JP2003027471A - 基礎杭 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 埋設された杭本体と地盤との間に十分な締結
力や保持力を持たせて建物や構造物を長期に渡って安定
に支持できる信頼性を有し、施工時の振動や騒音が少な
く、少ない労力とコストで地盤の保持力を著しく増大さ
せることができる施工性と経済性に優れた基礎杭を提供
する。 【解決手段】 略円錐状に形成され地盤１７に埋設され
る杭本体１１と、杭本体１１の外周面に渡って形成され
たねじ状の突起１２と、杭本体１１の頭部に形成され杭
本体１１を軸方向に回転させるための凸状又は凹状に形
成された嵌合部１４とを備えて基礎杭１０を構成させ
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、主として住宅や小
規模ビル、Ｕ字溝、ＢＯＸカルバート、コンクリート擁
壁等を構築する際に、地盤が軟弱で上部重量を基礎だけ
では支持しきれない場合、構築物の一部又は全体が沈下
するのを防ぐため地中に埋設される基礎杭に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、軟弱地盤に建設される住宅や比較
的小規模のビル、Ｕ字溝、ＢＯＸカルバート、コンクリ
ート擁壁などの沈下対策として基礎杭が地盤に埋設され
その補強に用いられている。このような基礎杭の関連技
術として、例えば、次のようなものがある。 （１）特開平７−３３１６５４号公報（以下イ号公報と
いう）には、基礎杭本体と推進構造部分とからなり、そ
の推進構造部分に土中で旋回して掘進し得る金属製推進
構造部分を設けた基礎杭が記載されている。 （２）特開２０００−５４３７６号公報（以下ロ号公報
という）には、棒状をした杭本体と、この杭本体の先端
部に設けられたスクリュウと、前記杭本体の長手方向に
おける一部を地盤に対して位置固定するための定着フラ
ンジと、スクリューを杭本体に着脱自在に取り付けられ
るスクリューキャップを設けた基礎杭が記載されてい
る。 （３）特開２０００−５４３７５号公報（以下ハ号公報
という）には、鋼管等の杭部材と、該杭部材の先端に取
り付けられる管部材と、該管部材を前記杭部材の先端に
取り付ける取付部材とを具備し、前記管部材の外周面に
前記杭部材の直径の５倍乃至６倍前後の直径を有する螺
旋状翼を設けてなる基礎杭が記載されている。さらに、
建物や構造物の重量に対抗させるための従来の工法とし
て、（４）水に強い松杭等を地中に打ち込んで摩擦で積
載荷重に対抗させる工法、（５）丸又は六角形又はＨ型
の鉄筋コンクリート製の杭を打ち込む工法、（６）鋼管
を基礎杭として用いる工法、（７）基礎のフーチング巾
を大きくし、対接地面積を大きくしたり、床全面をベタ
コンクリートとすることで上部からの積載荷重に対抗さ
せる工法、（８）地盤改良剤を用いて地耐力の大きな表
土を形成させる工法等が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の基礎杭等を用いた技術は以下の課題を有していた。 （１）イ号公報に記載の基礎杭では、金属製推進構造部
分と杭本体とが別に構成されているので、埋設された杭
本体と地盤との間に十分な締結力や保持力を確保するこ
とが困難であり、僅かな地盤沈下や振動等で杭本体が地
盤から緩んだり、移動したりして、必要な信頼性と安定
性を確保できないという課題があった。 （２）ロ号公報に記載の基礎杭では、杭本体が棒状に構
成されているので、杭に建物等の重量が負荷されたとき
に、その重量が先端のスクリュウーに集中してかかるた
めに全体が沈下し易く、建物や構造物を長期に渡って安
定に支持できないという課題があった。 （３）ハ号公報に記載の基礎杭では、杭部材の５倍から
６倍前後の大きさの螺旋状翼をその先端部分に設けるの
で、この螺旋状翼を回転させるのに多大のエネルギーを
消費し、また、基礎杭周囲の地盤が螺旋状翼の回転で必
要以上に撹拌されるので、杭本体に対する地盤の保持力
を著しく低下させる場合があるという課題があった。

