JP2009046832A - 基礎用杭装置、それに用いられる縦連結手段並びに基礎用杭の打ち込み設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】極めて簡単な構成で低コストであり、単純な作業により作業時間も短くて杭どうしの縦連結を行って施工することのできる基礎用杭装置、縦連結出段並びに基礎用杭の打ち込み設置方法を提供する。
【解決手段】杭と杭とが縦に連結された状態で地中に打込まれる。地中に縦に配設させた一方の杭と、該杭に軸心を合わせた状態で縦上部に連結される他の杭と、他の杭を吊支させて地中側の一方の杭に向けて押圧させることにより両杭を縦に連結させる縦連結手段と、を備える。縦連結手段は、上部側の杭の連結部から突設され地中側の一方の杭に対して長手方向に圧入される直状部材と、直状部材の突設側に設けられ地中側の一方の杭に対する長手圧入方向への抵抗がその引き抜き方向への抵抗より小となる抵抗部と、を備える。圧入時は小さな抵抗により円滑に押し下げでき、圧入後は容易に引き抜けないので杭全体の一体強度が高くなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築物、住宅、その他の構築物の基礎補強に用いられる杭に関し、特に、基礎用杭装置、それに用いられる縦連結手段並びに基礎用杭の打ち込み設置方法に関する。

杭を地盤に打込み、上部の荷重を支持する杭打ち基礎が知られており、特に有明海沿岸や港湾沿岸地域の干潟が存在する地域、干拓地等の軟弱地盤地質地域での構造物の建築、構築においては不可欠である。軟弱地盤で用いられる杭は、杭と杭周辺の土との摩擦力によって荷重を支える摩擦杭（周面支持杭）が主流であり、地形によっては軟弱地盤を貫通して直接堅固な地盤に荷重を伝える支持杭もあるが、両方式を併用した基礎が一般に行われる場合が多い。杭打ち基礎は、木杭、コンクリート杭、鋼杭等の予め工場などで製造した杭を用いて作業現場に建て込む場合と、作業現場の地盤に所要の杭穴を掘り、その中に予め用意された鉄筋籠を挿入し、さらにコンクリートを流し込んで形成する場所打ちコンクリート杭がある。一般に、学校、病院、大型建造物等の中、大規模建造物の基礎については施工時の騒音、振動が少なく、材料取扱性の点で有利な場所打ちコンクリート杭が使用される場合が多い。他方、個人住宅や小規模建造物等の場合には既製杭を用いてこれを打込むことによる基礎構築も多い。既製杭の打ち込みに際しては、打撃、振動、圧入、射水等の方法が用いられるが、打込み作業に際しては騒音、振動、汚染などに留意していずれを選択するかを決定する必要がある。杭のうちでも木杭は、粘り強さ、運搬、取扱、加工容易性などに優れた点があり、古くから用いられている。そして、地盤によっては長い杭が必要な場合も多く、そのような場合には、杭を縦方向に継いで、継ぎ杭として用いられる。木杭とコンクリート杭との複数の杭どうしの連結に関しては、特許文献１のような提案がある。
特開平１１−２５６５９４号

特許文献１の方法では、予め下側に配置される木杭の上端面に鉄筋を上方に向けて突設させておき、鉄筋を内部に収容するように中空の筒体（スリーブ）を上から挿入させて配置させ、そのまま筒体により地中に木杭を建て込み、その後、筒体を抜いてその跡にコンクリートを流し込んで固化させて連結させるものであり、木杭とコンクリート杭との連結状態のままで杭を地中に打込む際に生じやすいコンクリート杭側の破損や割れを生じないようにしたものである。しかしながら、この方法では、中空筒体とは別に該筒体を下方に押圧させるための金属製押圧器具（雇い杭）が必要であり、被せ蓋部及びその雇い杭本体に対する摺動構成や吊り金具等を必要として実行するための機材コストがかかるとともに、下側の木杭の上部へのスリーブ及び雇い杭の配置、下方押圧、スリーブ引き抜き、コンクリート充填、固化管理などの工程が煩雑で作業時間、固化時間がかかる問題があった。また、この特許文献１は、木杭と最上端側に配置されるコンクリート製杭との連結のみを対象としており、汎用的な連結方法を提案させるものではなかった。一方、木杭と木杭との縦連結については、相互の接合面をまたいでかすがい（鎹）の爪を上下の木杭に打込んで連結させる方法が考えられる。しかしながら、この方法では連結する両木杭を寝かせて長手方向につなぐように配置し、その状態で打込んだ後に地中に建て込むので接合面が密着せず結合力が弱かったり、つないだ杭全長が長くなると大型のクレーン等が必要となる。また、作業性も劣り、作業時間もかかる欠点があった。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、極めて簡単な構成で低コストであり、単純な作業により作業時間も短くて強固な杭どうしの縦連結を行って施工することのできる基礎用杭装置、縦連結手段並びに基礎用杭の打ち込み設置方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、杭と杭とが縦に連結された状態で地中に打込まれる基礎用杭装置であり、地中に縦に配設させた一方の杭１２と、該杭に軸心を合わせた状態で縦上部に連結される他の杭１４と、他の杭１４を吊支させて地中側の一方の杭１２に向けて押圧させることにより両杭１２、１４を縦に連結させる縦連結手段と、を備え、縦連結手段は、上部側の杭１４の連結部ＣＮ２から突設され地中側の一方の杭１２に対して長手方向に圧入される直状部材１６と、直状部材１６の突設（１６６）側に設けられ地中側の一方の杭１２に対する長手圧入方向への抵抗がその引き抜き方向への抵抗より小となる抵抗部１８Ａと、を備えた基礎用杭装置１０から構成される。先に地中に縦に打込まれる杭は木杭であり、その上部側に縦に連結して打込まれる杭は木杭、鋼杭、コンクリート杭のいずれでもよい。先に地中に縦に打込まれる杭は１個のみでもよいし、すでに連結した２本以上の木杭であってもよい。木杭は粘り強さがあり、運搬、取扱、加工性に優れる。木杭の材料としては、松、杉、ひのき材があげられる。縦連結手段は打撃や振動による杭の地盤への圧入ではなく荷重圧を加えて上から押さえ込みながら地中に圧入施工する方法により杭どうしを縦に連結させる。したがって、圧入動作自体についてはほとんど騒音を生じない。また、上部側の杭から突設した突設部を下側の杭の杭元部の中心部から杭芯方向に圧入するだけであるから、作業の段取りがきわめて簡単で作業時間が短い。直状部材に取り付けられる抵抗部は直状部材自体、あるいは直状部材を固定させた上部の杭の下部側杭への圧入方向と引き抜き方向とでは加える力に対する抵抗が異なる。引き抜き力に対する抵抗が圧入方向への力に対する抵抗より大きく設定されている。したがって、容易に圧入可能で、しかもいったん圧入後は容易には離脱しない。これによって、直状部材を媒介として上下の杭の強固な連結が実現される。さらに、その連結のための作業は簡単、容易で極めて短時間で継ぎ杭構造の杭基礎を構築できる。

