既製杭の施工方法
【課題】掘削装置や施工のために膨大なコストをかけずに、改良体を、既製杭の内部には充填せずに既製杭の外周部に確実かつ容易に充填することができる既製杭の施工方法を提供する。
【解決手段】既製杭８を建て込む地盤３を掘削した後、掘削された地盤３中に固化材を注入し、前記注入された固化材と土砂とを攪拌して改良体５を造成し、さらに、前記造成された改良体５に下端部が閉塞した既製杭８を建て込むことを特徴とする。
【解決手段】既製杭８を建て込む地盤３を掘削した後、掘削された地盤３中に固化材を注入し、前記注入された固化材と土砂とを攪拌して改良体５を造成し、さらに、前記造成された改良体５に下端部が閉塞した既製杭８を建て込むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先堀り工法を用いて既製杭を施工する方法に関する。なお、本発明において既製杭とは、中空の、鋼管杭やコンクリート杭（鉄筋コンクリート杭（RC杭）、プレストレストコンクリート（PC）杭、高強度プレストレストコンクリート（PHC）杭、外殻鋼管付きコンクリート（SC）杭、高強度コンクリート拡径杭（ST）杭、鉄筋または平鋼を入れたコンクリート（PRC）杭等を含む）等を示す。
【背景技術】
【０００２】
市街地等における既製杭の施工方法としては、低振動、低騒音で、かつ狭いスペースで施工できる埋込み杭工法が、一般的に採用されている。この埋込み杭工法には、さらに先掘り工法、中掘り工法等がある。
【０００３】
この内、先掘り工法は、スパイラルオーガーあるいは先端に掘削ヘッドを設けた掘削ロッド等の掘削装置で、地盤中に穴を先に掘削し、その後、当該穴に既製杭を建て込む工法である。通常、掘削ヘッド部分等からセメントミルク等の固化材を、既製杭を建て込む穴に注入し、土砂と攪拌・混合したソイルセメント等の中へ既製杭を沈設していくもので、ソイルセメント等の固化により既製杭を掘削穴中に固定し、支持力を得る。支持層における先端支持力を増すため、既製杭の下端に、富配合のセメントミルクもしくはモルタル等を充填し、先端根固め部を形成することも多い。
【０００４】
しかしこの工法の場合、ソイルセメント等が中空既製杭の中空部分（以降、既製杭の内部と呼ぶ）にも充填され、固化材の使用量が増大しコストが上昇するという問題がある。既製杭の内部に充填されたソイルセメントは、杭の剛性と杭の支持力には影響しないので、既製杭の内部にソイルセメントを充填しなくても、杭の性能は全く変わらない。そして、この問題は、杭径が大きくなればなる程、中空部分が増加する為に大きくなる。
【０００５】
そこで、この問題を克服する為、特許文献１、特許文献２および特許文献３の発明がなされている。特許文献１には、中空部を貫通する掘削装置の回転軸に杭の中空部を閉じるシャッタアを設け、杭の内部に混合してなるソイルセメントの流入を阻止する技術が開示されている。また、特許文献２には、中空部を貫通する掘削装置の回転軸に逆流装置を設け、杭の内部に混合してなるソイルセメントの流入を阻止する技術が開示されている。さらに、特許文献３には、スラリー状の固化材を鋼管外周面に限定して吐出できる掘削装置の技術が開示されている。
【特許文献１】特開昭６３−２７７３１８号公報
【特許文献２】特開昭６３−２３３１９０号公報
【特許文献３】特開２００１−０６４９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、特許文献２および特許文献３の何れの技術も、掘削装置の攪拌軸や攪拌翼に特殊な装置を付加したり、特殊な構造とする必要があり、掘削装置の製作に膨大なコストがかかる。さらに、特許文献１の技術では、地中深くの圧力に耐えるシャッタアの構造は、かなり剛性の大きなものが必要となり、装置が大がかりになる。一方、特許文献２の技術では、施工において逆流スパイラルと管内面にはある程度の隙間が必要であり、その隙間を通してソイルセメントが上昇し、杭内部にも充填されてしまうおそれがある。
【０００７】
あるいは、特許文献３の技術では、固化材（セメントミルク）が地中深くで吐出されるため、既製杭の外周面にソイルセメントが適切に配置される可能性は低い。特に、ソイルセメントの流動性が低い場合、既製杭の外周部にソイルセメントが配置されるように施工するのは難しくなる。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決する為になされたものであって、掘削装置や施工のために膨大なコストをかけずに、改良体（ソイルセメント等）を、既製杭の内部には充填せずに既製杭の外周部に確実かつ容易に充填することができる既製杭の施工方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記の課題を解決するため、本発明に係る既製杭の施工方法は、既製杭を建て込む地盤を掘削した後、掘削された地盤中に固化材を注入し、前記注入された固化材と土砂とを攪拌して改良体を造成し、さらに、前記造成された改良体に下端部が閉塞した既製杭を建て込むことを特徴とする。
（２）上記の課題を解決するため、本発明に係る既製杭の施工方法は、既製杭を建て込む地盤を掘削した後、掘削された地盤中に固化材を注入し、前記注入された固化材と土砂とを攪拌して改良体を造成し、さらに、前記造成された改良体に、鋼管杭の内部に配置された掘削ロッドにより下端部が閉塞した既製杭を建て込むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、固化材と土砂とを混合した改良体（例えば、セメントミルクと土砂から造成されるソイルセメント）を掘削穴下部で造成した後に、下端部が閉塞した既製杭を建て込むという簡略な方法で、既製杭の外周面における支持力性能を向上させると共に、杭剛性もしくは荷重支持には関与しない余分な改良体を既製杭内部に充填せずに施工することができる。この為、固化材の余分な注入を防ぐことができ、施工コストを大きく下げることができる。さらに、固化材の注入量を少なくできることから、改良体を含む土砂等の排出が減るので、産業廃棄物の処理が減り環境への負荷を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明について、図を参照しつつ詳細に説明する。
【００１２】
（ａ）施工方法の例：第１の実施の形態
先ず、本発明に係る既製杭の施工方法の一例を、第１の実施の形態として説明する。図１は、本実施の形態に係る施工手順を、模式的に示す断面図である。図１（１）から図１（７）までの番号順が、施工の順番を示しており、この番号に沿って、第１の実施の形態を説明する。
【００１３】