【０００４】（４）松杭等を地中に打ち込む従来の工法
では、杭の耐久性や、水位線以下では杭が腐る等の問題
があった。さらに杭が真っ直ぐではなかったり節があっ
たりするため、杭打ちの作業性が悪く途中で折れたり、
真っ直ぐ入らなかったりすると共に、打込みに際して大
きな振動や駐音を発生し近隣の迷惑や、建物に被害を及
ぼす事があった。 （５）鉄筋コンクリート製の杭を打ち込む工法では、多
数本のものを継ぎ足して用いる必要があった。また、住
宅用などで使用されるコンクリート杭は直径がそれほど
大きくないため、途中で石に当たったり固い岩盤等に当
たると真っ直ぐに入りにくく支持層に対して直角に納ま
らないという問題があった。また、表面に凸凹のない杭
を摩擦杭として使用する場合は、摩擦が少ないため本数
を増やして荷重に対抗させる必要があり、施工手間、材
料費が増加する。さらに、上部から強力に打ち込まねば
ならないため、大型打設機械の搬入が必要であり、この
搬入や打設作業に伴って振動、騒音が発生する。特に表
面に節などの凸凹がある摩擦杭の工事にはこの傾向が顕
著であり、密集した都市部においては、打設音や振動に
よって近隣の人や建物に与える影響が大きく、使用しに
くいという問題があつた。 （６）鋼管を地中に打ち込んで支持層まで到達させる工
法では、鋼管杭が大量生産できるため、安価で施工性に
優れる等の利点があるが、住宅などでは杭がそれほど大
きくないものを使用するため、支持層が深いところにあ
る場合には基礎杭を地盤に対して垂直に打ち込むのが困
難であるという問題を有していた。また大口径の杭にな
ると機械が大型化しその搬入や施工が大掛かりになるな
どの問題を有していた。鋼管杭は支持層にまで確実に到
達しなければ支持杭としての働きが小さく、住宅や小規
模のビルは比較的浅い深度に支持層がある場合に限られ
ていた。さらに地下水や土質によって腐蝕し、また地下
迷走電流の影響で電解腐蝕するという問題も有してい
る。 （７）基礎の対接地面積を大きくしたり、床全面をベタ
コンクリートとすることで上部からの積載荷重に対抗す
る工法では、フーチングを余り大きくすると、掘削量が
増大し残土が多量に排出されコストや作業性、残土処理
に問題があった。このため、住宅用などでは近年、表土
の掘削をせず地表面に直接鉄筋コンクリートを施工して
床面を形成させるベタ基礎工法が多く用いられる。しか
しこの工法では、基礎全体の重量が大きくなり地盤支持
力が小さい場合には逆効果になり、かえって建物が沈む
という問題があった。 （８）地盤改良により地耐力を高めて積載荷重に対抗す
る工法では、混和材としてのセメント系固化材を均一に
混和することが難しく、また、粉塵が飛散し近隣に悪影
響を与えるという問題を有していた。さらに、土質によ
っては地盤改良の効果が薄く（地中ｐＨに影響され易く
凝固しにくくなる。）、又、地下水や土質、浸食水の種
類によっては固化材が浸食劣化し、地耐力が低下し建物
が沈下するという問題も有している。さらに固化材が敷
地内に浸透し庭木や植物に悪影響を与えるという問題も
抱えている。

【０００５】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、埋設された杭本体と地盤との間に十分な締結力や保
持力を持たせて建物や構造物を長期に渡って安定に支持
できる信頼性を有し、施工時の振動や騒音が少なく、少
ない労力とコストで地盤の保持力を著しく増大させるこ
とができる施工性と経済性に優れた基礎杭を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の基礎杭
は、略円錐状に形成されその先端側から地盤に埋設され
る杭本体と、前記杭本体の外周面に渡って形成されたね
じ状の突起と、前記杭本体の頭部に形成された凸状又は
凹状の嵌合部とを備えて構成されている。この構成によ
って以下の作用が得られる。 （ａ）基礎杭の杭本体が略円錐状に形成されているの
で、地盤中に埋設され上部の構造物等から負荷される重
力方向への有効面積を大きく確保でき、杭としての安定
性と信頼性に優れている。 （ｂ）杭本体の外周面に渡ってねじ状の突起が形成され
ているので、地盤との間の摩擦力が高められ、杭本体の
上下動を確実に規制でき、長期に渡って基礎杭上の建造
物等を安定に支持させることができ、耐久性に優れる。 （ｃ）杭本体の頭部に杭本体をその軸方向に回転させる
ための凸状又は凹状に形成された嵌合部を備えているの
で、杭本体を地盤に埋設させる場合にこの嵌合部に基礎
杭打設用の施工機械のチャック部分等を嵌合させて、こ
のチャック部を回転させることで杭本体を所定の深さに
までねじ込むことができ、騒音や振動が抑制され、施工
性に優れている。 （ｄ）嵌合部を把持して杭本体を回転させるためのねじ
込み装置がパイル打ち込み装置等に比べて小型化できる
ので、狭い立地条件の場所や道路でもその搬入や据え付
けを容易に行うことができ、施工性に優れる。 （ｅ）従来の鋼管を用いるパイルよりも地盤支持力が大
きいため、従来のパイルに比べて基礎杭を小型化でき、
経済性に優れる。 （ｆ）プラスチック等の材料で杭本体を構成させること
もでき、軽量化が図れ取り扱いを容易にできる。 （ｇ）杭本体を中空状に構成した場合、重量や見掛け比
重を小さくでき、取り扱いを容易にできると共に、地下
水位の高い場所では、その浮力を利用して支持力をさら
に増加させることができる。 （ｈ）基礎杭の施工の際、地盤が固かったり、掘削途中
に硬い点石や岩盤が予想されるときは、予めオーガー等
の掘削装置を用いて先行孔を穿つことで杭本体の回転打
込み作業を容易にできる。 （ｉ）掘削装置によって垂直に先行孔を掘削する場合、
杭本体も容易に垂直に施工でき、支持杭又は摩擦杭とし
ての働きを発揮させることができる。 （ｊ）掘削装置は土質に応じ口径を選択することで、杭
本体の回転打込み作業の際に発生する排出土を最小限に
でき、基礎杭の施工を能率良く行なえる。

【０００７】ここで、杭本体の材質としては、鉄筋で補
強したコンクリート、金属繊維や合成繊維、セラミック
繊維等で強化したプラスチック、フェノール樹脂等の合
成樹脂を含浸させて硬化させた強化木質材、耐水性や耐
腐食性に優れた松等の木質材を用いることができる。ま
た、プラスチックやコンクリート、金属等を用いる場合
には杭本体を中空に形成させることもできる。杭本体の
先端部には、特に強度の大きい鋼鉄製等の錐状体を設け
ることにより基礎杭の回転打ち込み作業中の地盤内に硬
い岩盤や石等があってもこれを破壊しながらねじ込むこ
とが可能である。

