(57)【要約】【課題】打込み抵抗を低減し、引抜き抵抗の低減を防止しつつ、先端支持力を得ることができる地盤打込み部材を提供する。【解決手段】本発明に係る鋼管杭１は、鋼管３の先端から上方に所定距離離れた外周面に、複数の小径管５を鋼管３の軸方向に沿って取り付けてなり、小径管５は、鋼管３の周方向に均等に取り付けられ、小径管５は、その上下両端が開口され、かつ下端が鋼管３側から斜め上方に向かう下傾斜面５ａとなっていることを特徴とするものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管の先端から上方に所定距離離れた外周面に、複数の小径管を前記鋼管の軸方向に沿って取り付けてなり、地盤に打込み施工される地盤打込み部材であって、
前記小径管は、前記鋼管の周方向に均等に取り付けられ、
前記小径管は、その上下両端が開口され、かつ下端が前記鋼管側から斜め上方に向かう傾斜面となっていることを特徴とする地盤打込み部材。
【請求項２】
前記小径管の上端が前記鋼管側から斜め下方に向かう傾斜面となっていることを特徴とする請求項１記載の地盤打込み部材。
【請求項３】
前記小径管の前記傾斜面の前記鋼管に対する傾斜角度を、３０°〜６０°に設定したことを特徴とする請求項１又は２記載の地盤打込み部材。
【請求項４】
地盤打込み部材の用途が、鋼管杭又は鋼管矢板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の地盤打込み部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木構造物や建築構造物などの基礎杭として用いられる鋼管杭、あるいは鋼管矢板等の地盤に打込み施工される地盤打込み部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
打込みによって施工する鋼管杭は、先端が閉塞している閉端杭よりも先端が開口している開端杭の方が打込み抵抗が小さいので施工性の観点からは開端杭が優れている。他方、閉端杭は開端杭よりも大きな先端支持力を得られるので、支持力の観点からは閉端杭の方が優れている。
このように、閉端杭と開端杭は一長一短があることから、両者の長所を生かしつつ短所を補うことによって、打込み抵抗を低減すると共に先端支持力を向上させた鋼管杭が特許文献1に提案されている。
【０００３】
特許文献1の鋼管杭は、下端または上端のいずれか一端が閉塞された複数の小径管を、鋼管の外周面に、周方向に等間隔で、かつ鋼管管軸方向に沿って固着したものである。
特許文献1では、鋼管杭本体は開端杭とし、鋼管の外周に固着した小径管の端部を閉塞させることにより、閉端杭よりも打込み抵抗は抑えつつ、鋼管杭本体と小径管の協働により大きな先端支持力が得られるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５５−１３３１４号公報
【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、特許文献１の鋼管杭には、打込み抵抗が増大するという課題（課題１）と、引抜き抵抗力が低下するという課題（課題２）が残されていた。以下、これらの課題について詳細に説明する。
【０００６】
＜課題１＞
特許文献1では、小径管の下端または上端のいずれか一端が閉塞されている。そのため、下端が閉塞された場合には小径管の下端は閉鎖断面であり、また上端が閉塞された場合でも打設後には小径管の下端から侵入した管内土が強制的に閉塞されることで小径管の下端は閉鎖断面となる。このため、鋼管杭本体の管内土の先端閉塞効果に加えて、小径管は先端支持力の向上に大きく寄与する。
【０００７】
しかし、逆に言うと、小径管の下端は鋼管杭本体から直角に突出した閉鎖断面となるため、この断面が打込み時には大きな抵抗となることは避けられない。小径管の径にもよるが、その打込み抵抗は、鋼管杭と同径の閉端杭よりは小さいが、小径管の付いていない開端杭よりはかなり大きくなると考えられる。
【０００８】
＜課題２＞
小径管は一端が閉塞されているため、打込み時に小径管の下端が土砂を強制的に周囲に押し出すため、鋼管杭本体から直角に突出した小径管が通過した上方の地盤には孔が生じるか、またはその孔が崩壊して鋼管杭周囲の地盤が緩むかのいずれかの状態となる。
