JP2002371551A - 杭および杭の施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削土の排出量を少なくすることができると
ともに、下端部を固い支持地盤に確実に定着させること
ができる杭および杭の施工方法を提供する。 【解決手段】 上下端を開口した中空状の杭本体12の下
端開口部に、杭本体12とともに回転する上下端を開口し
た中空状の掘削沓13を一体化する。掘削沓13は、杭本体
12と同心状に設けた筒体17と、筒体17の外周面に設けた
螺旋翼18と、筒体17の先端に設けた掘削ビット19とを具
備する。筒体17の先端に設けた掘削ビット19により地盤
を掘削しながら、螺旋翼18により掘進させるので、固い
支持地盤にも掘削沓13を確実に定着でき、この掘削沓13
と一体化した杭本体12も支持地盤に確実に定着できる。
掘削ビット19により筒体17の外側に掘起された掘削土は
螺旋翼18により掘削孔に押付けられ、筒体17の内側に掘
起された掘削土は杭本体12の中空部20に留まるので、外
部への掘削土の排出量を少なくできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、掘削沓を備えた杭
および杭の施工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】既製コンクリート杭を施工する従来の方
法は、コンクリート杭の中空部にオーガースクリューを
挿入し、このオーガースクリューにより掘削土を排出し
ながらコンクリート杭を沈設する中掘り工法と、特公平
６−２７４０５号公報に示されるように、予めオーガー
スクリューで地盤を掘削し、その掘削孔に既製杭を沈設
するプレボーリング工法が主なものである。

【０００３】これらの従来の中掘り工法およびプレボー
リング工法は、掘削土を多量に排出するが、その排出土
は、セメント成分などを含むために産業廃棄物となるの
で、できるだけ少ない方が好ましい。

【０００４】これに関して、特開２００１−４０６６２
号公報に示されるように、コンクリート杭の先端に、外
周に螺旋翼を有する推進体を、コンクリート杭と同一軸
心で回転自在に装着し、コンクリート杭の中空部に挿入
された回転軸により推進体を回転させることにより、コ
ンクリート杭を埋設する工法があり、この工法は、推進
体の螺旋翼により掘削された土砂が地中に残留し、コン
クリート杭の周囲で圧縮されるので、排土処理が不必要
であるというものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記推進体は、コンク
リート杭の先端を閉じた形状であるから、地盤からの抵
抗が大きく、かつ、螺旋翼による掘削のみでは十分な掘
進力が得られないため、固い支持地盤にこの推進体を挿
入して定着させることは困難である。また、コンクリー
ト杭と推進体は、一体でなく回転自在であるから、推進
体を固定してもコンクリート杭を固定できない。

【０００６】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、掘削土の排出量を少なくすることができるととも
に、杭下端部を固い支持地盤に確実に定着可能の杭およ
び杭の施工方法を提供することを目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、上下端を開口した中空状の杭本体と、杭本体の下
端開口部に一体化され杭本体とともに回転される上下端
を開口した中空状の掘削沓とを備え、掘削沓は、杭本体
と同心状に設けられた筒体と、筒体の外周面に設けられ
た螺旋翼と、筒体の先端に設けられた掘削ビットとを具
備した杭であり、筒体の先端に設けられた掘削ビットに
より地盤を掘削しながら、螺旋翼により掘進させるの
で、固い支持地盤にも掘削沓を確実に挿入して定着させ
ることができるとともに、この掘削沓と一体化された杭
本体も支持地盤に確実に定着させることができる。ま
た、掘削ビットにより筒体の外側に掘起された掘削土
は、螺旋翼により掘削孔に押付けられ、筒体の内側に掘
起された掘削土は、杭本体の中空部に留まるので、外部
へ排出される掘削土の排出量を少なくすることができ
る。

【０００８】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載の杭における掘削沓が、杭本体の外周部に軸方向移動
自在に嵌合されるケーシングの軸方向移動によりケーシ
ング下端部に設けられた駆動側係合部と回転方向係脱自
在の被動側係合部を具備したものであり、ケーシングの
駆動側係合部と掘削沓の被動側係合部とを係合して、ケ
ーシングを回転させることにより、杭本体に回転トルク
を作用させず、かつ土圧による回転摩擦などの負荷をか
けることなく、掘削沓に強力な回転掘削力を直接与える
ことができ、また、ケーシングの駆動側係合部と掘削沓
の被動側係合部との係合を解除することで、ケーシング
のみを取外して再利用できる。