【０００８】杭本体の長さは、杭本体を鉄筋コンクリー
トで形成させる場合には、０．３ｍから４ｍ、好ましく
は０．３〜１ｍが適正である。杭本体頭部の直径は２０
ｃｍから６０ｃｍが適当である。長さが１ｍ以上になる
と全体に細長になって、鉄筋量を増やさないと折れ易く
なり、鉄筋量を増やすと製造費が上がり、重量が重くな
って施工性、運搬性も悪くなる。また０．３ｍより短く
なると、地盤との接触面積が少なくなり、保持力が低下
する要因になるので好ましくない。特に４ｍを越えると
この傾向が著しいので好ましくない。また、杭本体頭部
の直径が２０ｃｍより小さいと基礎杭に付加することの
できる荷重が不足し、６０ｃｍを超えると材料や施工費
用等の製造コストが著しく増大するので好ましくない。
杭本体はその頂角が１７〜３度である略円錐状に形成さ
れるが、その胴部の一部に円柱状部を形成することもで
きる。

【０００９】略円錐上に形成される杭本体の外周面に
は、所定ピッチ、例えば４ｃｍ〜４０ｃｍ、好ましくは
６ｃｍ〜１５ｃｍでねじ状の突起が全表面に形成され、
外周面から突出した突起の高さＨは突起形成部の杭本体
の最大径Ｄに対してその１／１５〜１／５、好ましくは
１／１０〜１／８の範囲としている。地盤の種類や、基
礎杭に付加される建造物等の重量にもよるが、突起間の
ピッチが６ｃｍより短くなるにつれ、突起の形成が困難
になると共に摩擦力が減退する傾向が現われ、逆に１５
ｃｍを超えるにつれ地盤に対する保持力が低下する傾向
が現れ、これらの傾向は４ｃｍより少なくなるか４０ｃ
ｍを超えるとさらに顕著になるので好ましくない。ま
た、突起の高さＨが杭本体の最大径Ｄに対してその１／
１０より小さくなるにつれ、地盤との間の摩擦力が低下
する傾向が現れ、逆に１／８を超えると突起を形成させ
ることが困難になり製造コストが増大する傾向が現れ、
これらの傾向は１／１５より小さくなるか、もしくは１
／５を超えるとさらに顕著になるので好ましくない。

【００１０】請求項２に記載の基礎杭は、請求項１に記
載の発明において、前記杭本体の一部若しくは全部が中
空状に形成されて構成されている。この構成によって、
請求項１の作用に加えて、以下の作用を有する。 （ａ）杭本体が中空状に形成されているので、地盤に埋
設した時にその周囲から杭本体に負荷される浮力によっ
て、基礎杭にかかる建物等の荷重を軽減させることがで
き、その耐久性を向上させることができる。 （ｂ）基礎杭を軽量化できるので、特に田圃や湿地等の
水分を多く含む地盤等に対して、基礎杭を有効に用いる
ことができる。 （ｃ）材料の使用量を削減して、コストダウンを図るこ
とができるので、経済性にも優れている。 ここで、杭本体を中空状に形成させる方法としては、杭
本体をプラスチック材で構成した場合は射出成形や回転
成形等の適用が可能であり、金属やコンクリート等の場
合は、鋳込み成形等で内部に空洞を形成しその開口部に
ねじ溝等を用いた螺着手段や嵌合手段、接着手段等を介
して蓋部を取り付けることで中空部を形成させる方法等
が適用できる。また、外表面に耐磨耗性の優れた金属カ
バーをかぶせてもよい。これにより、磨耗を防止でき
る。

【００１１】請求項３に記載の基礎杭は、請求項１又は
２に記載の発明において、前記杭本体が複数個に分割さ
れた分割杭体を備え、前記分割杭体の対向する各軸端に
設けられた連結部を介して互いに脱着可能に接続されて
構成されている。この構成によって、請求項１又は２の
作用の他、以下の作用が得られる。 （ａ）杭本体が分割杭体で分割されているので、これら
を順次継ぎ足して施工することによって基礎杭を形成で
き、施工作業を効率的に行うことができ施工性に優れて
いる。 （ｂ）杭本体が分割できるので、杭本体の製造場所から
施工場所までの輸送を容易に行うことができ、輸送コス
ト等を低減でき、経済性に優れる。 （ｃ）互いに長さや傾斜度等が異なる分割杭体を準備し
ておき、地盤の状態等に応じてこれらの中から選択して
用いることもでき、施工作業を柔軟かつ効率的に行え
る。 ここで、分割杭体は、杭本体をその長手方向に２〜５の
範囲の個数に分割して形成され、それぞれの隣接する接
合面には互いに嵌合する凹凸部やねじ部等の連結部が設
けられていて、この連結部を必要に応じて溶接手段やね
じ止め手段により固着したり、着脱自在に固定するよう
になっている。

【００１２】請求項４に記載の基礎杭は、請求項１乃至
３の内いずれか１項に記載の発明において、前記杭本体
が円錐状中空部を内部に備え、開孔部の前記頭部にステ
ンレスやスチール等からなるキャップ部が覆設され、前
記キャップ部の上面に前記嵌合部が形成されて構成され
ている。この構成によって、請求項１乃至３の内いずれ
か１項の作用の他、以下の作用が得られる。 （ａ）杭本体の頭部に形成されたキャップ部に杭本体を
回転させる嵌合部が設けられるので、負荷の大きくなる
嵌合部を補強して、基礎杭の耐久性を向上させ、杭本体
を硬い岩盤にねじ込むのに必要な回転力を付加できる。
ここで、キャップ部は、ステンレススチールやスチール
等の金属材料からなる円盤状の補強部材であり、その円
盤状の下部に凸部を有し、この凸部がコンクリート等か
らなる杭本体の頭部に埋設された状態で固定されてい
る。

