基礎工学における場所打ち杭の建設に関する専門家ガイド

杭基礎工学は、構造物の安定性と安全性を直接左右するため、あらゆる段階で綿密な計画が求められます。複雑な地質条件に直面した場合、プロジェクトの成功を確実なものとし、コストとリスクを最小限に抑えるためには、適切な掘削システム、ツール、および設置方法を選択することが不可欠です。

あらゆる掘削プロジェクトを開始する前に、包括的な地質調査が不可欠です。これには、プロジェクトサイトにおける土壌の種類、地下水位、および岩盤の詳しい分析が含まれます。建設チームが最適な掘削設備と技術を選択できるように、クライアントはコアサンプルと地質試験データを含む徹底的な調査報告書を提供する必要があります。

掘削システムの選択は、プロジェクトの効率と品質に大きな影響を与えます。以下に一般的な掘削方法を示します。

ロータリー掘削は、さまざまな地質条件に対応できる汎用性の高いソリューションであり、いくつかの特殊なバリエーションがあります。

• オーガー掘削： これらは、回転するらせん状のブレードを使用して、土壌または岩石を切り込み、上方に搬送します。重要な設計要素は、ブレード間の「ピッチ」であり、これが材料除去効率を決定します。不適切なピッチサイズは、材料の流れを妨げたり、切削効果を低下させたりする可能性があります。
• 掘削バケット： 緩い土壌や砂利層に最適で、回転中に材料をすくい上げ、表面に排出するための底部の開口部を備えています。設計上の考慮事項としては、材料の持ち上げ中の材料の損失を防ぐために、土壌の粘度と含水量を考慮する必要があります。
• コアバレル： 岩石サンプルの抽出に特化しており、硬化合金またはダイヤモンド切削歯を備えた二重壁ツールです。外側のバレルが切削を行い、内側のバレルがコアの完全性を維持します。岩石の硬度と構造的特性に合わせた設計が必要です。

ロータリー掘削システムを選択する際には、専門家は、切削力のためのトルク要件と貫通能力のための下方圧力、材料の種類、および機器の定格出力を評価する必要があります。

機械式システムは、操作とメンテナンスが簡単ですが、柔軟性に欠けます。油圧式システムは、ツール位置決めと角度調整において優れた適応性を提供し、より高いメンテナンスコストで、より高い精度でより大きな力を発揮します。

これらの高度な油圧システムは、掘削中に下方圧力を加える回転ケーシングを採用しています。代替構成では、ロータリー掘削機をケーシングの上に搭載し、エアリフトによるデブリ除去と逆循環技術を使用します。このようなシステムには、綿密な設計と現場計画が必要です。

従来のハンドメソッドは、特定の基礎補強または修復プロジェクトには費用対効果が高いままですが、構造支持、排水システム、および換気を含む広範な安全対策が必要です。一部のプロジェクトでは、手動ガイダンスと油圧ミリングカッターなどの機械工具を組み合わせています。

• トラック搭載リグ： 迅速な移動のために最大の機動性を提供しますが、これらの機械駆動システムは高さ制限と地形制限に直面します。
• クローラーリグ： 機動性と安定性のバランスを取り、これらのユニットは、特にコンパクトモデルで、不整地を効果的に移動します。
• 油圧式多目的掘削機： 油圧の汎用性と掘削機のプラットフォームを組み合わせることで、これらのシステムは、狭いスペースや低クリアランス環境で優れています。
• クレーン搭載リグ： 橋の基礎などの大規模プロジェクトに不可欠ですが、特殊な輸送ソリューションが必要です。

• オーガー： 材料除去のために最適化されたらせん状ブレード設計を備えた、土壌、岩石、および特殊なバリエーションで利用できます。
• 掘削バケット： 土壌特性を考慮して、緩い材料の抽出用に設計されています。
• アンダーリーマー： 安定した土壌で、格納式の切削アームを使用してベース直径を拡大します。
• インパクトツール： ドロップハンマー、インパクトハンマー、および特殊なブレーカーアタッチメントを含む、岩石破砕用具。
• グラブツール： 材料除去と掘削の両方の目的を果たします。

掘削後、材料除去方法はプロジェクトの要件によって異なります。グラウト技術は、空隙を充填することにより不安定な土壌を強化し、土壌混合は安定した柱を作成します。革新的なアプローチには、最終掘削の前に、過大サイズの穴を最初に注ぎ、硬化させることによって、コンクリートで裏打ちされた「トンネル」を作成することが含まれます。

基礎工学の成功には、建物の寿命全体にわたって構造的完全性と安全性を確保するために、徹底的な準備、技術的専門知識、および適切な機器の選択が不可欠です。