(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
打設した鋼管杭の中空部内の地盤に当接して鋼管杭を支持しうる支持部材を設け、この支持部材を地盤の当接面に圧接しつつ同鋼管杭に固定してなる鋼管杭の支持構造。
【請求項２】
前記支持部材は、打設した鋼管杭の中空部の断面を塞ぐ形状であることを特徴とする請求項１記載の鋼管杭の支持構造。
【請求項３】
鋼管杭を支持しうる支持部材をその中空部内の地盤の当接面に押し付ける加圧手段と、上記支持部材を鋼管杭に固定するための固定手段とからなる鋼管杭の支持構造の施工装置。
【請求項４】
前記加圧手段は、鋼管杭の内周面と当接すべく背中合わせに進退可能に設けた複数個の押圧部材と、これらを支える主枠の下部で鋼管杭の支持部材を下方に圧接するべく進退可能に設けた板状の加圧部材とからなることを特徴とする請求項３記載の鋼管杭の支持構造の施工装置。
【請求項５】
前記固定手段は、加圧手段の周囲を所定半径で旋回動作して鋼管杭とその支持部材とを溶接接合する溶接機からなることを特徴とする請求項３記載の鋼管杭の支持構造の施工装置。
【請求項６】
打設した鋼管杭の中空部の断面を塞いで下方に押圧する加圧部材と、この加圧部材の下面に開口して地盤との間にコンクリートを充填するコンクリート注入管を備えてなる鋼管杭の支持構造の施工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管杭の支持構造及びその施工装置に関し、特に、簡易に支持力を確保しうる鋼管杭の支持構造及びその施工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼管杭の圧入施工においては、その中空部の地盤を鋼管杭とともにある程度まで引き込みつつ地盤中に圧入され、同中空部の内周面に受ける圧入抵抗が小さいことから、鋼管杭は比較的小さい圧入力によって打設することができる。
上記同様の理由により、打設された鋼管杭の中空部の地盤は十分な支持反力を生じ得ないので、鋼管杭による支持力は、主としてその外周面に圧接する地盤および鋼管杭の下端面に接する地盤からの支持反力に依存することとなる。したがって、支持力が不足する場合は長尺の鋼管を用いる必要があり、または中空部を埋めた中実の鋼管杭を圧入する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、長尺鋼管を圧入するには複数の鋼管を継足して圧入する必要があり、また、中実の鋼管杭を圧入する場合は、大きい圧入力を付加するための大型の圧入設備を必要とすることから、いずれによっても工期の延長、又はコスト負担の増大を招くこととなる。
本発明の目的は、鋼管杭の圧入施工の容易性を確保しつつ、大きい支持力を簡易に確保しうる鋼管杭の支持構造及びその施工装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、打設した鋼管杭の中空部内の地盤に当接して鋼管杭の支持部材を設け、この支持部材を地盤の当接面に圧接しつつ同鋼管杭に固定することによって鋼管杭の支持構造を構成する。
この鋼管杭の支持構造は、鋼管杭の中空部内の地盤の当接面に支持部材を圧接することによってその地盤による支持反力を確保することができ、上記当接面によって支持される支持部材を鋼管杭に固定することによって鋼管杭に支持反力が伝達されるので、杭の外周部に構造物を張出すことなく、鋼管杭の支持力を増加することができる。
【０００５】
前記支持部材が、打設した鋼管杭の中空部の断面を塞ぐ形状になるように構成した場合は、鋼管杭の中空部による最大の受圧面積で反力を受けることができるので、最大の支持力を確保することができる。
【０００６】
鋼管杭の支持部材を地盤の当接面に押し付ける加圧手段と、上記支持部材を鋼管杭に固定する固定手段とにより、鋼管杭の支持構造の施工装置を構成する。
この場合は、この施工装置が加圧手段と固定手段とを備えることから、鋼管杭の支持構造について容易に施工することが可能となる。
【０００７】
前記加圧手段が、鋼管杭の内周面と当接すべく背中合わせに進退可能に設けた複数個の押圧部材と、これらを支える主枠の下部で鋼管杭の支持部材を下方に圧接するべく進退可能に設けた加圧部材とからなる場合は、鋼管杭の内周面を押さえる複数個の押圧部材により、加圧部材が圧接動作するときの反力を確保することができるので、鋼管杭の中空部の施工について簡易な構成の施工装置によって確実な圧接施工が可能となる。
【０００８】
前記固定手段が、加圧手段の周囲を所定半径で旋回動作して鋼管杭とその支持部材とを溶接接合する溶接機からなる場合は、溶接機の旋回軌跡を鋼管杭の内周面に合わせることにより、鋼管杭の中空部の施工について、簡易な構成の施工装置によって確実な溶接固定が可能となる。
【００１０】
