(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡大球根部を有する杭孔内に、上下に開放した中空部を有する既製杭を埋設する方法であって、
(1) 既製杭の最大径より大径の杭孔軸部を掘削すると共に該杭孔軸部の下端部に拡底して拡大球根部を掘削する。
(2) 次に、前記杭孔の底部から根固め用のセメントミルクを注入し、セメントミルクの充填に従って、前記拡大球根部内に満たされていた掘削泥土を、比重差を利用して上方に押し上げて、セメントミルクに置換して、セメントミルク層を形成する。
(3) 次に、前記杭孔軸部で杭周固定液用のセメントミルクを注入し、前記杭孔軸部内の掘削泥土をセメントミルクと撹拌混合して杭孔軸部内にソイルセメント層を形成する。前記ソイルセメント層を前記杭孔のほぼ孔口まで形成し、前記杭孔内から泥土層を排除する。
(4) 続いて、前記杭孔内に既製杭を、表面に泥土膜を形成せずに、沈設する。
以上の工程をとることを特徴とした杭孔内への既製杭の埋設方法。
【請求項２】
杭孔内に、上下に開放した中空部を有する既製杭を埋設する方法であって、
(1) 既製杭の最大径より大径の杭孔を掘削する。
(2) 次に、前記杭孔の底部から根固め用のセメントミルクを注入し、セメントミルクの充填に従って、杭孔の下端部内に満たされていた掘削泥土を、比重差を利用して上方に押し上げて、セメントミルクに置換して、セメントミルク層を形成する。
(3) 次に、前記杭孔の中間部及び上部で杭周固定液用のセメントミルクを注入し、前記杭孔中間部及び上部内の掘削泥土をセメントミルクと撹拌混合して杭孔の中間部及び上部内にソイルセメント層を形成する。前記ソイルセメント層を前記杭孔のほぼ孔口まで形成し、前記杭孔内から泥土層を排除する。
(4) 続いて、前記杭孔内に、既製杭を、表面に泥土膜を形成せずに、沈設する。
以上の工程をとることを特徴とした杭孔内への既製杭の埋設方法。
【請求項３】
既製杭を回転しながら杭孔内に沈設する請求項１又は２に記載の杭孔内への既製杭の埋設方法。
【請求項４】
既製杭を異形摩擦杭とした請求項１又は２に記載の杭孔内への既製杭の埋設方法。
【請求項５】
既製杭を、１つ又は複数の突起を形成した下部軸部の上部であって、前記下部軸部の最上に位置する突起に連続して、前記下部軸部より大径に形成した上部軸部を一体に形成して構成し、
前記既製杭を、その下部軸部の最上に位置する突起が、杭穴の拡大球根部内に位置するように埋設したことを特徴とする請求項１記載の杭孔内への既製杭の埋設方法。
【請求項６】
既製杭を、１つ又は複数の突起を形成した下部軸部の上部であって、前記下部軸部の最上に位置する突起に連続して、前記下部軸部より大径に形成した上部軸部を一体に形成して構成し、
前記既製杭を、その下部軸部の最上に位置する突起が、杭穴内の根固め用セメントミルクが注入された区間内に位置するように埋設したことを特徴とする請求項２記載の杭孔内への既製杭の埋設方法。
【請求項７】
既製杭を下杭とその上方に位置する１つ又は複数の上杭とから構成し、前記下杭は、１つ又は複数の突起を形成した下部軸部の上部であって、前記下部軸部の最上に位置する突起に連続して、前記下部軸部より大径に形成した上部軸部を一体に形成して構成し、前記上杭は、前記上部軸部の外径と略同径の外径で形成したことを特徴とする請求項５又は６記載の杭孔内への既製杭の埋設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、杭孔の下端部に形成した根固め部に、既製杭を埋設して基礎杭構造を形成する施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既製杭を拡大球根部を有する杭孔内に埋設する拡大根固め工法において、その品質上最も重要な拡大球根部の形成である。
【０００３】
従来の施工方法では、杭孔２１の軸部２２を掘削し続いて軸部２２の下端部を拡大して拡大球根部２３を掘削し、その後、拡大球根部２３内にセメントミルクを注入し、掘削土とセメントミルクとを撹拌・混合しソイルセメント化する方法が取られていた。また他の方法では、杭孔２１の下部でセメントミルクを高圧噴射しながら拡大球根部２３を併行築造する方法もあった。
【０００４】
また、杭孔２１の拡大球根部２３や軸部２２にソイルセメントを充填した場合、通常、杭孔２１の上端部は、ソイルセメントを形成せず、泥土層２６のままとしてあった。これは、杭孔２１の上端部の該泥土層２６は、既製杭の降下により地上に溢れて出て回収されるので、杭基礎の品質には影響しないと考えられていた為である。尚、泥土は水分が多いと泥水となっている場合もあった。
