(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの切欠部を先端に設けた鋼管製の軸管と、この軸管の先端付近の外周に螺旋状に突設された少なくとも１つの螺旋翼と、前記軸管の先端付近の内周に突設したストッパの下面に仮付けされた底板とを備えた鋼管杭の施工方法、又は、
少なくとも１つの突出部を先端に突設した鋼管製の軸管と、この軸管の先端付近の外周に螺旋状に突設された少なくとも１つの螺旋翼と、前記軸管の先端付近の内周に突設したストッパの下面に仮付けされた底板とを備えた鋼管杭の施工方法、
であって、
前記鋼管杭を地盤の所定深さまで回転貫入した後、前記鋼管杭を回転させながら上下に移動させ、前記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前記軸管の先端が位置した状態で軸管内にモルタルを投入し、このモルタルを圧下することによって前記底板を前記ストッパから下方へ外し、前記モルタルを前記砕土部内に圧入して硬化させることによって、前記軸管の先端に改良土部を設けることを特徴とする鋼管杭の施工方法。
【請求項２】
前記モルタルの圧入時における前記砕土部の底面から前記軸管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１記載の鋼管杭の施工方法。
【請求項３】
前記モルタルを前記砕土部内に圧入すると共に、このモルタルが前記軸管の先端の内部に充填された状態で硬化させる請求項１又は２記載の鋼管杭の施工方法。
【請求項４】
前記モルタルを、前記軸管内に挿入されたモンケンの自由落下によって前記砕土部内に圧入する請求項１乃至３のいずれか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、鋼管製の軸管３と、この軸管３の先端３ａ付近の外周に螺旋状に突設された螺旋翼４と、例えば三角板状の掘削片５２が一面側６ａに突設され、他面側６ｂが軸管３の先端３ａに固着された底板６とを備えた鋼管杭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４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４の周回ピッチＰより小さい場合、地盤中に螺旋翼４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。
【０００８】
【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の発明は、少なくとも１つの切欠部を先端に設けた鋼管製の軸管と、この軸管の先端付近の外周に螺旋状に突設された少なくとも１つの螺旋翼と、前記軸管の先端付近の内周に突設したストッパの下面に仮付けされた底板とを備えた鋼管杭の施工方法、又は、少なくとも１つの突出部を先端に突設した鋼管製の軸管と、この軸管の先端付近の外周に螺旋状に突設された少なくとも１つの螺旋翼と、前記軸管の先端付近の内周に突設したストッパの下面に仮付けされた底板とを備えた鋼管杭の施工方法、であって、前記鋼管杭を地盤の所定深さまで回転貫入した後、前記鋼管杭を回転させながら上下に移動させ、前記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前記軸管の先端が位置した状態で軸管内にモルタルを投入し、このモルタルを圧下することによって前記底板を前記ストッパから下方へ外し、前記モルタルを前記砕土部内に圧入して硬化させることによって、前記軸管の先端に改良土部を設けるものである。
【０００９】
請求項２の発明においては、前記モルタルの圧入時における前記砕土部の底面から前記軸管の先端までの高さが前記螺旋翼の外径以上である。
【００１０】
請求項３の発明は、前記モルタルを前記砕土部内に圧入すると共に、このモルタルが前記軸管の先端の内部に充填された状態で硬化させるものである。
【００１１】
請求項４の発明は、前記モルタルを、前記軸管内に挿入されたモンケンの自由落下によって前記砕土部内に圧入するものである。
【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３に示すように、この実施形態に係る鋼管杭１は、例えば、２つの切欠部２を先端３ａに設けた鋼管製の軸管３と、この軸管３の先端３ａ付近の外周に螺旋状に突設された螺旋翼４と、軸管３の先端３ａ付近の内周に周方向に延びるように突設したストッパ５の下面５ｄに仮付けされた底板６とを備えたものである。
【００１４】
軸管３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。
【００１５】
切欠部２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３の先端３ａに相対向するように２つ設けられている。なお、切欠部２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４及び図５に示すように、切欠部２を設ける代わりに軸管３の先端３ａに突出部７を突設してもよい。図４及び図５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７を相対向するように軸管３と一体的に２つ突設しているが、これに限定されるものではなく、突出部７の形状、サイズ、数等も適宜変更可能である。
【００１６】
ストッパ５は、図２及び図３に示すように、例えば、軸管３の内径とほぼ同じ外径のリング状の鋼製で、軸管３の先端３ａ付近の内周に溶接等により固着されている。なお、ストッパ５の形状、サイズ、数等は特に限定されるものではなく、図６に示すように、例えば数ｃｍ幅の複数のストッパ５を軸管３の先端３ａ付近の内周に周方向に互いに間隔を開けて固着してもよい。
【００１７】
螺旋翼４は、図１及び図２に示すように、例えば鋼板製で、軸管３の先端３ａ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４の数も１つに限定されるものではなく、軸管３の長さ方向に沿って複数個突設してもよい。
【００１８】
