JP4601525B2 - 木杭の埋設工法 - Google Patents

Description

この発明は、木杭の埋設工法に関し、さらに詳細には、木杭の難点を解消しつつ、施工性の改善を図った杭基礎技術に関する。

人工林では、樹木をより大きく育てるために質の良い木を選び、残りの木を間引きする間伐が行われている。間伐をしないと、狭い場所に多くの樹木が育つことになり、その結果、細くてひ弱な木ばかりになってしまうからである。また、風雨で倒れやすくなるほか、太陽光が地面に届かないために地面に下草が生えず、雨で土が流され、土中の栄養分も減少してしまう。

間伐をするには、当然のことながら伐採や搬出にコストがかかり、近年、木材価格の下落に伴ってコストが販売価格を上回り、国内の林業は「切れば切るほど赤字」という状態に陥っている。こうしたことから、「間伐材を使うことが森林の整備につながる」と間伐材の利用を促進する動きが活発になっている。

ところで、木を利用した土木資材として、従来から木製の杭、すなわち木杭が知られている。木杭は、コンクリート杭の普及に伴い、現在では使用数が減少しているが、製造が簡単で、コストが低い等の利点を持つことから、大きな支持力を要求されない低層建物の杭基礎には、依然として有効である。このような低層建物の杭基礎として、間伐材を利用した木杭を使用すれば、その有効利用を図ることができる。

しかしながら、木杭を使用する場合には、常にその全長が地下水位以下に埋設されるようにしなければならない。木杭が地下水位以上にあると、細菌や微生物の発生等により容易に腐蝕し、支持力が失われるからである。したがって、地下水位が低い場合は、スラブやフーチングなど基礎を地中深く設置しなければならない。

特許文献１には、木杭を埋設するにあたり、地下水位の支配を受けることがないようにした方法が開示されている。この技術は、地盤を掘削して掘削土砂とセメント系固化材料とを攪拌・混合して地盤中に固結体を造成した後、その硬化前に固結体中に木杭を打ち込み、木杭をその全長に亘って固結体で被覆する工法である。この技術によれば、セメント系固化材料が高いアルカリ性を示すことから、微生物や細菌等に対する防蝕効果が高く、地下水のレベル如何に拘わらず木杭の支持力を維持することができる。

しかしながら、同文献に記載の技術では、地盤を掘削してセメント系固化材料による固化体を造成する工程と、木杭を打ち込む工程とが別工程であることから、施工時間が長くなるだけでなく、施工コストも高価なものとなる。
特公平８−６３１８号公報

この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、地下水のレベル如何に拘わらず腐蝕を防止することができ、しかも施工を短時間で、かつ低コストで実施することができる木杭の埋設工法を提供することにある。

この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、周面に螺旋が形成された木杭を地盤に埋設する工法であって、
地上部の杭心位置周囲にアルカリ性充填材料を置き、
木杭を前記螺旋の巻き方向とは逆方向に回転圧入することにより、前記充填材料を杭体周囲の地盤中に引き込みながら埋設することを特徴とする木杭の埋設工法にある。前記充填材料としては、セメント系固化材料又は鉄鋼スラグを使用することができる。

ここに、螺旋の巻き方向とは、木杭を地盤中に回転圧入するとき、木杭が地盤中に進入するのを螺旋が助長するように作用する回転方向のことである。したがって、この発明では螺旋の巻き方向とは逆方向に木杭を回転させるのであるから、螺旋は木杭の地盤への進入を妨げるように作用し、木杭はもっぱら圧入力により地盤中に進入させられる。その一方、地上部の杭心位置周囲に置いた充填材料は、螺旋の巻き方向とは逆方向の回転により、木杭の圧入に伴ってその周囲の地盤中に引き込まれることとなる。

