JP2002167760A - 回転圧入鋼管杭の施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 施工性の良さと杭体内部空間の確保とを両立
できる回転圧入鋼管杭の施工方法の実現化を目的とす
る。 【解決手段】 杭先端に開口３を有すると共に螺旋状の
羽根を固着してなる回転圧入鋼管杭１の施工方法であっ
て、開口３部に所定量の砂などの粒状体７を締め固めた
状態で施工し、杭先端が支持層６に達するまでの施工中
に軟弱地層５の土砂８が杭１内に進入するのを抑制す
る。軟弱地層５の土砂８は杭内にほぼ進入しないため、
杭体内に大きな中空部９が確保され、建設現場の残土処
理等が容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、杭先端に開口を有
すると共に螺旋状の羽根を固着してなる回転圧入鋼管杭
の施工方法に関し、特に回転圧入鋼管杭内部への土砂の
進入量を調整可能な施工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設現場における残土の処理方法
としては、建設現場外に搬出・処理する建設残土量を低
減するために、残土を杭体の内部に投入することがよく
行われている。その場合、杭体内部に投入できる残土量
が多いほど、搬出・処理する残土量を低減でき、建設コ
ストの低減を図ることができる。また、鋼管杭の場合に
は、杭頭部にコンクリートを打設することで補強を行な
うことも一般によく行なわれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】杭体内部に投入できる
残土量を増やすためには、杭体内部の空間を大きくする
ことが必要である。例えば閉端の鋼管杭であれば、施工
後の杭体の全長が空間になっているために、杭体内に投
入できる残土量は最大となる。しかし、閉端杭は特に大
径の杭では支持層への貫入抵抗が大きくなるために、施
工性が悪いという欠点がある。これに対して大径の杭を
中心として、施工性をよくするために開端の杭が用いら
れている。開端杭の場合には、施工性が向上するもの
の、施工中に杭体内に土砂が進入し、残土投入用の杭体
内空間が少なくなってしまう。

【０００４】一方、建物の条件によっては、杭頭が地面
より低いレベルになることも多く、特に地下階を有する
建物では杭頭レベルもかなり低くなる。その際に地盤条
件にもよるが、杭先端から杭内に進入した土砂が杭頭ま
で達することもある。このように土砂が杭頭まで達する
と、杭頭部にコンクリートを充填する必要がある場合に
は杭頭部の土砂を除去する手間が生じてしまう。

【０００５】したがって、施工性の良い開端杭で、施工
中に杭体内部に進入する土砂の量を低減できれば、施工
性が良く、且つ残土投入用の空間が大きく確保されるこ
とになる。また、杭頭部にコンクリートを充填する必要
がある場合にも杭頭部の土砂の除去作業が不要となり、
施工性が向上する。ここで、閉端杭の施工性が悪くなる
のは、主として支持層地盤への貫入時であり、支持層の
上方の軟弱層地盤の貫入時には、閉端であっても施工性
はそれほど低下しない。一方、通常の開端杭において
は、軟弱層の土砂が杭体内部に進入するために、内部空
間が減ってしまう。支持層への貫入量は、通常は杭径の
１倍から５倍程度であり、支持層貫入時の土砂の進入だ
けであれば、内部空間はほとんど減少しない。

【０００６】そこで、本発明は、軟弱層地盤においては
閉端杭状態で貫入していき、支持層貫入時には開端杭的
な貫入ができ、施工性の良さと杭体内部空間の確保とを
両立できる回転圧入鋼管杭の施工方法の実現化を目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、杭先端に開口を有すると共に螺
旋状の羽根を固着してなる回転圧入鋼管杭の施工方法で
あって、前記杭先端の開口部に所定量の砂などの粒状体
を先詰めした状態で施工し、杭先端が支持層に達するま
での施工中に土砂が杭内に進入するのを抑制することを
特徴とする。なお、本明細書において「抑制」とは、杭
先端が支持層に達するまでの施工中に杭内に土砂が進入
することを抑止または杭内に進入する土砂の量（杭内進
入土砂量）を低減する意味で使用している（以下同
じ）。

