日本建築学会大会学術講演梗概集（近畿） 2014 年 9 月

20234

高支持力埋込み杭の根固め部の強度確認試験結果（その２）
正会員
正会員（各種比較試験事例の追加検討）

高支持力埋込み杭根固め部○小松吾郎*
吉川那穂*

正会員
正会員

細田光美*
吉田 映*

圧縮強度

１．はじめに同名報文（その１）においては、特定工法の根固め部えられる。

強度を統計処理し、必要強度との対比や強度分布状態をいて描いた未固結試調査した。また、同一条件下（同一現場･地盤）で実施し料の材齢-圧縮強度た各種比較試験から、主に室内配合試験による圧縮強度の Goral 推定曲線でと未固結試料による圧縮強度の比較検討を報告した。本あり、さらに、１週報では、その他追加検討した結果を報告する。

材齢の実測値をﾌﾟﾛｯ

２．材齢 1 週と 4 週圧縮強度の関係ﾄしたものである。1

図-2 は、4 週圧縮強度の実測値より文献１）の式に基づ

現状の課題のひとつとして、未固結試料の早期材齢圧

週圧縮強度の実測値

縮強度（ここでは、1 週とする）から４週圧縮強度の推定（図中▲）と推定曲精度と信頼性の向上が挙げられる。そこで当該施工現場

線との誤差は微小で、は室内配合と未固結試料採取については 1 週と 4 週圧縮

今回の実測値は本式強度試験を実施した。圧縮強度の伸び率（4W/1W）と 4と比較的整合してい週圧縮強度の関係図を図-1 に示す。

ることが確認できた。

任意材齢におけるｺﾝｸﾘｰﾄの圧縮強度の推定技術として

図-2 材齢と圧縮強度

３．ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ注入率とｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ含有率の基本値と補正値

は、文献１）に記載の Goral 推定曲線式があるが、ｿｲﾙｾﾒﾝﾄ

未固結試料の 4 週圧縮強度結果をみると、根固め液のに関しても同様に利用されることがある。これによれば、 基本注入率 λ＝1.0、1.5、2.0 のいずれも十分な強度値が当該現場は普通ﾎﾟﾙﾄﾗﾝﾄﾞｾﾒﾝﾄを使用しており、4W/1W は確認された。また、注入率(量)の増加は根固め部強度の増1.43 を目安にすることができる。また、図中の 15 ﾌﾟﾛｯﾄ

大に効果があることが確認された。しかし、過剰な注入は、1 点を除き COPITA ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ推定式よりも下方であ率増加は必要強度に対して過剰に強度を発現し不経済とり、且つ、すべて 1.43 以上となっており、分布幅は 1.49なることがある。そこでｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ含有率(以下 CM 含有率～2.09 であった。これより、普通ﾎﾟﾙﾄﾗﾝﾄﾞｾﾒﾝﾄを使用すと略す)をｺﾝﾄﾛｰﾙすることにより経済性と品質を両立できる場合の 4W/1W 予測は、1.43 で実務運用していくことる可能性がある。ここでは、図-3 に示すように、当該施で安全側の対応となると考えられる。また、4W/1W の予工試験の基本注入率 λ＝1.0（100%注入率）で上下反復測は、室内配合試験の値を参考にすることができると考による均等分割回数が 3 回の場合の CM 含有率の考え方

２）

4.0

━：COPITA推定式(ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸσ28とσ7の回帰式)
σ28＝1.33σ7＋6.44

ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸの基本注入率 λ＝
根固め部体積に対して、1.0100

ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸの補正注入率 λt＝

ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ含有 率＝
泥土含有率％注入率━：土木学会ｺﾝｸﾘｰﾄ標準示方書、高炉ｾﾒﾝﾄの場合
3.5

① ② ③

σ28/σ7＝1.58━：同、普通ﾎﾟﾙﾄﾗﾝﾄﾞｾﾒﾝﾄの場合
圧縮強度の伸び率：４Ｗ／１Ｗ

σ28/σ7＝1.43
根固め部体積に対して、■：砂礫、未固結試料採取(3ﾃﾞｰﾀ)●：砂礫、室内配合試験(6ﾃﾞｰﾀ)▲：細砂、室内配合試験(3ﾃﾞｰﾀ)■：有機質土、室内配合試験(3ﾃﾞｰﾀ)

