JP7506964B2 - Ground improvement composite pile foundation, ground improvement composite pile combined independent footing foundation, and design method for ground improvement composite pile combined independent footing foundation - Google Patents

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Description

本開示は、地盤改良複合杭基礎、地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎、及び、地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎の設計方法に関する。 This disclosure relates to a ground improvement composite pile foundation, a ground improvement composite pile combined independent footing foundation, and a design method for a ground improvement composite pile combined independent footing foundation.

従来から、軟弱な地盤の支持力を増加させ、また沈下を抑制するために地盤改良が行われている。例えば、特許文献１が開示する地盤改良は、軟弱な地盤にソイルセメント合成杭を構築するものである。該ソイルセメント合成杭の構築にあたっては、セメントミルク等の固化材を地盤に注入しながら撹拌混合して地盤にソイルセメント柱体（改良体）を形成し、該ソイルセメント柱体に羽根付既製杭を挿入している。羽根付既製杭の上端には、羽根付既製杭の外径よりも大径の円筒既製杭が連結され、ソイルセメント柱体の外径は、円筒既製杭の外周で拡大されている。該ソイルセメント合成杭によれば、大径の円筒既製杭を設け、ソイルセメント柱体の外径を円筒既製杭の外周で拡大することで、円筒既製杭とその外周のソイルセメント柱体が一体となって挙動し、水平抵抗力が向上する。 Conventionally, ground improvement has been carried out to increase the bearing capacity of soft ground and suppress subsidence. For example, the ground improvement disclosed in Patent Document 1 involves constructing a soil cement composite pile on soft ground. In constructing the soil cement composite pile, a solidifying material such as cement milk is injected into the ground while being stirred and mixed to form a soil cement column (improved body) in the ground, and a prefabricated pile with wings is inserted into the soil cement column. A cylindrical prefabricated pile with a larger diameter than the outer diameter of the prefabricated pile with wings is connected to the upper end of the prefabricated pile with wings, and the outer diameter of the soil cement column is expanded around the outer periphery of the cylindrical prefabricated pile. According to the soil cement composite pile, a large-diameter cylindrical prefabricated pile is provided, and the outer diameter of the soil cement column is expanded around the outer periphery of the cylindrical prefabricated pile, so that the cylindrical prefabricated pile and the soil cement column around its periphery behave as one, improving the horizontal resistance.

特開２００３－９６７７０号公報JP 2003-96770 A

杭に水平力が作用したとき、杭周辺の地盤が塑性化して***し、杭の水平抵抗力が低下する。この際、地盤の***は、地盤における塑性域Ｉと塑性域ＩＩの境界深さに位置する杭の部位から、斜め上方に向けてすべり線が伝播することにより生じると考えられる。そして、杭の水平抵抗力は、すべり面に作用するせん断力に依存し、せん断力は内部摩擦角φと粘着力ｃに関係するため、すべり線の全域に渡って、これらを高くすることができれば、杭の水平抵抗力を高めることができると考えられる。 When a horizontal force acts on a pile, the ground around the pile becomes plastic and rises, reducing the horizontal resistance of the pile. In this case, the uplift of the ground is thought to be caused by the propagation of a slip line diagonally upward from the part of the pile located at the boundary depth between plastic zone I and plastic zone II in the ground. The horizontal resistance of the pile depends on the shear force acting on the slip surface, and since the shear force is related to the internal friction angle φ and the adhesion force c, it is thought that if these can be increased over the entire area of the slip line, the horizontal resistance of the pile can be increased.

これに対し、特許文献１は、杭の水平抵抗力を高めるために、杭とソイルセメント柱体が一体となって挙動するようにソイルセメント柱体の外径を設定することしか開示しておらず、すべり線が地盤の塑性域Ｉと塑性域ＩＩの境界深さに位置する杭の部位から斜め上方に発生することや、すべり線における粘性（粘着力）を高めることまでは開示していない。 In contrast, Patent Document 1 only discloses setting the outer diameter of the soil cement column so that the pile and the soil cement column behave as one unit in order to increase the horizontal resistance of the pile, but does not disclose that the slip line occurs diagonally upward from the part of the pile located at the boundary depth between the plastic zone I and plastic zone II of the ground, or that the viscosity (adhesion) at the slip line is increased.

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、水平抵抗力が改善された地盤改良複合杭基礎、地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎、及び、地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎の設計方法を提供することにある。 In view of the above, an object of at least one embodiment of the present invention is to provide a ground improvement composite pile foundation with improved horizontal resistance, an independent footing foundation combined with ground improvement composite piles, and a design method for an independent footing foundation combined with ground improvement composite piles.

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る地盤改良複合杭基礎は、
地盤の表層部に設けられ、前記表層部の土砂及び該土砂と撹拌混合された固化材によって構成された改良体と、
前記改良体の内部に沈設された１つ以上の杭と、を備え、
前記地盤の表層部は粘土地盤によって構成され、
前記杭の外径をＤｐとし、前記杭の中心から前記改良体の外縁又は前記改良体に外接する仮想の多角形までの距離をＬｐｉとするとき、
前記粘土地盤は２．５Ｄｐ以上の深さを有し、
前記距離Ｌｐｉが次式：
２．６Ｄｐ＜Ｌｐｉ＜３．４Ｄｐ
で示される関係を満たし、
前記改良体の外周面の周面摩擦力と前記改良体の底面の先端支持力の和である鉛直支持力が前記改良体の外周長及び底面積に基づいて設定されるように構成されている。 (1) At least one embodiment of the ground improvement composite pile foundation of the present invention is
An improvement body provided on the surface layer of the ground and composed of soil and sand from the surface layer and a solidification material mixed with the soil and sand;
and one or more piles sunk into the improvement body;
The surface layer of the ground is composed of clay ground,
When the outer diameter of the pile is Dp and the distance from the center of the pile to the outer edge of the improvement body or a virtual polygon circumscribing the improvement body is Lpi,
The clay ground has a depth of 2.5 Dp or more,
The distance Lpi is expressed by the following formula:
2.6 Dp < Lpi < 3.4 Dp
The relationship shown in
The vertical support force , which is the sum of the peripheral friction force of the outer surface of the improved body and the tip support force of the bottom surface of the improved body, is configured to be set based on the outer periphery and bottom area of the improved body.

粘性土系地盤は、内部摩擦角φが小さく、粘着力cを有する特徴があり、一般的に内部摩擦角φ≒０と考えられるので、粘土地盤（粘土性系地盤を含む）では、塑性域Ｉと塑性域ＩＩの境界深さは、最大で杭の外径Ｄｐの２．５倍程度になり、すべり線は境界深さから４５度の角度で斜め上方へと伝播する。このため、地盤の表面においてすべり線が到達する範囲は、杭を中心として６Ｄｐ程度の範囲となる。
これを考慮して上記構成（１）では、杭の中心から改良体の外縁又は改良体に外接する多角形までの距離Ｌｐｉを２．６Ｄｐ超３．４Ｄｐ未満に設定している。これにより、境界深さから伝播するすべり線の略全域が改良体を通過することになり、すべり線における粘性ひいてはせん断力を高くすることができる。この結果として、すべり線の発生が抑制され、杭の水平抵抗力を高めることができる。 Clayey soil ground has the characteristic that the internal friction angle φ is small and has cohesion c, and since the internal friction angle φ is generally considered to be ≈ 0, in clayey soil (including clayey soil), the boundary depth between plastic zone I and plastic zone II is a maximum of about 2.5 times the outer diameter Dp of the pile, and the slip line propagates diagonally upward at an angle of 45 degrees from the boundary depth. Therefore, the range that the slip line reaches on the surface of the ground is a range of about 6 Dp from the pile center.
Considering this, in the above configuration (1), the distance Lpi from the center of the pile to the outer edge of the improved body or to the polygon circumscribing the improved body is set to more than 2.6 Dp and less than 3.4 Dp. This allows almost the entire area of the slip line propagating from the boundary depth to pass through the improved body, making it possible to increase the viscosity and therefore the shear force at the slip line. As a result, the occurrence of slip lines is suppressed and the horizontal resistance of the pile can be increased.

（２）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
前記１つ以上の杭は、前記改良体に鉛直荷重を伝達するための突起を有さない。 (2) In some embodiments, in the above configuration (1),
The one or more piles do not have protrusions for transmitting vertical loads to the improvement.

（３）幾つかの実施形態では、上記構成（１）又は（２）において、
前記改良体の周りの周辺地盤の表面を覆う地盤表面補強層を更に備える。 (3) In some embodiments, in the above configuration (1) or (2),
It further includes a ground surface reinforcing layer covering the surface of the surrounding ground around the improvement body.

杭と改良体の一体性が高く、周辺地盤と改良体の強度差が大きい場合、改良体の周辺地盤ですべり線が発生し、周辺地盤が変形して水平抵抗が低下する虞がある。
この点、上記構成（３）によれば、周辺地盤の表面を地盤表面補強層で覆うことで、周辺地盤の変形を抑制し、杭の水平抵抗力を高めることができる。 If the piles and the improvement body are highly integrated and there is a large difference in strength between the surrounding ground and the improvement body, there is a risk that slip lines will develop in the ground around the improvement body, causing the surrounding ground to deform and reducing horizontal resistance.
In this regard, according to the above configuration (3), by covering the surface of the surrounding ground with a ground surface reinforcing layer, deformation of the surrounding ground can be suppressed and the horizontal resistance force of the pile can be increased.

（４）幾つかの実施形態では、上記構成（１）乃至（３）の何れか１つにおいて、
前記改良体の表面を覆う改良体表面補強層を更に備える。 (4) In some embodiments, in any one of the above configurations (1) to (3),
The improved body further includes an improved body surface reinforcing layer covering the surface of the improved body.

上記構成（４）によれば、改良体表面補強層を設けることによって、改良体の変形を抑制することができ、杭の水平抵抗力を更に高めることができる。 According to the above configuration (4), by providing a surface reinforcing layer on the improved body, deformation of the improved body can be suppressed, and the horizontal resistance of the pile can be further increased.

（５）幾つかの実施形態では、上記構成（４）において、
前記改良体表面補強層は金属製の板によって構成され、
前記板と一体に設けられ、前記改良体の内部、又は、前記改良体と当該改良体の周辺の周辺地盤との境界に埋設された突起を更に備える。
上記構成（５）によれば、突起を設けたことで、改良体の変形を抑制することができ、杭の水平抵抗力を高めることができる。 (5) In some embodiments, in the above configuration (4),
The improved body surface reinforcing layer is composed of a metal plate,
The improvement body further includes a protrusion formed integrally with the plate and embedded inside the improvement body or at the boundary between the improvement body and the surrounding ground around the improvement body.
According to the above configuration (5), by providing the protrusions, deformation of the improvement body can be suppressed and the horizontal resistance force of the pile can be increased.

（６）幾つかの実施形態では、上記構成（５）において、
前記突起は、前記地盤における前記杭の杭頭部に水平力が作用したときに斜め上方に変位しようとする塑性域Iと当該塑性域Ｉの下方の塑性域ＩＩとの境界深さに位置する前記杭の外周面の部位から上方に向けて斜めに伝播する断面視にて受働崩壊角の傾きを有する直線すべり線を遮るように構成されている。
上記構成（６）によれば、突起によってすべり線の発生が抑制され、杭の水平抵抗力を高めることができる。 (6) In some embodiments, in the above configuration (5),
The protrusion is configured to interrupt a straight slide line having a passive collapse angle in cross-sectional view that propagates obliquely upward from a portion of the outer surface of the pile located at the boundary depth between plastic zone I, which attempts to displace diagonally upward when a horizontal force acts on the head of the pile in the ground, and plastic zone II below plastic zone I.
According to the above configuration (6), the projections suppress the occurrence of slip lines and increase the horizontal resistance of the pile.

（７）幾つかの実施形態では、上記構成（５）又は（６）において、
前記板は、１つ以上の貫通孔を有する。
上記構成（７）によれば、板の貫通孔内に硬化前の改良体が浸入し、その後硬化することで、板と改良体の一体性が高くなる。このため、板によって改良体の変形を一層抑制することができ、杭の水平抵抗力を高めることができる。 (7) In some embodiments, in the above configuration (5) or (6),
The plate has one or more through holes.
According to the above configuration (7), the unhardened improvement body penetrates into the through-hole of the plate and then hardens, which enhances the integrity of the plate and the improvement body. Therefore, the plate can further suppress deformation of the improvement body, and the horizontal resistance of the pile can be increased.

（８）幾つかの実施形態では、上記構成（５）乃至（７）の何れか１つにおいて、
前記板は、前記杭に接合されている。
上記構成（８）によれば、杭の変形や変位が板を介して改良体に伝達されることで、杭の変形や変位が抑制されるので、杭の水平抵抗力を一層高めることができる。 (8) In some embodiments, in any one of the above configurations (5) to (7),
The plate is joined to the pile.
According to the above configuration (8), the deformation and displacement of the pile are transmitted to the improvement body via the plate, thereby suppressing the deformation and displacement of the pile, thereby further increasing the horizontal resistance force of the pile.

