基礎杭の構築方法、圧縮強度の推定方法
【課題】施工中にその場で、圧縮強度が適切か否を判断でき、強度が不足してもセメントミルク類が固化する前に適切な対処ができ、無駄を省き、設計強度に見合った適切な基礎杭を構築する。
【解決手段】地上でセメントミルクの温度Ｔｃを測定し、杭穴根固め部１３内の掘削残存物の温度Ｔｄを測定する。杭穴根固め部１３の底１４付近で全量の３分の１のセメントミルクを吐出し、掘削ヘッド１を回転上昇させながら全量の３分の１のセメントミルクを吐出し、掘削ヘッド１を昇降して残りの３分の１を吐出する。杭穴根固め部１３内のセメントミルク混合物の温度Ｔｃを測定し、各温度から、セメントミルク混合物のセメントミルク置換率５６％を得る。予め用意した「圧縮強度・置換率グラフ」で置換率０．５６％のときの推定圧縮強度１７．６Ｎ／ｍｍ２を得る。万一、設計圧縮強度に至らなかった場合にはセメントミルクを追加注入する。
【解決手段】地上でセメントミルクの温度Ｔｃを測定し、杭穴根固め部１３内の掘削残存物の温度Ｔｄを測定する。杭穴根固め部１３の底１４付近で全量の３分の１のセメントミルクを吐出し、掘削ヘッド１を回転上昇させながら全量の３分の１のセメントミルクを吐出し、掘削ヘッド１を昇降して残りの３分の１を吐出する。杭穴根固め部１３内のセメントミルク混合物の温度Ｔｃを測定し、各温度から、セメントミルク混合物のセメントミルク置換率５６％を得る。予め用意した「圧縮強度・置換率グラフ」で置換率０．５６％のときの推定圧縮強度１７．６Ｎ／ｍｍ２を得る。万一、設計圧縮強度に至らなかった場合にはセメントミルクを追加注入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、杭穴底部にセメントミルク類を注入した杭穴内に既製杭等の杭穴構造物を埋設して、基礎杭を構築する方法において、杭穴底部のセメントミルク類の固化性能を推定して施工する基礎杭の構築方法及びその圧縮強度の推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
杭穴を掘削して、杭穴内に基礎杭を埋設して、基礎杭構造を構成する場合、掘削後に杭穴底部に、掘削泥土等の掘削残余物が残っており、既製杭と杭穴の一体化を図るため、杭穴底部にセメントミルクを注入撹拌してソイルセメントとしていた。また、より大きな支持力を得るためには、掘削残余物を排除するために、杭穴底から静かにセメントミルクを注入して、比重の相違を利用して掘削残余物を浮き上げて置換して、杭穴底部にセメントミルクが充填された状態を創っていた。また、この場合、より強度を高めるために、セメントミルクの濃度を濃くし又はセメントミルク量を増加し（セメント量を増す）、杭穴底部の径を軸部より大きく形成する場合もあった。
【０００３】
この場合、杭穴底部のセメントミルクあるいはソイルセメントの固化強度を確認して、基礎杭構造が設計通りの性能を確保できるかどうかを、既製杭を埋設する前に、杭穴底部に充填されたセメントミルクや混合したソイルセメントを未固結試料として採取して、地上で固化させて、所定の強度を確保できるかどうか圧縮強度試験をして確認する場合があった（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−７３３６０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記未固結試料を採取して、圧縮試験をする方法であれば、確実に圧縮強度を確認できるが、通常圧縮強度は２８日間の養生を必要とし、最低でも７日を必要としていた。従って、事後的に施工が設計通り行われていることを確かめることはできたが、万一、必要な圧縮強度が発揮できない場合には、その現場で杭穴内は既に固化しており、事後的に補強工事をするなど、対応が煩雑となる問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこでこの発明では、施工中に、杭穴内のセメントミルク類混合物の情報を地上で引き出すことにより、セメントミルク類置換率から固化強度を推定できるので、万一不都合が合った場合であっても、その場で、対応ができ、前記従来の問題点を解決した。
【０００７】
即ちこの発明は、杭穴を掘削して、杭穴底内にセメントミルクを注入して、「杭穴底内残置されている掘削残余物をセメントミルク類で置換してあるいは撹拌混合し」、杭穴内に杭穴構造物を埋設して基礎杭を構築する工法において、以下のように構成することを特徴とする基礎杭の構築方法である。
(1) 予め、掘削残余物に対して、所定濃度のセメントミルク類を混入して置換し、異なる置換率のセメントミルク類混合物に対して、その混合物を固化させて、圧縮強度を測定し、「セメントミルク類置換率−圧縮強度」の対応データを準備する。
(2) 地上で、注入予定又は注入中のセメントミルク類の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(3) 杭穴掘削後、前記掘削残余物の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(4) 前記杭穴内に前記セメントミルク類を注入して前記掘削残余物と撹拌混合又は置換して、セメントミルク類混合物を生成し、該セメントミルク類混合物の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(5) 地上で、前記各「温度」及び／又は「比重」から、セメントミルク類混合物の置換率を推定し、前記「セメントミルク類置換率−圧縮強度」の対応データと照合して圧縮強度を推定する。
(6) 前記推定した圧縮強度が必要な圧縮強度に至らない場合には、前記杭穴内にセメントミルク類を追加注入する。
(7) 必要な圧縮強度に至らなかった場合には、前記(4)〜(6)を繰り返す。
(8) 前記推定した圧縮強度が必要な圧縮強度に至ったならば、セメントミルク類の注入を終了する。
(9) 続いて、前記杭穴構造物を下降して、前記杭穴構造物の下端部を前記杭穴の底部に埋設して、基礎杭を構築する。
【０００８】
また、他の発明は、杭穴を掘削して、杭穴底内にセメントミルクを注入して、「杭穴底内残置されている掘削残余物をセメントミルク類で置換してあるいは撹拌混合し」、基礎杭を構築する工法において、セメントミルク類の圧縮強度を以下のように推定することを特徴とする圧縮強度の推定方法である。
(1) 予め、掘削残余物に対して、所定濃度のセメントミルク類を混入して置換し、異なる置換率のセメントミルク類混合物に対して、その混合物を固化させて、圧縮強度を測定し、「セメントミルク類置換率−圧縮強度」の対応データを準備する。
