(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管杭用の中空の鋼管に１周巻きで巻着されるバンド状羽根部材であって、巻着される本体部の両端部が該鋼管の外側に所定長さ（Ｗ１）延出すると共に、軸方向に対して傾斜する一対の締付け部を形成することを特徴とする鋼管杭用バンド状羽根部材。
【請求項２】
周方向において２以上に分割された分割部材が、鋼管に巻着されるものであって、全ての一対の締付け部の中、少なくとも一対が、軸方向に対して傾斜することを特徴とする請求項１記載の鋼管杭用バンド状羽根部材。
【請求項３】
該一対の締付け部間に挟持される第２羽根を、更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼管杭用バンド状羽根部材。
【請求項４】
該第２羽根が、板状の羽根、板状の羽根が捻じられた捻じり羽根又は貫通穴を有する取手状羽根であることを特徴とする請求項３に記載の鋼管杭用バンド状羽根部材。
【請求項５】
該本体部の周面から外側に所定長さ（Ｗ２）で延出する第３羽根を、更に有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼管杭用バンド状羽根部材。
【請求項６】
該第３羽根が、水平羽根又は傾斜羽根であることを特徴とする請求項５記載の鋼管杭用バンド状羽根部材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の鋼管杭用バンド状羽根部材を、鋼管に装着してなることを特徴とする鋼管杭。
【請求項８】
請求項７記載の鋼管杭と、該鋼管杭の鋼管の外周面周りに形成されるソイルセメントからなることを特徴とする複合杭。
【請求項９】
請求項７記載の鋼管杭を地中に正回転で貫入させながら、固化材を該鋼管杭の鋼管周りに供給する工程を有することを特徴とする複合杭の製造方法。
【請求項１０】
固化材の鋼管杭周りの供給方法は、固化材貯留槽からの重力流下によるものであることを特徴とする請求項９記載の複合杭の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、中低層の建築構造物の地盤改良に使用する鋼管杭に装着される部品化されたバンド状羽根部材、これを装着した鋼管杭、該鋼管杭を備える地中に構築される鋼管ソイルセメント複合杭及び該複合杭の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
中低層建築物の地盤改良に好適な鋼管杭工法として、スーパーミニドリル（ＳＭＤ）杭工法が知られている。ＳＭＤ杭工法は、くい先端部の外周に杭径の２倍から３倍程度の大きさの螺旋翼（外翼）を取り付けた鋼管杭を右回転により回転貫入させる工法である。鋼管杭の貫入は、杭頭部に回転トルクを与えることで、外翼が地盤から推進力を受けるため、地上部には無排土の状態で回転貫入されるものである。また、ＳＭＤ杭工法は、セメントミルクを使用しないという特徴を有する。
【０００３】
また、軟弱地盤中にセメント系固化材スラリ−と原位置土を処理機を用いて攪拌混合し、所定の強度に固化する深層混合処理（ＣＤＭ）工法が知られている。ＣＤＭ工法で形成された改良杭は、柱状固化処理杭あるいはソイルセメントコラム等と称され、各種構造物の基礎地盤改良として用いられる他、山留め壁、掘削時の地盤安定確保のような仮設構造物としての用途もある。
【０００４】
一方、鋼管杭は長い年月が経過するにつれ、鋼管表面に錆が発生し、初期の強度が維持できなくなるという問題がある。また、従来の鋼管杭は、先端の螺旋羽根が通過した軌道は空隙のままであり、杭径の周回りの摩擦力が低下すると共に、杭周辺地盤に空隙が発生するという問題がある。一方、柱状固化処理杭は、鋼管杭ほどの強度がなく、強度を付与するために、固化処理杭の杭径が大きくなってしまうという問題がある。このような問題を解決するものとして、鋼管杭の周りにソイルセメントを形成する鋼管ソイルセメント複合杭が知られている。複合杭は、鋼管の周りがアルカリセメントであるため、鋼管表面の錆を防止し、初期の杭強度を保持する。また、複合杭の芯材が鋼管であるため、全体の杭強度が高くなるため、全体の杭径を小さくできる。
