(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管の先端に、該鋼管の外径より大径でかつ地盤を掘削できる先端金具を着脱可能に取りつけ、前記先端金具は、逆円錐状又は逆角錐状の本体部の外周に掘削手段を設けて構成し、あるいは、円管状の本体部の外周に螺旋翼又は掘削円盤又は円盤片又は掘削翼を形成して構成してなり、
次ぎに、前記鋼管を回転して前記先端金具で地盤を掘削しながら前記鋼管を貫入し、続いて、前記鋼管内にセメントミルクを注入した後、又はセメントミルクを注入しながら、前記鋼管内にコンクリート製の既製杭を埋設し、次に、前記鋼管を前記先端金具から取り外し、前記先端金具を残置して、鋼管のみを地上に引き上げることを特徴とする既製杭の埋設方法。
【請求項２】
既製杭の下端部を先端金具に嵌合し、前記既製杭と前記先端金具とを一体に埋設する請求項１記載の既製杭の埋設方法。
【請求項３】
鋼管の先端に、該鋼管の外径より大径でかつ地盤を掘削できる先端金具を着脱可能に取りつけ、前記先端金具は、逆円錐状又は逆角錐状の本体部の外周に掘削手段を設けて構成し、あるいは、円管状の本体部の外周に螺旋翼又は掘削円盤又は円盤片又は掘削翼を形成して構成してなり、かつ前記先端金具は閉塞してなり、
次ぎに、前記鋼管内にコンクリート製の既製杭を収容した状態で、前記鋼管を回転して前記先端金具で地盤を掘削しながら前記鋼管を貫入し、前記既製杭の先端部が支持層内に到達した後、前記鋼管と既製杭との間隙に、地上に排出されない量のセメントミルクを注入し、次に、前記鋼管を前記先端金具から取り外し、前記先端金具を残置して、前記鋼管のみを地上に引き上げることを特徴とする既製杭の埋設方法。
【請求項４】
鋼管の外周面であって、少なくとも下端部に、先端金具の最大外径以下の外径を有する螺旋状の掘削補助翼を取り付けたことを特徴とする請求項１又は３記載の既製杭の埋設方法。
【請求項５】
鋼管は、中間の段部を介して下側を小径部に、上側を大径部に形成し、前記鋼管の小径部外周面であって、少なくとも下端部に、先端金具の最大外径以下の外径を有する螺旋状の掘削補助翼を取り付けたことを特徴とする請求項１又は３又は４記載の既製杭の埋設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンクリート杭等の既製杭の埋設方法と、この埋設方法に使用する先端金具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築物や土木構造物等の基礎杭の施工方法として、既製杭（コンクリート杭、鋼管杭等）を使用した打撃工法、埋込工法、また現場造成杭等が用いられている。これらは、打撃による騒音や振動があったり、多量の水やセメントミルク等の硬化性材料を使用したり、また多量の掘削土が排出されるなど、環境上好ましくない問題が生じている。また、硬化性材料を含有する掘削土が排出されると、これは産業廃棄物扱いとされ、処分費用が生じるだけでなく、環境性が悪化する。
【０００３】
この問題を解決するため、既製杭を使用してこれを回転しながら貫入する施工方法が提案されている。例えば、コンクリート杭を使用してこれを回転し貫入させる方法（特開昭57-174534号公報）や、鋼管杭の先端に鋼製の掘削保持具を設けてこれを回転し貫入させ方法（特許第2592079号公報）が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の内、前者のものでは、補強用金具の上部にコンクリート杭を載せただけであるため、土切り兼補強用金具とコンクリート杭とが一体化せず、特に水平耐力に問題が残る。また、コンクリート杭の先端に先端金具を取付けて、該コンクリート杭を直接地盤に回転貫入させる方法では、コンクリート杭が回転する際の過大な負荷によって、コンクリート杭にねじれが生じ、コンクリート杭の破壊や回転装置の損傷を招くことになる問題点があった。
【０００５】
また、後者の技術は、鋼管杭の下端部や外周部にスパイラル状等の翼を設けて、回転貫入させるものであり、鋼管杭外径よりも大径のスパイラル状の翼によって支持力を得るものである。この翼付き鋼管杭は、コンクリート杭と比較して薄肉であるため、回転時の負荷により、過大なねじれが生じ易く、そのため鋼管杭の肉厚を厚くしなければならない問題点があった。そもそも、鋼管杭はコンクリート杭に比べて高価なものであるため、例えば、得られる支持力が同等とした場合、鋼管杭の方が一般に高価となり、経済的でない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