（９）幾つかの実施形態では、上記構成（１）乃至（８）の何れか１つにおいて、
前記改良体の内部に、前記杭に取り付けられた突起部を有し、
前記突起部は、前記地盤における前記杭の杭頭部に水平力が作用したときに斜め上方に変位しようとする塑性域Iと当該塑性域Ｉの下方の塑性域ＩＩとの境界深さに位置する前記杭の外周面の部位から上方に向けて斜めに伝播する断面視にて受働崩壊角の傾きを有する直線すべり線を遮るように配置されている。
上記構成（９）によれば、突起部によってすべり線の発生が抑制され、杭の水平抵抗力を高めることができる。 (9) In some embodiments, in any one of the above configurations (1) to (8),
The improvement body has a protrusion attached to the pile inside,
The protrusion is positioned so as to interrupt a straight slide line having a passive collapse angle in cross-sectional view that propagates obliquely upward from a portion of the outer surface of the pile located at the boundary depth between plastic zone I, which tends to displace diagonally upward when a horizontal force acts on the head of the pile in the ground, and plastic zone II below plastic zone I.
According to the above configuration (9), the projection portion can suppress the occurrence of slip lines and increase the horizontal resistance of the pile.

（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係る地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎は、
上記構成（１）乃至（９）の何れか１つに記載の地盤改良複合杭基礎と、
前記杭及び前記改良体の上に配置され、コンクリートによって構成されるフーチングと、を備え、
前記フーチングの底面積をＡｆとし、前記改良体の表面積をＡｉとしたとき、次式：
０．８Ａｉ≦Ａｆ≦１．２Ａｉ
で示される関係を満たしている。 (10) At least one embodiment of the present invention relates to a ground improvement composite pile combined independent footing foundation,
A ground improvement composite pile foundation according to any one of the above configurations (1) to (9),
A footing made of concrete is placed on the piles and the improvement body,
When the bottom area of the footing is Af and the surface area of the improved body is Ai, the following formula is obtained:
0.8Ai≦Af≦1.2Ai
The relationship shown in is satisfied.

上記構成（１０）によれば、フーチングが改良体の略表面全域に渡って設けられているので、フーチングによって改良体の変形を抑制することができ、杭の水平抵抗力を高めることができる。また、フーチングが改良体の略表面全域に渡って設けられているので、上部構造からの鉛直荷重を改良体に直接負担させることができる。このため、上部構造の鉛直荷重を杭を介して改良体に伝達する必要がなく、杭頭接合構造を簡単にすることができるとともに、圧縮強度が低い杭を用いることが可能となる。 According to the above configuration (10), since the footing is provided over almost the entire surface of the improved body, the deformation of the improved body can be suppressed by the footing, and the horizontal resistance of the pile can be increased. In addition, since the footing is provided over almost the entire surface of the improved body, the vertical load from the superstructure can be directly borne by the improved body. Therefore, there is no need to transmit the vertical load of the superstructure to the improved body via the pile, which simplifies the pile head joint structure and makes it possible to use piles with low compressive strength.

（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係る地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎の設計方法は、
地盤の表層部に設けられ、前記表層部の土砂及び該土砂と撹拌混合された固化材によって構成された改良体と、
前記改良体の内部に沈設された１つ以上の杭と、
前記杭及び前記改良体の上に配置され、コンクリートによって構成されるフーチングと、を備え、前記地盤の表層部が粘土地盤によって構成されている地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎の設計方法において、
前記杭の外径をＤｐとし、前記杭の中心から前記改良体の外縁又は前記改良体に外接する仮想の多角形までの距離をＬｐｉとするとき、
前記粘土地盤は２．５Ｄｐ以上の深さを有し、
前記距離Ｌｐｉが次式：
２．６Ｄｐ＜Ｌｐｉ＜３．４Ｄｐ
で示される関係を満たすように、前記杭の外径Ｄｐ及び前記距離Ｌｐｉを設定し、
前記フーチングの底面積をＡｆとし、前記改良体の表面積をＡｉとしたとき、次式：
０．８Ａｉ≦Ａｆ≦１．２Ａｉ
で示される関係を満たすように前記フーチングの底面積Ａｆ及び前記改良体の表面積Ａｉを設定し、
前記改良体の外周面の周面摩擦力と前記改良体の底面の先端支持力の和である鉛直支持力が前記改良体の外周長及び底面積に基づいて設定されるように構成する。 (11) A design method for a combined independent footing foundation with ground improvement composite piles according to at least one embodiment of the present invention includes:
An improvement body provided on the surface layer of the ground and composed of soil and sand from the surface layer and a solidification material mixed with the soil and sand;
One or more piles sunk into the improvement body;
A method for designing a composite pile-assisted independent footing foundation for ground improvement comprising: a footing made of concrete placed on the piles and the improvement body; and a surface layer of the ground made of clay,
When the outer diameter of the pile is Dp and the distance from the center of the pile to the outer edge of the improvement body or a virtual polygon circumscribing the improvement body is Lpi ,
The clay ground has a depth of 2.5 Dp or more,
The distance Lpi is expressed by the following formula:
2.6 Dp < Lpi < 3.4 Dp
The outer diameter Dp of the pile and the distance Lpi are set so as to satisfy the relationship shown in
When the bottom area of the footing is Af and the surface area of the improved body is Ai, the following formula is obtained:
0.8Ai≦Af≦1.2Ai
The bottom area Af of the footing and the surface area Ai of the improved body are set so as to satisfy the relationship shown below.
The vertical support force , which is the sum of the peripheral friction force of the outer surface of the improved body and the tip support force of the bottom surface of the improved body, is configured to be set based on the outer periphery and bottom area of the improved body.

上記構成（１１）によれば、杭の中心から改良体の外縁又は改良体に外接する多角形までの距離Ｌｐｉを２．６Ｄｐ超３．４Ｄｐ未満に設定することにより、境界深さから伝播するすべり線の略全域が改良体を通過することになり、すべり線における粘性ひいてはせん断力を高くすることができる。この結果として、すべり線の発生が抑制され、杭の水平抵抗力を高めることができる。
また上記構成（１１）によれば、フーチングが改良体の略表面全域に渡って設けられているので、フーチングによって改良体の変形を抑制することができ、杭の水平抵抗力を高めることができる。また、フーチングが改良体の略表面全域に渡って設けられているので、上部構造からの鉛直荷重を改良体に直接負担させることができる。このため、上部構造の鉛直荷重を杭を介して改良体に伝達する必要がなく、杭頭接合構造を簡単にすることができるとともに、圧縮強度が低い杭を用いることが可能となる。 According to the above configuration (11), by setting the distance Lpi from the center of the pile to the outer edge of the improved body or to the polygon circumscribing the improved body to more than 2.6 Dp and less than 3.4 Dp, the entire area of the slip line propagating from the boundary depth passes through the improved body, and the viscosity and therefore the shear force at the slip line can be increased. As a result, the occurrence of slip lines is suppressed, and the horizontal resistance of the pile can be increased.
According to the above configuration (11), the footing is provided over almost the entire surface of the improved body, so that the deformation of the improved body can be suppressed by the footing, and the horizontal resistance of the pile can be increased. Also, since the footing is provided over almost the entire surface of the improved body, the vertical load from the superstructure can be directly borne by the improved body. Therefore, there is no need to transmit the vertical load of the superstructure to the improved body via the pile, so that the pile head joint structure can be simplified and piles with low compressive strength can be used.

（１２）幾つかの実施形態では、上記構成（１１）において、
前記１つ以上の杭に、前記改良体に鉛直荷重を伝達するための突起を設けない。 (12) In some embodiments, in the above configuration (11),
The one or more piles are not provided with protrusions for transmitting vertical loads to the improvement body.

上記構成（１２）によれば、杭の中心から改良体の外縁又は改良体に外接する多角形までの距離を塑性域Ｉと塑性域ＩＩの境界深さに基づいて設定することで、境界深さから伝播するすべり線の略全域が改良体を通過するようにすることができる。この結果として、すべり線における粘性ひいてはせん断力を高くすることができ、すべり線の発生が抑制され、杭の水平抵抗力を高めることができる。
また上記構成（１２）によれば、フーチングが改良体の略表面全域に渡って設けられているので、フーチングによって改良体の変形を抑制することができ、杭の水平抵抗力を高めることができる。また、フーチングが改良体の略表面全域に渡って設けられているので、上部構造からの鉛直荷重を改良体に直接負担させることができる。このため、上部構造の鉛直荷重を杭を介して改良体に伝達する必要がなく、杭頭接合構造を簡単にすることができるとともに、圧縮強度が低い杭を用いることが可能となる。 According to the above configuration (12), by setting the distance from the center of the pile to the outer edge of the improved body or to the polygon circumscribing the improved body based on the boundary depth between plastic zone I and plastic zone II, it is possible to make almost the entire area of the slip line propagating from the boundary depth pass through the improved body. As a result, it is possible to increase the viscosity and therefore the shear force at the slip line, suppress the occurrence of slip lines, and increase the horizontal resistance of the pile.
According to the above configuration (12), the footing is provided over almost the entire surface of the improved body, so that the deformation of the improved body can be suppressed by the footing, and the horizontal resistance of the pile can be increased. Also, since the footing is provided over almost the entire surface of the improved body, the vertical load from the superstructure can be directly borne by the improved body. Therefore, there is no need to transmit the vertical load of the superstructure to the improved body via the pile, so that the pile head joint structure can be simplified and piles with low compressive strength can be used.

本発明の少なくとも一実施形態によれば、水平抵抗力が改善された地盤改良複合杭基礎、地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎、及び、地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎の設計方法が提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, there is provided a ground improvement composite pile foundation with improved horizontal resistance, an independent footing foundation combined with ground improvement composite piles, and a design method for an independent footing foundation combined with ground improvement composite piles.

本発明の少なくとも一実施形態に係る地盤改良複合杭基礎、及び、地盤改良複合杭基礎によって支持された上部構造を説明するための概略的な図である。1 is a schematic diagram illustrating a ground improvement composite pile foundation according to at least one embodiment of the present invention and a superstructure supported by the ground improvement composite pile foundation. 地盤改良複合杭基礎を説明するための概略的な部分断面図である。FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view for explaining a ground improvement composite pile foundation. 地盤改良複合杭基礎の概略的な平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view of a ground improvement composite pile foundation. 杭頭部に水平力が作用したときの地盤の変形を説明するための図である。1 is a diagram for explaining deformation of the ground when a horizontal force acts on the pile head. FIG. 粘土地盤における、非排水せん断強度と境界深さの関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between undrained shear strength and boundary depth in clay ground. （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎の概略的な平面図である。1A and 1B are schematic plan views of a ground improvement composite pile foundation according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎の概略的な部分断面図である。10 is a schematic partial cross-sectional view of a ground improvement composite pile foundation according to another embodiment of the present invention. FIG. 本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎の概略的な部分断面図である。10 is a schematic partial cross-sectional view of a ground improvement composite pile foundation according to another embodiment of the present invention. FIG. 改良体表面補強層の作用効果を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining the effect of the improved body surface reinforcing layer. 本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎の概略的な部分断面図である。10 is a schematic partial cross-sectional view of a ground improvement composite pile foundation according to another embodiment of the present invention. FIG. 本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎の概略的な部分断面図である。10 is a schematic partial cross-sectional view of a ground improvement composite pile foundation according to another embodiment of the present invention. FIG. 本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎の概略的な部分断面図である。10 is a schematic partial cross-sectional view of a ground improvement composite pile foundation according to another embodiment of the present invention. FIG. 本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎の概略的な部分断面図である。10 is a schematic partial cross-sectional view of a ground improvement composite pile foundation according to another embodiment of the present invention. FIG. 本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎の概略的な部分断面図である。10 is a schematic partial cross-sectional view of a ground improvement composite pile foundation according to another embodiment of the present invention. FIG. 本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎の概略的な部分断面図である。10 is a schematic partial cross-sectional view of a ground improvement composite pile foundation according to another embodiment of the present invention. FIG. 本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎の概略的な部分断面図である。10 is a schematic partial cross-sectional view of a ground improvement composite pile foundation according to another embodiment of the present invention. FIG. 本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎の概略的な平面図である。FIG. 11 is a schematic plan view of a ground improvement composite pile foundation according to another embodiment of the present invention. 図１７の地盤改良複合杭基礎を構成する杭と板の概略的な部分断面図である。A schematic partial cross-sectional view of the piles and plates that constitute the ground improvement composite pile foundation of Figure 17. 本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎の概略的な平面図である。FIG. 11 is a schematic plan view of a ground improvement composite pile foundation according to another embodiment of the present invention. 図１９の地盤改良複合杭基礎を構成する杭と板の概略的な部分断面図である。A schematic partial cross-sectional view of the piles and plates that constitute the ground improvement composite pile foundation of Figure 19. 本発明の他の一実施形態に係る地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎を説明するための概略的な部分断面図である。FIG. 11 is a schematic partial cross-sectional view illustrating an independent footing foundation combined with a ground improvement composite pile according to another embodiment of the present invention. 図２１の地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎の設計方法の概略的な手順を示すフローチャートである。22 is a flowchart showing a schematic procedure of the design method for the independent footing foundation combined with the ground improvement composite pile of FIG. 21. 図２２の設計方法を説明するための図である。FIG. 23 is a diagram for explaining the design method of FIG. 22 . 本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎の概略的な部分断面図である。10 is a schematic partial cross-sectional view of a ground improvement composite pile foundation according to another embodiment of the present invention. FIG. 砂質地盤におけるＮ値と境界深さＺｐｃとの関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between the N value and boundary depth Zpc in sandy ground. 砂質地盤における内部摩擦角φと境界深さＺｐｃとの関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between the internal friction angle φ and the boundary depth Zpc in sandy ground.

