(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管杭の内部に挿通されたオーガ装置のオーガ軸の先端部分に固定する基部と、
前記基部に水平方向に伸縮自在なロッドを介して取り付けたアーム部と、
前記アーム部の上面に形成した、オーガ軸側に向かって漸次高くなるテーパ面を形成した押圧部とからなる杭を拡径するための拡径部。
【請求項２】
鋼管杭の内部に挿通されたオーガ装置のオーガ軸の先端部分に固定する取付部と、
前記取付部に回転自在に取り付けた一対の半円弧状のアーム部と、
前記アーム部の先端上面に形成した、オーガ軸側に向かって漸次高くなるテーパ面を有する押圧部とからなる杭を拡径するための拡径部。
【請求項３】
内部にオーガ装置を挿通して、鋼管杭の内部に挿通するケーシングと、
前記ケーシングの下端部に揺動自在に取り付けた一対のブレードと、
前記ブレードの下端部をケーシングに固定するシリンダ機構とからなる杭を拡径するための拡径部。
【請求項４】
オーガ装置を併用して鋼管杭を埋設した後、オーガ装置の先端部もしくはケーシング先端部に備えた請求項１乃至３までのいずれかに記載の拡径部を用いて、鋼管杭の下端部を拡径する拡径杭の施工方法。
【請求項５】
上記施工方法において、鋼管杭の下端部を拡径した後に根固め材を鋼管杭の先端部付近に注入することを特徴とする請求項４記載の拡径杭の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管または鋼管杭（本明細書中、鋼管杭という）等の杭の引抜抵抗力及び支持力を高めるために杭の下端部を拡径しアンカーとして使用可能な拡径杭及びこれらの杭の施工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地中に打設する杭の引抜抵抗力及び支持力を強めるには杭径を大きくすれば良いが、経済的な理由あるいは施工現場での制約等から、杭径を大きくせずに引抜抵抗力及び支持力を強める必要がある。その方法として従来は次のような方法があった。
まず、図１３に示すように、場所打杭１００の施工時に、杭１００下端の根固め部を拡大翼オーガで拡大した後、そこにモルタル１０１を流し込み杭１００を固定する方法である。
また、図１４に示すように下端に翼１２１を備えた翼付鋼管１２０を使用し、鋼管１２０と翼１２１を回転させながら圧入していく方法があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の方法のうち前者のモルタルを用いて根固めをする方法では、杭１００とモルタル１０１は十分に連結されず、十分な支持力が得られない。特に引抜荷重に対する抵抗力が小さいという問題があった。
また、後者に示す翼付鋼管１２０を使用する方法では、翼１２１により鋼管１２０の周囲の地盤１２２が乱され、鋼管１２０の周面摩擦抵抗や引抜力に対する耐力が低下するという欠点があった。
本発明は、このような従来の方法の欠点を除去し、簡易な構成で安価かつ確実に強固な引抜抵抗力及び支持力が得られ、アンカーとして使用可能な拡径杭及びその施工方法を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の杭を拡径するための拡径部の要旨とするところは、鋼管杭の内部に挿通されたオーガ装置のオーガ軸の先端部分に固定する基部と、前記基部に水平方向に伸縮自在なロッドを介して取り付けたアーム部と、前記アーム部の上面に形成した、オーガ軸側に向かって漸次高くなるテーパ面を形成した押圧部とからなることを特徴とする。
また、本発明の杭を拡径するための拡径部の要旨とするところは、鋼管杭の内部に挿通されたオーガ装置のオーガ軸の先端部分に固定する取付部と、前記取付部に回転自在に取り付けた一対の半円弧状のアーム部と、前記アーム部の先端上面に形成した、オーガ軸側に向かって漸次高くなるテーパ面を有する押圧部とからなることを特徴とする。
