JP2002155530A - 既製杭の埋設方法及び先端金具 - Google Patents

既製杭の埋設方法及び先端金具

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JP2002155530A JP2001267002A JP2001267002A JP2002155530A JP 2002155530 A JP2002155530 A JP 2002155530A JP 2001267002 A JP2001267002 A JP 2001267002A JP 2001267002 A JP2001267002 A JP 2001267002A JP 2002155530 A JP2002155530 A JP 2002155530A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【解決手段】掘削ヘッド32、撹拌バー33を有する掘
削ロッド31により、先行して掘削穴35を形成する。
掘削径は杭外径と略同寸法とし、揚土量を抑えて、地盤
性状を軟質化させる。掘削完了後、掘削ロッド31を引
き上げ、既製杭25より大径の先端金具6を溶接したコ
ンクリート製の既製杭25を掘削穴35内に回転しなが
ら貫入する。支持層付近まで、地盤を軟質化した掘削穴
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く、過大なねじれ
を防止できる。その後、既製杭25を支持層の所定位置
に至るまで回転貫入を加える。 【効果】大径の先端金具で先行掘削して、既製杭を埋設
できるので、掘削土やセメントミルク等の排出量を大幅
に減らし、施工効率、経済性、環境性を向上させ、支持
力も高めることができる。

Description

【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。
【0007】即ち、この埋設方法の発明は、コンクリー
ト製の既製杭の下端に、該既製杭の外径より大径の先端
金具を取り付け、前記既製杭を回転貫入しながら、前記
先端金具で先行して地盤を掘削して、前記既製杭を埋設
することを特徴とする既製杭の埋設方法である。ここ
で、予め既製杭の外径よりも小径あるいは同等の径で、
地盤を掘削して掘削穴を形成し、続いて、該掘削穴内に
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
しながら既製杭を回転貫入することが望ましい。
【0008】また、他の発明は、コンクリート製の既製
杭の中空部に回転ロッドを挿通し、前記既製杭の下端か
ら突出させた回転ロッドの下端部に、前記既製杭の外径
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、前記回転ロッドを回転しながら掘削穴を掘削
しながら既製杭を貫入し、所定深さまで既製杭を下降し
た状態で、前記回転ロッドを前記先端金具から取り外
し、前記先端金具を残置して、前記回転ロッドを地上に
引き上げることを特徴とする既製杭の埋設方法である。
【0009】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、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。
【0012】また、この先端金具の発明は、ケーシング
用の鋼管又は既製コンクリート杭等の埋設手段の先端に
着脱可能に取りつけ、あるいは回転ロッドの下端に着脱
可能に取付けて前記埋設手段の下方に配置される金具で
あって、前記埋設手段の外径より大径に形成され、かつ
回転により地盤を掘削できる掘削手段を有する構造にし
たことを特徴とする先端金具である。
【0013】更に、他の先端金具の発明は、前記におい
て、ケーシング用の鋼管又は回転ロッドの下端に取り付
ける先端金具であって、鋼管又は回転ロッドの正逆のい
ずれの方向の回転も先端金具に伝達し、かつ鋼管又は回
転ロッドの一定の回転により鋼管又は回転ロッドと先端
金具との係止を外して、鋼管又は回転ロッドを先端金具
から取り外し可能とする係脱手段を設けたことを特徴と
する先端金具である。
【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3
7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D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D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D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D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、2
1)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3
7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、2
1)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2
5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4
1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1
0(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)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2D041 AA02 BA37 CB06 DB03 EA02 EB05 FA03 FA14 2D050 AA03 AA07 AA16 CA02 CA04 CB05 CB07

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンクリート製の既製杭の下端に、該既
    製杭の外径より大径の先端金具を取り付け、前記既製杭
    を回転貫入しながら、前記先端金具で先行して地盤を掘
    削して、前記既製杭を埋設することを特徴とする既製杭
    の埋設方法。
  2. 【請求項2】 予め既製杭の外径よりも小径あるいは同
    等の径で、地盤を掘削して掘削穴を形成し、続いて、該
    掘削穴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既製杭を回転貫入する請求項1記載
    の既製杭の埋設方法。
  3. 【請求項3】 コンクリート製の既製杭の中空部に回転
    ロッドを挿通し、前記既製杭の下端から突出させた回転
    ロッドの下端部に、前記既製杭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、前記回
    転ロッドを回転しながら掘削穴を掘削しながら既製杭を
    貫入し、所定深さまで既製杭を下降した状態で、前記回
    転ロッドを前記先端金具から取り外し、前記先端金具を
    残置して、前記回転ロッド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。
  4. 【請求項4】 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。
  5. 【請求項5】 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4記
    載の既製杭の埋設方法。
  6. 【請求項6】 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、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。
  7. 【請求項7】 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4又は
    6記載の既製杭の埋設方法。
  8. 【請求項8】 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4又は6又は7記載の既製杭の埋設
    方法。
  9. 【請求項9】 ケーシング用の鋼管又は既製コンクリー
    ト杭等の埋設手段の先端に着脱可能に取りつけ、あるい
    は回転ロッドの下端に着脱可能に取付けて前記埋設手段
    の下方に配置される金具であって、前記埋設手段の外径
    より大径に形成され、かつ回転により地盤を掘削できる
    掘削手段を有する構造にしたことを特徴とする先端金
    具。
  10. 【請求項10】 ケーシング用の鋼管又は回転ロッドの
    下端に取り付ける先端金具であって、鋼管又は回転ロッ
    ドの正逆のいずれの方向の回転も先端金具に伝達し、か
    つ鋼管又は回転ロッドの一定の回転により鋼管又は回転
    ロッドと先端金具との係止を外して、鋼管又は回転ロッ
    ドを先端金具から取り外し可能とする係脱手段を設けた
    ことを特徴とする請求項9記載の先端金具。
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