このような状態において、鋼管杭に引き抜き力が作用した場合、鋼管杭本体から直角に突出した前記小径管の上端は、前記孔または孔が崩壊して緩んだ地盤中をそのまま抜け上がる。しかも、鋼管杭周囲の地盤は緩んでいるため、通常の開端杭としての杭周面摩擦力は期待できない。
したがって、特許文献1の鋼管杭では、小径管の付いていない同径の開端杭よりも引き抜き抵抗が小さくなる。
【０００９】
このように、特許文献1の鋼管杭は、小径管の効果により先端支持力（押し込み支持力）の向上は見込めるが、打込み抵抗が増大するという課題と、引抜き抵抗力が低下するという課題が残されていた。
このような課題は、鋼管杭に限られるものではなく、鋼管矢板のように地盤に打込み施工される地盤打込み部材に共通するものである。
【００１０】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、打込み抵抗を低減し、引抜き抵抗の低減を防止しつつ、先端支持力を得ることができる地盤打込み部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明に係る地盤打込み部材は、鋼管の先端から上方に所定距離離れた外周面に、複数の小径管を前記鋼管の軸方向に沿って取り付けてなり、地盤に打込み施工される地盤打込み部材であって、
前記小径管は、前記鋼管の周方向に均等に取り付けられ、
前記小径管は、その上下両端が開口され、かつ下端が前記鋼管側から斜め上方に向かう傾斜面となっていることを特徴とするものである。
【００１２】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記小径管の上端が前記鋼管側から斜め下方に向かう傾斜面となっていることを特徴とするものである。
【００１３】
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記小径管の前記傾斜面の前記鋼管に対する傾斜角度を、３０°〜６０°に設定したことを特徴とするものである。
【００１４】
（４）また、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、地盤打込み部材の用途が、鋼管杭又は鋼管矢板であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、鋼管の外周面に周方向均等に取り付けた小径管の上下両端を開口し、かつ下端を前記鋼管側から斜め上方に向かう傾斜面としたことにより、小径管の下端から侵入する管内土が小径管の全周長にわたって内部拘束される区間が、小径管の下端が直角のものよりも短くなるため、小径管の内周面と管内土との摩擦力（内周面摩擦力）による閉塞が遅延されることと、及び一時または完全に閉塞した後の、小径管の下端の傾斜端面によるクサビ効果とにより、打込み抵抗を従来の技術よりも大幅に低減することができる。
【００１６】
また、小径管の両端が開口していることから、打込み時の小径管の通過による鋼管杭周囲の地盤の緩みを極力抑えることができ、また小径管の上端の傾斜端面により、鋼管杭に作用する引き抜き力を鋼管杭周囲の未撹乱地盤の方へ伝達させてアンカー効果を発揮させることができる。これにより、杭周面摩擦力のみに依存した従来の打込み杭よりも大きな引き抜き抵抗力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る地盤打込み部材としての鋼管杭の下端部の説明図である。
【図２】図１の鋼管杭の側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る鋼管杭の小径管の取付態様例の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る鋼管杭の小径管による作用効果を説明するにあたって、鋼管杭（直角開端鋼管杭）の貫入メカニズムについて説明する説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る鋼管杭の小径管による作用効果を説明するにあたって、鋼管杭（傾斜開端鋼管杭）の貫入メカニズムについて説明する説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る鋼管杭の小径管による作用効果の説明図である（その１）。
