(57)【要約】【課題】  管杭に対する設置作業を簡単化し、設置位置での支持力および引抜抵抗力を向上しやすい管杭を提供する。【解決手段】  管杭１において、先端治具２０は、管１０の先端１１に取り付けられた円柱部２１、円柱部２１から管１０の打込み方向ＤＦへ突出する錐体状の錐部２４、および打込み方向ＤＦにおいて円柱部２１に形成されたガイド穴２２を有する。材料袋３０は、硬化性材料ＭＡＴを内包して線材４０が移動する経路に配置され、押出治具５０が線材４０を移動させたとき線材４０によって破られる。線材４０は、ガイド穴２２に挿入され、管１０の内側で円柱部２１の端面２１ｒから突出して配置される。押出治具５０は、端面２１ｒから突出した線材４０をガイド穴２２へ押し込んで、管１０の半径方向へ先端治具２０から突出させる。先端治具２０は、押出治具５０が線材４０を円柱部２１に押し込んだとき線材４０を半径方向へ曲げる曲げ部２７を有する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
設置位置へ打ち込まれる管を有する管杭であって、
前記管の先端に取り付けられた円柱部、前記円柱部から前記管の打込み方向へ突出する錐体状の錐部、および前記打込み方向において少なくとも前記円柱部に形成されたガイド穴を有する先端治具と、
前記ガイド穴に挿入され、前記管の内側で前記円柱部の端面から突出して配置された線材と、
前記端面から突出した前記線材を前記ガイド穴へ押し込んで移動させ、前記管の半径方向へ前記先端治具から突出させる押出治具と、
硬化性材料を内包して前記線材が移動する経路に配置され、前記押出治具が前記線材を移動させたとき前記線材によって破られる材料袋とを備え、
前記先端治具は、前記押出治具が前記線材を前記円柱部に押し込んだとき前記線材を前記打込み方向から前記半径方向へ曲げる曲げ部を有する
ことを特徴とする管杭。
【請求項２】
請求項１に記載の管杭であって、
前記曲げ部は、前記ガイド穴に位置合わせされて前記円柱部と前記錐部との間に配置され、前記円柱部の外周から中心側に凹んだ形状とされ、
前記ガイド穴は、前記端面から前記曲げ部にかけて形成され、
前記材料袋は、前記曲げ部に配置されている
ことを特徴とする。
【請求項３】
請求項２に記載の管杭であって、
前記曲げ部は、前記半径方向で外側ほど前記打込み方向の側に寄る傾斜面を前記打込み方向の側に有することを特徴とする。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の管杭であって、
前記曲げ部は、前記円柱部の円周に沿って環状に配置されていることを特徴とする。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一つに記載の管杭であって、
前記ガイド穴は、前記円柱部の円周に沿って複数分散して配置されていることを特徴とする。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一つに記載の管杭であって、
前記線材は、前記ガイド穴の出口から前記端面までにわたって挿入された挿入長と、前記端面から前記押出治具までにわたって突出された突出長とを含む線材長を有することを特徴とする。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか一つに記載の管杭であって、
前記線材は、前記押出治具に連結されていることを特徴とする。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか一つに記載の管杭であって、
前記円柱部は、前記打込み方向において外径が異なり、前記曲げ部の側の外径は前記管の内径より大きく、前記端面の側の外径は前記管の内径より小さいことを特徴とする。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか一つに記載の管杭であって、
前記円柱部は、前記管に溶接されていることを特徴とする。
【請求項１０】
請求項１から請求項７までのいずれか一つに記載の管杭であって、
