(57)【要約】【課題】  鋼管杭と同様に回転圧入工法による打設が可能で運搬も容易であり、しかもコンクリート杭のように支持力が大である回転圧入杭を提供する。【解決手段】  長尺鋼材よりなる平行な複数本の縦骨材１、１に直交し、縦骨材間を繋ぐ環状の円形鋼板２、２を縦骨材の長手方向に所要の間隔をあけて配設した骨格構造体まわりに、この骨格構造体側面を覆う側板７を設け、この側板をパンチングメタルや金網等の透水性孔を有するもので構成し、前記縦骨材１を、Ｈ型鋼等の側面に溝状部１ｂを有する鋼材で構成し、この溝状部１ｂが側面の長手方向に現れるように配設した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺鋼材よりなる平行な複数本の縦骨材に直交し、縦骨材間を繋ぐ円形鋼板を縦骨材の長手方向に所要の間隔をあけて配設した骨格構造体まわりに、この骨格構造体側面を覆う側板を設けてなる回転圧入杭。
【請求項２】
前記円形鋼板を環状のもので構成するとともに、前記側板をパンチングメタルや金網等の透水性孔を有するもので構成してなる請求項１に記載の回転圧入杭。
【請求項３】
前記縦骨材を、Ｈ型鋼等の側面に溝状部を有する鋼材で構成し、この溝状部が側面の長手方向に現れるように配設してなる請求項１に記載の回転圧入杭。
【請求項４】
前記縦骨材と平行をなす複数の縦筋材と、これら縦筋材間を接続する横筋材とを備えてなる請求項１に記載の回転圧入杭。
【請求項５】
内部にコンクリートを充填して硬化せしめてなる請求項２または４に記載の回転圧入杭。
【請求項６】
前記縦骨材の溝状部に、円筒体の外周に地盤掘削用の羽根を備え、内面に前記溝状部とスライド可能に係合する突条を有する羽根体を所要の軸方向の位置に固定してなる請求項３に記載の回転圧入杭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物等の構造物を支持するために地盤に回転圧入して使用する杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木構造物や建築物等の構造物を建造する際に、地盤に打設される杭にはコンクリート製のものや鋼管製のものが一般的に用いられ、コンクリート製のものはディーゼルハンマー等の重機を用いて打撃による打ち込みを行うか、あるいは地盤に予め穴を掘り、この穴に杭を埋設している。
【０００３】
ディーゼルハンマーを用いた打撃工法は、周囲に甚大な騒音、振動による被害を及ぼすことから近年ではあまり用いられることがなくなってきており、したがって杭を埋設する沈設工法（例えば、特許文献１、２参照）が主流となっている。
【０００４】
上述した沈設工法では、穴を掘った際の廃土が産業廃棄物として出るため、この廃土の処理に費用が嵩むという問題がある。
また、コンクリート杭は重量が大であって運搬にコストが嵩むという問題もある。
【０００５】
ところで、前記鋼管杭の場合は回転圧入が主流となっており、施工時における騒音や振動が殆どなく、しかも廃土が出ないというメリットがあるが、コンクリート杭ほどの支持力は期待できない。
【０００６】
コンクリート杭も上記鋼管杭のように回転圧入ができれば、コンクリート杭の製作が容易であり、鉛直方向の支持力が大であるというメリットを生かしつつ前述した欠点を補うことができるのであるが、コンクリート杭は回転圧入の際の捩れ応力に弱く、回転圧入用のコンクリート杭は実用化されていないのが現状である。
【特許文献１】特開２０００−１８６３２２（第１〜３頁、図１〜５）
【特許文献２】特開平１０−１９５８６７（第１〜４頁、図１〜７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的とするところは、鋼管杭と同様に回転圧入工法による打設が可能で運搬も容易であり、しかもコンクリート杭のように支持力が大である回転圧入杭を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る回転圧入杭は、長尺鋼材よりなる平行な複数本の縦骨材に直交し、縦骨材間を繋ぐ円形鋼板を縦骨材の長手方向に所要の間隔をあけて配設した骨格構造体まわりに、この骨格構造体側面を覆う側板を設けたものとしてある。
【０００９】
また、前記円形鋼板を環状のもので構成するとともに、前記側板をパンチングメタルや金網等の透水性孔を有するもので構成し、前記縦骨材を、Ｈ型鋼等の側面に溝状部を有する鋼材で構成し、この溝状部が側面の長手方向に現れるように配設し、前記縦骨材と平行をなす複数の縦筋材と、これら縦筋材間を接続する横筋材とを備え、現場であるいは予め内部にコンクリートを充填したものとしてある。
【００１０】