【００１３】請求項５に記載の基礎杭は、請求項１乃至
４の内いずれか１項に記載の発明において、前記略円錐
状に形成された杭本体の径方向の長さＡに対する軸方向
の長さＬとの比で表される傾斜度（Ａ／Ｌ）が１／４０
〜１５／４０であるように構成されている。この構成に
よって、請求項１乃至４の内いずれか１項の作用の他、
以下の作用が得られる。 （ａ）杭本体が特定の傾斜度を有して円錐状に形成され
ているので、地盤に対する保持力を大きくして、基礎杭
上の構造物等を安定に支持することができる。 （ｂ）杭本体が特定の傾斜度を有して円錐状に形成され
ているので、建物の垂直荷重を垂直方向と水平方向に分
力させる効果がある。 （ｃ）垂直方向の力はねじ状の突起及び摩擦により荷重
を支持する力となり、水平方向の力は土を横に押しのけ
る力となって杭の抵抗力を大きくする。 基礎杭に付加される建造物等の重量により変動するが、
杭本体の傾斜度（Ａ／Ｌ）は、１／４０より小さくなる
と地盤支持力が著しく低下するので好ましくない。逆に
傾斜度が１５／４０を超えると支持力の効果が大きくな
る反面、杭頭部の直径もそれにつれ大きくなり、コス
ト、運搬費、施工性の面で劣るので好ましくない。

【００１４】請求項６に記載の基礎杭は、請求項１乃至
５の内いずれか１項の発明において、前記ねじ状の突起
におけるねじ山のピッチが前記杭本体の全長に対してそ
の１／５０〜１５／５０であるように構成されている。
この構成によって、請求項１乃至５の内いずれか１項の
作用の他、以下の作用が得られる。 （ａ）ねじ山間のピッチが適正範囲に設定されているの
で、杭本体を回転させることによる地盤への推進力と、
基礎杭埋設後の地盤との保持力をバランスさせることが
でき、長期にわたる安定性を確保させることができる。
ここで、ねじ山間のピッチが杭本体の全長に対してその
１／５０より小さくなると、杭本体を回転させることに
より生じる地盤中への推進力が不足し、逆に１５／５０
を超えると地盤に対する摩擦力が小さくなって地盤保持
力が低下する傾向が現れるので好ましくない。

【００１５】請求項７に記載の基礎杭は、請求項１乃至
６の内いずれか１項において、前記杭本体にそれぞれ傾
斜度の異なる傾斜部が多段に配置されて構成されてい
る。この構成によって、請求項１乃至６の内いずれか１
項の作用の他、以下の作用が得られる。 （ａ）傾斜度の異なる傾斜部を多段に配置させることが
できるので、杭本体が埋設される地盤の条件に対応させ
て、適宜、最適化した傾斜角度のものを用いて順次打ち
込むことができ、施工性に優れている。 （ｂ）傾斜部が異なるもの毎に順次継ぎ足しながら打ち
込むので、結果的に地盤保持力に優れた基礎杭を提供で
きる。 ここで、多段に形成される傾斜部は、基礎杭全体に一体
に形成してもよく、また、傾斜部毎に分割された分割杭
体を形成して各分割杭体に設けられた嵌合部等を介して
接合して用いることもできる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
図面を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は実施の形態１の基礎杭の設置状
態を示す説明図であり、図２はその要部拡大図である。
図１において、１０は実施の形態１の基礎杭、１１は略
円錐状に形成され内部に中空部１１ａを備えた鉄筋コン
クリートやコンクリート、グラスファイバやカーボン繊
維が配合された合成樹脂や廃合成樹脂からなる複合樹
脂、金属製等からなる杭本体、１２は杭本体１１の胴部
表面の全部に渡って所定ピッチ及び所定高さで形成され
たねじ状の突起、１３は杭本体１１の頭部に配設された
ステンレスやスチール、複合樹脂等で形成されたキャッ
プ部、１４はキャップ部１３に配置され基礎杭１０を回
転させる施工機械の回転部が嵌合するように凹状又は凸
状に形成された嵌合部、１５は杭本体１１先端部に設け
られた金属やセラミックス等の高強度材からなる錐部、
１６は地表面、１７は基礎杭１０が埋設される地盤、１
８は地盤１７中に分散された状態の小石である。錐部１
５は高硬度で高強度の金属材料等からなり先端を円錐
状、ねじ状、矢じり状、切り羽状等に形成して、これを
回転させることにより小石等を含む土砂層にねじ込みな
がら地盤中に押し下げることができる。基礎杭１０はそ
の全長が３０ｃｍ〜４００ｃｍであって、杭本体１１頭
部における最大径が１５ｃｍ〜５０ｃｍに形成され、そ
の傾斜度は１５ｃｍ／４００ｃｍ〜５０ｃｍ／３０ｃｍ
の範囲である。杭本体１１は例えば、内面がねじ状に形
成された型枠内に強化用の鉄筋及び、錐部１５、キャッ
プ部１３をそれぞれ所定位置に配置し、この型枠内に生
コンクリートを流し込んで所定時間養生して硬化させ、
型枠を取り外すことで作製した。

【００１７】杭本体１１をコンクリートやステンレス、
スチール等の金属製として、その内部に中空部１１ａを
形成させる場合は、中央部に円錐状等の中子を配置した
円錐状の型枠の中に生コンクリートや溶融金属を流し込
んで凝固させて脱枠する。次に、図３に示すように円錐
状の空洞基部の開口部に蓋部１１ｂを螺合、嵌合若しく
は接着して固定することができる。

