特許 6535862 杭の施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6535862

(24)【登録日】2019年6月14日

(45)【発行日】2019年7月3日

(54)【発明の名称】杭の施工方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 7/26 20060101AFI20190625BHJP

   E02D 7/24 20060101ALI20190625BHJP

   E02D 7/18 20060101ALI20190625BHJP

【ＦＩ】

   E02D7/26

   E02D7/24

   E02D7/18

【請求項の数】6

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2018-182791(P2018-182791)

(22)【出願日】2018年9月27日

(65)【公開番号】特開2019-65692(P2019-65692A)

(43)【公開日】2019年4月25日

【審査請求日】2018年12月6日

(31)【優先権主張番号】特願2017-188652(P2017-188652)

(32)【優先日】2017年9月28日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】391002122

【氏名又は名称】調和工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095267

【弁理士】

【氏名又は名称】小島 高城郎

(74)【代理人】

【識別番号】100124176

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 典子

(72)【発明者】

【氏名】高橋 洋敬

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 勇吉

(72)【発明者】

【氏名】北村 卓也

(72)【発明者】

【氏名】横山 博康

(72)【発明者】

【氏名】加藤 努

(72)【発明者】

【氏名】大森 貴光

(72)【発明者】

【氏名】森安 俊介

(72)【発明者】

【氏名】永尾 直也

(72)【発明者】

【氏名】武野 正和

(72)【発明者】

【氏名】久保田 一男

【審査官】 佐々木 創太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２７０１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１４３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２２４０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ ７／００−１３／１０

Ｅ０２Ｄ ５／２２− ５／８０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

杭の先端近傍に取り付けられた複数の噴射ノズルと、前記杭の上端に取り付けられたバイブロハンマとを用いて前記杭を地盤に打ち込むための杭の施工方法において、
前記バイブロハンマによる振動を与えかつ前記噴射ノズルから水を噴射しながら前記杭を打止め深度まで打ち込む打設工程と、
前記打設工程の後、前記打設工程により緩められた周辺地盤に流動性固化材を注入することにより杭周面に周面グラウトを形成するべく、前記バイブロハンマによる振動を与えながら前記杭と共に前記噴射ノズルを周面グラウト上端深度まで引上げかつ前記周面グラウト上端深度から降下させ、少なくとも前記周面グラウト上端深度からの降下時に前記噴射ノズルから流動性固化材を注入する周面グラウト処理工程とを有することを特徴とする杭の施工方法。

【請求項2】

前記周面グラウト処理工程において周面グラウト用の流動性固化材を注入し、かつ、
前記打設工程の後であって前記周面グラウト処理工程の前又は後に、前記バイブロハンマによる振動を与えながら前記杭と共に前記噴射ノズルを前記打止め深度と根固めグラウト上端深度との間で引上げかつ降下させ、前記噴射ノズルから根固めグラウト用の流動性固化材を注入する根固めグラウト処理工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の杭の施工方法。

【請求項3】

前記複数の噴射ノズルが、前記杭の先端に対し相対的に近い位置にある複数の第１の噴射ノズルと、相対的に遠い位置にある複数の第２の噴射ノズルとから構成され、
前記周面グラウト処理工程において、前記バイブロハンマによる振動を与えかつ前記杭と共に前記第２の噴射ノズルを周面グラウト上端深度まで引上げかつ前記周面グラウト上端深度から降下させ、少なくとも前記周面グラウト上端深度からの降下時に前記第２の噴射ノズルから周面グラウト用の流動性固化材を注入し、かつ、
前記打設工程の後であって前記周面グラウト処理工程の前又は後に、前記バイブロハンマによる振動を与えながら前記杭と共に前記第１の噴射ノズルを前記打止め深度と根固めグラウト上端深度との間で引上げかつ降下させ、前記第１の噴射ノズルから根固めグラウト用の流動性固化材を注入する根固めグラウト処理工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の杭の施工方法。

【請求項4】

前記複数の噴射ノズルが、前記杭の先端に対し相対的に近い位置にある複数の第１の噴射ノズルと、相対的に遠い位置にある複数の第２の噴射ノズルとから構成され、
前記周面グラウト処理工程において、前記バイブロハンマによる振動を与えかつ前記杭と共に前記第２の噴射ノズルを周面グラウト上端深度まで引上げかつ前記周面グラウト上端深度から降下させ、少なくとも前記周面グラウト上端深度からの降下時に前記第２の噴射ノズルから周面グラウト用の流動性固化材を注入し、かつ、
前記周面グラウト処理工程と並行して、前記第１の噴射ノズルから根固めグラウト用の流動性固化材を注入する根固めグラウト処理工程を行うことを特徴とする請求項１に記載の杭の施工方法。

【請求項5】

前記第１の噴射ノズルと前記第２の噴射ノズルの間の距離が、前記打止め深度と前記根固めグラウト上端深度との間の距離以下であることを特徴とする請求項３又は４に記載の杭の施工方法。

【請求項6】

前記流動性固化材がセメントミルクであって、周面グラウト用のセメントミルクの水セメント比が、根固めグラウト用のセメントミルクの水セメント比よりも大きいことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の杭の施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、硬質地盤に杭を打ち込むための杭の施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

硬質地盤に杭を打ち込む方法としては、ウォータージェット併用バイブロハンマ工法（以下、「ＪＶ工法」と称する）がある。ＪＶ工法は、バイブロハンマによる振動を杭に与えつつ、杭先端に取り付けた複数の噴射ノズルから高圧の水（以下、「水」は、真水又は海水のいずれの場合も含む）を噴射して地盤を緩め又は切削し、さらに礫塊等の障害物を移動させることにより、バイブロハンマと杭本体の自重により杭を打ち込む工法である（例えば、特許文献１）。

【0003】

しかしながら、従来のＪＶ工法では、高圧の水の噴射とバイブロハンマの振動により、杭の周辺地盤が緩められ、杭の支持力が低下してしまう場合がある。ＪＶ工法において杭の支持力を高めるには、杭先端及び／又は杭周辺にセメントミルク等の流動性固化材を注入することにより、杭先端に根固めグラウト（根固め球根）を形成したり、杭周面に周面グラウトを形成したりする方法が従来から用いられてきた。

【0004】

例えば、特許文献２では、ＪＶ工法により、予定の周面グラウトの上端深度まで鋼管杭を打込み、周面グラウトの上端深度に到達した後は、水に替えて流動性固化材を噴射しながらバイブロハンマで鋼管杭を予定の打止め深度まで打ち込むことにより、杭打設と周面グラウト処理を同時に行う工法が開示されている。

【0005】

また、特許文献３では、ＪＶ工法により、予定の打止め深度まで鋼杭を打設した後、必要とされる根固めグラウトの上端深度まで鋼杭を引上げながら流動性固化材を注入し、次に流動性固化材を注入しながら再度鋼杭を定着深度まで打ち込むことにより杭先端に根固めグラウトを形成し、さらに必要に応じて、噴射ノズルを鋼杭から脱離させ引き上げながら流動性固化材を杭周面に注入して周面グラウトを形成する工法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平７−２３８５４４号公報

