(57)【要約】【課題】  施工容易にして、鉛直方向支持力を高めたスパイラル杭基礎を提供する。【解決手段】  本発明のスパイラル杭基礎は、螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭１と、スパイラル杭１が挿通されて固着される円筒状鋼管２と、円筒状鋼管２の外周にフランジ状に張り出して設けられた受圧部材３と、を備え、受圧部材３は、スパイラル杭１とともに地盤Ｇに埋設されて、基礎の鉛直方向支持力に寄与する。スパイラル杭基礎は、地盤Ｇに埋設した円筒状鋼管２を案内に利用してスパイラル杭１を捩じ込むことで、容易にスパイラル杭１を真直に捩じ込んで埋設することができる。この逆の手順で施工する場合も、先行して打設したスパイラル杭１を案内として、掘削縁３ａを設けた受圧部材３によって円筒状鋼管２が打設されるため、円筒状鋼管及び受圧部材を容易に埋設することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭と、
前記スパイラル杭が挿通されて固着される円筒状鋼管と、
前記スパイラル杭の長手方向に直交する面で受圧する受圧部材と、を備え、
前記受圧部材は、前記スパイラル杭とともに地盤に埋設されて、基礎の鉛直方向支持力に寄与することを特徴とするスパイラル杭基礎。
【請求項２】
請求項１に記載のスパイラル杭基礎において、
前記受圧部材は、前記円筒状鋼管の外周にフランジ状に張り出して設けられたことを特徴とするスパイラル杭基礎。
【請求項３】
請求項２に記載のスパイラル杭基礎において、
前記スパイラル杭の上端部を前記円筒状鋼管に収容した状態で当該円筒状鋼管と当該スパイラル杭とを固着する固着手段を備えることを特徴とするスパイラル杭基礎。
【請求項４】
請求項３に記載のスパイラル杭基礎において、
前記受圧部材は全体的に螺旋状をなす円板状であり、当該受圧部材を回転させることにより当該受圧部材が地盤を掘削して、当該受圧部材及び前記円筒状鋼管が地盤に捩じ込まれて埋設されることを特徴とするスパイラル杭基礎。
【請求項５】
請求項４に記載のスパイラル杭基礎において、
前記受圧部材における螺旋の捩じり方向と前記スパイラル杭における螺旋の捩じり方向とが逆方向であることを特徴とするスパイラル杭基礎。
【請求項６】
請求項１又は２に記載のスパイラル杭基礎において、
前記受圧部材は、前記円筒状鋼管とは別体に構成され、前記スパイラル杭と前記円筒状鋼管とで該受圧部材の一部を挟み込んで固定されることを特徴とするスパイラル杭基礎。
【請求項７】
請求項６に記載のスパイラル杭基礎において、
前記スパイラル杭の上端部を前記円筒状鋼管に収容し且つ当該スパイラル杭と当該円筒状鋼管とで前記受圧部材の一部を挟み込んだ状態で当該円筒状鋼管と当該スパイラル杭とを固着する固着手段を備えることを特徴とするスパイラル杭基礎。
【請求項８】
螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭と、その外周に鉛直方向支持力に寄与する受圧部材をフランジ状に張り出して設けた円筒状鋼管と、を用意し、
前記円筒状鋼管を前記受圧部材とともに地盤に埋設した後、前記スパイラル杭を当該円筒状鋼管に挿入して当該円筒状鋼管の案内により地盤に捩じ込んで埋設し、当該スパイラル杭の上端部で当該スパイラル杭と当該円筒状部材とを固着手段により固着することを特徴とするスパイラル杭基礎の施工方法。
【請求項９】
請求項８に記載のスパイラル杭基礎の施工方法において、
前記受圧部材は全体的に螺旋状をなす円板状であり、当該受圧部材を回転させることにより当該受圧部材が地盤を掘削して、当該受圧部材及び前記円筒状鋼管を地盤に捩じ込まれて埋設することを特徴とするスパイラル杭基礎の施工方法。
【請求項１０】
螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭と、その外周に鉛直方向支持力に寄与する受圧部材をフランジ状に張り出して設けた円筒状鋼管と、を用意し、前記受圧部材は全体的に螺旋状をなす円板状であり、
前記スパイラル杭を地盤に捩じ込んで埋設した後、地盤上に突出する前記スパイラル杭の上端部を前記円筒状鋼管に挿入し、当該円筒状鋼管が当該スパイラル杭により案内された状態で前記受圧部材を回転させることにより当該受圧部材が地盤を掘削して、当該受圧部材及び当該円筒状鋼管を地盤に捩じ込んで埋設し、
当該スパイラル杭の上端部と当該円筒状部材とを固着手段により固着することを特徴とするスパイラル杭基礎の施工方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載のスパイラル杭基礎の施工方法において、
前記受圧部材における螺旋の捩じり方向と前記スパイラル杭における螺旋の捩じり方向とは逆方向であり、
地盤に一の方向に捩じ込んで前記受圧部材とともに前記円筒状鋼管を埋設し、前記スパイラル杭を当該円筒状鋼管に挿入して当該円筒状鋼管の案内により他の方向に捩じ込んで地盤に埋設することを特徴とするスパイラル杭基礎の施工方法。
【請求項１２】
螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭と、前記スパイラル杭が挿通されて固着される円筒状鋼管と、前記スパイラル杭の長手方向に直交する面で受圧する受圧部材と、を用意し、
前記スパイラル杭を地盤に捩じ込んで埋設し、前記受圧部材を当該スパイラル杭に取り付けた後、当該スパイラル杭の上部を前記円筒状鋼管に挿入し、当該スパイラル杭と当該円筒状鋼管とで当該受圧部材の一部を挟み込んで固定し、当該スパイラル杭の上端部で当該スパイラル杭と当該円筒状部材とを固着手段により固着することを特徴とするスパイラル杭基礎の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパイラル杭を用いた基礎に関し、構造物を支持する基礎に用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地面に支柱を立てる時は、地面に設置した基礎を杭で固定し、該基礎に支柱を立てて、モルタル等で固定する方法が採用されている。そして、本出願人は、特に基礎を固定する杭として平鋼を捻ったスパイラル杭を採用しており、数多く実用化している。