【００１８】杭本体を中実又は中空のプラスチック材で
構成させる場合は、全体を一体に射出成形するか、小部
分に分割したものを作成した後、これらを接着剤で接合
させたり、螺着面に螺合させて合体させたりすることも
できる。この杭本体の頭部及び先端部に嵌合部を有する
キャップ部、錐部をその基部を杭本体内に嵌合あるいは
接合させて取り付ける。なお、ねじ状の突起は杭本体の
材質とは別に金属等で別体に形成させるか、杭本体と同
一の材料として一体に形成させてもよく、杭本体の強度
が十分ある場合は、錐部も杭本体と同一の材料にして一
体成形できる。

【００１９】以上のように構成された実施の形態１の基
礎杭１０を地盤１７に杭打ちする施工方法について図１
及び図２を参照しながら説明する。 地中に固い岩盤や、点石などが存在することが予想さ
れる時は予め掘削装置等を用いて予め先行孔を穿つてお
く。 先行孔掘削後、杭本体１１先端の錐部１５を先行孔の
中心部に配置後、杭本体１１頭部の嵌合部１４に図示し
ない施工機械の回転部をセットする。 次に施工機械の回転部を回転させることにより、ねじ
状に形成された突起１２によって回転力を軸方向に向か
う推進力に換えて、基礎杭１０を順次地盤１７に食い込
ませながら押し込んで埋設させる。図２は図１の基礎杭
におけるねじ状の突起の要部拡大図であり、ピッチＰで
円錐面に形成された突起１２の回転によって下方に向か
う推進力が得られる様子、及び基礎杭１０に付加される
荷重Ｗによって円錐面、ねじ状の突起に作用する水平分
力、垂直分力、摩擦力等の関係を示している。杭本体１
１の回転させる施工機械としては、コンクリート製の電
柱等を建てる際に使用するような専用機のチャック部を
改良したものでも良いし、チャック部を回転させる回転
機構を持つ機械単体を基礎杭１０の上からクレーンや櫓
で吊り下げるだけでも良い。なお、土質によって、ねじ
込み作業に伴う排出土の量が多くなったり少なくなった
りし、作業性にも影響がでるので、事前の地盤調査によ
って掘削装置のドリル直径を決定することで杭打ち作業
の効率を上げることができる。

【００２０】実施の形態１の基礎杭１０は以上のように
構成されているので以下の優れた作用を有する。 （１）杭本体１１が円錐状に形成されているので、地盤
１７にくい込む方向の有効接地面積を大きくでき、これ
によって摩擦力を増加させかつ、構築物の荷重に対して
抵抗する分力によって支持杭として有効に機能させ、地
盤支持力を向上させ構築物の沈下を効果的に抑制でき
る。 （２）杭本体１１がその内部に中空部１１ａを有するの
で、杭本体１１の密度を小さくして基礎杭１０の埋設時
にその周囲の地盤から負荷される浮力によって、基礎杭
１０にかかる建物等の荷重を軽減させることができ、耐
久性を向上させることができる。 （３）基礎杭１０を軽量化できるので、特に田圃や湿地
等の水分を多く含む地盤等に対して有効に用いることが
でき、材料使用量を削減でき経済性に優れる。 （４）杭本体１１の外周部には、凸状の突起１２が形成
されているので、地盤との接地面積を大きくし、上から
の荷重を受ける支持杭としての働きをさらに強化でき
る。 （５）地盤に対して摩擦力の少ない鋼管からなる従来の
パイル等の基礎杭に比べ、同径であれば支持力が大きい
ため、基礎杭自体を小型化して低コストで製造できる。 （６）基礎杭１０の嵌合部１４を介して回転力を付与す
る施工機械は、回転機横を持つものであれば良いので、
小型化が容易にでき、作業場所を選ばず、狭い搬入道路
や境界間際の狭い場所でも作業ができる。 （７）杭本体１１を地盤１７にねじ込むことにより杭打
ちができるので、大きな音や振動が発生せず、騒音被害
や産業廃棄物による被害等が生じない。 （８）杭本体１１の頭部に形成されたキャップ部１３に
杭本体１１を回転させる嵌合部１４が設けられるので、
負荷の大きくなる嵌合部１４を補強して、基礎杭１０の
耐久性を向上させることができる。 （９）ねじ状に形成された突起１２間のピッチが適正範
囲に設定されているので、杭本体１１を回転させること
による地盤１７への推進力と、基礎杭埋設後の地盤１７
の杭保持力とをバランスさせることができ、長期に渡っ
て基礎杭１０を安定に維持させることができる。 （１０）杭本体１１の頭部に基礎杭１０を回転させるた
めの嵌合部１４を備えているので、杭本体１１を地盤１
７に埋設させる場合にこの嵌合部１４に基礎杭打設用の
施工機械のチャック部分等を嵌合させて、これを回転さ
せることで杭本体１１を所定の深さにまでねじ込ませる
ことができ、騒音や振動が少なく施工性に優れている。 （１１）基礎杭１０の施工の際、地盤が固かったり、掘
削途中に硬い点石や岩盤が予想されるときは、予め掘削
装置を用いて先行孔を穿つことで杭本体１１の回転打込
み作業を容易にできる。 （１２）掘削装置によって先行孔を掘削しておくことに
より、杭本体１１を容易に垂直施工でき、支持杭又は摩
擦杭として有効に機能させることができる。 （１３）掘削装置は土質に応じてそのドリル口径を選択
することで、杭本体１１の回転打込み作業の際に発生す
る排出土の量を最小限にでき、基礎杭１０の施工を能率
良く行なうことができる。

