(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に開口部を有した杭本体の外周面に１枚又は２枚以上の螺旋翼を配置してなる基礎杭において、
前記杭本体の最も先端寄りに位置する螺旋翼である前記先端螺旋翼から前記杭本体の先端を前記杭本体の直径の１倍乃至２倍だけ突出させて先端突出部を形成し、
前記杭本体の前記先端螺旋翼から突出した先端部の内周面に沿って摩擦カット板を設け、該摩擦カット板の端部を前記杭本体の先端から突出させ、この突出した端部に切刃を形成し、
前記先端突出部の周囲には、前記先端螺旋翼の底面と前記杭本体の先端側の外周面との間において土砂を圧密状態で保持する空間を区画し、
前記基礎杭の埋設時における前記先端螺旋翼の回転によって該先端螺旋翼の底面で押圧された土砂を、前記空間で保持して前記開口部から該杭本体内に流入させないことを特徴とする基礎杭。
【請求項２】
請求項１に記載の基礎杭において、
前記先端螺旋翼は、前記杭本体の直径の２倍乃至３倍の外径を有することを特徴とする基礎杭。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の基礎杭において、
前記杭本体の外周面に配置される前記螺旋翼が２枚で、１枚が前記先端螺旋翼で、他の１枚が、前記先端螺旋翼から上方に該先端螺旋翼の外径の１．５倍乃至２倍の間隔をあけて配置された、前記先端螺旋翼の外径よりも大きい外径を有する上部螺旋翼であることを特徴とする基礎杭。
【請求項４】
請求項３に記載の基礎杭において、
前記杭本体の外周面に配置される前記螺旋翼が、前記先端螺旋翼と前記上部螺旋翼と複数の補助螺旋翼とで構成され、前記複数の補助螺旋翼は、前記基礎杭の軸方向に一定間隔で配置されており、前記上部螺旋翼と最も近接する前記補助螺旋翼は、該上部螺旋翼から上方に前記先端螺旋翼の外径の１．５倍乃至２倍の間隔をあけて配置され、前記上部螺旋翼の外径よりも大きい外径を有していることを特徴とする基礎杭。
【請求項５】
請求項４に記載の基礎杭において、
前記上部螺旋翼と最も近接する前記補助螺旋翼の外径が最も小さく、最上に配置された前記補助螺旋翼の外径が最も大きくなるように、前記各補助螺旋翼の外径が一定の比率で大きくなっていることを特徴とする基礎杭。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基礎杭において、
前記杭本体の内周面には、少なくとも１つ以上の内側螺旋翼が前記開口部から前記杭本体の直径の１倍乃至２倍前後の位置に設けられていることを特徴とする基礎杭。
【請求項７】
請求項６に記載の基礎杭において、
前記内側螺旋翼は、前記先端螺旋翼が設けられた位置と同じ位置に一つ設けられていることを特徴とする基礎杭。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の基礎杭において、
前記杭本体の前記先端螺旋翼から突出した先端部の外周面に沿って補強板を設け、該補強板に掘削刃を固定してなることを特徴とする基礎杭。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の基礎杭において、
前記基礎杭の基端には、該基礎杭の杭本体の外径よりも大きい外径を有する連結杭が連結されていることを特徴とする基礎杭。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無排土、無騒音、無振動で軟弱地盤中に埋設し、埋設後、十分な支持力を維持することが出来る基礎杭に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無排土、無騒音、無振動で軟弱地盤中に埋設される、螺旋翼付きの基礎杭として、例えば鋼管からなる杭本体の先端を閉じた閉塞型のものと、杭本体の先端を開放した開放型ものとが知られている。
【０００３】
