WO2006041051A1

WO2006041051A1 - マイクロパイルおよびその構築方法

Info

Publication number: WO2006041051A1
Application number: PCT/JP2005/018681
Authority: WO
Inventors: Masahiro Takeguchi; Mitsutaka Hada; Masao Sagara; Terukatsu Sasaya; Katsunori Hirano; Etsuro Saito; Toshihisa Hatano; Kenichirou Sakamoto; Yasumi Wakabayashi; Yuuji Mishima; Setsuo Iwata
Original assignee: Fujita Corp; Public Works Research Institute; Hitachi Zosen Corp; Hitachi Shipbuilding and Engineering Co Ltd
Current assignee: Fujita Corp; National Research and Development Agency Public Works Research Institute; Kanadevia Corp
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2005-10-11
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2007-04-08
Also published as: JPWO2006041051A1; JP4617315B2; WO2006041051A8

Abstract

　支持力並びに水平抵抗力を向上させたマイクロパイルおよびその構築方法を提供する。　構造物１６と地盤中の支持層１４とを連結するためのマイクロパイル１０は、地盤に形成された掘削孔に加圧注入されて硬化したグラウトから成る杭体１８を備える。杭体１８はその下端部分が支持層１４の中を延在している。杭体１８のグラウトの中に鋼管型補強材２０及び棒鋼型補強材３０が埋設されており、それらは互いに略々同心的に配置されて杭体１８の長手方向に延在し、棒鋼型補強材３０は杭体１８の略々中心に位置している。鋼管型補強材２０は、杭体１８の上端から杭体１８の下端部分の中まで延在し、その外周面が杭体１８のグラウトで覆われている。棒鋼型補強材３０は、杭体１８の上端から杭体の下端１８まで延在し、その下端部分が鋼管型補強材２０の下端から延出して杭体１８のグラウトで覆われている。

Description

明細書

マイクロパイルおよびその構築方法

技術分野

[0001] 本発明は、マイクロパイルおよびその構築方法に関する。

背景技術

[0002] マイクロパイルとは直径 300mm以下の小径の場所打ち杭及び埋込み杭の総称であり、構造物の杭基礎の構築、既設構造物の耐震補強 (増杭工法)、地盤補強、斜面の安定ィ匕などをはじめとする数多くの用途に広く用いられている。マイクロパイルには様々な形式のものがあり、例えば下記の特許文献 1〜6に記載されているものなどがある。

特許文献 1 :特開平 10— 140583号公報

特許文献 2 :特開 2000— 027149号公報

特許文献 3：特開 2000 - 290906号公報

特許文献 4:特開 2001— 146743号公報

特許文献 5：特開 2001— 323459号公報

特許文献 6：特開 2002— 275907号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] 様々なマイクロパイルのうちでも、特に、現場で築造するマイクロパイルは、長尺の既製杭を取扱う面倒がないため、空頭制限のある既設構造物の耐震補強という用途に非常に適しているなどの利点を有する。し力しながら、その種のマイクロパイルに関して、マイクロパイルに作用する押込み力、引抜き力、及び曲げ応力に対する耐カを更に向上させることが強く求められている。これが強く求められているのは、マイクロパイルを使用する際には、多くの場合、多数のマイクロパイルを 1つの杭群として使用することから、マイクロノィルの耐カを高めれば、また特に、その支持力及び水平抵抗カを高めれば、マイクロパイルの必要本数を減少させることができ、それによつて工期の短縮並びに施工コストの低減を達成できるからである。 [0004] 本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、耐カを高め、また特に、支持力並びに水平抵抗力を向上させたマイクロパイルおよびその構築方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0005] 前記目的を達成するため、本発明に係るマイクロパイルは、構造物と地盤中の支持層とを連結するためのマイクロパイルにおいて、地盤に形成された掘削孔に加圧注入されて硬化したグラウトから成る杭体であって、少なくともその下端部分が前記支持層の中を延在して、る杭体と、前記杭体のグラウトの中に埋設されて前記杭体の長手方向に延在する互いに略々同心的な鋼管型補強材及び中心配置の棒鋼型補強材と、前記杭体の上端に設けられ、前記鋼管型補強材及び前記棒鋼型補強材が接合された、該マイクロパイルの杭頭を前記構造物に連結するための杭頭連結構造とを備え、前記鋼管型補強材は、前記杭体の上端から前記杭体の前記下端部分の中まで延在して、その外周面が前記杭体のグラウトで覆われており、前記棒鋼型補強材は、前記杭体の上端から前記杭体の下端まで延在して、その下端部分が前記鋼管型補強材の下端力延出して前記杭体のグラウトで覆われており、前記鋼管型補強材の内周面と前記棒鋼型補強材の外周面との間の空間に、前記杭体のグラウトが充填されて！ヽることを特徴とする。

