(57)【要約】【課題】基礎用杭を構成する杭構成体を連結する連結部材により連結部に割れ等の破損が生じにくいようにし、施工後の杭全体としての強度が弱くなることによる基礎及びその上の構築物の沈下を防止した基礎用杭の連結構造体を提供する。【解決手段】基礎用杭(S)は、所要数の杭構成体(1,1a,1b)を長手方向に連結した連結構造体であり、互いに連結される一方側の杭構成体と他方側の杭構成体の連結側の端部には、それぞれ軸線方向に突出した嵌合突部(10,11,12,13)が形成されており、両杭構成体(1,1a)(1a,1b)は両嵌合突部(10,11)(12,13)をつなぐように筒状の連結部材(2)を外嵌めして連結されている。【選択図】図１
2011202372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所要数の杭構成体(1,1a,1b)を長手方向に連結した基礎用杭の連結構造体であって、
互いに連結される一方側の杭構成体と他方側の杭構成体の連結側の端部には、それぞれ軸線方向に突出した嵌合突部(10,11,12,13)が形成されており、両杭構成体(1,1a)(1a,1b)は両嵌合突部(10,11)(12,13)をつなぐように筒状の連結部材(2)を外嵌めして連結されている、
基礎用杭の連結構造体。
【請求項２】
連結部材(2b,2c)が嵌合突部(10,11,12,13)に対し固定手段(21,22)により固定されている、
請求項１記載の基礎用杭の連結構造体。
【請求項３】
連結部材(2)の外径が両杭構成体の連結側の外径より径小に形成されている、
請求項１又は２記載の基礎用杭の連結構造体。
【請求項４】
杭構成体(1b)が毛細管に防腐剤を加圧注入した木材である、
請求項１、２又は３記載の基礎用杭の連結構造体。
【請求項５】
請求項２の基礎用杭の連結構造体に使用する連結部材であって、
両杭構成体の嵌合突部(10,11,12,13)に外嵌めができる内径を有する筒状体であり、嵌合突部(10,11,12,13)に対し外嵌めしたときに固定する固定手段(21,22)又は固定手段の取り付けを補助するための取付補助手段(20)が設けられている、
基礎用杭の連結構造に使用する連結部材。
【請求項６】
所要数の杭構成体を長手方向に連結して地盤に建て込む基礎用杭の施工方法であって、
下側となる杭構成体(1)を地盤に打ち込み、嵌合突部(10)を含む上端側の一部を施工面から突出させ、
前記下側となる杭構成体(1)の上方に上側となる杭構成体(1a)を吊り下げ、両杭構成体(1,1a))の嵌合突部(10,11)をつなぐように筒状の連結部材(2)を外嵌めし、
上側となる杭構成体(1a)に力を作用させて両杭構成体(1,1a)を地盤に打ち込み、
前記と同様に所要数の上側となる杭構成体(1b)を順次連結して地盤に打ち込むことにより、所要長さの基礎用杭(S)を地盤に建て込む、
基礎用杭の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基礎用杭の連結構造体、それに使用する連結部材及び基礎用杭の施工方法に関するものである。更に詳しくは、杭構成体を連結する連結部材により連結部に割れ等の破損が生じにくいようにし、施工後の杭全体としての強度が弱くなることによる基礎用杭の沈下及び基礎と構築物の沈下を防止するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
特に軟弱な地盤の上に一般住宅等、各種構築物を施工する場合には、沈下防止のために基礎が施工される地盤に必要数の木杭やコンクリート杭を建て込み、基礎を支えるようにしている。また、特に建て込まれる杭が木杭である場合、十分な支持力を得るために、複数の木製の構成材を連結部材で順次連結しながら地盤に建て込み、地盤中で長尺の杭を形成するようにして施工する場合がある。このように、構成材を連結して長尺の杭を形成するための構造体としては、例えば特許文献１に記載の「基礎用杭装置」がある。
【０００３】
