(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た鋼管製の軸管からなる鋼管杭と、前記軸管の内径より外径が少し小さい鋼管製で、少なくとも１つの掘削片を一面側に突設した底板の他面側が先端に固着され、前記軸管内に前記掘削片を軸管の先端側に向けて挿入された内管とを備えたことを特徴とする鋼管杭施工用部材。
【請求項２】
請求項１記載の鋼管杭施工用部材に備えられた鋼管杭の施工方法であって、
前記掘削片を前記軸管の先端から突出させた状態で前記鋼管杭施工用部材を地盤の所定深さまで回転貫入した後、前記鋼管杭施工用部材を回転させながら上下に移動させ、前記鋼管杭施工用部材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、かつこの軸管から前記内管を引き抜いた状態で前記砕土部内にモルタルを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３】
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２又は３記載の鋼管杭の施工方法。
【請求項５】
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２乃至４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の施工方法及びその鋼管杭を施工するための鋼管杭施工用部材に関する。
【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１１及び図１２に示すように、螺旋翼２が先端３ａ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４を一面側５ａに突設した底板５の他面側５ｂが先端３ａに固着された鋼管製の軸管３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２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２の周回ピッチＰより小さい場合、地盤中に螺旋翼２によって乱されたまま残る部分が発生する。また、掘削片４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の施工方法及びその鋼管杭を施工するための鋼管杭施工用部材を提供することを目的とする。
【０００６】
【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の鋼管杭施工用部材は、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た鋼管製の軸管からなる鋼管杭と、前記軸管の内径より外径が少し小さい鋼管製で、少なくとも１つの掘削片を一面側に突設した底板の他面側が先端に固着され、前記軸管内に前記掘削片を軸管の先端側に向けて挿入された内管とを備えたものである。
【０００７】
請求項２の鋼管杭の施工方法は、請求項１記載の鋼管杭施工用部材に備えられた鋼管杭の施工方法であって、前記掘削片を前記軸管の先端から突出させた状態で前記鋼管杭施工用部材を地盤の所定深さまで回転貫入した後、前記鋼管杭施工用部材を回転させながら上下に移動させ、前記鋼管杭施工用部材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、かつこの軸管から前記内管を引き抜いた状態で前記砕土部内にモルタルを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。
【０００８】
請求項３の鋼管杭の施工方法においては、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。
【０００９】
請求項４の鋼管杭の施工方法は、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。
【００１０】
請求項５の鋼管杭の施工方法は、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。
【００１１】
【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。
【００１２】
図１乃至図３に示すように、この実施形態に係る鋼管杭施工用部材１は、螺旋翼２が先端３ａ付近の外周に螺旋状に突設された鋼管製の軸管３からなる鋼管杭と、軸管３の内径より外径が少し小さい鋼管製で、掘削片４を一面側５ａに突設した底板５の他面側５ｂが先端６ａに固着され、軸管３内に掘削片４を軸管３の先端３ａ側に向けて挿入された内管６とを備えたものである。
【００１３】
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。
【００１４】
螺旋翼２は、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２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。
【００１５】
内管６は、軸管３と同様の円管状の鋼管製であるが、軸管３の内径より外径が少し小さく形成されており、軸管３内に掘削片４を軸管３の先端３ａ側に向けて出し入れ自在に挿入されている。なお、内管６の長さは軸管３とほぼ同じでよいが、特に限定されるものではなく、地盤７への回転貫入時に掘削片４を軸管３の先端３ａから突出させた状態で内管６と軸管３とを重機等により同時に回転可能な長さであればよい。
【００１６】
底板５は、例えば円板状の鋼板製で、一面側５ａに掘削片４が溶接等により突設されていると共に、他面側５ｂが内管６の先端６ａに溶接等により固着されている。掘削片４は例えば三角板状の鋼板製であるが、この掘削片４の形状、サイズ、数、突設位置、突設角度等は特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。
【００１７】
次に、上記のように構成された鋼管杭施工用部材１に備えられた鋼管杭の施工方法について説明する。
鋼管杭施工用部材１に備えられた鋼管杭の施工に際しては、まず、図４に示すように、掘削片４を軸管３の先端３ａから突出させた状態で鋼管杭施工用部材１を地盤７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３と内管６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３と内管６とを固定した状態で回転させてもよい。
【００１８】
そして、図５に示すように、鋼管杭施工用部材１を重機等により回転させながら上下に移動させ、鋼管杭施工用部材１の先端１ａ付近の地盤７を砕くことによって砕土部８を設ける。この場合、鋼管杭施工用部材１の回転や移動は適宜の方向に行えばよく、螺旋翼２で地盤７の所定範囲を砕いて砕土部８とすればよい。
【００１９】
更に、図６及び図７に示すように、砕土部８内の所定高さに軸管３の先端３ａが位置するように例えば鋼管杭施工用部材１を上方へ移動させた後、軸管３から内管６を引き抜く。なお、内管６を軸管３から引き抜くタイミングは特に限定されるものではなく、軸管３のみを上方へ移動させた後で引き抜いてもよいし、あるいは内管６を引き抜いてから軸管３を上方へ移動させてもよい。
【００２０】
次いで、図８及び図９に示すように、軸管３を通してモルタル９を砕土部８内に投入した後、軸管３内にワイヤーロープ１０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１１等によりモルタル９を砕土部８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８の周囲が外方へ圧縮されて砕土部８が拡大するようにしてもよい。なお、モルタル９は、圧縮空気等により砕土部８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１１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。
【００２１】
圧入後、所定期間放置してモルタル９を硬化させれば、図１０に示すように、軸管３の先端３ａに改良土部１２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１３を溶接等により固着すればよい。布基礎１４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９の圧入時における砕土部８の底面８ｄから軸管３の先端３ａまでの高さが螺旋翼２の外径以上であれば、十分な高さの改良土部１２を形成できると共に、モルタル９を圧入し易いという利点がある。また、モルタル９を砕土部８内に圧入すると共に、このモルタル９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１２に確実に埋設されるので、軸管３と改良土部１２とがずれるおそれがないという利点がある。
【００２２】
このようにして軸管３の先端３ａに改良土部１２を設ければ、地盤７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。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、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た鋼管製の軸管からなる鋼管杭と、前記内管とを備えているので、軸管の先端に改良土部を設けるための鋼管杭施工用部材として好適に使用できる。
【００２４】
請求項２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。
【００２５】
請求項３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。
【００２６】
請求項４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。
【００２７】
請求項５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施工用部材の一部省略正面図。
【図２】  鋼管杭施工用部材の底面図。
【図３】  内管の一部省略正面図。
【図４】  鋼管杭施工用部材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５】  砕土部を設けた後の状態を示す一部省略断面図。
【図６】  鋼管杭施工用部材を上方へ移動させた後の状態を示す一部省略断面図。
【図７】  軸管から内管を引き抜く様子を示す一部省略断面図。
【図８】  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９】  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１０】  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１１】  従来例の一部省略正面図。
【図１２】  従来例の底面図。
【符号の説明】
１  鋼管杭施工用部材
１ａ  先端
２  螺旋翼
３  軸管
３ａ  先端
４  掘削片
５  底板
５ａ  一面側
５ｂ  他面側
６  内管
６ａ  先端
７  地盤
８  砕土部
８ｄ  底面
９  モルタル
１１  モンケン
１２  改良土部
【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】
0003932173.tif 000009
【図９】
0003932173.tif 000010
【図１０】
0003932173.tif 000011
【図１１】
0003932173.tif 000012
【図１２】
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