【０００５】
従って、これらの工法により、杭孔２１内には、下からソイルセメント（根固め液）層２４、ソイルセメント（杭周固定液）層２５、泥土層２６が形成され（図１１（ａ））、この中に既製杭２７を下降埋設していた（図１１（ｂ））。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の技術の内、拡大球根部の築造について以下の問題点があった。
【０００７】
(1) 拡大球根部において、掘削土と根固め用セメントミルクを混合するため、拡大球根部のソイルセメントの品質が、掘削土の地質に左右され、各杭の支持力がばらつく原因となる問題点があった。
【０００８】
(2) また、施工の地盤において、シルト等地質の良くない部分（地層）があると、それが原因で杭基礎の品質が低下する問題点があった。
【０００９】
また、前記従来の技術の既製杭２７の押し入れ・沈設方法について、既製杭２７を杭孔２１へ下降させる際に、既製杭２７が泥土層２６を通過するので、既製杭２７の表面に泥土が付着して泥土膜２９、２９が形成されたままで既製杭２７が沈設されていた（図１１（ｂ））。従って、ソイルセメントの固化時に既製杭２７とソイルセメント層２４、２５とが十分に一体化されないことがあった。従って、杭基礎の支持力発現時に初期沈下し、支持力が安定しない問題点があった。
【００１０】
これは、杭孔下端部を拡大掘削しない杭孔に既製杭を埋設する工法の場合にも同様の問題点が存在していた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
然るにこの発明では、底部からセメントミルクを注入し、杭孔下端部（根固め部）内の掘削泥土をセメントミルクに置換するので、また、ソイルセメント層を杭孔のほぼ孔口まで形成するので、前記問題点を解決した。
【００１２】
即ちこの発明は、拡大球根部を有する杭孔内に、上下に開放した中空部を有する既製杭を埋設する方法であって、
(1) 既製杭の最大径より大径の杭孔軸部を掘削すると共に該杭孔軸部の下端部に拡底して拡大球根部を掘削する。
(2) 次に、前記杭孔の底部から根固め用のセメントミルクを注入し、セメントミルクの充填に従って、前記拡大球根部内に満たされていた掘削泥土を、比重差を利用して上方に押し上げて、セメントミルクに置換して、セメントミルク層を形成する。
(3) 次に、前記杭孔軸部で杭周固定液用のセメントミルクを注入し、前記杭孔軸部内の掘削泥土をセメントミルクと撹拌混合して杭孔軸部内にソイルセメント層を形成する。前記ソイルセメント層を前記杭孔のほぼ孔口まで形成し、前記杭孔内から泥土層を排除する。
(4) 続いて、前記杭孔内に既製杭を、表面に泥土膜を形成せずに、沈設する。
以上の工程をとることを特徴とした杭孔内への既製杭の埋設方法である。
【００１３】
また、この発明は、杭孔内に、上下に開放した中空部を有する既製杭を埋設する方法であって、
(1) 既製杭の最大径より大径の杭孔を掘削する。
(2) 次に、前記杭孔の底部から根固め用のセメントミルクを注入し、セメントミルクの充填に従って、杭孔の下端部内に満たされていた掘削泥土を、比重差を利用して上方に押し上げて、セメントミルクに置換して、セメントミルク層を形成する。
(3) 次に、前記杭孔の中間部及び上部で杭周固定液用のセメントミルクを注入し、前記杭孔中間部及び上部内の掘削泥土をセメントミルクと撹拌混合して杭孔の中間部及び上部内にソイルセメント層を形成する。前記ソイルセメント層を前記杭孔のほぼ孔口まで形成し、前記杭孔内から泥土層を排除する。
(4) 続いて、前記杭孔内に、既製杭を、表面に泥土膜を形成せずに、沈設する。
以上の工程をとることを特徴とした杭孔内への既製杭の埋設方法である。
【００１４】
また、既製杭を回転しながら杭孔内に沈設する杭孔内への既製杭の埋設方法である。また、既製杭を異形摩擦杭とした埋設方法である。
【００１５】
また、前記において、既製杭を、１つ又は複数の突起を形成した下部軸部の上部であって、前記下部軸部の最上に位置する突起に連続して、前記下部軸部より大径に形成した上部軸部を一体に形成して構成し、前記既製杭を、その下部軸部の最上に位置する突起が、杭穴の拡大球根部内に位置するように埋設したことを特徴とする杭孔内への既製杭の埋設方法である。また、既製杭を、１つ又は複数の突起を形成した下部軸部の上部であって、前記下部軸部の最上に位置する突起に連続して、前記下部軸部より大径に形成した上部軸部を一体に形成して構成し、前記既製杭を、その下部軸部の最上に位置する突起が、杭穴内の根固め用セメントミルクが注入された区間内に位置するように埋設したことを特徴とする杭孔内への既製杭の埋設方法である。更に、既製杭を下杭とその上方に位置する１つ又は複数の上杭とから構成し、前記下杭は、１つ又は複数の突起を形成した下部軸部の上部であって、前記下部軸部の最上に位置する突起に連続して、前記下部軸部より大径に形成した上部軸部を一体に形成して構成し、前記上杭は、前記上部軸部の外径と略同径の外径で形成したことを特徴とする杭孔内への既製杭の埋設方法である。