【０００３】
具体例としては、特許文献１に示すような、直接地面に捻じ込んで支柱の基礎とするスパイラル杭や、特許文献２乃至４に示すような、地面に設置するコンクリートブロック又はコンクリート基礎に穴を開け、その穴にスパイラル杭を通して地面に捻じ込み、コンクリートブロック等を固定する方法がある。これらのスパイラル杭は、打設により容易に設置でき、また、地面との摩擦が大きいため抜けにくいという利点がある。
【０００４】
しかしながら、上記のスパイラル杭は、スパイラル杭を引き抜く方向の力に対しては大きな抵抗力を生じるが、スパイラル杭に働く鉛直方向の圧縮力に対しては、機械的強度が不足してスパイラル杭の鉛直方向の変形が生じ、基礎が不安定化するなどの問題を生ずる。
また、杭が鉛直方向の圧縮力を支持する力（鉛直方向支持力）は、杭の周面摩擦に負うところが大きい。しかしながら、特に、平鋼板を捩じり成形して製作したスパイラル杭においては、製作容易にして安価である利点があるが、大きな杭径のスパイラル杭を製作することが困難であり、スパイラル杭だけで十分な鉛直方向支持力を実現することが困難な場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０１７９２２号
【特許文献２】特許第３８３６７４５号
【特許文献３】特許第４５５８９０５号
【特許文献４】特許第４５８５７５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の事情に鑑みなされたものであり、スパイラル杭を用いた基礎の鉛直方向支持力を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るスパイラル杭基礎は、螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭と、前記スパイラル杭が挿通されて固着される円筒状鋼管と、前記スパイラル杭の長手方向に直交する面で受圧する受圧部材と、を備え、前記受圧部材は、前記スパイラル杭とともに地盤に埋設されて、基礎の鉛直方向支持力に寄与することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るスパイラル杭基礎によると、スパイラル杭にかかる鉛直方向の圧縮力に対して、スパイラル杭や円筒状鋼管の周面摩擦による鉛直方向支持力に加えて、受圧部材による鉛直方向支持力が作用する。これによって、例え比較的小径のスパイラル杭であっても、スパイラル杭基礎により十分な鉛直方向支持力を実現することができる。
なお、スパイラル杭は、その製法や材質等に特に限定はないが、平鋼板を捩じり加工してその周面形状を螺旋状に形成したものを用いるのが好ましく、これにより、製作容易にして安価にスパイラル杭を用意することができる。そして、比較的幅の狭い平鋼板を捩じる方が容易にスパイラル杭を加工することができるといえるが、このようにして加工された比較的小径のスパイラル杭の基礎によっても十分な鉛直方向支持力を実現することができる。
【０００９】
本発明では、受圧部材の一態様として、円筒状鋼管の外周にフランジ状に張り出して設ける構造としてもよい。
本発明では、スパイラル杭と受圧部材を有する円筒状鋼管とを、例えば、鋳造等で一体的に形成する、あるいは、予め溶接等で固着した一体的な部材としてもよいが、スパイラル杭の上端部を円筒状鋼管に収容した状態で当該円筒状鋼管と当該スパイラル杭とを固着する固着手段を備えて、互いに別体に製作したスパイラル杭と円筒状鋼管とを、基礎の施工作業等において、固着手段によって接続固着するようにしてもよい。
これにより、スパイラル杭及び円筒状鋼管を別部品として運搬や保管をすることができて便利であり、また、円筒状鋼管の埋設とスパイラル杭の埋設とを別工程で行った後に両者を固着手段で固着するといったように、単純化した工程により基礎を施工することができる。
【００１０】
なお、固着手段としては、少なくとも鉛直方向への変位を規制するようにスパイラル杭と円筒状鋼管とを固着できれば公知の種々な手段を用いることができ、例えば、スパイラル杭と円筒状鋼管とを貫通して設ける棒やボルトを用いることができる。
【００１１】
本発明では、円筒状鋼管に設ける受圧部材を種々な態様とすることができるが、受圧部材を全体的に螺旋状をなす円板状として、受圧部材を回転させることにより当該受圧部材が地盤を掘削して、受圧部材及び円筒状鋼管が地盤に捩じ込まれて埋設されるようにするのが好ましい。
これにより、円筒状鋼管及び受圧部材を埋設するための穴を予め形成する必要なく、円筒状鋼管（受圧部材）を地盤に捩じ込み作業することにより、円筒状鋼管及び受圧部材の埋設を行うことができる。すなわち、スパイラル杭は地盤に捩じ込み作業することで埋設することができるが、受圧部材及び円筒状鋼管も同様な作業で埋設することができ、作業の共通化により基礎の施工を容易に行うことができる。
【００１２】
円筒状鋼管に設ける受圧部材は、例えば、円筒状鋼管と鋳造等で一体的に形成するようにしてもよく、あるいは、螺旋状に曲折させた鋼板を円筒状鋼管の外周に溶接等で固着する、または、鋼板を円筒状鋼管の外周に溶接等で固着してこれを螺旋状に曲折させるようにしてもよい。また、受圧部材は、なだらかな曲面の螺旋状として掘削時の抵抗を少なくするのが好ましいが、掘削抵抗がそれ程問題とならないような場合では、例えば、受圧部材に切込みを入れて、切込みの一方の片を下方に折り曲げてこれを掘削片とした、なだらかではない螺旋状としてもよい。
