(57)【要約】【課題】  従来工法に比べ、場所打ち杭に大きい軸力が作用した場合も、場所打ち杭の沈下を低減することができる沈下防止杭の造成方法を提供すること。【解決手段】  掘削孔底部に砂利を敷設して砂利層を形成した後、柱主筋と帯筋とから組み立てられた鉄筋籠と注入管とを掘削孔に挿入する。注入管が砂利層に差し込まれるように、注入管の先端は鉄筋籠から所定長突出させる。次に、鉄筋籠内部にコンクリート打設用のトレミー管を設置してコンクリートを打設し、所定のコンクリート強度が発現するまでコンクリートの養生を行う。続いて、グラウト材をグラウトポンプからバルブを介して掘削孔底部に注入し、砂利層の空隙に充填する。グラウト材の注入が完了したと判断すると、次に、グラウト材に圧力をかけた状態で地上部のバルブを閉め、グラウト材を内圧を保持した状態で固化し、支持地盤体を形成する。【選択図】  図１
2009036010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋籠に支持させて、管底が杭底部に位置するグラウト材注入管を杭孔内に立設し、
前記杭孔内に場所打ちコンクリートを打設後、前記注入管を介して前記杭底部にグラウト材を圧入し、
前記グラウト材を、前記杭底部注入後も所定の内圧を保持したまま硬化させ、前記杭底部に支持地盤体を形成することを特徴とする沈下防止杭の造成方法。
【請求項２】
鉄筋籠に支持させて、管底が杭底部に位置するグラウト材注入管を杭孔内に立設し、
前記杭孔内に場所打ちコンクリートを打設後、前記注入管を介して前記杭底部から地盤にグラウト孔を削孔し、該グラウト孔にグラウト材を圧入し、
前記グラウト材を、前記杭底部注入後も所定の内圧を保持したまま硬化させ、前記杭底部に支持地盤体を形成することを特徴とする沈下防止杭の造成方法。
【請求項３】
前記場所打ちコンクリートの打設前に前記杭底部に砂利層を形成し、該砂利層内の砂利間の空隙に前記グラウト材を圧入して、支持地盤体を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の沈下防止杭の造成方法。
【請求項４】
前記砂利層内の外縁部に、ケーシング内に収容された圧力計を埋設し、前記グラウト材作用圧を測定することを特徴とする請求項３に記載の沈下防止杭の造成方法。
【請求項５】
前記グラウト材を圧入する際の前記グラウト材作用圧は、前記場所打ち杭に作用する上向き力をもとに決定することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の沈下防止杭の造成方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項の造成方法によって造成されたことを特徴とする沈下防止杭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は沈下防止杭の造成方法及び沈下防止杭に係り、場所打ち杭の先端部にグラウト材を圧入して、杭先端付近の地盤の改良と締固めを行い、杭に上向きの力を作用させて沈下を防止する沈下防止杭の造成方法と、同方法で造成された沈下防止杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
場所打ちコンクリート杭工法（以下、場所打ち杭工法とする）は大口径杭の施工が容易であることから、大きな支持力が必要な高層建築物等の基礎工法として広く用いられている。特に建築の分野では、杭の先端部の径を拡大して、大きな支持力を有した場所打ち拡底杭が多く採用されている。
【０００３】
一般に、場所打ち杭工法は掘削時に周辺地盤を乱して応力解放を伴うため、先端支持力が発揮されるまでに、場所打ち杭にはかなりの沈下を伴うという欠点を有している。例えば、地盤の極限支持力時までに発生する場所打ち杭の沈下量は、杭径の１０％程度に達するとされている。また、正常に管理された施工においても、数ｃｍオーダーの沈下が生じることが多い。そのため、上部構造の構築に伴い杭位置や軸力の違いによる不同沈下が発生し、不具合を生じる場合があった。
【０００４】
建築構造物の高層化・大スパン化に伴い、杭に期待される支持力は増大する傾向にある。そのため、場所打ち杭に大きい軸力が作用した場合も、従来の工法と比べて沈下量を低減することができる場所打ち杭工法が期待されている。
【０００５】