【０００５】
このような鋼管ソイルセメント複合杭としては、ソイルセメント杭の芯材として鋼管の外周に一定間隔をもって縞をなす凹溝を形成した鋼管を使用してなる鋼管ソイルセメント複合杭が知られている（特開２００７−１９１９９０号公報）。特開２００７−１９１９９０号公報の複合杭の施工に際しては、掘削、撹拌ロッドにより、先端部よりセメントミルク等の固化剤を注入しながら掘孔し、土壌と固化剤とを混合撹拌してソイルセメント化し、次いで前記未硬化のソイルセメント中に鋼管を挿入、埋設するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１９１９９０号公報（請求項１、段落番号００１０）
【特許文献２】特願２０１２−１０６４２９
【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２００７−１９１９９０号公報記載の複合杭の施工方法は、未硬化のソイルセメント中に鋼管を挿入、埋設するため、複合杭の中心に鋼管を設置することはほとんど不可能であるか、中心に設置するために多くの工程が必要となり、コストアップは避けられないという問題がある。また、中心部の鋼管は、複合杭の先端まで到達せず、途中で止まり埋没している。このため、従来の複合杭は、鋼管の硬質地盤への根入れができないため、支持杭としての機能はなく、摩擦杭として機能するのみであるという問題があった。このような問題を解決するものとして、特許出願人は先に新規な鋼管杭を開発した（特願２０１２−１０６４２９号）。先願において、この鋼管杭の羽根は部品化できるとの記載はあるものの、具体的な部品化の形態やバンド状羽根部材については何ら開示されていない。
【０００８】
従って、本発明の目的は、支持杭として機能する複合杭に好適な部品化されたバンド状羽根部材を提供すること、簡易な方法により、複合杭の中心に鋼管を正しく設置できる複合杭の施工方法を提供すること、及びそれに使用される新規な構造の鋼管杭を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる実情において、本発明者等は鋭意検討を行った結果、バンド両端部の締付け部が、軸方向に対して傾斜する特定形状の一対の締付け部を有するバンド状羽根部材であれば、既存の鋼管杭にボルト締め等で簡単に取り付けができ、また、該バンド状羽根部材を装着した鋼管杭であれば、硬質地盤への根入れ施工が可能になることで支持杭が得られること、固化材の重力流下という簡易な方法により、複合杭の中心に鋼管を正しく設置することができること等を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、鋼管杭用の中空の鋼管に１周巻きで巻着されるバンド状羽根部材であって、巻着される本体部の両端が該鋼管の外側に所定長さ（Ｗ１）延出すると共に、軸方向に対して傾斜する一対の締付け部を形成することを特徴とする鋼管杭用バンド状羽根部材を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、前記鋼管杭用バンド状羽根部材を、鋼管に装着してなることを特徴とする鋼管杭を提供するものである。
【００１２】
また、本発明は、前記鋼管杭と、該鋼管杭の鋼管の外周面周りに形成されるソイルセメントからなることを特徴とする複合杭を提供するものである。
【００１３】
