不同沈下修正/地盤改良に優れた効果を発揮する画期的な杭工法
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カテゴリー「ヘリカルピアシステム」 記事一覧
ヘリックス=螺旋

DSCF0008.JPG ヘリカルピアシステムの名前の由来ともなっているヘリックスです。ヘリックス(Helix)とは英語で「螺旋、螺旋状のもの」を意味します。製品のタイプによって、このヘリックスの「大きさ」と「数」が異なります。

ヘリカルピアは建築物の荷重を十分支えることのできる地盤まで回転貫入されますが、このヘリックスが貫入の推進力を生み出し、支持力盤としての役目を果たします。さらに、ヘリックスの形状は回転貫入による地盤の撹乱を最小限にするよう設計されています。


こだわりの技術

DSCF0019.JPG  これはエクステンション(継手シャフト)のカップリング部分の写真です。ヘリカルピアは鋼管杭圧入工法とは違って継手部分を溶接しません。

さらに写真ではわかりづらいかもしれませんが、カップリング部分のソケットは溶接や鋳造による加工ではなく、鍛造(Forged)加工されています。鍛造は強度においてとても優れています。

鍛造は工程や費用も余計にかかるのですが、ヘリカルピアは手を抜きません。だからこそ、不同沈下修正/地盤改良に優れた工法と断言できるのです。


Q10 ジャッキアップできない場合は?

ヘリカルピアシステムは地盤沈下によって不同沈下を起こした家屋をヘリカルピアを土台にしてジャッキアップする工法です。(工事の手順はこちらをご覧ください)

しかし、次のような場合はジャッキアップ修正をおこなわない場合があります。

①既に家屋の躯体矯正が済んでいる場合

②既にドア・サッシ・床の修正が済んでいる場合

③既にクラックや段差の補修が済んでいる場合

④ジャッキアップによって構造体に損傷を及ぼす恐れのある場合

これらの条件に当てはまる場合はジャッキアップせずに、将来的に沈下を起こさないよう沈下防止のためにヘリカルピアの設置をおこないます。


NO.1の証明

ICC-ES.jpg QMI-logo-2004.jpg ヘリカルピアは1912年の創業を誇るA.B.CHANCE社(ISO9001取得)の工業規格製品です。

ヘリカルピアは北米・カナダを中心に普及している杭基礎で、50社ほどのメーカーがあるそうです。その数ある製品の中でA.B.CHANCE社がNO.1であるという根拠は、ICC-ESが発行する性能評価書(ER-5110)を取得していることです。現時点で取得している企業はわずか3社に過ぎません。

ICC-ESとは日本の建築行政とも古くから交流があり、北米で絶大な信用を持っている性能評価機関です。日本でいうと(財)建材試験センターにあたります。

ヘリカルピアは不同沈下修正/地盤改良に適した杭基礎として、さまざまな専門分野のエキスパートに信頼され続けています。


Q8 ヘリカルピアの長所は?

ヘリカルピアシステムは純粋な先端支持杭です。建物の自重を利用しない回転貫入方式によって設置されます。そのため、施工前の設計段階で安全率を含めた杭の支持力設計が可能です。

積雪荷重や地震、増改築の予定などの条件を踏まえたうえで安全率を設定し、支持力計算によって求められた適切な地盤にヘリカルピアを設置することができます。

その他、腐食対策・強度など他社製品を凌ぐ品質を有しており、沈下修正・沈下防止・地盤改良に大変優れた杭工法です。


ヘリカルピアの進化の過程

lighths.jpg ヘリカルピアの誕生は意外にも古く、1838年にまで遡ることができます。イギリス人のアレキサンダー=ミッチェルが係船設備としてスクリューパイルを発明し特許取得しました。その後、右の写真のような灯台の杭基礎として世界各地に普及しました。

1933年、A.B.CHANCE社が従来のスクリューパイルに改良を加え、「アースアンカー」という名称で特許取得し販売を始めると、多様な業界からヘリカルピアの利点に注目が集まり始めました。ヘリカルピアが「海から陸」へと進化の舞台を移したのです。

1963年、A.B.CHANCE社は世界で初めて動力を利用して貫入施工できる正四角形状のシャフトを持つヘリカルピアを世に送り出しました。これを機に、1970年以降、ヘリカルピアは爆発的な勢いで普及し始めました。

アレキサンダー=ミッチェルの発明から180年近く経つ今日に至るまで、外観はそれほど変わってはいませんが、ヘリカルピアは住居、商工業建築、パイプライン、街灯、遊歩道などのさまざまな建築物の杭基礎として普及しています。


Q7 他のアンダーピニング工法との違いは?

