(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空の杭本体と、
この杭本体の先端に当接されて、該杭本体の内側に突設される内側羽根部と外側に突設される外側羽根部とが一体に形成され、かつ杭本体を開端杭とするように設けられた、ほぼ一巻きの螺旋形状の掘削羽根と、
この掘削羽根の先端に設けられた掘削刃と、
噴出される流体物が杭先端部に行き届くように、前記掘削羽根の底部に設けられた流体物噴出口と、
この噴出口から噴出させるエアー、液体、粉体、グラウト材などの前記流体物を地上等から供給するための、前記杭本体内に設けられた供給管とを備え、
前記噴出口が前記掘削羽根の先端側又は後端側、あるいは先端側と後端側に設けられてなることを特徴とする回転圧入式杭。
【請求項２】
中空の杭本体と、
この杭本体の先端に当接されて、該杭本体の内側に突設される内側羽根部と外側に突設される外側羽根部とが一体に形成され、かつ杭本体を開端杭とするように設けられた、ほぼ一巻きの螺旋形状の掘削羽根と、
この掘削羽根の先端に設けられた掘削刃と、
噴出される流体物が杭先端部に行き届くように、前記掘削羽根の底部に設けられた流体物噴出口と、
この噴出口から噴出させるエアー、液体、粉体、グラウト材などの前記流体物を地上等から供給するための、前記杭本体内に設けられた供給管とを備え、
前記噴出口が、流体物が掘削地盤と均一に混合・攪拌出来るように、複数のノズルを放射状に設けてなることを特徴とする回転圧入式杭。
【請求項３】
前記掘削刃が、多角形状に屈折して形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転圧入式杭。
【請求項４】
前記噴出口側部あるいは前記供給管下方側部に開口部を設け、該開口部にエアー抜きや噴出口の洗浄などをするための補助管を接合してなることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の回転圧入式杭。
【請求項５】
噴出口が内側羽根部に設けられてなることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の回転圧入式杭。
【請求項６】
中空の杭本体と、この杭本体の先端に当接されて、該杭本体の内側に突設する内側羽根部と外側に突設する外側羽根部とが一体に形成され、かつ該杭本体を開端杭とするように設けられた、ほぼ一巻きの螺旋形状の掘削羽根と、この掘削羽根の先端に設けられた掘削刃と、この掘削刃及び杭先端部に向けて、噴出される流体物が先端部全域に行き届くように、前記掘削羽根の底部に設けられた流体物噴出口と、この噴出口から噴出させるエアー、液体、粉体、グラウト材などの流体物を地上等から供給するための前記杭本体内に設けられた供給管とを備え、前記噴出口が前記掘削羽根の先端側又は後端側、あるいは先端側と後端側に設けられてなる回転圧入式杭を、地中に回転圧入中に適宜、流体物を前記噴出口から噴出させながら、圧入埋設するようにしてなることを特徴とする回転圧入式杭の埋設方法。
【請求項７】
中空の杭本体と、この杭本体の先端に当接されて、該杭本体の内側に突設する内側羽根部と外側に突設する外側羽根部とが一体に形成され、かつ該杭本体を開端杭とするように設けられた、ほぼ一巻きの螺旋形状の掘削羽根と、この掘削羽根の先端に設けられた掘削刃と、この掘削刃及び杭先端部に向けて、噴出される流体物が先端部全域に行き届くように、前記掘削羽根の底部に設けられた流体物噴出口と、この噴出口から噴出させるエアー、液体、粉体、グラウト材などの流体物を地上等から供給するための前記杭本体内に設けられた供給管とを備え、前記噴出口が、流体物が掘削地盤と均一に混合・攪拌出来るように、複数のノズルを放射状に設けてなる回転圧入式杭を、地中に回転圧入中に適宜、流体物を前記噴出口から噴出させながら、圧入埋設するようにしてなることを特徴とする回転圧入式杭の埋設方法。
【請求項８】
グラウト材などの硬化材からなる流体物を、噴出口から噴出しながら回転圧入埋設して行くことにより、地盤を強化するようにしてなることを特徴とする請求項６又は７記載の回転圧入式杭の埋設方法。
【請求項９】
請求項１〜５の何れか１項記載の回転圧入式杭を回転圧入埋設する場合に、回転圧入埋設中適宜に流体物を前記噴出口から噴出して掘削し、最終埋設段階では硬化性グラウト材などからなる硬化性流体物を噴出して、掘削羽根下方地盤に固化体を造成することにより、杭先端地盤の強化を行うことを特徴とする回転圧入式杭の根固め方法。
【請求項１０】
請求項４に記載の回転圧入式杭を回転埋設し、所定の地層に打ち止めた後、前記補助管よりエアーまたは洗浄水を圧送し、前記供給管及び補助管内部を洗浄し、前記供給管及び補助管を前記噴出口より外して地上へ回収することを特徴とする回転圧入式杭の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水などの流体物を掘削部分に噴出させることにより掘削抵抗を少なくして鋼管杭を回転圧入して行く、あるいはグラウト材などの硬化性流体物を掘削した地中に噴出して根固めなどの地盤の強化を行う回転圧入式杭、回転圧入式杭の埋設方法並びに回転圧入式杭の根固め方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来技術として次のようなものがあった。
