(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根の始点と終点間の鉛直方向長さがＨ０の螺旋状の回転羽根付き中空管と、
該中空管の先端と当接し地中に圧入される底板部と、該中空管の中に入り、該中空管の横方向の移動を規制する該底板部の中央に起立状に延びる高さがＨ０以上である突起部を備える中空管先端キャップと、
地中埋設資材を使用し、該中空管先端キャップと該地中埋設資材を地中に埋設する工法であって、
該中空管の中に該突起部が入るよう、該中空管の先端を該中空管先端キャップに当接させるＩ工程と、該中空管を貫入することで該中空管共々該中空管先端キャップを地中に圧入するＩＩ工程と、該中空管の地上側の端部から該中空管の中に該地中埋設資材を投入するＩＩＩ工程と、該中空管を地上に引き抜き、該中空管先端キャップと該地中埋設資材を地中に置き去りにするＩＶ工程と、を行うことを特徴とする地中埋設資材埋設工法。
【請求項２】
該突起部は、筒状の突起であることを特徴とする請求項１記載の地中埋設資材埋設工法。
【請求項３】
該底板部上であって、該突起部の外側には該地中貫入用中空管の先端面が当たる当接面を有することを特徴とする請求項１記載の地中埋設資材埋設工法。
【請求項４】
該底板部は、円板形状又は角形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の地中埋設資材埋設工法。
【請求項５】
該底板部は、円板状の底板本体部と該底板本体部の周端部から起立状に延びる周壁部とからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の地中埋設資材埋設工法。
【請求項６】
該底板部の裏面から下方に延びる先端突起を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の地中埋設資材埋設工法。
【請求項７】
該Ｉ工程において、中空管の内壁と該突起部間には隙間が存在することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の地中埋設資材埋設工法。
【請求項８】
該Ｉ工程において、内径が該突起部の外径より大であり、外径が該中空管の内径より小であるガイド中空管を準備し、該ガイド中空管の中に該突起部が入るよう、該ガイド中空管の先端を該中空管先端キャップの底板部に当接させることを特徴とする請求項１〜７記載の地中埋設資材埋設工法。
【請求項９】
該ＩＩ工程の前または該ＩＩ工程の途中において、外径が該筒状の突起の内径より小である第２ガイド中空管を準備し、該筒状の突起の中に該第２ガイド中空管を挿入することを特徴とする請求項８記載の地中埋設資材埋設工法。
【請求項１０】
該中空管を逆回転させる引き上げ工程を有し、引き上げストロークがＨ０以下であることを特徴とする請求項１記載の地中埋設資材埋設工法。
【請求項１１】
該地中埋設資材がドレーン材であることを特徴とする請求項１〜１０記載の地中埋設資材埋設工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地熱利用などに使用する低強度パイプ状物、あるいは液状化の際、噴出流を誘導するドレーン材等の比較的小径の地中埋設資材を地中に連行し、置き去りにする地中埋設資材埋設工法及びこれに用いる中空管先端キャップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自然エネルギー活用が注目されている昨今、地熱を利用する技術開発が進んでいる。地熱は１年を通して温度変化が小さく、その特性を利用した各種方法が開発されている。しかし、地熱を利用するパイプ状機材を、簡単で有効且つ低コストで行なえる埋設方法がないのが現状である。
【０００３】
従来、パイプ状機材等の埋設物を地中深く埋設する場合、埋設物よりひと回り大きめの穴を予め掘削し、その後、この掘削穴に埋設物を埋めていた。しかし、この工法では、穴を掘削後、埋設物を埋める際、崩落土壌等により、円滑な埋設ができなかった。
【０００４】
