(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のレグと、該レグに挿通される鋼管杭との間の接合部に装着され、弾性を有するとともに環状に形成されており、かつその外側端部が前記レグの内周面と接しているとともに、その内側端部が前記鋼管杭の外周面と接している少なくとも２つのシール部材と、
これらシール部材とシール部材との間に形成された充填材室と連通するとともに、該充填材室の内部に充填材を充填するための充填材圧送管と、
前記充填材室と別途連通するとともに、該充填材室の内部への充填材の充填により前記充填材室の内部の水を外部に排出するための排水管と、
前記排水管を介して排出された前記充填材室の内部の水を受ける排水受けと、を具備することを特徴とする鋼管杭基礎。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼管杭基礎において、
前記充填材室内への前記充填材の充填圧力は、前記シール部材が位置する場所における水圧の１．０〜１．１倍であることを特徴とする鋼管杭基礎。
【請求項３】
請求項１または２に記載の鋼管杭基礎において、
前記シール部材はブラシ型シールからなり、かつこれらブラシ型シールの内部には、止水性を有する第二の充填材が予め塗布されていることを特徴とする鋼管杭基礎。
【請求項４】
請求項３に記載の鋼管杭基礎において、
前記ブラシ型シールは、前記鋼管杭が挿入されてくる水面側に位置する前板と、水底側に位置する後板と、これら前板と後板との間に設けられた多数本のブラシと、該ブラシ内に設けられるとともに前記前板および前記後板に対して略平行に延在する板状のメッシュ部材とを具備し、かつ前記後板は前記前板よりも長いことを特徴とする鋼管杭基礎。
【請求項５】
請求項３に記載の鋼管杭基礎において、
前記ブラシ型シールは、前記鋼管杭が挿入されてくる水面側に位置する前板と、水底側に位置する後板と、これら前板と後板との間に設けられた多数本のブラシと、該ブラシ内に設けられるとともに前記前板および前記後板に対して略平行に延在する板状のメッシュ部材とを具備し、かつ前記前板の板厚は前記後板の板厚よりも厚いことを特徴とする鋼管杭基礎。
【請求項６】
請求項３に記載の鋼管杭基礎において、
前記ブラシ型シールは、前記鋼管杭が挿入されてくる水面側に位置する前板と、水底側に位置する後板と、これら前板と後板との間に設けられた多数本のブラシと、該ブラシ内に設けられるとともに前記前板および前記後板に対して略平行に延在する板状のメッシュ部材とを具備し、かつ前記後板の背面と前記レグの内周面との間には支持部材が設けられていることを特徴とする鋼管杭基礎。
【請求項７】
請求項３に記載の鋼管杭基礎において、
前記ブラシ型シールは、前記鋼管杭が挿入されてくる水面側に位置する前板と、水底側に位置する後板と、これら前板と後板との間に設けられた多数本のブラシと、該ブラシ内に設けられるとともに前記前板および前記後板に対して略平行に延在する板状のメッシュ部材とを具備し、かつ前記メッシュ部材は前記前板および前記後板よりも長いことを特徴とする鋼管杭基礎。
【請求項８】
請求項３に記載の鋼管杭基礎において、
前記ブラシ型シールは、前記鋼管杭が挿入されてくる水面側に位置する前板と、水底側に位置する後板と、これら前板と後板との間に設けられた多数本のブラシと、該ブラシ内に設けられるとともに前記前板および前記後板に対して略平行に延在する板状のメッシュ部材とを具備し、かつその外側端部と前記レグの内周面との間には嵩上げ部材が設けられていることを特徴とする鋼管杭基礎。
【請求項９】
筒状のレグと、該レグに挿通される鋼管杭との間の接合部に装着され、弾性を有するとともに環状に形成されており、かつその外側端部が前記レグの内周面と接しているとともに、その内側端部が前記鋼管杭の外周面と接している少なくとも２つのシール部材と、
これらシール部材とシール部材との間に形成された充填材室と、
前記充填材室と連通するとともに、該充填材室の内部への充填材の充填により前記充填材室の内部の水を外部に排出するための排水管と、
前記排水管を介して排出された前記充填材室の内部の水を受ける排水受けと、を具備する鋼管杭基礎を施工する際の鋼管杭基礎施工方法であって、
前記充填材室に充填材を充填する段階と、
前記充填材の充填により前記充填材室に存在していた水を、前記排水管を介して前記排水受けに排出する段階と、を具備していることを特徴とする鋼管杭基礎施工方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の鋼管杭基礎施工方法において、
前記充填材室内へ前記充填材を充填する段階の充填圧力は、前記シール部材が位置する場所における水圧の１．０〜１．１倍であることを特徴とする鋼管杭基礎施工方法。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の鋼管杭基礎施工方法において、
前記シール部材はブラシ型シールからなり、かつこれらブラシ型シールの内部に、止水性を有する第二の充填材を予め塗布しておくことを特徴とする鋼管杭基礎施工方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の鋼管杭基礎施工方法において、
