(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端のスクリュー体と、テーパー状の鋼管製の杭本体と、杭本体の端部にスクリュー体を接続する接続環体とより構成し、
接続環体は、同一軸線上に２本の鋼管を接続する継手用の部材であって、外筒の内部に内筒が位置する二重筒によって構成し、
かつ二重筒の外筒と内筒との間に挿入した杭本体の筒体部、およびスクリュー体の接続筒を外側から変形させるボルトの挿入が可能な接続環体であり、
杭本体の回転時に接続環体のボルト頭部の描く軌跡よりも、テーパー状の杭本体の最大外径部の外径を大きく構成した、
スクリュー型回転式貫入杭。
【請求項２】
地盤中に、
外径が、請求項１に記載の杭本体の最大外径よりも大きく、かつ深さは杭本体の長さよりも短い円柱状の改良体を構築したのち、
請求項１に記載のスクリュー型回転式貫入杭を、改良体の内部に回転させながら挿入して行う、
地盤改良杭の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスクリュー型回転式貫入杭と、その杭を利用した地盤改良杭の構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転貫入杭の一例として図６、および特許文献１に示すような先端を備えた杭が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２０９６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１に記載してある回転貫入杭は多くの特徴を備えているが、同時に次のような問題点がある。
＜１＞  図６に示すように、掘削するためのドリルａは、杭本体ｂの先端に取り付けるような構造となっている。
＜２＞  そのために杭本体ｂの先端は、ドリルを嵌合する嵌合用大径部ｃとして内径および外径を拡大させてある。
＜３＞  杭本体ｂの先端にドリルを取り付けるには、嵌合用大径部ｃの内部にドリルａの接続筒ｆを挿入し、直交する方向のボルトｅで固定する構造を採用している。
＜４＞  したがって、特許文献１記載の杭を地中に回転貫入した場合には、図７に示すように杭本体ｂの周囲には、接続用のボルトｅの頭部が、その回転軌跡の直径だけ地盤を乱してしまうことになる。
＜５＞  したがって杭本体ｂの外周と地盤との間には、実際には図７の隙間ｄが生じないとしても、摩擦抵抗が大幅に低減したことになり、支持杭としての信頼性が高いとはいえないものであった。
＜６＞  さらに特許文献１記載の構造では、杭本体ｂの先端を、内径、外径ともに拡大させて嵌合用大径部ｃの加工を行っておかなければならず、市販の鋼管杭をそのまま利用できない、という不経済な問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、本発明のスクリュー型回転式貫入杭は、先端のスクリュー体と、テーパー状の鋼管製の杭本体と、杭本体の端部にスクリュー体を接続する接続環体とより構成し、接続環体は、同一軸線上に２本の鋼管を接続する継手用の部材であって、外筒の内部に内筒が位置する二重筒によって構成し、かつ二重筒の外筒と内筒との間に挿入した杭本体の筒体部、およびスクリュー体の接続筒を外側から変形させるボルトの挿入が可能な接続環体であり、杭本体の回転時に接続環体のボルト頭部の描く軌跡よりも、テーパー状の杭本体の最大外径部の外径を大きく構成したことを特徴としたものである。
さらに本発明の地盤改良杭の構築方法は、地盤中に、外径が前記の杭本体の最大外径よりも大きく、かつ深さは杭本体の長さよりも短い円柱状の改良体を構築したのち、前記のスクリュー型回転式貫入杭を、改良体の内部に回転させながら挿入して行うことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のスクリュー型回転式貫入杭は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞  杭の回転によって接続環体も回転して地盤を乱すが、その乱した範囲よりも杭本体の最大外径部の外径が大きい。
