(57)【要約】【課題】  回転圧入する杭が中間層における硬い層の土砂を容易に掘削でき、また支持層に到達した杭の固定に用いるセメントミルクの使用量を小にでき、しかも杭を確実に固定できるようにする。【解決手段】  杭１を回転圧入する際、杭本体内を通過する案内手段５により地上から導く滑材を、前記先端刃３の近傍に設けた流出口７ａから杭外部に供給しながら支持層まで回転圧入し、同支持層に到達してから滑材の供給を停止し、次いで前記案内手段により地上から前記流出口へセメントミルクを送って杭外部に供給することにより、同セメントミルクを前記先端刃まわりの土砂中に充填し、杭下端部まわりをセメントミルクの硬化により安定させる構成とした。【選択図】  図５
2008184862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭を回転圧入する際、杭本体内を通過する案内手段により地上から導く滑材を、前記先端刃の近傍に設けた流出口から杭外部に供給しながら支持層まで回転圧入し、同支持層に到達してから滑材の供給を停止し、次いで前記案内手段により地上から前記流出口へセメントミルクを送って杭外部に供給することにより、同セメントミルクを前記先端刃まわりの土砂中に充填し、杭下端部まわりをセメントミルクの硬化により安定させる構成とした回転圧入杭の施工方法。
【請求項２】
前記案内手段を前記杭の中空内部としてなる請求項１に記載の回転圧入杭の施工方法。
【請求項３】
前記滑材を、セメントミルクとしてなる請求項１に記載の回転圧入杭の施工方法。
【請求項４】
前記滑材およびセメントミルクを流出する流出口を第一の流出口として、この第一の流出口の近傍に別設する第二の流出口から、杭本体内を通過する前記案内手段とは別経路の第二の案内手段により地上から案内する珪酸ソーダを前記セメントミルクの流出とともに杭外部に流出してこのセメントミルクに混合し、前記第一の流出口から流出するセメントミルクの固化を促進するようにしてなる請求項１に記載の回転圧入杭の施工方法。
【請求項５】
杭下端部に先端刃を有し、この先端刃の近傍に、杭本体内を通過する第一の案内手段により地上から案内する滑材、セメントミルクを流出する第一の流出口と、杭本体内を通過する第二の案内手段により地上から案内する珪酸ソーダを流出する第二の流出口とを設けて構成してなる回転圧入杭。
【請求項６】
前記第一、第二の案内手段を、これら流出口近傍の杭本体内で合流させ、前記各々設けていた第一の流出口、第二の流出口を１つの流出口にまとめて構成してなる請求項５に記載の回転圧入杭。
【請求項７】
前記先端刃における杭外周方向の端部を、杭外周部を越えて張り出して構成してなる請求項５に記載の回転圧入杭。
【請求項８】
前記回転圧入杭の前記先端刃に近接する上方の杭本体外周部に、同杭本体の遠心方向に張り出した翼状体を設けて構成してなる請求項５に記載の回転圧入杭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物や土木構造物の基礎支持に用いられる回転圧入杭の施工方法に関し、より詳しくは、杭がスムースに中間層を通過でき、また、支持層に地下水道が通過している場合でも、この支持層に杭下端部を確実に固定できる回転圧入杭の施工方法とこの施工方法に用いる回転圧入杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転圧入杭には各種のものがあり（例えば、特許文献１参照）、適宜の回転圧入装置で杭に鉛直下向きの荷重を掛けながら回転させて、地耐力すなわちＮ値が大なる値の支持層まで圧入している。
【０００３】
また支持層までの深度が大である場合は、複数の回転圧入杭を順次接続して所定のＮ値の支持層まで圧入している。
【０００４】
そして杭を回転圧入する際、杭下端部に有する先端刃が圧入の際の回転によって杭下端部の土砂の掘削また杭外周に排出するようにしていて、杭の圧入をスムースに行えるようにしている。
【０００５】
しかしながら、地耐力すなわちＮ値が大なる値の支持層上方のＮ値が小なる値の中間層を杭が通過している際、杭がこの中間層における硬い層に当ってしまった場合は、この硬い層の土砂を杭下端部に有する先端刃が容易に掘削できず、杭の回転圧入をスムースに行うことができない問題があった。
