「アースドリル工法とは何？」と気になっていませんか？
アースドリル工法は基礎工事の1つで、穴を掘りコンクリートを流し込んで杭を作る工法です。
最大の深度80mまで穴を掘れますが、費用も安いため掘削しやすい現場では非常に多く使われています。
そこで本記事では土木歴が10年近くあり、2級土木施工管理技士である僕がアースドリル工法について徹底的に解説します。
本記事を読むことで、アースドリル工法の概要を含めた以下が理解できるはずです。
- 特徴
- 手順
- メリット
- 留意点
また似ているようで実は違う、アースドリル工法とオールケーシング工法の違いも解説するので、ぜひ参考にしてください。
本記事をクリックした方は、土木業界に興味があると思います。
その中でも、特にアースドリル工法に興味があるのではないでしょうか？
アースドリル工法は基礎工事を専門に行う企業に就職すると、チャレンジする機会が増えます！
そこも含めて下記の記事では、失敗しない土木業界への転職方法を紹介しているので、併せてご覧ください。
アースドリル工法とは？
アースドリル工法は、基礎工事の1つで場所打ち杭工法に分類されます。
つまり既製杭を打ち込む（既製杭工法）のではなく、穴を掘った場所に直接杭を作っていくのが場所打ち杭工法です。
詳しい手順は後述しますが、まずアースドリル機で現場に深い穴を掘ることから始まります。
そして、その穴の中に鉄筋を組みコンクリートを流し込んで、杭を作るのがアースドリル工法です。
アースドリル工法によって作られた杭が、ビルやマンションなどの基礎になるのです。
ちなみに大きな建物の基礎の大半は、アースドリル工法で作られています！
掘削からコンクリート打ち込みまで1台のアースドリル機で完結するので、他の工法に比べて施工速度も早いのが特徴です。
このように、コンクリートで建物の基礎を作るのがアースドリル工法ということです。
アースドリル工法は12の手順で行う
建物の基礎をコンクリート杭で作るアースドリル工法ですが、手順を以下に記載します。
- 杭芯セット
- 先行掘削
- ケーシング建込み
- 軸部掘削
- 拡底部掘削
- 一次スライム処理
- 孔壁測定
- 鉄筋籠建込み
- 二次スライム処理
- コンクリート打設
- ケーシング引き抜き
- 埋戻し・杭完成
こちらの12の手順で行っていきます。
それでは順番に解説します。
なおアースドリル工法の手順は、山一工務店さまの動画が非常に分かりやすいです。
わずか1分の動画ですが、アースドリル工法の手順を1つひとつ丁寧に解説されています。
【手順1】杭芯セット
まずは、アースドリル機を水平にセットします。
重機は水平にセットするのが基本なので、参考までに覚えておきましょう。
そのあとケリーバーの鉛直方向を確認し、先端を杭を打つ箇所の芯に合わせます。
これで重機の準備は完了です！
【手順2】先行掘削
ケリーバーの先端にバケットを取り付け、ケーシングを圧入するための深さと径の分を掘ります。
つまり先行掘削をしないと、肝心のケーシングが入らないということです。
なので、本格的に掘削するための準備が先行掘削になります。
【手順3】ケーシング建込み
次は先行掘削により掘った箇所に、ケーシングを圧入します。
このとき、必ず鉛直2方向を確認しましょう。
ここがズレてしまうと、杭の鉛直方向もおかしくなってしまいます！
【手順4】軸部掘削
掘った穴が崩れないようにする安定液を注入しながら、設計した深度まで一気に掘っていきます。
つまり杭の径の分は気にせず、まずは深度だけに注意して仮掘削をするイメージです。
ちなみに、この手順では支持層まで掘ります。
支持層とは、建物に悪影響を及ぼす心配がない地盤のことです。
この段階で、「支持層になる地盤か？」を判断します。
もし事前に土質調査をしており資料があれば、その資料を見て判断もできます。
でも資料に書かれたデータと、実際の現場が一致しないことは日常茶飯事です。
なので、バケットに入っている土砂も調べてみることが大切です！
【手順5】拡底部掘削
支持層の確認ができたら、次はドリリングバケットに取り替え拡底部掘削をします。
このドリリングバケットが回転することで、先ほど掘ったときより径が拡大されるのです。
手順4の軸部掘削で十分な深度があるので、ここで杭の径分に拡大していきます。
【手順6】一次スライム処理
スライムとは、ドリリングバケットで処理しきれず、安定液の中に紛れ込んだ削り屑のことです。