前記円柱部の外周に形成された雄ネジと、前記管の内周に形成された雌ネジとを備え、前記雄ネジと前記雌ネジは相互に噛み合わされていることを特徴とする。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか一つに記載の管杭であって、
前記錐部の外径の最大値は、前記円柱部の外径の最大値とほぼ同じ大きさであることを特徴とする。
【請求項１２】
請求項１１に記載の管杭であって、
前記材料袋は、前記錐部の外径の最大値の位置より内側に配置されていることを特徴とする。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２までのいずれか一つに記載の管杭であって、
前記管は、鋼管であることを特徴とする。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、設置位置へ打込まれる管を有する管杭に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、基礎杭などとして使われる鋼管杭が知られている。鋼管杭の場合、開けた穴に埋設すること、あるいは、土壌に打込んで設置することなどが行われている。これらの設置方法では、引抜抵抗力が弱いことがある。このため、種々の対策が施されている。
図１１は、従来の鋼管杭の一例を示す説明図である。
鋼管杭１０１は、鋼管１１０の先端１１１にスリット開口部１１２が形成されている。スリット開口部１１２は、鋼管１１０の内側から押圧されて広げられる。広げたスリット開口部１１２に固化材料が充填されて凸部が形成される。この結果、鋼管杭１０１は、支持力あるいは引抜抵抗力が向上するとされている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−７０４７８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、引用文献１に開示された鋼管杭１０１によれば、鋼管１１０の先端１１１に対してスリット開口部１１２を形成する必要があり、更にスリット開口部１１２を内側から広げる必要があることから鋼管１１０に対する複雑な加工工程が追加され、設置作業工程が複雑化するなどの課題が生じる。また、鋼管１１０の長さが長い場合、あるいは管径が大きい場合などでは、鋼管１１０に対する加工作業自体に困難性が生じる。【０００５】  本考案は、従来の鋼管に対する複雑な加工作業の追加、設置作業の複雑さなどの課題を解決することを目的とする。
つまり、本考案は、管杭に対する設置作業を簡単化し、設置位置での支持力および引抜抵抗力を向上しやすい管杭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】
【０００６】  本考案は、設置位置へ打ち込まれる管を有する管杭であって、前記管の先端に取り付けられた円柱部、前記円柱部から前記管の打込み方向へ突出する錐体状の錐部、および前記打込み方向において少なくとも前記円柱部に形成されたガイド穴を有する先端治具と、前記ガイド穴に挿入され、前記管の内側で前記円柱部の端面から突出して配置された線材と、前記端面から突出した前記線材を前記ガイド穴へ押し込んで移動させ、前記管の半径方向へ前記先端治具から突出させる押出治具と、硬化性材料を内包して前記線材が移動する経路に配置され、前記押出治具が前記線材を移動させたとき前記線材によって破られる材料袋とを備え、前記先端治具は、前記押出治具が前記線材を前記円柱部に押し込んだとき前記線材を前記打込み方向から前記半径方向へ曲げる曲げ部を有することを特徴とする管杭。【０００７】  本考案の一実施の形態は、前記管杭であって、前記曲げ部は、前記ガイド穴に位置合わせされて前記円柱部と前記錐部との間に配置され、前記円柱部の外周から中心側に凹んだ形状とされ、前記ガイド穴は、前記端面から前記曲げ部にかけて形成され、前記材料袋は、前記曲げ部に配置されていることを特徴とする。
本考案の一実施の形態は、前記管杭であって、前記曲げ部は、前記半径方向で外側ほど前記打込み方向の側に寄る傾斜面を前記打込み方向の側に有することを特徴とする。
