JP2002356846A - 拡径杭及びその施工方法 - Google Patents

拡径杭及びその施工方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 地中に埋設された鋼管杭等の引抜抵抗力と支
持力を確実に増強できる杭とその施工方法を提供する。 【解決手段】 杭圧入引抜機等とオーガ装置10を併用
して地中に鋼管杭Pを埋設した後、オーガ装置10の先
端部もしくはケーシング先端に備えた拡径部20を作動
して、鋼管杭Pの下端部Paを外側に押圧することによ
り拡径する。また、必要に応じて鋼管杭Pの下端部を拡
径した後に、モルタル、コンクリート等の根固め材を鋼
管杭Pの先端付近に注入して、鋼管杭Pの引抜抵抗力と
支持力を増強する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管または鋼管杭
(本明細書中、鋼管杭という)等の杭の引抜抵抗力及び
支持力を高めるために杭の下端部を拡径しアンカーとし
て使用可能な拡径杭及びこれらの杭の施工方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】地中に打設する杭の引抜抵抗力及び支持
力を強めるには杭径を大きくすれば良いが、経済的な理
由あるいは施工現場での制約等から、杭径を大きくせず
に引抜抵抗力及び支持力を強める必要がある。その方法
として従来は次のような方法があった。まず、図13に
示すように、場所打杭100の施工時に、杭100下端
の根固め部を拡大翼オーガで拡大した後、そこにモルタ
ル101を流し込み杭100を固定する方法である。ま
た、図14に示すように下端に翼121を備えた翼付鋼
管120を使用し、鋼管120と翼121を回転させな
がら圧入していく方法があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法のうち前者
のモルタルを用いて根固めをする方法では、杭100と
モルタル101は十分に連結されず、十分な支持力が得
られない。特に引抜荷重に対する抵抗力が小さいという
問題があった。また、後者に示す翼付鋼管120を使用
する方法では、翼121により鋼管120の周囲の地盤
122が乱され、鋼管120の周面摩擦抵抗や引抜力に
対する耐力が低下するという欠点があった。本発明は、
このような従来の方法の欠点を除去し、簡易な構成で安
価かつ確実に強固な引抜抵抗力及び支持力が得られ、ア
ンカーとして使用可能な拡径杭及びその施工方法を提供
する。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の拡径杭の要旨とするところは、地中に埋設
施工された鋼管杭の下端部を外側に拡径したことを特徴
とする。また、上記拡径杭において、上記鋼管杭の下端
部に複数の切込みを形成して、複数の張出片を形成した
ことを特徴とする。また、上記拡径杭の下端部周辺を、
モルタル、コンクリート等の根固め材で根固めしたこと
を特徴とする。さらに、本発明の拡径杭の施工方法の要
旨とするところは、オーガ装置を併用して鋼管杭を埋設
した後、オーガ装置の先端部もしくはケーシング先端部
に備えた拡径部を作動して、鋼管杭の下端部を拡径する
ことを特徴とする。また、上記施工方法において、鋼管
杭の下端部を拡径した後に、モルタル、コンクリート等
の根固め材を鋼管杭の先端部付近に注入することを特徴
とする。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の第1実施形態を図面に基
づいて説明する。図1は第1実施形態の施工方法を示す
説明図、図2は図1のA―A線断面図、図3は第1実施
形態の施工方法を示す説明図及び図4は施工後の鋼管杭
の部分斜視図である。本発明の施工方法は、鋼管杭の埋
設完了後に下端部を拡径した鋼管杭を製造することによ
り、下端部を拡径した鋼管杭を施工する方法である。な
お、鋼管杭の埋設には、周辺地盤を圧密し高い引抜抵抗
力が取れる圧入工法が望ましい。
【0006】まず、この方法に使用する装置を説明す
る。図示のように、鋼管杭Pの内部に挿通されたオーガ
装置10の先端部分に鋼管杭Pの下端部を拡径するため
の拡径部20を構成する。この拡径部20は、その基部
24を、オーガ装置10のオーガ軸11に固定金具25
によって固定してなるもので、油圧シリンダ機構によっ
て水平方向に伸縮可能となっている。また本実施形態で
は、拡径部20を2本用いたが、この本数に限定はな
い。上記拡径部20の基部24に、伸縮自在なロッド2
3を介してアーム部21を取付ける。このアーム部21
の上面には、オーガ軸10側、すなわち鋼管杭Pの内側
に向かって漸次高くなるテーパ面を有する押圧部22を
形成する。
【0007】次に本実施形態の作用を説明する。図1、
図2に示すように、鋼管杭Pの圧入時には、拡径部20
はロッド23を縮小してアーム部21の先端が鋼管杭P
の内側にあり、羽根12の外側に張り出していない。そ
