第 45 回地盤工学研究発表会
2010 年 8 月

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E - 04 （松山）第 45 回地盤工学研究発表会（松山）2010.8

掘出し調査による埋込み杭根固め部の出来形確認
ジャパンパイル

○国際会員

小椋仁志

同
同

正 会 員

須見光二

同

今 広人

杭 現地調査 技術開発

１．はじめに

同

小松吾郎
細田光美

埋込み工法は、地中部で根固め部が確実にできているか、その強度が所定の値を満たしているか等が問題になるため、開発する時には施工した杭を掘り出して出来形等を確認するのが一般的である。本報では、数例の埋込み工法を中心に、それらの開発時等に行った杭の掘出し調査等から、築造した根固め部の出来形や強度を調査した結果を紹介する。また、開発時に載荷試験行った杭を、数年後に掘り出して出来形調査を実施した結果についても述べる。
２．工法開発時の出来形調査

表-1は、筆者らが関係した埋込み工法(プレボーリング工法)開発時の出来形調査をまとめたものである。調査方法には、掘出し調査とコアボーリング調査がある。前者は施工した杭を掘り起り出して根固め径などの寸法と強度を調べるも表-１

表のように杭は小径・短尺のものが多い。後者は掘削・注入撹
拌工程が終わった段階（杭を建て込む直前の状態）で根固め液の固結を待ち、固結後にコアボーリングにより強度を調べるものである。また、表中
セメントミルク(以下、80土との体積比である。1:0は掘削土を排土してCMを注入することを示すが、実際にはある程度は掘削土と混合撹拌されている。
図-１は、根固め径につい拡大掘削402040302010005001000150020000-200設計根固め径 (mm)図-１

されていることが分かる。図-２は、根固め部の実測強度と設定強度を示したものである。設定強度とは、注入する根固め液の管理強度を決めるために、先端支持力発現の目安になる強度を予め設定したものである（ただし、根固め強度と先端支持力との関係は、よく分かっていない）。図-２では、実測強度は設定強度の１〜３倍の値になっている。
３．載荷試験を実施した埋込み杭の出来形調査
図-３は、工法開発時に載荷試験を行った杭を数年後に掘り出して出来形調査を行った地盤と杭の姿図である。試験杭は２本であり、(m) 層厚 深度 土質(m) (m) 記号
1

図-２15

表土1.10 1.60

礫混じり粘土

2.20 3.80

凝灰質シルト

節径−軸径φ500-400mm

01020304050

節径−軸径φ440-300mm

605

杭周部

2145176153.65 7.45

礫混じりシルト

2091710161121121713161418

凝灰質砂

杭周部
根固め部

1981520

根固め強度の実測結果

N値

土 質 名0.50 0.50

37102245設定強度 (N/mm )根固め径の実測結果

径よりも10〜40mm程度大きな径の根固め部が築造

3.1地盤・試験杭

同径掘削
拡大掘削
等値2.0倍
3.0倍

5060て実測径と設計径の差を示したものである。設計

60

同径掘削

2100
（実測径−設計径） (mm)の混合比とは、注入した実測強度 (N/mm )のであるが、機材等の制約からCM)と混合撹拌する掘削

出来形調査

杭径(節部径) 場所
根固根固め部位置 先端深度 根固め径 w／c 混合比
調査方法 使用杭本数
め部(県)
(mm)
土質
Ｎ値 (GL-m) (mm) (％) (CM:土)掘出し 節杭
500
鹿児島 4
細砂
45550
1001:0
ｺｱﾎﾞｰﾘﾝｸﾞ
愛知細砂
10550
100
−−
113〜161:0
同径
福岡
細砂
105501001121:0
掘出し 節杭500
掘削
4.640065
1:0
掘出し 直杭300
茨城
1 粘土･細砂 1〜2400,500 65
1:0
掘出し 直杭
300
埼玉
2
砂
5〜6
4
鹿児島 1
細砂
5〜94.3620
65
1:1
掘出し 節杭440
鹿児島 1
細砂
9〜125.3680
65
1:1
掘出し 節杭500
拡大 掘出し 節杭
埼玉県 1
粘土
3〜4
3.8620100
1:0
440
掘削 ｺｱﾎﾞｰﾘﾝｸﾞ −−
熊本
2
砂
16〜18
15800
85
1:1
100
1:0
掘出し 節杭440
千葉
4 粘土･細砂 1〜13 3.5〜5 1000
1800
60
1:1
掘出し 鋼管杭900
千葉2
細砂 150〜164 5.5

根固め部径
No.2杭
φ620mm
根固め部
根固め部径
No.１杭
φ680mm22

図-３ 掘出し調査の地盤・試験杭表-２ 試験杭の諸元杭はＮ値が17程度の細砂層に、No.2杭はＮ値が16
杭径(mm)
杭長 杭先端深度 根固め径程度のシルト層に位置している。
記号(節杭は節部径-軸部径)(m)(GL-m)(mm)
3.2施工法試験杭は2003年12月にﾌﾟﾚﾎﾞｰﾘﾝｸﾞ拡No.1 (φ500)＋(φ500-400)
1110.5680
No.2
φ440-300
77.0620
Confirmation of Quality by Excavation investigation of root solidify bored precast piles
それぞれの諸元を表-２に示す。根固め部は、No.1