本考案の一実施の形態は、前記管杭であって、前記曲げ部は、前記円柱部の円周に沿って環状に配置されていることを特徴とする。【０００８】  本考案の一実施の形態は、管杭であって、前記ガイド穴は、前記円柱部の円周に沿って複数分散して配置されていることを特徴とする。
本考案の一実施の形態は、前記管杭であって、前記線材は、前記ガイド穴の出口から前記端面までにわたって挿入された挿入長と、前記端面から前記押出治具までにわたって突出された突出長とを含む線材長を有することを特徴とする。
本考案の一実施の形態は、前記管杭であって、前記線材は、前記押出治具に連結されていることを特徴とする。【０００９】  本考案の一実施の形態は、前記管杭であって、前記円柱部は、前記打込み方向において外径が異なり、前記曲げ部の側の外径は前記管の内径より大きく、前記端面の側の外径は前記管の内径より小さいことを特徴とする。
本考案の一実施の形態は、前記管杭であって、前記円柱部は、前記管に溶接されていることを特徴とする。
本考案の一実施の形態は、前記管杭であって、前記円柱部の外周に形成された雄ネジと、前記管の内周に形成された雌ネジとを備え、前記雄ネジと前記雌ネジは相互に噛み合わされていることを特徴とする。【００１０】  本考案の一実施の形態は、前記管杭であって、前記錐部の外径の最大値は、前記円柱部の外径の最大値とほぼ同じ大きさであることを特徴とする。
本考案の一実施の形態は、前記管杭であって、前記材料袋は、前記錐部の外径の最大値の位置より内側に配置されていることを特徴とする。
本考案の一実施の形態は、前記管杭であって、前記管は、鋼管であることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１１】  本考案に係る管杭は、簡単な治具（先端治具、押出治具）と簡単な部材（線材、材料袋）によって設置作業を簡単化し、設置位置での支持力および引抜抵抗力を向上しやすい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る管杭を管の中心軸を含む平面で切断した状態を示す断面図である。
【図２】図１に示した管杭が備える先端治具を抽出して示す正面図である。
【図３】図２に示した先端治具を打込み方向の手前側から見て示す平面図である。
【図４】図１に示した管杭が備える押出治具と線材を抽出して示す正面図である。
【図５】図４に示した押出治具と線材を打込み方向の手前側から見て示す平面図である。
【図６】図１に示した管杭が備える材料袋を抽出して打込み方向の手前側から見て示す平面図である。
【図７】図１に示した管杭の設置位置での初期状態を模式的に示す断面図である。
【図８】図７に示した管杭を目標の設置深さまで打ち込んだ状態を模式的に示す断面図である。
【図９】図８に示した管杭が備える線材が材料袋を貫通した状態を模式的に示す断面図である。
【図１０】図９に示した管杭の材料袋から供給された硬化性材料が設置位置で浸透領域を形成した状態を模式的に示す断面図である。
【図１１】従来の鋼管杭の一例を示す説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】  以下、図１から図１０までを参照して本考案に係る管杭１について説明する。図１から図６までは、構造について、図７から図１０までは、使用状態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る管杭１を管１０の中心軸ＡＸを含む平面で切断した状態を示す断面図である。
図１に示すとおり、管杭１は、管１０、先端治具２０、材料袋３０、線材４０、押出治具５０を備える。
【００１４】  管１０は、設置位置ＧＤ（図７以下参照）へ打ち込まれる。先端治具２０は、管１０の先端１１に取り付けられた円柱部２１、円柱部２１から管１０の打込み方向ＤＦへ突出する錐体状の錐部２４、および打込み方向ＤＦにおいて少なくとも円柱部２１に形成されたガイド穴２２を有する。
材料袋３０は、硬化性材料ＭＡＴを内包して線材４０が移動する経路ＲＴに配置され、押出治具５０が線材４０を移動させたとき線材４０によって破られる。
線材４０は、ガイド穴２２に挿入され、管１０の内側で円柱部２１の端面２１ｒから突出して配置されている。
