(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端部外周面にスクリュー状翼を突設してなる開端翼つき中空杭と、上記中空杭内に挿脱自在に挿通されたロッドの該中空杭下端からの突出端に、掘削ヘッドを接続してなる掘削ロッドとのセットであって、
上記掘削ロッドの掘削ヘッドは、上記中空杭の開端開口よりもやや大径で、該開端に当接して該開口を閉止しうるように互に形成されると共に、地中にあって上記ロッドの操作により該ロッドから分離可能にロッドに接続されている、
掘削ロッド入り開端翼つき中空杭セット。
【請求項２】
上記請求項１の掘削ロッド入り開端翼つき中空杭セットを地上に垂直に支持し、
上記掘削ロッドを回転させてその掘削ヘッドにより上記中空杭下方の先掘りを行うと共に、上記中空杭を回転させつつ地中に圧入し、それにより上記スクリュー状翼を地中に螺入し、
上記中空杭が支持層に達したとき、上記掘削ヘッドを上昇させて中空杭の開端開口を閉止すると共に、上記中空杭を支持層内に回転圧入し、それにより上記スクリュー状翼を支持層内に螺入し、
ついで、上記掘削ロッドのロッドを上記掘削ヘッドから分離して引き抜き、上記掘削ヘッドを上記中空杭開端を閉止する位置に残置する、
開端翼つき中空杭埋設方法。
【請求項３】
上記掘削ロッド入り開端翼つき中空杭セットの掘削圧入工程において、軟弱地盤に至ったとき、上記掘削ヘッドを上昇させて上記中空杭の開端開口を閉止しつつ該中空杭を回転させつつ圧入し、それにより土砂の中空杭内への流入を抑止して地盤の緩みを防止すると共に周囲を圧密する、請求項２に記載の開端翼つき中空杭埋設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、建築基礎等に用いられる鋼管、中空コンクリート杭等の中空杭の下端部外周面にスクリュー状翼を突設してなる翼つき中空杭の改良およびそれを用いた埋設方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基礎杭としての支持力の向上をはかる目的で、中空杭の下端部外周面に各種形態のスクリュー状翼を突設し、該中空杭を回転させつつ圧入して該スクリュー状翼を地中に螺入する翼つき中空杭として、中空杭本体の下端を閉成した下閉端型翼つき中空杭、および下端を開口した下開端型翼つき中空杭が知られている。
【０００３】
しかし、前者の閉端型翼つき中空杭は、圧入後基礎杭としての十分な鉛直支持力はえられるが、圧入時に閉成下端が地盤の抵抗を強く受けるため圧入の作業能率を低下させる欠点があり、また後者の開端型翼つき中空杭は、圧入時の作業能率はある程度改善されるが、圧入後の鉛直支持力を左右すべき杭内の土砂の圧密度が常に十分えられるとは限らないので、基礎杭として性能にばらつきが生じる難点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題およびその解決手段】
本願請求項１の発明は、圧入時には従来の開端翼つき中空杭と同様に容易に圧入でき、圧入後は閉端翼つき中空杭と同様に十分な鉛直支持力を確保することを課題とし、その解決手段として、
下端部外周面にスクリュー状翼を突設してなる開端翼つき中空杭と、上記中空杭内に挿脱自在に挿通されたロッドの該中空杭下端からの突出端に、掘削ヘッドを接続してなる掘削ロッドとのセットであって、
上記掘削ロッドの掘削ヘッドは、上記中空杭の開端開口よりもやや大径で、該開端に当接して該開口を閉止しうるように互に形成されると共に、地中にあって上記ロッドの操作により該ロッドから分離可能にロッドに接続されている、
掘削ロッド入り開端翼つき中空杭セットを提案する。
【０００５】
本願請求項２の発明は、上記請求項１の掘削ロッド入り開端翼つき中空杭セットをもって、開端翼つき中空杭の圧入作業を従来よりも一層能率的に遂行し、支持層においては、十分な鉛直支持力を発揮できるように埋設する方法を提供することを課題とし、その解決手段として、
上記請求項１の掘削ロッド入り開端翼つき中空杭セットを地上に垂直に支持し、
上記掘削ロッドを回転させてその掘削ヘッドにより上記中空杭下方の先掘りを行うと共に、上記中空杭を回転させつつ地中に圧入し、それにより上記スクリュー状翼を地中に螺入し、
上記中空杭が支持層に達したとき、上記掘削ヘッドを上昇させて中空杭の開端開口を閉止すると共に、上記中空杭を支持層内に回転圧入し、それにより上記スクリュー状翼を支持層内に螺入し、