前記充填材室に前記充填材が充填されるとともに、該充填材室内に存在していた水が排出された後、前記充填材室の上方に位置し、かつ前記レグの内周面と前記鋼管杭の外周面との間に存在する水を抜き取る段階と、
前記レグの内周面と前記鋼管杭の外周面との間に第三の充填材を充填する段階とを具備していることを特徴とする鋼管杭基礎施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管杭基礎および鋼管杭基礎施工方法に関し、特に水底地盤上に構築される橋梁基礎に用いる鋼管杭基礎および鋼管杭基礎施工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は橋梁における鋼管杭基礎１０を示す斜視図であり、この鋼管杭基礎１０は、従来の剛構造であるケーソン式基礎とは異なり、橋梁の主要部を構成する主塔１と、その下部を囲むように設けられたジャケットレグ２とを備えたジャケット型基礎３が水底地盤４上に据え付けられ、このジャケットレグ２の複数のレグ５，５，・・・をガイドとして複数の鋼管杭６，６，・・・が水底地盤４に打設して構成されたものである。
この橋梁における鋼管杭基礎１０では、鋼管杭６を打設する際の鋼管杭６とレグ５との接合部におけるシール性（止水性）が重要になる。
というのは、作業者が鋼管杭６の切断作業や、プラグ溶接作業のためにこのレグ５内に入らなければならないからである。
【０００３】
図９は、従来の鋼管杭基礎１０の鋼管杭６とレグ５との接合部を示す断面図であり、鋼管杭６とレグ５の下端との間にゴムシール材７が装着され、前記レグ５のゴムシール材７よりわずかに上方の位置にはグラウト圧送管８が設けられている。そして、このグラウト圧送管８により鋼管杭６とレグ５との隙間に所定の高さまでグラウト（第三の充填材）９が注入されている。この接合部においては、ゴムシール材７により鋼管杭６とレグ５との接合部を止水するとともに、グラウト９注入時の漏洩防止を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の鋼管杭６とレグ５との接合部においては、ゴムシール材７により止水およびグラウト９注入時の漏洩防止を図っているが、ゴムシール材７は硬質ゴム等により構成されているために、鋼管杭６を打ち込む際の衝撃により摩耗等が生じやすく、シール材としての耐久性が不十分で、十分な止水性が得られないという問題点があった。
【０００５】
また、この鋼管杭６とレグ５との接合部が水面下に位置した場合においては、ゴムシール材７ではシール材としての耐久性が不十分で、十分な止水性が得られないために、グラウト９を注入する際の止水性が不十分でグラウト９が漏洩してしまうという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、鋼管杭とレグとの接合部における止水性を向上させることができ、グラウト注入時におけるグラウトの漏洩を防止することができる鋼管杭基礎および鋼管杭基礎施工方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の鋼管杭基礎および鋼管杭基礎施工方法では、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の鋼管杭基礎によれば、筒状のレグと、該レグに挿通される鋼管杭との間の接合部に装着され、弾性を有するとともに環状に形成されており、かつその外側端部が前記レグの内周面と接しているとともに、その内側端部が前記鋼管杭の外周面と接している少なくとも２つのシール部材と、これらシール部材とシール部材との間に形成された充填材室と連通するとともに、該充填材室の内部に充填材を充填するための充填材圧送管と、前記充填材室と別途連通するとともに、該充填材室の内部への充填材の充填により前記充填材室の内部の水を外部に排出するための排水管と、前記排水管を介して排出された前記充填材室の内部の水を受ける排水受けと、を具備することを特徴とする。
【０００８】
この鋼管杭基礎においては、シール部材とシール部材との間に充填材室が形成され、かつレグには充填材室と連通する充填材圧送管と排水管とが設けられているので、充填材圧送管を介して充填材を充填材室に充填していくと、この充填材室にあった水が排水管を介して充填材室から排出されるようになっている。
【０００９】
請求項２記載の鋼管杭基礎によれば、請求項１に記載の鋼管杭基礎において、前記充填材室内への前記充填材の充填圧力は、前記シール部材が位置する場所における水圧の１．０〜１．１倍であることを特徴とする。
【００１０】
この鋼管杭基礎においては、シール部材が位置する場所における水圧の１．０〜１．１倍で充填材が充填材室に充填されることとなる。
【００１１】
請求項３記載の鋼管杭基礎によれば、請求項１または２に記載の鋼管杭基礎において、前記シール部材はブラシ型シールからなり、かつこれらブラシ型シールの内部には、止水性を有する第二の充填材が予め塗布されていることを特徴とする。