(2) 地上で、注入予定又は注入中のセメントミルク類の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(3) 杭穴掘削後、前記掘削残余物の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(4) 前記杭穴内に前記セメントミルク類を注入して前記掘削残余物と撹拌混合又は置換して、セメントミルク類混合物を生成し、該セメントミルク類混合物の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(5) 地上で、前記各「温度」及び／又は「比重」から、セメントミルク類混合物の置換率を推定し、前記「セメントミルク類置換率−圧縮強度」の対応データと照合して圧縮強度を推定する。
【０００９】
前記において、セメントミルク類とは、セメントなどの水硬性材料に水を混合したものを指し、セメントミルクの他、砂を追加したセメントモルタル、砂利を追加したコンクリートも含む。
【００１０】
また、前記において、杭穴構造物は主に既製杭や鉄筋篭等を指す。杭穴構造物が既製杭の場合、既製杭の埋設は、セメントミルク類としてのセメントミルクの注入が完了した後に、地上から既製杭を埋設する先堀工法、杭穴を掘削しながら既製杭を下降して、一旦既製杭を保持して根固め部を形成する中掘工法の何れにも適用できる。
【００１１】
また、杭穴構造物を鉄筋篭とした場合には、セメントミルク類を、セメントミルクに砂や砂利を混合してコンクリートとし、あるいはソイルセメントとして現場造成杭に適用できる。また、同様の施工法をとる地盤改良杭の構築にも適用できる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、セメントミルク類の温度及び／又は比重と、杭穴内の掘削残余物の温度及び／又は比重、セメントミルク類注入後のセメントミルク類混合物の温度及び／又は比重、を測定して、セメントミルク類置換率から圧縮強度を推定できる。従って、施工中にその場で、圧縮強度が適切か否を判断でき、もし、所望の圧縮強度に至らなかった場合であっても、セメントミルク類が固化する前であるので、セメントミルク類の追加注入など様々な対処が可能である。
【００１３】
また、予め強度不足を見込んで、必要以上のセメントミルク類の注入をするなどの無駄を省き、設計強度に見合った適切な基礎杭を構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、この発明の実施例の根固め部の構築（第１の方法）を説明する図である。
【図２】図２は、この発明の実施例の他の根固め部の構築（第２の方法）を説明する図である。
【図３】図３は、この発明の実施例の他の根固め部の構築（第３の方法）を説明する図である。
【図４】図４は、この発明の実施例の他の根固め部の構築（第４の方法）を説明する図である。
【図５】図５は、この発明の圧縮強度−置換率 を対応させるグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
１．セメントミルク・泥水・混合物の温度・比重・体積
【００１６】
一般に、
セメントミルク：温度Ｔｃ、比重Ｈｃ、体積Ｖｃ
掘削残余物（泥水）：温度Ｔｄ、比重Ｈｄ、体積Ｖｄ
未固結試料：温度Ｔｍ、比重Ｈｍ、体積Ｖｍ
とするとき、以下の式が成り立つ。ここで、未固結試料は、掘削残存物である泥水とセメントミルクとの混合物である。
Ｖｍ＝Ｖｃ＋Ｖｄ （式１）
Ｔｍ＝（Ｔｃ×Ｖｃ＋Ｔｄ×Ｖｄ）／Ｖｍ （式２）
Ｈｍ＝（Ｈｃ×Ｖｃ＋Ｈｄ×Ｖｄ）／Ｖｍ （式３）
従って、「セメントミルク、泥水及び未固結試料の温度Ｔｃ、Ｔｄ、Ｔｍ」または「セメントミルク、泥水及び未固結試料の比重Ｔｃ、Ｔｄ及びＴｍ」が分かり、かつ式１でＶｍに対するＶｃ又はＶｄの割合が分かれば良いので、Ｖｃ＋Ｖｄ＝１ とすることができるので、根固め部のセメントミルクの置換率が分かる。
【００１７】
２．セメントミルク置換率−圧縮強度 の測定
【００１８】
予め、水セメント比Ｗ／Ｃ ６０％のセメントミルクを使用して、ある杭穴内から泥と土と水が混じった泥水（掘削残存物）を採取して、混合率を変えて撹拌混合して、供試体とする。供試体の比重を測定すると共に、７日後、２８日後に圧縮強度試験をした。また、各供試体で、泥水とセメントミルクの体積比から、セメントミルク置換率（即ち、セメントミルク含有率）を設定した。
その結果を下記表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】
３．使用する掘削ヘッド１
【００２１】
（１） ヘッド本体２は、基部の下端に固定掘削刃３、３を下方に向けて突設し、基部の上端に掘削ロッドとの連結凸部４を有する。ヘッド本体２の基部は上部の直方体部に続き下方に向けて幅狭に形成され、下部が横方向に突出した膨大部を形成してある。膨大部の下面に固定掘削刃３、３が突設されている。
【００２２】
（２） ヘッド本体２の基部の直方体部の正面に水平軸１０、１０が夫々突設され、両水平軸１０に、夫々掘削腕６の上端部を回動自在に取り付ける。
掘削腕６は、上部が略鉛直に形成され、中間部はヘッド本体２の幅狭部に沿って、両掘削腕６、６が近づくように、ヘッド本体２側に向けて屈曲して形成され、下部は逆にヘッド本体２から離れるように外側下方に向けて屈曲されている。掘削腕６の上部に水平軸１０が取り付けられ、下部の先端に下部に沿って外側下方に向けた掘削刃７、７が取り付けられている。
【００２３】
（３） ヘッド本体２に、ヘッド本体２に接触する掘削残存物の温度を計測する温度計、ヘッド本体２に接触する掘削残存物の比重を測定する比重計が取り付けられている（図示していない）。また、温度計、比重計は、ケーブルにより又は無線により、地上の管理室内のＰＣにデータが送られるようになっている。また、温度計、比重計は掘削腕６に設けることもできる。
【００２４】
（４） また、ヘッド本体２の下端に、セメントミルクの吐出口が形成され、地上のプラントからの操作で、水やセメントミルクなどを吐出できるようになっている。以上のようにして、掘削ヘッド１を構成する（図１）。
【００２５】
（５） 使用する掘削ヘッド１は上記構造以外であっても、同様に杭穴掘削、セメントミルクの吐出が可能であれば、使用可能である（図示していない）。また、前記では掘削とセメントミルクの吐出を兼用の掘削ヘッド１を使用したが、掘削ヘッド１とは別途の撹拌吐出用のヘッドを用意して取り換えて使用することもできる（図示していない）。