打設した鋼管杭の中空部の断面を塞いで下方に押圧する加圧部材と、この加圧部材の下面に開口して地盤との間にコンクリートを充填するコンクリート注入管を備えてなる鋼管杭の支持構造の施工装置は、充填したコンクリートが地盤の当接面に圧接しつつ硬化されるので、コンクリートが鋼管杭に強固に固定されて鋼管杭を支持することができ、かつ、加圧状態でコンクリートを硬化させることにより高強度・高付着力のコンクリートを容易に得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の鋼管杭の支持構造を示す断面図である。
鋼管杭の支持構造１は、地盤２に鋼管杭３を圧入打設し、この打設した鋼管杭３の中空部４ａ内にその地盤５と当接して鋼管杭３を支持し得る強度の押圧面を有する支持部材６を設け、この支持部材６を地盤５との当接面に圧接しつつ同鋼管杭３の内周面４に溶接等によって固定することにより構成する。
【００１２】
支持部材６の取付けは、加圧手段と固定手段とによって行う。例えば、加圧手段と固定手段を一体化した施工装置１０を用いる。この施工装置１０は、主枠１０ａを介して背中合わせに設けた２つ以上の押圧部材１１，１１とこれらを両側方に押出す押圧シリンダ１２と、この押圧シリンダ１２の下部に設けた加圧部材１３と、この加圧部材１３を下方に押出す加圧シリンダ１４とからなる加圧手段、およびこの加圧手段の周りを所定の半径で旋回動作する溶接機１５による固定手段を備える。
【００１３】
上記施工装置１０による施工手順は、圧入打設した鋼管杭３の中空部４ａ内の地盤５の上面に、または同地盤５を掘下げ、若しくは埋戻して支持部材６を同地盤５に当接し、支持部材６の上に上記施工装置１０を載置する。溶接機１５は、その旋回軌跡を鋼管杭３の内周面４に合わせる。
【００１４】
２つの押圧部材１１，１１を背反方向に押出すことによって施工装置１０を中空部４ａ内に固定し、加圧部材１３によって支持部材６を地盤５に圧接し、この状態で溶接機１５を動作させることにより、支持部材６と鋼管杭３とを容易に溶接固定することができる。
【００１５】
図２は図１の鋼管杭の支持構造の作用説明図である。
鋼管杭３は、その外周面７に圧接する地盤２の圧力Ａを受け、また、下端面８に接する地盤２の圧力Ｂを受けることから、鋼管杭３が下方に作用力を受けるとそれぞれ支持反力を発生する。さらに、支持部材６は鋼管杭３の中空部４ａの地盤５を圧接しつつ鋼管杭３の内周面４に固定して施工されることから、支持部材６の下面６ａの地盤５に圧力Ｃを生じ、支持部材６に作用する力に対して支持反力を発生し、この支持反力は支持部材６を介して鋼管杭３に作用する。
【００１６】
また、上記支持部材６によって鋼管杭３の中空部４ａに閉じ込められた地盤５は、支持部材６からの作用力に応じて鋼管杭３の内周面９に圧力Ｄを及ぼすことから、同内周面４に対する支持反力を発生する。そして、支持部材６が、打設した鋼管杭の中空部の断面を塞ぐ形状をなす場合は、鋼管杭３の中空部４ａの全断面積による最大限度の支持力を確保することができる。
【００１７】
したがって、上記支持構造は、支持部材による簡易な構成により、圧入施工の容易性を損なうことなく、かつ、杭の外周部の利用の自由度を損なうことなく、鋼管杭の支持力に寄与し得なかった中空部の地盤を生かして鋼管杭の支持性能を向上することができる。
【００１８】
なお、本発明に係る鋼管杭の支持構造の支持部材は、鋼管杭の中空部内に限ることなく、鋼管杭の外周側に配設した場合であっても、その近傍で支持力を伝達し得る範囲であれば、前記同様に支持反力を得ることができることが明らかであり、この場合を含め、上記施工装置は加圧手段と固定手段とを別体に構成しても鋼管杭の支持構造の施工が可能であることが明らかなので、それらの説明を省略する。
【００１９】
図３はコンクリート充填によって支持部材を形成した例を示す図１と同様の図である。前記同様の部材はその符号を付して説明を省略する。
鋼管杭の支持構造２１は、充填したコンクリートによって支持部材２２を形成する。この支持部材２２は地盤５との間に充填したコンクリートを加圧しつつ硬化させることにより構成する。コンクリートは加圧硬化によって鋼管杭３の内周面４に強固に固定されて鋼管杭を支持することができる。
【００２０】
この場合は、鋼管杭３の中空部４ａの断面を塞ぐ形状の加圧部材２３と、その下面に開口して地盤５との間にコンクリートを充填するコンクリート注入管２４を備える施工装置２５を用いる。さらに、この施工装置２５は、コンクリートを細部まで隙間なく充填するために加圧部材２３を振動させる起振部２６とコンクリートを加熱するリング状のヒータ２７を加圧部材２３上に備え、その下面にフィルタ２８を備える。このフィルタ２８はコンクリート中の余分な水および空気のみを通して上記加圧部材２３に貫通形成した図示せぬ小孔から排出する。
【００２１】
