(57)【要約】  工程数を少なくするとともに杭の水平耐力を向上させる。これを実現するため、地盤Ｇを拡大掘削するとともに地盤改良材（３０）を貯留可能なホッパーとして機能する外枠体（２１）と、杭（１０）の杭芯を当該埋設治具（２０）の回転中心に略一致させた状態を保持するガイド（２２）と、を備える埋設治具（２０）を用い、杭（１０）を当該埋設治具（２０）の回転中心に略一致させた状態で保持し、該埋設治具（２０）を利用して杭（１０）を地中に埋設するとともに外枠体（２１）によって杭（１０）の周辺を拡大掘削し、外枠体（２１）に貯留されている地盤改良材（３０）を、埋設治具（２０）を地中から引き上げながら拡大掘削した部分に打設することによって当該杭（１０）の周辺を地盤改良する。埋設治具（２０）の地中への推進時および地中からの引き上げ時に当該地中での抵抗を受けて地盤改良材（３０）の流出孔を開閉する開閉蓋（２４）が設けられた埋設治具（２０）を利用することが好ましい。
2012164728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤を拡大掘削するとともに地盤改良材を貯留可能なホッパーとして機能する外枠体と、前記杭の杭芯を当該埋設治具の回転中心に略一致させた状態を保持するガイドと、を備える前記埋設治具を用い、
前記杭を当該埋設治具の回転中心に略一致させた状態で保持し、該埋設治具を回転させて前記杭を地中に埋設するとともに前記外枠体によって前記杭の周辺を拡大掘削し、前記外枠体に貯留されている前記地盤改良材を、前記埋設治具を地中から引き上げながら前記拡大掘削した部分に打設することによって当該杭の周辺を地盤改良する、埋設治具を利用した杭の施工方法。
【請求項２】
前記埋設治具の地中への推進時および地中からの引き上げ時に当該地中での抵抗を受けて前記地盤改良材の流出孔を開閉する開閉蓋が設けられた埋設治具を利用する、請求項１に記載の埋設治具を利用した杭の施工方法。
【請求項３】
引き上げ時における前記開閉蓋に対する地中での抵抗を増大させる抵抗増大部が当該開閉蓋に設けられた埋設治具を用いる、請求項２に記載の埋設治具を利用した杭の施工方法。
【請求項４】
前記抵抗増大部は回転時に地中への推進力を生じさせる羽根であり、前記杭の埋設時、当該埋設治具を回転させる、請求項３に記載の埋設治具を利用した杭の施工方法。
【請求項５】
前記杭を当該埋設治具の回転中心に略一致させた状態で保持する際、当該杭の杭頭部を、前記外枠体の上縁の高さに略等しくなる位置で保持する、請求項１から４のいずれか一項に記載の埋設治具を利用した杭の施工方法。
【請求項６】
埋設治具が回転力を伝達する杭の上部に別の杭が接続されてガイドに保持されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の埋設治具を利用した杭の施工方法。
【請求項７】
前記ガイドとして、前記外枠体の中心に配置した管状部材を用いる、請求項１から６のいずれか一項に記載の埋設治具を利用した杭の施工方法。
【請求項８】
地盤を拡大掘削する外枠体と、前記杭の杭芯を当該埋設治具の回転中心に略一致させた状態を保持するガイドと、を備える前記埋設治具を用い、
前記杭を当該埋設治具の回転中心に略一致させた状態で保持し、該埋設治具を利用して前記杭を地中に埋設するとともに前記外枠体により前記杭の周辺を拡大掘削し、前記埋設治具を介さずに、前記拡大掘削した部分に前記地盤改良材を打設することによって当該杭の周辺を地盤改良する、埋設治具を利用した杭の施工方法。
【請求項９】
埋設治具が回転力を伝達する杭の上部に別の杭が接続されてガイドに保持されている、請求項８に記載の埋設治具を利用した杭の施工方法。
【請求項１０】
前記埋設治具を地中から引き上げる途中または引き上げた後、前記拡大掘削した部分に前記地盤改良材を打設する、請求項８または９に記載の埋設治具を利用した杭の施工方法。
【請求項１１】
杭施工用の埋設治具であって、
地盤を拡大掘削する外枠体と、
施工対象とする前記杭の杭芯を当該埋設治具の回転中心に略一致させた状態を保持するガイドと、
前記杭の一部に係合する杭係合部と、
を備える、杭施工用埋設治具。
【請求項１２】
前記外枠体が、地盤改良材を貯留可能なホッパーであり、該ホッパーには前記地盤改良材の流出孔が設けられている、請求項１１に記載の杭施工用埋設治具。
【請求項１３】
当該埋設治具の地中への推進時、および地中からの引き上げ時に当該地中での抵抗を受けて前記流出孔を開閉する開閉蓋が設けられている、請求項１２に記載の杭施工用埋設治具。
【請求項１４】
前記流出孔は前記ホッパーの底部に設けられている、請求項１３に記載の杭施工用埋設治具。
【請求項１５】
当該埋設治具の地中からの引き上げ時における前記開閉蓋に対する地中での抵抗を増大させる突起物が当該開閉蓋に設けられている、請求項１４に記載の杭施工用埋設治具。
【請求項１６】
前記突起物は、回転時に地中への推進力を生じさせる羽根である、請求項１５に記載の杭施工用埋設治具。
【請求項１７】
前記ホッパーとしての外枠体は、その上縁が、施工対象である前記杭の杭頭と略等しい高さに位置するように形成されている、請求項１１から１６のいずれか一項に記載の杭施工用埋設治具。
【請求項１８】
前記ガイドは、前記杭の外径よりも内径が大きい内部鋼管であり、該内部鋼管の軸が前記外枠体の回転中心と略一致するように一体化された、請求項１１から１７のいずれか一項に記載の杭施工用埋設治具。
【請求項１９】
前記外枠体の少なくとも一部がテーパ状である、請求項１１から１８のいずれか一項に記載の杭施工用埋設治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋設治具を利用した杭の施工方法および杭施工用埋設治具に関する。さらに詳述すると、本発明は、埋設治具の構造および杭の施工方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
螺旋状羽根を有する杭（例えば鋼管杭）の施工方法として、杭打機によって鋼管杭の下端付近を振れ止めしながら、杭回転装置（オーガー）で当該鋼管杭を回転させて地盤に埋設するというものがある。また、このような施工方法においては、杭回転装置で杭頭部を直接回転させる他、これらの間にヤットコ等と呼ばれる埋設治具（鋼管製の仮杭）を介し、杭回転装置の動力を杭に伝達して埋設することも行われている（例えば特許文献１参照）。【０００３】
ところで、杭を施工するに際し、杭頭部付近に軟弱地盤が存在すると、地震時に作用する水平力に対して杭の変位量が大きくなり、上部構造に悪影響を与えるおそれがある。そこで、特に杭頭部付近における水平耐力を向上させてこのような影響を軽減させるために杭頭部の周辺を拡大掘削する方法として、拡大径の掘削孔を先に築造してから杭を埋設する方法（特許文献２参照）や、杭を埋設した後に、杭頭部周辺を掘削して地盤改良を行う方法（特許文献３参照）などが提案されている。さらに、杭周辺部を改良するための掘削孔を無排土で行う方法であって、拡大掘削は行われずに全長にわたり同径で掘削するもの（特許文献４参照）も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８２８７３１号公報
【特許文献２】特許第４２２３７８０号公報