然るにこの発明では、コンクリート杭の外径より大径の先端金具をコンクリート杭に取り付け、先端金具で先行して地盤を掘削しながらコンクリート杭を貫入し、またはコンクリート杭の外径より大径の先端金具をコンクリート杭の下方に配置して、あるいはコンクリート杭の外径より大径の先端金具を取り付けた鋼管をケーシングとして先行埋設し、コンクリート杭を埋設するので、前記問題点を解決し、経済性の良いコンクリート杭を使用して環境を配慮し、かつ総体的な支持力を向上させることのできるコンクリート杭の埋設方法を提供することができる。
【０００９】
即ち、この発明は、鋼管の先端に、該鋼管の外径より大径でかつ地盤を掘削できる先端金具を着脱可能に取りつけ、前記先端金具は、逆円錐状又は逆角錐状の本体部の外周に掘削手段を設けて構成し、あるいは、円管状の本体部の外周に螺旋翼又は掘削円盤又は円盤片又は掘削翼を形成して構成してなり、
次ぎに、前記鋼管を回転して前記先端金具で地盤を掘削しながら前記鋼管を貫入し、続いて、前記鋼管内にセメントミルクを注入した後、又はセメントミルクを注入しながら、前記鋼管内にコンクリート製の既製杭を埋設し、次に、前記鋼管を前記先端金具から取り外し、前記先端金具を残置して、鋼管のみを地上に引き上げることを特徴とする既製杭の埋設方法である。また、ここで、既製杭の下端部を先端金具に嵌合し、前記既製杭と前記先端金具とを一体に埋設することが望ましい。
【００１０】
また、他の発明は、鋼管の先端に、該鋼管の外径より大径でかつ地盤を掘削できる先端金具を着脱可能に取りつけ、前記先端金具は、逆円錐状又は逆角錐状の本体部の外周に掘削手段を設けて構成し、あるいは、円管状の本体部の外周に螺旋翼又は掘削円盤又は円盤片又は掘削翼を形成して構成してなり、かつ前記先端金具は閉塞してなり、次ぎに、前記鋼管内にコンクリート製の既製杭を収容した状態で、前記鋼管を回転して前記先端金具で地盤を掘削しながら前記鋼管を貫入し、前記既製杭の先端部が支持層内に到達した後、前記鋼管と既製杭との間隙に、地上に排出されない量のセメントミルクを注入し、次に、前記鋼管を前記先端金具から取り外し、前記先端金具を残置して、前記鋼管のみを地上に引き上げることを特徴とする既製杭の埋設方法である。
【００１１】
また、前記において、鋼管の外周面であって、少なくとも下端部に、先端金具の最大外径以下の外径を有する螺旋状の掘削補助翼を取り付けたことを特徴とする既製杭の埋設方法である。また、鋼管は、中間の段部を介して下側を小径部に、上側を大径部に形成し、前記鋼管の小径部外周面であって、少なくとも下端部に、先端金具の最大外径以下の外径を有する螺旋状の掘削補助翼を取り付けたことを特徴とする既製杭の埋設方法である。
【００１４】
前記における「埋設手段」とは、埋設して基礎杭を構成するコンクリート杭は当然に含まれるが、その他、ケーシングなどの仮設物として埋設され、コンクリート杭の埋設完了後に除去される物も含む。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（１）  この発明は、先端金具を取りつけて、地盤を掘削した後、あるいは掘削しながらコンクリート杭等を埋設する方法であり、主に、４つの実施形態を含む。
【００１６】
１つは、予め地盤を掘削し、先端金具６を取りつけたコンクリート杭２５を回転貫入する方法である（図５）。この場合には、先端金具６はコンクリート杭２５に固定されたまま外れない構成としても良い。
【００１７】
また、２つめはコンクリート杭２５の中空部３０に挿通した回転ロッド３７の下端部をコンクリート杭２５の下端から突出させ、回転ロッド３７の下端部に先端金具６を取り外し可能に取り付け、回転ロッド３７を回転しながら、先端金具６で地盤を掘削しつつコンクリート杭２５を埋設する方法である。埋設完了後、先端金具６を残置して回転ロッド３７のみを地上に引き上げる（図６）。この場合には、コンクリート杭２５と先端金具６とは自由な関係になる。
【００１８】
また、他の方法は、鋼管４０の下端に取り外し可能に先端金具６を取りつけて、鋼管４０を回転し地盤を先端金具６で掘削しながら貫入し、鋼管４０をケーシングとして埋設し、その後鋼管４０内にコンクリート杭２５を埋設する方法である。埋設完了後、先端金具６を残置して、鋼管４０のみ地上に引き上げる（図７）。
【００１９】
また、他の方法は、鋼管４０の下端に取り外し可能に先端金具６を取りつけると共に鋼管４０内にコンクリート杭２５を収容して、鋼管４０を回転し地盤を先端金具６で掘削しながら貫入し、鋼管４０をケーシングとしてコンクリート杭２５を埋設する方法である。埋設完了後、先端金具６を残置して、鋼管４０のみ地上に引き上げる（図１０）。