【００１２】
この鋼管杭基礎においては、シール部材としてブラシ型シールが適用され、かつこれらブラシ型シールの内部に止水性を有する第二の充填材が予め塗布されている。
【００１３】
請求項４記載の鋼管杭基礎によれば、請求項３に記載の鋼管杭基礎において、前記ブラシ型シールは、前記鋼管杭が挿入されてくる水面側に位置する前板と、水底側に位置する後板と、これら前板と後板との間に設けられた多数本のブラシと、該ブラシ内に設けられるとともに前記前板および前記後板に対して略平行に延在する板状のメッシュ部材とを具備し、かつ前記後板は前記前板よりも長いことを特徴とする。
【００１４】
この鋼管杭基礎においては、水底側に位置する後板が水面側に位置する前板よりも長くなるよう、すなわち後板の受圧面積が前板の受圧面積よりも大きくなるように設定されている。言い換えれば、後板にかかる水圧が前板にかかる水圧よりも大きくなる。
【００１５】
請求項５記載の鋼管杭基礎によれば、請求項３に記載の鋼管杭基礎において、前記ブラシ型シールは、前記鋼管杭が挿入されてくる水面側に位置する前板と、水底側に位置する後板と、これら前板と後板との間に設けられた多数本のブラシと、該ブラシ内に設けられるとともに前記前板および前記後板に対して略平行に延在する板状のメッシュ部材とを具備し、かつ前記前板の板厚は前記後板の板厚よりも厚いことを特徴とする。
【００１６】
この鋼管杭基礎においては、前板の板厚が後板の板厚よりも厚くなるよう、すなわち前板の剛性が後板の剛性よりも高くなるように設定されている。
したがって、前板にかかるたとえばグラウトやグリースによる圧力に対して前板が十分な抗力を有することとなる。
【００１７】
請求項６記載の鋼管杭基礎によれば、請求項３に記載の鋼管杭基礎において、前記ブラシ型シールは、前記鋼管杭が挿入されてくる水面側に位置する前板と、水底側に位置する後板と、これら前板と後板との間に設けられた多数本のブラシと、該ブラシ内に設けられるとともに前記前板および前記後板に対して略平行に延在する板状のメッシュ部材とを具備し、かつ前記後板の背面と前記レグの内周面との間には支持部材が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
この鋼管杭基礎においては、たとえばグラウトやグリースが充填されることにより後板がレグ内周面側へ移動しようとしても、支持部材によりその移動が抑制され、シール部材の内側端部と鋼管杭の外周面との接触が保たれるようになっている。
【００１９】
請求項７記載の鋼管杭基礎によれば、請求項３に記載の鋼管杭基礎において、前記ブラシ型シールは、前記鋼管杭が挿入されてくる水面側に位置する前板と、水底側に位置する後板と、これら前板と後板との間に設けられた多数本のブラシと、該ブラシ内に設けられるとともに前記前板および前記後板に対して略平行に延在する板状のメッシュ部材とを具備し、かつ前記メッシュ部材は前記前板および前記後板よりも長いことを特徴とする。
【００２０】
この鋼管杭基礎においては、メッシュ部材の内側端部が前板および後板よりも広い面積で鋼管杭の外周面と接触するようになっている。
【００２１】
請求項８記載の鋼管杭基礎によれば、請求項３に記載の鋼管杭基礎において、前記ブラシ型シールは、前記鋼管杭が挿入されてくる水面側に位置する前板と、水底側に位置する後板と、これら前板と後板との間に設けられた多数本のブラシと、該ブラシ内に設けられるとともに前記前板および前記後板に対して略平行に延在する板状のメッシュ部材とを具備し、かつその外側端部と前記レグの内周面との間には嵩上げ部材が設けられていることを特徴とする。
【００２２】
この鋼管杭基礎においては、ブラシ型シールの外側端部とレグの内周面との間に嵩上げ部材が設けられており、この嵩上げ部材の高さを変えることによりブラシ型シールの内側端部と鋼管杭の外周面との間の間隙、すなわちブラシ型シールの内側端部と鋼管杭の外周面との間の接触圧力を自由に選択できるようになっている。
【００２３】
請求項９記載の鋼管杭基礎施工方法によれば、筒状のレグと、該レグに挿通される鋼管杭との間の接合部に装着され、弾性を有するとともに環状に形成されており、かつその外側端部が前記レグの内周面と接しているとともに、その内側端部が前記鋼管杭の外周面と接している少なくとも２つのシール部材と、これらシール部材とシール部材との間に形成された充填材室と、前記充填材室と連通するとともに、該充填材室の内部への充填材の充填により前記充填材室の内部の水を外部に排出するための排水管と、前記排水管を介して排出された前記充填材室の内部の水を受ける排水受けと、を具備する鋼管杭基礎を施工する際の鋼管杭基礎施工方法であって、前記充填材室に充填材を充填する段階と、前記充填材の充填により前記充填材室に存在していた水を、前記排水管を介して前記排水受けに排出する段階と、を具備していることを特徴とする。
【００２４】
この鋼管杭基礎施工方法においては、シール部材とシール部材との間に形成された充填材室の内部に充填材を充填していくと、この充填材室の内部にあった水が充填材室から排出されることとなる。
【００２５】
