JP2001288741A

JP2001288741A - ねじ込み式鋼管杭及びその施工方法

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Publication number: JP2001288741A
Application number: JP2000108203A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Hayashi; 正宏林
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2000-04-10
Filing date: 2000-04-10
Publication date: 2001-10-19
Anticipated expiration: 2020-04-10
Also published as: JP3937382B2

Abstract

(57)【要約】【課題】次のようなねじ込み式鋼管杭及びその施工方
法を得ること。（１）低振動、低騒音、無排土施工が可能で、かつ大き
な先端支持力が得られるねじ込み式鋼管杭の適用範囲を
大径鋼管杭まで拡大すること。（２）鋼管杭を回転貫入することにより、拡径部内に土
砂が入らないため、コンクリート等の固化材の打設が容
易であること。（３）拡径された杭頭部とこれに打設されたコンクリー
ト等の固化材により、杭頭部に発生する水平力や曲げモ
ーメントに対応することのできる剛性を得ること。【解決手段】少なくとも先端部又はその近傍に翼１０
を有する下部鋼管２と、中心部に下部鋼管２が挿入され
る開口部４ｂが設けられた鋼板４を有する下部鋼管２よ
り大径の上部鋼管３とを備え、地中に貫入された下部鋼
管２の上部外周に上部鋼管３を貫入して下部鋼管２の一
部を該上部鋼管３内に突出させ、少なくとも下部鋼管２
の上部内及び上部鋼管３内にコンクリート等の固化材５
を打設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ねじ込み式鋼管杭
及びその施工方法に係り、さらに詳しくは、少なくとも
鋼管の先端部又はその近傍に翼を取付けた鋼管杭に回転
力を与えることにより、杭頭部近傍を拡径した鋼管杭を
地中に構築するようにしたねじ込み式鋼管杭及びその施
工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼管の先端部や側面に翼状板を取付けた
鋼管杭に、地上に設置した機械により回転力を与え、翼
状板の木ネジ作用により鋼管杭を地中に埋設する方法
は、従来から多数提案されている。ねじ込み式鋼管杭
は、前述のように、鋼管杭に回動力を与えることによ
り、先端部又はその近傍に取付けた翼のねじ作用で鋼管
杭を地盤に埋設するようにしたものであり、低振動、低
騒音、無排土で施工できると共に、広い翼の面積を利用
して大きな先端支持力を得ることができるという特徴を
備えている。

【０００３】このため、翼のない通常の鋼管杭に比べて
その設置本数を減らすか、又は鋼管の外径を縮小するこ
とができる。しかしながら、水平力に対しては、杭本数
を減少した分不足することになる。そこで、鋼管杭の肉
厚を増加する必要があるが、鋼材の重量が増加した割り
に曲げ耐力の増加の効果は小さい。よって、水平力に対
抗するために、鋼管杭の肉厚を大幅に増加せざるを得
ず、杭本数を減じた効果が少なくなる。ところで、大き
な水平力や曲げモーメントに対して経済的に対応するた
めに、杭頭部近傍を拡径するという考えが従来から提案
されており、既に場所打ちコンクリート杭では広く実用
化されているが、既製杭の分野では実用化されていな
い。

【０００４】次に、杭頭部近傍の杭径を拡径した杭（以
下、頭部拡大杭という）に関する従来技術について説明
する。特開昭５２−７１０９号公報に記載された頭部拡
大基礎杭打ち工法は、下杭とその下杭より径の大きい頭
部拡大杭を接合して構成される鋼管杭において、下杭と
頭部拡大杭との継手部に設けた叩打面を打撃して杭を貫
入するようにしたものであり、従来の打撃工法のように
杭の上端を打撃しないで管内の継手部を打撃することに
より、頭部拡大杭に作用する応力を低減し、その肉厚を
低減することを目的している（従来技術１）。

【０００５】また、特公昭５８−２７３６６号公報に記
載された頭部補強杭造成装置は、頭部拡大方式の場所打
ちコンクリート杭や既製杭の造成方法において、上部の
径が下部より大きいケーシングの中に、上部の径が下部
よりも大きい攪拌掘削用オーガーを挿入して互いに反対
方向に回転させることにより、頭部拡大杭埋込み用のソ
イルセメント柱状体の中に挿入することにより構築され
る。また、上部と下部のケーシングの接合部には、頭部
拡大による貫入抵抗を低減するために、掘削刃を設けて
ケーシング内に土砂を取り込むようにしている（従来技
術２）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来技術１の頭部拡大
基礎杭打込み工法は、下杭と頭部拡大杭との継手部を管
内で打撃するようにしたものであるが、頭部拡大杭に発
生する打撃応力度を通常の打込み工法より低減しても、
土砂が継手部の下面に当るため継手部に発生する貫入抵
抗は減少しないため打ち込みに困難を伴う。また、大き
な騒音や振動が発生するため、都市部では実施すること
ができない。