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of components described as the embodiments or shown in the drawings are merely illustrative examples and are not intended to limit the scope of the present invention.
For example, expressions describing shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape do not only refer to rectangular shapes, cylindrical shapes, etc. in the strict geometric sense, but also refer to shapes that include uneven portions, chamfered portions, etc., to the extent that the same effect is obtained.

図１は、本発明の少なくとも一実施形態に係る地盤改良複合杭基礎（以下、単に杭基礎ともいう）１、及び、杭基礎１によって支持された上部構造５を説明するための概略的な図である。図２は、杭基礎１の一例である杭基礎１Ａを説明するための概略的な部分断面図である。図３は、杭基礎１Ａの概略的な平面図である。
上部構造５は、例えば、Ｓ造（鉄骨造）の中低層建築物であり、３～４階程度の高さを有する。上部構造５は、例えば、店舗、倉庫、工場、体育館等として使用されるものである。 Fig. 1 is a schematic diagram for explaining a soil improvement composite pile foundation (hereinafter, also simply referred to as a pile foundation) 1 according to at least one embodiment of the present invention, and a superstructure 5 supported by the pile foundation 1. Fig. 2 is a schematic partial cross-sectional view for explaining a pile foundation 1A which is an example of the pile foundation 1. Fig. 3 is a schematic plan view of the pile foundation 1A.
The superstructure 5 is, for example, a low- to medium-rise building made of steel (steel frame) and has a height of about 3 to 4 stories. The superstructure 5 is used, for example, as a store, a warehouse, a factory, a gymnasium, etc.

図１～図３に示したように、地盤改良複合杭基礎１Ａは、改良体７と、１つ以上の杭９とを備えている。
改良体７は、地盤１１の表層部に設けられ、表層部の土砂及び該土砂と撹拌混合された固化材によって構成されている。なお、地盤１１の表層部とは、地盤の表面側という意味である。改良体７は、表層部を撹拌しながら固化材を注入し、固化材が硬化することにより形成される。例えば、固化材はセメントミルクであり、改良体７はソイルセメントである。ソイルセメントは、例えば、２００ｋＮ／ｍ２以上５０００ｋＮ／ｍ２以下の圧縮強度を有する。改良体７は、例えば円柱形状を有するが、図３に２点鎖線で示したように角柱形状を有していてもよい。 As shown in Figures 1 to 3, the ground improvement composite pile foundation 1A comprises an improvement body 7 and one or more piles 9.
The improved body 7 is provided on the surface layer of the ground 11 and is composed of soil and sand from the surface layer and a solidification material mixed and stirred with the soil and sand. The surface layer of the ground 11 means the surface side of the ground. The improved body 7 is formed by injecting a solidification material while stirring the surface layer, and allowing the solidification material to harden. For example, the solidification material is cement milk, and the improved body 7 is soil cement. The soil cement has a compressive strength of, for example, 200 kN/ m2 or more and 5000 kN/ m2 or less. The improved body 7 has, for example, a cylindrical shape, but may also have a prismatic shape as shown by the two-dot chain line in FIG. 3.

１つ以上の杭９は、改良体７の内部に沈設されている。杭９の杭頭部９ａは改良体７の表面から突出している。一方、杭９の先端部（下端部）９ｂは改良体７の内部に位置している。杭９は、例えば、中空の円筒形状又は角筒形状を有するが、中実であってもよい。杭９は、例えば、ＰＲＣ杭（プレストレストコンクリート杭）やＰＨＣ杭（高強度プレストレストコンクリート杭）等のコンクリート杭や、鋼管杭である。杭９は、例えば、５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下の外径を有し、好ましくは、３００ｍｍ以下の外径を有する。 One or more piles 9 are sunk inside the improvement body 7. The pile head 9a of the pile 9 protrudes from the surface of the improvement body 7. Meanwhile, the tip (lower end) 9b of the pile 9 is located inside the improvement body 7. The pile 9 has, for example, a hollow cylindrical or rectangular tubular shape, but may also be solid. The pile 9 is, for example, a concrete pile such as a PRC pile (prestressed concrete pile) or a PHC pile (high-strength prestressed concrete pile), or a steel pipe pile. The pile 9 has, for example, an outer diameter of 50 mm or more and 500 mm or less, and preferably has an outer diameter of 300 mm or less.

地盤１１の表層部は粘土地盤によって構成されている。粘土地盤は、粒径０．０７４ｍｍ以下のシルト又は粒径０．００５ｍｍ以下の粘土を主成分とする地盤であるが、砂を多少含んでいてもよい。つまり、本明細書中での「粘土地盤」は、粘土性系地盤を含むものである。 The surface layer of the ground 11 is composed of clay ground. Clay ground is a ground whose main components are silt with a grain size of 0.074 mm or less or clay with a grain size of 0.005 mm or less, but may also contain a small amount of sand. In other words, "clay ground" in this specification includes clay-based ground.

地盤改良複合杭基礎１Ａにおいては、杭９を中心とする改良体７の外径をＤｉとし、杭９の外径をＤｐとしたとき、次式：
５．２Ｄｐ＜Ｄｉ＜６．８Ｄｐ
で示される関係が満たされている。
なお、改良体７が角柱形状の場合、杭９を中心とする改良体７の外径Ｄｉとは、杭９を中心として改良体７に内接する円の直径をさすものとする。同様に、杭９が角柱形状の場合、杭９の外径Ｄｐとは、杭９に内接する円の直径をさすものとする。 In the ground improvement composite pile foundation 1A, when the outer diameter of the improvement body 7 centered on the pile 9 is Di and the outer diameter of the pile 9 is Dp, the following formula:
5.2Dp<Di<6.8Dp
The relationship shown in is satisfied.
In addition, when the improvement body 7 is in the shape of a rectangular column, the outer diameter Di of the improvement body 7 centered on the pile 9 refers to the diameter of a circle inscribing the improvement body 7 centered on the pile 9. Similarly, when the pile 9 is in the shape of a rectangular column, the outer diameter Dp of the pile 9 refers to the diameter of a circle inscribing the pile 9.

また別の表現をすれば、地盤改良複合杭基礎１Ａにおいては、杭９の外径をＤｐとし、平面視にて杭９の中心から改良体７の外縁又は改良体７に外接する多角形までの距離をＬｐｉとしたとき、次式：
２．６Ｄｐ＜Ｌｐｉ＜３．４Ｄｐ
で示される関係が満たされている。 In other words, in the ground improvement composite pile foundation 1A, when the outer diameter of the pile 9 is Dp and the distance from the center of the pile 9 to the outer edge of the improvement body 7 or the polygon circumscribing the improvement body 7 in a plan view is Lpi, the following formula:
2.6 Dp < Lpi < 3.4 Dp
The relationship shown in is satisfied.

杭基礎１においては、杭９の頭部（杭頭部９ａ）が改良体７から突出しており、杭頭部９ａは、コンクリートによって構成されたブロック形状のフーチング１３によって囲まれている。フーチング１３は、改良体７上に部分的に設けられ、上部構造５の鉛直荷重を杭９に伝達するように構成されている。フーチング１３には、上部構造５の柱（鉄骨）１５が立設されている。 In the pile foundation 1, the head of the pile 9 (pile head 9a) protrudes from the improved body 7, and the pile head 9a is surrounded by a block-shaped footing 13 made of concrete. The footing 13 is partially provided on the improved body 7 and is configured to transmit the vertical load of the superstructure 5 to the pile 9. A column (steel frame) 15 of the superstructure 5 is erected on the footing 13.

図４は、杭頭部に水平力が作用したときの地盤の変形を説明するための図である。図５は、粘土地盤における、非排水せん断強度Ｃｕと境界深さＺｐｃの関係を示すグラフである。境界深さＺｐｃは、塑性域Ｉと塑性域ＩＩの境界の深さを示すものであり、杭の外径によって規格化されている。従って、境界深さＺｐｃに杭の外径を乗じることによって、現実の境界深さを求めることができる。 Figure 4 is a diagram to explain the deformation of the ground when a horizontal force acts on the pile head. Figure 5 is a graph showing the relationship between undrained shear strength Cu and boundary depth Zpc in clay ground. Boundary depth Zpc indicates the depth of the boundary between plastic zone I and plastic zone II, and is standardized by the outer diameter of the pile. Therefore, the actual boundary depth can be obtained by multiplying boundary depth Zpc by the outer diameter of the pile.

図４に示したように、杭頭部に水平力が作用した場合、水平力の作用方向にて前方側（前面側）では、塑性域Ｉの土砂が杭によって押され、すべり線が発生して斜め上方へと変位し、水平力の作用方向にて後方側（背面側）では杭の変形にともなって塑性域Ｉの土砂が沈下する。
一方、水平力によって杭が変形したとしても、水平力の前方側の塑性域ＩＩの土砂は、土被り圧が作用しているため、杭の側方に回り込んで後方側へと移動するのみで、上方へとは移動しない。
従って、水平力による杭の周辺の地盤の変形を抑制するためには、塑性域Ｉを改良することが重要であり、そのためには塑性域Ｉの深さを把握することが重要である。 As shown in Figure 4, when a horizontal force acts on the pile head, the soil in plastic zone I on the front side (front surface) in the direction of the horizontal force is pushed by the pile, causing a slip line to form and displace the soil diagonally upward, while on the rear side (back surface) in the direction of the horizontal force, the soil in plastic zone I sinks as the pile deforms.
On the other hand, even if the pile is deformed by a horizontal force, the soil in the plastic zone II in front of the horizontal force will move around the side of the pile and toward the rear due to the action of overburden pressure, and will not move upward.
Therefore, in order to suppress deformation of the ground around the pile due to horizontal forces, it is important to improve the plastic zone I, and for this it is important to understand the depth of the plastic zone I.

図５に示したように、粘土地盤では、塑性域Ｉと塑性域ＩＩの境界深さは、最大で杭の外径Ｄｐの２．５倍程度になり、すべり線は境界深さから４５度の角度で斜め上方へと伝播する。このため、地盤の表面においてすべり線が到達する範囲は、杭を中心として６Ｄｐ程度の範囲となる。 As shown in Figure 5, in clay ground, the boundary depth between plastic zone I and plastic zone II is a maximum of about 2.5 times the outer diameter Dp of the pile, and the slip line propagates diagonally upward at an angle of 45 degrees from the boundary depth. Therefore, the range that the slip line reaches on the ground surface is a range of about 6 Dp from the center of the pile.

これを考慮して上記構成では、改良体７の外径Ｄｉを５．２Ｄｐ超６．８Ｄｐ未満に設定し、換言すれば、杭９の中心から改良体７の外縁又は改良体７に外接する多角形までの距離Ｌｐｉを２．６Ｄｐ超３．４Ｄｐ未満に設定している。これにより、境界深さから伝播するすべり線１６ａの略全域が改良体７を通過することになり、すべり線１６ａにおける粘性ひいてはせん断力を高くすることができる。この結果として、すべり線１６ａの発生が抑制され、杭９の水平抵抗力を高めることができる。 Taking this into consideration, in the above configuration, the outer diameter Di of the improvement body 7 is set to more than 5.2 Dp and less than 6.8 Dp; in other words, the distance Lpi from the center of the pile 9 to the outer edge of the improvement body 7 or to the polygon circumscribing the improvement body 7 is set to more than 2.6 Dp and less than 3.4 Dp. This allows almost the entire area of the slip line 16a propagating from the boundary depth to pass through the improvement body 7, making it possible to increase the viscosity and therefore the shear force at the slip line 16a. As a result, the occurrence of the slip line 16a is suppressed, and the horizontal resistance of the pile 9 can be increased.