特開２００４−５２３３５号公報には、ケーシング建て込み用の施工機械を用いてケーシングを地盤に挿入することで削孔を行い、建て込んだケーシング内に、線状合成樹脂を重ねた円筒状の排水材の周囲にフィルターを装着し、任意の長さで接続したドレーン材を挿入し、その後ケーシングを引き抜いてこのドレーン材を地盤中に残置するドレーン打設工法が開示されている。この工法においては、ドレーン材の挿入後、ドレーン材とともに先端閉塞ビットを重りとして残してケーシングを引き抜くものである。
【０００５】
このような先端閉塞ビットとしては、特開平１０−１５９０７９号公報に、略逆円錐形の先端部にさや管の先端ビットに装着される円盤部が形成されており、円盤部の外周面には一方向の回転を係止する係止部が設けられ、さらに、先端部から円盤部の外周面にはさや管の圧入を容易にする排土用溝が形成されたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−５２３３５号公報
【特許文献２】特開平１０−１５９０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特開平１０−１５９０７９号公報の先端閉塞ビットは、さや管（中空管）の回転と共に回転して地中に貫入されるため、さや管と係止する係止部や排土用溝が必須であり、構造が複雑で製作費用を上昇させるという問題がある。また、さや管の地中貫入は、回転が必須であり、無回転打設などの貫入方法は使用できないという問題がある。
【０００８】
従って、本発明の目的は、例えば、液状化の際、噴出流を誘導するドレーン材などの小径、低強度の地中埋設資材を、如何なる貫入方法であっても地中圧入ができ、掘削残土の発生も少ない地中埋設資材埋設工法及びこれに用いる簡易な構造で低コストで作製できる中空管先端キャップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、本発明は従来の課題を解決するものであって、羽根の始点と終点間の鉛直方向長さがＨ０の螺旋状の回転羽根付き中空管と、該中空管の先端と当接し地中に圧入される底板部と、該中空管の中に入り、該中空管の横方向の移動を規制する該底板部の中央に起立状に延びる高さがＨ０以上である突起部を備える中空管先端キャップと、地中埋設資材を使用し、該中空管先端キャップと該地中埋設資材を地中に埋設する工法であって、該中空管の中に該突起部が入るよう、該中空管の先端を該中空管先端キャップに当接させるＩ工程と、該中空管を貫入することで該中空管共々該中空管先端キャップを地中に圧入するＩＩ工程と、該中空管の地上側の端部から該中空管の中に該地中埋設資材を投入するＩＩＩ工程と、該中空管を地上に引き抜き、該中空管先端キャップと該地中埋設資材を地中に置き去りにするＩＶ工程と、を行うことを特徴とする地中埋設資材埋設工法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、中空管の先端を閉塞する中空管先端キャップ（以下、単に「先端キャップ」とも言う。）は、簡易な構造であり、低コストで作製できる。また、本発明の埋設工法によれば、小径、低強度の地中埋設資材を、如何なる貫入方法であっても地中圧入でき、掘削残土の発生も少ない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態における先端キャップの斜視図である。
【図２】図１の先端キャップと中空管との関係を示す説明図である。
【図３】図１の先端キャップと中空管の先端とが当接した状態の断面図である。
【図４】図１の先端キャップを使用した地中埋設資材埋設工法を説明する図であり、（Ａ）から（Ｄ）へと工程が進む。
【図５】本例の地中埋設資材埋設工法において、ガイド中空管を説明する図である。
【図６】本例の地中埋設資材埋設工法において、第２ガイド中空管を説明する図である。
【図７】先端キャップの変形例を示す斜視図である。
【図８】先端キャップの他の変形例を示す斜視図である。
【図９】螺旋羽根付き中空管の一例を示す簡略図である。
【図１０】（Ｂ）は四角形螺旋羽根付き中空管の一例を示す部分斜視図であり、（Ａ）は四角形螺旋羽根の螺旋加工前の羽根形状を説明する図である。
【図１１】四角形螺旋羽根と円形螺旋羽根の材料採りを説明する図である。