また、本発明は、前記鋼管杭を地中に正回転で貫入させながら、固化材を該鋼管杭の鋼管周りに供給する工程を有することを特徴とする複合杭の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の鋼管杭用バンド状羽根部材（以下、単に「バンド状羽根部材」とも言う。）は、例えば、公知の先端部に螺旋羽根を有する鋼管杭の外周面にボルト締め等により、簡単に装着できる。バンド状羽根部材が装着された鋼管杭は、先端羽根と装着羽根の傾斜角度を異にできるため、鋼管周りの地盤に対して、装着羽根の軌道が先端羽根と異なる多様な方向に入るため、当該地盤を大きく撹乱できる。
【００１５】
また、本発明の複合杭によれば、鋼管の先端を硬質地盤に根入れできるため、摩擦杭と支持杭の両機能を有する。また、鋼管杭が複合杭の中心に位置するため、安定した支持強度を発現できる。また、鋼管杭周りがアルカリ性のセメントであるため、鋼管の防食効果が高い。
【００１６】
また、本発明の複合杭の製造方法によれば、上記の鋼管杭と同様の効果を奏する他、鋼管周りに地表から固化材を投入しつつ、鋼管杭を回転させるという簡易な方法により、中心に鋼管が正しく配置された複合杭を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるバンド状羽根部材の斜視図である。
【図２】図１のバンド状羽根部材の平面図である。
【図３】図１のバンド状羽根部材を装着した鋼管杭の一例を示す簡略図である。
【図４】図３の鋼管杭の正面から見た簡略図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、締付け部の変形例を示す一部の側面図である。
【図６】２分割されたバンド状羽根部材の平面図である。
【図７】３分割されたバンド状羽根部材の平面図である。
【図８】４分割されたバンド状羽根部材の平面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態におけるバンド状羽根部材の斜視図である。
【図１０】第２の実施の形態におけるバンド状羽根部材の変形例の斜視図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態におけるバンド状羽根部材の斜視図である。
【図１２】第３の実施の形態におけるバンド状羽根部材の変形例の斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態における複合杭の製造方法を説明する図である。
【図１４】図１３の工程に続く工程を説明する図である。
【図１５】図１４の工程に続く工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施の形態例のバンド状羽根部材）
次に、本発明の第１の実施の形態におけるバンド状羽根部材及びこれを装着した鋼管杭を図１〜図４を参照して説明する。バンド状羽根部材１０は、中空の鋼管２０に１周巻きで巻着されるものであって、巻着される本体部１１の締め付け側の両端部が鋼管２０の外側に所定長さ（Ｗ１）延出すると共に、軸方向に対して傾斜する一対の羽根状の締付け部１２（１２ａ、１２ｂ）を形成する。
【００１９】
バンド状羽根部材１０は、例えば、高さＨ、所定長さ、所定厚みｔの帯状の鉄板を丸めて円筒形としたものであって、両側端部は、軸方向に対して傾斜するように外側に屈曲させたものである。締付け部１２は、軸方向と垂直な方向に対して傾斜角α１を有すると共に、本体部１１から外側に所定長さ（Ｗ１）延出しているため、鋼管２０に巻着された後、鋼管２０が回転することで、地盤への食い込みを容易とすると共に、撹乱羽根として機能する。なお、バンド状羽根部材１０は、円筒形の本体部１１とは別部材の締付け部１２を、本体部１１に溶接により接合したものであってもよい。
【００２０】
