(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの螺旋翼が先端付近の外周に螺旋状に突設され、少なくとも１つの切欠部又は突出部が先端に設けられた鋼管製の軸管と、この軸管の内径より外径が少し小さい鋼管製で、底板が先端に固着され、前記軸管内に前記底板を軸管の先端側に向けて挿入された内管とを備えた鋼管杭であって、
前記内管の先端の内部に、面方向が前記内管の長さ方向に対して平行とされた状態で前記底板に当接する補強板を架設したことを特徴とする鋼管杭。
【請求項２】
前記内管の先端の内部における前記補強板の上方に、面方向が前記内管の長さ方向に対して平行でかつ前記補強板の面方向に対して直角とされた状態で前記補強板に当接する他の補強板を架設した請求項１記載の鋼管杭。
【請求項３】
少なくとも１つの螺旋翼が先端付近の外周に螺旋状に突設され、少なくとも１つの切欠部又は突出部が先端に設けられた鋼管製の軸管と、この軸管の内径より外径が少し小さい鋼管製で、底板が先端に固着され、前記軸管内に前記底板を軸管の先端側に向けて挿入された内管とを備えた鋼管杭の施工方法であって、
前記軸管の切欠部又は突出部より上方に前記内管を引き込んだ状態で鋼管杭を地盤の所定深さまで回転貫入し、鋼管杭を回転させながら上下に移動させ、鋼管杭の先端付近の地盤を砕くことによって砕土部を設け、この砕土部内の所定高さに鋼管杭の先端を位置させた状態で前記内管を圧下することによって砕土部を締め固めた後、前記内管を前記軸管に固定することを特徴とする鋼管杭の施工方法。
【請求項４】
前記内管の圧下時における前記砕土部の底面から鋼管杭の先端までの高さが前記螺旋翼の外径以上である請求項３記載の鋼管杭の施工方法。
【請求項５】
前記内管を、この内管内に挿入されたモンケンの自由落下によって圧下する請求項３又は４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】
この発明は、軟弱地盤における住宅等の不同沈下防止等のために使用される鋼管杭及びその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、軟弱地盤における住宅等の不同沈下を防止する方法や上部荷重を地盤に伝達する方法としては、例えば、騒音や振動等の問題がない鋼管杭の回転貫入工法がある。
【０００３】
この回転貫入工法においては、図１３及び図１４に示すように、螺旋翼７が先端２ａ付近の外周に螺旋状に突設され、例えば三角板状の掘削片５２を一面側８ａに突設した底板８の他面側８ｂが先端２ａに固着された鋼管製の軸管２からなる鋼管杭５１を使用することが多い。施工に際しては、鋼管杭５１の頭部５１ｂを重機で押さえながら、あるいは支持しながら回転を加えて地盤に貫入するのが一般的である。回転貫入後においては、螺旋翼７を含む鋼管杭５１の先端５１ａが受ける地盤反力（先端支持力）と、鋼管杭５１と地盤との間に発生する摩擦力（周面摩擦力）とによって支持力を得る構造となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の鋼管杭５１においては、地盤への回転貫入時に鋼管杭５１の１回転当りの貫入量が螺旋翼７の周回ピッチＰより小さい場合、地盤中に螺旋翼７によって乱されたまま残る部分が発生する。また、掘削片５２によって乱されたまま残る部分も発生する。そのため、鋼管杭５１に荷重が作用すれば住宅等を支持する上で有害な沈下が発生するおそれがあり、地盤に対する先端支持力はあまり大きくないという問題点がある。
【０００５】
この発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、地盤に対する先端支持力を向上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する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１の鋼管杭は、少なくとも１つの螺旋翼が先端付近の外周に螺旋状に突設され、少なくとも１つの切欠部又は突出部が先端に設けられた鋼管製の軸管と、この軸管の内径より外径が少し小さい鋼管製で、底板が先端に固着され、前記軸管内に前記底板を軸管の先端側に向けて挿入された内管とを備えた鋼管杭であって、前記内管の先端の内部に、面方向が前記内管の長さ方向に対して平行とされた状態で前記底板に当接する補強板を架設したものである。
【０００８】
請求項２の鋼管杭は、前記内管の先端の内部における前記補強板の上方に、面方向が前記内管の長さ方向に対して平行でかつ前記補強板の面方向に対して直角とされた状態で前記補強板に当接する他の補強板を架設したものである。
【０００９】
