２】
次に、図２Ａ〜図２Ｇを参照して、以上に説明したマイクロパイル１０を構築するための、本発明の実施例に係るマイクロパイルの構築方法について説明する。尚、図２Ａ〜図２Ｇにおいては、図を見易くするために、鋼管用継手２４や棒鋼用カプラ３４などをはじめとする幾つかの構成要素を図示省略した。この構築方法においては、先ず、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、複数のケーシングセグメント５２を継ぎ足しながら地盤を掘削して、それらケーシングセグメント５２で構成されたケーシング５０を備えた掘削孔６０を形成し、その際に、この掘削孔６０の下端部分が支持層１４の中を延在するようにする。図示例では、ケーシングセグメント５２として、外径が9-5/8インチの鋼管を使用しており、ケーシングセグメント５２どうしを継ぎ足すには、それらの端部どうしを、鋼管用継手（不図示）を介して取外し可能に接合する。より詳しくは、この掘削は、ボーリングマシン（不図示）を用いて行う。ボーリングマシンの削孔ロッド６２の下端に取付けた削孔ビット６４によって地盤を掘り進め、掘削孔の深さが所定深さ増すごとに、ケーシングセグメント５２を継ぎ足すようにする。尚、掘削孔６０を形成するための別の方法として、最初のケーシングセグメント５２の下端に切刃を取付けておき、ボーリングマシンでケーシング５０を回転させることによって地盤を掘り進める方法、或いは、そのようなケーシング５０による掘削とそのケーシング５０の中に挿通した削孔ロッド６２による掘削とを併用する方法などを用いてもよい。【００１３】
ケーシング５０を備えた掘削孔６０が完成したならば、ケーシング５０内を水洗し、削孔ロッド６０を引き揚げて抜去する。続いて、図２Ｃに示したように、掘削孔６０に（即ち、ケーシング５０内に）、複数の鋼管セグメント２２の端部どうしを連結して構成される鋼管型補強材２０と、複数の棒鋼セグメント３２の端部どうしを連結して構成される棒鋼型補強材３０とを挿入する。このとき、鋼管セグメント２２の端部どうしを鋼管用継手２４（図１参照、図２Ａ〜図２Ｇでは図示省略）を介して連結することによって、鋼管型補強材２０に更なる鋼管セグメント２２を継ぎ足しながら、その鋼管型補強材２０をケーシング５０の中へ挿入して行き、また、棒鋼セグメント３２の端部どうしを棒鋼用カプラ３４（図１参照、図２Ａ〜図２Ｇでは図示省略）を介して連結することによって、棒鋼型補強材３０に更なる棒鋼セグメント３２を継ぎ足しながら、その棒鋼型補強材２０をケーシング５０の中へ挿入して行く。このとき、上述した鋼管セグメント２２のセントライザ（不図示）の働きによって、鋼管型補強材２０がケーシング５０に対して同心的な位置に保持され、また、棒鋼セグメント３２のセントライザ３６（図１参照、図２Ａ〜図２Ｇでは図示省略）の働きによって、棒鋼型補強材３０が鋼管型補強材２０に対して同心的な位置に保持される。【００１４】
更に、補強材２０、３０をケーシング５０内へ挿入するこの工程においては、図２Ｃに示したように、互いに同心的な鋼管型補強材２０及び棒鋼型補強材３０が掘削孔６０の長手方向に延在し、また、棒鋼型補強材３０が、掘削孔６０に対して（従って、マイクロパイル１０に対して）中心配置されるようにすると共に、鋼管型補強材２０が、掘削孔６０の上端から、支持層１４の中を延在している掘削孔６０の下端部分の中まで延在するようにし、また更に、棒鋼型補強材３０が、掘削孔６０の上端から、掘削孔６０の下端まで延在して、この棒鋼型補強材３０の下端部分が、鋼管型補強材２０の下端から延出するようにする。図示例では、ケーシング５０の内径を220mmとし、鋼管型補強材２０の最大外径部分である鋼管用継手２４の外径を195mmとしており、そのため、ケーシング５０の内周面と鋼管型補強材２０の外周面との間に、図１Ｂに示したように、環状の隙間６６が確保される（図１Ｂでは、ケーシングセグメント５２の内周面と鋼管セグメント２２との間の隙間として示されている）。【００１５】
次に、図２Ｄに示したように、ケーシング５０内にグラウトを注入して、掘削孔６０にグラウトを充填する。尚、掘削孔６０にグラウトを充填するステップは、掘削孔６０に補強材２０、３０を挿入するステップに先行して実行するようにしてもよい。グラウトを注入するには、ケーシング５０内に水を満たし、そのケーシング５０の中に上方からトレミー管（不図示）を挿入し、そのトレミー管の下端の吐出口をケーシング５０の下端の近傍に位置付けた上で、その吐出口からグラウトを吐出させて、ケーシング５０内の水をグラウトで置換する。そして、掘削孔６０の上端の口元からオーバーフローしてくるグラウトの比重が、トレミー管を介して注入しているグラウトの比重と同じになったならば、それによって置換が完了したことが分かる。【００１６】