【特許文献３】特許第３１２７２７６号公報
【特許文献４】特許第３５３２２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような杭の施工方法においては、工程の数をより少なくすることができれば、コストや品質管理の面において有利である。しかしながら、上述のごとく埋設治具を利用して杭を施工する場合、工程数を少なくするにも限度がある。また、地盤に埋設された杭の水平抵抗については現状よりもさらに向上させることができれば望ましい。【０００６】
そこで、本発明は、従来技術における課題を踏まえつつ、工程数を少なくするとともに杭の水平耐力を向上させることを可能とする、埋設治具を利用した杭の施工方法および杭施工用埋設治具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するべく本発明者は種々の検討を行った。杭の水平耐力を向上させるため、上述のように拡大径の掘削孔をあらかじめ築造する、あるいは杭頭部周辺を掘削して地盤改良を行うといった工法が採られているが、いずれの工法も、掘削工程、杭を建て込み埋設する工程、地盤改良工程といった各種工程を経ているのが現状である。【０００８】
また、杭の水平耐力を向上させるため、上述のごとく杭頭部の周辺を拡大掘削し、さらに杭周辺部に地盤改良材を充填する等して地盤を改良することが行われている。この場合、杭の水平耐力を均等に発揮させることが望ましいが、実際には、改良材が固化するまでの間、拡大掘削孔の中で杭が動いてしまい、杭の中心と改良材の中心とがずれてしまう可能性があった。このように杭の中心がずれることは、当該杭の水平耐力が均等でなくなることから、水平耐力向上の観点からしても望ましくない。【０００９】
これら現状の技術について検討を重ねた本発明者は、かかる課題の解決に結び付く新たな知見を得るに至った。本発明はかかる知見に基づくものであり、地盤を拡大掘削するとともに地盤改良材を貯留可能なホッパーとして機能する外枠体と、杭の杭芯を当該埋設治具の回転中心に略一致させた状態を保持するガイドと、を備える埋設治具を用い、杭を当該埋設治具の回転中心に略一致させた状態で保持し、該埋設治具を回転させて杭を地中に埋設するとともに外枠体によって杭の周辺を拡大掘削し、外枠体に貯留されている地盤改良材を、埋設治具を地中から引き上げながら拡大掘削した部分に打設することによって当該杭の周辺を地盤改良する、というものである。【００１０】
かかる施工方法においては、上述のごとき埋設治具を利用して杭を地中に埋設すれば、当該埋設工程と同時に、外枠体によって杭の周辺に拡大掘削孔を築造することができる。また、当該埋設治具を引き上げる際には、拡大掘削した部分に地盤改良材を打設して地盤改良をすることができる。例えば従来方法であれば、先に拡大掘削孔を築造しておき、次に杭を埋設し、その後、杭周辺部を地盤改良するといったように各種工程を順次経ているが、本発明にかかる施工方法によれば、杭を埋設する工程において地盤改良をも行うことができる。【００１１】
また、この施工方法においては、杭を、埋設治具の回転中心に略一致させた状態で保持しながら地盤を拡大掘削するので、埋設した杭を中心として拡大掘削孔を築造することができる。しかも、この施工方法においては、埋設治具を引き上げながら、外枠体に貯留されている地盤改良材を当該拡大掘削孔に対して打設するから、地盤の土砂と混じり合わないように地盤改良材を充填することができる。このため、従来の施工方法におけるよりも地盤改良材による効果を発揮させやすい。加えて、この施工方法によれば、杭の先端を地中に埋設させた状態とすることが可能であるから、地盤改良材が固化するまでの間、拡大掘削孔の中で杭が動くおそれが少ない。このため、杭の中心と地盤改良材の中心とを位置合わせした状態を維持し、当該杭の周辺に地盤改良材を均等な状態で固化させることができる。これらにより、本願発明にかかる施工方法によれば、杭に作用することのある曲げモーメントを軽減させて水平耐力を向上させることができる。要すれば、本発明にかかる施工方法は、杭の施工（埋設）と同時に特に杭頭部付近における水平耐力（地震に対する強度）を向上させることが可能だという点で特徴的である。【００１２】
かかる施工方法においては、埋設治具の地中への推進時および地中からの引き上げ時に当該地中での抵抗を受けて地盤改良材の流出孔を開閉する開閉蓋が設けられた埋設治具を利用することが好ましい。これによれば、埋設治具を地中から引き上げる時に開閉蓋を自動的に動作させて流出孔を開けた状態とし、かかる動作に連動させて地盤改良材を打設することができる。【００１３】
また、かかる施工方法において、引き上げ時における開閉蓋に対する地中での抵抗を増大させる抵抗増大部が当該開閉蓋に設けられた埋設治具を用いることがさらに好ましい。【００１４】
さらに、かかる施工方法において、抵抗増大部は回転時に地中への推進力を生じさせる羽根であり、杭の埋設時、当該埋設治具を回転させることが好ましい。【００１５】
また、かかる施工方法において、杭を当該埋設治具の回転中心に略一致させた状態で保持する際、当該杭の杭頭部を、外枠体の上縁の高さに略等しくなる位置で保持することも好ましい。【００１６】
また、かかる施工方法において、埋設治具が回転力を伝達する杭の上部に別の杭が接続されてガイドに保持されていることも好ましい。このようにして回転力を下の杭に伝達した場合、上杭との接続部に回転力（トルク）が作用しないため、例えば杭と杭とを接続するための機械式継手構造を簡略化することができ、コスト軽減に寄与する。【００１７】
さらに、かかる施工方法においては、ガイドとして、外枠体の中心に配置した管状部材を用いることが好ましい。また、ガイドとして、少なくとも一部が外枠体の内部に位置しており、杭を外枠体の内部まで挿入させるものを用いることも好ましい。【００１８】
また、本発明は、地盤を拡大掘削する外枠体と、杭の杭芯を当該埋設治具の回転中心に略一致させた状態を保持するガイドと、を備える埋設治具を用い、杭を当該埋設治具の回転中心に略一致させた状態で保持し、該埋設治具を利用して杭を地中に埋設するとともに外枠体により杭の周辺を拡大掘削し、埋設治具を介さずに、拡大掘削した部分に地盤改良材を打設することによって当該杭の周辺を地盤改良する、というものである。【００１９】
かかる施工方法においては、上述のごとき埋設治具を利用して杭を地中に埋設することにより、当該埋設工程と同時に、外枠体によって杭の周辺に拡大掘削孔を築造することができる。例えば従来方法であれば、先に拡大掘削孔を築造しておき、次に杭を埋設し、その後、杭周辺部を地盤改良するといったように各種工程を順次経る必要があるが、本発明にかかる施工方法によれば、杭の埋設と拡大掘削孔の築造という異なる工程をひとまとめが行うことが可能となる。【００２０】
また、この施工方法においては、杭を、埋設治具の回転中心に略一致させた状態で保持しながら地盤を拡大掘削するので、埋設した杭を中心として拡大掘削孔を築造することができる。このため、杭の中心と地盤改良材の中心とをより一致させた状態で地盤改良を行うことが可能となる。したがって、本発明にかかる施工方法によれば、杭に作用することのある曲げモーメントを軽減させて水平耐力を従来よりも向上させることが可能となる。【００２１】
