(57)【要約】【課題】杭穴の拡底部内での根固め部を有効活用して、鉛直支持力を発揮する。杭穴の軸部下端、拡底部の上端付近の掘削量を減らして、効率良い拡底部を構成する。【解決手段】地面１２から杭穴軸部１５の下端１５ａに続いて円錐形の拡底部１６を形成した杭穴１４を形成し、杭穴１４の軸部１５の下端１５ａ（拡底部１６の上縁１７ａ）を杭穴基準線２０とする。杭穴基準線２０に、各既製杭１の既製杭基準線１０を合わせる。第１の既製杭１は、軸部３に続き、縮径して下面４ａを有する段差部４、下方軸部５を形成し、軸部３の下端３ａを既製杭基準線１０とする（ｃ）。第２の既製杭１は、中空ストレート状で、底面２はフラットに形成され、底面２が既製杭基準線１０とする（ａ）（ｂ）。第３の既製杭１は、軸部３に環状の突起６、６を形成し、一番下の突起６Ａの下面７の上を既製杭基準線１０とする（ｄ）。【選択図】図１
2011196154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下のように、杭穴内に既製杭を埋設して構成したことを特徴とする基礎杭構造。
(1) 前記杭穴は、軸部の下端に連続して、その下方に拡大根固め部を形成して構成し、前記軸部の下端を杭穴基準線とする。
(2) 前記既製杭は、下端部で、大径の軸部の下端から連続して、下方に向く面を有する段差部を介して、縮径した下方軸部を形成して、第１既製杭を構成する。
(3) 前記既製杭は、前記段差部及び前記先端支持部を形成しない構造で、下方に向く面である底面を有する第２既製杭を構成する。
(4) セメントミルク類が充填された前記杭穴内に、前記第１既製杭又は第２既製杭のいずれか一方を埋設する。
(5) 前記既製杭の軸部の下端を既製杭基準線として、該既製杭基準線を、前記杭穴基準線と上下方向で一致させた。
【請求項２】
以下のように、杭穴内に既製杭を埋設して構成したことを特徴とする基礎杭構造。
(1) 前記杭穴は、軸部の下端に連続して、その下方に、円錐状に徐々に径が拡大する拡大根固め部を形成して構成する。前記軸部の下端を杭穴基準線とする。
(2) 前記既製杭は、下端部で、大径の軸部の下端から連続して、下方に向く面を有する段差部を介して、縮径した下方軸部を形成して、第１既製杭を構成する。前記第１既製杭の軸部の下端を既製杭基準線とする。
(3) 前記既製杭は、前記段差部及び前記先端支持部を形成しない構造で、下方に向く面である底面を有する第２既製杭を構成する。前記第２既製杭の軸部の下端を既製杭基準線とする。
(4) 前記既製杭は、少なくとも下端部で、軸部に、上下方向で所定間隔を空けて突起を突設して構成し、第３既製杭を構成する。前記第３既製杭で、前記突起の内で、最下端の突起、あるいは最下端の突起から２番目又は３番目の突起の上縁を、前記第３既製杭の既製杭基準線とする。
(5) セメントミルク類が充填された前記杭穴内に、前記第１既製杭、第２既製杭及び第３既製杭のいずれか一つを埋設する。
(6) 前記杭穴基準線に、前記既製杭の軸部の下端を、上下方向で一致させた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地盤を掘削して形成した杭穴内に既製杭を埋設して、構成する基礎杭構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
基礎杭構造４０では、杭穴１４の軸部の下端に連続して、支持地盤に作用する根固め部を拡大掘削して拡底部１６とし、杭穴１４内に既製杭１を収めて、基礎杭構造４０を構築していた。この場合、鉛直荷重が作用した場合に、既製杭１の底面２や突起部６の下方に向けた下面７、７から杭穴底面１９に向けて、斜めに広がるせん断力が円錐形のように作用して杭穴底面１９を介して支持地盤に伝達すると考えられている（特許文献１）。
【０００３】
この場合、ストレート杭では、既製杭１の底面２から杭穴底面１９（支持地盤）に向けて、円錐状にせん断力が作用して、拡底部１６の許容強度を超えると、せん断力の作用線に沿って、ひび割れが生じていた（図３（ａ））。
【０００４】
