(57)【要約】【課題】簡単な構成により支持杭とドレーン材の埋設を同時に行うことができる連結型支持杭並びにその連結型支持杭の埋設、解体及び撤去方法を提供する。【解決手段】  本発明の連結型支持杭は、中空円筒状の外形を有し、その外周面にドレーン材４が設けられた本体部２と、中空円筒状の外径を有する円筒部３１、該円筒部の下端に本体部２を地中で支持するための支持部３２、該支持部の底面に土を掘削するための掘削部３３を有する先端部３とを備えており、先端部３の円筒部３１内に本体部２の下端が挿入され、先端部３の有底円筒内の底面と本体部２下端にそれぞれ設けられた連結装置６、７により本体部２と先端部３が連結されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円筒状の外形を有し、その外周面にドレーン材が設けられた本体部と、中空円筒状の外形を有する円筒部を有し、該円筒部の下端に前記本体部を地中で支持するための支持部が設けられ、該支持部の底面に土を掘削するための掘削部が設けられた先端部と、を備えた連結型支持杭であって、
前記円筒部内に前記本体部の下端が挿入され、前記円筒部の底面と前記本体部の下端とにそれぞれ設けられた連結装置により先端部と本体部とが連結されることを特徴とする連結型支持杭。
【請求項２】
前記本体部と前記先端部に設けられる連結装置は、一方が棒状部材からなり、他方が前記棒状部材の回転を利用して係止する係止部材からなる請求項１記載の連結型支持杭。
【請求項３】
前記棒状部材は、その一端が前記本体部の下端の中空円筒内壁に、他端が中空円筒内壁で一端に対向する位置に固定され、前記本体部の下端面に略水平になるように設けられる請求項２記載の連結型支持杭。
【請求項４】
前記係止部材は、前記円筒部の底面において対向するように少なくとも２か所に設けられ、各係止部材は、底面に固着され上方へ向けて伸びると共に、前記棒状部材を挟持するため挟持部を少なくとも一つ備えたことを特徴とする請求項２又は３記載の連結型支持杭。
【請求項５】
前記各係止部材の挟持部は、前記先端部を地中へ埋設する際の回転方向と逆方向に回転することによって係合する方向に設けられたことを特徴とする請求項４記載の連結型鋼管杭。
【請求項６】
前記各係止部材は、それぞれ挟持部を二つ備えていることを特徴とする請求項４又は５記載の連結型支持杭。
【請求項７】
前記先端部の円筒部の内壁に前記本体部を位置決めするためのガイド手段が設けられたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の連結型支持杭。
【請求項８】
前記本体部は、前記先端部と連結される下端近傍の中空円筒径を大きくしたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の連結型支持杭。
【請求項９】
前記請求項１乃至８のいずれかの連結型支持杭の埋設方法であって、
連結型支持杭埋設用のケーシングの下端に設けられたアタッチメントに対して、前記連結型支持杭の先端部を係合させた状態で、前記ケーシングと前記先端部を一体的に回転させ、前記ケーシングと前記先端部を埋設する段階と、
前記ケーシング内に前記連結型支持杭の本体部を導入する段階と、
前記連結型支持杭の先端部と本体部を連結する段階と、
前記ケーシングの下端から前記先端部を離脱させる段階と、
前記ケーシングを地中から引き上げる段階と、
を含むことを特徴とする連結型支持杭の埋設方法。
【請求項１０】
前記連結型支持杭の先端部と本体部を連結する段階において、
前記本体部と前記先端部のそれぞれに連結装置を設け、前記連結装置は一方が棒状部材とし、他方が前記棒状部材の回転を利用して係止する係止部材とし、
当該連結装置間の係合を利用して連結することを特徴とする請求項９記載の連結型支持杭の埋設方法。
【請求項１１】
前記連結型支持杭の先端部と本体部を連結する段階において、
前記本体部を回転させ、前記本体部の下端に設けられた棒状部材と前記先端部の円筒部の底面において対向するように少なくとも２か所に設けられ、それぞれの一端が底面に固着され上方へ向けて伸びると共に前記棒状部材を挟持するための挟持部を少なくとも一つ備えた二つの係止部材とを係合させて連結することを特徴とする請求項１０記載の連結型支持杭の埋設方法。
【請求項１２】
前記本体部を回転させる際、前記棒状部材を水平に回転させ、前記係止部材の一端に接触させることにより、前記係止部材と棒状部材とを係合することを特徴とする請求項１１記載の連結型支持杭の埋設方法。
【請求項１３】
前記本体部を回転させる際、前記ケーシングを埋設する段階の前記先端部の回転方向と逆方向に回転させることにより、前記棒状部材と前記係止部材とを係合することを特徴とする請求項１２記載の連結型支持杭の埋設方法。
【請求項１４】
地中に存在する前記請求項１乃至８のいずれかの連結型支持杭を解体する方法であって、
地上に存在する連結型支持杭の本体部の上端部分に回転駆動機構を取り付ける段階と、
前記回転駆動機構を、前記棒状部材と前記係止部材の係合に際して前記本体部を回転させた方向と逆方向に回転し、前記棒状部材と前記係止部材との係合を解除する段階と、
前記本体部の上端を上方へ引き上げながら前記回転駆動機構を回転し、連結型支持杭の前記本体部を引き抜く段階と、
を含むことを特徴とする連結型支持杭の解体方法。
【請求項１５】
地中に存在する前記請求項５乃至８のいずれかの連結型支持杭を撤去する方法であって、
地上に存在する連結型支持杭の本体部の上端部分に回転駆動機構を取り付ける段階と、
前記本体部の上端を上方へ引き上げながら、前記回転駆動機構を前記先端部の埋設の際に前記先端部を回転させた方向と逆方向に回転し、前記連結型支持杭を前記本体部と前記先端部との係合を維持した状態で、前記連結型支持杭を引き抜く段階と、