ここで、上記のように円筒状鋼管の埋設とスパイラル杭の埋設とを別工程で行った後に両者を固着手段で固着する場合には、円筒状鋼管の埋設後にスパイラル杭の埋設（打設）、あるいは、この逆の順序でも施工できる。このスパイラル杭の打設を先行して行う場合、円筒状鋼管を地盤に捩じ込む作業は、一般には比較的大型の専用機械を要すが、スパイラル杭を打設した後に行うことで、円筒状鋼管の先端の抵抗が少なくなり捩じ込み作業が容易となる利点もある。
【００１３】
上記円筒状鋼管（受圧部材）を埋設する捩じり方向は螺旋の向きによって時計回り又は反時計回りとなり、また、スパイラル杭についても同様であるが、本発明では、円筒状鋼管（受圧部材）及びスパイラル杭について、その螺旋の向き（捩じり方向）はいずれの方向であってもよい。
本発明の一態様としては、スパイラル杭を埋設する捩じり方向と、円筒状鋼管（受圧部材）を埋設する捩じり方向とを逆方向とするのが好ましく、このようにすることにより、施工したスパイラル杭基礎にいずれかの方向の捩じり力（回転力）が作用した場合、円筒状鋼管（受圧部材）とスパイラル杭とに相反する鉛直方向の力が作用して、総じて、円筒状鋼管（受圧部材）及びスパイラル杭の回転を抑制（すなわち、円筒状鋼管（受圧部材）及びスパイラル杭の鉛直方向の変位抑制）して、鉛直方向支持力を向上することができる。
【００１４】
また、本発明では、受圧部材の他の態様として、円筒状鋼管とは別体に構成するようにしてもよく、スパイラル杭と円筒状鋼管とで該受圧部材の一部を挟み込んで固定すればよい。
この場合には、スパイラル杭の上端部を円筒状鋼管に収容し且つ当該スパイラル杭と当該円筒状鋼管とで受圧部材の一部を挟み込んだ状態で当該円筒状鋼管と当該スパイラル杭とを固着する固着手段を備えて、互いに別体に製作したスパイラル杭と円筒状鋼管と受圧部材とを、基礎の施工作業等において、固着手段によって接続固着するようにしてもよい。
これにより、スパイラル杭及び円筒状鋼管及び受圧部材を別部品として運搬や保管をすることができて便利であり、また、単純化した工程により基礎を施工することができる。また、部品の構造を単純化することができ、部品の製作費用を抑えることができる。
【００１５】
なお、固着手段としては、少なくとも鉛直方向への変位を規制するようにスパイラル杭と円筒状鋼管とを固着できれば公知の種々な手段を用いることができ、例えば、スパイラル杭と円筒状鋼管とを貫通して設ける棒やボルトを用いることができる。
また、円筒状鋼管と別体の受圧部材としては、種々な形状のものを用いることができるが、スパイラル杭の上端部が挿入される穴を受圧面の中心に設けた形状とすることが好ましく、更には、受圧面の各方向で均一な受圧力を得られる円板状にするのが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係るスパイラル杭基礎の施工方法は、上記のスパイラル杭基礎を施工する方法であり、螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭と、その外周に鉛直方向支持力に寄与する受圧部材をフランジ状に張り出して設けた円筒状鋼管と、を用意し、前記円筒状鋼管を前記受圧部材とともに地盤に埋設した後、前記スパイラル杭を当該円筒状鋼管に挿入して当該円筒状鋼管の案内により地盤に捩じ込んで埋設し、当該スパイラル杭の上端部で当該スパイラル杭と当該円筒状部材とを固着手段により固着することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るスパイラル杭基礎の施工方法によると、上記本発明に係るスパイラル杭基礎を構築することができる。そして、特に、地盤に埋設した円筒状鋼管を案内に利用してスパイラル杭を捩じ込み打設するため、容易に、スパイラル杭を真直に捩じ込んで埋設することができ、作業が容易化される。
【００１８】
本発明に係るスパイラル杭基礎の施工方法では、前記受圧部材は全体的に螺旋状をなす円板状として、当該受圧部材を回転させることにより当該受圧部材が地盤を掘削して、当該受圧部材及び前記円筒状鋼管を地盤に捩じ込んで埋設するのが好ましい。
これにより、円筒状鋼管及び受圧部材を埋設するための穴を予め形成する必要なく、当該円筒状鋼管（受圧部材）を地盤に捩じ込み作業することにより円筒状鋼管及び受圧部材を地盤に埋設することができる。
【００１９】
また、本発明に係るスパイラル杭基礎の施工方法では、螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭と、その外周に鉛直方向支持力に寄与する受圧部材をフランジ状に張り出して設けた円筒状鋼管と、を用意し、前記受圧部材は全体的に螺旋状をなす円板状であり、前記スパイラル杭を地盤に捩じ込んで埋設した後、地盤上に突出する前記スパイラル杭の上端部を前記円筒状鋼管に挿入し、当該円筒状鋼管が当該スパイラル杭により案内された状態で前記受圧部材を回転させることにより当該受圧部材が地盤を掘削して、当該受圧部材及び当該円筒状鋼管を地盤に捩じ込んで埋設し、当該スパイラル杭の上端部と当該円筒状部材とを固着手段により固着することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係るスパイラル杭基礎の施工方法によると、上記本発明に係るスパイラル杭基礎を構築することができる。そして、特に、地盤に埋設したスパイラル杭の上端部を案内に利用して円筒状鋼管（受圧部材）を捩じ込み打設するため、容易に、円筒状鋼管（受圧部材）を真直に捩じ込んで埋設することができ、作業が容易化される。
【００２１】
ここで、本発明に係るスパイラル杭基礎の施工方法では、上記のように円筒状鋼管（受圧部材）やスパイラル杭を埋設する捩じり方向はその螺旋の向き（捩じり方向）によるが、受圧部材における螺旋の捩じり方向とスパイラル杭における螺旋の捩じり方向とを同方向としても、あるいは逆方向としてもよい。