先端を閉じた閉塞型基礎杭にあっては、地盤中に埋設後、螺旋翼の他に杭本体の先端も地盤反力を受けて十分な支持力を確保出来る点で優れている。しかし、地盤中への埋設時に、杭本体の体積分の土砂を杭本体の側面側に押し出すようにするために杭本体を地盤中に押し込むための大きな押圧力を必要とする問題がある。また、杭本体の側面に押し出された土砂が螺旋翼の回転推進反力を生じさせて、杭本体が地盤中に推進するものの、杭本体の先端側側面に取り付けた先端螺旋翼の回転が杭本体先端の芯ずれを生じさせる問題がある。すなわち、杭本体の先端が閉じていて、地盤中への食い込みに抵抗があり、先端螺旋翼の回転に影響されて、杭本体の先端が先端螺旋翼の回転方向に移動しやすい問題がある。
【０００４】
これに対し、先端を開放した開放型基礎杭にあっては、地盤中への埋設時に、杭本体の体積分の土砂を杭本体の先端の開口部から内部に取り込むようにしてあり、閉塞型基礎杭の問題点を解決することが出来るものと期待されているが、実際には以下のような問題がある。地盤中への埋設時に杭本体を回転させると、杭本体の半回転で螺旋翼が地盤に食い込んで杭本体を地盤中に推進させるものの、残りの半回転で螺旋翼が土砂を押圧して、杭先端の開口から杭本体の内部に土砂を押し込むように働き、この結果、杭本体の内部には杭本体の体積分以上の土砂が押し込まれ、杭本体の内部は土砂により直ぐに閉塞状態になる。したがって、杭本体を更に地盤中に推進させるためには、閉塞型基礎杭と同様に杭本体を地盤中に押し込むために大きな押圧力が必要となる。また、地盤のＮ値が０乃至３前後と軟弱で、含水比の高いシルト層の場合には、土砂による抵抗が殆ど無く、螺旋翼による回転推進力が発生せず、基礎杭の埋設に長時間を要する。すなわち、杭本体を回転させても螺旋翼がその回りにある含水比の高い土砂を掻き回すだけであって、水中で螺旋翼を回転させているのと同様に回転推進が行われず、空転を繰り返すのみで、一昼夜放置して土砂による抵抗の回復を待って基礎杭の埋設作業を続行する必要があり、基礎杭の埋設に長時間を要する。更に、杭本体の先端が支持層に到達した後、杭の安全性を確認するための載荷試験をすると、設計荷重を支えることが出来るものの、安全率を考慮して、設計荷重の２倍の荷重をかけると、杭の沈下が進行してしまい、３倍の荷重をかけると、この３倍荷重の７５％乃至８０％の荷重しか支えることが出来ず、閉塞型基礎杭に比して支持力が確保出来ないことが判明している。この原因は、螺旋翼の下部から地盤に作用する圧力により土砂が滑り破壊を起こし、この土砂が杭本体の先端開口部から内部に侵入するものと推察される。
【０００５】
開放型基礎杭にあっては、閉塞型基礎杭の問題点を解決できるものとして期待されていたが、上述したように種々の問題点がある。
【０００６】
なお、図５乃至図７に示すように、先端が開口した鋼管５０の該先端部分を螺旋翼に沿うように切り欠き、この切り欠き端部５１に外径が鋼管外径よりも大きく、内径が鋼管内径よりも小さいドーナツ状鋼板５２を溶接して固定し、また鋼管５０の先端から鋼管内径５０ａの略０．５乃至２．０倍の高さ位置に、鋼管５０内部に進入した土砂の閉塞を促進させるための円環状の突起５３を設けた鋼管杭が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１４６７４１号公報（第８頁、第４図、第１０図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この提案された鋼管杭では、地盤が比較的硬い支持層への杭先端の根入れが効率よく行われることを問題としており、軟弱地盤を通過して支持層に達するまでの埋設（施工）速度については問題とされておらず、埋設速度については閉塞型基礎杭と何ら変わらず、満足のいくものではなかった。
【０００９】
