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日本建築学会大会学術講演梗概集（東北） 2018 年 9 月

高圧噴射撹拌式の地盤改良による損傷杭の補修・補強に関する研究（その 1）補修・補強方法と実大実験の概要
地盤改良高圧噴射撹拌 既存杭補修・補強 品質確認
鉛直支持特性正会員 〇島村 淳*
同田井 秀迪***同
柏尚稔*****
同久世 直哉***同同同

井上 波彦**
楠浩一****
二木 幹夫***

1. はじめにA 改良体と同様の地盤改良体 2 本で地盤改良を行った。
大地震時に基礎杭に被害が生じると建物に傾斜が生じ， 杭 No.1 では改良範囲，改良体の圧縮強度及び鉛直支持性能の確認を行い，杭 No.2 では改良範囲，改良体の圧縮強継続使用できない場合がある。しかし，既存建物の杭を度の確認，杭 No.3 では改良範囲，改良体の圧縮強度及び補修・補強することは，杭周辺地盤を掘削しての被害調せん断強度の確認を行った。
査や復旧工事が長期間・高額なものとなり，結果として2.3 杭の損傷状況
上部構造物に大きな損傷が見られない場合であってもそ
写真 1 及び写真 2 に対象とした既存杭の損傷状況を示の多くが解体・撤去されるに至っている。近年の災害経験を通じて，迅速な復興という観点から，補修・補強にす。杭 No.1 では，杭頭より 1m 程度の範囲で圧壊及びせ

よって建築物の継続利用を可能とする技術が求められて

①削孔

②造成準備

③造成

④施工完了いるところであり，前述どおり杭の被害についてもより簡便で確実な補修方法が望まれている。そこで，近年，

施工機

上部構造物

既存建物直下の地盤改良や液状化対策として適用されつつある高圧噴射撹拌式による地盤改良工法に着目した。

フーチング

高圧噴射撹拌式による地盤改良技術は，杭損傷部分まで地盤を掘り下げる必要がないことから前述の問題点に対圧縮空気＋固化材スラリーしても有効であると考えられる(図 1)。本研究では，2016対象として，当該技術を用いた場合における既存建物直①地盤改良体の品質，②補強杭の鉛直支持特性の把握を行った。なお，高圧噴射撹拌式による地盤改良工法としては、地盤改良体の形状や強度が任意に設定でき，狭隘な場所でも施工が可能な JETCRETE 工法を採用した。
2. 実験概要
2.1 対象施設
2016 年熊本地震により杭に被害を受けて傾斜した低層改良体

図 1 高圧噴射撹拌工法施工フロー（例）

年熊本地震により杭に被害を受けて傾斜した共同住宅を下の杭の補修・補強効果の確認を行った。具体的には，

地盤

杭基礎ロッド

表 1 建物諸元
竣工
階数・戸数

S59.10.
5 階・30 戸

建築面積・延床面積
上部構造・基礎構造

406.1m2・2,030.4m2
RC ラーメン造・杭基礎

杭・杭長

PHC 杭φ500(38 本)・39m

支持力110t/本(設計値(長期・鉛直))

RC 造共同住宅を対象とした。なお，同建物は既に解体・
杭 No.3撤去が決定しており，上部構造を解体した 1 階床以深を使用した。表 1 に建物の諸元を示す。

建物

2.2 検討対象杭補修・補強効果の確認用として本実験で対象とした既存杭(杭 No.1~3)を図 2 に示す。また，同一敷地内の原地盤において，当該工法地盤改良体の品質確認用として地盤改良(品質確認用改良体 A，品質確認用改良体 B)を行った。
地盤改良体の平面形状は，品質確認用改良体 A が 1/4 円形(r=1,500mm，タイプ：A)，品質確認用改良体 B が改良体 A と同様の施工仕様にて全円の地盤改良をした円形(r=1,500mm，タイプ：B)である。杭 No.1~3 については，傾斜方向