さらに、前記縦骨材の溝状部に、円筒体の外周に地盤掘削用の羽根を備え、内面に前記溝状部とスライド可能に係合する突条を有する羽根体を所要の軸方向の位置に固定してなる構成のものとしてある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、骨格構造体まわりを側板で覆ったものとしてあるので、鋼管杭よりも剛性および支持力が大であり、しかも従来のコンクリート杭よりも軽量で保管、運搬が容易であるというメリットがある。
【００１２】
また、円形鋼板を環状のもので構成したものでは、杭を地盤に打設してから内部にコンクリートを流し込むことによって地盤内にコンクリート杭と同様の支持構造を設けることができ、重量の大なる建築物等の構造物を安定して支持することができる。
【００１３】
さらに、側板をパンチングメタル等の透水性を有する素材のもので構成したものでは、本発明の杭を地盤に打設してから上述のように杭内にコンクリートを流し込むと、回転圧入の際に杭と地盤との間に生じる隙間および周囲の地盤に、コンクリート中のセメント成分が必要充分な量流出してその後杭内部のコンクリートとともに硬化し、より大なる支持力を期すことができる。
【００１４】
また、予め杭内にコンクリートを流し込んで硬化せしめたものは、内部に骨格構造体を有しているので、従来のコンクリート杭に比して捩れ方向の力に強く、したがって回転圧入時に杭に掛かる回転力に十分対応することができ、従来の鋼管杭と同じ回転圧入用の機材を利用して同様の手順で施工することができる。すなわち、鋼管杭と同様の簡便さを維持しつつ、コンクリート杭と同等以上の支持力を得ることができる。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明に係る杭の実施例を添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。
杭の軸線方向と平行をなす縦骨材１、１はＨ型鋼よりなり、フランジ１ａ、１ａ間の溝状部１ｂが外側に向かうように、中央に孔２ａを有する環状の円形鋼板２、２の辺部に略等角度間隔（本実施例では９０°間隔）で溶接固定されている。
【００１６】
杭の上下端には、他の杭との接続手段を構成する接続フランジ３、４を設けてあり、これら接続フランジは上下に連通する複数のボルト孔３ａ、４ａを有し、上端の接続フランジ３は中空角筒状の接続用突起５を備え、下端の接続フランジ４は中央に正方形状の孔６を備え、接続用突起５が別の杭の孔６に嵌入してボルト孔３ａ、４ａに挿通したボルトとナットによって杭どうしが接続されるようになっている。
【００１７】
また、上端フランジ３上面における接続用突起５のまわりには同心円上に小突起３ｂ、３ｂを備えるとともに、下端フランジ４下面における孔６のまわりに凹部４ｂ、４ｂを備え、杭どうしを接続した際における接続用突起５と孔６との係合および小突起３ｂと凹部４ｂとの係合によって杭の圧入時における回転力を杭どうしの間で確実に伝達できるようになっている。
【００１８】
しかして本発明の杭においては、上述した縦骨材１、１と円形鋼板２、２および上下の接続フランジ３、４で骨格構造体が構成されていて、この骨格構造体の側面を側板７で覆ってある。
【００１９】
上記側板７は、透水性を有する板材よりなり、本実施例のものでは金網７ａまわりに縁材７ｂを有するもので構成してあって、取り付け前には平坦なものであるが、杭の側面に倣う曲面状に曲げて縁材部分を骨格構造体に取り付ける。
【００２０】
具体的には円形鋼板２、２および上下の接続用フランジ３、４の側面と、縦骨材のフランジ１ａ、１ａにビス止めしてある。また、側板は上中下に３分割されていて、上部と下部の側板を外すと杭どうしを接続する際に接続用フランジどうしを接続するボルト、ナットの締結を容易に行うことができるようになっている。
【００２１】
本発明に係る杭は、内部にコンクリートを流し込んでコンクリート杭を構成できるようになっていて、上述した骨格構造体の内部に鉄筋構造を有している。
具体的には、円形鋼板２、２を貫通し、縦骨材１、１と平行をなす縦筋材８、８を同心円上に備え、また円形鋼板間における縦筋材間をリング状の横筋材９、９で接続してあって、縦筋材の上下端は上下の接続用フランジ３、４に溶接固定され、これら縦筋材と横筋材が杭内にコンクリートを流し込んだ際の鉄筋を構成する。
【００２２】
ところで、地盤に対して最初に圧入される杭には、下端に先端刃１０を取り付けることができるようになっており、先端刃はフランジ１１の上面に、杭の下端フランジ４の孔６に嵌入する角柱状の係合突起１２と、この係合突起まわりに小突部１１ｂを有し、またフランジの下面に、角柱状の軸部１３と、この軸部まわりに螺旋状の掘削羽根１４を設けてあり、この掘削羽根の回転方向先端縁には掘削刃１４ａを設けてある。
【００２３】
また、軸部１３の下端面中央には杭の圧入中心を案内して芯ずれを防止するガイド突起１５と、このガイド突起まわりに角刃１６を備えていて、地中に硬質の障害物があってもスムーズに圧入できるようになっている。
【００２４】