【０００８】請求項２の発明は、杭先端に開口を有する
と共に螺旋状の羽根を固着してなる回転圧入鋼管杭を所
定の深さまで回転圧入することにより杭先端から一定量
の土砂が杭内部に充填された状態で、杭上部から所定量
の砂などの粒状体あるいは所定重量のウエイトを杭内部
に投入し、杭先端から杭内に進入する土砂が杭頭部の所
要範囲まで上昇するのを抑止することを特徴とする回転
圧入鋼管杭の施工方法である。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１または２に記
載の回転圧入鋼管杭の施工方法であって、前記粒状体の
量あるいは前記ウエイトの重量を、施工地盤の調査結
果、杭形状および施工機械等の条件に応じて設定するこ
とを特徴とする。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１から３のいず
れかに記載の回転圧入鋼管杭の施工方法であって、前記
粒状体の詰め込み部に閉塞促進手段を備え、前記土砂進
入の抑制作用を強化することを特徴とする。

【００１１】請求項５の発明は、請求項４に記載の回転
圧入鋼管杭の施工方法であって、前記閉塞促進手段が、
鋼管杭の内周に固着された環状部材であることを特徴と
する。

【００１２】請求項６の発明は、請求項４または５に記
載の回転圧入鋼管杭の施工方法であって、前記粒状体を
鋼管杭の前記閉塞促進手段を含む範囲に詰め込むことを
特徴とする。

【００１３】本発明において、回転圧入鋼管杭が軟弱層
地盤等の地盤に貫入する前に、回転圧入鋼管杭の先端に
予め砂などの粒状体を先詰めした場合、軟弱層地盤の施
工過程ではほぼ閉端杭の施工状態となる。そして、支持
層に達すると地盤の抵抗力により開端杭の施工状態とな
るので施工性は良好である。支持層中では先端の土砂が
粒状体を押し込んで杭体内に進入するが、軟弱層の土砂
が杭体内に進入していないので、杭体内部には大きな中
空部が生じ、施工現場における廃土処理容量が十分に確
保される。

【００１４】また、本発明において、回転圧入鋼管杭を
所定の深さまで回転圧入することにより杭先端から一定
量の土砂が杭内部に充填された状態で、杭上部から所定
量の砂などの粒状体あるいは所定重量のウエイトを杭内
部に投入した場合、以後の軟弱層地盤の施工過程ではほ
ぼ閉端杭の施工状態となり、体内への土砂の進入がそれ
以上抑止され、地盤の抵抗力により開端杭の施工状態と
なる支持層中でも土砂の進入量はある程度抑制される。
すなわち、杭先端から杭内に進入した土砂が杭頭まで達
することはなく、杭頭部にはコンクリートを充填可能な
中空部が確保される。したがって、杭頭部にコンクリー
トを充填する必要がある場合、杭頭部に適切な範囲のコ
ンクリート充填用の中空部が確保されるため、杭頭部の
土砂の除去作業あるいは杭内への土砂の埋め戻し作業が
不要となり、施工性が向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の施工方法に用いる杭の一
例を図１０に示し、簡単に構造説明すると、先端が開端
の回転圧入鋼管杭であり、この鋼管杭１の螺旋状先端面
２１には、鋼管の内径よりも小さな内径を有するととも
に、鋼管の外径よりも大きな外径を有する円盤状（リン
グ状）の鋼板が半径方向に一部切欠されて螺旋状に形成
されて、溶接により同心状に固着されて螺旋状羽根１ａ
が構成され、螺旋状羽根１ａの切欠された一端側に掘削
刃２０が溶接により固着されており、また鋼管杭先端部
の螺旋状切断部の始端部１７と終端部１８とは円弧状の
段差部分１９を介して接続されている。前記螺旋状羽根
１ａの外径（Ｄｗ）は、鋼管杭外径（Ｄｐ）の略１．５
〜２倍の外径で、螺旋状羽根２の内径は、鋼管杭内径の
略０．４〜０．９倍の内径とされている。

【００１６】＜第１実施形態＞次に本発明の施工方法の
第１実施形態を図１〜図８を参照して説明する。図１は
第１実施形態の施工手順を示す説明図である。図２、図
３は施工方法に関する説明図である。図４、図５は各種
地盤における鋼管杭内への土砂進入傾向を示す参考図で
ある。図６〜図８は杭先端に詰め込んだ砂の支持力試験
を示す説明図である。図１のＳＴＥＰ１のように、鋼管
杭１をその配設位置の地面２にセットする。この鋼管杭
１は、先端部に開口３を有すると共に、先端部にほぼ一
巻きの螺旋状羽根１ａが固着された回転圧入鋼管杭１で
あり、例えば図２に示すような全旋回式の施工機械４ま
たはオーガーマシンにより回転圧入されるものである。