[0006] また、本発明に係るマイクロパイルの構築方法は、構造物と地盤中の支持層と連結するためのマイクロパイルの構築方法にぉ、て、複数のケーシングセグメントを継ぎ足しながら地盤を掘削して、それらケーシングセグメントで構成されたケーシングを備えた掘削孔を、少なくともその下端部分が前記支持層の中を延在するようにして形成するステップと、前記掘削孔に、複数の鋼管セグメントの端部どうしを連結して構成される鋼管型補強材と、複数の棒鋼セグメントの端部どうしを連結して構成される棒鋼型補強材とを挿入するステップであって、その際に、前記鋼管型補強材及び前記棒鋼型補強材が互いに略々同心的に前記掘削孔の長手方向に延在し、前記棒鋼型補強材が中心配置され、前記鋼管型補強材が前記掘削孔の上端から前記掘削孔の前記下端部分の中まで延在し、且つ、前記棒鋼型補強材が前記掘削孔の上端から前記掘削孔の下端まで延在して、この棒鋼型補強材の下端部分が前記鋼管型補強材の下端力延出するようにする、補強材挿入ステップと、前記掘削孔にグラウトを充填するステップと、前記ケーシングを引き揚げて前記複数のケーシングセグメントのうちの少なくとも幾つかを除去することにより、前記ケーシングにより覆われていた前記掘削孔の内壁面を露出させるステップと、前記掘削孔にグラウトを加圧注入して硬化させることにより、その外周面にグラウト Z地盤接合部を有する杭体を形成するステツプと、前記杭体の上端に、前記鋼管型補強材及び前記棒鋼型補強材に接合された、該マイクロパイルの杭頭を前記構造物に連結するための杭頭連結構造を設けるステツプとを含むことを特徴とする。

発明の効果

[0007] 本発明に係るマイクロパイルは、互いに略々同心的に延在する鋼管型補強材及び棒鋼型補強材を介してマイクロパイルの長手方向の荷重が伝達され、また、鋼管型補強材の外周が加圧注入されて硬化したグラウトで覆われており、マイクロパイルの外周面の長い範囲に亘つてグラウト Z地盤接合部が形成されることから、引抜き力及び押込み力に対する大きな耐カを有し、また特に、支持力並びに水平抵抗力に優れたものとなる。そのため従来のマイクロパイルと比べて、マイクロパイルの必要本数を減少させることができ、それによつて、工期の短縮並びに施工コストの低減を達成することがでさる。

図面の簡単な説明

[0008] [図 1]図 1Aは本発明の実施例に係るマイクロパイルの縦断面図、図 1Bは図 1Aの B —B線に沿ったマイクロノィルの横断面図、図 1Cは図 1Aの C— C線に沿ったマイク口パイルの横断面図、図 1Dは図 1Aの D— D線に沿ったマイクロパイルの横断面図である。

[図 2]本発明の実施例に係るマイクロパイルの構築方法における施工手順の説明図である。

[図 3]図 3 Aは本発明に係るマイクロパイルの弓 I抜き試験における、試験用マイクロパィルを構築した地盤の層構成を示したチャートであり、図 3Bはその地盤の各層の固さを示した N値のグラフであり、図 3Cは試験用マイクロパイルの縦断面図である。

