第55回地盤工学研究発表会

一般セッション | 6. 地盤と構造物 (動的問題を含む)

杭基礎①2020年7月21日(火) 09:00 〜 10:30 第9[21-9-1-08] 新設杭に干渉する既存杭の撤去に関する調査研究（その4）埋戻し後の新設杭の設計・施工に関する課題
Research study on effect of withdrawal procedures ofprevious piles interrupting new pile installation Part4:Designand installation of new piles after existing pile removal*木谷 好伸1、宮本 和徹 2、加倉井 正昭3、土屋 富男4、原 智紀5、田中 昌史6、細田 光美7、大平 正樹8 （1. 三谷セキサン株式会社、2. 東洋テクノ（株）、3. パイルフォーラム（株）、4. （株）竹中工務店、5. 西松建設(株)、6.
大洋基礎（株）、7. ジャパンパイル（株）、8. 八州建機（株））*Yoshinobu Kiya1, Kazuaki Miyamoto2, Masaaki Kakurai 3, Tomio Tsuchiya4, Tomonori Hara5, Masafumi
Tanaka6, Terumi Hosoda7, Masaki Oohira8 （1. Mitani Sekisan Co.,ltd., 2. Toyo Techno Corp., 3. Pileforum
Inc., 4. Takenaka
PileCorporation, 5. NISHIMATSU CONSTRUCTION Co.,Ltd. , 6. Taiyo

Corp., 8. Hassyu

KenkiKiso Corp., 7. JapanCorp.）

キーワード：既存杭、撤去、埋戻し
existing pile, removal, backfilling
既存杭撤去孔に干渉する新設杭を設計・施工する場合の留意点の把握と施工方法を提案する。本文は、既存杭撤去孔に干渉する新設杭の施工事例アンケートを実施・収集し、新設杭施工時のトラブルの有無、内容、対処方法などの実状を調査した。また、そのアンケート結果をもとにトラブルに関する考察を行った。

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新設杭に干渉する既存杭の撤去に関する調査研究
既存杭撤去

埋戻し（その 4）埋戻し後の新設杭の設計・施工に関する課題
三谷セキサン
パイルフォーラム
西松建設
ジャパンパイル正会員〇木谷 好伸
正会員 加倉井正昭
特別会員 原 智紀
特別会員 細田光美

東洋テクノ
竹中工務店
大洋基礎
八州建機

特別会員 宮本和徹
正会員 土屋 富男
正会員 田中 昌史
正会員 大平 正樹

1．はじめにWG3 の活動目標は、既存杭撤去孔に干渉する新設杭を設計・施工する場合の留意点の把握と施工方法の提案である。
今季は、既存杭撤去孔に干渉する新設杭の施工事例アンケートを実施・収集し、施工時のトラブルの有無、内容、対処方法などの実状を把握することを目標とした。また、アンケート調査結果をもとにトラブルに関する考察を行った。
2．アンケート結果の概要
既存杭の種類（既製コンクリート杭、表-1
引抜埋戻し方法（材料）

場所打ちコンクリート杭、他）と撤去工

バックホウで投入（土）ケ

撹拌の有無と方法）、新設杭の種類と施工

シン
グ
縁切
引抜

なる。今回収集したデータのうち、引抜方法、埋戻し方法（材料）とトラブル事象

ー法、撤去後の埋戻し（材料、埋戻し方法、法によりトラブルの発生要因や現象が異専用バケット等で地中に投入（土）上部から投入（流動化）
トレミー管で打設（流動化）
引抜きながら上部から注入（ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ系）
引抜きながら下部から注入（ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ系）
引抜き後に上部から注入（ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ系）
引抜き後に下部から注入（ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ系）

が明記された事例は、表-1 に示すように件数以下に、引抜方法、埋戻し方法（材料）

コンクリート杭と場所打ちコンクリート杭）に分けて分析を行ったが、トラブル有りを主に記載された事例も多く、今回計

バックホウで投入（土）ケー

ケートでは、当初は新設杭の種類（既製合

シン
グ
破砕撤
去の集計は、引抜・埋戻し・新設杭施工パタ専用バケット等で地中に投入（土）上部から投入（流動化）
トレミー管で打設（流動化）
引抜きながら上部から注入（ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ系）
引抜きながら下部から注入（ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ系）
引抜き後に上部から注入（ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ系）
引抜き後に下部から注入（ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ系）
数

