(57)【要約】【課題】軸管の先端に杭先部材が設けられてなる既製杭において、軸管の先端に杭先部材を簡易に接続される手段を提供する。【解決手段】既製杭１は、先端部分２０が軸線２１と直交する断面外形が正方形の軸管２と、軸管２の先端部分２０に外嵌可能な断面形状が正方形の筒体３０の内空が封止されるとともに、筒体３０の外側へ翼体３１が突出された杭先部材３と、軸管２の基端２２に係止されて先端方向に対して固定される支持板５と、軸管２及び筒体３０の内空に挿通されて、杭先部材３と支持板５とを締結する長尺ボルト４とを具備する。【選択図】図１
2007211430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも先端部分が、軸線と直交する断面外形が多角形状の軸管と、
上記軸管の先端部分に外嵌可能な多角形状の筒体の内空が封止されるとともに、該筒体の外側へ翼体が突出された杭先部材と、
上記軸管の基端に係止されて先端方向に対して固定される支持部材と、
上記軸管及び筒体の内空に挿通されて、上記杭先部材と上記支持部材とを締結する締結部材と、を具備してなるものである既製杭。
【請求項２】
上記杭先部材は、上記翼体を形成する平板材が上記筒体の先端を封止するように固定されたものである請求項１に記載の既製杭。
【請求項３】
上記平板材に、上記筒体の内空に突出する固定ボルトが設けられ、
上記締結部材は、先端側に上記固定ボルトに螺合されるナット部を有するものである請求項２に記載の既製杭。
【請求項４】
上記締結部材は、既製杭が支持する基礎に埋設される鉄筋と連結されるものである請求項１から３のいずれかに記載の既製杭。
【請求項５】
請求項１から３のいずれかに記載の既製杭を地中に打設する打設工程と、
上記軸管内に固化材を充填する充填工程と、
上記軸管を引き抜き、上記固化材を固化させる養生工程と、を含んでなるものであるアンカーの施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸管の先端に杭先部材が設けられてなる既製杭に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、構造物の沈下を防ぐための杭として、図１２に示されるように、軸管９１の先端部分の外周に螺旋翼９２が設けられた鋼管杭９０が知られている。鋼管杭９０は、地上に設置されたアースオーガ等の駆動機械により回転されながら地中にねじ込まれて、地面に打設される。このような鋼管杭９０は、打設の際の騒音や振動が少なく、土砂を排出することがないという利点がある。また、螺旋翼９２により鋼管杭９０の支持力が増大するという利点がある。
【０００３】
鋼管杭９０に設けられた螺旋翼９２の外径は、軸管９１の外径の２〜３倍である。複数本の鋼管杭９０を横積みにして保管又は運搬する際に、螺旋翼９２が突出する分だけ鋼管杭９０間に隙間が生じるので、積載効率が悪くなるという欠点がある。
【０００４】
これに対し、螺旋翼９２が設けられた軸管９１の先端部分を杭先部材として、軸管９１と別部材とする構成が提案されている。保管や運搬の際には、軸管９１に杭先部材が取り付けられないので、軸管９１の積載効率が向上される。上記杭先部材は、軸管９１と別途に施工現場に搬入され、施工現場において軸管９１の先端に取り付けられる。
【０００５】
軸管に対する杭先部材の取り付け方法として、従来より溶接が用いられている。しかし、溶接作業には、溶接工が必要とされるので、人的コストが高くなるという問題がある。また、溶接作業は天候に左右されるという問題がある。これに対し、簡易な作業で、軸管に杭先部材を取り付けることが可能な鋼管杭が提案されている。
【０００６】
例えば、図１３に示されるように、杭先部材９３の上部に、軸管９４の先端に嵌挿可能な縮径部９５が形成される。この縮径部９５に母線方向の貫通孔９６が形成される。軸管９４にも、貫通孔９６に対応する貫通孔９７が形成される。杭先部材９３が軸管９４の先端に嵌挿され、貫通孔９６，９７を連通するようにして留め具９８が挿着されることにより、杭先部材９３と軸管９４とが固定される（特許文献１参照）。
【０００７】
また、図には示されていないが、貫通孔９６，９７に代えて、軸管９４の先端の内周面と縮径部９５の外周面とに雄ネジ及び雌ネジがそれぞれ形成され、軸管９４の先端に縮径部９５が螺合されて、杭先部材９３が固定される構成が提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特願２００３−２７４６８号公報
【特許文献２】特開２００３−２７４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、図１３に示された接続構造では、軸管９４の回転力が留め具９８を介して杭先部材９３に伝達されるので、杭を打設する際に、留め具９８に大きな剪断力が加わる。したがって、例えば、杭先部材９３が地中の石等に当接した際の衝撃により、留め具９８が破損するおそれがある。杭先部材９３が既に地中にあれば、留め具９８の破損を確認することが困難である。また、杭を逆転させて引き抜こうとしても、杭先部材９３に回転力が伝達されず、杭先部材９３が地中に残るおそれがある。
【００１０】
また、軸管９４に杭先部材９３を螺合する構成では、例えば既製杭を一旦引き戻すために、杭先部材９３が螺合された方向と逆方向に軸管９４が回転された際に、地中において土砂等の抵抗を受けた杭先部材９３が、逆方向に回転される軸管９４に対して静止して、杭先部材９３が軸管９４から外れるおそれがある。
【００１１】
ところで、鋼管杭９０が地中に打設された後、図１４に示されるように、鋼管杭９０の上側に基礎９９が打設され、基礎９９上に家屋１００が施工される。家屋１００の荷重は、基礎９９により支持され、基礎９９への荷重は、鋼管杭９０を通じて地中の支持層により支持される。つまり、鋼管杭９０は、基礎９９及び家屋１００からの圧縮力を負担する。しかし、家屋１００には、自重や積雪荷重のような下向き荷重のほかに、風力による上向きの力が作用することがある。このような上向きの力に対しては、基礎９９及び家屋１００の自重や、基礎９９の曲げ抵抗力が反力として用いられている。大きな自重を得るためには、基礎９９の断面積が拡大され、大きな曲げ抵抗力を得るためには、基礎９９の鉄筋が増やされることになる。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、軸管の先端に杭先部材が設けられてなる既製杭において、軸管の先端に杭先部材を簡易に接続される手段を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、軸管から杭先部材へ確実に回転伝達される手段を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、引き抜き力を負担することができる既製杭を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
(1)  本発明に係る既製杭は、少なくとも先端部分が、軸線と直交する断面外形が多角形状の軸管と、上記軸管の先端部分に外嵌可能な多角形状の筒体の内空が封止されるとともに、該筒体の外側へ翼体が突出された杭先部材と、上記軸管の基端に係止されて先端方向に対して固定される支持部材と、上記軸管及び筒体の内空に挿通されて、上記杭先部材と上記支持部材とを締結する締結部材と、を具備してなるものである。
【００１６】