【００２０】
（２）  また、この発明の実施に使用するコンクリート杭２５は、下端に先端金具６を取りつける下端板２６を有する構造であれば、形状構造は問わない。また、コンクリート杭２５に先端金具６を取り付けない構成の埋設方法であれば、下端板２６の形状構造はもとより、下端板２６の有無も問わない。
【００２１】
例えば、ストレート状の円筒杭（図５（ｂ））や環状リブ２７、２７を形成した節杭（図９（ａ））とすることもできる。また、１本の単杭として構成する他、複数の杭を上下に連結して構成することもできる。この場合、円筒杭と節杭を組み合わせて接合することもでき、円筒杭を上杭２８とし節杭を下杭２９として構成し（図９（ｂ））、あるいは節杭を上杭２８とし円筒杭を下杭２９として構成することもできる（図９（ｃ））。
【００２２】
（３）  また、この発明の実施に使用するケーシング用の鋼管４０は、通常円筒状のストレート状の鋼管を使用することができる（図５（ａ）、図７（ａ）など）。この場合、鋼管４０の外径Ｄ１は、先端金物６の最大外径Ｄより小さく形成する（図５（ａ））。
【００２３】
また、円筒状の鋼管４０の下部に螺旋状の掘削補助翼５８を形成することもできる（図１１（ａ））。この場合、鋼管４０の外径Ｄ１は、先端金物６の最大外径Ｄより小さく形成すると共に、掘削補助翼５８の外径Ｄ２も先端金物６の最大外径Ｄより小さく形成する（図１１（ａ））。尚、掘削補助翼５８は、先端金具６と協働して地盤を掘削するものであるので、先端金具６の直上である鋼管４０の下端部に少なくとも形成するが、鋼管４０の全長に亘って形成することもできる（図示していない）。
【００２４】
また、ストレート状の鋼管に代えて、中間部に徐々に外径が変化する段差部５９を介して上側に大径部（外径Ｄ１１）６０、下側に小径部（外径Ｄ１２）６１を形成した鋼管を使用することもできる（図１１（ｂ））。この場合、鋼管４０の大径部６０外径Ｄ１１は、先端金具６の最大外径Ｄより小径に形成してある（Ｄ＞Ｄ１１＞Ｄ１２）。
【００２５】
また、段差部５９を形成した鋼管４０で、更に、小径部６１の少なくとも下端部に螺旋状の掘削補助翼５８を形成することもできる（図１１（ｂ））。この場合、掘削補助翼５８の外径Ｄ２も先端金物６の最大外径Ｄより小さく形成する（図１１（ｂ））。この場合、同様に、掘削補助翼５８は、小径部６１の全長に亘って形成することもできる（図示していない）。
【００２６】
また、段差部５９によって、鋼管４０の回転貫入時に上昇してくる掘削土を、杭穴壁に効率良く練り付けることができる。
【００２７】
【実施例１】
図１〜図４に基づきこの発明の先端金具の実施例を説明する。
【００２８】
尚、先端金具の形状は、鉛直荷重により生じるせん断力が下方へ充分伝搬でき、支持層内において所望の支持力が得られるように形成されている。
【００２９】
また、各先端金具表面の下方へのせん断力の伝搬が互いに重なり、低下しないような構造に形成することが、高い先端支持力を得るためにも望ましい。
【００３０】
（１）下端３を尖らせた逆円錐状の本体部１の外周に鋼棒４を巻き付けて溶接し、先端金具６を構成する（図１（ａ））。前記本体部１の上面（逆円錐状の上面）２は、コンクリート杭２５の下端板２６に、溶接又はボルト等により固定できるようになっている（図示していない）。この先端金具６は、本体部１の外周に鋼棒４を巻き付けて溶接しただけで構成できるため、比較的安価に製作できるだけでなく、鋼棒４の径を替えるだけで、先端金具６の断面積を容易に変更できる。
【００３１】
（２）下端３を尖らせた逆円錐状の本体部１の外周に螺旋状（ソフトクリーム状）に凸条８を形成して先端金具６を構成する（図１（ｂ））。この先端金具６は、螺旋状に凸条８を形成したので、回転貫入時の回転効率が安定し、地盤内に貫入し易い。
【００３２】
（３）下端３を尖らせた逆円錐状の本体部１の外周に、形状大きさの異なるビット９、９を多数混在突設して、先端金具６を構成する（図１（ｃ））。前記ビット９は、同一形状のものを点在して構成することもできる（図示していない）。
【００３３】
この先端金具６は、本体部１の外周にビット９を多数突設したため、比較的大きな砂利等が存在する地盤であっても、破砕しながらコンクリート杭を貫入させることができる。
【００３４】
（４）下端３を尖らせた逆円錐状の本体部１の外周に、逆円錐状の本体部外周面に縦リブ状の掘削翼１０、１０を取り付けて、先端金具６を構成する（図１（ｄ））。前記掘削翼１０は、逆三角形状で、基端側（本体部１側）１０ａが肉厚に、先端側１０ｂに向けて徐々に薄肉となるように、左右から内側に向けて曲面状に形成されている（図２（ａ））。この先端金具６は、本体部１の外周に縦リブ状の掘削翼を設けたため、掘削土を撹拌して細分化でき、掘削穴内にコンクリート杭が容易に貫入できる。
