(57)【要約】【課題】打撃工法または回転貫入工法により、下端部を開放した状態にして鋼管杭を地中に押し込み、土砂を鋼管杭に取り込む場合であっても、鋼管杭が土砂で閉塞してしまうことを防止して、鋼管杭を地中に押し込みやすくする。【解決手段】建造物の基礎に用いられる鋼管杭２を地中７に埋め込む（鋼管杭２の施工）。下端が開放された鋼管杭２を地面１に配置する。鋼管杭２を地面１から地中７に押し込む。鋼管杭２を地中７に押し込むとともに、鋼管杭２の内部を減圧する。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建造物の基礎に用いられる鋼管杭を地中に埋め込む鋼管杭の施工方法であって、
下端が開放された鋼管杭を地面に配置し、該地面から地中に押し込み、
前記鋼管杭を地中に押し込むとともに、前記鋼管杭の内部を減圧することを特徴とする鋼管杭の施工方法。
【請求項２】
回転貫入工法で、前記鋼管杭を地面に押し込むことを特徴とする請求項１に記載の鋼管杭の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建造物の基礎に用いられる鋼管杭の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管杭を地中に埋め込む施工方法として、打撃工法、回転貫入工法や、中堀杭工法などがある。打撃工法では、鋼管杭を地面に配置し、打撃によって鋼管杭を地中に押し込んで地中に埋め込む。また、回転貫入工法では、スクリュー羽根などの鋼片を下端部に設けた鋼管杭を地面に配置し、該鋼管杭を回転させながら地中に押し込んで地中に埋め込む。中堀杭工法では、鋼管杭を地面に配置し、鋼管杭に挿入した掘削ロッドのヘッドで鋼管杭の下端の地面を掘削しながら、鋼管杭を地中に押し込んで地中に埋め込む。
【０００３】
特許文献１には、上記の施工方法で採用することが可能な鋼管杭が提案されている。特許文献１の鋼管杭は、円筒状のストレート部と、該ストレート部の杭先端側となる端部の外周面にそのストレート部の杭先端側を覆うように取り付けられる円筒状のカバー部と、を有している。カバー部によるアンカー効果によって、鋼管杭を地中に埋め込んだ後の引き抜きに対する抵抗力を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２５６７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
中堀杭工法では、一般的に、打撃工法に比べて施工管理が難しくまた掘削ロッドを有するボーリング装置が必要となる短所があり、打撃工法または回転貫入工法で鋼管杭を地中に埋め込むことが望ましい場合がある。打撃工法または回転貫入工法を実施する際、鋼管杭の内部に土砂を取り込むことによって、鋼管杭を地中に押し込みやすくなることが知られている。図３は、鋼管杭の内部に土砂を取り込む際に生じる問題点を示す説明図である。特許文献１の鋼管杭を用いて行う打撃工法または回転貫入工法でも、下端部を開放した状態とした鋼管杭を地中に押し込むことができるが、説明を簡素化するため、図３においては、地面１に配置する鋼管杭２を、単純なストレート型の円筒形状の管と想定し、それの鉛直断面を示してある。図３においては、（ａ）は、鋼管杭２を地面１に配置した状態を示し、（ｂ）は、打撃による押込力３を鋼管杭２に加え、鋼管杭２を地中７に押し込んでいる状態を示している。
【０００６】
鋼管杭２として特許文献１の鋼管杭を用いても、地盤に固い地層があった場合には、鋼管杭２の内部に入り込む土砂６で鋼管杭２が閉塞してしまい、鋼管杭２を地中に押し込みにくくなることがある。図３（ａ）に示すように、鋼管杭２を地面１に配置した段階で、鋼管杭２に押込力３を加えても、押込力３に抗する力は、鋼管杭２の地面１に接触する面に掛かる反力４のみである。一方で、図３（ｂ）に示すように、鋼管杭２に押込力３を加え鋼管杭２を地面１から地中７に押し込むと、反力４以外に、土砂に接触している鋼管杭２の内面に掛かる摩擦力５、土砂に接触している鋼管杭２の外面に掛かる摩擦力５’、が生じる。さらに、鋼管杭２が深く押し込まれるほど、鋼管杭２の外面と地盤が接触する面積が大きくなり、摩擦力５’が大きくなる。また、鋼管杭２の狭い内部に入り込む土砂６の量が増えていき、土砂６による摩擦力５が大きくなる。加えて、鋼管杭２が深く押し込まれるほど、土砂６は圧縮されて押し固まり、鋼管杭２が土砂６で閉塞してしまい、鋼管杭２を地中７に更に押し込みにくくなる。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、打撃工法または回転貫入工法により、下端部を開放した状態にして鋼管杭を地中に押し込み、土砂を鋼管杭に取り込む場合であっても、鋼管杭が土砂で閉塞してしまうことを防止して、鋼管杭を地中に押し込みやすくする鋼管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】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下の通りである。