【０００７】また、従来技術２は、管内に挿入するオー
ガーの径は下部鋼管の径より小さいため、接続部に発生
する貫入抵抗は従来技術１と同じである。また、オーガ
ーを下部鋼管の先端部から突き出したのち上部鋼管の外
径と同程度にオーガーを拡大することは可能であるが、
下部鋼管の断面積より大きい面積の土砂を攪拌するため
に先端支持力が低下し、その上大量の土砂を排出するお
それがある。

【０００８】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、ねじ込み式鋼管杭と頭部拡大杭の特長を
兼ね備えた次のようなねじ込み式鋼管杭及びその施工方
法を得ることを目的としたものである。（１）低振動、低騒音、無排土施工が可能で、かつ大き
な先端支持力が得られるねじ込み式鋼管杭の適用範囲を
大径鋼管杭まで拡大すること。（２）鋼管杭を回転貫入することにより、拡径部内に土
砂が入らないため、コンクリート等の固化材の打設が容
易であること。（３）拡大された杭頭部とこれに打設されたコンクリー
ト等の固化材により、杭頭部に発生する水平力や曲げモ
ーメントに対応することのできる剛性を得ること。

【０００９】

【課題を解決するための手段】（１）本発明に係るねじ
込み式鋼管杭は、少なくとも先端部又はその近傍に翼を
有する下部鋼管と、該下部鋼管が挿入される開口部が設
けられた鋼板を有する前記下部鋼管より大径の上部鋼管
とを備え、地中に前記下部鋼管及び該下部鋼管の上部外
周に前記上部鋼管を貫入して下部鋼管の一部を該上部鋼
管内に突出させ、少なくとも前記下部鋼管の上部内及び
上部鋼管内にコンクリート等の固化材を打設したもので
ある。

【００１０】（２）上記（１）の下部鋼管の上部外周に
上部鋼管より大径の翼を設けた。（３）また、上記（１）の上部鋼管の外周に該上部鋼管
より大径の翼を設けた。（４）さらに、上記（１）の鋼板に代えて、下部鋼管が
挿入される開口部を有し、上部鋼管より大径の翼を該上
部鋼管の先端部に設けた。

【００１１】（５）また、本発明に係るねじ込み式鋼管
杭の施工方法は、下部鋼管と上部鋼管を同時に地中に貫
入する工程と、前記上部鋼管が所定深さまで貫入された
ときは該上部鋼管をその位置に残置して、下部鋼管を引
続き地中に貫入する工程と、該下部鋼管が所定深さまで
貫入されたときはその一部が前記上部鋼管内に位置した
状態で貫入作業を終了する工程と、少なくとも前記下部
鋼管の上部内及び上部鋼管内にコンクリート等の固化材
を打設する工程とを備えたものである。

【００１２】（６）さらに、本発明に係るねじ込み式鋼
管杭の施工方法は、下部鋼管に回転力を与えて地中に貫
入する工程と、該下部鋼管が所定深さまで貫入されたと
きは、上部鋼管を前記下部鋼管の一部が前記上部鋼管内
に位置するまで貫入する工程と、少なくとも前記下部鋼
管の上部内及び上部鋼管内にコンクリート等の固化材を
打設する工程とを備えたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］図１は本発明の
実施の形態１に係るねじ込み式鋼管杭の説明図である。
図において、１は頭部を拡大したねじ込み式鋼管杭（以
下、単に鋼管杭という）で、下部鋼管２と、下部鋼管２
より大径で、下部開口部に下部鋼管２の外径より若干大
きい開口部４ａを有するドーナツ状の鋼板４が接合され
た上部鋼管３と、下部鋼管２の先端部に設けた下部鋼管
２より大径の翼１０と、下部鋼管２の上部内と上部鋼管
３内に打設され、両者の一体化をはかると共に、水平抵
抗の増強のためのコンクリート、モルタル、ソイルセメ
ント等の固化材（以下、セメント等の固化材という）５
とからなっている。６は下部鋼管２内に上部鋼管３の鋼
板４とほぼ同じ位置に設けられ、内部に打設されたコン
クリート等の固化材５の落下を防止するための閉塞板で
ある。なお、鋼管杭１の全長に亘ってコンクリート等の
固化材５を打設する場合は、閉塞板６は不要である。