つまり、孔壁（掘った穴）内の削り屑を除去することをスライム処理といいます。
スライムがある状態でコンクリートを打つと、杭の強度に影響するので必ず処理しましょう。
なお、この作業はスライム処理用のバケットの「底ざらいバケット」に取り替えて行います！
【手順7】孔壁測定
ここまできたら、ひとまず掘削は完了です。
なので次は孔壁測定を行い、
- 鉛直に掘れているか？
- 深度は十分か？
上記の2つをチェックし、OKなら次の手順に進みます。
【手順8】鉄筋籠建込み
孔壁測定を行いOKだったら、鉄筋籠の建込みです。
変形しないように注意し、連結しながら孔壁内に挿入します。
ちなみに鉄筋籠は、コンクリートの強度を保つためのものです。
鉄筋が入っているだけで強度が全然違うので、コンクリート製品には鉄筋を入れるのが基本です。
他の土木工事でも役立つ知識なので、参考までに覚えておきましょう！
【手順9】二次スライム処理
鉄筋籠を建込んだら、トレミー管（コンクリートを流す管）を孔底まで挿入します。
そして、ポンプで二次スライム処理を行います。
つまりコンクリートを打設する前の最後の仕上げです。
【手順10】コンクリート打設
トレミー管にホッパーを取り付け、いよいよコンクリートの打設です。
生コンクリートを流し、孔底から打ち込んでいきます。
あとは設計された杭の頭まで、ひたすら生コンクリートを流し込むだけです。
【手順11】ケーシング引き抜き
杭の頭までコンクリートを打設したら、ケーシングを引き抜きます。
コンクリートを打ってしまえば、工事の9割は完了したようなものです。
ちなみにコンクリートが固まるまで、一定の期間の養生が必要になります。
気温により多少の違いはありますが、14日程度が目安になるでしょう！
【手順12】埋戻し・杭完成
最後の手順としてバックホウで埋戻したら、ついに杭の完成です。
ただし十分な養生を行ったあとに、杭の高さを合わせるために頭を削ってから埋戻します。
以上がアースドリル工法の手順になります。
- 杭芯セット
- 先行掘削
- ケーシング建込み
- 軸部掘削
- 拡底部掘削
- 一次スライム処理
- 孔壁測定
- 鉄筋籠建込み
- 二次スライム処理
- コンクリート打設
- ケーシング引き抜き
- 埋戻し・杭完成
手順が多いように見えますが、実はアースドリル工法はそこまで時間がかかりません。
そこで次項では、アースドリル工法の特徴を紹介します！
アースドリル工法の魅力的な特徴7つ
本記事でお伝えしているアースドリル工法には、魅力的な7つの特徴があります。
- 人力作業が少ない
- 工事費用が安い
- 機械で場所を取らない
- 狭い場所でも杭を打ちやすい
- 施工速度が早い
- 騒音・振動が少ない
- 同じベースマシンで他の拡底杭工法ができる
では1つずつ解説します。
人力作業が少ない
アースドリル工法の魅力的な特徴1つ目は、人力作業が少ないことです。
手順を見るとお分かりのように、ほとんどの作業はアースドリル機1台で行います。
確かに他の土木工事も、重機の普及により人力作業は最低限になっているでしょう。
それでも重機で掘削したあとの細かい処理は、人力作業が必要です！
しかしアースドリル工法はスライム処理までもが、重機で行うので他の土木工事よりも人力作業が少なくなります。
工事費用が安い
魅力的な特徴2つ目は、工事費用が安いことです。
アースドリル工法は打ち杭工法の中でも、費用が安くなります。
その理由はアースドリル1台で掘削からコンクリートの打設が完結するので、必要な道具が少ないからです。
その他に掘った土を処理するバックホウや仮設に使う道具はありますが、他の打ち杭工法よりは少ないため安い費用で施工が可能です。
ただし工事費用については、地質や設置する杭の本数でも変わってくるので、そこは注意しましょう！
機械で場所を取らない
魅力的な特徴3つ目は、機械で場所を取らないことです。
アースドリル機1台で、大半の作業を行うからこそ機械設備も小さく済み、場所を取りません。
しかも最近のアースドリル機のサイズは、非常にコンパクトになっています。
サイズは小さくなっても、機能はどんどん向上しているので安心してください！
狭い現場でも杭を打ちやすい
魅力的な特徴4つ目は、狭い現場でも杭を打ちやすいことです。
他の打ち杭工法より、必要な道具も少なく、コンパクトな機械1台で工事ができるからこそ狭い現場でも杭が打てます。