軸管の先端部分に外嵌された筒体は、互いの多角形状が合致されることにより、回転伝達がなされる。したがって、既製杭が打設される際に、軸管の基端側が回転されると、回転力が筒体に伝達され、筒体とともに翼体が回転される。締結部材は、杭先部材と軸管の基端に係止された支持部材とを締結する。これにより、軸管から杭先部材が脱落することが防止される。
【００１７】
(2)  上記杭先部材は、上記翼体を形成する平板材が上記筒体の先端を封止するように固定されたものが好適である。これにより、簡易な構造で杭先部材が実現される。
【００１８】
(3)  上記平板材に、上記筒体の内空に突出する固定ボルトが設けられ、上記締結部材は、先端側に上記固定ボルトに螺合されるナット部を有するものが好適である。これにより、杭先部材と締結部材との結合が容易になされる。
【００１９】
(4)  上記締結部材は、既製杭が支持する基礎に埋設される鉄筋と連結されるものであってもよい。これにより、既製杭が、基礎からの圧縮力を負担するのみでなく、基礎に作用する引き抜き力をも負担することになる。
【００２０】
(5)  また、本発明に係るアンカーの施工方法は、上記既製杭を地中に打設する打設工程と、上記軸管内に固化材を充填する充填工程と、上記軸管を引き抜き、上記固化材を固化させる養生工程と、を含んでなるものである。
【００２１】
既製杭は、重機などにより回転されながら地中に打設される。打設された既製杭の軸管から支持部材が取り外されると、軸管の内空に固化材を充填することができる。固化材は、例えばセメント系の固化材が用いられる。締結部材の上端の一部が地表に露出されるように残して、軸管内に固化材を充填した後、軸管を引き抜く。支持部材が取り外されることにより、軸管と杭先部材との締結が解除されるので、地中から軸管のみが引き抜かれ、杭先部材は、締結部材と結合された状態で地中に残る。その後、養生することにより、地中の水分で固化材が固化される。その後、締結部材をアンカーとして用いることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る既製杭によれば、軸管と杭先部材の筒体とが嵌め合わされ、締結部材が杭先部材と軸管の基端に係止された支持部材とを締結するので、軸管に杭先部材を簡易に接続させることができる。また、軸管及び杭先部材の多角形状が合致されることにより、軸管から杭先部材へ回転伝達が確実になされる。また、この回転伝達に締結部材は関与しないので、締結部材に剪断応力などが作用しない。一方、既製杭の引き抜き方向に対しては、締結部材が軸管と杭先部材とを拘束するので、杭先の脱落が防止され、また、一旦打設下杭の引き抜きが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、本実施の形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。
【００２４】
図１は、本発明の実施形態に係る既製杭１を示す斜視図である。なお、図１においては、軸管２の長さ方向の中間部分が一部切り欠かれている。既製杭１は、軸管２の先端部分２０に杭先部材３が接続されてなる。軸管２と杭先部材３とは別個の部材として構成されており、施工現場において容易に取り付け可能である。したがって、軸管２と杭先部材３とを別の工場でそれぞれ製造するような場合でも、いずれかの工場等において既製杭１としての最終組立を行う必要がなく、軸管２と杭先部材３とをそれぞれの製造工場や保管場所から施工現場に直接搬入して、施工現場において組み立てることができる。また、軸管２には外周面から突出する部材がないので、複数の軸管２をトラックの荷台等に積載して運搬する際や保管する際に、積載効率がよい。
【００２５】
軸管２は、軸線２１と直交する断面外形が正方形の鋼管である。軸管２の軸線２１方向の長さは、特に限定されないが、例えば住宅の基礎を支持するために既製杭１を用いる場合には、数メートルから２０メートル程度のものが利用される。軸管２は、１本であっても、数本が軸線２１上に継合されたものであってもよい。軸管２の外形寸法や肉厚等も、特に限定されず、例えば住宅の基礎を支持するために既製杭１を用いる場合には、１辺が１０センチメートルから数十センチメートル程度、肉厚が数ミリメートル程度のものが利用される。軸管２として、汎用目的で市販されている角パイプを用いるとコストや調達の容易から好適である。
【００２６】
軸管２の先端部分２０は、杭先部材３に嵌入される部分である。先端部分２０の軸線２１と直交する断面外形は、正方形である。なお、本実施形態では、軸管２は、長さ方向に渡って軸線２１と直交する断面外形が正方形の鋼管であるが、本発明において、軸管の全体の断面外形が一定形状である必要はなく、少なくとも先端部分の断面外形が多角形であればよい。また、本発明において断面外形とは、軸管２のように、断面形状が正方形であるものに限定されず、断面形状によって形成される最大外形が多角形であればよい。また、本発明において多角形とは、軸管２の断面外形のように正方形に限定されず、例えば長方形や菱形のような矩形や、三角形、六角形等が含まれる。勿論、筒体の断面内形、すなわち筒体の内周面により形成される断面形状も同様であり、軸管の先端部分の断面外形が変更されれば、筒体の断面内形も変更される。
【００２７】
図２は、杭先部材３の翼体３０を示す平面図である。図３は、杭先部材３付近における既製杭１の拡大正面図である。なお、図３においては、破線により軸管２の内部構造が示されている。杭先部材３は、軸管２の先端部分２０に外嵌される筒体３０と、筒体３０から外側へ略水平方向に突出された翼体３１とを有する。
【００２８】
筒体３０は、軸線２１と直交する断面内形が正方形の鋼管である。筒体３０の断面内形の１辺の寸法は、軸管２の先端部分２０の断面外形の外周の１辺の寸法より若干大きいので、軸管２の先端部分２０に筒体３０が容易に外嵌可能である。先端部分２０の外周と筒体３０の内周の寸法差は、先端部分２０に筒体３０が外嵌可能であって、先端部分２０に外嵌された筒体３０が、杭先部材２０に対して空転しない程度に設定される。杭先部材３の軸線２１方向の長さは特に限定されず、取り付け作業の容易のために軽量且つ小型となるように設定されることが好適である。杭先部材３として、汎用目的で市販されている角パイプを用いるとコストや調達の容易から好適である。
【００２９】
翼体３１は、筒体３０の先端面（下面）に、筒体３０の内空を封止するように固定されている。翼体３１は、既製杭１が地中に貫入される際には、既製杭１を下方へ推進する役割を果たし、また、既製杭１が打設された後は、既製杭１の支持力を担う。図２に示されるように、翼体３１は、８角形の平板材の中央の厚み方向に貫通孔３２が形成されるとともに、対向する２つの周縁から所定形状の切込み３３が形成されたものである。
【００３０】
２つの切込み３３は貫通孔３２に対して対称となる形状である。切込み３３は、周縁から中央へ向かって形成された第１切込み３４と、貫通孔３２を囲み、筒体３０の断面形状に合致するように形成されたＬ字形状の第２切込み３５とからなる。翼体３１は、第１切込み３４によって分断された両端部分が、第２切込み３５の両端から周縁に向かって山折り又は谷折りにされる。図２においては、山折れ線が破線３６で示され、谷折れ線が破線３７で示されている。図１及び図３に示されるように、破線３６で山折れされた山折れ端３８は、杭先部材３の斜め下方へ向かって突出され、掘削爪となる。破線３７で谷折れされた谷折れ端３９は、山折れ端３８とともに、既製杭１を地中へ推進させる役割を果たす。
【００３１】