一態様としては、受圧部材における捩じり方向とスパイラル杭の捩じり方向とを逆方向として、地盤に一の方向に捩じ込んで受圧部材とともに円筒状鋼管を埋設し、スパイラル杭を当該円筒状鋼管に挿入して当該円筒状鋼管の案内により他の方向に捩じ込んで地盤に埋設するのが好ましい。
これにより、上記のように、鉛直方向支持力が高められたスパイラル杭基礎を構築することができる。
【００２２】
また、本発明に係るスパイラル杭基礎の施工方法は、螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭と、スパイラル杭が挿通されて固着される円筒状鋼管と、スパイラル杭の長手方向に直交する面で受圧する受圧部材と、を用意し、スパイラル杭を地盤に捩じ込んで埋設し、受圧部材を当該スパイラル杭に取り付けた後、当該スパイラル杭の上部を前記円筒状鋼管に挿入し、当該スパイラル杭と当該円筒状鋼管とで当該受圧部材の一部を挟み込んで固定し、当該スパイラル杭の上端部で当該スパイラル杭と当該円筒状部材とを固着手段により固着することを特徴とする。
【００２３】
本発明に係るスパイラル杭基礎の施工方法によると、上記本発明に係るスパイラル杭基礎を構築することができる。そして、特に、単純化した構造の部品を用いて基礎の構築を行うため、作業が容易化される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、鉛直方向支持力が高められたスパイラル杭基礎を提供することができる。また、本発明によると、容易な施工作業により、鉛直方向支持力が高められたスパイラル杭基礎を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施例に係るスパイラル杭基礎を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係るスパイラル杭を示す図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る円筒状鋼管を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】本発明の第１実施例に係る固着手段を示す図である。
【図５】本発明の第１実施例に係るスパイラル杭基礎の施工工程を示す図である。
【図６】本発明の第２実施例に係るスパイラル杭基礎を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第３実施例に係るスパイラル杭基礎を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第３実施例に係る円筒状鋼管を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図９】本発明の第３実施例に係るスパイラル杭基礎の施工工程を示す図である。
【図１０】本発明の第４実施例に係る円筒状鋼管の正面図である。
【図１１】本発明の第５実施例に係るスパイラル杭基礎を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の第５実施例に係る円筒状鋼管を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１３】本発明の第６実施例に係る円筒状鋼管を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１４】本発明の第７実施例に係るスパイラル杭基礎を示す縦断面図である。
【図１５】本発明の第７実施例に係る円筒状鋼管を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１６】本発明の第８実施例に係る円筒状鋼管を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１７】本発明の第９実施例に係るスパイラル杭基礎を示す縦断面図である。
【図１８】本発明の第９実施例に係る受圧部材を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１９】本発明の第９実施例に係る円筒状鋼管を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２０】本発明の第９実施例に係るスパイラル杭基礎の施工工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明を、下記の各実施例に基づいて具体的に説明する。
図１乃至図５には、本発明に係る第１実施例を示す。
図１に示すように、本実施例のスパイラル杭基礎は、螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭１と、スパイラル杭１が挿入され当該スパイラル杭の下端部を突出させて収納した状態で当該スパイラル杭１に固着される円筒状鋼管２と、円筒状鋼管２の外周にフランジ状に張り出して設けられた受圧部材３と、スパイラル杭１の上端部を円筒状鋼管２に収容した状態で当該円筒状鋼管２と当該スパイラル杭１とを固着する固着手段としてのボルト４及びナット５を備えている。
【００２７】
図２に示すように、スパイラル杭１は、平鋼板を捩じり加工して形成したスパイラル部１ａと、スパイラル部の上端に接続された円柱部１ｂとを有しており、スパイラル部１ａを地盤Ｇに打設して埋設し、円柱部１ｂに構造物を接続することで、構造物の杭基礎を構成する。
スパイラル杭１は、スパイラル部１ａの下端を地盤Ｇに立てて捩じ込むことにより、螺旋状のスパイラル部１ａで地盤Ｇを掘削して地盤に打設埋設される。
また、スパイラル杭１の上端部となる円柱部１ｂには、ボルト４を挿通する貫通孔１ｃが設けられている。
