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日本建築学会大会学術講演梗概集（東海） 2021 年 9 月

基礎杭の施工状況に対応した根固め品質の確認実験 その１：目的と概要

基礎杭サイクルタイム

根固め掘削泥土正会員
同同
同

品質管理

○井上波彦*1
久世直哉*4
土屋富男*6
谷川友浩*6

同
同
同

岡田憲幸*2
木谷好伸*3
野口裕介*7

同同
同

横山雅樹*3
林 隆浩*5石井 陽*8

１．研究の目的と概要
基礎杭の根固め部は支持力確保のために重要な部分であり，大臣認定工法が主流となっている。こうした工法の施工管理は認定ごとの指針類に基づき行われているが，採取口を開いた状態工事監理の立場からは，各工法で共通の指標に基づく評価が有用と考えられる。根固め品質を管理するため根固め部の築造直後に未固結状態のソイルセメント（未固結試料取出し状況試料）を直接採取して強度等の各種の試験を行う手法 1)が普及の段階にあるが，筆者らは既報 2) において固化し

写真１

た根固め部（根固め改良体）の強度が根固め液と攪拌混採取器（水圧式・二工程）

根固め部築造後の未固結試料，③根固め改良体のコア試合される原地盤の土質構成と関連が深いことを確認した。 料のそれぞれに着目した分析を行うため，軸部掘削工程
そこで，未固結試料のさらに前段階となる掘削直後（根（図２中 a.）及び根固め部築造工程（図２中 c.）における固め液注入前）の泥土を品質管理の着眼点とし，掘削水以下の施工条件を変化させることとした。

使用量や掘削速度など基礎杭（既製杭）の施工サイクル①泥土の品質に関する施工条件：タイムの中で影響を及ぼすと考えられる項目を変化させ，泥土の品質に影響を与える項目としては，軸部掘削最終的に根固め改良体（コア試料）の品質に及ぼす影響速度及び掘削水の使用量を対象とした。軸部掘削速度を把握するための施工実験を行った。以下，本（その１）（計画）は標準を 2m/min，その 1/2 倍（1m/min）及びでは実験計画など基本的な情報を，続く（その２）で泥２倍（4m/min）の３段階とした。掘削水量（計画）に土及び未固結試料の成分分析等の検討結果，（その３）でついては，掘削体積比として標準（75%），少量（50%）3)コア試料の品質の分析とまとめについて報告する 。

及び多量（100%）の３段階とした。
②未固結試料の品質に関する施工条件：

２．施工実験の諸元
２．１ 対象地盤及び掘削方法
実験は米原市内で実施した。土質柱状図の抜粋を図１

固め液注入及び攪拌工程とした。掘削後における根固に示す。GL-20m のシルト混じり砂礫層を杭先端，その上は引上げ時）及び攪拌装置の回転方向（正転又は逆転）下 1m の範囲を根固め部の計画位置とした。施工に当たっを変化させた。それぞれのイメージを図３に示す。軸ては，ストレート系の埋込み杭を想定した掘削径 700mmの機材を用い，統合的な管理装置を用いて掘削速度や根未固結試料の品質に影響を与える項目としては，根め液の吐出位置（底部，根固め部の掘削時，反復時又部掘削の施工条件は①の標準の条件と原則同一とした。
③コア試料の品質に関する施工条件：

固め液流量を管理した。さらに，根固め部の泥土や未固コア試料については未固結試料と同一の条件を対象

結試料の採取のため，写真１に示す二工程型の採取器をとした。未固結試料の採取と同一の掘削孔について，用いた。図１に示す通り支持層の上部に粘土を含む層が根固め改良体からコア試料を採取するため，掘削孔の存在し，施工条件によって根固め部への混入のおそれが中心位置にあらかじめガイド管を挿入した。コア試料ある。また，支持層に含まれる砂礫分も，根固め部の攪の分析ではコア採取率等の出来映えに関する項目につ拌の状況に応じた影響があるものと考えられる。

いても検討するため，根固め全長（設計長 2m）を含む２．２ 施工パラメータ
図２に既製杭の代表的な施工サイクルタイムを示す。

試料を連続して採取することとした。
最終的な施工条件の一覧として，掘削水量，掘削速度及縦軸をオーガー等の施工深度，横軸を時間軸として時系

び根固め注入・攪拌方法の組合せを表１に示す。施工条列で表現したものである。本施工実験では，根固めに関件①は No.1〜No.5 の５パターン，②③は No.1 及び No.6〜

する品質の評価について，①根固め部掘削後の泥土，②No.10 の６パターンで合計 10 パターンとなり，それぞれExperiment on the Quality of Grouted Pile Baseaccording to the Condition of Drilling and Mixing for theBored Pile (Part 1: Outline and Construction Parameters)

INOUE Namihiko, OKADA Noriyuki, YOKOYAMA Masaki,
KIYA Yoshinobu, KUZE Naoya, HAYASHI Takahiro, TSUCHIYA
Tomio, NOGUCHI Yusuke, ISHII Akira and TANIKAWA Tomohiro― 513 ―