次に、ケーシング５０を引き揚げて、複数のケーシングセグメント５２のうちの少なくとも幾つかを除去することによって、それまでケーシング５０により覆われていた掘削孔６０の内壁面を露出させる（図２Ｅ）。このとき、掘削孔６０の上端部分に１つまたは幾つかのケーシングセグメント５２を掘削孔６０の上端部分に残置して、その残置したケーシングセグメントによって補強用スリーブ５４を構成する。この補強用スリーブ５４は、マイクロパイル１０が完成した後にこの補強用スリーブ５４の上端部分を構造物１６に埋設し、下端部分を地盤に埋設することによって、マイクロパイル１０の水平抵抗力を増大させるものである。尚、補強用スリーブ５４の別構成例として、全てのケーシングセグメント５２を引き抜いて除去した後に、別に用意したスリーブ部材を杭体１８の上端に嵌合して補強用スリーブとするようにしてもよい。また、補強用スリーブ５４の長さは、杭の特性値であるβ値に応じて適宜定めればよい。【００１７】
次に、掘削孔６０に更なるグラウトを加圧注入して硬化させることにより、その外周面にグラウト／地盤接合部を有する杭体１８を形成する（図２Ｆ）。このグラウト／地盤接合部は、マイクロパイル１０の外周面の全長のうち、補強用スリーブ５４で覆われた部分だけを除いた、長い範囲に亘って形成される。また、グラウトの加圧注入の際に、注入されるグラウトの一部が周辺地盤へ浸透することによって、周辺地盤も強化される。掘削孔６０へのグラウトの加圧注入を行う手順としては、ケーシング５０を構成していた複数のケーシングセグメント５２のうち、残置するケーシングセグメントを除いた残り全てのケーシングセグメントを除去した後に、掘削孔６０へのグラウトの加圧注入を１回の作業で行うようにしてもよく、或いは、ケーシングセグメント５２を１個除去するごとに掘削孔６０へのグラウトの加圧注入を反復して実行するようにしてもよい。【００１８】
次に、鋼管型補強材２０の上端に鋼製のベースプレート４０を溶接して接合し、また、このベースプレート４０に、棒鋼型補強材３０の上端をナットで螺着して接合する（図２Ｇ）。これによって、杭体１８の上端に、鋼管型補強材２０及び棒鋼型補強材３０に接合された、マイクロパイル１０の杭頭を構造物１６（図１参照）に連結するための杭頭連結構造が設けられる。以上でマイクロパイル１０が完成し、この後、補強用スリーブ５４の周囲の土砂の埋め戻しを行うことで、補強用スリーブ５４の下端部分を地盤に埋設し、また、補強用スリーブ５４の上端部分を埋設するようにして構造物１６のフーチングを構築する。【００１９】
マイクロパイル１０は以上のように構成されているため、互いに略々同心的に延在する鋼管型補強材２０及び棒鋼型補強材３０を介してマイクロパイル１０の長手方向の荷重が伝達され、また、マイクロパイル１０の外周面の長い範囲に亘ってグラウト／地盤接合部が形成されることから、引抜き力及び押込み力に対する大きな耐力を有する。また、鋼管型補強材２０の内周面と中心配置した棒鋼型補強材３０の外周面との間の空間にグラウトが充填されている構造は、マイクロパイル１０に作用する曲げ荷重及び剪断荷重に対する大きな耐力を有しており、加えて補強用スリーブ５４を必要長設置することで、マイクロパイル１０は大きな水平抵抗力を発揮することができる。そのため従来のマイクロパイルと比べて、マイクロパイルの必要本数を減少させることができ、それによって、工期の短縮並びに施工コストの低減を達成することができる。本発明に係るマイクロパイルのこれら優れた利点を明らかにするために、以下に、具体例のマイクロパイルを試験して得られたデータを示す。【００２０】
具体例
図３Ｃに示した試験用マイクロパイル７０を試験ヤードに構築し、載荷試験装置を用いて杭軸上の鉛直一方向の引抜き試験を実施した。マイクロパイル７０の構築に先立ち、コアボーリングを行って試験ヤードの地盤のサンプルを採取した。サンプルから判明した地盤の層構成は、図３Ａのチャートに示したように、地表から深度2.9mまでが埋土層であり、以下、深度2.9mから4.0mまでがローム層、深度4.0mから6.2mまでが細砂層、深度6.2mから7.7mまでが粘土層、深度7.7mから8.8mまでが第２の細砂層、深度8.8mから10.5mまでがシルト層、そして深度10.5mから先が第３の細砂層であった。【００２１】
地盤の各層の固さを知るために、サンプルに対してＮ値の計測を行い、図３Ｂのグラフに示した結果を得た。このグラフにおいて、縦軸は地表からの深度を表し、横軸はＮ値を表す。グラフから明らかなように、地表の埋土層から、深度10.5mに達するシルト層までは、Ｎ値が10またはそれ以下の軟弱層１２を構成しており、深度10.5mから先の第３の細砂層は、Ｎ値が30以上の支持層１４を構成している。【００２２】