【００２６】
４．施工方法（基礎杭の構築方法）
【００２７】
（１） 掘削ロッド１０の下端に掘削ヘッド１を取り付けて、通常の方法により杭穴軸部１２を掘削し、続いて杭穴軸部１２の底部を拡大掘削して、杭穴根固め部１３とする。この状態で、杭穴根固め部１３内には、掘削残存物（掘削に使用した水と泥土などが混在した状態）が残っている。
この状態で、杭穴根固め部１３内の温度を常時（または２分毎等の所定時間毎に）測定して、地上にデータを送る。
また、この状態で、掘削残存物の一部を採取して、これを地上に回収して、「掘削残存物採取物」とする。
【００２８】
（２） （１）と同時に又は前後して、地上で、セメントミルク用のプラント内の吐出口付近で、貯めてあるセメントミルクの温度を測定する。この温度計測は、連続的に計測する。
【００２９】
（３） 続いて、杭穴１１の底１４（＝杭穴根固め部１３の底１４）に掘削ヘッド１を位置させ、掘削ヘッド１の吐出口から掘削水を放出しながら、かつ掘削ロッド１０を回転しながら掘削残存物を撹拌しながら、杭穴根固め部１３の上縁１５付近まで掘削ヘッド１を上昇させ、引き続き掘削ヘッド１を杭穴１１（杭穴根固め部１３）の底１４まで下げる。以上の反復工程動作をもう１回、繰り返し、掘削ヘッド１を杭穴１１（杭穴根固め部１３）の底１４に位置させる。
【００３０】
（４） 続いて、セメントミルクの吐出について説明する。吐出方法は任意であるが、例えば、以下の４つの方法の何れかを採用する。
【００３１】
（ａ） 第１の方法（図１）では、杭穴根固め部１３の底１４付近で掘削ヘッド１を回転させて、吐出すべき全セメント量の３分の１量をそのまま吐出する。続いて、掘削ヘッド１を杭穴根固め部１３の底１４から根固め部１３の上縁１５まで、掘削ヘッド１を回転させながら上昇させる。この作動中に、吐出口からセメントミルク（吐出すべき全セメント量の３分の１量）を根固め部１３内に注入する。
続いて、根固め部１３の上縁１５に位置する掘削ヘッド１を、杭穴底まで２回反復上下動させ、再度、根固め部１３の上縁１５に位置させる。この間で、掘削ヘッド１を回転して撹拌し、かつ吐出口からセメントミルク（吐出すべき全セメント量の３分の１量）を根固め部１３内に注入する。以上で、全部のセメントミルクの注入が完了する（図１）。
【００３２】
（ｂ） 第２の方法（図２）では、第一の方法と同様に、杭穴拡底部１３の底１４に掘削ヘッド１を位置させ、掘削ヘッド１の吐出口から掘削水を放出しながら、かつ掘削ロッド１０を回転しながら掘削残存物を撹拌しながら、杭穴根固め部１３の上縁１５付近まで掘削ヘッド１を上昇させ、引き続き掘削ヘッド１を杭穴拡底部１３の底１４まで下げる。以上の反復工程動作をもう１回、繰り返し、掘削ヘッド１を杭穴拡底部１３の底１４に位置させる。続いて、杭穴拡底部１３付近で掘削ヘッド１を回転させて、吐出すべき全セメント量の３０％量を、杭穴拡底部１３の底１４付近から吐出する。続いて、掘削ヘッド１を杭穴根固め部１３の底１４から根固め部１３の上縁１５まで、回転して上昇させる。この作動中に、吐出口からセメントミルク（吐出すべき全セメント量の６０％の量）を杭穴根固め部１３内に注入する。続いて、根固め部１３の上縁１５に位置する掘削ヘッド１を、杭穴根固め部１３の底１４まで２回反復上下動させ、再度根固め部１３の上縁１５に位置させる。この間で、掘削ヘッド１を回転して撹拌し、かつ吐出口からセメントミルク（吐出すべき全セメント量の１０％の量）を杭穴根固め部１３内に注入する。以上で、全部のセメントミルクの注入が完了する（図２）。
【００３３】
（ｃ） 第３の方法（図３）では、前記方法では、セメントミルクを注入する前の反復工程を２回繰り返したが、４回繰り返す。
【００３４】
（ｄ） 第４の方法（図４）では、前記方法の２回の反復工程の後に、根固め部１３の穴底１４付近で、掘削水からセメントミルクに切り換えて、反復工程と同様に、掘削ヘッド１を杭穴根固め部１３の底１４から根固め部１３の上縁１５まで往復する前処理工程動作を２回繰り返す。前処理工程動作では、反復工程と異なり、掘削水に代えてセメントミルクを吐出しながら、掘削ヘッド１を回転して撹拌する。続いて、杭穴根固め部１３の底１４付近で、掘削ヘッド１を回転させて、吐出すべき全セメント量の３０％量を吐出する。続いて、掘削ヘッド１を杭穴根固め部１３の底１４から根固め部１３の上縁１５まで、回転させて上昇させる。この作動中に、吐出口からセメントミルク（吐出すべき全セメント量の６０％量）を杭穴内に注入する。続いて、根固め部１３の上縁１５に位置する掘削ヘッド１を、杭穴根固め部１３の底１４まで２回反復上下動させ、再度根固め部１３の上縁１５に位置させる。この間で、掘削ヘッド１を回転して撹拌し、かつ吐出口からセメントミルク（吐出すべき全セメント量の１０％量）を杭穴根固め部１３内に注入する。以上で、全部のセメントミルクの注入が完了する（図４）。
【００３５】
（５） 上記４つの方法の内、第１の方法〜第３の方法について、各データを下記表２に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】
なお、表２で、Ｂ．セメントミルク温度は（プラント生成直後）地上で計測した。Ｃ．セメントミルク混合物温度は根固め部１３より採取し、直ぐに地上で計測した。Ｄ．掘削残存物採取物は根固め部１３より採取して、直ぐに地上で計測した。Ｅ．セメントミルク比重は（プラント生成直後）地上で計測した。Ｆ．掘削残存物採取物比重は根固め部１３より採取し、直ぐに地上で計測した。Ｇ泥水比重は根固め部より採取して、地上で計測しています。
また、上記表２において、
セメントミルクの温度Ｔｃ、比重Ｈｃ、体積Ｖｃ
掘削残存物採取物の温度Ｔｄ、比重Ｈｄ、体積Ｖｄ、
セメントミルク混合物の温度Ｔｍ、比重Ｈｍ、体積Ｖｍ
とすると、式１よりＶｍを１としたとき、１＝Ｖｃ＋Ｖｄとなる。式２より
Ｔｍ＝（Ｔｃ×Ｖｃ＋Ｔｄ×Ｖｄ）
が成り立つので、上記表２から第１の方法の場合を代入すると、
２９．４＝（３５．４×Ｖｃ＋２１．９×Ｖｄ）
となり、Ｖｃ＝０．５６、Ｖｄ＝０．４４となる。よって、セメントミルク混合物のセメントミルク置換率は５６％となる。
ここで、図５の圧縮強度・置換率グラフで置換率０．５６％のときの圧縮強度を確認すると、１７．６Ｎ／ｍｍ２となり、実際に測定した表２の未固結試料固化後の測定圧縮強度と一致する。
また、同様に第２の方法、第３の方法においても計算すると置換率は夫々８１％、７１％となり、図５と圧縮強度を比較すると一致する。