また、既製杭１の軸方向に突起６、６を形成したいわゆる節杭では、既製杭１の底面２と拡底部１６内に位置する各突起６、６の下方に向けた下面７、７の両方から円錐状にせん断力が作用して、拡底部の許容強度を超えると、せん断力の作用線に沿って、ひび割れが生じていた（図３（ｂ））。
【０００５】
従って、既製杭１から導き出される円錐形の底面と杭穴底との位置を調節すれば、より効率的に高い鉛直支持力を確保できることが分かっている（特許文献１）。また、前記従来の技術で、拡底部１６は、杭穴１４の軸部１５に続いて大径に掘削していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−９７６３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記従来の技術で、引抜力を考慮しない場合には、杭穴１４の軸部１５の下端から拡底部１６の上端部までに部分Ａで、円錐形の外側に位置する部分には、既製杭１から杭穴底１９（支持地盤）への支持力の作用に関与しないことになる。よって、本発明は、排土量や掘削効率を考慮して、杭穴１４の軸部１５の下端から拡大根固め部の上端部までの部分Ａを効率よく形成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、杭穴の軸部下端に相当する杭穴基準線に、既製杭の下方向けた面を有する既製杭基準線を一致させて、既製杭を杭穴内に埋設するので、前記問題点を解決した。
【０００９】
即ち、この発明は、以下のように、杭穴内に既製杭を埋設して構成したことを特徴とする基礎杭構造である。  
(1) 前記杭穴は、軸部の下端に連続して、その下方に拡大根固め部を形成して構成し、前記軸部の下端を杭穴基準線とする。  
(2) 前記既製杭は、下端部で、大径の軸部の下端から連続して、下方に向く面を有する段差部を介して、縮径した下方軸部を形成して、第１既製杭を構成する。  
(3) 前記既製杭は、前記段差部及び前記先端支持部を形成しない構造で、下方に向く面である底面を有する第２既製杭を構成する。  
(4) セメントミルク類が充填された前記杭穴内に、前記第１既製杭又は第２既製杭のいずれか一方を埋設する。  
(5) 前記既製杭の軸部の下端を既製杭基準線として、該既製杭基準線を、前記杭穴基準線と上下方向で一致させた。
【００１０】
また、他の発明は、以下のように、杭穴内に既製杭を埋設して構成したことを特徴とする基礎杭構造である。  
(1) 前記杭穴は、軸部の下端に連続して、その下方に、円錐状に徐々に径が拡大する拡大根固め部を形成して構成する。前記軸部の下端を杭穴基準線とする。  
(2) 前記既製杭は、下端部で、大径の軸部の下端から連続して、下方に向く面を有する段差部を介して、縮径した下方軸部を形成して、第１既製杭を構成する。前記第１既製杭の軸部の下端を既製杭基準線とする。  
(3) 前記既製杭は、前記段差部及び前記先端支持部を形成しない構造で、下方に向く面である底面を有する第２既製杭を構成する。前記第２既製杭の軸部の下端を既製杭基準線とする。  
(4) 前記既製杭は、少なくとも下端部で、軸部に、上下方向で所定間隔を空けて突起を突設して構成し、第３既製杭を構成する。前記第３既製杭で、前記突起の内で、最下端の突起、あるいは最下端の突起から２番目又は３番目の突起の上縁を、前記第３既製杭の既製杭基準線とする。  
(5) セメントミルク類が充填された前記杭穴内に、前記第１既製杭、第２既製杭及び第３既製杭のいずれか一つを埋設する。  
(6) 前記杭穴基準線に、前記既製杭の軸部の下端を、上下方向で一致させた。
【００１１】
前記におけるセメントミルク類とは、杭穴に充填する水硬性材料の総称であり、セメントミルクの他、必要な固化強度を確保できればソイルセメント等でも可能である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、既製杭の軸部の下端を既製杭基準線として、既製杭基準線を、杭穴基準線と上下方向で一致させたので、杭穴の拡底部内での根固め部を有効活用して、鉛直支持力を発揮できる。また、円錐状に徐々に径が拡大する拡大根固め部を形成した場合には、杭穴の軸部下端、拡底部の上端付近の掘削量を減らして、効率良い拡底部を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）〜（ｄ）はこの発明の実施例の基礎杭構造の縦断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｇ）は、この発明の実施例の基礎構造の構築手順を表す縦断面図である。
