鋼管杭工法のメリットとデメリット
地盤改良工法の一つである鋼管杭工法を採用するとき、他工法（表層改良工法と柱状改良工法）と比較を行い、メリットとデメリットそれぞれ解説します。基本的に地盤改良は、改良深さにより決定されますが、各種工法それぞれの特徴を把握することで現場に適した工法を提案できます。
地盤改良工法の種別
地盤改良工事には、主に表層改良工法・柱状改良工法・鋼管杭工法の3種類があります。軟弱地盤の層厚によって適用される工法が異なることを前提にそれぞれの工法のメリットとデメリットを解説します。
表層改良工法
基本的に戸建ての住宅等に適用され、軟弱地盤が深度2m以下の場合に行う地盤改良工法です。軟弱地盤をセメントなどの固化材を用いて地盤強度を上げて下部の良好土層と一体化させることで支持地盤を形成します。改良範囲は建設物の外壁面より50cm程度行います。
メリット
小型重機での施工が可能なため狭隘部でも施工可能
工事費が他工法と比較して安価
当該地盤にコンクリートや石が混入していても施工が可能
デメリット
地盤改良面より地下水位が高い場合は適用できない
急勾配地盤面では施工できない
重機オペレーターの技術に仕上がりが大きく左右される（改良ムラがおこりやすい）
柱状改良工法
軟弱地盤が2~8m程度堆積している場合に用いる工法で、セメントミルクを土に添加しながら攪拌して直径60cm程度のコンクリート柱を土中に築造します。留意点として、地盤改良柱の先端は硬質土層まで到達している必要があり、粘性土層においてN値3以上、砂質土層においてN値4以上が連続する地盤に50cm以上貫入させる必要があります。
更に柱状改良の特徴として、支持地盤となる硬質土層で支えるだけでなく柱と柱の周囲の土による摩擦力も加わることで建物の荷重を支えます。工期は通常1~2日程度で施工後には2~3日の養生が必要になります。ただし、柱状改良には4tトラックでの資機材搬入が必要な工事のため狭隘部での工事には向きません。
メリット
比較的小型重機で施工可能
杭の周辺摩擦抵抗により支持が出来るため地盤強度によっては支持層が無くても強度を保てる
デメリット
施工後に地盤を原状復帰できない（改良杭を撤去できない）
有機土質などの特定の土質では、セメントが固まらないといった固化不良を起こすリスクがある
鋼管杭工法
軟弱地盤が深度2m以上堆積しいることに加えて、現場が狭小地で大型重機の搬入などが難しい場合、鋼管杭工法による地盤改良を行います。一般的な戸建て住宅では、外径(φ)=114.3mm or 139.8mm、肉厚(t)=4.2mmの鋼管で、材質は耐腐食性に優れた構造用炭素鋼鋼管STK-400を用います。深度は最大30m程度まで施工可能で、一般住宅では小規模な工事のため1~2日程度で実施でき、狭隘部での施工性に優れています。本工法では、N値15以上が2m以上続くことで支持層と判断します。
メリット
柱状改良より小さい重機でも施工できるため狭隘部での施工性に優れる
1~2日と短工期施工が可能
固化材などの養生が不要のため短工期化
施工後の地盤強度が非常に強固になるためオフィスビルなどの重量物にも対応可能
施工後の杭撤去が可能なため、原状復帰が可能
六価クロム発生の心配がない
デメリット
施工費用が高額になりやすい
施工時の騒音や振動が大きい
盛土造成地などの圧密沈下リスクの高い地盤では、周辺地盤が下がり杭の抜けあがりに繋がるリスクがある
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