【００１７】ついで、ＳＴＥＰ２において、鋼管杭１の
先端部に砂、砂利、鉱炉スラグなどの粒状物７（以下単
に砂７という）を投入し、締め固める。投入量は後述す
る施工地盤の調査結果、鋼管杭１の形状および施工機械
４等の条件に応じて決定する。

【００１８】また、先詰めの一形態としての砂７の投入
方法としては、例えば図３（ａ）のように杭配設位置の
地面２に鋼管杭１をセットしてから砂７を投入するか、
あるいはさらに投入された砂を締め固める方法を採る
か、あるいは図３（ｂ）のように杭配設位置の地面２を
掘って砂７を入れ、その上から鋼管杭１を貫入し、砂７
部分を締め固める方法を採るか、あるいは図３（ｃ）の
ように地面２上に砂を盛り上げて、その上から鋼管杭１
を貫入するか、貫入後砂７部分を締め固める方法を採る
などの方法がある。なお、砂７を杭内に投入するだけ
で、充分である場合には、さらに締め固めるようにしな
くてもよい。

【００１９】ＳＴＥＰ３で、鋼管杭１の回転圧入を開始
する。ＳＴＥＰ４は、軟弱地層５を経て鋼管杭１の先端
部が支持層６に到達した状態を示す。到達前の軟弱地層
５を通過している間は、鋼管杭１先端部の締め固められ
た砂７の抵抗により地盤中の土砂８は鋼管杭１内にはほ
とんど進入しないで抑制される。すなわち、杭先端が支
持層に達するまでの施工中に、杭内に土砂が進入するこ
とを抑止または杭内に進入する土砂の量（杭内進入土砂
量）を低減している。

【００２０】ＳＴＥＰ５では、鋼管杭１は支持層６内に
所定量貫入され、施工を完了する。支持層６は硬いの
で、この地層での貫入時には、土砂８が鋼管杭１先端部
の締め固められた砂７を押し上げて、杭先端から鋼管杭
１内に進入する。そして、ＳＴＥＰ６で、鋼管杭１の中
空部９に施工現場の残土１０を投入する。なお、必要に
応じて、杭頭部に補強用のコンクリートを打設するよう
にしてもよい（図示を省略する）。

【００２１】こうして、鋼管杭１の先端部に砂７を詰め
込むことにより、施工完了後に鋼管杭１内に残土１０の
処理用の中空部９を大きく確保することができる。

【００２２】図４（ａ）右図，（ｂ）右図および図５
（ｃ）右図，（ｄ）右図は、開端の回転圧入鋼管杭で、
先端に砂７を詰めてない杭１１（１）を、代表的な４つ
のタイプの地盤２１〜２４に圧入した場合について、圧
入の進行に伴なって杭１１先端から杭１１内に進入する
土砂８の量を模式的に示す。すなわち、この鋼管杭１１
は開端であり、先端部に「締め固められた砂７」がない
ので、従来の開端杭の場合に各地盤条件下でどの程度の
土砂８の進入が生じるかを模式的に示している。

【００２３】そして、つぎに概略的に示す代表的な４つ
のタイプの地盤２１〜２４の硬さ（Ｎ値）は、それぞれ
図４、図５の（ａ）左図〜（ｄ）左図に対応する。 地盤２１：一般にＬ型地盤と呼ばれる地盤であり、支持
層６に至るまでずっと軟弱地層５が続くもの。 地盤２２：Ｌ型地盤の軟弱地層５に相当する部分に、や
や硬い中間層１２があるもの。 地盤２３：地盤の強度（Ｎ値）が深度が深くなるほど硬
くなるもの。 地盤２４：上記３つの状態が組み合わさったもの。

【００２４】なお、図４、図５の（ａ）〜（ｄ）各図の
縦軸Ｙは地面２から軟弱地層５を経て支持層６に至る深
度を示し、左半部の図の横軸（地表面側を、地盤強度を
表す横軸として仮定している。）は地盤強度（Ｎ値）を
示し、右半部の図の横軸（地表面側を、管内土高さを表
す横軸として仮定している。）は鋼管杭１１内に進入す
る土砂８の量（土砂８の天端の高さ）を示す。