【特許文献2】特開２００１−１９３０６８公報

【特許文献3】特開２００４−２７０１５７公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】ジェットバイブロ工法で施工した桟橋鋼管杭の支持力とその増大工法について（土木学会論文集No.700／Vl−54、2002年3月）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献２の杭の施工方法では、杭の周面グラウトが必要な区間は流動性固化材のジェットを併用したバイブロハンマ工法で杭を打ち込むが、流動性固化材は一般に水に比べて粘度が高く比重が重いため、同じ吐出圧力の場合、ウォータージェットに比べてジェット吐出量が少なくなる。その一方、周面グラウトが必要な区間には、元の地盤強度が高い場合や、礫塊等の障害物が埋没している場合もある。このような地盤では、ジェット吐出量が少なくなると杭の打込み及び礫塊等の排除が困難になるため、長時間のジェット噴射が必要となって大量の流動性固化材が必要となり、著しく不経済になる。

【0009】

ウォータージェットのように現場近傍の河川や海から比較的自由に水を調達できる場合と比べて、流動性固化材の場合は事前に準備できる量に限りがあるため、大量の使用により不足を生じると施工を継続できなくなることがある。さらに、特許文献２の杭の施工方法は、杭打ち込み中に流動性固化材を噴射するため、杭が打ち込み不能になった場合、直ちに対応措置を講じないと流動性固化材の硬化が進み杭の撤去が困難又は不能となり、工費増大と工期遅延を生じるおそれがある。

【0010】

特許文献３では、周面グラウトを形成するために、杭の打込み完了後に噴射ノズルを引張ることにより杭から脱離可能としているが、杭の打込み中に噴射ノズルが外れた場合、それ以上の杭が打込み不能となるという問題がある。

【0011】

また、特許文献３の施工方法の一部を変更し、根固めグラウトの形成後に噴射ノズルを引き抜かずにその位置にて流動性固化材を噴射し続けることにより、杭を伝って上昇する流動性固化材により周面グラウトを形成させる工法も考えられる。しかしながらこの工法には幾つかの問題がある。先ず、周面グラウトの確実な形成が担保されず、施工管理が困難である。さらに、杭先端から流動性固化材を噴射し続けると、杭内にも流動性固化材が充填されるため不経済である上、施工時間も長くかかる。またさらに、流動性固化材がセメントミルクである場合、周面グラウト用のセメントミルクは水セメント比（Ｗ／Ｃ％）が１５０％程度が適切である一方、根固めグラウト用のセメントミルクは６５％程度を用いる必要がある。従って、根固めグラウト用の流動性固化材を周面グラウト処理にも兼用するとさらに不経済となる。

【0012】

以上の問題点から本発明は、少なくとも周面グラウトを適切に形成でき、好適には根固めグラウト及び周面グラウトをそれぞれ適切に形成できると共に、流動性固化材を効率的に使用できる杭の施工方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記の目的を実現するために本発明は、以下の構成を提供する。
・本発明の態様は、杭の先端近傍に取り付けられた複数の噴射ノズルと、前記杭の上端に取り付けられたバイブロハンマとを用いて前記杭を地盤に打ち込むための杭の施工方法において、
前記バイブロハンマによる振動を与えかつ前記噴射ノズルから水を噴射しながら前記杭を打止め深度まで打ち込む打設工程と、
前記打設工程の後、前記打設工程により緩められた周辺地盤に流動性固化材を注入することにより杭周面に周面グラウトを形成するべく、前記バイブロハンマによる振動を与えながら前記杭と共に前記噴射ノズルを周面グラウト上端深度まで引上げかつ前記周面グラウト上端深度から降下させ、少なくとも前記周面グラウト上端深度からの降下時に前記噴射ノズルから流動性固化材を注入する周面グラウト処理工程とを有することを特徴とする。
・ 上記態様において、前記周面グラウト処理工程において周面グラウト用の流動性固化材を注入し、かつ、
前記打設工程の後であって前記周面グラウト処理工程の前又は後に、前記バイブロハンマによる振動を与えながら前記杭と共に前記噴射ノズルを前記打止め深度と根固めグラウト上端深度との間で引上げかつ降下させ、前記噴射ノズルから根固めグラウト用の流動性固化材を注入する根固めグラウト処理工程をさらに有することが、好適である。
・ 上記態様において、前記複数の噴射ノズルが、前記杭の先端に対し相対的に近い位置にある複数の第１の噴射ノズルと、相対的に遠い位置にある複数の第２の噴射ノズルとから構成され、
前記周面グラウト処理工程において、前記バイブロハンマによる振動を与えかつ前記杭と共に前記第２の噴射ノズルを周面グラウト上端深度まで引上げかつ前記周面グラウト上端深度から降下させ、少なくとも前記周面グラウト上端深度からの降下時に前記第２の噴射ノズルから周面グラウト用の流動性固化材を注入し、かつ、
前記打設工程の後であって前記周面グラウト処理工程の前又は後に、前記バイブロハンマによる振動を与えながら前記杭と共に前記第１の噴射ノズルを前記打止め深度と根固めグラウト上端深度との間で引上げかつ降下させ、前記第１の噴射ノズルから根固めグラウト用の流動性固化材を注入する根固めグラウト処理工程をさらに有することが、好適である。
・ 上記態様において、前記複数の噴射ノズルが、前記杭の先端に対し相対的に近い位置にある複数の第１の噴射ノズルと、相対的に遠い位置にある複数の第２の噴射ノズルとから構成され、
前記周面グラウト処理工程において、前記バイブロハンマによる振動を与えかつ前記杭と共に前記第２の噴射ノズルを周面グラウト上端深度まで引上げかつ前記周面グラウト上端深度から降下させ、少なくとも前記周面グラウト上端深度からの降下時に前記第２の噴射ノズルから周面グラウト用の流動性固化材を注入し、かつ、
前記周面グラウト処理工程と並行して、前記第１の噴射ノズルから根固めグラウト用の流動性固化材を注入する根固めグラウト処理工程を行うことが、好適である。
・ 上記態様において、前記第１の噴射ノズルと前記第２の噴射ノズルの間の距離が、前記打止め深度と前記根固めグラウト上端深度との間の距離以下であることが、好適である。
・ 上記態様において、前記流動性固化材がセメントミルクである場合、周面グラウト用のセメントミルクの水セメント比が、根固めグラウト用のセメントミルクの水セメント比よりも大きいことが、好適である。

【発明の効果】

【0014】

本発明の杭の施工方法では、打設工程において流動性固化材を用いず、ＪＶ工法を用いて杭を打止め深度まで打ち込むことで、杭打設中のジェットの吐出量を最大吐出能力程度に高く保ち続けることが可能である。その結果、予定された打止め深度まで速やかに杭を打ち込むことができる。従って、上述した特許文献２における杭の打設中に流動性固化材を噴射することによって生じる種々の問題を生じない。

【0015】

また、ＪＶ工法により一度杭を打ち込んだ後に行われる流動性固化材注入工程は、ＪＶ工法によって地盤が緩められかつ障害物も除去された範囲において杭を軸方向に移動させて行うので、水に比べて吐出量が少ない流動性固化材の注入であっても杭が移動不能となる事態を生じることなく、円滑に流動性固化材の注入を行うことができる。

【0016】

さらに上述した特許文献３における噴射ノズルの引上げによる周面グラウト処理を行わず、杭を軸方向に移動させつつ根固めグラウト範囲と周面グラウト範囲の各々に応じて適切な流動性固化材（セメントミルクの場合は水セメント比）を使い分けて注入することによって、杭の先端及び周面の双方において適切な支持力が得られる。加えて、流動性固化材を無駄なく効率的に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、杭の施工方法を実施するための施工システムの一例を概略的に示す斜視図である。