【０００６】
また、所定の支持層まで到達した杭をセメントミルクで固定する際も、従来では杭全体をセメントミルクで包み込んで固める湿式杭であるので、セメントミルクに係るコストが嵩んでいた。
【０００７】
特に、支持層に地下水道が通過している場合は、注入するセメントミルクがこの地下水道の水によって流されてしまうため、この水の流れが止まるまでセメントミルクを注入しなければならず、セメントミルクに係るコストは大なるものであった。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２７４７４９号公報（第１〜７頁、図１〜３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、回転圧入する杭が中間層における硬い層の土砂を容易に掘削でき、また支持層に到達した杭の固定に用いるセメントミルクの使用量を小にでき、しかも杭を確実に固定できる回転圧入杭の施工方法とこの施工方法に用いる回転圧入杭を提供できるようにした。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明に係る回転圧入杭の施工方法は、杭を回転圧入する際、杭本体内を通過する案内手段により地上から導く滑材を、前記先端刃の近傍に設けた流出口から杭外部に供給しながら支持層まで回転圧入し、同支持層に到達してから滑材の供給を停止し、次いで前記案内手段により地上から前記流出口へセメントミルクを送って杭外部に供給することにより、同セメントミルクを前記先端刃まわりの土砂中に充填し、杭下端部まわりをセメントミルクの硬化により安定させる構成としてあり、前記案内手段を前記杭の中空内部とし、前記滑材をセメントミルクとした構成としてある。
【００１１】
また前記支持層に地下水道が通過している場合は、前記滑材およびセメントミルクを流出する流出口を第一の流出口として、この第一の流出口の近傍に別設する第二の流出口から、杭本体内を通過する前記案内手段とは別経路の第二の案内手段により地上から案内する珪酸ソーダを前記セメントミルクの流出とともに杭外部に流出してこのセメントミルクに混合し、前記第一の流出口から流出するセメントミルクの固化を促進するようにしたものとしてある。
【００１２】
この施工方法に用いる回転圧入杭は、杭下端部に先端刃を有し、この先端刃の近傍に、杭本体内を通過する第一の案内手段により地上から案内する滑材、セメントミルクを流出する第一の流出口と、杭本体内を通過する第二の案内手段により地上から案内する珪酸ソーダを流出する第二の流出口とを設けて構成したものとしてある。
【００１３】
また前記第一の流出口、前記第二の流出口に接続する前記案内手段を、これら流出口近傍の杭本体内で合流させ、前記各々設けていた第一の流出口、第二の流出口を１つの流出口にまとめて構成したものとしてある。
【００１４】
また前記先端刃が板状に形成され、同先端刃を、放射状をなすように複数垂下させるとともに、先端刃における杭外周方向の端部を、杭外周部を越えて張り出して構成したものとしてある。
【００１５】
さらに前記回転圧入杭の前記先端刃に近接する上方の杭本体外周部に、同杭本体の遠心方向に張り出した翼状体を設けて構成したものとしてある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の回転圧入杭の施工方法によれば、杭を回転圧入する際に、杭下端部の流出口から水やセメントミルクなどの滑材を杭外部に流出させながら回転圧入するため、中間層における杭の進行方向にある軟質層や硬質層の土砂がこの流出する水を含み軟弱となって杭下端部に有する先端刃による土砂の掘削抵抗や杭外周への排出抵抗が小になり、したがって、杭が中間層における軟質層や硬質層の区別なくこの中間層をスムースに通過できる。
【００１７】
