(57)【要約】【課題】芯材を掘削孔に垂直に建て込む場合、建て込み場所が軟らかい地盤に限定されることなく、硬い地盤にも実施可能であり、掘削孔の内壁との抵抗も小さく、容易に精度よく垂直に建て込みが行える杭を得る。【解決手段】掘削孔にセメントミルク等の硬化液を注入して造成される地中柱または地中壁の芯材９として、前記掘削孔１０に挿入される杭において、芯材９である杭の挿入方向の規制部材として、杭の外周面の対称位置に、弓状に突出する帯状部材１１を長さ方向にそって取付けた。【選択図】        図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
掘削孔にセメントミルク等の硬化液を注入して造成される地中柱または地中壁の芯材として、前記掘削孔に挿入される杭において、芯材である杭の挿入方向の規制部材として、杭の外周面の対称位置に、弓状に突出する帯状部材を長さ方向にそって取付けたことを特徴とする杭。
【請求項２】
弓状に突出する帯状部材の突出端部と掘削孔壁面との間に、わずかな隙間が形成されるよう、突出端部の突出高さを設定する請求項１記載の杭。
【請求項３】
弓状に突出する帯状部材は、杭の下端部近傍に配置する請求項１または請求項２に記載の杭。
【請求項４】
弓状に突出する帯状部材の両端を杭への固着部に形成し、突出端部と固着部とを幅広に、突出端部と固着部とを繋ぐ傾斜部を幅狭に形成する請求項１から請求項３のいずれかに記載の杭。
【請求項５】
幅狭の傾斜部は、帯状部材の両側部を内側に折り曲げて形成し、この折り曲げ部分を傾斜部の補強部とする請求項４記載の杭。
【請求項６】
弓状に突出する帯状部材は、長さ方向の全長にわたって同一幅で形成する請求項１から請求項３のいずれかに記載の杭。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この考案は、ソイル柱壁等の土留め壁用の掘削孔を掘削機で掘削して地中連続壁を造成する場合に、前記掘削孔に芯材として建て込む杭に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ソイル柱壁の施工として、多軸掘削機による原位置土混合工法（Ｓｉｌｅ  Ｍｉｘｉｎｇ  Ｗａｌｌ、ＳＭＷ）が知られている。これは、図７、図８に示すように油圧モータおよび減速機からなる駆動機構４に掘削軸５を下方に向けて連結し、かつ、この掘削軸５を複数本（図示では５本）並列させたものである。
【０００３】
掘削軸５は先端に掘削ヘッド５ａを設け、また、途中に断続するスクリュー羽根による攪拌翼兼用の掘削翼５ｂを設けたものである。また、図示は省略するが、この掘削軸５は中空軸で内部にセメントミルク等の固結液を通流させ、これを掘削ヘッド５ａの吐出口より注出できる。
【０００４】
前記駆動機構４は掘削軸５を連結した状態で、クローラ等のベースマシーン１に起立するリーダーマスト２のトップシーブ３からワイヤーで吊り支する。さらに、駆動機構４は背面に設けた湾曲ブラケット６をリーダーマスト２に沿設したリーダー７に係合させる。図中８はリーダーマスト２の下端に設けた首かせ状の振れ止めで、掘削軸５が上下に貫通する。
【０００５】
駆動機構４により掘削軸５を回転駆動し、掘削ヘッド５ａで錐揉み状に掘削を行うが、かかる掘削時に掘削ヘッド５ａよりセメントミルク等の固結液を吐出させて、土中において原位置土と混合して図９に示すように先行エレメントａのソイルセメント壁体を造成する。
【０００６】
同様に後行エレメントｂのソイルセメント壁体を前記先行エレメントａのソイルセメント壁体に完全にラップさせて（例えば掘削軸１軸分の軌跡）形成し、一体に連続して地中連続壁とする。
【０００７】
そして、かかるソイルセメント壁体を建築・土木の地下工事における土留め壁として使用する場合は、図１０に示すように応力負担材（芯材９）としてＨ形鋼を建て込む。
【０００８】
この芯材９の建て込みは、セメントミルク等の固結液を吐出後、固結液が硬化する前にクレーンなどで吊り込むものであり、先行エレメントに芯材を建て込んだ後、後行エレメントの削孔を開始する。
【０００９】
しかし、ソイルセメント壁体となる掘削孔の内周面と芯材９の側面との間には、大きな隙間ができるので、芯材９を垂直に打ち込んでも、隙間の分だけ芯材９が動いて芯材９が中心からずれて偏ってしまう。すなわち、芯材９の垂直精度が悪くなり、その結果ひどい場合には、近接する建物や建築しようとしている建物に芯材９がぶつかってしまうという問題があった。
【００１０】