【図１２】四角形螺旋羽根と円形螺旋羽根の材料採りを説明する他の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態における先端キャップを図１〜図３を参照して説明する。先端キャップ１０は、中空管５０とは別部材であり、また貫入使用の際、互いに当接するだけであり、中空管５０と係合する係合部などは形成されていない。すなわち、先端キャップ１０は、中空管５０の先端に配置され中空管５０の貫入により地中に圧入され、中空管５０の引き抜き後、地中に残置されるものである。そして、先端キャップ１０は、中空管５０の先端５１と当接し地中に圧入される底板部１と、中空管５０の中に入り、中空管５０の横方向の移動を規制する底板部１の中央に起立状に延びる突起部２を備える。先端キャップ１０は、円板の中央に短尺状の筒状の突起を溶接することで簡単に得られる。筒状の突起としては、円形の筒管または四角形の筒管が挙げられる。
【００１４】
先端キャップ１０において、底板部１は中空管５０の先端開口を閉塞すると共に、底板部上であって、突起部２の外側には中空管５０の先端面５１が当たる当接面１１を有するため、平面視、中空管５０から外側へ突出する部分（はみ出し部）を有する。この外側突出部の突出長さ（はみ出し度合い）は、中空管５０が底板部１に当接した際、芯ズレ（横方向の中心からのズレ）が生じても、中空管５０の先端開口の閉塞が維持される程度であればよい。芯ズレが生じて中空管５０の先端開口に隙間が生じると、この隙間から土壌が進入し管閉塞を起す可能性があり、地中埋設資材６０の地中残置ができなくなる。一方、この外側突出部が大き過ぎると、貫入抵抗が大きくなり、好ましくない。なお、後述するガイド中空管７０を使用すれば、はみ出し度合いが大きくとも、芯ズレを抑制することができる。
【００１５】
先端キャップ１０において、突起部２は、中空管５０の中に入って、中空管５０の横方向の移動を規制する機能を奏する。突起部２の高さは、中空管５０の横方向の移動を規制するに足りる高さであればよいが、螺旋羽根付き中空管５０を貫入の際、地中障害物を避けるため、螺旋羽根の１ピッチ（図９中、符号Ｈ０）分、逆回転による引き上げを行うことがあり、このため、中空管５０が突起部２から外れないよう、螺旋羽根の１ピッチ以上の高さ、好ましくは螺旋羽根の２ピッチ以上の高さとすることが好ましい。また、突起部２は、地中埋設資材６０を載置するか又は地中埋設資材６０の地中側先端部を支持する（収容する）ものであり、例えば円筒状の短管及び四角形の筒状の短管が挙げられる。突起部２が短管の場合、地中埋設資材６０を、短管の中の中空部（図３の符号内径Ｗ０の中空部）に起立状に入れてもよく、また、短管の上面に載せてもよい。従って、突起部２は中に空間部を有さない円柱状（中実物）のものであってもよい。
【００１６】
突起部２が円形の短管の場合、先端キャップ１０と中空管５０の径方向における寸法関係は図３に示す通りである。すなわち、突起部２の外径Ｗ１は、中空管５０の内径Ｗ２より小であり、且つ隙間を形成している。隙間が存在することで、中空管５０を引き抜く際、抵抗なく円滑に引き抜くことができる。また、中空管５０の外径Ｗ３は、底板部１の外径Ｗ４より小であり、且つ底板部１が、平面視、中空管５０から外側へ突出する部分１１１を有する。これにより、中空管５０が底板部１に当接した際、芯ズレが生じても、中空管５０の先端開口の閉塞が維持される。なお、突起部２が四角形の短管は、円形が四角形の内接するような円形の短管に比べて、角が突出する分、芯ズレを防止する効果が大となる。
【００１７】
先端キャップ１０において、底板部１は、図１に示すような円形状に限定されず、角形状であってもよい。角形状の底板部であっても、円形状の底板部と実質的に同様の作用効果を奏する。また、図７に示すように、底板部１の裏面から下方に延びる先端突起３を備えた先端キャップ１０ａでもよい。底板部１は、中空管５０が回転貫入の場合であっても、当接部分は摺動するため、実質的に回転しない。しかし、先端突起３を備えることで、先端突起３が地盤中に食い込み、回転力を確実に抑えることができる。底板部１が回転すると、中空管５０内に地中埋設資材６０を入れて、地中貫入を行う際、地中埋設資材６０が中空管５０内で回転してしまい、中空管５０の内壁と衝突して外周面を損傷させてしまう恐れがある。また、先端突起３は、硬い地盤への貫入の際、先端錐の役目を果たす。先端突起３は１個又は２個以上であってもよい。また、先端キャップ１０の先端部は尖り状であってもよい。先端突起３の長さは適宜決定される。