さらに、比重においても同様の結果が得られると推定でき、第３の方法では測定した比重より求めた置換率と、図５のグラフから推定した圧縮強度、表２の２８日強度（σ２８強度）と一致した。
【００３８】
（６） 従って、第１の方法では、圧縮強度１７．６Ｎ／ｍｍ２が推定されるので、予め設定した圧縮強度（１４Ｎ／ｍｍ２）以上の強度が期待できるので、このまま施工しても問題が無いという判断になる。
よって、掘削ヘッド１０を掘削ロッド１ともに、地上に引き上げ、通常の方法により、杭穴１１内に既製杭（図示していない）を下降させて、既製杭の下端を根固め部１３内に位置させ、基礎杭構造が構築される（図示していない）。
【００３９】
（７） また上記において、予め設定した圧縮強度に至らなかった場合には、例えば、根固め部１３の上縁１５付近にある掘削ヘッド１を再度回転して撹拌しながら、根固め部１３の底１４に下降させる。そして、再度、吐出口からセメントミルクを根固め部１３内に吐出して、セメントミルク量を増やして、上記と同様に各温度などを測定して、置換率を推定して、図５から圧縮強度を推定する。
【００４０】
（８） 再度の推定圧縮強度も予め設定した圧縮強度に至らなかった場合には、再度（７）を繰り返し、予め設定した圧縮強度を満足したら、（６）のように既製杭を埋設する。
【００４１】
（９） また、前記において、掘削残存物やセメントミルク混合物を採取して地上で温度や比重を測定する場合には、採取から測定開始までに時間がかかりすぎ、セメントの固化反応が始まり、温度上昇しはじめてしまうこともある。その場合には、温度上昇分を考慮する必要がある。
また、セメントミルクの固化による温度上昇が始まる前に、セメントミルクの温度測定をすることが望ましい。しかし、温度上昇が始まった場合には、温度上昇分を考慮することも可能である。
【００４２】
（１０） なお、前記において、比較のために、掘削残存物を採取して成型して未固結試料として圧縮強度試験をしたが、当然に不要である。また、前記において、杭穴１１の底部を拡径して根固め部１３としたが、杭穴軸部１２と同径とすることもできる（図示していない）。
【００４３】
５．他の施工方法
【００４４】
（１） 前記実施態様において、掘削残存物やセメントミルク混合物を採取して地上で温度・比重を測定したデータを使用したが、掘削ヘッド１に取り付けた温度計、比重計のデータを採用することもできる。
【００４５】
（２） また、前記実施態様において、温度及び比重を測定したが、何れか一方を測定すれば良い。
【００４６】
（３） 前記実施例において、セメントミルク、掘削残存物及びセメントミルク混合物の温度を測定して、置換率を推定したが、セメントミルク混合物の温度変化置換率を推定することもできる。 即ち、掘削ヘッドに設置した温度、即ち根固め部内で、全量のセメントミルク注入が完了して、
根固め部１３の上縁１５付近に至る直前の温度：２５℃
その後、３０分経過後の温度：２８℃、
であった。同時刻の地上でのセメントミルクプラント内でのセメントミルクの温度変化が、
３０℃→３５℃、
であった。１００％の置換率であれば、５℃上昇し、置換率０％（セメントミルク無い）の場合であれば温度上昇が無い。従って、セメントミルク混合物の温度上昇が３℃とすれば、「３／５」の上昇率となり、置換率は、６０％と推定される。図５のグラフより、圧縮強度は１８Ｎ／ｃｍ２
と推定できる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 掘削ヘッド
２ ヘッド本体
３ 固定掘削刃
４ 連結凸部
６ 掘削腕
７ 掘削刃
８ 水平軸
１０ 掘削ロッド
１１ 杭穴
１２ 杭穴軸部
１３ 杭穴根固め部
１４ 根固め部の底（杭穴底）
１５ 根固め部の上縁
【技術分野】
【０００１】
この発明は、杭穴底部にセメントミルク類を注入した杭穴内に既製杭等の杭穴構造物を埋設して、基礎杭を構築する方法において、杭穴底部のセメントミルク類の固化性能を推定して施工する基礎杭の構築方法及びその圧縮強度の推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
杭穴を掘削して、杭穴内に基礎杭を埋設して、基礎杭構造を構成する場合、掘削後に杭穴底部に、掘削泥土等の掘削残余物が残っており、既製杭と杭穴の一体化を図るため、杭穴底部にセメントミルクを注入撹拌してソイルセメントとしていた。また、より大きな支持力を得るためには、掘削残余物を排除するために、杭穴底から静かにセメントミルクを注入して、比重の相違を利用して掘削残余物を浮き上げて置換して、杭穴底部にセメントミルクが充填された状態を創っていた。また、この場合、より強度を高めるために、セメントミルクの濃度を濃くし又はセメントミルク量を増加し（セメント量を増す）、杭穴底部の径を軸部より大きく形成する場合もあった。
【０００３】
この場合、杭穴底部のセメントミルクあるいはソイルセメントの固化強度を確認して、基礎杭構造が設計通りの性能を確保できるかどうかを、既製杭を埋設する前に、杭穴底部に充填されたセメントミルクや混合したソイルセメントを未固結試料として採取して、地上で固化させて、所定の強度を確保できるかどうか圧縮強度試験をして確認する場合があった（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−７３３６０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記未固結試料を採取して、圧縮試験をする方法であれば、確実に圧縮強度を確認できるが、通常圧縮強度は２８日間の養生を必要とし、最低でも７日を必要としていた。従って、事後的に施工が設計通り行われていることを確かめることはできたが、万一、必要な圧縮強度が発揮できない場合には、その現場で杭穴内は既に固化しており、事後的に補強工事をするなど、対応が煩雑となる問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこでこの発明では、施工中に、杭穴内のセメントミルク類混合物の情報を地上で引き出すことにより、セメントミルク類置換率から固化強度を推定できるので、万一不都合が合った場合であっても、その場で、対応ができ、前記従来の問題点を解決した。
【０００７】
即ちこの発明は、杭穴を掘削して、杭穴底内にセメントミルクを注入して、「杭穴底内残置されている掘削残余物をセメントミルク類で置換してあるいは撹拌混合し」、杭穴内に杭穴構造物を埋設して基礎杭を構築する工法において、以下のように構成することを特徴とする基礎杭の構築方法である。
