基礎杭の構築方法、基礎杭の構造、基礎杭の設計方法
【課題】中間支持層の先端支持力を活用して、合理的な基礎杭構造とし、かつ施工の簡略化を図る。
【解決手段】中間支持層３、・・・と下端支持層２がある地盤で、分割する深さ単位Ｈ１〜Ｈ３毎に杭穴を掘削し、単位杭１２、・・・を設定する。基礎杭構造を１０Ａ〜１０Ｃとして、基礎杭構造毎に伝達する鉛直荷重ＰＡ、ＰＢ１、ＰＢ２、ＰＣを求める。水平荷重及び引抜荷重の荷重条件等から基礎杭構造１０Ａの構造を決定し、負担できる鉛直荷重ＰＡを決める。基礎杭構造１０Ｂ１、・・・の構造を仮に定め、伝達する鉛直荷重は、Ｐ＝ＰＡ＋ＰＢ１＋ＰＢ２＋ＰＣ、であるので、鉛直荷重ＰＢ１＝Ｐ−ＰＡ、鉛直荷重ＰＢ２＝Ｐ−ＰＡ−ＰＢ１、鉛直荷重ＰＣ ＝Ｐ−ＰＡ−ＰＢ１−ＰＢ２ となる。鉛直荷重を、各基礎杭構造で負担できるか否かを地盤条件から検証して、各基礎杭構造の構造と負担鉛直荷重を調節する。
【解決手段】中間支持層３、・・・と下端支持層２がある地盤で、分割する深さ単位Ｈ１〜Ｈ３毎に杭穴を掘削し、単位杭１２、・・・を設定する。基礎杭構造を１０Ａ〜１０Ｃとして、基礎杭構造毎に伝達する鉛直荷重ＰＡ、ＰＢ１、ＰＢ２、ＰＣを求める。水平荷重及び引抜荷重の荷重条件等から基礎杭構造１０Ａの構造を決定し、負担できる鉛直荷重ＰＡを決める。基礎杭構造１０Ｂ１、・・・の構造を仮に定め、伝達する鉛直荷重は、Ｐ＝ＰＡ＋ＰＢ１＋ＰＢ２＋ＰＣ、であるので、鉛直荷重ＰＢ１＝Ｐ−ＰＡ、鉛直荷重ＰＢ２＝Ｐ−ＰＡ−ＰＢ１、鉛直荷重ＰＣ ＝Ｐ−ＰＡ−ＰＢ１−ＰＢ２ となる。鉛直荷重を、各基礎杭構造で負担できるか否かを地盤条件から検証して、各基礎杭構造の構造と負担鉛直荷重を調節する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、中間支持層を有する地盤で、杭穴を掘削して既製杭を埋設する基礎杭工法、基礎杭の構造、基礎杭の設計方法で、合理的に支持力を発揮させることを目的とする。
【背景技術】
【０００２】
先端支持杭では、支持層まで掘削した杭穴内に、単独の既製杭又は複数の単位杭を連結した既製杭を埋設して、基礎杭構造を構成していた。この場合、支持杭では、一体の既製杭を杭穴内に埋設して、杭穴と既製杭の間に根固め液又は杭周固定液を介在させて構成していた。
【０００３】
このような基礎杭では、１本の基礎杭で負担すべき鉛直荷重、引抜力、水平荷重を考慮して、先端支持層で総ての鉛直荷重を負担するように設計していた。また、中間で発揮される既製杭の周面での摩擦力については無視され、仮に摩擦力がゼロでなかったとしても、既製杭の先端で、杭頭の総ての荷重を負担するように、設計しなければならなかった。
【特許文献１】特開平４−９３４８８
【特許文献２】特開２００２−３４８８６８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の先端支持杭の場合、先端支持層に至る中間で、やや硬い中間支持層があった場合でも、中間支持層で支持力を負担させることができなかった。
【０００５】
また、中間支持層の地盤を支持力として有効に取り込める構造も提案されていなかった。
【０００６】
また、従来の基礎杭では、中間部で必要以上に大径となり、大径に従って重量も増大するので、重すぎて施工できない問題点を生じていた。このような重機の重量制限を回避するためには、既製杭の長さを短くしなければならず、既製杭の連結作業が繁雑となる問題点があった。とりわけ外径１ｍを超えるような大径の場合には顕著な問題点となっていた。
【０００７】
また、１つの杭穴では、既製杭は連続して、バンドや溶接で剛に連結しながら埋設する必要があった。例えば、１０ｍの単位杭を５本連結する場合など、現場の都合で２〜３本しか埋設できない場合には、総てを翌日回しとしなければ、ならなかった。よって、工期に無駄を生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
然るにこの発明は、中間支持層を有する地盤で、最上部の中間支持層に根固め部を形成する杭穴上端部を掘削し、杭穴上端部内に引抜力及び水平荷重を負担できる上端部杭を埋設したので、上端部杭により中間支持層の支持力を有効活用して、下端部杭が負担する鉛直荷重を軽減できるので、前記問題点を解決した。
【０００９】
即ちこの発明は、「下端支持層」及び「１つ又は複数の中間支持層」を有する地盤において、以下のように、掘削した杭穴に、既製杭を埋設して、基礎杭を築造することを特徴とする基礎杭の構築方法である。
(1) 前記杭穴は、地上から最上層の中間支持層の杭穴上端部と、最下層の中間支持層と下端支持層までの杭穴下端部とから構成される。中間支持層間に他の中間支持層が存在する場合には、前記各中間支持層間に、夫々杭穴中間部を構成する。
(2) 前記支持杭は、前記杭穴上端部に埋設される上端部杭と、前記杭穴下端部に埋設される下端部杭と、必要な中間部杭とから構成する。前記中間部杭は前記杭穴中間部が存在する場合に、対応する杭穴中間部に埋設されるように構成する。
(3) まず、地上から下端支持層まで、前記杭穴を掘削する。
(4) 次ぎに、前記杭穴下端部に、前記杭穴下端部の長さに応じた前記下端部杭を埋設する。
(5) 次ぎに、前記各杭穴中間部が存在する場合には、各杭穴中間部に、各中間部杭を埋設する。最下端の中間部杭を前記下端部杭の上端に載せ、軸のずれを生じないように、前記各中間部杭を上下に重ねる。
(6) 次ぎに、最上に位置する中間部杭又は下端部杭の上端に、杭穴上端部の長さに応じた長さを有し、かつ、必要な引抜力及び水平力に抗する性能を有する上端部杭を、載せて埋設する。
【００１０】
また、前記において、杭穴掘削をする際に、以下のように掘削することを特徴とする基礎杭の構築方法である。
(1) 杭穴上端部を掘削し、掘削速度及び掘削の積算電流値データを掘削深さ方向又は当該深さの地盤Ｎ値に対応させて、保存する。
(2) 杭穴中間部が存在する場合には、各杭穴中間部を掘削毎に、掘削速度及び掘削の積算電流値データを掘削深さ方向又は当該深さの地盤Ｎ値に対応させて、保存する。
(3) 杭穴下端部を掘削し、掘削速度及び掘削の積算電流値データを、掘削深さ方向又は当該深さの地盤Ｎ値に対応させて、保存する。
【００１１】
また、ここで、所定単位深さ毎に、平均積算抵抗値が、予め測定した地盤Ｎ値と比例関係が生じるように、掘削時に使用する水量を使用し、かつその使用した水量のデータを単位深さ毎に採取して保存することを特徴とする基礎杭の構築方法である。
【００１２】
また、前記において、下端部杭の根固め液が固化発現した後に、上方に位置する中間部杭又は上端部杭を埋設する基礎杭の構築方法である。また、基礎杭の上端部を連結し、地上構造物の下端面を構成するフーチングを、下面を同一水平面で構成した基礎杭の構築方法である。また、下端部杭の下端位置は下端支持層内に位置し、上端部杭の下端位置は最上に位置する中間支持層内に位置し、
中間支持杭が存在する場合には、各中間支持杭の下端位置は対応する各中間支持層内に位置することを特徴とする基礎杭の構築方法である。
【００１３】
また、他の発明は、下端支持層及び１つ又は複数の中間支持層を有する地盤において、以下のように、形成した杭穴に、既製杭を埋設して構成したことを特徴とする基礎杭構造である。
(1) 前記既製杭は複数の単位杭から構成し、各単位杭をの下端部を、上下に隣接する下端支持層又は中間支持層内に位置させる。
(2) 上下に位置する単位杭は、互いに連結せずに、下方に位置する単位杭の上面に上方に位置する単位杭の下面を載置して設置する。
(3) 最上位に位置する単位杭は、当該基礎杭に要求される引抜力及び水平力に抗する性能を有する構造とした。
【００１４】
また、前記において、単位杭は下端部外周に突起を形成し、該突起を下端支持層又は中間支持層内に位置させる基礎杭の構造である。
【００１５】
また、他の発明は、下端支持層と、１つ又は複数の中間支持層とを有する地盤において、以下のように、形成した杭穴に、既製杭を埋設して基礎杭構造を構成し、必要な支持力を設計することを特徴とした基礎杭の設計方法である。
(1) 前記既製杭は複数の単位杭から構成し、各単位杭の下端部を、上下に隣接する下端支持層又は中間支持層内に位置させる。上下に位置する単位杭は剛接合せずに、軸を合わせて設置する構造とする。
(2) まず、最上位に位置する単位杭を、当該基礎杭に要求される引抜荷重及び水平荷重に抗する性能を有するように杭径など単位杭及び杭穴上端部の構造を決定する。この最上に位置する単位杭を最上部の中間支持層に支持させたと仮定して、最上の単位杭及び杭穴上端部が負担できる鉛直荷重を算出し、鉛直荷重ＰＡとする。
(3) 次ぎに、最下端に位置して下端支持層に定着させる単位杭を、
（基礎杭の負担すべき総鉛直荷重Ｐ）−（鉛直荷重ＰＡ＋鉛直荷重ＰＢ）
により算出される鉛直荷重が伝達するとして、最下端に位置する単位杭の構造及び下端支持層を含む杭穴下端部の構造を決定する。