3.0

ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ注入方式
均等分割回数

：：137

57. 8
42. 2

ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ注入直前状態

1.000① 1回目注入後【ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ含有率② 2回目注入後【ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ含有率43.8 ％】1.5③ 3回目注入後【ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ含有率1520

４週圧縮強度2530350.250

1.01.333

0.333
1.333

0.563

0.438

0.7 5
1.333

0.583
1.333

0.422

0.578

0.563
1.333

0.771
1.333

泥土

1.000

泥土
ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ
計

1.000
0.333 (1回目の均等分割注入)
1.333

泥土
ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ
ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ
計

0.750
0.250 (1回目出来上がり分)
0.333 (2回目の均等分割注入)
1.333

泥土
ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ
ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ
計

0.563
0.438 (2回目出来上がり分)
0.333 (3回目の均等分割注入)
1.333

図-3 上下反復による均等分割回数方式の注入ｲﾒｰｼﾞ図

The strength check test in the grouted base of the high bearing capacity pileby pre-boring method (The 2nd)

57.8 ％】（ N／ mm2）

図-1 4W/1W（圧縮強度伸び率）と 4 週圧縮強度0.75025.0 ％】2.010→ ｿｲﾙｾﾒﾝﾄ築造工程(均等分割注入)を加味したλ上下反復による均等分割回数の注入方式
3回

2.5

1.0＝ 1.37％注入率

KOMATSU Goro,HOSODA Terumi，YOSHIKAWA NAO,YOSHIDA Ei― 467 ―

表-1 基本注入率λと補正注入率λtを示す。1 回目の注入範囲には泥土のみの状態であるが、ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸの基本注入率λと基本ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ含有率

2 回目以降の注入では、根固め部には前回までの注入により出来上がったｿｲﾙｾﾒﾝﾄが存在する。このｿｲﾙｾﾒﾝﾄと 2 回目以降のｾﾒﾝﾄﾐﾙｸは混合撹拌される。根固め部内の CM 含有率の変化を強調して表現するために図-3 はｲﾒｰｼﾞ図としている。3 回の均等分割注入により、補正 CM 含有率 57.8%となり、補正注入率は λt＝1.37（137%注入率）となる。
同様に計算した基本注入率 λ＝1.5（150%注入率）、λ＝2.0（200%注入率）の場合の結果を表-1 に示す。ここ

λ＝1.0
λ＝1.5
λ＝2.0
上下反復
･基本注入率：100％ ･基本注入率：150％ ･基本注入率：200％(ﾀｰﾆﾝｸﾞ)･基本ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ･基本ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ･基本ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ
注入を基本摘要
含有率：50％含有率：60％含有率：67％とした
補正
補正
補正
均等分割補正補正
補正
ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ
ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ
ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ
回数
注入率
注入率
注入率
含有率
含有率
含有率
λt(％)
λt(％)
λt(％)
ＣＭt(％)
ＣＭt(％)
ＣＭt(％)
1
100
50.0
150
60.0
20066.7
基本に同じ
313757.8
238
70.4
363
78.4
5149
59.8
271
73.1
438
81.4
6152
60.3
28173.846282.2
λ ：基本注入率λ＝注入したｾﾒﾝﾄﾐﾙｸの体積／対象泥土の体積で、基本注入率 λ＝1.0、1.5、2.0 に対して、補正注入率

λt：補正注入率λt＝最終的に出来上がったｿｲﾙｾﾒﾝﾄ中のｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ体積／対象泥土の体積

λt＝1.37、2.71、4.62 と非常に大きいことになる。

ＣＭt：補正ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ含有率（根固め部ｿｲﾙｾﾒﾝﾄ中に、ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸが占める体積比率）
ＣＭt＝λt／（λt＋１）×100

当該試験施工の根固め部築造方法としては、基本注入が確認されたが、深度率 λ ごとで、図-4 の黄色着色部の要領にて行った。表-1

方向に圧縮強度は大きと図-4 の左欄は上下反復のみでの均等分割注入であり、くなる傾向が見られた。

先端保持注入工程の組込みを行った基本注入率 λ＝1.5 とλ＝1.0 は特にばらつ

2.0 の施工は、補正 CM 含有率を更に上昇させる効果があきが大きいが、本試験ったと考えられる。

ではｺｱ採取率も若干低

この考え方に基づく施工を行うことで、根固め部の必下し、礫の大きさや含要強度を満たすために重要となる CM 含有率のｺﾝﾄﾛｰﾙが有量とｺｱ採取径の影響理論的には可能となる。また、必要強度値の大小に応じた注入率（量）の決定にも応用可能となる可能性があり、によるものと考えられる。このように、礫が今後更に検証したい。