(1) 予め、掘削残余物に対して、所定濃度のセメントミルク類を混入して置換し、異なる置換率のセメントミルク類混合物に対して、その混合物を固化させて、圧縮強度を測定し、「セメントミルク類置換率−圧縮強度」の対応データを準備する。
(2) 地上で、注入予定又は注入中のセメントミルク類の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(3) 杭穴掘削後、前記掘削残余物の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(4) 前記杭穴内に前記セメントミルク類を注入して前記掘削残余物と撹拌混合又は置換して、セメントミルク類混合物を生成し、該セメントミルク類混合物の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(5) 地上で、前記各「温度」及び／又は「比重」から、セメントミルク類混合物の置換率を推定し、前記「セメントミルク類置換率−圧縮強度」の対応データと照合して圧縮強度を推定する。
(6) 前記推定した圧縮強度が必要な圧縮強度に至らない場合には、前記杭穴内にセメントミルク類を追加注入する。
(7) 必要な圧縮強度に至らなかった場合には、前記(4)〜(6)を繰り返す。
(8) 前記推定した圧縮強度が必要な圧縮強度に至ったならば、セメントミルク類の注入を終了する。
(9) 続いて、前記杭穴構造物を下降して、前記杭穴構造物の下端部を前記杭穴の底部に埋設して、基礎杭を構築する。
【０００８】
また、他の発明は、杭穴を掘削して、杭穴底内にセメントミルクを注入して、「杭穴底内残置されている掘削残余物をセメントミルク類で置換してあるいは撹拌混合し」、基礎杭を構築する工法において、セメントミルク類の圧縮強度を以下のように推定することを特徴とする圧縮強度の推定方法である。
(1) 予め、掘削残余物に対して、所定濃度のセメントミルク類を混入して置換し、異なる置換率のセメントミルク類混合物に対して、その混合物を固化させて、圧縮強度を測定し、「セメントミルク類置換率−圧縮強度」の対応データを準備する。
(2) 地上で、注入予定又は注入中のセメントミルク類の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(3) 杭穴掘削後、前記掘削残余物の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(4) 前記杭穴内に前記セメントミルク類を注入して前記掘削残余物と撹拌混合又は置換して、セメントミルク類混合物を生成し、該セメントミルク類混合物の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(5) 地上で、前記各「温度」及び／又は「比重」から、セメントミルク類混合物の置換率を推定し、前記「セメントミルク類置換率−圧縮強度」の対応データと照合して圧縮強度を推定する。
【０００９】
前記において、セメントミルク類とは、セメントなどの水硬性材料に水を混合したものを指し、セメントミルクの他、砂を追加したセメントモルタル、砂利を追加したコンクリートも含む。
【００１０】
また、前記において、杭穴構造物は主に既製杭や鉄筋篭等を指す。杭穴構造物が既製杭の場合、既製杭の埋設は、セメントミルク類としてのセメントミルクの注入が完了した後に、地上から既製杭を埋設する先堀工法、杭穴を掘削しながら既製杭を下降して、一旦既製杭を保持して根固め部を形成する中掘工法の何れにも適用できる。
【００１１】
また、杭穴構造物を鉄筋篭とした場合には、セメントミルク類を、セメントミルクに砂や砂利を混合してコンクリートとし、あるいはソイルセメントとして現場造成杭に適用できる。また、同様の施工法をとる地盤改良杭の構築にも適用できる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、セメントミルク類の温度及び／又は比重と、杭穴内の掘削残余物の温度及び／又は比重、セメントミルク類注入後のセメントミルク類混合物の温度及び／又は比重、を測定して、セメントミルク類置換率から圧縮強度を推定できる。従って、施工中にその場で、圧縮強度が適切か否を判断でき、もし、所望の圧縮強度に至らなかった場合であっても、セメントミルク類が固化する前であるので、セメントミルク類の追加注入など様々な対処が可能である。
【００１３】
また、予め強度不足を見込んで、必要以上のセメントミルク類の注入をするなどの無駄を省き、設計強度に見合った適切な基礎杭を構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、この発明の実施例の根固め部の構築（第１の方法）を説明する図である。
【図２】図２は、この発明の実施例の他の根固め部の構築（第２の方法）を説明する図である。
【図３】図３は、この発明の実施例の他の根固め部の構築（第３の方法）を説明する図である。
【図４】図４は、この発明の実施例の他の根固め部の構築（第４の方法）を説明する図である。
【図５】図５は、この発明の圧縮強度−置換率 を対応させるグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
１．セメントミルク・泥水・混合物の温度・比重・体積
【００１６】
一般に、
セメントミルク：温度Ｔｃ、比重Ｈｃ、体積Ｖｃ
掘削残余物（泥水）：温度Ｔｄ、比重Ｈｄ、体積Ｖｄ
未固結試料：温度Ｔｍ、比重Ｈｍ、体積Ｖｍ
とするとき、以下の式が成り立つ。ここで、未固結試料は、掘削残存物である泥水とセメントミルクとの混合物である。
Ｖｍ＝Ｖｃ＋Ｖｄ （式１）
Ｔｍ＝（Ｔｃ×Ｖｃ＋Ｔｄ×Ｖｄ）／Ｖｍ （式２）
Ｈｍ＝（Ｈｃ×Ｖｃ＋Ｈｄ×Ｖｄ）／Ｖｍ （式３）
従って、「セメントミルク、泥水及び未固結試料の温度Ｔｃ、Ｔｄ、Ｔｍ」または「セメントミルク、泥水及び未固結試料の比重Ｔｃ、Ｔｄ及びＴｍ」が分かり、かつ式１でＶｍに対するＶｃ又はＶｄの割合が分かれば良いので、Ｖｃ＋Ｖｄ＝１ とすることができるので、根固め部のセメントミルクの置換率が分かる。
【００１７】
２．セメントミルク置換率−圧縮強度 の測定
【００１８】
予め、水セメント比Ｗ／Ｃ ６０％のセメントミルクを使用して、ある杭穴内から泥と土と水が混じった泥水（掘削残存物）を採取して、混合率を変えて撹拌混合して、供試体とする。供試体の比重を測定すると共に、７日後、２８日後に圧縮強度試験をした。また、各供試体で、泥水とセメントミルクの体積比から、セメントミルク置換率（即ち、セメントミルク含有率）を設定した。