【図７】本発明の実施の形態に係る鋼管杭の小径管による作用効果の説明図である（その２）。
【図８】本発明の実施の形態に係る鋼管杭の打込み時における地盤の状態を、従来の鋼管杭と比較して説明する説明図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る鋼管杭に引き抜き力が作用した場合における小径管の作用効果の説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る鋼管杭の打設後における水平抵抗の確保方法についての説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る地盤打込み部材としての鋼管矢板を用いた鋼管矢板基礎の説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る地盤打込み部材としての鋼管矢板の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の地盤打込み部材について、鋼管杭を例に挙げて説明する。
本発明の一実施の形態に係る鋼管杭１は、図１および図２に示すように、外径Dの開端鋼管からなる鋼管３の先端から上方に所定距離l離れた外周面に、2本の小径管５を鋼管３の軸方向に沿って均等に取り付けてなる。
本発明の特徴は小径管５にあるので、以下、小径管５について詳細に説明する。
【００１９】
＜小径管＞
小径管５は、図１および図２に示すように、外径dで長さLの管からなり、その上下両端が開口され、かつ下端においては鋼管３側から傾斜角度θ1で斜め上方に向かう下傾斜面５ａとなっており、上端においては鋼管３側から傾斜角度θ2で斜め下方に向かう上傾斜面５ｂとなっている。
【００２０】
なお、打込み時および支持力（押し込み支持力と引き抜き抵抗力）発現時の杭体のバランスから、小径管５の外径dは鋼管杭１の外径Dの1/2以下、本数は2乃至4本（図３参照）、端部角度θ1および端部角度θ2はそれぞれ30°以上60°以下が望ましい。
また、一般に打込み杭は支持層６に1D以上根入れするようになっており、先端支持力発現上、距離lは小径管５の下傾斜面５ａが支持層６内に入るように（図８（ｃ）参照）設定するのが望ましい。
【００２１】
次に、以上のように構成された本実施の形態に係る鋼管杭１による、打込み時および引き抜き時の作用効果を説明する。
【００２２】
〔打込み時の作用効果について〕
本実施の形態では小径管５の上下両端を開端とし、かつ上下両端を傾斜面（下傾斜面５ａ、上傾斜面５ｂ）としている。上下両端を傾斜面としたことによる打込み時における作用効果を、上下両端を開端で直角端面とした場合と比較をすることで説明する。この説明に先だって、杭先端が直角になっている開端杭（以下、「直角開端鋼管杭７」という。図４参照）と杭先端が傾斜端面９ａになっている開端杭（以下、「傾斜開端鋼管杭９」という。図５参照）のそれぞれの貫入時のメカニズムを以下に説明する。
【００２３】
＜直角開端鋼管杭の貫入時のメカニズム＞
図４は、直角開端鋼管杭７を地盤に打込んでいくときの状態を示しており、図４（ａ）から図４（ｅ）までを時系列で示したものである。
なお、図４において、各力を矢印Ｆで表し、管内土の流れを点線の矢印で表している。また、図４において、土砂の存在する領域を灰色に色付けしている。
【００２４】
鋼管杭の打込みを行うと、鋼管内へ土砂が侵入して管内土となり、それが一定の条件下になると、次第に閉塞する。
管内土が閉塞するか否かは、地盤反力と、管内土による内周面摩擦力（以下、単に「内周面摩擦力」という場合あり）および管内土の自重（以下、単に「自重」という場合あり）との力関係によって決定される。まず、内周面摩擦力および自重について概説する。
管内土は管壁との摩擦や上方に存在する管内土の自重によって軸方向に圧縮されるため鋼管内で径方向に膨張しようとする。しかし、管内土は管壁によって拘束されているため、管内土には拘束圧が生じる。内周面摩擦力とは、この拘束圧によって生じる管壁と管内土の間の摩擦力である。