図３に示されるように、このような形状の翼体３１が、筒体３０の先端に溶接固定されて、筒体３０の内空が封止される。これにより、翼体３１は、軸管２及び杭先部材３の内空に土砂が進入することを防止する蓋としての役割を果たすとともに、軸管２の先端部分２０と当接して筒体３０に対する軸管２の嵌入位置を規定する受け部としての役割を果たす。翼体３１によって、このような複数の役割が果たされることにより、杭先部材３が簡易な構造で実現される。
【００３２】
翼体３１によって、軸管２及び杭先部材３の内空への土砂の進入が防止されることにより、既製杭１を打設した後、軸管２の内空を利用して既製杭１の先端の深さを計測することができるので、既製杭の埋設深度の検査が容易になる。なお、本実施形態では、翼体３１は、筒体３０の内空を完全に封止しているが、本発明において、翼体による筒体の内空の封止とは、筒体３０から軸管２の内空への土砂等の進入を防止できる程度のものであればよい。つまり、翼体３１に若干の隙間やスリットなどが形成されていても、該隙間などから土砂等が進入しなければ封止状態である。
【００３３】
筒体３０の先端には、翼体３１の山折れ端３８を受けるためのフック４０が溶接固定されている。フック４０は、山折れ端３８を下側から支持して山折れ端３８を補強する。このようなフック４０は任意の構成であり、山折れ端３８に所望の強度が得られれば設けられなくてもよい。
【００３４】
図３に示されるように、翼体３１の貫通孔３２には、頭部を下側にネジ部を上側にして、翼体３１の下面側から固定ボルト４１が挿通され、翼体３１の上面側においてナット４２と螺合されることにより、固定ボルト４１が設けられている。固定ボルト４１のネジ部は筒体３０の内空に突出されており、このネジ部が後述される長尺ボルト４（締結部材）と螺合されることにより、杭先部材３と長尺ボルト４とが結合される。
【００３５】
図４は、既製杭１の基端側の分解斜視図である。図５は、既製杭１の内部構成を示す断面図である。図１、図３、図４及び図５に示されるように、軸管２及び杭先部材３の内空には、軸線２１方向に延びる長尺ボルト４が設けられている。長尺ボルト４は、軸管２の長さとほぼ同程度の長さのものである。図３及び図５に示されるように、長尺ボルト４の先端にはナット部４３が設けられている。ナット部４３は、上記固定ボルト４１と螺合されるものである。図４及び図５に示されるように、長尺ボルト４の基端にはネジ部４４が形成されている。ネジ部４４は雄ネジであり、ナット４５と螺合される。
【００３６】
図４及び図５に示されるように、軸管２の基端２２には、支持板５が設けられている。支持板５は、軸管２の断面形状と同等の正方形の平板材である。支持板５の中央部分５０は、軸管２の内空部分に嵌り込むように凹まされており、中央部分５０と周縁部分５１との凹凸形状により、支持板５が軸管２の基端２２に係止される。支持板５の中央には、厚み方向に貫通孔５２が形成されている。貫通孔５２には、長尺ボルト４のネジ部４４が挿通される。支持板５の上面側においてネジ部４４にナット４５が螺合されることにより、長尺ボルト４と支持板５とが結合される。
【００３７】
以下に、既製杭１の組立て方法が説明される。図５に示されるように、軸管２の先端部分２０に、杭先部材３の筒体３０が外嵌される。杭先部材３は、翼体３１が固定された側が下側となるようにする。軸管２の先端部分２０の外形の断面外形は正方形であり、杭先部材３の筒体３０の断面内形も正方形であるので、互いの４つの角部を合わせるようにして外嵌する。この作業は、軸管２の軸線２１を必ずしも鉛直方向にして行う必要はなく、例えば、軸管２の軸線２１が略水平方向となるように軸管２を作業台等に載置して行ってもよい。
【００３８】
図５に示されるように、軸管２の先端を、杭先部材３の翼体３１に当接するまで嵌入する。この状態で、翼体３１に取り付けられた固定ボルト４１のネジ部が軸管２の基端２２側から視認可能である。軸管２の基端２２側から長尺ボルト４を軸管２の内空へ挿入する。長尺ボルト４は、ナット部４３を下側にする。そして、ナット部４３を固定ボルト４１に螺合させる。これにより、杭先部材３と長尺ボルト４とが結合される。
【００３９】
つづいて、軸管２の基端２２に支持板５を係止するとともに、支持板５の貫通孔５２に長尺ボルト４のネジ部４４を挿通する。そして、支持板５の上面側において、ネジ部４４にナット４５を螺合する。これにより、長尺ボルト４と支持板５とが結合される。長尺ボルトの他方は、前述されたように杭先部材３と結合されている。つまり、長尺ボルト４は、杭先部材３と支持板５とを締結している。杭先部材３及び支持板５は、軸管２の両端面にそれぞれ当接しているので、軸管２を杭先部材３及び支持板５により挟み込みようにして、これらが一体に固定され既製杭１とされる。このようにして、軸管２への杭先部材３の取り付け作業が、施工現場において容易に行われる。
【００４０】
以下、既製杭１の打設方法について説明する。図６は、既製杭１が重機１０に取り付けられた状態を示すものである。図７は、既製杭１の上側に住宅１２が施工された利用態様を示すものである。
【００４１】
図６に示されるように、既製杭１は、杭先部材３を下側にして、上端が重機１０の回転駆動部１１に取り付けられる。回転駆動部１１は、油圧等による駆動力を受けて既製杭１を回転するとともに、上下方向に移動可能である。
【００４２】
例えば、図７に示されるように、住宅１２の基礎１３を支持するために既製杭１を打設する場合には、基礎１３の施工位置に対して所定の位置に複数の既製杭１が打設される。複数の既製杭１を打設する中心位置は、予め計測されて地面に杭や釘等で記されている。したがって、重機１０を既製杭１を打設すべき中心位置まで移動等させて、該中心位置上に既製杭１の軸線２１が一致するように位置決めする。
【００４３】
また、杭先部材３は、長尺ボルト４により支持板５と締結されているので、既製杭１を重機１０に取り付ける際や、取り付け後の位置決め等のために、既製杭１を、軸線２１が鉛直方向となる姿勢にしても、杭先部材３が軸管２から脱落することがない。また、地中に貫入させた既製杭１を引き抜く際にも杭先部材３が軸管２から脱落することがない。
【００４４】
既製杭１を所定の位置に位置決めした後、重機１０の回転駆動部１１を動作させることにより、既製杭１が回転されながら地中に貫入される。軸管２と杭先部材３とは、互いの断面外形と断面内形とが嵌め合わされているので、杭先部材３に対して軸管２が空転することがない。したがって、回転駆動部１１により軸管２が回転されることにより、その回転が嵌合形状を介して杭先部材３に伝達され、軸管２とともに杭先部材３が回転する。杭先部材３が回転することにより、その筒体３０の外周に設けられた翼体３１が回転して地中に貫入される。したがって、既製杭１は、翼体３１の推進力により地中へ貫入される。
【００４５】
既製杭１は、翼体３１の推進力のみでなく、回転駆動部１１が降下されることによる鉛直方向の押し込み力が軸管２に付与されて、地中へ貫入される。この押し込み力は、図５に示されるように、軸管２の先端から翼体３１に直接伝達される。
【００４６】
翼体３１の山折れ端３８が掘削爪の役割を果たすことにより、既製杭１が地中に貫入される際に、山折れ端３８が地中の石等を、その回転によってはね除ける。これにより、既製杭１の地中への貫入が円滑になる。なお、既製杭１が地中へ貫入される際に山折れ端３８に貫入抵抗が生ずるが、この貫入抵抗は翼体３１から直接軸管２で受けられる。
【００４７】