上記施工装置２５による施工手順は、前記同様に押圧シリンダ１２、加圧シリンダ１４、加圧部材２３によって地盤５を締め固めた後、押圧シリンダ１２および加圧シリンダ１４を後退させて施工装置２５を上昇させつつコンクリート注入管２４からコンクリートを充填する。その際、起振部２６を動作させてコンクリートを充填する。
【００２２】
コンクリートと鋼管の接合面の付着強度が所定の支持強度となる位置までコンクリートを充填した時点で、再度、押圧シリンダ１２、加圧シリンダ１４、加圧部材２３によってコンクリートを加圧しつつ硬化する。この時、コンクリート注入管２４の送出元に設けた図示せぬ逆止弁によってコンクリートの逆流を防止し、フィルタ２８を介して余分な水分および空気を排除することにより高強度・高付着力の加圧コンクリートを得ることができ、また、ヒータ２７で加熱することによってコンクリートの硬化を促進することができる。
【００２３】
このように、上記施工装置により鋼管杭の内周面にコンクリートを充填して支持部材を形成した場合は、充填したコンクリートが地盤の当接面に圧接しつつ硬化することにより、コンクリートによって形成された支持部材が鋼管杭に強固に固定されて鋼管杭を確実に支持することができ、かつ、加圧状態でコンクリートを硬化させることにより高強度・高付着力のコンクリートを容易に得ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係る鋼管杭の支持構造は以下の効果を奏する。
打設した鋼管杭の中空部内の地盤に当接して鋼管杭の支持部材を設け、この支持部材を地盤の当接面に圧接しつつ同鋼管杭に固定した鋼管杭の支持構造は、鋼管杭の中空部内の地盤の当接面に支持部材を圧接することによってその地盤による支持反力を確保することができ、上記当接面によって支持される支持部材を鋼管杭に固定することによって鋼管杭に支持反力が伝達されるので、杭の外周部に構造物を張出すことなく、鋼管杭の支持力を増加することができる。
【００２５】
したがって、上記鋼管杭の支持構造は、支持部材による簡易な構成により、圧入施工の容易性を損なうことなく、かつ、杭の外周部の利用の自由度を損なうことなく鋼管杭の支持性能を向上することができる。
【００２６】
前記支持部材が、打設した鋼管杭の中空部の断面を塞ぐ形状になるように構成した場合は、鋼管杭の中空部による最大の受圧面積で反力を受けることができるので、最大の支持力を確保することができる。
【００２７】
鋼管杭の支持部材を地盤の当接面に押し付ける加圧手段と、上記支持部材を鋼管杭に固定する固定手段とからなる鋼管杭の支持構造の施工装置は、加圧手段と固定手段とを備えることから、鋼管杭の支持構造について容易に施工することが可能となる。
【００２８】
前記加圧手段が、鋼管杭の内周面と当接すべく背中合わせに進退可能に設けた複数個の押圧部材と、これらを支える主枠の下部で鋼管杭の支持部材を下方に圧接するべく進退可能に設けた加圧部材とからなる場合は、鋼管杭の内周面を押さえる複数個の押圧部材により、加圧部材が圧接動作するときの反力を確保することができるので、鋼管杭の中空部に係る施工について、簡易な構成の施工装置によって確実な圧接施工が可能となる。
【００２９】
前記固定手段が、加圧手段の周囲を所定半径で旋回動作して鋼管杭とその支持部材とを溶接接合する溶接機からなる場合は、溶接機の旋回軌跡を鋼管杭の内周面に合わせることにより、鋼管杭の中空部に係る施工について、簡易な構成の施工装置によって確実な溶接固定が可能となる。
【００３１】
打設した鋼管杭の中空部の断面を塞いで下方に押圧する加圧部材と、この加圧部材の下面に開口して地盤との間にコンクリートを充填するコンクリート注入管を備えてなる鋼管杭の支持構造の施工装置は、充填したコンクリートが地盤の当接面に圧接しつつ硬化されるので、コンクリートが鋼管杭に強固に固定されて鋼管杭を支持することができ、かつ、加圧状態でコンクリートを硬化させることにより高強度・高付着力のコンクリートを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鋼管杭の支持構造を示す断面図
【図２】図１の鋼管杭の支持構造の作用説明図
【図３】コンクリート充填によって支持部材を形成した例を示す図１と同様の図
【符号の説明】
１    鋼管杭の支持構造
２    地盤
３    鋼管杭
４    内周面
４ａ  中空部
５    地盤
６    支持部材
１０    施工装置
１０ａ  主枠
１１    押圧部材（加圧手段）
１３    加圧部材（加圧手段）
１５    溶接機（固定手段）
２１    鋼管杭の支持構造
２２    支持部材
２３    加圧部材
２４    コンクリート注入管
２５    施工装置
【図１】
0003880161.tif 000002
【図２】
0003880161.tif 000003
【図３】
0003880161.tif 000004