図３Ｃに試験用マイクロパイル７０の縦断面図を示した。マイクロパイル７０を構築するために用いるケーシングの外径は244.5mmとした。従って、マイクロパイル７０の外径は、このケーシングの外径に、グラウトを加圧注入することによって発生する径方向膨張分が加わった値となった。また、地盤の層構成に合わせて、マイクロパイル７０の全長を15,500mmに定め、その上端部分の約500mmの部分が地表上に突出し、中間部分の約10,000mmの部分が軟弱層１２の中を延在し、下端部分の約5,000mmの部分が支持層１４の中を延在するようにした。鋼管型補強材２０は、マイクロパイル７０の上端からマイクロパイル７０の下端の手前2,000mmの位置まで延在するようにした。棒鋼型補強材３０は、マイクロパイル７０の上端から下端まで延在するようにした。更に、棒鋼型補強材３０に作用する軸方向荷重を計測するために、棒鋼型補強材３０の外面の様々に異なった高さに、９組のひずみゲージＳ１〜Ｓ９を貼付した。それらひずみゲージＳ１〜Ｓ９の貼付位置は図３Ｃに記した通りである。尚、同図に示した貼付位置の基準である地表面ＧＬは、マイクロパイル７０の構築位置における地表面であって、原状地盤の地表面より0.5m低い位置にある。【００２３】
引抜き試験においては、載荷試験装置により、マイクロパイル７０の上端に鉛直方向の引抜き力を載荷し、その際に、載荷する引抜き力を図４のグラフに示した載荷サイクルで変化させた。図示のごとく、この載荷サイクルは合計５回の載荷期間から成り、第１回〜第４回の載荷期間の各々は約１時間の長さとし、第５回の載荷期間は約２時間の長さとした。第１回載荷期間においては、前半約30分間は引抜き力を180.2kNに維持し、後半約30分間は359.5kNに維持した。第２回載荷期間においては、前半約30分間は引抜き力を538.9kNに維持し、後半約30分間は726.1kNに維持した。第３回載荷期間においては、前半約30分間は引抜き力を902.0kNに維持し、後半約30分間は1080.5kNに維持した。第４回載荷期間においては、前半約30分間は引抜き力を1259.8kNに維持し、後半約30分間は1454.8kNに維持した。第５回載荷期間においては、最初の約30分間は引抜き力を1626.4kNに維持し、次の約30分間は1799.7kNに維持し、３番目の約30分間は1977.3kNに維持し、最後の約30分間は2156.7kNに維持した。従って、引抜き力を一定に維持した期間が合計１２回あり、それら期間の各々において棒鋼型補強材３０に貼付した９組のひずみゲージＳ１〜Ｓ９による計測値の読み取りを行った。また、各々の読取時に、マイクロパイル７０の上端が最初の位置からどれほど上昇しているかを計測した。【００２４】
以上の引抜き試験を、３本の試験用マイクロパイルに対して実行した。その結果を示したのが図５のグラフである。このグラフにおいて、横軸は試験用マイクロパイルの上端の上昇量（鉛直変位量）を表し、縦軸は載荷した鉛直引抜き力を表す。グラフから明らかなように、３本の試験用マイクロパイルは、引抜き力に対する耐力が1500kNを超えており、この耐力の値は、Ｎ値が30以上の支持層の中を延在する部分が約5,000mmのマイクロパイルにとって、非常に大きな値であると認められる。【００２５】
更に、ひずみゲージの読取値に基づいて、夫々の引抜き力において１本の試験用マイクロパイル７０に作用していた軸力を算出した。その結果を示したのが、図６のグラフである。このグラフは、棒鋼型補強材３０に貼付したひずみゲージＳ１〜Ｓ９の読取値に基づいて算出した軸力を示しており、このグラフから分かるように、マイクロパイル７０に作用する軸力は、深度10.5mより浅い軟弱層１２の中を延在している部分においても、下の方ほど軸力が減少しており、従って、マイクロパイル７０に対しては、軟弱層１２においても十分に有効な周面摩擦力が作用していたことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
図７Ａ〜図７Ｃは、本発明に係るマイクロパイル８０の適用例を示した図である。本発明に係るマイクロパイルは、例えば、橋脚のフーチング８２と支持層とを連結するための支持杭として使用することもでき（図７Ａ）、橋台のフーチング８４を固定するための杭として使用することもでき（図７Ｂ）、また更に、支持杭８８で支持されている既設の橋脚の基礎８６を補強するために、新設するフーチング拡張部９０と併せて使用することも可能である（図７Ｃ）。
【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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【図７】
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