【００１４】下部鋼管２は通常の鋼管杭用の鋼管（例え
ば、外径６００ｍｍ以下）からなり、下端部には、図２
に示すように（図２は説明を容易にするために上下を逆
にしてある）、円周方向を高さｈの段差部７ａ，７ｂに
より２分割し、一方の段差部７ａの下端部から他方の段
差部７ｂの上端部に連続する傾斜面とし、また、段差部
７ａの上端部から段差部７ｂの下端部に連続する傾斜面
として、これら傾斜面により互いに同方向に向うレ字状
の翼１０の取付部８ａ，８ｂが設けられている。

【００１５】翼１０は、例えば図３に示すように、下部
鋼管２の外径Ｄ₁より大きい外径Ｄ ₃の円形鋼板又は楕
円形鋼板を中央から２分割した平板状の鋼製翼１１ａ，
１１ｂによって構成したものである。なお、鋼製翼１１
ａ，１１ｂからなる翼１０の大きさ（外径Ｄ₃）は、一
般に、下部鋼管２の外径Ｄ₁の１．３〜２．５倍程度が
望ましい。

【００１６】上記のような鋼製翼１１ａ，１１ｂは、図
４に示すように、下部鋼管２の先端開口部を覆うように
して取付部８ａ，８ｂ上に載置され、溶接等により互い
に反対方向に傾斜して取付けられ、翼１０を構成する。
なお、両鋼製翼１１ａ，１１ｂの食い違いによって生じ
る開口部は、例えば、閉塞板によって閉塞してもよい。
また、下部鋼管２を複数本の鋼管を接続した接続杭で構
成した場合は、最先端の鋼管（下杭）に翼１０を設けれ
ばよい。

【００１７】上部鋼管３の外径Ｄ₂ は、上部に設けられ
る建造物からの水平力や曲げモーメントにより異なる
が、一般に、下部鋼管２の外径Ｄ₁ の１．１５〜３．０
倍程度で、翼１０の外径Ｄ₃ より小さいことが望まし
い。また、上部鋼管３の長さＬ₁は１／β〜２／β程度
の範囲が望ましい。ここに、βは上部鋼管３と地盤の硬
さから決まる特性値である。一般に、上部鋼管３の長さ
Ｌ₁ は、４〜１２ｍ程度である。そして、上部鋼管３の
下部開口部には、上部鋼管３の外径Ｄ₂ とほぼ等しい外
形で、下部鋼管２の外径Ｄ₁ より若干大きい径の開口部
４ａを有する鋼板４が接合されている。

【００１８】次に、上記のように構成した本実施の形態
に係るねじ込み式鋼管杭の施工方法の一例について説明
する。先ず、図５（ａ）に示すように、地上に立設され
た下部鋼管２に、上方から鋼板４に設けた開口部４ａを
嵌合し、上部鋼管３を翼１０上に同心的に載置する。勿
論、上部鋼管３の下から下部鋼管２を挿入してもよい。
このとき、下部鋼管２の杭頭部は、上部鋼管３の杭頭部
から上方に突出している。

【００１９】次に、杭打ち機２０に設けた可逆回転する
モータ２１の回転軸２２を、下部鋼管２の杭頭部近傍に
取付ける。２３は上部鋼管３の外径Ｄ₂ とほぼ等しいか
若干大きい外径を有し、回転軸２の外周に例えば軸受を
介して回転自在に取付けられた圧下部材で、回転軸２２
を下部鋼管２に取付けたときは、上部鋼管３の杭頭部に
当接する。この圧下部材２３は回転軸２２に対して着脱
可能に構成してもよく、あるいは軸受を省略して回転軸
２２と一体に回転するようにしてもよい。なお、２軸の
モータを用いて下部鋼管２と上部鋼管３の両者を回転し
て施工してもよく、また、上記のモータ２１は、下部鋼
管２の胴部に取付けるようにしてもよい。

【００２０】この状態でモータ２１を駆動すると、これ
に取付けられた下部鋼管２が回転し、翼１０の木ネジ作
用により地中にねじ込まれる。このとき、翼１０の下方
にある土砂は掘削軟化されて、下部鋼管２はスムーズに
貫入される。下部鋼管２が若干貫入されると、モータ２
１の下降に伴って回転軸２２に設けた圧下部材２３が上
部鋼管３を圧下し、図５（ｂ）に示すように、上部鋼管
３は下部鋼管２の貫入に伴って地中に圧入される。この
とき、上部鋼管３の周囲の土砂は、下部鋼管２の翼１０
によって攪拌されて間もないため摩擦抵抗が小さく、下
部鋼管２の貫入に伴って容易に貫入することができる。
また、上部鋼管３が所定深度に達するまでは、土砂は管
外横方向に圧縮されるため、上部鋼管３内に土砂が侵入
することはない。