その結果を下記表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】
３．使用する掘削ヘッド１
【００２１】
（１） ヘッド本体２は、基部の下端に固定掘削刃３、３を下方に向けて突設し、基部の上端に掘削ロッドとの連結凸部４を有する。ヘッド本体２の基部は上部の直方体部に続き下方に向けて幅狭に形成され、下部が横方向に突出した膨大部を形成してある。膨大部の下面に固定掘削刃３、３が突設されている。
【００２２】
（２） ヘッド本体２の基部の直方体部の正面に水平軸１０、１０が夫々突設され、両水平軸１０に、夫々掘削腕６の上端部を回動自在に取り付ける。
掘削腕６は、上部が略鉛直に形成され、中間部はヘッド本体２の幅狭部に沿って、両掘削腕６、６が近づくように、ヘッド本体２側に向けて屈曲して形成され、下部は逆にヘッド本体２から離れるように外側下方に向けて屈曲されている。掘削腕６の上部に水平軸１０が取り付けられ、下部の先端に下部に沿って外側下方に向けた掘削刃７、７が取り付けられている。
【００２３】
（３） ヘッド本体２に、ヘッド本体２に接触する掘削残存物の温度を計測する温度計、ヘッド本体２に接触する掘削残存物の比重を測定する比重計が取り付けられている（図示していない）。また、温度計、比重計は、ケーブルにより又は無線により、地上の管理室内のＰＣにデータが送られるようになっている。また、温度計、比重計は掘削腕６に設けることもできる。
【００２４】
（４） また、ヘッド本体２の下端に、セメントミルクの吐出口が形成され、地上のプラントからの操作で、水やセメントミルクなどを吐出できるようになっている。以上のようにして、掘削ヘッド１を構成する（図１）。
【００２５】
（５） 使用する掘削ヘッド１は上記構造以外であっても、同様に杭穴掘削、セメントミルクの吐出が可能であれば、使用可能である（図示していない）。また、前記では掘削とセメントミルクの吐出を兼用の掘削ヘッド１を使用したが、掘削ヘッド１とは別途の撹拌吐出用のヘッドを用意して取り換えて使用することもできる（図示していない）。
【００２６】
４．施工方法（基礎杭の構築方法）
【００２７】
（１） 掘削ロッド１０の下端に掘削ヘッド１を取り付けて、通常の方法により杭穴軸部１２を掘削し、続いて杭穴軸部１２の底部を拡大掘削して、杭穴根固め部１３とする。この状態で、杭穴根固め部１３内には、掘削残存物（掘削に使用した水と泥土などが混在した状態）が残っている。
この状態で、杭穴根固め部１３内の温度を常時（または２分毎等の所定時間毎に）測定して、地上にデータを送る。
また、この状態で、掘削残存物の一部を採取して、これを地上に回収して、「掘削残存物採取物」とする。
【００２８】
（２） （１）と同時に又は前後して、地上で、セメントミルク用のプラント内の吐出口付近で、貯めてあるセメントミルクの温度を測定する。この温度計測は、連続的に計測する。
【００２９】
（３） 続いて、杭穴１１の底１４（＝杭穴根固め部１３の底１４）に掘削ヘッド１を位置させ、掘削ヘッド１の吐出口から掘削水を放出しながら、かつ掘削ロッド１０を回転しながら掘削残存物を撹拌しながら、杭穴根固め部１３の上縁１５付近まで掘削ヘッド１を上昇させ、引き続き掘削ヘッド１を杭穴１１（杭穴根固め部１３）の底１４まで下げる。以上の反復工程動作をもう１回、繰り返し、掘削ヘッド１を杭穴１１（杭穴根固め部１３）の底１４に位置させる。
【００３０】
（４） 続いて、セメントミルクの吐出について説明する。吐出方法は任意であるが、例えば、以下の４つの方法の何れかを採用する。
【００３１】
（ａ） 第１の方法（図１）では、杭穴根固め部１３の底１４付近で掘削ヘッド１を回転させて、吐出すべき全セメント量の３分の１量をそのまま吐出する。続いて、掘削ヘッド１を杭穴根固め部１３の底１４から根固め部１３の上縁１５まで、掘削ヘッド１を回転させながら上昇させる。この作動中に、吐出口からセメントミルク（吐出すべき全セメント量の３分の１量）を根固め部１３内に注入する。
続いて、根固め部１３の上縁１５に位置する掘削ヘッド１を、杭穴底まで２回反復上下動させ、再度、根固め部１３の上縁１５に位置させる。この間で、掘削ヘッド１を回転して撹拌し、かつ吐出口からセメントミルク（吐出すべき全セメント量の３分の１量）を根固め部１３内に注入する。以上で、全部のセメントミルクの注入が完了する（図１）。
【００３２】
（ｂ） 第２の方法（図２）では、第一の方法と同様に、杭穴拡底部１３の底１４に掘削ヘッド１を位置させ、掘削ヘッド１の吐出口から掘削水を放出しながら、かつ掘削ロッド１０を回転しながら掘削残存物を撹拌しながら、杭穴根固め部１３の上縁１５付近まで掘削ヘッド１を上昇させ、引き続き掘削ヘッド１を杭穴拡底部１３の底１４まで下げる。以上の反復工程動作をもう１回、繰り返し、掘削ヘッド１を杭穴拡底部１３の底１４に位置させる。続いて、杭穴拡底部１３付近で掘削ヘッド１を回転させて、吐出すべき全セメント量の３０％量を、杭穴拡底部１３の底１４付近から吐出する。続いて、掘削ヘッド１を杭穴根固め部１３の底１４から根固め部１３の上縁１５まで、回転して上昇させる。この作動中に、吐出口からセメントミルク（吐出すべき全セメント量の６０％の量）を杭穴根固め部１３内に注入する。続いて、根固め部１３の上縁１５に位置する掘削ヘッド１を、杭穴根固め部１３の底１４まで２回反復上下動させ、再度根固め部１３の上縁１５に位置させる。この間で、掘削ヘッド１を回転して撹拌し、かつ吐出口からセメントミルク（吐出すべき全セメント量の１０％の量）を杭穴根固め部１３内に注入する。以上で、全部のセメントミルクの注入が完了する（図２）。
【００３３】
（ｃ） 第３の方法（図３）では、前記方法では、セメントミルクを注入する前の反復工程を２回繰り返したが、４回繰り返す。
【００３４】
（ｄ） 第４の方法（図４）では、前記方法の２回の反復工程の後に、根固め部１３の穴底１４付近で、掘削水からセメントミルクに切り換えて、反復工程と同様に、掘削ヘッド１を杭穴根固め部１３の底１４から根固め部１３の上縁１５まで往復する前処理工程動作を２回繰り返す。前処理工程動作では、反復工程と異なり、掘削水に代えてセメントミルクを吐出しながら、掘削ヘッド１を回転して撹拌する。続いて、杭穴根固め部１３の底１４付近で、掘削ヘッド１を回転させて、吐出すべき全セメント量の３０％量を吐出する。続いて、掘削ヘッド１を杭穴根固め部１３の底１４から根固め部１３の上縁１５まで、回転させて上昇させる。この作動中に、吐出口からセメントミルク（吐出すべき全セメント量の６０％量）を杭穴内に注入する。続いて、根固め部１３の上縁１５に位置する掘削ヘッド１を、杭穴根固め部１３の底１４まで２回反復上下動させ、再度根固め部１３の上縁１５に位置させる。この間で、掘削ヘッド１を回転して撹拌し、かつ吐出口からセメントミルク（吐出すべき全セメント量の１０％量）を杭穴根固め部１３内に注入する。以上で、全部のセメントミルクの注入が完了する（図４）。