図１３は、施工された従来の場所打ち拡底杭の先端部を示した概念図である。この種の場所打ちコンクリート杭９０の沈下の要因としては、例えば次のようなものが挙げられる。第一に、掘削孔底部の掘削土砂と孔壁保護泥水とが混じり合ったスライムに起因するものである。スライムが堆積した状態でコンクリートを打設した場合、支持力を十分に得ることができず、場所打ち杭９０の沈下を招くことになる。第二に、掘削孔底部に形成された地盤の弱層部８１に起因するものである。掘削孔底部は掘削によりその上面が乱され、地山強度に比べ弱い層が形成される。第三に、土砂掘削による応力開放に伴い、場所打ち杭９０の先端付近の地山８０に発生するゆるみ域８６に起因するものである。掘削孔の土砂が掘削されると、土砂の自重や応力を伝達する媒体がなくなる。その結果、地山８０の拘束圧が小さくなり、周辺地山８０の膨張を招くことになる。この状態では、場所打ち杭９０を支持する地山の剛性が低下しているため、上部構造物が構築されることによる荷重の増加に伴い場所打ち杭９０に沈下が生じ、不同沈下等の不具合を発生させる。また、スライムおよび弱層部８１が相乗的に沈下を引き起こす原因となることも多い。
【０００６】
掘削孔底部に溜まったスライムの処理方法として、特許文献１には、回収したスライムを含む安定液の物性の測定結果を基に、スライムの取り出し手段を制御し、また、取り出し手段の上下動に水平移動を加えた制御を行うことにより、孔内のスライム除去が効率よく確実に行えるとする発明が開示されている。また、特許文献２では、テーパー部を有した場所打ち拡底杭の施工にあたり、掘削直後に掘削ビットや掘削バケットを引き上げることなくセメントミルク等を注入することにより、杭先端にスライムが狭在することが無く、また拡底地盤を緩めることも少ないので、本来の地盤強度に応じた杭の支持力が確保できるとしている。
【特許文献１】特開２００５−２１３８６６号公報
【特許文献２】特開２００４−２６３５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に開示された発明では、スライムに起因する場所打ち杭の沈下を防ぐことは可能であるが、上述したその他の要因に起因する沈下を防ぐことはできない。また、特許文献２に開示された発明では、スライムの処理を行え、掘削底部の地盤を改良することにより場所打ち杭の沈下を低減することができる。しかし、建築物の高層化に伴い、杭の支持力が増大している傾向を考慮すると、場所打ち杭の沈下をより効果的に抑制する工法が望まれる。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、従来工法に比べ、場所打ち杭に大きい軸力が作用した場合も、場所打ち杭の沈下を低減することができる沈下防止杭の造成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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る沈下防止杭の造成方法は、鉄筋籠に支持させて、管底が杭底部に位置するグラウト材注入管を杭孔内に立設し、前記杭孔内に場所打ちコンクリートを打設後、前記注入管を介して前記杭底部にグラウト材を圧入し、前記グラウト材を、前記杭底部注入後も所定の内圧を保持したまま硬化させ、前記杭底部に支持地盤体を形成することを特徴とする。
【００１０】
また上記目的を達成するため、本発明に第２の観点に係る沈下防止杭の造成方法は、鉄筋籠に支持させて、管底が杭底部に位置するグラウト材注入管を杭孔内に立設し、前記杭孔内に場所打ちコンクリートを打設後、前記注入管を介して前記杭底部から地盤にグラウト孔を削孔し、該グラウト孔にグラウト材を圧入し、前記グラウト材を、前記杭底部注入後も所定の内圧を保持したまま硬化させ、前記杭底部に支持地盤体を形成することを特徴とする。
【００１１】
前記場所打ちコンクリートの打設前に前記杭底部に砂利層を形成し、該砂利層内の砂利間の空隙に前記グラウト材を圧入することが好ましい。
【００１２】
前記砂利層内の外縁部に、ケーシング内に収容された圧力計を埋設し、前記グラウト材作用圧を測定することが好ましい。
【００１３】
前記グラウト材を圧入する際の前記グラウト材作用圧は、前記場所打ち杭に作用する上向き力をもとに決定することが好ましい。
【００１４】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る沈下防止杭は、上述した造成方法により造成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明によれば、従来工法に比べ、場所打ち杭に大きい軸力が作用した場合も、場所打ち杭の沈下を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、それぞれ後述する別の施工手順で造成された場所打ち拡底杭１０の杭底部を示した部分拡大概要図である。同図上部には後述する工程における鉄筋籠１７と注入管２０とが挿入された状態が示されており、場所打ち拡底杭１０の底部には、最終工程を経て支持地盤体３５が形成された状態が示されている。図１（ｃ）は、図１（ａ）及び図１（ｂ）中の矢視ｃ−ｃで示した断面図である。図に示すように、主筋２４と帯筋２５とから組み立てられた鉄筋籠１７に、４本の注入管２０が主筋２４に沿って所定位置に配設支持され、コンクリート１９を打設して硬化した後、注入管２０からグラウト材を圧入して場所打ち拡底杭の杭底部に支持地盤体３５が形成する。以下、図面を用いて場所打ち拡底杭１０の施工手順について説明する。
