(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓋体によって先端部が閉塞された鋼管杭であって、前記蓋体の上面中心部にロッドが固定され、前記鋼管杭の施工中においても外部からの操作によって前記ロッドを回転させることにより、前記蓋体を着脱可能、かつ外部へ引き上げ可能に構成したことを特徴とする鋼管杭。
【請求項２】
鋼管杭が翼付きねじ込み式鋼管杭である請求項１記載の鋼管杭。
【請求項３】
請求項１又は２の鋼管杭を地盤中に貫入する工程と、
前記鋼管杭の先端部が支持層又はその近傍に達したときは該鋼管杭を地盤中に残置した状態で蓋体を鋼管杭から抜き出す工程と、
前記地盤中に残置された鋼管杭内にドラムバケットを挿入して支持層を掘削する工程、及び前記ドラムバケットを抜き出す工程と、
前記掘削部及び鋼管杭内にコンクリートを打設する工程とからなることを特徴とする鋼管杭の施工方法。
【請求項４】
鋼管杭の先端部が支持層に達する前に硬い地盤又はその近傍に達したときは、該鋼管杭を地盤中に残置した状態で前記蓋体を鋼管杭から抜き出す工程と、
前記地盤中に残置された鋼管杭内にドラムバケットを挿入して前記硬い地盤を掘削する工程、及び硬い地盤の掘削が終ったときは前記ドラムバケットを抜き出す工程と、
前記鋼管杭の先端開口部を蓋体により再び閉塞する工程とを備えたことを特徴とする請求項３記載の鋼管杭の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先端開口部を閉塞した鋼管杭及びその施工方法に係り、特に大径の鋼管コンクリート杭を造成する場合に有効な鋼管杭及びその施工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼管杭等を地盤中に貫入する際に内部に土砂が侵入するのを防止するために、先端開口部に蓋状部材を取付けて閉塞した鋼管杭又はコンクリート杭（以下、先端閉塞杭という）はいくつか提案されている。また、この先端閉塞杭の施工方法には、杭体の頭部に打撃を加えて地盤に貫入させる打撃工法、杭体を設置する地盤にあらかじめ孔を掘削してその孔に杭体を設置するプレボーリング法、あるいは、杭体の先端部近傍に取付けた翼の木ねじとしての作用により杭体を回転埋設する工法などある。さらに、先端部が開放された鋼管杭の中掘を行い、先端部のみにコンクリートを打設する発明も提案されている。
【０００３】
先端閉塞杭には、掘削用の先端沓を取り付けるもの、地盤による先端地盤の支持力特性を向上させるものなどがあり、以下にその一例を示す。
特開昭５５−１１９８２２号公報には、コンクリート杭の先端開口部に挿入される筒部と、この筒部の下端部に連設すると共にコンクリート杭の下端面に係止する鍔部とからなり、コンクリート杭の支持力を補強する鋼管部材が記載されている。
また、特開昭５５−１５５８２３号公報には、羽根付き鋼管の先端部に、羽根付き鋼管より大径で下面に三角リブを有する拡大シューを取付けた杭が記載されている。
【０００４】
特開昭６０−５５１１９号公報には、杭の先端開口部に、杭より大径で土砂上昇口、掘削刃等を有する端板を装着した既製杭が記載されており、また、特開昭６２−２９６１４号公報には、下端部にアンカー部材が固着された既製杭が記載されている。
さらに、特開平９−２４２０６８号公報には、掘削刃を有し鋼管の先端開口部に上方への移動と回動が拘束された底板が設けられた場所打ち杭が記載されている（これら５件の発明を一括して、従来技術１という）。
【０００５】
次に、先端閉塞杭の打撃工法は、杭体の頭部にハンマー等で打撃力を加え、その打撃力で杭先端部及び杭周面地盤を構成する土砂を、深さ方向や側方へ排除しながら、かつ締固めを行ない、杭体を地盤に貫入させて設置するようにしたものである（従来技術２）。
【０００６】
また、先端閉塞杭のプレボーリング工法は、杭体の設置に先き立ってドリル等で地盤に孔をあけ、通常、セメントミルク等で空隙を満たして地質の崩壊を抑えながら、この空隙に杭体を建て込むようにしたものである（従来技術３）。
【０００７】