内周面摩擦力は、鋼管杭の打込みによって鋼管内に侵入する土砂によって、管内土が押し上げられようとする力に対して抵抗力として作用する。
また、管内土の自重も侵入する土砂によって管内土が押し上げられようとする力に対して抵抗力として作用する。
このように内周面摩擦力と自重は、管内土が鋼管の内部を移動するか、あるいは内部で移動することなく閉塞するかに深く関係している。
【００２５】
直角開端鋼管杭７の貫入初期においては、杭実円環断面１１に作用する先端抵抗（矢印Ｆ1）が貫入抵抗となるが、打込み抵抗としてはまだ小さい。
また、貫入初期においては、自重および管内の拘束圧も小さいため内周面摩擦力も小さく、管内土はそのまま管内を上方に移動する（点線の矢印を参照）（フェーズ1（管内土通過）。
【００２６】
ある程度打込みが進むと、侵入した管内土に作用する前記抵抗力が次第に大きくなり、打込みに対して侵入した土砂が管内に層状に蓄積される（図４の杭先端部の太線参照）。
打設深度が次第に深くなると、図４（ｂ）に示す通り、管内土の自重（矢印Ｆ2）および内周面摩擦力（矢印Ｆ3）が増大するとともに、杭下端の閉鎖断面に作用する地盤反力（矢印Ｆ4）が貫入抵抗となっていくが、まだ地盤反力の方が大きいため、管内土は閉塞には至らず継続して土砂は侵入してくる（閉塞成長の開始）。杭閉鎖断面１３は、管内土によって形成される面を表しており、地盤反力は杭実円環断面１１および杭閉鎖断面１３全体に作用する。
さらに深度が深くなってくると、図４（ｃ）に示す通り、地盤反力よりも内周面摩擦力＋自重（矢印Ｆ5）が上回り、杭先端内部に土砂の栓（以下、「プラグ」という）（プラグＰA）が生じて土砂が侵入できなくなり、閉塞状態となる（閉塞成長の一時停止）。
【００２７】
閉塞成長の一時停止後は、さらなる打込みに伴い、図４（ｄ）に示す通り、地盤強度（N値など）の増加により地盤反力が増大し、地盤反力が内周面摩擦力＋自重を再び上回ると、管内に土砂が侵入してくる（閉塞成長の再開）。このときプラグＰAであった土砂は管内土として蓄積される。
打込みに伴い、上記のような閉塞成長の一時停止と再開が交互に繰り返されることで閉塞成長する（フェーズ2）。
【００２８】
さらに深度が増し、内周面摩擦力＋自重が増大し、これが地盤反力を完全に上回ったときに完全閉塞となる（フェーズ3、図４（ｅ）参照）。
【００２９】
＜傾斜開端鋼管杭の貫入時のメカニズム＞
次に、傾斜開端鋼管杭９の貫入時のメカニズムについて図５に基づいて説明する。
図５は傾斜開端鋼管杭９を地盤に打込んでいくときの状態を示したものである。なお、図５において、図４と同様のものには同一の符号を付している。
【００３０】
フェーズ1（管内土通過、図５（ａ）参照）では、先端抵抗は杭実楕円環断面１５に作用するが、その一部は傾斜方向に分力されるため、上述の直角端面よりも貫入抵抗は小さくなる。
また、フェーズ2（閉塞成長、図５（ｂ）〜図５（ｄ）参照）の初期段階では、管内土が傾斜開端鋼管杭９の全周長にわたって内部拘束されるのは、傾斜端面９ａよりも上部であり、この部分に管内土が蓄積される（図５（ｂ）参照）。地盤反力は杭実楕円環断面１５および杭投影閉鎖断面１７に作用する。
【００３１】
そして、図５（ｃ）参照に示すように、管内土の内周面摩擦力＋自重が地盤反力を上回ったときプラグＰAが形成されて閉塞状態となり、次いで傾斜端面９ａの内部にプラグＰBが形成される。
杭閉鎖楕円断面１９はプラグＰBの下端面であり、地盤反力は杭実楕円環断面１５および杭閉鎖楕円断面１９に作用する。
杭閉鎖楕円断面１９に作用する地盤反力の一部は、傾斜方向に分力されるため（矢印Ｆ4a参照）、直角端面の場合よりも貫入抵抗は小さくなる。
【００３２】
そして、完全閉塞となったフェーズ3（完全閉塞、図５（ｅ）参照）でも、プラグＰBにより地盤反力（矢印Ｆ4）の一部は傾斜方向に分力（矢印Ｆ4a）されて、直角端面の場合よりも貫入抵抗が小さいまま支持層まで貫入される。
【００３３】
上記の説明は、直角開端鋼管杭７及び傾斜開端鋼管杭９についての地盤貫入時のメカニズムであるが、鋼管杭の周囲に取り付けた小径管についても同様のメカニズムとなり、上述したようにフェーズ１〜３の状態が生ずる。