この基礎用杭装置は、杭と杭とが縦に連結された状態で地中に打込まれるもので、地中に縦に配設した一方の杭と、この杭に軸心を合わせた状態で上部に連結される他の杭と、他の杭を吊支させて地中側の一方の杭に向けて押圧することにより両杭を縦に連結する縦連結手段を備えている。縦連結手段は、上部側の杭の連結部から突設され地中側の一方の杭に対して長手方向に圧入される直状部材と、直状部材の突設側に設けられ地中側の一方の杭に対する圧入方向への抵抗がその引き抜き方向への抵抗より小となる抵抗部を備えている。基礎用杭装置は、縦連結手段の圧入時は小さな抵抗により円滑に押し下げができ、圧入後は容易に引き抜けないので杭全体の一体強度が高くなるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−４６８３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の基礎用杭装置には、次のような課題があった。
すなわち、縦連結手段の直状部材は上部側の杭の連結部から突設され、地中側の一方の杭に対して長手方向に圧入されるが、このときに直状部材に無理な力がかかり、直状部材の周りの一方又は両方の杭の連結部に過大な力が作用して割れが生じる等、破損してしまうことがあった。この場合は、施工後の杭全体としての強度が弱くなり、上側の杭が連結部でずれる等して基礎及びその上の構築物の沈下を招くおそれがあった。
【０００６】
また、縦連結手段で連結された上下の杭は、軸心を合わせた状態で連結されるので、通常は連結部の外表面にあまり段差を生じない。このため、例えば地盤が相当に軟弱である場合等、地盤中の杭の表面が地盤に対して摩擦力を十分に発揮できずに、施工後に杭全体が沈み方向に動いて、前記杭の連結部が破損した場合と同様に基礎及びその上の構築物の沈下を招くおそれがあった。
【０００７】
（本発明の目的）
本発明は、所要数の杭構成体を連結部材で連結する構造の基礎用杭において、連結部材により連結部に割れ等の破損が生じにくいようにし、施工後の杭全体としての強度が弱くなることによる基礎及びその上の構築物の沈下を防止した基礎用杭の連結構造体、それに使用する連結部材及び基礎用杭の施工方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、前記目的に加えて、基礎用杭の建て込み施工後の耐荷力をより向上させた基礎用杭の連結構造体、それに使用する連結部材及び基礎用杭の施工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
（１）本発明は、
所要数の杭構成体を長手方向に連結した基礎用杭の連結構造体であって、
互いに連結される一方側の杭構成体と他方側の杭構成体の連結側の端部には、それぞれ軸線方向に突出した嵌合突部が形成されており、両杭構成体は両嵌合突部をつなぐように筒状の連結部材を外嵌めして連結されている、
基礎用杭の連結構造体である。
【００１０】
（２）本発明は、
連結部材が嵌合突部に対し固定手段により固定されている、
前記（１）の基礎用杭の連結構造体である。
【００１１】
（３）本発明は、
連結部材の外径が両杭構成体の連結側の外径より径小に形成されている、
前記（１）又は（２）の基礎用杭の連結構造体である。
【００１２】
（４）本発明は、
杭構成体が毛細管に防腐剤を加圧注入した木材である、
前記（１）、（２）又は（３）の基礎用杭の連結構造体である。
【００１３】
（５）本発明は、
前記（２）の基礎用杭の連結構造体に使用する連結部材であって、
両杭構成体の嵌合突部に外嵌めができる内径を有する筒状体であり、嵌合突部に対し外嵌めしたときに固定する固定手段又は固定手段の取り付けを補助するための取付補助手段が設けられている、
基礎用杭の連結構造に使用する連結部材である。
【００１４】
（６）本発明は、
所要数の杭構成体を長手方向に連結して地盤に建て込む基礎用杭の施工方法であって、
下側となる杭構成体を地盤に打ち込み、嵌合突部を含む上端側の一部を施工面から突出させ、
前記下側となる杭構成体の上方に上側となる杭構成体を吊り下げ、両杭構成体の嵌合突部をつなぐように筒状の連結部材を外嵌めし、