先端閉塞杭の先端部近傍に取り付けた翼の木ねじとしての作用により杭体を回転埋設する工法は、小径の鋼管杭を対象にいくつか実用化されている。
特公平２−６２６４８号公報に記載された鋼管杭の埋設工法は、鋼管製の杭本体の下面に底板を固設し、この底板に掘削刃を設けると共に、杭本体の下端部外周面にこの杭本体の外径のほぼ２倍強の外径を有する翼幅の大きいねじ込み用の螺旋翼をほぼ一巻にわたり突設した鋼管杭を、軟弱地盤にねじ込むように回転させながら地中に押圧し、下端の掘削刃によって杭本体先端の土砂を掘削軟化させ、杭側面の未掘削土砂中に螺旋翼を食い込ませて、土の耐力を反力として杭体を回転掘進しつつ掘削軟化した土砂を杭側面に押し出して圧縮し、無排土で地中に杭体をねじ込んで設置するようにしたものである（従来技術４）。
【０００８】
また、特公平４−５８８５０号公報に記載された鋼管杭の埋設工法は、鋼管杭の下端部を掘削刃とグラウト噴出口を有する底板で閉塞するとともに、鋼管の外径のほぼ２倍の外径を有する螺旋翼を鋼管杭の下端外周面にほぼ一巻きに固着した鋼管杭を、回転埋設中及び埋設後にグラウト噴出口よりセメントミルクを噴出して周面地盤を強化するようにしたものである（従来技術５）。
【０００９】
さらに、先端部が開放された鋼管杭の中掘りを行い、先端部のみにコンクリートの打設する工法として、特公平５−５１７３０５号公報に記載されたものがある。この施工方法は、地盤を掘削してその孔に鋼管を建て込み、支持層部を拡底掘削して先端部にコンクリートを打設し、掘削土を鋼管内に埋め戻すようにしたものである（従来技術６）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術１の各先端閉塞杭は、施工の途中で先端部に取付けた蓋状部材を杭体内方向に移動し又は取り外すことができない。このため、施工中に別途の手段を用いて杭体先端部の掘削を行うことができない。
【００１１】
従来技術２の打撃工法は、杭径が大きくなると周面地盤の貫入抵抗は杭径分の増加であるが、杭体の先端部が閉塞されているため、先端地盤の貫入抵抗は杭径の２乗に比例して増加する。このため、外径が６００mm以上の先端閉塞杭では、地盤の所定の深さまでの貫入、特に硬い中間層の打ち抜きや先端支持層への根入れは、実際上不可能である。
【００１２】
また、従来技術３のプレボーリング工法では、杭径が大きくなると先行掘削による土量が増え、かつ、杭の設置に先立って孔内に満たされていたセメントミルク等が、先端閉塞の杭体の設置に伴い杭体の体積分だけ排出されることになり、排出土やセメントミルクの処理に多大なコストがかかることになる。
【００１３】
先端部に翼を取り付けた鋼管杭の埋設工法において、従来技術４に係る工法は、鋼管杭の外径が３００mm未満の範囲で広く実用化されている。この埋設工法は鋼管の先端部が底板で閉塞されているために、比較的大きな先端支持力を確保することができるが、螺旋翼が地盤から受ける反力が大きいために、回転貫入に要するトルクが非常に大きくなるばかりでなく、貫入能率が悪くなる。発明者らの行った現場試験によると、支持層貫入に必要なトルクは、軟弱地盤貫入時のトルクの３〜５倍に増加する。
【００１４】
このため、杭体を回転するために大きな能力のモータと、これを搭載するためのベースマシンが必要になると共に、杭体のねじりモーメントが大きくなって設計上必要な厚さよりも大きな厚さの鋼管が施工上必要となる場合が多い。また、ねじりに弱いコンクリート杭は適用することができない。さらに、鋼管の外径が６００mmを超えると、施工に必要なトルクが大きくなりすぎて特殊な大型機械が必要になり、実用的でない。
【００１５】
従来技術５の鋼管杭の埋設工法は、杭体の先端部からセメントミルクを噴出して螺旋翼で土砂と攪拌混合するため、螺旋翼による支持層地盤の乱れは多少回復する。しかし、攪拌混合のための回転が螺旋翼だけの一方向であるため、土砂とセメントミルクとの十分な攪拌は期待できない。特に、地盤が粘性土である場合、攪拌混合は不均一になりやすい。また、セメントミルクを噴出しない場合に比べて回転トルクは若干低減できるものの、閉塞された杭先端部近傍の土砂が移動しにくいため、回転トルクの大幅な低減は期待できない。さらに、土砂の攪拌混合の範囲が螺旋翼部分のみであり、螺旋翼の面積分の地盤支持力しか期待できない。