を含むことを特徴とする連結型支持杭の撤去方法。
【請求項１６】
前記請求項９乃至１３のいずれかの連結型支持杭の埋設方法に使用する連結型支持杭の回転装置であって、把持可能な回転用ハンドルを備えた土台部と、前記土台部に接続され本体部を探索するための錘形状からなる探索部と、前記土台部側部から下方に伸び本体部を回転させるための回転具と、を有する回転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱な地盤の安定化を図ると共に液状化対策を可能とするドレーン材を備えた連結型支持杭に関するもの、さらに、当該連結型支持杭の埋設、解体、撤去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、主に軟弱な地盤における構造物の建設において、浅い基礎では地上の構造物を支えることができない地盤の場合に支持杭を打ち込み、地盤を安定化させることが行われている。この支持杭としては、たとえば、鋼管製の杭本体の下端部に鋼製翼であるオーガーなどが固着され、オーガー底部にさらに掘削部を設けた回転貫入鋼管杭等がある（特許文献１の図１、図７）。このような回転貫入式の支持杭は、杭の打設機械に取り付けられた油圧モーターの下部に直接取り付けられ、油圧モーターを回転させることにより、支持杭自体が回転され、下端部に設けられた掘削部とオーガーにより土を掘削しながら地中に埋設される。
【０００３】
このような回転貫入式の支持杭は、杭本体の径よりも遥かに大きい径を有するオーガーが下端部に固着されているため、土と接する部分のオーガーの面積に相応して杭の上下方向に対する引き抜き耐力が強くなり、引き抜き耐力を確保しつつ、支持杭の本来的機能である地上の構造物から生じる力を吸収する機能を発揮し、地盤低下を防ぐことができる。
【０００４】
一方、近年地盤の液状化現象が発生し、その対策として、ドレーン材を地中に埋設することが行われている。従来のドレーン材の埋設は、油圧モーターなどでケーシングとその先端に設けた先端部材を一体回転させ先端部材により土を掘削し、ケーシングを地中に打設した上、ケーシング内にドレーン材を導入し、その後、ケーシングの先端部材とドレーン材を地中に残した状態でケーシングだけを引き上げることにより行われている。
【０００５】
この点、上記支持杭本体の周囲にドレーン材を設けて支持杭の埋設と同時にドレーン材を埋設することも考えられているが、前述のとおり回転貫入式の支持杭は、それ自体が油圧モーターで回転されることで埋設されるため、その回転中に地中の土が支持杭周囲に設けたドレーン材を傷めてしまい、支持杭が埋設されたとしてもドレーン材は使い物にならなくなるためこのような方法は取ることができない。
【０００６】
そのため、この液状化対策としてのドレーン材の埋設と前述の地盤安定化のための支持杭の埋設を同時に行うことはできず、各埋設は別々に行われており、費用も労力も負担が大きいという現状があった。そこで本発明者は、従来の支持杭の埋設方法を利用して支持杭の埋設と同時にドレーン材を埋設するのではなく、従来のドレーン材の埋設方法を利用して支持杭とドレーン材を同時に埋設するということを着想し、この点についてさらに鋭意検討した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２８１２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のドレーン材の埋設は、前述のとおり、ケーシングとその先端に設けた先端部材を一体回転させ先端部材により土を掘削し、ケーシングを地中に打設した上、ケーシング内にドレーン材を導入し、その後、ケーシングだけを引き上げることでドレーン材を埋設している。そのため、このドレーン材埋設方法を利用して支持杭の埋設を同時に行うためには、ドレーン材に代わりドレーン材が周囲に設けられた支持杭自体をケーシング内に導入すればよいとも考えられる。
【０００９】
しかしながら、かかる方法で導入できるのはケーシングの内径以下の外径を有する支持杭だけであり、管軸方向に垂直に広がる翼を有するオーガーを下端に有する支持杭をケーシング内に導入することはできない。そのため、オーガーの翼の大きさがケーシング内径により制約を受け、かかる方法で埋設した支持杭では上下方向の引き抜き耐力を十分に確保することはできないという問題がある。
【００１０】
また、ケーシング下端部には最終的に地中に残る先端部材が設けられているが、ケーシング内に導入した支持杭と先端部材は接しているだけで相互に接続されていないため、先端部材を利用して上下方向の引き抜き耐力を確保することもできない。結局、従来のドレーン材埋設方法を利用したとしても、支持杭とドレーン材の埋設を同時に行うことができないという問題が解消することはなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は以上の点に鑑み、簡単な構成により支持杭とドレーン材の埋設を同時に行うことができる連結型支持杭並びにその連結型支持杭の埋設、解体及び撤去方法を提供することを目的としている。
【００１２】
本発明による連結型支持杭は、中空円筒状の外形を有し、その外周面にドレーン材が設けられた本体部と、中空円筒状の外形を有する円筒部を有し、該円筒部の下端に前記本体部を地中で支持するための支持部が設けられ、該支持部の底面に土を掘削するための掘削部が設けられた先端部と、を備えた連結型支持杭であって、前記円筒部内に前記本体部の下端が挿入され、前記円筒部の底面と前記本体部の下端とにそれぞれ設けられた連結装置により先端部と本体部とが連結されることを特徴とする。