[図 4]本発明に係るマイクロノィルの引抜き試験において、マイクロパイルに載荷した引抜き力の荷重サイクルを示したグラフである。

[図 5]図 4の荷重サイクルに従って載荷した 3本の試験用マイクロパイルにおけるマイクロパイル上端の鉛直変位量と載荷した弓 I抜き力との関係を示したグラフである。

[図 6]本発明に係るマイクロパイルの弓 I抜き試験の結果に基づ!/、て算出した、夫々の引抜き力において 1本の試験用マイクロパイルに作用した軸力のグラフである。

[図 7]図 7A〜図 7Cは本発明に係るマイクロノィルの適用例を示した図である。符号の説明

[0009] 10 マイクロノイノレ

12 軟弱層

14 支持層

16 構造物

18 个几体

20 鋼管型補強材

22 岡管セグメント

30 棒鋼型補強材

32 棒岡セグメント

50 ケーシング

52 ケーシングセグ.

54 補強用スリーブ

60 掘削孔

70 マイクロノイノレ

80 マイクロノイノレ

発明を実施するための最良の形態

[0010] 以下、本発明の実施例に係るマイクロパイルおよびその構築方法について、図面を参照しつつ説明して行く。図 1A〜図 1Dに示した本発明の実施例に係るマイクロパイル 10は、軟弱層 12とその下方の支持層 14とを有する地盤中に現場で築造した、構造物 16と地盤中の支持層 14と連結するための杭である。マイクロパイル 10は、杭体 18を有しており、この杭体 18は、地盤に形成された掘削孔に加圧注入されて硬化したグラウトから成り、その下端部分が支持層 14の中を延在している。杭体 18のグラウトの中に、鋼管型補強材 20及び棒鋼型補強材 30が埋設されている。それら補強材 20、 30は、互いに略々同心的に配置されて杭体 18の長手方向に延在している。棒鋼型補強材 30は中心配置されており、即ち、マイクロパイル 10の略々中心を延在している。鋼管型補強材 20は、複数の鋼管セグメント 22の端部どうしを鋼管用継手 2 4を介して連結して構成されており、棒鋼型補強材 30は、異形棒鋼 (リブ付き棒鋼)から成る複数の棒鋼セグメント 32の端部どうしを棒鋼用力ブラ 34を介して連結して構成されている。棒鋼セグメント 32には、 4本のフープ状の鋼線を放射状に組合せて構成したセントライザ 36が取付けられており、マイクロパイル 10を構築する際には、このセントライザ 36が鋼管型補強材 20の内周面に弹性的に当接することによって、棒鋼型補強材 30が鋼管型補強材 20に対して同心的な位置に保持されるようにしてある。杭体 18の上端に、マイクロパイル 10の杭頭を構造物 16に連結するための杭頭連結構造体が設けられており、この杭頭連結構造体は、鋼製のベースプレート 40から成る。ベースプレート 40には、鋼管型補強材 20の上端が溶接されて接合されており、また、棒鋼型補強材 30の上端がナットで螺着されて接合されている。鋼管型補強材 20は、杭体 18の上端から、この杭体 18の下端部分 (既述のごとぐこの下端部分は支持層 14の中を延在して、る部分である）の中まで延在しており、その外周面が杭体 18のグラウトで覆われている。棒鋼型補強材 30は、杭体 18の上端から、この杭体 18の下端まで延在しており、その下端部分が鋼管型補強材 20の下端カも延出して杭体 18のグラウトで覆われて、る。鋼管型補強材 20の内周面と棒鋼型補強材 30 の外周面との間の空間には、杭体 18のグラウトが充填されている。更に、杭体 18の上端部分は、その外周面が補強用スリーブ 54で覆われて、この補強用スリーブ 54により補強されている。補強用スリーブ 54は、マイクロパイル 10を構築するために地盤に掘削孔を形成するとき使用したケーシング 50 (図 2A〜図 2G参照）を構成していた複数のケーシングセグメント 52のうちの、残置された 1個のケーシングセグメント 52で構成されており、その上端部分が構造物 16に埋設され、下端部分が地盤に埋設されている。尚、図面には示さなかったが、各々の鋼管セグメント 22には、その長手方向中央部の外周に、径約 10mm、長さ約 100mmの 4本の鉄筋片カその各々が鋼管セグメント 22の長手方向に延在するようにして放射状に配置されて、鋼管セグメント 2 2に溶接されており、それら 4本の鉄筋片によって、鋼管型補強材 20をケーシング 52 に対して同心的な位置に保持するためのセントライザが構成されている。