のためオーガ装置10で地盤を掘削する場合、羽根12
が回転する範囲の土だけが掘削され、拡径部21は地盤
の掘削には影響を与えない。そのため必要以上に地盤を
緩めずに鋼管杭Pを圧入できる。次いで、図3に示すよ
うに、鋼管杭Pを圧入した後に一旦オーガ装置10の回
転を停止し、上方に引き上げる。このとき拡径部20の
アーム部21のロッド23を伸張し、アーム部21を外
側に押し出して押圧部22を鋼管杭Pの下端部内側に押
圧せしめる。この状態で、さらにオーガ装置10を引き
上げつつ回転させることで、拡径部20も回転し、先端
付近の押圧部22が徐々に鋼管杭Pの下端部を外側に押
し出していき、鋼管杭Pの下端部Paはフレアー加工さ
れていく(図4参照)。このようにして、鋼管杭Pの下
端部Paが十分拡径した後は、再び拡径部20を縮小し
て、オーガ装置10を引き抜くのである。
【0008】このように本実施形態によれば、特別な機
械を別工程で使用せずに、従来のオーガ装置に拡径部を
付加するという簡易な構成で,短かい工期かつ低コスト
で下端部の拡径した鋼管杭Pを形成できる。また上記の
圧入施工方法によって得られる鋼管杭先端部を拡径した
鋼管杭Pによれば、大きな引抜抵抗力及び支持力が得ら
れる。さらに鋼管杭Pは圧入工法で打設し、かつ圧入完
了後にその先端を拡径するので、周囲の地盤が圧密さ
れ、鋼管杭Pは強固に保持されることになる。なお、杭
は鉛直に施工するばかりでなく、斜めや水平方向に施工
しても良い。
【0009】上記拡径部の他例を図5に示す。図5
(a)はアーム部の縮小状態を示し、図5(b)は同拡
大状態である。上記拡径部30は、オーガ軸11に取付
部35を介して一対の半円弧状のアーム部31を回転自
在に取付ける。このアーム部31の先端上面には、オー
ガ軸11側に向かって漸次高くなるテーパ面を有する押
圧部32を形成する。この拡径部30も上記の拡径部2
0と同様に、鋼管杭Pの圧入時には図5(aに示すよう
に、アーム部31を内側(図中時計方向)に回転させ
て。その先端を鋼管杭Pの内側に配置する。そして、拡
径部30の拡径時には、図5(b)に示すように、アー
ム部31を外側(図中反時計方向)に回転させて押圧部
32を鋼管杭Pの下端部内側に押圧せしめる。この状態
で、さらにオーガ装置10を引き上げつつ回転させるこ
とで、上記と同様に鋼管杭Pの下端部はフレアー加工さ
れていく。
【0010】本発明の第2の実施形態を説明する。図6
は第2実施形態の施工方法を示す説明図、図7は図6
(a)のB―B線断面図である。本実施形態で使用する
装置は、鋼管杭Pの内部にケーシング60を挿通した
後、このケーシング60内部にオーガ装置40を挿通し
て構成する。ケーシング60の下端部には拡径部50を
構成している。この拡径部50は、円弧状板からなる一
対のブレード51の上端をヒンジ52によって揺動自在
に取付けている。そして、ブレード51の下端部はシリ
ンダ機構53によってケーシング60の下端部に固定さ
れている。また本実施形態では、ブレード51を2個用
いたが、この個数に限定はない。
【0011】次に本実施形態の作用を説明する。オーガ
装置40の先端のオーガ41で土を掘削しながら、所定
の深さまで鋼管杭Pを圧入する。このときシリンダ機構
53を縮小してブレード51を閉じて、ケーシング60
の表面に沿わせておく。鋼管杭Pを圧入した後に、一旦
オーガ装置40の回転を停止し拡径部50を開く。すな
わち拡径部50のシリンダ機構53を伸張し、ブレード
51を外側に押し出して鋼管杭Pの下端部を外側に押圧
するか(図6(a)参照)、またはブレード51を押出
した後にケーシング60を引き上げることで鋼管杭Pの
下端部Paを外側に押圧する(図6(b)参照)。この
状態で、さらにケーシング60を回転させて、ブレード
51を満遍なく鋼管杭Pの内側周縁に当てることで、上
記実施形態と同様に鋼管杭Pの下端部はフレアー加工さ
れていくのである。なお、必要に応じてケーシング60
を引き上げつつ回転させても良い。
【0012】本発明の第3の実施形態を説明する。図8
は第3実施形態の施工方法を示す説明図、図9は図8の
C―C線断面図である。本実施形態で使用する装置は、
鋼管杭Pの内部にオーガ装置65を挿通し、オーガ装置
65の下端部には拡径部70を構成している。この拡径
部70は、オーガ装置65の表面に沿うような円弧状板
からなる一対のブレード71の上端をヒンジ72によっ
て、オーガ装置65の表面に揺動自在に取付ける。そし
て、一対のブレード71の下端部は互いにシリンダ機構
73によって連結されている。また本実施形態では、ブ
レード71を2個用いたが、この個数に限定はない。
【0013】次に本実施形態の作用を説明する。オーガ
装置65の先端のオーガ66で土を掘削しながら、所定
の深さまで鋼管杭Pを圧入する。このときシリンダ機構
73を縮小してブレード71を閉じて、オーガ軸67表
面に沿わせておく。鋼管杭Pを圧入した後に、一旦オー