【実施例１】
【００１７】
図２及び図３各図は、図１（ａ）に示した場所打ち拡底杭１０を造成するために、アースドリル工法による場所打ち拡底杭１０の施工工程を示した施工順序図である。なお、図２（ａ）〜（ｃ）は従来の場所打ち拡底杭の施工工程と同様であるため、簡述する。
【実施例２】
【００１８】
［表層掘削工程］（図２（ａ））
底に刃の付いたドリルバケット１３を回転させ、土砂をドリルバケット１３内にかき込み排出しながら地盤を掘削する。ケーシング１４の建込み予定深度まで地盤を掘削した後、孔壁保護を目的にケーシング１４を鉛直に建てこむ
【００１９】
［軸部掘削工程］（図２（ｂ））
ケーシング１４の建て込みが完了すると、再度ドリルバケット１３を回転させ、ベントナイト溶液からなる安定液１５を注入しながら、所定の支持層深さまで掘削孔２６を掘削する。
【００２０】
［底部掘削、一次スライム処理工程］（図２（ｃ））
軸部の掘削が完了すると、掘削孔底部に拡底ドリルバケット１６を据付け、底部の掘削孔径を拡大する。掘削孔径が所定の径に拡大すると、拡底ドリルバケット１６を引き上げる。この段階で、掘削孔底部にはスライムが沈殿している場合が多いため、図示しない底ざらいバケットを使用してスライムを除去する（一次スライム処理）。
【００２１】
［鉄筋籠、注入管の挿入工程］（図２（ｄ））
次に、注入管２０が取り付けられた鉄筋籠１７を掘削孔２６に挿入する。注入管２０は、例えばφ３０〜φ５０ｍｍの鋼管を直切りに切断して形成されている。鉄筋籠１７を掘削孔２６に挿入した際に注入管２０が掘削孔底部に密着するように、注入管２０の先端は鉄筋籠１７から所定長突出させるのがよい。
【００２２】
［トレミー管の挿入、二次スライム処理工程］（図３（ａ））
次に、鉄筋籠１７内部にコンクリート打設用のトレミー管１８を設置する。トレミー管１８は数本の鋼管を接続して形成されており、上部にはコンクリート打設口としてホッパ２７が取り付けられている。この時点で掘削孔底部にスライムが沈殿している場合は、サクションポンプ方式，エアリフト方式，サンドポンプ方式などの図示しない専用のスライム処理機により沈殿したスライムを吸い上げて除去する（二次スライム処理）。
【００２３】
［コンクリート打設工程］（図３（ｂ））
続いて、ホッパ２７からコンクリート１９を流し込み、掘削孔にコンクリート１９を打設する。図中の矢印は、コンクリート１９の流れを示している。コンクリートを打設する際、トレミー管１８の先端は常に打設しているコンクリート１９の中に入っている状態を保ち、徐々にトレミー管１８を引き上げながら連続的に所定位置までコンクリート１９を打設する。これにより、安定液１５とコンクリート１９とが混ざらないようにすることができる。また、注入管２０内部にコンクリート１９が侵入しないように、注入管２０を確実に掘削孔底部に密着する必要がある。例えば、コンクリート１９の打設時に注入管２０を下方に押し込み、注入管２０の先端と掘削孔底部とを密着させるとよい。
【００２４】
［コンクリート養生、グラウト材圧入機材の準備工程］（図３（ｃ））
コンクリート１９の打設が終了すると、所定のコンクリート強度が発現するまでコンクリート１９の養生を行う。所定のコンクリート強度とは、後述するグラウト材の注入時の圧力により、杭体のコンクリート部１９に過度なひび割れが発生する等の不具合が生じない強度を言い、１〜２週間程度の養生期間を設ける。注入管２０の上部には、後述するように注入管２０内部の圧力を保持するため、バルブ２３を取り付ける。地上にはグラウトポンプ２１とグラウトミキサ２２を配し、バルブ２３を介してグラウトポンプ２１と注入管２０とを接続する。
【００２５】
［グラウト材注入工程］（図３（ｄ））
グラウト材３０は地上に配したグラウトミキサ２２により混練され、グラウトポンプ２１からバルブ２３と注入管２０を介して掘削孔底部に注入される。図中の矢印は、グラウト材３０の流れを示している。グラウト材３０は、掘削孔底部全体に行き渡らせるために流動性が良く、また、後述するように、グラウト材３０圧入後に注入管２０内の圧力を保持する必要があるため、十分粘性が高く、地山への浸透が少ないものが選定される。また、グラウト材３０は、場所打ち拡底杭１０の形成後の弱点にならないように、場所打ち拡底杭１０本体を構成するコンクリート部１９と同等以上の強度を有するものが望ましい。これらの条件を満たすグラウト材３０としては、高強度のセメントペースト、または、混和材としてフライアッシュを添加したモルタル、または、増粘剤を加えたモルタル等が挙げられる。