【００２５】図４（ａ）のように、Ｎ値が小さくて一定
で支持層６に至るまでずっと続く軟弱地層５（左半部の
図）では、地表面付近で土砂が進入し緩い閉塞状態（支
持力に対しては不十分であるが、軟弱層の土砂の進入に
は抵抗できる程度の閉塞）になった後は、進入土砂８も
ほとんどなくて管内土の高さはほぼ一定である（右半部
の図）。そして、鋼管杭１１の先端が支持層６に達する
と、地盤のＮ値が急上昇すると共に土砂８が進入し始
め、支持層へある程度貫入すると先端支持力を発揮でき
るレベルで閉塞する。

【００２６】また、図４（ｂ）のように、軟弱地層５中
にやや硬い中間層１２があると（左半部の図に硬さの高
い層があると）進入土砂８が増加し、その硬い中間層１
２を通過した後に、その中間層１２よりも軟らかな地盤
を通過する際には土砂８の進入はない。その後、鋼管杭
１１が支持層６に達するとＮ値が急上昇すると共に土砂
８の進入が再開する。そして、開端部が閉塞するとそれ
以上の土砂８の進入は無くなる。このような閉塞状態に
なると開端杭であっても、閉端杭と同様の鉛直支持力を
発揮できる。

【００２７】また、図５（ｃ）のように、軟弱地層５中
で貫入深度と共にＮ値が増加する地盤では、土砂８の進
入も継続的に続き、支持層６に貫入し、先端が閉塞する
と土砂８の進入はほぼ止まる。

【００２８】そして、図５（ｄ）のように、軟弱地層５
中でＮ値が変動する地盤条件下では進入土砂８も対応し
て変動し、その後、支持層６に達すると進入土砂８は若
干の増加の後、先端が閉塞すると土砂の進入は止まる。

【００２９】こうして、鋼管杭１１内に進入した土砂８
は地盤の硬い部分で鋼管杭１１内に進入し、地盤の硬さ
が一定であれば、ある程度進入した時点で、それ以上の
土砂８の鋼管杭１１内への進入はなくなる。もちろん実
際の地盤の状態は非常に複雑であり、この通りの挙動を
示さない場合もある。例えば図４（ａ）に示すＬ型地盤
であっても、軟弱層が非常に軟弱な粘性土である場合
は、先端開口部がなかなか閉塞されず（先述した緩い閉
塞状態にならない）、継続的に土砂が進入することもあ
る。しかし管内への土砂の入り方の大まかな傾向は説明
した通りであり、これまで全国各地で行なった施工記録
によると、施工終了時に管内に進入した土砂の高さは、
杭長のおよそ半分程度になることが多かった。

【００３０】図６（ａ）は、予め鋼管１３の先端に砂７
を詰め込んでおくことによって、その砂７がどれだけの
鉛直荷重に耐えられるかを確認するための閉塞試験に用
いた試験装置を概念的に示す。試験には直径Ｄｐ＝６０
０ｍｍの鋼管１３を用い、鋼管１３の先端部に高さｈ＝
１×Ｄｐ分詰めた砂７（試験体）と、高さｈ＝２×Ｄｐ
分詰めた砂７を準備した。そして、鋼管１３の内径に摺
動可能な径の円柱状架台１４の上に砂７を介して支持さ
れた鋼管１３に載荷板１５をのせ、この載荷板１５を下
方へ押し下げることにより、砂７の鉛直支持力を測定し
た。なお、同様の試験を直径Ｄｐ＝２００ｍｍ〜１００
０ｍｍの鋼管を用いて実施して、ほぼ同様な傾向がある
ことを確認している。

【００３１】なお、鋼管１３内に詰め込んだ（先詰めし
た）砂７の抵抗力を増大する方法として、鋼管１３の内
面に、図６（ｂ）に示すような環状部材からなる閉塞促
進リング１６（閉塞促進手段）を固着する方法が有効で
ある（後述）。なお、閉塞促進手段は上記の閉塞促進リ
ング１６に限定されるものではない。

