東急建設技術研究所報 No. 45

U.D.C 624.138.23

中間砂礫層地盤におけるセメントベントナイト水を用いた
既存杭撤去埋戻し事例―撤去方法および埋戻し状態の考察―
張

要

約：

媛＊

古垣内靖＊

川崎健二郎 ＊

近年，都市部での解体工事において，既存杭の撤去埋戻しを行う事例が増えてきているが，現状の埋め戻しは必ずしも安定した状態にない。本報では，中間砂礫層を有した地盤において，ケーシング縁切引抜工法にて既存杭を引抜いた後に，セメントおよびベントナイトを埋戻し材として引抜き孔を処理し，埋戻し後のボーリング調査結果について考察した。その結果，埋戻し部に砂礫が多く混入したため，礫当たりの影響を受け，値にはばらつきがあった。埋戻し部の一軸圧縮強さは深度が深くなるほど大きくなり，そのヤング係数との関係は流動化処理土と同様の傾向にあった。また，自立性の低い砂礫層の孔壁崩壊対策としてベントナイト水よる泥水位の低下抑制に努めたが，杭撤去に伴う泥水の負圧により，砂礫層の孔壁崩壊の惹起および周辺砂礫層地盤への影響が示唆された。
キーワード：

既存杭撤去，埋戻し，ベントナイト，ボーリング調査，一軸圧縮強さ

目

1．はじめに4．埋戻し材の配合

2．地盤および既存杭の概要

5．調査結果3．杭撤去埋戻し方法

6．まとめ

次：

1．はじめには，孔壁崩壊の危険性がある中間砂礫層を有した地盤にお

近年，都市部では既存建物の解体工事に伴いその杭基礎いて，CB 水と孔内泥水を混合して引抜き孔の埋戻し処理（既存杭）の撤去が増えている。新築建物の杭基礎（新設を行い，埋戻し部を調査した事例について報告する。

杭）を構築するうえで干渉する既存杭の撤去を行うが，引抜き孔には，新設杭の設計・施工上適切な剛性・強度の埋2．地盤および既存杭の概要

戻し土が必要である。埋戻し土の強度が過大もしくは過小

図 1 に現場敷地内の既存杭（No. 1 および No. 2）と新設の場合，新設杭の施工時に孔壁崩壊・孔曲がり，掘削不能杭の位置，並びに原地盤のボーリング調査位置を示す。撤などが発生し品質に悪影響を及ぼす恐れがある 1)。筆者ら去する既存杭（2 本）は，No. 1 が杭径 900 mm 杭長 26.3は模擬泥水とセメントベントナイト水（以下，CB 水）をm で，No. 2 が杭径 1000 mm 杭長 26.0 m の場所打ちコン配合した埋戻し材の室内配合試験や現場施工を通して報告

クリート杭である。図 2 に原地盤のボーリング柱状図（原してきた 1)〜4)。しかし，既存杭撤去埋戻しの調査事例は乏Bor. A）と既存杭の深度関係を示す。同図より，当該地のしく，未だにデータが蓄積されていない。そこで，本報で地層構成は施工盤から G.L.−4.2 m まで埋土層および粘土

図1＊技術研究所

既存杭と新設杭の平面図

図2

基礎・構造グループ

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原地盤柱状図東急建設技術研究所報 No. 45層，G.L.−4.2 m 以深に層厚約 6.6 m の粘土混じり砂礫層，4．埋戻し材の配合
流動化処理土による全置換の実績に鑑み 5)，埋戻し部のG.L.−10.8〜−26.7 m にシルトが堆積し，それ以深に東京強度は流動化処理土との同等な強度範囲（ u=130 kN/m 2礫層および上総層群の土丹層が分布している。

〜500 kN/m 2) 6)を目標と設定した。室内配合試験の結果に基づき，引抜き孔の泥水量を仮定し，計算式 4) によって

3．杭撤去埋戻し方法
既存杭の撤去は施工盤（G.L.−0.79 m）から外径 1300

CB 水の配合を決めた。表 1 に削孔体積に対するベントナmm のケーシングを用いてケーシング縁切引抜工法で行っ

イト（ ），セメント（ ）および水（た。既存杭は長尺大径であり，引き上げると，その体積分す。前述の撤去埋戻し手順により B 水および C 水を分けの孔内泥水位が下がり，浮力が減少するため，既存杭を持て注入する際の配合を表 2 に示す。