【００１８】
先端キャップ１０において、底板部１は、図１に示すような円形状に限定されず、図８に示すように、円板状の底板本体部１２と底板本体部１２の周端部から起立状に延びる周壁部１３とからなる底板部１ａであってもよい。先端キャップ１０ｂは、突起部２と周壁部１３間の底板本体部１２が、中空管５０の先端面５１が当たる当接面１１となる。周壁部１３を設けることで、中空管５０が芯ズレを起しても、中空管５０は突起部２と周壁部１３の間で動くのみであり、中空管５０の先端開口の閉塞状態を維持することができる。また、周壁部１３は、中空管５０が貫入される際は、排土を抑制する機能があり、また、中空管５０を引き抜く際は、周辺地盤との抵抗が大となり、中空管５０と先端キャップ１０の分離を容易とする。また、引き上げの底板部１の底面形状は、平坦面に限定されず、例えば、地中側の先端形状が尖り状であってもよい。これにより、貫入抵抗を低減できる。
【００１９】
次に、本発明の実施の形態における地中埋設資材埋設工法（以下、単に「資材埋設工法」とも言う。）を、図４を参照して説明する。本例の資材埋設工法は、先端キャップ１０と、中空管５０と、地中埋設資材６０を使用し、先端キャップ１０と地中埋設資材６０を地中に埋設する工法であって、中空管５０の中に突起部２が入るよう、中空管５０の先端を先端キャップ１０に当接させるＩ工程と、中空管５０を貫入することで中空管５０共々先端キャップ１０を地中に圧入するＩＩ工程と、中空管５０の地上側の端部から中空管５０の中に地中埋設資材６０を投入するＩＩＩ工程と、中空管５０を地上に引き抜き、先端キャップ１０と地中埋設資材６０を地中に置き去りにするＩＶ工程と、を行う。なお、上記工程は順序を限定するものではなく、例えば、ＩＩ工程とＩＩＩ工程は逆に行ってもよい。
【００２０】
Ｉ工程において、先ず、地中埋設資材６０の地表埋設位置ポイントＰに先端キャップ１０をセットする。そして、例えば不図示の回転圧入装置に起立状にセットされた中空管５０の径方向の中心と先端キャップ１０の径方向の中心が概ね一致するように、中空管５０の先端を先端キャップ１０に当接させる（図４（Ａ））。この場合、先端キャップ１０と中空管５０は、図３のように、中空管５０の内壁と先端キャップ１０間には隙間が存在するが、これに限定されず、突起部２が中空管５０内に存在する限り、中空管５０が芯ズレを起していてもよい。中空管５０が芯ズレを起していても、中空管５０の先端開口は閉塞状態であり、ＩＶ工程において、地中埋設資材６０の埋設は可能である。Ｉ工程により、中空管５０の中に突起部２が入り、中空管５０の先端と先端キャップ１０の底板部１が当接する。なお、地表埋設位置ポイントＰに先端キャップ１０をセットする際、先端キャップ１０のはみ出し部分に小さな貫通穴を空けておき、その貫通穴に釘等の固定手段を打ちつければ、設置位置が正確に定まり、且つ固定が安定する。
【００２１】
中空管５０としては、回転羽根無し中空管及び回転羽根付き中空管が挙げられる。地盤の土質にもよるが、回転羽根無し中空管であっても、直径が最大３００ｍｍであれば、打撃圧入または回転圧入で地中に十分、貫入できる。従って、小径の地中埋設資材６０の埋設に適用できる。本発明において、中空管の直径は、底板部１の最小幅より小である。すなわち、中空管の直径は、中空管の先端を先端キャップ１０に当接させた際、平面視において、先端キャップ１０の底板部１の外輪郭が見える寸法である。
【００２２】
回転羽根付き中空管としては、螺旋羽根付き中空管が挙げられる。螺旋羽根付き中空管としては、図９に示すような、羽根の始点と終点間の鉛直方向長さがＨ０の螺旋状の回転羽根付き中空管５０ａが挙げられる。この場合、先端キャップ１０の突起部２の高さが、Ｈ０以上であると、中空管５０ａの地中貫入において、地中障害物を避けるため、逆回転の引き上げを行う際、通常、１ストローク（Ｈ０）以下の引き上げであり、これであれば、中空管５０ａから先端キャップ１０が外れることがない点で好ましい。