【００１６】
前記におけるソイルセメントとは、例えば軸部径３００ｍｍ・節部径４５０ｍｍの杭の場合に、セメント量４５ｋｇ、水４５リットルで、練り上がり量０．０５３９３ｍ３ 程度（深さ１ｍ当たり）、圧縮強度７５ｋｇ／ｃｍ２ のセメントミルクを注入し、掘削土等と混合してソイルセメントとして形成する。いかなる配合とするかは、杭基礎全体の所要強度、周辺地盤の強度、既製杭の強度などにより決定される。
【００１７】
また、前記における既製杭としては、節杭（異形摩擦杭）一本又は複数の連結、円筒杭の一本又は複数の連結、あるいは、節杭と円筒杭との継ぎ杭その他の異種の継ぎ杭等として、構成することもできる。
【００１８】
また、前記における異形摩擦杭とは、外面に突起を有する杭で、例えばいわゆる節杭の他その形状は任意である（図２〜図６、８）。
【００１９】
例えば、環状の突起３０、３０を所定間隔で設けた既製杭１０で、環状突起３０、３０は異なる間隔（図２（ａ））、又は異なる径の環状突起３０、３０ａ、３０ｂとすることもできる（図２（ｂ）（ｃ））。また、環状突起３０は軸部と一体成形の他、部分リング状の部材３１、３１を着脱自在に取り付けて構成した既製杭１０とすることもできる（図３（ａ）（ｂ））。
【００２０】
また、環状突起の一部に切り欠き３２、３２を形成して、放射状の突起３３、３３を設けた形状の既製杭１０とすることもできる（図４（ａ）（ｂ））。また、切り欠き３２の位置を上下で位相を違えて突起３３、３３を設けた既製杭１０とすることもできる（図５（ａ）（ｂ）（ｃ））。
【００２１】
また、突起３４を縦に配置した板状として、放射状に配置して既製杭１０を形成することもできる（図６（ａ）（ｂ））。
【００２２】
前記における「ソイルセメント層を杭孔のほぼ孔口まで形成する」とは、杭孔の杭孔口付近までソイルセメント層を形成することが望ましいが、構築現場の状況などに応じて、適宜杭孔口より下方位置までとすることも可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
既製杭としての節杭１０の最大径より大径の杭孔軸部２を掘削すると共に該杭孔軸部２の下端部を拡底して拡大球根部３を掘削する。
【００２４】
次に、杭孔１の底部から根固め用のセメントミルクを注入し、杭孔１の拡大球根部３内に満たされていた掘削泥土をセメントミルクに置換する。次に、杭孔軸部２で杭周固定液用のセメントミルクを注入し、杭孔１の軸部２内の掘削泥土をセメントミルクと撹拌混合して杭孔１の軸部２内のほぼ孔口５までソイルセメント層７を形成する。続いて、杭穴１内に中空部１３を上下に開放した節杭１０を沈設して、セメントミルク又はソイルセメントの固化により、杭孔球根部及び節杭１０の中空部１３のセメントミルクが充填され、杭孔の軸部２にソイルセメントが充填された節杭１０と一体となった基礎構造体が構築される。
【００２５】
【実施例１】
（１）  図１等に基づきこの発明の実施例を説明する。
【００２６】
既製杭の径に見合った所定の杭孔１を掘削する。まず、既製杭の外径より大径の円筒状の杭孔を所定の深さまで、掘削土を杭孔内壁に練付けながら又は掘削土を排土しながら、掘削し、その杭孔の下端部を拡大径に掘削して、拡大球根部３とし、杭孔１の拡大球根部３の上方を軸部２とする。この状態で、杭孔１内には掘削土が残っている。
【００２７】
次に、泥土化した掘削土の残っている拡大球根部３の最下端（底）４に根固め液としての比重が大きいセメントミルクを注入する。この際セメントミルクの充填に従って、該部の掘削土を杭孔１の上方（杭孔軸部２）に押し上げ、前記拡大球根部３の掘削土をほとんどセメントミルクに置換する。従って、拡大球根部３内にはセメントミルク層６が形成される。
【００２８】
ここで、掘削土にシルトなど拡大球根部３のセメントミルクの品質に良くない土泥が存在する場合であっても、これら泥土の比重（１．２〜１．７）は、セメンミルク（比重：１．７以上）より軽く、セメントミルク層６の上方に容易に押し上げられる。また掘削土に比重の大きい砂質や砂れき（比重：２．７〜２．８）が混入している場合は拡大球根部２のセメントミルク内に残るが骨材として作用するので、セメントミルクの品質上何ら問題はなく、高品質なセメント層が形成される。