【図2】図２は、複数のジェット配管部材とバイブロハンマを取り付けた鋼管杭の一例の概略側面図である。

【図3】図３（ａ）〜（ｈ）は、図１に示した施工システム及び図２に示した鋼管杭を用いた杭の施工方法の第１の実施形態の一例を概略的に示す図である。

【図4】図４は、杭の施工方法における施工管理方法の一例を概略的に示す図である。

【図5】図５は、流動性固化材の設計注入量を計算するための模式図であって、（ａ）は、杭及びその周囲の縦断面図であり、（ｂ）は横断面図である。

【図6】図６は、図３に示した施工方法を模式的に示した図である。

【図7】図７（ａ）（ｂ）は、図１に示した施工システム及び図２に示した鋼管杭を用いた杭の施工方法の第２の実施形態の一例を概略的に示す図である。

【図8】図８は、図１に示した施工システム及び図２に示した鋼管杭を用いた杭の施工方法の第３の実施形態の一例を概略的に示す図である。

【図9】図９（ａ）は、鋼管杭の一例の概略側面図である。（ｂ）は、一例として、（ａ）の第２の噴射ノズルの近傍の概略拡大図であり、（ｃ）は（ｂ）の底面図である。

【図10】図１０（ａ）（ｂ）は、図１に示した施工システム及び図９に示した鋼管杭を用いた杭の施工方法の第４の実施形態の一例を概略的に示す図である。

【図11】図１１に示す第５の実施形態は、図１０の第４の実施形態の変形形態である。

【図12】図１２は、図１に示した施工システム及び図９に示した鋼管杭を用いた杭の施工方法の第６の実施形態の一例を概略的に示す図である。

【図13】図１３に示す第７の実施形態は、図１２の第６の実施形態の変形形態である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面に示した本発明の各実施形態の例を参照して本発明による杭の施工方法を説明する。

【0019】

（１）施工システムの構成
図１は、本発明の杭の施工方法を実施するための施工システムの一例を概略的に示す斜視図である。一例としてここでは、鋼管杭を海底の地盤に鉛直方向に打ち込むための海上での施工システムを示している。しかしながら、杭は、鋼管杭以外の杭、例えば鋼管矢板、鋼矢板等とすることができる。また本発明は、陸上での施工にも適用可能であり、打込み方向は傾斜方向でもよい。

【0020】

図１の施工システムは、起重機船１０の上に設置されている。ここでは一例として、流動性固化材としてセメントミルクを用いる。セメントサイロ１１に貯留されたセメントと、水タンク１３に貯留された水をそれぞれ１又は複数のミキシングプラント１２に送り、１又は複数のミキシングプラント１２において、水とセメントを混練することによりセメントミルクが調製される。

【0021】

セメントミルクにおける水とセメントの重量比率である水セメント比（Ｗ／Ｃ％）は、杭の用途及び地盤条件により適宜設定される。水セメント比は、例えば５０〜１５０％の範囲が一般的である。セメントミルクには、必要に応じて、減水、凝結遅延、膨張、水中不分離等に関係する添加材が添加される。ミキシングプラント１２の台数は、施工条件等から必要に応じて決定される。複数のミキシングプラント１２を設けることにより、異なるＷ／Ｃ％を有するセメントミルクを調製することもできる。

【0022】

ミキシングプラント１２で生成されたセメントミルクは、図示しない適宜の切替装置を介して１又は複数の高圧流体送出装置１４の各々へ供給可能である。

【0023】

一方、海から取水して水タンク１３に貯留された水は、図示しない適宜の切替装置を介して１又は複数の高圧流体送出装置１４の各々へ供給可能である。なお、海水に塵等の浮遊物がない場合は水タンク１３を省略してもよい。

【0024】

各高圧流体送出装置１４は、供給されたセメントミルク又は水を高圧にて送出することができる。複数の高圧流体送出装置１４を設けたり、各高圧流体送出装置に供給する流体を変えることにより、水とセメントミルクを必要に応じて切り替えて吐出可能となる。また、同様な方法により、異なるＷ／Ｃ％を有するセメントミルクを必要に応じて切り替えて吐出可能となる。高圧流体送出装置１４の台数は、施工条件等から必要に応じて決定される。図示しないが、各高圧流体送出装置１４の送出口には、適宜の切替装置と、吐出量を管理するために流量計とが設けられている。

【0025】

１又は複数の高圧流体送出装置１４から送出されたセメントミルク又は水は、複数の高圧ホース１７を介して、鋼管杭１に取り付けられた複数のジェット配管部材へ圧送される。鋼管杭１の上端にはバイブロハンマ２が取り付けられている。バイブロハンマ２はクレーンにより吊下されている。図１の例では電動式であるバイブロハンマ２を駆動するために発動発電機２０が設けられ、操作ユニット２１により操作される。陸上施工の場合、これらの装置は全て作業ヤードに設置される。

【0026】

図２は、複数のジェット配管部材とバイブロハンマを取り付けた鋼管杭の一例の概略側面図である。複数のジェット配管部材は、複数の導通管９と、各導通管９の先端に接続された集約管８と、各集約管８における分岐した各先端にそれぞれ接続された噴射ノズル７とから構成されている。別の例として、複数のジェット配管部材が、複数の導通管９と、各導通管９の先端に接続された噴射ノズル７とから構成されることもできる。いずれの場合も、鋼管杭１の先端近傍に複数の噴射ノズル７が周方向に配置される。複数の噴射ノズル７は、例えば、周方向に６０°、９０°、１２０°、１８０°毎に配置することができる。

【0027】

（２）杭の施工方法の第１の実施形態
図３（ａ）〜（ｈ）は、図１に示した施工システム及び図２に示した鋼管杭を用いた杭の施工方法の第１の実施形態の一例を概略的に示す図である。施工方法についても、一例として、流動性固化材がセメントミルクの場合について説明する（以下の各実施形態も同じ）。なお、本発明の施工方法は、セメントミルク等のセメント系固化材以外の流動性固化材にも適用可能である。

【0028】

＜準備工程＞
図３（ａ）は準備工程を示す。打込み対象地盤は、下層側に位置する支持層Ｇ１と、支持層界面Ｄ０から地表（本例では海底）までの間に存在する所定の地盤Ｇ２とからなる。鋼管杭１の上端にはバイブロハンマ２が取り付けられる。鋼管杭１の周囲には、一例として、複数の導通管９と、各導通管９の下端に接続される集約管８と、集約管８の分岐した複数の先端にそれぞれ接続される噴射ノズル７とから構成される複数のジェット配管部材が取り付けられる。各導通管９の上端には、着脱可能な高圧ホース１７がカプラーを介してそれぞれ接続されている。高圧ホース１７を通して、導通管９に水又はセメントミルクを圧送可能である。

【0029】

本発明の施工方法では、ジェット配管部材を鋼管杭１から取り外す必要がないため、ジェット配管部材の、特に噴射ノズルの鋼管杭１への取り付けに関して詳細な設計は不要であり、所要の強度が確保できれば簡易かつ低コストの手段で取り付けることができる。