螺旋としては、木杭の周面を削って螺旋溝とすることができる。また、鋼材等の金属材料からなる螺旋突条を木杭の周面に固定する構造とすることもできる。

この発明によれば、地盤中に埋設された木杭は、アルカリ性充填材料で被覆されるので、微生物や細菌等による腐蝕を防止することができ、地下水のレベル如何に拘わらず木杭の支持力を維持することができる。そして、防蝕のためのアルカリ性充填材料は、木杭を回転圧入しながら地盤中に引き込むので、木杭の埋設と同時にアルカリ性充填材料層を形成することができる。したがって、施工を短時間で行うことができ、施工コストを安価なものとすることができる。

この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明による木杭の実施形態を示す平面図である。木杭１は、スギ、ヒノキ、カラマツなどの間伐材で作られ、その有効利用がなされている。この木杭１は、主として、軟弱地盤上に建てられる戸建て住宅などの低層建物の杭として利用され、したがって、直径は０．２ｍ以下の細い杭であり、長さも１０ｍ程度である。

木杭の先端部にはテーパ状の先鋭部２が形成され、この先鋭部２と杭頭部３との間の周面には螺旋溝４が形成されている。この螺旋溝４の幅、深さ及びピッチ等は、木杭とともに地盤中に充填される後述するアルカリ性充填材料の種類、充填量を勘案して適宜決定される。

図２は、上記木杭１の埋設工法の実施形態を示す施工手順図である。同図（ａ）に示すように、木杭１を杭心位置にセットし、図示しない回転圧入装置により杭頭部３を把持して、地盤中に回転圧入する。その際、地上部の杭心位置の周囲には、ホッパ５に収容したアルカリ性充填材料６を堆積させておく。アルカリ性充填材料６としては、セメント、セメントミルク、モルタル、ドライモルタル等のセメント系固化材料、あるいは鉄鋼スラグなどを用いることができる。

木杭１の回転方向は、螺旋溝４の巻き方向とは逆方向であり、これにより、図２（ｂ），（ｃ）に示すように、木杭１の逆転圧入に伴ってアルカリ性充填材料６が木杭１の周囲の地盤中に引き込まれる。図２（ｄ）は、埋設が完了した状態を示し、木杭１の周囲の地盤中にはアルカリ性充填材料６による層が形成される。

上記のような地盤に埋設された木杭１は、埋設部分全体がアルカリ性充填材料で被覆されるので、微生物や細菌等による腐蝕を防止することができ、地下水のレベル如何に拘わらず木杭の支持力を維持することができる。そして、この防蝕のためのアルカリ性充填材料６は、木杭１を回転圧入しながら地盤中に引き込まれるので、木杭１の埋設と同時にアルカリ性充填材料層を形成することができる。したがって、施工を短時間で行うことができ、施工コストを安価なものとすることができる。

また、アルカリ性充填材料６としてセメント系固化材料を用いた場合には、木杭を芯材とする円柱形の固化体が形成され、木杭単体よりも大きな支持力を期待することができる。他方、アルカリ性充填材料６として鉄鋼スラグを用いた場合には、膨張性を有することから、周面摩擦力を向上させることができる。さらに、木杭は螺旋溝の巻き方向とは逆方向に回転させながら地盤に圧入されるので、無排土施工を行えるだけでなく、木杭周囲の地盤が締め固められ、杭支持力を向上させることができる。

なお、木杭の材料としては間伐材を使用することが、その有効利用の観点から望ましいのであるが、この発明はこれに限定されるものではなく、主伐材を使用する態様もこの発明に包含されることはいうまでもない。

木杭の実施形態を示す平面図である。 木杭の埋設工法の実施形態を示す施工手順図である。

符号の説明

１ 木杭
２ 先鋭部
３ 杭頭部
４ 螺旋溝
５ ホッパ
６ アルカリ性充填材料

Claims (2)

1. 周面に螺旋が形成された木杭を地盤に埋設する工法であって、
   地上部の杭心位置周囲にアルカリ性充填材料を置き、
   木杭を前記螺旋の巻き方向とは逆方向に回転圧入することにより、前記充填材料を杭周囲の地盤中に引き込みながら埋設することを特徴とする木杭の埋設工法。
2. 前記充填材料はセメント系固化材料又は鉄鋼スラグであることを特徴とする請求項１記載の木杭の埋設工法。

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