この第１の実施の形態においては、中空の鋼管杭８を掘削ロッド１１、１２を用いて地盤３に、先堀り工法で埋設する。鋼管杭８の外周部はソイルセメント５で改良し、鋼管杭８の先端根固め部は富配合ソイルセメント６で形成する。掘削ロッド１２の先端部には、鋼管杭８の下端部を閉塞する機構が設けられており、この機構により鋼管杭８の下端部を閉塞することが可能となっている。また、掘削ロッド１１、１２の先端部には、従来と同様に、掘削液や固化材を噴出可能な噴出孔が設けられていて、地盤中や泥土中に注入可能となっている。なお、固化材としては、実際の杭の施工においてはセメントミルクの使用頻度が最も高いので、セメントミルクを用いた場合で説明する。また、掘削液としては、ソイルセメント５および富配合ソイルセメント６の強度へ影響の少ない水を用いた場合で説明する。固化材と攪拌する土砂としては、排土を発生させない為に、地盤３が掘削されて発生する土砂を用いた場合で説明する。その為、セメントミルクと地盤３の土砂と水とを攪拌して造成されるソイルセメント５が改良体となる。さらに、施工装置は、通常の先堀り工法で用いられる3点式杭打ち機を用いる。
【００１４】
（１）先ず、掘削ロッド１１のみを地盤３に回転貫入させ、予め地盤３を泥土化させる。回転貫入した地盤３に、掘削ロッド１１の先端部の噴出孔から水を注入しながら掘削を行う。この時、排土は殆ど行わないように施工する。その為、掘削後の掘削穴２は、地盤３の土砂と水が混合されてできた泥土４で満たされる。
【００１５】
（２）次に、支持層まで掘削を行ったら、掘削ロッド１１の貫入を停止する。
【００１６】
（３）そして、掘削ロッド１１の先端の噴出孔から、掘削穴２の底部にセメントミルクを注入する。そして、掘削ロッド１１を回転させながら所定ストロークだけ上下動させて、注入したセメントミルクと泥土４とを攪拌混合してソイルセメント５にする。
【００１７】
セメントミルクの注入量は、従来技術のように掘削した全ての深さがソイルセメント５で満たされるような量とするのでは無く、図１（３）に例示するように、掘削穴２の底から途中の深さまでがソイルセメント５で満たされるように注入する。即ち、鋼管杭８の施工が完成した時に、鋼管杭８の内部にはソイルセメント５が殆ど無く、かつ鋼管杭８の外周部をソイルセメント５が充填するのに十分な量であれば良い。なお、セメントミルクの注入量は、埋設する鋼管杭８の長さや内径、もしくは施工仕様によって、適宜決定する。
【００１８】
（４）上記のように掘削とソイルセメント５の造成が完了したら、掘削ロッド１１を引き抜く。ソイルセメント５の表面Aを境に、掘削穴２の下部はソイルセメント５、掘削穴２の上部は泥土４で満たされる。
【００１９】
（５）上記泥土４とソイルセメント５の中に、自重沈設および回転圧入によって、掘削ロッド１２と共に鋼管杭８を建て込む。この時、掘削ロッド１２の先端部に備えられた、鋼管杭８の下端部を閉塞する機構により、鋼管杭８の下端部は閉塞している。この鋼管杭８の閉塞した下端部により、鋼管杭８の沈設の際にソイルセメント５の表面Aに対し、鉛直方向下向きの圧力をかけることができる。その圧力により、掘削穴２の下部にあるソイルセメント５は、鋼管杭８の下端と掘削穴２の底との隙間から、鋼管杭８の外周部へ押し上げられる。さらに、鋼管杭８の外周部の上部にある泥土４を上方に押し上げ、鋼管杭８の外周部はそのほぼ全長がソイルセメント５で満たされる。
【００２０】
（６）鋼管杭８を所定の深さまで建て込めば、掘削穴２の下部にあったソイルセメント５により、鋼管杭８の外周部のほぼ全長をソイルセメント５で満たした状態となる。この状態で、鋼管杭８の先端部の閉塞を解くと共に、鋼管杭８の下端部に富配合のセメントミルクを注入する。そして、掘削ロッド１２を回転させながら所定ストロークだけ上下動させて、注入した富配合のセメントミルクとソイルセメント５とを攪拌混合して、先端根固め用の富配合ソイルセメント６を造成する。この時、掘削ロッド１２と同時に鋼管杭８も上下動や回転させると、より良好な富配合ソイルセメント６が造成される。
【００２１】
（７）先端根固め用の富配合ソイルセメント６が造成できたら、掘削ロッド１２を引き抜き、ソイルセメント５と富配合ソイルセメント６を固化させる。
【００２２】
なお、本実施の形態において、ソイルセメント５は、かけられた圧力により上昇しやすいように、流動性が高いものの方が好ましい。具体的には、セメントミルクの水セメント比W/Cを100〜200質量%程度として、調整する。
【００２３】
また、上記（５）で鋼管杭８を建て込む際には、鋼管杭８の下端からソイルセメント５が入り込まないように、杭内部には水７６を注入して、圧力のバランスをとる等、の対応をとるのが望ましい。
【００２４】
本実施の形態によれば、先端根固め施工する前に、ソイルセメント５を掘削穴２の下部で造成し、そのソイルセメント５に対し下端部が閉塞した鋼管杭８を建て込むことにより、鋼管杭８の内部に充填することなく鋼管杭８の外周部へ押し上げるといった簡略な方法で、鋼管杭８の外周面支持力性能を向上させ、かつ鋼管杭８内部にあるソイルセメント５を減少させ、さらには無くすことができる。
【００２５】
本実施の形態の工程（５）における、掘削ロッド１２の先端部に備えられた、鋼管杭８の下端部を閉塞する機構は、例えば、図２に模式的に示した機構が考えられる。ここで、図２（ａ）と（ｂ）共に、工程（５）にて建て込み中の掘削ロッド１２の先端部（即ち、鋼管杭８の下端部）の状態を、拡大した断面図にて示している。
【００２６】
図２（ａ）は、掘削ロッド１２の先端部で、掘削ビット１２ａの少し上方に、蓋１２ｂを取り付けた例である。この蓋１２ｂは、鋼管杭８の内径とほぼ同じ直径の円板で、中心部が掘削ロッド１２に取り付けられ、その中心部は掘削ロッド１２が上下移動および回転が可能な機構となっている。また、縁にはゴムパッキン１２ｃを備えている。蓋１２ｂの円板部分で鋼管杭８の下端部からソイルセメント５が内部へ進入するのを防ぐ。また、このゴムパッキン１２ｃは、油圧式や回転すると鋼管杭８からはずれる等の構造とし、先端根固め部を形成する時には、鋼管杭８の下端部の閉塞が解ける構造とするのが、より好ましい。掘削ロッド１２を鋼管杭８の内部に配置すると、図２（ａ）に示すように、蓋１２ｂは鋼管杭８の下端部を閉塞する構造となる。
【００２７】
図２（ｂ）は、掘削ロッド１２の先端部で、掘削ビット１２ａの少し上方に、ゴム風船１２ｄを取り付けた例である。この例の場合は、ゴム風船１２ｄの少し上方の鋼管杭の内周面に、突起８１も設けておく。ゴム風船１２ｄは、鋼管杭８の内径とほぼ同じ外径のドーナツ状であり、中心の中空部が掘削ロッド１２ｄに固定されている。このゴム風船１２ｄで、鋼管杭８の先端部からソイルセメント５が内部へ進入するのを防ぐと共に、掘削ロッド１２の上下方向の移動を可能とする。一方、鋼管杭８の内周の突起８１は、鋭角な部位を下方、つまりゴム風船１２ｄの方向、に向くよう配置されており、ゴム風船１２ｄが強く押しつけられれば、ゴム風船１２ｄを割ることができる。よって、先端根固め部を形成する時や掘削ロッド１２を引き抜く時には、掘削ロッド１２を上方移動させ、突起８１でゴム風船１２ｄを割れば良い。掘削ロッド１２を鋼管杭８の内部に配置すると、図２（ｂ）に示すように、ゴム風船１２ｄは鋼管杭８の下端部を閉塞する構造となる。