アンダーピニングとは既存の構造物に対して基礎杭のような新たな基礎を挿入することにより、基礎の補強や沈下防止、沈下修正をおこなう工法の総称です。ヘリカルピアシステムもこの分類に入ります。日本では鋼管圧入工法が一般的におこなわれています。

鋼管圧入工法はいくつかの問題点が指摘されています。①岩盤や泥板岩のようなしっかりした支持地盤がある場合は問題ないのですが、土質や有機質のような経年変化が予想される地盤には適さないこと。②建物自重を利用して鋼管を圧入するので安全率を見込めない(杭の支持力=建物自重)ため、積雪や増改築時の荷重変動に対応できないこと。

これらの点から、鋼管圧入工法は沈下修正や沈下防止に対しては一時的な解決策であると言わざるおえません。

対して、ヘリカルピアシステムは建物自重を利用しない回転貫入方式ですので安全率も自由に設定できますし、さまざまな土質に対応できるよう設計されています。


建物自重を利用しません

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不同沈下修正の施工方法は、詳しくはこちらをご覧ください。

 

鋼管杭による不同沈下修正では、基礎下に人間が入れるほどの穴を掘り、建物の自重を利用し、ジャッキによって鋼管を圧入していきます。しかし、建物自重だけで必要支持力を確保できるのかという疑問が残ります。

一方、ヘリカルピアシステムは回転貫入方式ですので、建物自重だけでなく積雪などの積載荷重を加えた総荷重に、さらに安全率を見込んだ支持力を持つ杭の設計が可能なのです。


シャフトの形状

DSCF0016.JPG 右の写真はエクステンションと呼ばれる継手シャフトの先端部及び末端部です。ヘリカルピアのシャフトはRCS(Round Cornered Square)シャフトといって、断面が角に丸みを帯びた正四角形をしています。

日本国内で見られる基礎杭の多くは鋼管を利用したものがほとんどです。では、なぜヘリカルピアはRCSシャフトを採用しているのか?

 その答えの1つは、腐食対策です。鋼管杭は筒状になっているため外部だけでなく内部からも腐食します。しかし、ヘリカルピアのRCSシャフトの表面には溶融亜鉛メッキが施されているため、100年以上の製品寿命を誇ります。

01-9608_16a.jpg もうひとつの理由は施工が容易であることです。鋼管杭を機械で施工すると、かなり大きな装置を必要とします。しかし、ヘリカルピアは鋼管杭よりも表面積が小さく、摩擦抵抗も少ないため、施工機械も小規模です。そのため、右の写真のように住宅内部での施工もできるのです。

100年近く不同沈下修正/地盤改良のパイオニアでありつづけるヘリカルピアのすごいところはこんなところにもあるのです・・・。


能ある鷹は・・・ヘリックスの間隔

DSCF0010.JPG  リードセクションと呼ばれる先端シャフトには、1~4個のヘリックスが溶接されています。右の写真は直径20㎝と25㎝の2個のヘリックスが付いているダブルヘリカルピアです。

A.B.CHANCE社の製品では、それぞれのヘリックスが独立した支持力を生み出すよう、下部に位置するヘリックスの直径の3倍の間隔を置いて配置されています。

不同沈下ゼロを目指す製品のポテンシャルは、シンプルな中にこそ秘められているのです・・・。


歴史的な一日

New%2520Construction%252010_108.jpg A.B.CHANCE社のヘリカルピアシステムは北米で絶大な信用を誇る性能評価機関ICC-ESの性能評価証明書(ER-5110)を取得しています。

現時点ではA.B.CHANCE社を含めて3社だけがこの性能評価証明書を取得していますが、ヘリカルピア業界全体の発展のため、ヘリカルピア工業協会(CHFM)の働きかけにより、今年の6月5日にヘリカルピアの合格基準(Acceptance Criteria)=AC358がICC評議会の満場一致の承認を得て誕生しました。

このことは、ヘリカルピアが杭基礎として北米建築業界で絶大な信頼を受けて認知されたことを意味します。ヘリカルピアが不同沈下修正/地盤改良の分野で今後ますます発展を遂げていくことでしょう。


アタッチメントタイプのトルクモーター

%EF%BE%84%EF%BE%99%EF%BD%B8%EF%BE%8D%EF%BD%AF%EF%BE%84%EF%BE%9E.jpg これは、アタッチメントタイプのトルクモーターです。バックホーなどの建設重機に取付けて使用します。

やっぱりこちらのほうが施工は楽ですね。でも、不同沈下修正の現場のほとんどは、住宅密集地だったり、障害物が多いので、ハンディータイプのトルクモーターの方が活躍してくれます。


ハンディータイプのトルクモーター

%E3%83%88%E3%83%AB%E3%82%AF%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%83%BC.jpg ヘリカルピアの施工機械の一つ、トルクモーターです。このタイプはバックホーが進入できない狭い敷地や、室内の施工に使用します。

動力はエンジン式の油圧ポンプで、フッドペダルで回転方向と回転速度が調節できます。

フッドペダルについている油圧ゲージで支持力管理をします。

 

最低2人での施工が可能です。ヘリックスの形状は貫入の推進力を生み出す構造になっているので、支える程度の力で十分です。


Q1 地盤調査は必要?

標準貫入試験は地盤の構造や支持力を知る上で最も適した調査法です。標準貫入試験で得られたN値やボーリングデータをもとに、ヘリカルピアの施工深度を決めます。

しかし、標準貫入試験の費用は約30万円と高額のため、木造住宅の建築ではスウェーデン式サウンディング試験(約4万円~7万円)が一般的です。

いずれにしても、ヘリカルピアの確実な施工のためにも地盤調査をお勧めします。


A.B.CHANCE社

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ヘリカルピアはA.B.CHANCE社(米国)の工業規格製品です。A.B.CHANCE社は電気部品で世界的に有名なHUBELL社の子会社で、1912年の創業以来、不同沈下修正/地盤改良の製品として常に世界NO.1の技術を誇っています。

その製品の用途もさまざまで、建築物だけでなく、鉄塔街灯パイプライン擁壁の杭基礎として用いられています。

 


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