【００２８】
ここに、本実施例（下記の他の実施例でも同様）では、スパイラル部１ａは時計回り方向Ａに軸回り回転させることで地盤Ｇに捩じ込まれる（埋め込まれる）方向Ｂに、捩じり加工されているが、本発明では、スパイラル部１ａの捩じり加工方向（螺旋方向）は任意である。
【００２９】
図３に示すように、円筒状鋼管２はスパイラル杭１が挿入される内径を有する円筒体であり、ボルト４が貫通する貫通孔２ａが設けられている。
この円筒状鋼管２の下端部外周には、円板状鋼板の受圧部材３がフランジ状に張り出して設けられている。この受圧部材３は、鉛直に埋設されるスパイラル杭１の長手方向に直交する受圧面（フランジ状の張り出し形状）を有するので、円筒状鋼管２と共に埋設されることで鉛直方向支持力を発揮する。
なお、本実施例では、受圧部材３を円筒状鋼管２の下端より若干上に張り出して設けているが、本発明では、例えば、受圧部材３を円筒状鋼管２の下端に張り出して設ける、受圧部材３を円筒状鋼管２の中央辺りに張り出して設ける等、図１に示すように、円筒状鋼管２を埋設した状態で、受圧部材３が地盤Ｇに接して鉛直方向支持力を発揮できる位置に設ければよい。
【００３０】
円筒状鋼管２とスパイラル杭１は、円筒状鋼管２にスパイラル杭１の上端部を収容した状態で、図４に示すように、円筒状鋼管２の貫通孔２ａとスパイラル杭１の貫通孔１ｃとにボルト４を貫通させることで、接続固着される。なお、ボルト４の先端にナット５を螺着させることで、ボルト４の抜け止めをする。
なお、本実施例では貫通孔１ｃを円柱部１ｂに設けたが、本発明では、スパイラル部１ａに貫通孔１ｃを設けてもよい。
【００３１】
本実施例のスパイラル杭基礎は、例えば図５に示すような方法で施工することができる。
まず、図５（ａ）に示すように、オーガ等により掘削して地盤Ｇに円筒状の穴５０を形成する。
次いで、図５（ｂ）に示すように、穴５０に円筒状鋼管２を収めて、受圧部材３を穴５０の底面に当接する状態とする。なお、穴５０の深さは、後述するボルト４による固着作業を行い易いように、貫通孔２ａが地盤表面から露呈する程度とするのが好ましい。
【００３２】
次いで、図５（ｃ）に示すように、穴５０内に土ｍを埋め戻して円筒状鋼管２を受圧部材３とともに地盤Ｇに埋設する。なお、埋め戻し土ｍとして、掘削により発生した現地発生土の他、良質土や改良土などを用いることができる。
次いで、図５（ｄ）に示すように、スパイラル杭１を円筒状鋼管２に挿入して当該円筒状鋼管２の案内により捩じ込み、地盤Ｇに埋設する。この埋設深さは、スパイラル杭１の上端部が円筒状鋼管２内に収まる程度であり、スパイラル杭１の貫通孔１ｃと円筒状鋼管２の貫通孔２ａとを位置合わせする。
【００３３】
次いで、図４に示すように、貫通孔２ａと貫通孔１ｃにボルト４を貫通させ、このボルト４の先端にナット５を螺着させて、円筒状鋼管２とスパイラル杭１とを固着する。
そして、図１に示すように、地盤Ｇの表面にコンクリート層５１を設けて、受圧部材３を設けた円柱状鋼管２とともにスパイラル杭１を地盤Ｇに埋設した基礎とする。
なお、本実施例のように、穴５０を予め形成して受圧部材３を埋設する場合には、受圧部材３は円板状である他に、矩形板状であってもよい。
【００３４】
本実施例のスパイラル杭基礎によると、スパイラル杭１に下方への力が作用すると、地盤Ｇに捩じ込み埋設されたスパイラル杭１の周面摩擦に加えて、受圧部材３が地盤Ｇを押え付ける力が作用する。この結果、スパイラル杭基礎は、大きな鉛直方向支持力を発揮することができる。
なお、本実施例の一例として、スパイラル杭１を直径１００ｍｍ程度、受圧部材３を直径５００ｍｍ程度とすることができ、これにより、比較的小径のスパイラル杭１よっても構造物を支持するに十分な鉛直方向支持力を得ることができる。
【００３５】
図６には、本発明に係る第２実施例を示す。
なお、本実施例の説明において、上記第１実施例と同様な部分については同一符号を付して重複する説明は省略し、本実施例に特に特徴的な部分について詳細に説明する。
【００３６】
本実施例は、第１実施例に比べて、円柱部１ｂが長いスパイラル杭１を用いており、円柱部１ｂの下端部が円筒状鋼管２の下端から突出する。ボルト４が貫通する貫通孔１ｃは円柱部１ｂの上端部に設けられている。
本実施例では、図５に示したと同様な方法で円筒状鋼管２を地盤Ｇ（土ｍ）中に埋設し、この円筒状鋼管２を案内としてスパイラル杭１を地盤Ｇに捩じ込み埋設する。そして、円筒状鋼管２の下端からスパイラル部１ａ及び円柱部１ｂの下端部を突出させた状態で、貫通孔１ｃ及び２ａにボルト４を貫通させてナット５で締結する。
【００３７】
本実施例のスパイラル杭基礎にあっても、スパイラル杭１に下方への力が作用すると、地盤Ｇに捩じ込み埋設されたスパイラル杭１の周面摩擦に加えて、受圧部材３が地盤Ｇを押え付ける力が作用する。この結果、スパイラル杭基礎は、大きな鉛直方向支持力を発揮することができる。
なお、本実施例に示したような円柱部１ｂが比較的長い形式のスパイラル杭１や、第１実施例に示したような円柱部１ｂが比較的短い形式のスパイラル杭１など、本発明には、種々な形式のスパイラル杭を用いることができる。
【００３８】
図７乃至図９には、本発明に係る第３実施例を示す。
なお、本実施例の説明において、上記第１実施例及び第２実施例と同様な部分については同一符号を付して重複する説明は省略し、本実施例に特に特徴的な部分について詳細に説明する。
【００３９】
本実施例は、第２実施例に示した形式のスパイラル杭１を用いており、特に特徴的な部分として、図８に示すように、受圧部材３が全体的に螺旋状を成す円板状となっている。
本実施例では、後述するように、円筒状鋼管２を時計回り方向Ａに軸回り回転させることで受圧部材３が地盤Ｇを掘削して捩じ込まれるように、受圧部材３の螺旋は捩じられている。すなわち、円筒状鋼管２を時計回り方向Ａに軸回り回転させると、受圧部材３の下側に位置する回転方向先端の縁部３ａで地盤Ｇを掘削し、縁部３ａとその上側に位置する回転方向後端の縁部３ｂとの間の隙間３ｃを通して、掘削された土ｍが受圧部材３の上部へと掻き上げられる。