【0030】

＜打設工程＞
図３（ｂ）（ｃ）は、準備工程に続く打設工程を示している。図３（ｂ）に示すように、打設工程はウォータージェットを用いたＪＶ工法により行う。すなわち、噴射ノズル７から打込み方向に水（符号Ｗで示す）を噴射しながらバイブロハンマ２による振動を与えることにより、鋼管杭１を杭先端の地盤に対して打ち込む。

【0031】

打込みにおいて水を用いることには、幾つかの利点がある。まず、水はセメントミルクに比べて比重が軽いので、吐出量を、高圧流体送出装置の最大吐出能力程度に高く維持することが可能である。従って、地盤を緩め切削する効果が大きい。一方、セメントミルクを打込みに用いた場合（特許文献２）、長時間のジェット噴射が必要となる結果、大量のセメントミルクを使用することになり不経済となる。水は、現場近傍の河川や海等から自由に調達できる場合が多いが、セメントミルクは調製量に限界があるため、打込みに用いた場合にセメントミルクの不足が起こり得る。

【0032】

従って、鋼管杭１の初期打込みにおいては、バイブロハンマ２による打込みを助けるため、噴射ノズル７からできるだけ高圧のウォータージェットを噴射することが、好適である。

【0033】

バイブロハンマ２は、起振機とチャック装置を有し、チャック装置により鋼管杭１の上端を把持する。電動式バイブロハンマの場合、起振機は、電動モータにより偏心重錘を回転させることにより鋼管杭１の軸方向の振動を発生する。起振機の電動モータ出力は例えば３０〜５００ｋＷ、振動周波数は例えば１０〜６０Ｈｚである。大型杭の場合は、複数のバイブロハンマを連動させてもよい。

【0034】

図３（ｃ）に示すように、鋼管杭１は、その先端が所定の打止め深度Ｄ１１に到達するまで打ち込まれる。打止め深度Ｄ１１は、支持層界面Ｄ０よりも所定の距離（例えば杭の直径の３倍程度）だけ深い位置とすることができる。

【0035】

ここで図４を参照する。図４は、杭の施工方法における施工管理方法の一例を概略的に示す図である。施工システムには施工管理システムが組み込まれている。施工管理装置２６が中心的役割を担い、計測装置等の各機器からデータを収集し制御を行う。施工管理装置２６は、所定のプログラムを導入されたコンピュータ、好適にはパーソナルコンピュータにより実施可能である。

【0036】

施工管理装置２６は、有線及び／又は無線の通信機能を備えている。本例は海上施工であるので、起重機船１０上の機器との間は無線にて通信を行っている。陸上における各機器との通信は、有線又は無線のいずれでもよい。

【0037】

施工管理装置２６は、高圧流体送出装置１４の送出口に設けた流量計１９から水の流量データを連続的に受信する。また、バイブロハンマ２に取り付けたプリズム２５と、それを追尾するトータルステーション２４により鋼管杭１の鉛直高さが計測される。施工管理装置２６は、計測された鉛直高さデータをトータルステーション２４から連続的に受信する。

【0038】

施工管理装置２６は、水の流量データと鋼管杭１の鉛直高さデータを、予め記憶された施工計画データと比較することにより、杭の打込み速度や水の吐出量を調節するための制御情報を生成する。これにより、打込み中、リアルタイムでの施工管理が可能となる。例えば、計測データ及び／又は制御情報は、施工管理装置２６からクレーン２２の操作室のモニター２３に送信される。

【0039】

施工管理装置２６は、鋼管杭１の鉛直高さデータに基づいて、鋼管杭１の打込み停止位置である打止め深度Ｄ１１を判定する。図３（ｃ）に示す打止め深度Ｄ１１に鋼管杭１が到達したならば、ウォータージェットの流量を、アイドリング流量まで下げて、打込みを停止する。アイドリング流量は、機械の性能上、安定して吐出可能な最低流量である。ウォータージェットを停止しないことにより、周辺地盤の土粒子の逆流による噴射ノズルの閉塞を防止できる。噴射ノズルに逆止弁等の逆流防止装置が装備されていれば、ウォータージェットを停止してもよい。バイブロハンマ２は、停止してもよいが、次の引上工程のために稼動させたままでもよい。

【0040】

本発明の打設工程においては、セメントミルクを用いず、水を噴射しながらバイブロハンマによる振動を与えて杭を打ち込むことで、杭打込み中のジェットの吐出量を最大吐出能力程度に高く保ち続けることが可能である。従って、杭の打込み中にセメントミルクを噴射する場合に生じる種々の問題を生じない。

【0041】

＜周面グラウト処理工程＞
打設工程に続いて周面グラウト処理工程を行う。周面グラウト処理工程は、主として、引上工程とセメントミルク注入工程とからなる。先ず、図３（ｄ）（ｅ）の引上工程を行う。引上工程は、ＪＶ工法又はバイブロハンマ単独工法のいずれを用いて行ってもよい。鋼管杭１の先端が周面グラウト上端深度Ｄ１２に到達するまで、クレーンにより鋼管杭１を引き上げる。すなわち噴射ノズル７を周面グラウト上端深度Ｄ１２まで引き上げる。周面グラウト上端深度Ｄ１２は、後述するセメントミルク注入工程における杭の周面グラウトの上端として予定されている深度であり、設計上別途定められている。

【0042】

引上工程においてＪＶ工法を用いる場合は、水を噴射しながらバイブロハンマによる振動を与えて鋼管杭１を引き上げる。引上工程においてウォータージェットを併用する主たる目的は、上述した通り噴射ノズルの閉塞防止である。噴射ノズルの閉塞防止のための水の吐出量は必要最小限でよく、打設時に比べて少量とする。なお、噴射ノズルに逆流防止装置が装備されていれば、バイブロハンマ単独工法を用いて引上工程を行うことができる。

【0043】

さらに別の実施例として、引上工程において、バイブロハンマによる振動を与えながら、水の噴射ではなくセメントミルクの注入を行うこともできる。

【0044】

図４の施工管理装置２６は、鋼管杭１の鉛直高さのデータに基づいて、鋼管杭１の引き上げ停止位置である周面グラウト上端深度Ｄ１２を判定する。鋼管杭１が、引き上げ停止位置に到達したならば、引き上げを停止する。

【0045】

次に、図３（ｆ）（ｇ）のセメントミルク注入工程を行う。鋼管杭１が、引上工程の引き上げ停止位置に到達したならば、水をセメントミルク（符号Ｃで示す）に切り替える。セメントミルクのＷ／Ｃは、例えば５０〜１５０％の範囲で必要に応じて設定される。そして、セメントミルクを噴射ノズル７の先端から噴射しながらバイブロハンマ２による振動を与えて、鋼管杭１を定着深度Ｄ１３まで打ち込む。セメントミルクが固化することにより杭周面グラウトが形成される。定着深度Ｄ１３は、支持層Ｇ１内にあり、打止め深度Ｄ１１とほぼ同じ位置、それより若干深い位置、又はそれより若干浅い位置でもよい。定着深度Ｄ１３は、例えば、支持層界面Ｄ０よりも杭の直径の２倍程度だけ深い位置とすることができる。

【0046】

セメントミルク注入工程は、一度杭が打ち込まれた地盤に再度打ち込む工程であるため、地盤が緩められているとともに礫塊等の障害物も排除されている。従って、セメントミルク注入による打込みであっても、セメントミルク注入工程で杭が打設不能となる事態を生じない。