【００３２】図７は、鋼管杭１３の直径Ｄｐ＝６００ｍ
ｍ、閉塞促進リング１６無しで、先詰め砂７の高さｈ＝
１×Ｄｐの場合とｈ＝２×Ｄｐの場合について、鉛直荷
重（先詰め砂７の抵抗力であり、縦軸）と載荷板１５の
変位（鋼管杭１１の変位であり、横軸）を測定した結果
を示す。

【００３３】砂７の高さｈ＝１×Ｄｐの場合は、鉛直荷
重は約１００（ｋＮ）で小さいが、砂７の高さｈ＝２×
Ｄｐの場合は、鉛直荷重は約６００（ｋＮ）で６倍に増
加する。

【００３４】図８は、鋼管杭１３の直径Ｄｐ＝６００ｍ
ｍ、先詰め砂７の高さｈ＝２×Ｄｐの場合で、閉塞促進
リング１６の有効性を調べた結果を示す。閉塞促進リン
グ１６無しの場合の鉛直荷重は約６００（ｋＮ）で、上
記図７と同じであるが、閉塞促進リング１６を備えるこ
とにより鉛直荷重は約２５００（ｋＮ）で、約４倍強と
大幅に抵抗力が増加する結果が得られた。

【００３５】こうして、先詰め砂７の高さｈを調整する
ことにより、支持できる鉛直荷重の調整が可能であるの
で、鋼管杭１の施工時に鋼管杭１の先端部（底板相当
部）に作用する貫入抵抗（鉛直方向の抵抗）よりも上記
支持可能な鉛直荷重を大きく設定すれば鋼管杭１内に土
砂８が進入しないことになる。すなわち、「管内に先詰
めした砂７の抵抗＞施工時の底板相当部貫入抵抗」とす
れば、施工中に鋼管杭１内へ土砂８は進入しない。

【００３６】鋼管杭１内に先詰めした砂７の抵抗は、上
記の試験を他の様々な条件下でも実施しており、それら
の試験結果から予測できる。

【００３７】これに対し、図９に示すような回転圧入式
の鋼管杭１を使用した場合の杭底板相当部貫入抵抗につ
いては、本発明者提案の特開２０００−８０６５０号
公報「回転圧入杭の施工管理方法」と特願平１１−２
５６６７５「回転圧入鋼管杭の施工方法」を組み合わせ
ることによって計算できる。即ち、上記には底板相当
部の貫入抵抗Ｒｐを計算する式が下記のように示してあ
る。 Ｒｐ＝〔｛２πＴｂ＋Ｌｂ｛（１−ｃ）Ｓ+ｃＰ+απＤｗ'｝−ＱｗｈπＤｗ'− ＱｗｖＳ｝〕／｛（１−ｃ）Ｓ＋ｃＰ＋απ（Ｄｐ'+Ｄｗ'）｝……（式Ａ） ここに、 Ｒｐ：底板または底板の見付け面積である底板相当部が
受ける地盤の貫入抵抗 α ：地盤と鋼板の摩擦係数 Ｔｂ：杭先端に作用するトルク Ｌｂ：杭先端に作用する上載荷重 Ｐ ：羽根ピッチ Ｓ ：１回転当たりの貫入量 Ｄｐ'：底板または底板相当部の作用円の直径 Ｄｐ'＝
（２／３）×Ｄｐ Ｄｗ'：羽根の作用円の直径 Ｄｗ'＝｛２×（Ｄｗ³−
Ｄｐ³）｝／｛３×（Ｄｗ ²−Ｄｐ²）｝ Ｄｐ：杭本体の直径 Ｄｗ：羽根の直径 Ｄｗｈ：刃先が受ける地盤の水平抵抗 Ｑｗｖ：刃先が受ける地盤の垂直抵抗 ｃ ：刃先の上向き強制変形による地盤の消費エネル
ギーの係数と定義されている。