また、多軸掘削機での掘削は、各掘削軸５の掘削軌道が重合（オーバーラップ）するようになり、しかも、後行エレメントを造成するため削孔するときには、先行エレメントには芯材が建て込んである状態であって、この芯材は掘削孔内に没入しているため、地上からは芯材の所在位置を明確に確認することが困難となる。
【００１１】
このため、先行エレメントに建て込んだ芯材９の位置が後行エレメント側に偏っていたり、芯材９としてのＨ型鋼が掘削孔内でねじれてフランジが後行エレメント側に向いてしまったりして、このような状態に気付かないまま後行エレメントの掘削が行われると、その掘削時に掘削軸が先行エレメントの芯材と接触するおそれがある。
【００１２】
これに対して、芯材の垂直精度を保った状態で、掘削孔に芯材を建て込む方法が下記の特許文献に示されている。
【特許文献１】特開２００２−２１２９５０号公報
【００１３】
これは、掘削孔（縦穴）の直径をＨ型鋼による芯材（杭）のフランジ間の幅とほぼ同じ長さにしたもので、これにより、杭の側面と掘削孔の内壁との間に隙間が生じないようにして、杭が動いたり傾くことを防止するものである。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【００１４】
この特開２００２−２１２９５０号公報の場合、Ｈ型鋼による芯材（杭）の対角線方向の長さは、掘削孔の直径よりも大きくなり、Ｈ型鋼のフランジ角部は掘削孔内に収まらないが、前記従来例では、角部を建て込むために、圧入機を使用し、強制的に建て込んでいる。
【００１５】
なお、前記従来例の場合、圧入機で圧入できる地盤は、軟らかい地層に限定されている。
【００１６】
前記従来例のようにＨ型鋼による芯材の対角線方向の長さが掘削孔の直径よりも大きくした場合、フランジ角部が掘削孔からはみ出る。そのため、この部分は前記のように圧入機で押し込むことになるが、圧入に際しては圧入場所が軟らかい地盤に限定されてしまう。
【００１７】
また、芯材は、Ｈ型鋼のフランジの外側面が掘削孔の内壁に摺接しながら掘削孔内に建て込まれるため、掘削孔の内壁との接触面積が大きくなり、建て込み時の抵抗が大きく、作業性がよくない。
【００１８】
本考案は前記従来例の不都合を解消するものとして、芯材を掘削孔に垂直に建て込む場合、建て込み場所が軟らかい地盤に限定されることなく、硬い地盤にも実施可能であり、掘削孔の内壁との抵抗も小さく、容易に精度よく垂直に建て込みが行える杭を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本考案は前記従来例の不都合を解消するため、請求項１記載の考案は、掘削孔にセメントミルク等の硬化液を注入して造成される地中柱または地中壁の芯材として、前記掘削孔に挿入される杭において、芯材である杭の挿入方向の規制部材として、杭の外周面の対称位置に、弓状に突出する帯状部材を長さ方向にそって取付けたことを要旨とするものである。
【００２０】
請求項２記載の考案は、弓状に突出する帯状部材の突出端部と掘削孔壁面との間に、わずかな隙間が形成されるよう、突出端部の突出高さを設定することを要旨とするものである。
【００２１】
請求項３記載の考案は、弓状に突出する帯状部材は、杭の下端部近傍に配置することを要旨とするものである。
【００２２】
請求項４記載の考案は、弓状に突出する帯状部材の両端を杭への固着部に形成し、突出端部と固着部とを幅広に、突出端部と固着部とを繋ぐ傾斜部を幅狭に形成することを要旨とするものである。
【００２３】
請求項５記載の考案は、幅狭の傾斜部は、帯状部材の両側部を内側に折り曲げて形成し、この折り曲げ部分を傾斜部の補強部とすることを要旨とするものである。
【００２４】
請求項６記載の考案は、弓状に突出する帯状部材は、長さ方向の全長にわたって同一幅で形成することを要旨とするものである。
【００２５】
請求項１記載の本考案によれば、芯材である杭の外周面の対称位置に長さ方向にそって取付けた弓状に突出する帯状部材が、杭を掘削孔に挿入する時に掘削孔内壁にそって摺接することで、杭が左右にぶれ偏って挿入されることが阻止され、帯状部材が杭を挿入する際の規制部材として機能し、垂直精度よく杭を挿入できる。
【００２６】
請求項２記載の本考案によれば、弓状に突出する帯状部材の突出端部と掘削孔壁面との間には、わずかな隙間を確保したから、帯状部材が掘削孔内壁面に密着することによって帯状部材が杭の挿入の抵抗となることを防止でき、帯状部材が杭の挿入の妨げとなることはない。そして、隙間はわずかなものであるから、この隙間の分だけ杭が左右にぶれたとしても、この隙間が、帯状部材が杭の挿入方向の規制部材として機能することの妨げとなることもない。