【００２８】
この他、図２（ｂ）に示した機構の他の例として、突起８１を設けずに、掘削ロッド１２を介して空気を送ったり抜いたりして、施工状況に応じ膨張収縮させるとしても良い。
【００２９】
（ｂ）施工方法の例：第２の実施の形態
第１の実施の形態の別の例を、第２の実施の形態として説明する。第２の実施の形態では、上記（ａ）の工程（２）において支持層の手前までの掘削とし、上記（ａ）の工程（６）にて支持層まで掘削を行う。図３は、本実施の形態に係る施工手順を、模式的に示す断面図である。図３（１）から図３（７）までの番号順が、施工の順番を示しており、この番号に沿って、第２の実施の形態を説明する。また、第１の実施の形態と同じものについては、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。また、掘削ロッド１２の鋼管杭８の先端を閉塞させる機構は、第１の実施の形態と同様である。さらに、本実施の形態で使用する掘削ロッド１２は、掘削ビット１２ａに、鋼管杭８の外径よりも大きい直径の掘削穴２を作れかつ鋼管杭８の内部が通過できるように、拡翼機能を備えている。
【００３０】
（１）から（５）までは、上記（ａ）の工程（１）から工程（５）までと、同一内容の施工を行う。但し、（ａ）の工程（２）における「支持層まで」は、「支持層手前まで」に読み替える。
【００３１】
（６）鋼管杭８を支持層の手前まで建て込めば、掘削穴２の下部にあったソイルセメント５により、鋼管杭８の外周部のほぼ全長をソイルセメント５で満たした状態となる。この状態で、鋼管杭８の先端部の閉塞を解くと共に、掘削ビット１２ａを拡翼して富配合のセメントミルクを注入しながら掘削を開始する。所定深度まで掘削を行ったら、掘削ロッド１２を回転させながら所定ストロークだけ上下動させて、注入した富配合のセメントミルクと新たに掘削した土砂とを攪拌混合して、先端根固め用の富配合ソイルセメント６を造成する。この時、掘削ロッド１２と同時に鋼管杭８も上下動や回転させてもよい。また、支持層掘削を拡翼せずに行い、所定深度まで掘削した後、掘削ビット１２ａを拡翼して先端根固め用の富配合ソイルセメント６を造成してもよい。
【００３２】
（７）先端根固め用の富配合ソイルセメント６が造成できたら、掘削ロッド１２を引き抜き、さらに、鋼管杭８を、自重沈設および回転圧入によって、富配合ソイルセメント６の中まで建て込む。この時、鋼管杭８の上端部は、地面よりも下面に配置される場合があっても構わない。その後、ソイルセメント５と富配合ソイルセメント６を固化させる。
【００３３】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果の他に、富配合ソイルセメント６が、地盤３の土砂と富配合のセメントミルクとを攪拌して造成されるので、ソイルセメント５との混合が発生せず、富配合ソイルセメント６の品質を、より厳密に管理することが可能となる。この為、鋼管杭８の支持力に大きな影響を与える先端根固め部の品質を重要視する場合は、本実施の形態は有用である。
【００３４】
（ｃ）施工方法の例：第３の実施の形態
第１の実施の形態の別の例を、第３の実施の形態として説明する。第３の実施の形態では、上記（ａ）の工程（４）で先端根固め用の富配合ソイルセメント６まで造成する。図４は、本実施の形態に係る施工手順を、模式的に示す断面図である。図４（１）から図４（６）までの番号順が、施工の順番を示しており、この番号に沿って、第３の実施の形態を説明する。また、第１の実施の形態と同じものについては、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。また、掘削ロッド１２の鋼管杭８の先端を閉塞させる機構は、第１の実施の形態と同様である
（１）から（３）までは、上記（ａ）の工程（１）から工程（３）までと、同一内容の施工を行う。
【００３５】
（４）掘削とソイルセメント５の造成が完了したら、掘削穴２の下端部に富配合のセメントミルクを注入する。そして、掘削ロッド１１を回転させながら所定ストロークだけ上下動させて、注入した富配合のセメントミルクとソイルセメント５とを攪拌混合して、先端根固め用の富配合ソイルセメント６を造成する。富配合ソイルセメント６の造成が完了したら、掘削ロッド１１を引き抜く。ソイルセメント５の表面Aを境に、掘削穴２の上部は泥土４、掘削穴２の下部はソイルセメント５で満たされると共に、富配合ソイルセメント６の表面Bより掘削穴２の下端部は富配合ソイルセメント６で満たされる。
【００３６】
（５）上記泥土４とソイルセメント５の中に、自重沈設および回転圧入によって、掘削ロッド１２と共に鋼管杭８を富配合ソイルセメントの表面Bの深さまで建て込む。この時、掘削ロッド１２の先端部に備えられた、鋼管杭８の下端部を閉塞する機構により、鋼管杭８の下端部は閉塞している。この鋼管杭８の閉塞した下端部により、鋼管杭８の沈設の際にソイルセメント５の表面Aに対し、鉛直方向下向きの圧力をかけることができる。その圧力により、掘削穴２の下部にあるソイルセメント５は、鋼管杭８の下端と富配合ソイルセメント６の表面Bとの隙間から、鋼管杭８の外周部へ押し上げられる。さらに、鋼管杭８の外周部の上部にある泥土４を上方に押し上げ、鋼管杭８の外周部はそのほぼ全長がソイルセメント５で満たされる。
【００３７】
（６）鋼管杭８の外周部はそのほぼ全長がソイルセメント５で満たされた状態で、鋼管杭８の先端部の閉塞を解くと共に、掘削ロッド１２を引き抜く。引き抜いた後、鋼管杭８を所定の深さまで建て込む。すると、鋼管杭８の下端部の内部に、富配合ソイルセメント６のみが入り込む。このまま、ソイルセメント５と富配合ソイルセメント６を固化させる。
【００３８】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果の他に、セメントミルクと富配合セメントミルクの注入工程を掘削ロッド１１を引き抜かずに行えるので、施工速度を上げることができる。また、掘削ロッド１２は鋼管杭８の下端部を閉塞する機構のみで、掘削機構や拡翼機能を必要としないため、蓋１２ｂ等の鋼管杭８の下端部閉塞機構の取り付けが容易となる。
【００３９】
（ｄ）施工方法の例：第４の実施の形態
第１の実施の形態の別の例を、第４の実施の形態として説明する。第４の実施の形態では、上記（ａ）の工程（４）で先端根固め用の富配合ソイルセメント６まで造成すると共に、上記（ａ）の工程（５）で先端部を閉塞した鋼管杭８のみを建て込む。図５は、本実施の形態に係る施工手順を、模式的に示す断面図である。図５（１）から図５（６）までの番号順が、施工の順番を示しており、この番号に沿って、第４の実施の形態を説明する。また、第１の実施の形態と同じものについては、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４０】
（１）から（３）までは、上記（ａ）の工程（１）から工程（３）までと、同一内容の施工を行う。