【００２３】
螺旋状の回転羽根付き中空管としては、先端羽根付き中空管に限定されず、例えば、２つまたは３つ以上（多段）の螺旋状の回転羽根付き中空管であってもよい。回転羽根の設置個数は、鋼管杭長さ及び土質などにより適宜決定すればよい。螺旋羽根の羽根径は、中空管の長さや土質によっても異なり、一概に決定できないものの、最大で中空管径の６倍、最小で中空管径＋（４ｃｍ）が好ましい。
【００２４】
多段の螺旋状の回転羽根付き中空管としては、図１０に示すような２段目が四角形螺旋羽根である中空管５０ｂが挙げられる。四角形螺旋羽根は、四角形の板材から作成することができる。四角形の螺旋羽根は、対角線長さが羽根径と同じ長さの四角形の板材の中央を、中空管径に相当する外径の円板をくり抜いて中間体を得、次いで、この中間体を径方向に沿って一部切断し、連続リング状物を分断し、端部を所定間隔引き離し、全体が漸次所定の傾斜角度となるように加工して得られる。この四角形の螺旋羽根は、鋼管に溶接により接合される。
【００２５】
図１０（Ｂ）に示すように、２段目の羽根が四角形の板材から作成された四角形羽根５２ａは、掘削抵抗を低減でき、また、製作費用を低減できる点で好ましい。製作費用を低減できる理由を図１１及び図１２を参照して説明する。図１１の左側の図は、例えば、直径が１０ｃｍの円板５６ａを１０ｃｍ四方の四角形板材５５ａから採取する場合の材料取りを、右側の図は、対角線長さが１０ｃｍの四角形板５６ｂを１０ｃｍ四方の四角形板材５５ｂから採取する場合の材料取りを、それぞれ示した図である。四角形羽根は、円形羽根に比べて、材料に占める面積が０．６２倍（４９％/７８．５％）も小であり、材料費を節約できる。また、１０ｃｍ四方の四角形板材５５ｂからシャーリングにより切断加工を行うが、四角形羽根の切断長さ（７ｃｍ×２）は、円形羽根の切断長さ（１０ｃｍ×π）に比べて顕著に短く、加えて、直線加工の方が曲線加工より容易であり、このような点からも加工コストを大きく低減できる。また、四角形の板材５５ｃから９枚の円形羽根５６ｃを取る場合、四角形羽根なら同じ大きさの四角形の板材５５ｄから１６枚の四角形羽根５６ｄが取れる（図１２参照）。円形羽根５６ｃと四角形羽根５６ｄはこのように、面積で大きな相違があるものの、実際の回転半径の軌跡は同じとなる。なお、図１０（Ｂ）は、２段目の羽根が１枚であるが、先端羽根が四角形羽根であってもよく、多段羽根の全てが四角形羽根であってもよい。
【００２６】
中空管５０を貫入する手段としては、オーガによる回転貫入、モンケン落下による打撃貫入、ウォータージェットによる振動貫入など公知の貫入手段が挙げられる。この中、回転貫入手段が低振動であり、残土も少ない点で好ましい。
【００２７】
地中埋設資材６０は、地熱利用、雨水利用、地下水利用または液状化対策のパイプ状の各種資材であり、先端キャップ１０と共に地中に埋設される部材である。地熱利用の地中埋設資材は、地熱が１年を通じて昼夜の温度変化が小さいため、地熱利用ヒートポンプ等の一設備として利用できる。また、地下水や雨水の利用の埋設資材は、巨大地震後の仮設防災井戸に適用できる。また、液状化対策用の地中埋設資材としては、液状化を想定して、周面にスリットや貫通孔が形成されたパイプ管を予め地中に埋設しておき、液状化の際、噴出流を誘導するドレーン材が挙げられる。
【００２８】
地中埋設資材６０は、中空管５０の内径より小の外径を有し、突起部２上に載置されて、又は筒状の突起部２の中に先端部が収納されて地中に連行され埋設される。地中埋設資材６０は、発泡スチロール、塩ビ管等の低強度管であっても先端キャップ１０が回転しないため、外力を実質的に受けることがない。地中埋設資材６０は、利用目的に応じて、スリットや貫通孔等が形成されていてもよい。地中埋設資材６０は、長さに制限はなく、用途に応じて適宜決定される。また、長さが数十ｍと長い場合、複数本を継ぎ合わせて使用することもできる。
【００２９】