【００２９】
次に、杭孔１の軸部２内に杭周固定液としてのセメントミルクをほぼ杭孔口５まで注入し、セメントミルクと該部の掘削土とを撹拌混合しソイルセメントを生成し、ソイルセメント層７を形成する（図１（ａ））。この際、ソイルセメント層７とセメントミルク層６とは比重が違うので、両層が混ざることは少ない。
【００３０】
次に、節杭１０を、ほぼ杭孔口５までソイルセメント層７が形成されている杭孔１に押し入れ、ソイルセメント層７を貫通して、前記節杭１０の下端１１は拡大球根部３のセメントミルク層６内に位置させる。ここで、節杭１０は中空部１３が上下に開放し、外壁１２に所定長さ毎に節１４、１４を有する。
【００３１】
節杭１０を沈設する際に、杭孔１内には泥土層がないので、節杭１０の全面（外面、中空部内面）で、泥土が付着しない。よって、節杭１０の表面には泥土膜が形成されず、セメントミルク層又はソイルセメント層が直接に接触している。
【００３２】
また、杭孔１の拡大球根部３及び軸部２の下端部の内壁と、節杭１０の外壁との間隙には、セメントミルク層６が形成されており、前記セメントミルク層６の上方の杭孔１の軸部２の内壁と前記節杭１０の外壁との間隙には、ソイルセメント層７が形成される。また、節杭１０の中空部１３には、杭孔１のソイルセメント層７の通過に従いソイルセメントが充填されるが、その後、拡大球根部のセメントミルク層６内を通過するに従い、中空部には下端１１からセメントミルクが充填され、中空部上端から比重の軽いソイルセメントを押し出し、最終的には中空部には杭外周部より圧縮強度の大きいソイルセメント層８が形成される（図１（ｂ））。
【００３３】
セメントミルク及びソイルセメントが固化し強度を発現することにより、杭孔１内で、節杭１０とソイルセメント層７、８、セメントミルク層６とが一体となった基礎杭構造体１６を構成する（図１（ｂ））。従って、セメントミルク層６、ソイルセメント層７、８は外周部の地盤より圧縮強度がより大きく形成されるので、鉛直支持力の安定化と共に水平支持力も強化されている。
【００３４】
前記のように、地盤が強化されるので、本発明の工法は、シルト（一般に粒径０．００５〜０．０７４ｍｍ程度）及び粘土（一般に粒径０．００５ｍｍ以下）が主成分の地盤（圧縮強度の良くない地盤）の施工において特に有効である。
【００３５】
（２）他の実施例−１
前記実施例において、施工条件などの理由により、杭沈設前の杭孔内に若干の泥水帯が介在する場合であっても、杭孔１内のほぼ全深さで、ソイルセメント層又はセメントミルク層が形成されている為に特に影響がないが、節杭１０に付着する泥水膜を完全に除去する為には、節杭１０を回転しながら沈設する等することにより、杭周部等に付着した泥水をソイルセメント内に飛散させることができる。更に、節杭１０を回転させながら下降することにより、節杭１０の節１４、１４の下端部などに点在する気泡を消滅させることもできる。
【００３６】
（３）他の実施例−２
また、前記実施例において、既製杭として中空部が上下に開放した節杭を使用したので、効果が最も顕著に現れるが、中空部を封鎖した又は中空部を有さない節杭の他、円筒杭、鋼管杭などその他の既製杭の単独又は組合せで使用することもできる。また、中空部を有する既製杭の場合には、更に水平支持力の向上にも有効である。
【００３７】
（４）他の実施例−３
また、前記実施例において、軸部の外径が上下位置で異なる他の既製杭３５を使用することもできる。
【００３８】
既製杭３５は、下部軸部３６が、外径４００ｍｍ、軸部肉厚６５ｍｍで形成され、前記下部軸部３６の下端部及び中間部に、外径５５０ｍｍの環状突起３８、環状突起３８ａ（最上に位置する突起）が２つ形成されている。また、下部軸部３６の最上の環状突起３８ａに連続して、前記下部軸部３６より大径の上部軸部３７（外径５００ｍｍ、軸部肉厚１１５ｍｍ）が形成されている（図８（ａ））。
【００３９】
続いて、軸部２（径５８０ｍｍ）、拡大球根部３（径８００ｍｍ、拡大球根部長２５００ｍｍ）で、杭孔１を掘削し、杭孔１内で拡大球根部３内に同様にセメントミルク層６、ソイルセメント層７を形成する（図１（ａ））。続いて、杭孔１内に既製杭３５を、杭孔１の拡大球根部３内に下部軸部３６の最上の環状突起３８ａが位置するように埋設する。このとき、既製杭３５の下端面３９と拡大球根部底部３の最下端（底）４とは高さＨ２（ ＝５００ｍｍ）、下部軸部３６の最上に位置する環状突起３８ａと拡大球根部３の上端部３ａとが高さＨ１（ ＝５００ｍｍ）に位置するように埋設する。即ち、下部軸部３６の最上に位置する環状突起３８ａが杭孔１の拡大球根部３内に位置することに伴い、上部軸部３７の下端部３７ａも拡大球根部３内に位置することになる。また、既製杭３５の埋設にともない、セメントミルク層６の上面は、上昇し、杭孔１の拡大球根部３内及び軸部２の下部がセメントミルク層６となっている（図９（ａ））。