(4) 前記鉛直荷重Ｂは、中間支持層が２つ以上ある場合に限り設定し、最上に位置する中間支持層以外にｎ個の中間支持層が存在する地盤の場合、
鉛直荷重ＰＢ＝鉛直荷重ＰＢ１＋鉛直荷重ＰＢ２＋・・・＋鉛直荷重ＰＢｎ
とする。ただし、鉛直荷重ＰＢ１、・・・、鉛直荷重ＰＢｎは、下記(5)により定義される各鉛直荷重とする。
(5) (4)の場合、各単位杭Ｂ１、単位杭Ｂ２、・・・、単位杭Ｂｎに伝達する鉛直荷重を鉛直荷重ＰＢ１、鉛直荷重ＰＢ２、・・・、鉛直荷重ＰＢｎとすると、
鉛直荷重ＰＢ１＝（基礎杭の負担すべき総鉛直荷重Ｐ）−（鉛直荷重ＰＡ）
鉛直荷重ＰＢ２＝（基礎杭の負担すべき総鉛直荷重Ｐ）
−（鉛直荷重ＰＡ＋鉛直荷重ＰＢ１）
鉛直荷重ＰＢｎ＝（基礎杭の負担すべき総鉛直荷重Ｐ）
−（鉛直荷重ＰＡ＋（鉛直荷重ＰＢ１＋鉛直荷重ＰＢ２＋・・・＋鉛直荷重ＰＢｎ−１））
として、各鉛直荷重ＰＢ１、・・・、ＰＢｎに基づき、これを負担する単位杭Ｂ１、・・・、Ｂｎの構造を決定する。
【００１６】
また、前記において、地上構造物に対応した複数の基礎杭の杭頭部をフーチングで連結し、地上構造物の下端面を構成するフーチングを、下面を略水平面で構成し、最上に位置する単位杭と前記フーチングとで、当該基礎杭に要求される引抜荷重、水平荷重及び鉛直荷重に抗する性能を有するように、前記最上に位置する単位杭の構造を決定する基礎杭の設定方法である。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、既製杭の構造を地盤の深さ毎の最適の構造とすることができ、必要以上に大径の材料を選択する必要もなく、工期、コストなどから適正な構造を選択できる。
【００１８】
また、大径で比較的長い既製杭を採用して、施工することもできるので、既製杭を使用してより大径で多くの支持力を発揮する基礎杭構造を構築することができる。
【００１９】
また、より深い側の杭穴及び単位杭を小径にすることができるので、深い位置で掘削する杭穴の径を従来に比して小径とすることができる。従って、下端での掘削径を基準にして、大幅な支持力の増加が期待できる。
【００２０】
また、単位杭を剛接合する必要が無いので、煩雑な連結作業を不要にして、工期の短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
１．基礎杭構造１０の設計
【００２２】
下端支持層２（支持地盤）に至る中間深さに中間支持層３が１つの存在する地盤で、地上構造物６（建造物）のフーチング７をパイルド・ラフトの独立基礎として使用する場合の例について説明する。従って、既製杭は、下端支持層２に下端部が定着する下端部杭１３と、中間支持層３に下端部が定着する上端部杭１２の２つから構成される。従って、杭穴２０は、下端部杭１３に対応する杭穴下端部２３と、上端部杭１２に対応する杭穴上端部２１と、からなる（図１、図２）。
【００２３】
（１） この発明は、フーチング７を独立基礎として、パイルド・ラフト構造を適用して、地上構造物６の鉛直荷重を、フーチング７と６本の基礎杭構造１０、１０で支持する。
【００２４】
地上構造物６の総鉛直荷重をＰｔｏｔａｌとした場合、フーチング７が負担する鉛直荷重をＰＦ、基礎杭構造１０、１０が負担すべき鉛直荷重をＰとすると、
Ｐｔｏｔａｌ＝ＰＦ＋Ｐ
であり、１本の基礎杭構造１０が負担すべき鉛直荷重Ｐは、
Ｐ＝（Ｐｔｏｔａｌ−ＰＦ）÷６
となる。
【００２５】
地盤は、
・地面１から「Ｈ１＋Ｈ３」程度の深さに、Ｎ値（３０）の下端支持層２（支持地盤層）
・地面１からＨ１程度の深さにＮ値（１５）の中間支持層３
が存在している。
【００２６】
（２） 負担すべき水平荷重、引抜力を総て上端部杭１２、１２で負担すると想定して、上端部杭１２の構造（外径、等を）を決定する（図１（ｂ）（ｃ）。
・上端部杭１２：長さＬ１、外径Ｄ１
下端部に外径Ｄ０１の環状突部１５を形成する
下端外周に筒状のカバー１９を固定する
・杭穴上端部２１：長さＨ１、外径Ｄ１１
中間支持層３に根固め部２２を形成する
【００２７】
（３） この上端部杭１２で、中間支持層３に根固め部２２を位置させ、杭穴上端部２１を掘削して、環状突部１５が杭穴２０の根固め部２２内に位置する基礎杭構造１０Ａを考えた場合、この基礎杭構造１０Ａが負担できる鉛直荷重をＰＡとする。
【００２８】
（４） 続いて、下端部杭１３の基礎杭構造（１０）Ｃで負担すべき鉛直荷重ＰＣとする。１本の基礎杭構造１０の全体で負担すべき鉛直荷重が総鉛直荷重Ｐであるので、
（基礎杭Ｃで負担すべき鉛直荷重）ＰＣ＝
（総鉛直荷重）Ｐ−（基礎杭構造Ａにより負担する鉛直荷重）ＰＡ
により、鉛直荷重ＰＣを求める。
【００２９】
（５） 鉛直荷重ＰＣを負担できる下端部杭１３の構造を決定する（図２（ａ）（ｂ））。
・下端部杭１３：長さＬ２、外径Ｄ３（Ｄ３＜Ｄ１）
下端部に外径Ｄ０３の環状突部１６を形成する
下端外周に筒状のカバー１９の上部１９ａを固定する
・杭穴下端部２３：長さＨ３、外径Ｄ３３
下端支持層２に杭穴下端部２３の根固め部２４を形成する
【００３０】
（６） 以上のようにして、基礎杭構造１０を決定する。
【００３１】
（７） 前記において、パイルド・ラフト構造を採用しない場合には、（１）で、地上構造物６の総鉛直荷重をＰｔｏｔａｌとした場合、１本の基礎杭構造１０が負担すべき鉛直荷重Ｐは、
Ｐ＝（Ｐｔｏｔａｌ）÷６
となる。
【００３２】
（８） また、前記において、支持力の確保上で有効利用できる中間支持層が２つ以上存在する場合について、図３に基づき説明する。例えば、合計３つの中間支持層が存在する場合には、
地上〜２番目の中間支持層：Ｈ１
１番目の中間支持層〜２番目の中間支持層：Ｈ２１
２番目の中間支持層〜３番目の中間支持層（最下部に位置する中間支持層）：Ｈ２２
３番目の中間支持層（最下部に位置する中間支持層）〜下端支持層：Ｈ３
とする。分割する深さ単位Ｈ１、Ｈ２１、Ｈ２２、Ｈ３毎に杭穴、単位杭を設定して、構築される基礎杭構造を１０Ａ、１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃとして、基礎杭構造毎に伝達する鉛直荷重ＰＡ、ＰＢ１、ＰＢ２、ＰＣを求める。
【００３３】
前記同様に、まず、水平荷重及び引抜荷重の荷重条件、地盤条件（Ｎ値等）から基礎杭構造１０Ａの構造を決定する。また、基礎杭構造１０Ａにより負担できる鉛直荷重ＰＡが決まる。
【００３４】
決定した基礎杭構造１０Ａの構造から、より小径となるように、基礎杭構造１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃの構造を仮に定め、各基礎杭構造に伝達する鉛直荷重は、
Ｐ＝ＰＡ＋ＰＢ１＋ＰＢ２＋ＰＣ
であるので、
・鉛直荷重ＰＢ１＝Ｐ−ＰＡ
・鉛直荷重ＰＢ２＝Ｐ−ＰＡ−ＰＢ１
・鉛直荷重ＰＣ ＝Ｐ−ＰＡ−ＰＢ１−ＰＢ２
となる。これにより、仮に負担する鉛直荷重を、各基礎杭構造で負担できるか否かを地盤条件（Ｎ値等）から検証して、各基礎杭構造の構造及び負担すべき鉛直荷重を調節する。以上をまとめると表１のようになる。
【００３５】
また、鉛直荷重は、例えば、
・鉛直荷重Ｐ ＝１０ｔ
・鉛直荷重ＰＡ＝４ｔ
・鉛直荷重ＰＢ１＝３ｔ
・鉛直荷重ＰＢ２＝２ｔ
・鉛直荷重ＰＣ ＝１ｔ
のように確定する。基礎杭構造１０Ｃに伝達する鉛直荷重ＰＣを軽減できるので、基礎杭構造１０Ｃの径（＝杭穴下端部２３の径、単位杭１３の径）を小さくできる。
【００３６】
【表１】
【００３７】
２．基礎杭構造１０の施工
【００３８】
（１） 杭穴２０の掘削；
・杭穴上端部２１：地上１〜深さＨ１：径Ｄ１１
・杭穴下端部２３：深さＨ１〜深さＨ３：径Ｄ３３（Ｄ３３＜Ｄ１１）
で杭穴２０を掘削する。杭穴下端部２３の根固め部２４に根固め液を充填し、杭穴下端部２３の他の深さには杭周固定液を充填しておく。
【００３９】
（２） 上端部杭１２の下端部外周に筒状のカバー１９を取付け、カバー１９の下部１９ｂを上端部杭１２の下面１２ｂから下方突出させておく。カバー１９の下部１９ｂを下端部杭１３の上端部に嵌装できるようになっている。
【００４０】
（３） 杭穴２０に下端部杭１３を挿入して、下端部杭１３の上端部を地上１付近で一旦保持する。
【００４１】
続いて、下端部杭１３の上面１３ａに、上端部杭１２の下面１２ｂを載置する。この状態で、下端部杭１３の上端部外周にカバー１９の下部１９ｂが嵌装されるので、上端部杭１３と下端部杭１２とは軸がずれないように上下に重なり、鉛直荷重が作用した場合に偏心荷重が作用しないようになっている（図１（ｄ））。
【００４２】
（４） 続いて、地上付近での下端部杭１３の保持を解除して、重ねた状態で下端部杭１３及び上端部杭１２を杭穴２０内に挿入する。
【００４３】
（５） 下端部杭１３の環状突部１６が、杭穴下端部２３の根固め部２４に位置し、下端部杭１３の下面１３ｂが杭穴下端部２３の下面２３ａより長さＤ３程度上方に位置している状態で、下端部杭１３及び上端部杭１２を地上１で保持する。