一対の羽根状の締付け部１２（１２ａ、１２ｂ）は、本例ではボルト軸が通るボルト穴１３が形成されている。ボルト穴１３にボルトを通し、ナットで締め付けることで、一対の羽根状の締付け部１２ａ、１２ｂは、厚みが２ｔ＋βの板状体の一体物となると共に、本体部１１は鋼管２０に強く巻着される。なお、βは締代であり、数ｍｍ程度の隙間である。
【００２１】
締付け部１２の軸方向に対する傾斜は、直線状の傾斜であっても、少し湾曲した傾斜であってもよい。軸方向と垂直な方向に対する傾斜角度α１は、具体的には、３０〜５２度の範囲から適宜決定される。湾曲としては、上方湾曲、下方湾曲又は両者が組み合わさった不定形湾曲等が挙げられる。また、締付け部１２が少し湾曲した傾斜の場合、締付け部１２の全ての箇所における傾斜角度が、３０〜５２度の範囲であることが好ましい。
【００２２】
締付け部１２の延出する長さ（Ｗ１）は、２０〜６０ｍｍが好ましい。（Ｗ１）が２０ｍｍあれば、地中に形成される複合杭の径が、最小で鋼管径＋４ｃｍとなり、鋼管の腐食防止が十分であると共に、複合杭４０は、支持機能を有するため、杭径としては十分となる。すなわち、複合杭において、ソイルセメントの被覆の厚みは、少なくとも２ｃｍとなり、鋼管の腐食防止は十分である。締付け部１２が突出する外側方向は、締付け部１２の長さ方向の中央が径方向となることが好ましい。
【００２３】
バンド状羽根部材１０の高さＨ（バンド幅）は、使用する鋼管、バンド状羽根部材１０の設置数及び締付け部１２の傾斜角により異なり、一該に決定できないものの、概ね５０〜２５０ｍｍである。これにより、鋼管への固定機能、第２羽根支持機能及び羽根機能の双方を付与することができる。
【００２４】
バンド状羽根部材１０の締付け部１２の形状としては、図１のものに限定されず、例えば、長さが本体部１１の高さＨより大で、上下が本体部から突出する形状（図５（Ａ））、長さ方向の中央部が膨らんだ側面視がアーチ状の形状（図５（Ｂ））、長さが本体部１１の高さＨより小で、上下が本体部から引っ込んだ形状（図５（Ｃ））及び不定形状のもの等が挙げられる。なお、図５（Ａ）〜（Ｃ）のボルト穴１３は「・」で表わす簡略記載とした。また、これら締付け部１２の先端部を鋸刃状や波形状にすると、地盤の撹乱効果が向上すると共に、複合杭の表面積が向上し、地盤支持機能が向上する点で好ましい。締付け部１２は、このような変形した形状であっても、バンド状本体部１１を鋼管２０に締付ける機能、第２羽根支持機能及び地盤を撹乱する機能を付与できる。
【００２５】
本発明のバンド状羽根部材は、周方向において２以上に分割された分割部材が、鋼管に巻着されるものであって、全ての一対の締付け部の中、少なくとも一対が、軸方向に対して傾斜するものであってもよい。図６のバンド状羽根部材１０ａは、周方向において２つに分割された分割部材１１ａ、１１ｂが、鋼管に巻着されるものであって、２つの一対の締付け部１２Ａ、１２Ｂが、軸方向に対して傾斜するものである。図７のバンド状羽根部材１０ｂは、周方向において３つに分割された分割部材１１ａ〜１１ｃが、鋼管に巻着されるものであって、３つの一対の締付け部１２Ａ〜１２Ｃが、軸方向に対して傾斜するものである。図８のバンド状羽根部材１０ｃは、周方向において４つに分割された分割部材１１ａ〜１１ｄが、鋼管に巻着されるものであって、４つの一対の締付け部１２Ａ〜１２Ｄの中、２つの一対の締付け部１２Ａ、１２Ｃが、軸方向に対して傾斜するものである。なお、図６〜図８のバンド状羽根部材において、軸方向に対して傾斜する締付け部１２は、少なくとも１つあればよい。１つの締付け部であっても、傾斜羽根の機能としては十分である。なお、図中、符号１５はボルトであり、図示に拘わらず、通常は全てのボルト穴において使用する。
【００２６】
（第２の実施の形態例のバンド状羽根部材）