（１）特願昭６１−２４６４２１号（基礎工事法）においては、先行してたて孔を築造した上で、螺旋状つばをつけた杭を回転圧入するものである。
（２）特公平４−５８８５０号（発明の名称：鋼管杭の埋設方法）においては、閉端鋼管杭本体の下部側部に略一巻きからなる螺旋羽根（翼）を設け、底板に下向きの掘削刃を複数設けると共に該底板にグラウト材を噴出させるための噴出口を設けた回転圧入杭が開示されている。
（３）特開平１０−２１９６８７号（発明の名称：鋼管杭埋設装置とそれらに用いられる鋼管杭）においては、開端鋼管杭本体の下部側部に略一巻きからなる螺旋状羽根を設け、該螺旋羽根の先端部位と後端部位の根本上部位（杭側部）に発泡剤を吐出するための吐出口が設けられ、この吐出口には杭本体内に立ち下げられた発泡剤を供給するための供給管が配設されてなる回転圧入杭が開示されている。
（４）特開平７−１８９２４９号（逆円錐状多翼鋼管杭の埋設工法）は、ほぼ特公平４−５８８５０号と同じ構成をしているが、上部に行くに従い一定比率で拡径していく羽根を多段に設けている。
（５）特開平１１−２２２８５４号（発明の名称：ねじ込み式鋼管杭の施工方法）においては、鋼管杭本体の下方側部や端に２枚の鋼板をずらすようにして取り付けて形成した掘削羽根を設けて開端杭あるいは閉端杭を形成し、杭本体側部や底部中央からグラウト材を噴出させるようにしてなる回転圧入杭が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術は次の述べるような問題を持つものであった。
（１）特願昭６１−２４６４２１号に開示されている技術は、たて孔を掘削するときに残土が発生する。この残土の処分に手間及び費用が掛かる。またエヤーモルタル等を注入する前段取りとして、杭の上部にパイプを通した上で鉄筋コンクリートや鋼板で塞ぐ必要があり、作業が煩雑であり、作業性が悪い。ゴムチューブを使用しない場合、注入したエヤーモルタルが地盤中に拡散しており、環境に悪影響を与えている。
【０００４】
（２）特公平４−５８８５０号に開示されている技術は、底板からグラウト材などの流体物を噴出可能とするものであるが、杭の先端が底板で塞がれており、このため地中に貫入するときのトルクが開端杭に比べて大きくなり、施工性が悪い。また、底板とは別に外周面に杭本体外径のほぼ２倍強の螺旋翼をつけており、杭材料として加工度が高くなっている。
また、螺旋羽根が噴出口の上方の外側に設けてなる構成であるので、底板の掘削刃により掘削された土砂と流体物が攪拌混合され、混合流体物となって螺旋羽根に行くもので、螺旋羽根の全域には行き届かず、螺旋羽根の地盤の掘削抵抗の低減効果を期待できるものではない。
この従来技術は、根固めを目的としているが、その根固めも、回動させながら上下動させて行なうものであるため、逆転で上昇、正転で貫入する動きとなり（正転のまま、あるいは逆転のまま上下動させることは、施工機械への負荷が非常に大きくなるため不可能である）、周辺土とのミキシングは十分でなく、ソイルセメントの品質は良くならない。
【０００５】
（３）特開平１０−２１９６８７号に開示されている技術は、杭本体の側部に設けられた螺旋状羽根の掘削刃の杭側根元に吐出口を設けてなるものであり、これは、吐出口から噴出された発泡剤は、掘削刃に掘削された土砂と共に回転する杭本体の側壁に沿うように、掘削刃の全体に行き届く前（殆ど行き届かない）に該掘削刃の後方へと追いやられて行き、螺旋羽根の地盤の掘削抵抗の低減効果が低いものである。発泡液を使用する場合は、水やエアー等に比べれば、特殊な材料であり、中途の側壁地盤や杭先端地盤に硬化剤を注入し、地盤を強化することができない。
【０００６】
（４）特開平７−１８９２４９号（逆円錐状多翼鋼管杭の埋設工法）は、ほぼ特公平４−５８８５０号と同じ問題点を持つものであるが、多段に羽根を設けることが、非常にコスト高になる。
（５）特開平１１−２２２８５４号に開示されている技術は、杭底部中央に噴出口を設け真下に向けて流体物を噴出するというものであり、これは、前述した（２）の従来技術と同じような問題を持つものである。
また、羽根が平板状であるため、羽根の先端部から後端部に至るまで、地盤から受ける反力方向が杭の貫入方向に対して角度を持つことになる。これは貫入効率の低下を示すものである。また平板であるため、貫入の際に羽根が同一軌道を通ることが不可能であり、その分周辺土を損傷していることになり、その損傷度合いは螺旋羽根に比べて大きいものとなる。
【０００７】
上記の従来技術以外にも、杭の埋設方法は存在するが、それらの埋設および根固め方法に共通する問題点として、