【００４４】
この際、下端部杭１３の上面１３ａは、杭穴上端部２１の根固め部２２（中間支持層３）内に位置し、上端部杭１２の下面１２ｂが杭穴上端部２１の下面２１ａより長さＤ１程度上方に位置し、環状突起１５が杭穴上端部２１の根固め部２２内に位置している。
【００４５】
この状態で、杭穴上端部２１の下端部に根固め液を注入して、根固め部２２を形成して上端部杭１２の環状突起１５を含む下端部を根固め部２２内に位置させる。
【００４６】
杭穴上端部２１で、根固め部２２の上方には杭周固定液が充填されている。
【００４７】
（６） 続いて、基礎杭構造１０（上端部杭１２）の杭頭部を露出して、必要ならば地面１を掘り下げて、フーチング７を構築して、基礎杭構造１０（上端部杭１２）の杭頭部を連結する。フーチング７は、パイルド・ラフトの独立基礎の機能を満たすように構成する。
【００４８】
即ち、構造鉄筋の数を増加させるなどして剛性を高めると共に、下面８全体を略同一高さとして（即ち下面８を略平坦に形成する）不同沈下を生じないように構成する。
【００４９】
以上のようにして、この発明の基礎杭構造１０を構築する（図１（ａ）（ｂ））。
【００５０】
（７） 続いて、フーチング７の上に通常の方法で地上構造物（建造物）６を構築する（図１（ａ）（ｂ））。
【実施例１】
【００５１】
図面に基づきこの発明の基礎杭構造について説明する。
【００５２】
［１］地盤条件
【００５３】
（１） 地盤条件は、
地上から深さ１０ｍに第１中間支持層 Ｎ値（２０）
深さ２０ｍに第２中間支持層 Ｎ値（３０）
深さ３０ｍに下端支持層 Ｎ値（５０）
が存在する地盤とし、１本の基礎杭構造で負担すべき鉛直荷重を１０００ｔ とする。また、引抜荷重を５ｔ、水平荷重を１０ｔとする。
【００５４】
基礎杭構造１０は、杭穴２０内に既製杭１１を埋設して構成する。
【００５５】
（２） この場合、従来の既製杭を一体に埋設する構造を採用するとする。杭穴に埋設する既製杭の外径は１２０ｃｍ必要であり、外径１２０ｃｍ、長さ１０ｍの既製杭とした場合、１本の杭の重量が７７１．６ｔ程度になり、施工不能となる。重機の取り扱い最大重量（通常５００〜６００ｔ程度）を考慮すれば、既製杭の最大径（外径）は１００ｃｍ程度となり、既製杭の本数を増やさなければならず、施工が煩雑となることが予想される。
【００５６】
［２］基礎杭構造１０
【００５７】
（１） 従って、この発明を適用して、中間支持層で杭穴２０を分割して、各分割した杭穴２１、２５、２３毎に第一中間支持層、第二中間支持層又は下端支持層を根固め部として、分割した杭穴２１、２５、２３内に夫々単位杭１２、１４、１３を埋設する（表２）。
【００５８】
【表２】
【００５９】
各単位杭１２、１４、１５の構成は以下のようにしてある。上端部杭１２は全長に亘り環状突起（節）１５が、中間部杭１４は全長に亘り環状突起（節）１７が、下端部杭１３は全長に亘り環状突起（節）１７がそれぞれ形成されている。また、下端部の軸径を細く形成して、下方に連結する単位杭の軸径と一致させた構造としてある。縮径は各単位杭の環状突起（節）１５、１７の下方で処理してある（図４、表３）。
【００６０】
また、各単位杭に対応する杭穴２０は、節径＋３ｃｍとして、表３のように構成する。
【００６１】
【表３】
【００６２】
中間部杭１２の下端外周に筒状のカバー１９を取り付ける。カバー１９の内径は中間部杭１２の下端部軸径（＝下端部杭の軸径）となっている。同様に、上端部杭１２の下端外周に、対応した内径の筒状のカバー１９を取り付ける。
【００６３】
このような構造で、
・基礎杭構造１０Ａ＝上端部杭１２を杭穴上端部２１（根固め部：第一中間支持層）
・基礎杭構造１０Ｂ＝中間部杭１４を杭穴中間部２５（根固め部：第二中間支持層）
・基礎杭構造１０Ｃ＝下端部杭１３を杭穴上端部２３（根固め部：下端支持層）
を構成する。
【００６４】
［３］基礎杭構造１０の設計
【００６５】
上記［２］の構成は、以下のように決定される。
（１） 第一中間支持層、第二中間支持層で分割した基礎杭構造１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを設定する。
（２） 基礎杭構造１０Ａで支持されるべき水平荷重・引抜荷重から基礎杭構造１０Ａの構造（上端部杭１２、杭穴上端部２１の構造、杭穴充填剤）を仮に設定する。
（３） 基礎杭構造１０Ａ、第一中間支持層のＮ値（２０）で支持できる鉛直荷重ＰＡを算出する。
（４） 基礎杭構造１０が負担すべき鉛直支持力Ｐ、
Ｐ＝ＰＡ＋ＰＢ１＋ＰＢ２＋ＰＣ＝１０００ｔ
より、各基礎杭構造１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃに伝達される鉛直支持力ＰＢ１、ＰＢ２、ＰＣを仮定して、各基礎杭構造１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃの構造を決定する。
（５） 決定した各基礎杭構造１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃの構造で、鉛直支持力Ｐを負担できるか否かを検証して、調整する。
（６） 以上のようにして、各基礎杭構造１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃの構造を決定する（表３）。
（７） 尚、上記の場合（表３）、Ｐ＝１０００ｔで、各基礎杭構造１０Ａ、１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃに伝達される各鉛直荷重ＰＡ、ＰＢ１、ＰＢ２、ＰＣは以下のようになっている。
・ＰＡ＝１０００ｔ
・ＰＢ１＝６００ｔ
・ＰＢ２＝３００ｔ
・ＰＣ＝１５０ｔ
【００６６】
［４］施工方法
【００６７】
次ぎに施工方法について説明する。
【００６８】
（１） 下端支持層（深さＨ１＋Ｈ２＋Ｈ３＝３０ｍ）まで、通常の方法により掘削ヘッドで、径Ｄ３３で杭穴を掘削する。続いて、第二中間支持層（深さＨ１＋Ｈ２＝２０ｍ）まで、通常の方法により径をＤ１１からＤ２２に拡大する。続いて、第一中間支持層（深さＨ１＝１０ｍ）まで、通常の方法により径をＤ２２からＤ１１に拡大する。以上のようにして、杭穴２０を構築する。
【００６９】
（２） 続いて、下端部杭１３、中間部杭１４、上端部杭１２を順に杭穴内に埋設して、下端部杭１３を下端支持層、中間部杭１４を第二中間支持層、上端部杭を第一中間支持層にそれぞれ定着させる。
【００７０】
杭穴下端部２３の下端部、杭穴中間部２５の下端部、杭穴上端部２１の下端部には、地盤に対応した根固め液が注入され、根固め部以外には、杭周固定液が充填されている。杭穴下端部２３の軸部に相当する深さ位置に杭周固定液が注入されている。杭穴下端部２３内に、通常の方法により、下端部杭１３、を埋設する。
【００７１】
根固め液及び杭周固定液の注入時期は、軸Ｄ３３の杭穴掘削以降であれば任意であり、下端部掘削ヘッドの引き上げ時あるいは別途注入管で注入することもできる。
【００７２】
また、各杭１３、１４、１２は、キャップ１９を介して、軸がずれないように載置され、剛接合されていないので、杭周固定液などが固化するまでは、回転、上下動可能となっている。
【００７３】
（３） 以上のようにして、基礎杭構造１０を構築する。
【００７４】
（４） この基礎杭構造１０では、分割された基礎杭構造１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃ毎に伝達される鉛直荷重を支持する構造であるので、各杭１３、１４、１２は連続して埋設する必要がない。例えば、下端部杭２３を杭穴下端部１３に定着させた後（根固め液が固化した後に。例えば数日後）に、杭穴中間部中間部杭１４を杭穴中間部２５に埋設することもできる。
【００７５】
従って、杭穴の掘削もＤ３３の杭穴を掘削した後であれば、杭穴Ｄ２２に拡径する前であっても先に下端部杭１３を埋設することもできる。ただし、この場合には、根固め液が固化するまで地上で下端部杭１３を支持する必要がある。
【００７６】
よって、構築現場全体で、必要な基礎杭構築位置に、まず径Ｄ３３の掘削をして杭穴下端部２３を構築して、各杭穴下端部２３に順に下端部杭１３を埋設しておき、続いて、各杭穴をＤ２２、Ｄ１１に拡大しながら中間部杭１４、上端部杭１２を埋設して基礎杭構造２０を完成することもできる。また、各構築位置で、径Ｄ１１まで拡大した杭穴を掘削して完成した杭穴２０を構築していき、次ぎに各杭穴２０で、順に下端部杭１３、中間部杭１４、上端部杭１２を埋設して、基礎杭構造２０を完成させることもできる。
【００７７】