【００１６】
従来技術６の施工方法では、先端部開放のため、杭が設置される位置にあるすべての土砂を一旦掘削する必要があり、掘削土量が多くなるばかりでなく、現地盤を緩めて杭の支持力特性を悪化させるおそれがある。
【００１７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、先端開口部が閉塞された大径の鋼管杭を地盤中に設置することができ、その上地盤本来の支持能力を発揮することのできる鋼管杭及びその施工方法を提供することを目的としたものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る鋼管杭は、蓋体によって先端部が閉塞された鋼管杭であって、前記蓋体の上面中心部にロッドが固定され、前記鋼管杭の施工中においても外部からの操作によって前記ロッドを回転させることにより、前記蓋体を着脱可能、かつ外部へ引き上げ可能に構成したものである。
また、上記の鋼管杭を、翼付きねじ込み式鋼管杭で構成したものである。
【００１９】
また、本発明に係る鋼管杭の施工方法は、上記の鋼管杭を地盤に貫入する工程と、前記鋼管杭の先端部が支持層又はその近傍に達したときは該鋼管杭を地盤中に残置した状態で蓋体を鋼管杭から抜き出す工程と、前記地盤中に残置された鋼管杭内にドラムバケットを挿入して支持層を掘削する工程、及び前記ドラムバケットを抜き出す工程と、前記掘削部及び鋼管杭内にコンクリートを打設する工程とからなるものである。
【００２０】
さらに、上記の鋼管杭の施工方法において、鋼管杭の先端部が支持層に達する前に硬い地盤又はその近傍に達したときは、該鋼管杭を地盤中に残置した状態で前記蓋体を鋼管杭から抜き出す工程と、前記地盤中に残置された鋼管杭内にドラムバケットを挿入して前記硬い地盤を掘削する工程、及び硬い地盤の掘削が終ったときは前記ドラムバケットを抜き出す工程と、前記鋼管杭の先端開口部を蓋体により再び閉塞する工程とを備えたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る鋼管杭の要部の断面説明図である。
図において、２は先端部が開口された鋼管杭１を構成する鋼管で、先端部近傍の内周面にはめねじ３が設けられている。５は鋼管２の先端開口部を開閉する蓋体で、外周には鋼管２のめねじ３に螺合するおねじ６が設けられている。７は蓋体５の上面中心部に固定されたロッドである。
【００２２】
次に、図２、図３により上記のように構成した鋼管杭１の施工方法の一例について説明する。なお、本例は、軟弱層Ｓと支持層Ｂからなる地盤に打撃工法により鋼管杭１を設置するようにしたものである。また、鋼管杭１は、図１に示すように、先端部に設けためねじ３に蓋体５のおねじ６を螺入して、先端開口部が閉塞されているものとする。
【００２３】
（１）先ず、図２（ａ）に示すように、鋼管杭１を打撃工法により地盤に貫入し、図２（ｂ）に示すように、その先端部を支持層Ｂ内に位置させる。
（２）ついで、ベースマシン等（図示せず）に搭載した駆動モータにロッド７を取付け、図２（ｃ）に示すように、ロッド７を回転して蓋体５のおねじを鋼管２のめねじ３から外し、外部に引き上げる。
（３）ついで、図２（ｄ）に示すように、鋼管杭１内にドラムバケット１５を挿入して回転し、支持層を掘削する。
【００２４】
このドラムバケット１５は、その一例を図４に示すように、ドラム状の本体１６と、その底部に外部からの操作により開閉可能に設けられ、掘削した土砂を本体１６内に取り込む下部掘削刃１７と、外壁に設けられ外部からの操作により左右方向に展開する複数の側部掘削刃１８とからなっている。１９は一端が本体１６の天面に取付けられ、他端が例えばベースマシンに搭載された駆動モータに取付けられて回転するロッドである。
【００２５】