【００４１】
（４）掘削とソイルセメント５の造成が完了したら、掘削穴２の下端部に富配合のセメントミルクを注入する。そして、掘削ロッド１１を回転させながら所定ストロークだけ上下動させて、注入した富配合のセメントミルクとソイルセメント５とを攪拌混合して、先端根固め用の富配合ソイルセメント６を造成する。富配合ソイルセメント６の造成が完了したら、掘削ロッド１１を引き抜く。ソイルセメント５の表面Aを境に、掘削穴２の上部は泥土４、掘削穴２の下部はソイルセメント５で満たされると共に、富配合ソイルセメント６の表面Bより掘削穴２の下端部は富配合ソイルセメント６で満たされる。
【００４２】
（５）上記泥土４とソイルセメント５の中に、自重沈設および回転圧入によって、下端部が閉塞した鋼管杭８を富配合ソイルセメントの表面Bの深さまで建て込む。この時、鋼管杭８の閉塞された下端部により、鋼管杭８の建て込みの際にソイルセメント５の表面Aに対し、鉛直方向下向きの圧力をかけることができる。その圧力により、掘削穴２の下部にあるソイルセメント５は、鋼管杭８の下端と富配合ソイルセメント６の表面Bとの隙間から、鋼管杭８の外周部へ押し上げられる。さらに、鋼管杭８の外周部の上部にある泥土４を上方に押し上げ、鋼管杭８の外周部はそのほぼ全長がソイルセメント５で満たされる。
【００４３】
（６）鋼管杭８の外周部はそのほぼ全長がソイルセメント５で満たされた状態で、さらに、鋼管杭８を所定の深さまで建て込む。すると、この鋼管杭８の閉塞された下端部により、鋼管杭８の建て込みの際に富配合ソイルセメント６の表面Bに対し、鉛直方向下向きの圧力をかけることができる。その圧力により、掘削穴２の下端部にある富配合ソイルセメント６は、鋼管杭８の下端部と掘削穴２の底との隙間から、鋼管杭８の外周部へ押し上げられる。さらに、鋼管杭８の外周部の上部にあるソイルセメント５を上方に押し上げ、鋼管杭８の外周部は、ほぼ全長がソイルセメント５と富配合ソイルセメント６で満たされる。その後、ソイルセメント５と富配合ソイルセメント６を固化させる。
【００４４】
なお、第４の実施の形態において、鋼管杭８の先端部を閉塞する構造は、特に制限はないが、例えば、鋼管杭８の先端に鋼板等を溶接し完全に覆う、鋼管杭８の先端部の内周面に、鋼板等を溶接して閉塞する、等が、ソイルセメント５、富配合ソイルセメント６もしくは水７６から受ける圧力に耐えられる構造として考えられる。また、鋼管杭８の下端部を錐体状に形成して、ソイルセメント５等を当該錐体状下端部の側面に沿って移動させ、より沈設しやすくしても良い。また、浮力により鋼管杭８が浮いてこないように、鋼管杭８の内部に沈下調整用の水７６等を入れておくのが好ましい。
【００４５】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果の他に、掘削ロッド１２の引抜きの手間が省けるので、施工時間をさらに短くすることができる。浮力との関係を考慮すると、比較的短い鋼管杭に好適である。
【００４６】
なお、第１から第４の実施の形態においては、説明の簡略化の為、鋼管杭８が１本の場合で説明したが、鋼管杭８が複数本連結された場合でも同様の効果を奏する。
【００４７】
なお、第１から第４の実施の形態においては、既製杭として鋼管杭８にて説明したが、本発明はこれに限定されない。既製杭は、通常用いられている既製杭であれば良く、鋼管製でもコンクリート製でも、もしくは鋼管とコンクリートのハイブリット製でも使用可能である。
【００４８】
なお、第１から第４の実施の形態においては、掘削穴２にセメントミルクを注入した際に泥土４が多少はあふれる為、必要に応じて、上記（１）の前に、先行掘削して、あふれる分の土砂を除いておいても良い。
【００４９】
なお、第１から第４の実施の形態においては、掘削液として水を用いたが、本発明はこれに限定されない。掘削液として、泥水やベントナイト泥水等、既製杭の施工に一般的に使用されるものを用いても良い。さらに、掘削液を用いて地盤を泥土化する代わりに、空気を吹き込んで地盤を軟化させても良い。施工仕様や使用する既製杭に合わせて、適宜選択すれば良いが、ソイルセメント５および富配合ソイルセメント６の性能を十分に引き出す為と排土量を減らす為には、掘削液を用いるのが望ましく、特に水を用いるのが最も望ましい。
【００５０】
なお、第１から第４の実施の形態において、先端根固め部を形成したが、本発明はこれに限定されない。支持層の状態、鋼管杭８の杭径もしくは鋼管杭８の長さによっては、先端根固め部を設けなくても良い。また、第１から第４の実施の形態において、先端根固め部における穴径を掘削穴２の中央部の穴径と同じとしたが、本発明はこれに限定されない。先端根固め部を拡翼可能な拡翼機能を有する掘削ビットで掘削し、先端根固め部の穴径を掘削穴２の中央部の穴径より大きくしても良い。具体的には、例えば、図１（６）、図３（６）、図４（４）および図５（４）に示した富配合ソイルセメント６からなる先端根固め部を形成する際に、この拡翼機能付きの掘削ビットを使用して施工する。勿論、掘削穴２の全長を、当該拡翼機能付きの掘削ビットを使用し、必要とする穴径に合わせて拡翼の要否を選択しながら掘削しても良い。
【００５１】
なお、第１から第４の実施の形態において、鋼管杭８の下端部の外周面には、先端根固め部における支持力を向上させる為の突起を複数段設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る既製杭の施工方法の第１の実施の形態を模式的に説明する断面図である。
【図２】掘削ロッド１２の先端部に備えられた、鋼管杭８の下端部を閉塞する機構を、模式的に説明する断面図である。
【図３】本発明に係る既製杭の施工方法の第２の実施の形態を模式的に説明する断面図である。
【図４】本発明に係る既製杭の施工方法の第３の実施の形態を模式的に説明する断面図である。
【図５】本発明に係る既製杭の施工方法の第４の実施の形態を模式的に説明する断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１１ 掘削ロッド
１２ 掘削ロッド（鋼管杭８の先端部を閉塞する機構付）
１２ａ 掘削ビット
１２ｂ 蓋
１２ｃ ゴムパッキン
１２ｄ ゴム風船
２ 掘削穴
３ 地盤
４ 泥土
５ ソイルセメント
６ 富配合ソイルセメント
７６ 水
８ 鋼管杭
８１ 突起
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先堀り工法を用いて既製杭を施工する方法に関する。なお、本発明において既製杭とは、中空の、鋼管杭やコンクリート杭（鉄筋コンクリート杭（RC杭）、プレストレストコンクリート（PC）杭、高強度プレストレストコンクリート（PHC）杭、外殻鋼管付きコンクリート（SC）杭、高強度コンクリート拡径杭（ST）杭、鉄筋または平鋼を入れたコンクリート（PRC）杭等を含む）等を示す。
【背景技術】
【０００２】
