TN工法K101_01_202003f

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鋼管杭・鋼管矢板の低公害中掘り圧入工法

100-8071541-0041060-0002980-0811950-0087450-0003730-0017812-8522

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東京都千代田区丸の内二丁目6番1号 丸の内パークビルディング大阪府大阪市中央区北浜四丁目5番33号 住友ビル北海道札幌市中央区北二条西4丁目 北海道ビル8階宮城県仙台市青葉区一番町3-6-1 一番町平和ビル10階新潟県新潟市中央区東大通1-3-10 大樹生命新潟ビル愛知県名古屋市中村区名駅南2-13-18 NSビル8階広島県広島市中区鉄砲町10-12 広島鉄砲町ビルディング14階福岡県福岡市博多区店屋町5-18 博多NSビル3階

03-6867-686106-6220-5111011-222-8260022-227-2661025-246-3111052-856-2351082-225-5212092-273-7001

本 社大 阪 支 社北 海 道 支 店東 北 支 店新 潟 支 店名 古 屋 支 店中 国 支 店九 州 支 店

108-8380060-0061980-0022020-0021963-8002460-0026920-0362550-0005730-0051810-0001270-1471

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東京都港区芝5-25-11（ヒューリック三田ビル4F）北海道札幌市中央区南一条西9-1-15（井門札幌S109ビル6F）宮城県仙台市青葉区五橋1-4-30（五橋ビジネスセンタービル4F）岩手県盛岡市中央通2-2-5（L.Biz盛岡9F）福島県郡山市駅前1-15-6（明治安田生命郡山ビル5F）愛知県名古屋市中区伊勢山2-8-21（NKCビル2F）石川県金沢市古府3-60-1（K2ビル4F）大阪府大阪市西区西本町1-7-19（ワイダ本町ビル5F）広島県広島市中区大手町5-2-22（山陽ビル2号館6F）福岡県福岡市中央区天神4-1-11（久原本家天神ビル㈱テノックス九州内）千葉県船橋市小室町2459-1

03-3455-7790011-522-6181022-748-5082019-613-2551024-955-6282052-684-7191076-240-955206-6531-2150082-247-2044092-722-1790047-457-2415

本 社北 海 道 営 業 所東 北 営 業 所北 東 北 出 張 所郡 山 出 張 所名 古 屋 営 業 所北 陸 出 張 所大 阪 営 業 所中 四 国 営 業 所九 州 営 業 所東京機材センター

www.nipponsteel.com/

http://www.tenox.co.jp/

TN工法は、道路・鉄道・建築などの工事現場において、低騒音・低振動・低排土で鋼管杭・鋼管矢板(基礎)の施工が行える工法として（株）テノックスと日本製鉄（株）（当時の新日本製鐵）にて共同開発を行い（旧）建設大臣認定を取得し、また道路橋示方書にも規定されました。1990年代以降、土木分野においては500件以上、建築分野においては150件以上の実績（2020.1時点）を誇っております。施工性に優れかつ信頼性の高い支持力性能を有した工法であることが皆様にご採用頂いている理由の一つでもあり、また今後ともご推奨頂けるものと確信し、ここに、TN工法の概要についてとりまとめましたので、ご利用くださるようお願いいたします。

も く じ

ご注意とお願い本資料に記載された技術情報は、製品の代表的な特性や性能を説明するものであり、「規格」の規定事項として明記したもの以外は、保証を意味するものではありません。本資料に記載されている情報の誤った使用または不適切な使用等によって生じた損害につきましては責任を負いかねますので、ご了承ください。また、これらの情報は、今後予告なしに変更される場合がありますので、最新の情報については、担当部署にお問い合せください。本資料に記載された内容の無断転載や複写はご遠慮ください。本資料に記載された製品または役務の名称は、当社および当社の関連会社の商標または登録商標、或いは、当社および当社の関連会社が使用を許諾された第三者の商標または登録商標です。その他の製品または役務の名称は、それぞれ保有者の商標または登録商標です。

旧建築基準法第38条の規定に基づく認定を取得している工法であり、かつ技術指導報告書（社団法人 建築研究振興協会）を取得しており、一般使用が可能です。

「道路橋示方書・同解説Ⅳ下部構造編」に記載されている「中掘り杭」の「セメントミルク噴出撹拌による方法」に適合する工法です。

杭先端部でセメントミルクを高圧噴射（20～24MPa）するため、鋼管内壁の洗浄および確実な拡大球根の造成が行え、信頼性の高い堅固な先端根固め拡大球根が形成されます。