上側となる杭構成体に力を作用させて両杭構成体を地盤に打ち込み、
前記と同様に所要数の上側となる杭構成体を順次連結して地盤に打ち込むことにより、所要長さの基礎用杭を地盤に建て込む、
基礎用杭の施工方法である。
【００１５】
（作用）
本発明に係る基礎用杭の連結構造体及び連結部材の作用を説明する。なお、ここでは、説明で使用する各構成要件に、後述する実施の形態において各部に付与した符号を対応させて付与するが、この符号は、特許請求の範囲の各請求項に記載した符号と同様に、あくまで内容の理解を容易にするためであって、各構成要件の意味を上記各部に限定するものではない。
【００１６】
前記（１）の発明は、連結される両杭構成体(1,1a),(1a,1b)の嵌合突部(10,11),(12,13)をつなぐように筒状の連結部材(2)が外嵌めされているので、従来の軸心に通る直状部材とは相違して、連結部である嵌合突部(10,11),(12,13)に接触する面積が大きく、地盤への打ち込み等により嵌合突部(10,11),(12,13)の一部に過大な力が作用しても力が分散しやすく、嵌合突部(10,11),(12,13)が破損する事態は起こりにくい。したがって、嵌合突部(10,11),(12,13)の破損による建て込み施工後の杭全体としての強度低下に起因する基礎用杭の沈下及び基礎と構築物の沈下を防止することができる。
【００１７】
前記（２）及び（５）の発明は、連結部材(2a,2b,2c)を嵌合突部(10,11,12,13)に対し固定手段(21,22)により固定することができるので、杭の建て込み施工時あるいは施工後に基礎用杭が連結部でずれたり外れたりすることを防止することができる。
【００１８】
前記（３）の発明は、連結部材(2)の外径が両杭構成体の連結側の外径（嵌合突部が形成されている端部の外径）より径小に形成されているので、杭全体をみた場合に連結部材(2)の部分に径小な縮径部(3)が形成されている。
これによれば、杭の建て込み施工後に、前記縮径部(3)に土圧によって土が入り込み、この部分がストッパーとなって基礎用杭の耐荷力をより向上させることができる。
【００１９】
前記（４）の発明は、杭構成体(1b)が毛細管に防腐剤を加圧注入した木材であるので、地盤において特に地面に近い水分が少ない上層にこの杭構成体(1b)を使用すれば、防腐剤による腐蝕防止効果によって耐久性が向上し、基礎用杭の強度を長く維持することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の基礎用杭の連結構造体は、連結される両杭構成体の嵌合突部をつなぐように筒状の連結部材が外嵌めされているので、従来の軸心に通る直状部材とは相違して、連結部に接触する面積が大きく、地盤への打ち込み等により連結部の一部に過大な力が作用しても力が分散しやすく、連結部が破損する事態は起こりにくい。したがって、連結部の破損による建て込み施工後の杭全体としての強度低下に起因する基礎用杭の沈下及び基礎と構築物の沈下を防止することができる。
【００２１】
また、連結部材の外径が両杭構成体の連結側の外径より径小に形成されている基礎用杭の連結構造体は、杭全体をみた場合に連結部材の部分に径小な縮径部が形成されている。これにより、基礎用杭の建て込み施工後に、前記縮径部に土圧によって土が入り込み、この部分がストッパーとなって基礎用杭の耐荷力をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る基礎用杭の連結構造体及び施工方法を示し、（ａ）は最下部の杭構造体を地盤に打ち込んだ状態の説明図、（ｂ）は中間部の杭構造体を連結し地盤に打ち込んだ状態の説明図、（ｃ）は最上部の杭構造体を連結し地盤に打ち込んだ状態の説明図。
【図２】本発明に係る基礎用杭の連結構造体の連結部の分解斜視説明図。
【図３】本発明に係る連結部材の実施形態を示し、（ａ）は穴開き型、（ｂ）は突起型、（ｃ）は螺旋型の斜視説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明を図面に示した実施の形態に基づき詳細に説明する。