【００３５】
（５） 上記４つの方法の内、第１の方法〜第３の方法について、各データを下記表２に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】
なお、表２で、Ｂ．セメントミルク温度は（プラント生成直後）地上で計測した。Ｃ．セメントミルク混合物温度は根固め部１３より採取し、直ぐに地上で計測した。Ｄ．掘削残存物採取物は根固め部１３より採取して、直ぐに地上で計測した。Ｅ．セメントミルク比重は（プラント生成直後）地上で計測した。Ｆ．掘削残存物採取物比重は根固め部１３より採取し、直ぐに地上で計測した。Ｇ泥水比重は根固め部より採取して、地上で計測しています。
また、上記表２において、
セメントミルクの温度Ｔｃ、比重Ｈｃ、体積Ｖｃ
掘削残存物採取物の温度Ｔｄ、比重Ｈｄ、体積Ｖｄ、
セメントミルク混合物の温度Ｔｍ、比重Ｈｍ、体積Ｖｍ
とすると、式１よりＶｍを１としたとき、１＝Ｖｃ＋Ｖｄとなる。式２より
Ｔｍ＝（Ｔｃ×Ｖｃ＋Ｔｄ×Ｖｄ）
が成り立つので、上記表２から第１の方法の場合を代入すると、
２９．４＝（３５．４×Ｖｃ＋２１．９×Ｖｄ）
となり、Ｖｃ＝０．５６、Ｖｄ＝０．４４となる。よって、セメントミルク混合物のセメントミルク置換率は５６％となる。
ここで、図５の圧縮強度・置換率グラフで置換率０．５６％のときの圧縮強度を確認すると、１７．６Ｎ／ｍｍ２となり、実際に測定した表２の未固結試料固化後の測定圧縮強度と一致する。
また、同様に第２の方法、第３の方法においても計算すると置換率は夫々８１％、７１％となり、図５と圧縮強度を比較すると一致する。
さらに、比重においても同様の結果が得られると推定でき、第３の方法では測定した比重より求めた置換率と、図５のグラフから推定した圧縮強度、表２の２８日強度（σ２８強度）と一致した。
【００３８】
（６） 従って、第１の方法では、圧縮強度１７．６Ｎ／ｍｍ２が推定されるので、予め設定した圧縮強度（１４Ｎ／ｍｍ２）以上の強度が期待できるので、このまま施工しても問題が無いという判断になる。
よって、掘削ヘッド１０を掘削ロッド１ともに、地上に引き上げ、通常の方法により、杭穴１１内に既製杭（図示していない）を下降させて、既製杭の下端を根固め部１３内に位置させ、基礎杭構造が構築される（図示していない）。
【００３９】
（７） また上記において、予め設定した圧縮強度に至らなかった場合には、例えば、根固め部１３の上縁１５付近にある掘削ヘッド１を再度回転して撹拌しながら、根固め部１３の底１４に下降させる。そして、再度、吐出口からセメントミルクを根固め部１３内に吐出して、セメントミルク量を増やして、上記と同様に各温度などを測定して、置換率を推定して、図５から圧縮強度を推定する。
【００４０】
（８） 再度の推定圧縮強度も予め設定した圧縮強度に至らなかった場合には、再度（７）を繰り返し、予め設定した圧縮強度を満足したら、（６）のように既製杭を埋設する。
【００４１】
（９） また、前記において、掘削残存物やセメントミルク混合物を採取して地上で温度や比重を測定する場合には、採取から測定開始までに時間がかかりすぎ、セメントの固化反応が始まり、温度上昇しはじめてしまうこともある。その場合には、温度上昇分を考慮する必要がある。
また、セメントミルクの固化による温度上昇が始まる前に、セメントミルクの温度測定をすることが望ましい。しかし、温度上昇が始まった場合には、温度上昇分を考慮することも可能である。
【００４２】
（１０） なお、前記において、比較のために、掘削残存物を採取して成型して未固結試料として圧縮強度試験をしたが、当然に不要である。また、前記において、杭穴１１の底部を拡径して根固め部１３としたが、杭穴軸部１２と同径とすることもできる（図示していない）。
【００４３】
５．他の施工方法
【００４４】
（１） 前記実施態様において、掘削残存物やセメントミルク混合物を採取して地上で温度・比重を測定したデータを使用したが、掘削ヘッド１に取り付けた温度計、比重計のデータを採用することもできる。
【００４５】
（２） また、前記実施態様において、温度及び比重を測定したが、何れか一方を測定すれば良い。
【００４６】
（３） 前記実施例において、セメントミルク、掘削残存物及びセメントミルク混合物の温度を測定して、置換率を推定したが、セメントミルク混合物の温度変化置換率を推定することもできる。 即ち、掘削ヘッドに設置した温度、即ち根固め部内で、全量のセメントミルク注入が完了して、
根固め部１３の上縁１５付近に至る直前の温度：２５℃
その後、３０分経過後の温度：２８℃、
であった。同時刻の地上でのセメントミルクプラント内でのセメントミルクの温度変化が、
３０℃→３５℃、
であった。１００％の置換率であれば、５℃上昇し、置換率０％（セメントミルク無い）の場合であれば温度上昇が無い。従って、セメントミルク混合物の温度上昇が３℃とすれば、「３／５」の上昇率となり、置換率は、６０％と推定される。図５のグラフより、圧縮強度は１８Ｎ／ｃｍ２
と推定できる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 掘削ヘッド
２ ヘッド本体
３ 固定掘削刃
４ 連結凸部
６ 掘削腕
７ 掘削刃
８ 水平軸
１０ 掘削ロッド
１１ 杭穴
１２ 杭穴軸部
１３ 杭穴根固め部
１４ 根固め部の底（杭穴底）
１５ 根固め部の上縁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭穴を掘削して、杭穴底内にセメントミルクを注入して、「杭穴底内残置されている掘削残余物をセメントミルク類で置換してあるいは撹拌混合し」、杭穴内に杭穴構造物を埋設して基礎杭を構築する工法において、以下のように構成することを特徴とする基礎杭の構築方法。
(1) 予め、掘削残余物に対して、所定濃度のセメントミルク類を混入して置換し、異なる置換率のセメントミルク類混合物に対して、その混合物を固化させて、圧縮強度を測定し、「セメントミルク類置換率−圧縮強度」の対応データを準備する。
