技報 第 7 号（2009 年）

北陸新幹線におけるつばさ杭（回転貫入鋼管杭）の施工－富山水橋下砂子坂高架橋－

１．はじめに

菱建基礎株式会社

工事部

一色登志夫

菱建基礎株式会社

工事部

田中幹宏

菱建基礎株式会社

工務部

荻田成也

２．工事概要先端翼付き回転圧入鋼管杭（つばさ杭）は，先端つばさ翼

2.1 施工地盤条件を有した鋼管を全周回転掘削機にて回転圧入させ杭を造築す

当施工範囲は，支持層近辺まで比較的緩い砂・シルト層かる工法であり，地盤土砂の掘削を伴わない環境に優しい工法

ら構成された沖積層であり，支持層以深は洪積層の礫質土とである．また，杭先端に軸径より径の大きいつばさ翼を有しなっている．しかしながら，中間の As2（砂層）が比較的堅ているために通常の軸径と同径の鋼管杭より支持力が大きい

く，滑り現象の発生しやすい Ac3 層（シルト層）が下にあっのが特徴である．当工事以前は，杭先端が閉塞タイプで，かたため，工事の難点となった．

つ径φ1,200 に限られた範囲の施工であった．しかしながら，工事区域の地層区分(273km958m～275km058m間)地質 地
層 地層区分 記号
時代
名

Ｎ値

主な土質名

粘土質シルト，砂質シルト(シルト質砂，シルト混り砂，中砂)
シルト質砂，細砂～粗砂，礫混り砂(粘土質シルト，砂質シルト)
砂混りシルト，砂質シルト(シルト混り砂)
シルト混り砂，中砂～粗砂
砂質土2 Ａs2 7～38(シルト，砂質シルト)
砂混りシルト，砂質シルト
粘性土3 Ａc3 3～24(シルト混り砂)
シルト質砂，シルト混り砂，細砂～粗砂
砂質土3 Ａs3 6～37(粘土質シルト)
粘土質シルト，砂質シルト
粘性土4 Ａc4 3～20(シルト質砂)
シルト質砂，シルト混り砂，中砂～粗砂，砂礫
砂質土4 Ａs4 6～40(砂質シルト)
沖
第四紀 積 粘性土5 Ａc5 4～38 砂混りシルト，砂質シルト
完新世 層(シルト質砂，細砂)
シルト質砂，細砂～粗砂，礫混り砂，砂礫
砂質土5 Ａs5 7～50(砂質シルト)
粘土質シルト，砂混りシルト，砂質シルト
粘性土6 Ａc6 3～34(シルト質砂)
シルト質砂，中砂，礫混り砂，砂礫
砂質土6 Ａs6 7～50(砂混りシルト，砂質シルト)
シルト混り砂，中砂～粗砂，礫混り砂，砂礫
礫質土2 Ａg2 17～50(砂混りシルト)
シルト質砂
砂質土7 Ａs7 13～30(粘土質シルト，砂質シルト)
粘土質シルト，砂質シルト
粘性土7 Ａc7 3～30(シルト質砂)
シルト質砂，シルト混り砂，礫混り砂，砂礫
砂質土8 Ａs8 15～50(砂質シルト)
粘性土1 Ａc1 0～18

更なる大口径の鋼管杭の需要が高まり，大口径にも対応する

終点 00工事 058m23基礎電柱（上C形、下VCL=118m
VCR=25000mを経て開端タイプの実用化を果たし，今工事において径φ1,300 の開端タイプのつばさ杭を無時施工完了した．本工事を

275ｋ=15. 85FL1.7）0000、下（上801m3 4k 811m300
C形
5.6027 5.58
274k841m8 9m 00
基 礎 00
FL=1 FL=15. 54 4k84545
274k
電 柱4k821m
FL=1 27 =15.
27FL）

C形
基 礎 00電 柱4k869m
27（上粘性土2 Ａc2 2～21）、下）、下形（上）00
00
00
00
L1-BC形、下8m
6m
889m7 4k 901m5
基 礎 15
基 礎 35 4k 94662 4k 955658682 （上274k=15. 27 =15.
=15. B形
電 柱4k916m 支 線4k 931m 27 =15. 27FL
FL
FL 基礎 50
FL2727電柱4k 958m27）、下0000（上0000988m3 998m 002 8m1 5k03 8m8礎B形
80815.73274k 5.75 柱基 8m00
274k
275k=15. 27 =15.
FL =1 FL =1 電 5k 00
FLFL27B形
基礎 50
電柱5k058m
27（上No.76 .21m= 45.33dep

FM

FM

FFM

FF

M

M

No.8m

F

5.75m= 40.24
d ep

FM

Ｎ値
0 10 20 30 40 50

MFM

Ｎ値
0 10 20 30 40 50

As1Ac2Ac3Ac4As2As3As4Ac5Ac6Ag2Ac7As5As6As7粘性土8 Ａc8 19～27 砂質シルト
第四紀 洪積
更新世 層

Dc

礫質土
粘性土

Ｄg 25～50 砂礫，礫混り砂12～13 砂混りシルト，砂質シルト※ 主な土質名欄の(続し，あらゆる土質に対応を可能とし，なおかつスムーズで確実な施工を確立していくことを目指していく．