【００１３】
本発明による連結型支持杭の本体部と先端部に設けられる連結装置は、好ましくは、一方が棒状部材からなり、他方が前記棒状部材の回転を利用して係止する係止部材からなる。
【００１４】
本発明による連結型支持杭の棒状部材は、好ましくは、その一端が前記本体部の下端の中空円筒内壁に、他端が中空円筒内壁で一端に対向する位置に固定され、前記本体部の下端面に略水平になるように設けられる。
【００１５】
本発明による連結型支持杭の係止部材は、好ましくは、前記円筒部の底面において対向するように少なくとも２か所に設けられ、各係止部材は、底面に固着され上方へ向けて伸びると共に、前記棒状部材を挟持するため挟持部を少なくとも一つ備えている。
【００１６】
本発明による連結型支持杭の各係止部材の挟持部は、好ましくは、前記先端部を地中へ埋設する際の回転方向と逆方向に回転することによって係合する方向に設けられている。
【００１７】
本発明による連結型支持杭の各係止部材は、好ましくは、挟持部を二つ備えている。
【００１８】
本発明による連結型支持杭は、好ましくは、前記先端部の円筒部の内壁に前記本体部を位置決めするためのガイド手段が設けられている。
【００１９】
本発明による連結型支持杭の本体部は、好ましくは、前記先端部と連結される下端近傍の中空円筒径を大きくした。
【００２０】
本発明による連結型支持杭の埋設方法は、前記のいずれかの連結型支持杭の埋設方法であって、連結型支持杭埋設用のケーシングの下端に設けられたアタッチメントに対して、前記連結型支持杭の先端部を係合させた状態で、前記ケーシングと前記先端部を一体的に回転させ、前記ケーシングと前記先端部を埋設する段階と、前記ケーシング内に前記連結型支持杭の本体部を導入する段階と、前記連結型支持杭の先端部と本体部を連結する段階と、前記ケーシングの下端から前記先端部を離脱させる段階と、前記ケーシングを地中から引き上げる段階と、を含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明による連結型支持杭の埋設方法は、好ましくは、前記連結型支持杭の先端部と本体部を連結する段階において、前記本体部と前記先端部のそれぞれに連結装置を設け、前記連結装置は一方が棒状部材とし、他方が前記棒状部材の回転を利用して係止する係止部材とし、当該連結装置間の係合を利用して連結する。
【００２２】
本発明による連結型支持杭の埋設方法は、好ましくは、前記連結型支持杭の先端部と本体部を連結する段階において、前記本体部を回転させ、前記本体部の下端に設けられた棒状部材と前記先端部の円筒部の底面において対向するように少なくとも２か所に設けられ、それぞれの一端が底面に固着され上方へ向けて伸びると共に前記棒状部材を挟持するための挟持部を少なくとも一つ備えた二つの係止部材とを係合させて連結する。
【００２３】
本発明による連結型支持杭の埋設方法は、好ましくは、前記本体部を回転させる際、前記棒状部材を水平に回転させ、前記係止部材の一端に接触させることにより、前記係止部材と棒状部材とを係合する。
【００２４】
本発明による連結型支持杭の埋設方法は、好ましくは、前記本体部を回転させる際、前記ケーシングを埋設する段階のケーシング回転方向と逆方向回転させることにより、前記棒状部材と前記係止部材とを係合する。
【００２５】
本発明による連結型支持杭を解体する方法は、地中に存在する前記いずれかの連結型支持杭を解体する方法であって、地上に存在する連結型支持杭の本体部の上端部分に回転駆動機構を取り付ける段階と、前記回転駆動機構を、前記棒状部材と前記係止部材の係合に際して前記本体部を回転させた方向と逆方向に回転し、前記棒状部材と前記係止部材との係合を解除する段階と、前記本体部の上端を上方へ引き上げながら前記回転駆動機構を回転し、連結型支持杭の前記本体部を引き抜く段階と、を含むことを特徴とする。
【００２６】
本発明による連結型支持杭を撤去する方法は、地中に存在する前記いずれかの連結型支持杭を撤去する方法であって、地上に存在する連結型支持杭の本体部の上端部分に回転駆動機構を取り付ける段階と、前記本体部の上端を上方へ引き上げながら、前記回転駆動機構を前記先端部の埋設の際に前記先端部を回転させた方向と逆方向に回転し、前記連結型支持杭を前記本体部と前記先端部との係合を維持した状態で、前記連結型支持杭を引き抜く段階と、を含むことを特徴とする。
【００２７】
前記いずれかの連結型支持杭の埋設方法に使用する連結型支持杭の回転装置であって、把持可能な回転用ハンドルを備えた土台部と、前記土台部に接続され本体部を探索するための錘形状からなる探索部と、前記土台部側部から下方に伸び本体部を回転させるための回転具と、を有する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の連結型支持杭によれば、本体部と先端部を連結するという発想により、本体部と先端部の地中への埋設のタイミングをずらすことが可能となり、ドレーン材を傷めることなく容易に地中へ埋設しえるとともに、先端部の支持部によって上下方向の力に対する引き抜き耐力を確保することができる。これによりドレーン材と支持杭を別々に導入する必要もなくなり、支持杭とドレーン材の埋設を同時に行うことができないという問題を解消しつつ、ドレーン効果を有し、かつ、強固な引き抜き耐力を有する支持杭を提供でき軟弱な地盤の地盤安定化を図ると共に液状化対策が同時に可能となる。
【００２９】
また、本体部と先端部に設けられる連結装置を棒状部材と前記棒状部材の回転を利用して係止する係止部材とすることで簡易かつ強固な係合を実現でき、引き抜き耐力を確保でき、さらに、棒状部材の形状と係止部材の形状、配置等を工夫することにより、より簡単な構成にて連結し得る。