また、下方の杭穴の杭周固定液が固化し、あるいは固化しつつある状態で、直上の中間支持層に下方の杭周固定液よりも比重が重い根固め液を注入することができる。従来は、比重の重い根固め液を、比重の軽い杭周固定液の上層に形成することは困難であったが、この方法によれば、特殊な治具を使用することなく中間支持層に、対応した杭穴内に根固め層を形成することができる。
【００７８】
更に、これらを組み合わせて、一度に連続して下端部杭１３、中間部杭１４、上端部杭１２を構築する必要がないので、異なる日に、下端部杭１３、中間部杭１４、上端部杭１２を構築することも可能であるので、重機や各杭１３、１４、１２の搬入状況に応じて基礎杭構造を完成できるので、工期の無駄を省き、効率良い施工ができる。
【００７９】
［５］他の実施例
【００８０】
（１） 前記実施例において、各単位杭１３、１４、１２は軸部を縮径して、下方に位置する単位杭の軸径に一致させたが、埋設した際に、軸を一致させて埋設できれば、縮径しない構造とすることもできる（図２）。
【００８１】
また、前記実施例において、各単位杭１３、１４、１２は全長に亘り環状突起（節）を形成したが、少なくとも下端部に環状突起（節）を形成して、環状突起（節）を根固め部内に配置できれば、良い（図１、図２）。また、環状突起（節）が無くとも充分な先端支持力が確保できれば、環状突起（節）を省略することもできる（図３）。
【００８２】
（２） また、前記実施例において、中間支持層で基礎杭構造１０（既製杭１１）を分割したが、下端支持層及び各中間支持層で支持力を発揮させることができれば、即ち、中間支持層に対応する環状突起（節）を位置させることができれば、中間支持層以外で、既製杭を連結するころもできる。この場合も剛接合とする必要は無い。
【００８３】
（３） また、前記実施例において、中間支持層は少なくとも１つあれば実施できる。この場合には、基礎杭構造１０Ａ（上端部杭１２、杭穴上端部２２）と基礎杭構造１０Ｃ（下端部杭１４、杭穴下端部２４）のみから基礎杭構造１０を構成する（図示していない）。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】（ａ）はこの発明の基礎杭構造の平面構成を表す図、（ｂ）は同じく概略した縦断面図である。
【図２】（ａ）は図１の基礎杭構造に使用する既製杭の構成を表す図、（ｂ）は同じく連結した既製杭の図である。
【図３】この発明の中間支持層が３つある場合の概念図である。
【図４】この発明の実施例で使用する既製杭の正面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１ 地面
２ 下端支持層
３ 中間支持層
６ 地上構造物
７ フーチング
８ フーチングの下面
１０ 基礎杭構造（全体）
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃ 基礎杭構造（部分）
１１ 既製杭
１２ 上端部杭（単位杭）
１３ 下端部杭（単位杭）
１４、１４ａ、１４ｂ 中間部杭（単位杭）
１５ 環状突起（上端部杭）
１６ 環状突起（下端部杭）
１７ 環状突起（中間部杭）
１９ カバー
２０ 杭穴
２１ 杭穴上端部
２２ 杭穴上端部の根固め部
２３ 杭穴下端部
２４ 杭穴下端部の根固め部
２５、２５ａ、２５ｂ 杭穴中間部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、中間支持層を有する地盤で、杭穴を掘削して既製杭を埋設する基礎杭工法、基礎杭の構造、基礎杭の設計方法で、合理的に支持力を発揮させることを目的とする。
【背景技術】
【０００２】
先端支持杭では、支持層まで掘削した杭穴内に、単独の既製杭又は複数の単位杭を連結した既製杭を埋設して、基礎杭構造を構成していた。この場合、支持杭では、一体の既製杭を杭穴内に埋設して、杭穴と既製杭の間に根固め液又は杭周固定液を介在させて構成していた。
【０００３】
このような基礎杭では、１本の基礎杭で負担すべき鉛直荷重、引抜力、水平荷重を考慮して、先端支持層で総ての鉛直荷重を負担するように設計していた。また、中間で発揮される既製杭の周面での摩擦力については無視され、仮に摩擦力がゼロでなかったとしても、既製杭の先端で、杭頭の総ての荷重を負担するように、設計しなければならなかった。
【特許文献１】特開平４−９３４８８
【特許文献２】特開２００２−３４８８６８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の先端支持杭の場合、先端支持層に至る中間で、やや硬い中間支持層があった場合でも、中間支持層で支持力を負担させることができなかった。
【０００５】
また、中間支持層の地盤を支持力として有効に取り込める構造も提案されていなかった。
【０００６】
また、従来の基礎杭では、中間部で必要以上に大径となり、大径に従って重量も増大するので、重すぎて施工できない問題点を生じていた。このような重機の重量制限を回避するためには、既製杭の長さを短くしなければならず、既製杭の連結作業が繁雑となる問題点があった。とりわけ外径１ｍを超えるような大径の場合には顕著な問題点となっていた。
【０００７】
また、１つの杭穴では、既製杭は連続して、バンドや溶接で剛に連結しながら埋設する必要があった。例えば、１０ｍの単位杭を５本連結する場合など、現場の都合で２〜３本しか埋設できない場合には、総てを翌日回しとしなければ、ならなかった。よって、工期に無駄を生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
然るにこの発明は、中間支持層を有する地盤で、最上部の中間支持層に根固め部を形成する杭穴上端部を掘削し、杭穴上端部内に引抜力及び水平荷重を負担できる上端部杭を埋設したので、上端部杭により中間支持層の支持力を有効活用して、下端部杭が負担する鉛直荷重を軽減できるので、前記問題点を解決した。
【０００９】
即ちこの発明は、「下端支持層」及び「１つ又は複数の中間支持層」を有する地盤において、以下のように、掘削した杭穴に、既製杭を埋設して、基礎杭を築造することを特徴とする基礎杭の構築方法である。
(1) 前記杭穴は、地上から最上層の中間支持層の杭穴上端部と、最下層の中間支持層と下端支持層までの杭穴下端部とから構成される。中間支持層間に他の中間支持層が存在する場合には、前記各中間支持層間に、夫々杭穴中間部を構成する。
(2) 前記支持杭は、前記杭穴上端部に埋設される上端部杭と、前記杭穴下端部に埋設される下端部杭と、必要な中間部杭とから構成する。前記中間部杭は前記杭穴中間部が存在する場合に、対応する杭穴中間部に埋設されるように構成する。
(3) まず、地上から下端支持層まで、前記杭穴を掘削する。
(4) 次ぎに、前記杭穴下端部に、前記杭穴下端部の長さに応じた前記下端部杭を埋設する。
(5) 次ぎに、前記各杭穴中間部が存在する場合には、各杭穴中間部に、各中間部杭を埋設する。最下端の中間部杭を前記下端部杭の上端に載せ、軸のずれを生じないように、前記各中間部杭を上下に重ねる。
(6) 次ぎに、最上に位置する中間部杭又は下端部杭の上端に、杭穴上端部の長さに応じた長さを有し、かつ、必要な引抜力及び水平力に抗する性能を有する上端部杭を、載せて埋設する。
【００１０】
また、前記において、杭穴掘削をする際に、以下のように掘削することを特徴とする基礎杭の構築方法である。
(1) 杭穴上端部を掘削し、掘削速度及び掘削の積算電流値データを掘削深さ方向又は当該深さの地盤Ｎ値に対応させて、保存する。
(2) 杭穴中間部が存在する場合には、各杭穴中間部を掘削毎に、掘削速度及び掘削の積算電流値データを掘削深さ方向又は当該深さの地盤Ｎ値に対応させて、保存する。
(3) 杭穴下端部を掘削し、掘削速度及び掘削の積算電流値データを、掘削深さ方向又は当該深さの地盤Ｎ値に対応させて、保存する。
【００１１】
また、ここで、所定単位深さ毎に、平均積算抵抗値が、予め測定した地盤Ｎ値と比例関係が生じるように、掘削時に使用する水量を使用し、かつその使用した水量のデータを単位深さ毎に採取して保存することを特徴とする基礎杭の構築方法である。
【００１２】
また、前記において、下端部杭の根固め液が固化発現した後に、上方に位置する中間部杭又は上端部杭を埋設する基礎杭の構築方法である。また、基礎杭の上端部を連結し、地上構造物の下端面を構成するフーチングを、下面を同一水平面で構成した基礎杭の構築方法である。また、下端部杭の下端位置は下端支持層内に位置し、上端部杭の下端位置は最上に位置する中間支持層内に位置し、
中間支持杭が存在する場合には、各中間支持杭の下端位置は対応する各中間支持層内に位置することを特徴とする基礎杭の構築方法である。
【００１３】
また、他の発明は、下端支持層及び１つ又は複数の中間支持層を有する地盤において、以下のように、形成した杭穴に、既製杭を埋設して構成したことを特徴とする基礎杭構造である。
(1) 前記既製杭は複数の単位杭から構成し、各単位杭をの下端部を、上下に隣接する下端支持層又は中間支持層内に位置させる。