【００２１】上部鋼管３が所定の深度に達すると、図６
（ａ）（以下、杭打ち機２０は省略してある）に示すよ
うに、下部鋼管２の回転（貫入）を一旦停止してモータ
２１を外し、下部鋼管２の杭頭部に中杭を構成する鋼管
２ａを接続して、この鋼管２ａの杭頭部に再びモータ２
１の回転軸２２を取付ける。なお、このとき、回転軸２
２に設けた圧下部材２３を取外すか、又は圧下部材２３
のない回転軸２２を使用してもよい。

【００２２】そして、再びモータ２１を駆動して下部鋼
管２を回転させ、貫入する。このとき、上部鋼管３はそ
の位置に保持されており、また、必要に応じて下部鋼管
２に順次継杭を行う。下部鋼管２が所定の深度（例え
ば、支持層）に達したときはモータ２１を停止し、図６
（ｂ）に示すように、モータ２１を下部鋼管２から取外
して引上げる。なお、下部鋼管２の頭部が地上面より下
方になる場合は、ヤットコを用いて打ち込んでもよい。
このとき、下部鋼管２の杭頭部は、上部鋼管３内に１Ｄ
₁(Ｄ₁ は下部鋼管２の外径）以上突出していることが望
ましい。

【００２３】ついで、下部鋼管２と上部鋼管３との一体
化をはかるために、図６（ｃ）に示すように、下部鋼管
２の閉塞板６より上方及び上部鋼管３内にコンクリート
等の固化材５を打設する。このとき、上部鋼管３内に土
砂が侵入していないので、コンクリート等の固化材５を
打設するために管内を清掃する必要がない。なお、下部
鋼管２の杭頭部近傍の外周面及び上部鋼管３の内周面
に、リブ又は鉄筋を巻き付けあるいはジベルを設けるな
どして凹凸を形成すれば、コンクリート等の固化材５の
付着力をさらに向上させることができる。また、コンク
リート等の固化材５は、下部鋼管２と上部鋼管３を接続
するために打設するので、上部鋼管３の全長にわたって
打設せず、鋼板４から上部鋼管３内への下部鋼管２の突
出範囲だけに打設してもよい（これら他の実施の形態に
おいても同様である）。

【００２４】また、翼１０からの曲げモーメントに対応
できるように、閉塞板６を省略して下部鋼管２と上部鋼
管３の全長にわたってコンクリート等の固化材５を打設
してもよい。この場合、上部鋼管３の杭頭部からコンク
リート等の固化材５を打設してもよいが、下部鋼管２の
打止め直前又は打止め直後に、上部鋼管３の杭頭部から
下部鋼管２内にコンクリート注入管を挿入し、下部鋼管
２内にコンクリート等の固化材５を注入しながら徐々に
引上げるようにしてもよい（他の実施の形態においても
同様である）。

【００２５】ねじ込み式鋼管杭は、前述のように翼の木
ネジ作用により無排土で地中に貫入されるものであり、
翼の下方にあった土砂は翼により掘削軟化され、翼の間
隙を通過して鋼管杭の外周に移動し、圧縮される。鋼管
杭の外周に移動した土砂は、施工中は撹乱されて間もな
いため摩擦抵抗が少なく、鋼管杭をスムーズに貫入する
ことができる。しかし、時間の経過と共に、間隙水圧の
消散などの要因により地盤強度が回復し、基礎杭として
の供用時には大きな周面摩擦力が発揮される。

【００２６】図７は本実施の形態の他の例の説明図であ
る。本例は上部鋼管３の下部開口部にテーパ状の鋼板４
ｂを取付けたものである。本例の施工方法も前述の施工
方法と同様であるが、鋼板４ｂをテーパ状にしたため、
上部鋼管３の地中への圧入の際の抵抗を低減することが
できる。

