本工事では、掘削沈設時の杭の周面摩擦力を低減するため、フリクションカッターを取り付けていたが、施工地盤に中間層として砂礫層があり、中間層の打ち抜き時にフリクションカッターが変形した。そのため、摩擦低減機能を適切に発揮できず、杭中空部への掘削土砂の取り込みもスムーズに行えなくなった。さらに、中間砂礫層の下には硬質粘土層が存在していたこともあって、杭と周面地盤との摩擦力が増大したため、沈設不能になったものと推察された。

フリクションカッターは、周面摩擦力をできるだけ低下させず、打設完了後、設計上必要な周面摩擦力を確保するため、厚さを必要最小限とすることとなっている。このため、硬質地盤を打ち抜く必要がある杭では、フリクションカッターが剛性不足になり、破損や変形を起こしてしまう可能性がある。剛性不足を補うためには、フリクションカッターの厚さを大きくする方法も考えられたが、杭基礎施工便覧では、杭径800～1000mmの標準値として厚さ12mm以下との規定¹⁾があり、厚さを大きくする対応策は採用が難しいと判断した。

そこで杭の再施工に際して、フリクションカッターの内側に６箇所、補強金具(図2:SS400、寸法100×80×150mm)を取付け、剛性を向上させて施工を行ったところ、順調に杭の掘削・沈設を行うことができた。その後の杭の施工においても、同様の対策を実施することで、杭が沈設不能になることはなかった。

本工事例のように中間層を有する場合等で、掘削沈下が困難になることが予想される地盤での施工に際しては、フリクションカッターの補強は有効な対策であると考えられる。採用にあたっては、杭の支持力への影響が無いか検討し、事前に発注者や工事監理者などに了承を得たうえで施工する必要がある。

図1　土質柱状図および杭仕様

図2　フリクションカッター補強図