[0012] 次に、図 2A〜図 2Gを参照して、以上に説明したマイクロパイル 10を構築するための、本発明の実施例に係るマイクロノィルの構築方法について説明する。尚、図 2A 〜図 2Gにおいては、図を見易くするために、鋼管用継手 24や棒鋼用カプラ 34などをはじめとする幾つかの構成要素を図示省略した。この構築方法においては、先ず、図 2A及び図 2Bに示したように、複数のケーシングセグメント 52を継ぎ足しながら地盤を掘削して、それらケーシングセグメント 52で構成されたケーシング 50を備えた掘削孔 60を形成し、その際に、この掘削孔 60の下端部分が支持層 14の中を延在するようにする。図示例では、ケーシングセグメント 52として、外径が 9-5/8インチの鋼管を使用しており、ケーシングセグメント 52どうしを継ぎ足すには、それらの端部どうしを、鋼管用継手 (不図示)を介して取外し可能に接合する。より詳しくは、この掘削は、ボーリングマシン (不図示）を用いて行う。ボーリングマシンの削孔ロッド 62の下端に取付けた削孔ビット 64によって地盤を掘り進め、掘削孔の深さが所定深さ増すごとに、ケーシングセグメント 52を継ぎ足すようにする。尚、掘削孔 60を形成するための別の方法として、最初のケーシングセグメント 52の下端に切刃を取付けておき、ボーリングマシンでケーシング 50を回転させることによって地盤を掘り進める方法、或いは、そのようなケーシング 50による掘削とそのケーシング 50の中に揷通した削孔ロッド 6 2による掘削とを併用する方法などを用いてもよい。

[0013] ケーシング 50を備えた掘削孔 60が完成したならば、ケーシング 50内を水洗し、肖 ij 孔ロッド 60を引き揚げて抜去する。続いて、図 2Cに示したように、掘削孔 60に (即ち、ケーシング 50内に）、複数の鋼管セグメント 22の端部どうしを連結して構成される鋼管型補強材 20と、複数の棒鋼セグメント 32の端部どうしを連結して構成される棒鋼型補強材 30とを挿入する。このとき、鋼管セグメント 22の端部どうしを鋼管用継手 24 (図 1参照、図 2A〜図 2Gでは図示省略)を介して連結することによって、鋼管型補強材 20に更なる鋼管セグメント 22を継ぎ足しながら、その鋼管型補強材 20をケーシング 50の中へ挿入して行き、また、棒鋼セグメント 32の端部どうしを棒鋼用力ブラ 34 (図 1参照、図 2A〜図 2Gでは図示省略)を介して連結することによって、棒鋼型補強材 30に更なる棒鋼セグメント 32を継ぎ足しながら、その棒鋼型補強材 20をケーシング 50の中へ挿入して行く。このとき、上述した鋼管セグメント 22のセントライザ (不図示)の働きによって、鋼管型補強材 20がケーシング 50に対して同心的な位置に保持され、また、棒鋼セグメント 32のセントライザ 36 (図 1参照、図 2A〜図 2Gでは図示省略)の働きによって、棒鋼型補強材 30が鋼管型補強材 20に対して同心的な位置に保持される。