市街地等における既製杭の施工方法としては、低振動、低騒音で、かつ狭いスペースで施工できる埋込み杭工法が、一般的に採用されている。この埋込み杭工法には、さらに先掘り工法、中掘り工法等がある。
【０００３】
この内、先掘り工法は、スパイラルオーガーあるいは先端に掘削ヘッドを設けた掘削ロッド等の掘削装置で、地盤中に穴を先に掘削し、その後、当該穴に既製杭を建て込む工法である。通常、掘削ヘッド部分等からセメントミルク等の固化材を、既製杭を建て込む穴に注入し、土砂と攪拌・混合したソイルセメント等の中へ既製杭を沈設していくもので、ソイルセメント等の固化により既製杭を掘削穴中に固定し、支持力を得る。支持層における先端支持力を増すため、既製杭の下端に、富配合のセメントミルクもしくはモルタル等を充填し、先端根固め部を形成することも多い。
【０００４】
しかしこの工法の場合、ソイルセメント等が中空既製杭の中空部分（以降、既製杭の内部と呼ぶ）にも充填され、固化材の使用量が増大しコストが上昇するという問題がある。既製杭の内部に充填されたソイルセメントは、杭の剛性と杭の支持力には影響しないので、既製杭の内部にソイルセメントを充填しなくても、杭の性能は全く変わらない。そして、この問題は、杭径が大きくなればなる程、中空部分が増加する為に大きくなる。
【０００５】
そこで、この問題を克服する為、特許文献１、特許文献２および特許文献３の発明がなされている。特許文献１には、中空部を貫通する掘削装置の回転軸に杭の中空部を閉じるシャッタアを設け、杭の内部に混合してなるソイルセメントの流入を阻止する技術が開示されている。また、特許文献２には、中空部を貫通する掘削装置の回転軸に逆流装置を設け、杭の内部に混合してなるソイルセメントの流入を阻止する技術が開示されている。さらに、特許文献３には、スラリー状の固化材を鋼管外周面に限定して吐出できる掘削装置の技術が開示されている。
【特許文献１】特開昭６３−２７７３１８号公報
【特許文献２】特開昭６３−２３３１９０号公報
【特許文献３】特開２００１−０６４９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、特許文献２および特許文献３の何れの技術も、掘削装置の攪拌軸や攪拌翼に特殊な装置を付加したり、特殊な構造とする必要があり、掘削装置の製作に膨大なコストがかかる。さらに、特許文献１の技術では、地中深くの圧力に耐えるシャッタアの構造は、かなり剛性の大きなものが必要となり、装置が大がかりになる。一方、特許文献２の技術では、施工において逆流スパイラルと管内面にはある程度の隙間が必要であり、その隙間を通してソイルセメントが上昇し、杭内部にも充填されてしまうおそれがある。
【０００７】
あるいは、特許文献３の技術では、固化材（セメントミルク）が地中深くで吐出されるため、既製杭の外周面にソイルセメントが適切に配置される可能性は低い。特に、ソイルセメントの流動性が低い場合、既製杭の外周部にソイルセメントが配置されるように施工するのは難しくなる。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決する為になされたものであって、掘削装置や施工のために膨大なコストをかけずに、改良体（ソイルセメント等）を、既製杭の内部には充填せずに既製杭の外周部に確実かつ容易に充填することができる既製杭の施工方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記の課題を解決するため、本発明に係る既製杭の施工方法は、既製杭を建て込む地盤を掘削した後、掘削された地盤中に固化材を注入し、前記注入された固化材と土砂とを攪拌して改良体を造成し、さらに、前記造成された改良体に下端部が閉塞した既製杭を建て込むことを特徴とする。
（２）上記の課題を解決するため、本発明に係る既製杭の施工方法は、既製杭を建て込む地盤を掘削した後、掘削された地盤中に固化材を注入し、前記注入された固化材と土砂とを攪拌して改良体を造成し、さらに、前記造成された改良体に、鋼管杭の内部に配置された掘削ロッドにより下端部が閉塞した既製杭を建て込むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、固化材と土砂とを混合した改良体（例えば、セメントミルクと土砂から造成されるソイルセメント）を掘削穴下部で造成した後に、下端部が閉塞した既製杭を建て込むという簡略な方法で、既製杭の外周面における支持力性能を向上させると共に、杭剛性もしくは荷重支持には関与しない余分な改良体を既製杭内部に充填せずに施工することができる。この為、固化材の余分な注入を防ぐことができ、施工コストを大きく下げることができる。さらに、固化材の注入量を少なくできることから、改良体を含む土砂等の排出が減るので、産業廃棄物の処理が減り環境への負荷を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明について、図を参照しつつ詳細に説明する。
【００１２】
（ａ）施工方法の例：第１の実施の形態
先ず、本発明に係る既製杭の施工方法の一例を、第１の実施の形態として説明する。図１は、本実施の形態に係る施工手順を、模式的に示す断面図である。図１（１）から図１（７）までの番号順が、施工の順番を示しており、この番号に沿って、第１の実施の形態を説明する。
【００１３】
この第１の実施の形態においては、中空の鋼管杭８を掘削ロッド１１、１２を用いて地盤３に、先堀り工法で埋設する。鋼管杭８の外周部はソイルセメント５で改良し、鋼管杭８の先端根固め部は富配合ソイルセメント６で形成する。掘削ロッド１２の先端部には、鋼管杭８の下端部を閉塞する機構が設けられており、この機構により鋼管杭８の下端部を閉塞することが可能となっている。また、掘削ロッド１１、１２の先端部には、従来と同様に、掘削液や固化材を噴出可能な噴出孔が設けられていて、地盤中や泥土中に注入可能となっている。なお、固化材としては、実際の杭の施工においてはセメントミルクの使用頻度が最も高いので、セメントミルクを用いた場合で説明する。また、掘削液としては、ソイルセメント５および富配合ソイルセメント６の強度へ影響の少ない水を用いた場合で説明する。固化材と攪拌する土砂としては、排土を発生させない為に、地盤３が掘削されて発生する土砂を用いた場合で説明する。その為、セメントミルクと地盤３の土砂と水とを攪拌して造成されるソイルセメント５が改良体となる。さらに、施工装置は、通常の先堀り工法で用いられる3点式杭打ち機を用いる。
【００１４】
（１）先ず、掘削ロッド１１のみを地盤３に回転貫入させ、予め地盤３を泥土化させる。回転貫入した地盤３に、掘削ロッド１１の先端部の噴出孔から水を注入しながら掘削を行う。この時、排土は殆ど行わないように施工する。その為、掘削後の掘削穴２は、地盤３の土砂と水が混合されてできた泥土４で満たされる。
【００１５】
（２）次に、支持層まで掘削を行ったら、掘削ロッド１１の貫入を停止する。