上述のごとき杭の施工方法においては、埋設治具が回転力を伝達する杭の上部に別の杭が接続されてガイドに保持されていることが好ましい。このようにして回転力を下の杭に伝達した場合、上杭との接続部に回転力（トルク）が作用しないため、例えば杭と杭とを接続するための機械式継手構造を簡略化することができ、コスト軽減に寄与する。【００２２】
また、かかる施工方法において、埋設治具を地中から引き上げる途中または引き上げた後、拡大掘削した部分に地盤改良材を打設することもできる。例えば所定の範囲に複数の杭を一機の杭打機で順次施工するような場合においては、一の杭の埋設・拡大掘削孔の築造の工程と、拡大掘削孔に地盤改良材を打設して固化させる工程とを別個独立に実施することができれば、異なる場所で各工程を並行して進めることが可能となる。この点、本発明にかかる施工方法によれば、一の杭の埋設・拡大掘削孔の築造の工程を終えた後、いったん埋設治具を引き上げてから当該拡大掘削した部分に地盤改良材を打設する工程と、他の杭の埋設・拡大掘削孔の築造の工程とを並行して進めることができるから、施工速度を向上させて全体に要する施工時間を短縮することが可能である。なお、拡大掘削した部分に地盤改良材を打設するのは埋設治具を地中から引き上げる途中または引き上げた後のいずれでもよく、要は、拡大掘削した部分に地盤改良材を打設するためのスペースがあれば足りる。【００２３】
さらに、本発明は、杭施工用の埋設治具であって、地盤を拡大掘削する外枠体と、施工対象とする杭の杭芯を当該埋設治具の回転中心に略一致させた状態を保持するガイドと、杭の一部に係合する杭係合部と、を備える、というものである。【００２４】
上述のごとき構造の杭施工用埋設治具を利用して杭を地中に埋設すれば、当該埋設工程と同時に、外枠体によって杭の周辺に地盤改良用空間としての拡大掘削孔を築造することができる。また、当該埋設治具を引き上げる際（あるいは引き上げた後）、拡大掘削した部分に地盤改良材を打設して地盤改良をすることができる。例えば従来方法であれば、先に拡大掘削孔を築造しておき、次に杭を埋設し、その後、杭周辺部を地盤改良するといったように各種工程を順次経ているが、本発明にかかる杭施工用埋設治具を利用すれば、杭を埋設する工程において地盤改良をも行う（杭を埋設すると同時に地中における該杭の周囲に地盤改良用の空間を形成する）ことができる。【００２５】
また、この杭施工用埋設治具によれば、杭を、埋設治具の回転中心に略一致させた状態で保持しながら地盤を拡大掘削することが可能となるので、埋設した杭を中心として拡大掘削孔を築造することができる。しかも、この杭施工用埋設治具を用いた場合、杭の先端が地中に埋設された状態となるため、拡大掘削孔に打設された地盤改良材が固化するまでの間、当該拡大掘削孔の中で杭が動くおそれが少ない。このため、杭の中心と地盤改良材の中心とを位置合わせした状態を維持し、当該杭の周辺に地盤改良材を均等な状態で固化させることができる。これらにより、本願発明にかかる施工用埋設治具によれば、杭に作用することのある曲げモーメントを軽減させて水平耐力を向上させることができる。要すれば、本発明にかかる杭施工用埋設治具は、杭の施工時、特に杭頭部付近における水平耐力（地震に対する強度）を向上させることが可能だという点で特徴的である。【００２６】
本発明にかかる杭施工用埋設治具は、外枠体が、地盤改良材を貯留可能なホッパーであり、該ホッパーには地盤改良材の流出孔が設けられているものであることが好ましい。このような杭施工用埋設治具を利用した場合、当該杭施工用埋設治具を引き上げながら、外枠体に貯留されている地盤改良材を当該拡大掘削孔に対して打設することができるから、地盤の土砂と混じり合わないように地盤改良材を充填することが可能となる。このため、地盤改良材と土砂とが混じり合う可能性のあった従来技術よりも地盤改良材による効果を発揮させやすい。【００２７】
このような杭施工用埋設治具は、当該埋設治具の地中への推進時、および地中からの引き上げ時に当該地中での抵抗を受けて流出孔を開閉する開閉蓋が設けられていることが好ましい。これによれば、当該杭施工用埋設治具を地中から引き上げる時に開閉蓋を自動的に動作させて流出孔を開けた状態とし、かかる動作に連動させて地盤改良材を打設することができる。【００２８】
また、杭施工用埋設治具の流出孔は、ホッパーの底部に設けられていることが好ましい。【００２９】
さらに、当該埋設治具の地中からの引き上げ時における開閉蓋に対する地中での抵抗を増大させる突起物が当該開閉蓋に設けられていることが好ましい。【００３０】
この場合、突起物は、回転時に地中への推進力を生じさせる羽根であることがさらに好ましい。【００３１】
また、ホッパーとしての外枠体は、その上縁が、施工対象である杭の杭頭と略等しい高さに位置するように形成されていることが好ましい。【００３２】
また、ガイドは、杭の外径よりも内径が大きい内部鋼管であり、該内部鋼管の軸が外枠体の回転中心と略一致するように一体化されたものであることも好ましい。【００３３】
さらには、外枠体の少なくとも一部がテーパ状であることも好ましい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、工程数を少なくするとともに杭の水平耐力を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に実施に利用される杭打機の一例を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における埋設治具の構造例を示す斜視図である。
【図３】埋設治具の可動蓋およびその周辺の構造を拡大して示す断面図である。
【図４】埋設治具の内部鋼管下端の杭係合部に杭の係合用突起が係合した様子を示す底面図（ただし杭と内部鋼管のみを図示）である。
【図５】鋼管杭の施工手順の一例を（Ａ）〜（Ｉ）の順に示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における埋設治具の構造例を示す側面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における鋼管杭の施工手順を（Ａ）〜（Ｅ）の順に示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における埋設治具の構造例を示す側面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態における鋼管杭の施工手順を（Ａ）〜（Ｅ）の順に示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態における埋設治具の構造例を示す側面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態における鋼管杭の施工手順を（Ａ）〜（Ｄ）の順に示す図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態における鋼管杭の施工手順の一例を（Ａ）〜（Ｉ）の順に示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０…鋼管杭（杭）、２０…埋設治具（杭施工用埋設治具）、２１…ホッパー（外枠体）、２１ａ…流出孔、２２…内部鋼管（ガイド）、２２ｂ…杭係合部、２４…可動蓋（開閉蓋）、２４ｃ…螺旋状羽根（抵抗増大部）、３０…地盤改良材、Ｇ…地盤