【００３０】
さらに、本発明の連結型支持杭の埋設方法によれば、従来のドレーン材埋設方法を利用するため、工程を大幅に修正することなく兼用することもでき、さらに形状、配置等に工夫を加えられた棒状部材、係止部材をより簡単に連結しつつ、引き抜き耐力を強固にした連結型支持杭を埋設することができる。また、本発明の連結型支持杭の解体、撤去方法によれば、簡単に工程にて連結型鋼支持杭を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による連結支持杭の正面図
【図２】本体部の斜視図及びＡ‐Ａ断面図
【図３】本体部の他の実施形態の斜視図及びＢ‐Ｂ断面図
【図４】先端部を底面からみた斜視図及び底面図
【図５】先端部を上面からみた斜視図及び上面図
【図６】先端部と本体部の接続を説明する図
【図７】係止部材に関する他の実施形態の斜視図
【図８】連結装置に関する他の実施形態の説明図
【図９】本発明の連結支持杭の埋設に使用する装置に関する説明図
【図１０】本発明の連結支持杭の本体部の回転に使用する回転装置に関する説明図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の連結型支持杭１は、図１に示されるように、中空円筒状の外形を有し、その外周面にドレーン材４が設けられた本体部２と、中空円筒状の外径を有する円筒部３１、該円筒部の下端に本体部２を地中で支持するための支持部３２、該支持部の底面に土を掘削するための掘削部３３を有する先端部３とを備えており、先端部３の円筒部３１内に本体部２の下端が挿入され、先端部３の有底円筒内の底面と本体部下端にそれぞれ設けられた連結装置６、７により本体部２と先端部３が連結されている。
【００３３】
より詳細に説明すると、本体部２は、図２に示されるように、鋼管製の中空円筒杭にその外周面にドレーン材４が設けられ、中空円筒の下端内壁には棒状部材６１からなる連結装置６が設けられている。なお、中空円筒の内部には、最終的にセメントやモルタルが注入される。本体部の材質、長さ、内径、外径などはその用途により適宜選択される。また、本体部２の上端近傍の外周面には、本体部の回転を容易にするための図示しない又は図９に示される係合凸部２１を備えていてもよい。
【００３４】
ドレーン材４は、本体部２の外周面に設けられるため鋼管製の中空円筒杭の外径よりも大きい内径を有する中空円筒形状からなる。外径については、後述するようにケーシング内に導入されるものであるため、ケーシングの内径以下であればよい。また、一般的にドレーン材は通水性確保等の観点から立体網目構造が採用されているが、これに限定されるものではない。さらに、ドレーン材の材料、材質等は通水性を有しドレーン効果を発揮するものであればどのようなものでもよい。
【００３５】
本体部２は、下端近傍において下端方向へ向けて円筒径が徐々に大きくなるような形状とすることが好ましい。すなわち、本体部２の下端には連結装置６が配置され、当該連結装置６が先端部３の連結装置７と後に係合することとなるため、本体部の下端の円筒径を大きくしてやることで、連結装置６、７を配置する際の空間的自由度を広げることができ、連結装置６、７の部材も大きく強固なものにでき、結果、先端部３との接続をより強固にすることができる。勿論、本体部２の下端近傍の円筒径を大きくすることなく、本体部全てにおいて同径とすることも可能であり、このような構成であっても本発明の目的は達成される。
【００３６】
また、本体部２の下端近傍において下端方向へ円筒径が徐々に大きくなる構成ではなく、図３に示されるように、本体部下端近傍の円筒径のみを大きくする構成（本体部は、正面視逆Ｔ字状の構成となる。）としてもよい。このような構成とすることで、下端に向けて円筒径を徐々に大きくする構成等に比して、ドレーン材４を設けることができる面積が広がり、ドレーン材の面積低下によるドレーン効果低下を最小限とすることができる。
【００３７】
さらに図２や図３においては、本体部２の下端の円筒径が円筒外周面に設けられたドレーン材４の外径と略同一となる構成が開示されているがこれに限定されない。本体部２の下端は先端部３の円筒部３１内に挿入されるものであるため、その円筒外径は先端部３の円筒部３１の内径以下であれば、その大きさは問わない。また、ドレーン材は、管軸方向においては本体部の円筒上端まで伸びていても上端近傍の図示しない係合凸部付近まで伸びていてもよい。
【００３８】
本体部２の下端に設けられる連結装置６は図２や図３等では棒状部材６１からなり、その材質は、先端部の連結装置７との係合の関係で一定の強度が必要であり、また、支持杭の内壁材料との関係等を考慮すれば鋼材料であることが好ましい。棒の形状、その径等については特に限定はなく、連結装置７との関係で適宜選択される。棒状部材は、図２や図３に示されるように、一端が本体部の下端の中空円筒内壁に、他端が同円筒内壁で一端に対向する位置に固定され、中空円筒下端面に対して略水平になるように設けられる。このような構成にすることで、後述するように先端部３の連結装置（係止部材）７との係合を容易にするととともに、係合後に本体部２と先端部３の間にズレや傾きが発生することを防止できる。なお、棒状部材の円筒の内壁への固定は溶接等の方法が考えられるが、その方法は問わない。
【００３９】
先端部３は、図１、図４、図５に示されるように、中空円筒状の鋼管からなる円筒部３１、円筒部３１の下端に支持部３２、支持部３２の底面に土を掘削するための掘削部３３が設けられ、円筒部３１底面には、本体部３と連結するための連結装置７が設けられる。
【００４０】