なお、改良体７の外径Ｄｉが大きすぎると、改良範囲が広くなり、作業時間及びコストの増加を招くことから、改良体７の外径Ｄｉは６Ｄｐになるべく近い方がよい。このため、改良体７の外径Ｄｉは、好ましくは５．６Ｄｐ超６．４Ｄｐ未満に設定され、より好ましくは５．８Ｄｐ超６．２Ｄｐ未満に設定される。換言すれば、距離Ｌｐｉは、好ましくは２．８Ｄｐ超３．２Ｄｐ未満に設定され、より好ましくは２．９Ｄｐ超３．１Ｄｐ未満に設定される。 If the outer diameter Di of the improved body 7 is too large, the improvement range will be wide, leading to increased work time and costs, so it is better for the outer diameter Di of the improved body 7 to be as close as possible to 6Dp. For this reason, the outer diameter Di of the improved body 7 is preferably set to more than 5.6Dp and less than 6.4Dp, and more preferably set to more than 5.8Dp and less than 6.2Dp. In other words, the distance Lpi is preferably set to more than 2.8Dp and less than 3.2Dp, and more preferably set to more than 2.9Dp and less than 3.1Dp.

以下、本発明の他の実施形態について説明するが、上述した実施形態と同一又は類似の構成については、同一の名称又は符号を付して説明を省略又は簡略化する。 Other embodiments of the present invention will be described below, but the same or similar configurations as those in the above-described embodiments will be given the same names or symbols and descriptions will be omitted or simplified.

図６（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎１Ｂの概略的な平面図である。地盤改良複合杭基礎１Ｂの改良体７は、複数の改良体７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄが一つとなって構成されている。このように、改良体７は、複数の改良体７ａ～７ｄが部分的に重なるように配置されたラップ配置（例えば、杭形式、壁形式又はブロック形式）を採用したものであってもよいし、複数の改良体７ａ～７ｄが相互に接するか離れている非ラップ配置（例えば、杭配置や接円配置）を採用したものであってもよい。そして、ラップ配置やオーバーラップ配置の場合、改良体７を構成する改良体７ａ～７ｄの数は４つに限定されることはなく、２つ以上であればよい。
そして、各改良体７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄには杭９が沈設され、杭９の外径Ｄｐと各改良体７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄの外径Ｄｉとの間には、次式：
５．２Ｄｐ＜Ｄｉ＜６．８Ｄｐ
で示される関係が成立している。 6(a) is a schematic plan view of a ground improvement composite pile foundation 1B according to another embodiment of the present invention. The improvement body 7 of the ground improvement composite pile foundation 1B is composed of a plurality of improvement bodies 7a, 7b, 7c, and 7d. In this way, the improvement body 7 may adopt a lap arrangement (e.g., pile type, wall type, or block type) in which the improvement bodies 7a to 7d are arranged so as to overlap partially, or a non-lap arrangement (e.g., pile arrangement or tangent circle arrangement) in which the improvement bodies 7a to 7d are in contact with or apart from each other. In the case of the lap arrangement or overlap arrangement, the number of improvement bodies 7a to 7d constituting the improvement body 7 is not limited to four, and may be two or more.
A pile 9 is sunk into each of the improvement bodies 7a, 7b, 7c, and 7d, and the relationship between the outer diameter Dp of the pile 9 and the outer diameter Di of each of the improvement bodies 7a, 7b, 7c, and 7d is expressed by the following formula:
5.2Dp<Di<6.8Dp
The relationship shown in the following equation holds true.

また別の表現をすれば、地盤改良複合杭基礎１Ｂにおいては、複数の改良体７ａ～７ｄが１つの改良体７を構成している場合も考慮して、杭９の外径をＤｐとし、平面視にて杭９の中心から改良体７の外縁又は改良体７に外接する多角形までの距離をＬｐｉとしたとき、次式：
２．６Ｄｐ＜Ｌｐｉ＜３．４Ｄｐ
で示される関係が満たされている。
なお、改良体７に複数の杭９が沈設される場合、杭９同士の中心間隔Ｌｃは、例えば２．０Ｄｐ以上２．５Ｄｐ以下に設定されるが、これに限定されることはない。 In other words, in the ground improvement composite pile foundation 1B, taking into consideration the case where multiple improvement bodies 7a to 7d constitute one improvement body 7, when the outer diameter of the pile 9 is Dp and the distance from the center of the pile 9 to the outer edge of the improvement body 7 or the polygon circumscribing the improvement body 7 in a plan view is Lpi, the following formula is obtained:
2.6 Dp < Lpi < 3.4 Dp
The relationship shown in is satisfied.
In addition, when multiple piles 9 are sunk into the improvement body 7, the center-to-center distance Lc between the piles 9 is set to, for example, 2.0 Dp or more and 2.5 Dp or less, but is not limited to this.

図６（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎１Ｂ’の概略的な平面図である。地盤改良複合杭基礎１Ｂ’の改良体７は、複数の改良体７ｅ,７ｆ,７ｇ,７ｈが一つとなって構成されている。地盤改良複合杭基礎１Ｂ’の改良体７は、平面視にて改良体７ｅ～７ｈの重複面積が、地盤改良複合杭基礎１Ｂの改良体７における改良体７ａ～７ｄの重複面積よりも小さくなるように、改良体７ｅ～７ｈの外径Ｄｉ及び位置が決定されている。つまり、図６（ａ）に示すように、中心間隔Ｌｃが２．０Ｄｐ以上２．５Ｄｐ以下で各改良体７ａ～７ｄの中心に杭９が配置されている場合、改良体７ａ～７ｄの重複面積が大きくなってしまうが、図６（ｂ）に示すように、改良体７ｅ～７ｈの中心を杭９に対し偏位させれば、改良体７全体としての大きさは略同じであっても、各改良体７ｅ～７ｈの外径Ｄｉを小さくすることができる。 Figure 6 (b) is a schematic plan view of a ground improvement composite pile foundation 1B' according to another embodiment of the present invention. The improvement body 7 of the ground improvement composite pile foundation 1B' is composed of a plurality of improvement bodies 7e, 7f, 7g, 7h integrated into one. The outer diameters Di and positions of the improvement bodies 7e to 7h of the improvement body 7 of the ground improvement composite pile foundation 1B' are determined so that the overlapping area of the improvement bodies 7e to 7h in a plan view is smaller than the overlapping area of the improvement bodies 7a to 7d in the improvement body 7 of the ground improvement composite pile foundation 1B. In other words, as shown in FIG. 6(a), if the center distance Lc is between 2.0 Dp and 2.5 Dp and the pile 9 is placed at the center of each improvement body 7a-7d, the overlapping area of the improvement bodies 7a-7d will be large. However, as shown in FIG. 6(b), if the center of the improvement bodies 7e-7h is offset from the pile 9, the outer diameter Di of each improvement body 7e-7h can be reduced even if the overall size of the improvement body 7 is roughly the same.

地盤改良複合杭基礎１Ｂ’においても、杭９の外径をＤｐとし、平面視にて杭９の中心から改良体７の外縁又は改良体７に外接する多角形までの距離をＬｐｉとしたとき、次式：
２．６Ｄｐ＜Ｌｐｉ＜３．４Ｄｐ
で示される関係が満たされている。
なお一方、地盤改良複合杭基礎１Ｂ’においては、杭９の外径Ｄｐと各改良体７ｅ～７ｆの外径Ｄｉとの間に、次式：
５．２Ｄｐ＜Ｄｉ＜６．８Ｄｐ
で示される関係が必ずしも成立している必要はない。つまり、ラップ配置で杭９の中心が各改良体７ｅ～７ｆの中心から偏位している場合、２．６Ｄｐ＜Ｌｐｉ＜３．４Ｄｐが成立していればよく、５．２Ｄｐ＜Ｄｉ＜６．８Ｄｐである必要はない。 In the ground improvement composite pile foundation 1B', when the outer diameter of the pile 9 is Dp and the distance from the center of the pile 9 to the outer edge of the improvement body 7 or the polygon circumscribing the improvement body 7 in a plan view is Lpi, the following formula:
2.6 Dp < Lpi < 3.4 Dp
The relationship shown in is satisfied.
Meanwhile, in the ground improvement composite pile foundation 1B', the outer diameter Dp of the pile 9 and the outer diameter Di of each of the improvement bodies 7e to 7f are expressed by the following formula:
5.2Dp<Di<6.8Dp
In other words, when the center of the pile 9 is deviated from the center of each of the improved bodies 7e to 7f in the lap arrangement, it is sufficient that 2.6Dp<Lpi<3.4Dp is satisfied, and it is not necessary that 5.2Dp<Di<6.8Dp is satisfied.

図７は、本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎１Ｃの概略的な部分断面図である。
図７に示したように、地盤改良複合杭基礎１Ｃは、改良体７の周りの周辺地盤１１ａの表面を覆う地盤表面補強層１７を更に備える点において、地盤改良複合杭基礎１Ａと異なっている。 FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view of a ground improvement composite pile foundation 1C according to another embodiment of the present invention.
As shown in Figure 7, the ground improvement composite pile foundation 1C differs from the ground improvement composite pile foundation 1A in that it further includes a ground surface reinforcing layer 17 covering the surface of the surrounding ground 11a around the improvement body 7.

杭９と改良体７の一体性が高く、周辺地盤１１ａと改良体７の強度差が大きい場合、改良体７の周辺地盤１１ａですべり線１６ｂが発生し、周辺地盤１１ａが変形して水平抵抗が低下する虞がある。
この点、上記構成によれば、周辺地盤１１ａの表面を地盤表面補強層１７で覆うことで、周辺地盤１１ａの変形を抑制し、杭９の水平抵抗力を高めることができる。 If the pile 9 and the improvement body 7 are highly integrated and there is a large difference in strength between the surrounding ground 11a and the improvement body 7, there is a risk that a slip line 16b will occur in the surrounding ground 11a of the improvement body 7, causing the surrounding ground 11a to deform and reducing the horizontal resistance.
In this regard, according to the above-mentioned configuration, by covering the surface of the surrounding ground 11a with the ground surface reinforcing layer 17, deformation of the surrounding ground 11a can be suppressed and the horizontal resistance force of the piles 9 can be increased.

なお、地盤表面補強層１７の外径Ｄｒは、改良体７の外径Ｄｉの５．２倍超６．８倍未満であることが望ましいが、地盤表面補強層１７の外径Ｄｒを当該範囲まで大きくした場合、地盤表面補強層１７の面積が広くなりすぎてしまう。一方、図５によれば、境界深さＺｐｃを１．５とすれば、非排水せん断強度Ｃｕが０．６２５ｔｆ／ｍ ２ （≒６．２５ｋＮ／ｍ ２ ）の範囲（Ｎ値に換算して１．０の範囲）までカバーすることができる。境界深さＺｐｃを１．５とすれば、すべり線１６ｂの到達範囲の外径は、杭９を中心として改良体７の外径Ｄｉの４倍（４Ｄｉ）となる。この点を考慮し、地盤表面補強層１７の外径Ｄｒは、改良体７の外径Ｄｉの４倍以上６．８倍未満に設定されるのが好ましい。 In addition, the outer diameter Dr of the ground surface reinforcement layer 17 is preferably more than 5.2 times and less than 6.8 times the outer diameter Di of the improved body 7, but if the outer diameter Dr of the ground surface reinforcement layer 17 is increased to this range, the area of the ground surface reinforcement layer 17 will be too wide. On the other hand, according to FIG. 5, if the boundary depth Zpc is set to 1.5, the undrained shear strength Cu can be covered up to a range of 0.625 tf/m 2 (≒6.25 kN/m 2 ) ( 1.0 range converted to N value). If the boundary depth Zpc is set to 1.5, the outer diameter of the reach of the slip line 16b is 4 times (4Di) the outer diameter Di of the improved body 7 with the pile 9 as the center. In consideration of this point, the outer diameter Dr of the ground surface reinforcement layer 17 is preferably set to 4 times or more and less than 6.8 times the outer diameter Di of the improved body 7.

幾つかの実施形態では、地盤表面補強層１７は、コンクリート１７ａ又はアスファルトによって構成されている。
上記構成によれば、地盤表面補強層１７をコンクリート１７ａ又はアスファルトによって構成することによって、簡単な構成にて、周辺地盤１１ａの変形を抑制し、杭９の水平抵抗力を高めることができる。 In some embodiments, the ground surface reinforcing layer 17 is made of concrete 17a or asphalt.
According to the above-mentioned configuration, by constructing the ground surface reinforcement layer 17 from concrete 17a or asphalt, it is possible to suppress deformation of the surrounding ground 11a and increase the horizontal resistance force of the pile 9 with a simple configuration.