【００４０】
なお、回転方向先端の縁部３ａは地盤を掘削する掘削縁となるが、掘削縁３ａが地盤Ｇに接し易いように、受圧部材３は円筒状鋼管２の下端あるいは下端部に設けるのが好ましい。また、掘削効果を高めるには、掘削縁３ａを刃型に形成しておくのが好ましい。
また、本実施例では、受圧部材３をなだらかな螺旋状として、掘削された土ｍが受圧部材３の上部へ掻き上げられる抵抗を極力小さくしているが、本発明では、円板状の受圧部材３に切込みを入れて、回転方向先端の縁部を下方に折り曲げて掘削縁としてもよく、これによっても、円筒状鋼管２を軸回り回転させることにより、掘削縁が地盤Ｇを掘削して、受圧部材３及び円筒状鋼管２を地盤Ｇに捩じ込んで埋設することができる。
【００４１】
本実施例のスパイラル杭基礎は、例えば図９に示すような方法で施工することができる。
まず、図９（ａ）に示すように、地盤Ｇ上に円筒状鋼管２を置いて、図外の回転機を用いるなどして、円筒状鋼管２を時計回り方向Ａへ軸回りに回転させる。
これにより、図９（ｂ）に示すように、掘削縁３ａが地盤Ｇを削り、削られた土ｍは隙間３ｃを通して受圧部材３上に案内されて埋め戻され、受圧部材３及び円筒状鋼管２が徐々に地盤Ｇに捩じ込まれて埋設される。したがって、オーガ等の掘削機を用意せずとも、受圧部材３及び円筒状鋼管２を地盤Ｇに埋設することができる。
【００４２】
次いで、図９（ｃ）に示すように、受圧部材３及び円筒状鋼管２を貫通孔２ａが地盤Ｇから露呈する程度に埋設し、図９（ｄ）に示すように、スパイラル杭１を円筒状鋼管２に挿入して当該円筒状鋼管２の案内により地盤Ｇに捩じ込み、埋設する。
次いで、スパイラル杭１の貫通孔１ｃと円筒状鋼管２の貫通孔２ａとを位置合わせして、図４に示すように、貫通孔２ａと貫通孔１ｃにボルト４を貫通させ、このボルト４の先端にナット５を螺着させて、円筒状鋼管２とスパイラル杭１とを固着する。
そして、図７に示すように、地盤Ｇの表面にコンクリート層５１を設けて、受圧部材３を設けた円柱状鋼管２とともにスパイラル杭１を地盤Ｇに埋設した基礎とする。
【００４３】
本実施例のスパイラル杭基礎にあっても、スパイラル杭１に下方への力が作用すると、地盤Ｇに捩じ込み埋設されたスパイラル杭１（スパイラル部１ａ及び円柱部１ｂ）の周面摩擦に加えて、受圧部材３が地盤Ｇを押え付ける力が作用する。この結果、スパイラル杭基礎は、大きな鉛直方向支持力を発揮することができる。
そして、本実施例では、特段の掘削機を用いずに、受圧部材３及び円筒状鋼管２を地盤Ｇに容易に埋設することができる。
【００４４】
ここで、上記の施工方法は受圧部材３及び円筒状鋼管２を地盤Ｇに打設した後にスパイラル杭１を打設するが、本発明では、これと逆の順序で杭基礎を施工してもよい。
すなわち、スパイラル杭１を地盤Ｇに捩じ込んで埋設し、その上端部を地盤上に若干突出させた状態とする。その後、スパイラル杭１の上端部を円筒状鋼管２に挿入し、円筒状鋼管２を地盤Ｇ上に置き、回転機を用いるなどして、円筒状鋼管２を時計回り方向Ａへ軸回りに回転させる。
【００４５】
これにより、円筒状鋼管２がスパイラル杭１に案内されて軸回り回転し、受圧部材３の掘削縁３ａが地盤Ｇを掘削して、受圧部材３及び円筒状鋼管２が徐々に地盤Ｇに捩じ込まれて埋設される。
そして、スパイラル杭１の貫通孔１ｃと円筒状鋼管２の貫通孔２ａとを位置合わせして、貫通孔２ａと貫通孔１ｃにボルト４を貫通させ、このボルト４の先端にナット５を螺着させて、円筒状鋼管２とスパイラル杭１とを固着する。
したがって、この施工手順によっても、オーガ等の掘削機を用意せずとも、受圧部材３及び円筒状鋼管２を精度よく地盤Ｇに埋設することができる。
【００４６】
図１０には、本発明に係る第４実施例を示す。
なお、本実施例の説明において、上記第３実施例と同様な部分については同一符号を付して重複する説明は省略し、本実施例に特に特徴的な部分について詳細に説明する。
【００４７】
本実施例は、第３実施例に比べて、受圧部材３の螺旋の捩じり方向を逆にしている。すなわち、本実施例では、受圧部材３を反時計回り方向Ｃに軸回り回転させたときに、回転方向先端の縁部３ａを掘削縁としている。
これにより、本実施例では、受圧部材３をスパイラル杭１とは逆の反時計回り方向Ｃに軸回り回転させることにより、掘削縁３ａで地盤Ｇを掘削して、受圧部材３及び円筒状鋼管２が地盤Ｇに捩じ込まれて埋設される。
【００４８】
したがって、時計回り方向Ａに回転させることにより、地盤Ｇに捩じ込まれて埋設されるスパイラル杭１に対して、本実施例の受圧部材３及び円筒状鋼管２は、反時計回り方向Ｃに回転させることにより、地盤Ｇに捩じ込まれて埋設される。すなわち、受圧部材３における螺旋の捩じり方向とスパイラル杭１における螺旋の捩じり方向とが逆方向である。
【００４９】
このように受圧部材３における捩じり方向とスパイラル杭１の捩じり方向とを逆にすることにより、スパイラル杭１に鉛直下方（上方）への力が作用してスパイラル杭１を時計回り方向Ａ（反時計回り方向Ｃ）へ回転させる力が作用した場合、受圧部材３には、螺旋による捩じり移動力により、スパイラル杭１とは逆の鉛直上方（下方）への力が作用する。
したがって、本実施例は、第３実施例と同様の作用効果を奏することに加えて、施工したスパイラル杭基礎にいずれかの方向の捩じり力（回転力）が作用した場合、円筒状鋼管２（受圧部材３）とスパイラル杭１とに相反する鉛直方向の力が作用して、総じて、円筒状鋼管２（受圧部材３）及びスパイラル杭１の回転を抑制（すなわち、円筒状鋼管（受圧部材）及びスパイラル杭の鉛直方向の変位を抑制）して、鉛直方向支持力を向上することができる。
【００５０】
図１１及び図１２には、本発明に係る第５実施例を示す。