【００３８】貫入抵抗Ｒｐを計算するために必要となる
これらの各値は、次のようにまとめることができる。 Ｐ、Ｄｐ'、Ｄｗ'：杭の形状（杭径、羽根径）から決ま
る（図９参照）。 α：これまでの実験結果より０．４程度と推定されてい
る。 Ｓ：地盤条件によって異なる場合もあるが、本発明で問
題としている範囲においてはＳ＝Ｐ程度と考えることが
できる。 Ｑｗｈ、Ｑｗｖ：地盤条件によっても異なるが、Ｑｗｈ
＝Ｑｗｖ＝０とおいて、Ｒｐを計算しても影響は小さ
く、またＲｐを大きめに評価することになるので安全側
の評価となる。 ｃ：前記Ｓの説明で示したようにＳ＝Ｐと仮定するとｃ
の影響は無くなる。 Ｌｂ（杭先端に作用する上載荷重）：本発明で問題とし
ている軟弱地層や中間層の貫入時には、Ｌｂ=施工機械
の自重程度と考えることができる。 Ｔｂ（杭先端に作用するトルク）：施工条件によって予
測する。その方法についてはに示しており、後述す
る。

【００３９】上記条件を（式Ａ）に代入すると、（式
Ａ）は下記のように書き換えることができる。 Ｒｐ＝｛２πＴｂ＋Ｌｂ（Ｐ＋απＤｗ'）｝／｛Ｐ＋απ（Ｄｐ'＋Ｄｗ'）｝ ……（式Ｂ） この式中の記号は、Ｔｂを除いて、施工機械、施工する
対象の杭が決まれば確定することができる。

【００４０】なお、上記Ｔｂ（杭先端に作用するトル
ク）は次式により算定する。 Ｔｔ＝ａ・Ｎ・Ｄｐ^m……（式Ｃ） ここに、Ｔｔ：トルク（ｋＮ・ｃｍ）（＝Ｔｂとみな
す） Ｎ ：Ｎ値 Ｄｐ：杭径（ｃｍ） ｍ ：指数（＝２．５） ａ ：係数；支持層到達時 ；３〜４×１０^-2 支持層へ１×Ｄｐ貫入時；４〜６×１０^-2 支持層へ２×Ｄｐ貫入時；６〜８×１０^-2 支持層へ２×Ｄｐ以上貫入時；８〜１０×１０^-2 ここでは、ａを支持層６への貫入量による係数としてあ
るが、軟弱地層５の貫入時にも同様のことが成立し、上
記（式Ｃ）におけるＮの値を、軟弱地層５のＮ値とし、
ａを軟弱地層５に対する貫入量によって決定すればよ
い。従って、杭径が決まれば、地盤調査報告書を参照し
て施工時に作用する回転トルクＴｂを推定することがで
きる。求まったＴｂを式Ｂに代入することによって、Ｒ
ｐを計算することができる。

【００４１】また、鋼管杭１の先端部に詰める砂７の必
要量（詰める高さ）は、算出したＲｐ（地盤の貫入抵
抗）の値と、砂７の閉塞試験結果より、必要となる砂７
の高さｈを決定する。中間層が比較的硬い層である場合
には、中間層の土砂を全く管内に入れないようにする
と、施工性が悪くなることもある。そのような場合に
は、中間層においては、土砂の進入を多少は許容するよ
うに砂７の量を調節すれば良い。例えば図５（ｄ）で１
２−の中間層は閉塞状態でも施工できるが、１２−
の中間層を閉塞状態で施工するのは困難である場合、１
２−においては、土砂が進入しないが、１２−では
土砂の進入を許容するような量の砂７を杭先端に詰めて
おいて施工する。

【００４２】＜第２実施形態＞次に、本発明の施工方法
の第２実施形態について図１１を参照して説明する。第
２実施形態は、鋼管杭の杭頭部にコンクリートを充填し
て補強する場合に、杭頭部のコンクリート充填部分を残
して、鋼管杭に土砂が充填されるようにしたものであ
る。

【００４３】この第２実施形態では、地上で予め杭先端
の開口部に粒状体を先詰めせずに杭を地盤へ回転圧入
し、杭先端から一定量の土砂が杭内部に充填された状態
で、杭上部から粒状体あるいはウエイトを杭内部に投入
する点で第１実施形態と相違する。なお、第２実施形態
において、上記第１実施形態と共通する構成には同一符
号を付して説明を省略する。

【００４４】まず、鋼管杭１をその配設位置の地面２に
セットし（図１１のＳＴＥＰ１）、鋼管杭１を全旋回式
の施工機械４あるいはオーガマシンで回転圧入する。こ
れにより鋼管杭１は、杭先端から軟弱地層の土砂２２が
杭内部に充填された状態となる（図１１のＳＴＥＰ
２）。