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００３８】
図１等に本発明にかかる埋設治具を利用した杭の施工方法の実施形態を示す。埋設治具２０は、鋼管杭１０を地盤Ｇに埋設するための鋼材治具であるガイドと、地盤Ｇを拡大掘削するとともに地盤改良材３０を打設することが可能な鋼材治具である外枠体とを一体化した構造となっている。以下では、杭施工に利用される一般的な杭打機１の構成をまず簡単に説明し（図１参照）、その後、本発明の第１〜第４の実施形態を順次説明する。
【００３９】
杭打機１は、リーダー２、オーガー３、振れ止め装置４などを有し、杭（例えば鋼管杭１０）を立設させながら回転させ、地盤Ｇに埋設させる機械である（図１参照）。なお、図１において、鋼管杭１０の基端（上端）に取り付けられる場合のあるキャップを想像線で示している。
【００４０】
オーガー（杭回転装置）３は、杭打時において鉛直方向に立設するリーダー２に沿って移動可能に設けられており、当該リーダー２の長手方向に沿って昇降する（図１参照）。オーガー３には、鋼管杭１０が直接または埋設治具２０を介して連結され、該オーガー３が回転駆動することによって当該鋼管杭１０も回転する。本実施形態では、先端に掘削用の螺旋状羽根１２が設けられた鋼管杭１０を用いており、このように鋼管杭１０を回転させることにより、螺旋状羽根１２が生じさせる地中への推進力を利用して当該鋼管杭１０を未掘削の地盤Ｇに食い込ませながら掘進させる。地盤Ｇに対して鋼管杭１０が掘進する際、オーガー３もリーダー２に沿って降下する。
【００４１】
振れ止め装置４は、杭打される鋼管杭１０をガイドして当該鋼管杭１０の横振れ（水平方向への振れ）を抑える装置で、例えばリーダー２の下部に設けられている（図１参照）。また、振れ止め装置４は、鋼管杭１０の軸線回りに鋼管杭１０を取り囲んで案内するガイド部（図示省略）を備えている。例えば本実施形態の場合、ガイド部は、垂直に立設しているリーダー２に対して水平方向に揺動するように設けられた一対の開閉ガイド（図示省略）を有している。
【００４２】
続いて、埋設治具２０の構成および当該埋設治具２０を利用した鋼管杭１０の施工方法の例を以下に説明する。
【００４３】
＜第１の実施形態＞
本実施形態の埋設治具２０は、外枠体２１、ガイド２２、杭係合部２２ｂなどを備えた杭埋設用の鋼管製仮杭であり、鋼管杭１０を埋設すると同時に地中における該鋼管杭１０の周辺に地盤改良用の空間を形成する。
【００４４】
埋設治具２０の外枠体２１は、地盤Ｇを拡大掘削するとともに、地盤改良材３０を貯留可能なホッパーとして機能する（以下、ホッパーともいう）。例えば本実施形態では、このホッパー２１を、円筒部と、該円筒部分の下部に設けられたテーパ部とで形成している（図２等参照）。下部がテーパ状であるホッパー２１は、地盤Ｇをより掘削しやすいという点で好ましい。
【００４５】
ガイド２２は、埋設対象とする鋼管杭１０の杭芯を当該埋設治具２０の回転中心に略一致させた状態を保持する部材である。例えば本実施形態では、施工対象とする鋼管杭１０の外径よりも大きな内径の鋼管（以下、内部鋼管２２ともいう）をガイドとして用いている。
【００４６】
この内部鋼管２２とホッパー２１とは、当該内部鋼管２２の軸がホッパー２１の回転中心と略一致するように連結部材２３によって一体化されている。連結部材２３の具体的な構成は特に限定されるものではないが、例えば本実施形態では、平面視十字状のスポーク状のアームからなる連結部材２３を上下段のそれぞれに計２個用い、当該ホッパー２１の円筒部における上部付近および下部付近の２箇所においてホッパー２１の内壁と内部鋼管２２とを連結している（図２参照）。このようなスポーク状の連結部材２３は、十分な開口を確保しうるため、ホッパー２１内に地盤改良材３０を充填する作業、あるいは地盤改良材３０がどの程度充填されたか確認する作業の妨げとならない。また、２箇所において同じ構成のスポーク２３を利用しうる構成とすればコスト面でも有利となる。
【００４７】
また、内部鋼管２２は、少なくともその一部がホッパー２１の内部に位置しているものであればよい。例えば、図２等ではホッパー２１の軸方向上端から下端まで内部鋼管２２が貫いた構造の埋設治具２０を例示しているが、この内部鋼管２２が途中で途切れた複数の管によって構成されていてもよい。要は、ガイドとして機能する内部鋼管２２は、埋設対象である鋼管杭１０をその少なくとも一部が外枠体２１の内部まで挿入されるように案内し、当該鋼管杭１０の杭芯を埋設治具２０の回転中心に略一致させた状態を保持するものであれば足りる。この観点からすれば、鋼管杭１０は、ホッパー２１の全長（軸方向上端から下端までの長さ）のうちの少なくとも１/４、好ましくは１/２（半分）まで該ホッパー２１に挿入されて保持された状態となっていれば、当該鋼管杭１０の杭芯が埋設治具２０の回転中心に略一致させた状態が保持可能となりまたは保持しやすくなる点で好ましい。
【００４８】
また、内部鋼管２２として、外径が大きいものを適宜採用することも好ましい（図２参照）。こうした場合には、オーガー３により埋設治具２０を介して鋼管杭１０を回転させる際により大きなトルクが得られる。異なる径の複数の鋼管を組み合わせて内部鋼管２２の外径を途中で変えるようにしてもよい（図２、図６参照）。
【００４９】
内部鋼管（ガイド）２２の上端には、オーガー３と連結するための係合用突起２２ａが形成されている。係合用突起２２ａは例えば等間隔（１８０度おき）に配置された２つの同形状の突起からなり（図２参照）、オーガー３によって回転駆動される際の回り止めとして機能する。この係合用突起２２ａを含む内部鋼管２２の上端部の形状を杭１０の上端部の形状と同様とすれば、オーガー３に対し、杭１０と内部鋼管２２の両方を補助具などを介さず直接取り付けることができる。
【００５０】
また、内部鋼管（ガイド）２２の下端には、杭１０を連結させるための杭係合部２２ｂが形成されている。本実施形態における杭係合部２２ｂは、杭１０の係合用突起１１が嵌まり込む切り欠き２２ｃと、当該切り欠き２２ｃを外側から覆うとともに強度を補強する切り欠きカバー２２ｄとで構成されている（図４参照）。このような杭係合部２２ｄの切り欠き２２ｃおよび該切り欠き２２ｃに嵌まり込んだ状態の杭１０の係合用突起１１は、内部鋼管２２に対する杭１０の周方向への回り止めとして機能する。したがって、内部鋼管２２と杭１０とを係合させた状態で埋設治具２０を回転させると杭１０も同量回転する。なお、杭１０の係合用突起１１は所定位置で当該切り欠き２２ｃの壁（度当たり）に当接して位置決めされ、当該所定位置よりも奥には入り込むことができない（図３、図４参照）。また、切り欠きカバー２２は、後述する可動蓋２４のストローク端を規定する度当たりとしても機能する。
【００５１】
また、ホッパー（外枠体）２１の例えば底部には、当該ホッパー２１内に貯留された地盤改良材３０を外部に流出させるための流出孔２１ａが設けられている（図２、図３参照）。例えば本実施形態では、ホッパー下部のテーパ状円筒部分の底部を開口させ、内部鋼管２２を中心とした環状の流出孔２１ａを形成している（図２、図３参照）。