なお、本実施例の説明において、上記第１実施例乃至第４実施例と同様な部分については同一符号を付して重複する説明は省略し、本実施例に特に特徴的な部分について詳細に説明する。
【００５１】
本実施例は、第１実施例に示した形式のスパイラル杭１を用いており、特に特徴的な部分として、図１２に示すように、円板状の受圧部材３を４分割として、これら４つの部分によって全体的に螺旋状が形成されるようにしている。なお、受圧部材３の分割数は特に限定されるものではなく、２以上の複数に分割することができる。
すなわち、本実施例では、第３実施例と同様に、受圧部材３の螺旋は時計回り方向Ａに軸回り回転させると地盤に埋め込まれるようになっており、４つの部分の回転方向先端の各縁部３ａで地盤Ｇを掘削し、掘削された土ｍが各隙間３ｃを通して受圧部材３の上部へと掻き上げられる。
【００５２】
本実施例のスパイラル杭基礎は、例えば図９に示したと同様な方法で施工することができ、受圧部材３は、軸回りに回転させることにより、４つの掘削縁３ａで効率的且つ安定して地盤Ｇを掘削し、受圧部材３及び円筒状鋼管２が地盤Ｇに捩じ込まれて埋設される。
そして、本実施例のスパイラル杭基礎においても、地盤Ｇに捩じ込み埋設されたスパイラル杭１の周面摩擦に加えて、受圧部材３が地盤Ｇを押え付ける力により、大きな鉛直方向支持力を発揮することができる。また、特段の掘削機を用いずに、受圧部材３及び円筒状鋼管２を地盤Ｇに容易に埋設することができる。
【００５３】
図１３には、本発明に係る第６実施例を示す。
なお、本実施例の説明において、上記第５実施例と同様な部分については同一符号を付して重複する説明は省略し、本実施例に特に特徴的な部分について詳細に説明する。
【００５４】
本実施例は、第５実施例に比べて、受圧部材３の螺旋の捩じり方向を逆にしている。
すなわち、本実施例では、受圧部材３の螺旋は反時計回り方向Ｃに軸回り回転させると地盤に埋め込まれるようになっており、４つの部分の回転方向先端の各縁部３ａで地盤Ｇを掘削し、掘削された土ｍが各隙間３ｃを通して受圧部材３の上部へと掻き上げられる。
これにより、本実施例では、スパイラル杭１とは逆方向回転に、受圧部材３を反時計回り方向Ｃに軸回り回転させることにより、各掘削縁３ａで地盤Ｇを掘削して、受圧部材３及び円筒状鋼管２を地盤Ｇに捩じ込んで埋設することができる。
【００５５】
本実施例のスパイラル杭基礎においても、第５実施例と同様の作用効果を奏することに加えて、施工したスパイラル杭基礎にいずれかの方向の捩じり力（回転力）が作用した場合、円筒状鋼管２（受圧部材３）とスパイラル杭１とに相反する鉛直方向の力が作用して、総じて、円筒状鋼管２（受圧部材３）及びスパイラル杭１の回転を抑制（すなわち、円筒状鋼管（受圧部材）及びスパイラル杭の鉛直方向の変位抑制）して、鉛直方向支持力を向上することができる。
【００５６】
図１４及び図１５には、本発明に係る第７実施例を示す。
なお、本実施例の説明において、上記第１実施例乃至第６実施例と同様な部分については同一符号を付して重複する説明は省略し、本実施例に特に特徴的な部分について詳細に説明する。
【００５７】
本実施例は、第５実施例のように４分割した受圧部材３としており、特に特徴的な部分として、図１５に示すように、回転方向先端の縁部（掘削縁）３ａをそれぞれ山型に形成している。
したがって、本実施例では、スパイラル杭１を地盤Ｇに捩じ込むと同じ時計回り方向Ａに円筒状鋼管２を軸回り回転させると、尖った４つの掘削縁３ａで効率的且つ安定して地盤Ｇを掘削し、受圧部材３及び円筒状鋼管２が地盤Ｇに捩じ込まれて埋設される。
【００５８】
本実施例のスパイラル杭基礎は、例えば図９に示したと同様な方法で施工することができる。
そして、本実施例のスパイラル杭基礎においても、地盤Ｇに捩じ込み埋設されたスパイラル杭１の周面摩擦に加えて、受圧部材３が地盤Ｇを押え付ける力により、大きな鉛直方向支持力を発揮することができる。また、特段の掘削機を用いずに、受圧部材３及び円筒状鋼管２を地盤Ｇに容易に埋設することができる。
【００５９】
図１６には、本発明に係る第８実施例を示す。
なお、本実施例の説明において、上記第７実施例と同様な部分については同一符号を付して重複する説明は省略し、本実施例に特に特徴的な部分について詳細に説明する。
【００６０】
本実施例は、第７実施例に比べて、受圧部材３の螺旋の捩じり方向を逆にしている。
すなわち、本実施例では、受圧部材３の山型の掘削縁３ａは第７実施例とは逆向きとなっており、受圧部材３を反時計回り方向Ｃに軸回り回転させることにより、掘削縁３ａで効率的且つ安定して地盤Ｇを掘削して、受圧部材３及び円筒状鋼管２が地盤Ｇに捩じ込まれて埋設される。すなわち、受圧部材３における螺旋の捩じり方向とスパイラル杭１における螺旋の捩じり方向とが逆方向である。
【００６１】
本実施例のスパイラル杭基礎においても、第７実施例と同様の作用効果を奏することに加えて、施工したスパイラル杭基礎にいずれかの方向の捩じり力が作用した場合、円筒状鋼管２（受圧部材３）とスパイラル杭１とに相反する鉛直方向の力が作用して、総じて、円筒状鋼管２（受圧部材３）及びスパイラル杭１の回転を抑制（すなわち、円筒状鋼管（受圧部材）及びスパイラル杭の鉛直方向の変位抑制）して、鉛直方向支持力を向上することができる。
【００６２】
図１７乃至図２０には、本発明に係る第９実施例を示す。
図１７に示すように、本実施例のスパイラル杭基礎は、螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭１と、スパイラル杭の上端部が挿入され当該スパイラル杭の下端部を突出させて収納した状態で当該スパイラル杭１に固着される円筒状鋼管２と、スパイラル杭の長手方向に直交する面で受圧する受圧部材６と、スパイラル杭１の上端部を円筒状鋼管２に挿入し且つ当該スパイラル杭１と当該円筒状鋼管２とで受圧部材６の一部を挟み込んだ状態で当該スパイラル杭１と当該円筒状鋼管２とを固着する固着手段としてのボルト４及びナット５を備えている。