基礎杭として要求されるのは、地盤への埋設が容易で（閉塞型基礎杭に比して埋設速度が速く）、埋設後、十分な支持力を確保出来ることであるが、これまで提案された基礎杭ではこの要求を十分に満足するものが無かった。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、地盤への埋設が容易で（閉塞型基礎杭に比して埋設速度が速く）、埋設後、十分な支持力を確保出来る基礎杭を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した開放型基礎杭の問題点を検討したところ、杭本体の地盤中への埋設推進を促進させるためには、杭本体の先端を開放して、杭本体の体積分の土砂が杭本体の埋設に伴って杭本体内に進入し、該体積分を越えないようにする必要があり（内部閉塞を生じないようにする必要があり）、一方、埋設後に支持力を維持するには、先端螺旋翼の下部にある土砂の滑り破壊を防止し、土砂が杭本体の先端から内部に侵入（流入）しないようにする必要があることが判明した。本発明者はこれらの要求を満足するように鋭意研究を行ったところ、杭本体の先端側面と先端螺旋翼の底面との間で土砂を確実に圧密保持することにより、これらの要求を満足できることを見出し、本発明をなすに至った。
【００１２】
すなわち、上記目的を達成する本発明の基礎杭は、杭本体の先端を、杭本体の最も先端寄りに位置する螺旋翼である先端螺旋翼の底面と杭本体の先端側の外周面との間で土砂を保持するように、先端螺旋翼から所定長さだけ突出させてなることを特徴とする。より詳細には、杭本体の最も先端寄りに位置する螺旋翼である先端螺旋翼から杭本体の先端を所定長さだけ突出させることにより、基礎杭の埋設時における先端螺旋翼の回転によって先端螺旋翼の底面で押圧された土砂を、先端螺旋翼の底面と杭本体の先端側の外周面との間で保持して開口部から杭本体内に流入させないことを特徴とする。
【００１３】
杭の施工は上部より掘進機の荷重と回転力を杭本体に伝達することにより行われ、掘進機の荷重と回転力を杭本体に伝達すると、杭先端突出部が回転し、杭先端断面積が小さいので、杭本体は内部に土砂を進入させながら推進し、先端の螺旋翼は地中に切り込むように回転し、土の組成による地盤強度を回転推進の反力として杭本体を引き込むように地中に回転埋設が行われ、杭本体の回転推進力を生じさせる一方、先端螺旋翼の底面によって押圧された土砂を杭本体の先端側面によって保持し、杭本体の先端の開口部から杭本体内部に侵入（流入）しないようにして内部閉塞を防止し、これにより杭本体の回転推進が促進されることになる。また、杭本体の埋設後は、先端螺旋翼の底面と杭本体の先端側面との間で土砂を圧密し、土砂の滑り破壊を防止して、十分な支持力を確保することが可能となる。
【００１４】
杭本体の先端を先端螺旋翼から突出させる長さは、例えば、杭本体の直径の１倍乃至２倍前後に設定するのが好ましい。突出長さが杭本体の直径の１倍よりも小さいと、先端螺旋翼の下部にある土砂の流動により、杭本体の体積分以上の土砂が杭本体の内部に流入して杭本体内が内部閉塞の状態となり施工能率が低下すると共に、突出部による杭芯ずれの防止効果が少なくなり、支持層に到達後は先端螺旋翼の底面と杭本体の先端側面との間で土砂を保持して圧密することが難しく、また突出長さが杭本体の直径の２倍よりも大きく越えると、土砂を保持して圧密することが出来るものの、先端螺旋翼が杭本体の先端から大きく離れており、杭の支持力は螺旋翼の底面積と支持層の和により支持力を発揮するので、杭本体の直径の２倍以上は必要としないからである。
【００１５】
また、先端螺旋翼の外径は、例えば、杭本体の直径の２倍乃至３倍に設定するのが好ましい。先端螺旋翼の外径が杭本体の直径の２倍に満たないと、先端螺旋翼の回転推進力が小さい上に先端螺旋翼の地盤反力を受ける面積が小さく、十分な支持力が得られず、また先端螺旋翼の外径が杭本体の直径の３倍を越えると、硬質な支持層に先端螺旋翼を食い込ませる場合などで大きな回転力及び押圧力を必要とし、杭本体を破損させてしまう場合がある。
【００１６】