【００３５】
（５）コンクリート杭２５と略同径の円管状の本体部１１の外周面に螺旋翼１３、１３を設け、更に本体部１１の下端部に掘削刃１４、１４を取り付けて、先端金具６を構成する（図１（ｅ））。円筒状の本体部１１の上面１２も、円錐状の本体部１の上面２と同様に、溶接又はボルト等により、コンクリート杭２５の下端板２６に接合可能となっている（図示していない）。この先端金具６は、本体部１の外周に螺旋翼を設けたため、掘削刃１４、１４で掘削した掘削土を上方に移送し、この掘削土をコンクリート杭の外周面で掘削穴壁に押し付けることができる。
【００３６】
（６）コンクリート杭２５と略同径の円管状の本体部１１の下端部に側面に、ドーナツ状（円状）の掘削円盤１５を外周１５ａをやや下向きに取り付け、該掘削円盤１５の外周部に切欠部１６、１６を設けて先端金具６を構成する（図１（ｆ）、図２（ｂ））。前記掘削円盤１５は、ドーナツ状の１枚で構成したが、複数に分割した扇状のものを並列して円盤状に配列して、掘削円盤を構成することもできる（図示していない）。この先端金具６は、掘削円盤１５に切欠部１６を設けたため、地盤を切るように掘削でき、容易に先端金具６を正回転、逆回転させてコンクリート杭２５を貫入することができる。
【００３７】
（７）コンクリート杭２５と略同径の円管状の本体部１１の下端部に、側面に、ドーナツ状（円状）の円盤を２分割した半円状の円盤片１７、１７を放射状に略水平で突設する。円盤は捻ってあり、両円盤の隣接する縁１８、１８ａは、上下にずれて形成されている。以上のようにして、先端金具６を構成する（図１（ｇ）、図２（ｃ））。前記において、円盤片１７は、円盤を２分割した形状としたが、３分割以上に分割することもできる（図示していない）。この先端金具６は、前記（６）図１（ｆ）に記載の実施例の先端金具６と同様に、地盤を切るように掘削でき、容易に先端金具６を正回転、逆回転させてコンクリート杭を貫入させることができる。
【００３８】
（８）上部１９をコンクリート杭２５と略同径の円管状とし、下部２０を先が尖った逆円錐状とした本体部２１を形成し、該本体部２１の外周面に略半円状の掘削翼２３、２３を取り付けて、先端金具６を構成する（図１（ｈ）、図２（ｄ））。前記本体部２１の上面２２（上部１９の上面）は、前記各本体部１、１１と同様に、溶接又はボルト等により、コンクリート杭２５の下端板２６に接合可能となっている。この先端金具６は、前記（４）図１（ｄ）と同様に掘削土を撹拌して細分化でき、コンクリート杭を容易に貫入することができる。
【００３９】
前記逆円錐状の本体部２１の下部２０は、前記図１（ａ）〜（ｄ））の形状より下端部が尖って形成されている。また、前記において、掘削翼２３は、板状であれば、半円状に限らず、他の形状（例えば、三角形状など）とすることもできる（図示していない）。
【００４０】
（９）前記図１（ａ）の先端金具６において、連続的な鋼棒４、４ではなく、鋼棒４に切欠部５、５を設けて断続的に形成した鋼棒４、４を、逆円錐状の本体部１の外周に巻き付けるように溶接し、先端金具６を構成したものである（図１（ｉ））。前記図１（ａ）の作用効果に加え、切断部５、５を通して掘削土が上昇し易く、掘削土が先端金具６の先端付近で掘削土が詰まるおそれを防止でき、また切断部に臨む鋼棒４、４の端縁でも地盤を掘削でき、掘削効率を高められる。
【００４１】
（１０）  また、先端金具６に、回転ロッド３７の先端３８に着脱自在に取り付けて使用する場合には、以下の構造とする（図３、図４）。
【００４２】
即ち、先端金具６の本体部１（１１、２１）の上面２（１２、２２）の中央部に、断面角状の回転ロッド３７が嵌合できる挿入穴（係止手段）５２を形成する。前記挿入穴５２の形成は、例えば、先端金具６の本体部１（１１、２１）の上面２（１２、２２）に、挿入穴５２を形成した環状板５１を取り付けて行う（図３（ａ）（ｃ））。
【００４３】
環状板５１の挿入穴５２に、角状の回転ロッド３７を挿入し、回転ロッド３７を回転することによって、先端金具６を回転することができる（図３（ｂ））。角状の挿入穴を形成し、角状の回転ロッド３７を使用することによって、正回転、逆回転が可能となる。
【００４４】
他の構造としては、先端金具６の本体部１（１１、２１）の上面２（１２、２２）の中央部に、挿入穴５２、突板５４及び係止板５５を有する環状板（係止手段）５１を取りつけて構成する。この実施例に使用する回転ロッド３７は、円柱状で、下端部に略水平方向のストップバー５３、５３が直径対称に突設してある（図４（ａ）（ｂ））。