１．杭体となる硬化材と、地盤との置き換え分の残土（廃土）が発生する、
２．支持地盤面をオーガーで掘削破壊するので、硬化体の強度は確保できたとしても、掘削土を残土として取り除いてしまうので杭及び硬化体を支持する支持地盤そのものを緩めてしまう、
３．掘削土を取り除いてしまうものであり、中途の側壁地盤に硬化材と土を混合し、中途の側壁地盤を強化することができない、
４．掘削土を取り除くために、硬化体を形成するために大量の硬化材を必要とする、
【０００８】
５．硬化速度の早い硬化材の使用は、二種類の部材を混合して硬化材を地上から供給していたのでは、地上のものの硬化が進行するので使用し難いものであった。このため、硬化時間の長い硬化材の使用に限定され、施工期間が長くなる、
６．供給管やノズルの詰まりの解消などのために洗浄する場合、供給管から洗浄水などの洗浄剤を掘削地盤に放出されるので、洗浄を行うことが大変に難しい。７．底板と該底板に掘削刃と噴出口を設けてなるものであるので、底板及び掘削刃とその取付コストがかかり、また、杭本体側部に螺旋羽根を設けているので、非常に加工精度が高いものとなり、製造コストが嵩む。
等の諸問題を持つものであった。
【０００９】
本発明は以上のような従来技術の持つ問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、掘削トルク（杭の回転トルク）を大幅に低減することができ、且つ、硬化材と掘削土砂と良質な混合を得ることができる回転圧入式杭、回転圧入式杭の埋設方法並びに回転圧入式杭の根固め方法を提供するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は次に述べるようになっている。
＜請求項１記載の回転圧入式杭の発明＞
中空の杭本体と、この杭本体の先端に当接されて、該杭本体の内側に突設する内側羽根部と外側に突設する外側羽根部とが一体に形成され、かつ該杭本体を開端杭とするように設けられた、ほぼ一巻きの螺旋形状の掘削羽根と、この掘削羽根の先端に設けられた掘削刃と、噴出される流体物が杭先端部に行き届くように、前記掘削羽根の底部に設けられた流体物噴出口と、この噴出口から噴出させるエアー、液体、粉体、グラウト材などの前記流体物を地上等から供給するための、前記杭本体内に設けられた供給管とを備え、前記噴出口が前記掘削羽根の先端側又は後端側、あるいは先端側と後端側に設けられてなることを特徴とする。
＜請求項２記載の回転圧入式杭の発明＞
中空の杭本体と、この杭本体の先端に当接されて、該杭本体の内側に突設する内側羽根部と外側に突設する外側羽根部とが一体に形成され、かつ該杭本体を開端杭とするように設けられた、ほぼ一巻きの螺旋形状の掘削羽根と、この掘削羽根の先端に設けられた掘削刃と、噴出される流体物が杭先端部に行き届くように、前記掘削羽根の底部に設けられた流体物噴出口と、この噴出口から噴出させるエアー、液体、粉体、グラウト材などの前記流体物を地上等から供給するための、前記杭本体内に設けられた供給管とを備え、前記噴出口が、流体物が掘削地盤と均一に混合・攪拌出来るように、複数のノズルを放射状に設けてなることを特徴とする。
「噴出」とは噴射、注出なども含む概念であり、エアー、液体等を噴出させることによって、回転トルクを小さくでき、グラウト材等を噴出させることによって、地盤を強固にすることができる。
「噴出口」は噴出ノズルを含む概念である。
「杭先端部」とは、掘削刃を含む先端部であり、杭本体の先端に当接された螺旋羽根の近傍であり、羽根の下端からほぼ羽根ピッチ分上方への部分を指す。したがって流体物は、掘削刃および掘削直前の地盤に直接的に噴出される。
「羽根」とは、杭先端部に取り付けられて、螺旋状の鋼板からなり、回転しながら地盤を掘削していくものであって、鋼管径の１．２倍〜３．０倍程度の直径を有する。鋼管杭先端開口部に下から当接したものであり、杭側面部に接合したものとは異なるものである。
「杭本体を開端杭とするように設けられた」とは、羽根によって先端開口部の殆ど全てを覆うような構成ではなく、開端杭としての掘削性能を維持し得る程度に覆う構成であることをいう。
【００１１】
＜請求項３記載の回転圧入式杭の発明＞
請求項１又は２記載の掘削刃が、その一部分を、多角形状に屈折して形成されることを特徴とする。
螺旋羽根の先端につける掘削刃は、一般的にはストレートに形成されているが、本請求項においては特に掘削刃の一部分を、三角形状や四角形状等に、内側から外側に角度をつけて屈折させて形成することにより、掘削された土砂の排出を容易にするものである。
【００１５】
＜請求項４記載の回転圧入式杭の発明＞
請求項１〜３の何れか１項記載の発明の構成において、前記噴出口側部あるいは前記供給管下方側部に開口部を設け、該開口部にエアー抜きや噴出口の洗浄などをするための補助管を接合してなることを特徴とする。
【００１６】
＜請求項５記載の回転圧入式杭の発明＞
請求項１〜４の何れか１項記載の発明の構成の噴出口が、内側羽根部に設けられてなることを特徴とする。