また、本発明の杭を拡径するための拡径部の要旨とするところは、内部にオーガ装置を挿通して、鋼管杭の内部に挿通するケーシングと、前記ケーシングの下端部に揺動自在に取り付けた一対のブレードと、前記ブレードの下端部をケーシングに固定するシリンダ機構とからなることを特徴とする。
また、本発明の拡径部杭の施工方法の要旨とするところは、オーガ装置を併用して鋼管杭を埋設した後、オーガ装置の先端部もしくはケーシング先端部に備えた前記記載の拡径部を用いて、鋼管杭の下端部を拡径することを特徴とする。
また、本発明の拡径部杭の施工方法の要旨とするところは、上記施工方法において、鋼管杭の下端部を拡径した後に根固め材を鋼管杭の先端部付近に注入することを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は第１実施形態の施工方法を示す説明図、図２は図１のＡ―Ａ線断面図、図３は第１実施形態の施工方法を示す説明図及び図４は施工後の鋼管杭の部分斜視図である。
本発明の施工方法は、鋼管杭の埋設完了後に下端部を拡径した鋼管杭を製造することにより、下端部を拡径した鋼管杭を施工する方法である。なお、鋼管杭の埋設には、周辺地盤を圧密し高い引抜抵抗力が取れる圧入工法が望ましい。
【０００６】
まず、この方法に使用する装置を説明する。図示のように、鋼管杭Ｐの内部に挿通されたオーガ装置１０の先端部分に鋼管杭Ｐの下端部を拡径するための拡径部２０を構成する。
この拡径部２０は、その基部２４を、オーガ装置１０のオーガ軸１１に固定金具２５によって固定してなるもので、油圧シリンダ機構によって水平方向に伸縮可能となっている。また本実施形態では、拡径部２０を２本用いたが、この本数に限定はない。
上記拡径部２０の基部２４に、伸縮自在なロッド２３を介してアーム部２１を取付ける。このアーム部２１の上面には、オーガ軸１０側、すなわち鋼管杭Ｐの内側に向かって漸次高くなるテーパ面を有する押圧部２２を形成する。
【０００７】
次に本実施形態の作用を説明する。
図１、図２に示すように、鋼管杭Ｐの圧入時には、拡径部２０はロッド２３を縮小してアーム部２１の先端が鋼管杭Ｐの内側にあり、羽根１２の外側に張り出していない。そのためオーガ装置１０で地盤を掘削する場合、羽根１２が回転する範囲の土だけが掘削され、拡径部２１は地盤の掘削には影響を与えない。そのため必要以上に地盤を緩めずに鋼管杭Ｐを圧入できる。
次いで、図３に示すように、鋼管杭Ｐを圧入した後に一旦オーガ装置１０の回転を停止し、上方に引き上げる。このとき拡径部２０のアーム部２１のロッド２３を伸張し、アーム部２１を外側に押し出して押圧部２２を鋼管杭Ｐの下端部内側に押圧せしめる。
この状態で、さらにオーガ装置１０を引き上げつつ回転させることで、拡径部２０も回転し、先端付近の押圧部２２が徐々に鋼管杭Ｐの下端部を外側に押し出していき、鋼管杭Ｐの下端部Ｐａはフレアー加工されていく（図４参照）。
このようにして、鋼管杭Ｐの下端部Ｐａが十分拡径した後は、再び拡径部２０を縮小して、オーガ装置１０を引き抜くのである。
【０００８】
このように本実施形態によれば、特別な機械を別工程で使用せずに、従来のオーガ装置に拡径部を付加するという簡易な構成で，短かい工期かつ低コストで下端部の拡径した鋼管杭Ｐを形成できる。
また上記の圧入施工方法によって得られる鋼管杭先端部を拡径した鋼管杭Ｐによれば、大きな引抜抵抗力及び支持力が得られる。さらに鋼管杭Ｐは圧入工法で打設し、かつ圧入完了後にその先端を拡径するので、周囲の地盤が圧密され、鋼管杭Ｐは強固に保持されることになる。なお、杭は鉛直に施工するばかりでなく、斜めや水平方向に施工しても良い。
【０００９】
上記拡径部の他例を図５に示す。図５（ａ）はアーム部の縮小状態を示し、図５（ｂ）は同拡大状態である。
上記拡径部３０は、オーガ軸１１に取付部３５を介して一対の半円弧状のアーム部３１を回転自在に取付ける。このアーム部３１の先端上面には、オーガ軸１１側に向かって漸次高くなるテーパ面を有する押圧部３２を形成する。