押出治具５０は、端面２１ｒから突出した線材４０をガイド穴２２へ押し込んで移動させ、管１０の半径方向ＤＲ（図２参照）へ先端治具２０から突出させる。
先端治具２０は、押出治具５０が線材４０を円柱部２１に押し込んだとき線材４０を打込み方向ＤＦから半径方向ＤＲへ曲げる曲げ部２７を有する。
線材４０は、曲げ部２７に面したガイド穴２２の出口２２ｗから端面２１ｒから離れた突出長Ｌｐの位置までの範囲に配置される。線材４０が通過する経路ＲＴ（不図示）は、ガイド穴２２、曲げ部２７等で構成される。したがって、図１では、経路ＲＴは、直接的な記載は省略されている。
【００１５】  押出治具５０が線材４０をガイド穴２２へ押し込んで移動させると、先端治具２０の曲げ部２７は、移動する線材４０を打込み方向ＤＦと交差する半径方向ＤＲへ曲げ、線材４０を先端治具２０から突出させる。また、線材４０は経路ＲＴに配置された材料袋３０を破る。このため、管杭１は、先端治具２０から突出した線材４０の周囲に硬化性材料ＭＡＴを供給して管１０の先端１１の周囲に硬化性材料ＭＡＴが浸透した浸透領域ＲＰ（図１０参照）を形成する。
硬化性材料ＭＡＴを含有する浸透領域ＲＰは、硬化性材料ＭＡＴの硬化に伴って固化する。したがって、管杭１は、半径方向ＤＲに配置された線材４０および硬化性材料ＭＡＴによって設置位置ＧＤに固定されやすくなる。つまり、管杭１は、簡単な治具（先端治具２０、押出治具５０）と簡単な部材（線材４０、材料袋３０）によって設置作業を簡単化し、設置位置ＧＤでの支持力および引抜抵抗力を向上しやすくなる。
【００１６】  本実施の形態では、管１０は、鋼管である。このため、管杭１は、強度が要求される設置位置ＧＤで適切な強度を確保しやすい。なお、鋼管の変形例として、塩化ビニル管、アルミニウム管、鉛管などがある。鋼管は、塩化ビニル管に比べて強度を確保しやすい。管１０は、設置位置ＧＤの地盤の状況などによっていずれかの素材が選択される。
線材４０の先端は、押出治具５０によって押し込まれるまでは、円柱部２１に形成されたガイド穴２２の出口２２ｗが曲げ部２７を臨む位置に配置される。なお、線材４０の先端は、出口２２ｗでとどまっても良く、あるいは、材料袋３０に当たる状態とされても良い。つまり、線材４０は、押出治具５０からの押出圧力ＰＥ（図９参照）を受ける前の状態では材料袋３０を強く押さない状態となる。また、材料袋３０は、押出治具５０が線材４０を押して移動させない限り破られない程度の強度を有する。
【００１７】  曲げ部２７は、ガイド穴２２に位置合わせされて円柱部２１と錐部２４との間に配置され、円柱部２１の外周から中心側に凹んだ形状とされ、ガイド穴２２は、端面２１ｒから曲げ部２７にかけて形成され、材料袋３０は、曲げ部２７に配置されている。
曲げ部２７は、円柱部２１の外周から中心側に凹んだ形状とされ、ガイド穴２２は、曲げ部２７に通じる。したがって、ガイド穴２２を介して曲げ部２７に突き出された線材４０は、曲げ部２７に配置された材料袋３０に押し当てられて材料袋３０を破り、先端治具２０から突出する。このため、管杭１は、破られた材料袋３０から硬化性材料ＭＡＴを線材４０に沿って周囲に浸透させやすい。
【００１８】  本実施の形態では、先端治具２０（円柱部２１）は、管１０に押し込まれて圧接（圧着）されている。しかしながら、管１０と先端治具２０（円柱部２１）との連結は溶接、ねじ込み等によっても良い。
具体的な変形例（不図示）として、円柱部２１は、管１０に溶接された形態でも良い。この場合、円柱部２１は、管１０に溶接されているので、先端治具２０は、管１０の先端１１に確実に固定され、一体化される。したがって、管杭１は、管１０に対する円柱部２１の位置精度を高める。また、先端治具２０と管１０との連結強度が向上し、管杭１の打込み作業が容易となる。なお、溶接は、円柱部２１を管１０に圧接（圧着）した後、相互の連結を更に補強する形態としても良い。