（４）そして、図２（ｅ）に示すように、ドラムバケット１５の側部掘削刃１８を徐々に展開してロッド１９を回転し、下部掘削刃１７と共に支持層Ｂを掘削して拡底部２５を造成し、同時に底部から本体１６内に土砂を取り込む。
拡底部２５の掘削が終ったときは、側部掘削刃１８を元の位置に戻し、ドラムバケット１５を鋼管杭１から引き抜く。
（５）引き上げられたドラムバケット１５は、図２（ｆ）に示すように、鋼管杭１の近傍あるいは所定の場所において、下部掘削刃１７を開放し、本体１６内に取り込んだ土砂３１を地上に排出する。また、必要に応じて、このとき又は後述のコンクリート３０の打設後に鋼管杭１をその先端部が拡底部２５の中央部近傍に達するまで貫入する。
【００２６】
（６）ついで、図３（ａ）に示すように、鋼管杭１内にトレミー管１４を貫入し、拡底部２５及び鋼管杭１内の全長あるいは所定の高さまでコンクリート３０を打設して鋼管コンクリート杭を造成する。
（７）そして、図３（ｂ）に示すように、トレミー管１４を引きあげ、必要に応じて、図３（ｃ）に示すように、鋼管杭１内に土砂３１を投入する。
【００２７】
上記の説明では、拡底部２５の掘削及び土砂の搬出にドラムバケット１５を用いた場合を示したが、ドラムバケット１５に代えてグラブバケットを用いてもよい。このグラブバケット２０は、例えば図５に示すように、外部からの操作により開閉される掘削刃２１を有し、この掘削刃２１により支持層を掘削すると共に、掘削刃２１を中心方向に回動させて土砂を抱え込み、外部に搬出するようにしたものである。なお、支持層Ｂの掘削、拡底部２５の形成及び土砂の搬出に使用する装置は、上述のドラムバケット１５やグラブバケット２０に限定するものではなく、他の装置を用いてもよい（以下、これらを総称してドラムバケットという）。
【００２８】
上記のような施工方法によれば、少ない排土で大径の鋼管杭を早い速度で設置することができ、その上大きな先端支持力を得ることができる。なお、上記の説明では、ドラムバケットにより拡底部２５を形成し、拡底部２５及び鋼管杭１内にコンクリート３０を打設した場合を示したが、拡底部２５を省略し、鋼管杭１内にコンクリート３０を打設するようにしてもよい。
【００２９】
上記の説明では、軟弱層Ｓと支持層Ｂからなる地盤に本実施の形態に係る鋼管杭１を設置する場合について説明したが、施工する地盤には、図６に示すように、軟弱層Ｓと支持層Ｂとの間に軟弱層Ｓより硬い地盤の中間層Ｉが存在する場合がある。
このような場合は、図６（ａ）に示すように、蓋体５により先端開口部を閉塞した状態で鋼管杭１を打撃工法により軟弱層Ｓに貫入する。そして、図６（ｂ）に示すように鋼管杭１の先端部が中間層Ｉ又はその近傍に達したときは、ロッド７を回転して蓋体５を鋼管杭１から外して上昇させ、引き上げる。
【００３０】
ついで、図６（ｃ）に示すように、鋼管杭１内にドラムバケット１５を挿入し、下部掘削刃１７により中間層Ｉを掘削し、鋼管杭１を貫入する。中間層Ｉを通過したときはドラムバケット１５を引き上げて本体１６内に取り込んだ土砂を外部に排出する。そして、図６（ｄ）に示すように、蓋体５を鋼管杭１内に挿入して先端部に装着し、再び先端開口部を閉塞した状態で次の軟弱層Ｓに貫入する。以下、図２、図３で説明した（ｂ）以降の工程により施工する。なお、中間層Ｉに続いて支持層Ｂまで硬い地盤が存在する場合は、ドラムバケット１５を引き上げることなく、引続いてドラムバケット１５により地盤を掘削すればよい。
【００３１】
図７、図８は本実施の形態に係る鋼管杭の他の例を示すもので、図７の鋼管杭１は、図１の鋼管杭１において、蓋体５の下面を逆円錐形に形成したものであり、地盤への貫入を容易にしたものである。
また、図８の鋼管杭１は、ドラム状の蓋体５の側壁に１個又は複数個の逆Ｌ字状のキー溝８を設けると共に、鋼管２の先端部近傍の内周面にキー溝８に対応してキー９を設けたものである。そして、鋼管杭１の先端開口部を閉塞するときは、蓋体５を下降させてキー溝８をキー９に嵌合したのち回動し、キー９をキー溝８の水平部に位置させる。これにより、蓋体５はその位置に保持され、上下方向に移動することはない。
また、蓋体５を鋼管２から外すときは、蓋体５を反対方向に回動させて引き上げれば、容易に取り外すことができる。