(2) 地上で、注入予定又は注入中のセメントミルク類の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(3) 杭穴掘削後、前記掘削残余物の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(4) 前記杭穴内に前記セメントミルク類を注入して前記掘削残余物と撹拌混合又は置換して、セメントミルク類混合物を生成し、該セメントミルク類混合物の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(5) 地上で、前記各「温度」及び／又は「比重」から、セメントミルク類混合物の置換率を推定し、前記「セメントミルク類置換率−圧縮強度」の対応データと照合して圧縮強度を推定する。
(6) 前記推定した圧縮強度が必要な圧縮強度に至らない場合には、前記杭穴内にセメントミルク類を追加注入する。
(7) 必要な圧縮強度に至らなかった場合には、前記(4)〜(6)を繰り返す。
(8) 前記推定した圧縮強度が必要な圧縮強度に至ったならば、セメントミルク類の注入を終了する。
(9) 続いて、前記杭穴構造物を下降して、前記杭穴構造物の下端部を前記杭穴の底部に埋設して、基礎杭を構築する。
【請求項２】
杭穴を掘削して、杭穴底内にセメントミルクを注入して、「杭穴底内残置されている掘削残余物をセメントミルク類で置換してあるいは撹拌混合し」、基礎杭を構築する工法において、セメントミルク類の圧縮強度を以下のように推定することを特徴とする圧縮強度の推定方法。
(1) 予め、掘削残余物に対して、所定濃度のセメントミルク類を混入して置換し、異なる置換率のセメントミルク類混合物に対して、その混合物を固化させて、圧縮強度を測定し、「セメントミルク類置換率−圧縮強度」の対応データを準備する。
(2) 地上で、注入予定又は注入中のセメントミルク類の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(3) 杭穴掘削後、前記掘削残余物の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(4) 前記杭穴内に前記セメントミルク類を注入して前記掘削残余物と撹拌混合又は置換して、セメントミルク類混合物を生成し、該セメントミルク類混合物の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(5) 地上で、前記各「温度」及び／又は「比重」から、セメントミルク類混合物の置換率を推定し、前記「セメントミルク類置換率−圧縮強度」の対応データと照合して圧縮強度を推定する。
【請求項１】
杭穴を掘削して、杭穴底内にセメントミルクを注入して、「杭穴底内残置されている掘削残余物をセメントミルク類で置換してあるいは撹拌混合し」、杭穴内に杭穴構造物を埋設して基礎杭を構築する工法において、以下のように構成することを特徴とする基礎杭の構築方法。
(1) 予め、掘削残余物に対して、所定濃度のセメントミルク類を混入して置換し、異なる置換率のセメントミルク類混合物に対して、その混合物を固化させて、圧縮強度を測定し、「セメントミルク類置換率−圧縮強度」の対応データを準備する。
(2) 地上で、注入予定又は注入中のセメントミルク類の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(3) 杭穴掘削後、前記掘削残余物の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(4) 前記杭穴内に前記セメントミルク類を注入して前記掘削残余物と撹拌混合又は置換して、セメントミルク類混合物を生成し、該セメントミルク類混合物の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(5) 地上で、前記各「温度」及び／又は「比重」から、セメントミルク類混合物の置換率を推定し、前記「セメントミルク類置換率−圧縮強度」の対応データと照合して圧縮強度を推定する。
(6) 前記推定した圧縮強度が必要な圧縮強度に至らない場合には、前記杭穴内にセメントミルク類を追加注入する。
(7) 必要な圧縮強度に至らなかった場合には、前記(4)〜(6)を繰り返す。
(8) 前記推定した圧縮強度が必要な圧縮強度に至ったならば、セメントミルク類の注入を終了する。
(9) 続いて、前記杭穴構造物を下降して、前記杭穴構造物の下端部を前記杭穴の底部に埋設して、基礎杭を構築する。
【請求項２】
杭穴を掘削して、杭穴底内にセメントミルクを注入して、「杭穴底内残置されている掘削残余物をセメントミルク類で置換してあるいは撹拌混合し」、基礎杭を構築する工法において、セメントミルク類の圧縮強度を以下のように推定することを特徴とする圧縮強度の推定方法。
(1) 予め、掘削残余物に対して、所定濃度のセメントミルク類を混入して置換し、異なる置換率のセメントミルク類混合物に対して、その混合物を固化させて、圧縮強度を測定し、「セメントミルク類置換率−圧縮強度」の対応データを準備する。
(2) 地上で、注入予定又は注入中のセメントミルク類の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(3) 杭穴掘削後、前記掘削残余物の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(4) 前記杭穴内に前記セメントミルク類を注入して前記掘削残余物と撹拌混合又は置換して、セメントミルク類混合物を生成し、該セメントミルク類混合物の「温度」及び／又は「比重」を測定する。
(5) 地上で、前記各「温度」及び／又は「比重」から、セメントミルク類混合物の置換率を推定し、前記「セメントミルク類置換率−圧縮強度」の対応データと照合して圧縮強度を推定する。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１２７０５７（Ｐ２０１２−１２７０５７Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７７１１０（Ｐ２０１０−２７７１１０）
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００１７６５１２）三谷セキサン株式会社 (91)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００１７６５１２）三谷セキサン株式会社 (91)
【Ｆターム（参考）】
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