[0014] 更に、補強材 20、 30をケーシング 50内へ挿入するこの工程においては、図 2Cに示したように、互いに同心的な鋼管型補強材 20及び棒鋼型補強材 30が掘削孔 60 の長手方向に延在し、また、棒鋼型補強材 30が、掘削孔 60に対して (従って、マイク口パイル 10に対して）中心配置されるようにすると共に、鋼管型補強材 20が、掘削孔 60の上端から、支持層 14の中を延在して、る掘削孔 60の下端部分の中まで延在するようにし、また更に、棒鋼型補強材 30が、掘削孔 60の上端から、掘削孔 60の下端まで延在して、この棒鋼型補強材 30の下端部分が、鋼管型補強材 20の下端カも延出するようにする。図示例では、ケーシング 50の内径を 220mmとし、鋼管型補強材 2 0の最大外径部分である鋼管用継手 24の外径を 195mmとしており、そのため、ケーシング 50の内周面と鋼管型補強材 20の外周面との間に、図 1Bに示したように、環状の隙間 66が確保される（図 1Bでは、ケーシングセグメント 52の内周面と鋼管セグメント 22との間の隙間として示されて!/ヽる）。

[0015] 次に、図 2Dに示したように、ケーシング 50内にグラウトを注入して、掘削孔 60にグラウトを充填する。尚、掘削孔 60にグラウトを充填するステップは、掘削孔 60に補強材 20、 30を挿入するステップに先行して実行するようにしてもよい。グラウトを注入するには、ケーシング 50内に水を満たし、そのケーシング 50の中に上方からトレミー管 (不図示）を挿入し、そのトレミー管の下端の吐出口をケーシング 50の下端の近傍に位置付けた上で、その吐出ロカもグラウトを吐出させて、ケーシング 50内の水をダラゥトで置換する。そして、掘削孔 60の上端の口元力もオーバーフローしてくるグラウトの比重が、トレミー管を介して注入しているグラウトの比重と同じになったならば、それによって置換が完了したことが分かる。 [0016] 次に、ケーシング 50を引き揚げて、複数のケーシングセグメント 52のうちの少なくとも幾つかを除去することによって、それまでケーシング 50により覆われていた掘削孔 60の内壁面を露出させる（図 2E)。このとき、掘削孔 60の上端部分に 1つまたは幾つかのケーシングセグメント 52を掘削孔 60の上端部分に残置して、その残置したケーシングセグメントによって補強用スリーブ 54を構成する。この補強用スリーブ 54は、マイク口パイル 10が完成した後にこの補強用スリーブ 54の上端部分を構造物 16に埋設し、下端部分を地盤に埋設することによって、マイクロパイル 10の水平抵抗力を増大させるものである。尚、補強用スリーブ 54の別構成例として、全てのケーシングセグメント 52を引き抜いて除去した後に、別に用意したスリーブ部材を杭体 18の上端に嵌合して補強用スリーブとするようにしてもよい。また、補強用スリーブ 54の長さは、杭の特性値である j8値に応じて適宜定めればよい。

[0017] 次に、掘削孔 60に更なるグラウトを加圧注入して硬化させることにより、その外周面にグラウト Z地盤接合部を有する杭体 18を形成する（図 2F)。このグラウト Z地盤接合部は、マイクロパイル 10の外周面の全長のうち、補強用スリーブ 54で覆われた部分だけを除いた、長い範囲に亘つて形成される。また、グラウトの加圧注入の際に、注入されるグラウトの一部が周辺地盤へ浸透することによって、周辺地盤も強化される。掘削孔 60へのグラウトの加圧注入を行う手順としては、ケーシング 50を構成して V、た複数のケーシングセグメント 52のうち、残置するケーシングセグメントを除ヽた残り全てのケーシングセグメントを除去した後に、掘削孔 60へのグラウトの加圧注入を 1 回の作業で行うようにしてもよぐ或いは、ケーシングセグメント 52を 1個除去するごとに掘削孔 60へのグラウトの加圧注入を反復して実行するようにしてもょ、。

[0018] 次に、鋼管型補強材 20の上端に鋼製のベースプレート 40を溶接して接合し、また、このベースプレート 40に、棒鋼型補強材 30の上端をナットで螺着して接合する（図 2G)。これによつて、杭体 18の上端に、鋼管型補強材 20及び棒鋼型補強材 30に接合された、マイクロパイル 10の杭頭を構造物 16 (図 1参照）に連結するための杭頭連結構造が設けられる。以上でマイクロパイル 10が完成し、この後、補強用スリーブ 54 の周囲の土砂の埋め戻しを行うことで、補強用スリーブ 54の下端部分を地盤に埋設し、また、補強用スリーブ 54の上端部分を埋設するようにして構造物 16のフーチングを構築する。