そこで、以下においては、本実施の形態の鋼管杭１における小径管５（図６（ｂ）参照）の作用効果について、上記のメカニズムを参照すると共に、鋼管３の外周に上下両端が直角端面２１ａ、２１ｂになっている小径管２１を取り付けた鋼管杭２３（図６（ａ）参照）と比較しながら説明する。
【００３４】
図６は、鋼管杭の貫入時における小径管の断面と、該断面において管内土が受ける拘束圧（矢印Ｆ6）との関係を図示したものである。なお、図６において、図４および図５と同様の力には同様の符号を付している。
図６（ａ）は比較例であり、上下両端が直角端面（下直角端面２１ａ、上直角端面２１ｂ）になっている小径管２１を取り付けた鋼管杭２３の場合、図６（ｂ）は本実施の形態の鋼管杭１の場合をそれぞれ示している。なお、鋼管杭２３と鋼管杭１は同深度まで貫入されている状態を示している。
【００３５】
上下両端が直角端面の小径管２１の場合、図６（ａ）に示す通り、小径管２１の断面は一様であるので、小径管２１の全区間Ｌ1において拘束圧は同一である。従って、内周面摩擦力（矢印Ｆ3）は全区間Ｌ1において同様に発生する。
【００３６】
一方、傾斜端面を有する小径管５は、上下両端が傾斜面（下傾斜面５ａ、上傾斜面５ｂ）を有していることから、図６（ｂ）に示す通り、下傾斜面５ａ及び上傾斜面５ｂでは管内土は内部拘束されず、小径管５において内部拘束されるのは下傾斜面５ａ及び上傾斜面５ｂを除いた区間Ｌ2の部位である。小径管２１と小径管５の長さが同じであるとすれば、区間Ｌ2は上記Ｌ1よりも下傾斜面５ａ及び上傾斜面５ｂの設けられている長さだけ短い。
すなわち、下傾斜面５ａ及び上傾斜面５ｂの設けられている区間では小径管５は開放されており管内の拘束圧が発生しない。それ故、内周面摩擦力による閉塞が生じず、下傾斜面５ａより上部からようやく内周面摩擦力＋自重による管内土が閉塞成長しはじめる。
このように、小径管５の場合、小径管２１の場合よりも閉塞成長が遅延する（以下、「閉塞遅延効果」という）。
そして、プラグＰAにより閉塞状態となった後に、その直下の下傾斜面５ａの内部の管内土がプラグＰAにより詰まってプラグＰBとしてクサビ状に閉塞するのである。
【００３７】
このような閉塞遅延効果により、同深度でかつ1打撃当りの貫入量が同じと仮定すると、杭頭に与える必要打撃力の大きさは「直角端面（下直角端面２１ａ、上直角端面２１ｂ）とした場合」よりも「傾斜面（下傾斜面５ａ、上傾斜面５ｂ）とした場合」の方が小さくなる。換言すると、杭頭に与える打撃力が同じならば1打撃当りの貫入量は、「傾斜面（下傾斜面５ａ、上傾斜面５ｂ）とした場合」の方が「直角端面（下直角端面２１ａ、上直角端面２１ｂ）とした場合」よりも大きくなり、すなわち、小径管の上下両端を傾斜面とした場合の方が直角端面の場合よりも打込み時の地盤への貫入性がよいという効果が奏される。
このように、本実施の形態の鋼管杭１では、小径管の両端に傾斜面（下傾斜面５ａ、上傾斜面５ｂ）を形成し、これによって小径管５における管内土の閉塞を遅らせることで、より深い打設深度まで打込み抵抗を抑えることができる。
【００３８】
上述の通り、小径管５における管内土の閉塞を遅延させることはできる。しかしながら、貫入深度が深くなりフェーズ2の一時閉塞、またはフェーズ3の完全閉塞の状態になると、小径管５の閉鎖断面はそのまま打込み抵抗となる。特に、フェーズ3の状態で支持層近傍の深い打設深度まで到達すると、最終的には小径管５は下端から上端まで完全閉塞すると考えられる。
しかし、本実施の形態では、小径管５の下端は下傾斜面５ａであり、図７に示すように、プラグＰBがクサビとして小径管５の下方に存在する土砂を鋼管杭周囲に押し出しながら貫入していく（以下、「クサビ効果」という）。このクサビ効果により、例え小径管５内が閉塞状態となったとしても直角端面の場合よりもよりも打込み抵抗を低減させることができるのである。
【００３９】
以上のように、本実施の形態の鋼管杭１は、小径管５の閉塞遅延効果およびクサビ効果により、従来技術の特許文献1よりは格段に小さい打込み抵抗となっている。