請求項３の鋼管杭の施工方法は、少なくとも１つの螺旋翼が先端付近の外周に螺旋状に突設され、少なくとも１つの切欠部又は突出部が先端に設けられた鋼管製の軸管と、この軸管の内径より外径が少し小さい鋼管製で、底板が先端に固着され、前記軸管内に前記底板を軸管の先端側に向けて挿入された内管とを備えた鋼管杭の施工方法であって、前記軸管の切欠部又は突出部より上方に前記内管を引き込んだ状態で鋼管杭を地盤の所定深さまで回転貫入し、鋼管杭を回転させながら上下に移動させ、鋼管杭の先端付近の地盤を砕くことによって砕土部を設け、この砕土部内の所定高さに鋼管杭の先端を位置させた状態で前記内管を圧下することによって砕土部を締め固めた後、前記内管を前記軸管に固定するものである。
【００１０】
請求項４の鋼管杭の施工方法においては、前記内管の圧下時における前記砕土部の底面から鋼管杭の先端までの高さが前記螺旋翼の外径以上である。
【００１１】
請求項５の鋼管杭の施工方法は、前記内管を、この内管内に挿入されたモンケンの自由落下によって圧下するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、従来技術と同じ構成については、同一符号を付している。
【００１３】
図１乃至図５に示すように、この実施形態に係る鋼管杭１の施工方法は、例えば、軸管２の切欠部３より上方に内管４を引き込んだ状態で鋼管杭１を地盤５の所定深さまで回転貫入し、鋼管杭１を回転させながら上下に移動させ、鋼管杭１の先端１ａ付近の地盤５を砕くことによって砕土部６を設け、この砕土部６内の所定高さに鋼管杭１の先端１ａを位置させた状態で内管４を圧下することによって砕土部６を締め固めた後、内管４を軸管２に固定するものである。
【００１４】
鋼管杭１は、図１乃至図７に示すように、螺旋翼７が先端２ａ付近の外周に螺旋状に突設され、例えば２つの切欠部３が先端３ａに設けられた鋼管製の軸管２と、この軸管２の内径より外径が少し小さい鋼管製で、底板８が先端４ａに固着され、軸管２内に底板８を軸管２の先端２ａ側に向けて挿入された内管４とを備えている。
【００１５】
軸管２は、例えば、外径が約１０〜数十ｃｍ、肉厚が数ｍｍの円管状の鋼管製で、数ｍ〜十数ｍの長尺に形成されている。
【００１６】
螺旋翼７は、例えば鋼板製で、軸管２の先端２ａ付近の外周に溶接等により螺旋状に突設されている。なお、この実施形態においては、１周しか周回させていないが、これに限定されるものではなく、それ以上周回させてもよい。また、螺旋翼７の数も１つに限定されるものではなく、軸管２の長さ方向に沿って複数個突設してもよい。
【００１７】
切欠部３は、例えば、幅及び深さがそれぞれ数ｃｍの凹状に形成されており、軸管２の先端２ａに相対向するように２つ形成されている。なお、切欠部３の形状、サイズ、数等は特に限定されるものではなく、適宜変更可能である。また、図８及び図９に示すように、切欠部３を設ける代わりに軸管２の先端２ａに突出部９を設けてもよい。図８及び図９に示す例では、幅及び突出長さがそれぞれ数ｃｍの凸状の突出部９を相対向するように軸管２と一体的に２つ設けているが、これに限定されるものではなく、突出部９の形状、サイズ、数等も適宜変更可能である。
【００１８】
内管４は、図１乃至図９に示すように、軸管２と同様の円管状の鋼管製であるが、軸管２の内径より外径が少し小さく形成されており、軸管２内に底板８を軸管２の先端２ａ側に向けて出し入れ自在に挿入されている。なお、内管４の長さは、この実施形態のように軸管２より少し短くしておけばよいが、これに限定されるものではなく、地盤５への回転貫入時に切欠部３又は突出部９より上方に内管４を引き込んだ状態で内管４と軸管２とを重機等により同時に回転可能な長さであればよい。
【００１９】
底板８は、例えば円板状の鋼板製で、内管４の先端４ａに溶接等により固着されている。
【００２０】
鋼管杭１の施工に際しては、まず、図１に示すように、切欠部３の上方に内管４を引き込んだ状態で鋼管杭１を地盤５の所定深さまで回転貫入する。この場合、重機等により軸管２と内管４とを同時に同じ方向に回転させればよい。あるいは、従来公知の固定手段により軸管２と内管４とを固定した状態で回転させてもよい。なお、回転貫入時においては、軸管２の先端２ａに切欠部３を設けることにより形成された回転方向の後方側の角部１０が掘削片としての役割を果たす。このように、従来のような掘削片５２を別途固着する必要がないので、その分、製造時の手間を省けるという利点がある。既述の突出部９を軸管２と一体的に設ける場合も同様である。
【００２１】
そして、図２に示すように、鋼管杭１を重機等により回転させながら上下に移動させ、鋼管杭１の先端１ａ付近の地盤５を砕くことによって砕土部６を設ける。この場合、鋼管杭１の回転や移動は適宜の方向に行えばよく、螺旋翼７で地盤５の所定範囲を砕いて砕土部６とすればよい。
【００２２】
次いで、図３及び図４に示すように、砕土部６内の所定高さに鋼管杭１の先端１ａを位置させた後、軸管２内にワイヤーロープ１１等を介して自由落下及び引き上げ自在に挿入されたモンケン１２等により内管４を圧下する。なお、内管４の圧下方法は特に限定されるものではなく、従来公知の適宜の方法を使用できるが、この実施形態のようなモンケン１２の自由落下によれば、簡単にかつ大荷重で圧下できるという利点がある。