合件数

孔曲り系
11061812845計ーン別の発生トラブル頻度を表すものでトラブル件数掘削不能 孔壁崩壊

552432401112300231011111342122223010692不明件

トラブル集計5不明92 件であった。に着目して分析結果を示す。なお、アン

引抜・埋戻し方法別

1401171はない。実際にどのようなトラブルが発生したかを把握するのが目的でありその発生件数は参考値であることに留意したい。アンケートでは、孔曲り、杭心ズレ、傾斜を分けて調査したが、表-1 では、それらを纏めて孔曲り系のトラブルとした。集計の結果、孔曲り系のトラブルは最も多く、引抜き後に下部から注入（ｾﾒﾝﾄﾐﾙｸ系）以外のすべての埋戻し方法で発生しており、既存杭撤去孔に干渉する新設杭を施工する際の代表的なトラブルであるといえる。
3．埋戻し方法別トラブル(1) 埋戻し材料が土の場合埋戻し材料が土の場合は、全てが縁切引抜工法によりバックホウで地上から投入した埋戻し方法で、孔曲り系 5 件、掘削不能、孔壁崩壊がそれぞれ 1 件発生していた。今回収集事例では、既存杭の径が細いものが多かったので、撤去孔の径が 400mm〜600mm 程度と比較的細かった。このため、この孔にバックホウで地上から土を投入すると引抜孔の上部区間しか埋め戻せないことが予想される。この場合、孔の上部は土が詰まって硬くなり、下部は緩いまたは空洞になってしまい、このような場所に新設杭を施工すると、孔曲りが生じたり、掘削不能になったと思われる。
(2) 埋戻し材料が流動化処理土の場合埋戻し材料が流動化処理土の場合は、上部から投入する事例が 7（＝6+1）件、トレミー管で下から埋め戻す事例が 29（＝18+11）件で今回の調査では最も多い埋戻し方法である。
上部から投入した事例では、孔曲りが 6（＝5+1）件、掘削不能、孔壁崩壊がそれぞれ 1 件発生しており、土の場合と同様に孔径が小さいため、孔底まで埋め戻せていないものと思われる。
トレミー管で投入した事例では、29 件中、孔曲りが 6 件、掘削不能、孔壁崩壊がそれぞれ 2 件発生しており、縁切引抜工法、破砕撤去工法ともトラブル発生率は小さい。これは、トレミー管を孔底まで入れて埋め戻すので、全体に流動化処理土が充填されたためと思われる。
(3) 埋戻し材料が貧配合セメントミルクの場合
埋戻し材料が貧配合セメントミルクの場合は、引抜きながら上部から注入する事例が 14（＝12+2）件、引抜きながら下から注入する事例が 11（＝8+3）件、引抜き後に上部から注入する事例が 4（＝4+0）件、引抜き後に下から注入する
Y.Kiya,Mitani Sekisan Co,.ltd., K,Miyamoto,Toyo Techno Corp.,
Research study on effect of withdrawal procedures of previous
M.Kakurai,Pileforum Inc., T.Tsutiya, Takenaka Corp.,
piles interrupting new pile installation Part 4：Focal points onT.Hara,Nishimatsu Corp.,
M.Tanaka,Taiyo Kiso Corp.,
design and construction of new piles after withdrawal ofT.Hosoda,JapanPail Corp., M.Ohhira,Hassyuukenki Corp.
previous piles
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事例が 5（＝5+0）件であった。
既存杭を引抜きながら上からセメントミルクを注入する方法は、地表のケーシング周囲にセメントミルクのプールを造り、杭を引抜いた体積分だけ、セメントミルクを孔内に充填する方法である。この場合、地中の引抜き部に残置物や土砂があると所定量のセメントミルクが充填されず、未置換部ができてしまうことが予想される。また、引抜きながら下部からセメントミルクを充填する方法では、ケーシングの先端部からセメントミルクを吐出する仕組みになっており、杭を引抜いた体積分だけ注入しながら施工する。この場合、吐出されたセメントミルクは孔内に置いてくるのみで撹拌されないので、不均一になりやすい。このように、引抜き作業とセメントミルク注入作業を同時工程で行う施工法では、孔曲りの原因となる孔内固化強度のバラツキが生じるおそれがある。
これに対し、引き抜き後に孔底からセメントミルクを注入する方法は、引抜き作業とセメントミルク注入作業が別工程となる。杭を引抜いた後、孔径に見合った専用ロッドを孔底まで下ろし、ロッド先端からセメントミルクを吐出し、孔内全体を撹拌しながら埋め戻してくるため、全長にわたり不均一になりにくい。今回の調査では、引抜き後に下からセメントミルクを注入した 5 件の事例では、トラブルは発生していない。
4．トラブル回避策案
今回の集計では、引抜き方法や埋戻し方法に関らず、新設杭施工時には、孔曲り系のトラブルが生じる事例が多かった。これらの主な原因は、引抜方法や埋戻し方法に関する情報不足（引抜や埋戻しに関する施工記録が少ない）で、埋戻し部が原地盤より、柔らかい・空洞で逃げる（図-1 の A）、または硬くて鉛直に掘れない（図-1 の B）ことによると思われる。よって埋戻し時には、地上から投入すると孔底まで埋め戻すことが困難だったり一部空洞になる恐れがあるので、孔底から投入できる埋戻し方法(トレミー管による流動化処理土や専用ロッドによるセメントミルク注入など)を採用することが望ましい。また、孔内に掘削液などがある場合に土や流動化処理土を地上から投入すると、比重の大小により、掘削液の中で土粒子が分離してしまい、比重の大きな土粒子が孔底に沈降ことも予想されるので、同様に孔底から投入する方法を採用することが望ましい。
また、図-2 に示すように、新設杭と既存杭の干渉程度よってもトラブル発生原因が異なる。①や②のように部分