この拡径部３０も上記の拡径部２０と同様に、鋼管杭Ｐの圧入時には図５（ａに示すように、アーム部３１を内側（図中時計方向）に回転させて。その先端を鋼管杭Ｐの内側に配置する。
そして、拡径部３０の拡径時には、図５（ｂ）に示すように、アーム部３１を外側（図中反時計方向）に回転させて押圧部３２を鋼管杭Ｐの下端部内側に押圧せしめる。この状態で、さらにオーガ装置１０を引き上げつつ回転させることで、上記と同様に鋼管杭Ｐの下端部はフレアー加工されていく。
【００１０】
本発明の第２の実施形態を説明する。
図６は第２実施形態の施工方法を示す説明図、図７は図６（ａ）のＢ―Ｂ線断面図である。本実施形態で使用する装置は、鋼管杭Ｐの内部にケーシング６０を挿通した後、このケーシング６０内部にオーガ装置４０を挿通して構成する。
ケーシング６０の下端部には拡径部５０を構成している。この拡径部５０は、円弧状板からなる一対のブレード５１の上端をヒンジ５２によって揺動自在に取付けている。そして、ブレード５１の下端部はシリンダ機構５３によってケーシング６０の下端部に固定されている。
また本実施形態では、ブレード５１を２個用いたが、この個数に限定はない。
【００１１】
次に本実施形態の作用を説明する。
オーガ装置４０の先端のオーガ４１で土を掘削しながら、所定の深さまで鋼管杭Ｐを圧入する。このときシリンダ機構５３を縮小してブレード５１を閉じて、ケーシング６０の表面に沿わせておく。
鋼管杭Ｐを圧入した後に、一旦オーガ装置４０の回転を停止し拡径部５０を開く。すなわち拡径部５０のシリンダ機構５３を伸張し、ブレード５１を外側に押し出して鋼管杭Ｐの下端部を外側に押圧するか（図６（ａ）参照）、またはブレード５１を押出した後にケーシング６０を引き上げることで鋼管杭Ｐの下端部Ｐａを外側に押圧する（図６（ｂ）参照）。
この状態で、さらにケーシング６０を回転させて、ブレード５１を満遍なく鋼管杭Ｐの内側周縁に当てることで、上記実施形態と同様に鋼管杭Ｐの下端部はフレアー加工されていくのである。なお、必要に応じてケーシング６０を引き上げつつ回転させても良い。
【００１２】
本発明の第３の実施形態を説明する。図８は第３実施形態の施工方法を示す説明図、図９は図８のＣ―Ｃ線断面図である。本実施形態で使用する装置は、鋼管杭Ｐの内部にオーガ装置６５を挿通し、オーガ装置６５の下端部には拡径部７０を構成している。この拡径部７０は、オーガ装置６５のオーガ軸６７の表面に沿うような円弧状板からなる一対のブレード７１の上端をヒンジ７２によって、オーガ装置６５の表面に揺動自在に取付ける。そして、一対のブレード７１の下端部は互いにシリンダ機構７３によって連結されている。また本実施形態では、ブレード７１を２個用いたが、この個数に限定はない。
【００１３】
次に本実施形態の作用を説明する。
オーガ装置６５の先端のオーガ６６で土を掘削しながら、所定の深さまで鋼管杭Ｐを圧入する。このときシリンダ機構７３を縮小してブレード７１を閉じて、オーガ軸６７表面に沿わせておく。
鋼管杭Ｐを圧入した後に、一旦オーガ装置６５の回転を停止し拡径部７０を開く。すなわち拡径部７０のシリンダ機構７３の２本のロッド７３ａを伸張し、ブレード７１をヒンジ７２を中心に両外側の上方、つまり矢印Ｚ方向に向かって押し出して鋼管杭Ｐの下端部を外側に押圧する。
以下、前記第１実施形態と同様にして、鋼管杭Ｐの下端部はフレアー加工されていくのである。
【００１４】
上記の各実施形態に示した施工方法において、鋼管杭Ｐの先端Ｐａの拡径後、オーガ装置１０、４０、６５の先端もしくはケーシング６０先端の拡径部を戻して縮めた後に、オーガ装置１０・・先端付近からモルタル、コンクリート等の根固め材７９を鋼管杭Ｐの先端Ｐａ付近に注入する施工方法も採用できる（図１０参照）。
この方法によれば、その後のオーガ装置１０・・回収工程でモルタルを注入することで根固めが可能となり、鋼管杭Ｐに更に大きな支持力が得られる。また、鋼管杭Ｐの拡径した先端Ｐａが根固め材７９の硬化後、特に引抜方向に抜けないので強固になる。