供試体に多量に混入さ４．未固結試料採取とｺｱ採取の圧縮強度の比較
今回の地層における支持層の礫径は φ2～30mm 主体ながらもφ50mm 以上の粗礫も点在している。そのため、ｺﾝｸﾘｰﾄ供試体寸法の設定と同様の考え方により、ｺｱ供試体の採取径を通常より大きいｺｱｻﾝﾌﾟﾗｰを用い、礫の圧縮強度試験に与える悪影響を多少低減するようにした。実際のｺｱ採取径は約 92mm であった。なお、杭は沈設してい図-5 ｺｱ圧縮強度の深度分布れた場合、礫とｿｲﾙｾﾒﾝﾄの境界面での剥離破壊等もあり、特に当該施工現場の場合には、供試体の大きさに釣り合わない粗礫も多分に点在する地盤であった。ｺｱ採取率や破壊形状等を加味した総合的な判断を行う必要があると思われる。
５．まとめ

ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ注入率と CM 含有率を、基本値と補正値にて区分を行い、室内配合試験と施工現場でのｿｲﾙｾﾒﾝﾄの仕上が図-5 にｺｱ圧縮強度の深度分布を示す。基本注入率 3 ｹｰｽ
り状態の違いから圧縮強度差を考察した。また、上下反ともに、｢未固結試料圧縮強度≦ｺｱ採取圧縮強度｣の通常
復の均等分割回数によるｾﾒﾝﾄﾐﾙｸの注入･混合攪拌や先端の関係にはならなかったが、平均圧縮強度値（それぞれ、保持注入による補正注入率 λt や補正 CM 含有率の上昇に20.2、23.9、25.7N/mm2 ）としての問題は無かった。まついて、理論付けを行った。
た、採取深度により礫の影響と思われる強度のばらつきない。

【参考文献】

根固め部の築造要領
均等分割回数（上下反復のみ）でのセメントミルク注入・混合攪拌方式
セメントミルク
基本注入率
λ①１００％ １．０
注入率②１５０％ １．５
注入率

③２００％ ２．０
注入率

基本セメントミルク含有率（％）

概略施工模式図

５０３回の上下反復による混合攪拌（均等３分割のセメントミルク注入）

６０
５回の上下反復による混合攪拌（均等５分割のセメントミルク注入）

セメントミルク
補正注入率λt

補正セメントミルク含有率を更に上昇させる、先端保持注入工程付きのセメントミルク注入・混合攪拌方式 （基本注入率λ＞１．０の場合）
補正
セメントミルク含有率
（％）

１３７％
１．３７ ５７．８
注入率

概略施工模式図同左（左欄と施工仕様は同一）３回の上下反復による混合攪拌（均等３分割のセメントミルク注入）

先端保持２７１％
注入
２．７１ ７３．１
注入率
３回の上下反復による混合攪拌（均等３分割のセメントミルク注入）
先端保持注入６７
６回の上下反復による混合攪拌（均等６分割のセメントミルク注入）

セメント
ミルク
補正注入率
λt

４６２％
４．６２ ８２．２
注入率
３回の上下反復による混合攪拌（均等３分割のセメントミルク注入）

補正
セメントミルク含有率（％）

１３７％
１．３７ ５７．８
注入率２７１％
２．７１ ７３．１注入率
以上
以上
以上

1)土木学会：ｺﾝｸﾘｰﾄ標準示方書［施工編］
pp52-53,2002.3.
2)COPITA ： 埋 込み工法に用いる根固め液及び杭周固定液の圧縮強度試験方法，
2011.3４６２％
４．６２ ８２．２
注入率
以上
以上
以上

図-4 根固め部築造要領の例（黄色着色部は当該試験施工で実施した要領）*ジャパンパイル株式会社*ＪＡＰＡＮＰＩＬＥ― 468 ―ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