(2) 上下に位置する単位杭は、互いに連結せずに、下方に位置する単位杭の上面に上方に位置する単位杭の下面を載置して設置する。
(3) 最上位に位置する単位杭は、当該基礎杭に要求される引抜力及び水平力に抗する性能を有する構造とした。
【００１４】
また、前記において、単位杭は下端部外周に突起を形成し、該突起を下端支持層又は中間支持層内に位置させる基礎杭の構造である。
【００１５】
また、他の発明は、下端支持層と、１つ又は複数の中間支持層とを有する地盤において、以下のように、形成した杭穴に、既製杭を埋設して基礎杭構造を構成し、必要な支持力を設計することを特徴とした基礎杭の設計方法である。
(1) 前記既製杭は複数の単位杭から構成し、各単位杭の下端部を、上下に隣接する下端支持層又は中間支持層内に位置させる。上下に位置する単位杭は剛接合せずに、軸を合わせて設置する構造とする。
(2) まず、最上位に位置する単位杭を、当該基礎杭に要求される引抜荷重及び水平荷重に抗する性能を有するように杭径など単位杭及び杭穴上端部の構造を決定する。この最上に位置する単位杭を最上部の中間支持層に支持させたと仮定して、最上の単位杭及び杭穴上端部が負担できる鉛直荷重を算出し、鉛直荷重ＰＡとする。
(3) 次ぎに、最下端に位置して下端支持層に定着させる単位杭を、
（基礎杭の負担すべき総鉛直荷重Ｐ）−（鉛直荷重ＰＡ＋鉛直荷重ＰＢ）
により算出される鉛直荷重が伝達するとして、最下端に位置する単位杭の構造及び下端支持層を含む杭穴下端部の構造を決定する。
(4) 前記鉛直荷重Ｂは、中間支持層が２つ以上ある場合に限り設定し、最上に位置する中間支持層以外にｎ個の中間支持層が存在する地盤の場合、
鉛直荷重ＰＢ＝鉛直荷重ＰＢ１＋鉛直荷重ＰＢ２＋・・・＋鉛直荷重ＰＢｎ
とする。ただし、鉛直荷重ＰＢ１、・・・、鉛直荷重ＰＢｎは、下記(5)により定義される各鉛直荷重とする。
(5) (4)の場合、各単位杭Ｂ１、単位杭Ｂ２、・・・、単位杭Ｂｎに伝達する鉛直荷重を鉛直荷重ＰＢ１、鉛直荷重ＰＢ２、・・・、鉛直荷重ＰＢｎとすると、
鉛直荷重ＰＢ１＝（基礎杭の負担すべき総鉛直荷重Ｐ）−（鉛直荷重ＰＡ）
鉛直荷重ＰＢ２＝（基礎杭の負担すべき総鉛直荷重Ｐ）
−（鉛直荷重ＰＡ＋鉛直荷重ＰＢ１）
鉛直荷重ＰＢｎ＝（基礎杭の負担すべき総鉛直荷重Ｐ）
−（鉛直荷重ＰＡ＋（鉛直荷重ＰＢ１＋鉛直荷重ＰＢ２＋・・・＋鉛直荷重ＰＢｎ−１））
として、各鉛直荷重ＰＢ１、・・・、ＰＢｎに基づき、これを負担する単位杭Ｂ１、・・・、Ｂｎの構造を決定する。
【００１６】
また、前記において、地上構造物に対応した複数の基礎杭の杭頭部をフーチングで連結し、地上構造物の下端面を構成するフーチングを、下面を略水平面で構成し、最上に位置する単位杭と前記フーチングとで、当該基礎杭に要求される引抜荷重、水平荷重及び鉛直荷重に抗する性能を有するように、前記最上に位置する単位杭の構造を決定する基礎杭の設定方法である。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、既製杭の構造を地盤の深さ毎の最適の構造とすることができ、必要以上に大径の材料を選択する必要もなく、工期、コストなどから適正な構造を選択できる。
【００１８】
また、大径で比較的長い既製杭を採用して、施工することもできるので、既製杭を使用してより大径で多くの支持力を発揮する基礎杭構造を構築することができる。
【００１９】
また、より深い側の杭穴及び単位杭を小径にすることができるので、深い位置で掘削する杭穴の径を従来に比して小径とすることができる。従って、下端での掘削径を基準にして、大幅な支持力の増加が期待できる。
【００２０】
また、単位杭を剛接合する必要が無いので、煩雑な連結作業を不要にして、工期の短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
１．基礎杭構造１０の設計
【００２２】
下端支持層２（支持地盤）に至る中間深さに中間支持層３が１つの存在する地盤で、地上構造物６（建造物）のフーチング７をパイルド・ラフトの独立基礎として使用する場合の例について説明する。従って、既製杭は、下端支持層２に下端部が定着する下端部杭１３と、中間支持層３に下端部が定着する上端部杭１２の２つから構成される。従って、杭穴２０は、下端部杭１３に対応する杭穴下端部２３と、上端部杭１２に対応する杭穴上端部２１と、からなる（図１、図２）。
【００２３】
（１） この発明は、フーチング７を独立基礎として、パイルド・ラフト構造を適用して、地上構造物６の鉛直荷重を、フーチング７と６本の基礎杭構造１０、１０で支持する。
【００２４】
地上構造物６の総鉛直荷重をＰｔｏｔａｌとした場合、フーチング７が負担する鉛直荷重をＰＦ、基礎杭構造１０、１０が負担すべき鉛直荷重をＰとすると、
Ｐｔｏｔａｌ＝ＰＦ＋Ｐ
であり、１本の基礎杭構造１０が負担すべき鉛直荷重Ｐは、
Ｐ＝（Ｐｔｏｔａｌ−ＰＦ）÷６
となる。
【００２５】
地盤は、
・地面１から「Ｈ１＋Ｈ３」程度の深さに、Ｎ値（３０）の下端支持層２（支持地盤層）
・地面１からＨ１程度の深さにＮ値（１５）の中間支持層３
が存在している。
【００２６】
（２） 負担すべき水平荷重、引抜力を総て上端部杭１２、１２で負担すると想定して、上端部杭１２の構造（外径、等を）を決定する（図１（ｂ）（ｃ）。
・上端部杭１２：長さＬ１、外径Ｄ１
下端部に外径Ｄ０１の環状突部１５を形成する
下端外周に筒状のカバー１９を固定する
・杭穴上端部２１：長さＨ１、外径Ｄ１１
中間支持層３に根固め部２２を形成する
【００２７】
（３） この上端部杭１２で、中間支持層３に根固め部２２を位置させ、杭穴上端部２１を掘削して、環状突部１５が杭穴２０の根固め部２２内に位置する基礎杭構造１０Ａを考えた場合、この基礎杭構造１０Ａが負担できる鉛直荷重をＰＡとする。
【００２８】
（４） 続いて、下端部杭１３の基礎杭構造（１０）Ｃで負担すべき鉛直荷重ＰＣとする。１本の基礎杭構造１０の全体で負担すべき鉛直荷重が総鉛直荷重Ｐであるので、
（基礎杭Ｃで負担すべき鉛直荷重）ＰＣ＝
（総鉛直荷重）Ｐ−（基礎杭構造Ａにより負担する鉛直荷重）ＰＡ
により、鉛直荷重ＰＣを求める。
【００２９】
（５） 鉛直荷重ＰＣを負担できる下端部杭１３の構造を決定する（図２（ａ）（ｂ））。
・下端部杭１３：長さＬ２、外径Ｄ３（Ｄ３＜Ｄ１）
下端部に外径Ｄ０３の環状突部１６を形成する
下端外周に筒状のカバー１９の上部１９ａを固定する
・杭穴下端部２３：長さＨ３、外径Ｄ３３
下端支持層２に杭穴下端部２３の根固め部２４を形成する
【００３０】
（６） 以上のようにして、基礎杭構造１０を決定する。
【００３１】
（７） 前記において、パイルド・ラフト構造を採用しない場合には、（１）で、地上構造物６の総鉛直荷重をＰｔｏｔａｌとした場合、１本の基礎杭構造１０が負担すべき鉛直荷重Ｐは、
Ｐ＝（Ｐｔｏｔａｌ）÷６
となる。
【００３２】
（８） また、前記において、支持力の確保上で有効利用できる中間支持層が２つ以上存在する場合について、図３に基づき説明する。例えば、合計３つの中間支持層が存在する場合には、
地上〜２番目の中間支持層：Ｈ１
１番目の中間支持層〜２番目の中間支持層：Ｈ２１
２番目の中間支持層〜３番目の中間支持層（最下部に位置する中間支持層）：Ｈ２２
３番目の中間支持層（最下部に位置する中間支持層）〜下端支持層：Ｈ３
とする。分割する深さ単位Ｈ１、Ｈ２１、Ｈ２２、Ｈ３毎に杭穴、単位杭を設定して、構築される基礎杭構造を１０Ａ、１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃとして、基礎杭構造毎に伝達する鉛直荷重ＰＡ、ＰＢ１、ＰＢ２、ＰＣを求める。
【００３３】
前記同様に、まず、水平荷重及び引抜荷重の荷重条件、地盤条件（Ｎ値等）から基礎杭構造１０Ａの構造を決定する。また、基礎杭構造１０Ａにより負担できる鉛直荷重ＰＡが決まる。
【００３４】
決定した基礎杭構造１０Ａの構造から、より小径となるように、基礎杭構造１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃの構造を仮に定め、各基礎杭構造に伝達する鉛直荷重は、
Ｐ＝ＰＡ＋ＰＢ１＋ＰＢ２＋ＰＣ
であるので、
・鉛直荷重ＰＢ１＝Ｐ−ＰＡ
・鉛直荷重ＰＢ２＝Ｐ−ＰＡ−ＰＢ１
・鉛直荷重ＰＣ ＝Ｐ−ＰＡ−ＰＢ１−ＰＢ２
となる。これにより、仮に負担する鉛直荷重を、各基礎杭構造で負担できるか否かを地盤条件（Ｎ値等）から検証して、各基礎杭構造の構造及び負担すべき鉛直荷重を調節する。以上をまとめると表１のようになる。
【００３５】
また、鉛直荷重は、例えば、
・鉛直荷重Ｐ ＝１０ｔ
・鉛直荷重ＰＡ＝４ｔ
・鉛直荷重ＰＢ１＝３ｔ
・鉛直荷重ＰＢ２＝２ｔ
・鉛直荷重ＰＣ ＝１ｔ
のように確定する。基礎杭構造１０Ｃに伝達する鉛直荷重ＰＣを軽減できるので、基礎杭構造１０Ｃの径（＝杭穴下端部２３の径、単位杭１３の径）を小さくできる。