【００２７】［実施例］図１に示すような鋼管杭１にお
いて、先端部に外径１０１６ｍｍの鋼製翼１１ａ，１１
ｂを交差して取付けた外径５０８ｍｍ、長さ２６ｍの下
部鋼管（下杭）２と、外径８００ｍｍ、長さ１０ｍの上
部鋼管３とを打設した。１５ｍの深さまで下部鋼管２と
上部鋼管３を同時に貫入し、その後継杭して４０ｍまで
下部鋼管２を貫入させて打止めた。このとき、下部鋼管
２の杭頭部を上部鋼管３内に１ｍ突出させた。施工自体
は通常ねじ込み式鋼管杭の場合とほとんど変らない能率
であった。貫入終了後上部鋼管３内及び下部鋼管２の杭
頭部近傍にコンクリートを打設して一体化をはかり、問
題なく頭部を拡径した鋼管杭１を構築することができ
た。

【００２８】上記のように構成した本実施の形態によれ
ば、鋼管杭の杭頭部又は胴体部に回転力を与えて地盤に
埋設するようにしたので、低騒音、低振動、無排土で施
工することができる。また、上部鋼管３を下部鋼管２の
推進力を利用して同時に地中に貫入するようにしたの
で、上部鋼管３内に土砂が侵入するのを防止することが
でき、これにより、鋼管内の清掃等を行うことなくコン
クリート等の固化材５を打設して下部鋼管２と上部鋼管
３の一体化をはかることができる。さらに、拡大された
上部鋼管３と内部に打設したコンクリート等の固化材５
とにより大きな剛性が得られるため、杭頭部に発生する
水平力や曲げモーメントに効果的に対応することができ
る。

【００２９】［実施の形態２］図８は本発明の実施の形
態２に係る鋼管杭の説明図である。なお、実施の形態１
と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略す
る。本実施の形態は、上部鋼管３の下部開口部に、鋼板
に代えて翼１５（以下、上部翼という）を設けたもので
ある。すなわち、下部鋼管２の先端部に設けた翼１０
（以下、下部翼という）とほぼ同じ構造で、中心部に下
部鋼管２が挿入される開口部１５ａを有し、上部鋼管２
の外径Ｄ₂ より大きい外径Ｄ₄ の上部翼１５を設けたも
のである。

【００３０】上部鋼管３に上部翼１５を取付けるにあた
っては、上部鋼管３の先端部に図２で説明したような翼
の取付部８ａ，８ｂを設け、図３で説明した円形鋼板又
は楕円形鋼板の外径を上部鋼管３の外径Ｄ₂ より大きい
Ｄ₄ とし、中心部に下部鋼管２の外径Ｄ₁ より若干大き
い開口部を設けて２分割して形成した鋼製翼１６ａ，１
６ｂを取付部８ａ，８ｂに溶接により接合したものであ
る。

【００３１】本実施の形態の施工方法も実施の形態１の
場合に準じるが、上部鋼管３は圧入ではなく、杭打ち機
２０のモータ２１により下部鋼管２と同方向に回転させ
て、上部翼１５の木ネジ作用による推進力により地中に
貫入する。なお、上部鋼管３と下部鋼管２を反対方向に
回転させてもよく、また、下部鋼管２を所定の深度まで
貫入したのち、その外周に上部鋼管３を貫入してもよ
い。

【００３２】図９は本実施の形態の他の例の説明図で、
本例は１枚の円形鋼板又は楕円形鋼板により下部翼１０
と上部翼１５の鋼製翼１１ａ，１１ｂ、１６ａ，１６ｂ
を形成したものである。例えば、上部翼１５の外径Ｄ₄
に対応する外形の円形鋼板の内側を、同心的に下部翼１
０に対応する外径Ｄ₃ により切断すると共に、これらを
２分割して鋼製翼１１ａ，１１ｂ、１６ａ，１６ｂを形
成し、それぞれ下部鋼管２と上部鋼管３の下端部に設け
た取付部８ａ，８ｂに溶接により接合したものである。

【００３３】これにより、施工当初は図９に示すよう
に、下部翼１０が上部翼１５の開口部１５ａ内に挿入さ
れ、下部鋼管２と上部鋼管３が一体的に回転し、地中に
貫入される。そして、上部鋼管３が所定の深度に達する
と上部鋼管３の回転を中止し、下部鋼管２のみを回転さ
せる。これにより、下部鋼管２の下部翼１０は図１０に
示すように、上部鋼管３の上部翼１５から分離し、下部
鋼管２のみが引続き地中に貫入される。本例によれば、
翼の製作が容易になり、また材料を節減することができ
る。