次に、本発明の第２の実施の形態におけるバンド状羽根部材を図９を参照して説明する。図９において、図１と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図９のバンド状羽根部材１０ｄにおいて、バンド状羽根部材１０と異なる点は、締付け部１２に第２羽根を挟持により設置した点にある。すなわち、バンド状羽根部材１０ｄは、一対の締付け部１２ａ、１２ｂ間に挟持される第２羽根１６ａを、更に有するものである。これにより、締付け部１２の突出長さ（Ｗ１）を抑えて、全体の突出長さを長くすることができるため、ソイルセメントである被覆層を厚くする場合に好適なものとなる。第２羽根１６ａは板状の羽根に捻じり１６１を付けたものであり、第２羽根１６ａの先端部１６３の軸方向に対する傾斜角は、締付け部１２の同方向に対する傾斜角と異なるものとすることができる。なお、第２羽根１６ａは捻じりのない板状の羽根であってもよい。なお、符号１６２はボルト軸が通るボルト軸穴である。
【００２７】
一対の締付け部１２ａ、１２ｂ間に挟持される第２羽根は、図９の捻じり羽根に限定されず、図１０に示すような先細り板状羽根１６ｂであってもよい。第２羽根が先細り板状羽根１６ｂであれば、先端における撹拌抵抗を低減できる。また、先細り板状羽根１６ｂには、捻じりが形成されていてもよい。また、板状羽根１６ｂの羽根本体部１６４に貫通穴が形成されていてもよい。
【００２８】
一対の締付け部１２ａ、１２ｂ間に挟持される第２羽根は、図９の捻じり羽根に限定されず、図１２に示すような板状の羽根に対して貫通穴１６４を設けた取手状羽根１６ｃであってもよい。第２羽根が貫通穴１６４を有する取手状羽根１６ｃであれば、掘進撹拌に伴う上方への反力を緩和して撹拌力の高いものとすることができる。また、取手部１６５には捻じりが形成されていてもよい。
【００２９】
第２の実施の形態におけるバンド状羽根部材であれば、第１の実施の形態におけるバンド状羽根部材と同様の効果を奏する他、ソイルセメントである被覆層の種々の厚みの要望に対して、第２羽根を選択することで容易に対応できる。また、締付け部１２の羽根形状と異なる傾斜羽根を容易に作成することができる。
【００３０】
（第３の実施の形態例のバンド状羽根部材）
次に、本発明の第３の実施の形態におけるバンド状羽根部材を図１１を参照して説明する。図１１において、図１と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図１１のバンド状羽根部材１０ｆにおいて、バンド状羽根部材１０と異なる点は、本体部１１の周面から外側に所定長さ（Ｗ２）で延出する第３羽根を形成した点にある。第３羽根１７は扁平状断面の左右一対の水平羽根１７ａ、１７ｂである。水平羽根１７とは、軸方向と垂直な方向に対する傾斜角度がゼロのものである。また、第３羽根１７の所定長さ（Ｗ２）は、締付け部１２の突出長さ（Ｗ１）と同じであることが、撹拌効率が高まる点で好ましい。第３羽根１７は、本体部１１に溶接にて接合される。第３羽根１７の形状は、図１１のものに限定されず、例えば、傾斜羽根でもよく、捻じりが入ったものでもよく、左右非対称であってもよく、一対の羽根以外の１つ又は３つ以上の羽根であってもよい。左右非対称とは、例えば一方が水平羽根であり、他方が傾斜羽根である。
【００３１】
第３の実施の形態におけるバンド状羽根部材であれば、第１の実施の形態におけるバンド状羽根部材と同様の効果を奏する他、撹拌力を高めることができる。
【００３２】
第３の実施の形態におけるバンド状羽根部材の変形例として、第２の実施の形態におけるバンド状羽根部材に第３羽根を形成したものが挙げられる。すなわち、第１の実施の形態例に対して、締付け部１２に第２羽根を挟持により設置すると共に、本体部１１の周面に第３羽根を設置したものである。その一例を図１２に示す。図１２において、取手状羽根１６ｃは、第２の実施の形態例で記載した通りであり、その説明を省略する。第３羽根１７ｃ、１７ｄは扁平状断面の左右一対の水平羽根であり、突出長さ（Ｗ２）は、取手状羽根１６ｃの突出長さと同じであることが、撹拌効率が高まる点で好ましい。また、扁平状断面の第３羽根１７ｃ、１７ｄは、側面視において、取手状羽根１６ｃの貫通穴に対峙する位置に設置することが、貫通穴を通り抜けてくる塊状物を砕くことができる点で好ましい。