また、杭本体の外周面に配置される螺旋翼を、例えば２枚とし、１枚が先端螺旋翼で、他の１枚が、先端螺旋翼から上方に該先端螺旋翼の外径の１．５倍乃至２倍の間隔をあけて配置された、前記先端螺旋翼の外径よりも大きい外径を有する上部螺旋翼とするのが好ましい。このようにすると、先端螺旋翼が含水量の多い軟弱なシルト層に進入して、先端螺旋翼が地盤に食い込むことによって生じる回転推進力が得られなくても、シルト層に達しない上部螺旋翼が地盤に食い込んで回転推進力を得るので、杭本体を地盤中に埋設推進させることができ、そして先端螺旋翼がシルト層を通過して、上部螺旋翼がシルト層に移動しても、今度は先端螺旋翼が地盤に食い込んで回転推進力を得ることが出来る。すなわち、いずれかの螺旋翼が地盤に食い込んでいて、螺旋翼が地盤中で空転して、回転推進力が得られなくなるような事態が生じないようにすることが出来る。さらに、支持層の所定位置に回転埋設が完了し、建物荷重が杭先端に掛かると、その荷重は先端螺旋翼と上部螺旋翼の翼底面によって地盤に建物荷重を伝達し、２枚の螺旋翼で大きな支持力を発揮することが出来る。
【００１７】
また、例えば、杭本体の先端螺旋翼から突出した先端部の外周面に沿って補強板を設け、該補強板に掘削刃を固定することが出来る。このようにすると、杭本体の先端が支持層となる硬質の地盤中に進入しても、地盤からの圧力により変形したり、潰されたりするおそれはない。
【００１８】
また、例えば、杭本体の先端螺旋翼から突出した先端部の内周面に沿って摩擦カット板を設け、該摩擦カット板の端部を前記杭本体の先端から突出させ、この突出した端部に切刃を形成することが出来る。このようにすると、摩擦カット板によって杭本体の先端の開口部の開口面積が狭くなり（開口部が狭められ）、切刃によって掘削軟化された土砂が開口部を通って杭本体内部に進入する際、一旦は土砂の進入を抑制するものの、土砂が摩擦カット板を通過すると、開口部よりも広い空間内に進入することになり、以後土砂は杭本体内をスムーズに移動することになる。なお、本明細書で、摩擦カット板とは、それ自体が土砂との間の摩擦を無くすのではなく、土砂の流入を一旦絞った後、開放することにより、土砂の杭本体への流入をスムーズに行わせるのに寄与することを意味する。
【００１９】
また、前記杭本体の外周面に配置される前記螺旋翼が、前記先端螺旋翼と前記上部螺旋翼と複数の補助螺旋翼とで構成され、前記複数の補助螺旋翼は、前記基礎杭の軸方向に一定間隔で配置されており、  前記上部螺旋翼と最も近接する前記補助螺旋翼は、該上部螺旋翼から上方に前記先端螺旋翼の外径の１．５倍乃至２倍の間隔をあけて配置され、前記上部螺旋翼の外径よりも大きい外径を有しているようにすることもできる。
【００２０】
また、前記上部螺旋翼と最も近接する前記補助螺旋翼の外径が最も小さく、最上に配置された前記補助螺旋翼の外径が最も大きくなるように、前記各補助螺旋翼の外径を一定の比率で大きくすることができる。
【００２１】
また、前記杭本体の内周面には、少なくとも１つ以上の内側螺旋翼を前記開口部から前記杭本体の直径の１倍乃至２倍前後の位置に設けることができる。例えば、前記内側螺旋翼を、前記先端螺旋翼が設けられた位置と同じ位置に一つ設ける方が好ましい。
【００２２】
さらに、前記基礎杭の基端には、該基礎杭の杭本体の外径よりも大きい外径を有する連結杭を連結することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の基礎杭の一実施例を示す斜視図、図２は図１の基礎杭の変形例を示す一部省略した斜視図、図３は本発明の基礎杭の他の実施例を示す斜視図、図４は図３の基礎杭の先端螺旋翼を省略した部分断面図である。
【００２４】
図１を参照して本発明の基礎杭の一実施例を説明する。基礎杭１０は、鋼管製の杭本体１１の先端（下端）の開口端面１２に、複数枚の掘削刃１３を溶接等で固定した開放型の基礎杭で、杭本体１１の外周面に一巻きの先端螺旋翼１４と上部螺旋翼１５を溶接等で固定して構成される。
【００２５】
詳しくは、杭本体１１の先端から杭本体１１の直径（杭径）とほぼ等しい長さだけ上方に離れた位置を始点１６として杭本体１１の外周面に沿って上方に螺旋状に延びる、杭径のほぼ２倍の外径を有する一巻きの先端螺旋翼１４が、溶接等で固定してある。また、先端螺旋翼１４よりも上方位置、すなわち先端螺旋翼１４の直径（翼径）の１．５倍乃至２倍離れた杭本体１０の外周面位置を始点として杭本体１１の外周面に沿って上方に螺旋状に延びる、翼径よりも大きい直径を有する一巻きの上部螺旋翼１５が、溶接等で固定してある。