そして先端刃は、前記係合突起１２を杭下端フランジ４の孔６に嵌めるとともに、小突起１１ｂを下端フランジ４の凹部４ｂに嵌めてフランジ１１に同心円上にあけた孔１１ａ、１１ａと下端フランジ４のボルト孔４ａを挿通したボルトとナットによって固定するようになっている。
【００２５】
なお、上述した先端刃１０は鋳造により一体に形成する場合もあるし、各部材を相互に溶接して構成する場合もあり、また杭に対してボルト止めに代えて溶接固定する場合もある。
【００２６】
また、杭の外周には羽根体１７を備え、この羽根体は円筒部１８まわりに、杭を圧入する場所の地質に合わせた形状、寸法の地盤掘削用の羽根１９を有するものとしてあり、この羽根１９は例えば螺旋状のものとしてあって、回転圧入方向の先端縁に掘削刃を備えている。
【００２７】
そして円筒部１８の内面には、前記縦骨材１の溝状部１ｂとスライド可能に係合する突条１８ａを設けてあり、羽根体を杭の軸線方向の所要の位置にセットして溶接固定できるようになっている。
【００２８】
上述のように構成した本発明の杭は、最初に地盤へ圧入される杭の下端に前記先端刃１０を取り付け、所要の位置に前記羽根体１７を取り付けて従来から鋼管杭の回転圧入に使用されている機器を用いて回転圧入を行なう。
なお、回転圧入用の機器は上端フランジに接続し、縦骨材１の溝状部１ｂを圧入用機器との接続用係合部とするが、接続手段には各種のものがあるので、必要に応じて接続アダプタを製作する。
【００２９】
最初の杭を圧入し終えたら、その杭の上端フランジに別の杭の下端フランジをボルト１９とナット２０で接続し、その後接続部分のまわりの側板を設けていない部分に上下の側板をそれぞれ取り付ける。
【００３０】
そして杭の下端が支持地盤に到達するか、あるいは充分な支持力が得られる深さまで圧入されたら、最も上方に位置する杭の上端における筒状の接続用突起５からコンクリートを流し込み、接続されている全ての杭内に充填する。
【００３１】
かくすると、コンクリート中セメントの一部が透水性の側板７から杭周囲に透過し、杭側面と土砂との隙間や、圧入時における掘削羽根の回転によってほぐされた周囲の土砂の隙間に浸透して杭と土砂の隙間が埋められるとともに周囲の土砂が硬化され、地盤に対する杭の鉛直摩擦力が増大する。
【００３２】
また、杭内のコンクリートは杭内の鉄筋８、９まわりで硬化し、杭自体がコンクリート杭となってコンクリートを流し込まない場合に比して耐荷重性が格段に増大し、大なる支持力が要求される大規模建築物や土木構造物の支持杭として有効に適用できる。
【００３３】
上述した実施例のものでは、円形鋼板を環状のもので構成するとともに側板を透水性を有するもので構成してあるが、杭内部にコンクリートを流し込まずに使用する場合には、円形鋼板を環状のものとせず、側板を孔のない鋼板等の板材で構成する場合もある。
【００３４】
また、縦骨材１をＨ型鋼で構成してあるが、溝状部を有するものであればＩ型鋼やチャンネル杆等適宜の形状のものを採用することができ、また縦骨材の太さを杭の長さや圧入しようとする地盤の硬さおよび支持すべき構造物の重量等の各種要件に応じて規格、汎用品から相応のものを選択し、使用本数は本実施例のように４本ではなく、２本あるいは３本もしくは５本以上使用する場合もある。
【００３５】
さらに、杭の内部に予めコンクリートを流し込んでコンクリート杭として製作し、回転圧入のできるコンクリート杭として使用する場合もあり、この場合には円形鋼板を環状のものとするが、側板を孔のないもので構成したり、側板を設けないように構成したりする場合もある。
【００３６】
また、本実施例のものでは側板を金網で構成してあるが、パンチングメタル等の有孔板で構成する場合もあり、いずれの場合にしても網目の細かさや孔の寸法は杭を圧入する地質に応じて適宜設定する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る杭の実施例を示す一部破断正面図。
【図２】本発明に係る杭の実施例を示す平面図。
【図３】本発明に係る杭の実施例を示す底面図。
【図４】本発明に係る杭の実施例を示す横断面図。
【図５】杭に取り付ける前の側板の一例を示す斜視図。
【図６】先端刃の正面図。
【図７】先端刃の平面図。
【図８】先端刃の底面図。
【図９】羽根体の正面図。
【図１０】羽根体の平面図。
【図１１】杭の使用状態を示す正面図。
【図１２】杭どうしの接続状態を示す拡大断面図。
【符号の説明】
【００３８】
１  縦骨材
２  円形鋼板
３、４  接続フランジ
５  接続用突起
６  孔
７  側板
８  縦筋材
９  横筋材
１０  先端刃
１１  フランジ
１２  係合突起
１３  軸部
１４  掘削羽根
１５  ガイド突起
１６  角刃
１７  羽根体
１８  円筒部
１９  ボルト
２０  ナット
【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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