【００１７】
＜請求項６記載の回転圧入式杭の埋設方法の発明＞
中空の杭本体と、この杭本体の先端に当接されて、該杭本体の内側に突設する内側羽根部と外側に突設する外側羽根部とが一体に形成され、かつ該杭本体を開端杭とするように設けられた、ほぼ一巻きの螺旋形状の掘削羽根と、この掘削羽根の先端に設けられた掘削刃と、噴出される流体物が、この掘削刃を含む杭先端部全域に行き届くように、前記掘削羽根の底部に設けられた流体物噴出口と、この噴出口から噴出させるエアー、液体、粉体、グラウト材などの流体物を地上等から供給するための前記杭本体内に設けられた供給管とを備え、前記噴出口が前記掘削羽の先端側又は後端側、あるいは先端側と後端側に設けられてなる回転圧入式杭を、地中に回転圧入中に適宜、流体物を前記噴出口から噴出させながら、圧入埋設するようにしてなることを特徴とする。
＜請求項７記載の回転圧入式杭の埋設方法の発明＞
中空の杭本体と、この杭本体の先端に当接されて、該杭本体の内側に突設する内側羽根部と外側に突設する外側羽根部とが一体に形成され、かつ該杭本体を開端杭とするように設けられた、ほぼ一巻きの螺旋形状の掘削羽根と、この掘削羽根の先端に設けられた掘削刃と、噴出される流体物が、この掘削刃を含む杭先端部全域に行き届くように、前記掘削羽根の底部に設けられた流体物噴出口と、この噴出口から噴出させるエアー、液体、粉体、グラウト材などの流体物を地上等から供給するための前記杭本体内に設けられた供給管とを備え、前記噴出口が、流体物が掘削地盤と均一に混合・攪拌出来るように、複数のノズルを放射状に設けられてなる回転圧入式杭を、地中に回転圧入中に適宜、流体物を前記噴出口から噴出させながら、圧入埋設するようにしてなることを特徴とする。
【００１８】
＜請求項８記載の回転圧入式杭の埋設方法の発明＞
請求項６又は７記載の発明において、グラウト材などの硬化材からなる流体物を、噴出口から噴出しながら回転圧入埋設して行くことにより、地盤を強化するようにしてなることを特徴とする。
【００１９】
＜請求項９記載の回転圧入式杭の根固め方法の発明＞
請求項１〜５の何れか１項記載の回転圧入式杭を回転圧入埋設する場合に、回転圧入埋設中適宜に流体物を前記噴出口から噴出して掘削し、最終埋設段階では硬化性グラウト材などからなる硬化性流体物を噴出して、掘削羽根下方地盤に固化体を造成することにより、杭先端地盤の強化を行うことを特徴とする。
「最終埋設段階」とは、１．杭を打止めて硬化材を噴出する、２．貫入後、逆回転してある程度引き上げ硬化材を噴出する、３．打止め少し前から硬化材を噴出させながら杭を回転圧入していく、４．杭を止めて硬化材を噴出して杭下方の地盤を硬化材で充満させて硬化剤と土砂の混合部を形成し、混合部位を攪拌しながら中途まで杭を回転圧入する、５．杭貫入は止め、回転はさせたまま硬化剤を噴出する、などの多様な状態を含むものである。
「回転圧入埋設中適宜に前記流体物を前記噴出口から噴出」の「適宜に」とは、（１）最初から最後まで噴出しながら行う場合、（２）  中間層の圧入時に水を噴出する場合、（３）  支持基盤層（根入れ）の圧入時に水を噴出する場合、（４）  弱地盤層の掘削時は流体物の噴出は行わない場合、（５）  あるいは弱地盤層の掘削時にはエアーを噴出しながら掘削する、（６）  グラウト材も噴出する場合等を含む意味である。
【００２０】
＜請求項１０記載の回転圧入式杭の施工方法の発明＞
請求項４記載の回転圧入式杭を回転埋設し、所定の地層に打ち止めた後に、前記補助管よりエアーまたは洗浄水を圧送し、前記供給管及び補助管内部を洗浄し、前記供給管及び補助管を前記噴出口より外して地上へ回収することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１の回転圧入埋設装置の概略図、図２は同じ実施の形態１の噴出口を示す断面図、図３は同じ実施の形態１の供給支持ヘッド部を示す正面図、図４は同じ実施の形態１の供給支持ヘッド部の固定ブラケット部の平面図、図５は同じ実施の形態１の杭の埋設工程図である。
【００２２】
回転圧入式杭１は次のようになっている。
中空鋼管からなる杭本体２、この杭本体２の下端部に当接するように設けられた、回転しながら地盤に圧入埋設していくことを可能とする、杭本体２の底部に底部開口５（杭を開端杭とする）をある程度残すように該杭本体２の内側に位置する内側羽根部１８と該内側羽根部１８と一体で該杭本体２の外側に外側羽根部１９とからなるほぼ一巻きの螺旋羽根からなる掘削羽根３が設けられている。
内側羽根部１８の先端側（掘削刃４側で下方に位置する）底部には流体物１４を噴出するための噴出口６ａが設けられ、内側羽根部１８の後端側（掘削刃４の上方に位置する）底部には流体物１４を噴出するための噴出口６ｂが設けられ、該噴出口６ａ、６ｂには杭本体２内に地上から配管された流体物を送るための供給管７、７が接続されている。
供給管７、７は、該供給管７、７を杭本体２の上部で支持し且つ供給管７、７に流体物を供給するための供給分配元管８を有する供給支持ヘッド部９とからなっている。