【００２６】
図４は、本実施例の特徴部分を構成する、グラウト材３０が注入管２０を介して地山８０に注入された状態に着目し、掘削孔底部付近を示した施工順序図である。図４（ａ）はグラウト材３０の注入開始直後の状況を示している。なお、注入管２０内の矢印はグラウト材３０の流れを示している。グラウト材３０は、地上に配されたグラウトポンプ２１（図３（ｃ））から注入管２０を介し、掘削孔底部に圧入される。注入されたグラウト材３０は、地山８０を押し付けながら掘削孔底部に広がっていく（一部は地山８０に浸透する）。この時、掘削孔底部に形成した弱層部８１（図１３）が掘削孔底部から押し出されて排除され、あるいはグラウト材３０により改良が行われ、支持地盤体３５が形成される。
【００２７】
図４（ｂ）はグラウト材３０の注入が進行し、支持地盤体３５が拡大しつつある状況を示している。支持地盤体３５はグラウト材３０の注入により、掘削孔底部の全体にわたり形成されることになる。グラウト材３０にはグラウトポンプ２１（図３（ｃ））により圧力がかけられているため、支持地盤体３５の上下面には掘削孔底部の地山８０の押下げ力３６Ｄと、それと相反する場所打ち拡底杭１０の押し上げ力３６Ｕとがその上下方向に作用する。
【００２８】
図４（ｃ）はグラウト材３０の注入が終了し、形成された支持地盤体３５の全体が示されている。掘削孔底部に広がった支持地盤体３５の下方には、グラウト材３０の圧力により地盤が締め固められた地盤領域８５が形成される。グラウト材３０の注入時は前述のように内圧が発生しているが、場所打ち拡底杭１０を押し上げる力を維持するためには、グラウト材３０の注入完了後もこの内圧を保持することが必要となる。グラウト材３０の注入圧力は、図示しない圧力測定器により計測する。所定の圧力でグラウト材３０を注入し、設定したグラウト材３０の内圧が一定時間変動せずに一定の状態になると、グラウト材３０の注入が完了したと判断する。そして、グラウト材３０が固化する前の支持地盤体３５に圧力をかけた状態で地上部のバルブ２３（図３（ｃ））を閉めることにより、支持地盤体３５への作用圧を保持する。
【００２９】
上述した杭底に作用する上向き力は、杭の周面摩擦力として周面地盤に伝達され、その多くは場所打ち拡底杭１０の拡底部側面に作用する。そのため、この上向きの力と釣り合う以上の下向き荷重が作用するまでは、場所打ち拡底杭１０は沈下することがない。
【００３０】
以上のように、本発明の実施形態に係る沈下防止杭の構成により、次のような効果を得ることができる。
(1)掘削孔底部に残ったスライムと、掘削孔底部の弱層部とを、グラウト材を注入することにより、改良して固化することができる。
(2)グラウト材を圧入することにより、掘削孔底部にひろがったゆるみ域を締め固めることができる。
(3)グラウト材の注入圧力により、場所打ち拡底杭には上向きの力を作用させることができる。この上向きの力と釣り合う以上の下向き荷重が作用するまでは、杭が沈下することがない。
これらの効果から明らかなように、本発明では、従来工法に比べ、場所打ち杭に大きい軸力が作用した場合も、場所打ち杭の沈下を低減することができる。
【００３１】
上述の実施例では、注入管内部にコンクリートの侵入を防止するため、注入管を掘削孔底部に密着させてコンクリートを打設する方法について説明した。しかし、次のような方法を併用すると、より確実にコンクリートの進入を防ぐことができる。図５各図は注入管のコンクリート侵入防止対策の例を示した概略図である。例えば、図５（ａ）は、注入管２０の先端部にフランジ３１を取り付け、そのフランジ３１と取り合うように逆止弁３２を取り付ける例を示している。また、他の方法として、図５（ｂ）に示すように、注入管２０先端を低強度の固化物３３で封印して、コンクリート打設後に取り除くようにしてもよい。また、図５（ｃ）に示すように、注入管２０先端にシース管３４を移動可能に取り付けたり、伸縮自在な部材（例えば伸縮継手等）を取り付けると、注入管２０の先端部と掘削孔底部との密着をより確実なものとすることができる。
【００３２】
また、次のような方法によっても本発明を実施することができる。以下、他の実施例について説明する。
【実施例３】
【００３３】