Ｉ工程は、図４（Ａ）の方法に限定されず、中空管５０と突起部２間に不図示のパッキンを介在させ、中空管５０の先端に予め、先端キャップ１０を落下防止程度に保持してもよい。これにより、地上にて、先端キャップ１０を一体的に取り付けた中空管５０を横置きにし、長尺状の地中埋設資材６０を中空管５０内に予め挿入することができる。起立した中空管５０に長尺状の地中埋設資材６０を装填するのは、長尺状の地中埋設資材６０を一定の高さまで上げる必要があり、困難を伴うことが多いが、横置きにした中空管５０への長尺状の地中埋設資材６０の挿入は容易である。使用するパッキンとしては、例えば、Ｏリングが挙げられ、中空管５０から先端キャップ１０が落下しない程度の保持強度であり、且つ中空管５０を回転圧入した際、破れる程度の詰物である。中空管５０を回転圧入した際、パッキンが破れないと、中空管５０を地上に引き抜く際、先端キャップ１０を地中に置き去りにできない。
【００３０】
Ｉ工程において、内径が突起部２の外径より大であり、外径が中空管５０の内径より小であるガイド中空管７０を準備し、ガイド中空管７０の中に突起部２が入るよう、ガイド中空管７０の先端を中空管先端キャップ１０の底板部１に当接させる（図５参照）。ガイド中空管７０は、短尺状のパイプであり、中空管５０の地中貫入において、地中障害物を避けるため、中空管５０を逆回転の引き上げを行う際、中空管５０から先端キャップ１０が外れることを防止するものである。従って、ガイド中空管７０の長さ（高さ）は突起部２の長さ（高さ）より大である。また、中空管５０とガイド中空管７０の間には隙間が形成されている。このため、ＩＶ工程において、中空管５０が引き抜かれると、ガイド中空管７０は、先端キャップ１０及び地中埋設資材６０と共に、地中に残置される。突起部２とガイド中空管７０の間には、隙間があってもなくてもよい。なお、ガイド中空管７０の装着は、中空管７０の先端に先端キャップ１０を当接する前に、予め、先端キャップ１０に載置又は固定させておいてもよい。また、ガイド中空管７０は、中空管５０と先端キャップ１０の突起部２間の隙間が大きい場合、中空管５０の径方向の移動を規制する芯ズレ防止効果を発揮する。ガイド中空管７０が使用された場合、地中埋設資材６０は、ガイド中空管７０上に載置してもよい。
【００３１】
Ｉ工程において、中空管５０を回転圧入させる際、先端キャップ１０の底板部１の中空管との当接面に、摩擦低減部材または摩擦低減剤を介在させてもよい。これにより、中空管５０の回転が円滑となる。摩擦低減部材としては、フッ素樹脂系などの摩擦低減材で作製されるリング状シート部材が挙げられる。また、摩擦低減剤としては、油脂類が挙げられる。
【００３２】
ＩＩ工程は、Ｉ工程の後に実施する工程であって、中空管５０を貫入することで中空管５０共々先端キャップ１０を地中に圧入する工程である。なお、ガイド中空管７０が装着されている場合、中空管５０を貫入することで中空管５０、先端キャップ１０及びガイド中空管７０が地中に連行される（図４（Ｂ））。本例では中空管５０として、回転羽根無し中空管を使用し、貫入手段が回転による圧入である。なお、ＩＩ工程を行う前に、予め、地中埋設資材６０を中空管５０内に装着しておいてもよい。
【００３３】
ＩＩ工程において、中空管５０は回転圧入される。すなわち、貫入手段により中空管５０に回転力と押し込み力を与える。これにより、中空管５０は、先端キャップ１０を地中に押し込みつつ連行する。また、先端キャップ１０が中空管の先端開口を閉塞しており、中空管５０内への土壌の進入はない。また、中空管５０は回転するものの、先端キャップ１０は中空管５０の先端と摺動するのみで回転はしない。このため、例えば、中空管５０内であって、先端キャップ１０の突起部２内に、予め地中埋設資材６０が装填されている場合、地中埋設資材６０は回転せず、安定して地中に連行できる。中空管５０は、長さに制限はなく、用途に応じて適宜決定される。また、長さが数十ｍと長い場合、複数本を継ぎ合わせて使用することもできる。ＩＩ工程において、中空管５０の貫入途中、石等の地中障害物に当たって場合、中空管５０を逆回転させながら、少し引き上げ、再度の貫入を試みればよい。少し引き上げても、先端キャップ１０の突起部２の高さがあるため、中空管５０から先端キャップ１０が外れることはない。また、ガイド中空管７０または第２ガイド中空管８０が装着されていれば、中空管５０をもう少し高く引き上げても、中空管５０から先端キャップ１０が外れることはない。ＩＩ工程は中空管５０を所定の深度まで回転貫入し、中空管５０の回転を停止することで終了する。