【００５２】
さらに、埋設治具２０は、この流出孔２１ａを開閉する可動蓋（開閉蓋）２４を備えている。例えば本実施形態の埋設治具２０は、当該埋設治具２０の地中への推進時、および地中からの引き上げ時に当該地中での抵抗を受けて流出孔２１ａを開閉する可動蓋２４を備えている（図２、図３参照）。
【００５３】
本実施形態の可動蓋２４は、内部鋼管２２の周囲を軸方向に沿ってスライド可能であって尚かつ内部鋼管２２の周囲を回転可能なパイプ部２４ａに、流出孔２１ａを塞ぎうる大きさの例えば円形の平板部２４ｂを一体化した構造となっている。この可動蓋２４は、平板部２４ｂが流出孔２１ａの縁に当接した位置（上側ストローク端）と、パイプ部２４ａの縁が杭係合部２２ｂの切り欠きカバー（度当たり）２２ｄに当接した位置（下側ストローク端）との間の所定間隔をストローク可能である。
【００５４】
可動蓋２４には、埋設治具２０の地中からの引き上げ時における当該可動蓋２４に対する地中での抵抗を増大させる抵抗増大部が設けられていることが好ましい。本実施形態では、パイプ部２４ａの周囲に螺旋状羽根２４ｃを形成し、鋼管杭１０の埋設時にこの螺旋状羽根２４ｃをアンカーのように地盤Ｇに食い込ませ、引き上げ時における抵抗を増大させて可動蓋２４を強制的に開かせるようにしている（図２、図３参照）。また、このような螺旋状羽根２４ｃは、鋼管杭１０の埋設時に鉛直軸周りに回転した際、地盤Ｇに食い込んで地中への推進力を生じさせ、当該鋼管杭１０の埋設をより容易にさせる。
【００５５】
また、埋設治具２０には、ホッパー２１に対する可動蓋２４の相対回転を所定時に規制するための装置、例えば凹部と該凹部に嵌まり込む突起との組み合わせ等からなる相対回転規制装置が設けられていることが好ましい。例えば本実施形態では、ホッパー２１の底部に鉛直下向きに突出する例えば２個の相対回転規制用の突起（以下、共回り用突起ともいう）２１ｂを設けるとともに、可動蓋２４の平板部２４ｂには、これら共回り用突起２１ｂが嵌まり込みうる共回り用切り欠き２４ｄを設けている（図３等参照）。共回り用突起２１ｂが回転規制用切り欠き２４ｂに嵌まり込んでいる状態で内部配管２２およびホッパー２１を回転させると、これらと共に可動蓋２４を共回りさせ、ホッパー２１等に対する相対回転を規制することができる。なお、共回り用突起２１ｂは、杭を地中に埋設する際には共回り用切り欠き２４ｄに嵌まり込んだ状態となる一方、埋設治具２０の引き上げ時には共回り用切り欠き２４ｄから自動的に抜け出ることができ、可動蓋２４が開いた状態となるための動作を妨げることはない。
【００５６】
続いて、鋼管杭１０を埋設する際の施工手順の一例を以下に説明する（図５等参照）。
【００５７】
まず、地盤Ｇへの鋼管杭１０の建て込みに際しては、杭打機１の振れ止め装置４の開閉ガイド（図示省略）を開いておき、リーダー２に沿ってオーガー３を降下させ、鋼管杭１０の基端をオーガー３に連結する。その後、オーガー３を上昇させて鋼管杭１０を吊り込み、杭芯に合わせて当該鋼管杭１０をセットする（図１参照）。鋼管杭１０の先端を杭芯にセットしたら、開閉ガイドを閉じて振れ止め状態とし、鋼管杭１０を把持させる。
【００５８】
ここで、鋼管杭１０が鉛直に建て込まれていることを確認した後、オーガー３で鋼管杭１０に正回転（右回転）を与え、当該鋼管杭１０の螺旋状羽根１２によって生じる推進力で地盤Ｇに埋設させる（図５（Ａ）、（Ｂ）参照）。第１の鋼管杭１０（１０Ａ）を埋設したら、必要に応じ、第２以降の鋼管杭１０（１０Ｂ）を溶接あるいは機械式継手などによって継ぎ足す（図５（Ｃ）参照）。
【００５９】
次に、本発明にかかる埋設治具２０を所定位置に設置する。ここでは、第２の鋼管杭１０（１０Ｂ）の上部から埋設治具２０を降下させ、内部鋼管２２の内側に鋼管杭１０を通した状態とする（図５（Ｄ）参照）。なお、後述する実施例におけるように、埋設治具２０の内部鋼管２２の中に第２の鋼管杭１０（１０Ｂ）を挿入し、挿入したまま両鋼管杭を継ぎ足すようにしてもよい。次いで、鋼管杭１０の係合用突起１１を、内部鋼管２２の杭係合部２２ｂの切り欠き２２ｃ（図５においては切り欠きカバー２２ｄの図示を省略）に係合させる（図５（Ｅ）参照）。このとき、鋼管杭１０が埋設治具２０の内部鋼管２２を通過した状態となっていることから、鋼管杭１０を埋設治具２０の回転中心にほぼ一致させた状態で保持することができる。
【００６０】
続いて、オーガー３で埋設治具２０を正回転（右回転）させ、鋼管杭１０をさらに埋設する（図５（Ｆ）参照）。本実施形態の場合、オーガー３による駆動力は、埋設治具２０の係合用突起２２ａ → 内部鋼管２２ → 杭係合部２２ｂ → 係合用突起１１ → 第１の鋼管杭１０Ａ → 第２の鋼管杭１０Ｂという経路で鋼管杭１０に伝達され、また、埋設治具２０の係合用突起２２ａ → 内部鋼管２２ → スポーク（連結部材）２３ → ホッパー２１ → 共回り用突起２１ｂ → 共回り用切り欠き２４ｄ → パイプ部２４ａ → 可動蓋２４という経路で可動蓋２４に伝達される。埋設治具２０を正回転（右回転）させて鋼管杭１０を埋設する際、当該鋼管杭１０（本実施形態の場合第２の鋼管杭１０Ｂ）の周辺をホッパー２１によって拡大掘削することができる。
【００６１】
ここで、本実施形態では、埋設治具２０のホッパー２１の内部に所定量の地盤改良材（セメントミルクなど）３０を充填し（図５（Ｇ）参照）、その後、埋設治具２０のみを地盤Ｇから引き上げる（図５（Ｈ）参照）。埋設治具２０の引き上げ時、土砂および地盤改良材３０による重量、ならびに螺旋状羽根２４ｃに作用する抵抗により可動蓋２４がスライドし、流出孔２１ａが自動的に開く。したがって、埋設治具２０の引き上げ動作に連動して地盤改良材３０がこの流出孔２１ａから流出し、拡大掘削孔内の底部から順に打設され、鋼管杭１０の周辺が地盤改良される（図５（Ｉ）参照）。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態における鋼管杭１０の施工方法によれば、鋼管杭１０の埋設工程、地盤改良用の拡大掘削工程、場合によってはさらに地盤改良材３０の打設工程といった各種工程を同時にまたは立て続けに実施することができる。すなわち、この施工方法によれば、埋設治具２０を利用して鋼管杭１０を地盤Ｇに埋設する工程と、ホッパー２１によって鋼管杭１０の周辺に拡大掘削孔を築造する工程とを同時に進行させることができ、しかも、埋設治具２０を引き上げる際には拡大掘削した部分に地盤改良材３０を打設することができる。これによれば、鋼管杭１０の埋設工程と、改良体の築造工程という異なる工程を一度に行うことが可能となるため、施工時に経る工程数が減少し、施工効率を向上させることが可能となる。また、工程数が減少することは、鋼管杭１０の施工時におけるコスト面や品質管理面においても有利である。
【００６３】
また、本実施形態における施工方法によれば、拡大径の掘削孔をあらかじめ築造することなく鋼管杭１０を地盤Ｇに埋設し、当該鋼管杭１０の上部の周辺のみを拡大掘削することができる（図５等参照）。これによれば、拡大掘削孔の中で地盤改良材３０が固化するまでの間、鋼管杭１０の先端を地中に埋設させ、拡大掘削孔の中で鋼管杭１０が動き難い状態を維持することができる。このため、当該鋼管杭１０の周辺に地盤改良材３０を均等な状態で固化させることができるから、余分な調整・管理工程を経ずとも、鋼管杭１０の水平耐力を向上させやすいという利点がある。