更に他の変形例（不図示）として、管杭１は、円柱部２１の外周に形成された雄ネジｓｍと、管１０の内周に形成された雌ネジｓｆとを備え、雄ネジｓｍと雌ネジｓｆは相互に噛み合わされた形態でも良い。円柱部２１は、管１０の内側にねじ込められるので、先端治具２０は、管１０の先端１１に高い精度で取り付けられ、一体化される。したがって、管杭１は、管１０に対する円柱部２１の位置精度を高める。また、先端治具２０と管１０との連結強度が向上し、管杭１の打込み作業が容易となる。
【００１９】  図２は、図１に示した管杭１が備える先端治具２０を抽出して示す正面図である。
図３は、図２に示した先端治具２０を打込み方向ＤＦの手前側から見て示す平面図である。
図２に示すとおり、先端治具２０は、円柱部２１、錐部２４、円柱部２１と錐部２４との間に形成された曲げ部２７を有する。先端治具２０は、中心軸ＡＸを中心として対称に形成されている。なお、ガイド穴２２は、図面の見やすさを考慮して両端の２個のみが示めされる。
【００２０】  円柱部２１は、打込み方向ＤＦにおいて外径φｃが異なり、曲げ部２７の側の外径φｃは、管１０の内径φｉｎより大きく、端面２１ｒの側の外径φｃは、管１０の内径φｉｎより小さい。すなわち、円柱部２１は、外径φｃが打込み方向ＤＦで異なっている。
このため、先端治具２０は、管１０の先端１１に容易に装着されやすい。更に、先端治具２０は、打込みに伴って管１０に対する結合強度を確実に向上させやすい（図７、図８における先端１１に対する先端治具２０の位置関係を参照。）。
【００２１】  錐部２４の外径φｄの最大値φｄｍは、円柱部２１の外径φｃの最大値φｃｍとほぼ同じ大きさである。このため、曲げ部２７は、打込み方向ＤＦに対して錐部２４の後方に位置した状態で円柱部２１との間に配置される。したがって、管杭１の打込みの途中において、管杭１は、曲げ部２７に配置した材料袋３０の破損を抑制しやすい。また、管杭１は、打込み方向ＤＦへの進行が容易になりやすい。
錐部２４の基本形状は、錐体状である。錐部２４は、錐体状であれば、更に種々の変形が施されても良い。例えば、錐部２４は、先端から曲げ部２７にがけて複数の溝が打込み方向ＤＦに設けられても良い。
【００２２】  曲げ部２７は、半径方向ＤＲで外側ほど打込み方向ＤＦの側に寄る傾斜面２７ｓを打込み方向ＤＦの側に有する。このため、ガイド穴２２を介して円柱部２１から曲げ部２７に押し出された線材４０は、傾斜面２７ｓで半径方向ＤＲへ折り曲げられ、管１０の外側に向けて進みやすくなる。
また、線材４０は、曲げ部２７に配置された材料袋３０を破り、硬化性材料ＭＡＴを線材４０の周囲に供給し易くなる（図１０参照）。したがって、管杭１は、硬化性材料ＭＡＴを効果的に供給しやすい。
傾斜面２７ｓの傾斜角度は、打込み方向ＤＦから見て例えば３０〜６０（好ましくは、４５〜６０）度である。傾斜角度が小さいほど傾斜面２７ｓによる線材４０の曲げは容易であるが、線材４０は、半径方向ＤＲへ確実に突出することが好ましいから、少なくとも４５度程度の傾斜角度が好ましい。本実施の形態（図２）では、ほぼ６０度の状態が示される。
【００２３】  曲げ部２７は、円柱部２１の円周に沿って環状に配置されている。曲げ部２７は、円柱部２１の外周の全域にわたって配置される。このため、管杭１は、材料袋３０の配置領域を確保して硬化性材料ＭＡＴの供給量を増やしやすい。
曲げ部２７は、中心軸ＡＸと交差する半径方向ＤＲに開口されたほぼＶ溝状に形成される。曲げ部２７は、円柱の周囲に環状に配置されるので比較的容易に形成される。
なお、曲げ部２７は、円柱部２１の円周に沿って間隔を置いて分離して配置されても良い。この場合は、曲げ部２７は、ガイド穴２２の位置に位置合わせされ、ガイド穴２２の外周側に配置される。曲げ部２７が分割して配置される場合は、材料袋３０も分割（複数個の袋）されてそれぞれの曲げ部２７に収納される。分割された複数個の材料袋３０は、例えばチューブ状とされる。
【００２４】  先端治具２０は、円柱形の鋼材の切削、あるいは鋳型での成型などによって形成される。大量に生産するときの生産性を考慮すれば、鋳型での形成が好ましい。個数が少ない場合などには、切削による形成が可能である。先端治具２０は、円柱部２１、錐部２４、および、曲げ部２７を一体物として形成される。したがって、強度および精度を確保し、生産性を向上しやすい。なお、先端治具２０は、管１０と同程度の強度を持てば良い。