本実施例における杭の施工手順は、実施例１で説明した図２（ａ）〜図３（ａ）までとは同様である。図６各図は掘削孔にコンクリート打設した後の施工手順を示した施工順序図である。図６（ａ）に示すように、コンクリート部１９に所定の強度が発現して注入管２０がコンクリート部１９内に固定されると、注入管２０の中から掘削孔底部の下方に位置する地山８０にボーリングを行う。この際、注入管２０をガイドパイプとすることができるため、ボーリング孔２９は容易にかつ正確な位置に施工することができる。このボーリング作業により、注入管２０内に進入したコンクリート１９を除去することができる。また、グラウト材３０を掘削孔底部の下方に位置する地山８０の深くまで圧入することができる。ボーリング孔２９が形成されると、図６（ｂ）に示すように、実施例１で記述したグラウト材３０を、地上に配されたグラウトポンプ２１（図３（ｃ））から注入管２０を介してボーリング孔２９に圧入する。このボーリング孔２９に注入されたグラウト材３０は、地山８０を押し付けながらボーリング孔２９と掘削孔底部に広がっていく（一部は地山８０に浸透する）。グラウト材３０はやがて掘削孔底部の全体に充填される。グラウト材３０の注入圧力は、図示しない圧力測定器により計測する。所定の圧力でグラウト材３０を注入し、未固化の支持地盤体３５としての範囲での内圧が変動せず一定になると、グラウト材３０の注入が完了したと判断する。そして、支持地盤体３５に加圧した状態で地上部のバルブ２３（図３（ｃ））を閉めることにより、支持地盤体３５への作用力を保持することが可能となる。図６（ｃ）はグラウト材３０の注入が終了し、所定範囲にわたり、支持地盤体３５が形成された状況が示されている。実施例１と同様に、グラウト材３０（支持地盤体３５）に発生させた内部圧力により、場所打ち杭１０の押上げ力３６Ｕと、掘削孔底部の押下げ力３６Ｄとが作用する。そして、掘削孔底部の下方には、締め固められた地盤領域８５が形成される。以上により、本実施例も実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
また、コンクリートを掘削孔内に打設する前に掘削孔底部に砂利を敷設して、砂利層による空隙を掘削孔底部全面に形成してもよい。以下、コンクリートを打設する前に、掘削孔底部に砂利を敷設して沈下防止杭を造成する方法について説明する。
【実施例４】
【００３５】
本実施例における杭の施工手順は、実施例１で説明した図２（ａ）〜（ｃ）までとは同様であるため、その後の施工手順について説明する。図７及び図８の各図は、掘削孔施工後の本実施例における杭の施工手順を示した施工順序図である。
【００３６】
［支柱設置工程］（図７（ａ））
まず、支柱２８を図中矢印で示すように掘削孔２６に挿入して、掘削孔底部の中心付近に支柱２８の一端を到達させる。次に、支柱２８の他端に打撃等を加え、掘削孔底部に支柱２８の一端を貫入させる。これにより、支柱２８は掘削孔底部に固定され、支柱２８を掘削孔２６内で自立させることができる。支柱２８は、例えば、複数の鋼材が連結され形成されている。それぞれの鋼材の端部には、おねじ、或いはめねじが形成されおり、これらを突き合わせて螺合することで、支柱２８の継ぎ目の凹凸の程度を小さくすることができる。これにより、後述する中穴金具５２（図７（ｂ））を、スムーズに支柱２８に沿わして動かすことができる。
【００３７】
［圧力計ケーシング設置アーム設置工程］（図７（ｂ））
次に、圧力計ケーシング設置アーム５０（以下、単にケーシング設置アームと記す。）を、図中矢印で示すように、支柱２８に沿わせながら掘削孔２６に挿入する。
ケーシング設置アーム５０は、例えば所定の長さを有した鋼材製アームがピン連結されて形成されており、先端（図中下端）から所定の位置に関節部となるピン結合部５４を備えている。ケーシング設置アームの先端部５０ａには地上まで延びたワイヤ５３が取り付けられており、このワイヤ５３を引いたり緩めたりすることで先端部５０ａをピン結合部５４を中心に回動させることができる。また、ケーシング設置アーム５０には、支柱２８を通すことができる開口を備えた中穴金具５２が長さ方向に沿って複数取り付けられている。この中穴金具５２を支柱２８に通していくことで、ケーシング設置アーム５０を支柱２８に沿わせて掘削孔２６に挿入することができる。さらに、ケーシング設置アーム５０の先端には、把持部５１が設けられている。把持部５１は、ケーシング４０を把持した状態でケーシング設置アーム５０とともに掘削孔２６を降下する。
【００３８】
［ケーシング載置工程］（図７（ｃ））
先端が掘削孔底部に達するまでケーシング設置アーム５０を降ろした後、地上でワイヤ５３を引いて、ケーシング設置アームの先端部５０ａをピン結合部５４を中心に回動させる。これにより、把持部５１に把持されたケーシング４０は、掘削孔底部の隅に移動する。続いて、把持部５１にケーシング４０の把持状態を解除させて、ケーシング４０を掘削孔底部の隅に載置する。ケーシング４０の載置が完了すると、ケーシング設置アーム５０を掘削孔２６から引き上げて、ケーシング４０の載置工程が完了する。