【００１５】
図１１は、上記第２実施形態、第３実施形態のブレードの他例である。この例では、ブレード８１の外側表面にカッター８２を、鋼管杭Ｐの軸方向に取付けたものである。
使用に際しては、拡径時にシリンダ装置５３を伸張して下端部Ｐａを押圧するか、ブレード８１を拡大した後に全体を引き上げるとよい（図１２（ｂ）参照）。そうすると、図１２（ａ）に示すように鋼管杭Ｐの下端部Ｐａの内側をカッター８２が押圧して下端部Ｐａを切り裂き、複数の切込みＰｂ、Ｐｂ・・を入れることで、下端部Ｐａには複数の張出片Ｐｃ、Ｐｃ・・が形成される。
このため鋼管杭Ｐの下端部Ｐａは、フレアー加工のみの場合よりさらに広がり、杭の支持力が増加する。
【００１６】
上記のように、鋼管杭Ｐの下端部Ｐａに複数の張出片Ｐｃ、Ｐｃ・・を形成する方法の他例としては、あらかじめ鋼管杭Ｐの下端部Ｐａに複数の切込みＰｂ，Ｐｂ・・を形成しておく。そして鋼管杭Ｐの圧入後、上記の拡径部を使用して張出片Ｐｃ、Ｐｃ・・を外側に張り出すのである。この方法では、比較的小さな力で鋼管杭Ｐの下端部Ｐａを大きく拡径する事ができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の拡径杭は、上記のように杭の下端部に拡径部を形成するという簡易な構成でありながら、確実に杭の引抜抵抗力と支持力を確保できるものであり、かつ制作費のコストダウンならびに施工時の工期短縮も達成できる。
また、拡径杭の施工方法は、オーガ装置等に簡易な構成の拡径部を付加することにより、安価かつ迅速、確実に強固な引抜抵抗力と支持力を有する鋼管杭を施工できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の施工方法を示す説明図
【図２】一部を省略した、図１のＡ―Ａ線断面図
【図３】本発明の第１実施形態の施工方法を示す説明図
【図４】施工後の鋼管杭の部分斜視図
【図５】拡径部の他例を示す斜視図であり、（ａ）はアーム部の縮小状態を示し、（ｂ）は同拡大状態を示す
【図６】本発明の第２実施形態の施工方法を示す説明図
【図７】一部を省略した、図６（ａ）のＢ―Ｂ線断面図
【図８】本発明の第３実施形態の施工方法を示す説明図
【図９】一部を省略した、図８のＣ―Ｃ線断面図
【図１０】施工方法の他例の説明図
【図１１】ブレードの他例の説明図
【図１２】施工方法の他例を示す説明図
【図１３】従来例の説明図
【図１４】従来例の説明図
【符号の説明】
１０  オーガ装置
１１  オーガ軸
２０  拡径部
２１  アーム部
２２  押圧部
２３  ロッド
３０  拡径部
３１  アーム部
３２  押圧部
４０  オーガ装置
５０  拡径部
５１  ブレード
５３  シリンダ機構
６０  ケーシング
６５  オーガ装置
７０  拡径部
７１  ブレード
７３  シリンダ機構
８１  ブレード
８２  カッター
Ｐ    鋼管杭
Ｐａ  下端部
Ｐｂ  切込み
Ｐｃ  張出片
【図１】
0004666813.tif 000002
【図２】
0004666813.tif 000003
【図３】
0004666813.tif 000004
【図４】
0004666813.tif 000005
【図５】
0004666813.tif 000006
【図６】
0004666813.tif 000007
【図７】
0004666813.tif 000008
【図８】
0004666813.tif 000009
【図９】
0004666813.tif 000010
【図１０】
0004666813.tif 000011
【図１１】
0004666813.tif 000012
【図１２】
0004666813.tif 000013
【図１３】
0004666813.tif 000014
【図１４】
0004666813.tif 000015