【００２３】
図２において、噴出口６は、内側羽根部１８にあけられた噴出孔１０と、この噴出孔１０の内側に該噴出孔１０の縁を内側に残るように固定された噴出口本体１１と、この噴出口本体１１内に収納された圧縮コイルバネ１２と、この圧縮コイルバネ１２により噴出孔１０を塞ぐように設けられた、流体物を通す通し孔１５を有するヘッド部１６と弁部分１７の間に挟んでなる弁体１３とから構成され、弁１３は通常は圧縮コイルバネ１２により常時持ち上げられて下方から噴出孔１０を塞いでいて、供給管７から圧入供給される流体物１４の圧力により下方に押し下げられ噴出孔１０が開かれ、流体物１４が地盤に噴出されるようになっている。
【００２４】
図３及び図４において、供給支持ヘッド部９は、供給支持ヘッド部９を杭本体２頭部に固定するための十字形状の固定ブラケット部２０と、この固定ブラケット部２０の中央下方に該固定ブラケット部２０に固定されて二股配管に分岐された供給管７、７に流体物を配分供給するための供給分配元管８と、固定ブラケット部２０の中央上部に流体物供給管８と連絡して回転連結部２１を有する本管連結部２２と、本管連結部２２に連結される本管２３とからなっている。
固定ブラケット部２０は十字上に配置された４本のアーム２４、２４、２４、２４と、このアーム２４の上部に長穴状にあけられたスタンド２５の取付位置を調節して該スタンド２５を固定ボルト２８で吊固定するためのスタンド調節固定部２６と、スタンド２５に立ち下げられた杭取付固定部２７と、この杭取付固定部を杭本体２の頭部縁に固定するための固定ボルト２８からなっている。
供給管７は後述する実施の形態２で示すように、杭埋設後に全部あるいは一部を回収管として切り離して回収し再利用できるようになっている。
【００２５】
図５において、
ＳＴＥＰ１
杭打設位置地面に全旋回ケーシングジャッキ３０を置く。
ＳＴＥＰ２
補助クレーン３４で、本管２３に連結した供給ホース３１を垂れ下げた回転圧入埋設装置１を吊り上げて杭の建て込み、チャッキング、杭の立ち調整を行う。
ＳＴＥＰ３
全旋回ケーシングジャッキ３０を作動させ杭本体２を地盤に回転圧入して行く。
適宜な部位（中間層に到達など）まで埋設したら、供給ホース３１に流体物供給装置３２を連結する。
ＳＴＥＰ４
流体物供給装置３２から流体物（一般的にはエアーか水）を供給、地盤に噴出（噴射）させながら回転トルクを小さくして杭本体２を地盤に回転圧入して行く。
ＳＴＥＰ５
所定の支持基盤に達したら、流体供給装置３２を流体供給装置３３に変えセメントペーストからなる流動体を支持基盤に圧注入し先端根固めを行う。
この施行工程は一例であって、地盤の状態、施行目標などによりいろいろな態様が行える。
以下の実施の形態の説明において、前述した実施の形態の構成と同じ構成には同じ符号を付与し説明を省略する。
【００２６】
＜実施の形態２＞
図６は本発明の実施の形態２の回転圧入式杭の下部部分を示す断面概略図及び平面図、図７は同じ実施の形態２の噴出口と供給管を示す断面図である。
回転圧入式杭４０は、回転圧入式杭１の構成に加えて、供給管４２の弁体４３の横に当たる部位にエアー抜き孔４４を設けて、エアー抜き管４１を該エアー抜き孔４４に接合する。該エア抜き管４１は、グラウト材など粘性の高い流動物のエアー抜きを行い、造成される固化体に気泡部分が形成されるのを防止する。また、噴出口や供給管に付着した流体物や土を洗浄して使用効率のよい装置を実現する。さらに回収に際して、供給管を洗浄する。
また、供給管４２の上方の適宜な部位に回収管４５を連結するソケット４６を設け、エアー抜き管４１の上方の適宜な部位に同じく回収用のソケット４７を設けている。掘削及び根固めが完了した後に、ソケット４６，４７により、回収管４５及びエア抜き管４１を下部から外して回収し、再利用を図るものである。
【００２７】
噴射ノズルである噴出口４８は、ヘッド部４９が略円錐形状をし、その下に胴部５０を有し該胴部５０の下部に平板状の弁部分５１を有する弁体４３と、弁体４３の胴部５０に挿嵌された圧縮コイルバネ１２と、噴出孔５５を有する供給管底部塞板５３とからなり、噴出孔５５に圧縮コイルバネ１２を内側に弁部分５１を外側にして胴部５０を通して取り付け、供給管底部塞板５３を供給管４２の底部に該底部を塞ぐように固定し、供給管４２の下端を掘削羽根３の噴出孔１０上に固定してなっている。
【００２８】
＜実施の形態３＞
図８は本発明の実施の形態３の噴出口を示す断面図である。
回転圧入式杭６０は、回転圧入式杭４０の弁体４３に変えて弁体を板ゴム製部材などからなる弾性弁体６１としたもので、噴出口６３を形成している。
弁体４３は根本をボルト６２で固定し、自らの弾性力で噴出孔を１０を閉鎖している。
【００２９】
＜実施の形態４＞
図９は本発明の実施の形態４の回転圧入式杭を示す正面図、図１０は同じ実施の形態４の回転圧入式杭の底面図、図１１は同じ実施の形態４の噴出口の構造を示す中央縦断面図、図１２は同じ実施の形態４の水噴出用ノズルキャップを示す平面図、図１３は同じ実施の形態４のエアー噴出用ノズルキャップの平面図である。