【００２５】  図３に示すとおり、ガイド穴２２は、円柱部２１の円周に沿って複数分散して配置されている。ガイド穴２２は、それぞれが対応する線材４０を誘導するので、硬化性材料ＭＡＴを分散して均等に配置しやすくなる。このため、硬化性材料ＭＡＴは、管１０の周囲に均等に分散して管杭１の支持力を均等化しやすい。
本実施の形態では、ガイド穴２２は、同一半径の円周を均等に８分割した８か所に配置される。したがって、線材４０は、８本均等に配置される。ガイド穴２２は、中心軸ＡＸに沿って円柱部２１に直線状に形成される。つまり、ガイド穴２２は、端面２１ｒから出口２２ｗ（曲げ部２７）にわたって直線状に形成される。したがって、ガイド穴２２は、線材４０を高精度に誘導しやすい。
【００２６】  図４は、図１に示した管杭が備える押出治具と線材を抽出して示す正面図である。
図５は、図４に示した押出治具と線材を打込み方向の手前側から見て示す平面図である。
図４に示すとおり、線材４０は、ガイド穴２２の出口２２ｗから端面２１ｒまでにわたって挿入された挿入長Ｌｄと、端面２１ｒから押出治具５０までにわたって突出された突出長Ｌｐとを含む線材長Ｌｗを有する。
これにより、線材４０は、材料袋３０を突き破り、材料袋３０から硬化性材料ＭＡＴが放出される。傾斜面２７ｓによって打込み方向ＤＦと交差する半径方向ＤＲに折り曲げられた線材４０の周囲は、硬化性材料ＭＡＴで囲まれる（図１０参照）。したがって、管杭１は、設置位置ＧＤにおける支持力および引抜抵抗力を向上させやすい。
線材長Ｌｗから突出長Ｌｐを除いた挿入長Ｌｄは、押出治具５０に押し出されるまで静止状態とされ、円柱部２１に収容された状態となる。挿入長Ｌｄは、押出治具５０が線材４０を円柱部２１へ押し込んだとき、ガイド穴２２から曲げ部２７へ突出する。
管１０の外周への線材４０の飛び出し量は、設置位置ＧＤの土壌等の状況に応じて適宜設定される。線材４０の飛び出し量は、突出長Ｌｐ（線材長Ｌｗ）を調整することで変更される。なお、挿入長Ｌｄは先端治具２０の形状で規定されるので一定値に保たれる。
【００２７】  押出治具５０が線材４０をガイド穴２２に押し込んで、突出長Ｌｐの部分が円柱部２１に挿入されたとき、線材４０の挿入長Ｌｄの部分は、ガイド穴２２から曲げ部２７に突き出され、更に先端治具２０の外側へ突き出る（図１０参照）。ガイド穴２２から曲げ部２７へ突き出された部分の線材４０の長さは、突出長Ｌｐに相当する
線材４０は、押出治具５０の押し出し動作によって材料袋３０を破り、曲げ部２７から先端治具２０の周囲領域へ突き出る程度の強度を有する。線材４０は、傾斜面２７ｓで打込み方向ＤＦと交差する方向（半径方向ＤＲ）へ折り曲げられ、ほぼＬ字型の形状となる（図１０参照）。線材４０が打込み方向ＤＦに対して横方向（半径方向ＤＲ）に配置されることから、管杭１は、支持力および引抜抵抗力を向上しやすい。
【００２８】  本実施の形態では、線材４０は、押出治具５０に連結されている。線材４０は連結によって押出治具５０の固定部５１に固定される。このため、線材４０は、押出治具５０の押出動作に精度よく追従して材料袋３０を確実に突き破り、曲げ部２７から均等に半径方向ＤＲに進行しやすい。つまり、押出治具５０に連結された線材４０は、押し出し動作の信頼性を向上しやすい。
線材４０は、例えば、鉄線（鉄筋）であり、断面が円形の丸鋼、断面に凹凸を有する異形棒鋼などが適用される。
【００２９】  図５に示すとおり、押出治具５０は、例えば平面視で円形の板である。押出治具５０の外径φｐは、内径φｉｎより小さい。押出治具５０は、打込み方向ＤＦと交差する方向に配置され、管１０に収容される。押出治具５０は、線材４０の一端に当接される。押出治具５０の平面形状は、線材４０を円柱部２１に押し込めれば良いことから、線材４０の配置に対応したリング状であっても良い。
本実施の形態では、押出治具５０は鉄板であり、線材４０は鉄線である。したがって、線材４０は押出治具５０に溶接される。なお、溶接は一例であり、押出治具５０に対する線材４０の連結手段は、線材４０を押出治具５０に締め付けること、嵌め込むこと、あるいは接着することなどが可能である。また、押出治具５０は、打込み方向ＤＦにおいて線材４０に対して安定して当接されることから、連結されずに単に接触しているだけでも良い。