【０００９】請求項３に記載された発明は、請求項２記
載の杭における杭本体の外周部にケーシングを嵌合する
とともにケーシング下端部の駆動側係合部を掘削沓の被
動側係合部に係合し、このケーシングを回転駆動させな
がら下降させることで杭本体および掘削沓を回転させな
がら掘進させ、掘削沓を支持地盤に定着させ、掘削沓の
定着後は、ケーシングを上昇させることで駆動側係合部
を被動側係合部から外すとともにケーシングを杭本体の
外周面より引抜く杭の施工方法であり、掘進時は、杭本
体の外周面にケーシングを嵌合することで、杭本体の外
周面に作用しようとする土圧による回転摩擦をこのケー
シングにより遮断しながら、このケーシングから伝達さ
れた回転トルクにより、螺旋翼と掘削ビットとを併せ持
つ掘削沓を回転掘進させて、杭本体を円滑に沈設できる
とともに、ケーシングに作用する反力から杭嵌入抵抗を
把握できるので、従来の埋込み杭工法と異なり、支持地
盤およびその支持力を直接確認でき、掘削沓を支持地盤
に確実に定着させることができ、この掘削沓と一体の杭
本体も支持地盤に確実に定着させることができる。ま
た、支持地盤に定着させた掘削沓および杭本体に対し、
ケーシングのみを引上げて再利用できる。

【００１０】請求項４に記載された発明は、請求項３記
載の杭の施工方法において、杭本体および掘削沓の掘進
時に、杭本体の中空部にオーガースクリューを併用する
杭の施工方法であり、杭本体および掘削沓の掘進が困難
となった状況下においても、杭本体内にオーガースクリ
ューを併用することで、外部への掘削土の排出は伴う
が、杭本体および掘削沓を効率良く掘進させることがで
きる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示された一
実施の形態を参照しながら詳細に説明する。

【００１２】図１に示されるように、杭11は、上下端を
開口した中空状の杭本体12と、この杭本体12の下端開口
部に一体化され杭本体12とともに回転される上下端を開
口した中空状の掘削沓13とを備えている。

【００１３】掘削沓13は、杭本体12の端板14に、溶接付
けまたはボルト15の螺着により係合板16が一体化され、
この係合板16に杭本体12と同心状の筒体17が溶接付けに
より一体化され、この筒体17の外周面に螺旋翼18が設け
られ、筒体17の先端の開口端に複数組の掘削ビット19が
等間隔で設けられている。この掘削ビット19は、筒体17
を挟んでその内周面側と外周面側とにそれぞれ取付けら
れている。

【００１４】杭本体12は、円筒形に形成された、その内
部には上下端を開口した中空部20が設けられている。こ
の杭本体12の外周部には、上下端を開口した円筒形のケ
ーシング21が軸方向移動自在に嵌合されている。このケ
ーシング21の下端部には、駆動側係合部22が設けられて
いる。

【００１５】すなわち、図２に示されるように、ケーシ
ング21の円筒端面を一定間隔で切欠くことにより、複数
の凹部23の間に複数の凸形の駆動側係合部22が形成され
ている。

【００１６】一方、掘削沓13の上端部に位置する係合板
16には、その周縁部を一定間隔で切欠くことにより、複
数の円弧状凹部24の間に複数の円弧状凸形の被動側係合
部25が形成されている。この被動側係合部25は、ケーシ
ング21の軸方向移動によりケーシング21の下端部に設け
られた駆動側係合部22と回転方向係脱自在の凸部であ
る。

【００１７】図１および図２には、ケーシング21の駆動
側係合部22と掘削沓13の被動側係合部25とが係合された
状態で示されているが、ケーシング21のみを上方へ軸方
向移動することで、上記係合を解除して、ケーシング21
を杭11から分離できる。