【００３４】
ＩＩ工程の前またはＩＩ工程の途中において、突起部２が円管の場合、外径が突起部２の内径より小である第２ガイド中空管８０を準備し、突起部２の中に第２ガイド中空管８０を挿入することができる。ＩＩ工程の途中とは、例えば、中空管２を貫入する際、石等の地中障害物に当たった場合、中空管２の貫入を停止した直後を言う。すなわち、第２ガイド中空管８０は、外径が突起部２の内径より小であり、円筒状の突起部２内にスッポリと入る（図６参照）。第２ガイド中空管８０は、短尺状のパイプであり、中空管５０の地中貫入において、地中障害物を避けるため、中空管５０を逆回転の引き上げを行う際、中空管５０から先端キャップ１０が外れることを防止するものである。従って、第２中空管８０の長さ（高さ）は突起部２の長さ（高さ）より大である。このように、第２ガイド中空管８０の作用は、中空管５０から先端キャップ１０が外れることを防止する点でガイド中空管７０と同じであるが、外径が小さい分、地上から落とし込みによる装着がし易い点で有利である。突起部２と第２ガイド中空管８０の間には、隙間があってもなくてもよい。第２ガイド中空管８０は、ＩＶ工程の実施後、先端キャップ１０及び地中埋設資材６０と共に、地中に残る。ＩＩ工程の実施により、中空管５０及び先端キャップ１０は所定の深度まで圧入され、中空管５０内は、中空状態であり、土壌は存在しない。
【００３５】
また、Ｉ工程において、先端キャップ１０に、中空管５０を当接させる前に、予め第２ガイド中空管８０を当接させてもよい。これにより、その後、先端キャップ１０に、中空管５０を当接させることになるが、この中空管５０の当接作業を円滑に行うことができる。特に、突起部２０の高さが低い場合、中空管５０のセッティグが容易でない場合があるが、高さが高く且つ径が小さい第２ガイド中空管８０が中心に位置していれば、中空管５０が第２ガイド中空管８０にガイドされて、先端キャップ１０の中央に容易に位置することになる。
【００３６】
ＩＩＩ工程は、中空管５０の地上側の端部から中空管５０の中に地中埋設資材６０を投入する工程である（図４（Ｃ））。具体的には、地中埋設資材６０は、ＩＩ工程後、所定深度まで貫入された中空管５０内に投入される。Ｉ工程において、予め、中空管５０の中に地中埋設資材６０が装填されている場合、すなわち、Ｉ工程の途中またはＩ工程後、ＩＩ工程前において、ＩＩＩ工程を実施した場合、ＩＩ工程後のＩＩＩ工程は省略することができる。なお、地中埋設資材６０は、中空管５０内に単に投入するだけでよく、円筒状の突起部２上に載置状態、又は円管状の突起部２内に先端の一部が収納状態で設置される。地中埋設資材６０は先端キャップ１０上に起立状で設置することが好ましいが、中空管５０を引き抜く際、連れ上がりしない限りは、少し傾いていてもよい。
【００３７】
ＩＶ工程は、中空管５０を地上に引き抜き、先端キャップ１０と地中埋設資材６０を地中に置き去りにする工程である。Ｉ工程及びＩＩ工程において、ガイド中空管７０及び第２ガイド中空管８０を使用した場合、ガイド中空管７０及び第２ガイド中空管８０も共に、地中に置き去りとなる（図４（Ｄ）。ＩＶ工程において、中空管５０は逆回転により引き抜かれる。中空管５０と先端キャップ１０は、中空管５０の内壁と突起部２間に隙間があるため、中空管５０を引き抜けば、先端キャップ１０が連れ上がることはない。また、中空管５０と先端キャップ１０間に砂などが噛んで、多少、外れ難いことがあっても、中空管５０を引き抜くことで、先端キャップ１０は置き去りにされる。その理由は次の通りである。中空管５０を所定深度まで貫入した後、中空管５０の周りは、図４（Ｂ）に示すような底板部１の外径と同じ内径の孔９０は形成されず、図４（Ｄ）に示すように、側方土圧ｐが作用するため、孔９０の内壁は内側に膨らみ、孔９０の内径は、底板部１の径より小となる（縮径する）。このため、中空管５０が引き抜かれた後、先端キャップ１０は連れ上がりすることなく、地中に置き去りにされる。また、孔９０の内壁の崩落土も先端キャップ１０の連れ上がりを防止する。