そして、杭が支持層に到達したら滑材の流出を停止し、次に同流出口からセメントミルクを固化材として杭外部に流出するようにしているため、先端刃によって杭外周に圧密された土砂の内側の土砂や空間にセメントミルクを確実に注入、充填できて、セメントミルクで杭下端部近傍を確実に固定でき、しかも必要かつ最低量のセメントミルクで充填を行うことができ、杭下端部近傍の確実な固定ができる。
【００１８】
また、杭本体外周部に翼状体を有するものは、この翼状体下方部がセメントミルクで確実に固定されるので、翼状体による杭本体の左右へのぐらつきや下方への沈み込みに対する抑止作用を大にできる。
【００１９】
そして、支持層に地下水道が通過している場合は、セメントミルクに珪酸ソーダを混合して流出できるようにしているので、杭外部に流出したセメントミルクの固化が速やかに行われ、地下水道の水によるセメントミルクの流失が防止できる。
【００２０】
したがって、本回転圧入杭の施工方法を用いることにより、施工期間の短縮ができ、またセメントミルクの使用量を小にできるので、施工コストの低減を期すことができる。
また、圧入した杭内部をセメントミルクで充填することにより杭の剛性が大になり、コンクリート杭と同程度の支持力を期すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の回転圧入杭の施工方法を添付図面に基づいて説明する。
本施工方法に用いる回転圧入杭１は、適宜の径の鋼管から形成していて、この杭本体２の下端部に先端刃３を設けている。
【００２２】
この先端刃３は、杭本体２を回転圧入する際、杭本体２の下部すなわち圧入方向にある土砂の掘削また杭本体２の外周に排出するようにしていて、例えば、本実施例で示すような板状に形成している。
【００２３】
また先端刃３は、杭本体２の下端部に有する蓋体２ａに、放射状をなすように複数垂下していて、さらに先端刃３における外方端部３ａが、杭本体２の外周部を越えて張り出している。
【００２４】
また、杭本体２内には、滑材たる水やセメントミルクを個々に送るための第一の案内手段たる水・セメントミルク送管５、第二の案内手段たる珪酸ソーダを送るための珪酸ソーダ送管６を通していて、それら水・セメントミルク送管５、珪酸ソーダ送管６により案内された水やセメントミルク、珪酸ソーダが流出する孔を、杭本体２の下端部に設けている。
【００２５】
そして、図１、図２に示す回転圧入杭１は、杭本体２内を通過する水・セメントミルク送管５、珪酸ソーダ送管６の流出口を、それぞれ第一の流出口５ａ、第二の流出口６ａとして独立させ、水・セメントミルク送管５によって送られる水やセメントミルクを第一の流出口５ａから流出させ、珪酸ソーダ送管６によって送られる珪酸ソーダを第二の流出口６ａから流出させるようにしている。
【００２６】
また、図３、図４に示す回転圧入杭１は、杭本体２内を通過する水・セメントミルク送管５、珪酸ソーダ送管６を、杭本体２内でＹ字状のジョイント管７によって１つの送菅にまとめ、水・セメントミルク送管５によって送られる水やセメントミルク、珪酸ソーダ送管６によって送られる珪酸ソーダを１つの流出口７ａから流出させるようにしている。
【００２７】
この回転圧入杭１の施工方法を、図５、図６に示していて、図５は、杭本体２の下端部を固定する支持層に地下水道が通過していない場合を示すもので、また図６は、杭本体２の下端部を固定する支持層に地下水道が通過している場合の施工方法を示している。
【００２８】
また、図５、図６に示す回転圧入杭１は、図３、図４に示している杭本体２内を通過する水・セメントミルク送管５、珪酸ソーダ送管６を、杭本体２内でＹ字状のジョイント管７によって１つの送菅にまとめ、水・セメントミルク送管５によって送られる水やセメントミルク、珪酸ソーダ送管６によって送られる珪酸ソーダを１つの流出口７ａから流出させる形態のものである。
【００２９】
そして、図５のように、杭本体２の下端部を固定する支持層に地下水道が通過していない場合の回転圧入杭１の施工方法は、先ず、回転圧入杭１を、図５（ａ）図のように、適宜の回転圧入装置（図示は省略）で杭本体２に鉛直下向きの荷重を掛けながら回転させ、かつ水・セメントミルク送管５によって地上より送られる水８などの滑材を流出口７ａから流出させながら地耐力すなわちＮ値が大なる値の図５（ｂ）で示す支持層まで圧入する。