【００３３】
（鋼管杭の説明）
鋼管杭３０は、バンド状羽根部材１０、１０ａ〜１０ｇ（以下、単に「バンド状羽根部材１０」とも言う。）を鋼管２０に装着してなるものであり、図４に示すように、先端部に螺旋羽根２を有する鋼管に、先端の螺旋羽根２から寸法Ｈｙ分上方に装着してなるものが好ましい。先端部の羽根を螺旋状とすることで、地盤への食い込みが可能となり、鋼管杭の地盤への貫入を容易にする。また、鋼管杭３０において、バンド状羽根部材１０の締付け部１２の傾斜角度α１は、装着される鋼管２０の先端部の螺旋羽根２の傾斜角α０と異なるものであればよい。締付け部１２の傾斜角度α１を、先端部の螺旋羽根２の傾斜角α０と異なるものとすることで、地盤の撹乱効果を大きくすることができる。なお、バンド状羽根部材１０の羽根径は、先端部の螺旋羽根２の羽根径と同じか、又は先端部の螺旋羽根２の羽根径より小さい。
【００３４】
なお、本発明の鋼管杭においては、図４の鋼管杭で使用する鋼管に限定されず、先端部の螺旋羽根は無くてもよい。この場合、締付け部１２の傾斜角度α１が異なる２以上のバンド状羽根部材１０を鋼管に取り付けることが好ましい。すなわち、締付け部１２の傾斜角度α１が異なる２以上のバンド状羽根部材１０の中、ひとつのバンド状羽根部材１０を先端羽根として使用する。なお、例え先端羽根の傾斜角度が大きくなった場合、地盤への食い込みが悪くなるものの、地盤の撹拌効果は十分である。
【００３５】
また、先端羽根とバンド状羽根部材１０との間隔又は複数のバンド状羽根部材１０における上方羽根と下方羽根との間隔は、羽根の設置個数、鋼管杭長さ及び土質などにより適宜決定されるが、概ね０〜３Ｈｙ（Ｈｙは当該間隔を形成する下方羽根の鉛直方向長さを言い、図４ではＨ０である。）、好ましくは０〜２Ｈｙである。また、先端羽根と該先端羽根の直上のバンド状羽根部材１０との間隔を大きく採れば、地表近くの地盤に対して複合杭の作製が可能となり、例えば、深さ方向に塩分濃度の高い地下水等が存在する場合に好適な方法となる。
【００３６】
先端部に螺旋羽根を有する鋼管としては、従来のＳＭＤ杭が使用できる。螺旋羽根としては、正規螺旋状羽根及び非正規螺旋状羽根が挙げられる。正規螺旋状の羽根とは、１周巻き又は２周巻き以上の螺旋羽根であって、螺旋羽根の全ての位置において、同じ傾斜角度を有するものである。非正規螺旋状の羽根とは、螺旋状の全ての位置において、同じ傾斜角度を有するものではなく、一部に水平部や緩傾斜部を含む羽根を言う。
【００３７】
（複合杭の製造方法の説明）
本発明の複合杭の製造方法は、前記鋼管杭を地中に正回転で貫入させながら、固化材を該鋼管杭の鋼管周りに供給する工程（Ｉ工程）を有する。固化材の鋼管杭周りの供給方法は、固化材貯留槽からの重力流下によるものが好ましい。固化材としては、粉末状固化材またはセメントミルクが挙げられる。
【００３８】
次いで、本発明の複合杭の製造方法の一例を図１３〜図１５を参照して説明する。図１３中、符号７１は軟弱地盤、符号７２は硬質地盤（支持地盤）である。鋼管杭３０を貫入するに先立ち、貫入箇所を含んで上下が貫通した円筒缶（固化材貯留槽）４を地表面に設置する。円筒缶４は地表面に単に置くだけでよい。その円筒缶４内に鋼管杭３０を立て（図１３）、設計量の固化材５を円筒缶４内に投入する。本例では、固化材５はセメントミルクである。次いで、杭頭部に回転トルクを与えて、鋼管杭３０を地盤７中に正回転で貫入させる。
【００３９】