[0019] マイクロパイル 10は以上のように構成されているため、互いに略々同心的に延在する鋼管型補強材 20及び棒鋼型補強材 30を介してマイクロパイル 10の長手方向の荷重が伝達され、また、マイクロノィル 10の外周面の長い範囲に亘つてグラウト Z地盤接合部が形成されることから、引抜き力及び押込み力に対する大きな耐カを有する。また、鋼管型補強材 20の内周面と中心配置した棒鋼型補強材 30の外周面との間の空間にグラウトが充填されている構造は、マイクロパイル 10に作用する曲げ荷重及び剪断荷重に対する大きな耐カを有しており、加えて補強用スリーブ 54を必要長設置することで、マイクロパイル 10は大きな水平抵抗力を発揮することができる。そのため従来のマイクロパイルと比べて、マイクロパイルの必要本数を減少させることができ、それによつて、工期の短縮並びに施工コストの低減を達成することができる。本発明に係るマイクロパイルのこれら優れた利点を明らかにするために、以下に、具体例のマイクロパイルを試験して得られたデータを示す。

[0020] 具体例

図 3Cに示した試験用マイクロパイル 70を試験ヤードに構築し、載荷試験装置を用 V、て杭軸上の鉛直一方向の引抜き試験を実施した。マイクロパイル 70の構築に先立ち、コアボーリングを行って試験ヤードの地盤のサンプルを採取した。サンプルから判明した地盤の層構成は、図 3Aのチャートに示したように、地表から深度 2.9mまでが埋土層であり、以下、深度 2.9m力 4.0mまでがローム層、深度 4.0m力 6.2mまでが細砂層、深度 6.2mから 7.7mまでが粘土層、深度 7.7mから 8.8mまでが第 2の細砂層、深度 8.8mから 10.5mまでがシルト層、そして深度 10.5m力先が第 3の細砂層であつた。

[0021] 地盤の各層の固さを知るために、サンプルに対して N値の計測を行い、図 3Bのグラフに示した結果を得た。このグラフにおいて、縦軸は地表からの深度を表し、横軸は N値を表す。グラフから明らかなように、地表の埋土層から、深度 10.5mに達するシルト層までは、 N値が 10またはそれ以下の軟弱層 12を構成しており、深度 10.5mから先の第 3の細砂層は、 N値が 30以上の支持層 14を構成して、る。

[0022] 図 3Cに試験用マイクロパイル 70の縦断面図を示した。マイクロパイル 70を構築するために用いるケーシングの外径は 244.5mmとした。従って、マイクロパイル 70の外径は、このケーシングの外径に、グラウトを加圧注入することによって発生する径方向膨張分が加わった値となった。また、地盤の層構成に合わせて、マイクロパイル 70の全長を 15,500mmに定め、その上端部分の約 500mmの部分が地表上に突出し、中間部分の約 10,000mmの部分が軟弱層 12の中を延在し、下端部分の約 5,000mmの部分が支持層 14の中を延在するようにした。鋼管型補強材 20は、マイクロノィル 70の上端からマイクロパイル 70の下端の手前 2,000mmの位置まで延在するようにした。棒鋼型補強材 30は、マイクロパイル 70の上端から下端まで延在するようにした。更に、棒鋼型補強材 30に作用する軸方向荷重を計測するために、棒鋼型補強材 30の外面の様々に異なった高さに、 9組のひずみゲージ S1〜S9を貼付した。それらひずみゲージ S1〜S9の貼付位置は図 3Cに記した通りである。尚、同図に示した貼付位置の基準である地表面 GLは、マイクロパイル 70の構築位置における地表面であって、原状地盤の地表面より 0.5m低、位置にある。

