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1基礎工

堀川 寿和2022/03/28 11:18

基礎工

 「基礎工」からは、例年3問出題されている。内訳は、「既製杭の施工」、「場所打ち杭の施工」及び「土留め工」に関する問題から各1問出題される。

基礎工の概要

(1) 基礎工の分類

 基礎工は、次のように、直接基礎、杭基礎、ケーソン基礎、その他の特殊基礎に大別することができる。

浅い基礎

直接基礎

原地盤をそのまま利用するもの

地盤改良を行うもの(地盤改良、安定処理、軟弱地盤工法)

深い基礎

杭基礎

既製杭基礎

木杭、RC杭、PHC杭、SC杭、鋼杭

場所打ち杭基礎

機械掘削工法

オールケーシング工法

リバース工法

アースドリル工法

人力・機械掘削工法

深礎工法

ケーソン基礎

オープンケーソン

ニューマチックケーソン

設置ケーソン

特殊基礎

鋼管矢板基礎、多柱基礎、地中連続壁基礎等

 試験対策として特に重要なのは、杭基礎である。

 

(2) 土留め工

 基礎や地下構造物を施工するためには、原地盤を掘削しなければならない。掘削に伴う土砂崩壊を防ぐために、仮設構造物である土留めが用いられる。

既製杭の施工ー1

 

 既製杭工法は、あらかじめ工場で製作された杭〔既製杭〕を現場で打設する工法である。

 

(1) 既製杭工法の分類

 既製杭工法は、打込み杭工法埋込み杭工法に分類される。

 

① 打込み杭工法

 打込み杭工法は、杭打ち機を使用して既製杭を打ち込む工法である。

 打込み杭工法は、さらに、打撃工法振動工法(バイブロハンマ工法)に分類される。

1

打撃工法

打撃工法は、既製杭の杭頭部をハンマで打撃して地盤に貫入させる工法である。

2

振動工法

(バイブロハンマ工法)

振動工法(バイブロハンマ工法)は、振動機を既製杭の杭頭部に取り付けて振動とその重量で地中に貫入させる工法である。

 打込み杭工法は、いずれの工法を採用しても、騒音と振動を伴う

 

② 埋込み杭工法

 埋込み杭工法は、地盤を掘削し、そこに既製杭を沈設する工法である。

 埋込み杭工法にはいくつか種類があるが、代表的なものに中掘り杭工法及びプレボーリング杭工法がある。

1

中掘り杭工法

中掘り杭工法は、既製杭の中空部をアースオーガで掘削しながら杭を地盤に貫入させていく工法である。

2

プレボーリング杭工法

プレボーリング杭工法は、あらかじめ掘削した孔に既製杭を沈設する工法である。

 

③ 打込み杭工法と埋込み杭工法の比較

 打込み杭工法と埋込み杭工法〔中掘り杭工法及びプレボーリング杭工法〕を比較すると、次のようなことがいえる。

(a) 打込み杭工法、杭打ち機を使用するため、埋込み杭工法〔中掘り杭工法及びプレボーリング杭工法〕に比べて一般に施工時の騒音・振動が大きい

(b) 打込み杭工法、騒音・振動や打込みによる水平方向の土圧が発生するため、一般に埋込み杭工法〔中掘り杭工法及びプレボーリング杭工法〕に比べて隣接構造物に対する影響が大きい

(c) 打込み杭工法、締固め効果と相まって、埋込み杭工法〔中掘り杭工法及びプレボーリング杭工法〕に比べて杭の支持力が大きい

 

(2) 打込み杭工法

① 杭打ち機の種類と特徴

 打込み杭工法に用いられる杭打ち機は、打撃工法に用いられるもとして、ドロップハンマディーゼルハンマ油圧ハンマがあり、振動工法(バイブロハンマ工法)に用いられるものとしてバイブロハンマがある。

打撃工法

ドロップハンマ

ディーゼルハンマ

油圧ハンマ

振動工法(バイブロハンマ工法)

バイブロハンマ

 それぞれの杭打ち機の特徴は、次のとおりである。

 

(a) ドロップハンマ

 ドロップハンマは、「もんけん」と呼ばれるハンマをウインチで引上げ、自由落下させて杭を打撃する。

 ドロップハンマは、ハンマの重心が低く、杭軸と直角にあたるものでなければならない。ハンマの重量が異なっても落下高さを変えることで、同じ打撃力を得ることができる

 ハンマの重量は、杭の重量以上、あるいは杭1mあたりの重量の10倍以上が望ましい。また、ハンマの落下高さは、2m以下が望ましい。

 騒音が比較的少ないので、騒音規制法による規制の対象外となっている。

 

(b) ディーゼルハンマ

 ディーゼルハンマは、ハンマ全体がディーゼルエンジンのシリンダ(気筒)になっており、ラムと呼ばれる重錘(じゅうすい)の落下によって吸い込んだ燃料(重油)を圧縮、爆発させ、その爆発力とシリンダを介したラムの重量で杭を打撃する。ラムは反力で気筒の中を上昇し、その重量で再度落下する。このサイクルを繰り返して杭を打つ。

 地盤が固くて抵抗が大きくなるほど、リバウンド量(はね上がり量)が大きくなり、爆発力が増大するため作業能率が上がる。作業能率が悪くなるため、軟らかい地盤には適さない。

 ディーゼルハンマは、騒音・振動が最も激しい

 

(c) 油圧ハンマ

 油圧ハンマは、油圧でラムを上昇させ、これを自由落下させて杭を打撃する。

 油圧ハンマは、ハンマの構造自体が防音構造であるとともに、ラムの落下高を任意に調整できることから、打撃力を調整でき、杭打ち時の騒音を低くすることができる。また、油煙の飛散がないため、低公害である。

 

(d) バイブロハンマ

 バイブロハンマは、振動と振動機・杭の重量によって杭を地盤に貫入させる

② 杭の打込み

 打込み杭工法では、1本の杭を打ち込むときは連続して行うことを原則とする。打込み途中で一時休止すると、時間の経過とともに地盤が締まり、杭の周面摩擦力が増大して、打込みが困難になるからである。

 また、打込み杭工法で一群の杭〔群杭〕を打ち込むときは、杭群の中央部から周辺に向かって打ち進むのがよい。

 

③ 杭の打止め(支持力の確認)

 杭の打止めは、支持力が十分確保されていることを確認して判断しなければならない。

 打込み杭工法〔打撃工法及び振動工法(バイブロハンマ工法)〕では、打止め管理式などにより、簡易に支持力の確認が可能である。

 また、打込み杭工法のうち打撃工法では、杭の貫入量とリバウンド量(動的支持力)により支持力の確認が可能である。

 

Point 打撃工法では、施工時に動的支持力を確認することができる