【００２１】（実施の形態２）図４は実施の形態２の基
礎杭の斜視図である。図４において、２０は実施の形態
２の基礎杭、２１、２２は全体が円錐状に形成された基
礎杭１０をそれぞれ上下２段に分割して形成された円錐
状の下部分割杭体及び円錐台状の上部分割杭体、２２ａ
は上部分割杭体２２の内部に設けられた中空部、２３、
２３ａは下部分割杭体２１及び上部分割杭体２２のそれ
ぞれの軸端に設けられた雄雌一対の嵌合部を兼ねる連結
部、２４は下部分割杭体２１及び上部分割杭体２２のそ
れぞれの胴部表面に渡って所定ピッチ及び所定高さで形
成されたねじ状の突起、２５、２６は下部分割杭体２１
及び上部分割杭体２２のそれぞれの頭部に配設されたス
テンレスやスチール等からなるキャップ部、２７は上部
分割杭体２２のキャップ部２６に配置され基礎杭２０を
回転させる施工機械の回転部が嵌合するように凸状に形
成された嵌合部、２８は下部分割杭体２１の先端部に設
けられた金属やセラミックス等の高強度材からなる錐部
である。下部分割杭体２１及び上部分割杭体２２は、そ
れぞれ内面がねじ状に形成され中子を備えた型枠内に、
強化用の鉄筋及び錐部２８等をそれぞれ所定位置に配置
する。この型枠内に生コンクリートを流し込んで硬化さ
せ、型枠及び中子を取り外し、この中子を取り出した開
口部側に覆設されるキャップ部２５、２６等を螺着した
り接合したりすることによって取り付けて中空部２２ａ
を形成させることができる。なお、下部分割杭体２１及
び上部分割杭体２２に、例えば１／４０、１５／４０で
あるような傾斜度がそれぞれ異なる傾斜部を設けること
により、基礎杭２０を全体に多段に形成させるようにし
てもよい。これによって、杭本体が継ぎ足し施工される
地盤の条件に対応させて杭本体を打ち込むことができ、
施工性や地盤保持性をさらに向上させることもできる。
基礎杭２０はその全長が２００ｃｍ〜４００ｃｍであっ
て、その傾斜度は１／９０〜１／１０の範囲である。

【００２２】図５は実施の形態２の基礎杭における変形
例の斜視図を示している。図５において、３０は変形例
の基礎杭、３１は円柱状に形成された上部分割杭体、３
１ａは鋳込み成形等で形成される上部分割杭体３１の内
部に中子等を配置しこれを取り外した後、この開口部を
蓋材等で塞いで形成された中空部、３２は上部分割杭体
３１の頭部を補強するためのキャップ部、３３はキャッ
プ部３２に凸状に形成された嵌合部、３４は上部分割杭
体３１が下部分割杭体２１の嵌合部２３に嵌合する凹状
の連結部、３５は上部分割杭体３０の周面に形成された
ねじ状の突起である。なお、下部分割杭体は前述のもの
と同じである。実施の形態２においては基礎杭２０、３
０を上下２段に分割する場合について示しているが、２
以上の個数、例えば３、４、５、６等に全体を分割して
用いることもでき、基礎杭の全長をさらに長くできる。

【００２３】以上のように構成された実施の形態２の基
礎杭２０の使用方法について図４を参照しながら説明す
る。まず、下部分割杭体２１の先端に配置された錐部２
８を地盤にくい込ませ、嵌合部を兼ねる連結部２３を回
転施工装置で把持して回転させ、回転力を地盤に向かう
推力に変換して押し下げる。地表面にのぞかせた下部分
割杭体２１の頭部の嵌合部をかねる連結部２３に上部分
割杭体２２の対応する凹部を挿入しそれぞれのキャップ
部同士を溶接手段又はねじ止め手段等で固定する。次
に、下部分割杭体２１上に溶接又は嵌合された上部分割
杭体２２の嵌合部を施工機械に係合させ回転力を付与し
て基礎杭２０の上部分割杭体２２の上部が地表面付近に
達するまでねじ込ませる。このように必要な長さになる
まで分割杭体を継ぎ足すことで全体の基礎杭を地盤中に
埋設させることができる。また、円柱状に形成された上
部分割杭体３１を用いる変形例の基礎杭３０の場合に
は、上部分割杭体３１の底部側と頭部側での外径が同じ
であるので、この方法によれば、前述の基礎杭２０のよ
うに上部に行くに従って頭部外径が大きくなりすぎると
いう問題がない。このように基礎杭を埋設する土質の状
況等に応じて円錐状のものや、円柱状のものを使い分け
ることができる。

【００２４】実施の形態２の基礎杭２０、３０は以上の
ように構成されているので、実施の形態１の基礎杭１０
の作用に加えて以下の優れた作用を有する。 （１）基礎杭２０、３０が下部分割杭体２１、上部分割
杭体２２や上部分割杭体３１で分割されているので、こ
れら順次継ぎ足して施工することによって基礎杭２０、
３０を形成でき、これら施工作業を効率的に行うことが
でき施工性に優れている。 （２）基礎杭２０、３０が分割できるので、杭本体の製
造場所から施工場所までの輸送を容易に行うことがで
き、輸送コスト等を低減でき、経済性に優れる。 （３）互いに長さが異なる分割杭体を準備しておき、地
盤の状態等に応じてこれらの中から選択して用いること
もでき、施工作業を柔軟かつ効率的に行える。 （４）上部分割杭本体２２、３１がその内部に中空部２
２ａ、３１ａを有するので、その重量及び密度を小さく
して施工を容易にすると共に、地盤埋設時に杭本体に負
荷される浮力により基礎杭２０、３４０に付加される建
物等の荷重の一部を支持できる。