引抜き試験においては、載荷試験装置により、マイクロパイル 70の上端に鉛直方向の引抜き力を載荷し、その際に、載荷する引抜き力を図 4のグラフに示した載荷サイタルで変化させた。図示のごとぐこの載荷サイクルは合計 5回の載荷期間から成り、第 1回〜第 4回の載荷期間の各々は約 1時間の長さとし、第 5回の載荷期間は約 2 時間の長さとした。第 1回載荷期間においては、前半約 30分間は引抜き力を 180.2kN に維持し、後半約 30分間は 359.5kNに維持した。第 2回載荷期間においては、前半約 30分間は引抜き力を 538.9kNに維持し、後半約 30分間は 726.1kNに維持した。第 3 回載荷期間においては、前半約 30分間は引抜き力を 902.0kNに維持し、後半約 30分間は 1080.5kNに維持した。第 4回載荷期間においては、前半約 30分間は引抜き力を 1259.8kNに維持し、後半約 30分間は 1454.8kNに維持した。第 5回載荷期間においては、最初の約 30分間は引抜き力を 1626.4kNに維持し、次の約 30分間は 1799.7kN に維持し、 3番目の約 30分間は 1977.3kNに維持し、最後の約 30分間は 2156.7kNに維持した。従って、引抜き力を一定に維持した期間が合計 12回あり、それら期間の各々にお、て棒鋼型補強材 30に貼付した 9組のひずみゲージ S1〜S9による計測値の読み取りを行った。また、各々の読取時に、マイクロパイル 70の上端が最初の位置からどれほど上昇して、るかを計測した。

[0024] 以上の引抜き試験を、 3本の試験用マイクロパイルに対して実行した。その結果を示したのが図 5のグラフである。このグラフにおいて、横軸は試験用マイクロパイルの上端の上昇量 (鉛直変位量)を表し、縦軸は載荷した鉛直引抜き力を表す。グラフから明らかなように、 3本の試験用マイクロノィルは、引抜き力に対する耐力が 1500kN を超えており、この耐力の値は、 N値が 30以上の支持層の中を延在する部分が約 5,0 00mmのマイクロパイルにとって、非常に大きな値であると認められる。

[0025] 更に、ひずみゲージの読取値に基づいて、夫々の引抜き力において 1本の試験用マイクロパイル 70に作用していた軸力を算出した。その結果を示したの力図 6のグラフである。このグラフは、棒鋼型補強材 30に貼付したひずみゲージ S1〜S 9の読取値に基づいて算出した軸力を示しており、このグラフから分力るように、マイクロパィル 70に作用する軸力は、深度 10.5mより浅、軟弱層 12の中を延在して、る部分においても、下の方ほど軸力が減少しており、従って、マイクロパイル 70に対しては、軟弱層 12においても十分に有効な周面摩擦力が作用していたことが分力る。

産業上の利用可能性

[0026] 図 7A〜図 7Cは、本発明に係るマイクロパイル 80の適用例を示した図である。本発明に係るマイクロパイルは、例えば、橋脚のフーチング 82と支持層とを連結するための支持杭として使用することもでき（図 7A)、橋台のフーチング 84を固定するための杭として使用することもでき（図 7B)、また更に、支持杭 88で支持されている既設の橋脚の基礎 86を補強するために、新設するフーチング拡張部 90と併せて使用することも可能である（図 7C)。

Claims

請求の範囲

[1] 構造物と地盤中の支持層とを連結するためのマイクロパイルにおいて、

地盤に形成された掘削孔に加圧注入されて硬化したグラウトから成る杭体であって、少なくともその下端部分が前記支持層の中を延在している杭体と、

前記杭体のグラウトの中に埋設されて前記杭体の長手方向に延在する互いに略々同心的な鋼管型補強材及び中心配置の棒鋼型補強材と、

前記杭体の上端に設けられ、前記鋼管型補強材及び前記棒鋼型補強材が接合された、該マイクロパイルの杭頭を前記構造物に連結するための杭頭連結構造とを備え、

前記鋼管型補強材は、前記杭体の上端から前記杭体の前記下端部分の中まで延在して、その外周面が前記杭体のグラウトで覆われており、

前記棒鋼型補強材は、前記杭体の上端から前記杭体の下端まで延在して、その下端部分が前記鋼管型補強材の下端力延出して前記杭体のグラウトで覆われており前記鋼管型補強材の内周面と前記棒鋼型補強材の外周面との間の空間に、前記杭体のグラウトが充填されている、

