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執筆者の写真t-ogino

動画で見る知る、軟弱地盤でも耐震性向上する、杭打ち・地盤改良方法!斜め40do猫の家(東京都北区)

更新日:8月11日



杭打ち、立ち合いをしてきました。

しっかり支持地盤まで到達確認。この杭を130本ほど打ち込んでいきます。


地盤改良には色々な方法があります。今回採用した杭は、鋼管パイプ打ち込むだけですが、地中を練り練りしなくて良いので、スマートな工法です。何より杭が抜き易いのが良い。何十年後かに、土地は必ず、再利用される事になるから、地盤をイジメ無いのも大事。


地盤改良や杭は、耐震性を確保するのがまず第1に大切。ただ、将来、建て替える時にその地盤改良が邪魔になって、よりコストが掛かってしまう場合があります。土地を売る場合も金額に影響する原因になって、資産価値に関わってきます。


元々の地盤改良や杭をそのまま利用して、新しい建築を建てるのは不可能では無いですが、実際の処中々難しいので、地盤を綺麗にする費用が掛かる土地になります。

意外な盲点ですが、大事な処です。


地盤改良杭























木造住宅での杭打ちの種類


木造住宅における杭打ちには、いくつかの種類があります。杭打ちは、地盤の強度が不十分な場合に、建物の荷重をより安定して支えるために行われます。以下は、木造住宅で一般的に使用される杭打ちの種類です:


  1. コンクリート杭

    • 場所打ち杭(場所打ちコンクリート杭): 現場で鉄筋を組んでからコンクリートを流し込み、杭を作る方法です。地盤に合わせた長さや太さで施工できるのが特徴です。

    • プレキャスト杭: 工場で事前に作成したコンクリート杭を現場で打ち込む方法です。施工が比較的短期間で済むのが利点です。


  2. 鋼管杭

    • 鋼管杭は、鋼管で作られた杭で、地盤に圧入または打ち込む方法で設置します。強度が高く、深い地盤改良が可能です。


  3. 木杭

    • 木造の住宅であまり一般的ではありませんが、歴史的な建物や特殊なケースでは使用されることがあります。木杭は耐久性が低いため、防腐処理が施されることが多いです。


  4. 鉄筋コンクリート杭(RC杭)

    • 鉄筋コンクリートで作られた杭で、比較的高い耐荷重能力を持っています。施工時には特別な機器を使用して打ち込むことが多いです。


  5. 地中連続壁(ディープソイルミキシング)

    • 地盤改良の一環として、地中にセメントミルクなどを混ぜて土壌を改良し、杭のような機能を持たせる方法です。通常は広範囲にわたって使用されます。


杭打ちの選択は、地盤の状況、建物の設計、予算などによって異なります。施工前に専門家による地盤調査を行い、適切な杭打ち方法を決定することが重要です。


杭の選定で気を付ける事


杭の選定は、建物の安定性や耐久性に大きな影響を与えるため、慎重に行う必要があります。以下のポイントに気を付けると良いでしょう:


1. 地盤調査

  • 地盤の種類と性質: 土壌の種類(砂質、粘土質など)や地盤の強度、地下水位を調査します。これにより、杭の種類や長さ、設置方法を決定します。

  • 地盤の沈下予測: 地盤が沈下しやすい場合は、沈下量を予測し、それに適応する杭の設計が必要です。


2. 荷重の計算

  • 建物の荷重: 建物の構造や高さ、使用目的に応じた荷重を計算します。荷重には静的荷重と動的荷重(風、地震など)が含まれます。

  • 荷重の分布: 荷重が均等に分布しているか、特定の部分に集中しているかを考慮し、適切な杭を選びます。


3. 杭の材料と耐久性

  • コンクリート杭: コンクリートの強度や耐久性、鉄筋の配置を確認します。腐食やひび割れに対する対策が施されているかも確認が必要です。

  • 鋼管杭: 鋼管の厚さやコーティングの耐腐食性を確認します。土壌の性質に応じた適切な防腐処理が行われているかもチェックします。

  • 木杭: 木の種類や防腐処理が施されているか、また、長期間の耐久性について確認します。


4. 施工方法

  • 施工の適用性: 現場の条件に適した施工方法を選びます。例えば、地下に障害物がある場合は、施工方法が制限されることがあります。

  • 施工管理: 施工の精度や品質管理が重要です。不適切な施工は杭の性能に影響を与える可能性があります。


5. コスト

  • 予算: 杭の選定には予算も重要な要素です。安価な杭が必ずしも適切とは限らないため、コストと性能のバランスを考慮します。


6. 規制と標準

  • 建築基準法: 地域の建築基準法や規制に従う必要があります。杭の設計や施工方法が法的に適合しているか確認します。

  • 専門家の意見: 杭の設計や選定には専門家(地盤工学者、構造エンジニアなど)の意見を仰ぐことが重要です。


これらの要素を総合的に考慮し、最適な杭を選定することで、建物の安全性と耐久性を確保することができます。


鋼管パイプでの地盤改良方法


鋼管パイプを使用した地盤改良方法には、いくつかの異なるアプローチがあります。これらの方法は、地盤の強度を向上させたり、建物の荷重を安定して支えたりするために用いられます。以下に主な鋼管パイプを使った地盤改良方法を紹介します。