請求項１０記載の鋼管杭基礎施工方法によれば、請求項９に記載の鋼管杭基礎施工方法において、前記充填材室内へ前記充填材を充填する段階の充填圧力は、前記シール部材が位置する場所における水圧の１．０〜１．１倍であることを特徴とする。
【００２６】
この鋼管杭基礎施工方法においては、シール部材が位置する場所における水圧の１．０〜１．１倍で充填材が充填材室に充填されることとなる。
【００２７】
請求項１１記載の鋼管杭基礎施工方法によれば、請求項９または１０に記載の鋼管杭基礎施工方法において、前記シール部材はブラシ型シールからなり、かつこれらブラシ型シールの内部に、止水性を有する第二の充填材を予め塗布しておくことを特徴とする。
【００２８】
この鋼管杭基礎施工方法においては、シール部材としてブラシ型シールが適用され、かつこれらブラシ型シールの内部に止水性を有する第二の充填材が予め塗布されている。
【００２９】
請求項１２記載の鋼管杭基礎施工方法によれば、請求項９に記載の鋼管杭基礎施工方法において、前記充填材室に前記充填材が充填されるとともに、該充填材室内に存在していた水が排出された後、前記充填材室の上方に位置し、かつ前記レグの内周面と前記鋼管杭の外周面との間に存在する水を抜き取る段階と、前記レグの内周面と前記鋼管杭の外周面との間に第三の充填材を充填する段階とを具備していることを特徴とする。
【００３０】
この鋼管杭基礎施工方法においては、充填材室の上方に位置し、かつレグの内周面と鋼管杭の外周面との間に存在する水が取り除かれた後、その部分にグラウトが充填される。実際の施工では水を抜き、止水位置よりも上の位置で杭を切断し、その位置に荷重伝達用のプラグを溶接施工した後にグラウトが充填される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図１および図２を参照しながら説明する。なお、従来と同一の部材には同一の符号を付している。
図１は本発明による鋼管杭基礎１００のレグ５と鋼管杭６との間の接合部を示す側断面である。
【００３２】
図１に示すように、鋼管杭基礎１００は、レグ５と、鋼管杭６と、たとえば２つのシール部材１１，１２と、充填材圧送管１３と、排水管１４とを主たる要素として構成されたものである。
【００３３】
シール部材１１，１２はブラシ型シールと呼ばれるものであり、１．９６MPa（２０kgf／cm2）程度の水圧に対しても十分な止水性を有するものである。
これらシール部材１１，１２は、図２に示すように、バネ鋼１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ、ワイヤブラシ１１ｃ，１１ｃ’，１２ｃ，１２ｃ’、ステンレス製のメッシュ金網１１ｄ，１１ｄ’，１２ｄ，１２ｄ’が組み合わされた構造を有するもので、レグ５の内周面５ａに沿って環状に配置される上部材１１ｅ，１２ｅと、この上部材１１ｅ，１２ｅの下端から下方に漸次縮径するように延びて鋼管杭６の外周面６ａに沿って巻回する略漏斗状の下部材１１ｆ，１２ｆとにより構成されており、鋼管杭６とレグ５との間のズレには十分対応できる追従性を有したものである。
すなわち、シール部材１１，１２の弾力性により、鋼管杭６とレグ５との間にズレが生じても即座に対応可能とされている。
また、打設される鋼管杭６程度の杭長であれば、鋼管杭６の打設される際の打撃に伴う摩擦等によるシール性の低下に対しても十分な耐久性を有し、水深数十ｍ下での止水性も十分備えている。
【００３４】
前述したバネ鋼（前板）１１ａ，１２ａとワイヤブラシ１１ｃ，１２ｃとの間、メッシュ金網１１ｄ，１２ｄとメッシュ金網１１ｄ’，１２ｄ’との間、ワイヤブラシ１１ｃ’，１２ｃ’とバネ鋼（後板）１１ｂ，１２ｂとの間に、止水性に優れたグリース（第二の充填材）が予め塗布されていればさらに有利である。このグリースは、たとえば繊維が含有されたグリースであり、一例としては「日石三菱シールノックグリース（商品名）」が挙げられる。
【００３５】
図１に示すように、充填材圧送管１３は、充填材注入用ポンプ２０と、シール部材１１、１２間に形成された充填材室２１とを連通するとともに、充填材注入用ポンプ２０から吐出されてきた充填材２２を充填材室２１内に導くためのものである。この場合の充填材２２としては、特に圧送性に優れたグリースが好適である。
【００３６】
このように、充填材圧送管１３の一端は充填材注入用ポンプ２０に接続されているとともに、その他端は充填材室２１が位置するところのレグ５に接続されている。
【００３７】
なお、充填材室２１に充填される充填材２２は、圧送性に優れたグリースに限定されるものではなく、たとえば膨潤性の高いベントナイト系の粘土モルタルや、発泡ウレタン、あるいは砂モルタルなどを充填材２２として充填することもできる。
このようなモルタル材やウレタン材を充填材２２として充填材室２１に充填する場合、図３に示すような構成が必要となる。
図３の鋼管杭基礎２００は、図１の鋼管杭基礎１００に設けられた充填材圧送管１３および充填材注入用ポンプ２０の代わりに、充填材圧送管７１、充填材注入用ポンプ７２、薬剤圧送管７３、薬剤注入用ポンプ７４、ミキシングノズル７５、および導入管７６が設けられたものである。したがって、この部分以外の構成要素は図１に示すものと同じであるのでここではその説明を省略する。