【００２３】
モンケン１２を自由落下させる場合、モンケン１２が内管４の底板８に衝突することによって内管４が砕土部６に圧入されるので、図１０乃至図１２に示すように、底板８を補強板１３等により補強しておけば、底板８に大荷重が作用しても外れるおそれがないという利点がある。この場合、２つの補強板１３，１４を使用した方がより効果的である。補強板１３は、内管４の先端４ａの内部に、面方向が内管４の長さ方向に対して平行とされた状態で底板８に当接するように溶接等により架設しておけばよい。他の補強板１４は、内管４の先端４ａの内部における補強板１３の上方に、面方向が内管４の長さ方向に対して平行でかつ補強板１３の面方向に対して直角とされた状態で補強板１３に当接するように溶接等により架設しておけばよい。補強板１３，１４同士も溶接等により固定してもよい。
【００２４】
図４に示すように、上記のようにして内管４を圧下すれば、砕土部６が締め固められる。内管４は、図５に示すように、必要に応じて軸管２と共に所定高さで切断した後、軸管２に溶接等により固定すればよい。また、切断後の鋼管杭１の頭部１ｂには、必要に応じて円板状の鋼板製等の上板１５を溶接等により固着すればよい。布基礎等の基礎は、従来公知の方法により鋼管杭１の上方に施工すればよい。
【００２５】
このようにして軸管２の先端２ａに砕土部６を設けると共に、内管４の圧下により砕土部６を締め固めれば、地盤５に対する先端支持力が大きくなるので、鋼管杭１に荷重が作用しても沈下量を小さく抑えることができるという利点がある。ここで、内管４の圧下時における砕土部６の底面６ｄから軸管２の先端２ａまでの高さが螺旋翼７の外径以上であれば、内管４の圧下ストロークを十分に確保できるので、砕土部６を十分に締め固めることができるという利点がある。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、内管の先端の内部に前記補強板を架設しているので、底板に大荷重が作用しても外れるおそれがない。
【００２８】
請求項２の発明によれば、内管の先端の内部における補強板の上方に前記他の補強板を架設しているので、請求項１の効果がより大きい。
【００２９】
請求項３の発明によれば、軸管の先端に砕土部を設けると共に、内管の圧下により砕土部を締め固めるので、地盤に対する先端支持力が大きくなり、そのため鋼管杭に荷重が作用しても沈下量を小さく抑えることができる。
【００３０】
請求項４の発明によれば、内管の圧下時における砕土部の底面から軸管の先端までの高さが螺旋翼の外径以上であるので、内管の圧下ストロークを十分に確保でき、そのため砕土部を十分に締め固めることができる。
【００３１】
請求項５の発明によれば、内管をモンケンの自由落下によって圧下するので、簡単にかつ大荷重で圧下できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る鋼管杭の施工方法において、鋼管杭を地盤の所定深さまで回転貫入した後の状態を示す一部省略断面図。
【図２】砕土部を設けた後の状態を示す一部省略断面図。
【図３】鋼管杭の先端を砕土部内の所定高さに位置させた状態を示す一部省略断面図。
【図４】砕土部を締め固めた後の状態を示す一部省略断面図。
【図５】鋼管杭を所定高さで切断した後の状態を示す一部省略断面図。
【図６】図１の鋼管杭の底面図。
【図７】図１の内管の一部省略正面図。
【図８】鋼管杭の他例を示す一部省略正面図。
【図９】図８の鋼管杭の底面図。
【図１０】鋼管杭の他例を示す一部省略正面図。
【図１１】図１０の鋼管杭の底面図。
【図１２】図１０の内管の一部省略正面図。
【図１３】従来例の一部省略正面図。
【図１４】従来例の底面図。
【符号の説明】
１  鋼管杭
１ａ  先端
２  軸管
２ａ  先端
３  切欠部
４  内管
４ａ  先端
５  地盤
６  砕土部
６ｄ  底面
７  螺旋翼
８  底板
９  突出部
１２  モンケン
１３  補強板
１４  他の補強板
【図１】
0003885997.tif 000002
【図２】
0003885997.tif 000003
【図３】
0003885997.tif 000004
【図４】
0003885997.tif 000005
【図５】
0003885997.tif 000006
【図６】
0003885997.tif 000007
【図７】
0003885997.tif 000008
【図８】
0003885997.tif 000009
【図９】
0003885997.tif 000010
【図１０】
0003885997.tif 000011
【図１１】
0003885997.tif 000012
【図１２】
0003885997.tif 000013
【図１３】
0003885997.tif 000014
【図１４】
0003885997.tif 000015