【００１６】
（３）そして、掘削ロッド１１の先端の噴出孔から、掘削穴２の底部にセメントミルクを注入する。そして、掘削ロッド１１を回転させながら所定ストロークだけ上下動させて、注入したセメントミルクと泥土４とを攪拌混合してソイルセメント５にする。
【００１７】
セメントミルクの注入量は、従来技術のように掘削した全ての深さがソイルセメント５で満たされるような量とするのでは無く、図１（３）に例示するように、掘削穴２の底から途中の深さまでがソイルセメント５で満たされるように注入する。即ち、鋼管杭８の施工が完成した時に、鋼管杭８の内部にはソイルセメント５が殆ど無く、かつ鋼管杭８の外周部をソイルセメント５が充填するのに十分な量であれば良い。なお、セメントミルクの注入量は、埋設する鋼管杭８の長さや内径、もしくは施工仕様によって、適宜決定する。
【００１８】
（４）上記のように掘削とソイルセメント５の造成が完了したら、掘削ロッド１１を引き抜く。ソイルセメント５の表面Aを境に、掘削穴２の下部はソイルセメント５、掘削穴２の上部は泥土４で満たされる。
【００１９】
（５）上記泥土４とソイルセメント５の中に、自重沈設および回転圧入によって、掘削ロッド１２と共に鋼管杭８を建て込む。この時、掘削ロッド１２の先端部に備えられた、鋼管杭８の下端部を閉塞する機構により、鋼管杭８の下端部は閉塞している。この鋼管杭８の閉塞した下端部により、鋼管杭８の沈設の際にソイルセメント５の表面Aに対し、鉛直方向下向きの圧力をかけることができる。その圧力により、掘削穴２の下部にあるソイルセメント５は、鋼管杭８の下端と掘削穴２の底との隙間から、鋼管杭８の外周部へ押し上げられる。さらに、鋼管杭８の外周部の上部にある泥土４を上方に押し上げ、鋼管杭８の外周部はそのほぼ全長がソイルセメント５で満たされる。
【００２０】
（６）鋼管杭８を所定の深さまで建て込めば、掘削穴２の下部にあったソイルセメント５により、鋼管杭８の外周部のほぼ全長をソイルセメント５で満たした状態となる。この状態で、鋼管杭８の先端部の閉塞を解くと共に、鋼管杭８の下端部に富配合のセメントミルクを注入する。そして、掘削ロッド１２を回転させながら所定ストロークだけ上下動させて、注入した富配合のセメントミルクとソイルセメント５とを攪拌混合して、先端根固め用の富配合ソイルセメント６を造成する。この時、掘削ロッド１２と同時に鋼管杭８も上下動や回転させると、より良好な富配合ソイルセメント６が造成される。
【００２１】
（７）先端根固め用の富配合ソイルセメント６が造成できたら、掘削ロッド１２を引き抜き、ソイルセメント５と富配合ソイルセメント６を固化させる。
【００２２】
なお、本実施の形態において、ソイルセメント５は、かけられた圧力により上昇しやすいように、流動性が高いものの方が好ましい。具体的には、セメントミルクの水セメント比W/Cを100〜200質量%程度として、調整する。
【００２３】
また、上記（５）で鋼管杭８を建て込む際には、鋼管杭８の下端からソイルセメント５が入り込まないように、杭内部には水７６を注入して、圧力のバランスをとる等、の対応をとるのが望ましい。
【００２４】
本実施の形態によれば、先端根固め施工する前に、ソイルセメント５を掘削穴２の下部で造成し、そのソイルセメント５に対し下端部が閉塞した鋼管杭８を建て込むことにより、鋼管杭８の内部に充填することなく鋼管杭８の外周部へ押し上げるといった簡略な方法で、鋼管杭８の外周面支持力性能を向上させ、かつ鋼管杭８内部にあるソイルセメント５を減少させ、さらには無くすことができる。
【００２５】
本実施の形態の工程（５）における、掘削ロッド１２の先端部に備えられた、鋼管杭８の下端部を閉塞する機構は、例えば、図２に模式的に示した機構が考えられる。ここで、図２（ａ）と（ｂ）共に、工程（５）にて建て込み中の掘削ロッド１２の先端部（即ち、鋼管杭８の下端部）の状態を、拡大した断面図にて示している。
【００２６】
図２（ａ）は、掘削ロッド１２の先端部で、掘削ビット１２ａの少し上方に、蓋１２ｂを取り付けた例である。この蓋１２ｂは、鋼管杭８の内径とほぼ同じ直径の円板で、中心部が掘削ロッド１２に取り付けられ、その中心部は掘削ロッド１２が上下移動および回転が可能な機構となっている。また、縁にはゴムパッキン１２ｃを備えている。蓋１２ｂの円板部分で鋼管杭８の下端部からソイルセメント５が内部へ進入するのを防ぐ。また、このゴムパッキン１２ｃは、油圧式や回転すると鋼管杭８からはずれる等の構造とし、先端根固め部を形成する時には、鋼管杭８の下端部の閉塞が解ける構造とするのが、より好ましい。掘削ロッド１２を鋼管杭８の内部に配置すると、図２（ａ）に示すように、蓋１２ｂは鋼管杭８の下端部を閉塞する構造となる。
【００２７】
図２（ｂ）は、掘削ロッド１２の先端部で、掘削ビット１２ａの少し上方に、ゴム風船１２ｄを取り付けた例である。この例の場合は、ゴム風船１２ｄの少し上方の鋼管杭の内周面に、突起８１も設けておく。ゴム風船１２ｄは、鋼管杭８の内径とほぼ同じ外径のドーナツ状であり、中心の中空部が掘削ロッド１２ｄに固定されている。このゴム風船１２ｄで、鋼管杭８の先端部からソイルセメント５が内部へ進入するのを防ぐと共に、掘削ロッド１２の上下方向の移動を可能とする。一方、鋼管杭８の内周の突起８１は、鋭角な部位を下方、つまりゴム風船１２ｄの方向、に向くよう配置されており、ゴム風船１２ｄが強く押しつけられれば、ゴム風船１２ｄを割ることができる。よって、先端根固め部を形成する時や掘削ロッド１２を引き抜く時には、掘削ロッド１２を上方移動させ、突起８１でゴム風船１２ｄを割れば良い。掘削ロッド１２を鋼管杭８の内部に配置すると、図２（ｂ）に示すように、ゴム風船１２ｄは鋼管杭８の下端部を閉塞する構造となる。
【００２８】
この他、図２（ｂ）に示した機構の他の例として、突起８１を設けずに、掘削ロッド１２を介して空気を送ったり抜いたりして、施工状況に応じ膨張収縮させるとしても良い。
【００２９】
（ｂ）施工方法の例：第２の実施の形態
第１の実施の形態の別の例を、第２の実施の形態として説明する。第２の実施の形態では、上記（ａ）の工程（２）において支持層の手前までの掘削とし、上記（ａ）の工程（６）にて支持層まで掘削を行う。図３は、本実施の形態に係る施工手順を、模式的に示す断面図である。図３（１）から図３（７）までの番号順が、施工の順番を示しており、この番号に沿って、第２の実施の形態を説明する。また、第１の実施の形態と同じものについては、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。また、掘削ロッド１２の鋼管杭８の先端を閉塞させる機構は、第１の実施の形態と同様である。さらに、本実施の形態で使用する掘削ロッド１２は、掘削ビット１２ａに、鋼管杭８の外径よりも大きい直径の掘削穴２を作れかつ鋼管杭８の内部が通過できるように、拡翼機能を備えている。
【００３０】