図８は、本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎１Ｄの概略的な部分断面図である。
図８に示したように、地盤改良複合杭基礎１Ｄは、改良体７の表面を覆う改良体表面補強層１９を更に備える点において、地盤改良複合杭基礎１Ａと異なっている。改良体表面層１９は、杭頭部９ａを囲むように設けられ、改良体７の表面に密着している。 FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view of a ground improvement composite pile foundation 1D according to another embodiment of the present invention.
As shown in Fig. 8, the ground improvement composite pile foundation 1D is different from the ground improvement composite pile foundation 1A in that it further includes an improvement body surface reinforcing layer 19 that covers the surface of the improvement body 7. The improvement body surface layer 19 is provided so as to surround the pile head 9a and is in close contact with the surface of the improvement body 7.

上記構成によれば、改良体表面補強層１９を設けることによって、改良体７の変形を抑制することができ、杭９の水平抵抗力を更に高めることができる。
ここで、図９は、改良体表面補強層１９の作用効果を説明するための図である。図９に示したように、杭頭部９ａに大きな水平力が作用すると、杭頭部９ａは水平力の作用方向にて前方に移動し、後方に隙間が生じる。また、杭９の側方から前方に向かって３０～４０度の角度にて亀裂が生じる。このように亀裂や隙間が生じると、水平力の作用方向にて改良体７の後方側は、杭９の水平方向の変位を抑制することができなくなってくる。 According to the above configuration, by providing the improved body surface reinforcing layer 19, deformation of the improved body 7 can be suppressed, and the horizontal resistance force of the pile 9 can be further increased.
Here, Figure 9 is a diagram for explaining the action and effect of the improved body surface reinforcing layer 19. As shown in Figure 9, when a large horizontal force acts on the pile head 9a, the pile head 9a moves forward in the direction of the horizontal force, and a gap is created behind it. Also, cracks are created at an angle of 30 to 40 degrees from the side of the pile 9 toward the front. When cracks and gaps are created in this way, the rear side of the improved body 7 in the direction of the horizontal force is no longer able to suppress the horizontal displacement of the pile 9.

この点、改良体表面補強層１９を設ければ、改良体７のすべりによる浮き上がりを抑えることができる。また、水平抵抗に最も寄与する地表面付近で、杭９と改良体７の一体性を高めることができ、杭９の変形を抑えることができる。このとき、隙間や亀裂が発生していたとしても、改良体表面補強層１９を設けたことで、水平力の作用方向にて改良体７の後方側も杭９の変形抑制に寄与することができる。これらの結果、地震動のような繰り返し荷重に対しても、改良体表面補強層１９を設ければ、改良体７の損傷を低減させることができる。かくして、改良体表面補強層１９を設けることによって、改良体７の変形を抑制することができ、杭９の水平抵抗力を更に高めることができる。 In this regard, if the improvement body surface reinforcing layer 19 is provided, it is possible to suppress the lifting of the improvement body 7 due to sliding. In addition, it is possible to increase the integrity of the pile 9 and the improvement body 7 near the ground surface, which contributes most to horizontal resistance, and suppress deformation of the pile 9. At this time, even if gaps or cracks occur, the provision of the improvement body surface reinforcing layer 19 allows the rear side of the improvement body 7 in the direction of horizontal force action to also contribute to suppressing deformation of the pile 9. As a result, if the improvement body surface reinforcing layer 19 is provided, damage to the improvement body 7 can be reduced even against repeated loads such as seismic motion. Thus, by providing the improvement body surface reinforcing layer 19, it is possible to suppress deformation of the improvement body 7 and further increase the horizontal resistance of the pile 9.

図１０～図１２は、本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎１Ｅ～１Ｇの概略的な部分断面図である。
図１０～図１２に示したように、地盤改良複合杭基礎１Ｅ～１Ｇは、地盤表面補強層１７及び改良体表面補強層１９を備えている点において、地盤改良複合杭基礎１Ｃ又は地盤改良複合杭基礎１Ｄと異なっている。
上記構成によれば、地盤表面補強層１７及び改良体表面補強層１９の両方を備えていることによって、杭９の水平抵抗力を更に高めることができる。 10 to 12 are schematic partial cross-sectional views of soil improvement composite pile foundations 1E to 1G according to other embodiments of the present invention.
As shown in Figures 10 to 12, the ground improvement composite pile foundations 1E to 1G differ from the ground improvement composite pile foundation 1C or the ground improvement composite pile foundation 1D in that they are provided with a ground surface reinforcement layer 17 and an improvement body surface reinforcement layer 19.
According to the above configuration, by providing both the ground surface reinforcement layer 17 and the improvement body surface reinforcement layer 19, the horizontal resistance force of the pile 9 can be further increased.

幾つかの実施形態では、改良体表面補強層１９は、図８及び図１０に示したように金属製の板（鋼板）１９ａによって構成され、図１１に示したように鉄筋コンクリート１９ｂによって構成され、図１２に示したようにコンクリート１９ｃによって構成され、又は、アスファルトによって構成される。
上記構成によれば、改良体表面補強層１９を金属製の板１９ａ、鉄筋コンクリート１９ｂ、コンクリート１９ｃ又はアスファルトによって構成することによって、簡単な構成にて、改良体７の変形を抑制し、杭９の水平抵抗力を高めることができる。 In some embodiments, the improved body surface reinforcement layer 19 is composed of a metal plate (steel plate) 19a as shown in Figures 8 and 10, composed of reinforced concrete 19b as shown in Figure 11, composed of concrete 19c as shown in Figure 12, or composed of asphalt.
According to the above configuration, by constructing the improvement body surface reinforcement layer 19 from a metal plate 19a, reinforced concrete 19b, concrete 19c or asphalt, it is possible to suppress deformation of the improvement body 7 and increase the horizontal resistance force of the pile 9 with a simple configuration.

図１３は、本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎１Ｈの概略的な部分断面図である。
図１３に示したように、地盤改良複合杭基礎１Ｈは、改良体７の内部に、杭９に取り付けられた突起部２１を有する点において、地盤改良複合杭基礎１Ａ等と異なっている。突起部２１は、地盤１１における塑性域Iと塑性域ＩＩとの境界深さに位置する杭９の外周面の部位から上方に向けて斜めに伝播するすべり線１６ａを遮るように配置されている。
上記構成によれば、突起部２１によってすべり線１６ａの発生が抑制され、杭９の水平抵抗力を高めることができる。 FIG. 13 is a schematic partial cross-sectional view of a ground improvement composite pile foundation 1H according to another embodiment of the present invention.
As shown in Fig. 13, the ground improvement composite pile foundation 1H differs from the ground improvement composite pile foundation 1A and the like in that it has a protrusion 21 attached to the pile 9 inside the improvement body 7. The protrusion 21 is arranged so as to block the slip line 16a propagating obliquely upward from the portion of the outer circumferential surface of the pile 9 located at the boundary depth between the plastic zone I and the plastic zone II in the ground 11.
According to the above configuration, the projection 21 suppresses the occurrence of the slip line 16a, and the horizontal resistance force of the pile 9 can be increased.

幾つかの実施形態では、突起部２１は、環状、Ｃ字状、筒状又は螺旋状の金属部材を含む。
上記構成によれば、突起部２１が環状、Ｃ字状、筒状又は螺旋状の金属部材を含むことによって、簡単な構成にてすべり線１６ａの発生が抑制され、杭９の水平抵抗力を高めることができる。 In some embodiments, protrusion 21 comprises a ring-shaped, C-shaped, cylindrical, or helical metal member.
According to the above configuration, since the protrusion portion 21 includes a ring-shaped, C-shaped, cylindrical or spiral metal member, the occurrence of slip lines 16a can be suppressed with a simple configuration, and the horizontal resistance force of the pile 9 can be increased.

図１４は、本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎１Ｊの概略的な部分断面図である。
図１４に示したように、地盤改良複合杭基礎１Ｊは、板１９ａと一体に設けられた突起２３を更に備える点において、図８に示した地盤改良複合杭基礎１Ｄと異なっている。突起２３は、鉛直方向に延在し、改良体７の内部、又は、改良体７と周辺地盤１１ａとの境界に埋設されている。
上記構成によれば、突起２３を設けたことで、改良体７と板１９ａの一体性が高くなる。また、突起２３を設けたことで、すべり線１６ａが改良体７を通過して周辺地盤１１ａの表面に到達することが確実に防止される。これらの結果、改良体７の変形を抑制することができ、杭９の水平抵抗力を高めることができる。 FIG. 14 is a schematic partial cross-sectional view of a ground improvement composite pile foundation 1J according to another embodiment of the present invention.
As shown in Fig. 14, the ground improvement composite pile foundation 1J differs from the ground improvement composite pile foundation 1D shown in Fig. 8 in that it further includes a protrusion 23 provided integrally with the plate 19a. The protrusion 23 extends vertically and is embedded inside the improvement body 7 or in the boundary between the improvement body 7 and the surrounding ground 11a.
According to the above configuration, the provision of the projections 23 enhances the unity between the improvement body 7 and the plate 19a. Furthermore, the provision of the projections 23 reliably prevents the slip line 16a from passing through the improvement body 7 and reaching the surface of the surrounding ground 11a. As a result, deformation of the improvement body 7 can be suppressed, and the horizontal resistance of the pile 9 can be increased.

図１５は、本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎１Ｋの概略的な部分断面図である。
図１５に示したように、地盤改良複合杭基礎１Ｋは、板１９ａと一体に設けられた複数の突起２３を備え、突起２３が改良体７に埋設されている点において、図８に示した地盤改良複合杭基礎１Ｄと異なっている。上記構成によれば、複数の突起２３を設けたことで、改良体７と板１９ａの一体性が高くなる。また、複数の突起２３を設けたことで、すべり線１６ａが改良体７を通過して周辺地盤１１ａの表面に到達することが確実に防止される。これらの結果、改良体７の変形を抑制することができ、杭９の水平抵抗力を高めることができる。 FIG. 15 is a schematic partial cross-sectional view of a ground improvement composite pile foundation 1K according to another embodiment of the present invention.
As shown in Fig. 15, the ground improvement composite pile foundation 1K is different from the ground improvement composite pile foundation 1D shown in Fig. 8 in that it has a plurality of protrusions 23 integrally provided with the plate 19a, and the protrusions 23 are embedded in the improvement body 7. According to the above configuration, the provision of the plurality of protrusions 23 enhances the unity of the improvement body 7 and the plate 19a. Furthermore, the provision of the plurality of protrusions 23 reliably prevents the slip line 16a from passing through the improvement body 7 and reaching the surface of the surrounding ground 11a. As a result, the deformation of the improvement body 7 can be suppressed, and the horizontal resistance force of the pile 9 can be increased.

図１６は、本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎１Ｌの概略的な部分断面図である。
図１６に示したように、地盤改良複合杭基礎１Ｌは、板１９ａと一体に設けられた複数の突起２３を備え、突起２３の長さが相互に異なる点において、図１５に示した地盤改良複合杭基礎１Ｋと異なっている。例えば、杭９から遠くなるほど、突起２３の長さは長くなっている。
上記構成によれば、複数の突起２３を設けたことで、改良体７と板１９ａの一体性が高くなる。また、複数の突起２３を設けたことで、すべり線１６ａが改良体７を通過して周辺地盤１１ａの表面に到達することが確実に防止される。これらの結果、改良体７の変形を抑制することができ、杭９の水平抵抗力を高めることができる。 FIG. 16 is a schematic partial cross-sectional view of a ground improvement composite pile foundation 1L according to another embodiment of the present invention.
As shown in Fig. 16, the ground improvement composite pile foundation 1L includes a plurality of protrusions 23 integrally formed with the plate 19a, and differs from the ground improvement composite pile foundation 1K shown in Fig. 15 in that the lengths of the protrusions 23 are different from each other. For example, the length of the protrusions 23 increases as the protrusions 23 are farther from the pile 9.
According to the above configuration, the provision of multiple protrusions 23 enhances the unity between the improvement body 7 and the plate 19a. Furthermore, the provision of multiple protrusions 23 reliably prevents the slip line 16a from passing through the improvement body 7 and reaching the surface of the surrounding ground 11a. As a result, deformation of the improvement body 7 can be suppressed, and the horizontal resistance of the pile 9 can be increased.

幾つかの実施形態では、突起２３は、円筒形状若しくは角筒形状の金属製の筒、丸鋼若しくは異形の鉄筋、又は、平鋼等によって構成されている。
上記構成によれば、突起２３を、円筒形状若しくは角筒形状の金属製の筒、丸鋼若しくは異形の鉄筋、又は、平鋼等によって構成することで、簡単な構成にて、杭９の水平抵抗力を高めることができる。 In some embodiments, the protrusion 23 is formed of a cylindrical or rectangular metal tube, a round or deformed steel bar, flat steel, or the like.
According to the above configuration, the protrusion 23 can be made of a cylindrical or rectangular metal tube, round or irregular steel bar, flat steel, or the like, thereby increasing the horizontal resistance of the pile 9 with a simple configuration.