【００３８】
充填材圧送管７１は、充填材注入用ポンプ７２と、充填材室２１の入口近傍に配置されたミキシングノズル７５とを連通するとともに、充填材注入用ポンプ７２から吐出されてきた充填材をミキシングノズル７５内に導くためのものである。充填材としては、たとえばモルタルやウレタンなどである。
また、薬剤圧送管７３は、薬剤注入用ポンプ７４と、ミキシングノズル７５とを連通するとともに、薬剤注入用ポンプ７４から吐出されてきた薬剤をミキシングノズル７５内に導くためのものである。薬剤としては、たとえばゲル化剤などである。
ミキシングノズル７５は、充填材圧送管７１を介して充填材注入用ポンプ７２から吐出されてきた充填材と、薬剤圧送管７３を介して薬剤注入用ポンプ７４から吐出されてきた薬剤とを均一に混合するものである。
ミキシングノズル７５で混ぜ合わせられた充填材２２は、導入管７６を介して充填材室２１内に導かれるようになっている。
【００３９】
このように、充填材室２１内に粘土モルタルや、発泡ウレタン、あるいは砂モルタルなどのモルタル材やウレタン材を充填材２２として充填することにより、この部分のレグ５と鋼管杭６との接合部を剛な材料で充填することができ、止水性を向上させることができる。
【００４０】
排水管１４は、充填材室２１と、たとえば水面上に設置された排水受け２３とを連通するとともに、充填材室２１から導出された水を排水受け２３に導くためのものである。
すなわち、排水管１４の一端は充填材室２１が位置するところのレグ５に接続されているとともに、その他端は排水受け２３に接続されている。
【００４１】
つぎに、この鋼管杭基礎１００を施工する際の鋼管杭基礎施工方法について説明する。
まず、予めシール部材１１，１２の上部材１１ｅ，１２ｅを、レグ５の内周面５ａの接合部に当たる部分に装着しておく。
ついで、レグ５をガイドとして鋼管杭６をこのレグ５に挿入する。この際、シール部材１１，１２の下部材１１ｆ，１２ｆは軸心に向かって延出しているので、挿入される鋼管杭６によって押し広げられて、その弾性力により鋼管杭６に圧接される。
【００４２】
つづいて、この鋼管杭６を水底地盤に打設する。打設完了後、充填材圧送管１３を介して充填材注入用ポンプ２０から充填材室２１内に充填材２２を圧送するとともに、充填材室２１内に充満していた水が圧送されてきた充填材２２により押し出され、排水管１４を介して排水受け２３に排出されることとなる。
このようにして充填材室２１が充填材２２で充満されれば、止水が完全に行われたことになる。
また、充填材２２の充填圧力としては、これらシール部材１１，１２が位置する場所における水圧の１．０倍〜１．１倍が特に好適である。水圧の検知方法としては、たとえばこれらシール部材１１，１２が位置する場所の水深から求めることもできるし、これらシール部材１１，１２が位置する場所のレグ５の外周面に設けられた圧力センサなどによって求めることができる。
【００４３】
そしてつぎに、充填材室２１の上側に位置するとともに、レグ５の内周面５ａと鋼管杭６の外周面６ａとの間に介在している水を、たとえば汲み上げポンプ（図示せず）およびこの汲み上げポンプに接続されたホース（図示せず）などを用いて外部に排出する。
【００４４】
そして、充填材室２１よりも上方のレグ５と鋼管杭６との隙間に所定高さまでグラウト（第三の充填材）９を注入する。
【００４５】
このような鋼管杭基礎１００および鋼管杭基礎施工方法によれば、シール部材１１，１２のそれぞれの弾性、および充填材室２１に充填された充填材２２により止水性を格段に向上させることができる。したがって、シール部材１１，１２によりグラウト９の漏洩が防止されるので、グラウト９が外部に漏洩するおそれがない。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態によれば、レグ５と鋼管杭６との間の接合部に少なくとも２つのシール部材１１，１２を装着し、これらシール部材１１，１２の間に形成される充填材室２１に充填材２２を導くための充填材圧送管１３と、充填材室２１内の水を外部に導くための排水管１４とをレグ５に設けることにより、レグ５と鋼管杭６との間の止水性を大幅に向上させることができる。
【００４７】
さて、図４に示すように、図２を用いて説明したシール部材１１，１２の、下側（水底側）に位置するバネ鋼１１ｂ，１２ｂの長さが、上側（水面側）に位置するバネ鋼１１ａ，１２ａの長さよりも長くなるように設定されていればさらに有利である。
すなわち、バネ鋼１１ａ，１２ａ、ワイヤブラシ１１ｃ，１２ｃ、メッシュ金網１１ｄ，１２ｄ、メッシュ金網１１ｄ’，１２ｄ’、ワイヤブラシ１１ｃ’，１２ｃ’、バネ鋼１１ｂ，１２ｂの長さは、上側から下側にいくにしたがって、徐々に長くなり、これらの先端がすべて鋼管杭６の外周面６ａと密着（あるいは接触）するように構成されている。
【００４８】
このような構成により、シール部材１１，１２の内側端部（先端部）と鋼管杭６の外周面６ａとの接触面積がより大きくなり、この部分のシール性（止水性）をさらに向上させることができる。