そして、予め定められた深さまで既製杭１が貫入されれば、回転駆動部１１を停止して貫入を終了する。図７に示されるように、所定の位置に既製杭１が打設された後に、既製杭１上に設けられた住宅１２及び基礎１３の荷重は、軸管２の先端部分２０から杭先部材３に伝達される。杭先部材３の翼体３１は、既製杭１が打設された後は、既製杭１に支持力を付与する。したがって、杭先部材３に伝達された住宅１２及び基礎１３の荷重が翼体３１で支持される。これにより、住宅１２及び基礎１３の沈下が既製杭１により防止される。なお、図７には示されていないが、既製杭１を打設した後、基礎１３を打設するために、既製杭１から支持板を取り外し、代わりに基礎１３を支持するための蓋を軸管２の基端２２に設けることとしてもよい。
【００４８】
このように、既製杭１によれば、軸管２と杭先部材３の筒体３０とが嵌め合わされ、長尺ボルト４が杭先部材３と軸管２の基端２２に係止された支持板５とを締結するので、軸管２に杭先部材３を簡易に接続させることができる。また、軸管２及び杭先部材３の正方形の断面形状が合致されることにより、軸管２から杭先部材３へ回転伝達が確実になされる。この回転伝達に長尺ボルト４は関与しないので、長尺ボルト４に剪断応力などが作用しない。これにより、軸管２の先端部分２０に杭先部材３を簡易に接続される既製杭１が実現される。また、軸管２から杭先部材３へ確実に回転伝達される既製杭１が実現される。
【００４９】
以下に、既製杭１の別の施工例が説明される。図８は、既製杭１と基礎１３との連結部分の構成を示す拡大断面図である。図８に示されるように、地中に打設された既製杭１において、長尺ボルト４が基礎１３の鉄筋１４と連結されている。
【００５０】
前述されたように、重機１０により地中に既製杭１が打設された後、支持板５の上面側においてナット４５が長尺ボルト４のネジ部４４から外される。そして、軸管２の基端２２に係止されていた支持板５が外される。既製杭１は既に地中に打設されており、杭先部材３は、地中に埋設されているのでいるので、支持板５を取り外しても、杭先部材３が軸管２から直ちに離脱することはない。
【００５１】
支持板５が取り外されると、軸管２の基端に長尺ボルト４のネジ部４４が露出される。そして、長尺ボルト４に基礎１３に配筋される鉄筋１４を連結する。鉄筋１４は、長尺ボルト４と同様に一端側にナット部１５を有する。ナット部１５を長尺ボルト４のネジ部４４に螺合することにより、長尺ボルト４が上側に延長されるようにして鉄筋１４が連結される。そして、鉄筋１４に加えて基礎１３の配筋を施して、基礎１３が打設される。これにより、鉄筋１４が基礎１３の配筋となる。
【００５２】
このように、長尺ボルト４が、既製杭１が支持する基礎１３に埋設される鉄筋１４と連結されることにより、既製杭１は、基礎１３からの圧縮力を負担するのみでなく、基礎１３に作用する引き抜き力をも負担することになる。つまり、住宅１２が風等を受けることにより基礎１３に引き抜き力が加わると、鉄筋１４にも引き抜き力が作用する。鉄筋１４は、長尺ボルト４と連結されており、長尺ボルト４は、杭先部材３の翼体３１と結合されている。したがって、長尺ボルト４を介して翼体３１に引き抜き力が伝達されるが、翼体３１がこれに対抗する。これにより、既製杭１が引き抜き力を負担することになる。
【００５３】
以下に、既製杭１のさらに別の施工例が説明される。本施工例では、既製杭１は、大形看板やポールの固定、斜面の崩れ防止などに用いられるアンカーの施工のために用いられる。図９から図１１は、本施工例における各工程を説明するための断面図である。
【００５４】
図９には、既製杭１が地中に打設された後の状態が示されている。このような既製杭１の打設は、前述と同様の方法で行われる。つまり、重機１０が用いられ、既製杭１が回転されながら地中に貫入される。この工程が本発明の打設工程に相当する。
【００５５】
つづいて、図１０に示されるように、打設された既製杭１の軸管２の基端２２から、支持板５が取り外される。支持板５の取り外しも前述と同様であり、長尺ボルト４のネジ部４４からナット４５が取り外され、つづいて支持板５が取り外される。支持板５が取り外されることにより、長尺ボルト４のナット部４４とともに、軸管２の内空が地表に露出される。露出された軸管２の内空に、固化材６を充填する。固化材６は、例えばセメント系の固化材、すなわち、セメントに骨材、土砂などが適宜混合されたものを用いればよい。固化材６の充填方法は特に限定されないが、図１０に示されるように、バケツ１６を用いて固化材６を軸管２の内空に注ぎ込めばよい。固化材６は、長尺ボルト４のネジ部４４付近が地表に露出される程度に、軸管２の内空に充填される。この工程が本発明の充填工程に相当する。
【００５６】
つづいて、図１１に示されるように、地中に打設された既製杭１から軸管２を引き抜く。軸管２は、杭先部材３の筒体３０に嵌入され、翼体３１に当接しているのみなので、上方向に対しては何ら固定されていない。また、軸管２の周囲には、軸線２１を中心とした軸管２１の角部の回転軌跡に相当する隙間が形成されている。したがって、軸管２の引き抜きに際して、地面との摩擦も少ない。軸管２が引き抜かれることにより、固化材６が上記隙間にも流れ出して、軸管２の貫入跡に固化材６が充填される。その後、所定期間養生する。養生期間中に地中の水分が固化材６に滲入して、固化材６が固化される。これにより、長尺ボルト４の周囲が固化材６により固定されるとともに、杭先部材３の内部においても固化材６が固化される。この工程が本発明の養生工程に相当する。
【００５７】
固化材６が固化することにより、杭先部材３、長尺ボルト４及び固化材６が一体になり、長尺ボルト４の引き抜き力に対して、杭先部材３の翼体３１が対抗する。したがって、長尺ボルト４のネジ部４４に、固定すべき看板の基礎を連結したり、山留め用の平板材が連結されることにより、長尺ボルト４をアンカーとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る既製杭１の構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、翼体３１を示す平面図である。
【図３】図３は、杭先部材３付近の構成を示す拡大正面図である。
【図４】図４は、軸管２の基端２２付近の構成を示す分解斜視図である。
【図５】図５は、既製杭１の内部構成を示す断面図である。
【図６】図６は、既製杭１の施工方法を説明するための模式図である。
【図７】図７は、既製杭１の施工例を示す模式図である。
【図８】図８は、既製杭１の別の施工例を示す模式図である。
【図９】図９は、既製杭１のさらに別の施工例における打設工程を示す模式図である。
【図１０】図１０は、既製杭１のさらに別の施工例における充填工程を示す模式図である。
【図１１】図１１は、既製杭１のさらに別の施工例における養生工程を示す模式図である。
【図１２】図１２は、従来の鋼管杭９０の概略構成を示す正面図である。
【図１３】図１３は、杭先部材９３が分離可能な従来の鋼管杭の概略構成を示す分解図である。
【図１４】図１４は、従来の既製杭９０の施工例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５９】
１・・・既製杭
２・・・軸管
３・・・杭先部材
４・・・長尺ボルト（締結部材）
５・・・支持板（支持部材）
１３・・・基礎
１４・・・鉄筋
２０・・・先端部分
２１・・・軸線
２２・・・基端
３０・・・筒体
３１・・・翼体
４１・・・固定ボルト
４３・・・ナット部
【図１】
2007211430.tif 000003
【図２】
2007211430.tif 000004
【図３】
2007211430.tif 000005
【図４】
2007211430.tif 000006
【図５】
2007211430.tif 000007
【図６】
2007211430.tif 000008