＜２＞  したがって杭本体の上部では、その外周面が乱されていない地盤に接触するので大きい摩擦抵抗を得ることができる。
＜３＞  直径が徐々に変化してゆく市販のテーパー杭を利用することができるので安価である。
＜４＞  特に先端をスクリュー型の金物とし、杭本体をテーパー杭とすることで、先端支持力と杭の周面摩擦力を増し、建物の上部構造の種類、規模、本設、仮設に限らず利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のスクリュー型回転式貫入杭の実施例の説明図。
【図２】杭本体と接続環体とドリル体の接続前の説明図。
【図３】接続環体で接続した状態の断面図。
【図４】他の実施例の説明図。
【図５】改良体とスクリュー型回転式貫入杭を組み合わせた工法の説明図。
【図６】従来のスクリュー型回転式貫入杭の実施例の説明図。
【図７】図６の杭の問題点の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【０００９】
＜１＞全体の構成
本発明の回転式貫入杭は、先端のスクリュー体１と、テーパー状の鋼管製の杭本体２と、杭本体２の端部にスクリューを接続する接続環体３とより構成する。
【００１０】
＜２＞スクリュー体
先端のスクリュー体１は、螺旋状のスクリューで構成し、一条ネジ、多条ネジのいずれの構成のものも採用することができる。
また、スクリューの直径が先端に向けて徐々に小さくなる円錐状のものでも、あるいは基部は同一の直径で、先端部分だけが円錐状のものでも採用することができる。
スクリュー体１の基端には、ネジの形成されていない接続筒１１を設け、その接続筒１１を後述する接続環体３に挿入できるように構成する。
【００１１】
＜３＞杭本体
杭本体２は、鋼製の杭であって、一端部から他端部に向けてその外径が徐々に縮小する形状の杭である。
外径が最も縮小した最少外径部２１の外径は、前記のスクリュー体１の最大外径とほぼ等しく構成する。
また外径が最も拡大した最大外径部２２の外径は、後述する接続環体３を回転したときに、接続環体３のボルト頭部３１が描く軌跡の径よりも十分に大きい外径として構成する。
外径を徐々に変化させたテーパー鋼管は多数の種類のものが市販されているので、本発明の杭本体２はこのような安価な市販のテーパー鋼管を利用することができる。
最少外径部２１の端部には、最少外径部２１の外径と等しい外径の筒体を取り付け、接続用の筒体部２３として構成する。
この筒体部２３が、後述する接続環体３を介してスクリュー体１と接続するための接続部となる。
【００１２】
＜４＞接続環体（図２）
接続環体３は、同一軸線上に２本の鋼管を接続する継手用の部材であって、外筒３２の内部に内筒３３が位置する二重筒によって構成する。
二重筒の中間には、筒を横断する方向に棚板３４をもうけ、二重筒の上下両側から挿入した杭本体２の筒体部２３とスクリュー体１の接続筒１１とが、棚板３４まで挿入できるように構成する。
さらに外筒３２には筒の中心軸に向けたボルト穴を、平面視で複数個所に設ける。
このボルト穴は、棚板３４を挟んでその上方と下方に設置する。
このボルト穴に外から中心に向けてボルト３１を強力にねじ込むことによって、二重筒の外筒３２と内筒３３との間に挿入した杭本体２の筒体部２３、およびスクリュー体１の接続筒１１を外側から変形させることができる。
そのために、外筒３２と内筒３３との間隔は、挿入する筒体部２３や接続筒１１の肉厚よりも多少、広い間隔として構成する。
あるいはボルト３１の加圧部だけ、内筒３３を内側に凹設した受け溝を形成して、筒体部２３や接続筒１１の内側への変形を許容するように構成することもできる。
接続環体３にボルト３１を挿入して締結した場合に、ボルト３１の頭部の描く軌跡の外径は、当然に杭本体２の最小外径部２１の外径よりも大きくなってしまう。
そこで上記したように、杭本体２の最大外径部２２は、ボルト３１の頭部の描く軌跡の外径よりも大きい寸法であるように構成する。
【００１３】
＜５＞接続方法（図３）
次に本発明のスクリュー型回転式貫入杭を組み立てる方法について説明する。
接続環体３の上側の外筒３２と内筒３３の間隔に、杭本体２の最小外径部２１の端に位置する筒体部２３を挿入する。