【００４０】
これによって、セメントミルク層６が形成されている拡大球根部３内に、下部軸部３６よりも大径の上部軸部３７の下端部３７ａが埋設され、セメントミルクとの付着面積が増大し、ソイルセメント層７が形成された杭孔１の軸部２においても、下部軸部３６より大径の上部軸部３７が埋設されることによって、ソイルセメント層７との付着面積が増大する。
【００４１】
例えば、比較用既製杭として、上部軸部３７の外径を下部軸部３６と同一の軸部外径４００ｍｍ、軸部肉厚６５ｍｍで、下端部及び中間部に環状突起３８、３８（外径５５０ｍｍ）を２つ有する既製杭を形成する。この比較用既製杭を上記と同じ掘削径（軸部２の外径５８０ｍｍ、拡大球根部３の外径８００ｍｍ、拡大球根部の深さ２５００ｍｍ）の杭孔１に埋設した場合を比べると、前記既製杭３５では、比較用既製杭に比べて約１．２倍の付着面積が得られ、水平支持力の向上と安定性が強化される。
【００４２】
また、必要に応じて上部軸部３７にも、下部軸部３６の環状突起３８と略同径の環状突起４１を設けて既製杭３５とすることもできる（図８（ｂ）。この場合も前記同様に、拡大球根部３を有する杭孔１に埋設すれば、さらに付着面積が増大し、上部軸部３７の環状突起４１による支圧力が付与される。
【００４３】
また、複数の既製杭を連結する連結杭構造とする場合には、下部軸部３６と該下部軸部３６より大径の上部軸部３７を有し、少なくとも下部軸部３６に環状突起３８を形成した既製杭３５を下杭として使用し、その上部に上杭として他の既製杭４２（図８（ａ）（ｂ）鎖線図示４２）の１つ又は複数本を連結して、既製杭とする（図示していない）。この場合、既製杭４２は、上部軸部３７の外径と略同径で、下杭と連結できれば、ＰＨＣ杭、ＰＲＣ杭、ＳＣ杭、節杭、鋼管杭等その種類は問わない。連結杭構造とすることによって、長尺杭となった場合であっても、杭孔１の全長に亘って連結杭との付着面積を増大させることができる（図示していない）。
【００４４】
上記のような既製杭３５を使用して、環状突起３８を拡大球根部３内に位置するように埋設する効果としては、拡大球根部３でのセメントミルクとの付着面積を増大させ、良好な付着状態を維持させることにより、拡大球根部３内での支持力を向上・安定化させ、かつ下部軸部３６から上部軸部３７へと移行する部分の補強も併せて実現できるだけでなく、杭孔１の軸部２全長に亘ってソイルセメント層７との付着面積を増大させることによって、杭周面支持力を向上させて、基礎杭構造全体としての鉛直支持力及び引抜力を従来比約１．２倍に強化できる。
【００４５】
また、拡大球根部３に上部軸部３７の下端部を埋設してセメントミルクとの付着面積を増大したことによる拡大球根部３内での支持力の増加に伴い、上部軸部３７を下部軸部３６より大径に形成して杭孔１の軸部２全長に亘ってソイルセメント層７との付着を増大させたことによって、従来比約２倍の曲げモーメント力が得られ、地震等の過大な曲げモーメントが作用した際にも十分に耐え得ることができる。
【００４６】
尚、この実施例で、セメントミルク等の付着を増すために、環状突起３８の外径を拡大しないのは、杭孔１の軸部２の外径をさらに大きい径に掘削しないためである。また、セメントミルク等の付着を増すために、下部軸部３６の外径を拡大せず、上部軸部３７のみを大径としたのは、最も支持力の発現が期待される拡大球根部３内での環状突起３８、３８からの支圧力を確保しつつ、かつ付着力の拡大を図ったためである。杭全長に亘って軸部を大径とした場合には、軸部表面から環状突起３８の先端までの高さが、既製杭の全長に亘って低くなってしまい、支圧力の低下を招くことになる。
【００４７】
【実施例２】
（１）  図７等に基づきこの発明の実施例を説明する。
【００４８】
前記実施例１は杭孔１の下端部を拡大掘削して根固め部に拡大球根部を形成したので、より強固な基礎構造体を構築できるが、この実施例２では、杭孔１の下端部を拡大掘削しないが、実施例１と同様な方法により強固な根固め部を形成でき、従来の問題点を解決できる。
【００４９】
既製杭の径に見合った所定の杭孔１を掘削する。まず、既製杭の外径より大径の円筒状の杭孔１を所定の深さまで、掘削土を杭孔壁に練付ながら又は掘削土を排土しながら掘削する。この状態で、杭孔１内には泥土化した掘削土が残っている。