また、先端キャップ１０には地中埋設資材６０が載置されており、この重みもあり、中空管５０が引き抜かれた後、先端キャップ１０は連れ上がりすることなく、地中に置き去りにされる。なお、中空管５０と先端キャップ１０の分離が不安視される場合、地上から中空管５０内にモンケンを落とすことで、中空管５０と先端キャップ１０を分離させてもよい。ＩＶ工程は、中空管５０を地上に引き上げ、先端キャップ１０と地中埋設資材６０を地中に置き去りにすることで終了する。すなわち、中空管５０は再利用するため、一道具としての役目をする。地中埋設資材６０は、その用途に応じた別途の設備等を設けることで、地熱利用、雨水利用、地下水利用に適用され、また液状化対策のドレーン材として機能する。本例の埋設工法によれば、小径、低強度の地中埋設資材を、如何なる貫入方法であっても地中圧入でき、掘削残土の発生も少ない。
【００３８】
本発明の資材埋設工法において、先端キャップ１０に代えて、図７に示す先端キャップ１０ａを使用する場合、先端突起３が地盤中に食い込み、先端キャップ１０の回転を確実に抑えることができる。また、先端突起３は、硬い地盤への貫入の際、先端錐の役目を果たすことができる。
【００３９】
本発明の資材埋設工法において、先端キャップ１０に代えて、図８に示す先端キャップ１０ｂを使用する場合、縁周りに起立状の周壁部１３があるため、中空管５０が芯ズレを起しても、中空管５０の端面は周壁部１３内に位置し、中空管５０の先端開口の閉塞状態は維持される。また、起立状の周壁部１３は、中空管５０が貫入される際は、孔壁を側方へ押すため、排土を抑制する機能があり、また、中空管５０を引き抜く際は、孔９０の内壁面と接触するため摩擦抵抗が大となり、中空管５０と先端キャップ１０の分離を容易とする。周壁部１３の高さは高いほど、貫入時の排土効果と引き抜き時の摩擦抵抗は大となる。
【００４０】
本発明の資材埋設工法において、円形状の底板部を有する先端キャップ１０に代えて、四角形状の底板部を有する先端キャップ１０ｂを使用する場合、貫入抵抗は大きくなるものの、崩落土壌等の地盤抵抗を受ける面積が大となり、中空管５０と先端キャップ１０の分離が容易となる。
【００４１】
本発明の資材埋設工法において、回転羽根なし中空管５０に代えて、図９及び図１０に示すような螺旋羽根付き中空管５０ａを使用する場合、掘進が容易となり、中空管５０ａの地中貫入抵抗を低減できる。従って、回転羽根なし中空管５０では、中空管５０の径が、最大で直径３００ｍｍ程度のものしか使用できず、おのずと地中埋設資材６０の径も小さいものに限定されるが、螺旋羽根付き中空管５０ａの場合、最大で直径６００ｍｍ程度が使用でき、地中埋設資材６０も大きい径のものが使用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によれば、中空管の先端を閉塞する先端キャップは、簡易な構造であり、低コストで作製できる。また、本発明の埋設工法によれば、小径、低強度の地中埋設資材を、如何なる貫入方法であっても地中圧入でき、掘削残土の発生も少ない。
【符号の説明】
【００４３】
１    底板部
２    円筒状の突起部
３    先端突起
１０、１０ａ、１０ｂ    中空管先端キャップ
５０、５０ａ、５０ｂ    中空管
６０    地中埋設資材
７０    ガイド中空管
８０    第２ガイド中空管
【要約】
【課題】小径、低強度の地中埋設資材を、如何なる貫入方法であっても地中圧入ができ、掘削残土の発生も少ない地中埋設資材埋設工法及びこれに用いる簡易な構造で低コストで作製できる中空管先端キャップを提供すること。
【解決手段】中空管５０の先端に配置され中空管５０の貫入により地中に連行され、中空管５０の引き抜き後、地中に残置されるものであって、中空管５０の先端と当接し地中に圧入される底板部１と、中空管５０の中に入り、中空管５０の横方向の移動を規制すると共に、埋設資材の地中側先端部を支持する底板部１の中央に起立状に延びる円筒状の突起部２を備える中空管先端キャップ１０。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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