（１）から（５）までは、上記（ａ）の工程（１）から工程（５）までと、同一内容の施工を行う。但し、（ａ）の工程（２）における「支持層まで」は、「支持層手前まで」に読み替える。
【００３１】
（６）鋼管杭８を支持層の手前まで建て込めば、掘削穴２の下部にあったソイルセメント５により、鋼管杭８の外周部のほぼ全長をソイルセメント５で満たした状態となる。この状態で、鋼管杭８の先端部の閉塞を解くと共に、掘削ビット１２ａを拡翼して富配合のセメントミルクを注入しながら掘削を開始する。所定深度まで掘削を行ったら、掘削ロッド１２を回転させながら所定ストロークだけ上下動させて、注入した富配合のセメントミルクと新たに掘削した土砂とを攪拌混合して、先端根固め用の富配合ソイルセメント６を造成する。この時、掘削ロッド１２と同時に鋼管杭８も上下動や回転させてもよい。また、支持層掘削を拡翼せずに行い、所定深度まで掘削した後、掘削ビット１２ａを拡翼して先端根固め用の富配合ソイルセメント６を造成してもよい。
【００３２】
（７）先端根固め用の富配合ソイルセメント６が造成できたら、掘削ロッド１２を引き抜き、さらに、鋼管杭８を、自重沈設および回転圧入によって、富配合ソイルセメント６の中まで建て込む。この時、鋼管杭８の上端部は、地面よりも下面に配置される場合があっても構わない。その後、ソイルセメント５と富配合ソイルセメント６を固化させる。
【００３３】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果の他に、富配合ソイルセメント６が、地盤３の土砂と富配合のセメントミルクとを攪拌して造成されるので、ソイルセメント５との混合が発生せず、富配合ソイルセメント６の品質を、より厳密に管理することが可能となる。この為、鋼管杭８の支持力に大きな影響を与える先端根固め部の品質を重要視する場合は、本実施の形態は有用である。
【００３４】
（ｃ）施工方法の例：第３の実施の形態
第１の実施の形態の別の例を、第３の実施の形態として説明する。第３の実施の形態では、上記（ａ）の工程（４）で先端根固め用の富配合ソイルセメント６まで造成する。図４は、本実施の形態に係る施工手順を、模式的に示す断面図である。図４（１）から図４（６）までの番号順が、施工の順番を示しており、この番号に沿って、第３の実施の形態を説明する。また、第１の実施の形態と同じものについては、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。また、掘削ロッド１２の鋼管杭８の先端を閉塞させる機構は、第１の実施の形態と同様である
（１）から（３）までは、上記（ａ）の工程（１）から工程（３）までと、同一内容の施工を行う。
【００３５】
（４）掘削とソイルセメント５の造成が完了したら、掘削穴２の下端部に富配合のセメントミルクを注入する。そして、掘削ロッド１１を回転させながら所定ストロークだけ上下動させて、注入した富配合のセメントミルクとソイルセメント５とを攪拌混合して、先端根固め用の富配合ソイルセメント６を造成する。富配合ソイルセメント６の造成が完了したら、掘削ロッド１１を引き抜く。ソイルセメント５の表面Aを境に、掘削穴２の上部は泥土４、掘削穴２の下部はソイルセメント５で満たされると共に、富配合ソイルセメント６の表面Bより掘削穴２の下端部は富配合ソイルセメント６で満たされる。
【００３６】
（５）上記泥土４とソイルセメント５の中に、自重沈設および回転圧入によって、掘削ロッド１２と共に鋼管杭８を富配合ソイルセメントの表面Bの深さまで建て込む。この時、掘削ロッド１２の先端部に備えられた、鋼管杭８の下端部を閉塞する機構により、鋼管杭８の下端部は閉塞している。この鋼管杭８の閉塞した下端部により、鋼管杭８の沈設の際にソイルセメント５の表面Aに対し、鉛直方向下向きの圧力をかけることができる。その圧力により、掘削穴２の下部にあるソイルセメント５は、鋼管杭８の下端と富配合ソイルセメント６の表面Bとの隙間から、鋼管杭８の外周部へ押し上げられる。さらに、鋼管杭８の外周部の上部にある泥土４を上方に押し上げ、鋼管杭８の外周部はそのほぼ全長がソイルセメント５で満たされる。
【００３７】
（６）鋼管杭８の外周部はそのほぼ全長がソイルセメント５で満たされた状態で、鋼管杭８の先端部の閉塞を解くと共に、掘削ロッド１２を引き抜く。引き抜いた後、鋼管杭８を所定の深さまで建て込む。すると、鋼管杭８の下端部の内部に、富配合ソイルセメント６のみが入り込む。このまま、ソイルセメント５と富配合ソイルセメント６を固化させる。
【００３８】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果の他に、セメントミルクと富配合セメントミルクの注入工程を掘削ロッド１１を引き抜かずに行えるので、施工速度を上げることができる。また、掘削ロッド１２は鋼管杭８の下端部を閉塞する機構のみで、掘削機構や拡翼機能を必要としないため、蓋１２ｂ等の鋼管杭８の下端部閉塞機構の取り付けが容易となる。
【００３９】
（ｄ）施工方法の例：第４の実施の形態
第１の実施の形態の別の例を、第４の実施の形態として説明する。第４の実施の形態では、上記（ａ）の工程（４）で先端根固め用の富配合ソイルセメント６まで造成すると共に、上記（ａ）の工程（５）で先端部を閉塞した鋼管杭８のみを建て込む。図５は、本実施の形態に係る施工手順を、模式的に示す断面図である。図５（１）から図５（６）までの番号順が、施工の順番を示しており、この番号に沿って、第４の実施の形態を説明する。また、第１の実施の形態と同じものについては、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４０】
（１）から（３）までは、上記（ａ）の工程（１）から工程（３）までと、同一内容の施工を行う。
【００４１】
（４）掘削とソイルセメント５の造成が完了したら、掘削穴２の下端部に富配合のセメントミルクを注入する。そして、掘削ロッド１１を回転させながら所定ストロークだけ上下動させて、注入した富配合のセメントミルクとソイルセメント５とを攪拌混合して、先端根固め用の富配合ソイルセメント６を造成する。富配合ソイルセメント６の造成が完了したら、掘削ロッド１１を引き抜く。ソイルセメント５の表面Aを境に、掘削穴２の上部は泥土４、掘削穴２の下部はソイルセメント５で満たされると共に、富配合ソイルセメント６の表面Bより掘削穴２の下端部は富配合ソイルセメント６で満たされる。
【００４２】
（５）上記泥土４とソイルセメント５の中に、自重沈設および回転圧入によって、下端部が閉塞した鋼管杭８を富配合ソイルセメントの表面Bの深さまで建て込む。この時、鋼管杭８の閉塞された下端部により、鋼管杭８の建て込みの際にソイルセメント５の表面Aに対し、鉛直方向下向きの圧力をかけることができる。その圧力により、掘削穴２の下部にあるソイルセメント５は、鋼管杭８の下端と富配合ソイルセメント６の表面Bとの隙間から、鋼管杭８の外周部へ押し上げられる。さらに、鋼管杭８の外周部の上部にある泥土４を上方に押し上げ、鋼管杭８の外周部はそのほぼ全長がソイルセメント５で満たされる。