回転圧入式杭７０は噴出口７１を内側羽根部１８の先端側で掘削刃４後方に設け、内側羽根部１８の後端側には噴出口を設けない構成としたものであり、他の構成は回転圧入式杭１と同じ構成のものである。１００は地盤である。
噴出口７１は、内側羽根部１８を貫通するように設けられた雌ネジ８２と、この雌ネジ８２に雄ネジ７２で螺合させ、該下方を内側羽根部１８底部側に突出させるように固定するようになっていて、適宜な数のノズル７４を有するキャップノズル７５と、弁部７３の上部外側に設けられたテーパーネジ部７６に螺合固定されて、上部の雌ネジ７７に供給管７を螺合連結させるレジューサー７８（左ネジ）と、供給管７とレジューサー７８を固定状態とするための六角ナット７９とからなっている。
【００３０】
弁部７３の内部には、適宜な間隔を上下にあけて開口部を有する上リング部８０と下リング部８１が設けられ、該上リング部８０と下リング部８１の間には上下に移動可能に弁体４３が圧縮コイルバネ１２の反発力により上方に押し上げられるように設けられ、この状態において上リング部８０と下部リング部８１の開口部は弁体４３により塞がれた状態となっている。
供給管７から流体物が下方に向けて圧入されると、その圧力により弁体４３は下方に移動し、上リング部８０と下部リング部８１の開口部に隙間ができ該隙間から流体物が流入してノズル７４から杭の回転方向に噴射される。
本噴出口７０は、底部開口部５からの取付（取外もできる）も行え、且つ、供給管を回してネジによる螺合を解除し、供給管を回収できるものである。
【００３１】
図１２において、キャップノズル７５ａは、キャップ本体８４の内側に雌ネジ８３を螺刻してあり、側部に液体を噴射させるためのノズル７４、７４がやや下向きで約２０度の角度を付けて設けられた構成となっている。
ノズル７４は、地盤や施工内容によりその数やノズル径が適宜なものを使用することはいうまでもない。
また、弁部も回収可能とできるものもある。
【００３２】
図１３において、キャップノズル７５ｂは、キャップ本体８４の内側に雌ネジ８３を螺刻してあり、側部にエアーを噴射させるためのノズル８５、８５、８５が下向きで約２０度の角度を付けて設けられた構成となっている。
【００３３】
＜実施の形態５＞
図１４は本発明の実施の形態５の回転圧入式杭を示す正面図、図１５は同じ実施の形態５の回転圧入式杭の底面図である。
回転圧入式杭８８は、回転圧入式杭７０の構成に加えて、内側羽根１８の後端側（掘削刃４の前方上方）にも噴出口８９（噴出口７１と同じ構成）を設け、それぞれのノズルからの流体物が掘削刃４に向けて噴射され、掘削刃４の全体に行くようにされている。
【００３４】
各実施例において、杭本体の内側と外側に掘削刃を有する構成であるので、従来例にある杭本体の外側にのみ掘削刃を取り付けた構成に比べて、内側の掘削刃による杭内側の土砂の掘削も行うことができるので、掘削性能大きくが向上する。
また、螺旋羽根の先端部の掘削刃は、鋼管杭外周部近傍で、内側から外側に向けて逃げ角度をつけて折れ曲がって形成されている。このように構成することによって、掘削刃の内側に流体物が行っても、掘削された土砂の一部は逃げ構成の掘削刃に沿って外側に流動して行くので、流体物の一部も外側に土砂と共に流動して行き、掘削刃全体に流動物が行き渡るとう効果を奏する。
また掘削前の固い地盤が噴出された流体物がによって軟化され、そこに掘削刃が食い込んでいくことにより、容易に地盤の掘削が進行し、掘削された土砂が容易に排出されるようになる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は以上述べたようになっているので、次に述べるような効果を奏する。＜請求項１記載の回転圧入式杭の発明の効果＞
本発明は、杭本体の先端に当接された掘削羽根を含む杭先端部全体に噴出される流体物が行くように掘削羽根の底部（掘削刃より上方後方）に噴出口を設けてなるものであるので次に述べるような効果を奏する。
螺旋状の掘削羽根が杭本体の底部に当接された構成となっているため、掘削刃に向けて流体物を噴出することにより、掘削土砂と流体物を混合・攪拌することが可能となり、よって流体物を杭先端部全体に行き届くようにすることができる。
【００３６】
これにより、杭先端部全体に流体物を行き届かせることになり、掘削抵抗（杭の回転抵抗）を大幅に低減できると共に、掘削刃に掘削されて行く土砂全体に満遍なく流体物を混ぜ合わせることができるので、一回の埋設推進で良質な混合地盤を形成することができ、施工効率を高めることができるものである。
また、杭本体の内側と外側に掘削刃を有する構成であるので、内側の掘削刃による杭内側の土砂の掘削も行うものとなり、閉端杭や単なる開端杭に比べてこの点でも杭の回転抵抗を少なくでき、より回転抵抗の小さい回転圧入杭を実現するものである。
また、杭本体の底部に螺旋掘削羽根を当接する構成であるので、底板の必要がなく、また杭の側部に螺旋羽根を取り付けるような高度の精密加工性を要しないので、杭の製造コストを小さくできるものである。