【００４５】
即ち、先端金具６の本体部１（１１、２１）の上面２（１２、２２）に取付けられる環状板５１の中央部に、円筒状の回転ロッド３７が挿入できる断面円形の挿入穴５２を形成する。前記環状板５１の上面に、挿入した回転ロッド３７のストップバー５３、５３に当接して回転ロッド３７の回転を規制する突板５４、５４を直径対称な位置に突設する。前記突板５４の上面に、突板５４にストップバー５３が当接した状態で、回転ロッド３７の抜けを防止する係止板５５を固定する（図４（ａ）（ｃ））。
【００４６】
回転ロッド３７の下端３８を先端金具６の挿入穴５２に差込み、回転ロッド３７を正回転あるいは逆回転してすれば、ストップバーが突板５４、５４に当接して回転が規制され、回転ロッド３７と共に先端金具６が回転して、回転貫入を進める。また、この状態で、回転ロッド３７のストップバーが係止板の下面に当接するので、回転ロッド３７の抜けを防止できる（図４（ｂ））。従って、回転ロッドをコンクリート杭の中空部を挿通した状態で、先端金具とコンクリート杭を一緒に吊り上げることができる。
【００４７】
前記両構造において、回転ロッド３７のセメントミルク注入用の注入管３９は、先端金具６の注入管７に連通し（図３（ｂ）（ｃ）、図４（ｂ）（ｃ））、回転ロッド３７からのセメントミルクを先端金具６の吐出口（図示していない）から吐出できる。
【００４８】
（１１）他の実施例
前記実施例において、図１（ａ）〜（ｄ）（ｈ）で、本体部は逆円錐状としたが、逆角錐状（逆三角錐状、逆四角錐状など）とすることもできる（図示していない）。
【００４９】
また、先端金具６の掘削手段の構成は、地盤を掘削できる構造であれば、上記構造に限定されず、従来、地盤の掘削に使用する他の構造を採用することもできる（図示していない）。
【００５０】
【実施例２】
次に、図５に基づき、この発明の施工方法の実施例を説明する。
【００５１】
（１）先端に掘削ヘッド３２を有し、所定間隔ごとに撹拌バー３３、３３の取付けられた掘削ロッド３１によって、杭埋設位置の地盤３４を先行掘削して、掘削穴３５を形成する（図５（ａ））。掘削穴３５の掘削径は略杭外径と同寸法で掘削する。この掘削においては、掘削土を揚土するのではなく、杭埋設位置の地盤性状を軟質化させて、コンクリート杭が回転貫入し易くすることを目的とする。また、掘削と同時に適量のセメントミルク等を注入して、杭埋設完了後の地盤強度を確保する。
【００５２】
（２）こうして、支持層付近まで先行掘削で、掘削穴３５を掘削完了後、掘削ロッド３１を引き上げる。
【００５３】
（３）予め、コンクリート杭２５の下端板２６に、該コンクリート杭２５の外径より大径に形成された先端金具６の上面を溶着する（図５（ｂ））。
【００５４】
（４）次に、先端金具６の取付けられたコンクリート杭２５を先行掘削された掘削穴３５の上方にセットし、杭打機で、直接にコンクリート杭２５を回転して貫入する。このとき、コンクリート杭２５の上端には回転用のフックが固着されており、杭打機のオーガーに取付けられている回転キャップに係止させて、該コンクリート杭２５を回転させる（図示していない）。また、回転貫入の際には、コンクリート杭２５を正回転又は逆回転を繰り返して、ねじ込むように貫入する（図５（ｂ））。
【００５５】
この場合、支持層付近まで、先行掘削によって地盤を軟質化して掘削穴３５を形成しているため、貫入し易く、回転時のコンクリート杭２５や杭打機への負荷が少ないため、コンクリート杭２５や杭打機に過大なねじれは生じない。
【００５６】
（５）その後、支持層の所定位置に設置できるように、さらに回転貫入を加え、施工完了とする（図５（ｃ））。
【００５７】
（６）前記において、コンクリート杭２５の中空部３０内に先端金具６と着脱自在に取り付けられた回転ロッドを挿通させて先端金具６の吐出口からセメントミルク等を適宜注入しながら、回転貫入を行うこともできる（図示していない）。尚、セメントミルクを使用する場合には、掘削中、コンクリート杭２５を回転貫入している間及びコンクリート杭２５の埋設完了後に溢れ出ない程度の量を注入する。
【００５８】
また、前記実施例において、地盤が比較的固く無い場合やコンクリート杭が比較的短い場合には、掘削ロッド３２による先行掘削を省略して、先端金具６を取りつけたコンクリート杭２５を直接回転貫入することもできる（図示していない）。
【００５９】
【実施例３】
次に、図６に基づき、この発明の他の施工方法を説明する。
【００６０】
（１）先ず、コンクリート杭２５の中空部３０に、回転ロッド３７を挿通する。コンクリート杭２５の下端から突出した回転ロッド３７の下端３８に、着脱自在に先端金具６を取付ける（図６（ａ）鎖線図示６、３７、３８）。回転ロッド３７に取りつけるための先端金具６の構成は、前記実施例１の構成による（図３、図４）。
