(57)【要約】【課題】施工が容易で工期が短く安価で環境にも優しい支持杭及び支持杭の貫入工法を提供する。【解決手段】本発明の支持杭１は機械的強度の高い硬質プラスチック材料によって形成される管状の杭本体５と、杭本体５の貫入方向先端７に取り付けられるヘッドキャップ９と、ヘッドキャップ９に接続され、外周面に設けられたスクリュー羽根２５によって地盤Ｇ中に回転貫入される支持翼１１とを備えている。また本発明の支持杭の貫入工法は支持杭１を使用しリーダー付きロット３に接続する貫入準備工程と、リーダー付きロット３を回転させて支持杭１を回転貫入する貫入実行工程と、支持層Ｂに到達後、リーダー付きロット３を地上に引き抜く貫入終了工程とを備えている。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟弱地盤等の上に建築物等を構築するに当たり、建築物等の基礎を当該軟弱地盤の下方に位置する支持層に支持させるために貫入される基礎工事用の支持杭において、当該支持杭は機械的強度の高い硬質プラスチック材料によって形成される管状の杭本体と、杭本体の貫入方向先端に取り付けられるヘッドキャップと、ヘッドキャップに接続され、外周面に設けられたスクリュー羽根によって地盤中に回転貫入される支持翼とを備えていることを特徴とする支持杭。
【請求項２】
請求項１に記載した支持杭において、前記杭本体の貫入方向後端には貫入後端開口部を閉塞するエンドキャップが取り付けられていることを特徴とする支持杭。
【請求項３】
請求項１または２に記載した支持杭において、前記杭本体の内部にはコンクリート、土砂、発泡スチロール等によって構成される充填材が充填されていることを特徴とする支持杭。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載した支持杭において、前記支持翼には支持杭を回転貫入する機械装置のリーダー付きロット先端に接続され、リーダー付きロットの回転を支持翼に伝達する係合構造が設けられていることを特徴とする支持杭。
【請求項５】
軟弱地盤等の上に建築物等を構築するに当たり、建築物等の基礎を当該軟弱地盤の下方に位置する支持層に支持させるために貫入される基礎工事用の支持杭の貫入工法において、当該支持杭の貫入工法は、支持杭を地盤中に貫入する機械装置のリーダー付きロットに管状の杭本体を装着し、リーダー付きロットの先端にヘッドキャップと支持翼を接続する貫入準備工程と、リーダー付きロットを所定の方向に回転させながら下方に移動させることによって地盤を掘削し杭本体、ヘッドキャップ及び支持翼を地盤中に回転貫入する貫入実行工程と、支持翼の先端が支持層に到達後、リーダー付きロットとの接続状態を解除し、リーダー付きロットを地上に引き抜く貫入終了工程とを備えていることを特徴とする支持杭の貫入工法。
【請求項６】
請求項５に記載した支持杭の貫入工法において、前記貫入終了工程の後工程として貫入終了後の杭本体の貫入後端開口部をエンドキャップによって閉塞する貫入完了工程が設けられていることを特徴とする支持杭の貫入工法。
【請求項７】
請求項５または６に記載した支持杭の貫入工法において、地上から地下の支持層までの距離が長い時には複数本の杭本体をソケットを介在させて接着接合することによって支持杭の長さを延長して使用するようにしたことを特徴とする支持杭の貫入工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱地盤等の上に建築物等を構築するに当たり、建築物等の基礎を当該軟弱地盤の下方に位置する支持層に支持させるために貫入される基礎工事用の支持杭及び当該支持杭の貫入工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に軟弱地盤等の上に建築物等を構築する場合には、建築物等の基礎を当該軟弱地盤の下方に位置する支持層に支持させるために基礎工事に先立って鋼製の支持杭を地盤中に打設する工事が行われている。
【０００３】
しかしながら、鋼製の杭はコストが高いという問題がある。一方、近時においては機械的強度に優れ、安価な硬質プラスチック材料等によって形成される構造材料も数多く開発されており、種々の分野で使用されている。
そしてこのような構造材料を基礎工事用の支持杭に適用できれば支持杭の構築に掛かる大幅な労力の削減と工期の短縮等を図ることが可能となるが、地盤貫入時に掛かる貫入抵抗等によって支持杭の折損が生ずるおそれがあり、当該支持杭の折損を防止する画期的な支持杭の構造と支持杭の貫入工法の開発が望まれていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の背景技術及び背景技術が抱えていた問題点の存在を踏まえてなされたものであって、施工が容易で低コストの支持杭及び支持杭の貫入工法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために請求項１に記載した発明は、軟弱地盤等の上に建築物等を構築するに当たり、建築物等の基礎を当該軟弱地盤の下方に位置する支持層に支持させるために貫入される基礎工事用の支持杭において、当該支持杭は機械的強度の高い硬質プラスチック材料によって形成される管状の杭本体と、杭本体の貫入方向先端に取り付けられるヘッドキャップと、ヘッドキャップに接続され、外周面に設けられたスクリュー羽根によって地盤中に回転貫入される支持翼とを備えていることを特徴とする支持杭である。