【００３９】
ここで、図７（ｃ）の点線で囲んだ部分の拡大図を図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す。図９（ａ）に示すように、ケーシング設置アーム５０は、ピン結合部５４を挟んでワイヤ５３と取り合う２つのピースを備えている。一方はピン結合部５４よりも図中下方に位置し、ワイヤ５３が締結されるワイヤ固定ピース５５で、他方はピン結合部よりも図中上方に位置し、ワイヤ５３の通し孔が明けられたワイヤ通しピース５６である。そして、ワイヤ５３の一端はワイヤ固定ピース５５に締結される。また、ワイヤ５３は、ワイヤ通しピース５６に形成された通し孔に通されて地上まで延設されている。このような構成により、地上でワイヤ５３を引くと、図９（ｂ）に示すように、ケーシング設置アームの先端部５０ａはピン結合部５４を中心に回動する。
把持部５１は、ケーシング４０を保持する短い把持爪を有し、この把持爪は地上から伝えられる油圧や電気信号を利用して遠隔操作することができる。上述のようにケーシング４０を掘削孔底部の砂利層の外縁部の所定位置まで移動し、把持部５１を遠隔操作してケーシング４０の把持状態を解除し、ケーシング４０を掘削孔底部の外縁部に載置する。これにより、後述するケーシング４０内の圧力計４２の測定結果から、グラウト材が掘削孔の外縁部まで確実に注入されているか判定することができる。
【００４０】
ケーシング４０内には、図９（ｃ）及び（ｄ）に示すように、圧力計４２が収容されている。ケーシング４０は、例えば、鋼管を切断して形成された胴板部４３ａと、砂利の進入を防ぎグラウト材の通過を許容するグラウト通過孔４３ａが形成された蓋４３ｂとから形成されている。圧力計４２は、例えば受圧板に作用する圧力を油圧に変換して測定する公知の土圧計が用いられ、ケーシング４０内に進入したグラウト材の作用圧を測定する。また、圧力計４２には、測定データを転送するための圧力測定用ケーブル４１が繋がれている。圧力測定用ケーブル４１は、胴板部４３ａを貫通して地上まで延設されており、圧力計４２が測定したデータは、圧力測定用ケーブル４１を介して地上に伝えられる。これにより、地上にいる作業者は、圧力計４２が測定した圧力データを元に、グラウト材３０の注入作業が順調に行なわれているか適宜確認することができる。また、圧力計４２を容器４３内に収容することで、圧力計４２を後述する砂利や拡底ドリルバケットから防護するとともに、グラウト材に発生した作用圧を直接測定（砂利７０が圧力計４２に直接触れることによる誤計測を排除）することができる。また、他のグラウト作用圧の測定手段として、圧力水導管を用いることもできる。たとえば上述したグラウト作用圧の測定位置に、内部水で満たされた圧力水導管を設置し、グラウト注入時の圧力水導管内の水圧（あるいは水頭）を測定することで、グラウト作用圧を間接的に測定することもできる。この測定方法では、間接測定値が得られるが、測定装置が簡略化できるので、装置のコストダウンを図ることができる。
【００４１】
［砂利投入工程、支柱撤去］（図７（ｄ））
続いて、砂利投入管６０を掘削孔２６に挿入していき、砂利投入管６０の先端を掘削孔底部付近まで到達させる。なお、砂利投入管６０を挿入する際は、ケーシング設置アーム５０を挿入する際と同様に、砂利投入管６０に取り付けられた中穴金具６２を支柱２８に通していくことで、砂利投入管６０を支柱２８に沿わせて掘削孔２６に挿入することができる。次に、砂利投入管６０の上部から砂利７０（砕石でもよい）を投入し、掘削孔底部に砂利７０を敷設する。砂利７０は、後述するグラウト材が浸透しやすいように、寸法４０〜６０ｍｍ程度のものを選定するのが好ましい。砂利７０を投入する際は、ケーシング設置アーム５０と同様に、砂利投入管の先端部６０ａに定着したワイヤ６３を引いたり緩めたりして、先端部６０ａを屈曲自在に操作しながら、砂利投入管６０を支柱２８周りに回動させて、砂利７０を掘削孔底部に均一に敷設する。掘削孔底部に敷き詰める砂利層の厚さは、後述するコンクリートが砂利層に浸透する厚さ（５０ｍｍ程度）から、グラウト材の浸透に供する砂利の厚さを考慮して、２００〜３００ｍｍ程度とするのが好ましい。掘削孔底部への砂利７０の敷設が完了すると、砂利投入管６０と支柱２８とを掘削孔２６から撤去する。
砂利投入管６０は、砂利７０により閉塞することがない径に設定されており、例えばφ２００ｍｍ〜３００ｍｍ程度の鋼管から形成されている。また、砂利投入管６０には、先端（図中下端）から所定の位置にフレキシブル管６４が介在している。このフレキシブル管６４は、砂利投入管の先端部６０ａを屈曲自在に接続している。そして、先端部６０ａにワイヤ固定ピースを、フレキシブル管６４よりも上部にワイヤ通しピース６６を取り付け、これらのピースにワイヤ６３を接続することで、地上でワイヤ６３を引いたり緩めたりすることで、先端部６０ａを屈曲自在に操作することができる。