図１７は、本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎１Ｍの概略的な平面図である。
図１７に示したように、地盤改良複合杭基礎１Ｍは、板１９ａが１つ以上の貫通孔２５を有する点において、図８に示した地盤改良複合杭基礎１Ｄ等と異なっている。
上記構成によれば、板１９ａの貫通孔２５内に硬化前の改良体７が浸入し、その後硬化することで、板１９ａと改良体７が相互に密着し、板１９ａと改良体７の一体性が高くなる。このため、板１９ａによって改良体７の変形を一層抑制することができ、杭９の水平抵抗力を高めることができる。 FIG. 17 is a schematic plan view of a ground improvement composite pile foundation 1M according to another embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 17, the ground improvement composite pile foundation 1M differs from the ground improvement composite pile foundation 1D shown in FIG. 8 and the like in that the plate 19a has one or more through holes 25.
According to the above configuration, the improvement body 7 before hardening penetrates into the through hole 25 of the plate 19a, and then hardens, so that the plate 19a and the improvement body 7 come into close contact with each other, and the integrity of the plate 19a and the improvement body 7 is enhanced. Therefore, the plate 19a can further suppress deformation of the improvement body 7, and the horizontal resistance of the pile 9 can be increased.

図１８は、地盤改良複合杭基礎１Ｍに用いられる杭９及び板１９ａの概略的な部分断面図である。図１８に示したように、板１９ａと杭９は、相互に接合されている。例えば、コンクリート製の杭９に板１９ａを溶接により接合する場合、杭頭部９ａに金属製の補強バンド２７を設けておき、補強バンド２７に板１９ａを溶接すればよい。
上記構成によれば、杭９の変形や変位が板１９ａを介して改良体７に伝達されることで、杭９の変形や変位が抑制されるので、杭９の水平抵抗力を一層高めることができる。 Fig. 18 is a schematic partial cross-sectional view of the pile 9 and the plate 19a used in the ground improvement composite pile foundation 1M. As shown in Fig. 18, the plate 19a and the pile 9 are joined to each other. For example, when joining the plate 19a to the concrete pile 9 by welding, a metal reinforcing band 27 may be provided on the pile head 9a, and the plate 19a may be welded to the reinforcing band 27.
According to the above configuration, the deformation and displacement of the pile 9 are transmitted to the improvement body 7 via the plate 19a, thereby suppressing the deformation and displacement of the pile 9, thereby further increasing the horizontal resistance force of the pile 9.

なお、図１８中の杭９はＰＲＣ杭であり、中空で円筒形状のコンクリート部２９と、コンクリート部２９の両端に配置された端板３１と、端板３１間に設けられてコンクリート部２９を貫通するＰＣ鋼棒３３とを備えている。補強バンド２７は、コンクリート部２９の両端部の外周面を覆っている。また、杭符号３５は溶接部（隅肉溶接部）を示している。 The pile 9 in FIG. 18 is a PRC pile, and includes a hollow cylindrical concrete section 29, end plates 31 arranged at both ends of the concrete section 29, and PC steel bars 33 provided between the end plates 31 and penetrating the concrete section 29. Reinforcement bands 27 cover the outer periphery of both ends of the concrete section 29. The pile symbol 35 indicates a welded section (fillet welded section).

図１９は、本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎１Ｎの概略的な平面図である。図２０は、図１９中のＸＸ－ＸＸ線に沿う地盤改良複合杭基礎１Ｎに用いられる杭９及び板１９ａの概略的な部分断面図である。
図１９及び図２０に示したように、地盤改良複合杭基礎１Ｎは、杭９と板１９ａが相互に接合されながら、杭９と板１９ａとの間に隙間３７が設けられている点において、図１８に示した地盤改良複合杭基礎１Ｍと異なっている。
上記構成によれば、板１９ａの貫通孔２５及び隙間３７に硬化前の改良体７が浸入し、その後硬化することにより、板１９と改良体７が相互に密着し、板１９ａと改良体７の一体性が高くなる。このため、板１９ａによって改良体７の変形を一層抑制することができ、杭９の水平抵抗力を高めることができる。 Fig. 19 is a schematic plan view of a ground improvement composite pile foundation 1N according to another embodiment of the present invention. Fig. 20 is a schematic partial cross-sectional view of a pile 9 and a plate 19a used in the ground improvement composite pile foundation 1N along the line XX-XX in Fig. 19.
As shown in Figures 19 and 20, the ground improvement composite pile foundation 1N differs from the ground improvement composite pile foundation 1M shown in Figure 18 in that while the pile 9 and the plate 19a are joined to each other, a gap 37 is provided between the pile 9 and the plate 19a.
According to the above configuration, the improvement body 7 before hardening penetrates into the through-hole 25 and gap 37 of the plate 19a, and then hardens, so that the plate 19 and the improvement body 7 come into close contact with each other, and the integrity of the plate 19a and the improvement body 7 is improved. Therefore, the plate 19a can further suppress deformation of the improvement body 7, and the horizontal resistance of the pile 9 can be increased.

図２１は、本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎（以下、単にフーチング基礎ともいう）３の概略的な平面図である。フーチング基礎３は、地盤改良複合杭１Ａとともに、改良体７の略表面全域に渡って設けられたフーチング１３を備えている。フーチング１３は、コンクリートによって構成されており、改良体７の表面から突出した杭頭部９ａを囲んでいる。例えば、杭頭部９ａは、５０ｍｍ～１５０ｍｍの長さにて改良体７の表面から突出し、フーチング１３によって囲まれている。従って、上部構造５に作用する水平力は、フーチング１３を介して杭９に作用するように構成されている。 Figure 21 is a schematic plan view of a soil improvement composite pile combined independent footing foundation (hereinafter simply referred to as a footing foundation) 3 according to another embodiment of the present invention. The footing foundation 3 includes a soil improvement composite pile 1A and a footing 13 provided over substantially the entire surface of the improvement body 7. The footing 13 is made of concrete and surrounds the pile head 9a protruding from the surface of the improvement body 7. For example, the pile head 9a protrudes from the surface of the improvement body 7 by a length of 50 mm to 150 mm and is surrounded by the footing 13. Therefore, the horizontal force acting on the superstructure 5 is configured to act on the pile 9 via the footing 13.

一方、フーチング１３は、ブロック形状を有し、上部構造５の鉛直荷重を改良体７の全域に渡って伝達するように構成されている。つまり、フーチング基礎３は、杭９によって上部構造５の鉛直荷重を支持するのではなく、改良体７によって支持する点において、杭基礎１と機能において異なっている。そのために、フーチング１３の底面積は、改良体７の表面積と略等しく、例えば、フーチング１３の底面積をＡｆとし、改良体７の表面積をＡｉとしたとき、底面積Ａｆは、表面積Ａｉの０．８倍以上１．２倍以下であり（０．８Ａｉ≦Ａｆ≦１．２Ａｉ）、好ましくは０．９倍以上１．１倍以下であり、より好ましくは０．９５倍以上１．０５倍以下である。なお、改良体７の表面積Ａｉは、杭９が沈設された部分の面積、すなわち杭９の表面積も含む。フーチング１３には、上部構造５の柱（鉄骨）１５が立設されている。 On the other hand, the footing 13 has a block shape and is configured to transmit the vertical load of the superstructure 5 over the entire area of the improved body 7. In other words, the footing foundation 3 differs in function from the pile foundation 1 in that the vertical load of the superstructure 5 is supported not by the pile 9 but by the improved body 7. For this reason, the base area of the footing 13 is approximately equal to the surface area of the improved body 7. For example, when the base area of the footing 13 is Af and the surface area of the improved body 7 is Ai, the base area Af is 0.8 times or more and 1.2 times or less than the surface area Ai (0.8Ai≦Af≦1.2Ai), preferably 0.9 times or more and 1.1 times or less, and more preferably 0.95 times or more and 1.05 times or less. The surface area Ai of the improved body 7 includes the area of the part where the pile 9 is sunk, that is, the surface area of the pile 9. The columns (steel frames) 15 of the superstructure 5 are erected on the footing 13.

また、上記構成によれば、フーチング１３が改良体７の略表面全域に渡って設けられているので、フーチング１３によって改良体７の変形を抑制することができ、杭９の水平抵抗力を高めることができる。また、フーチング１３が改良体７の略表面全域に渡って設けられているので、上部構造５からの鉛直荷重を改良体７に直接負担させることができる。このため、上部構造５の鉛直荷重を杭９を介して改良体７に伝達する必要がなく、杭頭接合構造を簡単にすることができるとともに、杭９として圧縮強度が低い杭を用いることが可能となる。杭頭接合構造を簡単にすることができるのは、対象とする中低層の建物では引抜力が作用しないことがほとんどである等の理由によるものであり、例えば、杭頭部９ａをフーチング１３に埋設するのみとし、杭頭部９ａとフーチング１３を鉄筋等で連結しないことを意味する。更に、上記構成によれば、杭９の鉛直荷重を改良体７に伝達するために、杭９に突起を設ける必要がない。ただし、後述するように、改良体７に鉛直荷重を伝達するためではなく、すべり線１６ａを遮るための突起を杭９に設けてもよい。 In addition, according to the above configuration, since the footing 13 is provided over almost the entire surface of the improved body 7, the deformation of the improved body 7 can be suppressed by the footing 13, and the horizontal resistance of the pile 9 can be increased. In addition, since the footing 13 is provided over almost the entire surface of the improved body 7, the vertical load from the superstructure 5 can be directly borne by the improved body 7. Therefore, it is not necessary to transmit the vertical load of the superstructure 5 to the improved body 7 via the pile 9, and the pile head joint structure can be simplified, and it is possible to use piles with low compressive strength as the piles 9. The reason why the pile head joint structure can be simplified is that in the target low-rise buildings, pull-out forces are almost never applied, and for example, this means that the pile head 9a is only embedded in the footing 13, and the pile head 9a and the footing 13 are not connected with reinforcing bars or the like. Furthermore, according to the above configuration, it is not necessary to provide a protrusion on the pile 9 to transmit the vertical load of the pile 9 to the improved body 7. However, as described below, the pile 9 may have a protrusion for blocking the slide line 16a, rather than for transmitting vertical load to the improvement body 7.

図２２は、図２１のフーチング基礎３の設計方法（以下、単に設計方法ともいう）の概略的な手順を示すフローチャートである。図２３は、設計方法を説明するための図である。
図２２に示したように、設計方法は、地盤表層部判定工程Ｓ１、改良体径設定工程Ｓ３、杭本数設定工程Ｓ５、杭水平抵抗力判定工程Ｓ７、改良体深さ設定工程Ｓ９、及び、鉛直支持力判定工程Ｓ１１を備えている。 Fig. 22 is a flow chart showing a schematic procedure of a design method (hereinafter, also simply referred to as a design method) for the footing foundation 3 in Fig. 21. Fig. 23 is a diagram for explaining the design method.
As shown in Figure 22, the design method includes a ground surface layer determination process S1, an improvement body diameter setting process S3, a pile number setting process S5, a pile horizontal resistance force determination process S7, an improvement body depth setting process S9, and a vertical bearing capacity determination process S11.

地盤表層部判定工程Ｓ１では、地盤１１の表層部の改良が必要であるか否かを判定する。具体的には、地盤１１の表層部が粘土地盤であり軟弱である場合に、改良が必要であると判定する。
改良が必要である場合、改良体径設定工程Ｓ３及び杭本数設定工程Ｓ５が実施される。
改良体径設定工程Ｓ３では、杭９を中心とする改良体７の外径をＤｉとし、杭９の外径をＤｐとしたとき、次式：
５．２Ｄｐ＜Ｄｉ＜６．８Ｄｐ
で示される関係が満たされるように、改良体７の外径Ｄｉ及び杭９の外径Ｄｐが設定される。 In the ground surface layer determination step S1, it is determined whether or not improvement of the surface layer of the ground 11 is necessary. Specifically, if the surface layer of the ground 11 is a clay ground and is weak, it is determined that improvement is necessary.
If improvement is necessary, the improvement body diameter setting process S3 and the pile number setting process S5 are carried out.
In the improvement body diameter setting process S3, when the outer diameter of the improvement body 7 centered on the pile 9 is Di and the outer diameter of the pile 9 is Dp, the following formula:
5.2Dp<Di<6.8Dp
The outer diameter Di of the improvement body 7 and the outer diameter Dp of the pile 9 are set so that the relationship shown below is satisfied.