【００５０】
次に、掘削土の残っている杭孔１の最下端（底）４に根固め液としての比重が大きいセメントミルクを注入する。この際セメントミルクの充填に従って、杭孔１の下端部の掘削土を杭孔１の上方（杭孔１の中間部及び上部）に押し上げ、下端部の掘削土をほとんどセメントミルクに置換する。従って、杭孔１の下端部内にはセメントミルク層６が形成される。
【００５１】
ここで、掘削土にシルトなど杭孔１の下端部のセメントミルクの品質に良くない土泥が存在する場合であっても、これら泥土の比重（１．２〜１．７）は、セメンミルク（比重：１．７以上）より軽く、セメントミルク層６の上方に容易に押し上げられる。また掘削土に比重の大きい砂質や砂れき（比重：２．７〜２．８）が混入している場合は杭孔１の下端部のセメントミルク内に残るが骨材として作用するので、セメントミルクの品質上何ら問題はなく、高品質なセメントミルク層が形成される。
【００５２】
次に、杭孔１の中間部及び上部内に杭周固定液としてのセメントミルクをほぼ杭孔口５まで注入し、セメントミルクと該部の掘削土とを撹拌混合しソイルセメントを生成し、ソイルセメント層７を形成する（図７（ａ））。この際、ソイルセメント層７とセメントミルク層６とは比重が違うので、両層が混ざることは少ない。
【００５３】
次に、節杭１０を、ほぼ杭孔口５までソイルセメント層７が形成されている杭孔１に押し入れ、ソイルセメント層７を貫通して、前記節杭１０の下端１１は杭孔１の下端部のセメントミルク層６内に位置させる。ここで、節杭１０は中空部１３が上下に開放し、外壁１２に所定長さ毎に節１４、１４を有する。
【００５４】
節杭１０を沈設する際に、杭孔１内には泥土層がないので、節杭１０の全面（外面、中空部内面）で、泥土が付着しない。よって、節杭１０の表面には泥土膜が形成されず、セメントミルク層又はソイルセメント層が直接に接触している。
【００５５】
また、杭孔１の下端部及び中間部（下側）の内壁と、節杭１０の外壁との間隙には、セメントミルク層６が形成されており、前記セメントミルク層６の上方の杭孔１の中間部（上側）及び上部の内壁と前記節杭１０の外壁との間隙には、ソイルセメント層７が形成される。また、節杭１０の中空部１３には、杭孔１のソイルセメント層７の通過に従いソイルセメントが充填されるが、その後、下端部のセメントミルク層６内を通過するに従い、中空部には下端１１からセメントミルクが充填され、中空部上端から比重の軽いソイルセメントを押し出し、最終的には中空部には杭外周部より圧縮強度の大きいソイルセメント層８が形成される（図７（ｂ））。
【００５６】
セメントミルク及びソイルセメントが固化し強度を発現することにより、杭孔１内で、節杭１０とソイルセメント層７、８、セメントミルク層６とが一体となった基礎杭構造体１６を構成する（図７（ｂ））。従って、セメントミルク層６、ソイルセメント層７、８は外周部の地盤より圧縮強度がより大きく形成されるので、鉛直支持力の安定化と共に水平支持力も強化されている。
【００５７】
前記のように、地盤が強化されるので、前記実施例１と同様に、シルト（一般に粒径０．００５〜０．０７４ｍｍ程度）及び粘土（一般に粒径０．００５ｍｍ以下）が主成分の地盤（圧縮強度の良くない地盤）の施工において特に有効である。
【００５８】
（２）他の実施例−１
前記実施例において、施工条件などの理由により、杭沈設前の杭孔内に若干の泥水帯が介在する場合であっても、杭孔１内のほぼ全深さで、ソイルセメント層又はセメントミルク層が形成されている為に特に影響がないが、節杭１０に付着する泥水膜を完全に除去する為には、実施例１と同様に、節杭１０を回転しながら沈設する等することにより、杭周部等に付着した泥水をソイルセメント内に飛散させることができる。更に、節杭１０を回転させながら下降することにより、節杭１０の節１４及びその節杭１０の下端部などに点在する気泡を消滅させることもできる。
【００５９】
（３）他の実施例−２
また、前記実施例において、既製杭として中空部が上下に開放した節杭を使用したので、効果が最も顕著に現れるが、実施例１と同様に、中空部を封鎖した又は中空部を有さない節杭の他、円筒杭、鋼管杭などその他の既製杭の単独又は組合せで使用することもできる。また、中空部を有する既製杭の場合には、更に水平支持力の向上にも有効である。
【００６０】
（４）他の実施例−３
また、前記実施例において、軸部の外径が上下位置で異なる他の既製杭３５を使用することもできる。
【００６１】