【００１８】次に、図３乃至図５は、このような杭11お
よびケーシング21を用いて実施する杭の施工方法の一実
施の形態を示す。

【００１９】図３に示されるように、杭本体12の外周部
にケーシング21を嵌合するとともに、ケーシング21の下
端部の駆動側係合部22を、掘削沓13の係合板16の円弧状
凹部24に軸方向嵌入して係合板16の被動側係合部25に回
転方向で係合し、このケーシング21を回転駆動させなが
ら下降させることで、杭本体12および掘削沓13を回転さ
せながら掘進させる。

【００２０】このとき、掘削沓13の掘削ビット19により
筒体17の外側に掘起された掘削土は、螺旋翼18により掘
削孔26に押付けられ、さらに、筒体17の内側に掘起され
た掘削土は、杭本体12の中空部20に留まるので、外部へ
排出される掘削土の排出量を少なくすることができる。
このような掘削土は、セメント成分を含むために産業廃
棄物としての取扱いを受けるが、その排出量が少ないた
め、環境に優しい工法である。

【００２１】この掘進時は、杭本体12の外周面に嵌合さ
れたケーシング21が、杭本体12の外周面に作用しようと
する土圧による回転摩擦を遮断しながら、掘削沓13に回
転トルクを直接伝達するので、螺旋翼18と掘削ビット19
とを併せ持つ掘削沓13を強力な回転トルクで回転掘進さ
せて、杭本体12を円滑に沈設できる。

【００２２】すなわち、ケーシング21の駆動側係合部22
と掘削沓13の被動側係合部25とを係合させて、ケーシン
グ21を回転させることにより、杭本体12に回転トルクを
直接作用させることなく、かつ土圧による回転摩擦など
の負荷をかけることなく、掘削沓13に強力な回転掘削力
を直接与えることができるので、杭本体12が鋼管杭また
は鋼コンクリート複合杭より回転伝達力の劣る杭、例え
ば既製コンクリート杭であっても、筒体17の先端に設け
られた掘削ビット19により地盤を掘削しながら、螺旋翼
18により掘進させるので、固い支持地盤にも掘削沓13を
確実に挿入して定着させることができるとともに、この
掘削沓13と一体化された杭本体12も支持地盤に確実に定
着させることができる。

【００２３】図４は、支持地盤27まで掘進させた掘削沓
13を、支持地盤27により定着させた状態を示し、この状
態は、ケーシング21に作用する反力から杭嵌入抵抗を把
握できるので、従来のプレボーリング工法などの埋込み
杭工法と異なり、支持地盤27およびその支持力を直接確
認でき、掘削沓13を支持地盤27に確実に定着させること
ができ、この掘削沓13と一体の杭本体12も支持地盤27に
確実に定着させることができる。

【００２４】掘削沓13の定着後は、図５に示されるよう
にケーシング21を上昇させるのみで、ケーシング21の駆
動側係合部22と掘削沓13の被動側係合部25との係合を解
除できるとともに、ケーシング21のみを杭本体12の外周
面より引抜くことができる。

【００２５】支持地盤27に定着させた掘削沓13および杭
本体12に対し、引上げたケーシング21は再利用できる。

【００２６】次に、図６は、杭の施工方法の他の実施の
形態を示し、杭本体12には上下端を開口した中空部20が
設けられているので、ケーシング21により掘削沓13を駆
動して、杭本体12および掘削沓13を掘進させる際に、杭
本体12の中空部20にオーガースクリュー29を併用する杭
の施工方法である。すなわち、ケーシング工法と中掘り
工法とを併用した杭の施工方法である。

【００２７】そして、杭本体12および掘削沓13の掘進が
困難となった状況下においても、杭本体12の中空部20に
オーガースクリュー29を回転させながら挿入すること
で、オーガースクリュー29により外部への掘削土の排出
は伴うが、杭本体12および掘削沓13を効率良く掘進させ
ることができる。このオーガースクリュー29の併用は必
要最少限に抑えることで、掘削土の排出量を極力少なく
するように配慮する。