【0047】

鋼管杭１の再打込み中は、周面グラウト形成のために鋼管杭１の先端深度毎に必要量のセメントミルクを噴射ノズル７から注入する。鋼管杭１の再打込み速度は、セメントミルク注入時におけるバイブロハンマ２の打込み能力以上には速くできない。従って、図１に示した高圧流体送出装置１４の回転数を下げ、アイドリング状態で運転したとしても、セメントミルクを必要以上に注入することとなり、不経済になるおそれがある。このようなとき、図１に示すように高圧流体送出装置１４が複数台あれば、その一部を停止することが好適である。杭の打込み速度とセメントミルクの必要注入量との兼ね合いにより、必要に応じて高圧流体送出装置１４の一部を停止してセメントミルクの注入量を適正に保ち、経済化を図ることが可能である。

【0048】

セメントミルク注入工程では、バイブロハンマ２による振動が、鋼管杭１及び周辺地盤に与えられている。従って、周辺地盤が砂質土の場合には、注入されたセメントミルクが砂質土の間隙に浸透し易くなる。また、周辺地盤が粘性土の場合には、バイブロハンマの振動によって鋼管杭１と地盤に隙間が形成され、その隙間にセメントミルクが浸透し易くなる。その結果、鋼管杭１の外周面とその周囲の土層の間に摩擦力の大きなグラウト層が均一に形成される。これにより、鋼管杭１の支持力を効果的に高めることができる。

【0049】

図４に示した施工管理装置２６は、高圧流体送出装置１４の送出口に設けた流量計１９からセメントミルクの吐出量のデータを連続的に受信する。また、バイブロハンマ２に取り付けたプリズム２５とトータルステーション２４により鋼管杭１の鉛直高さが計測され、施工管理装置２６はそのデータをトータルステーション２４から連続的に受信する。

【0050】

施工管理装置２６は、セメントミルクの吐出量と鋼管杭１の鉛直高さの各データを併せて、予め記憶されている施工計画データと比較して杭の打込み速度やセメントミルクの吐出量を調節するための制御情報を生成する。これにより、杭の周面グラウト処理をリアルタイムで施工管理することできる。

【0051】

施工管理装置２６は、鋼管杭１の鉛直高さのデータに基づいて、鋼管杭１の打込み停止位置である定着深度Ｄ１３を判定する。図７（ｇ）に示す定着深度Ｄ１３に鋼管杭１が到達したならば、バイブロハンマ２とセメントミルク注入を停止し、周面グラウト処理を完了する。

【0052】

周面グラウト処理の施工管理は、鋼管杭１の先端深度毎のセメントミルク注入量を、施工計画と許容公差以内で合致させることを目的として行う。具体的には、鋼管杭１の再打設速度と、セメントミルクの吐出量を調整することによって行う。施工計画におけるセメントミルク注入量は、図５に基づいて計算する。

【0053】

図５は、セメントミルクの設計注入量を計算するための模式図であって、（ａ）は、杭及びその周囲の縦断面図であり、（ｂ）は横断面図である。鋼管杭の直径ｐは、例えば６００ｍｍ〜１５００ｍｍ、注入幅ｑは、例えば１５０ｍｍ〜３００ｍｍであるが、この範囲に限定しない。一例として、非特許文献１では、注入幅ｑを３００ｍｍと、セメントミルクの注入により土中に形成されたグラウト中のセメント量をグラウト１ｍ^３中３００ｋｇと想定したことが報告されている。なお、非特許文献１のセメントミルクのＷ／Ｃは１００％である。

【0054】

＜後処理工程＞
周面グラウト処理工程が完了しセメントミルクの注入を終えた後、図７（ｈ）に示すように、導通管９のカプラーに接続されていた高圧ホース１７を取り外し、解放された接合端を、例えば濁水処理施設への注入管に接続する。続いて、高圧洗浄機により、図１のミキシングプラント１２に注水して洗浄し、ポンプを介して洗浄水を高圧流体送出装置１４に送水し、さらに高圧流体送出装置１４から高圧ホース１７を通し、最後に高圧ホース１７から注入管を介して濁水処理施設に注水する。これにより、セメントミルクの圧送系統の洗浄を行う。さらに、濁水処理施設に滞留したスラッジを廃棄して全工程を終了する。この濁水処理施設は必須ではない。

【0055】

本発明では、ジェット配管部材を取り外さず杭に取り付けたまま施工完了するので、ジェット配管装置を回収する場合に比べて、ジェット配管部材特に噴射ノズルの取り付けのために特別な構造が不要であるため、低コストとすることができる。

【0056】

図６は、図３に示した施工方法の第１の実施形態を模式的に示した図である。図６の縦方向は地盤中の深度を、横方向は時間の経過をそれぞれ概略的に示している（縦横方向共に、実際の各区間の配分割合を再現したものではない）。図６中、太線は、杭先端の移動を概略的に示したものである。これは、杭先端近傍に取り付けられた噴射ノズルの概略的な移動にほぼ一致する。太線の塗り潰し模様は、噴射ノズルから送出される高圧流体の種類を区別している。符号Ｗは水を、符号Ｃはセメントミルクを表している。引上工程に付した括弧付きのＷは、必要に応じて水の噴射が選択されることを示している。図６中に、図３（ｂ）〜（ｇ）の各工程との対応関係を示している。

【0057】

（３）杭の施工方法の第２の実施形態
図７（ａ）（ｂ）は、図１に示した施工システム、図２に示した鋼管杭及び図４に示した施工管理装置を用いた杭の施工方法の第２の実施形態の一例を概略的に示す図である。以下の第２の実施形態の説明において、第１の実施形態と同じ構成については説明を省略する場合がある（以下の他の実施形態についても同じ）。

【0058】

図７（ａ）は、図６と同様の図であり、施工方法を模式的に示した図である。太線の塗り潰し模様により、異なるＷ／Ｃ％のセメントミルクを区別している。符号Ｃ65は、Ｗ／Ｃ６５％を示し、符号Ｃ150は、Ｗ／Ｃ１５０％を示す。括弧付きの符号Ｗは、セメントミルクＣ150を、水に置換可能であることを示す（以下の同様の図においても同じ）。図７（ｂ）は、施工後の杭の状態を概略的に示した側面図であり、（ａ）と（ｂ）は縦方向の深度を揃えて描いている。

【0059】

＜準備工程／打設工程＞
準備工程及び打設工程は、上述した第１の実施形態で説明した通りである。打設工程は、図７の区間Iに対応する。打設工程は、ウォータージェットを用いたＪＶ工法により行い、打止め深度Ｄ２１まで打ち込む。打止め深度Ｄ２１は、例えば、支持層界面Ｄ０よりも所定の距離（例えば杭の直径の３倍程度）だけ深い位置である。

【0060】

＜グラウト処理工程＞
グラウト処理工程は、図７の区間IIの根固めグラウト処理工程と、区間IIIの周面グラウト処理工程とからなる。

【0061】

区間IIの根固めグラウト処理工程では、先ず、噴射ノズルから噴射する高圧流体を水からセメントミルクＣ65に切り替え、打止め深度Ｄ２１で所定の時間、セメントミルクＣ65を注入した後、バイブロハンマによる振動を与えながら打止め深度Ｄ２１から根固めグラウト上端深度Ｄ２２まで杭を引き上げつつセメントミルクＣ65を注入する。根固めグラウト上端深度Ｄ２２は、例えば、支持層界面Ｄ０とほぼ同じか又はそれより若干浅い位置である。セメントミルクＣ65は、根固めグラウト用のセメントミルクである。