【００６４】
さらに、この施工方法においては、埋設治具２０を引き上げながら、ホッパー２１に貯留されている地盤改良材３０を、地盤Ｇの土砂と混じり合わないようにしながら当該拡大掘削孔に対して打設すること（別言すれば、従来のような「混合打設」ではなく、「置換打設」すること）が可能である。したがって、鋼管杭１０と地盤改良材３０との境界面が地盤Ｇに接触することなく、拡大掘削孔内にて地盤改良材３０のみを固化させることができることから、所望の強度を達成ないしは獲得しやすいという利点がある。
【００６５】
さらに、この施工方法は、地盤Ｇ中に地下水脈が存在する場合にも杭施工を有利に実施することが可能なものである。この点に関して説明を加えると、例えば従来のごとく地盤Ｇに拡大掘削孔をあらかじめ築造すると、場合によっては地下水脈を突っ切り、地下水が掘削孔内に流れ込んで孔壁が崩壊するといったことが生じ得る。この点、本実施形態の施工方法によれば、拡大掘削孔に地盤改良材３０を打設する直前まで当該掘削孔の孔壁をホッパー２１で押さえているから（図５（Ｇ）等参照）、たとえ拡大掘削孔が地下水脈を突っ切っていても、地下水が流れ込むのを地盤改良材３０の打設直前まで阻止することができる。したがって、この施工方法によれば杭施工時の品質を従来よりも向上させることができるという利点、従来の施工方法におけるよりも地盤改良材３０による改良効果を発揮させ、鋼管杭１０の水平耐力をさらに向上させやすいという利点もある。
【００６６】
また、この施工方法においては、拡大径の掘削孔をあらかじめ築造することなく、ホッパー（外枠体）２１を回転させながら地中に推進させて拡大掘削孔を築造するといったことから、施工時に排土が行われないという点でも特徴的である。すなわち、鋼管杭１０の施工時に発生する残土（建設副産物）をなくす（あるいは少なくする）ことで、残土処分費（産業廃棄物扱い）を削減することが可能になる。また、このように建設副産物の発生を抑制することは環境面でも望ましいことである。
【００６７】
また、鋼管杭１０のガイドとしての内部鋼管２２を備えた埋設治具２０を利用して鋼管杭１０を施工する本実施形態の施工方法によれば、以下のような利点もある。すなわち、内部鋼管２２は、ホッパー２１内に充填された地盤改良材３０と鋼管杭１０とを分離しており、当該地盤改良材３０が流出孔２１ａから流出するまでは、地盤改良材３０が鋼管杭１０の表面に付着しない状態を維持する（図５（Ｇ）、（Ｈ）等参照）。また、例えば第２の鋼管杭１０（１０Ｂ）の上部から埋設治具２０を所定位置に設置する際（図５（Ｄ）参照）、ガイドが例えば途中で途切れた不連続な構造の場合には、鋼管杭１０の中心に埋設治具２０の中心を位置合わせしながら埋設治具２０を設置する必要が生じるが、本実施形態の場合には内部鋼管２２の内周面に沿って鋼管杭１０を案内しやすく、設置途中で何度も位置合わせするような手間がない。
【００６８】
さらに加えると、この施工方法においては、地盤改良材３０の分量を把握しやすいという利点もある。すなわち、拡大掘削孔はホッパー２１の外形どおりに築造されることから、この拡大掘削孔に打設すべき地盤改良材３０の分量はホッパー２１の容量に基づいて容易に算出することができ、したがって地盤改良材３０をどの程度の量だけ準備すればいいのか把握しやすい。この点でも、鋼管杭１０の施工時におけるコスト面や品質管理面で有利である。なお、鋼管杭１０やホッパー２１をどの程度の深さまで推進させるかは支持される構造物の設計等に応じて適宜変わりうるが、ホッパー２１の容量を参考にすれば拡大掘削孔に打設すべき地盤改良材３０の分量が常に把握しやすい。
【００６９】
なお、以下に、本実施形態の具体例を付記しておく。本実施例では、直径約１６５ｍｍの鋼管杭１０を１０ｍ（第１の鋼管杭１０Ａが５ｍ、第２の鋼管杭１０Ｂが５ｍ）埋設するのと同時に直径約７００ｍｍの地盤改良体を深さ約５ｍ築造した。すなわち、最初に第１の鋼管杭（下杭）１０Ａを通常通り埋設し（図５（Ｂ）参照）、その後、従来であればそのまま第２の鋼管杭（上杭）１０Ｂを継ぎ足して埋設するところ、ここでは一体化された埋設治具２０の内部鋼管２２の中に第２の鋼管杭（上杭）１０Ｂを挿入し、挿入したまま両杭（下杭と上杭）を継ぎ合わせた。その後、鋼管杭１０をそのまま地盤Ｇに所定深度（この場合は１０ｍ）まで埋設した。この時点で、鋼管杭１０は１０ｍの深さまで埋設され、鋼管杭１０が挿入された状態の埋設治具２０は５ｍ埋設された状態となった。また、この時点における埋設治具２０のホッパー２１の内部は、流出孔２１ａが可動蓋２４で蓋がされていたため空洞であった。引き続き、このホッパー２１内の空洞の中に地盤改良材３０を投入して充填し、そのまま埋設治具２０を無回転（ただし、回転させてもよい）で引き上げ回収した。埋設治具２０を引き上げるとき、螺旋状羽根２４ｃがアンカーとして機能することによって可動蓋２４が相対的にスライドし、流出孔２１ａが開いて地盤改良材３０が流出した。流出した改良材は、そのまま鋼管杭１０の周辺における改良体となり当該鋼管杭１０と一体化した。このとき、鋼管杭１０は周辺の地盤Ｇに触れることはないので、鋼管杭１０の表面に土が付着することはなかった。
【００７０】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述した実施形態では、地盤Ｇから埋設治具２０を引き上げながら拡大掘削孔に地盤改良材３０を打設するようにしたが（図５（Ｈ）等参照）、この他、鋼管杭１０などの基礎杭を用いない場合であれば改良体のみを築造することも可能である。こうした場合には、当該拡大掘削孔には全長にわたって柱状改良体が形成されることになる。
【００７１】
また、上述した実施形態では可動蓋２４のパイプ部２４ａの周囲に螺旋状羽根２４ｃが形成されている埋設治具２０を例示したが、この他の部位、例えばホッパー２１の外周面に別の螺旋状羽根が形成されていてもよい。
【００７２】
また、上述した実施形態ではホッパー２１の上縁と鋼管杭１０との位置関係について詳述しなかったが、ホッパー２１としての外枠体は、その上縁が、埋設対象である鋼管杭１０の杭頭と略等しい高さに位置するように形成されていることが好ましい。こうした場合、例えば図５に示したように、鋼管杭１０の上部周辺のみを地盤改良し、水平耐力の向上に有用な改良体を有効的に形成することができる。
【００７３】
また、上述した実施形態では施工対象となる杭の具体例として鋼管杭を示したがこれは好適な一例にすぎず、例えばコンクリート製杭など他の種類の杭に対しても本発明を適用することが可能である。
【００７４】
＜第２の実施形態＞
上述した実施形態とは異なる構造の可動蓋２４を採用した埋設治具２０および該埋設治具２０を利用した鋼管杭１０の施工方法を、本発明の第２の実施形態として以下に説明する（図６、図７参照）。なお、図６では、ホッパー２１のみを半裁してその内部も示している。
【００７５】