【００４３】
（６）鋼管杭８の外周部はそのほぼ全長がソイルセメント５で満たされた状態で、さらに、鋼管杭８を所定の深さまで建て込む。すると、この鋼管杭８の閉塞された下端部により、鋼管杭８の建て込みの際に富配合ソイルセメント６の表面Bに対し、鉛直方向下向きの圧力をかけることができる。その圧力により、掘削穴２の下端部にある富配合ソイルセメント６は、鋼管杭８の下端部と掘削穴２の底との隙間から、鋼管杭８の外周部へ押し上げられる。さらに、鋼管杭８の外周部の上部にあるソイルセメント５を上方に押し上げ、鋼管杭８の外周部は、ほぼ全長がソイルセメント５と富配合ソイルセメント６で満たされる。その後、ソイルセメント５と富配合ソイルセメント６を固化させる。
【００４４】
なお、第４の実施の形態において、鋼管杭８の先端部を閉塞する構造は、特に制限はないが、例えば、鋼管杭８の先端に鋼板等を溶接し完全に覆う、鋼管杭８の先端部の内周面に、鋼板等を溶接して閉塞する、等が、ソイルセメント５、富配合ソイルセメント６もしくは水７６から受ける圧力に耐えられる構造として考えられる。また、鋼管杭８の下端部を錐体状に形成して、ソイルセメント５等を当該錐体状下端部の側面に沿って移動させ、より沈設しやすくしても良い。また、浮力により鋼管杭８が浮いてこないように、鋼管杭８の内部に沈下調整用の水７６等を入れておくのが好ましい。
【００４５】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果の他に、掘削ロッド１２の引抜きの手間が省けるので、施工時間をさらに短くすることができる。浮力との関係を考慮すると、比較的短い鋼管杭に好適である。
【００４６】
なお、第１から第４の実施の形態においては、説明の簡略化の為、鋼管杭８が１本の場合で説明したが、鋼管杭８が複数本連結された場合でも同様の効果を奏する。
【００４７】
なお、第１から第４の実施の形態においては、既製杭として鋼管杭８にて説明したが、本発明はこれに限定されない。既製杭は、通常用いられている既製杭であれば良く、鋼管製でもコンクリート製でも、もしくは鋼管とコンクリートのハイブリット製でも使用可能である。
【００４８】
なお、第１から第４の実施の形態においては、掘削穴２にセメントミルクを注入した際に泥土４が多少はあふれる為、必要に応じて、上記（１）の前に、先行掘削して、あふれる分の土砂を除いておいても良い。
【００４９】
なお、第１から第４の実施の形態においては、掘削液として水を用いたが、本発明はこれに限定されない。掘削液として、泥水やベントナイト泥水等、既製杭の施工に一般的に使用されるものを用いても良い。さらに、掘削液を用いて地盤を泥土化する代わりに、空気を吹き込んで地盤を軟化させても良い。施工仕様や使用する既製杭に合わせて、適宜選択すれば良いが、ソイルセメント５および富配合ソイルセメント６の性能を十分に引き出す為と排土量を減らす為には、掘削液を用いるのが望ましく、特に水を用いるのが最も望ましい。
【００５０】
なお、第１から第４の実施の形態において、先端根固め部を形成したが、本発明はこれに限定されない。支持層の状態、鋼管杭８の杭径もしくは鋼管杭８の長さによっては、先端根固め部を設けなくても良い。また、第１から第４の実施の形態において、先端根固め部における穴径を掘削穴２の中央部の穴径と同じとしたが、本発明はこれに限定されない。先端根固め部を拡翼可能な拡翼機能を有する掘削ビットで掘削し、先端根固め部の穴径を掘削穴２の中央部の穴径より大きくしても良い。具体的には、例えば、図１（６）、図３（６）、図４（４）および図５（４）に示した富配合ソイルセメント６からなる先端根固め部を形成する際に、この拡翼機能付きの掘削ビットを使用して施工する。勿論、掘削穴２の全長を、当該拡翼機能付きの掘削ビットを使用し、必要とする穴径に合わせて拡翼の要否を選択しながら掘削しても良い。
【００５１】
なお、第１から第４の実施の形態において、鋼管杭８の下端部の外周面には、先端根固め部における支持力を向上させる為の突起を複数段設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る既製杭の施工方法の第１の実施の形態を模式的に説明する断面図である。
【図２】掘削ロッド１２の先端部に備えられた、鋼管杭８の下端部を閉塞する機構を、模式的に説明する断面図である。
【図３】本発明に係る既製杭の施工方法の第２の実施の形態を模式的に説明する断面図である。
【図４】本発明に係る既製杭の施工方法の第３の実施の形態を模式的に説明する断面図である。
【図５】本発明に係る既製杭の施工方法の第４の実施の形態を模式的に説明する断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１１ 掘削ロッド
１２ 掘削ロッド（鋼管杭８の先端部を閉塞する機構付）
１２ａ 掘削ビット
１２ｂ 蓋
１２ｃ ゴムパッキン
１２ｄ ゴム風船
２ 掘削穴
３ 地盤
４ 泥土
５ ソイルセメント
６ 富配合ソイルセメント
７６ 水
８ 鋼管杭
８１ 突起
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既製杭を建て込む地盤を掘削した後、掘削された地盤中に固化材を注入し、前記注入された固化材と土砂とを攪拌して改良体を造成し、さらに、前記造成された改良体に下端部が閉塞した既製杭を建て込むことを特徴とする既製杭の施工方法。
【請求項２】
既製杭を建て込む地盤を掘削した後、掘削された地盤中に固化材を注入し、前記注入された固化材と土砂とを攪拌して改良体を造成し、さらに、前記造成された改良体に、鋼管杭の内部に配置された掘削ロッドにより下端部が閉塞した既製杭を建て込むことを特徴とする既製杭の施工方法。
【請求項１】
既製杭を建て込む地盤を掘削した後、掘削された地盤中に固化材を注入し、前記注入された固化材と土砂とを攪拌して改良体を造成し、さらに、前記造成された改良体に下端部が閉塞した既製杭を建て込むことを特徴とする既製杭の施工方法。
【請求項２】
既製杭を建て込む地盤を掘削した後、掘削された地盤中に固化材を注入し、前記注入された固化材と土砂とを攪拌して改良体を造成し、さらに、前記造成された改良体に、鋼管杭の内部に配置された掘削ロッドにより下端部が閉塞した既製杭を建て込むことを特徴とする既製杭の施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−７５３３６（Ｐ２００８−７５３３６Ａ）
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５５６９２（Ｐ２００６−２５５６９２）
【出願日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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