【図３】図３は、従来の基礎杭構造の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（１）  第１の既製杭１は、径Ｄ１０の軸部３に続き、縮径して下面４ａを有する段差部４を形成し、段差部４の下端に連続して、径Ｄ１１（Ｄ１０＜Ｄ１１）の下方軸部５を形成して構成する（図１（ｃ））。この場合には、軸部３の下端３ａ（段差部４の上端）を既製杭基準線１０する（図１（ｃ））。  
第２の既製杭１は、円筒形の中空ストレート状で、底面２はフラットに形成され、既製杭１の下端（底面２）が、既製杭基準線１０を構成する（図２（ｂ））。  
第３の既製杭１は、径Ｄ１２の軸部３で軸方向に所定間隔で、径Ｄ１３（Ｄ１２＜Ｄ１３）の環状の突起６、６を形成して構成する。この場合、実線図示の既製杭１において、一番下の突起６Ａの下方へ向く下面７の上を既製杭基準線１０とする。
【００１５】
（２）  地面１２から径Ｄ０の杭穴軸部１５の下端１５ａに続いて、下方に、円錐形の拡底部１６を形成した杭穴１４を掘削する。拡底部１６の底１９は径Ｄ１で形成される（図２（ａ）〜（ｅ））。また拡底部１６内には、セメントミルク又はソイルセメント等による根固め層が形成されている。杭穴１４の軸部１５の下端１５ａ（＝拡底部１６の上縁１７ａ）を杭穴基準線２０とする。
【００１６】
（３）  続いて、第１、第２、第３のいずれかの既製杭１を杭穴１４内に下降して（図２（ｆ））、既製杭基準線１０を、杭穴基準線２０の高さに合わせた状態で、既製杭１を定着させる（図２（ｇ））。第１の既製杭１を使った基礎杭構造３０を図１（ｃ）、第２の既製杭１を使った基礎杭構造構造３０を図２（ａ）（ｂ）、第３の既製杭１を使った基礎杭構造３０を図１（ｄ）に示す。
【実施例１】
【００１７】
図１、図２に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【００１８】
１．基礎杭構造３０の構築
【００１９】
（１）  既製杭１は、円筒形の中空ストレート状で、底面２はフラットに形成され、既製杭１の下端（底面２）が、既製杭基準線１０を構成する（図１（ｂ））。
【００２０】
（２）  地面１２から所定径Ｄ０の杭穴軸部１５を所定深さＨ０まで掘削する（図２（ａ））。この際、使用する掘削ロッド２５は下端部に掘削ヘッド２６を有し、掘削ヘッド２６は揺動する掘削腕２７、２７を有し、揺動角度を所定角度に設定して、掘削する。
【００２１】
（３）  続いて、杭穴軸部１５の下端１５ａから、掘削腕２７、２７の揺動角度を一気に広げ又は徐々に広げながら、杭穴軸部１５の下端１５ａに連続して、部分円錐形の拡底部円錐部１７を掘削する（図２（ｂ））。  
拡底部円錐部１７に連続して、拡底部円錐部１７の最下端の径を最大径として、径Ｄ１の拡底部円柱部１８を掘削する（図２（ｃ））。  
従って、円錐形の拡底部円錐部１７では、上端１７ａで最小径Ｄ０で、下端１７ｂで最大径Ｄ１で形成される。また、杭穴軸部１５の下端１５ａ（即ち拡底部円錐部１７の上端１７ａ）が杭穴基準線２０を構成する。
【００２２】
（４）  杭穴拡底部１６の底１９が支持地盤に充分に至り、杭穴拡底部１６の掘削が完了したならば、杭穴拡底部１６内にセメントミルクを充填して掘削泥土と置換して杭穴拡底部１６内に根固め層を形成する。あるいは、置換に代えて、セメントミルクと掘削泥土を撹拌混合して杭穴拡底部１６内に根固め層を形成する。  
その後、掘削腕２７、２７を閉じて、掘削ロッド２５を掘削ヘッド２６と共にを地上１２に引き上げる（図２（ｄ））。掘削ロッド２５を引き上げながら、セメントミルクを杭穴軸部１６内に充填してあるいは撹拌混合して、杭周固定層を形成しながら、掘削ロッド２５を地上１２に引き上げる（図２（ｅ））。
【００２３】