ガ装置65の回転を停止し拡径部70を開く。すなわち
拡径部70のシリンダ機構73の2本のロッド73aを
伸張し、ブレード71をヒンジ72を中心に両外側の上
方、つまり矢印Z方向に向かって押し出して鋼管杭Pの
下端部を外側に押圧する。以下、前記第1実施形態と同
様にして、鋼管杭Pの下端部はフレアー加工されていく
のである。
【0014】上記の各実施形態に示した施工方法におい
て、鋼管杭Pの先端Paの拡径後、オーガ装置10、4
0、65の先端もしくはケーシング60先端の拡径部を
戻して縮めた後に、オーガ装置10・・先端付近からモ
ルタル、コンクリート等の根固め材79を鋼管杭Pの先
端Pa付近に注入する施工方法も採用できる(図10参
照)。この方法によれば、その後のオーガ装置10・・
回収工程でモルタルを注入することで根固めが可能とな
り、鋼管杭Pに更に大きな支持力が得られる。また、鋼
管杭Pの拡径した先端Paが根固め材79の硬化後、特
に引抜方向に抜けないので強固になる。
【0015】図11は、上記第2実施形態、第3実施形
態のブレードの他例である。この例では、ブレード81
の外側表面にカッター82を、鋼管杭Pの軸方向に取付
けたものである。使用に際しては、拡径時にシリンダ装
置53を伸張して下端部Paを押圧するか、ブレード8
1を拡大した後に全体を引き上げるとよい(図12
(b)参照)。そうすると、図12(a)に示すように
鋼管杭Pの下端部Paの内側をカッター82が押圧して
下端部Paを切り裂き、複数の切込みPb、Pb・・を
入れることで、下端部Paには複数の張出片Pc、Pc
・・が形成される。このため鋼管杭Pの下端部Paは、
フレアー加工のみの場合よりさらに広がり、杭の支持力
が増加する。
【0016】上記のように、鋼管杭Pの下端部Paに複
数の張出片Pc、Pc・・を形成する方法の他例として
は、あらかじめ鋼管杭Pの下端部Paに複数の切込みP
b,Pb・・を形成しておく。そして鋼管杭Pの圧入
後、上記の拡径部を使用して張出片Pc、Pc・・を外
側に張り出すのである。この方法では、比較的小さな力
で鋼管杭Pの下端部Paを大きく拡径する事ができる。
【0017】
【発明の効果】本発明の拡径杭は、上記のように杭の下
端部に拡径部を形成するという簡易な構成でありなが
ら、確実に杭の引抜抵抗力と支持力を確保できるもので
あり、かつ制作費のコストダウンならびに施工時の工期
短縮も達成できる。また、拡径杭の施工方法は、オーガ
装置等に簡易な構成の拡径部を付加することにより、安
価かつ迅速、確実に強固な引抜抵抗力と支持力を有する
鋼管杭を施工できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の施工方法を示す説明図
【図2】一部を省略した、図1のA―A線断面図
【図3】本発明の第1実施形態の施工方法を示す説明図
【図4】施工後の鋼管杭の部分斜視図
【図5】拡径部の他例を示す斜視図であり、(a)はア
ーム部の縮小状態を示し、(b)は同拡大状態を示す
【図6】本発明の第2実施形態の施工方法を示す説明図
【図7】一部を省略した、図6(a)のB―B線断面図
【図8】本発明の第3実施形態の施工方法を示す説明図
【図9】一部を省略した、図8のC―C線断面図
【図10】施工方法の他例の説明図
【図11】ブレードの他例の説明図
【図12】施工方法の他例を示す説明図
【図13】従来例の説明図
【図14】従来例の説明図
【符号の説明】
10 オーガ装置 11 オーガ軸 20 拡径部 21 アーム部 22 押圧部 23 ロッド 30 拡径部 31 アーム部 32 押圧部 40 オーガ装置 50 拡径部 51 ブレード 53 シリンダ機構 60 ケーシング 65 オーガ装置 70 拡径部 71 ブレード 73 シリンダ機構 81 ブレード 82 カッター P 鋼管杭 Pa 下端部 Pb 切込み Pc 張出片

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地中に埋設した鋼管杭の下端部を外側に
    拡径した拡径杭。
  2. 【請求項2】 上記鋼管杭の下端部に複数の切込みを入
    れ張出片を形成したことを特徴とする請求項1記載の拡
    径杭。
  3. 【請求項3】 上記拡径杭の下端部周辺を、モルタル、
    コンクリート等の根固め材で根固めしたことを特徴とす
    る請求項1又は請求項2記載の拡径杭。
  4. 【請求項4】 オーガ装置を併用して鋼管杭を埋設した
    後、オーガ装置の先端部もしくはケーシング先端部に備
    えた拡径部を作動して、鋼管杭の下端部を拡径する拡径
    杭の施工方法。
  5. 【請求項5】 上記施工方法において、鋼管杭の下端部
    を拡径した後にモルタル、コンクリート等の根固め材を
    鋼管杭の先端部付近に注入することを特徴とする請求項
    4記載の拡径杭の施工方法。
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