また、バネ鋼１１ｂ，１２ｂの受圧面積がバネ鋼１１ａ，１２ａの受圧面積よりも大きくなる、すなわちバネ鋼１１ｂ，１２ｂにかかる水圧がバネ鋼１１ａ，１２ａにかかる水圧よりも大きくなるため、たとえばシール部材１１，１２の上側にグリースやグラウトが充填されたとしても、これらの充填圧力に対して抗力を有することとなる。
これにより、これらグリースやグラウトがシール部材１１，１２の内側端部（先端部）と鋼管杭６の外周面６ａとの間から下側に漏れ出すことを防止することもできる。
【００４９】
シール部材１１，１２の内側端部（先端部）と鋼管杭６の外周面６ａとの接触面積をさらに大きくするには、ワイヤブラシ１１ｃ，１１ｃ’，１２ｃ，１２ｃ’の本数を増やして、このワイヤブラシ１１ｃ，１１ｃ’，１２ｃ，１２ｃ’の部分の厚みを厚くしてやればよい。
一方、このようにワイヤブラシワイヤブラシ１１ｃ，１１ｃ’，１２ｃ，１２ｃ’の本数を増やすことにより、このワイヤブラシ１１ｃ，１１ｃ’，１２ｃ，１２ｃ’の部分の剛性が高められる。
この部分の剛性が高められることにより、たとえばシール部材１１，１２の上側にグリースやグラウトが充填されたとしても、これらの充填圧力に対して十分な抗力を有することとなる。
したがって、これらグリースやグラウトがシール部材１１，１２の内側端部（先端部）と鋼管杭６の外周面６ａとの間から下側に漏れ出すことを防止することができる。
【００５０】
ワイヤブラシワイヤブラシ１１ｃ，１１ｃ’，１２ｃ，１２ｃ’の本数を増やしてワイヤブラシ１１ｃ，１１ｃ’，１２ｃ，１２ｃ’の部分の剛性を高める代わりに、バネ鋼１１ａ，１２ａおよび／またはバネ鋼１１ｂ，１２ｂの板厚を厚くしてバネ鋼１１ａ，１２ａおよび／またはバネ鋼１１ｂ，１２ｂ自体の剛性を高めるようにしても同様の効果を得ることができる。
この場合、シール部材１１，１２の内側端部（先端部）と鋼管杭６の外周面６ａとの接触面積は図４に示すものと同じになってしまうが、これらシール部材１１，１２の上側に充填された充填材による充填圧力に対しては十分な抗力を有するようになる。
【００５１】
シール部材１１，１２の上側に充填された充填材による充填圧力に対する抗力を増加させる構成としては図５に示すようなものもある。
図５は、図４に示すシール部材１１，１２のバネ鋼１１ｂ，１２ｂの背面（水底側の面）とレグ５の内周面５ａとの間にバックアップ部材（支持部材）５０を設けた状態を示す図である。
バックアップ部材５０は、支持部５１と固定部５２とから構成されたもので、断面Ｔ字形状を有する部材であって、レグ５の内周面５ａに沿ってシール部材１１，１２と略平行に配置されたものである。
支持部５１はバネ鋼１１ｂ，１２ｂの背面を支持する板状部材で、その表面全体がバネ鋼１１ｂ，１２ｂの背面と接するように構成されている。
固定部５２はレグ５の内周面５ａと支持部５１とを連結するものであって、基端部がレグ５の内周面５ａに溶接固定されるとともに、他端部が支持部５１の背面に溶接固定されたものである。
【００５２】
このような構成により、バネ鋼１１ｂ，１２ｂのレグ５の内周面５ａ側への移動が制止されるとともに、バネ鋼１１ａ，１２ａ、ワイヤブラシ１１ｃ，１２ｃ、メッシュ金網１１ｄ，１２ｄ、メッシュ金網１１ｄ’，１２ｄ’、ワイヤブラシ１１ｃ’，１２ｃ’のレグ５の内周面５ａ側への移動も抑制される。
すなわち、シール部材１１，１２の上側に充填された充填材による充填圧力に対する抗力が増加されることとなる。
【００５３】
さらに、シール部材１１，１２と鋼管杭６の外周面６ａとの接触面積を大きくする構成として、メッシュ金網１１ｄ，１１ｄ’，１２ｄ，１２ｄ’の長さを、バネ鋼１１ｂ，１１ｂ’，１２ｂ，１２ｂ’の長さよりも長くして、これらメッシュ金網１１ｄ，１１ｄ’，１２ｄ，１２ｄ’の先端部が鋼管杭６の外周面６ａと面で接触するようにするとさらに有利である。
メッシュ金網１１ｄ，１１ｄ’，１２ｄ，１２ｄ’の長さとしては、図６に示すように、鋼管杭６が打ち込まれる（打ち込まれた）状態で、メッシュ金網１１ｄ，１１ｄ’，１２ｄ，１２ｄ’の先端部がバネ鋼１１ｂ，１２ｂの先端よりも下側に延在していれば好適である。
このようにメッシュ金網１１ｄ，１１ｄ’，１２ｄ，１２ｄ’の先端部がバネ鋼１１ｂ，１２ｂの先端よりも下側に延在していることにより、メッシュ金網１１ｄ，１１ｄ’，１２ｄ，１２ｄ’の先端部が鋼管杭６の外周面６ａと広い範囲にわたって面で接触するようになるとともに、バネ鋼１１ｂ，１２ｂの先端と鋼管杭６の外周面６ａとの間に位置するメッシュ金網１１ｄ，１１ｄ’，１２ｄ，１２ｄ’が、バネ鋼１１ｂ，１２ｂの先端により鋼管杭６の外周面６ａの側に押しつけられることとなる。
【００５４】
このような構成により、この部分のシール性（止水性）をより向上させることができる。
また、これらメッシュ金網１１ｄ，１１ｄ’，１２ｄ，１２ｄ’の網目に、前述した止水性に優れたグリース（第二の充填材）を予め塗布しておけばさらに好適である。
これによりメッシュ金網１１ｄ，１１ｄ’，１２ｄ，１２ｄ’の先端部が鋼管杭６の外周面６ａと広い範囲にわたって密着するようになり、止水性をさらに向上させることができる。
【００５５】