ことを特徴とするマイクロパイル。

[2] 前記杭体の上端部分の外周面を覆って前記杭体の上端部分を補強する補強用スリーブを備えており、該補強用スリーブの上端部分が前記構造物に埋設され下端部分が地盤に埋設されていることを特徴とする請求項 1記載のマイクロパイル。

[3] 前記補強用スリーブは、前記掘削孔を形成するために使用されたケーシングを構成していた複数のケーシングセグメントのうちの、残置された少なくとも 1個のケーシングセグメントにより構成されていることを特徴とする請求項 2記載のマイクロノィル。

[4] 前記鋼管型補強材は複数の鋼管セグメントの端部どうしを連結して構成されており、前記棒鋼型補強材は複数の棒鋼セグメントの端部どうしを連結して構成されて、ることを特徴とする請求項 1記載のマイクロパイル。

[5] 構造物と地盤中の支持層と連結するためのマイクロパイルの構築方法にぉ、て、複数のケーシングセグメントを継ぎ足しながら地盤を掘削して、それらケーシングセグメントで構成されたケーシングを備えた掘削孔を、少なくともその下端部分が前記支持層の中を延在するようにして形成するステップと、

前記掘削孔に、複数の鋼管セグメントの端部どうしを連結して構成される鋼管型補強材と、複数の棒鋼セグメントの端部どうしを連結して構成される棒鋼型補強材とを挿入するステップであって、その際に、前記鋼管型補強材及び前記棒鋼型補強材が互いに略々同心的に前記掘削孔の長手方向に延在し、前記棒鋼型補強材が中心配置され、前記鋼管型補強材が前記掘削孔の上端から前記掘削孔の前記下端部分の中まで延在し、且つ、前記棒鋼型補強材が前記掘削孔の上端から前記掘削孔の下端まで延在して、この棒鋼型補強材の下端部分が前記鋼管型補強材の下端から延出するようにする、補強材挿入ステップと、

前記掘削孔にグラウトを充填するステップと、

前記ケーシングを引き揚げて前記複数のケーシングセグメントのうちの少なくとも幾つかを除去することにより、前記ケーシングにより覆われていた前記掘削孔の内壁面を露出させるステップと、

前記掘削孔にグラウトを加圧注入して硬化させることにより、その外周面にグラウト

Z地盤接合部を有する杭体を形成するステップと、

前記杭体の上端に、前記鋼管型補強材及び前記棒鋼型補強材に接合された、該マイクロパイルの杭頭を前記構造物に連結するための杭頭連結構造を設けるステツプと、

を含むことを特徴とするマイクロパイルの構築方法。

[6] 前記杭体の上端部分の外周面を覆って前記杭体の上端部分を補強する補強用スリーブを前記杭体の上端部分に設け、該補強用スリーブの上端部分を前記構造物に埋設し下端部分を地盤に埋設することを特徴とする請求項 5記載のマイクロパイルの構築方法。

[7] 前記ケーシングを引き揚げて前記複数のケーシングセグメントのうちの少なくとも幾つかを除去する際に、それら複数のケーシングセグメントのうちの少なくとも 1個のケ一シングセグメントを前記掘削孔の上端部分に残置し、その残置したケーシングセグメントで前記補強用スリーブを構成することを特徴とする請求項 6記載のマイクロパイルの構築方法。

[8] 前記複数のケーシングセグメントのうち残置すべきケーシングセグメントを除!ヽた全てのケーシングセグメントを除去した後に、前記掘削孔へのグラウトの加圧注入を 1回の作業で行うことを特徴とする請求項 5記載のマイクロパイルの構築方法。

[9] 前記複数のケーシングセグメントを 1個除去するごとに、前記掘削孔へのグラウトの加圧注入を反復して実行することを特徴とする請求項 5記載のマイクロパイルの構築方法。