【００６３】
スパイラル杭１は、平鋼板を捩じり加工して形成したスパイラル部１ａと、スパイラル部１ａの上端に接続された円柱部１ｂとを有しており、スパイラル部１ａの径（平鋼板の幅）は円柱部１ｂの径よりも大きく、円柱部１ｂの下端部の縁に設けた一対の溝（切り込み）にスパイラル部１ａの上端を差し込んで溶接等により固着された構造となっている。
【００６４】
図１８に示すように、受圧部材６は、スパイラル杭１の挿入口となる穴６ａを中心部に有する円板状の鋼材である。穴６ａの径は、円柱部１ｂの径よりも大きいがスパイラル部１ａの径よりも小さい。このため、スパイラル杭１の円柱部１ｂに受圧部材６を挿入していくと、スパイラル部１ａの接合部分でそれ以上の挿入が規制される。なお、本実施例では、受圧部材６の形状を円板状としたが、矩形板状などの他の形状にしても構わない。
【００６５】
図１９に示すように、円筒状鋼管２は、スパイラル杭１が挿入される内径を有する円筒体であり、ボルト４が貫通する貫通孔２ａが設けられている。また、本例の円筒状鋼管２には、その上部側開口部を覆うように六角形状の蓋部２ｂが設けてあるが、蓋部２ｂの形状は任意であり、また、蓋部２ｂは無くても構わない。
円筒状鋼管２の内径は、スパイラル杭１の円柱部１ｂの径（外径）よりも大きいだけでなく、受圧部材６の穴６ａの径よりも大きい。このため、スパイラル杭１の円柱部１ｂに受圧部材６を取り付けた状態で円筒状鋼管２を嵌め込むと、円筒状鋼管２とスパイラル杭１のスパイラル部１ａとで受圧部材６の一部が挟み込まれ、円筒状鋼管２とスパイラル杭１によって受圧部材６が固定されることになる。
【００６６】
スパイラル杭１と円筒状鋼管２と受圧部材６は、受圧部材６が取り付けられたスパイラル杭１の円柱部１ｂを円筒状鋼管２に収容した状態で、円筒状鋼管２の貫通孔２ａとスパイラル杭１の貫通孔１ｃとにボルト４を貫通させることで、接続固着される。また、ボルト４の先端にナット５を螺着させることで、ボルト４の抜け止めをする。
【００６７】
本実施例のスパイラル杭基礎は、例えば図２０に示すような方法で施工することができる。
まず、図２０（ａ）に示すように、オーガ等により地盤Ｇを掘削して形成した円筒状の穴５０に、スパイラル杭１を捩じ込み埋設する。なお、穴５０の深さは、後述するボルト４による固着作業を行い易いように、貫通孔２ａが地盤表面から露呈する程度とするのが好ましい。
次いで、図２０（ｂ）に示すように、穴５０の底面から円柱部１ｂが露呈する一方でスパイラル部１ａが埋没する程度までスパイラル杭１を捩じ込んで埋設した状態で、スパイラル杭１の円柱部１ｂに受圧部材６を差し込んで取り付ける。これにより、受圧部材６がスパイラル部１ａの上端及び穴５０の底面に当接した状態となる。
【００６８】
次いで、図２０（ｃ）に示すように、円筒状鋼管２をスパイラル杭１の円柱部１ｂに挿入し、円筒状鋼管２とスパイラル杭１のスパイラル部１ａとで受圧部材６の一部を挟み込んで固定する。その後、スパイラル杭１の貫通孔１ｃと円筒状鋼管２の貫通孔２ａとを位置合わせして貫通孔２ａと貫通孔１ｃにボルト４を貫通させ、このボルト４の先端にナット５を螺着させて、円筒状鋼管２とスパイラル杭１とを固着する。
次いで、図２０（ｄ）に示すように、穴５０内に土ｍを埋め戻して円筒状鋼管２を受圧部材６とともに地盤Ｇに埋設する。なお、埋め戻し土ｍとして、掘削により発生した現地発生土の他、良質土や改良土などを用いることができる。
そして、地盤Ｇの表面にコンクリート層５１を設けて、円柱状鋼管２及び受圧部材６とともにスパイラル杭１を地盤Ｇに埋設した基礎とする。
【００６９】
本実施例のスパイラル杭基礎においても、スパイラル杭１に下方への力が作用すると、地盤Ｇに捩じ込み埋設されたスパイラル杭１の周面摩擦に加えて、受圧部材６が地盤Ｇを押え付ける力が作用する。この結果、スパイラル杭基礎は、大きな鉛直方向支持力を発揮することができる。また、部品の構造を単純化することができるので部品の製作費用を抑えることができ、しかも、単純化した構造の部品を用いて基礎の構築を行うので作業の容易化も図れる。
【００７０】
これまで各実施例に基づいて具体的に説明したように、本発明に係るスパイラル杭基礎は、螺旋状に捩じられた周面形状を有するスパイラル杭と、前記スパイラル杭が挿通されて固着される円筒状鋼管と、前記スパイラル杭の長手方向に直交する面で受圧する受圧部材と、を備え、前記受圧部材は、前記スパイラル杭とともに地盤に埋設されて、基礎の鉛直方向支持力に寄与することを特徴としている。
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更や材料選択等を行えることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、杭基礎として公知の種々な用途に利用することができ、例えば、建物や塔などの構造物を支持する基礎、ソーラーパネルを支持する基礎などに用いることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１：スパイラル杭、
１ａ：スパイラル部、
２：円筒状鋼管、
３，６：受圧部材、
３ａ：回転方向先端の縁部（掘削縁）、
３ｂ：回転方向後端の縁部、
３ｃ：隙間、
４：ボルト（固着手段）、
Ａ：時計回り方向、
Ｂ：埋め込み方向、
Ｃ：反時計回り方向、
Ｇ：地盤、
ｍ：埋戻し土（現地発生土、良質土、改良土など）
【図１】
2015148135.tif 000003
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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