【００６１】
（２）次に、杭構築位置で、前記コンクリート杭２５の下端を、前記先端金具６上に載置する（図６（ａ））。続いて、回転ロッド３７を回転して、先端金具６を正回転又は逆回転を繰り返しながら、掘削を進め、同時にコンクリート杭２５を沈設する（図６（ｂ））。
【００６２】
前記において、先端金具６が取りつけられた回転ロッド３７をコンクリート杭２５の下端よりも突出させて、コンクリート杭２５の下端と先端金具６の上端との間に所定間隔を設けるように、配置して掘削することもできる（図示していない）。この場合には、コンクリート杭２５の重量が直接に先端金具６に作用しないため、回転ロッド３７のオーガーの回転負荷を軽減できる。
【００６３】
（３）所定支持層３４ａまでコンクリート杭２５を沈設したならば、回転ロッド３７を先端金具６から取り外し、回転ロッド３７のみを引き上げながら、回転ロッド３７の先端等からコンクリート杭２５の中空部３０内に、セメントミルクを注入する。セメントミルクの注入により、形成される掘削穴３５の根固め部（下端部）３６内で、残置された先端金具６とコンクリート杭２５とが一体化し、施工完了とする。
【００６４】
（４）この施工法によれば、掘削中の掘削土は、コンクリート杭２５の外周壁により、穴壁に押付けられるため、地上へ排出される掘削土は少量となる。さらに、先端金具６とコンクリート杭２５とがセメントミルクによって強固に一体化しているため、安定した高支持力を発揮することができる。
【００６５】
（５）他の実施例
この実施例においても、実施例２と同様にコンクリート杭２５の沈設前に先行掘削を行って、地盤を軟質化させておくこともできる（図示していない）。
【００６６】
また、掘削中に回転ロッド３７を介して先端金具６からセメントミルクを注入しながら掘削及びコンクリート杭２５の沈設を進めることもできる（図示していない）。
【００６７】
【実施例４】
次に、図７、図８に基づきこの発明の他の施工方法について説明する。この実施例は、鋼管４０をケーシングとして使用して掘削するものである。
【００６８】
（１）ケーシング用の鋼管４０の下端部４１に着脱自在に先端金具６を取付ける（図８）。先端金具６は上部に、鋼管４０に嵌挿できる筒状嵌挿部４５が形成され、該筒状嵌挿部４５の側面にストッパー４６、４６を突設し、前記鋼管の下端部４１に前記ストッパー４６を係止できる鍵状の切欠き部４２を設ける（図８）。ストッパー４６は１つ又は複数箇所に設け、各ストッパー４６に対応して、切欠き部４２を形成する。前記ストッパー４６を切欠き部４２に係止することによって、鋼管４０の回転貫入時に正回転、逆回転が可能であり、鋼管４０の回転を停止して鋼管を上方に引き上げるだけで、鋼管４０を先端金具６から切り離しできるようになっている。
【００６９】
また、上記先端金具６は、閉塞されており、掘削土が鋼管４０の中空部４３に滞留しない構造となっている。
【００７０】
（２）先端金具６の取付けられた鋼管４０を所定深度まで、回転しながら貫入する（図７（ａ））。
【００７１】
（３）続いて、前記鋼管４０の中空部４３内に回転ロッド３７を挿入し、鋼管４０内にセメントミルクを注入する（図７（ｂ））。セメントミルクの量は、コンクリート杭２５を沈設時に溢れ出ない程度とする。このセメントミルクを注入する目的は、コンクリート杭２５と先端金具６との一体化及び鋼管４０引抜き後のコンクリート杭２５と掘削穴（地盤）との間隙を埋めるためである。
【００７２】
（４）所定量のセメントミルクを注入後、セメントミルクが注入された鋼管４０内に、コンクリート杭２５を挿入する（図７（ｃ））。
【００７３】
コンクリート杭２５が鋼管４０先端まで到達したら、コンクリート杭２５を必要とあれば回転させて、該コンクリート杭先端部を、先端金具の筒状嵌挿部内に挿入する。この際、先端金具６をガイドとしてコンクリート杭２５を掘削穴３５（鋼管４０）の中心に沈設できる。
【００７４】
その後、鋼管４０を回転させて、先端金具６のストッパー４６、４６と、鋼管４０の切欠き部４２との係止を解除して、鋼管４０を先端金具６から分離して、鋼管４０のみを地上まで引き抜く。セメントミルクが固化後に、コンクリート杭２５の埋設が完了する（図７（ｄ））。図７（ｄ）中４９は、掘削穴３５とコンクリート杭２５との間で固化したセメントミルク層である。
【００７５】
この施工法によれば、掘削中の掘削土は、鋼管４０の外周壁により、掘削穴壁に押付けられるため、地上に少量しか排出されない。さらに、先端金具６とコンクリート杭２５とがセメントミルクによって強固に一体化しているため、安定した支持力を発揮することができる。