【図７】
2007211430.tif 000009
【図８】
2007211430.tif 000010
【図９】
2007211430.tif 000011
【図１０】
2007211430.tif 000012
【図１１】
2007211430.tif 000013
【図１２】
2007211430.tif 000014
【図１３】
2007211430.tif 000015
【図１４】
2007211430.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月25日(2006.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも先端部分が、軸線と直交する断面外形が多角形状の軸管と、
上記軸管の先端部分に外嵌可能な多角形状の筒体の内空が封止されるとともに、該筒体の外側へ翼体が突出された杭先部材と、
上記軸管の基端に係止されて先端方向に対して固定される支持部材と、
上記軸管及び筒体の内空に挿通されて、上記杭先部材と上記支持部材とを締結する締結部材と、を具備し、
上記軸管の回転が嵌合形状を介して上記杭先部材に伝達されて軸管とともに杭先部材が回転するものである既製杭。
【請求項２】
上記杭先部材は、上記翼体を形成する平板材が上記筒体の先端を封止するように固定されたものである請求項１に記載の既製杭。
【請求項３】
上記平板材に、上記筒体の内空に突出する固定ボルトが設けられ、
上記締結部材は、先端側に上記固定ボルトに螺合されるナット部を有するものである請求項２に記載の既製杭。
【請求項４】
上記締結部材は、既製杭が支持する基礎に埋設される鉄筋と連結されるものである請求項１から３のいずれかに記載の既製杭。
【請求項５】
請求項１から３のいずれかに記載の既製杭を地中に打設する打設工程と、
上記支持部材を取り外して上記軸管内に固化材を充填する充填工程と、
上記軸管を引き抜き、上記締結部材の周囲及び上記杭先部材の内部において上記固化材を固化させる養生工程と、を含んでなるものであるアンカーの施工方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸管の先端に杭先部材が設けられてなる既製杭に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、構造物の沈下を防ぐための杭として、図１２に示されるように、軸管９１の先端部分の外周に螺旋翼９２が設けられた鋼管杭９０が知られている。鋼管杭９０は、地上に設置されたアースオーガ等の駆動機械により回転されながら地中にねじ込まれて、地面に打設される。このような鋼管杭９０は、打設の際の騒音や振動が少なく、土砂を排出することがないという利点がある。また、螺旋翼９２により鋼管杭９０の支持力が増大するという利点がある。
【０００３】
鋼管杭９０に設けられた螺旋翼９２の外径は、軸管９１の外径の２〜３倍である。複数本の鋼管杭９０を横積みにして保管又は運搬する際に、螺旋翼９２が突出する分だけ鋼管杭９０間に隙間が生じるので、積載効率が悪くなるという欠点がある。
【０００４】
これに対し、螺旋翼９２が設けられた軸管９１の先端部分を杭先部材として、軸管９１と別部材とする構成が提案されている。保管や運搬の際には、軸管９１に杭先部材が取り付けられないので、軸管９１の積載効率が向上される。上記杭先部材は、軸管９１と別途に施工現場に搬入され、施工現場において軸管９１の先端に取り付けられる。
【０００５】
軸管に対する杭先部材の取り付け方法として、従来より溶接が用いられている。しかし、溶接作業には、溶接工が必要とされるので、人的コストが高くなるという問題がある。また、溶接作業は天候に左右されるという問題がある。これに対し、簡易な作業で、軸管に杭先部材を取り付けることが可能な鋼管杭が提案されている。
【０００６】
例えば、図１３に示されるように、杭先部材９３の上部に、軸管９４の先端に嵌挿可能な縮径部９５が形成される。この縮径部９５に母線方向の貫通孔９６が形成される。軸管９４にも、貫通孔９６に対応する貫通孔９７が形成される。杭先部材９３が軸管９４の先端に嵌挿され、貫通孔９６，９７を連通するようにして留め具９８が挿着されることにより、杭先部材９３と軸管９４とが固定される（特許文献１参照）。
【０００７】
また、図には示されていないが、貫通孔９６，９７に代えて、軸管９４の先端の内周面と縮径部９５の外周面とに雄ネジ及び雌ネジがそれぞれ形成され、軸管９４の先端に縮径部９５が螺合されて、杭先部材９３が固定される構成が提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特願２００３−２７４６８号公報
【特許文献２】特開２００３−２７４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、図１３に示された接続構造では、軸管９４の回転力が留め具９８を介して杭先部材９３に伝達されるので、杭を打設する際に、留め具９８に大きな剪断力が加わる。したがって、例えば、杭先部材９３が地中の石等に当接した際の衝撃により、留め具９８が破損するおそれがある。杭先部材９３が既に地中にあれば、留め具９８の破損を確認することが困難である。また、杭を逆転させて引き抜こうとしても、杭先部材９３に回転力が伝達されず、杭先部材９３が地中に残るおそれがある。
【００１０】
また、軸管９４に杭先部材９３を螺合する構成では、例えば既製杭を一旦引き戻すために、杭先部材９３が螺合された方向と逆方向に軸管９４が回転された際に、地中において土砂等の抵抗を受けた杭先部材９３が、逆方向に回転される軸管９４に対して静止して、杭先部材９３が軸管９４から外れるおそれがある。
【００１１】
ところで、鋼管杭９０が地中に打設された後、図１４に示されるように、鋼管杭９０の上側に基礎９９が打設され、基礎９９上に家屋１００が施工される。家屋１００の荷重は、基礎９９により支持され、基礎９９への荷重は、鋼管杭９０を通じて地中の支持層により支持される。つまり、鋼管杭９０は、基礎９９及び家屋１００からの圧縮力を負担する。しかし、家屋１００には、自重や積雪荷重のような下向き荷重のほかに、風力による上向きの力が作用することがある。このような上向きの力に対しては、基礎９９及び家屋１００の自重や、基礎９９の曲げ抵抗力が反力として用いられている。大きな自重を得るためには、基礎９９の断面積が拡大され、大きな曲げ抵抗力を得るためには、基礎９９の鉄筋が増やされることになる。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、軸管の先端に杭先部材が設けられてなる既製杭において、軸管の先端に杭先部材を簡易に接続される手段を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、軸管から杭先部材へ確実に回転伝達される手段を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、引き抜き力を負担することができる既製杭を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
(1)  本発明に係る既製杭は、少なくとも先端部分が、軸線と直交する断面外形が多角形状の軸管と、上記軸管の先端部分に外嵌可能な多角形状の筒体の内空が封止されるとともに、該筒体の外側へ翼体が突出された杭先部材と、上記軸管の基端に係止されて先端方向に対して固定される支持部材と、上記軸管及び筒体の内空に挿通されて、上記杭先部材と上記支持部材とを締結する締結部材と、を具備し、上記軸管の回転が嵌合形状を介して上記杭先部材に伝達されて軸管とともに杭先部材が回転するものである。