【００４２】
［砂利敷均し工程］（図８（ａ））
次に、掘削時に使用した拡底ドリルバケット１６を掘削孔底部に据付ける。続いて、拡底ドリルバケット１６の下部で敷設した砂利７０を押さえながら、回転させて掘削孔底部に敷設した砂利７０を均す。拡底ドリルバケット１６を作動させる際は、拡底ドリルバケット１６の拡径用羽を掘削時より小さめに拡げることで、拡底ドリルバケット１６がケーシング４０と圧力測定用ケーブル４１とに接触することを防止する。
【００４３】
［鉄筋籠、注入管の設置工程］（図８（ｂ））
次に、注入管２０が取り付けられた鉄筋籠１７を掘削孔２６に挿入する。注入管２０は、鉄筋籠１７にその下端から所定長突出させて取り付けられている。注入管２０が敷設された砂利７０上に到達すると、鉄筋籠１７を揺動させるか、あるいは注入管２０の上部に打撃等を加えて、注入管２０の先端を砂利７０に貫入させる。鉄筋籠１７は、上述した実施例１で示したものと同様の鉄筋籠を用いることができる。注入管２０は、例えばφ３０〜φ５０ｍｍの鋼管から形成され、砂利７０中に差し込みやすくするため注入管２０の先端は円錐状に加工されている。図１０は、図８（ｂ）中の点線で囲んだ部分の拡大図を示している。図に示すように注入管２０の先端には、４つのグラウト材吐出孔２０ａが等角度ごとに形成されている。グラウト材吐出孔２０ａは、φ１０〜２０ｍｍ程度の大きさで形成されている。また、それぞれのグラウト材吐出孔２０ａは、注入管２０の軸方向にずらして形成されている。
【００４４】
［コンクリート打設工程］（図８（ｃ））
コンクリート打設工程は、実施例１と同様であるため、簡述する。まず、鉄筋籠１７内部にコンクリート打設用のトレミー管１８を設置する。次に、ホッパ２７からコンクリート１９を流し込み、掘削孔にコンクリート１９を打設する。図中の矢印は、コンクリート１９の流れを示している。コンクリートを打設する際、トレミー管１８の先端は常に打設しているコンクリート１９の中に入っている状態を保ち、徐々にトレミー管１８を引き上げながら連続的に所定位置までコンクリート１９を打設する。
【００４５】
［コンクリート養生、グラウト材注入工程］（図８（ｄ））
コンクリート１９の打設が終了すると、所定のコンクリート強度が発現するまで養生期間（１〜２週間程度）を設ける。地上にはグラウトポンプ２１とグラウトミキサ２２を配し、注入管２０の上部にバルブ２３を取り付け、このバルブ２３を介してグラウトポンプ２１と注入管２０とを接続する。グラウト材３０は地上に配したグラウトミキサ２２により混練され、グラウトポンプ２１からバルブ２３と注入管２０を介して掘削孔底部に注入される。図中の矢印は、グラウト材３０の流れを示している。なお、本実施例で用いるグラウト材３０は、実施例１で説明したグラウト材と同様である。
【００４６】
図１１は、本実施例の特徴部分を構成する、グラウト材３０が注入管２０を介して掘削孔底部に注入された状態に着目し、掘削孔底部付近を示した順序図である。図１１（ａ）はグラウト材３０の注入開始直後の状況を示している。なお、注入管２０内の矢印はグラウト材３０の流れを示している。グラウト材３０は、地上に配されたグラウトポンプ２１（図８（ｅ））から注入管２０を介し、掘削孔底部に注入する。注入したグラウト材３０は、掘削孔底部に敷設した砂利層の空隙を充填していくとともに、一部は地山８０に浸透する。そして、図１１（ｂ）に示すように、グラウト材３０が砂利層の空隙を充填し、地山８０にも浸透しなくなると、グラウトポンプ２１からの注入圧によりグラウト材３０の内圧が高められる。内圧が高められたグラウト材３０は、掘削孔底部の地山８０の押下げ力３６Ｄと、それと相反する場所打ち拡底杭１０の押し上げ力３６Ｕとを作用する。そのため、場所打ち拡底杭１０の下方には、グラウト材３０により締め固められた地盤領域８５が形成される。なお、上述したように、グラウト材３０の内圧は砂利７０内に埋設されたケーシング４０で測定し、測定結果は圧力測定ケーブル４１で伝送して地上で確認することができる。そのため、グラウト材３０の内圧が一定時間変動せずに所定の圧力（２〜３ＭＰａ程度）で維持されていることが確認できると、グラウト材３０の注入を止めてバルブ２３（図８（ｄ））を閉める。これにより、グラウト材３０の内圧を高めた状態のままグラウト材３０は固化するため、場所打ち拡底杭１０の押し上げ力３６Ｕを保持したまま支持地盤体３５を形成することができる。
【００４７】