【００４５】次に、軟弱地層の土砂２２が杭内部に所定
量充填された状態で鋼管杭１の回転圧入を中止し、杭上
部から砂７などの粒状体を投入し、必要に応じて砂７を
締め固める（図１１のＳＴＥＰ３）。このとき鋼管１１
内に詰め込んだ砂７の抵抗力を増大するためには、環状
部材からなる閉塞促進リング１６（閉塞促進手段）を、
予め施工前に鋼管１１内面の所定位置に固着しておくの
が有効である（図示を省略する）。

【００４６】ここでＳＴＥＰ３の粒状体投入の時期は、
鋼管杭１の支持層６への貫入時にコンクリート充填部分
２４の下端まで鋼管１１内部に土砂が充填されるように
設定される。また、粒状体の投入量は、第１実施形態の
場合と同様に、施工地盤の調査結果、鋼管杭１の形状お
よび施工機械４等の条件に応じて決定する。

【００４７】なお、本実施形態では、杭先端から一定量
の土砂が杭内部に充填されているため、所定重量のウエ
イトを杭内部へ投入して、砂７などの粒状体の投入に替
えてもよい。この場合にはウエイトとして、横断面が鋼
管杭内径に収まる形状の錘にロープを結びつけて鋼管杭
内へ垂下してもよく、コンクリート等を破砕して生じた
ガラを鋼管杭内へ投入するようにしてもよい（ともに図
示を省略する）。

【００４８】図１１のＳＴＥＰ４は、軟弱地層５を経て
鋼管杭１の先端部が支持層６に到達した状態を示す。Ｓ
ＴＥＰ３の粒状体またはウエイトの投入後において、支
持層６到達前の軟弱地層５を通過している間は、砂７の
抵抗またはウエイトの荷重により、軟弱地層の土砂２２
は、鋼管杭１内部にはほとんど進入しないで抑制され
る。

【００４９】図１１のＳＴＥＰ５は、鋼管杭１が支持層
６内に所定量貫入され、施工を完了した状態を示す。支
持層６は硬いため、支持層の貫入時には支持層の土砂２
３が、鋼管杭１内部に充填された軟弱地層の土砂２２と
砂７などの粒状体（またはウエイト）とを押し上げて杭
先端から鋼管杭１内に進入する。このとき、杭内部の土
砂は杭頭部のコンクリート充填部分２４（中空部）の下
端まで到達するため、杭頭部のコンクリート充填部分を
残して、鋼管杭に土砂が充填された状態となる。なお、
ウエイトとしてガラを投入した場合はそのまま埋め殺す
が、錘にロープを結びつけて鋼管杭内へ垂下した場合に
は、この段階で錘を鋼管内から回収する。

【００５０】そして、杭頭部のコンクリート充填部分２
４（中空部）にコンクリート２５を充填することで、杭
頭部にコンクリート２５が充填された埋設鋼管杭を得る
ことができる（図１１のＳＴＥＰ６）。

【００５１】第２実施形態は、上記のように杭先端から
一定量の土砂２２が杭内部に充填された状態で杭上部か
ら砂７などの粒状体あるいはウエイトを鋼管杭１内部に
投入する。すなわち、杭頭部にコンクリート２５を充填
する必要がある場合にも杭先端から杭内に進入した土砂
が杭頭まで達することはなく、コンクリート充填部分２
４の土砂の除去作業が不要となる。また、第１実施形態
を適用して、杭頭部のコンクリート充填部分を残して鋼
管杭に土砂が充填された状態とするためには、杭内への
土砂の埋め戻し作業が必要となるが、第２実施形態では
かかる土砂の埋め戻し作業は不要である。

【００５２】以上のように本発明を図示の実施形態によ
り説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定され
るものではない。例えば、鋼管杭内部に先詰めあるいは
投入する粒状体にガラなどの固形物を所定量混入する場
合も本発明の技術的範囲に含まれる。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、回転圧入鋼管杭の先端に予め砂などの粒状体
を詰め込んであるので、軟弱層地盤における施工過程で
はほぼ閉端杭の施工状態となり、支持層に達すると地盤
の抵抗力により開端杭の施工状態となるので施工性が良
く、支持層中では先端の土砂が粒状体を押し込んで杭体
内に進入するが、粒状体により進入量が抑制されるの
で、杭体内部には大きな中空部が生じ、施工現場におけ
る廃土処理容量が十分に確保される。