【００２５】（実施の形態３）図６は実施の形態３の基
礎杭の斜視図である。図６において、４０は実施の形態
３の基礎杭、４１は略円錐状にそれぞれの傾斜度が異な
るように形成された４段の傾斜部４１ａ、４１ｂ、４１
ｃ、４１ｄを備えた杭本体、４２は杭本体１１の胴部表
面の全面に渡って所定ピッチ及び所定高さで形成された
ねじ状の突起、４３は杭本体４１の頭部に配設され基礎
鉄筋が固定される係合部材４３ａ等が接合される嵌合部
である。上から下の４段に配置される傾斜部４１ａ、４
１ｂ、４１ｃ、４１ｄはそれぞれ傾斜度が傾斜度が異な
るようように形成され、それぞれねじ状の突起４２がそ
の円錐面に渡って形成されている。なお、杭本体４１
は、所定の型枠に生コンクリートを流し込んで、これを
硬化させることにより作製でき、杭本体４１の先端部と
なる部分にスチール製などの金属からなる錘部を予め配
置したり、杭本体４１の上部に金属製のキャップ部等を
配置したりして、一体に成形することができる。また、
前記錘部及びキャップ部を別に作製しておき、杭本体の
成形後にこれらを嵌合又は螺合して合体させることもで
きる。嵌合部４３は凹状又は凸状等に形成され、ここに
回転駆動装置の回転軸部が嵌合され、基礎杭４０をその
軸方向に回転させて圧力を加えながら地盤にくい込ませ
て埋設することができる。基礎杭４０の埋設後には、こ
の嵌合部４３に基礎鉄筋を係止させるための係合環等を
備えた係合部材４３ａを装着して、建物等の基礎鉄筋を
基礎杭４０上に固定するようになっている。

【００２６】実施の形態３の基礎杭４０は以上のように
構成されているので、実施の形態１の基礎杭１０の作用
に加えて以下の優れた作用を有する。 （１）傾斜度の異なる傾斜部４１ａ、４１ｂ、４１ｃを
配置させることができるので、杭本体４１が埋設される
地盤の条件に対応させて、適宜、最適化した傾斜角度の
ものを用いて順次打ち込むことができ、施工性に優れて
いる。 （２）傾斜度を大きく取ることにより杭本体４１の地盤
に対する接触面積を大きくして、地盤沈下に対する抵抗
力を高めて安定性に優れた基礎杭４０を提供できる。 （３）嵌合部４３に建物等の基礎鉄筋の下部を係合させ
て支持させることができ、施工時の利便性に優れてい
る。

【００２７】

【発明の効果】請求項１に記載の基礎杭によれば、以下
の効果が得られる。 （ａ）基礎杭の杭本体が略円錐状に形成されているの
で、地盤中に埋設され上部の構造物等から負荷される重
力方向への有効面積を大きく確保でき、杭としての安定
性と信頼性に優れている。 （ｂ）杭本体の外周面に渡ってねじ状の突起が形成され
ているので、地盤との間の摩擦力が高められ、杭本体の
上下動を確実に規制でき、長期に渡って基礎杭上の建造
物等を安定に支持させることができ、耐久性に優れる。 （ｃ）杭本体の頭部に杭本体をその軸方向に回転させる
ための凸状又は凹状に形成された嵌合部を備えているの
で、杭本体を地盤に埋設させる場合にこの嵌合部に基礎
杭打設用の施工機械のチャック部分等を嵌合させて、こ
のチャック部を回転させることで杭本体を所定の深さに
までねじ込むことができ、騒音や振動が抑制され、施工
性に優れている。 （ｄ）嵌合部を把持して杭本体を回転させるためのねじ
込み装置がパイル打ち込み装置等に比べて小型化できる
ので、狭い立地条件の場所や道路でもその搬入や据え付
けを容易に行うことができ、施工性に優れる。 （ｅ）従来の鋼管を用いるパイルよりも地盤支持力が大
きいため、従来のパイルに比べて基礎杭を小型化でき、
経済性に優れる。 （ｆ）プラスチック等で杭本体を構成させることもでき
るので、軽量化が図れ取り扱いを容易にできる。 （ｇ）杭本体を中空体で構成した場合には、見掛け比重
を小さくでき、地下水位の高い場所では、その浮力によ
って支持力をさらに増加させることができる。 （ｈ）基礎杭の施工の際、地盤が固かったり、掘削途中
に硬い点石や岩盤が予想されるときは、予めオーガー等
の掘削装置を用いて先行孔を穿つことで杭本体の回転打
込み作業を容易にできる。 （ｉ）掘削装置によって垂直に先行孔を掘削する場合、
杭本体も容易に垂直に施工でき、支持杭又は摩擦杭とし
ての働きを発揮させることができる。 （ｊ）掘削装置は土質に応じ口径を選択することで、杭
本体の回転打込み作業の際に発生する排出土を最小限に
でき、基礎杭の施工を能率良く行なえる。

【００２８】請求項２に記載の基礎杭によれば、請求項
１の効果に加えて、以下の効果を有する。 （ａ）杭本体が中空状に形成されているので、埋設した
時に働く浮力によって、基礎杭にかかる建物等の荷重を
軽減させることができ、その耐久性を向上させることが
できる。 （ｂ）基礎杭を軽量化できるので、特に田圃や湿地等の
水分を多く含む地盤等に対して、基礎杭を有効に用いる
ことができる。 （ｃ）材料の使用量を削減して、ストダウンを図ること
ができるので、経済性にも優れている。