【0062】

根固めグラウト上端深度Ｄ２２で所定の時間、セメントミルクＣ65を注入した後、バイブロハンマによる振動を与えながら根固めグラウト上端深度Ｄ２２から定着深度Ｄ２３まで杭を打ち込みつつセメントミルクＣ65を注入する。その後、定着深度Ｄ２３で所定の時間、セメントミルクＣ65を注入する。定着深度Ｄ２３は、最終的に杭を定着させる予定の深度であるが、この時点では厳密にこの深度である必要はない。定着深度Ｄ２３は、例えば、支持層界面Ｄ０よりも所定の距離（例えば杭の直径の２倍程度）だけ深い位置である。その後、セメントミルクＣ65を注入しつつ杭を再び根固めグラウト上端深度Ｄ２２まで引上げる。

【0063】

杭が根固めグラウト上端深度Ｄ２２に到達したならば、セメントミルクＣ65をセメントミルクＣ150に切り替える。セメントミルクＣ150は、周面グラウト用のセメントミルクである。周面グラウト用のセメントミルクのＷ／Ｃは、通常、根固めグラウト用のセメントミルクのそれよりも大きい。各々のセメントミルクのＷ／Ｃの値は一例であり、これらに限られないが、好適には５０〜１５０％の範囲内で必要に応じてそれぞれ設定する（以下の実施形態においても同じ）。

【0064】

濃度の異なるセメントミルクに切り替えた後、引き続き区間IIIの周面グラウト処理工程を行う。この周面グラウト処理工程は、上述した第１の実施形態の周面グラウト処理工程と類似する。

【0065】

第２の実施形態の周面グラウト処理工程も、杭先端を周面グラウト上端深度Ｄ２４まで引き上げる引上工程と、再び根固めグラウト上端深度Ｄ２２まで降下させる打込み工程とを有する。第２の実施形態では、この引上げと降下の間、バイブロハンマによる振動を与えながらセメントミルクＣ150の注入を行う。

【0066】

なお別の実施例として、引上工程は、セメントミルクＣ150に替えて噴射ノズルの閉塞防止のための水を噴射しつつ行ってもよい。

【0067】

杭の先端が再び根固めグラウト上端深度Ｄ２２まで到達したならば、セメントミルクＣ150の注入を停止する。その後、区間IVにおいて、バイブロハンマによる振動のみを与えて杭の先端を定着深度Ｄ２３まで打込む。

【0068】

なお、区間IIIでは、区間IIで形成した根固め部（Ｄ２１〜Ｄ２２）から一旦鋼管が引き抜かれるので、支持層地盤が砂質等の比較的流動性の高い地質の場合、形成した根固め部の周囲地盤が内側に崩れることが懸念される。そのような懸念のある地質においては、区間IVにおいて再びセメントミルクＣ65を注入しながら、杭の先端を定着深度Ｄ２３まで打込むことが好適である。

【0069】

これによりグラウト処理工程を完了する。図７（ｂ）に示すように、第２の実施形態では、杭１の周囲に周面グラウトｇ１が形成され、杭１の先端に根固めグラウトｇ２が形成される。

【0070】

第２の実施形態では、濃度の濃い根固めグラウト用流動性固化材を先に注入し、濃度の薄い周面グラウト用流動性固化材を後に注入し、かつ、双方の注入深度が重ならないため、根固めグラウト用流動性固化材が周面グラウト用流動性固化材により薄まったり乱されたりすることがない。

【0071】

（４）杭の施工方法の第３の実施形態
図８は、図１に示した施工システム、図２に示した鋼管杭及び図４に示した施工管理装置を用いた杭の施工方法の第３の実施形態の一例を概略的に示す図である。図８は、図６と同様に施工方法を模式的に示した図である。

【0072】

＜準備工程／打設工程＞
準備工程及び打設工程は、上述した第１の実施形態で説明した通りである。打設工程は、図８の区間Iに対応する。打設工程は、ウォータージェットを用いたＪＶ工法により行い、打止め深度Ｄ３１まで打ち込む。打止め深度Ｄ３１は、例えば、支持層界面（図示せず）よりも所定の距離（例えば杭の直径の３倍程度）だけ深い位置である。

【0073】

＜グラウト処理工程＞
グラウト処理工程は、図８の区間IIの周面グラウト処理工程と、区間IIIの根固めグラウト処理工程とからなる。

【0074】

区間IIの周面グラウト処理工程の前に、先ず、バイブロハンマによる振動を与えながら打止め深度Ｄ３１から根固めグラウト上端深度Ｄ３２まで杭を引き上げる。この間、噴射ノズルの閉塞防止のための水を噴射してもよい。根固めグラウト上端深度Ｄ３２は、例えば、支持層界面とほぼ同じか又はそれより若干浅い位置である。

【0075】

杭が根固めグラウト上端深度Ｄ３２に到達したならば、区間IIの周面グラウト処理工程を開始する。この周面グラウト処理工程は、上述した第１の実施形態の周面グラウト処理工程と類似する。

【0076】

第３の実施形態の周面グラウト処理工程も、杭先端を周面グラウト上端深度Ｄ３３まで引き上げる引上工程と、再び根固めグラウト上端深度Ｄ３２まで降下させる打込み工程とを有する。第３の実施形態では、この引上げと打込みの間、バイブロハンマによる振動を与えながらセメントミルクＣ150の注入を行う。

【0077】

なお別の実施例として、引上工程は、セメントミルクＣ150に替えて噴射ノズルの閉塞防止のための水を噴射しつつ行ってもよい。

【0078】

杭の先端が再び根固めグラウト上端深度Ｄ２２まで到達したならば、セメントミルクＣ150をセメントミルクＣ65に切替え、引き続き根固めグラウト処理工程を行う。

【0079】

区間IIIの根固めグラウト処理工程では、バイブロハンマによる振動を与えながら打止め深度Ｄ３１まで杭を打ち込みつつセメントミルクＣ65を注入する。打止め深度Ｄ３１において所定の時間、セメントミルクＣ65を注入した後、打止め深度Ｄ３１から再び根固めグラウト上端深度Ｄ３２まで杭を引き上げつつセメントミルクＣ65を注入する。

【0080】

根固めグラウト上端深度Ｄ３２で所定の時間、セメントミルクＣ65を注入した後、バイブロハンマによる振動を与えながら根固めグラウト上端深度Ｄ３２から定着深度Ｄ３４まで杭を打ち込みつつセメントミルクＣ65を注入する。定着深度Ｄ３４は、例えば、支持層界面よりも所定の距離（例えば杭の直径の２倍程度）だけ深い位置である。その後、定着深度Ｄ３４で所定の時間、セメントミルクＣ65を注入し、グラウト処理工程を完了する。

【0081】

第３の実施形態では、濃度の薄い周面グラウト用流動性固化材を先に注入し、濃度の濃い根固めグラウト用流動性固化材を後に注入し、かつ、双方の注入深度が重ならないため、根固めグラウト用流動性固化材が周面グラウト用流動性固化材により薄まったり乱されることがない。