H.Ogura, Ｍ.Sumi, G.Komatsu, H.Kon T.Hosoda (JAPAN PILE Corp)1139

大根固め工法で施工されている。この工法1)では、根固め部を含む杭の下3000方半分が逆転拡大ビットにより拡大されており、拡大径は通常掘削部(節2500

杭先端から上方２ｍを根固め部としている。根固め液として注入するCMの水セメント比w/cは85％（4週強度No,1杭28.6N/mm2、No,2杭20.5N/mm2）、注入量は根固め部の体積である。根固め部が砂質土のNo.1杭は、CMと掘杭先端荷重（kN）

部径+50〜60mm)の1.23倍である。杭先端は掘削孔下端に位置しており、2000

1500

1000

削土を混合撹拌してｿｲﾙｾﾒﾝﾄ化することによって根固め部を築造してい500る(混合比1:1)。一方、No.2杭の根固め部は粘性土に位置するため、掘削土を排土してＣＭを注入することによって築造している(混合比1:0)。
3.3載荷試験結果

これらの杭では、工法開発の一環として載荷試験が2004年1月に行われている。No.1杭の先端荷重Ｒp（根固め部上端（杭先端0010図-４20304050
杭先端変位量（mm）

6070

載荷試験結果（No.1杭）から２ｍ上方）位置での荷重）〜先端沈下量Ｓp関係を図-４に示す。最大

拡大掘削部

荷重時のＲpは約2800ｋＮ（Ｓp＝60mm）であって、根固め部周面の摩擦を無視すると設計断面積当たり7.7Ｎ/mm2の圧縮応力を受けていることになる。またNo.2杭の圧縮応力は6.1Ｎ/mm2（最大Ｒp＝1850ｋＮ、Ｓp＝11mm時）であり、いずれも後述する根固め強度の1/5程度の値に過ぎない。
3.3

掘出し調査

これらの杭を載荷試験から５年半後の2009年５月に通常掘削部掘り出して、出来形調査を行った。掘り出した後のNo.1杭の状態を写真１〜５に示す。写真-１は通常掘削部(φ550)と拡大掘削部(φ680)の境目であり、逆転により想定どおり拡大されていることが確認できる。写真２は根固め部の先端部分である。

写真-１

拡大掘削部の境目剥落、切り欠きなどの損傷は見られず、健全な状態であった。
杭周SC

写真-３は、根固め部(上端部分)の断面である。断面の内部も、杭体付着切れによる杭体とソイルセ

中空部SCメント(ＳＣ)のずれや破壊などの損傷はなく健全な状態であった。実測した直径は680〜683mmと、設計径の680mmと同等以上の値となっていた。写真-４は、根固め部を杭軸方向に切断した

写真-２

ときの断面である。根固め部全長にわたって健全根固め部の外観

写真-３

根固め部の断面

根固め部上端杭周SCな状態であることが確認できる。写真-５は根固め部先端部分の断面である。ＳＣ中の礫分が杭の中杭体

掘出し時切欠空部では上方に移動しているが、杭周部は最下端

沈下ﾊﾟｲﾌﾟ節部より上方には移動していない。ただし、この現象は表-1に示した掘出し杭など他の例では見られていない。なお、No.2杭は断面の確認は行って中空部SCいないが、外観は写真-1,2と同様な状況であった。
3.4 根固め強度掘り出した根固め部から供試
根固め部先端体を採取し、圧縮強度を測定した。その結果、
22

No.1 杭は 28.0〜40.5N/mm (平均 34.2N/mm )、写真-４

軸方向の断面

写真-５

先端部分の断面No.2 杭は 19.2〜41.3N/mm2 (平均 30.5N/mm2)と、設定強度 11.2N/mm2 の 1.7〜3.7 倍の値となっていた。大半の測定値は注入したＣＭの強度よりも大きくなっていたが、この原因には、掘出し杭は材齢が長いこと、ＣＭの水分の地盤への吸収により w/c が減少したこと、固化時に上載圧を受けていること等の他、撹拌状態の違いの影響等が考えられる。
４．おわりに

本報では、埋込み工法の開発時に行った掘出し調査等および載荷試験から５年経過後に行った掘出し調査による根固め部の出来形確認や強度試験の結果を紹介した。今後も機会があれば、同様な調査を行っていきたい。
謝辞

本報の３節の掘出し調査に貴重なご助言をいただきました日本工業大学桑原教授に深く感謝いたします。

参考文献

1)小椋仁志・須見光二・後庵満丸・菅一雅・小松吾郎：EXMEGA 工法の鉛直支持力−ﾌﾟﾚﾎﾞｰﾘﾝｸﾞ拡大根固め工法−、GBRC、Vol.30、No.2、pp.21−30、日本建築総合試験所、2005.

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