【００１６】
軸管の先端部分に外嵌された筒体は、互いの多角形状が合致されることにより、回転伝達がなされる。したがって、既製杭が打設される際に、軸管の基端側が回転されると、回転力が筒体に伝達され、筒体とともに翼体が回転される。締結部材は、杭先部材と軸管の基端に係止された支持部材とを締結する。これにより、軸管から杭先部材が脱落することが防止される。
【００１７】
(2)  上記杭先部材は、上記翼体を形成する平板材が上記筒体の先端を封止するように固定されたものが好適である。これにより、簡易な構造で杭先部材が実現される。
【００１８】
(3)  上記平板材に、上記筒体の内空に突出する固定ボルトが設けられ、上記締結部材は、先端側に上記固定ボルトに螺合されるナット部を有するものが好適である。これにより、杭先部材と締結部材との結合が容易になされる。
【００１９】
(4)  上記締結部材は、既製杭が支持する基礎に埋設される鉄筋と連結されるものであってもよい。これにより、既製杭が、基礎からの圧縮力を負担するのみでなく、基礎に作用する引き抜き力をも負担することになる。
【００２０】
(5)  また、本発明に係るアンカーの施工方法は、上記既製杭を地中に打設する打設工程と、上記支持部材を取り外して上記軸管内に固化材を充填する充填工程と、上記軸管を引き抜き、上記締結部材の周囲及び上記杭先部材の内部において上記固化材を固化させる養生工程と、を含んでなるものである。
【００２１】
既製杭は、重機などにより回転されながら地中に打設される。打設された既製杭の軸管から支持部材が取り外されると、軸管の内空に固化材を充填することができる。固化材は、例えばセメント系の固化材が用いられる。締結部材の上端の一部が地表に露出されるように残して、軸管内に固化材を充填した後、軸管を引き抜く。支持部材が取り外されることにより、軸管と杭先部材との締結が解除されるので、地中から軸管のみが引き抜かれ、杭先部材は、締結部材と結合された状態で地中に残る。その後、養生することにより、地中の水分で固化材が固化される。その後、締結部材をアンカーとして用いることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る既製杭によれば、軸管と杭先部材の筒体とが嵌め合わされ、締結部材が杭先部材と軸管の基端に係止された支持部材とを締結するので、軸管に杭先部材を簡易に接続させることができる。また、軸管及び杭先部材の多角形状が合致されることにより、軸管から杭先部材へ回転伝達が確実になされる。また、この回転伝達に締結部材は関与しないので、締結部材に剪断応力などが作用しない。一方、既製杭の引き抜き方向に対しては、締結部材が軸管と杭先部材とを拘束するので、杭先の脱落が防止され、また、一旦打設した杭の引き抜きが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、本実施の形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。
【００２４】
図１は、本発明の実施形態に係る既製杭１を示す斜視図である。なお、図１においては、軸管２の長さ方向の中間部分が一部切り欠かれている。既製杭１は、軸管２の先端部分２０に杭先部材３が接続されてなる。軸管２と杭先部材３とは別個の部材として構成されており、施工現場において容易に取り付け可能である。したがって、軸管２と杭先部材３とを別の工場でそれぞれ製造するような場合でも、いずれかの工場等において既製杭１としての最終組立を行う必要がなく、軸管２と杭先部材３とをそれぞれの製造工場や保管場所から施工現場に直接搬入して、施工現場において組み立てることができる。また、軸管２には外周面から突出する部材がないので、複数の軸管２をトラックの荷台等に積載して運搬する際や保管する際に、積載効率がよい。
【００２５】
軸管２は、軸線２１と直交する断面外形が正方形の鋼管である。軸管２の軸線２１方向の長さは、特に限定されないが、例えば住宅の基礎を支持するために既製杭１を用いる場合には、数メートルから２０メートル程度のものが利用される。軸管２は、１本であっても、数本が軸線２１上に継合されたものであってもよい。軸管２の外形寸法や肉厚等も、特に限定されず、例えば住宅の基礎を支持するために既製杭１を用いる場合には、１辺が１０センチメートルから数十センチメートル程度、肉厚が数ミリメートル程度のものが利用される。軸管２として、汎用目的で市販されている角パイプを用いるとコストや調達の容易から好適である。
【００２６】
軸管２の先端部分２０は、杭先部材３に嵌入される部分である。先端部分２０の軸線２１と直交する断面外形は、正方形である。なお、本実施形態では、軸管２は、長さ方向に渡って軸線２１と直交する断面外形が正方形の鋼管であるが、本発明において、軸管の全体の断面外形が一定形状である必要はなく、少なくとも先端部分の断面外形が多角形であればよい。また、本発明において断面外形とは、軸管２のように、断面形状が正方形であるものに限定されず、断面形状によって形成される最大外形が多角形であればよい。また、本発明において多角形とは、軸管２の断面外形のように正方形に限定されず、例えば長方形や菱形のような矩形や、三角形、六角形等が含まれる。勿論、筒体の断面内形、すなわち筒体の内周面により形成される断面形状も同様であり、軸管の先端部分の断面外形が変更されれば、筒体の断面内形も変更される。
【００２７】
図２は、杭先部材３の翼体３１を示す平面図である。図３は、杭先部材３付近における既製杭１の拡大正面図である。なお、図３においては、破線により軸管２の内部構造が示されている。杭先部材３は、軸管２の先端部分２０に外嵌される筒体３０と、筒体３０から外側へ略水平方向に突出された翼体３１とを有する。
【００２８】
筒体３０は、軸線２１と直交する断面内形が正方形の鋼管である。筒体３０の断面内形の１辺の寸法は、軸管２の先端部分２０の断面外形の外周の１辺の寸法より若干大きいので、軸管２の先端部分２０に筒体３０が容易に外嵌可能である。先端部分２０の外周と筒体３０の内周の寸法差は、先端部分２０に筒体３０が外嵌可能であって、先端部分２０に外嵌された筒体３０が、杭先部材２０に対して空転しない程度に設定される。杭先部材３の軸線２１方向の長さは特に限定されず、取り付け作業の容易のために軽量且つ小型となるように設定されることが好適である。杭先部材３として、汎用目的で市販されている角パイプを用いるとコストや調達の容易から好適である。
【００２９】
翼体３１は、筒体３０の先端面（下面）に、筒体３０の内空を封止するように固定されている。翼体３１は、既製杭１が地中に貫入される際には、既製杭１を下方へ推進する役割を果たし、また、既製杭１が打設された後は、既製杭１の支持力を担う。図２に示されるように、翼体３１は、８角形の平板材の中央の厚み方向に貫通孔３２が形成されるとともに、対向する２つの周縁から所定形状の切込み３３が形成されたものである。
【００３０】
２つの切込み３３は貫通孔３２に対して対称となる形状である。切込み３３は、周縁から中央へ向かって形成された第１切込み３４と、貫通孔３２を囲み、筒体３０の断面形状に合致するように形成されたＬ字形状の第２切込み３５とからなる。翼体３１は、第１切込み３４によって分断された両端部分が、第２切込み３５の両端から周縁に向かって山折り又は谷折りにされる。図２においては、山折れ線が破線３６で示され、谷折れ線が破線３７で示されている。図１及び図３に示されるように、破線３６で山折れされた山折れ端３８は、杭先部材３の斜め下方へ向かって突出され、掘削爪となる。破線３７で谷折れされた谷折れ端３９は、山折れ端３８とともに、既製杭１を地中へ推進させる役割を果たす。