また建物の基礎に合わせて、掘削する口径の大きさも変更することができます。
- 狭い径で2,100mm
- 太い径で4,700mm
このように、太さ約2mから5mまで対応が可能です！
つまり小さい基礎でもドリリングバケットのサイズを変更すれば対応できるので、アースドリル工法なら狭い現場にも強いです。
施工速度が早い
魅力的な特徴5つ目は、施工速度が早いことです。
繰り返しお伝えしますが、アースドリル工法は専用機械1台で、工事がほぼすべて完結します。
つまり機械を1度セットしたら、ひたすら掘って鉄筋籠を挿入し、コンクリートを流し込むだけです。
加えて仮設も最低限なので、施工に時間もかからないのです。
実はめんどうな段取りが少なく、施工速度も早いことが工事費用の安さに繋がっていると思います！
騒音・振動が少ない
魅力的な特徴6つ目は、騒音・振動が少ないことです。
確かに工事現場は、騒音や振動がすごいイメージがあるかもしれません。
しかしアースドリル機は比較的、騒音や振動が少ない機械です。
そのため、周囲に与える影響も少なくなるでしょう。
現場が市街地なら、騒音や振動が少ないのはメリットになります！
同じベースマシンで他の拡底杭工法ができる
魅力的な特徴7つ目は、同じベースマシンで他の拡底杭工法ができることです。
先述したようにアースドリル機は、先端に取り付ける口径のサイズの変更が可能です。
そのため細い杭から、太い杭の施工まで対応しています。
さらに杭には、以下2種類があります。
- 頭から底まで同径の直杭
- 底部を軸部より太い拡底杭
つまりアースドリル機で、直杭と拡底杭の両方の施工ができます。
アースドリル工法の留意点5つ
前項では、アースドリル工法の魅力的な特徴を紹介しました。
しかしアースドリル工法は、以下5つの点に留意しましょう。
- 大量の廃棄物の処理が必要
- 地盤の掘削が困難な場合がある
- 安定液の管理が必要
- 被圧地下水や伏流水の危険がある
- 品質管理は慎重に行う
上記の5つが留意点であり、デメリットでもあります。
では順番に解説します。
大量の廃棄物の処理が必要
アースドリル工法の留意点1つ目は、大量の廃棄物の処理が必要なことです。
掘削した箇所にコンクリート杭を作るので、つまり掘って発生した土や泥などは基本的に廃棄物になります。
施工する杭の長さによっては、大量の廃棄物が発生するでしょう。
だからこそ、廃土を運搬するためのダンプや搬出先の確保も忘れてはなりません。
もし自社で残土捨場を所有していない場合は、特に廃土の搬出先の段取りが重要です。
アースドリル工法によって発生した廃土を処理する際は、事前の連絡や特別許可が必要になる場合もあります。
ですので工事に入る前に、廃棄物の処理のことも頭に入れておきましょう！
掘削が困難な場合がある
留意点の2つ目としてアースドリル工法では、掘削が困難な地盤があることを覚えておいてください。
たとえば、岩盤や玉石・大礫が多く含まれた地盤は掘削が難しいでしょう。
さまざまな太さの杭の施工や拡底杭工法に対応しているアースドリル工法も、掘削ができない地盤だと対応できません。
なので掘削が困難な場合は、施工方法を変えるなどを検討する必要があります。
加えて、事前の地盤調査や確認が重要です。
逆に地盤が軟らかい粘性土であれば、アースドリル工法は向いています！
安定液の管理が必要
留意点の3つ目は、安定液の管理が必要なことです。
アースドリル工法は、安定液を注入することで孔壁の崩れを防ぐ工法です。
そのため安定液の管理ができていないと、孔壁が崩れるだけでなく、杭の強度も低下する危険性があります。
ちなみに安定液の管理では、粘性・比重・砂分・PHなどの調節が肝心です。
そして「これらをどうするか？」は、地質で決まります！
後述するオールケーシング工法なら安定液の管理が不要なため、ここはアースドリル工法のデメリットになるでしょう。
被圧地下水や伏流水の危険がある
留意点の4つ目は、被圧地下水や伏流水の危険があることです。
被圧地下水とは、不透水層（水を通さない層）に挟まれた地下水です。
つまりアースドリル工法によって被圧地下水の上の不透水層を掘削することで、水が噴出する危険があります。
一方の伏流水は、河川の水が周辺の砂層を浸透することで流れてくる水のことです。
こちらも掘削してしまうと水が噴出する可能性があるので、地表面の付近に被圧地下水や伏流水があればアースドリル工法は不可能になります。