1. 鋼管杭(スチールパイプ杭)

鋼管杭は、鋼管を地中に打ち込んで地盤を改良する方法です。主な特徴は以下の通りです:

  • 設置方法: 鋼管杭を現場で打ち込むか、圧入する方法があります。地盤が硬い場合には、振動を加えて杭を打ち込むこともあります。

  • 利点: 高い荷重支持能力を持ち、地盤が軟弱な場合でも安定性を提供できます。また、施工が比較的迅速に行えます。

  • 用途: 高層ビルや重い構造物の基礎、または軟弱地盤に対する強化などに利用されます。


2. 鋼管ジャケット

鋼管ジャケットは、既存の杭や柱に鋼管を追加して強化する方法です。これにより、構造物の強度や耐久性が向上します。

  • 設置方法: 既存の杭や柱に鋼管を囲むように設置し、内部にコンクリートやグラウトを充填します。

  • 利点: 既存の構造物を強化するため、補強が比較的容易です。

  • 用途: 古い建物や既存の杭の強化、または基礎の追加強化が必要な場合に使用されます。


3. 地中連続壁(地中掘削と鋼管埋設)

地中連続壁は、鋼管を地中に埋設し、連続した壁状にする方法です。これにより、周囲の土壌と建物を支える強力な構造が作られます。

  • 設置方法: 地中に掘削を行い、鋼管を挿入し、コンクリートやグラウトを注入して壁を形成します。

  • 利点: 大規模な地盤改良や地下工事での使用に適しており、地盤の強化と同時に地下水の管理にも対応できます。

  • 用途: 地下の囲い込みや土壌改良、大規模な建築プロジェクトで使用されます。


4. 鋼管フーチング

鋼管フーチングは、鋼管を基礎のフーチング部分に使用して地盤を改良する方法です。通常、鋼管の内部にコンクリートを充填して強化します。

  • 設置方法: 鋼管を地中に設置し、基礎としての機能を持たせるためにコンクリートを充填します。

  • 利点: 高い荷重支持力を持ち、地盤の不均一性を改善できます。

  • 用途: 基礎部分の強化や荷重分散が必要な場合に使用されます。


5. グラウト圧入

グラウト圧入は、鋼管の内部にグラウト(セメント系の材料)を圧入して地盤の強度を向上させる方法です。

  • 設置方法: 鋼管を地中に設置し、内部にグラウトを圧入して地盤を固化させます。

  • 利点: 地盤の強度を増加させ、沈下やひび割れを防ぐのに効果的です。

  • 用途: 軟弱な地盤や不安定な土壌の強化に使用されます。


これらの方法は、地盤の特性や建物の設計に応じて選定されます。地盤改良を行う際は、地盤調査や設計の専門家の意見を参考にして、最適な方法を選ぶことが重要です。


支持地盤の調査方法


支持地盤の調査は、建物の基礎設計や地盤改良のために非常に重要な工程です。支持地盤の調査には、以下のような方法があります:


1. ボーリング調査

ボーリング調査は、地盤の詳細な情報を得るための基本的な方法です。

  • 手順:

    • 地面に穴(ボーリング孔)を掘り、地下の土壌や岩盤のサンプルを取り出します。

    • ボーリング孔の深さに応じて、土壌の層構造や地盤の強度、地下水位などを調べます。


  • 利点: 地盤の層構造や地下の条件を直接把握できるため、正確な地盤情報が得られます。


  • 用途: 基礎設計や地盤改良の計画に役立つ情報を提供します。


2. 標準貫入試験(SPT)

標準貫入試験は、ボーリング調査と組み合わせて実施されることが多い試験です。

  • 手順:

    • ボーリング孔に対して標準的なドリル(サンプラー)を使用し、特定の深さまで貫入させます。

    • 貫入に必要な打撃数を計測し、その結果から地盤の強度を評価します。


  • 利点: 土壌の密度や強度を定量的に評価できるため、基礎設計に必要なデータが得られます。


  • 用途: 地盤の支持力や圧密特性を評価する際に使用されます。


3. サウンディング試験

サウンディング試験は、地面にスクリューや尖った棒を押し込み、地盤の特性を評価する方法です。

  • 手順:

    • 地面に鋼のスクリューや探査棒を押し込み、必要な深さに達するまでの抵抗を測定します。

    • これにより、地盤の硬さや層の変化を把握します。


  • 利点: 短時間で実施でき、広範囲の地盤特性を把握できます。


  • 用途: 地盤の概略的な強度や層の情報を得るために使用されます。


4. 地下水調査

地下水の調査も地盤の評価には欠かせない要素です。

  • 手順:

    • ボーリング孔や観測井戸を設置し、地下水位や水質、流量などを測定します。

    • 地下水の影響を考慮した基礎設計が必要です。


  • 利点: 地盤の安定性や耐久性に関する重要な情報が得られます。


  • 用途: 地下水による地盤の浸食や浮力の影響を評価する際に使用されます。


5. 地盤振動試験

地盤振動試験は、地震などの振動に対する地盤の応答を評価する試験です。

  • 手順:

    • 地盤に振動を加え、その反応を測定します。

    • 地盤の動的特性や地震時の挙動を評価します。


  • 利点: 地震対策や動的荷重に対する地盤の応答を評価できるため、耐震設計に役立ちます。


  • 用途: 地震や振動に対する地盤の強度や安定性を評価する際に使用されます。


6. 地質調査

地質調査は、地盤の成分や構造を調べるための調査方法です。

  • 手順:

    • 地盤の成分や岩石の種類、構造を分析します。

    • 地層の傾斜や断層の有無も調査します。


  • 利点: 地盤の成分や構造についての詳細な情報が得られます。


  • 用途: 地盤の安定性や支持力を評価するために使用されます。


これらの調査方法は、地盤の条件に応じて適切に選択され、組み合わせて使用されることが多いです。地盤調査は建物の安全性や耐久性を確保するために重要な工程であり、専門家の意見を参考にして適切な方法を選ぶことが重要です。


地盤改良方法の種類


木造住宅の地盤改良は、基礎の安定性や耐久性を確保するために重要な作業です。地盤の種類や状態に応じて、さまざまな地盤改良方法が選択されます。以下は、木造住宅でよく用いられる地盤改良方法の種類とその詳細です:


1. 表層改良

表層改良は、地盤の表面層だけを改良する方法です。

  • 乾燥・締固め:

    • 土壌の水分を調整し、適切な密度に締固めることで地盤の強度を向上させます。

    • 利点: 比較的簡単で、短期間で実施できます。

    • 用途: 軟弱な表層地盤の改良や一時的な施工に適しています。


  • セメント改良:

    • 土壌にセメントを混ぜて改良する方法で、地盤の強度を増加させます。

    • 利点: 地盤の支持力を大幅に向上させることができます。

    • 用途: 軟弱地盤の改良や小規模な構造物に使用されます。


2. 深層改良

深層改良は、地盤の深い層まで改良する方法です。

  • 柱状改良:

    • 地中にコンクリートやセメントミルクを注入して柱状に固化させる方法です。一般に「柱状改良杭」などと呼ばれます。

    • 利点: 大きな支持力を持ち、深層の軟弱地盤にも対応できます。

    • 用途: 大規模な木造住宅や地盤が非常に軟弱な場合に使用されます。


  • インジェクション工法:

    • 地盤にグラウト(セメント系の材料)を圧入して地盤の強度を向上させる方法です。

    • 利点: 地盤の強化と同時に、沈下やひび割れの防止ができます。

    • 用途: 軟弱地盤や沈下が懸念される場所で使用されます。


  • 鋼管杭(スチールパイプ杭):

    • 鋼管を地中に打ち込んで基礎を支える方法です。地盤の支持力が向上します。

    • 利点: 高い荷重支持能力を持ち、地盤が不安定な場合でも対応可能です。

    • 用途: 高い荷重がかかる木造住宅や地盤が軟弱な場所に使用されます。


3. 地盤改良材の使用

  • ポリマー改良:

    • 地盤にポリマーを注入して、土壌の強度や安定性を向上させる方法です。

    • 利点: 高い強度を持ち、耐水性にも優れています。

    • 用途: 軟弱地盤や湿潤な地盤での使用に適しています。


  • 化学的改良:

    • 地盤に化学薬品を注入して、土壌の強度を増加させる方法です。

    • 利点: 地盤の強度や安定性を高めることができます。

    • 用途: 特定の地盤条件に応じて使用されます。


4. 地中連続壁

  • 地中連続壁(ディープソイルミキシング):

    • 地中にセメントやその他の材料を混ぜて、地盤を連続的に改良する方法です。

    • 利点: 大規模な地盤改良や地下工事に対応できます。

    • 用途: 地下水の管理が必要な場所や、大規模な改良が必要な場合に使用されます。


5. 地盤補強方法

  • アンカー工法:

    • 地盤にアンカーを設置して、建物の荷重を安定させる方法です。

    • 利点: 地盤の強度を増加させ、構造物の安定性を高めます。

    • 用途: 傾斜地や崖などで使用されることが多いです。


  • ネット・マット工法:

    • 地盤の表面にネットやマットを設置して、地盤の安定性を向上させる方法です。

    • 利点: 軟弱な地盤の改良や土壌の侵食防止に有効です。

    • 用途: 表面改良が必要な場合や erosion control に使用されます。


これらの方法は、地盤の状態や木造住宅の設計に応じて適切に選択されるべきです。地盤改良の計画には、専門家の意見を基にして最適な方法を決定することが重要です。



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