（１）建造物の基礎に用いられる鋼管杭を地中に埋め込む鋼管杭の施工方法であって、下端が開放された鋼管杭を地面に配置し、該地面から地中に押し込み、前記鋼管杭を地中に押し込むとともに、前記鋼管杭の内部を減圧することを特徴とする鋼管杭の施工方法。
（２）回転貫入工法で、前記鋼管杭を地面に押し込むことを特徴とする上記（１）に記載の鋼管杭の施工方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、打撃工法または回転貫入工法を実施して、下端部を開放した状態にして鋼管杭を地中に押し込み、土砂を鋼管杭に取り込む場合であっても、鋼管杭の内部で土砂が閉塞してしまう状態となることを防ぎ、鋼管杭が地中に押し込みやすくなる。これにより、打撃工法または回転貫入工法での鋼管杭の地中への埋め込みがより容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】打撃工法で鋼管杭を地面に押し込む際に該鋼管杭の内部を減圧している状態を示す説明図である。
【図２】回転貫入工法で鋼管杭を地面を押し込む際に該鋼管杭の内部を減圧している状態を示す説明図である。
【図３】鋼管杭の内部に土砂を取り込む際に生じる問題点を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る鋼管杭の施工方法の実施形態の一例を説明する。図１は、鋼管杭を地面に押し込む際に該鋼管杭の内部を減圧している状態を示す説明図であり、図３（ｂ）と同様に、打撃による押込力３を鋼管杭２に加えて、鋼管杭２を地中７に押し込んでいる状態を示している。
【００１２】
本発明に係る施工方法では、鋼管杭２を地面１から地中７に押し込むとともに鋼管杭２の内部を減圧する。鋼管杭２の内部を大気圧未満に減圧することで、鋼管杭２に入り込もうとする土砂６に上方に引っ張られる力が掛かる。これにより、鋼管杭２が深く押し込まれ、鋼管杭２の内面に接触する土砂６の量が増えるとしても、土砂６に働く上方に引っ張られる力によって、土砂６は圧縮されずに押し固まらず、土砂６によって鋼管杭２の内面に掛かる垂直抗力が大きくなる度合いをある程度抑えることができる。よって、土砂に接触している鋼管杭２の内面に掛かる摩擦力５が小さくなり、押込力３に抗する力が小さくなる。
【００１３】
減圧手段で鋼管杭２の内部を減圧することで、鋼管杭２の内部を大気圧未満とすることができる。減圧手段としては、例えば、真空ポンプ１１を採用することができる。図１に示すように、脱気配管１３が設けられたカバー１２を鋼管杭２の上端に配置し、真空ポンプ１１を脱気配管１３を介してカバー１２に接続しておく。図示は省略してあるが、鋼管杭２の上端またはカバー１２の鋼管杭２との接触部分に、Ｏリングなどの弾性力を有するシール部材を設けておく。そして、カバー１２を上から鋼管杭２に押し付けることによって、シール部材とカバー１２及びシール部材と鋼管杭２が密着し、カバー１２と鋼管杭２との間に隙間が生じることを防ぐことができる。これにより、鋼管杭２内を吸引しても、鋼管杭２とカバー１２との隙間から、鋼管杭２内に外気が流入することを防止して、鋼管杭２の内部の減圧度を高めることができる。
【００１４】
減圧手段によって、鋼管杭２内を０．１０［ａｔｍ］以下とすることが好ましい。これにより、図１に示すように、鋼管杭２に入り込む土砂６の上面の一部が上方に引っ張られて、土砂６は圧縮されずに押し固まることをより確実に防止することができる。
【００１５】
上記実施形態では、鋼管杭２の上端にカバー１２を配置して、カバー１２と鋼管杭２との間にシール部材を設け、カバー１２を鋼管杭２に押し付けて、カバー１２と鋼管杭２との隙間が生じることを防いでいるが、例えば、鋼管杭２とカバー１２とを溶接して、カバー１２と鋼管杭２とを一体として、鋼管杭２の内部の減圧度を高めてもよい。
【００１６】