【０００６】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した支持杭において、前記杭本体の貫入方向後端には貫入後端開口部を閉塞するエンドキャップが取り付けられていることを特徴とする支持杭である。
【０００７】
請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載した支持杭において、前記杭本体の内部にはコンクリート、土砂、発泡スチロール等によって構成される充填材が充填されていることを特徴とする支持杭である。
【０００８】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載した支持杭において、前記支持翼には支持杭を回転貫入する機械装置のリーダー付きロット先端に接続され、リーダー付きロットの回転を支持翼に伝達する係合構造が設けられていることを特徴とする支持杭である。
【０００９】
請求項５に記載した発明は、軟弱地盤等の上に建築物等を構築するに当たり、建築物等の基礎を当該軟弱地盤の下方に位置する支持層に支持させるために貫入される基礎工事用の支持杭の貫入工法において、当該支持杭の貫入工法は、支持杭を地盤中に貫入する機械装置のリーダー付きロットに管状の杭本体を装着し、リーダー付きロットの先端にヘッドキャップと支持翼を接続する貫入準備工程と、リーダー付きロットを所定の方向に回転させながら下方に移動させることによって地盤を掘削し杭本体、ヘッドキャップ及び支持翼を地盤中に回転貫入する貫入実行工程と、支持翼の先端が支持層に到達後、リーダー付きロットとの接続状態を解除し、リーダー付きロットを地上に引き抜く貫入終了工程とを備えていることを特徴とする支持杭の貫入工法である。
【００１０】
請求項６に記載した発明は、請求項５に記載した支持杭の貫入工法において、前記貫入終了工程の後工程として貫入終了後の杭本体の貫入後端開口部をエンドキャップによって閉塞する貫入完了工程が設けられていることを特徴とする支持杭の貫入工法である。
【００１１】
請求項７に記載した発明は、請求項５または６に記載した支持杭の貫入工法において、地上から地下の支持層までの距離が長い時には複数本の杭本体をソケットを介在させて接着接合することによって支持杭の長さを延長して使用するようにしたことを特徴とする支持杭の貫入工法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の支持杭によれば、硬質プラスチック製の管状の杭本体の採用により支持杭の施工コストの削減を図ることができる。
杭本体の貫入後端開口部にエンドキャップを取り付けた場合には、杭本体内への異物の侵入、落下が防止され安全性が向上する。
杭本体内部に充填材を充填した場合には杭本体の機械的強度を向上させることができる。またヘッドキャップにリーダー付きロットと接続するための係合構造を採用した場合には支持杭の一部である当該ヘッドキャップと支持翼を地盤の掘削手段として使用できるようになる。
杭本体はソケットによって延長することが可能であるから地上から地下の支持層までの距離が長い施工現場にも対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、下記に示す実施の形態１と実施の形態２を例に採って、本願発明に係る支持杭１の構成と、当該支持杭１を地盤Ｇ中に貫入する本願発明に係る支持杭の貫入工法について図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１では支持杭１を貫入する機械装置のリーダー付きロット３が支持杭１の管状の杭本体５の中心を貫通する外嵌合状態で支持杭１を貫入する外嵌合タイプの支持杭１Ａについて説明し、実施の形態２では筒状のリーダー付きロット３の中心に内嵌合状態で杭本体５を収容した状態で支持杭１を貫入する内嵌合タイプの支持杭１Ｂについて説明する。
【００１４】
実施の形態１に係る支持杭１Ａは図１〜４に示すように軟弱地盤Ａ等の上に建築物等を構築するに当たり、建築物等の基礎を当該軟弱地盤Ａの下方に位置する頑強で支持層Ｂに支持させるために使用される。
具体的には支持杭１Ａは機械的強度の高い硬質プラスチック材料によって形成される管状の杭本体５と、杭本体５の貫入方向先端７に取り付けられるヘッドキャップ９と、ヘッドキャップ９に接続され、地盤Ｇ中に回転貫入される支持翼１１と、杭本体５の貫入方向後端１３に取り付けられるエンドキャップ１５とを備えている。
【００１５】
杭本体５は一例として直径１００〜４００ｍｍ程度の硬質塩化ビニルパイプによって構成されている。そして杭本体５の管径や管の厚さは施工現場の地盤Ｇの状態や支持層Ｂまでの到達深度等に応じて適宜選択して使用される。