ついで、上記掘削ロッドのロッドを上記掘削ヘッドから分離して引き抜き、上記掘削ヘッドを上記中空杭開端を閉止する位置に残置する、
開端翼つき中空杭の埋設方法を提案する。
【０００６】
本願請求項３の発明は、上記掘削ロッド入り開端翼つき中空杭セットの掘削圧入工程において軟弱地盤等に遭遇したときに、土砂が中空杭内に大量に流入して周辺地盤を不必要に緩めることがないようにすることを課題とし、その解決手段として、
上記掘削ロッド入り開端翼つき中空杭セットの掘削圧入工程において、軟弱地盤に至ったとき、上記掘削ヘッドを上昇させて上記中空杭の開端開口を閉止しつつ該中空杭を回転させつつ圧入し、それにより土砂の中空杭内への流入を抑止して地盤の緩みを防止すると共に周囲を圧密する、開端翼つき中空杭の埋設方法を提案する。
【０００７】
本願発明における上記中空杭の「スクリュー状翼」には、一重または二重のらせん状連続翼、複数枚の板を中空杭の横断平面に対して適宜傾斜させて取りつけた擬似スクリュー翼、複数枚のプロペラスクリュー翼、その他種々のものを含む。
また、上記掘削ヘッドが、中空杭の「開端に当接して該開口を閉止しうるように互に形成され」とは、上記掘削ヘッドを中空杭の開端に当接したとき該掘削ヘッドで該開口を閉止できるように、上記掘削ヘッドおよび開端の形態を相対的に設計することである。
以下図面を参照して本願発明の実施例について説明する。
【０００８】
【実施例】
まず、掘削ヘッド入り開端翼つき中空杭セットの例について説明する。図１において、本例の開端翼つき中空杭（１）は、鋼管からなる両端開口の杭本体（２）の下端部外周面にらせん１巻分のスクリュー状翼（３）を突設してある。
【０００９】
掘削ロッド（４）は、そのロッド（５）を上記翼つき中空杭（１）に挿通し、その下開端から突出したロッド（５）下端に掘削ヘッド（６）を接続したもので、上記掘削ヘッド（６）は、下端にビット（８）を突出する短軸（７）の外周面に本例ではらせん１巻分の掘削羽根（９）を突設し、該掘削羽根（９）は、上記中空杭の翼（３）と同方向かつ同傾斜のらせん羽根で、上記中空杭（１）の下開端開口よりも若干大径に形成してある。
【００１０】
上記掘削ヘッド（６）と中空杭（１）の開端との相対的閉止構造としては、上記中空杭（１）の開端が上記掘削ヘッドの掘削羽根（９）に当接するように、該開端（１０）を同図（ロ）に示すように上記掘削羽根（９）面に当接するような形態に加工してある。
【００１１】
上記掘削ヘッド（６）のロッド（５）からの分離構造は、同図（ハ）に示すように上記掘削ヘッドの軸（７）上端に突設された角軸からなるオス継手（１１）を、上記ロッド（５）下端部内に形成された角筒からなるメス継手（１２）に回転不能に且つ挿脱自在に挿入すると共に、上記メス継手（１２）およびオス継手（１１）に、通常よりも細い係止ボルト（１３）を貫通しナット（１４）で締着したもので、上記ボルト（１３）は、上記ロッド（５）を上方へ強くけん引したとき剪断される程度の径と材質のものである。
【００１２】
図２は掘削ロッド入り開端翼つき中空杭セットの他の実施例で、中空杭（１ａ）のスクリュー状翼（３ａ）は、２枚の半環状平板を中空杭下端の一外円周の半周づつにそれぞれ同方向、同傾斜に突設し、また掘削ヘッド（６ａ）の掘削羽根（９ａ）は２枚の半環状平板を上記翼（３ａ）と同方向、同傾斜に突設したものとし、それに対応して中空杭の開端（１０ａ）を同図（ロ）のように形成し、さらに分離構造は、掘削ヘッド（６ａ）の軸（７ａ）に、係止ピン（１５ａ）を有する丸軸からなるオス継手（１１ａ）を突出すると共に、ロッド（５ａ）の下端部内にカギ形係止溝（１６ａ）を有する丸孔からなるメス継手（１２ａ）を形成し、上記オス継手（１１ａ）をメス継手（１２ａ）に挿入し、回転して、その係止ピン（１５ａ）を係止溝（１６ａ）に抜け止め状態に係止し、ロッドを逆方向に回転すると分離できるものである。
【００１３】
次に上記図１の掘削ロッド入り開端翼つき中空杭セットを用いた開端翼つき中空杭（１）の埋設方法について説明する。上記セットを地上に垂直に保持し、まず掘削ロッド（４）を回転させてその掘削ヘッド（６）により中空杭下方の地盤を先掘りし、それについで図３（イ）のように翼つき中空杭（１）を回転させつつ上記先掘り孔（ｈ）内に圧入させると共に、スクリュー状翼（３）を上記先掘り孔（ｈ）の外側地盤に螺入させていく。
【００１４】
上記掘削圧入においては、中空杭（１）は下開端であり、しかも中空杭（１）は先掘り孔（ｈ）内に圧入されるので、従来の開端翼つき中空杭よりも容易に圧入される。