【００２７】
請求項３記載の本考案によれば、弓状に突出する帯状部材は、杭の下端部近傍に配置することで、杭の挿入先端に帯状部材を配置でき挿入方向の規制部材として確実に機能させることができる。また、帯状部材の配設数を必要最小限に抑えることができ、帯状部材が杭挿入時の抵抗となることを防止できる。
【００２８】
請求項４記載の本考案によれば、弓状に突出する帯状部材の両端に形成した杭への固着部を幅広に形成することで、帯状部材を杭に確実に固着でき、また突出端部も幅広に形成することで掘削孔内壁との摺接面を最大限確保しつつ、湾曲面に形成することで杭挿入時の抵抗を最小に抑えつつ挿入方向の偏りを防止できる。
【００２９】
さらに、突出端部と固着部とを繋ぐ傾斜部を幅狭に形成することで、杭挿入時の土との抵抗をさらに軽減でき、杭挿入が垂直精度よくスムーズに行える。
【００３０】
請求項５記載の本考案によれば、幅狭の傾斜部は、帯状部材の両側部を内側に折り曲げるだけでよいから、帯状部材を同一幅の一枚ものとして幅狭の部分を容易に形成できる。そして、この折り曲げ部分は幅狭の傾斜部の補強部となり、帯状部材の強度を確保できる。
【００３１】
請求項６記載の本考案によれば、弓状に突出する帯状部材は、長さ方向の全長にわたって同一幅で形成する場合は、幅狭の部分がなく杭挿入時の土との抵抗は多少大きくなるが、帯状部材の加工が容易になり簡単に製作できる。
【考案の効果】
【００３２】
以上述べたように本考案の杭は、芯材としての杭を掘削孔に垂直に建て込む場合、杭の外周面に掘削孔内壁に摺接する弓状の帯状部材を突設したから、この帯状部材により杭挿入時の挿入方向が規制され垂直精度が容易に確保される。また、帯状部材と掘削孔内壁との抵抗も小さくでき、さらに、建て込み場所が軟らかい地盤に限定されることなく、硬い地盤にも実施可能なものである。
【考案を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面について本考案の実施の形態を詳細に説明する。図１は本考案の杭の第１実施形態を示す正面図、図２は同上要部である斜視図、図３は同上側面図、図４は同上平面図で、本考案の杭が実施される地中連続壁工法については既に説明したとおりであるから、ここでの詳細な説明は省略する。
【００３４】
本考案は地中連続壁工法において、先行エレメントの造成の最後の工程で掘削孔１０に芯材９として建て込む杭であるＨ形鋼に関するものであり、芯材９の下端部近傍に位置させて、芯材９の外周面の対称位置（図示の例では左右対称位置）に芯材９の挿入方向の規制部材として、弓状に突出する帯状部材１１を芯材９の長さ方向にそって溶接などにより固着した。
【００３５】
この帯状部材１１は、両端を平坦部として芯材９への固着部１１ａとし、弓状に突出する突出端部を掘削孔１０の内壁に摺接する摺接部１１ｂとし、この固着部１１ａと摺接部１１ｂとを幅広に形成する。
【００３６】
そして、固着部１１ａと摺接部１１ｂのつなぎの部分である傾斜部１１ｃを幅狭に形成する。
【００３７】
幅狭の傾斜部１１ｃの形成方法としては、例えば、帯状部材１１を一枚ものの同一幅の部材で形成し、傾斜部１１ｃの部分のみ幅方向の両側を内側に折り曲げて、折り曲げた幅の分だけ幅の狭いものにする。
【００３８】
この場合、前記折り曲げ部１１ｄは、幅狭の傾斜部１１ｃの内側にリブ状に配置されることになり、傾斜部１１ｃを補強する機能を有することになる。
【００３９】
なお、傾斜部１１ｃの補強部は前記折り曲げ部１１ｄに限定されるものではなく、帯状部材１１の固着部１１ａ、摺接部１１ｂと、傾斜部１１ｃとをそれぞれ最初から異なる幅に形成しておき、傾斜部１１ｃの補強部は折り曲げにより形成するのではなく、傾斜部１１ｃの内側にリブを別途設ける、または、傾斜部１１ｃを肉厚に形成するなどして傾斜部１１ｃの補強を図るようにしてもよい。
【００４０】
突出端部である摺接部１１ｂの突出高さは、帯状部材１１を掘削孔１０内に挿入したときに、摺接部１１ｂが掘削孔１０の内壁に密着することなく、摺接部１１ｂと掘削孔１０の内壁との間にわずかな隙間が形成される程度のものに設定する。
【００４１】
次に作用を図１、図５について説明する。かかる芯材９を掘削孔１０に建て込む場合、芯材９である杭の挿入先端近傍には弓状に突出する帯状部材１１が外周面に固着してあるから、この帯状部材１１の突出端部である摺接部１１ｃが掘削孔１０の内壁に摺接しながら芯材９が掘削孔１０内に挿入される。