【００２８】なお、図１乃至図６に示された発明は、既
製コンクリート杭に適用することが望ましいが、鋼管杭
または鋼管コンクリート複合杭（ＳＣ杭）にも適用でき
る。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、筒体の先
端に設けられた掘削ビットにより地盤を掘削しながら、
螺旋翼により掘進させるので、固い支持地盤にも掘削沓
を確実に挿入して定着させることができるとともに、こ
の掘削沓と一体化された杭本体も支持地盤に確実に定着
させることができる。また、掘削ビットにより筒体の外
側に掘起された掘削土は、螺旋翼により掘削孔に押付け
られ、筒体の内側に掘起された掘削土は、杭本体の中空
部に留まるので、外部へ排出される掘削土の排出量を少
なくすることができる。

【００３０】請求項２記載の発明によれば、ケーシング
の駆動側係合部と掘削沓の被動側係合部とを係合して、
ケーシングを回転させることにより、杭本体に回転トル
クを作用させず、かつ土圧による回転摩擦などの負荷を
かけることなく、掘削沓に強力な回転掘削力を直接与え
ることができ、また、ケーシングの駆動側係合部と掘削
沓の被動側係合部との係合を解除することで、ケーシン
グのみを取外して再利用できる。

【００３１】請求項３記載の発明によれば、掘進時は、
杭本体の外周面にケーシングを嵌合することで、杭本体
の外周面に作用しようとする土圧による回転摩擦をこの
ケーシングにより遮断しながら、このケーシングから伝
達された回転トルクにより、螺旋翼と掘削ビットとを併
せ持つ掘削沓を回転掘進させて、杭本体を円滑に沈設で
きるとともに、ケーシングに作用する反力から杭嵌入抵
抗を把握できるので、従来の埋込み杭工法と異なり、支
持地盤およびその支持力を直接確認でき、掘削沓を支持
地盤に確実に定着させることができ、この掘削沓と一体
の杭本体も支持地盤に確実に定着させることができる。
また、支持地盤に定着させた掘削沓および杭本体に対
し、ケーシングのみを引上げて再利用できる。

【００３２】請求項４記載の発明によれば、杭本体およ
び掘削沓の掘進が困難となった状況下においても、杭本
体内にオーガースクリューを併用することで、外部への
掘削土の排出は伴うが、杭本体および掘削沓を効率良く
掘進させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る杭の一実施の形態を示す断面図で
ある。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】同上杭を用いた杭の施工方法の一例を示す断面
図である。

【図４】同上杭の施工方法にて支持地盤に対する杭の定
着状態を示す断面図である。

【図５】同上杭の施工方法にて杭からケーシング21を引
抜く状態を示す断面図である。

【図６】同上杭の施工方法の他の例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

11 杭 12 杭本体 13 掘削沓 17 筒体 18 螺旋翼 19 掘削ビット 20 中空部 21 ケーシング 22 駆動側係合部 25 被動側係合部 27 支持地盤 29 オーガースクリュー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下端を開口した中空状の杭本体と、 杭本体の下端開口部に一体化され杭本体とともに回転さ
   れる上下端を開口した中空状の掘削沓とを備え、 掘削沓は、 杭本体と同心状に設けられた筒体と、 筒体の外周面に設けられた螺旋翼と、 筒体の先端に設けられた掘削ビットとを具備したことを
   特徴とする杭。
2. 【請求項２】 掘削沓は、 杭本体の外周部に軸方向移動自在に嵌合されるケーシン
   グの軸方向移動によりケーシング下端部に設けられた駆
   動側係合部と回転方向係脱自在の被動側係合部を具備し
   たことを特徴とする請求項１記載の杭。
3. 【請求項３】 請求項２記載の杭における杭本体の外周
   部にケーシングを嵌合するとともにケーシング下端部の
   駆動側係合部を掘削沓の被動側係合部に係合し、 このケーシングを回転駆動させながら下降させることで
   杭本体および掘削沓を回転させながら掘進させ、 掘削沓を支持地盤に定着させ、 掘削沓の定着後は、ケーシングを上昇させることで駆動
   側係合部を被動側係合部から外すとともにケーシングを
   杭本体の外周面より引抜くことを特徴とする杭の施工方
   法。
4. 【請求項４】 杭本体および掘削沓の掘進時に、杭本体
   の中空部にオーガースクリューを併用することを特徴と
   する請求項３記載の杭の施工方法。