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共同研究

 低空頭狭隘場所打ち杭に関する研究開発
 ~改良型BCH(Bottom Circulation Hole)工法~

 国内のインフラの多くは、構築後、50年以上が経過しており、それらを安全、安心して使用するためには、維持補修は勿論のこと、更新、さらに、耐震補強、利便性の向上のための改良等が必要である。 構造物を支える基礎も例外ではなく、特に、都市部の建物、道路、鉄道等の基礎ついては、近接した条件下で工事を行わざるを得ない場合が多くある。
 正循環のBH工法をベースマシンとして、掘削ビットの直上に揚泥管を設置してことで掘削土砂が混入した安定液を速やかに吸引・排出し、同時に小口から良質な安定液を供給することで本設構造として十分な支持力を確保する工法である。
【特徴】
① 既設の橋桁の下など低空頭下での施工に対応したリバースサーキュレーション工法
② 他工法より軽量でコンパクトな工法
③ 豊富な実績(適用工事50件、施工本数1,300本)

掘削機構の概念図1)   施工状況2)       東京駅丸の内駅舎保存・復原 発注者:東日本旅客鉄道 3)
                          駅舎基礎杭:Φ1,100~2,000 L=10m~30m 56本

    
改良型掘削ビット(補助翼設置)4)       流体解析による安定液の流れの変化5)      

【開発の経緯】
 開発から20余年が経過し、より掘削速度や揚泥機能の向上を可能とする効率的な工法への改良が望まれている。
 令和3年度から(公財)鉄道総合技術研究所、鹿島建設(株)、ケミカルグラウト(株)と4社で掘削機構、施工法等について、課題の抽出、対応策を検討し、それらの最適化について、共同研究開発を実施した。

【改良内容とその検証結果】
 三翼掘削ビットの上段に補助翼を取り付けた改良型ビットを考案し、揚泥の効率化による掘削速度及び土砂流動解析、模擬実証実験および実物大実証実験で揚泥の効率化に伴うことで掘削速度、礫を始めとする土砂の時間当たりの揚泥量などが向上することを検証した。

  • 3次元土砂流動解析動画               模擬実験状況動画



  • 実物大模擬実験における揚泥量比較(振動ふるい排出部) 左:改良前 右:改良後

    【改良型BCH工法の施工時実績】
     東京都港区の京浜急行本線(泉岳寺駅~新馬場駅間)連続立体事業第2工区の軌道仮受杭に適用した。
    その結果、土砂の排出量が大幅に増え、一番削孔速度が落ちる礫地盤においても掘削速度が2割以上向上したことを確認した(2026年3月に杭施工完了時データ)。