硬質塩化ビニルパイプは鋼管に比べて安価であり、錆の発生等腐食することがなく、適度な柔軟性と機械的強度を有することから杭本体５の材料として最適な材料ということが言える。
【００１６】
また実施の形態１では比較的管径の大きな杭本体５が使用されており、支持杭１Ａを貫入する機械装置のリーダー付きロット３は図２に示すように杭本体５の中心を貫くように杭本体５に対して内嵌状態で使用される。
杭本体５の貫入方向先端７の内壁面は幾分拡径されており、後述する支持翼１１における側筒部１７の上端部と接続される接続段部１９となっている。
【００１７】
ヘッドキャップ９は上面が開放された短寸の有底筒状の部材である。そして次に述べる支持翼１１における側筒部１７の外周面に水平に取り付けられている。
ヘッドキャップ９の上方に立ち上げられている側胴部２１の内壁面と支持翼１１における側筒部１７の外周面との間にはリング状の収容空間２３が設けられており、当該収容空間２３内に上記杭本体５の貫入方向先端７が嵌合状態で収容されるようになっている。
【００１８】
支持翼１１は一例として金属製材料によって形成されており、図示しない係合構造によって上記リーダー付きロット３の先端に接続される側筒部１７と、該側筒部１７の外周面に設けられる一枚のスクリュー羽根２５とを備えている。
側筒部１７は上面が開放された有底円筒状の部材であり、閉塞された側筒部１７の底部は中心が下方に突出するように円錐形状に形成されている。
スクリュー羽根２５は側筒部１７の外周面に設けられる螺線帯状の部材であり、支持杭１Ａの回転貫入時には地盤Ｇを掘削する掘削手段として機能する。スクリュー羽根２５は支持杭１Ａの貫入後はそのままヘッドキャップ９と共に地盤Ｇ中に残り、支持杭１の支持力を向上させる支持力向上手段として機能する。
【００１９】
エンドキャップ１５は上面が閉塞され、底面が開放された筒状の部材で杭本体５の貫入方向後端１３の貫入後端開口部を閉塞する目的で使用される。
従って容易に外れないように比較的重量のある金属製材料等によって形成されており、エンドキャップ１５の側胴部２１の内径は杭本体５の外径より幾分大きめに設定されている。
このエンドキャップ１５は杭本体５内への異物の侵入、落下等を防止する目的で必要に応じて設けられる。
【００２０】
次にこのようにして構成される支持杭１Ａを使用して行う本発明の支持杭の貫入工法について説明する。
本発明の支持杭の貫入工法は、（１）貫入準備工程と、（２）貫入実行工程と、（３）貫入終了工程と、（４）貫入完了工程とを備えることによって構成されている。
（１）貫入準備工程（図１、２参照）
貫入準備工程は支持杭１Ａを地盤Ｇ中に貫入する機械装置のリーダー付きロット３に杭本体５を装着し、リーダー付きロット３の先端にヘッドキャップ９と支持翼１１を接続する貫入に先立っての準備工程である。
【００２１】
即ちリーダー付きロット３に対して杭本体５を外嵌状態で装着し、リーダー付きロット３の先端に図示しない係合構造を使用してヘッドキャップ９と支持翼１１とを接続する。
そしてリーダー付きロット３の先端に接続された支持翼１１はリーダー付きロット３と一体になって掘削方向に回転し得る状態となる。
【００２２】
（２）貫入実行工程（図２、３参照）
貫入実行工程はリーダー付きロット３を所定の方向に回転させながら下方に移動させることによって地盤Ｇを掘削し支持杭１Ａを地盤Ｇ中に回転貫入する工程である。
即ちリーダー付きロット３を所定の方向に回転させると支持翼１１が掘削方向に回転するようになり、リーダー付きロット３の下方への移動によって杭本体５と、ヘッドキャップ９と、支持翼１１は一体になって軟弱地盤Ａから支持層Ｂに向けて貫入される。
【００２３】
（３）貫入終了工程（図３参照）
貫入終了工程は支持翼１１の先端が支持層Ｂに到達し、支持層Ｂに支持された後、リーダー付きロット３との接続状態を解除し、リーダー付きロット３を地上に引き抜く工程である。
即ち貫入実行時において掘削手段として機能していた支持翼１１は支持層Ｂに到達後、リーダー付きロット３と切り離され、杭本体５とヘッドキャップ９と共に地盤Ｇ中に残り支持杭１としての機能を担うことになる。
【００２４】
（４）貫入完了工程（図４参照）
貫入完了工程は貫入終了後の杭本体５の貫入方向後端１３の貫入後端開口部をエンドキャップ１５によって閉塞する工程である。
即ち貫入終了後の杭本体５の貫入方向後端１３に対して上方からエンドキャップ１５を被せ、杭本体５と共に構築される建築物等の基礎工事が開始できる状態にする工程である。
そして貫入完了後の支持杭１Ａと一体化された基礎は頑強な支持層Ｂによって支持された状態になり、地震等の振動にも十分耐えられる頑強な構造の基礎となって建築物等を支承する。
【００２５】
実施の形態２に係る支持杭１Ｂは図５〜７に示すような構成を有しており、前記実施の形態１に係る支持杭１Ａと概略において同様の構成を有している。従ってここでは実施の形態１と異なる構成のみに絞って支持杭１Ｂの構成を説明し、支持杭１Ａと同様の構成と支持杭１Ｂの貫入工法の詳細については省略する。
【００２６】
