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現場の失敗と対策 このコンテンツは現場で働く皆さんの参考としていただきたくよう、実際の施工にあたっての失敗事例と対策を記載したものです。土工事、コンクリート工事、基礎工事の3分野を対象として事例を順次掲載していきますので参考にしてください。

基礎工事3)既製杭

既製杭中堀り根固め工法における
根固め施工不良

2013/10/21

工事の概要とトラブルの内容

図-1 土質柱状図図-1 土質柱状図

水処理場を築造する工事で、中堀り根固め工法(セメントミルク噴出攪拌方式)によるPHC杭を施工した。杭の仕様はφ600、L=29m(掘削長:31m)である。施工地盤は、支持層(砂:N≧50)に達するまでは軟弱な沖積シルト層と沖積砂層の下にN値10程度のやや硬質のシルト層が4m、N値20程度の砂層が3m存在した。地下水位は杭の施工基面-3mであった(図-1)。

杭工事完了後、やっとこを引き抜き、測定棒で杭頭高を確認したところ、約1m下がっていることが分かった。また、当該杭の根固め部の品質を養生後のコアボーリングにおいて確認したところ、セメント固結土のコアは杭中間部からは採取されたが、杭先端部からコア採取が出来なかった。

原因と対処方法

図-2 スパイラルオーガの急激な引き上げによるボイリングの発生図-2 スパイラルオーガの急激な引き上げによるボイリングの発生

杭が沈下し、且つ根固め部の品質が不良であった原因としては、以下の2点が考えられた。

  • ①中堀り圧入時に、土が硬く杭がスムーズに貫入しなかったため、過大な排土を行ったことで、杭先端付近の地盤が緩められた。
  • ②オーガー引上げ時に生じた負圧によってボイリングが生じ、中空部に浸透水とともに土砂が流入し、地盤が緩むとともに、注入されたモルタルが先端部にいきわたらなかった(図-2)。

当該の杭については、支持力が不足しているものと判断し、両側に新たに杭を増打ちし、補強を行った。

同様の失敗をしないための事前検討・準備、施工時の留意事項等

根固め部の品質不良の事例としては、以下のような場合がある。

  • a)支持地盤が砂礫や砂の場合で、施工管理が適切でなかったために杭の先端部でボイリングが発生した場合(上記の事例)。
  • b)根固め液を吐出するタイミングがずれ、掘削装置先端部からのセメントミルクの吐出が根固め部ではなく、装置先端部が杭中空部に引き上げられた後になってしまった場合。
  • c)支持層の上部が洪積粘性土の場合等で、掘削土が塊状に根固め箇所に残り、セメントミルクの攪拌混合が不十分で根固めモルタルが品質不良となった場合。
  • d)支持層が砂礫層で、地下水の流れによりセメントミルクが流出してしまった場合。

各々の対策、施工時の留意事項は以下が考えられる。

  • a)排土が過大にならないようにするとともに、オーガーを引抜く際に杭先端が負圧にならないようにオーガーを逆転してゆっくり行う。また、注水しながら引き上げることでボイリングを防止することもできる。
  • b),c)沈設する杭長と根固め深さを確認し、ロッドの所定位置にマーキングして、セメントミルクの噴出範囲を明確にする。セメントミルクの噴出にあたっては、ロッドの回転数、引上げ速度(球根部、杭内部)、噴出量、噴出圧および噴出のタイミングを適切に管理する。
  • d)セメントミルクに増粘材を添加するなど、地下水の流れによりセメントミルクの流出が起きないような対策を講じる。それでも効果が無い場合は工法変更が必要である。

なお、地下水の流向や流速調査の方法としては、ボーリング孔(φ50~100mm)を利用して、単孔式加熱型流向流速計(外径φ34~40mm)で測定する方法等がある。

「現場の失敗と対策」編集委員会

編集委員会では、現場で起こりうる失敗をわかりやすく体系的に理解できるよう事例の形で解説しています。みなさんの経験やご意見をお聞かせください。

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