あるいは、改良体径設定工程Ｓ３では、杭９の外径をＤｐとし、平面視にて杭９の中心から改良体７の外縁又は改良体７に外接する多角形までの距離をＬｐｉとしたとき、次式：
２．６Ｄｐ＜Ｌｐｉ＜３．４Ｄｐ
で示される関係が満たされるように、杭９の外径Ｄｐ及び杭９の中心から改良体７の外縁又は改良体７に外接する多角形までの距離Ｌｐｉが設定される。 Alternatively, in the improvement body diameter setting process S3, when the outer diameter of the pile 9 is Dp and the distance from the center of the pile 9 to the outer edge of the improvement body 7 or the polygon circumscribing the improvement body 7 in a plan view is Lpi, the following formula:
2.6 Dp < Lpi < 3.4 Dp
The outer diameter Dp of the pile 9 and the distance Lpi from the center of the pile 9 to the outer edge of the improvement body 7 or to the polygon circumscribing the improvement body 7 are set so that the relationship shown below is satisfied.

杭本数設定工程Ｓ５では、改良体７に沈設される杭９の数ｎが適宜設定される。なお、１つの改良体７に複数の杭９が沈設される場合、杭９の中心間隔Ｌｃは、例えば、２．０Ｄｐ～２．５Ｄｐに設定される。 In the pile number setting process S5, the number n of piles 9 to be sunk into the improvement body 7 is appropriately set. When multiple piles 9 are sunk into one improvement body 7, the center spacing Lc of the piles 9 is set to, for example, 2.0 Dp to 2.5 Dp.

改良体径設定工程Ｓ３及び杭本数設定工程Ｓ５の後、杭水平抵抗力判定工程Ｓ７が実施される。杭水平抵抗力判定工程Ｓ７では、改良体径設定工程Ｓ３及び杭本数設定工程Ｓ５で設定された仕様に基づいて、杭９の水平抵抗力が判定される。
具体的には、上部構造５を考慮してフーチング１３から各杭９に作用する水平荷重Ｑ／ｎを与え、杭９の水平変位量や発生曲げモーメント等が許容値以内であるか否か判定する。水平変位量や発生曲げモーメント等が許容値を超えている場合、杭９の水平抵抗力は不十分であると判定され、改良体径設定工程Ｓ３及び杭本数設定工程Ｓ５が再度実施される。 After the improvement body diameter setting process S3 and the pile number setting process S5, the pile horizontal resistance determination process S7 is carried out. In the pile horizontal resistance determination process S7, the horizontal resistance of the pile 9 is determined based on the specifications set in the improvement body diameter setting process S3 and the pile number setting process S5.
Specifically, a horizontal load Q/n acting on each pile 9 from the footing 13 is applied while taking into consideration the superstructure 5, and it is determined whether the horizontal displacement amount and generated bending moment of the pile 9 are within the allowable values. If the horizontal displacement amount and generated bending moment exceed the allowable values, it is determined that the horizontal resistance force of the pile 9 is insufficient, and the improved body diameter setting process S3 and pile number setting process S5 are performed again.

一方、水平変位量や発生曲げモーメント等が許容値以内であれば、杭９の水平抵抗力は十分であると判定され、改良体深さ設定工程Ｓ９が実施される。
改良体深さ設定工程Ｓ９では、改良体７の長さＬｉが適宜設定される。改良体７の長さＬｉは、杭９の長さ（杭長）Ｌｐ以上に設定される（Ｌｉ≧Ｌｐ）。なお、杭長Ｌｐは、杭９を長い杭とみなせるように設定される。具体的には、杭９の特性値βを用いて杭長Ｌｐは、次式：
Ｌｐ＞３／β
を満たすように設定される。
なお、特性値βは次式：
β＝（ｋｈＤｐ／４ＥＩ）＾０．２５
で示される。式中の記号は以下の通りである。
ｋｈ：水平地盤反力係数 ｋｈ＝ξ・α・７００Ｎ・（Ｄｐ）＾－０．７５
Ｎ：Ｎ値
Ｄｐ：無次元化杭径（杭径をｃｍで表した無次元化数値）
ξ：割り増し係数
α：定数 On the other hand, if the horizontal displacement amount, generated bending moment, etc. are within the allowable values, the horizontal resistance force of the pile 9 is determined to be sufficient, and the improvement body depth setting process S9 is carried out.
In the improvement body depth setting process S9, the length Li of the improvement body 7 is appropriately set. The length Li of the improvement body 7 is set to be equal to or greater than the length (pile length) Lp of the pile 9 (Li≧Lp). The pile length Lp is set so that the pile 9 can be regarded as a long pile. Specifically, the pile length Lp is calculated using the characteristic value β of the pile 9 by the following formula:
Lp>3/β
is set to satisfy
The characteristic value β is expressed by the following formula:
β = (khDp/4EI)^0.25
The symbols in the formula are as follows:
kh: Coefficient of horizontal subgrade reaction kh = ξ α 700N (Dp)^-0.75
N: N value Dp: Non-dimensional pile diameter (non-dimensional value of pile diameter expressed in cm)
ξ: Extra coefficient α: Constant

改良体深さ設定工程Ｓ９の後、鉛直支持力判定工程Ｓ１１が実施される。鉛直支持力判定工程Ｓ１１では、改良体７の鉛直支持力が十分であるか否かが判定される。
具体的には、鉛直支持力が十分であるか否かは、次式：
ｑａ＝ｍｉｎ（ｑａ１,ｑａ２）≧σｅ＝Ｎａ／Ａｆ
が成立するか否かによって判定される。
なお、式中の記号は以下の通りである。
ｑａ１＝（１／３）・｛（ｑｄ・Ａｂ＋ψΣτｄｉ・ｈｉ）／Ａｆ｝
ｑａ２＝（１／３）・｛（Ｒｐｕ＋ψΣτｄｉ・ｈｉ）／Ａｆ｝
σｅ：改良体鉛直応力度
Ｎａ：長期柱軸力
ｑｄ：下部地盤の極限鉛直支持力度（ｋＮ／ｍ２）
Ａｂ：改良体の底面積（ｍ２）
τｄｉ：改良体の各層の極限周面摩擦応力度（ｋＮ／ｍ２）
ｈｉ：各層の層厚（ｍ）
ψ：改良体の外周長（ｍ）
Ａｆ：フーチングの底面積又は改良体の断面積（ｍ２）
Ｒｐｕ：改良体の極限先端鉛直支持力（ｋＮ／ｍ２） After the improvement body depth setting step S9, a vertical bearing capacity determination step S11 is carried out. In the vertical bearing capacity determination step S11, it is determined whether the vertical bearing capacity of the improvement body 7 is sufficient or not.
Specifically, whether the vertical bearing capacity is sufficient or not is determined by the following formula:
qa = min ( qa1 , qa2 ) ≥ σe = Na/Af
It is judged whether the following holds true or not.
In addition, the symbols in the formula are as follows.
qa1 = (1/3) · {(qd · Ab + ψΣτdi · hi) / Af}
qa2 = (1/3) · {(Rpu + ψΣτd i · hi) / Af}
σe: Vertical stress of improved structure Na: Long-term axial force of column qd: Ultimate vertical bearing capacity of lower ground (kN/m 2 )
Ab: Base area of the improved body (m2)
τdi: Ultimate peripheral friction stress of each layer of the improved body (kN/m 2 )
hi: thickness of each layer (m)
ψ: perimeter of improved body (m)
Af: Base area of footing or cross-sectional area of improved body (m 2 )
Rpu: Ultimate vertical bearing capacity of the improved body at the tip (kN/m 2 )

すなわち、フーチング１３から改良体７に作用する鉛直応力度σｅを、改良体７及び改良体７の下部地盤が支持することができるか否かを判定する。
改良体７の鉛直支持力が不十分であると判定された場合、杭本数の設定変更が必要であれば、杭本数設定工程Ｓ５が再度実施され、不必要であれば、改良体深さ設定工程Ｓ９が再度実施される。一方、改良体７の鉛直支持力が十分であると判定された場合、設計は終了する。 In other words, it is determined whether the improvement body 7 and the ground below the improvement body 7 can support the vertical stress σe acting on the improvement body 7 from the footing 13.
If it is determined that the vertical bearing capacity of the improved body 7 is insufficient, and if it is necessary to change the number of piles, the pile number setting process S5 is carried out again, and if it is not necessary, the improved body depth setting process S9 is carried out again. On the other hand, if it is determined that the vertical bearing capacity of the improved body 7 is sufficient, the design is terminated.

上述した設計方法を地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎の設計方法に適用する場合、フーチング１３の底面積をＡｆとし、改良体７の表面積をＡｉとしたとき、次式：
０．８Ａｉ≦Ａｆ≦１．２Ａｉ
で示される関係を満たすように、フーチング１３の底面積Ａｆ及び改良体の表面積Ａｉを設定する。 When the above-mentioned design method is applied to the design method of the independent footing foundation combined with the ground improvement composite pile, when the bottom area of the footing 13 is Af and the surface area of the improvement body 7 is Ai, the following formula is used:
0.8Ai≦Af≦1.2Ai
The base area Af of the footing 13 and the surface area Ai of the improved body are set so as to satisfy the relationship shown below.

上記した地盤改良複合杭基礎の設計方法によれば、改良体７の外径Ｄｉを５．２Ｄｐ超６．８Ｄｐ未満に設定することにより、あるいは杭９の中心から改良体７の外縁又は改良体７に外接する多角形までの距離Ｌｐｉを２．６Ｄｐ超３．４Ｄｐ未満に設定することにより、境界深さから伝播するすべり線１６ａの略全域が改良体を通過することになり、すべり線１６ａにおける粘性ひいてはせん断力を高くすることができる。この結果として、すべり線１６ａの発生が抑制され、杭９の水平抵抗力を高めることができる。 According to the above-mentioned design method for the ground improvement composite pile foundation, by setting the outer diameter Di of the improvement body 7 to more than 5.2 Dp and less than 6.8 Dp, or by setting the distance Lpi from the center of the pile 9 to the outer edge of the improvement body 7 or the polygon circumscribing the improvement body 7 to more than 2.6 Dp and less than 3.4 Dp, almost the entire area of the slip line 16a propagating from the boundary depth passes through the improvement body, and the viscosity and therefore the shear force at the slip line 16a can be increased. As a result, the occurrence of the slip line 16a is suppressed, and the horizontal resistance force of the pile 9 can be increased.

また上記した地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎の設計方法によれば、フーチング１３が改良体７の略表面全域に渡って設けられているので、フーチング１３によって改良体７の変形を抑制することができ、杭９の水平抵抗力を高めることができる。また、フーチング１３が改良体７の略表面全域に渡って設けられているので、上部構造５からの鉛直荷重を改良体７に直接負担させることができる。このため、上部構造５の鉛直荷重を杭９を介して改良体７に伝達する必要がなく、杭頭接合構造を簡単にすることができるとともに、上部構造５の鉛直荷重を杭９介して改良体７へ伝達させるための突起などを杭９に設ける必要がなく、杭９として圧縮強度が低い杭を用いることが可能となる。 In addition, according to the above-mentioned design method for the independent footing foundation combined with ground improvement composite piles, the footing 13 is provided over almost the entire surface of the improvement body 7, so that the deformation of the improvement body 7 can be suppressed by the footing 13, and the horizontal resistance of the pile 9 can be increased. In addition, since the footing 13 is provided over almost the entire surface of the improvement body 7, the vertical load from the upper structure 5 can be directly borne by the improvement body 7. Therefore, there is no need to transmit the vertical load of the upper structure 5 to the improvement body 7 via the pile 9, which simplifies the pile head joint structure, and there is no need to provide protrusions on the pile 9 to transmit the vertical load of the upper structure 5 to the improvement body 7 via the pile 9, so that piles with low compressive strength can be used as the piles 9.