【００２６】
先端螺旋翼１４の底面と杭本体１１の先端側の外周面との間には、土砂を圧密状態で保持する空間１７が区画される。換言すれば、杭本体１１の先端螺旋翼１４から突出した先端突出部１１ａの周囲に土砂を圧密状態で保持する空間１７が区画される。この空間１７は、杭本体１１を地盤に埋設する際、先端螺旋翼１４の回転によって該先端螺旋翼１４の底面で押圧された土砂を圧密し、これが先端螺旋翼１４の抵抗となって、杭本体１１の回転推進力を生じさせる一方、先端螺旋翼１４の底面によって押圧された土砂が開口端面１２から内部に侵入（流入）しないようにして、杭本体１１の内部閉塞を防止する。また、空間１７は、杭本体１１の埋設後も、土砂を圧密し、土砂の滑り破壊を防止して、十分な支持力を確保することが可能となる。
【００２７】
上記実施例の基礎杭によれば、上部より掘進機の荷重と回転力を杭本体１１に伝達すると、杭本体１１の先端突出部１１ａが回転し、杭本体１１の先端の開口端面１２の断面積が小さいので内部に土砂を進入させながら杭本体１１は推進して、先端螺旋翼１４は地中に切り込むように回転し、土の組成による地盤の強度を回転推進の反力として杭本体１１を引き込むようにして地中に回転埋設が行われる。この回転推進に際し、杭本体１１の開口端面１２から土砂が杭本体１１の内部に進入するが、空間１７で土砂を圧密保持することから（空間１７が地盤保持力を発揮することから）、先端螺旋翼１４の底面によって押圧された土砂が開口端面１２から進入するのを阻止し（必要以上の土砂の進入を阻止し）、土砂による内部閉塞を回避することができ、杭本体１１の地盤中への進入を促進することが出来る。杭本体１１の先端が所定のＮ値を有する地層に達するまで、鋼管を継ぎ足しながら地盤中に回転推進させる。この地盤中への回転推進中に、先端螺旋翼１４が含水量の多い軟弱なシルト層に進入して、先端螺旋翼１４が地盤に食い込むことによって生じる回転推進力が得られなくても、先端螺旋翼１４の直径の１．５倍乃至２倍離れた上方位置にある上部螺旋翼１５が別の硬い地盤中にあってシルト層に達しない場合、この上部螺旋翼１５が地盤に食い込んで回転推進力を得るので、杭本体１１を何ら支障なく地盤中に埋設推進させることができる。そして、先端螺旋翼１４がシルト層を通過して、上部螺旋翼１５がシルト層に移動しても、今度は先端螺旋翼１４が地盤に食い込んで回転推進力を得ることが出来る。
【００２８】
基礎杭１０の埋設後は、基礎杭１０上の建物荷重が杭本体１１、先端螺旋翼１４、上部螺旋翼１５等を介して地盤に作用する一方、地盤から杭本体１１、先端螺旋翼１４、上部螺旋翼１５等に地盤反力が作用し、建物を地盤上にしっかり支持する。このとき、先端螺旋翼１４の底面によって土砂に押圧力が作用するものの、該土砂は空間１７に圧密保持され（空間１７が地盤保持力を発揮し）、滑り破壊を起こして開口端面１２から杭本体１１内部に侵入することはなく、支持力を保つことが出来る。
【００２９】
図２は、上記図１の基礎杭１０の変形例を示すもので、この変形例の基礎杭１０ａでは、空間１７を区画する杭本体１１の先端外周面に、補強板としての鋼管製の外管１８が溶接等で固定してあり、杭本体１１と外管１８とが同心円状になっている。また、基礎杭１０ａでは、３枚の掘削刃１３が、杭本体１１の開口端面１２に代えて外管１８の開口端面に、周方向に所定の間隔をあけて溶接等で固定してある。杭本体１１の開口端面１２の代わりに、長さの短い外管１８の開口端面に掘削刃１３を取り付けるようにすると、掘削刃１３の取付作業が容易に行える。
【００３０】
変形例の基礎杭１０ａの場合、杭本体１１の先端が硬い地盤中にあっても外管１８によって杭本体１１の先端外周面が保護され、地盤の圧力により押し潰されるおそれがない。
【００３１】