【００３６】
【表１】
【００３７】
２．基礎杭構造１０の施工
【００３８】
（１） 杭穴２０の掘削；
・杭穴上端部２１：地上１〜深さＨ１：径Ｄ１１
・杭穴下端部２３：深さＨ１〜深さＨ３：径Ｄ３３（Ｄ３３＜Ｄ１１）
で杭穴２０を掘削する。杭穴下端部２３の根固め部２４に根固め液を充填し、杭穴下端部２３の他の深さには杭周固定液を充填しておく。
【００３９】
（２） 上端部杭１２の下端部外周に筒状のカバー１９を取付け、カバー１９の下部１９ｂを上端部杭１２の下面１２ｂから下方突出させておく。カバー１９の下部１９ｂを下端部杭１３の上端部に嵌装できるようになっている。
【００４０】
（３） 杭穴２０に下端部杭１３を挿入して、下端部杭１３の上端部を地上１付近で一旦保持する。
【００４１】
続いて、下端部杭１３の上面１３ａに、上端部杭１２の下面１２ｂを載置する。この状態で、下端部杭１３の上端部外周にカバー１９の下部１９ｂが嵌装されるので、上端部杭１３と下端部杭１２とは軸がずれないように上下に重なり、鉛直荷重が作用した場合に偏心荷重が作用しないようになっている（図１（ｄ））。
【００４２】
（４） 続いて、地上付近での下端部杭１３の保持を解除して、重ねた状態で下端部杭１３及び上端部杭１２を杭穴２０内に挿入する。
【００４３】
（５） 下端部杭１３の環状突部１６が、杭穴下端部２３の根固め部２４に位置し、下端部杭１３の下面１３ｂが杭穴下端部２３の下面２３ａより長さＤ３程度上方に位置している状態で、下端部杭１３及び上端部杭１２を地上１で保持する。
【００４４】
この際、下端部杭１３の上面１３ａは、杭穴上端部２１の根固め部２２（中間支持層３）内に位置し、上端部杭１２の下面１２ｂが杭穴上端部２１の下面２１ａより長さＤ１程度上方に位置し、環状突起１５が杭穴上端部２１の根固め部２２内に位置している。
【００４５】
この状態で、杭穴上端部２１の下端部に根固め液を注入して、根固め部２２を形成して上端部杭１２の環状突起１５を含む下端部を根固め部２２内に位置させる。
【００４６】
杭穴上端部２１で、根固め部２２の上方には杭周固定液が充填されている。
【００４７】
（６） 続いて、基礎杭構造１０（上端部杭１２）の杭頭部を露出して、必要ならば地面１を掘り下げて、フーチング７を構築して、基礎杭構造１０（上端部杭１２）の杭頭部を連結する。フーチング７は、パイルド・ラフトの独立基礎の機能を満たすように構成する。
【００４８】
即ち、構造鉄筋の数を増加させるなどして剛性を高めると共に、下面８全体を略同一高さとして（即ち下面８を略平坦に形成する）不同沈下を生じないように構成する。
【００４９】
以上のようにして、この発明の基礎杭構造１０を構築する（図１（ａ）（ｂ））。
【００５０】
（７） 続いて、フーチング７の上に通常の方法で地上構造物（建造物）６を構築する（図１（ａ）（ｂ））。
【実施例１】
【００５１】
図面に基づきこの発明の基礎杭構造について説明する。
【００５２】
［１］地盤条件
【００５３】
（１） 地盤条件は、
地上から深さ１０ｍに第１中間支持層 Ｎ値（２０）
深さ２０ｍに第２中間支持層 Ｎ値（３０）
深さ３０ｍに下端支持層 Ｎ値（５０）
が存在する地盤とし、１本の基礎杭構造で負担すべき鉛直荷重を１０００ｔ とする。また、引抜荷重を５ｔ、水平荷重を１０ｔとする。
【００５４】
基礎杭構造１０は、杭穴２０内に既製杭１１を埋設して構成する。
【００５５】
（２） この場合、従来の既製杭を一体に埋設する構造を採用するとする。杭穴に埋設する既製杭の外径は１２０ｃｍ必要であり、外径１２０ｃｍ、長さ１０ｍの既製杭とした場合、１本の杭の重量が７７１．６ｔ程度になり、施工不能となる。重機の取り扱い最大重量（通常５００〜６００ｔ程度）を考慮すれば、既製杭の最大径（外径）は１００ｃｍ程度となり、既製杭の本数を増やさなければならず、施工が煩雑となることが予想される。
【００５６】
［２］基礎杭構造１０
【００５７】
（１） 従って、この発明を適用して、中間支持層で杭穴２０を分割して、各分割した杭穴２１、２５、２３毎に第一中間支持層、第二中間支持層又は下端支持層を根固め部として、分割した杭穴２１、２５、２３内に夫々単位杭１２、１４、１３を埋設する（表２）。
【００５８】
【表２】
【００５９】
各単位杭１２、１４、１５の構成は以下のようにしてある。上端部杭１２は全長に亘り環状突起（節）１５が、中間部杭１４は全長に亘り環状突起（節）１７が、下端部杭１３は全長に亘り環状突起（節）１７がそれぞれ形成されている。また、下端部の軸径を細く形成して、下方に連結する単位杭の軸径と一致させた構造としてある。縮径は各単位杭の環状突起（節）１５、１７の下方で処理してある（図４、表３）。
【００６０】
また、各単位杭に対応する杭穴２０は、節径＋３ｃｍとして、表３のように構成する。
【００６１】
【表３】
【００６２】
中間部杭１２の下端外周に筒状のカバー１９を取り付ける。カバー１９の内径は中間部杭１２の下端部軸径（＝下端部杭の軸径）となっている。同様に、上端部杭１２の下端外周に、対応した内径の筒状のカバー１９を取り付ける。
【００６３】
このような構造で、
・基礎杭構造１０Ａ＝上端部杭１２を杭穴上端部２１（根固め部：第一中間支持層）
・基礎杭構造１０Ｂ＝中間部杭１４を杭穴中間部２５（根固め部：第二中間支持層）
・基礎杭構造１０Ｃ＝下端部杭１３を杭穴上端部２３（根固め部：下端支持層）
を構成する。
【００６４】
［３］基礎杭構造１０の設計
【００６５】
上記［２］の構成は、以下のように決定される。
（１） 第一中間支持層、第二中間支持層で分割した基礎杭構造１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを設定する。
（２） 基礎杭構造１０Ａで支持されるべき水平荷重・引抜荷重から基礎杭構造１０Ａの構造（上端部杭１２、杭穴上端部２１の構造、杭穴充填剤）を仮に設定する。
（３） 基礎杭構造１０Ａ、第一中間支持層のＮ値（２０）で支持できる鉛直荷重ＰＡを算出する。
（４） 基礎杭構造１０が負担すべき鉛直支持力Ｐ、
Ｐ＝ＰＡ＋ＰＢ１＋ＰＢ２＋ＰＣ＝１０００ｔ
より、各基礎杭構造１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃに伝達される鉛直支持力ＰＢ１、ＰＢ２、ＰＣを仮定して、各基礎杭構造１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃの構造を決定する。
（５） 決定した各基礎杭構造１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃの構造で、鉛直支持力Ｐを負担できるか否かを検証して、調整する。
（６） 以上のようにして、各基礎杭構造１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃの構造を決定する（表３）。
（７） 尚、上記の場合（表３）、Ｐ＝１０００ｔで、各基礎杭構造１０Ａ、１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃに伝達される各鉛直荷重ＰＡ、ＰＢ１、ＰＢ２、ＰＣは以下のようになっている。
・ＰＡ＝１０００ｔ
・ＰＢ１＝６００ｔ
・ＰＢ２＝３００ｔ
・ＰＣ＝１５０ｔ
【００６６】
［４］施工方法
【００６７】
次ぎに施工方法について説明する。
【００６８】
（１） 下端支持層（深さＨ１＋Ｈ２＋Ｈ３＝３０ｍ）まで、通常の方法により掘削ヘッドで、径Ｄ３３で杭穴を掘削する。続いて、第二中間支持層（深さＨ１＋Ｈ２＝２０ｍ）まで、通常の方法により径をＤ１１からＤ２２に拡大する。続いて、第一中間支持層（深さＨ１＝１０ｍ）まで、通常の方法により径をＤ２２からＤ１１に拡大する。以上のようにして、杭穴２０を構築する。
【００６９】
（２） 続いて、下端部杭１３、中間部杭１４、上端部杭１２を順に杭穴内に埋設して、下端部杭１３を下端支持層、中間部杭１４を第二中間支持層、上端部杭を第一中間支持層にそれぞれ定着させる。
【００７０】
杭穴下端部２３の下端部、杭穴中間部２５の下端部、杭穴上端部２１の下端部には、地盤に対応した根固め液が注入され、根固め部以外には、杭周固定液が充填されている。杭穴下端部２３の軸部に相当する深さ位置に杭周固定液が注入されている。杭穴下端部２３内に、通常の方法により、下端部杭１３、を埋設する。
【００７１】
根固め液及び杭周固定液の注入時期は、軸Ｄ３３の杭穴掘削以降であれば任意であり、下端部掘削ヘッドの引き上げ時あるいは別途注入管で注入することもできる。
【００７２】
また、各杭１３、１４、１２は、キャップ１９を介して、軸がずれないように載置され、剛接合されていないので、杭周固定液などが固化するまでは、回転、上下動可能となっている。
【００７３】
（３） 以上のようにして、基礎杭構造１０を構築する。
【００７４】