【００２９】請求項３に記載の基礎杭によれば、請求項
１又は２に記載の効果の他、以下の効果が得られる。 （ａ）杭本体が分割杭体で分割されているので、これら
順次継ぎ足して施工することによって基礎杭を形成で
き、これら施工作業を効率的に行うことができ施工性に
優れている。 （ｂ）杭本体が分割できるので、杭本体の製造場所から
施工場所までの輸送を容易に行うことができ、輸送コス
ト等を低減でき、経済性に優れる。 （ｃ）互いに長さが異なる分割杭体を準備しておき、地
盤の状態等に応じてこれらの中から選択して用いること
もでき、施工作業を柔軟かつ効率的に行える。

【００３０】請求項４に記載の基礎杭によれば、請求項
１乃至３の内いずれか１項の効果の他、以下の効果が得
られる。 （ａ）杭本体の頭部に形成されたキャップ部に杭本体を
回転させる嵌合部が設けられるので、負荷の大きくなる
嵌合部を補強して、基礎杭の耐久性を向上させ、長期に
渡ってその機能を発揮させることができる。

【００３１】請求項５に記載の基礎杭によれば、請求項
１乃至４の内いずれか１項の効果の他、以下の効果が得
られる。 （ａ）杭本体が特定の傾斜度を有して円錐状に形成され
ているので、地盤に対する保持力を適正にして、基礎杭
上の構造物等を安定に支持することができる。

【００３２】請求項６に記載の基礎杭によれば、請求項
１乃至５の内いずれか１項の効果の他、以下の効果が得
られる。 （ａ）ねじ山間のピッチが適正範囲に設定されているの
で、杭本体を回転させることによる地盤への推進力と、
基礎杭埋設後の地盤との保持力をバランスさせることが
でき、長期にわたる安定性を確保させることができる。

【００３３】請求項７に記載の基礎杭によればは、請求
項１乃至６の内いずれか１項の効果の他、以下の効果が
得られる。 （ａ）傾斜度の異なる傾斜部を多段に配置させることが
できるので、杭本体が埋設される地盤の条件に対応させ
て、適宜、最適化した傾斜角度のものを用いて順次打ち
込むことができ、施工性に優れている。 （ｂ）傾斜部が異なるもの毎に順次継ぎ足しながら打ち
込むので、結果的に地盤保持力に優れた基礎杭を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の基礎杭の設置状態を示す側面説
明図

【図２】実施の形態１の基礎杭における要部拡大説明図

【図３】杭本体における中空部の形成方法の説明図

【図４】実施の形態２の基礎杭の斜視図

【図５】実施の形態２の基礎杭の変形例を示す斜視図

【図６】実施の形態３の基礎杭の斜視図

【符号の説明】

１０ 実施の形態１の基礎杭 １１ 杭本体 １１ａ 中空部 １１ｂ 蓋部 １２ ねじ状の突起 １３ キャップ部 １４ 嵌合部 １５ 錐部 １６ 地表面 １７ 地盤 １８ 小石 ２０ 実施の形態２の基礎杭 ２１ 下部分割杭体 ２２ 上部分割杭体 ２２ａ 中空部 ２３ 連結部（嵌合部） ２３ａ 連結部 ２４ ねじ状の突起 ２５ キャップ部 ２６ キャップ部 ２７ 嵌合部 ２８ 錐部 ３０ 変形例の基礎杭 ３１ 上部分割杭体 ３１ａ中空部 ３２ キャップ部 ３３ 嵌合部 ３４ 連結部 ３５ ねじ状の突起 ４０ 実施の形態３の基礎杭 ４１ 杭本体 ４１ａ 傾斜部 ４１ｂ 傾斜部 ４１ｃ 傾斜部 ４１ｄ 傾斜部 ４２ ねじ状の突起 ４３ 嵌合部 ４３ａ 係合部材

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】略円錐状に形成されその先端側から地盤に
   埋設される杭本体と、前記杭本体の外周面に渡って形成
   されたねじ状の突起と、前記杭本体の頭部に形成された
   凸状又は凹状の嵌合部とを備えていることを特徴とする
   基礎杭。
2. 【請求項２】前記杭本体の一部若しくは全部が中空状に
   形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基礎
   杭。
3. 【請求項３】前記杭本体が複数個に分割された分割杭体
   を備え、前記分割杭体の対向する各軸端に設けられた連
   結部を介して互いに脱着可能に接続されることを特徴と
   する請求項１又は２に記載の基礎杭。
4. 【請求項４】前記杭本体が円錐状中空部を内部に備え、
   開孔部の前記頭部にステンレスやスチール等からなるキ
   ャップ部が覆設され、前記キャップ部の上面に前記嵌合
   部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の
   内いずれか１項に記載の基礎杭。
5. 【請求項５】前記略円錐状に形成された杭本体の径方向
   の長さＡに対する軸方向の長さＬとの比で表される傾斜
   度（Ａ／Ｌ）が１／４０〜１５／４０であることを特徴
   とする請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の基礎
   杭。
6. 【請求項６】前記ねじ状の突起におけるねじ山のピッチ
   が前記杭本体の全長に対してその１／５０〜１５／５０
   であることを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１
   項に記載の基礎杭。
7. 【請求項７】前記杭本体にそれぞれ傾斜度の異なる傾斜
   部が多段に配置されていることを特徴とする請求項１乃
   至６の内いずれか１項に記載の基礎杭。