また接続環体３の下側の外筒３２と内筒３３の間隔には、接続すべきスクリュー体１の接続筒１１を挿入する。
そして接続環体３の、上下のボルト穴にボルト３１を挿入して強固に締め付ける。
すると杭本体２の筒体部２３と、スクリュー体１の接続筒１１が、各々円周方向から中心方向に向けて複数個所で変形を受けて、その断面が円形から非円形に変化する。
その結果、スクリュー体１が杭本体２から脱落しないことはもちろん、杭本体２の回転をスクリュー体１に確実に伝達することができることになる。
【００１４】
＜６＞摩擦の確保
接続環体３の外周にはボルト３１の頭部が突設している。
そのために杭本体２を回転して地中に挿入した場合に、ボルト３１の頭部が地盤を切削して、ボルト３１の頭部の軌跡の範囲だけ現地盤を乱してしまう。
しかし上記したように杭本体２の最大外径部２２の外径は、ボルト３１頭部の描く軌跡の外径よりも大きく構成してある。
したがってテーパー状の杭本体２の上部は、ボルト３１の頭部によって乱されていない地盤に直接接するので十分な摩擦支持力を得ることができる。
【００１５】
＜７＞他の実施例（図４）
上記の実施例では、杭本体２とスクリュー体１との接続に接続環体３を利用する構成であった。
しかし接続環体３を使用しない構成を採用することもできる。  
その場合には、スクリュー体１の杭本体２側に加工する必要がある。
すなわちスクリュー体１の杭本体２側に、上記の実施例と同様に接続筒１１を形成する。
この接続筒１１の端面側から、一定の深さを有する溝である環状溝１２を形成する。
この環状溝１２の幅は、杭本体２の筒体部２３の板厚以上の幅とし、杭本体２の筒体部２３を挿入できるように構成する。
さらに環状溝１２には、接続筒１１の中心軸に向けたボルト穴を設け、環状溝１２の壁面において、ボルト１３の当たる位置を凹設して図３の実施例と同様に受け溝を形成する。
この構成において、スクリュー体１と杭本体２を接続する場合は、環状溝１２の内部に杭本体２の筒体部を挿入する。
そして前記の実施例と同様に、その円周方向から複数のボルト１３を、軸心方向に向けて強力に締め付ける。
すると断面が円形であった筒体部２３の一部が受け溝内に食い込んで非円形となる。
その結果、スクリュー体１と杭本体２が一体となり、スクリュー体１が杭本体２から脱落しないことはもちろん、杭本体２の回転をスクリュー体１に確実に伝達することができる。
【００１６】
＜８＞改良体との組み合わせ（図５）
地盤中に円柱状の改良体４を形成する工法は、各種の方法が提案され実施されている。
例えば特開２００７−２６２６９９号公報記載の発明のように、噴射装置のノズルから地盤中に固化材スラリーを噴射して地盤を切削すると共に、固化材スラリーと改良対象土を混合撹拌してソイルセメント円柱である地盤改良体４を造成する工法などである。
このような公知の工法で、地盤中に円柱状の改良体４を構築しておく。
この改良体４の外径は、本発明の杭本体２の最大外径部２２の外径よりも大きく、かつ深さは、本発明の杭本体２とスクリュー体１の長さの合計よりも短く構築する。
例えば改良体４の長さを４ｍ、本発明の杭の全長を１０ｍ程度に設定する。
そして改良体４のソイルセメント打設直後の硬化する前に、本発明のスクリュー体１で未固化状態の改良体４を回転式により杭を貫入し、できたらばスクリュー体１の先端を支持地盤に食い込ませる。
杭の全長が改良体４よりも長いので、スクリュー体１と、場合によってはテーパー状の杭本体２の先端側の一部が改良体４の下から露出する。
このように構築すると、本発明の杭本体２の上部は、改良体４の内部に位置しているから、地震時に杭本体２の上端部に水平力が作用しても、上部が拘束され、きわめて破壊されにくい杭を提供することができる。
【符号の説明】
【００１７】
１：スクリュー体
２：杭本体
３：接続環体
４：改良体
【図１】
0005756425.tif 000002
【図２】
0005756425.tif 000003
【図３】
0005756425.tif 000004
【図４】
0005756425.tif 000005
【図５】
0005756425.tif 000006
【図６】
0005756425.tif 000007
【図７】
0005756425.tif 000008