【0082】

（５）杭の施工方法の第４の実施形態
以下の第４〜第７の実施形態では、図２に示した杭に替えて、図９に示す杭を用いる。

【0083】

図９（ａ）は、鋼管杭の一例の概略側面図である。図９（ａ）の鋼管杭１は、図２の鋼管杭と同じ態様で取り付けられた複数の第１のジェット配管部材に加えて、複数の第２のジェット配管部材を取り付けられている。

【0084】

複数の第１のジェット配管部材は、複数の導通管９と、各導通管９の下端に接続される集約管８と、集約管８の分岐した複数の先端にそれぞれ接続される第１の噴射ノズル７とを有し、導通管９の上端には、着脱可能な高圧ホース１７がカプラーを介して接続されている。なお、複数の第１のジェット配管部材において、集約管８を用いずに、導通管９を延長してその下端に第１の噴射ノズル７を直接接続してもよい。複数の第１の噴射ノズル７の数は施工条件に応じて設定され、杭１の周方向に均等に配置される。

【0085】

複数の第２のジェット配管部材は、複数の導通管５と、各導通管５の下端に接続される第２の噴射ノズル４とを有し、導通管５の上端には、着脱可能な高圧ホース１８がカプラーを介して接続されている。高圧ホース１８を通して、水又はセメントミルクが圧送される。複数の第２の噴射ノズル４は、周方向に等角度間隔で配置されている。高圧ホース１８を介した水又はセメントミルクの送出は、高圧ホース１７を介したそれらの送出とは独立して制御することができる。複数の第２の噴射ノズル４の数は、複数の第１の噴射ノズルの数と同じでなくともよく、施工条件に応じて設定され、杭１の周方向に均等に配置される。

【0086】

ここで鋼管杭１の先端に対し、複数の第１の噴射ノズル７は相対的に近い位置に配置され、複数の第２の噴射ノズル４は相対的に遠い位置に配置されている。図９では、噴射ノズル７と噴射ノズル４の間の軸方向距離をΔＬで示している。この距離ΔＬは、杭１の全長に比べれば十分に小さい距離であり、複数の第２の噴射ノズル４も、杭１の全長から視れば杭の先端近傍に位置している。好適には、距離ΔＬは、設計上の打止め深度と根固めグラウト上端深度との間の距離以下とする。一例として、打止め深度と根固めグラウト上端深度との間の距離が、杭の直径の３倍程度の場合、ΔＬを杭の直径の２倍〜３倍程度とする。

【0087】

図９（ｂ）は、一例として、（ａ）の第２の噴射ノズル４の近傍の概略拡大図であり、（ｃ）は（ｂ）の底面図である。この例では、第２の噴射ノズル４は、閉塞防止の効果がある逆止弁ノズルであり、ノズル孔の周囲が保護カバー６により覆われている。保護カバー６は鋼管杭１に固定されている。逆止弁ノズルは、汎用ノズルに比べてコストが高いが、これを用いることにより閉塞防止用に水を噴射する必要がなくなる。

【0088】

図１０（ａ）（ｂ）は、図１に示した施工システム、図９に示した鋼管杭及び図４に示した施工管理装置を用いた杭の施工方法の第４の実施形態の一例を概略的に示す図である。

【0089】

図１０（ａ）は、図６と同様の図であり、施工方法を模式的に示した図である。第１の噴射ノズルの移動を太線で示している。さらに、第２の噴射ノズルから高圧流体を噴射する区間については、第２の噴射ノズルの移動をやや細い線で示している（以下の実施形態においても同じ）。太線と細線との間の縦方向の距離は、図９に示した距離ΔＬに対応する。一例としてここでは、距離ΔＬは杭の直径の２倍程度とする。

【0090】

＜準備工程＞
準備工程は、第１の噴射ノズルについては上述した第１の実施形態で説明した通りである。第２の噴射ノズルについても、第１の噴射ノズルとは独立して高圧流体を噴射可能であるように配管接続される。

【0091】

＜打設工程＞
打設工程は、図１０の区間Ｉに対応する。打設工程は、上述した第１の実施形態で説明した通りである。すなわち、バイブロハンマによる振動を与えながら第１の噴射ノズルによるウォータージェットを用いてＪＶ工法により行い、打止め深度Ｄ４１まで打ち込む。打止め深度Ｄ４１は、例えば、支持層界面Ｄ０よりも所定の距離（例えば杭の直径の３倍程度）だけ深い位置である。なお、第２の噴射ノズルが逆止弁ノズルでない場合は、図１０に示すように、第２の噴射ノズルからも閉塞防止のために水を噴射することが好適である。

【0092】

＜グラウト処理工程＞
グラウト処理工程は、図１０の区間IIの根固めグラウト処理工程と、区間IIIの周面グラウト処理工程とからなる。

【0093】

区間IIの根固めグラウト処理工程では、第２の噴射ノズルは用いない。先ず、第１の噴射ノズルにおいて水をセメントミルクＣ65に切り替え、打止め深度Ｄ４１で所定の時間、セメントミルクＣ65を注入した後、バイブロハンマによる振動を与えながら打止め深度Ｄ４１から根固めグラウト上端深度Ｄ４２まで杭を引き上げつつセメントミルクＣ65を注入する。根固めグラウト上端深度Ｄ４２は、例えば、支持層界面Ｄ０とほぼ同じか又はそれより若干浅い位置である。セメントミルクＣ65は、根固めグラウト用のセメントミルクである。

【0094】

根固めグラウト上端深度Ｄ４２で所定の時間、セメントミルクＣ65を注入した後、バイブロハンマによる振動を与えながら根固めグラウト上端深度Ｄ４２から定着深度Ｄ４３まで杭を打ち込みつつセメントミルクＣ65を注入する。その後、定着深度Ｄ４３で所定の時間、セメントミルクＣ65を注入し、セメントミルクＣ65の注入を停止する。

【0095】

定着深度Ｄ４３は、最終的に杭を定着させる予定の深度であるが、この時点では厳密にこの深度である必要はない。定着深度Ｄ４３は、例えば、支持層界面Ｄ０よりも所定の距離（例えば杭の直径の２倍程度）だけ深い位置である。一方、この例では、第２の噴射ノズルは、第１の噴射ノズルよりも距離ΔＬ（杭の直径の２倍程度）だけ高い位置にあるので、第２の噴射ノズルは、ほぼ根固めグラウト上端深度Ｄ４２に位置する。

【0096】

その後、区間IIIの周面グラウト処理工程を行う。周面グラウト処理工程は、上述した第１の実施形態のグラウト処理工程と類似しているが、ここでは第２の噴射ノズルを用いて行う。

【0097】

第４の実施形態の周面グラウト処理工程は、第２の噴射ノズルを周面グラウト上端深度Ｄ４４’まで引き上げる引上工程と、再び根固めグラウト上端深度Ｄ４２まで降下させる打込み工程とを有する。第４の実施形態では、この引上げと打込みの間、バイブロハンマによる振動を与えながらセメントミルクＣ150の注入を行う。なお、周面グラウト処理工程の間、第１の噴射ノズルは、図１０の深度Ｄ４４まで引き上げられるが、高圧流体の噴射は停止されている。

【0098】

周面グラウト処理工程を行う第２の噴射ノズルは、杭先端から少なくとも距離ΔＬ以上離れているため、第２の噴射ノズルから吐出されるセメントミルクＣ150が杭先端から杭の内部に浸入することを回避できる。