表１

施工条件一覧

【謝辞】本（その１）〜（その３）の検討は，（一社）建試料採取（○印）
根固め
施工 掘削 掘削
No.
注入法
実験ケースの位置づけ プラ
未固
日 水量 速度
泥土コア(図３)
ント
結
1 12/11 標準 標準
ア
標準
○ ○ ○
2 12/９ 標準 速
ア
掘削速度の影響（速い）○ ○ ○3 12/11 標準 遅ア
掘削速度の影響（遅い）○ ○ ○4 12/10 少 標準
ア
掘削水の影響（少ない）○ ○ ○5 12/11 多 標準
ア
掘削水の影響（多い）○ ○6 12/14 標準 標準オ
根固め液で支持層掘削○ ○ ○7 12/12 標準 標準イ
根固め部の施工の影響○ ○ ○ ○
8 12/14 標準 標準エ
根固め部の施工の影響○ ○ ○ ○
9 12/12 標準 標準ウ
根固め部の施工の影響○ ○ ○ ○
10 12/15 標準 遅エ
1〜9 の結果を考慮して決定○ ○ ○注：プラント試料は施工日ごとに１回（その日の最初のケース）の採取とした築基礎・地盤技術高度化推進協議会（ALLF）「根固め改良体の品質管理指針検討委員会」による事業の一環として行われたものである。実験の実施に当たっては，丸門建設（当時）平出真平氏及び津田裕也氏，前田製管（当時）吉田智氏にご尽力いただいた。また，これらの検討の一部に（国研）建築研究所課題「基礎ぐいの先端根固め部の品質確保に関する研究」によるものを含んでいる。
関係各位に謝意を表します。
【参考文献】1)パイルフォーラム：根固め部の未固結試料採取・調査・試験マニュアル（Ver.2.0）, 2014.10 2)井上他：杭の根固め部の品質に混入土が及ぼす影響, 日本建築学会

泥土採取用及び未固結試料・コア試料採取用の２種類計

大会学術講演梗概集, 構造Ⅰ, pp.451-452, 2020.9

20 個所の掘削孔を南北 3m×東西 3.9m の間隔でグリッドに対応した根固め品質の確認実験(その１)〜(その３), 日本建築学会大会学術講演梗概集,上に配置されるように計画した。

工法の施工ガイドライン（土木）, 2016.33)井上,依田,久世他：基礎杭の施工状況

2021(投稿中), 4)（一社）コンクリートパイル建設技術協会：COPITA 型プレボーリング杭

３．プラント強度に関する検討
３．１ 根固め液及び杭周固定液の配合
根固め液及び杭周固定液は，同一配合とし，まとめて混練した。計画配合を表２に，計画注入量を表３に示す。
表２

根固め液及び杭周固定液の計画配合（１バッチ）

セメント
C (kg)735
表３

水W (ℓ)

練り上げ量
V (ℓ)

水セメント比図１

W/C (%)

43867060
根固め液及び杭周固定液の計画注入量

掘削径

掘削長(mm)(m)

対象地盤の概要と根固め部の計画位置

a.

b. c. d. e.

a. 軸部掘削
b. 根固め部掘削（泥土を採取する場合は b の後，採取器を挿入する（□））
c. 根固め部築造
d. 引上げ（杭周固定液注入）
e. 未固結試料採取（○）

計画注入量 (ℓ)
根固め液

杭周固定液

合計

700
21.07701000
1770
３．２ 圧縮強度試験結果
図４に，各施工日ごとに実施したプラント強度に関する試験結果を示す。試料は根固め液注入時にバッチャー
プラントミキサー排出孔から採取し，温度測定，マッドバランス測定及びガイドライン 4) に準じた圧縮強度試験（材齢 28 日）を実施した。圧縮強度（平均）は 31.4〜2

図２
注入終了

▽19.0m

注入開始(ア)標準（引上げ注入後攪拌）注入終了▽19.0m▽19.0m▽19.0m時間▽21.0m

施工サイクルタイムの例▽21.0m

時間

注入終了
注入開始
(イ)注入と同時に攪拌

注入開始

注入終了

△19.0

3

39.0N/mm ，密度は 1.72〜1.73g/cm であり，これらは同ガ
イ ド ラ イ ン の 条 件 （ 強 度 20N/mm2 以 上 ， 密 度 1.71 〜1.79g/cm3 ）を満たしている。強度には水温やセメントミ▽21.0m
注入開始

時間(エ)引上げ時に注入（攪拌なし）

ルクの温度との関連が見られ，既報 2) における W/C=60%

図３▽21.0m時間▽21.0m
注入開始

時間

注入終了

(ウ)注入と同時に攪拌（逆転）オーガー回転方向と注入工程
正転注入
逆転注入
ポンプ停止（正転）流量：200ℓ/分
掘削・上下反復：2.0m/分(オ)支持層掘削と同時に注入

根固め液の注入法（計画イメージ）

2のセメントミルク強度 43.2N/mm より数値が低いが，供試体作成や養生など現場状況の違いの影響が考えられる。
４．まとめ
基礎杭の根固め品質の確保に関する手法を構築するため，軸部及び根固め部の施工条件の違いが根固め改良体の特性に及ぼす影響を把握することを目的とした施工実験を計画した。続く（その２）（その３）では特に図３の根固め部の築造工程の違いに着目し，表１の施工 No.1 及び No.7〜No.10 を比較した結果を報告する。
*1 国土技術政策総合研究所 *2 ホクコンマテリアル*3 三谷セキサン *4 ベターリビング *5 丸門建設
*6 竹中工務店 *7 大成建設 *8 日本建築センター

図４

プラント強度試験結果（計画 W/C=60%）*1 NILIM *2 Hokukon Material Co.,Ltd. *3 Mitani Sekisan Co.,Ltd.
*4 Center for Better Living *5 Marumon Construction *6 Takenaka Corp.
*7 Taisei Corp. *8 Building Center of Japan― 514 ―