既製杭３５は、下部軸部３６が、外径４００ｍｍ、軸部肉厚６５ｍｍで形成され、前記下部軸部３６の下端部及び中間部に、外径５５０ｍｍの環状突起３８、環状突起３８ａ（最上に位置する突起）が２つ形成されている。また、下部軸部３６の最上の環状突起３８ａに連続して、前記下部軸部３６より大径の上部軸部３７（外径５００ｍｍ、軸部肉厚１１５ｍｍ）が形成されている（図８（ａ））。
【００６２】
続いて、径５８０ｍｍで、杭孔１を掘削し、同様に、杭孔１内の下部にセメントミルク層（根固め液層）６、上部にソイルセメント層７を形成する（図７（ａ））。続いて、杭孔１内に既製杭３５を、杭孔１のセメントミルク層６内に下部軸部３６の最上の環状突起３８ａが位置するように埋設する。このとき、既製杭３５の下端面３９が、杭孔１の最下端（底）４から高さＨ３（ ＝５００ｍｍ）に位置するように埋設する。即ち、下部軸部３６の最上に位置する環状突起３８ａが杭孔１のセメントミルク層６内に位置することに伴い、上部軸部３７の下端部３７ａもセメントミルク層６内に位置することになる（図１０（ａ））。
【００６３】
これによって、杭孔１のセメントミルク層６内に、下部軸部３６よりも大径の上部軸部３７の下端部３７ａが埋設され、セメントミルクとの付着面積が増大し、ソイルセメント層７が形成された杭孔１においても、下部軸部３６より大径の上部軸部３７が埋設されることによって、ソイルセメント層７との付着面積が増大する。
【００６４】
例えば、比較用既製杭として、上部軸部３７の外径を下部軸部３６と同一の軸部外径４００ｍｍ、軸部肉厚６５ｍｍで、下端部及び中間部に環状突起３８、３８（外径５５０ｍｍ）を２つ有する既製杭を形成する。この比較用既製杭を上記と同じ掘削径（軸部２の外径５８０ｍｍ）の杭孔１に埋設した場合を比べると、前記既製杭３５では、比較用既製杭に比べて約１．２倍の付着面積が得られ、水平支持力の向上と安定性が強化される。
【００６５】
また、必要に応じて上部軸部３７にも、下部軸部３６の環状突起３８と略同径の環状突起４１を設けて既製杭３５とすることもできる（図８（ｂ）。この場合も前記同様に、杭孔１のソイルセメント層７内に埋設すれば、さらに付着面積が増大し、上部軸部３７の環状突起４１による支圧力が付与される。
【００６６】
また、複数の既製杭を連結する連結杭構造とする場合には、下部軸部３６と該下部軸部３６より大径の上部軸部３７を有し、少なくとも下部軸部３６に環状突起３８を形成した既製杭３５を下杭として使用し、その上部に上杭として他の既製杭４２（図８（ａ）（ｂ）鎖線図示４２）の１つ又は複数本を連結して、既製杭とする（図示していない）。この場合、既製杭４２は、上部軸部３７の外径と略同径で、下杭と連結できれば、ＰＨＣ杭、ＰＲＣ杭、ＳＣ杭、節杭、鋼管杭等その種類は問わない。連結杭構造とすることによって、長尺杭となった場合であっても、杭孔１の全長に亘って連結杭との付着面積を増大させることができる（図示していない）。
【００６７】
上記のような既製杭３５を使用して、環状突起３８をセメントミルク層６内に位置するように埋設する効果としては、セメントミルク層６内でのセメントミルクとの付着面積を増大させ良好な付着状態を維持させることによって、セメントミルク層６内での支持力を向上・安定化させ、かつ下部軸部３６から上部軸部３７へと移行する部分の補強も併せて実現できるだけでなく、杭孔１の全長に亘ってソイルセメント層７との付着面積を増大させることによって、杭周面支持力を向上させて、基礎杭構造全体としての鉛直支持力及び引抜力を従来比約１．２倍に強化できる。
【００６８】
また、セメントミルク層６内に上部軸部３７の下端部を埋設してセメントミルクとの付着面積を増大したことによるセメントミルク層６内での支持力の増加に伴い、上部軸部３７を下部軸部３６より大径に形成して杭孔１の軸部２全長に亘ってソイルセメント層７との付着を増大させたことによって、従来比約２倍の曲げモーメント力が得られ、地震等の過大な曲げモーメントが作用した際にも十分に耐え得ることができる。
【００６９】
尚、この実施例で、セメントミルク等の付着を増すために、環状突起３８の外径を拡大しないのは、杭孔１の外径をさらに大きい径に掘削しないためである。また、セメントミルク等の付着を増すために、下部軸部３６の外径を拡大せず、上部軸部３７のみを大径としたのは、最も支持力の発現が期待されるセメントミルク層６内での環状突起３８、３８からの支圧力を確保しつつ、かつ付着力の拡大を図ったためである。既製杭の全長に亘って軸部を大径とした場合には、軸部表面から環状突起３８の先端までの高さが、杭全長に亘って低くなってしまい、支圧力の低下を招くことになる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明による既製杭の埋設施工において、品質の確かな根固め部が得られるので各杭の鉛直支持力のばらつきが減少し、安定化する。とりわけ、根固め部を拡大掘削して拡大球根部とした場合には、その効果が顕著に得られる。また、施工後の支持力発現時における初期沈下（１〜２ｍｍ）を改善でき、鉛直支持力が安定化する。