（４） この基礎杭構造１０では、分割された基礎杭構造１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃ毎に伝達される鉛直荷重を支持する構造であるので、各杭１３、１４、１２は連続して埋設する必要がない。例えば、下端部杭２３を杭穴下端部１３に定着させた後（根固め液が固化した後に。例えば数日後）に、杭穴中間部中間部杭１４を杭穴中間部２５に埋設することもできる。
【００７５】
従って、杭穴の掘削もＤ３３の杭穴を掘削した後であれば、杭穴Ｄ２２に拡径する前であっても先に下端部杭１３を埋設することもできる。ただし、この場合には、根固め液が固化するまで地上で下端部杭１３を支持する必要がある。
【００７６】
よって、構築現場全体で、必要な基礎杭構築位置に、まず径Ｄ３３の掘削をして杭穴下端部２３を構築して、各杭穴下端部２３に順に下端部杭１３を埋設しておき、続いて、各杭穴をＤ２２、Ｄ１１に拡大しながら中間部杭１４、上端部杭１２を埋設して基礎杭構造２０を完成することもできる。また、各構築位置で、径Ｄ１１まで拡大した杭穴を掘削して完成した杭穴２０を構築していき、次ぎに各杭穴２０で、順に下端部杭１３、中間部杭１４、上端部杭１２を埋設して、基礎杭構造２０を完成させることもできる。
【００７７】
また、下方の杭穴の杭周固定液が固化し、あるいは固化しつつある状態で、直上の中間支持層に下方の杭周固定液よりも比重が重い根固め液を注入することができる。従来は、比重の重い根固め液を、比重の軽い杭周固定液の上層に形成することは困難であったが、この方法によれば、特殊な治具を使用することなく中間支持層に、対応した杭穴内に根固め層を形成することができる。
【００７８】
更に、これらを組み合わせて、一度に連続して下端部杭１３、中間部杭１４、上端部杭１２を構築する必要がないので、異なる日に、下端部杭１３、中間部杭１４、上端部杭１２を構築することも可能であるので、重機や各杭１３、１４、１２の搬入状況に応じて基礎杭構造を完成できるので、工期の無駄を省き、効率良い施工ができる。
【００７９】
［５］他の実施例
【００８０】
（１） 前記実施例において、各単位杭１３、１４、１２は軸部を縮径して、下方に位置する単位杭の軸径に一致させたが、埋設した際に、軸を一致させて埋設できれば、縮径しない構造とすることもできる（図２）。
【００８１】
また、前記実施例において、各単位杭１３、１４、１２は全長に亘り環状突起（節）を形成したが、少なくとも下端部に環状突起（節）を形成して、環状突起（節）を根固め部内に配置できれば、良い（図１、図２）。また、環状突起（節）が無くとも充分な先端支持力が確保できれば、環状突起（節）を省略することもできる（図３）。
【００８２】
（２） また、前記実施例において、中間支持層で基礎杭構造１０（既製杭１１）を分割したが、下端支持層及び各中間支持層で支持力を発揮させることができれば、即ち、中間支持層に対応する環状突起（節）を位置させることができれば、中間支持層以外で、既製杭を連結するころもできる。この場合も剛接合とする必要は無い。
【００８３】
（３） また、前記実施例において、中間支持層は少なくとも１つあれば実施できる。この場合には、基礎杭構造１０Ａ（上端部杭１２、杭穴上端部２２）と基礎杭構造１０Ｃ（下端部杭１４、杭穴下端部２４）のみから基礎杭構造１０を構成する（図示していない）。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】（ａ）はこの発明の基礎杭構造の平面構成を表す図、（ｂ）は同じく概略した縦断面図である。
【図２】（ａ）は図１の基礎杭構造に使用する既製杭の構成を表す図、（ｂ）は同じく連結した既製杭の図である。
【図３】この発明の中間支持層が３つある場合の概念図である。
【図４】この発明の実施例で使用する既製杭の正面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１ 地面
２ 下端支持層
３ 中間支持層
６ 地上構造物
７ フーチング
８ フーチングの下面
１０ 基礎杭構造（全体）
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｃ 基礎杭構造（部分）
１１ 既製杭
１２ 上端部杭（単位杭）
１３ 下端部杭（単位杭）
１４、１４ａ、１４ｂ 中間部杭（単位杭）
１５ 環状突起（上端部杭）
１６ 環状突起（下端部杭）
１７ 環状突起（中間部杭）
１９ カバー
２０ 杭穴
２１ 杭穴上端部
２２ 杭穴上端部の根固め部
２３ 杭穴下端部
２４ 杭穴下端部の根固め部
２５、２５ａ、２５ｂ 杭穴中間部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
「下端支持層」及び「１つ又は複数の中間支持層」を有する地盤において、以下のように、掘削した杭穴に、既製杭を埋設して、基礎杭を築造することを特徴とする基礎杭の構築方法。
(1) 前記杭穴は、地上から最上層の中間支持層の杭穴上端部と、最下層の中間支持層と下端支持層までの杭穴下端部とから構成される。中間支持層間に他の中間支持層が存在する場合には、前記各中間支持層間に、夫々杭穴中間部を構成する。
(2) 前記支持杭は、前記杭穴上端部に埋設される上端部杭と、前記杭穴下端部に埋設される下端部杭と、必要な中間部杭とから構成する。前記中間部杭は前記杭穴中間部が存在する場合に、対応する杭穴中間部に埋設されるように構成する。
(3) まず、地上から下端支持層まで、前記杭穴を掘削する。
(4) 次ぎに、前記杭穴下端部に、前記杭穴下端部の長さに応じた前記下端部杭を埋設する。
(5) 次ぎに、前記各杭穴中間部が存在する場合には、各杭穴中間部に、各中間部杭を埋設する。最下端の中間部杭を前記下端部杭の上端に載せ、軸のずれを生じないように、前記各中間部杭を上下に重ねる。
(6) 次ぎに、最上に位置する中間部杭又は下端部杭の上端に、杭穴上端部の長さに応じた長さを有し、かつ、必要な引抜力及び水平力に抗する性能を有する上端部杭を、載せて埋設する。
【請求項２】
杭穴掘削をする際に、以下のように掘削することを特徴とする請求項１記載の基礎杭の構築方法。
(1) 杭穴上端部を掘削し、掘削速度及び掘削の積算電流値データを掘削深さ方向又は当該深さの地盤Ｎ値に対応させて、保存する。
(2) 杭穴中間部が存在する場合には、各杭穴中間部を掘削毎に、掘削速度及び掘削の積算電流値データを掘削深さ方向又は当該深さの地盤Ｎ値に対応させて、保存する。
(3) 杭穴下端部を掘削し、掘削速度及び掘削の積算電流値データを、掘削深さ方向又は当該深さの地盤Ｎ値に対応させて、保存する。
【請求項３】
所定単位深さ毎に、平均積算抵抗値が、予め測定した地盤Ｎ値と比例関係が生じるように、掘削時に使用する水量を使用し、かつその使用した水量のデータを単位深さ毎に採取して保存することを特徴とする請求項２記載の基礎杭の構築方法。
【請求項４】
下端部杭の根固め液が固化発現した後に、上方に位置する中間部杭又は上端部杭を埋設する請求項１又は２記載の基礎杭の構築方法。
【請求項５】
基礎杭の上端部を連結し、地上構造物の下端面を構成するフーチングを、下面を同一水平面で構成した請求項１又は２記載の基礎杭の構築方法。
【請求項６】
下端部杭の下端位置は下端支持層内に位置し、
上端部杭の下端位置は最上に位置する中間支持層内に位置し、
中間支持杭が存在する場合には、各中間支持杭の下端位置は対応する各中間支持層内に位置する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の基礎杭の構築方法。
【請求項７】
下端支持層及び１つ又は複数の中間支持層を有する地盤において、以下のように、形成した杭穴に、既製杭を埋設して構成したことを特徴とする基礎杭構造。
(1) 前記既製杭は複数の単位杭から構成し、各単位杭をの下端部を、上下に隣接する下端支持層又は中間支持層内に位置させる。
(2) 上下に位置する単位杭は、互いに連結せずに、下方に位置する単位杭の上面に上方に位置する単位杭の下面を載置して設置する。
(3) 最上位に位置する単位杭は、当該基礎杭に要求される引抜力及び水平力に抗する性能を有する構造とした。
【請求項８】
単位杭は下端部外周に突起を形成し、該突起を下端支持層又は中間支持層内に位置させる請求項７記載の基礎杭の構造。
【請求項９】
下端支持層と、１つ又は複数の中間支持層とを有する地盤において、以下のように、形成した杭穴に、既製杭を埋設して基礎杭構造を構成し、必要な支持力を設計することを特徴とした基礎杭の設計方法。
(1) 前記既製杭は複数の単位杭から構成し、各単位杭の下端部を、上下に隣接する下端支持層又は中間支持層内に位置させる。上下に位置する単位杭は剛接合せずに、軸を合わせて設置する構造とする。