図２４は、本発明の他の実施形態に係る地盤改良複合杭基礎１Ｐを用いたフーチング基礎３の概略的な部分断面図である。
先述した実施形態では、地盤１１の表層部は粘土地盤であったが、地盤改良複合杭基礎１Ｐは、砂を主成分とする砂質地盤に適用される。地盤１１の表層部が砂質地盤であっても、杭９を中心とする改良体７の外径Ｄｉを、地盤１１における塑性域Ｉと塑性域ＩＩの境界深さに基づいて設定すればよい。
ここで、図２５は、砂質地盤におけるＮ値（標準貫入試験による打撃回数）と境界深さＺｐｃとの関係を示すグラフである。図２６は、砂質地盤における内部摩擦角φと境界深さＺｐｃとの関係を示すグラフである。すべり線１６ａの角度θは、次式：
θ＝４５＋φ／２
によって表される。 FIG. 24 is a schematic partial cross-sectional view of a footing foundation 3 using a ground improvement composite pile foundation 1P according to another embodiment of the present invention.
In the above-mentioned embodiment, the surface layer of the ground 11 is clay ground, but the ground improvement composite pile foundation 1P is applied to sandy ground mainly composed of sand. Even if the surface layer of the ground 11 is sandy ground, the outer diameter Di of the improvement body 7 centered on the pile 9 can be set based on the boundary depth between the plastic zone I and the plastic zone II in the ground 11.
Here, Fig. 25 is a graph showing the relationship between the N value (the number of blows in a standard penetration test) and the boundary depth Zpc in sandy ground. Fig. 26 is a graph showing the relationship between the internal friction angle φ and the boundary depth Zpc in sandy ground. The angle θ of the slip line 16a is calculated by the following formula:
θ=45+φ/2
It is represented by:

従って、図２５及び図２６を用いて、砂質地盤であっても、Ｎ値から境界深さを求め、更にすべり線１６ａの角度θを求めることで、境界深さから伝播したすべり線１６ａが地盤１１の表面に到達する範囲を把握することができる。当該範囲を改良体７とすることで、すべり線１６ａが全域に渡って改良体７を通過するようにすることができる。
かくして、杭９を中心とする改良体７の外径Ｄｉを、地盤１１における塑性域Ｉと塑性域ＩＩの境界深さに基づいて設定し、境界深さから伝播したすべり線１６ａが全域に渡って改良体７を通過するようにすれば、すべり線１６ａにおける粘性ひいてはせん断力を高くすることができ、すべり線１６ａの発生が抑制され、杭９の水平抵抗力を高めることができる。 25 and 26, even in the case of sandy ground, the boundary depth can be calculated from the N value, and the angle θ of the slip line 16a can be calculated to grasp the range in which the slip line 16a propagating from the boundary depth reaches the surface of the ground 11. By making the range the improved body 7, the slip line 16a can be made to pass through the improved body 7 over the entire range.
Thus, by setting the outer diameter Di of the improvement body 7 centered on the pile 9 based on the boundary depth between plastic zone I and plastic zone II in the ground 11 so that the slip line 16a propagating from the boundary depth passes through the entire area of the improvement body 7, the viscosity and therefore the shear force at the slip line 16a can be increased, the occurrence of the slip line 16a can be suppressed, and the horizontal resistance force of the pile 9 can be increased.

最後に、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態やこれらを組み合わせた形態も含む。 Finally, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but also includes variations on the above-described embodiments and combinations thereof.

１，１Ａ,１Ｂ,１Ｃ,１Ｄ,１Ｅ,１Ｆ,１Ｇ,１Ｈ,１Ｊ,１Ｋ,１Ｌ,１Ｍ,１Ｎ,１Ｐ 地盤改良複合杭基礎
３ 地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎
５ 上部構造
７,７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄ,７ｅ,７ｆ,７ｇ,７ｈ 改良体
９ 杭
９ａ 杭頭部
９ｂ 先端部
１１ 地盤
１１ａ 周辺地盤
１３ フーチング
１５ 柱
１６ａ,１６ｂ すべり線
１７ 地盤表面補強層
１７ａ コンクリート
１９ 改良体表面補強層
１９ａ 板
１９ｂ 鉄筋コンクリート
１９ｃ コンクリート
２１ 突起部
２３ 突起
２５ 貫通孔
２７ 補強バンド
２９ コンクリート部
３１ 端板
３３ ＰＣ鋼棒
３５ 溶接部（隅肉溶接部）
３７ 隙間 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, 1H, 1J, 1K, 1L, 1M, 1N, 1P Ground improvement composite pile foundation 3 Ground improvement composite pile combined independent footing foundation 5 Superstructure 7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h Improved body 9 Pile 9a Pile head 9b Tip 11 Ground 11a Surrounding ground 13 Footing 15 Column 16a, 16b Slide line 17 Ground surface reinforcement layer 17a Concrete 19 Improved body surface reinforcement layer 19a Plate 19b Reinforced concrete 19c Concrete 21 Protrusion 23 Protrusion 25 Through hole 27 Reinforcement band 29 Concrete part 31 End plate 33 PC steel bar 35 Welded part (fillet welded part)
37 Gap

Claims (12)

地盤の表層部に設けられ、前記表層部の土砂及び該土砂と撹拌混合された固化材によって構成された改良体と、
前記改良体の内部に沈設された１つ以上の杭と、を備え、
前記地盤の表層部は粘土地盤によって構成され、
前記杭の外径をＤｐとし、前記杭の中心から前記改良体の外縁又は前記改良体に外接する仮想の多角形までの距離をＬｐｉとするとき、
前記粘土地盤は２．５Ｄｐ以上の深さを有し、
前記距離Ｌｐｉが次式：
２．６Ｄｐ＜Ｌｐｉ＜３．４Ｄｐ
で示される関係を満たし、
前記改良体の外周面の周面摩擦力と前記改良体の底面の先端支持力の和である鉛直支持力が前記改良体の外周長及び底面積に基づいて設定されるように構成されている
ことを特徴とする地盤改良複合杭基礎。 An improvement body provided on the surface layer of the ground and composed of soil and sand from the surface layer and a solidification material mixed with the soil and sand;
and one or more piles sunk into the improvement body;
The surface layer of the ground is composed of clay ground,
When the outer diameter of the pile is Dp and the distance from the center of the pile to the outer edge of the improvement body or a virtual polygon circumscribing the improvement body is Lpi,
The clay ground has a depth of 2.5 Dp or more,
The distance Lpi is expressed by the following formula:
2.6 Dp < Lpi < 3.4 Dp
The relationship shown in
A ground improvement composite pile foundation characterized in that the vertical support force, which is the sum of the peripheral friction force of the outer surface of the improvement body and the tip support force of the bottom surface of the improvement body, is set based on the peripheral length and bottom area of the improvement body. 前記１つ以上の杭は、前記改良体に鉛直荷重を伝達するための突起を有さない
ことを特徴とする請求項１に記載の地盤改良複合杭基礎。 The ground improvement composite pile foundation according to claim 1, characterized in that the one or more piles do not have protrusions for transmitting vertical loads to the improvement body. 前記改良体の周りの周辺地盤の表面を覆う地盤表面補強層を更に備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の地盤改良複合杭基礎。 3. The ground improvement composite pile foundation according to claim 1 or 2, further comprising a ground surface reinforcing layer covering the surface of the surrounding ground around the improvement body. 前記改良体の表面を覆う改良体表面補強層を更に備える
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の地盤改良複合杭基礎。 A ground improvement composite pile foundation as described in any one of claims 1 to 3, further comprising an improvement body surface reinforcing layer covering the surface of the improvement body. 前記改良体表面補強層は金属製の板によって構成され、
前記板と一体に設けられ、前記改良体の内部、又は、前記改良体と当該改良体の周辺の周辺地盤との境界に埋設された突起を更に備える
ことを特徴とする請求項４に記載の地盤改良複合杭基礎。 The improved body surface reinforcing layer is composed of a metal plate,
A ground improvement composite pile foundation as described in claim 4, further comprising a protrusion formed integrally with the plate and embedded inside the improvement body or at the boundary between the improvement body and the surrounding ground around the improvement body. 前記突起は、前記地盤における前記杭の杭頭部に水平力が作用したときに斜め上方に変位しようとする塑性域Ｉと当該塑性域Ｉの下方の塑性域ＩＩとの境界深さに位置する前記杭の外周面の部位から上方に向けて斜めに伝播する断面視にて受働崩壊角の傾きを有する直線すべり線を遮るように構成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の地盤改良複合杭基礎。 The ground improvement composite pile foundation as described in claim 5, characterized in that the protrusion is configured to block a straight slide line having a passive collapse angle in cross-sectional view that propagates obliquely upward from a portion of the outer surface of the pile located at the boundary depth between plastic zone I, which attempts to displace diagonally upward when a horizontal force acts on the pile head of the pile in the ground, and plastic zone II below plastic zone I. 前記板は、１つ以上の貫通孔を有する
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の地盤改良複合杭基礎。 The ground improvement composite pile foundation according to claim 5 or 6, characterized in that the plate has one or more through holes. 前記板は、前記杭に接合されている
ことを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の地盤改良複合杭基礎。 8. The composite pile foundation for ground improvement according to claim 5, wherein the plate is joined to the pile. 前記改良体の内部に、前記杭に取り付けられた突起部を有し、
前記突起部は、前記地盤における前記杭の杭頭部に水平力が作用したときに斜め上方に変位しようとする塑性域Ｉと当該塑性域Ｉの下方の塑性域ＩＩとの境界深さに位置する前記杭の外周面の部位から上方に向けて斜めに伝播する断面視にて受働崩壊角の傾きを有する直線すべり線を遮るように配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の地盤改良複合杭基礎。 The improvement body has a protrusion attached to the pile inside,
9. The ground improvement composite pile foundation according to claim 1, wherein the protrusion is arranged so as to interrupt a straight slip line having a passive collapse angle in cross-sectional view that propagates obliquely upward from a portion of the outer surface of the pile located at a boundary depth between a plastic zone I that attempts to displace diagonally upward when a horizontal force acts on the pile head of the pile in the ground and a plastic zone II below the plastic zone I. 請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載の地盤改良複合杭基礎と、
前記杭及び前記改良体の上に配置され、コンクリートによって構成されるフーチングと、を備え、
前記フーチングの底面積をＡｆとし、前記改良体の表面積をＡｉとしたとき、次式：
０．８Ａｉ≦Ａｆ≦１．２Ａｉ
で示される関係を満たしている
ことを特徴とする地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎。 The ground improvement composite pile foundation according to any one of claims 1 to 9,
A footing made of concrete is placed on the piles and the improvement body,
When the bottom area of the footing is Af and the surface area of the improved body is Ai, the following formula is obtained:
0.8Ai≦Af≦1.2Ai
The independent footing foundation combined with ground improvement composite piles is characterized in that it satisfies the relationship shown by: 地盤の表層部に設けられ、前記表層部の土砂及び該土砂と撹拌混合された固化材によって構成された改良体と、
前記改良体の内部に沈設された１つ以上の杭と、
前記杭及び前記改良体の上に配置され、コンクリートによって構成されるフーチングと、を備え、前記地盤の表層部が粘土地盤によって構成されている地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎の設計方法において、
前記杭の外径をＤｐとし、前記杭の中心から前記改良体の外縁又は前記改良体に外接する仮想の多角形までの距離をＬｐｉとするとき、
前記粘土地盤は２．５Ｄｐ以上の深さを有し、
前記距離Ｌｐｉが次式：
２．６Ｄｐ＜Ｌｐｉ＜３．４Ｄｐ
で示される関係を満たすように、前記杭の外径Ｄｐ及び前記距離Ｌｐｉを設定し、
前記フーチングの底面積をＡｆとし、前記改良体の表面積をＡｉとしたとき、次式：
０．８Ａｉ≦Ａｆ≦１．２Ａｉ
で示される関係を満たすように前記フーチングの底面積Ａｆ及び前記改良体の表面積Ａｉを設定し、
前記改良体の外周面の周面摩擦力と前記改良体の底面の先端支持力の和である鉛直支持力が前記改良体の外周長及び底面積に基づいて設定されるように構成する
ことを特徴とする地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎の設計方法。 An improvement body provided on the surface layer of the ground and composed of soil and sand from the surface layer and a solidification material mixed with the soil and sand;
One or more piles sunk into the improvement body;
A method for designing a composite pile-assisted independent footing foundation for ground improvement comprising: a footing made of concrete placed on the piles and the improvement body; and a surface layer of the ground made of clay,
When the outer diameter of the pile is Dp and the distance from the center of the pile to the outer edge of the improvement body or a virtual polygon circumscribing the improvement body is Lpi ,
The clay ground has a depth of 2.5 Dp or more,
The distance Lpi is expressed by the following formula:
2.6 Dp < Lpi < 3.4 Dp
The outer diameter Dp of the pile and the distance Lpi are set so as to satisfy the relationship shown in
When the bottom area of the footing is Af and the surface area of the improved body is Ai, the following formula is obtained:
0.8Ai≦Af≦1.2Ai
The bottom area Af of the footing and the surface area Ai of the improved body are set so as to satisfy the relationship shown below.
A design method for an independent footing foundation combined with ground improvement composite piles, characterized in that the vertical support force, which is the sum of the peripheral friction force of the outer surface of the improvement body and the tip support force of the bottom surface of the improvement body, is set based on the peripheral length and bottom area of the improvement body. 前記１つ以上の杭に、前記改良体に鉛直荷重を伝達するための突起を設けない
ことを特徴とする請求項１１に記載の地盤改良複合杭併用独立フーチング基礎の設計方法。 The design method for an independent footing foundation combined with ground improvement composite piles according to claim 11, characterized in that no protrusions for transmitting vertical loads to the improvement body are provided on the one or more piles.
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