（５）  続いて、杭穴１４内に、既製杭１を徐々に下降して（図２（ｆ））、既製杭基準線１０（既製杭の底面の高さ）を、杭穴基準線２０（杭穴の軸部の下端＝根固め部円錐部の上端）に位置させる。この際、地上１２から杭穴基準線２０までの距離はＨ０であり、既製杭１の長さＬ１と既製杭１の上端と地上１２の位置を考慮して、両線１０、２０の高さを一致させる。  
この状態を保持して、根固め層、杭周固定層が固化したならば、この発明の基礎杭構造３０を構成する（図２（ｇ）、図１（ｂ））。ここで、拡底部円錐部１７と拡底部円柱部１８を合わせて杭穴拡底部１６とする。また、拡底部円柱部１８が無く、拡底部円錐部１７のみで底まで形成する場合には、拡底部円錐部１７が拡底部１６となる。また、杭穴軸部１５と杭穴拡底部１６を合わせて、杭穴１４とする。
【００２４】
（６）  この場合、形成する拡底部円錐部１７は、鉛直と為す角度θ２で形成され、既製杭１の底面２から作用するせん断力の円錐の角度θ１が予想される（通常は角度θ１＝３０度程度で、地盤強度、根固め部の大きさ・強度等により異なる）。この場合、角度θ２の拡底部円錐部１７に続く拡底部円柱部１８が底面１９に結ぶ円は、角度θ１が杭穴底に結ぶ円と同等とすることもできる。
【００２５】
２．他の実施例
【００２６】
（１）  前記実施例において、拡底部円柱部１８を形成したが、拡底部円柱部１８を省略して、拡底部１６の全体を部分円錐で形成した（即ち、拡底部円錐部１７のみ）構造とすることもできる（図１（ａ））。従って、この場合には、θ１＝θ２、となる。
【００２７】
（２）  また、前記実施例において、ストレート状の既製杭１としたが、他の構造の既製杭１を使用することもできる（図１（ｃ）（ｄ））。  
例えば、既製杭１を、径Ｄ１０の軸部３の下端３ａに続き、下方に向けて縮径して下面４ａを有する段差部４を形成し、段差部４の下端に連続して、径Ｄ１１（Ｄ１０＜Ｄ１１）の下方軸部５を形成して既製杭１とする（図１（ｃ））。この場合には、軸部３の下端３ａ（段差部の上端）を既製杭基準線１０として、杭穴基準線２０に合わせる（図１（ｃ））。また、この場合で、引抜力を強化する場合には下方軸部５に追加突起８、８を設けることもできる（図１（ｃ）鎖線図示８）
（３）  また、既製杭１の径Ｄ１２の軸部３で軸方向に所定間隔で、径Ｄ１３（Ｄ１２＜Ｄ１３）の環状の突起６、６を形成して、既製杭１（いわゆる節杭）とすることもできる（図１（ｄ））。この場合、実線図示の既製杭１において、一番下の突起６Ａの下方へ向く下面７の上を既製杭基準線１０として、杭穴基準線２０に合わせる。  
この場合、引抜力が作用した際に、上方に向けた抵抗力（引抜力）を増大させたり、拡底部１６と既製杭１との一体性を図る効果を発揮することを目的として、前記図１（ｃ）の場合と同様に、既製杭１の軸部を下方に延長して、追加突起６Ｄを形成することもできる（図１（ｄ）鎖線図示６Ｄ）。即ち、換言すれば、実線図示の既製杭１で、一番下の突起６Ａではなく、下から２番目の突起６Ｂや下から３番目の突起６Ｃの下方へ向く下面７の上を、既製杭基準線１０として、杭穴基準線２０に合わせる。
【符号の説明】
【００２８】
１    既製杭
２    既製杭の底面
３    既製杭の軸部
３ａ  軸部の下端
４    既製杭の段差部
４ａ  段差部の下面
５    既製杭の下方軸部
６    既製杭の突起
６Ａ  一番下の突起
６Ｂ  下から２つ目の突起
６Ｃ  下から３つ目の突起
６Ｄ  追加突起
７    突起の下面
８    追加突起
１０  既製杭基準線
１２  地面
１４  杭穴
１５  杭穴の軸部
１５ａ  軸部の下端
１６  杭穴の拡底部
１７  拡底部円錐部
１７ａ  拡底部円錐部の上縁
１７ｂ  拡底部円錐部の下縁
１８  拡底部円柱部
１９  拡底部の底
２０  杭穴基準線
２５  掘削ロッド
２６  掘削ヘッド
２７  掘削ヘッドの掘削腕
３０  基礎杭構造
４０  基礎杭構造（従来例）
【図１】
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【図２】
2011196154.tif 000004
【図３】
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