【００７６】
また、コンクリート杭をケーシング用の鋼管内に挿入するため、このコンクリート杭及び回転装置への回転負荷、挿入圧を低減させることができる。
【００７７】
前記実施例において、セメントミルクを注入後、セメントミルクが注入された鋼管４０内に、コンクリート杭２５を挿入したが、セメントミルクを注入しながらコンクリート杭２５を埋設することもできる。
【００７８】
また、この施工法をはじめ、前記各実施例２〜４により形成される基礎杭構造による杭先端支持力は、コンクリート杭２５の外径より大径に形成された先端金具６の最大径断面積を採用できるため、同じコンクリート杭２５を使用して埋設する従来の施工法に比べ支持力が向上し、先端金具６の最大径断面積に比例した支持力を得ることができる。これは、鉛直荷重に対して、コンクリート杭２５の下面のみならず、先端金具６の下面からも下方に向けて円錐状に支圧力の伝搬が認められる等に起因する。
【００７９】
【実施例５】
次に、図１０に基づきこの発明の他の施工方法について説明する。この実施例は、実施例４と同様に、鋼管４０をケーシングとして使用して掘削するものであり、更に鋼管４０内に既製杭を収容して、貫入する。
【００８０】
（１）ケーシング用の鋼管４０内に、埋設予定のコンクリート杭２５を収容する。
【００８１】
（２）実施例４と同様に、ケーシング用の鋼管４０の下端部４１に着脱自在に先端金具６を取付ける（図８参照）。この際、先端金具６の上部の筒状嵌挿部４５内に、コンクリート杭２５の下端部を挿入する。
【００８２】
（３）先端金具６は、実施例４と同様に、筒状嵌挿部４５の側面にストッパー４６、４６を突設し、鋼管４０の下端部４１にストッパー４６を係止できる鍵状の切欠き部４２を設ける（図８参照、図１０（ａ））。ストッパー４６は１つ又は複数箇所に設け、各ストッパー４６に対応して、切欠き部４２を形成する。ストッパー４６を切欠き部４２に係止することによって、鋼管４０の回転貫入時に正回転、逆回転が可能であり、鋼管４０の回転を停止して鋼管を上方に引き上げるだけで、鋼管４０を先端金具６から切り離しできるようになっている。また、上記先端金具６は、閉塞されており、掘削土が鋼管４０の中空部４３に滞留しない構造となっている。
【００８３】
（４）先端金具６の取付けられ、かつコンクリート杭２５を収容した鋼管４０を地盤３４から所定深度まで、回転しながら、コンクリート杭２５の先端部が支持層に達するまで貫入する（図１０（ａ））。
【００８４】
（５）続いて、前記鋼管４０の中空部４３内に、トレミー管５７を挿入し、鋼管４０内及びコンクリート杭２５の中空部３０内に、セメントミルクを注入する（図１０（ｂ））。このセメントミルクを注入する目的は、コンクリート杭２５と先端金具６との一体化及び鋼管４０引抜き後のコンクリート杭２５と掘削穴（地盤）との間隙を埋めるためである。
【００８５】
（６）所定量のセメントミルクを注入後、鋼管４０を回転させて、先端金具６のストッパー４６、４６と、鋼管４０の切欠き部４２との係止を解除して、鋼管４０を先端金具６から分離して、鋼管４０のみを地上まで引き抜く。この際、鋼管４０を引き抜いても、セメントミルクが充填されているので、杭穴壁の倒壊も防止できる。
【００８６】
セメントミルクが固化後したセメントミルク層４９内に、コンクリート杭２５が埋設される（図１０（ｃ））。
【００８７】
この施工法によれば、実施例４と同様に、掘削中の掘削土は、鋼管４０の外周壁により、掘削穴壁に押付けられるため、地上に少量しか排出されない。さらに、先端金具６とコンクリート杭２５とがセメントミルクによって強固に一体化しているため、安定した支持力を発揮することができる。また、コンクリート杭２５をケーシング用の鋼管４０内に収容した状態で貫入するため、このコンクリート杭２５及び回転装置への回転負荷、挿入圧を低減させることができる。
【００８８】
更に、上記効果に加えて、鋼管４０の貫入と同時にコンクリート杭２５を同時に貫入するので、コンクリート杭２５を別途挿入する工程を省き、施工時間の短縮を図ることができる。
【００８９】
また、この施工法をはじめ、前記各実施例２〜４により形成される基礎杭構造による杭先端支持力は、コンクリート杭２５の外径より大径に形成された先端金具６の最大径断面積を採用できるため、同じコンクリート杭２５を使用して埋設する従来の施工法に比べ支持力が向上し、先端金具６の最大径断面積に比例した支持力を得ることができる。これは、鉛直荷重に対して、コンクリート杭２５の下面のみならず、先端金具６の下面からも下方に向けて円錐状に支圧力の伝搬が認められる等に起因する。