なお、それぞれの小径管５の下端の下傾斜面５ａには鋼管杭１の中心に向かう分力（図７の矢印Ｆ4b）も生じるが、これが鋼管杭１を鉛直に精度よく打込むためのスタビライザー（求心作用）としての効果も奏している。
【００４０】
〔引き抜き時の作用効果について〕
＜小径管通過後の状態＞
次に、引き抜き時の作用効果について説明する。
引き抜き時には、小径管が通過した後の地盤の状態が密接に関わるため、まず、図８に基づいて、本発明の鋼管杭１を地盤に打ち込んでいくときの、小径管５が通過した後の地盤の状態を説明する。
図８Ａ（ａ）〜図８Ａ（ｃ）は、鋼管杭１を打ち込んだ際のフェーズ毎の地盤の状態を示したものである。
図８Ｂは、比較例であり、小径管２５が取り付けられた鋼管杭２７を、図８（ｃ）の状態と同深度まで打ち込んだ際の地盤の状態を示したものである。小径管２５は特許文献１における小径管のように下端が閉鎖端面２５ａになっている
【００４１】
まず、本発明の鋼管杭１を地盤に打ち込んでいくときの、小径管５が通過した後の地盤の状態について説明する。
フェーズ1の管内土通過の状態では、土砂は小径管５内を通過してほぼそのまま残置される（図８Ａ（ａ）参照）。このとき、小径管５の上方は攪乱された攪乱領域３３となる。
フェーズ2の閉塞成長の状態では、小径管５内が閉塞し始めると小径管５の上端より土砂は次第に排出されなくなるため、フェーズ1で残置された小径管の上端より上方の土砂が打込みとともに次第に下がってくる（図８Ａ（ｂ）参照）。フェーズ3の完全閉塞では、小径管５内は完全に閉塞しているため、同様に小径管５の上端より上方の土砂が下がり、最終的には地表面近傍に土砂が下がった分の小径管５の通過孔２９が生じる（図８Ａ（ｃ）参照）。
【００４２】
一方、特許文献１のような一端が閉塞された小径管２５では、小径管２５が通過した上方の地盤には通過孔２９（図８Ｂ参照）が生じるか、またはその通過孔２９が崩壊して鋼管杭周囲の地盤が緩むかのいずれかの状態となっている。前者の場合、小径管２５による引き抜き抵抗力は生じない。また後者の場合、鋼管杭周囲の地盤による引き抜き抵抗力が低下することになる。
【００４３】
この点、本発明の鋼管杭１の場合、小径管５の上方に土砂が残っているため、小径管５の上方の土砂が抵抗することによる引き抜き抵抗力が生じる。また、小径管５による通過孔２９は小径管２５によるものよりも短いので、仮に通過孔２９が崩壊しても、鋼管杭１における鋼管杭周囲による引き抜き抵抗力への影響は比較的小さい。
【００４４】
＜小径管のアンカー効果＞
本発明の鋼管杭１の打設完了後に、杭頭に引き抜き力が作用したときの状態を、図９に示す。ここで、小径管５の上端の上方には、小径管５が通過して緩んだ土砂が堆積している（攪乱領域３３）。
鋼管杭１の場合、小径管５の上端は端部角度θ2の上傾斜面５ｂとなっているとともに、フェーズ3の完全閉塞では、小径管５の上端近傍まで管内土により閉塞されている。
したがって、引き抜き力（矢印Ｆ8）が作用したときに、その力の一部は小径管５の上端では上傾斜面５ｂに対して直角方向の力（矢印Ｆ9）に分力される。すなわち、直上の緩んだ土砂ではなく、その外側の鋼管杭１の周囲の未撹乱領域３５の方へ力を伝達させることにより、いわゆるアンカー効果を発揮することができる。
一方、特許文献１のような上端が閉塞された小径管の場合には、引き抜き力が作用した場合、力が分力されずに通過孔２９、または通過孔２９が崩壊して緩んだ地盤中をそのまま抜け上がるだけとなってしまい、大きな引き抜き抵抗力を得ることができない。
【００４５】
以上のように、本実施の形態の鋼管杭１によれば、下端が下傾斜面５ａとなっている小径管５を取り付けたことにより、小径管５の下端から侵入する管内土が内部拘束される区間Ｌ2が、小径管の下端が直角の場合よりも短くなることによる閉塞遅延効果と、一時または完全に閉塞した後における傾斜端面５ａによるクサビ効果とにより、打込み抵抗を従来の技術よりも大幅に低減することができる。
【００４６】
また、小径管５の両端が開口していることから、下端から侵入した土砂が上端から排出されるため通過孔２９の長さを短くでき、これによって、鋼管杭１周囲の地盤の緩みを極力抑えることができる。