底板６は、図１乃至図３に示すように、例えば、軸管３の内径とほぼ同じか又は少し小さい外径の円板状の鋼板製で、ストッパ５の下面５ｄに取外し可能に仮付けされている。仮付けは、例えば、数カ所の点溶接、粘着剤・接着剤等による接着、両面テープ等による貼付け、磁石等による磁着等、従来公知の適宜の方法によって行えばよく、後述するモルタルへの圧下荷重が作用したときにストッパ５から下方へ外れるようにしておけばよい。
【００１９】
次に、上記のように構成された鋼管杭１の施工方法について説明する。
鋼管杭１の施工に際しては、まず、図７に示すように、鋼管杭１を重機等により地盤８の所定深さまで回転貫入する。なお、回転貫入時においては、軸管３の先端３ａに切欠部２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２ａ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。軸管３の先端３ａに既述の突出部７を軸管３と一体的に突設する場合も同様である。
【００２０】
そして、図８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８を砕くことによって砕土部９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４で地盤８の所定範囲を砕いて砕土部９とすればよい。
【００２１】
更に、図９及び図１０に示すように、砕土部９内の所定高さに軸管３の先端３ａが位置するように鋼管杭１を上方へ移動させた後、軸管３内にモルタル１０を投入する。
【００２２】
次いで、図１１に示すように、軸管３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等によりモルタル１０を圧下することによって底板６をストッパ５から下方へ外し、モルタル１０を砕土部９内に圧入する。圧入に際しては、この実施形態のように、砕土部９の周囲が外方へ圧縮されて砕土部９が拡大するようにしてもよい。なお、モルタル１０は、圧縮空気等により砕土部９に圧入することもできるが、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入できるという利点がある。
【００２３】
圧入後、所定期間放置してモルタル１０を硬化させれば、図１２に示すように、軸管３の先端３ａに改良土部１３が形成される。軸管３の頭部３ｂは、必要に応じて所定長さ切除した後、円板状の鋼板製等の上板１４を溶接等により固着すればよい。布基礎１５等の基礎は、従来公知の方法により軸管３の上方に施工すればよい。ここで、モルタル１０の圧入時における砕土部９の底面９ｄから軸管３の先端３ａまでの高さが螺旋翼４の外径以上であれば、十分な高さの改良土部１３を形成できると共に、モルタル１０を圧入し易いという利点がある。また、モルタル１０を砕土部９内に圧入すると共に、このモルタル１０が軸管３の先端３ａの内部に充填された状態で硬化させれば、軸管３の先端３ａが改良土部１３に確実に埋設されるので、軸管３と改良土部１３とがずれるおそれがないという利点がある。
【００２４】
このようにして軸管３の先端３ａに改良土部１３を設ければ、地盤８に対する先端支持力が大きくなるので、軸管３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。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、既述のようにして軸管の先端に改良土部を設けるので、地盤に対する先端支持力が大きくなり、そのため軸管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。
【００２７】
請求項２の発明によれば、モルタルの圧入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、十分な高さの改良土部を形成できると共に、モルタルを圧入し易い。
【００２８】
請求項３の発明によれば、モルタルを砕土部内に圧入すると共に、このモルタルが軸管の先端の内部に充填された状態で硬化させるので、軸管の先端が改良土部に確実に埋設され、軸管と改良土部とがずれるおそれがない。
【００２９】
請求項４の発明によれば、モルタルをモンケンの自由落下によって砕土部内に圧入するので、簡単にかつ大荷重で圧入できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る鋼管杭の一部省略正面図。
【図２】図１の鋼管杭の底面図。
【図３】底板付近の要部拡大断面図。
【図４】鋼管杭の他例を示す一部省略正面図。
【図５】図４の鋼管杭の底面図。
【図６】ストッパの他例を示す底面図。
【図７】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８】砕土部を設けた後の状態を示す一部省略断面図。
【図９】鋼管杭を上方へ移動させた後の状態を示す一部省略断面図。
【図１０】砕土部内にモルタルを投入する様子を示す一部省略断面図。
【図１１】砕土部内にモルタルを圧入する様子を示す一部省略断面図。
【図１２】軸管の先端に改良土部を設けた後の状態を示す一部省略断面図。
【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  切欠部
３  軸管
３ａ  先端
４  螺旋翼
５  ストッパ
５ｄ  下面
６  底板
７  突出部
８  地盤
９  砕土部
９ｄ  底面
１０  モルタル
１２  モンケン
１３  改良土部
【図１】
0003885996.tif 000002
【図２】
0003885996.tif 000003
【図３】
0003885996.tif 000004
【図４】
0003885996.tif 000005
【図５】
0003885996.tif 000006
【図６】
0003885996.tif 000007
【図７】
0003885996.tif 000008
【図８】
0003885996.tif 000009
【図９】
0003885996.tif 000010
【図１０】
0003885996.tif 000011
【図１１】
0003885996.tif 000012
【図１２】
0003885996.tif 000013
【図１３】
0003885996.tif 000014
【図１４】
0003885996.tif 000015