）の添加量を示

ち 上 げ ら れ な く な る 恐 れ が あ っ た。ま た，G.L.−4.2〜−10.8 m の中間砂礫層は，泥水位の低下による孔壁崩壊

5．調査結果が懸念されることから，本工事では，既存杭を引抜きなが埋戻し状態を確認するため，既存杭 No. 1 および No. 2ら埋戻し材を注入する計画とした。の埋戻し完了後直ちに約 G.L.−10.3〜−11.3 m で未固結試

図 3 に既存杭撤去埋戻しの施工手順の概念図を示す。ケ

料 を 採 取 し，直 径 50 mm 高 さ 100 mm の 型 枠 に い れ，ーシング先端より削孔水を噴出しながら回転削孔し（同図20℃にて封かん養生した。また，埋戻し完了から約 2ヶ月a），ケーシングと杭との間を泥水化し縁を切った後，ケー半後に既存杭 No. 1 および No. 2 の埋戻し位置でボーリンシングを引抜いた（同図 b）。孔内泥水位を低下させない

グ調査と共に標準貫入試験を実施し，既存杭 No. 1 の埋戻ため，既存杭を引抜きながら埋戻し材を上部より注入するし部で乱れの少ない試料（コア試料）を 3 深度採取した。

必要があるが，杭撤去の時間を要することから，この埋戻未固結試料について，養生期間 7 日，約 79 日（ボーリし材は固化材を用いないベントナイト水（以下，B 水）のング調査直後）および 152 日（新設杭施工時）において，みとし，上部より既存杭の脇から流入させた。注入量は既一軸圧縮試験を実施した。表 3 に未固結試料の存杭体積と同等とした（同図 c）。その結果，引抜き孔にヤング係数は上部が B 水，下部が泥水となることが考えられる（同材齢の関係を示す。材齢の経過に伴って図 d）。そこで，既存杭撤去後に，スパイラルオーガーを見られる。既存杭 No. 1 において埋戻し後 1 週間の引抜き孔底部に挿入し，先端部からセメント水（以下，C目標強度の下限値を下回ったが，時間経過に伴い，目標強水）を注入しながら下部でターニング攪拌した（同図 e）。

度範囲に達した。また，既存杭 No. 2 において，ボーリン50

uおよびを示す。また，図 4 に未固結試料のuuとの増加傾向がuはスパイラルオーガーを引抜き孔の上部に移行し，同じようグ調査直後（埋戻し後 73 日間）でuに C 水を注入しながらターニング攪拌した（同図 f）。孔囲に達しており，新設杭施工時のu は目標強度を大きく内全体を均一化するために，上下にそれぞれ約 20 分間攪上回った。

拌した。
（同図 g）。

表 4 に既存杭 No. 1 埋戻し部で採取したコアの

図3

表1は既に目標強度の範

既存杭撤去埋戻しの概念図

削孔体積に対する CB 水の配合

表256

B 水および C 水の配合，

u50

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図4

未固結試料のu表3

未固結試料の一軸圧縮試験結果

表4

コア試料の一軸圧縮試験結果と材齢の関係

図5および土質分類を示す。図 5 に全ての未固結試料およびコア試料の50と動化処理土の埋戻し部の50u2u の関係と共に示す。同図によると，との関係はシルト，粘土と砂質土によ=u2

採取試料内で大きな違いがあったものと思われる。
既存杭 No. 1 埋戻し部のボーリング調査結果に基づき，−11.1〜−25.1 m まで砂礫が多く混入している原因は，図図 6 に原 Bor. A および既存杭埋戻し部の柱状図（埋7(Bor. 1 および埋 Bor. 2），全ての未固結試料とコア試料のの深度分布を示す。図 6(の関係 (文献 7 に加筆)

図 7 ( ) に 埋 戻 し 部 の 状 況 の 想 定 断 面 図 を 示 す。G.L.って作られた流動化処理土のそれと良く対応している。

u50473.1 kN/m 〜1274.2 kN/m とばらついているが，それはの関係を参考文献 7 に示されている流し 部 の G.L.−10.1 m 以 浅 はと標 強 度 範 囲 内 で あ る。ま た，下 部 の コ ア 試 料 Ⅲ は50 とuu)に示すように杭撤去によって泥水に負圧が作用し，)により，既存杭 No. 1 埋戻

G.L.−4.2〜−10.8 m にある砂礫層が崩れ，砂礫が引抜き孔

値=0〜13 程 度 で あ る。に流入し，スパイラルオーガーの攪拌により，該当範囲に値=24〜67 と大きく，また砂礫分が混入したものと考えられる。また，図 7( )に示ばらつきもある。これは，この範囲に砂礫が多く混入し，すように砂礫層部が崩れたため，削孔外径より大きく崩壊