また、小径管５の傾斜端面５ｂにより、鋼管杭１に作用する引き抜き力を鋼管杭１周囲の未撹乱地盤３５の方へ伝達させてアンカー効果を発揮させることができる。
以上の２点により、鋼管杭１は、杭周面摩擦力のみに依存した従来の打込み杭よりも大きな引き抜き抵抗力を得ることができる。
【００４７】
＜水平抵抗の確保＞
上述したとおり、打設完了時には地表面近傍に通過孔２９が生じる。この通過孔２９により、供用時において、水平力（矢印Ｆ10）が作用したときに、基礎杭としての水平抵抗の確保に支障が生じると判断される場合は、図１０に示すように、通過孔２９内に残土などの土砂３７を投入して充填するか、または鋼管杭１の杭頭部近傍にも先端近傍と同様に小径管５を取り付けて通過孔２９を閉塞するかの対応が可能である。
特に、後者の小径管取付けの場合は、水平抵抗（矢印Ｆ11）を受ける杭頭部近傍の断面および鋼管杭１の剛性を小径管５により増加させることが可能となるため、合理的である。
【００４８】
なお、上記の説明では、地盤打設部材の例として鋼管杭を例に挙げて説明したが、地盤打設部材の他の例としては、鋼管矢板基礎に用いられる鋼管矢板が挙げられる。
図１１に示す鋼管矢板基礎４１は、小径管５が取り付けられた鋼管３からなる複数の有小径管鋼管矢板４３と複数の通常の鋼管矢板４９とで構成されている。
有小径管鋼管矢板４３と鋼管矢板４９は継手管４５を有しており（有小径管鋼管矢板４３については図１２を参照）、継手管４５によって隣接する有小径管鋼管矢板４３または鋼管矢板４９と連結されている。
【００４９】
ここで、鋼管矢板基礎は、作用荷重として水平力や曲げモーメントが卓越する場合に、鋼管矢板に引き抜き力が発生する。引き抜き力に対しては通常、鋼管矢板の周面摩擦力のみで抵抗するように設計するが、それで収まらない場合、その引き抜き力を抑えるためには従来では基礎の平面形状を大きくするしか方法がなかった。すなわち、鋼管矢板の本数が増加するため、大きなコストアップの要因となっていた。
しかしながら、本発明を鋼管矢板へ適用すれば、上記のような場合でも、アンカー効果を有効に活用することで鋼管矢板の引き抜き抵抗力を大幅に増加させることができ、鋼管矢板の本数の増加によらず、鋼管矢板基礎を成立させることが可能となる。
【００５０】
上記では、鋼管矢板基礎４１として矩形に打設した例（図１１参照）を示したが、これに限られず閉鎖形状であればよく、円形や小判形であってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１  鋼管杭
３  鋼管
５  小径管
５ａ  下傾斜面
５ｂ  上傾斜面
６  支持層
７  直角開端鋼管杭
９  傾斜開端鋼管杭
１１  杭実円環断面
１３  杭閉鎖断面
１５  杭実楕円環断面
１７  杭投影閉鎖断面
１９  杭閉鎖楕円断面
２１  小径管（比較例）
２１ａ  下直角端面
２１ｂ  上直角端面
２３  鋼管杭（比較例）
２５  小径管
２５ａ  閉鎖端面
２７  鋼管杭（従来例）
２９  通過孔
３３  攪乱領域
３５  未撹乱領域
３７  土砂
４１  鋼管矢板基礎
４３  有小径管鋼管矢板
４５  継手管
４９  鋼管矢板（通常）
Ｆ1  矢印（先端抵抗）
Ｆ2  矢印（自重）
Ｆ3  矢印（内周面摩擦力）
Ｆ4  矢印（地盤反力）
Ｆ4a  矢印（傾斜方向成分の分力）
Ｆ4b  矢印（斜面垂直方向成分の分力）
Ｆ5  矢印（内周面摩擦力＋自重）
Ｆ6  矢印（拘束圧）
Ｆ7  矢印（打撃力）
Ｆ8  矢印（引き抜き力）
Ｆ9  矢印（直角方向の力）
Ｆ10  矢印（水平力）
Ｆ11  矢印（水平抵抗）
ＰA  プラグ
ＰB  プラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図１１】
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【図４】
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【図５】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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