鋼管杭および鋼管矢板の中掘り圧入作業時に用いるオーガ駆動装置と圧入装置に独特の技術を用いており、一般の中掘り圧入工法に比べて施工性が極めて優れています。

オーガスクリューによる掘削と油圧押込装置による静的な圧入工法なので騒音・振動の少ない、環境に優しい工法です。

泥水の発生がなく、また建設残土が少ないため、環境負荷を低減できます。※施工地盤によって排土量が増加することがあります。

1 . 公的認証取得工法です。

2 . 道路橋示方書に適合した工法です。

3 . 信頼性の高い球根が形成できます。

4 . 施工性に優れています。

5 . 低騒音・低振動の杭工法です。

6 . 建設残土の少ない工法です。

TN工法とは、鋼管杭および鋼管矢板の管内にオーガスクリューを挿入して回転させ、杭先端部土砂を連続的に掘削排土しながら杭打機の自重を反力とした門型油圧押込装置により杭を所定の位置に圧入し、その後杭先端部にセメントミルクを20～24MPaの高圧で噴射し、先端根固め拡大球根を造成する工法です。

32

TN工法の先端根固め方法は、高圧セメントミルク噴射で行いますが、これには、以下のような長所があります。

Ⓐ 鋼管内面の所定の範囲に20～24MPaの圧力でセメントミルクを高圧噴射するので、鋼管内をクリーニングでき、鋼管と先端根固め拡大球根との十分なせん断抵抗力が確保できます。

Ⓑ 鋼管杭径よりも大きな径の先端根固め拡大球根を確実に造ることができます。

Ⓒ 支持層での杭先端からの先掘りは行わないので支持層の応力解放による劣化が少なくてすみます。

Ⓓ 支持層の応力解放による劣化範囲はすべてセメントミルクの高圧噴射で根固めを行うので、大きな支持力が発揮されます。

2 高圧根固め方法の利点

●根固め工程の詳細

❶ロッドを回転しながら、水噴射（15MPa程度）し、鋼管内面を予備洗浄します。

❷支持層においても水噴射を行いながら所定の深さまでロッドを下げます。

❸所定深さに達したら水からセメントミルクに切替え、ロッドを回転しながら一定の速度で引き上げ、先端根固め拡大球根を造ります。

セメントミルク噴射（20～24MPa）

（杭径　1100,1200については、低圧、高圧噴射を併用します。）

先端根固め拡大球根

❹鋼管内へもセメントミルクを高圧噴射し、管内面を十分にクリーニングし、所定の位置まで注入します。

補強リング

鋼管杭

中掘り用オーガスクリューでの掘削下面

根固め範囲

水噴射

水噴射

セメントミルク噴射

根固めロッドを引き上げます。根固めロッドを下げていきます。TN工法の先端根固め拡大球根の掘り起し例を示します。セメントミルクの高圧噴射により強固な円柱形状の先端根固め拡大球根が形成されていることがわかります。