【００３７】
＜請求項２記載の回転圧入式杭の発明の効果＞
請求項１記載の発明の効果に加えて、構成の掘削刃の構成が、掘削刃の一部分が、該掘削刃により掘削された掘削土砂を内側から外側に逃がすように角度をつけてなるものであるので、掘削刃の内側に流体物が行っても、掘削された土砂の一部は掘削刃に沿って外側に流動して行くので、流体物の一部も外側に土砂と共に流動して行き、杭先端部全体に流動物が行き渡るという効果を奏する。
【００３８】
＜請求項３、４記載の回転圧入式杭の発明の効果＞
請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、噴出口が掘削羽根の上方に位置する後端側に設けたものであるので、掘削刃上方の掘削土砂と噴出された流体物を混合・攪拌することになり、掘削抵抗の低減と、流体物と掘削土砂の均一な混合を実現するという効果を奏する。この場合の噴射方向は、前方、後方どちらでもよいが、後方に向けて噴出したほうが空間が広がるので、流体物の均一な広がりを得ることがし易くなり、また噴出口に土砂が当たらないか当たっても弱いものであるので、噴出口の損傷を起こさせ難いものとなるので好ましい。
また、噴出口を掘削羽根の先端側と後端側の２箇所に設けたものは、流体物が浸透し流動し易くなった土砂に、更に後端側の噴出口から流動物を当てながら掘削刃で掘削するということが可能となり、より杭の回転抵抗を低減すると共にさらなる均一な混合状態を実現するという効果を奏する。
【００３９】
流体物が放射状に広域に渡って噴出されるように複数のノズルを放射状に設けた噴出口とすることにより、流体物を掘削刃の全体を含むより広い範囲に浸透させたり混合・攪拌させることができるので、掘削刃全体が流体物が行き渡った状態となり、より杭の回転抵抗の少なくでき、より良質な土砂と流動物の混合を実現するという効果を奏する。
【００４０】
＜請求項５記載の回転圧入式杭の発明の効果＞
杭本体下方に噴出口を設け、該噴出口からエアー、液体、粉体、グラウト材などの流体物を地上から供給するための構成要素であって、地上から杭先端部に流体物を送り込むことが出来るという効果を奏する。
【００４１】
＜請求項６記載の回転圧入式杭の発明の効果＞
供給管下方側部あるいは噴出口側部に開口部を設け、該開口部にエアー抜きや噴出口の洗浄などをするための補助管を接合してなるものであるので、流体物を噴出後、補助管から洗浄液を送り供給管から回収するので（供給管から洗浄液を送り、補助管から回収することもある）、掘削地盤や杭内に洗浄液を放出することなく洗浄することが出来るという効果を奏する。
また、二種類の部剤を混合することにより硬化速度の早い硬化剤となるものを、混合割合を維持しながら補助管と供給管から別々に送り噴出直前と直後で混合させるのて硬化材を形成することを可能とするもので、早硬化材の採用で施工期間を短くできるという効果を奏する。
【００４２】
＜請求項７記載の回転圧入式杭の発明の効果＞
請求項１、２、３、４、５、６記載の発明の効果に加えて、噴出口が内側羽根部に設けられてなるものであるので、供給管をストレートに杭本体内で噴出口に接続できるので、製造が容易となり製造コストを安くできるという効果を奏する。
【００４３】
＜請求項８、９記載の回転圧入式杭の埋設方法の発明の効果＞
上記請求項１、２、３、４、５、６、７記載の発明の回転圧入式杭を使用することにより、以下のような効果を奏する。
（１）地盤中間層あるいは全埋設工程において、必要時に水等を噴出しながら杭の回転トルクを小さくして圧入埋設を進めることができる。また、掘削攪拌された土は杭の側方に押し込まれて行くので、地盤を緩めることなく、むしろ杭の側壁地盤が強化され且つ残土（廃土）が発生することがない工法を実現する。
（２）軟弱地盤などにおいては、グラウト材などの硬化材からなる流体物を、地盤中に強制的に噴出させて圧入埋設を進めることにより、土と硬化材の混合物を杭側壁側に押し込み、軟弱地盤を締め固め強化する工法を実現する。
（３）埋設最終段階において、杭を打止めて硬化材を噴出する、杭を止めてある程度引き上げ硬化材を噴出する、打止め少し前から硬化材を噴出させながら杭を回転圧入して行く、杭を止めて硬化材を噴出して杭下方の地盤を硬化材で埋めておいて根固め球根杭を形成し、該根固め球根の中途まで杭を回転圧入するなど、地盤を緩めず残土を出さない多様な固化体（支持体）を造成する方法、支持基盤強化方法を実現する。
また杭の下に形成される支持基盤（固化体）は、羽根と同等またはそれ以上の太さとなり杭本体の太さより遥かに太い支持基盤により安定した支持力を実現する。
【００４４】
（４）廃土が発生させず杭本体の分だけ地盤を押し固めるものであるので、硬化材の使用も少なくて済み経済的である。
（５）流体物を地盤に噴出しながらの杭の埋設であるので、地盤を流体物で緩めながら圧入するので回転圧入トルクを大幅に小さくでき、杭本体を回転圧入する全旋回ケーシングジャッキを地面に置いた使用が可能となり且つ小型にできる。（６）全体として極めて優れた杭を築造できコストダウンを実現する。