鋼管杭３０における羽根の地盤撹乱作用は、次の通りである。鋼管杭３０は正回転しながら、地中へ貫入される。先端羽根２は螺旋羽根であり、鋼管の１回転で地中に深さＨ０分貫入する。バンド状羽根部材１０の締付け部である羽根（以下、「第２の羽根」と言う。）が地中に入るまで、地中には先端羽根２の螺旋形状の軌道が切られ、当該軌道部分を空洞化する。次いで、第２の羽根が地中に入り込む。第２の羽根１２が通る地盤は先端羽根２が通過した地盤であるため、処女地盤ではない。このため、先端羽根２の軌道が律速となり、第２の羽根は、それ単独羽根なら１回転でＨ１分進むところがＨ０分しか進まない。すなわち、第２の羽根は、螺旋形状通りには回転せず、横方向にずれながら進行することになる。この際、第２の羽根は、通過地盤を削ることになり、当該地盤を撹乱できる。第２の羽根は、更に下方と横方向に押圧力が作用するため、下部地盤及び周辺地盤への圧密効果が発現する。
【００４０】
鋼管杭３０を地盤７中に正回転で貫入させ、上記の地盤撹乱作用により、鋼管杭３０の貫入と共に、第２の羽根は周辺地盤を圧密しながら、鋼管２０回りで且つ羽根径内の地盤を撹乱し、当該地盤中に空隙を形成していくことになる。撹乱中の地盤中には、円筒缶４内のセメントミルク５が重力流下する。すなわち、セメントミルク５は、鋼管杭３０の貫入と共に、鋼管１１周りの地盤中に充填される（Ｉ工程）。セメントミルク５は、鋼管杭３０の貫入と同期して充填されるため、撹乱された土砂と十分に混合される（図１４）。
【００４１】
Ｉ工程を実施する途中に、地盤の撹乱を更に加速するために、羽根の軌道を修正する貫入始点変更工程（ＩＩ工程）を実施してもよい。ＩＩ工程は、次のように実施される。すなわち、Ｉ工程を実施する途中において、鋼管杭３０の貫入を停止する。鋼管杭３０を停止させたままの状態で、所定の長さ分上方に引き上げ、その後、鋼管杭３０を回転させながら、再貫入を行う。引き上げる長さは、例えば、先端羽根２の鉛直方向長さＨ０以下の適宜の長さが好ましい。特に好ましくは、１/３Ｈ０〜１/５Ｈ０である。停止した鋼管杭３０を所定の長さを引き上げることで、第１羽根２の貫入の始点が変更される。すなわち、再貫入においては、最初の螺旋軌道とは異なる螺旋軌道をとることになり、地盤の撹乱が促進される。引き上げ長さがＨ０と同じでは、再貫入において、最初の螺旋軌道と同じ螺旋軌道となってしまい、地盤の撹乱の促進とはならない。また、鋼管杭３０を所定長さ引き上げる際、先端羽根２と第２の羽根で更に地盤を撹乱すると共に、地盤とセメントミルクを混合できる。ＩＩ工程は、Ｉ工程の途中、１回以上、好ましくは２回〜５回程度行うことができる。
【００４２】
Ｉ工程を実施する途中に、地盤の撹乱を強制的に行うために、鋼管杭３０の上下運動工程（ＩＩＩ工程）を実施してもよい。ＩＩＩ工程は、Ｉ工程を実施する途中において、鋼管杭３０の貫入を停止し、鋼管杭３０を停止させたままの状態で、大きなストロークで鋼管杭３０を上下運動させるものである。引き上げるストロークは、鋼管杭３０の先端から最上の羽根までの長さが好ましい。鋼管杭３０を上下運動させて地盤を撹拌することで、当該撹拌地盤へのセメントミルクの流下が容易となる。鋼管杭３０の再貫入は、いずれの地点から実施してもよい。ＩＩＩ工程は、Ｉ工程の途中、１回以上、好ましくは２回〜５回程度行うことができる。
【００４３】