具体的には杭本体５の直径が実施の形態１に係る支持杭１Ａの杭本体５よりも小径に形成されており、杭本体５が円筒形状のリーダー付きロット３に対して内嵌状態で装着されている点が実施の形態１に係る支持杭１Ａと実施の形態２に係る支持杭１Ｂの構成が相違している。
これに関連し、小径の杭本体５の貫入方向先端７は支持翼１１における側筒部１７の上端部に内嵌状態で支持されており、ヘッドキャップ９の側胴部２１における内方の収容空間２３にはリーダー付きロット３の先端が収容される構成となっている。
当該支持杭１Ｂの貫入に当たっては、上述した貫入準備を行った後、図５に示す貫入実行、図６に示す貫入終了、図７に示す貫入完了の順番で支持杭１Ｂの貫入工事が進められる。
【００２７】
以上、本発明を実施するための最良の形態とその一例である実施の形態１について詳述し、実施の形態２について簡単に言及してきたが、具体的な構成は上述した構成に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内における設計の変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、支持杭１Ａ、１Ｂにおいて構成部材の１つとして設けられていたエンドキャップ１５を省略することが可能であり、その場合には支持杭の貫入工法においても貫入完了工程を省略することが可能となる。
【００２８】
エンドキャップ１５を省略した場合には杭本体５内への異物の侵入や落下が懸念されるが、その場合杭本体５の内部に図８に示すようにコンクリート、土砂、発泡スチロール等によって構成される充填材Ｃを充填することも可能である。
地上から地下の支持層Ｂまでの距離が長いときには図９に示すように複数本の杭本体５をソケットＳを介在させて接着接合することによって支持杭１の長さを延長することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は軟弱地盤等の上に建築物等を構築するに当たり、建築物等の基礎を当該軟弱地盤の下方に位置する支持層に支持させるために貫入される基礎工事用の支持杭の製造、施工分野等において利用でき、特に施工が容易で工期が短く環境にも優しい支持杭及び支持杭の貫入工法を適用したい場合に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る支持杭を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る支持杭を地盤中に貫入する途中の状態を示す側断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る支持杭を貫入終了後、リーダー付きロットを地上に引き抜いた状態を示す側断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る支持杭の貫入終了後の状態を示す側断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る支持杭を地盤中に貫入する途中の状態を示す側断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る支持杭を貫入終了後、リーダー付きロットを地上に引き抜いた状態を示す側断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る支持杭の貫入終了後の状態を示す側断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る支持杭を示す側断面図である。
【図９】本発明の更に他の実施の形態に係る支持杭を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  支持杭                        １Ａ  （外嵌合タイプの）支持杭
１Ｂ  （内嵌合タイプの）支持杭        ３  リーダー付きロット
５  杭本体                          ７  貫入方向先端
９  ヘッドキャップ                １１  支持翼
１３  貫入方向後端                  １５  エンドキャップ
１７  側筒部                        １９  接続段部
２１  側胴部                        ２３  収容空間
２５  スクリュー羽根                  Ｇ  地盤
Ａ  軟弱地盤                        Ｂ  支持層
Ｃ  充填材                          Ｓ  ソケット
【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】
2006342499.tif 000009
【図８】
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【図９】
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