本実施形態の埋設治具２０は、ホッパー（外枠体）２１に蝶番式の可動蓋（開閉蓋）２４が設けられているというものである。この場合、可動蓋２４および該可動蓋２４によって開閉される流出孔２１ａの個数や配置は特に限定されないが、例えば本実施形態では、ホッパー２１のテーパ部の２箇所に流出孔２１ａを設け、これら流出孔２１ａのそれぞれに可動蓋２４を設けている（図６等参照）。各可動蓋２４は、流出孔２１ａの下縁近傍の支点２４ｅに対して蝶番で開閉可能に接続された開き蓋であり、流出孔２１ａの内側のストッパ２１ｆに度当たりして動きが規制される閉位置から外側へ開くことができる。例えば本実施形態では、ホッパー２１の内部に充填された地盤改良材３０によって受ける圧力によって自動的に開くようにしている（図７（Ｃ）等参照）。
【００７６】
上述の埋設治具２０を用いた鋼管杭１０を埋設する際の施工手順の一例を以下に説明する（図７参照）。ただし、鋼管杭１０の地盤Ｇへの建て込み工程など、第１の実態形態と同様の工程については説明を省略する。
【００７７】
建て込み工程（ここでは説明を省略）を経たら、鋼管杭１０を所定深度まで地盤Ｇに貫入させ、埋設する（図７（Ａ））。その後、埋設治具２０のホッパー２１の内部に所定量の地盤改良材（セメントミルクなど）３０を充填し（図７（Ｂ）参照）、その後、埋設治具２０のみを地盤Ｇから引き上げる（図７（Ｃ）参照）。埋設治具２０を引き上げると、地盤改良材３０から圧力を受けている可動蓋２１が自動的に開き、流出孔２１ａから地盤改良材３０が流出して拡大掘削孔内に打設される（図７（Ｃ）、（Ｄ）参照）。埋設治具２０を完全に引き上げると、所定量の地盤改良材３０が打設され、施工が完了する（図７（Ｅ）参照）。
【００７８】
＜第３の実施形態＞
以下、他動式の可動蓋２４を採用した埋設治具２０および該埋設治具２０を利用した鋼管杭１０の施工方法を、本発明の第３の実施形態として説明する（図８、図９参照）。なお、図８では、ホッパー２１のみを半裁してその内部も示している。
【００７９】
本実施形態の埋設治具２０は、ホッパー（外枠体）２１にスライド式の可動蓋（開閉蓋）２４が設けられているというものである。この場合、可動蓋２４および該可動蓋２４によって開閉される流出孔２１ａの個数や配置は特に限定されないが、例えば本実施形態では、ホッパー２１のテーパ部の２箇所に流出孔２１ａを設け、これら流出孔２１ａのそれぞれに可動蓋２４を設けている（図８等参照）。各可動蓋２４は、流出孔２１ａの周囲に形成されたガイド２４ｈに案内され、当該テーパ部の母線方向にスライド可能である。また、可動蓋２４には引き抜き用ライン２４ｇの一端が取り付けられている。引き抜き用ライン２４ｇの他端は例えばホッパー２１の上縁に引っ掛けられるなど、地上から操作可能な位置に取り付けられている（図８等参照）。
【００８０】
上述の埋設治具２０を用いた鋼管杭１０を埋設する際の施工手順の一例を以下に説明する（図９参照）。ただし、鋼管杭１０の地盤Ｇへの建て込み工程など、第１の実態形態と同様の工程については説明を省略する。
【００８１】
建て込み工程（ここでは説明を省略）を経たら、鋼管杭１０を所定深度まで地盤Ｇに貫入させ、埋設する（図９（Ａ））。その後、埋設治具２０のホッパー２１の内部に所定量の地盤改良材（セメントミルクなど）３０を充填し（図９（Ｂ）参照）、引き抜き用ライン２４ｇを引いて可動蓋２１を外し、流出孔２１ａを開く（図９（Ｃ）参照）。その後、埋設治具２０のみを地盤Ｇから引き上げると、流出孔２１ａから地盤改良材３０が流出して拡大掘削孔内に打設される（図９（Ｄ）参照）。埋設治具２０を完全に引き上げると、所定量の地盤改良材３０が打設され、施工が完了する（図９（Ｅ）参照）。
＜第４の実施形態＞
以下、さらに別形態の可動蓋２４を採用した埋設治具２０および該埋設治具２０を利用した鋼管杭１０の施工方法を、本発明の第４の実施形態として説明する（図１０、図１１参照）。なお、図１０では、ホッパー２１のみを半裁してその内部も示している。
【００８２】
本実施形態の埋設治具２０は、ホッパー（外枠体）２１にゴム弁からなる可動蓋（開閉蓋）２４が設けられているというものである。この場合、可動蓋２４および該可動蓋２４によって開閉される流出孔２１ａの個数や配置は特に限定されないが、例えば本実施形態では、ホッパー２１のテーパ部に流出孔２１ａを設け、この流出孔２１ａにゴム弁を設けて可動蓋２４としている（図１０等参照）。また、埋設治具２０の流出孔２１ａには、地盤改良材３０を圧送するための圧送パイプ２４ｉが接続されている（図１０等参照）。
【００８３】
上述の埋設治具２０を用いた鋼管杭１０を埋設する際の施工手順の一例を以下に説明する（図１１参照）。ただし、鋼管杭１０の地盤Ｇへの建て込み工程など、第１の実態形態と同様の工程について説明を省略しているのが上述の場合と同じである。
【００８４】
建て込み工程（ここでは説明を省略）を経たら、鋼管杭１０を所定深度まで地盤Ｇに貫入させ、埋設する（図１１（Ａ））。その後、圧送パイプ２４ｉに、一端が例えばプラントに接続されているホース２４ｊを接続する（図１１（Ｂ）参照）。その後、埋設治具２０のみを地盤Ｇから引き上げると同時に、ホース２４ｊおよび圧送パイプ２４ｉを介して地盤改良材３０を圧送する。圧送された地盤改良材３０は流出孔２１ａから流出し、拡大掘削孔内に打設される（図１１（Ｃ）参照）。埋設治具２０を完全に引き上げ、所定量の地盤改良材３０を打設すると施工が完了する（図１１（Ｄ）参照）。
【００８５】
本実施形態の場合、地盤改良材３０は、ホッパー２１内に貯留されずに、圧送パイプ２４ｉを介して拡大掘削孔に直接的に打設される。本実施形態における符号２１は他の実施形態と同様「ホッパー」であるが、他の実施形態におけるような貯留装置としては機能しておらず、もっぱら拡大掘削および該掘削孔の形状維持（孔壁維持）のための外枠を有する装置として機能している。
【００８６】
＜第５の実施形態＞
まず、地盤Ｇへの鋼管杭１０の建て込みに際しては、杭打機１の振れ止め装置４の開閉ガイド（図示省略）を開いておき、リーダー２に沿ってオーガー３を降下させ、鋼管杭１０の基端をオーガー３に連結する。その後、オーガー３を上昇させて鋼管杭１０を吊り込み、杭芯に合わせて当該鋼管杭１０をセットする（図１参照）。鋼管杭１０の先端を杭芯にセットしたら、開閉ガイドを閉じて振れ止め状態とし、鋼管杭１０を把持させる。
【００８７】
ここで、鋼管杭１０が鉛直に建て込まれていることを確認した後、オーガー３で鋼管杭１０に正回転（右回転）を与え、当該鋼管杭１０の螺旋状羽根１２によって生じる推進力で地盤Ｇに埋設させる（図１２（Ａ）、（Ｂ）参照）。第１の鋼管杭１０（１０Ａ）を埋設したら、必要に応じ、第２以降の鋼管杭１０（１０Ｂ）を溶接あるいは機械式継手などによって継ぎ足す（図１２（Ｃ）参照）。
【００８８】
次に、本発明にかかる埋設治具２０を所定位置に設置する。ここでは、第２の鋼管杭１０（１０Ｂ）の上部から埋設治具２０を降下させ、内部鋼管２２の内側に鋼管杭１０を通した状態とする（図１２（Ｄ）参照）。なお、後述する実施例におけるように、埋設治具２０の内部鋼管２２の中に第２の鋼管杭１０（１０Ｂ）を挿入し、挿入したまま両鋼管杭を継ぎ足すようにしてもよい。次いで、鋼管杭１０の係合用突起１１を、内部鋼管２２の杭係合部２２ｂの切り欠き２２ｃ（図１２においては切り欠きカバー２２ｄの図示を省略）に係合させる（図１２（Ｅ）参照）。このとき、鋼管杭１０が埋設治具２０の内部鋼管２２を通過した状態となっていることから、鋼管杭１０を埋設治具２０の回転中心にほぼ一致させた状態で保持することができる。
【００８９】