図１及び図２を参照する。
基礎用杭Ｓは、三本の木質の杭構成体１、１ａ、１ｂとそれらを連結する金属製の連結部材２により構成されている。基礎用杭Ｓを構成する杭構成体の本数及びそれぞれの長さは、基礎用杭Ｓの必要な長さに合わせて適宜設定されるものである。なお、基礎用杭Ｓは、本実施の形態では木杭であるが、これに限定するものではなく、例えばコンクリート杭等、他の材料で形成された杭とすることもできる。
【００２４】
先部（下部）の杭構成体１は、先部へ向けやや窄まったほぼ円柱形状である。杭構成体１は、基端部（上端部）の中心部に、基端部外径より径小な円柱形状の嵌合突部１０が形成されている。中間部の杭構成体１ａは、杭構成体１と同様に先部へ向けやや窄まったほぼ円柱形状である。杭構成体１ａは、先端部と基端部の中心部に、端部外径より径小な円柱形状の嵌合突部１１、１２が形成されている。
【００２５】
基部（上部）の杭構成体１ｂは、同じく先部へ向けやや窄まったほぼ円柱形状である。杭構成体１ｂは、毛細管に防腐剤を加圧注入した木材（例えばスギ材）である。杭構成体１ｂは、先端部の中心部に、先端部外径より径小な円柱形状の嵌合突部１３が形成されている。なお、前記杭構成体１、１ａ、１ｂの各嵌合突部１０、１１、１２、１３の外径は同じ径及び同じ突出長となるように形成されている。
【００２６】
連結部材２は円筒形状の鋼管であり、外径が両杭構成体１、１ａ及び後述する杭構成体１ｂの連結側の端部（嵌合突部１０、１１、１２、１３が形成されている端部）の外径より径小に形成されている。なお、連結部材２の外径を両杭構成体１、１ａの連結側の端部の外径とほぼ同じに形成することもできる。連結部材２の内径は、各嵌合突部１０、１１、１２、１３の外径とほぼ同じか又はやや径小に形成されている。
【００２７】
また、連結部材２の長さは、各嵌合突部１０、１１、１２、１３の突出長の約二倍に形成されている。連結部材２は、杭構成体１の嵌合突部１０と杭構成体１ａの嵌合突部１１及び杭構成体１ａの嵌合突部１２と杭構成体１ｂの嵌合突部１３をそれぞれつなぐように根元までややきつく外嵌めされている。
【００２８】
基礎用杭Ｓを構成する杭構成体１、１ａ、１ｂは、施工後の基礎用杭Ｓの沈下を低減又は防止するため、図１（ａ）に示すように、杭全体としてみたときに基部側が次第に太くなるように形成されている。なお、連結部材２は、外径が両杭構成体１、１ａの連結側の端部の外径より径小に形成されているので、基礎用杭Ｓにおいて連結部材２が固定されている部分に径小な縮径部３が形成されている。
【００２９】
基礎用杭Ｓは、通常は後述するように杭構成体１、１ａ、１ｂを順次連結しながら地盤中で形成される。なお、地盤に打ち込む際に連結部で折れることのない十分な強度を有するものであれば、あらかじめ杭構成体１、１ａ、１ｂを連結して形成したものを地盤に建て込むようにしてもよい。
【００３０】
基礎用杭Ｓの施工方法は次の通りである。
まず、先部の杭構成体１を打設作業機（図示省略）等を使用して地盤に鉛直方向に打ち込み、嵌合突部１０を含む上端側の一部を施工面である地面ＧＬから突出させる（図１（ａ）参照）。
【００３１】
次に、先部の杭構成体１の上方に中間部の杭構成体１ａを吊り下げ、杭構成体１の嵌合突部１０と杭構成体１ａの嵌合突部１１をつなぐように連結部材２をややきつく外嵌めして杭構成体１と杭構成体１ａを連結する。さらに、打設作業機等を使用して上側の杭構成体１ａに力を作用させて両杭構成体１、１ａを地盤に打ち込み、嵌合突部１２を含む杭構成体１ａ上端側の一部を地面ＧＬから突出させる（図１（ｂ）参照）。
【００３２】
そして、中間部の杭構成体１ａの上方に基部の杭構成体１ｂを吊り下げ、杭構成体１ａの嵌合突部１２と杭構成体１ｂの嵌合突部１３をつなぐように連結部材２をややきつく外嵌めして杭構成体１ａと杭構成体１ｂを連結する。さらに、打設作業機等を使用して上側の杭構成体１ｂに力を作用させて両杭構成体１ａ、１ｂを地盤に打ち込み、杭構成体１ｂ上端側の一部を地面ＧＬから突出させる（図１（ｃ）参照）。