また、メッシュ金網１１ｄ，１１ｄ’，１２ｄ，１２ｄ’の一方あるいは両方を、バネ鋼１１ａ，１２ａとワイヤブラシ１１ｃ，１２ｃとの間、すなわちバネ鋼１１ａ，１２ａに接触させて設けるようにすることもできる。
これによりメッシュ金網１１ｄ，１１ｄ’，１２ｄ，１２ｄ’の一方あるいは両方が、鋼管杭６の外周面６ａと最も広い範囲で接触するようになるとともに、バネ鋼１１ａ，１２ａと鋼管杭６の外周面６ａとの隙間をメッシュ金網が塞ぐようになるので、止水性をさらに向上させることができる。
【００５６】
図７に示すように、シール部材１１，１２が嵩上げ部材７０を介してレグ５の内周面５ａに取り付けられるようにしても良い。
嵩上げ部材７０はシール部材１１，１２と同様、レグ５の内周面５ａに沿って環状に配置されたものであり、レグ５の内周面５ａに溶接固定されたものである。
嵩上げ部材７０とレグ５の内周面５ａとの間、嵩上げ部材７０と上部材１１ｅ，１２ｅとの間には、隙間が生じないようになっている。
このような嵩上げ部材７０により、嵩上げ部材７０の上面７０ａと鋼管杭６の外周面６ａとの間隙を、たとえば７０mm程度にすると有利である。
【００５７】
このように、嵩上げ部材７０の上面７０ａと鋼管杭６の外周面６ａとの間隙を狭めることにより、シール部材１１，１２の下部材１１ｆ，１２ｆが鋼管杭６の外周面６ａに押しつけられながら接触するようになり、接触面積が増加して止水性を向上させることができる。
また、シール部材１１，１２の下部材１１ｆ，１２ｆが鋼管杭６の外周面６ａに十分押しつけられながら接触させられるため、下部材１１ｆ，１２ｆが元の形に戻ろうとする復元力が高められ、これによりシール部材１１，１２の上側に充填された充填材による充填圧力に対する抗力も高められることとなる。
【００５８】
なお、図２、図４ないし図７を用いて説明してきた内容およびこれに付随して説明した内容は、必要に応じて適宜組み合わせることができる。
【００５９】
以上、本発明の鋼管杭基礎および鋼管杭基礎施工方法について図面に基づいて説明してきたが、具体的な構成は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変形・変更実施可能である。
たとえば、シール部材はブラシ型シールに限定されるものではなく、同様の機能を有するものであればどのようなものであっても良い。
【００６０】
また、本発明ではシール部材を接合部に２つ配置したものを一例として説明してきたが、これに限定されるものではなく、３つ以上配置することももちろん可能である。ただしこの際、シール部材とシール部材との間に形成される各充填材室に対して充填材圧送管および排水管を設けるようにすることが望ましい。
【００６１】
なお、今回の施工試験では、シール部材１１とシール部材１２との距離（ブラシピッチ）、すなわち上部材１１ｅの上端面１１ｇと上部材１２ｅの上端面１２ｇとの距離を３６５mm、ワイヤブラシの最大長さを３００mm、バネ鋼（後板）１１ａ’，１２ａ’とレグ５の内周面５ａとのなす角θを５０゜、レグ５の内周面５ａと鋼管杭６の外周面６ａとの間隙を１５０mmとして実施し、極めて良好な止水性を確認することができた。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の鋼管杭基礎および鋼管杭基礎施工方法によれば、以下の効果を奏する。
請求項１記載の鋼管杭基礎によれば、シール部材とシール部材との間に充填材室が形成され、かつレグには充填材室と連通する充填材圧送管と排水管とが設けられているので、充填材圧送管を介して充填材を充填材室に充填していくと、この充填材室にあった水が排水管を介して充填材室から排出されるようになっており、充填材の水中への漏洩を防止することができ、止水性を格段に向上させることができるとともに、この止水性の向上によりグラウトの充填室内への漏洩を防止し、後に続く杭の切断作業やプラグの溶接作業をドライなエリアで作業することができる。
【００６３】
請求項２記載の鋼管杭基礎によれば、シール部材が位置する場所における水圧の１．０〜１．１倍で充填材が充填材室に充填されることとなるので、水が充填材室の内部に浸入することを確実に防止することができる。
【００６４】
請求項３記載の鋼管杭基礎によれば、シール部材としてブラシ型シールが適用され、かつこれらブラシ型シールの内部に止水性を有する第二の充填材が予め塗布されているので、充填材室内への水の浸入、充填材室外への水および／または充填材の漏洩を確実に防止することができて、止水性をさらに向上させることができる。
【００６５】
請求項４記載の鋼管杭基礎によれば、水底側に位置する後板が水面側に位置する前板よりも長くなるよう、すなわち後板の受圧面積が前板の受圧面積よりも大きくなるように設定されているので、充填材の充填圧力に対する抗力が高められ、シール部材の内側端部（先端部）と鋼管杭の外周面との間から下側に充填材が漏れ出すことを防止することができる。
【００６６】
請求項５記載の鋼管杭基礎によれば、前板の板厚が後板の板厚よりも厚くなるよう、すなわち前板の剛性が後板の剛性よりも高くなるように設定されているので、前板によって充填材の充填圧力を受け止めることができて、シール部材の内側端部（先端部）と鋼管杭の外周面との間から下側に充填材が漏れ出すことを防止することができる。