【００１５】
中空杭（１）の下端が軟弱地盤（Ｓ）に至ったら、同図（ロ）のように掘削ロッド（４）を引き上げて掘削ヘッド（６）の掘削羽根（９）を中空杭（１）の開端（１０）に当接した後該掘削ロッド（４）を反時計方向へ若干回転させて掘削羽根（９）を開端（１０）に合着させて開端（１０）を閉止し、その状態で中空杭（１）を回転させつつ軟弱地盤に圧入していく。その間、中空杭（１）は、その内に土砂を流入させることなく圧入されるから、不必要に地盤を緩めることを防止すると共に、圧入された中空杭（１）の体積分の土砂を周囲に押しこんで圧密させ、中空杭の周面摩擦を増大させる。軟弱地盤を通過したら掘削ロッド（４）を降下させて元の先掘り圧入に戻る。
【００１６】
中空杭（１）下端が支持層（Ｈ）に達したら、同図（ハ）のように掘削ロッド（４）を上昇させて上記と同様に掘削ヘッドの掘削羽根（９）を中空杭開端（１０）に当接合着させて該開端（１０）を閉止し、その状態で中空杭（１）を回転させつつ支持層（Ｈ）内に圧入すると共に翼（３）を支持層（Ｈ）内に螺入していく。その間、中空杭（１）がその内に土砂を流入させることなく圧入されることにより、支持層を緩めることなく、圧密させる。
【００１７】
支持層（Ｈ）に所要深さ圧入されたら、掘削ロッド（４）を上方へ強く引いて係止ボルト（１３）を剪断し、それによりロッド（５）と掘削ヘッド（６）を分離する。ついで同図（ニ）のようにロッド（５）のみを引き上げ、掘削ヘッド（６）は上記中空杭（１）の下開端（１０）を閉止する位置に残置する。
【００１８】
このようにすれば、中空杭（１）の下開端（１０）が掘削ヘッド（６）により閉止されて支持層（Ｈ）に支持されるから、該中空杭（１）は従来の閉端翼つき中空杭と同様に鉛直支持力をもつことができる。
【００１９】
【発明の効果】
本願請求項１の発明によれば、掘削作業ロッドの昇降により掘削ヘッドで中空杭の下開端を開閉することができるから、中空杭の下開端を開いて翼つき中空杭の回転圧入を行うときは、通常の開端翼つき中空杭と同様に能率的な圧入が可能となり、また圧入後は、ロッドから分離した掘削ヘッドを中空杭下開端の閉止位置に置くことにより通常の閉端翼つき中空杭と同様に充分な鉛直支持力を確保することができるのである。
【００２０】
本願請求項２の方法発明によれば、掘削ヘッドにより中空杭下方の地盤を先掘りしつつ該先掘り孔に中空杭を圧入することにより、従来の翼つき開端中空杭よりも圧入が容易となり、ついで支持層に達したときは、掘削ヘッドに下開端を閉止した中空杭を圧入することにより、土砂の中空杭内への流入を抑止して支持層の緩みを防止し、それにより従来の翼つき閉端中空杭と同様の十分な鉛直支持力を中空杭に付与することができるのである。
【００２１】
本願請求項３の方法発明によれば、上記請求項２の発明の効果に加え、中空杭の回転圧入工程において、軟弱地盤に遭遇したときは、掘削ヘッドにより中空杭下開端を閉止して中空杭を回転圧入することにより、土砂の中空杭内への流入を抑止して地盤の緩みを防止すると共に周囲の土砂を圧密させ、それにより中空杭の周面摩擦を増大させるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）掘削ロッド入り開端翼つき中空杭セットの一部省略正面図である。
（ロ）翼つき開端中空杭の開端部分の拡大斜面図である。
（ハ）掘削ロッドの掘削ヘッドとの接続部分の拡大縦断面図である。
【図２】（イ）掘削ロッド入り開端翼つき中空杭セットの他の実施例の一部省略正面図である。
（ロ）翼つき開端中空杭の開端部分の拡大斜面図である。
（ハ）掘削ロッドの掘削ヘッド接続部分の拡大正面図である。
【図３】（イ）開端翼つき中空杭埋設方法における通常地盤での回転圧入工程を示す断面図である。
（ロ）同上方法における軟弱地盤での回転圧入工程を示す断面図である。
（ハ）同上方法における支持層での回転圧入工程を示す断面図である。
（ニ）同上方法におけるロッドの分離回収工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１、１ａ  開端翼つき中空杭
３、３ａ  スクリュー状翼
４、４ａ  掘削ロッド
５、５ａ  ロッド
６、６ａ  掘削ヘッド
１０、１０ａ  開端
１３  係止ボルト
１４  ナット
１５ａ  係止ピン
１６ａ  係止溝
【図１】
0004625164.tif 000002
【図２】
0004625164.tif 000003
【図３】
0004625164.tif 000004