先端部３の掘削部３３は、図１及び図４に示されるように、その下端から下方（図４は底面からの図である）に向かって突出する二つの爪３３ａ，３３ｂからなり、爪３３ａ、３３ｂは、中心付近において互いに接する位置で下方（図４(a)は底面図のため上方）に延びている。これにより、ケーシングの回転駆動に伴って先端部３が中心軸の周りに回転し、土を掘削する。この掘削部３３は、支持部３２の底面に溶接により固着されてもよいし、支持部３２や円筒部３１と共に一体成型により製造されてもよい。爪の構成についても掘削効果があるものであればいずれの形態でも構わない。
【００４１】
先端部３の支持部３２は、図１及び図５に示されるように、鋼平板を折曲加工し翼形状としたものが円筒部３１の下端に管軸方向に対して略直角に固着されている。なお、支持部３２は円筒部３１と固着されるのではなく両者が一体成型により製造されていてもよい。翼形状は、図５等では一部に切り欠きが設けられ、かつ、支持部の約四分の一が管軸方向に対してそれぞれ上側及び下側へ傾斜した構成となっている。かかる構成とすることで、掘削部３３と相まって地中の土の掘削を容易化しているが、形状についてはこれに限定されない。また、支持部３２は、杭全体としての引き抜き耐力を向上させるために設けられるものであるから、管軸方向に対して垂直方向の外径が大きいほうが好ましい。また、支持部３２は、引き抜き耐力が向上し得る形状であればどのような形状でもよい。
【００４２】
先端部３の円筒部３１は、中空円筒からなり、外周面上部に後述するよう係合凸部としてのコマ８が取り付けられる。円筒部３１は、後述するとおりケーシング１３のアタッチメント１４とコマ８を使用して係合させ、先端部３とケーシング１３を同時に回転させるためのものであるから、円筒部３１の外径はケーシング１３の内径と略同一か僅かに小さくなるように設定される。
【００４３】
さらに先端部３の円筒部３１は、その円筒内壁の上端付近の互いに対向する位置に突出した複数の鋼製のガイド手段９を備えている。通常、本体部２の外径は、円筒部３１の内径と比較して小さいため、本体部２を上方より導入すれば、本体部２は円筒部３１の中心に必ず配置されるものではなく、ズレが生じることがある。しかし、このガイド手段９は、円筒部の内壁から突出して設けられているため、本体部２が導入された後、本体部がガイド手段９に衝突することによって位置ズレが補正され、本体部２を円筒部中心に容易に導入することができる。また、図５（ａ）等に示されるように、ガイド手段９を円筒部３１の上方から下方に向けて傾斜面を有する側面視台形状の突出形状とすれば、傾斜部の働きによって本体部の位置を自動的に補正し、本体部２を円筒部中心にさらに容易に配置させることが可能となる。なお、ガイド手段の材質、大きさ等は適宜選択され、内壁への固着についは溶接等により行われる。
【００４４】
円筒部３１の底面には、連結装置７が設けられ、図５等に示される例では当該連結装置は棒状部材６１の回転を利用して係止する係止部材７１、７２からなる。より具体的には、たとえば、係止部材７１、７２は、図５（ａ）に示されるように先端部の底面において、対向するように配置され、それぞれの一端は底面に固着され上方へ向けて伸びると共に、棒状部材を挟持するための挟持部を有し、鋼製でフック形状からなる。なお、円筒部３１の底面は、支持部３２と円筒部３１が別で作製され溶接等により固着される場合、円筒部３１側は無底の円筒形状であっても、有底の円筒形状であってもよい。無底の円筒形状の場合、底面は支持部３２の表面により形成されることとなる。また、円筒部３１の底面は、支持部３２の翼の形状により十分な底面を設けることができないような場合には、翼の形状と干渉しない位置まで底上げされていてもよい。
【００４５】
この係止部材と本体部２の下端に存在する連結装置（棒状部材）との係合は図６で示される通り、次の通り行われる。すなわち、本発明の連結型支持杭を用いて杭打ちを行う場合、後述するように地中に埋め込まれた先端部３に対して、ケーシング１３を介して上方から本体部２が先端部３の円筒部３１内へ落下してくることになる。落下後の本体部２と先端部３の連結装置６（６１）、７（７１、７２）との関係を示すと、図６（ａ）で示されるように本体部２の下端に設けられた棒状部材６１が円筒部３１の底面に到達せず係止部材７１、７２上に乗りかかっている場合と、図６（ｂ）で示されるように、円筒部３１の底面に到達している場合がありえる。前者の場合には、本体部２を回転装置により僅かに反時計まわりに回転すれば、棒状部材を底面に到達させることができ図６（ｂ）と同じ状態とすることができる。その後、本体部２を反時計まわりに回転させることで、棒状部材も円筒部３１の底面において回転し、図６（Ｃ）に示されるように、底面に固着され上方へ向けて伸びる係止部材の底面付近の一端と接触し、棒状部材の回転が止まり、それと同時に棒状部材の回転停止位置の上方には、係止部材７１、７２の挟持部が存在することになる。かかる構成となることによって、本体部２の上方への引き上げにおいて、図６（ｄ）に示されるように棒状部材６１が係止部材７１、７２の挟持部に引っかかることになり、本体部の上方への引き上げを防止し、杭全体の引き抜き耐力を向上させることができるようになる。
【００４６】