【００３１】
図３に示されるように、このような形状の翼体３１が、筒体３０の先端に溶接固定されて、筒体３０の内空が封止される。これにより、翼体３１は、軸管２及び杭先部材３の内空に土砂が進入することを防止する蓋としての役割を果たすとともに、軸管２の先端部分２０と当接して筒体３０に対する軸管２の嵌入位置を規定する受け部としての役割を果たす。翼体３１によって、このような複数の役割が果たされることにより、杭先部材３が簡易な構造で実現される。
【００３２】
翼体３１によって、軸管２及び杭先部材３の内空への土砂の進入が防止されることにより、既製杭１を打設した後、軸管２の内空を利用して既製杭１の先端の深さを計測することができるので、既製杭の埋設深度の検査が容易になる。なお、本実施形態では、翼体３１は、筒体３０の内空を完全に封止しているが、本発明において、翼体による筒体の内空の封止とは、筒体３０から軸管２の内空への土砂等の進入を防止できる程度のものであればよい。つまり、翼体３１に若干の隙間やスリットなどが形成されていても、該隙間などから土砂等が進入しなければ封止状態である。
【００３３】
筒体３０の先端には、翼体３１の山折れ端３８を受けるためのフック４０が溶接固定されている。フック４０は、山折れ端３８を下側から支持して山折れ端３８を補強する。このようなフック４０は任意の構成であり、山折れ端３８に所望の強度が得られれば設けられなくてもよい。
【００３４】
図３に示されるように、翼体３１の貫通孔３２には、頭部を下側にネジ部を上側にして、翼体３１の下面側から固定ボルト４１が挿通され、翼体３１の上面側においてナット４２と螺合されることにより、固定ボルト４１が設けられている。固定ボルト４１のネジ部は筒体３０の内空に突出されており、このネジ部が後述される長尺ボルト４（締結部材）と螺合されることにより、杭先部材３と長尺ボルト４とが結合される。
【００３５】
図４は、既製杭１の基端側の分解斜視図である。図５は、既製杭１の内部構成を示す断面図である。図１、図３、図４及び図５に示されるように、軸管２及び杭先部材３の内空には、軸線２１方向に延びる長尺ボルト４が設けられている。長尺ボルト４は、軸管２の長さとほぼ同程度の長さのものである。図３及び図５に示されるように、長尺ボルト４の先端にはナット部４３が設けられている。ナット部４３は、上記固定ボルト４１と螺合されるものである。図４及び図５に示されるように、長尺ボルト４の基端にはネジ部４４が形成されている。ネジ部４４は雄ネジであり、ナット４５と螺合される。
【００３６】
図４及び図５に示されるように、軸管２の基端２２には、支持板５が設けられている。支持板５は、軸管２の断面形状と同等の正方形の平板材である。支持板５の中央部分５０は、軸管２の内空部分に嵌り込むように凹まされており、中央部分５０と周縁部分５１との凹凸形状により、支持板５が軸管２の基端２２に係止される。支持板５の中央には、厚み方向に貫通孔５２が形成されている。貫通孔５２には、長尺ボルト４のネジ部４４が挿通される。支持板５の上面側においてネジ部４４にナット４５が螺合されることにより、長尺ボルト４と支持板５とが結合される。
【００３７】
以下に、既製杭１の組立て方法が説明される。図５に示されるように、軸管２の先端部分２０に、杭先部材３の筒体３０が外嵌される。杭先部材３は、翼体３１が固定された側が下側となるようにする。軸管２の先端部分２０の外形の断面外形は正方形であり、杭先部材３の筒体３０の断面内形も正方形であるので、互いの４つの角部を合わせるようにして外嵌する。この作業は、軸管２の軸線２１を必ずしも鉛直方向にして行う必要はなく、例えば、軸管２の軸線２１が略水平方向となるように軸管２を作業台等に載置して行ってもよい。
【００３８】
図５に示されるように、軸管２の先端を、杭先部材３の翼体３１に当接するまで嵌入する。この状態で、翼体３１に取り付けられた固定ボルト４１のネジ部が軸管２の基端２２側から視認可能である。軸管２の基端２２側から長尺ボルト４を軸管２の内空へ挿入する。長尺ボルト４は、ナット部４３を下側にする。そして、ナット部４３を固定ボルト４１に螺合させる。これにより、杭先部材３と長尺ボルト４とが結合される。
【００３９】
つづいて、軸管２の基端２２に支持板５を係止するとともに、支持板５の貫通孔５２に長尺ボルト４のネジ部４４を挿通する。そして、支持板５の上面側において、ネジ部４４にナット４５を螺合する。これにより、長尺ボルト４と支持板５とが結合される。長尺ボルトの他方は、前述されたように杭先部材３と結合されている。つまり、長尺ボルト４は、杭先部材３と支持板５とを締結している。杭先部材３及び支持板５は、軸管２の両端面にそれぞれ当接しているので、軸管２を杭先部材３及び支持板５により挟み込みようにして、これらが一体に固定され既製杭１とされる。このようにして、軸管２への杭先部材３の取り付け作業が、施工現場において容易に行われる。
【００４０】
以下、既製杭１の打設方法について説明する。図６は、既製杭１が重機１０に取り付けられた状態を示すものである。図７は、既製杭１の上側に住宅１２が施工された利用態様を示すものである。
【００４１】
図６に示されるように、既製杭１は、杭先部材３を下側にして、上端が重機１０の回転駆動部１１に取り付けられる。回転駆動部１１は、油圧等による駆動力を受けて既製杭１を回転するとともに、上下方向に移動可能である。
【００４２】
例えば、図７に示されるように、住宅１２の基礎１３を支持するために既製杭１を打設する場合には、基礎１３の施工位置に対して所定の位置に複数の既製杭１が打設される。複数の既製杭１を打設する中心位置は、予め計測されて地面に杭や釘等で記されている。したがって、重機１０を既製杭１を打設すべき中心位置まで移動等させて、該中心位置上に既製杭１の軸線２１が一致するように位置決めする。
【００４３】
また、杭先部材３は、長尺ボルト４により支持板５と締結されているので、既製杭１を重機１０に取り付ける際や、取り付け後の位置決め等のために、既製杭１を、軸線２１が鉛直方向となる姿勢にしても、杭先部材３が軸管２から脱落することがない。また、地中に貫入させた既製杭１を引き抜く際にも杭先部材３が軸管２から脱落することがない。
【００４４】
既製杭１を所定の位置に位置決めした後、重機１０の回転駆動部１１を動作させることにより、既製杭１が回転されながら地中に貫入される。軸管２と杭先部材３とは、互いの断面外形と断面内形とが嵌め合わされているので、杭先部材３に対して軸管２が空転することがない。したがって、回転駆動部１１により軸管２が回転されることにより、その回転が嵌合形状を介して杭先部材３に伝達され、軸管２とともに杭先部材３が回転する。杭先部材３が回転することにより、その筒体３０の外周に設けられた翼体３１が回転して地中に貫入される。したがって、既製杭１は、翼体３１の推進力により地中へ貫入される。
【００４５】
既製杭１は、翼体３１の推進力のみでなく、回転駆動部１１が降下されることによる鉛直方向の押し込み力が軸管２に付与されて、地中へ貫入される。この押し込み力は、図５に示されるように、軸管２の先端から翼体３１に直接伝達される。
【００４６】
翼体３１の山折れ端３８が掘削爪の役割を果たすことにより、既製杭１が地中に貫入される際に、山折れ端３８が地中の石等を、その回転によってはね除ける。これにより、既製杭１の地中への貫入が円滑になる。なお、既製杭１が地中へ貫入される際に山折れ端３８に貫入抵抗が生ずるが、この貫入抵抗は翼体３１から直接軸管２で受けられる。