礫当たりの影響を受けて大きくなった可能性が考えられし，地盤が乱された可能性がある。

G.L.−11.1〜−25.1 m 付近はる。表 4 のコア試料の土質分類でも砂礫分が混入したことが確認できる。なお，図 6(部の6．まとめ)に示す既存杭 No. 2 埋戻し

値分布は既存杭 No. 1 と同様の傾向を示している。

埋戻し部 G.L.−2.1〜−6.1 の−8.0〜−20.1 m 付近の
図 6(得た。

値は 71〜120 と高い。

)，表 3 および表 4 に各試料の本報は，中間砂礫層を有した地盤におけるセメントベントナイト水による既存杭撤去埋戻し事例より以下の知見を

値は 0〜5 と小さく，G.L.

①

埋戻し土の一軸圧縮強さは深度が深くなると大きく

uと採取深度のuは，ばらつきなり，そのヤング係数との関係は粘土と砂質土によはあるものの，全体的には深度方向に増大する傾向が見らって作られた流動化処理土と類似した性質である。

関係を示す。図 6(れ，埋 Bor. 1 の)より，コア試料の②値の深度分布と概ね対応している。表自立性の低い砂礫層の孔壁崩壊対策としてベントナ=25.3 kN/m 2

イト水による泥水位の維持に努めたが，杭撤去に伴と小さいが，これはブリーディングの影響と考えられる。

う泥水の負圧により，砂礫層の孔壁崩壊の可能性が4 を示すように上部のコア試料Ⅰの一部は2u

2

中部のコア試料Ⅱは， u=206 kN/m 〜394 kN/m で，目示唆された。

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図6③

図7

原地盤および既存杭埋戻し部の柱状図

埋戻し部及び杭撤去の想定概念

自立性が低い地盤の場合，埋戻し部だけでなく，削る。今後，このような地盤において杭引抜き時の孔孔外側の周辺地盤も負圧により乱される可能性があ壁崩壊を防止する対策を検討したい。

参考文献
1) 古垣内靖，矢島淳二：新設杭を構築する上での既存杭撤去後の埋戻し方法とその注意点，建築技術，No. 822, pp. 104‑108, 2018年7月
2) 張媛，古垣内靖，中沢楓太，川崎健二郎：セメントベントナイト水を利用した既存杭引抜き孔の埋戻し事例，日本建築学会大会学術講演梗概集（中国），pp. 673‑674, 2017 年 8 月
3) 張媛，古垣内靖，川崎健二郎：流動性と自硬性を有したセメントおよびベントナイトを利用した埋戻し材の力学特性，東急建設技術研究所所報 No. 43, pp. 33‑36, 2018 年 1 月
4) 張媛，川崎健二郎，古垣内靖：各種のベントナイトおよびセメントを配合した埋戻し土の力学的特性，日本建築学会大会学術講演梗概集（東北），pp. 537‑538, 2018 年 7 月
5) 古垣内靖，中沢楓太，川崎健二郎，張媛：既存杭撤去後の安定液置換による埋戻し処理の事例報告，第 51 回地盤工学研究発表会，pp. 1197‑1198, 2016 年 9 月
6) 東京都建設局：土木材料仕様書（平成 29 年），第 1 章石材，p. 36
7) 土木研究所/流動化処理工法総合監理：流動化処理土利用技術マニュアル（平成 19 年第 2 版），p. 21, 2008 年 2 月

A CASE OF BACKFILL FOR PULLING OUT EXISTING PILE USING CEMENT AND BENTONITE
WATER ON THE GROUND WITH MIDDLE GRAVEL BED―PULLING OUT METHOD AND BACKFILL RESULT INVESTIGATION―
Y. Zhang, Y. Furugaichi, and K. Kawasaki
Recently, demolition works of aged buildings accompany with pulling out existing pile are increasing in urban area.
However, the characteristics of backfill soil for pull‑out hole of existing pile is yet to be elucidated. In this paper, existing
pile were pulled out on the ground with middle gravel bed, and pull‑out holes with drilling slurry were backfilled by cement
and bentonite water. The standard penetration test results for backfill area are shown that the N‑values are varied due tohitting on the gravel. Unconfined compression strengths of undisturbed specimens are increasing with the increase of
depth in pull‑out hole, and the relationship between unconfined compression strength and Youngʼs modulus has similar
characteristic of the fluidization treated soil. In addition, though the bentonite water was injected ahead to keep gravel bedaway from collapses during pulling out of existing piles, collapses as well as disturbances happened owing to the negative
pressure of the slurry on the bottom of pull‑out hole.

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