【００３２】
本実施の形態によれば、鋼管杭１の先端部に施工中でも着脱可能な蓋体５を設け、この蓋体５により先端開口部を閉塞した状態で鋼管杭１を地盤に貫入し、杭先端部が硬い地盤である中間層Ｉや支持層Ｂ又はその近傍に到達したきは、鋼管杭１を地盤中に残置した状態で蓋体５を取外して引き上げ、鋼管杭１内に地盤の掘削手段であるドラムバケット１５を挿入して掘削することにより、硬い地盤でも大径の鋼管杭１を容易に貫入することができる。また、掘削した土砂をドラムバケット１５内に取り込んで外部に排出するようにしたので、鋼管杭１内に土砂が侵入することがなく、そのままの状態でコンクリート３０を打設することにより、容易に鋼管コンクリート杭を造成することができる。
さらに、蓋体５を引き上げて鋼管杭１内にドラムバケット１５を挿入し、支持層Ｂに拡底部２５を形成してコンクリート３０を打設するようにしたので、先端支持力の大きい鋼管コンクリート杭を造成することができる。なお、本実施の形態では打撃工法により鋼管杭１を貫入する場合を示したが、圧入工法によって鋼管杭１を貫入してもよい。
【００３３】
［実施の形態２］
図９は本発明の実施の形態２に係る鋼管杭の要部の断面説明図である。なお、図１で説明した鋼管杭と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、図１に示す実施の形態１の鋼管杭１において、鋼管２の下部外周に翼１１を設けて、翼付きねじ込み式鋼管杭１０（以下、翼付き鋼管杭という）を構成したものである。
【００３４】
図１０、図１１に翼付き鋼管杭１０に設けた翼１１の一例を示す。図１０の例は、鋼管２の先端部近傍の外周に、扇形状の平板からなる鋼製翼１１ａ，１１ｂを溶接により同じ高さ位置に交差して接合し、翼１１を構成したものである。
また、図１１の例は、鋼管２の先端部近傍の外周に、ドーナツ状の鋼板の一か所を切断して曲げ加工して形成した螺旋翼１２を溶接により接合し、翼１１を構成したものである。
【００３５】
図１０、図１１により翼１１の一例を説明したが、これに限定するものではなく、上述の平板状、螺旋状の外に多角形のものであってもよく、あるいはこれらを複数に分割したものなど、適宜選択することができる。また、その取付位置も適宜設定することができ、必要に応じて軸方向に複数段設けてもよい。なお、翼１１は、その外径が鋼管２の外径の１．５〜３．０倍程度のものを用いることが望ましい。
【００３６】
次に、図１２、図１３により本実施の形態に係る翼付き鋼管杭１０の施工方法の一例について説明する。
（１）先ず、蓋体５により先端開口部が閉塞された翼付き鋼管杭１０の杭頭部を、地上に設置されたベースマシン等（図示せず）に搭載された駆動モータに取付け、翼付き鋼管杭１０を回転して、図１２（ａ）に示すように、翼１１の木ねじとしての作用により推進させて地盤中に貫入し、図１２（ｂ）に示すようにその先端部を支持層Ｂ内又はその近傍に位置させる。なお、杭頭部に代えて翼付き鋼管杭１０の胴部に駆動モータを取り付けるようにしてもよい。
【００３７】
（２）ついで、翼付き鋼管杭１０から駆動モータを取外して蓋体５のロッド７を駆動モータに取付け、ロッド７を回転して蓋体５を鋼管２から取り外し、図１２（ｃ）に示すように外部に引き上げる。
（３）ついで、図１２（ｄ）に示すように、ロッド１９が駆動モータに取り付けられたドラムバケット１５を翼付き鋼管杭１０内に挿入して回転し、支持層Ｂを掘削する。
（４）そして、図１２（ｅ）に示すように、支持層Ｂに拡底部２５を形成し、ドラムバケット１５を翼付き鋼管杭１０から引き抜き、図１２（ｆ）に示すように、ドラムバケット１５に取り込んだ土砂を排出する。
【００３８】
（５）ついで、図１３（ａ）に示すように、翼付き鋼管杭１０内にトレミー管１４を挿入し、拡底部２５内及び翼付き鋼管杭１０の全長あるいは所定の高さまでコンクリート３０を打設する。
（６）次に、図１３（ｂ）に示すように、トレミー管１４を引き上げて鋼管コンクリート杭を造成する。そして、翼付き鋼管杭１０を再び駆動モータに取付けて回転し、その先端部が拡底部２５の中央部近傍に達するまで貫入する。