【００５４】また、本発明によれば、杭先端から一定量
の土砂が杭内部に充填された状態で杭上部から粒状体な
どを杭内部に投入するので、以後の軟弱層地盤の施工過
程ではほぼ閉端杭の施工状態となって体内への土砂の進
入がそれ以上抑止され、地盤の抵抗力により開端杭の施
工状態となる支持層中でも土砂の進入量は抑制される。
したがって、杭頭部にコンクリートを充填する必要があ
る場合、杭頭部に適切な範囲のコンクリート充填用の中
空部が確保されるため、杭頭部の土砂の除去作業あるい
は杭内への土砂の埋め戻し作業が不要となり、施工性が
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の施工手順を示す説明図
である。

【図２】本発明の第１実施形態の施工方法に関する説明
図である。

【図３】本発明の第１実施形態の施工方法に関する説明
図である。

【図４】各種地盤における鋼管杭内への土砂進入傾向を
示す参考図である。

【図５】各種地盤における鋼管杭内への土砂進入傾向を
示す参考図である。

【図６】鋼管杭先端に詰め込んだ砂の支持力試験を示す
説明図である。

【図７】鋼管杭先端に詰め込んだ砂の支持力試験を示す
説明図である。

【図８】鋼管杭先端に詰め込んだ砂の支持力試験を示す
説明図である。

【図９】下端が開端または閉塞している回転圧入式の鋼
管杭の主要部の寸法およびその杭における杭頭部および
底板部に入力または開放されるエネルギー状態を示す説
明図である。

【図１０】本発明の施工方法に用いる杭の一例を示す斜
視図である。

【図１１】本発明の第２実施形態の施工手順を示す説明
図である。

【符号の説明】

１ 鋼管杭 １ａ 螺旋状の羽根 ２ 地面 ３ 開口 ４ 施工機械 ５ 軟弱地層 ６ 支持層 ７ 砂（粒状物） ８ 土砂 ９ 中空部 １０ 残土 １１，１３ 鋼管 １２ 中間層 １４ 架台 １５ 載荷板 １６ 閉塞促進リング（閉塞促進手段） １７ 始端部 １８ 終端部 １９ 段差部分 ２０ 掘削刃 ２１ 螺旋状先端面 ２２ 軟弱地層の土砂 ２３ 支持層の土砂 ２４ コンクリート充填部分（中空部） ２５ コンクリート

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 杭先端に開口を有すると共に螺旋状の羽
   根を固着してなる回転圧入鋼管杭の施工方法であって、
   前記杭先端の開口部に所定量の砂などの粒状体を先詰め
   した状態で施工し、杭先端が支持層に達するまでの施工
   中に、土砂が杭内に進入するのを抑止または土砂の進入
   を低減することを特徴とする回転圧入鋼管杭の施工方
   法。
2. 【請求項２】 杭先端に開口を有すると共に螺旋状の羽
   根を固着してなる回転圧入鋼管杭を所定の深さまで回転
   圧入することにより杭先端から一定量の土砂が杭内部に
   充填された状態で、杭上部から所定量の砂などの粒状体
   あるいは所定重量のウエイトを杭内部に投入し、杭先端
   から杭内に進入する土砂が杭頭部の所要範囲まで上昇す
   るのを抑止することを特徴とする回転圧入鋼管杭の施工
   方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の回転圧入鋼管
   杭の施工方法であって、前記粒状体の量あるいは前記ウ
   エイトの重量を、施工地盤の調査結果、杭形状および施
   工機械等の条件に応じて設定することを特徴とする回転
   圧入鋼管杭の施工方法。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の回転
   圧入鋼管杭の施工方法であって、前記粒状体の詰め込み
   部に閉塞促進手段を備え、前記土砂進入の抑制作用を強
   化することを特徴とする回転圧入鋼管杭の施工方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の回転圧入鋼管杭の施工
   方法であって、前記閉塞促進手段が、鋼管杭の内周に固
   着された環状部材であることを特徴とする回転圧入鋼管
   杭の施工方法。
6. 【請求項６】 請求項４または５に記載の回転圧入鋼管
   杭の施工方法であって、前記粒状体を鋼管杭の前記閉塞
   促進手段を含む範囲に詰め込むことを特徴とする回転圧
   入鋼管杭の施工方法。