上記実施形態は、打撃工法で鋼管杭２の地中へ埋め込む場合を例にしてあるが、回転貫入工法によって鋼管杭２を地中７へ埋め込む場合にも、本発明を適用することができる。次に、回転貫入工法で鋼管杭２を地面１に押し込む方法を説明する。図２は、回転貫入工法で鋼管杭を地面を押し込む際に該鋼管杭の内部を減圧している状態を示す説明図である。図１と概ね同様となる構成要素に対しては、同じ符号を付し説明を省略する。回転貫入工法では、鋼管杭２を回転させて地面１に押し込む。鋼管杭２の回転で地面１を押し退ける力を効果的に発揮させるべく、図２に示すように、鋼管杭２の下端部の内側面及び／または外側面に回転翼２ａを設けておく場合がある。また、全周回転機２１で鋼管杭２を回転させるべく、該鋼管杭２の側面を全周回転機２１で保持しておく。なお、全周回転機２１は、鋼管杭２に比べて大きい装置ではあるが、図２では、その一部を符号２１として示してある。
【００１７】
加えて、図２に示すように、真空ポンプ１１が接続された可撓性ホース１４が取り付けられたカバー１２を鋼管杭２の上端に配置し、カバー１２と鋼管杭２とを密着させておく。但し、回転貫入工法では、カバー１２を鋼管杭２に押し付けるわけではなく、鋼管杭２を回転させるので、カバー１２と鋼管杭２との隙間から、鋼管杭２内に外気が流入することを防止するべく、鋼管杭２とカバー１２とを溶接するなどして、カバー１２と鋼管杭２とを一体としておくことが有効である。
【００１８】
鋼管杭２及びカバー１２が、真空ポンプ１１に対して回転可能となるように、可撓性ホース１４に回転機構１４ａを設けておく。回転機構１４ａとしては、公知の回転式ホースジョイントなどを採用することができる。
【００１９】
上述のようにして、鋼管杭２を回転可能としつつも、その内部を減圧した状態で密閉する構造とすることができ、回転貫入工法で鋼管杭２を地中７へ埋め込む場合には、鋼管杭２の内部を減圧し、鋼管杭２を回転させながら地面１に押し込むこととなる。回転貫入工法では回転翼が切り込む土砂の反力で推進力を得るが、先端から土砂が鋼管杭２に入り込む場合であっても、該鋼管杭２の内部の回転翼２ａが推進力に寄与し、鋼管杭２を地面１に、より押し込みやすくなる。
【００２０】
図１及び図２においては、鋼管杭２を、単純なストレート型の円筒形状の管と想定してあるが、中空状であれば特に限定されるものではなく、鋼管杭２は四角柱の管であってもよい。但し、図２における回転貫入工法では、鋼管杭２を回転させるので、鋼管杭２は、円筒形状を想定することが好ましい。
【００２１】
また、本発明は、溶接などの単純な加工を除く複雑な加工を鋼管杭２に行わずに、減圧手段を脱気配管１３や可撓性ホース１４などを介して鋼管杭２に接続するだけで実施することができる。鋼管杭２の下端部に、水を噴射可能なノズルを取り付け、該ノズルから水を高圧で噴射し、鋼管杭２を地中に押し込んで、鋼管杭２を地中７に埋め込むするウォータージェット工法がある。ウォータージェット工法では、鋼管杭２の下端部に高圧水を噴射することで、下端部の土砂をほぐし、鋼管杭２内の土砂６で鋼管杭２が閉塞しづらい状態にすることができる。この工法では、水を供給するためのノズルや配管などが必要となる。一方、本発明は、鋼管杭２の内部を減圧する減圧手段を取り付けるだけで実施することができ、鋼管杭２に複雑な加工が必要でない上に、高圧の水を噴射可能なノズルや水を供給するための配管などは不要である。
【００２２】
本発明によれば、打撃工法または回転貫入工法を実施して、下端部を開放した状態にして鋼管杭を地中に押し込み、土砂を鋼管杭に取り込む場合であっても、鋼管杭の内部で土砂が閉塞してしまう状態となることを防ぎ、鋼管杭が地中に押し込みやすくなる。これにより、打撃工法または回転貫入工法での鋼管杭の地中への埋め込みがより容易となる。
【符号の説明】
【００２３】
１      地面
２      鋼管杭
２ａ    回転翼
３      押込力
４      反力
５      摩擦力（鋼管杭の内面に掛かる摩擦力）
５’    摩擦力（鋼管杭の外面に掛かる摩擦力）
６      土砂（鋼管杭に入り込む土砂）
７      地中
１１    真空ポンプ
１２    カバー
１３    脱気配管
１４    可撓性ホース
１４ａ  回転機構
２１    全周回転機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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