杭 No.2杭 No.1
品質確認用

品質確認用改良体 B

改良体 A(タイプ：B)(タイプ：A)

図 2 検討対象杭位置図

Study on repair and reinforcement for damaged pile
SHIMAMURA Atsushi, INOUE Namihiko, TAI Hidemichi,
using jet grouting
KUSUNOKI Koichi, KASHIWA Hisatoshi,-Overview of the repair, the reinforcement, and full-scale experimentFUTAKI Mikio and KUZE Naoya― 507 ―

杭体

地盤改良体

フーチング

地盤改良体
地盤改良体
：造成ロッド建込位置a）全景b）詳細
写真 1 既存杭の損傷状況（杭 No.1）

フーチング

フーチング
地盤改良体

地盤改良体
1m

損傷箇所健全な箇所

杭体

地盤改良体

杭体a）全景b）詳細
写真 2 既存杭の損傷状況（杭 No.2）
ん断破壊が確認できた。杭 No.2 では，杭頭より 1m 程度

1m

支持地盤支持地盤

図 3 杭頭補強概略図の範囲でせん断ひび割れが確認でき，杭 No.3 も杭 No.2 と同程度のせん断ひび割れが確認できた。

フーチング
深度

3. 杭頭補修・補強方法
3.1 杭頭補強の概要
本実験における高圧噴射撹拌式の地盤改良による損傷(GL- m)

杭頭部の補強の概略を図 3 に示す。頭部を損傷した杭に1.90.4

土質N値

埋土削孔
埋土
シルト質

み， 90°(1/4 円形)ずつ施工して，杭を巻き込むように矩粘土
5.7

損傷杭の圧壊・せん断破壊部分については杭中空部にも38.2
40.81.5m

量を 463kg と設定した。

1) 地盤改良体の品質
・地盤改良体の形状

2 回目

図 4 地盤概要と改良深度
表 2 地盤改良の仕様タイプ
改良形状
改良半径

A
1/4 円形

B
円形

r1.5m

r1.5m

改良長2.0m

設計基準強度 Fc

3.3 確認項目
本実験における確認項目は，以下のとおりである。

1 回目

杭体（PHCφ500）(平面：1.3×1.3ｍ)下端 GL-1.9~3.9m の 2m であり，図 3 に行った配合試験結果から改良体 1m3 あたりの固化材添加

造成＞50

風化2~4 の埋土(シルト質粘土)である。対象深度はフーチング

質確認用改良体を含めた地盤改良の仕様を示す。事前に造成

地盤改良体

安山岩

3.2 杭頭補強の範囲と地盤改良の仕様
図 4 に地盤概要と改良範囲を示す。対象土質は N 値が形の地盤改良体(平面：1.5m×1.5m)を築造した。表 2 に品2～43.9形の地盤改良体を築造し，損傷杭の補修・補強を図る。

示すとおり，杭損傷箇所 1m，健全な箇所 1m の範囲で矩1.3m－0.5

対して，図 3 左上のように 2 箇所に造成ロッドを建て込地盤改良体が入り込む効果が期待できる。

施工完了

2.0m

変動係数 Vn
造成回数

1,500kN/m40%(想定)
2回1,500kN/m240%(想定)
2回固化材添加量 C/V
施工本数463kg/m37本

463kg/m3
1本(杭 No.1～3 各 2 本,

(品質確認用改良体 B)

・地盤改良体の強度とそのバラツキ
2) 地盤改良体により頭部を補強した杭の鉛直支持特性

2品質確認用改良体 A)

実験結果についてはその 2，3 に示す。
*ケミカルグラウト株式会社**国立研究開発法人 建築研究所***一般財団法人 ベターリビング****東京大学******国土交通省 国土技術政策総合研究所*Chemical Grouting Company**Building Research Institute***Center for Better Living**** The University of Tokyo******National Institute for Land and Infrastructure Management― 508 ―