なお、上記滑材としては水そのものを用いる場合もあるいし、セメントミルクを用いる場合もあり、これらにベントナイト、フライアッシュ等の添加材を適宜混合して使用する場合もある。
【００３０】
この回転圧入杭１における杭本体２の下端部が支持層に到達したら、流出口７ａからの水８の流出を停止し、次いで、図５（ｂ）図のように、同水・セメントミルク送管５を用いて地上よりセメントミルク９を流出口７ａから流出させ、同セメントミルク９を先端刃３により杭本体２の外周に圧密した土砂の内側におけるほぐされた土砂部分１２に充填して杭本体２の下端部近傍をこのセメントミルク９で固定するようにしている。
なお、支持層到達後において供給するセメントミルクには、適宜の添加材を混合して使用する場合もある。
【００３１】
また、ほぐされた土砂部分１２に充填しているセメントミルク９は、この土砂部分１２に接する土中に浸透するので、セメントミルク９の固化後は、杭本体２が恰も樹木が根を張るが如くこの下端部近傍が固定される。
【００３２】
そして、杭本体２に設けた翼状体である拡底翼４の下方部がセメントミルク９で確実に固定されるので、拡底翼４による杭本体２の左右へのぐらつきや下方への沈み込みに対する抑止作用が大になる。
【００３３】
また、図６のように、杭本体２の下端部を固定する支持層に地下水道が通過している場合の回転圧入杭１の施工方法は、先ず、回転圧入杭１を、図６（ａ）図のように、適宜の回転圧入装置（図示は省略）で杭本体２に鉛直下向きの荷重を掛けながら回転させ、かつ水・セメントミルク送管５によって地上より送られる水８を流出口７ａから流出させながら地耐力すなわちＮ値が大なる値の図６（ｂ）で示す支持層まで圧入する。
【００３４】
この回転圧入杭１における杭本体２の下端部が支持層に到達したら、流出口７ａからの滑材たる水８の流出を停止し、次いで、図６（ｂ）図のように、同水・セメントミルク送管５を用いて地上より送られるセメントミルクと珪酸ソーダ送管６によって地上より送られる珪酸ソーダをＹ字状のジョイント管７部で１つの流れにして混合し、この混合した珪酸ソーダ・セメントミルク１１を流出口７ａから流出させるようにしている。
【００３５】
すなわち、Ｙ字状のジョイント管７部で珪酸ソーダをセメントミルクに混合して珪酸ソーダ・セメントミルク１１にすることで、流出口７ａから流出するとほぼ同時にセメントミルクがゲル化してその固化が開始されるようにして、地下水道１０の水によるセメントミルクの流失が防止される。
【００３６】
上述した実施例においては、滑材、固化材たるセメントミルクを第一の案内手段たる水・セメントミルク送管５によって供給しているが、杭１の中空内部を第一の案内手段として利用する場合もある。この場合には、杭の打設後に杭内部にセメントミルクが充填された状態になり、杭の剛性向上を容易かつ確実に図ることができ、しかも構造を簡略化できて低コスト化を期すことができるというメリットもある。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る回転圧入杭の一例を示す斜視図。
【図２】図１中に示すＡ−Ａ部分の断面図。
【図３】本発明に係る回転圧入杭の一例を示す斜視図
【図４】図２中に示すＢ−Ｂ部分の断面図。
【図５】回転圧入杭の施工工程を示す図。
【図６】回転圧入杭の施工工程を示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１  回転圧入杭
２  杭本体
２ａ  蓋体
３  先端刃
３ａ  外方端部
４  拡底翼
５  水・セメントミルク送管
５ａ  第一の流出口
６  珪酸ソーダ送管
６ａ  第二の流出口
７  ジョイント管
７ａ  流出口
８  水
９  セメントミルク
１０  地下水道
１１  珪酸ソーダ・セメントミルク
【図１】
2008184862.tif 000003
【図２】
2008184862.tif 000004
【図３】
2008184862.tif 000005
【図４】
2008184862.tif 000006
【図５】
2008184862.tif 000007
【図６】
2008184862.tif 000008