次に図３及び図４を参照して本発明の基礎杭の他の実施例を説明する。なお、図中、図１に示す部分と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
本実施例の基礎杭１０ｂでは、杭本体１１の先端の開口部１２ａに、その内周面に沿って長さの短い管状の摩擦カット板１９が溶接等で固定してあり、杭本体１１と摩擦カット板１９とが同心状になっている。摩擦カット板１９は、杭本体１１を構成する鋼管の肉厚よりも厚く、また端部が杭本体１１の先端から突出して切刃２０に形成されている。
【００３３】
基礎杭１０ｂを地盤中に埋設する際には、切刃２０が土砂を掘削軟化し、この土砂が摩擦カット板１９によって開口面積（土砂流入口）が縮小した開口部１２ａを介して杭本体１１の内部に進入することになる。この土砂の杭本体１１内部への進入に際し、摩擦カット板１９が一旦は土砂の進入を抑制する（土砂の流れを絞る）ものの、土砂が摩擦カット板１９を通過すると、開口部１２ａよりも広い空間内に進入することになり、以後土砂は杭本体１１内をスムーズに移動することになる。換言すると、開口部１２ａで一旦絞りをかけることにより、余分な土砂（内部閉塞の原因となる土砂）の流入を阻止し、土砂と杭本体１１の内壁との間の摩擦を減らし、杭本体１１内部での土砂の流れをスムーズにする。
【００３４】
すなわち、基礎杭１０ｂによれば、先端螺旋翼１４の底面と杭本体１１の先端側の外周面との間に区画される空間１７による効果と相俟って、杭本体１１内部での土砂の流れがスムーズとなり、地盤への埋設作業能率を向上させることが可能となる。
【００３５】
なお、摩擦カット板１９は、図２の外管１８と同様に杭本体１１の先端を補強することにもなる。
【００３６】
上記図１乃至図４に示す実施例では、先端螺旋翼１４の他に上部螺旋翼１５を１枚設けた場合を示したが、上部螺旋翼１５を設けなくてもよく、また上部螺旋翼１５を２枚以上設けてもよい。
【００３７】
次に、図１２及び図１３を参照にして本発明にかかる基礎杭のさらに別の実施例を説明する。図１２には、先端螺旋翼１４の斜視図を示し、図１３には、該先端螺旋翼１４の底面図を示している。図１２及び図１３に示すように、先端螺旋翼１４の前端１４ａには、掘削刃１４ｂが溶接等によって設けられている。このように掘削刃１４ｂを設けることにより、杭本体の回転推進力を向上させ、円滑な施工を行うことができる。また、図１２に示すように、先端螺旋翼１４の前端１４ａを面取りして傾斜面１４ｃを形成することにより、杭本体の回転推進力をさらに向上させ、より円滑な施工を行うことができる。
【００３８】
次に、図８を参照にして本発明にかかる基礎杭のさらに別の実施例を説明する。図８に示すように、この変形例の基礎杭１０ｃは、杭本体１１の外周面に配置される螺旋翼が、先端螺旋翼１４と上部螺旋翼１５と二つの補助螺旋翼３０ａ、３０ｂとで構成されている。二つの補助螺旋翼３０ａ、３０ｂは、基礎杭１０ｃの杭本体１１の軸方向に一定間隔で配置されていて、上部螺旋翼１５と最も近接する補助螺旋翼３０ａは、上部螺旋翼１５から上方に先端螺旋翼１４の外径の１．５倍乃至２倍の間隔をあけて配置され、上部螺旋翼の外径よりも大きい外径を有している。また、上部螺旋翼１５と最も近接する補助螺旋翼３０ａの外径が最も小さく、最上に配置された補助螺旋翼３０ｂの外径が大きくなるように、各補助螺旋翼３０ａ、３０ｂの外径が一定の比率で大きくなっている。図示のものは、複数の補助螺旋翼が二つで構成されているが、これに限らず、３つ以上で構成されていても良い。例えば、複数の補助螺旋翼が三つで構成されている場合、上部螺旋翼１５と最も近接する補助螺旋翼の外径が最も小さく、最上に配置された補助螺旋翼の外径が大きく、中間に位置する補助螺旋翼の外径は、上部螺旋翼１５と最も近接する補助螺旋翼の外径よりも大きく、最上に配置された補助螺旋翼の外径よりも小さくなっている。従って、３つの各補助螺旋翼の外径が一定の比率で大きくなっている。
【００３９】