【0099】

別の実施例として、引上工程は、セメントミルクＣ150に替えて噴射ノズルの閉塞防止のための水を噴射しつつ行ってもよい。

【0100】

第２の噴射ノズルが再び根固めグラウト上端深度Ｄ４２まで到達したならば、セメントミルクＣ150の注入を停止する。このとき、杭先端は定着深度Ｄ４３に位置している。これによりグラウト処理工程を完了する。

【0101】

なお、支持層地盤が砂質等の比較的流動性の高い地質の場合、区間IIで形成した根固め部（Ｄ４１〜Ｄ４２）の周囲地盤が区間IIIにおいて内側に崩れる懸念があるときは、区間IIIの少なくとも打込み工程において第１の噴射ノズルからもセメントミルクＣ65を注入しながら、杭の先端を定着深度Ｄ２３まで打込むことが好適である。

【0102】

図１０（ｂ）に示すように、第４の実施形態では、杭１の周囲に周面グラウトｇ１が形成され、杭１の先端に根固めグラウトｇ２が形成される。

【0103】

第４の実施形態においても、根固めグラウト用流動性固化材が周面グラウト用流動性固化材により薄まったり乱されることがない。加えて、周面グラウト用流動性固化材が杭の内部に浸入することが回避できる。

【0104】

（６）第５の実施形態
図１１に示す第５の実施形態は、図１０の第４の実施形態の変形形態である。区間Ｉの打設工程は第４の実施形態と同様に行う。

【0105】

第５の実施形態では、区間IIにおいて先に周面グラウト処理工程を行い、その後、区間IIIにおいて根固めグラウト処理工程を行う。

【0106】

（７）第６の実施形態
図１２は、図１に示した施工システム、図９に示した鋼管杭及び図４に示した施工管理装置を用いた杭の施工方法の第６の実施形態の一例を概略的に示す図である。第４の実施形態と同じ工程については説明を省略する場合がある。

【0107】

＜準備工程／打設工程＞
準備工程及び打設工程は、上述した第４の実施形態で説明した通りである。打設工程の完了時、第１の噴射ノズルは打止め深度Ｄ６１に、第２の噴射ノズルはそれより距離ΔＬだけ高い位置にある。この例では、打止め深度Ｄ６１は、支持層界面より杭の直径の３倍程度深い位置とし、距離ΔＬは杭の直径の２倍程度とする。

【0108】

＜グラウト処理工程＞
グラウト処理工程は、図１２の区間IIの根固めグラウト処理工程と、区間IIIの周面グラウト処理工程とからなる。第６の実施形態では、根固めグラウト処理工程と周面グラウト処理工程が、並行して行われる。「並行して」とは、根固めグラウト処理工程を行う区間IIと、周面グラウト処理工程を行う区間IIIが、少なくとも部分的に時間的に重なることを意味する。

【0109】

区間IIの根固めグラウト処理工程では、先ず、第１の噴射ノズルにおいて水をセメントミルクＣ65に切り替え、打止め深度Ｄ６１で所定の時間、セメントミルクＣ65を注入した後、バイブロハンマによる振動を与えながら打止め深度Ｄ６１から杭を引き上げつつセメントミルクＣ65を注入する。

【0110】

この例では、杭先端すなわち第１の噴射ノズルが定着深度Ｄ６２まで引き上げられた時点で、第２の噴射ノズルはほぼ根固めグラウト上端深度Ｄ６２’に位置する。根固めグラウト上端深度Ｄ６２’は支持層界面より若干浅い位置にあり、この例では、定着深度Ｄ６２は支持層界面より杭の直径の２倍程度深い位置である。

【0111】

この時点から区間IIIの周面グラウト処理工程を開始する。すなわち第２の噴射ノズルからセメントミルクＣ150の注入を開始する。そして第１の噴射ノズルからのセメントミルクＣ65の注入も継続し、杭をさらに引上げる。

【0112】

周面グラウト処理工程では、第２の噴射ノズルを周面グラウト上端深度Ｄ６３’まで引き上げる引上工程と、再び根固めグラウト上端深度Ｄ６２’まで降下させる打込み工程とを有する。第６の実施形態では、この引上げと打込みの間、バイブロハンマによる振動を与えながらセメントミルクＣ150の注入を行う。なお、周面グラウト処理工程では、第１の噴射ノズルは、セメントミルクＣ65の注入を継続しつつ図１２の深度Ｄ６３まで引き上げられる。

【0113】

周面グラウト処理工程を行う第２の噴射ノズルは、杭先端から少なくとも距離ΔＬ以上離れているため、第２の噴射ノズルから吐出されるセメントミルクＣ150が杭先端から杭の内部に浸入することを回避できる。

【0114】

別の実施例として、引上工程は、セメントミルクＣ150に替えて噴射ノズルの閉塞防止のための水を噴射しつつ行ってもよい。

【0115】

第２の噴射ノズルが再び根固めグラウト上端深度Ｄ６２’まで到達したならば、セメントミルクＣ150の注入を停止する。このとき、杭先端は定着深度Ｄ６２に位置している。その後、第１の噴射ノズルから所定の時間、セメントミルクＣ65の注入を行った後、セメントミルク65の注入を停止する。これによりグラウト処理工程を完了する。

【0116】

第６の実施形態においても、根固めグラウト用流動性固化材が周面グラウト用流動性固化材により薄まったり乱されたりすることがない。加えて、周面グラウト用流動性固化材が杭の内部に浸入することが回避できる。しかしながら、区間IIIの周面グラウト処理工程の間に、根固めグラウト上端深度Ｄ６２’より上の領域に根固めグラウト用流動性固化材が注入されるので、この部分の流動性固化材が無駄となる。

【0117】

（８）第７の実施形態
図１３に示す第７の実施形態は、図１２の第６の実施形態の変形形態である。第７の実施形態は、第１の噴射ノズルと第２の噴射ノズルの先端同士の距離ΔＬが、第６の実施形態よりも長く設定されている。ここでは、距離ΔＬがその設定の上限である、設計上の打止め深度と根固めグラウト上端深度との間の距離に設定されている。例えば、この距離は杭の直径の３倍程度である。

【0118】

このような杭を用いて、第６の実施形態と同様に区間Ｉの打設工程を行った後、やはり同様に、区間IIの根固めグラウト処理工程と区間IIIの周面グラウト処理工程を並行して行う。

【0119】

第７の実施形態では、第１の噴射ノズルと第２の噴射ノズルの間の距離ΔＬが、第６の実施形態のそれよりも長いため、区間IIIの周面グラウト処理工程の間に第１の噴射ノズルが根固めグラウト上端深度Ｄ７２’より上に引き上げられる距離が短くなる。この結果、区間IIIの周面グラウト処理工程の間に第１の噴射ノズルから注入される無駄なセメントミルクＣ65の量を低減することができる。

【0120】

上述した本発明の各実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

【符号の説明】

【0121】

１ 鋼管杭
２ バイブロハンマ
４ 第２の噴射ノズル
５ 導通管
６ 保護カバー
７ （第１の）噴射ノズル
８ 集約管
９ 導通管
１０ 起重機船
１１ セメントサイロ
１２ ミキシングプラント
１３ 水タンク
１４ 高圧流体送出装置
１７、１８ 高圧ホース
１９ 流量計
２０ 発動発電機
２１ 操作ユニット
２２ クレーン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】