【００３３】
前記と同様の施工によって必要数の基礎用杭Ｓを建て込んだ後、各基礎用杭Ｓの上端の地面ＧＬから突出した部分を含むように基礎（図示省略）を構築し、基礎の上に住宅等の構築物（図示省略）を構築する。
【００３４】
（作用）
図１及び図２を参照して本実施の形態の基礎用杭Ｓの作用を説明する。
基礎用杭Ｓは、連結される各杭構成体１、１ａ、１ｂの各嵌合突部１０、１１、１２、１３を前記組合せでつなぐように連結部材２が外嵌めされているので、従来の軸心に通る直状部材とは相違して、連結側の木部すなわち各嵌合突部１０、１１、１２、１３の外周部に接触する面積が比較的大きい。
【００３５】
したがって、地盤への打ち込む作業を行う際に連結部である各嵌合突部１０、１１、１２、１３の一部に過大な力が作用して破損する事態は起こりにくい。これにより、連結部の破損に起因する建て込み施工後の杭全体としての強度低下による基礎及びその上の構築物の沈下を防止することができる。
【００３６】
また、連結部材２は、外径が両杭構成体１、１ａの連結側の端部の外径より径小に形成されているので、基礎用杭Ｓを全体としてみた場合に連結部材２がある部分に径小な縮径部３が形成されている。これによれば、基礎用杭Ｓの建て込み施工後に、前記縮径部３に土圧によって土が入り込み（図１（ｃ）参照）、この部分がストッパーとなって杭の沈下及びこれに起因する基礎と構築物の沈下を防止することができる。
【００３７】
さらに、基礎用杭Ｓは、地面ＧＬに近い水分が少ない上層（地下水位から上の層）に位置する基部の杭構成体１ｂが毛細管に防腐剤を加圧注入した木材で形成されているので、防腐剤による防腐効果によって耐久性が向上し、基礎用杭Ｓの強度を長く維持することができる。なお、地面ＧＬに近い上層に限らず、地盤において特に水分が少ない層に対応する杭構成体に防腐効果のある杭構成体を使用することもできるし、場合によっては基礎用杭Ｓ全体を防腐効果のある杭構成体で構成してもよい。
【００３８】
図３を参照する。
前記連結部材２は、各嵌合突部１０、１１、１２、１３の外径とほぼ同じか又はやや径小に形成してややきつく外嵌めすることで固定するが、固定力をさらに強くするために次の構造の連結部材２ａ、２ｂ、２ｃを採用することもできる。
【００３９】
図３（ａ）に示す連結部材２ａには、周壁に取付補助手段である所要数の貫通孔２０が設けられている。連結部材２ａは、各嵌合突部をつなぐように外嵌めした後、各貫通孔２０を貫通するように釘を打って固定することができる。
【００４０】
図３（ｂ）に示す連結部材２ｂには、周壁に所要数の貫通したＶ字状の切り込みを入れて、その内側の部分を内部側へ曲げて突起２１が形成されている。連結部材２ｂは、各嵌合突部をつなぐように外嵌めし、各突起２１を嵌合突部表面に食い込ませることにより固定することができる。
【００４１】
図３（ｃ）に示す連結部材２ｃには、内周壁に鉄筋を溶接して螺旋体２２が設けられている。連結部材２ｃは、各嵌合突部をつなぐように外嵌めする際に連結部材２ｃ又は杭構成体を軸周方向に回転させることにより嵌めることができ、この螺旋体２２を嵌合突部表面に食い込ませることにより固定することができる。
【００４２】
前記各連結部材２ａ、２ｂ、２ｃは、連結部材２と比較して嵌合突部に対しより強く固定することができるので、建て込み施工時あるいは施工後に杭が連結部でずれたり外れたりすることを防止する機能がより優れている。
【００４３】
なお、本明細書で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４４】
Ｓ  基礎用杭
１  杭構成体
１０  嵌合突部
１ａ  杭構成体
１１  嵌合突部
１２  嵌合突部
１ｂ  杭構成体
１３  嵌合突部
２  連結部材
３  縮径部
２ａ  連結部材
２０  貫通孔
２ｂ  連結部材
２１  突起
２ｃ  連結部材
２２  螺旋体
【図１】
2011202372.tif 000003
【図２】
2011202372.tif 000004
【図３】
2011202372.tif 000005