このように、杭本体１１の外周面に配置される螺旋翼を、先端螺旋翼１４及び上部螺旋翼１５だけでなく、複数の補助螺旋翼を加えて構成することにより、回転推進力を増加させることができると共に、杭の支持力を増加させることができる。特に、支持層が軟らかい場合には、このような構成によって支持力を増加させることが有効である。
【００４０】
次に、図９及び図１０を参照にして本発明にかかる基礎杭のさらに別の実施例を説明する。図９には、基礎杭の部分断面図を示し、図１０には、基礎杭の先端の正面図を示している。図９及び図１０に示すように、杭本体１１の内周面には、開口部から杭本体１１の直径の１倍乃至２倍前後の位置に少なくとも一つ以上の内側螺旋翼３１が溶接等で設けられている。図示のものは、開口部から杭本体１１の直径の１倍乃至２倍前後の位置であって、先端螺旋翼１４が設けられた位置と同じ位置に内側螺旋翼３１が一つ設けられている。より詳細には、先端螺旋翼１４の内面に沿って内側螺旋翼３１が設けられている。
【００４１】
このように、杭本体１１の内周面に内側螺旋翼３１を設けることにより、杭本体１１の外周面に設けられた螺旋翼により受ける杭本体１１の曲げ応力を減少させると共に、支持力を増加させることができる。
【００４２】
次に、図１１を参照にして本発明にかかる基礎杭のさらに別の実施例を説明する。図１１に示すように、基礎杭１０ｄには、その基端（図１１において上側）に、該基礎杭１０ｄの杭本体１１の外径よりも大きい外径を有する連結杭３２が溶接または継手で連結されて、杭の全長が長くなっている。図１１に示す連結杭３２は、フランジ継手３３によって基礎杭１０ｄに連結されている。
【００４３】
このように構成することにより、杭の上部にかかる水平力に抗し十分な支持力を得ることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の基礎杭によれば、杭本体の最も先端寄りに位置する螺旋翼である先端螺旋翼から杭本体の先端を所定長さだけ突出させることにより、基礎杭の埋設時における先端螺旋翼の回転によって該先端螺旋翼の底面で押圧された土砂を、先端螺旋翼の底面と杭本体の先端側の外周面との間で保持して開口部から該杭本体内に流入させないようにしているため、杭本体の地盤への埋設時や埋設後、先端螺旋翼と杭本体の先端外周面との間に土砂が保持され、地盤への回転推進が促進されて施工時間の短縮を図ることが出来、また支持力を長期間にわたって維持することが出来る。すなわち、本発明にかかる基礎杭は、杭本体の回転により螺旋翼が土砂に食い込んで地盤の耐力を反力として回転推進する。この際、先端螺旋翼の下部の土砂は、杭本体の先端が先端螺旋翼から所定長さだけ突出しているため、開口部から杭本体内に浸入せず、杭本体内の内部閉塞を防止することができる。また、従来のような閉塞杭のように杭本体の側面に杭本体の体積分の土砂を圧密させないので、杭本体の側面に余分な土砂の摩擦抵抗が生じることがなく、回転推進を容易に行うことができ施工の効率を高めることができる。更に、杭の先端が支持層に到達した場合には、先端螺旋翼の底面と杭本体の先端外周面との広範囲な領域に土砂を保持して地盤に荷重を広く分散させることができ、もって、従来のような閉塞杭の支持力よりも大きな支持力で杭を長期間にわたって維持することが可能である。
【００４５】
また、杭本体の先端を先端螺旋翼から突出させる長さを、杭本体の直径の１倍乃至２倍前後に設定した場合、地盤への回転推進を容易にして確実に地盤保持力を発揮することが出来る。
【００４６】
また、先端螺旋翼の外径を、杭本体の直径の２倍乃至３倍に設定した場合、地盤反力を受けて十分な支持力が得られる一方、地盤に食い込ませるために大きな回転力が必要とならない。
【００４７】
また、杭本体の外周面に配置される螺旋翼を、２枚とし、１枚が先端螺旋翼で、他の１枚が、先端螺旋翼から上方に該先端螺旋翼の外径の１．５倍乃至２倍の間隔をあけて配置された、先端螺旋翼の外径よりも大きい外径を有する上部螺旋翼とした場合、比較的硬い地盤に達するまでの間にが含水量の多い軟弱なシルト層が存在しても、何ら支障無く杭本体を地盤中に埋設推進させることが出来る。埋設後は、先端螺旋翼と上部螺旋翼とでそれぞれ支持力を発揮させることが出来る。