図１２は，本実施例で造成された場所打ち拡底杭１０の杭底部を示した部分拡大概要図である。本実施例によれば、掘削孔底部に敷設した砂利層にグラウト材を充填する空隙を形成できるため、地山８０の土質に依ることなく場所打ち拡底杭１０の底部全域に支持地盤体３５を形成することができる。そのため、場所打ち拡底杭１０全体を押し上げる力を確実に作用させることができる。
【００４８】
本実施例においては、先端が円錐状に加工された注入管２０の使用について説明したが、上述した注入管２０は一例を示したもので、他の例としては、例えば図５各図に示したように、先端にコンクリート侵入防止対策を施した注入管を用いてもよい。また、実施例２で説明したように、注入管をガイドパイプとして、掘削孔底部にボーリングを行なってもよい。
【００４９】
以上の説明では、４本の注入管２０を鉄筋籠１７内部に配設した。しかし、注入管２０の本数や径、材質等は、場所打ち拡底杭１０の径やグラウト材３０の注入圧力や掘削する地盤等の条件をもとに決定することが好ましい。そのため、上述した注入管２０はその一例であり、上記実施例に限定するものではない。注入管２０は、場所打ち杭１０の形成後も場所打ち杭１０の内部にとどまるため、グラウト材３０注入時の圧力を受けるとともに、場所打ち杭１０の一部として断面力を受け持つ。そのため、注入管２０は材料強度が大きく、剛性の高い鋼管等を使用するのが好ましい。また、推定されるグラウト材３０の注入量が多く、場所打ち杭１０の径が大きい場合は、注入管２０の数を増やしたり、注入管径を大きくするなど、施工上不具合が生じない範囲でこれらを自由に設定することが可能である。なお、グラウト材３０を掘削孔底部に均等に充填するために、注入管２０の数を増やす場合は、鉄筋籠１７内部に等間隔に配置するのが望ましい。
【００５０】
また、以上の説明では、場所打ち拡底杭を例に説明した。当然、杭径が変化しない場所打ち杭にも本発明の効果を享受することができる。
【００５１】
また、これらの実施例では、場所打ち拡底杭の施工法としてアースドリル工法を例に挙げて説明したが、ベノト工法やリバース工法など、その他の機械掘削による場所打ち杭工法においても、本発明を実施することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施例に係る沈下防止杭を示した部分構造図で、（ａ）は実施例１に示した造成方法によって形成された沈下防止杭、（ｂ）は実施例３に示した造成方法によって形成された沈下防止杭、（ｃ）は矢視ｃ−ｃで示した断面図。
【図２】本発明の実施例１に係る沈下防止杭の造成方法による施工手順（a）〜（ｄ）を示した施工順序図。
【図３】本発明の実施例１に係る沈下防止杭の造成方法による施工手順（a）〜（ｄ）を示した施工順序図。
【図４】本発明の実施例１に係る沈下防止杭の支持地盤体の形成状況（ａ）〜（ｂ）示した説明図。
【図５】沈下防止杭の注入管先端のコンクリート侵入防止策（a）〜（ｃ）を示した概略図。
【図６】本発明の実施例２に係る沈下防止杭の支持地盤体の形成状況（ａ）〜（ｃ）を示した説明図。
【図７】本発明の実施例３に係る沈下防止杭の造成方法による施工手順（a）〜（ｄ）を示した施工順序図。
【図８】本発明の実施例３に係る沈下防止杭の造成方法による施工手順（a）〜（ｄ）を示した施工順序図。
【図９】掘削孔底部に圧力測定器を載置する手順を示した説明図（ａ）〜（ｂ）と、載置する圧力測定器の詳細図（ｃ）〜（ｄ）。
【図１０】注入管の先端部を示した一例で、（ａ）は側面図、（ｂ）は矢視ｂ−ｂで示した断面図。
【図１１】本発明の実施例３に係る沈下防止杭の支持地盤体の形成状況（ａ）〜（ｂ）を示した説明図。
【図１２】本発明の実施例３に係る沈下防止杭の説明図。
【図１３】従来の場所打ち拡底杭の杭先端に着目した概略図。
【符号の説明】
【００５３】
１０      場所打ち（拡底）杭
１３      ドリルバケット
１４      ケーシング
１５      安定液
１６      拡底ドリルバケット
１７      鉄筋籠
１８      トレミー管
１９      コンクリート（部）
２０      注入管
２１      グラウトポンプ
２２      グラウトミキサ
２６      掘削孔
２８      支柱
３０      グラウト材
３５      支持地盤体
４０      ケーシング
５０      圧力計ケーシング設置アーム
５４      ピン結合部
６０      砂利投入管
６４      フレキシブル管
７０      砂利
８５      締め固められた地盤領域
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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