係止部材７１、７２は、図５や図６等に示される例では棒状部材６１が回転可能な幅の間隔をあけて対向するように同形状のものが一つずつ配置されているが、係止部材は少なくとも２か所に設けられていればその数はさらに多くてもよい。たとえば、係止部材７１に近接する位置に係止部材７１と同様の形状の係止部材をさらに設け、係止部材７２の近傍にも同様に係止部材７２と同様の形状の係止部材をさらに設け、合計４つの係止部材を使用することもできる。これによれば、二つの係止部材を利用する場合と比較して、強い強度が得られる。また、この係止部材は、それぞれ、一端が底面に固着され上方へ向けて伸びると共に棒状部材を挟持するための少なくとも一つの挟持部を有する形状であれば、どのような形状でもよい。たとえば、他の実施形態としては図７（ａ）に示されるようなＬ字形状の他、二つの挟持部を有するＴ字形状（図７（ｂ））、両フック形状（図７（ｃ））などが考えられる。いずれにせよ本体部を上方へ引き上げた際、棒状部材６１が係止部材７１、７２の挟持部に引っかけることができ、これにより本体部を上方へ移動するのを防ぐことができる。
【００４７】
さらに係止部材の挟持部は、挟持部が一つの場合（Ｌ字型、フック型）には、後述するように、ケーシング埋設の際の先端部３の回転方向と逆回転によって係合される向きに開口している形状からなることが後に容易に本体部と先端部を連結させたまま撤去することができるという点で好ましい。
【００４８】
なお、ここまでは本体部２の下端に設けられる連結装置６が棒状部材６１、先端部３の円筒部３１の底面に設けられる連結装置７が係止部材７１、７２からなる構成で説明したが、連結態様はこれに限られるものではない。他の実施例としては、本体部２の下端に設けられる連結装置６として前述の係止部材７１、７２を用い、先端部の円筒部３１の底面に設けられる連結装置７に棒状部材６１のようなものが用いることもできる。たとえば、図８に示すように、本体部２の下端に係止部材を設けるような場合には本体部２の下端に溶接等により別途底部を設け、その底部上にフック形状などからなる係止部材７１、７２を設ける。他方、円筒部３１の底面には、上記係止部材と係合するための係合領域を有する二点において底面と接触する棒状部材を設ける。これにより係合させることが可能となる。その他、本発明では支持耐力を得られる限り、係合部材は必ずしも２つ設ける必要はなく、一つであっても構わない。
【００４９】
次に本発明の連結支持杭の埋設方法に使用する装置について説明し、その後、本発明の連結支持杭の埋設方法等を説明する。
【００５０】
図９は、本発明による連結支持杭の埋設に使用するための打設装置の一例の構成を示している。図９において、打設装置は、関節または伸縮機構により先端位置を三次元方向に移動可能なブームを有する建設機械１１と、ブームの先端に垂下された鉛直回転軸を備えた回転駆動機構１２と、回転駆動機構の回転軸の下に設けられ、周面に直径方向に凸出した掻取部材を備えた細長い中空円筒状のドレーン材埋設用のケーシング１３とを備えている。
【００５１】
ケーシング１３は、中空円筒状の鋼管から構成されており、その上端の周面から半径方向外側に突出し、回転駆動機構１２の下端に設けられたケーシング保持部に接続され、ケーシング１３の下端にはアタッチメント１４が設けられて、その下端のアタッチメント１４を介して、後述するとおり後に先端部３が装着される。
【００５２】
アタッチメント１４は、中空円筒状の鋼管から構成されており、その内径は、先端部３が下方から緩く嵌入する程度の内径に選定されている。ケーシング１３の下端では、アタッチメント１４の上端が取り付けられている。アタッチメント１４は、その周面に先端部３中の円筒部３１のコマ８を受容するための係合溝１５を備えている。
【００５３】
このような構成の打設装置によるケーシングの打設そして連結型支持杭の埋設は、以下のようにして行なわれる。
【００５４】
図９に示されるように、打設装置の回転駆動機構１２に吊り下げられたケーシング１３の下端に設けられたアタッチメント１４に対して、下方から先端部３を配置し、アタッチメント１４の係合溝１５と先端部３の円筒部のコマ８を係合させる。続いて、打設装置を操作することにより、ケーシング１３の下端が埋設位置の直上に位置合わせされ、回転駆動機構１２が作動することにより、ケーシング１３からアタッチメント１４を介して先端部３が回転駆動（たとえば図９では時計回りに回転）される。これにより、先端部３の爪が地中の掘削を開始し、所定の深さまで掘削する。目的の深さまでの地中の掘削が終了すれば、回転駆動機構１２を止め、回転駆動機構１２をケーシング１３から外し、ケーシング１３の上端から本発明の連結型支持杭の本体部２をケーシング１３内へと導入する。
【００５５】
このとき本体部２は、自重によりケーシング１３内を落下し、その下端がアタッチメント１４の先に接続されている先端部３の円筒部３１の底面付近にて衝突する。ここで本体部２は、先端部３１への衝突の際に、その下端が先端部３の円筒部３１内のガイド手段９によって円筒部３１の中心に位置するように補正されつつ降下して、底面まで進んだ段階では、本体部２の下端は先端部３の円筒部３１内の所望の位置（中心位置）に位置決めされる。
【００５６】
そして、地中のケーシング１３内部の下方では、先端部３と本体部２の下端が、図６（ａ）に示されるように、円筒部３１の底面にあるフック形状の係止部材７１、７２の上部に本体部２の下端に設けられた棒状部材６１が乗った状態となっているか、図６（ｂ）で示されるように、棒状部材６１が円筒部３１の底面に接する状態となっている。そして、係止部材上に棒状部材６１が乗ってしまっている場合には、回転装置により本体部２を僅かに反時計回りに回転することで棒状部材６１を回転させ、棒状部材６１を係止部材が存在しない底面部分に到達させる。その後、本体部２をさらに反時計回りに回転させることで、棒状部材６１は円筒部の底面において水平方向で回転し、図６（ｃ）に示されるように棒状部材６１が係止部材の７１、７２の一端に衝突することにより棒状部材６１の回転が止まると同時に、棒状部材６１の回転停止位置の上方に係止部材７１、７２の挟持部が存在することとなる。これにより、図６（ｄ）に示されるように、本体部２の上方への引き上げにおいて、棒状部材６１が係止部材７１、７２にひっかかり係合されることになり、本体部の上方への引き上げを防止でき、杭全体の引き抜き耐力を向上させることができる。