【００７１】
また、本杭は、杭の中空部も含めて圧縮強度の大きいセメントミルク又はソイルセメントが充填された固化体の複合体として構成されているので、杭の水平支持力に関しても杭自身の設計上の曲げモーメント値に対し、実測値としては約１．５倍の値が得られている。従って、耐震性能も同様に期待できる。
【００７２】
また、上下に開放した中空部を有する既製杭を使用した場合には、その杭下端部が閉鎖されないで、開放されており、杭の沈設時に杭の中空部にソイルセメントが充填され、有効利用されている。従って、杭の沈設時に、セメントミルクが溢れ、廃棄される量も少なく経済的な工法となっている。
【００７３】
尚、既製杭として、上下両端部が封鎖された既製杭を使用した場合であっても、初期沈下防止及び鉛直支持力の安定化の効果は同様に得られる。
【００７４】
また、本発明の工法は、シルト及び粘土が主成分の地盤（圧縮強度の良くない地盤）の施工において特に有効である。
【００７５】
また、拡大球根部に杭の突起部を埋め込んだ高支持力の基礎構造体においては、品質及び信頼性の両面に関し特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１で、（ａ）は既製杭埋設前の杭孔の縦断面図、（ｂ）は既製杭埋設後の杭孔の縦断面図である。
【図２】この発明の実施例に使用する異形摩擦杭で、（ａ）は環状突起を異なる間隔で設けた杭の正面図、（ｂ）は異なる径の環状突起とした杭の正面図、（ｃ）は同じく平面図である。
【図３】同じく異形摩擦杭で、（ａ）は環状突起を着脱可能とした杭の平面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】同じく異形摩擦杭で、（ａ）は放射状の突起とした杭の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図５】同じく異形摩擦杭で、（ａ）は放射状の突起を位相を違えて設けた杭の正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図６】同じく異形摩擦杭で、（ａ）は板状の突起を放射状に設けた杭の正面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線における断面図である。
【図７】この発明の実施例２で、（ａ）は既製杭埋設前の杭孔の縦断面図、（ｂ）は既製杭埋設後の杭孔の縦断面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は、この発明の実施に使用する他の既製杭である。
【図９】（ａ）（ｂ）は、図８の既製杭を埋設した実施例１の杭孔の縦断面図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は、図８の既製杭を埋設した実施例２の杭孔の縦断面図である。
【図１１】従来例で、（ａ）は既製杭埋設前の杭孔の縦断面図、（ｂ）は既製杭埋設後の杭孔の縦断面図である。
【符号の説明】
１  杭孔
２  杭孔の軸部
３  杭孔の拡大球根部
４  杭孔の底
５  杭孔口
６  セメントミルク層
７  ソイルセメント層
８  ソイルセメント層
１０  節杭（既製杭）
１１  節杭の下端
１２  節杭の外壁
１３  節杭の中空部
１４  節杭の節
１６  基礎構造体
２１  杭孔（従来例）
２２  杭孔の軸部（従来例）
２３  杭孔の拡大球根部（従来例）
２４  ソイルセメント（根固め液）層（従来例）
２５  ソイルセメント（杭周固定液）層（従来例）
２６  泥土層（従来例）
２７  既製杭（従来例）
２８  既製杭の中空部（従来例）
２９  泥土膜（従来例）
３０  環状突起
３３  放射状の突起
３４  放射状の突起
３５  既製杭
３６  下部軸部
３７  上部軸部
３８  環状突起
３８ａ  下部軸部の最上に位置する環状突起
３９  既製杭の下端
４１  上部軸部の環状突起
４２  既製杭（上杭）
【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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