【００４５】
＜請求項１０記載の回転圧入式杭の根固め方法の発明の効果＞
上記の効果に加えて、回転圧入杭の先端部分を中心として、全体を覆うように地盤全体が固形化され、極めて堅固な地盤を形成するという効果を奏する。これは、軟弱地盤が多いところなどで大変有効な地盤強化方法である。
【００４６】
＜請求項１１記載の回転圧入式杭の施工方法の発明の効果＞
補助管を用いて供給管及び補助管を洗浄することにより、先端部に余分な流体物が侵入することを制限し先端根固め部の品質を確保することが出来、また供給管及び補助管を回収することで、何度も転用することが可能となり、回転圧入式杭のコストが低く抑えられるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の回転圧入埋設装置の概略図。
【図２】本発明の実施の形態１の噴出口を示す断面図。
【図３】本発明の実施の形態１の供給支持ヘッド部を示す正面図。
【図４】本発明の実施の形態１の供給支持ヘッド部の固定ブラケット部の平面図。
【図５】本発明の実施の形態１の杭の埋設工程図。
【図６】本発明の実施の形態２の回転圧入式杭の下部部分を示す断面概略図及び平面図。
【図７】本発明の実施の形態２の噴出口と供給管を示す断面図。
【図８】本発明の実施の形態３の噴出口を示す断面図。
【図９】本発明の実施の形態４の回転圧入式杭を示す正面図。
【図１０】本発明の実施の形態４の回転圧入式杭の底面図。
【図１１】本発明の噴出口の構造を示す中央縦断面図。
【図１２】本発明の水噴出用ノズルキャップを示す平面図。
【図１３】本発明のエアー噴出用ノズルキャップの平面図。
【図１４】本発明の実施の形態５の回転圧入式杭を示す正面図。
【図１５】本発明の実施の形態５の回転圧入式杭の底面図。
【符号の説明】
１・・・・・回転圧入式杭
２・・・・・杭本体
３・・・・・掘削羽根
４・・・・・掘削刃
５・・・・・底部開口
６ａ・・・・噴出口
６ｂ・・・・噴出口
７・・・・・供給管
８・・・・・供給分配元管
９・・・・・供給支持ヘッド部
１０・・・・・噴出孔
１１・・・・・噴出口本体
１２・・・・・圧縮コイルバネ
１３・・・・・弁
１４・・・・・流体物
１５・・・・・通し孔
１６・・・・・ヘッド部
１７・・・・・弁部分
１８・・・・・内側羽根部
１９・・・・・外側羽根部
２０・・・・・固定ブラケット部
２１・・・・・回転連結部
２２・・・・・本管連結部
２３・・・・・本管
２４・・・・・アーム
２５・・・・・スタンド
２６・・・・・スタンド調節固定部
２７・・・・・杭取付固定部
２８・・・・・固定ボルト
３０・・・・・全旋回ケーシングジャッキ
３１・・・・・供給ホース
３２・・・・・流体物供給装置
３３・・・・・流体物供給装置
３４・・・・・補助クレーン
４０・・・・・回転圧入式杭
４１・・・・・エアー抜き管
４２・・・・・供給管
４３・・・・・弁体
４４・・・・・エアー抜き孔
４５・・・・・回収管
４６・・・・・ソケット
４７・・・・・ソケット
４８・・・・・噴出口
４９・・・・・ヘッド部
５０・・・・・胴部
５１・・・・・弁部分
５２・・・・・回収管
５３・・・・・供給管底部塞板
５５・・・・・噴出孔
６０・・・・・回転圧入式杭
６１・・・・・弾性弁体
６２・・・・・ボルト
６３・・・・・噴出口
７０・・・・・回転圧入式杭
７１・・・・・噴出口
７２・・・・・雄ネジ
７３・・・・・弁部
７４・・・・・ノズル
７５・・・・・キャップノズル
７５ａ・・・・キャップノズル
７５ｂ・・・・キャップノズル
７６・・・・・テーパーネジ部
７７・・・・・雌ネジ
７８・・・・・レジューサー
７９・・・・・六角ナット
８０・・・・・上リング部
８１・・・・・下リング部
８２・・・・・雄ネジ
８３・・・・・雌ネジ
８４・・・・・キャップ本体
８５・・・・・ノズル
８８・・・・・回転圧入試記杭
８９・・・・・噴出口
１００・・・・・地盤
【図１】
0004234312.tif 000002
【図２】
0004234312.tif 000003
【図３】
0004234312.tif 000004
【図４】
0004234312.tif 000005
【図５】
0004234312.tif 000006
【図６】
0004234312.tif 000007
【図７】
0004234312.tif 000008
【図８】
0004234312.tif 000009
【図９】
0004234312.tif 000010
【図１０】
0004234312.tif 000011
【図１１】
0004234312.tif 000012
【図１２】
0004234312.tif 000013
【図１３】
0004234312.tif 000014
【図１４】
0004234312.tif 000015
【図１５】
0004234312.tif 000016