A:埋戻し部に空隙がある場合

図-1

既存杭

B: 埋 戻 し 部 の一部が硬い場

孔曲りの模式図
既存杭

新設杭

新設杭

新設杭

的に干渉する場合は、新設杭用の孔の一部が埋戻し孔に干既存杭渉し、その硬軟によって孔曲がりが生じやすい。また③のように、新設杭孔が埋戻し孔を包含する場合は、柔らかい①干渉範囲が既存杭の半径を超えない場合②干渉範囲が既存杭の半径を超える場合③干渉範囲が新設杭に含まれる場合

場合はトラブル発生率は小さく、硬い場合は地中障害となり掘削困難になることが予想される。このような場合、新図-2新設杭と既存杭の干渉程度

例

設杭の杭心に合わせて既存杭を撤去・埋戻しすることで新設杭施工時に撤去孔がガイドとなり穴曲り防止策となり場合もある。今回集計したアンケート事例では、この干渉程度に関する情報も一部報告されているので、今後は干渉程度と引抜・埋戻し方法、新設杭施工法とトラブルの関係についても調査が必要である。
一方で、新設杭施工時にもこれらのトラブル回避策が考えられる。
(1) 場所打ちコンクリート杭施工時の留意点：アースドリル杭の場合
アースドリル杭施工時の掘削孔傾斜のトラブル対策としては、既存杭撤去深度以深まで長尺のケーシングを建て込み、ケーシング下端以深はアースドリル工法で掘削する。長尺のケーシングを建て込むには油圧ジャッキを使用する必要がある。また、既存杭撤去深度が深い場合、回転式掘削機を使用してケーシングチューブを建て込みながらケーシングチ
ューブ内の土をハンマグラブで掘削し、ケーシングチューブ下端以深はアースドリル工法で掘削する。既存杭撤去深度と新設杭の深度が同深度で、新設杭が拡底杭の場合、拡底傾斜部が崩壊する可能性が大きいので、新設杭の拡底開始深度は既存杭撤去深度よりも深い位置となるように杭先端位置を深くすることが考えられる。
(2) 既製コンクリート杭施工時の留意点：プレボーリング杭の場合
プレボーリング杭施工時の孔曲がり系のトラブルに対する対策としては、細いサイズの掘削部材で先導掘削をする、剛性の高いロッドを使用する、地表から 10ｍ程度まではトランシッド等で鉛直確認しながらゆっくり掘進するなどがある。また、孔壁崩壊対策としては、粘性の高いベントナイト溶液を用いたり反復回数を増やすなどがある。
5．今後の活動予定
引抜き方法、埋戻し材料と埋戻し方法には、それぞれ特徴があり、それに起因して新設杭を施工する際にトラブルが発生している。これらの特徴を知り、適切な方法で埋戻すことで、新設杭施工時のトラブル回避が可能と思われる。今
回集計のアンケートの結果から、既存杭撤去方法、埋戻し方法、埋戻し材料の因果関係や問題点をあげ、その後の新設杭（既製杭、場所打ち杭とも）の施工方法を提案する予定である。

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