【００４７】
そして、予め定められた深さまで既製杭１が貫入されれば、回転駆動部１１を停止して貫入を終了する。図７に示されるように、所定の位置に既製杭１が打設された後に、既製杭１上に設けられた住宅１２及び基礎１３の荷重は、軸管２の先端部分２０から杭先部材３に伝達される。杭先部材３の翼体３１は、既製杭１が打設された後は、既製杭１に支持力を付与する。したがって、杭先部材３に伝達された住宅１２及び基礎１３の荷重が翼体３１で支持される。これにより、住宅１２及び基礎１３の沈下が既製杭１により防止される。なお、図７には示されていないが、既製杭１を打設した後、基礎１３を打設するために、既製杭１から支持板を取り外し、代わりに基礎１３を支持するための蓋を軸管２の基端２２に設けることとしてもよい。
【００４８】
このように、既製杭１によれば、軸管２と杭先部材３の筒体３０とが嵌め合わされ、長尺ボルト４が杭先部材３と軸管２の基端２２に係止された支持板５とを締結するので、軸管２に杭先部材３を簡易に接続させることができる。また、軸管２及び杭先部材３の正方形の断面形状が合致されることにより、軸管２から杭先部材３へ回転伝達が確実になされる。この回転伝達に長尺ボルト４は関与しないので、長尺ボルト４に剪断応力などが作用しない。これにより、軸管２の先端部分２０に杭先部材３を簡易に接続される既製杭１が実現される。また、軸管２から杭先部材３へ確実に回転伝達される既製杭１が実現される。
【００４９】
以下に、既製杭１の別の施工例が説明される。図８は、既製杭１と基礎１３との連結部分の構成を示す拡大断面図である。図８に示されるように、地中に打設された既製杭１において、長尺ボルト４が基礎１３の鉄筋１４と連結されている。
【００５０】
前述されたように、重機１０により地中に既製杭１が打設された後、支持板５の上面側においてナット４５が長尺ボルト４のネジ部４４から外される。そして、軸管２の基端２２に係止されていた支持板５が外される。既製杭１は既に地中に打設されており、杭先部材３は、地中に埋設されているので、支持板５を取り外しても、杭先部材３が軸管２から直ちに離脱することはない。
【００５１】
支持板５が取り外されると、軸管２の基端に長尺ボルト４のネジ部４４が露出される。そして、長尺ボルト４に基礎１３に配筋される鉄筋１４を連結する。鉄筋１４は、長尺ボルト４と同様に一端側にナット部１５を有する。ナット部１５を長尺ボルト４のネジ部４４に螺合することにより、長尺ボルト４が上側に延長されるようにして鉄筋１４が連結される。そして、鉄筋１４に加えて基礎１３の配筋を施して、基礎１３が打設される。これにより、鉄筋１４が基礎１３の配筋となる。
【００５２】
このように、長尺ボルト４が、既製杭１が支持する基礎１３に埋設される鉄筋１４と連結されることにより、既製杭１は、基礎１３からの圧縮力を負担するのみでなく、基礎１３に作用する引き抜き力をも負担することになる。つまり、住宅１２が風等を受けることにより基礎１３に引き抜き力が加わると、鉄筋１４にも引き抜き力が作用する。鉄筋１４は、長尺ボルト４と連結されており、長尺ボルト４は、杭先部材３の翼体３１と結合されている。したがって、長尺ボルト４を介して翼体３１に引き抜き力が伝達されるが、翼体３１がこれに対抗する。これにより、既製杭１が引き抜き力を負担することになる。
【００５３】
以下に、既製杭１のさらに別の施工例が説明される。本施工例では、既製杭１は、大形看板やポールの固定、斜面の崩れ防止などに用いられるアンカーの施工のために用いられる。図９から図１１は、本施工例における各工程を説明するための断面図である。
【００５４】
図９には、既製杭１が地中に打設された後の状態が示されている。このような既製杭１の打設は、前述と同様の方法で行われる。つまり、重機１０が用いられ、既製杭１が回転されながら地中に貫入される。この工程が本発明の打設工程に相当する。
【００５５】
つづいて、図１０に示されるように、打設された既製杭１の軸管２の基端２２から、支持板５が取り外される。支持板５の取り外しも前述と同様であり、長尺ボルト４のネジ部４４からナット４５が取り外され、つづいて支持板５が取り外される。支持板５が取り外されることにより、長尺ボルト４のネジ部４４とともに、軸管２の内空が地表に露出される。露出された軸管２の内空に、固化材６を充填する。固化材６は、例えばセメント系の固化材、すなわち、セメントに骨材、土砂などが適宜混合されたものを用いればよい。固化材６の充填方法は特に限定されないが、図１０に示されるように、バケツ１６を用いて固化材６を軸管２の内空に注ぎ込めばよい。固化材６は、長尺ボルト４のネジ部４４付近が地表に露出される程度に、軸管２の内空に充填される。この工程が本発明の充填工程に相当する。
【００５６】
つづいて、図１１に示されるように、地中に打設された既製杭１から軸管２を引き抜く。軸管２は、杭先部材３の筒体３０に嵌入され、翼体３１に当接しているのみなので、上方向に対しては何ら固定されていない。また、軸管２の周囲には、軸線２１を中心とした軸管２の角部の回転軌跡に相当する隙間が形成されている。したがって、軸管２の引き抜きに際して、地面との摩擦も少ない。軸管２が引き抜かれることにより、固化材６が上記隙間にも流れ出して、軸管２の貫入跡に固化材６が充填される。その後、所定期間養生する。養生期間中に地中の水分が固化材６に滲入して、固化材６が固化される。これにより、長尺ボルト４の周囲が固化材６により固定されるとともに、杭先部材３の内部においても固化材６が固化される。この工程が本発明の養生工程に相当する。
【００５７】
固化材６が固化することにより、杭先部材３、長尺ボルト４及び固化材６が一体になり、長尺ボルト４の引き抜き力に対して、杭先部材３の翼体３１が対抗する。したがって、長尺ボルト４のネジ部４４に、固定すべき看板の基礎を連結したり、山留め用の平板材が連結されることにより、長尺ボルト４をアンカーとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る既製杭１の構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、翼体３１を示す平面図である。
【図３】図３は、杭先部材３付近の構成を示す拡大正面図である。
【図４】図４は、軸管２の基端２２付近の構成を示す分解斜視図である。
【図５】図５は、既製杭１の内部構成を示す断面図である。
【図６】図６は、既製杭１の施工方法を説明するための模式図である。
【図７】図７は、既製杭１の施工例を示す模式図である。
【図８】図８は、既製杭１の別の施工例を示す模式図である。
【図９】図９は、既製杭１のさらに別の施工例における打設工程を示す模式図である。
【図１０】図１０は、既製杭１のさらに別の施工例における充填工程を示す模式図である。
【図１１】図１１は、既製杭１のさらに別の施工例における養生工程を示す模式図である。
【図１２】図１２は、従来の鋼管杭９０の概略構成を示す正面図である。
【図１３】図１３は、杭先部材９３が分離可能な従来の鋼管杭の概略構成を示す分解図である。
【図１４】図１４は、従来の既製杭９０の施工例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５９】
１・・・既製杭
２・・・軸管
３・・・杭先部材
４・・・長尺ボルト（締結部材）
５・・・支持板（支持部材）
１３・・・基礎
１４・・・鉄筋
２０・・・先端部分
２１・・・軸線
２２・・・基端
３０・・・筒体
３１・・・翼体
４１・・・固定ボルト
４３・・・ナット部