【００４８】
また、杭本体の先端螺旋翼から突出した先端部に補強板を設け、該補強板に掘削刃を固定すると、杭本体の先端が支持層となる硬質の地盤中に進入しても、地盤からの圧力により変形したり、潰されたりするおそれはない。
【００４９】
また、杭本体の先端螺旋翼から突出した先端部の内周面に沿って摩擦カット板を設け、該摩擦カット板の端部を前記杭本体の先端から突出させ、この突出した端部に切刃を形成すると、基礎杭の埋設作業能率を向上させることが可能となる。
【００５０】
また、杭本体の外周面に配置される螺旋翼を、先端螺旋翼と上部螺旋翼と複数の補助螺旋翼とで構成し、複数の補助螺旋翼を、基礎杭の軸方向に一定間隔で配置させ、上部螺旋翼と最も近接する補助螺旋翼を、該上部螺旋翼から上方に前記先端螺旋翼の外径の１．５倍乃至２倍の間隔をあけて配置させ、上部螺旋翼の外径よりも大きい外径を有するようにすれば、回転推進力を増加させることができると共に、杭の支持力を増加させることができる。さらには、支持層が深い地盤の中間層で支持する多翼支圧杭（摩擦杭）としても利用することが可能である。
【００５１】
また、杭本体の内周面に、少なくとも１つ以上の内側螺旋翼を開口部から杭本体の直径の１倍乃至２倍前後の位置に設けることにより、杭本体１１の外周面に設けられた螺旋翼により受ける杭本体１１の曲げ応力を減少させると共に、支持力を増加させることができる。
【００５２】
また、基礎杭の基端に、該基礎杭の杭本体の外径よりも大きい外径を有する連結杭を連結させることにより、杭の上部にかかる水平力に抗し十分な支持力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基礎杭の一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１の基礎杭の変形例を示す一部省略した斜視図である。
【図３】本発明の基礎杭の他の実施例を示す斜視図である。
【図４】図３の基礎杭の先端螺旋翼を省略した部分断面図である。
【図５】従来技術の鋼管杭を示す一部省略した斜視図である。
【図６】図５の鋼管杭の一部省略した縦断面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。
【図８】本発明の基礎杭の他の実施例を示す部分斜視図である。
【図９】本発明の基礎杭のさらに他の実施例を示す部分断面図である。
【図１０】図９に示す基礎杭の先端側正面図である。
【図１１】本発明の基礎杭のさらに他の実施例を示す部分斜視図である。
【図１２】本発明の基礎杭のさらに他の実施例を示す部分斜視図である。
【図１３】図１２に示す基礎杭の先端側正面図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ  基礎杭
１１  杭本体                            １１ａ  先端突出部
１２  開口端                            １２ａ  開口部
１３  掘削                              １４  先端螺旋翼
１４ａ  前端                            １４ｂ  掘削刃
１４ｃ  傾斜面                          １５  上部螺旋翼
１７  空間                              １８  補強板（外管）
１９  摩擦カット板                      ２０  切刃
３０ａ、３０ｂ  補助螺旋翼              ３１  内側螺旋翼
３２  連結杭                            ３３  フランジ継手
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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