【００６７】
請求項６記載の鋼管杭基礎によれば、充填材が充填されることにより後板がレグ内周面側へ移動しようとしても、支持部材によりその移動が抑制され、シール部材の内側端部と鋼管杭の外周面との接触が保たれるようになっているので、止水性を向上させることができる。
【００６８】
請求項７記載の鋼管杭基礎によれば、メッシュ部材の内側端部が前板および後板よりも広い面積で鋼管杭の外周面と接触するようになっているので、止水性をさらに向上させることができる。
【００６９】
請求項８記載の鋼管杭基礎によれば、ブラシ型シールの外側端部とレグの内周面との間に嵩上げ部材が設けられており、この嵩上げ部材の高さを変えることによりブラシ型シールの内側端部と鋼管杭の外周面との間の間隙、すなわちブラシ型シールの内側端部と鋼管杭の外周面との間の接触圧力を自由に選択できるようになっているので、必要に応じて所望の接触圧力を得ることができ、止水を確実に行うことができる。
【００７０】
請求項９記載の鋼管杭基礎施工方法によれば、シール部材とシール部材との間に形成された充填材室の内部に充填材を充填していくと、この充填材室の内部にあった水が充填材室から排出されることとなるので、充填材の水中への漏洩を防止することができ、止水性を格段に向上させることができるとともに、この止水性の向上によりグラウトの充填室内への漏洩を防止することができる。
【００７１】
請求項１０記載の鋼管杭基礎施工方法によれば、シール部材が位置する場所における水圧の１．０〜１．１倍で充填材が充填材室に充填されることとなるので、水が充填材室の内部に浸入することを確実に防止することができる。
【００７２】
請求項１１記載の鋼管杭基礎施工方法によれば、シール部材としてブラシ型シールが適用され、かつこれらブラシ型シールの内部に止水性を有する第二の充填材が予め塗布されているので、充填材室内への水の浸入、充填材室外への水および／または充填材の漏洩を確実に防止することができて、止水性をさらに向上させることができる。
【００７３】
請求項１２記載の鋼管杭基礎施工方法によれば、充填材室の上方に位置し、かつレグの内周面と鋼管杭の外周面との間に存在する水が取り除かれた後、杭を切断し、プラグの溶接作業を行うことから作業エリアをドライに保つことができる上、その部分にグラウトが充填されることとなるので、グラウトの性能を最大限発揮させることができて、十分な強度を有する基礎を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による鋼管杭基礎の鋼管杭とレグとの接合部の一実施形態を示す側断面図である。
【図２】  図１におけるシール部材の一つを拡大した拡大図である。
【図３】  本発明による鋼管杭基礎の鋼管杭とレグとの接合部の他の実施形態を示す側断面図である。
【図４】  本発明による鋼管杭基礎の別の実施形態を示す図であって、図２同様、シール部材の一つを拡大した拡大図である。
【図５】  本発明による鋼管杭基礎のさらに別の実施形態を示す図であって、図２同様、シール部材の一つを拡大した拡大図である。
【図６】  本発明による鋼管杭基礎のさらに別の実施形態を示す図であって、図２同様、シール部材の一つを拡大した拡大図である。
【図７】  本発明による鋼管杭基礎のさらに別の実施形態を示す図であって、図２同様、シール部材の一つを拡大した拡大図である。
【図８】  橋梁における鋼管杭基礎を示す斜視図である。
【図９】  従来の鋼管杭基礎の鋼管杭とレグとの接合部を示す側断面図である。
【符号の説明】
５    レグ
５ａ  内周面
６    鋼管杭
６ａ  外周面
９    グラウト（第三の充填材）
１０    鋼管杭基礎
１１    シール部材
１１ａ  バネ鋼（前板）
１１ｂ  バネ鋼（後板）
１１ｃ  ワイヤブラシ（ブラシ）
１１ｃ’ワイヤブラシ（ブラシ）
１１ｄ  メッシュ金網（メッシュ部材）
１１ｄ’メッシュ金網（メッシュ部材）
１２    シール部材
１２ａ  バネ鋼（前板）
１２ｂ  バネ鋼（後板）
１２ｃ  ワイヤブラシ（ブラシ）
１２ｃ’ワイヤブラシ（ブラシ）
１２ｄ  メッシュ金網（メッシュ部材）
１２ｄ’メッシュ金網（メッシュ部材）
１３    充填材圧送管
１４    排水管
２１    充填材室
２２    充填材
５０    バックアップ部材（支持部材）
７０    嵩上げ部材
１００    鋼管杭基礎
２００    鋼管杭基礎
【図１】
0003771871.tif 000002
【図２】
0003771871.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003771871.tif 000006
【図６】
0003771871.tif 000007
【図７】
0003771871.tif 000008
【図８】
0003771871.tif 000009
【図９】
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