1 先端根固め拡大球根の形状

砂礫層での先端根固め拡大球根形成例砂層での先端根固め拡大球根形成例

杭先端根固め拡大球根の標準形状

A=D+150以上B=1.5D以上C=1.5D以上

ここで　A：拡大球根径　B：拡大球根長さ　C：鋼管中詰長さ　D：鋼管杭径

D

A

B

C補強リング

杭先端補強バンド

54

❺下杭と同様の作業を繰り返して、支持層まで圧入する。

❻杭先端が支持層に到着後、オーガスクリューを回転しながら高圧水を噴射し、所定深さまで予備掘削をする。

❼所定深さに達したら直ちに根固め液に切り替え、20～24MPa以上の高圧で噴射しオーガスクリューを回転しながら引上げる。

❽噴射を杭内部の所定位置まで行って完了する。その後スクリューを引抜く。

TN工法の施工方法は、中掘り工程と根固め工程に大別され、根固め工程の施工方法により4方式があります。

この4方式の内、ここでは代表してワンタッチ方式による施工を記載します。

： 中掘り用のオーガスクリュー及びヘッドをそのまま使用して根固め工程を施工する。

： 中掘り工程終了後、オーガスクリューを引き抜きリーダーを90°回転させて 根固めロッドを挿入して施工する。

： 中掘り工程終了後、オーガスクリューを引き抜きボーリングマシンにて 根固めロッドを挿入して施工する。

： 中掘り工程終了後、オーガスクリューを引き抜き根固め専用の杭打機にて 根固めロッドを挿入して施工する。

ワ ン タ ッ チ 方 式

併 用（ 2 工 程）方 式

ボーリングマシンタイプ

単 独 機 タ イ プ

❶杭中空部にオーガスクリューを挿入し、クレーンにて建込む。

❷オーガ駆動装置とオーガスクリューを接合し、鉛直性を確認する。

❸オーガスクリューを回転させるとともに圧入装置を作動させ、杭先端部の土砂を掘削・排土しながら杭を圧入する。必要に応じてオーガヘッドよりエアーを噴射する。

❹上杭を建込み、上下2本のオーガスクリューを接合するとともに継手部を溶接する。

1

2

3

4

76

5

15

25

30

15

5

453525155

10

20

20

10

10 20 30 40

19水槽❾発電機

19水槽

15プラント

鋼管杭

❷オーガ駆動装置（兼用）

❸油圧圧入装置

❹排土ホッパー

❻補助クレーン

❾発電機

❼バックホー

14高圧ポンプ

❾発電機❶中掘機本体

❽覆工用鉄板

20セメントサイロ

10コンプレッサー

❽覆工用鉄板

❻補助クレーン

❶中掘機本体

20セメントサイロ

❼バックホー

15プラント

❾発電機

10コンプレッサー❺スクリュー　及びヘッド（兼用）

14高圧ポンプ

鋼管杭

●TN工法の標準機器設備とその配置　　　 機械配置概要（ワンタッチ方式）

平 面 図

立 面 図

TN工法に用いる機械設備は、中掘り工程機器と根固め工程機器に大別されます。　中掘り工程の機器は、三点支持杭打機、オーガスクリュー、オーガ駆動装置、門型油圧押込装置、杭頭キャップ等により構成されています。　根固め工程の機器としては、三点支持杭打機に取付けられた杭先端根固め用高圧注入アタッチメント、ミキシングプラント、高圧ポンプ等により構成されています。　本工法の標準的な機器設備および配置を示します。

各施工タイプの機械設備一覧

機械名称 仕　様中掘り工程

二工程方式根固め工程（単独・併用）

根固め工程（ボーリングマシーン）

備　考

中掘り機本体

オーガ駆動装置

油圧押込装置排土キャップ排土ホッパースクリューおよびヘッド補助クレーン

バックホー

覆工用鉄板

発電機

コンプレッサー溶接機

根固め機本体

根固め機高圧ポンププラント根固めロッド・ヘッド流量計水中ポンプ水槽セメントサイロ

❶

❷

❸

❹

❺

❻

❼

❽

❾

1011

12

131415

16

17181920

DH608～DH658

60～115kW

60～115kW（兼用）500kN × 2本

φ 400～1200

φ 300～1100

φ 300～1100（兼用）500～800kN吊り0.4m3 以上0.25m3 以上1500 × 7000 × 32

1500 × 6000 × 25

300KVA 以上220KVA 以上125KVA 以上125KVA 以上0.7MPa～1.35MPa

半自動溶接機DH408～DH658

FSJ–40C

D–20KP以上SG75～SG120

PM2–15型～全自動SP6–60S 以上スプラインFMA6000 クラス200V–2インチ20m3

300kN

608 以上

プラント用

ワンタッチ方式

98

●高圧ポンプの仕様

●ミキシングプラントの仕様

PM2–15型 式

動 力重 量

ミキサー容量 700ℓ×2

給水ポンプ 270ℓ/min

水タンク 4m3

12.5kW

40kN

SG75～SG120

55kW

32kN

型 式動 力重 量

中掘り機本体A B C D E F

旋回中心よりガイドパイプ中心まで

旋回中心よりカウンタウエイトまで クローラ全長 クローラ全巾 標準リーダー長アウトリガー

左右中心間DH608 – 120M

DH658 – 135M

3690

3735

mm mm mm mm mm m4950

5000

5760

5760

5314

5200

4500

4600

18～31

18～31

●TN工法の中掘り圧入装置の概要

オーガ駆動装置

A

F

DE C

B

溶接機

油圧圧入装置

排土ホッパー

発電機

中掘施工機

1110

1.長期許容鉛直支持力

　ここに RaL ： 長期許容鉛直支持力 （kN） α ： 先端支持力係数 （kN/m2） 10≦L/Dp≦90の場合（ただしL≧5m）: α=250

90＜L/Dp≦110の場合 : α=250－（L/Dp－90）/0.4 N ： 杭先端より下方に1Dp、上方に4Dpの間の地盤の 平均N値。（ただし、N≦60、個別N値≦100） Ap ：杭（鋼管）先端の閉塞断面積 （m2） ψ ：杭の周長 ψ=π・Dp （m） Lf ：杭の周面摩擦力を考慮する長さ （m） L ：杭長 （m） Dp ：鋼管杭径 （m）