【００３４】上記の説明では、上部翼１５を上部鋼管３
の先端部に設けた場合を示したが、実施の形態１の場合
と同様に先端部に開口部４ａを有する鋼板４が設けられ
た上部鋼管３の外周の下部に、上部翼１５を設けてもよ
い。この場合は、例えば、上部鋼管３の外径Ｄ₂ より大
径Ｄ₄ の円形鋼板の中心部に、上部鋼管３の外径Ｄ₂ と
ほぼ等しい開口部を設けてドーナツ状に形成し、これを
二分割して鋼製翼１６ａ，１６ｂを構成する。そして、
この鋼製翼１６ａ，１６ｂを、上部鋼管３の外周面に下
部翼１０と同じ角度で交差して取付ければよい。

【００３５】本実施の形態によれば実施の形態１と同様
の効果が得られる。さらに、実施の形態１では、施工時
のトルクを低減するために、上部鋼管３の外径Ｄ₃ を下
部鋼管２に設けた翼１０の外径Ｄ₃ より小さくすること
が必要であるが、本実施の形態においては上部鋼管３に
上部翼１５を設けて上部鋼管３自身で土砂を掘削軟化し
て推進するようにしたので、下部鋼管２の翼１０より大
径の上部鋼管３を容易に貫入することができ、これによ
り、より大きな水平抵抗を確保することができる。

【００３６】［実施の形態３］図１１は本発明の実施の
形態３に係る鋼管杭の説明図である。なお、実施の形態
１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略す
る。本実施の形態は、実施の形態１の下部鋼管２の上部
外周に、上部鋼管３の外径Ｄ₂ より大きい外径Ｄ₄ の上
部翼１７を設けたものである。この上部翼１７を設ける
にあたっては、例えば、外径Ｄ₄ の円形鋼板の中心部
に、下部鋼管２の外径Ｄ₁ とほぼ等しい径の開口部を設
けてドーナツ状に形成し、これを２分割して平板状の鋼
製翼１８ａ，１８ｂを構成する。そして、この鋼製翼１
８ａ，１８ｂを、下部鋼管２の外周面に下部翼１０と同
じ角度で交差して取付けたものである。

【００３７】本実施の形態の施工方法も実施の形態１に
準じるが、初期においては、杭打ち機２０に設けたモー
タ２１により先ず下部鋼管２を回転させて地中に貫入
し、上部翼１７が地盤の掘削を開始すると、これに合わ
せて軟化した地中に上部鋼管３を圧入する。本実施の形
態は、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。

【００３８】［実施の形態４］図１２は本発明の実施の
形態４の説明図である。図において、１は実施の形態１
に係る鋼管杭であるが、翼１０の中心部には後述のオー
ガーを挿通するための開口部１０ａが設けられており、
また、モータ２１はそれぞれ独立して可逆に回転する外
軸２４と内軸２５を備えている。３１は下部鋼管２内に
挿入されてオーガーヘッド３２が翼１０の開口部１０ａ
から突出したオーガーで、軸方向にはセメントミルクや
地盤固化用薬液などの硬化性流動物を先端部に圧送する
ための貫通穴３３が設けられており、オーガーヘッド３
２にはこの貫通穴３３が開口する噴出口３４が設けられ
ている。３５は一端が硬化性流動物のプラントに接続さ
れたホースで、他端はオーガー３１に設けた貫通穴３３
に、オーガー３１が自在に回転しうるように接続されて
いる。

【００３９】次に、上記のような本実施の形態の施工方
法の一例について説明する。例えば、実施の形態１の場
合と同様の施工方法により、下部鋼管２と上部鋼管３を
地中に貫入する。そして、下部鋼管２の先端部があらか
じめ定めた深さ（例えば、支持層の近傍）に達したとき
は貫入を停止し、下部鋼管２内にオーガー３１を挿入し
て下部鋼管２をモータ２１の外軸２４に、オーガー３１
を内軸２５にそれぞれ連結する。ついで、オーガー３１
の貫通穴３３にホース３６を接続する。

【００４０】そして下部鋼管２を回転させると共に、オ
ーガー３１を下部鋼管２と反対方向に回転させ、翼１０
に先行して地盤を掘削軟化させる。同時に、ホース３５
からオーガー３１の貫通穴３３に硬化性流動物を圧送し
て、オーガーヘッド３２に設けた噴出口３４から噴出さ
せ、オーガーヘッド３２及び翼１０の回転によって軟化
した土砂と攪拌し、混合させる。このとき、下部鋼管２
とオーガーヘッド３２の回転方向が反対のため、硬化性
流動物と土砂はよく攪拌されて均一性の高い混合物とな
る。