なお、必要に応じて、図１３（ｃ）に示すように、鋼管コンクリート杭１０内に土砂３１を投入する。
【００３９】
上記のような施工方法によれば、低振動、低騒音、かつ、少ない排土で大径の翼付き鋼管杭１０を地盤中に設置することができ、その上内部に土砂が侵入することがないので、土砂を排出することなくコンクリートを打設して鋼管コンクリート杭を造成することができる。また、翼１１の及び拡底部２５に打設されたコンクリート３０により、少ないコンクリートの使用量で大きな先端支持力を得ることができる。
なお、本実施の形態においても、地盤中に中間層Ｉが存在する場合は、実施の形態１の図６の施工方法で説明したように、翼付き鋼管杭１０の先端部が中間層Ｉ又はその近傍に達したときは、蓋体５を引き上げてドラムバケット１５を挿入し、中間層Ｉを掘削したのち引き上げて再び蓋体５を挿入して装着すればよい。
【００４０】
図１４、図１５は本実施の形態に係るねじ込み式鋼管杭の他の例を示すもので、図１４の例は、図９の蓋体５の下面を逆円錐状に形成したものである。
また、図１５の例は、ドラム状の蓋体５の側壁に１個又は複数個の逆Ｌ字状のキー溝８を設けると共に、鋼管２の先端部近傍の内周面にキー溝８に対応してキー９を設けたもので、その作用は、図８で説明した鋼管杭の場合と同様である。
【００４１】
以上本発明の実施の形態について説明したが、本発明に係る鋼管杭１又は翼付き鋼管杭１０の先端開口部を開閉する蓋体５は、鋼管杭１又は翼付き鋼管杭１０の貫入時において内部に土砂が侵入するのを防止するためのものであるから、先端開口部を完全に閉塞しなくてもよく、一部が開放されていてもよい。
また、鋼管杭１又は翼付き鋼管杭１０に対する蓋体５の着脱機構も前述の例に限定するものではなく、鋼管杭１又は翼付き鋼管杭１０の施工中において、外部からの操作により着脱できるものであれば、他の手段を用いてもよい。
【００４２】
また、蓋体５の下面に掘削刃を設けてもよく、あるいは、蓋体５に、地盤に水やセメントミルク等を注入するための注入孔を設けてもよい。さらに、鋼管杭１又は翼付き鋼管杭１０の先端部近傍の内外周面又はいずれか一方にリブその他の凸部を設け、コンクリートの付着力を高めるようにしてもよい。
【００４３】
【実施例】
次に、実施の形態２の翼付き鋼管杭による図１２、図１３の施工方法についての実施例について説明する。
翼付き鋼管杭１０は、先端内周面にめねじ３を有し、外径１０００mm、板厚１２mm、長さ３１ｍの鋼管２の先端部外周に、外径１８００mm、長内径１００８mm、短内径１０００mm、板厚４０mmのドーナツ状の鋼板を２分割した平板からなる鋼製翼を、同じ高さ位置に交差して溶接により接合し、翼１１を構成した。
【００４４】
また、外周におねじ６を有する厚さ（高さ）４０mmのドラム状の鋼材により蓋体５を構成し、上面中心部にロッド７を取付けた。なお、施工する地盤は、地表から２３ｍまではＮ値３の軟弱層、２３〜３２ｍまではＮ値７の軟弱層、それ以深はＮ値５０の支持層であった。
【００４５】
先ず、上部開口部から鋼管２内に蓋体５を挿入し、ロッド７を回転してそのおねじ６を鋼管２のめねじ３に螺合し、先端開口部を閉塞した。
ついで、地上に設置したベースマシンの駆動モータに翼付き鋼管杭１０の杭頭部を取付け、回転させながら圧下して翼１１の木ねじ作用により軟弱層中を推進させ、貫入した。
そして、杭先端部が支持層に達したときは、駆動モータを翼付き鋼管杭１０から取外して蓋体５のロッド７に取付け、ロッド７を回転して鋼管２のめねじ３との螺合を外し、翼付き鋼管杭１０を地盤中に残置した状態で蓋体５を引き上げた。
【００４６】
次に、ドラムバケット１５のロッド１９を駆動モータに取付けて翼付き鋼管杭１０内に挿入し、ドラムバケット１５を回転させて下部掘削刃１７により支持層を掘削すると共に、側部掘削刃１８を徐々に展開して地表からの深さ３５ｍ、最大外径２０００mmの拡底部２５を掘削した。拡底部２５の掘削が終ったときは側部掘削刃１８を元の状態に戻し、ドラムバケット１５を引き上げてドラムバケット１５に取り込んだ土砂を排出した。