【００９０】
前記実施例において、鋼管４０内にトレミー管５７を挿入して、セメントミルクを注入したが、他の手段でセメントミルクを注入することもできる（図示していない）。また、鋼管内壁に予めトレミー管などを取り付けた状態で、鋼管４０を貫入することもでき（図示していない）、この場合は、鋼管４０の引抜により当然に取り付けたトレミー管なども地上に撤去される。
【００９１】
【発明の効果】
この発明は、コンクリート杭の外径より大径に先端金具を構成し、先端金具をコンクリート杭に取り付け、先端金具で先行して地盤を掘削しながらコンクリート杭を貫入し、または先端金具をコンクリート杭の下方に配置して、あるいは先端金具を取り付けた鋼管をケーシングとして先行埋設し、コンクリート杭を埋設するので、 掘削土が地上へ少量しか揚土されず、使用するセメントミルクも地上に排出されない量を充填しているため、杭埋設後の残土及びセメントミルク等の処理を格段に軽減することができ、施工能率、経済性、環境性が向上する効果がある。
【００９２】
また、セメントミルクを注入すれば、先端金具で掘削した掘削穴内で、コンクリート杭と先端金具が確実に一体化でされ、必要に応じてコンクリート杭と掘削穴壁との間隙を埋めることもできるため、鉛直荷重及び水平力等、総体的な支持力が向上し、安定する効果がある。
【００９３】
また、杭先端支持力が杭断面積ではなく、先端金具の断面積でとれるため、格段に大きな支持力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｉ）は、この発明の先端金具の正面図である。
【図２】（ａ）は、図１（ｄ）のＡ−Ａ線における断面図、（ｂ）は、図１（ｆ）のＢ−Ｂ線における断面図、（ｃ）は、図１（ｇ）のＣ−Ｃ線における断面図、（ｄ）は、図１（ｈ）のＤ−Ｄ線における断面図である。
【図３】この発明の先端金具と回転ロッドとの連結構造を説明する図で、（ａ）は連結前の一部を破切した正面図、（ｂ）は連結後の一部を破折した正面図、（ｃ）は縮小した平面図を夫々表す。
【図４】同じく先端金具と回転ロッドとの他の連結構造を説明する図で、（ａ）は連結前の一部を破切した正面図、（ｂ）は連結後の一部を破折した正面図、（ｃ）は縮小した平面図を夫々表す。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、この発明の施工方法の実施例を説明する概略した縦断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、この発明の他の施工方法の実施例を説明する概略した縦断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、この発明の他の施工方法の実施例を説明する概略した縦断面図である。
【図８】同じくこの発明の施工方法に使用する先端金具の拡大正面図である。。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、この発明の他の施工方法の実施例を説明する概略した縦断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、この発明の他の施工方法の実施例を説明する概略した縦断面図である。
【図１１】（ａ）（ｂ）は、この発明の実施に使用する鋼管の正面図である。
【符号の説明】
１    本体部
２    本体部上面
３    本体部下端
４    鋼棒
６    先端金具
８    凸条
９    ビット
１０  掘削翼
１１  本体部
１２  本体部上面
１３  螺旋翼
１４  掘削刃
１５  掘削円盤
１７  円盤片
２１  本体部
２２  本体部上面
２３  掘削翼
２５  コンクリート杭
２６  コンクイート杭の下端板
３１  掘削ロッド
３５  掘削穴
３７  回転ロッド
４０  鋼管（ケーシング）
５１  環状板（係止手段）
５２  挿入穴（係止手段）
５４  突板（係止手段）
５５  係止板（係止手段）
５７  トレミー管
５８  掘削補助翼
５９  段差部（鋼管）
６０  大径部（鋼管）
６１  小径部（鋼管）
【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】
0005045971.tif 000008
【図８】
0005045971.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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