続いて、オーガー３で埋設治具２０を正回転（右回転）させ、鋼管杭１０をさらに埋設する（図１２（Ｆ）参照）。本実施形態の場合、オーガー３による駆動力は、埋設治具２０の係合用突起２２ａ → 内部鋼管２２ → 杭係合部２２ｂ → 係合用突起１１ → 第１の鋼管杭１０Ａ → 第２の鋼管杭１０Ｂという経路で鋼管杭１０に伝達され、また、埋設治具２０の係合用突起２２ａ → 内部鋼管２２ → スポーク（連結部材）２３ → ホッパー２１ → 共回り用突起２１ｂ → 共回り用切り欠き２４ｄ → パイプ部２４ａ → 可動蓋２４という経路で可動蓋２４に伝達される。埋設治具２０を正回転（右回転）させて鋼管杭１０を埋設する際、当該鋼管杭１０（本実施形態の場合第２の鋼管杭１０Ｂ）の周辺をホッパー２１によって拡大掘削することができる。
【００９０】
次に、埋設治具２０のみを地盤Ｇから引き上げる（図１２（Ｇ）参照）。埋設治具２０を引き上げると、地盤Ｇには、ホッパー２１の外形どおりの拡大掘削孔が築造されている（図１２（Ｈ）参照）。その後、この拡大掘削孔に地盤改良材を打設し、地盤改良を行う。この際、地盤Ｇから引き上げた埋設治具２０を利用して、次なる鋼管杭１０の埋設および拡大掘削孔の築造を並行して行うことが可能である。
【００９１】
以上説明したように、本実施形態における鋼管杭１０の施工方法によれば、鋼管杭１０の埋設工程、地盤改良用の拡大掘削工程、といった各種工程を同時に実施することができる。すなわち、この施工方法によれば、埋設治具２０を利用して鋼管杭１０を地盤Ｇに埋設する工程と、ホッパー２１によって鋼管杭１０の周辺に拡大掘削孔を築造する工程とを同時に進行させることができる。これによれば、鋼管杭１０の埋設工程と、拡大掘削孔の築造工程という異なる工程を一度に行うことが可能となるため、施工時に経る工程数が減少し、施工効率を向上させることが可能となる。また、工程数が減少することは、鋼管杭１０の施工時におけるコスト面や品質管理面においても有利である。
【００９２】
また、本実施形態における施工方法によれば、拡大径の掘削孔をあらかじめ築造することなく鋼管杭１０を地盤Ｇに埋設し、当該鋼管杭１０の上部の周辺のみを拡大掘削することができる（図１２等参照）。これによれば、その後に打設される地盤改良材３０が拡大掘削孔の中で固化するまでの間、鋼管杭１０の先端を地中に埋設させ、拡大掘削孔の中で鋼管杭１０が動き難い状態を維持することができる。このため、当該鋼管杭１０の周辺に地盤改良材３０を均等な状態で固化させることができるから、余分な調整・管理工程を経ずとも、鋼管杭１０の水平耐力を向上させやすいという利点がある。
【００９３】
また、この施工方法においては、拡大径の掘削孔をあらかじめ築造することなく、ホッパー（外枠体）２１を回転させながら地中に推進させて拡大掘削孔を築造するといったことから、施工時に排土が行われないという点でも特徴的である。すなわち、鋼管杭１０の施工時に発生する残土（建設副産物）をなくす（あるいは少なくする）ことで、残土処分費（産業廃棄物扱い）を削減することが可能になる。また、このように建設副産物の発生を抑制することは環境面でも望ましいことである。
【００９４】
さらに、この施工方法によれば、埋設治具２０を地中から引き上げた後、拡大掘削した部分に地盤改良材を打設しながら、他の場所において次の鋼管杭１０を埋設することが可能である。つまり、本実施形態の施工方法によれば、一の杭の埋設・拡大掘削孔の築造の工程を終えた後、当該拡大掘削した部分に地盤改良材を打設する工程と、次なる杭の埋設・拡大掘削孔の築造の工程とを並行して進めることができるから、施工速度を向上させて全体に要する施工時間を短縮することが可能である。一般的な杭施工に際しては、所定の範囲に複数の鋼管杭１０を一機（ないしは限られた数）の杭打機１で順次施工することが多く行われていると考えられるところ、本実施形態の杭施工方法のように、一の鋼管杭１０の埋設・拡大掘削孔の築造の工程と、拡大掘削孔に地盤改良材を打設して固化させる工程とを別個独立に実施することができれば、異なる場所で各工程を並行して進めることが可能になるという点で好ましい。
【００９５】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述した実施形態では、可動蓋２４のパイプ部２４ａの周囲に螺旋状羽根２４ｃが形成されている埋設治具２０を例示したが、この他の部位、例えばホッパー２１の外周面に別の螺旋状羽根が形成されていてもよい。
【００９６】
また、上述した実施形態では施工対象となる杭の具体例として鋼管杭を示したがこれは好適な一例にすぎず、例えばコンクリート製杭など他の種類の杭に対しても本発明を適用することが可能である。
【００９７】
また、上述した実施形態では、ホッパー（外枠体）２１を地中から完全に引き出した後に地盤改良材を充填する態様を例示したが（図１２（Ｈ）、（Ｉ）参照）、これも好適な一例にすぎない。この他、例えば、ホッパー２１が完全に地中から引き出されるよりも前に拡大掘削孔への地盤改良材の打設を開始してももちろん構わない。要は、本発明にかかる施工方法においては、埋設治具２０を介さずに地盤改良材を打設すること、地盤改良材の打設とは無関係に埋設治具２０を使用することが可能となっている。したがって、ホッパー２１が地中から完全に引き出されたかどうかは、地盤改良材の打設タイミングに影響を与えない。
【００９８】
さらに、上述した実施形態では、流出孔２１ａ、可動蓋２４などを備えた埋設治具２０を例示したうえで鋼管杭１０の施工方法を説明したが、このような埋設治具２０も好適な一例にすぎない。詳述すれば、上述した構造の埋設治具２０は、ホッパー２１内に充填された地盤改良材を流出孔２１ａから流出させることによって当該地盤改良材を拡大掘削孔に打設する場合に有用なものであるが、これ以外の構造の埋設治具２０によっても本発明を実施することが当然に可能である。例示すれば、これらのような流出孔２１ａや可動蓋２４などを備えていない、単なる容器状のホッパー（外枠体）２１によっても上述した実施形態と同様に本発明を実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、螺旋状羽根を有する杭（例えば鋼管杭）を振れ止めしながら回転させ、地盤に埋設する場合に埋設治具を利用する場合に適用して好適である。
【図１】
2012164728.tif 000003
【図２】
2012164728.tif 000004
【図３】
2012164728.tif 000005
【図４】
2012164728.tif 000006
【図５】
2012164728.tif 000007
【図６】
2012164728.tif 000008
【図７】
2012164728.tif 000009
【図８】
2012164728.tif 000010
【図９】
2012164728.tif 000011
【図１０】
2012164728.tif 000012
【図１１】
2012164728.tif 000013
【図１２】
2012164728.tif 000014
【国際調査報告】
2012164728.tif 000015
2012164728.tif 000016
2012164728.tif 000017
2012164728.tif 000018