【００４１】下部鋼管２が所定深度（例えば、支持層）
に達したときは、翼１０とオーガーヘッド３２により十
分攪拌して土砂と硬化性流動物をよく混合させたのち、
下部鋼管２及びオーガー３１の回転を停止する。つい
で、下部鋼管２及びホース３５をモータ２１から外して
オーガー３１を引上げれば、施工が終了する。そして、
硬化性流動物と混合されて軟化した土砂は時間の経過に
伴って固化し、大きな先端支持力を発揮する。

【００４２】上記の説明では、下部鋼管２がある深さま
で貫入されてから下部鋼管２内にオーガー３１を挿入す
る場合について説明したが、当初から下部鋼管２内にオ
ーガー３１を挿入してもよい。なお、この場合は、オー
ガー３１に土砂を上方に押上げ、又は下方に押下げる機
能を備えたスパイバル羽根を設けることが望ましい。こ
のように構成することにより、オーガーヘッド３２が翼
１０に先行して土砂を掘削軟化するので、下部鋼管２の
貫入が容易になり、また、土砂と硬化性流動物との混合
物の一部がスパイラル羽根により下部鋼管２内にとり込
まれると共に、下部鋼管２の周囲に押し出されるので、
固化したのち大きな先端支持力及び周面摩擦力を得るこ
とができる。

【００４３】施工後にオーガー３１を引上げる場合に
は、オーガー３１を反対方向に回転させながらモータ２
１を上昇させればよい。なお、このとき、下部鋼管２と
上部鋼管３の、土砂と硬化性流動物の混合物が充填され
ていない部分にはコンクリート等の固化材５を打設すれ
ばよいが、オーガー３１を引上げる際に、引続き下部鋼
管２と上部鋼管３内に硬化性流動物を噴出させて、コン
クリートの打設に代えてもよい。本実施の形態は、実施
の形態２，３にも実施することができる。

【００４４】上述の各実施の形態においては、円形鋼板
又は楕円形鋼板を２分割した平板状の鋼製翼を、下部鋼
管２（以下、上部鋼管３を含む）の先端部に設けた２つ
のレ字状の取付部８ａ，８ｂに取付けて翼１０（以下、
上部翼１５，１７を含む）を構成した場合を示したが、
下部鋼管２の先端部に３つ以上のレ字状の取付部を設
け、この取付部に円形鋼板等を３つ以上に分割した平板
状の鋼製翼を取付けてもよい。また、下部鋼管２の先端
部に１つの段差部を設け、この段差部の下端部から１周
して上端部に達するレ字状の取付部を設け、この取付部
に円形鋼板等を複数に分割した平板状の鋼製翼を連続し
て取付けて螺旋状の翼を構成してもよく、さらに、この
取付部に、円形鋼板等の中心部に小孔を設け、この小孔
から外周部にかけて１か所を切断し、曲げ加工して形成
した螺旋状翼を取付けてもよい。

【００４５】さらに、中心部に下部鋼管２の外径に対応
した大きさの開口部を有する円形鋼板等を複数分割した
鋼製翼、あるいは上記の開口部から外周部にかけて１か
所を切断し、曲げ加工して形成した螺旋状翼を、下部鋼
管の先端部近傍の外周に取付けるなど、翼の形状、構
造、取付位置は適宜選択することができる。なお、下部
鋼管の先端部近傍の外周に翼を設ける場合は、先端支持
力を確実に得るために下部鋼管の先端部を閉塞板等によ
り閉塞することが望ましい。しかし、実施の形態４を実
施する場合は、この閉塞板等にオーガーヘッドが通過す
る開口部を設けることが必要である。

【００４６】

【発明の効果】（１）請求項１係るねじ込み式鋼管杭
は、杭頭部又は胴体部に回転力を与えて地盤に埋設する
ようにしたので、低騒音、低振動、無排土で施工するこ
とができる。また、上部鋼管を下部鋼管の推進力を利用
して同時に地中に貫入するようにしたので、上部鋼管内
に土砂が侵入するのを防止することができ、これにより
清掃等を行うことなくコンクリート等の固化材を打設し
て下部鋼管と上部鋼管の一体化をはかることができる。
さらに、拡径された上部鋼管と内部に打設したコンクリ
ート等の固化材により大きな剛性が得られるため、杭頭
部に発生する水平力や曲げモーメントに効果的に対応す
ることができる。