【００４７】
そして、駆動モータにトレミー管１４を取付けて拡底部２５及び翼付き鋼管杭１０内にコンクリート３０を打設し、トレミー管１４を引き上げた。コンクリート３０の打設高さは、拡底部２５の底部から４ｍであった。
ついで、翼付き鋼管杭１０を駆動モータに取付けて回転させ、その先端部が拡底部２５の中央部の近傍に達するまで貫入した。これにより、翼１１は拡底部２５内に位置する。
【００４８】
以上の手順により、少ない排土で低振動かつ低騒音で大径の翼付き鋼管杭を短時間で地盤中に設置することができ、また、下部を拡底してコンクリートを打設することにより、翼の存在と相俟って大きな先端支持力を得ることができた。
【００４９】
【発明の効果】
本発明に係る鋼管杭は、蓋体によって先端部が閉塞された鋼管杭であって、蓋体の上面中心部にロッドが固定され、前記鋼管杭の施工中においても外部からの操作によって前記ロッドを回転させることにより、前記蓋体を着脱可能、かつ外部へ引き上げ可能に構成し、また、上記の鋼管杭を翼付きねじ込み式鋼管杭で構成したので、施工中においても蓋体を抜き出して別途の掘削手段を内部に挿入し、鋼管杭の先端部近傍の地盤を掘削することができる。
【００５０】
さらに、本発明に係る鋼管杭の施工方法は、上記の鋼管杭を地盤中に貫入する工程と、鋼管杭の先端部が支持層又はその近傍に達したときは鋼管杭を地盤中に残置した状態で蓋体を鋼管杭から抜き出す工程と、地盤中に残置された鋼管杭内にドラムバケットを挿入して支持層を掘削する工程、及びドラムバケットを抜き出す工程と、掘削部及び鋼管杭内にコンクリートを打設する工程とによって構成したので、大径の鋼管杭を地盤中に設置することができ、その上少ない排土、少ないコンクリートにより大きな先端支持力を得ることができる。
【００５１】
また、上記の各鋼管杭の施工方法において、鋼管杭の先端部が支持層に達する前に硬い地盤又はその近傍に達したときは、鋼管杭を地盤中に残置した状態で蓋体を鋼管杭から抜き出す工程と、地盤中に残置された鋼管杭内にドラムバケットを挿入して硬い地盤を掘削する工程、及び硬い地盤の掘削が終ったときはドラムバケットを抜き出す工程と、鋼管杭の先端開口部を蓋体により再び閉塞する工程とを備えたので、支持層に達する前に中間層の如き硬い地盤が存在する場合でも、大径の鋼管杭を容易に貫入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る鋼管杭の断面説明図である。
【図２】図１の鋼管杭の他の施工方法の説明図である。
【図３】図１の鋼管杭の他の施工方法の説明図である。
【図４】図２、図３の施工方法に使用するドラムバケットの一例の説明図である。
【図５】図２、図３の施工方法に使用するグラブバケットの一例の説明図である。
【図６】図１の鋼管杭のさらに他の施工方法の説明図である。
【図７】実施の形態１の鋼管杭の他の例の断面説明図である。
【図８】実施の形態１の鋼管杭のさらに他の例の説明図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る翼付き鋼管杭の断面説明図である。
【図１０】実施の形態２の翼の例を示す説明図である。
【図１１】実施の形態２の翼の他の例を示す説明図である。
【図１２】図９の翼付き鋼管杭の施工方法の他の例の説明図である。
【図１３】図９の翼付き鋼管杭の施工方法の他の例の説明図である。
【図１４】実施の形態２の翼付き鋼管杭の他の例の説明図である。
【図１５】実施の形態２の翼付き鋼管杭のさらに他の例の説明図である。
【符号の説明】
１  鋼管杭
２  鋼管
３  めねじ
５  蓋体
６  おねじ
８  キー溝
９  キー
１０  翼付き鋼管杭
１１  翼
１４  トレミー管
１５  ドラムバケット
２０  グラブバケット
２５  拡底部
３０  コンクリート
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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