【００５７】
また、本体部２を回転させる方向は、ケーシング１３と先端部３を埋設する段階のケーシング、先端部の回転方向と逆方向回転（本図面では反時計回りに回転）させることが、本体部２と先端部３を撤去する際、本体部と先端部を分離せず容易に撤去できるようになる点で望ましい。すなわち、ケーシング、先端部３の埋設時の回転方向と逆方向回転させて棒状部材６１と係止部材７１、７２を係合するには、たとえば、ケーシングや先端部の埋設が時計回りの回転で行われる場合で、かつ、Ｌ字型や片フック型のような一つの挟持部しかない係止部材が使用される場合、棒状部材６１と係合させるためには、図６、図７（ａ）に示されるように、同係止部材は図面正面視手前左側、奥右側が開口された形のものを使用する必要がある。そして、後に本体部２と先端部３を分離することなく撤去する必要が出た場合、本体部２の上端をケーシングや先端部の埋設方向と逆方向回転して引き抜くことが必要となるが、ケーシング埋設方向と逆回転されたとしても、棒状部材と係止部材の係合は解除されず（係合を解除するためには本体部をケーシング先端部回転方向に回す必要がある。）、強固な係合状態を保つことができ、本体部２と先端部３を分離することなく容易に撤去することが可能となる。なお、上記は、あくまで事後的に撤去することを想定した場合のことであり、撤去を想定しないような場合や、Ｔ字型や両フック型のように２つの挟持部を備えた係止部材７１、７２を用いる場合には、回転方向は特に気にしなくてよい。
【００５８】
この本体部２を回転させるには、たとえば図１０に示すような回転装置が用いられる。回転装置は、把持可能な回転用ハンドル９３を備えた土台部９０と土台部に接続され本体部を回転させるための錘形状からなる探索部９１と、前記土台部側部から下方に伸び本体部を回転させるための回転具９２とを有する。
【００５９】
回転具９２は、本体部２を回転させる機能を有するものであればどのような形状であってもよく、図１０では、本体部上端付近に設けられた係合凸部２１にひっかけて固定するための棒状部材からなる。土台部９０、についてもケーシング内に導入できる形状であれば特に限定はなく、その材質についても特に定めはない。また、探索部９１は、ケーシング内部に導入された本体部２の上端の中空部分を探索し、回転のための位置決めをするためのものである。すなわち、ケーシング上部から導入された本体部は通常ケーシングの長さよりも短いものであるため、本体部２がケーシング内部に完全に入り込んでしまい、ケーシング上部から直接本体部を回転させることが難しい。そこで、先の尖った錘状からなる探索部を先端に設けることで、回転装置をケーシング上部から中に導入し、当該探索部の先端部分によりケーシング内部にある内径の小さい本体部の上端の中空部分を探し当てることが可能となり、回転するための位置決めを容易にすることができるようになっている。
【００６０】
このような回転装置を使用する場合には、たとえば、本体部２をケーシング内に導入した後、回転装置をケーシング内部へさらに導入し、回転装置によって、本体部２を探索した上で、本体部２内に探索部９１を入れると共に、側部に設けられた回転具９２と本体部上部に設けられた係合凸部２１を係合させた上で、土台部９０上に設けられている把持可能な回転用ハンドル９３を回転させることにより、本体部２を回転させる。勿論、このような回転装置を使うのではなく、他の方法で回転させても本発明の目的は達成される。
【００６１】
本体部２の回転により本体部と先端部を係合した後、再び回転駆動機構１２の下端にケーシング１３の上端を係合させて、打設装置を操作することにより回転駆動機構１２を作動させ、ケーシング１３を掘削時の回転方向とは僅かに逆回転させることによって先端部３とアタッチメント１４を完全に切り離す。その後、さらに回転駆動機構１２により、逆回転をすることでケーシング１３が上方に引き抜かれる。なお、その際、回転駆動機構１２を作動させて、ケーシング１３を掘削時の回転方向とは逆回転させることによって、ケーシング１３の周面に備えられた掻取部材により、ケーシングの周囲の土が掻き取られて、下方に向かって押し込まれることとなり、先端部３及び本体部２が連結された状態で地中に埋設されるので、連結型支持杭として確実に地中に残ることになる。そして、さらにケーシング１３が掘削時の回転方向とは逆回転しながら引き抜かれることにより、掘削された穴が周囲の土により埋め戻されるので、残土の発生も抑制されることになる。
【００６２】
このように本発明の連結型支持杭の埋設方法は、従来から存在するドレーン材埋設方法を一部改良した工程とすることで、ドレーン材埋設方法の各工程を大幅に修正することなく多くの点で兼用することもでき、さらに形状、配置等に工夫を加えられた棒状部材、係止部材をより簡単に連結しつつ、引き抜き耐力を強固にした連結型支持杭を埋設することができる。
【００６３】
次に、本発明による連結型支持杭を解体する場合について説明する。たとえば、住居の解体等により地中に埋設した連結型支持杭を除去しなければならない場合があるが、年月の経過により大きな先端部は地中において固まり、撤去することができないようなこともある。そのような場合には、せめて本体部だけを先端部と分離解体して、本体部だけを地上に回収することが必要となる。
【００６４】