【００４７】（２）請求項２の発明は、請求項１の下部
鋼管の上部外周に上部鋼管より大径の翼を設け、（３）また、請求項３の発明は、請求項１の上部鋼管の
外周に上部鋼管より大径の翼を設け、（４）さらに、請求項４の発明は、請求項１の鋼板に代
えて、上部鋼管の先端部に上部鋼管より大径の翼を設け
たので、下部鋼管の先端部又はその近傍に設けた翼より
大径の上部鋼管を容易に貫入することができ、これによ
り、より大きい水平抵抗を確保することができる。

【００４８】（５）請求項５に係るねじ込み式鋼管杭の
施工方法は、下部鋼管と上部鋼管を同時に地中に貫入す
る工程と、上部鋼管を残置して下部鋼管のみを引続き地
中に貫入する工程と、一部を上部鋼管内に位置した状態
で下部鋼管の貫入作業を終了する工程と、下部鋼管内及
び上部鋼管内にコンクリート等の固化材を打設する工程
とを備えたので、請求項１の場合と同様の効果を得るこ
とができる。

【００４９】（６）また、請求項６に係るねじ込み式鋼
管杭の施工方法は、下部鋼管を地中に貫入する工程と、
上部鋼管を下部鋼管の一部が管内に位置するまで地中に
貫入する工程と、下部鋼管及び上部鋼管内にコンクリー
ト等の固化材を打設する工程とを備えたので、請求項５
の場合と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係るねじ込み式鋼管杭
の説明図である。

【図２】図１の下部鋼管の下部斜視図である。

【図３】図１の翼の製造説明図である。

【図４】図１の下部鋼管の要部の斜視図である。

【図５】実施の形態１のねじ込み式鋼管杭の施工方法の
一例の説明図である。

【図６】実施の形態１のねじ込み式鋼管杭の施工方法の
一例の説明図である。

【図７】実施の形態１の他の例の説明図である。

【図８】本発明の実施形態２に係るねじ込み式鋼管杭の
説明図である。

【図９】実施の形態２の他の例の説明図である。

【図１０】図９の作用説明図である。

【図１１】本発明の実施の形態３に係るねじ込み式鋼管
杭の説明図である。

【図１２】本発明の実施の形態４の係るねじ込み式鋼管
杭の説明図である。

【符号の説明】

１ねじ込み式鋼管杭（鋼管杭）２下部鋼管３上部鋼管４，４ｂ鋼板５コンクリート等の固化材１０翼（下部翼）１５，１７上部翼２０杭打ち機２１モータ３１オーガー３２オーガーヘッド３３貫通穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも先端部又はその近傍に翼を有
する下部鋼管と、該下部鋼管が挿入される開口部が設け
られた鋼板を有する前記下部鋼管より大径の上部鋼管と
を備え、地中に前記下部鋼管及び該下部鋼管の上部外周に前記上
部鋼管を貫入して下部鋼管の一部を該上部鋼管内に突出
させ、少なくとも前記下部鋼管の上部内及び上部鋼管内
にコンクリート等の固化材を打設したことを特徴とする
ねじ込み式鋼管杭。
【請求項２】下部鋼管の上部外周に上部鋼管より大径
の翼を設けたことを特徴とする請求項１記載のねじ込み
式鋼管杭。
【請求項３】上部鋼管の外周に該上部鋼管より大径の
翼を設けたことを特徴とする請求項１記載のねじ込み式
鋼管杭。
【請求項４】鋼板に代えて、下部鋼管が挿入される開
口部を有し、上部鋼管より大径の翼を該上部鋼管の先端
部に設けたことを特徴とする請求項１記載のねじ込み式
鋼管杭。
【請求項５】下部鋼管と上部鋼管を同時に地中に貫入
する工程と、前記上部鋼管が所定深さまで貫入されたときは該上部鋼
管をその位置に残置して、下部鋼管を引続き地中に貫入
する工程と、該下部鋼管が所定深さまで貫入されたときはその一部が
前記上部鋼管内に位置した状態で貫入作業を終了する工
程と、少なくとも前記下部鋼管の上部内及び上部鋼管内にコン
クリート等の固化材を打設する工程とを備えたことを特
徴とするねじ込み式鋼管杭の施工方法。
【請求項６】下部鋼管に回転力を与えて地中に貫入す
る工程と、該下部鋼管が所定深さまで貫入されたときは、上部鋼管
を前記下部鋼管の一部が前記上部鋼管内に位置するまで
貫入する工程と、少なくとも前記下部鋼管の上部内及び上部鋼管内にコン
クリート等の固化材を打設する工程とを備えたことを特
徴とするねじ込み式鋼管杭の施工方法。