）

As8Dg
Dcm

F

Ac1

始めるに当たり，専用の管理装置に改良を加え，より確実な施工管理を実現した．今後，つばさ杭工法を改良・開発を継、下274k839m00

べく開端タイプのつばさ杭の開発を行った．二度の実験工事

砂質土1 Ａs1 1～30

図－１ つばさ杭施工横断図)内は挟み層図―２ 土質区分

2.2 施工数量
施工数量を，表―１に示す．
表―１ 施工数量
工区

杭径／翼径 杭全長 本数 ヤットコ 施工長 施工延長 概算質量 総質量
Ｄp ／Ｄw Ｌp ｎ Ｌy
ＬΣＬ ＷiΣＷi(mm)(m) (本) (m) (m/本) (m) (ton/本) (ton)

第2水橋
下砂子坂BL 1300 ／1950 41.0 8
R1高架橋
第2水橋
下砂子坂BL 1300 ／1950 41.0 10
R2高架橋

写真－１ つばさ杭先端翼1.977 42.977 343.816 28.913 231.305
1.996 42.996 429.960 28.913 289.131

番田川B
1300 ／1950 39.0
P1橋脚

93.559 42.559 383.031 27.868 250.813

番田川B
1300 ／1950 38.5
P2橋脚

83.084 41.584 332.672 25.941 207.525

82.022 41.022 328.176 27.775 222.201

82.004 41.004 328.032 27.775 222.201

第3水橋
下砂子坂BL 1300 ／1950 39.0
R1高架橋
第3水橋
下砂子坂BL 1300 ／1950 39.0
R2高架橋
第3水橋
下砂子坂BL 1300 ／1950 36.0
P1橋脚

63.136 39.136 234.816 27.775 166.650

小出川B
1300 ／1950 35.0
P1橋脚

84.332 39.332 314.656 25.231 201.849

合計

65

2,695.159

1,791.673

図―３フローチャート

３．施工方法3.1 施工フローチャート
つばさ杭の施工順序を図―３のフローチャートに示す．

写真－２ 管理装置（打ち止め時）

技報 第 7 号（2009 年）
3.2 つばさ杭の施工と芯ずれ対策

3.6 支持層の確認と打ち止め管理

鋼管の回転圧入初期段階から，GL-5.0m 程度までは，杭の試験杭位置をボーリング調査位置の最も近い杭を選定し，傾斜が起こりやすいため二方向からトランシットにて鉛直精鉄道運輸機構と元請会社立ち会いの下，支持層到達時の指標度の確認を行った．その後も引き続き鉛直精度の確認を行い，（硬さ指標 K 値）を決定し，打ち止めまで K 値を下回らない支持層貫入前に杭芯ずれの確認を行った．すべての杭にて，ことを計測・確認して，打ち止めとした．

杭芯ずれ量と鉛直精度は許容範囲内であった．

図－６，７に施工記録表を示す．

3.3 現場溶接
現場継手溶接の品質管理に関しては，鋼管杭協会編｢鋼管杭―その設計と施工―｣第 5 章 7 節を参考とした．溶接工は，JIS―Z3841｢半自動溶接｣に規定される｢SA-2H｣｢SS-2H｣の資格者を選定した．また，全杭に対して，浸透探傷試験を行った．
ついで，10 箇所に 1 回超音波探傷試験を行い，溶接欠陥防止に努めた．
3.4 施工上の問題点
Ac3 層に到達してから，滑り現象（圧入が止まってしまう

図－６ 施工記録表現象）が確認された．
原因としては，標尺 10.5m～12.8m の砂層（As2）回転 圧入 時に おいて 管内に取り込んだ土が圧密され，管内が閉塞される．閉塞されたまま，Ac3（比較的堅いシルト層）に到達した際，
つ ばさ 翼先 端部が 粘性土

図－７ 施工記録表（支持層～打ち止め）により団子状になり，全体が 塊と なっ て滑る 状態になったと考えられる．

図－４ 小出川 BP1（P22）土質柱状図
3.5 滑り現象の解消
滑り現象が発生した際，鋼管を As2 層まで上げ細かく上下運動をすることにより，先端に付着した粘性土を剥離させ，管内の閉塞状態を解消し，再び Ac3 層に到達した際は逆回転

写真－２ 施工状況

４．むすびにて引き上げることにより，先端翼周辺の土を一時的に軟化

本工事においては，滑り現象の解消方法の発見により工期させ，貫入時のトルクと押し込み力が杭先端に効率よく伝わ内に無事施工を終了した．また，当初危惧された被圧水と周るようにした．

辺井戸への影響はまったくなく，要求品質を十分満たすことが出来た．今後，多種多様な地盤に対応できるように更なる研究とノウハウの蓄積に努める所存である．

Key Words：鋼管杭，回転圧入，無排土，低騒音，高支持力，大口径，開端タイプ，滑り現象，硬さ指標

一色登志夫
図―５ 滑り現象の発生した際の時系列グラフ

田中幹宏

荻田成也