(2) まず、最上位に位置する単位杭を、当該基礎杭に要求される引抜荷重及び水平荷重に抗する性能を有するように杭径など単位杭及び杭穴上端部の構造を決定する。この最上に位置する単位杭を最上部の中間支持層に支持させたと仮定して、最上の単位杭及び杭穴上端部が負担できる鉛直荷重を算出し、鉛直荷重ＰＡとする。
(3) 次ぎに、最下端に位置して下端支持層に定着させる単位杭を、
（基礎杭の負担すべき総鉛直荷重Ｐ）−（鉛直荷重ＰＡ＋鉛直荷重ＰＢ）
により算出される鉛直荷重が伝達するとして、最下端に位置する単位杭の構造及び下端支持層を含む杭穴下端部の構造を決定する。
(4) 前記鉛直荷重Ｂは、中間支持層が２つ以上ある場合に限り設定し、最上に位置する中間支持層以外にｎ個の中間支持層が存在する地盤の場合、
鉛直荷重ＰＢ＝鉛直荷重ＰＢ１＋鉛直荷重ＰＢ２＋・・・＋鉛直荷重ＰＢｎ
とする。ただし、鉛直荷重ＰＢ１、・・・、鉛直荷重ＰＢｎは、下記(5)により定義される各鉛直荷重とする。
(5) (4)の場合、各単位杭Ｂ１、単位杭Ｂ２、・・・、単位杭Ｂｎに伝達する鉛直荷重を鉛直荷重ＰＢ１、鉛直荷重ＰＢ２、・・・、鉛直荷重ＰＢｎとすると、
鉛直荷重ＰＢ１＝（基礎杭の負担すべき総鉛直荷重Ｐ）−（鉛直荷重ＰＡ）
鉛直荷重ＰＢ２＝（基礎杭の負担すべき総鉛直荷重Ｐ）
−（鉛直荷重ＰＡ＋鉛直荷重ＰＢ１）
鉛直荷重ＰＢｎ＝（基礎杭の負担すべき総鉛直荷重Ｐ）
−（鉛直荷重ＰＡ＋（鉛直荷重ＰＢ１＋鉛直荷重ＰＢ２＋・・・＋鉛直荷重ＰＢｎ−１））
として、各鉛直荷重ＰＢ１、・・・、ＰＢｎに基づき、これを負担する単位杭Ｂ１、・・・、Ｂｎの構造を決定する。
【請求項１０】
地上構造物に対応した複数の基礎杭の杭頭部をフーチングで連結し、地上構造物の下端面を構成するフーチングを、下面を略水平面で構成し、
最上に位置する単位杭と前記フーチングとで、当該基礎杭に要求される引抜荷重、水平荷重及び鉛直荷重に抗する性能を有するように、前記最上に位置する単位杭の構造を決定する請求項９記載の基礎杭の設定方法。
【請求項１】
「下端支持層」及び「１つ又は複数の中間支持層」を有する地盤において、以下のように、掘削した杭穴に、既製杭を埋設して、基礎杭を築造することを特徴とする基礎杭の構築方法。
(1) 前記杭穴は、地上から最上層の中間支持層の杭穴上端部と、最下層の中間支持層と下端支持層までの杭穴下端部とから構成される。中間支持層間に他の中間支持層が存在する場合には、前記各中間支持層間に、夫々杭穴中間部を構成する。
(2) 前記支持杭は、前記杭穴上端部に埋設される上端部杭と、前記杭穴下端部に埋設される下端部杭と、必要な中間部杭とから構成する。前記中間部杭は前記杭穴中間部が存在する場合に、対応する杭穴中間部に埋設されるように構成する。
(3) まず、地上から下端支持層まで、前記杭穴を掘削する。
(4) 次ぎに、前記杭穴下端部に、前記杭穴下端部の長さに応じた前記下端部杭を埋設する。
(5) 次ぎに、前記各杭穴中間部が存在する場合には、各杭穴中間部に、各中間部杭を埋設する。最下端の中間部杭を前記下端部杭の上端に載せ、軸のずれを生じないように、前記各中間部杭を上下に重ねる。
(6) 次ぎに、最上に位置する中間部杭又は下端部杭の上端に、杭穴上端部の長さに応じた長さを有し、かつ、必要な引抜力及び水平力に抗する性能を有する上端部杭を、載せて埋設する。
【請求項２】
杭穴掘削をする際に、以下のように掘削することを特徴とする請求項１記載の基礎杭の構築方法。
(1) 杭穴上端部を掘削し、掘削速度及び掘削の積算電流値データを掘削深さ方向又は当該深さの地盤Ｎ値に対応させて、保存する。
(2) 杭穴中間部が存在する場合には、各杭穴中間部を掘削毎に、掘削速度及び掘削の積算電流値データを掘削深さ方向又は当該深さの地盤Ｎ値に対応させて、保存する。
(3) 杭穴下端部を掘削し、掘削速度及び掘削の積算電流値データを、掘削深さ方向又は当該深さの地盤Ｎ値に対応させて、保存する。
【請求項３】
所定単位深さ毎に、平均積算抵抗値が、予め測定した地盤Ｎ値と比例関係が生じるように、掘削時に使用する水量を使用し、かつその使用した水量のデータを単位深さ毎に採取して保存することを特徴とする請求項２記載の基礎杭の構築方法。
【請求項４】
下端部杭の根固め液が固化発現した後に、上方に位置する中間部杭又は上端部杭を埋設する請求項１又は２記載の基礎杭の構築方法。
【請求項５】
基礎杭の上端部を連結し、地上構造物の下端面を構成するフーチングを、下面を同一水平面で構成した請求項１又は２記載の基礎杭の構築方法。
【請求項６】
下端部杭の下端位置は下端支持層内に位置し、
上端部杭の下端位置は最上に位置する中間支持層内に位置し、
中間支持杭が存在する場合には、各中間支持杭の下端位置は対応する各中間支持層内に位置する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の基礎杭の構築方法。
【請求項７】
下端支持層及び１つ又は複数の中間支持層を有する地盤において、以下のように、形成した杭穴に、既製杭を埋設して構成したことを特徴とする基礎杭構造。
(1) 前記既製杭は複数の単位杭から構成し、各単位杭をの下端部を、上下に隣接する下端支持層又は中間支持層内に位置させる。
(2) 上下に位置する単位杭は、互いに連結せずに、下方に位置する単位杭の上面に上方に位置する単位杭の下面を載置して設置する。
(3) 最上位に位置する単位杭は、当該基礎杭に要求される引抜力及び水平力に抗する性能を有する構造とした。
【請求項８】
単位杭は下端部外周に突起を形成し、該突起を下端支持層又は中間支持層内に位置させる請求項７記載の基礎杭の構造。
【請求項９】
下端支持層と、１つ又は複数の中間支持層とを有する地盤において、以下のように、形成した杭穴に、既製杭を埋設して基礎杭構造を構成し、必要な支持力を設計することを特徴とした基礎杭の設計方法。
(1) 前記既製杭は複数の単位杭から構成し、各単位杭の下端部を、上下に隣接する下端支持層又は中間支持層内に位置させる。上下に位置する単位杭は剛接合せずに、軸を合わせて設置する構造とする。
(2) まず、最上位に位置する単位杭を、当該基礎杭に要求される引抜荷重及び水平荷重に抗する性能を有するように杭径など単位杭及び杭穴上端部の構造を決定する。この最上に位置する単位杭を最上部の中間支持層に支持させたと仮定して、最上の単位杭及び杭穴上端部が負担できる鉛直荷重を算出し、鉛直荷重ＰＡとする。
(3) 次ぎに、最下端に位置して下端支持層に定着させる単位杭を、
（基礎杭の負担すべき総鉛直荷重Ｐ）−（鉛直荷重ＰＡ＋鉛直荷重ＰＢ）
により算出される鉛直荷重が伝達するとして、最下端に位置する単位杭の構造及び下端支持層を含む杭穴下端部の構造を決定する。
(4) 前記鉛直荷重Ｂは、中間支持層が２つ以上ある場合に限り設定し、最上に位置する中間支持層以外にｎ個の中間支持層が存在する地盤の場合、
鉛直荷重ＰＢ＝鉛直荷重ＰＢ１＋鉛直荷重ＰＢ２＋・・・＋鉛直荷重ＰＢｎ
とする。ただし、鉛直荷重ＰＢ１、・・・、鉛直荷重ＰＢｎは、下記(5)により定義される各鉛直荷重とする。
(5) (4)の場合、各単位杭Ｂ１、単位杭Ｂ２、・・・、単位杭Ｂｎに伝達する鉛直荷重を鉛直荷重ＰＢ１、鉛直荷重ＰＢ２、・・・、鉛直荷重ＰＢｎとすると、
鉛直荷重ＰＢ１＝（基礎杭の負担すべき総鉛直荷重Ｐ）−（鉛直荷重ＰＡ）
鉛直荷重ＰＢ２＝（基礎杭の負担すべき総鉛直荷重Ｐ）
−（鉛直荷重ＰＡ＋鉛直荷重ＰＢ１）
鉛直荷重ＰＢｎ＝（基礎杭の負担すべき総鉛直荷重Ｐ）
−（鉛直荷重ＰＡ＋（鉛直荷重ＰＢ１＋鉛直荷重ＰＢ２＋・・・＋鉛直荷重ＰＢｎ−１））
として、各鉛直荷重ＰＢ１、・・・、ＰＢｎに基づき、これを負担する単位杭Ｂ１、・・・、Ｂｎの構造を決定する。
【請求項１０】
地上構造物に対応した複数の基礎杭の杭頭部をフーチングで連結し、地上構造物の下端面を構成するフーチングを、下面を略水平面で構成し、
最上に位置する単位杭と前記フーチングとで、当該基礎杭に要求される引抜荷重、水平荷重及び鉛直荷重に抗する性能を有するように、前記最上に位置する単位杭の構造を決定する請求項９記載の基礎杭の設定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−３１５０２７（Ｐ２００７−３１５０２７Ａ）
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４５５４８（Ｐ２００６−１４５５４８）
【出願日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【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１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【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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