2.短期許容鉛直支持力 　Ras=2RaL

　ここに Ras ： 短期許容鉛直支持力 （kN）

3.適合条件 （1） 使用材料 ① 鋼管杭仕様 鋼管杭の材質はJIS A 5525に定める鋼管の SKK400、SKK490とする。 ② 杭径 外径　400mm～1219.2mm ③ 根固め材 注入する根固め材は、セメントミルク溶液とするが、 注入後のブリージングを防止するなどの目的のため、 添加剤を適宜加えた溶液とする。 （2） 杭施工深さ 杭施工深さは80mかつ110Dp以下とする。 （3） 地盤条件 杭先端地盤種別は、砂質地盤または礫質地盤とする。 ① 周面摩擦力 地盤の沈下により周面摩擦力が0または負となる可能性が ある地層部分では、周面摩擦力を支持力として考慮しない。 ② 地下水 支持層中の地下水に流れがあり、根固め球根の形成に 支障が出る恐れのある場合には、本工法は用いない。

RaL= 　×（α・N・Ap+15・ψ・Lf） 　　　　…………式1）13

※

TN工法は、硬質土丹や玉石混り地盤等を除きほとんどの地盤に適用可能です。その適応範囲を表に示します。

TN工法により発生する騒音・振動は、下図に示す通りです。下図に示しますように施工中に発生する騒音・振動は非常に小さく市街地に適した低騒音・低振動工法です。

条　　件 鋼　管　杭 鋼管矢板

掘削土壌の状態

支持層の土質

支持層中の地下水

粘　土

シルト

砂

砂　礫

硬質土丹、玉石、岩盤、転石砂、砂礫土丹、岩盤粘土、シルト通常の地下水異常な被圧水、伏流水

鋼　管　杭鋼管杭の直径（mm） 鋼管矢板

施工深さの一般的限界（m）

：原則として可能なもの。：施工の可否について十分な調査を必要とする。：施工が困難なもの。：分布深度、層厚について要注意。

TN工法の適応杭径と最大杭長の目安を以下に示します。

N値 20 以下 〃 20 以上　　※ 〃 20 以下 〃 20 以上　　※ 〃 50 以下 〃 50 以上　　※礫径が使用する杭径の 1/5 未満　　　　〃 1/5 以上 ※

400600800

100011001200

507080808080

–606060注注

電車が通る時のガード下

騒 し々い工場の中

JRの車内

騒 し々い事務所の中

普通の会話 60

70

80

90

100

騒音レベル

(dBA)

振動レベル

(dB)

D-40クラスディーゼルハンマ

（環境庁規制値）

（東京都条令）

TN工法

ベノト工法

TN工法の騒音の程度

10 20 30 40距　離 (m)

10 20 30 40距　離 (m)

よく感じるという訴え率50%よく感じるという訴え率40%

よく感じるという訴え率30%やや感じるという訴え率50%

40

50

60

70

80

D-40クラスディーゼルハンマ

（環境庁規制値）

TN工法

ベノト工法

TN工法の振動の程度中

震

弱

震

軽

震

微

震

無

感

注：φ1100mm以上については、ご相談ください。

（鋼管矢板については 1/8未満）（　　　　〃 1/8以上）

1 適応土質

2 適応杭径および最大杭長

1 建設大臣認定

2 技術指導証明（社団法人 建築研究振興協会）

1312

1,50

065

,000

66,0

00

●載荷試験結果

鉛直載荷試験例❸ 施工場所：茨城県稲敷郡　　杭：鋼管杭 φ1,000 × 22t × 66.0m最大載荷重：22MN

50

100

150

200

5101520 5 10 15 20

50

100

150

200

5

10

15

20

0 10 20 30 40 50

2.904.20

6.65

10.85

14.75

17.20

20.6022.70

25.5027.00

30.80

35.60

38.35

40.6041.80

47.20

51.20

56.1557.80

62.40

65.6067.25

70.27

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

標

尺(m)