そのため工事に着手する前に必ず周辺の調査を行い、被圧地下水や伏流水には細心の注意を払いましょう！
品質管理は慎重に行う
留意点の5つ目として、品質管理は慎重に行いましょう。
特に杭の径が太かったり長い場合は、確実な品質管理が求められます。
安定液の選定ミスやスライムの処理不足などは、品質に大きな影響を与えます。
建物の基礎を作るので、スピードよりも質が重要です。
そのため焦らず、確実に施工を進めることで品質を保つことができます！
以上がアースドリル工法の留意点5つでした。
オールケーシング工法との違いは？
アースドリル工法とオールケーシング工法は、いずれも場所打ち杭工法です。
一見すると同じ工法に見える双方ですが、実はちょっとした違いがあります。
結論から言うと、アースドリル工法とオールケーシング工法の違いは以下の通りです。
- 掘った穴が崩れる心配があるか？
- 掘った穴の保護方法
オールケーシング工法は、掘った穴（孔壁）が崩れる心配がありません。
一方のアースドリル工法は、表層にしかケーシングチューブを挿入しないため、管理の方法を間違えると掘った穴が崩れます。
しかしオールケーシング工法の場合は、掘る孔長の分だけケーシングチューブを圧入します。
つまりパイプを足しながら掘削し、そのパイプが自然と掘削箇所を保護してくれるので崩れる心配がないのです。
オールケーシング工法について、詳しくは植田基工チャンネルさまの動画をご覧ください。
動画で見ると分かりやすいと思いますが、掘削している部分に差し込んでいる筒のようなものがケーシングチューブです。
このケーシングチューブを掘った深さの分だけ差し込んでいるので、崩れないということです。
またコンクリートも、ケーシングチューブを引き抜きながら打設するため、なお安心できます！
要するにアースドリル工法は、ケーシングチューブを表層にしか圧入しないため、保護しないと崩れてしまいます。
復習すると、保護方法は安定液でしたね。
つまり「孔壁の崩れる心配の有無」と「安定液で保護する必要の有無」が、アースドリル工法とオールケーシング工法の違いです。
ちなみにオールケーシング工法なら、ほぼすべての土質で施工が可能ですよ。
アースドリル工法にチャレンジしたいなら？
本記事をここまで読んでくださった方は、「アースドリル工法をやってみたい」という気持ちが強い方なのではないでしょうか？
冒頭でもお話したように基礎工事を専門とする企業に就職すれば、アースドリル工法にチャレンジする機会が大幅に増えると思います。
加えて、アースドリル工法以外の場所打ち杭工法も覚えられるでしょう。
実際、土木全体を扱う企業で働いてもアースドリル工法を行う現場で働くチャンスは、めったにありません。
なぜなら基礎工事も土木の中の1つですが、土木は他にも非常に多くの工事があるからです。
だからこそアースドリル工法や場所打ち杭工法に興味があるなら、基礎工事を専門とする企業に就職したほうが無難でしょう。
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- 未経験だけど大丈夫なのか？
- アースドリル工法は頻繁に行っているのか？
- どのくらいの年収がもらえるのか？
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まとめ
本記事では、アースドリル工法について徹底的に解説してきました。
アースドリル工法は専用機械で穴を掘り、コンクリートを流し込むことで杭を作る工法です。
つまり建物の基礎であり、大きな建物の基礎の大半はアースドリル工法で作られています。
12の手順で行っていきますが、1台のアースドリル機で完結できるため、施工速度が早い特徴があります。
アースドリル工法の手順については、山一工務店さまの動画が1番分かりやすいので参考にどうぞ。
その他の特徴や留意点などは、本記事でお伝えしてきた通りです。
また同じ場所打ち杭でも、アースドリル工法とオールケーシング工法には違いがあることも解説させていただきました。
本記事を読んでいただいたことで、アースドリル工法や場所打ち杭工法の理解が深まったなら幸いです！
そこで、ここまで読み進めた情熱のある方は、ぜひ基礎工事にチャレンジしてほしいと思います。
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