本発明による連結型支持杭を解体するには、まず、地上部分に存在する連結型支持杭の本体部２の上端部分に打設装置の回転駆動機構１２の下に設けられたアタッチメント等に対して、下方から地上に存在する本体部の上端部分を配置し、回転駆動機構１２と本体部２の上端部分を連結させる。続いて、回転駆動機構１２を作動させ、本体部２を、本体部２と先端部３の係合に際して回転させた方向と逆方向に回転させる。この本体部２の逆回転は、先端部の円筒部底面に設けられた二つの係止部材７１、７２の間に棒状部材６１が配置される位置まで（約四分の一回転）行う。これにより、棒状部材６１と係止部材７１、７２との間の係合が解除され、本体部２は先端部３による引き抜き耐力を失うことになる。その後、本体部２の上端を上方へ引き上げながら回転駆動機構１２を埋設時と逆回転させることにより、連結型支持杭の本体部２を引き抜く。これにより地中に先端部３は残るが、本体部２だけは回収することが可能となる。
【００６５】
このように本発明の解体方法では、本体部の棒状部材と先端部の係止部材の係合が解除容易なもので形成されているため、その係合を本体部の僅かな逆回転によって容易に解除することができることができ、簡易に解体することが可能となる。
【００６６】
最後に本発明による連結型支持杭を撤去する場合について説明する。たとえば、住居の解体等により地中に埋設した連結型支持杭の本体部と先端部を両方とも撤去し、回収しなければならない場合に本発明が利用される。
【００６７】
本発明による連結型支持杭の撤去方法は、埋設されている連結型支持杭が、中空円筒状の外形を有し、その外周面にドレーン材が設けられた本体部と、中空円筒状の外径を有する円筒部を有し、円筒部の下端に本体部を地中で支持するための支持部が設けられ、支持部の底面に土を掘削するための掘削部が設けられた先端部とを備えた連結型支持杭であって、先端部の円筒部内に本体部の下端が挿入され、先端部の円筒部の底面と本体部の下端にそれぞれ設けられた連結装置により先端部と本体部とが連結される連結型鋼管杭であって、本体部に設けられる連結装置は一端が本体部の下端の中空円筒内壁に、他端が円筒内壁で一端に対向する位置に固定され、下端面に対して略水平になるように設けられる棒状部材からなり、先端部に設けられる連結装置は、棒状部材の回転を利用して係止し、先端部の底面において対向するように２か所に設けられ、それぞれの一端は底面に固着され上方へ向けて伸びると共に、棒状部材を挟持するため挟持部を備えたものであり、各係止部材の挟持部は、先端部を地中へ埋設する際の回転方向と逆方向に回転することによって係合する方向に設けられた連結型鋼管杭であれば利用することができる。
【００６８】
すなわち、本体部２に設けられる連結装置が棒状部材６１で、先端部３に設けられる係止部材７１、７２の挟持部が先端部を地中へ埋設する際の回転方向と逆方向に回転することによって係合する方向に設けられた連結型鋼管杭が本発明による撤去方法の対象となる。
【００６９】
このような連結型支持杭の撤去方法としては、まず、地上部分に存在する連結型支持杭の本体部２の上端部分に打設装置等の回転駆動機構１２の下に設けられたアタッチメント等に対して、下方から地上に存在する本体部２の上端部分を配置し、アタッチメント等を介して、回転駆動機構１２と本体部２の上端部分を連結させる。続いて回転駆動機構１２を作動させ、本体部２の上端を上方へ引き上げながら、回転駆動機構１２を、先端部３の埋設の際の先端部３を回転させた方向と逆方向に回転させる。このように先端部３を地中へ埋設する際の回転方向と逆回転に回転駆動機構を作動させつつ、本体部２の上端を上方へ引き上げれば、埋設と逆のステップを取ることとなり、スムーズに地中の埋設型鋼管杭を撤去することができる。そして、本発明に使用される連結型鋼管杭は、先端部３に設けられる係止部材７１、７２の挟持部が、先端部を地中へ埋設する際の先端部の回転方向と逆方向に回転することによって係合する方向に設けられているため、先端部を地中へ埋設する際の回転方向と逆方向に回転したとしてもかかる係合は解除されることもない。
【００７０】
このように本発明の撤去方法では、撤去の際本体部２の上端を上方へ引き上げながら、先端部３の埋設の際に本体部２を回転させた方向と逆方向に回転させることで、本体部２と先端部３とが分離することなく極めて容易に連結型支持杭全体を撤去することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲の技術的範囲には、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々、設計変更した形態が含まれる。
【００７２】
本発明は、以上のような構造及び方法により、将来大地震が来ても液状化対策を備えた連結型支持杭及びその埋設、解体、撤去方法を提供することができ、家を守ることができるようになる。
【符号の説明】
【００７３】
２：本体部
３：先端部
４：ドレーン材
６：連結装置
７：連結装置
８：コマ
９：ガイド手段
１２：回転駆動機構
１３：ケーシング
１４：アタッチメント
１５：係合溝
２１：係合凸部
３１：円筒部
３２：支持部
３３：掘削部
６１：棒状部材
７１：係止部材
７２：係止部材
９０：土台部
９１：探索部
９２：回転具
９３：回転用ハンドル
【図１】
2016089557.tif 000003
【図２】
2016089557.tif 000004
【図３】
2016089557.tif 000005
【図４】
2016089557.tif 000006
【図５】
2016089557.tif 000007
【図６】
2016089557.tif 000008
【図７】
2016089557.tif 000009
【図８】
2016089557.tif 000010
【図９】
2016089557.tif 000011
【図１０】
2016089557.tif 000012