深

度(m)

柱 状 図 地 質 名

埋　土砂質粘土

シルト混り細砂

粘土質シルト

砂質シルト

シルト質細砂

砂質シルト

シルト質細砂シルト混り細砂

シルト混り細砂

砂質シルト

砂質シルト

シルトシルト質細砂砂礫質シルト

細　砂

細　砂

細　砂

細　砂

細　砂礫混り砂

シルト

細　砂

N 値

残留沈下量

弾性もどり量

1,00

0

時　間 (h) 荷　重 (MN)

荷　重 (MN)

沈下量

(mm)

沈下量

(mm)

時　間 (min) 荷　重 (MN)

荷　重

(MN)

沈下量

(mm)

時　間 (h) 荷　重 (MN)

荷　重

(MN)

沈下量

(mm)

沈下量

(mm)

沈下量

(mm)

当社では、これまでTN工法で施工した杭の鉛直支持力を確認する数多くの鉛直載荷試験を実施しております。以下にその一例を示します。

2

20

110002000 2 3 4 5 6 7 8

40

60

80

100

120

4

6

8

10

20

40

60

80

100

0 10 20 30 40 50

3.40

4.80

7.80

9.50

25.70

27.70

33.50

40

35

30

25

20

15

10

5

35.20

39.60

44.15

FL.-31.340

FL. +3.600

9650

FL. +3.560

標

尺(m)

深

度(m)

柱 状 図 地 質 名

細　砂

砂質シルト

細　砂

粘　土

シルト混り細　砂

シルト混り細　砂

粗中砂

砂　礫

シルト～微細砂

N 値

TP-47.365

35,0

0050

,300

φ60

0 × t1

6

●載荷試験結果

鉛直載荷試験例❶ 施工場所：石川県金沢市　　杭：鋼管杭 φ600 ×16t × 35m最大載荷重：7.2MN

50

100

150

200

10 4 8 12 16203040

50

100

150

200

4

8

12

16

●載荷試験結果

鉛直載荷試験例❷ 施工場所：埼玉県三郷市　　杭：鋼管杭 φ800 × 14t × 50.3m最大載荷重：12MN

0 10 20 30 40 500.90

2.10

4.505.75

8.00

11.30

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

39.7040.8042.25

44.15

47.40

48.10

52.00

標

尺(m)

深

度(m)

柱 状 図 地 質 名

埋　土シルト細　砂

細　砂

砂混りシルトシルト混り細砂

シルト

シルト混り細砂

シルト混り細砂シルト

シルト

礫混じり細砂

砂　礫

N 値

残留沈下量

弾性もどり量

残留沈下量

弾性もどり量

2 鉛直支持力

1514

TN工法で施工した杭の水平支持力は、打込み杭と比較する水平載荷試験を実施した結果、打込み杭と同等であることを確認しております。以下にその概要を示します。

水平載荷試験例 施工場所：東京都江東区有明　杭：鋼管杭 φ600 × 16t × 39m（TN杭）、26m（打ち込み杭）打ち込み杭の施工法：モンケン　載荷方法：一方向多サイクル方式

38,0

00

25,5

00

240

240

φ60

0 × 1

6t × 3

9,00

0（S

KK

490）

φ60

0 × 1

6t × 2

6,00

0（S

KK

490）

●水平載荷試験結果

41.90

40.80

36.80

31.80

26.80

21.60

15.60

12.70

4.80

2.70埋　土

細　砂

砂質シルト

砂質シルト

砂　礫

砂　礫

細　砂

シルト質粘土

シルト質粘土

粘土質シルト

粘土質シルト

10 20 30 40

標

尺(m)

深

度(m)

柱 状 図 地 質 名N 値

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

42

E0 = 4.8MN/m2

E0 = 5.4MN/m2

K = 200MN/m3

E0 = 7.7　〃E0 = 3.1　〃

E0 = 1.0　〃

E0 = 0.8　〃

LLT結果

打ち込み杭

TN杭

800

700

600

500

400

300

200

100

00 20 40 60 80

水平力：

H（kN）

水平変位量：δ（mm）（載荷点）

打込み杭

計算値（林ーChang）

TN杭

3 水平支持力

16