【００３０】  図６は、図１に示した管杭１が備える材料袋３０を抽出して打込み方向ＤＦの手前側から見て示す平面図である。
図６に示すとおり、材料袋３０は、曲げ部２７に配置される環状とされ、例えば途中に材料袋３０の一端３６および他端３７を結合する結合部３５を備える。結合部３５は、材料袋３０が曲げ部２７に配置される前は、開放されている。材料袋３０は、一端３６および他端３７の間は曲げ部２７に沿う一定の範囲で自由に変形可能な性状を有する。したがって、材料袋３０は、容易に曲げ部２７へ配置される。つまり、材料袋３０は、平面視での外形が英文字Ｃと同様とされ、開放した両端が連結されることが好ましい。
材料袋３０が曲げ部２７に配置された後、自由端として形成された一端３６および他端３７は、結合部３５で連結される。これにより、材料袋３０は曲げ部２７に嵌め込まれた環状となり、先端治具２０（曲げ部２７）に収容された状態を維持する。
【００３１】  硬化性材料ＭＡＴは、硬化性樹脂あるいは浸透性コンクリートなどの強化剤である。適宜のプラスチックフィルムの袋に硬化性材料ＭＡＴが充填された状態で材料袋３０が形成される。材料袋３０は、線材４０による加圧によって破られる程度の強度を有する。
硬化性樹脂は、例えばアクリル系、エポキシ系などが適用される。いずれの硬化性樹脂も線材４０に対する接着性が高いこと、硬化性が高いことが好ましい。
浸透性コンクリートは、ポリマー系等セメントを練液としたものであり、凝固前の状態で袋に封入される。硬化性材料ＭＡＴを浸透性コンクリートとし、線材４０として鉄線を利用した場合は、硬化性材料ＭＡＴと鉄線とが結合することになり、圧縮力および引張力の両方の強度を有するコンクリートが実現される。
材料袋３０は、例えば両面テープなどで曲げ部２７に固定されるので、打込みの際に、曲げ部２７から離れることはない。なお、上記したとおり、材料袋３０は、分割（分袋）されても良い。また、材料袋３０が曲げ部２７へ位置決めされたときは、結合部３５は、省略されても良い。
【００３２】  以下、図７から図１０までを参照して、管杭１の使用状態について説明する。
図７は、図１に示した管杭１の設置位置ＧＤでの初期状態を模式的に示す断面図である。
図７に示すとおり、管杭１の錐部２４（先端治具２０）は、設置位置ＧＤに位置合わせされ、管杭１は、管１０に印加された打込圧力ＰＰで設置位置ＧＤに打込まれる。なお、設置位置ＧＤは、管杭１が撃ち込まれる例えば土壌に対して設定される。
管１０は、外径が例えば４０〜６０ｍｍ、内径φｉｎが例えば３５〜５０ｍｍで、長さが例えば２ｍ程度である。
【００３３】  図８は、図７に示した管杭１を目標の設置深さＧＬまで打込んだ状態を模式的に示す断面図である。
図８に示すとおり、管杭１が設置深さＧＬに向けて打込まれる間、材料袋３０は、錐部２４の外径φｄの最大値φｄｍの位置より内側に配置されている。つまり、材料袋３０は、曲げ部２７の内側に配置される。したがって、材料袋３０は、管杭１が設置深さＧＬに到達するまで破損しにくくなり、打込み作業の信頼性が向上する。
材料袋３０は、管１０の打込み方向ＤＦで錐部２４の後方に配置され、管杭１が設置深さＧＬに到達するまで保護されやすい。設置深さＧＬは、例えば１．５ｍであり、管１０は、地上に０．５ｍ露出した状態となる。
先端治具２０の円柱部２１（先端治具２０、錐部２４）は、打込み方向ＤＦとは逆方向の抵抗を設置位置ＧＤからの力として受けるので、円柱部２１は、先端１１に対して更に挿入される。したがって、管１０と先端治具２０との結合強度は更に向上する。
【００３４】  図９は、図８に示した管杭１が備える線材４０が材料袋３０を破った状態を模式的に示す断面図である。
図９に示すとおり、管杭１が設置深さＧＬに打込まれた後、押出治具５０は、線材４０を曲げ部２７の側へ移動させる押出圧力ＰＥを外部から印加される。押出圧力ＰＥの印加手段は、管１０の外部から押出治具５０に向けて配置された例えばハンマーである。
したがって、押出治具５０は、打込み方向ＤＦへ向けて線材４０を移動させる。線材４０は、曲げ部２７に突出し、材料袋３０を破る。