【００４２】
この摺接部１１ｂと掘削孔    １０の内壁との摺接により、芯材９は挿入方向が規制され、左右にぶれたり、ねじれたりすることなく垂直精度を保って挿入される。
【００４３】
また、この挿入時、摺接部１１ｂは掘削孔１０の内壁面に密着することはなく、わずかな隙間を保ちながら摺接するから、帯状部材１１が芯材９の挿入の抵抗となることを防止できる。そして、隙間はわずかなものであるから、この隙間の分だけ芯材９が左右にぶれたとしても、この隙間が、帯状部材１１が芯材９の挿入方向の規制部材として機能することの妨げとなることもない。
【００４４】
そして、帯状部材１１は、芯材９の挿入先端となる下端部近傍に配置したから、挿入方向の規制部材として確実に機能させることができる。また、帯状部材１１の配設数も必要最小限に抑えることができ、帯状部材１１が芯材９の挿入時の抵抗となることを防止できる。
【００４５】
さらに、帯状部材１１の両端に形成した芯材９への固着部１１ａを幅広に形成したから、帯状部材１１を芯材９に確実に固着でき、また突出端部である摺接部１１ｂも幅広に形成することで掘削孔１０内壁との摺接面を最大限確保しつつ、摺接部１１ｂを湾曲面に形成することで芯材９の挿入時の抵抗を最小に抑えて挿入方向の偏りを防止できる。
【００４６】
摺接部１１ｂと固着部１１ａとを繋ぐ傾斜部１１ｃを幅狭に形成することで、芯材９の挿入時に土圧が最も大きく加わる傾斜部１１ｃにおける土との抵抗を軽減でき、芯材９の挿入が垂直精度よくスムーズに行える。
【００４７】
そして、この傾斜部１１ｃは帯状部材１１のうちで土の抵抗を最も大きく受ける部分であるが、この部分を幅狭に形成しても、内側に折り曲げ部１１ｄが存在するから、この折り曲げ部１１ｄが幅狭の傾斜部１１ｃの補強部となり、帯状部材１１の強度を確保できる。
【００４８】
図６は第２実施形態を示し、帯状部材１１の幅を固着部１１ａ、摺接部１１ｂ、傾斜部１1ｃの全長にわたって同一の幅に形成する。この場合は、第１実施形態に比較して傾斜部１１ｃの幅がひろいため、土の抵抗が大きくなるが、摺接部１１ｂは湾曲面に形成されているから、帯状部材１１の全体が芯材９の挿入の妨げになることはない。
【００４９】
むしろ、第２実施形態は、折り曲げ部１１ｄを形成する必要がないことで製作が容易であり、また、傾斜部１１ｃの幅が広い分だけ、土からの抵抗に十分耐えられるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本考案の杭の第１実施形態を示す建て込み状態の正面図である。
【図２】本考案の杭の第１実施形態を示す要部の斜視図である。
【図３】本考案の杭の第１実施形態を示す側面図である。
【図４】本考案の杭の第１実施形態を示す平面図である。
【図５】本考案の杭の第１実施形態を示す建て込み状態の平面図である。
【図６】本考案の杭の第２実施形態を示す建て込み状態の正面図である。
【図７】多軸掘削機の正面図である。
【図８】多軸掘削機の側面図である。
【図９】多軸掘削機による掘削軌跡の平面図である。
【図１０】芯材を建て込んだ地中連続壁の平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ベースマシーン              ２  リーダーマスト
３  トップシーブ                ４  駆動機構
５  掘削軸                      ５ａ  掘削ヘッド
５ｂ  掘削翼                    ６  湾曲ブラケット
７  リーダー                    ８  振れ止め
９  芯材                        １０  掘削孔
１１  帯状部材                  １１ａ  固着部
１１ｂ  摺接部                  １１ｃ  傾斜部
１１ｄ  折り曲げ部
【図１】
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【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】
0003139617.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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