本発明の製造方法において、先端羽根２は、硬質地盤層７２に根入れしてもよい。硬質地盤層７２に貫入する根入れ部９を設けることで、鋼管杭３０の先端支持力が向上する。なお、根入れ部９には固化材５が浸透するものの、根入れ部９には、固化材５が浸透していなくてもよい。また、鋼管杭３０の根入れ工程は、任意の工程であり、省略してもよい。鋼管杭３０の設計長さまでの貫入と、セメントミルク５の供給が終了することで、Ｉ工程は終了する。なお、セメントミルク５が十分に供給されているか否かは、鋼管杭３０の貫入途中において、円筒缶４内のセメントミルク５の減り具合を観察することで判断できる。セメントミルク５の供給が不十分の場合、Ｉ工程の途中で、ＩＩ工程又はＩＩＩ工程を実施すればよい。鋼管杭３０の貫入が完了し、鋼管２０の回りに未硬化のソイルセメントが形成され、未硬化ソイルセメントが硬化して鋼管ソイルセメント複合杭４０となる（図１５）。なお、円筒缶４は地表面に置かれているだけであり、容易に撤去できる。本発明の複合杭４０の製造方法によれば、鋼管２０周りに地表から固化材を重力流下しつつ、鋼管杭３０を回転させるという簡易な方法により、中心に鋼管２０を正しく配置することができる。
【００４４】
本発明の鋼管杭は、上記実施の形態例に限定されず、鋼管杭３０のように、上方に行くにつれて、傾斜角度が漸次、大となる形態の他、その逆の、傾斜角度が漸次、小となる形態や、傾斜角度の異なる羽根が交互またはランダムに形成される規則性のないものでもよい。また、第２の羽根が複数の場合、隣接する羽根間の距離（ピッチ）は、全ての羽根間で同じであっても、異なるものでもよい。
【００４５】
（複合杭の説明）
本発明の複合杭は、鋼管杭と、該鋼管杭の鋼管の外周面周りに形成されるソイルセメントからなる。ソイルセメントは、鋼管周りの原地盤土と固化材の混合物が硬化したものである。また、図１５に示すように、ソイルセメント６中には、鋼管杭３０の先端羽根２及びバンド状羽根部材の締付け部である第２の羽根が埋まっており、鋼管杭３０とソイルセメント６の密着性を高めている。また、複合杭４０は、図１５に示すような硬質地盤層７２に根入れ部９を有するものの他、先端が硬質地盤層７２に未到達で根入れ部９を有さないものであってもよい。硬質地盤層７２に根入れ部９を有する複合杭３０は、摩擦杭のみならず、支持杭として機能する。
【００４６】
複合杭４０の杭径は、先端羽根又はバンド状羽根部材の羽根径と概ね同じであり、具体的には、最大で鋼管径の４倍、最小で鋼管径＋（４ｃｍ）が好ましい。ソイルセメント６の被覆の厚みが、２ｃｍもあれば、鋼管の腐食防止は十分であると共に、支持機能があるため、複合杭４０の杭径としては、十分である。また、複合杭４０は、その周辺地盤が圧密されており、摩擦杭として高い支持力を有する。
【００４７】
本発明のバンド状羽根部材において、第２羽根又は第３羽根の先端部を鋸刃状や波形状にすると、地盤の撹乱効果が向上すると共に、複合杭の表面積が向上し、地盤支持機能が向上する点で好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のバンド状羽根部材は、鋼管杭用の一部品であり、これまでにない斬新な構造であるにも拘わらず、従来のＳＭＤ杭に新たに取り付けるだけで鋼管杭を製作できる。また、複合杭は、鋼管杭を貫入しつつ、その鋼管周りに固化材を重力流下で供給すればよく、固化材供給手段はドラムの半切りもので足りる。このため、極めて簡易な方法により、中心に鋼管が正しく配置された複合杭を安価で製造できる。また、鋼管周りにアルカリ性のセメントが被覆されており、鋼管の防食効果が高い。また、支持杭として機能する複合杭は、長期間に亘り安定した支持力を提供できる。
【符号の説明】
【００４９】
２    先端羽根
４    円筒缶（固化材貯留槽）
５    固化材（セメントミルク）
６    ソイルセメント
７    地盤
９    根入れ部
１０、１０ａ〜１０ｇ    バンド状羽根部材
１１    本体部
１２    締付け部
１３    ボルト軸穴
１５    ボルト
１６ａ〜１６ｃ  第２羽根
１７    第３羽根
２０    鋼管
３０    鋼管杭
４０    複合杭
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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