また、線材４０は、傾斜面２７ｓへ到達する。この段階で、押出治具５０に押し出された線材４０は、突出長Ｌｐの一部を残した状態である。この後、押出治具５０は、線材４０を端面２１ｒの側へ更に押し込み、傾斜面２７ｓに到達した線材４０は、管１０の外側へ向けて折り曲げられ、屈折部４３（図１０参照）を形成する。
線材４０によって破られた材料袋３０は、材料袋３０に内包された硬化性材料ＭＡＴを線材４０の周囲および材料袋３０の外側へ供給する（図１０参照。）。なお、図９では図面の見やすさを考慮して硬化性材料ＭＡＴが拡散する前の状態を示している。
【００３５】  図１０は、図９に示した管杭１の材料袋３０から供給された硬化性材料ＭＡＴが設置位置ＧＤ（設置深さＧＬ）で浸透領域ＲＰを形成した状態を模式的に示す断面図である。
図１０に示すとおり、押出治具５０が端面２１ｒに当接するまで打込み方向ＤＦへ押し込まれると、傾斜面２７ｓで折り曲げられた線材４０の挿入長Ｌｄの部分は、屈折部４３を形成する。屈折部４３は、曲げ部２７の外側へ向かって押し出される。つまり、線材４０は、材料袋３０を破いた後、曲げ部２７の外側に向けて進行する。したがって、最終的には、先端１１の周囲に屈折部４３が配置された状態となる。
【００３６】  硬化性材料ＭＡＴは、材料袋３０を破った線材４０の周囲を伝って周囲に浸透する。このため、硬化性材料ＭＡＴは、線材４０（屈折部４３）の周囲に硬化性材料ＭＡＴを含有する浸透領域ＲＰを形成する。浸透領域ＲＰに浸透した硬化性材料ＭＡＴは、硬化して浸透領域ＲＰを固化する。したがって、管杭１は、打込み方向ＤＦと交差する管杭１（管１０の先端１１）の横方向（半径方向ＤＲ）に浸透領域ＲＰを形成する。
線材４０は、材料袋３０に対して均等に配置されることから、材料袋３０から供給される硬化性材料ＭＡＴは、打ち込み対象としての土壌に均等に浸透しやすい。つまり、管杭１の半径方向ＤＲに対して均等に分布しやすい。
上記したとおり、管杭１は、線材４０および硬化性材料ＭＡＴによって設置位置ＧＤに固定されやすい。したがって、管杭１は、設置位置ＧＤでの支持力および引抜抵抗力を向上しやすい。このため、管杭１を適用した構造物は強度を向上しやすい。なお、引抜抵抗力が向上することから、管杭１は打込み深さを低減しやすく、作業性が向上する。また、管杭１の長さを短縮化しやすい。
線材４０の先端位置、浸透領域ＲＰの位置は、土壌の状況に応じて調整される。例えば、設置位置ＧＤの土壌が柔らかい場合は、突出長Ｌｐを長くして線材長Ｌｗを長くする。これにより、半径方向ＤＲへ突出する線材４０の先端は、管１０から更に離れて配置され、浸透領域ＲＰの位置は、管１０から更に離れた位置まで拡大される。したがって、管杭１は、柔らかい土壌の場合でも、支持力および引抜抵抗力を確保しやすくなる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】  本考案に係る管杭は、支持力および引抜抵抗力を向上させる杭として産業上利用される。
【符号の説明】
【００３８】１  管杭
１０  管
１１  先端
２０  先端治具
２１  円柱部
２１ｒ  端面
２２  ガイド穴
２２ｗ  出口
２４  錐部
２７  曲げ部
２７ｓ  傾斜面
３０  材料袋
３５  結合部
３６  一端
３７  他端
４０  線材
４３  屈折部
５０  押出治具
５１  固定部
ＡＸ  中心軸
ＤＦ  打込み方向
ＤＲ  半径方向
ＧＤ  設置位置
ＧＬ  設置深さ
Ｌｄ  挿入長
Ｌｐ  突出長
Ｌｗ  線材長
ＭＡＴ  硬化性材料
ＰＥ  押出圧力
ＰＰ  打込圧力
ＲＰ  浸透領域
ＲＴ  経路（不図示）
ｓｍ  雄ネジ（不図示）
ｓｆ  雌ネジ（不図示）
φｃ  外径（円柱部２１）
φｃｍ  最大値（外径φｃ）
φｄ  外径（錐部２４）
φｄｍ  最大値（外径φｄ）
φｉｎ  内径（管１０）
φｐ  外径（押出治具５０）
【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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