また、本発明は、杭と杭とが縦に連結された状態で地中に打込まれる基礎用杭装置であり、地中に縦に配設させた一方の杭１２と、該杭に軸心を合わせた状態で縦に連結される他の杭１４と、他の杭１４を吊支させて地中側の一方の杭１２に向けて押圧させることにより両杭１２、１４を縦に連結させる縦連結手段と、を備え、縦連結手段は、杭と杭とが縦に連結された状態でそれぞれの杭の連結部ＣＮ１、ＣＮ２に圧入される１個の直状部材１６であり、それぞれの杭に対する長手圧入方向への抵抗が引き抜き方向への抵抗より小となる抵抗部１８（１８Ａ、１８Ｂ）を備えた直状部材１６を含む基礎用杭装置１０から構成される。この発明では、１つの直状部材について引き抜き方向より圧入方向への抵抗を小とした抵抗部をそれぞれの端部側に引き抜き、圧入方向が逆方向となるように設けている。つまり、１本の直状部材の長手一方向への移動は片側の抵抗部あるいは抵抗部群にとっては小さな抵抗によりスムーズに杭材に圧入されるが、他側の抵抗部あるいは抵抗部群にとっては大きな抵抗となる。大きな抵抗となる側を、吊支しながら下部側の杭に打込む上部の杭側に予め大きな抵抗となる抵抗部を有する側の直状部材を打ち込み固定しておき、上部杭と直状部材とを一体化した後に突設部側の抵抗部あるいは抵抗部群により下部側の杭との縦連結を行う。この場合、上部側の杭に対する直状部材の固定については予め工場で行っていてもよいし、作業現場で行っても良いが作業は単純で、短時間で完了する。さらに、下部側の杭に対する連結も重機等のアームにワイヤ等を利用して吊支させこの状態で直状部材の下端と嵌入穴との位置合わせを行ないながら静かに下降させ、そのまま杭元部をアーム先端等で押し下げるだけの簡単な作業で縦連結しながら基礎用杭を施工できる。軟弱地盤深さが深く、基礎補強を深い地盤で行う必要がある場合等で、例えば６ｍ／本の杭を２本、３本、４本、深さが１２メートル〜２０メートル等の継ぎ杭施工を行う場合にも有効に機能しうる。

その際、直状部材１６はパイプ部材（１６０）からなり、抵抗部１８は、その周壁１６２に切り込み１６４を入れ、その切込みにより形成される部分を起こしてパイプ部材本体１６０から一体的に突設させた突片２６からなるようにするとよい。直状部材をパイプ部材により構成すると、縦連結手段の軽量化、大型径の直状部材でも軽量維持しつつ強度確保が可能、具体的な突片の形成作業可能、直状部材本体に一体化した突片の形成可能、突片形状や態様の均一性あるいは形状や態様の自由度確保等の優れた利点がある。抵抗部材は直状部材について長手方向や周方向について任意の位置に設けることができる。また、個数も任意に設定することができる。

また、切り込み１６４は、その周壁１６２に刻設され直状部材１６の圧入方向をＶ字の開放側とするＶ字状の切り込みであるようにするとよい。さらに、突片２６は、一の杭に対する圧入方向に対して逆に尖る戻り部２６Ｍを形成するとよい。一方の杭に対する長手圧入方向への抵抗がその引き抜き方向への抵抗より小となる抵抗部の構成を具体的に実現し得る。

また、縦に吊支されて連結される杭は、基礎用杭の最上部に配置されて上部側の建物基礎を支持するコンクリート製杭５４であり、縦連結手段がコンクリート製杭５４の配筋５６に連結された直状部材１６−１を含むとよい。上部側の建物基礎に直接連結されるトップコンクリート製杭に直状部材を適用することにより打撃によるコンクリートの破損等もなく、簡単な作業で施工できる。

また、本発明は、上記の基礎用杭装置に用いられる杭の縦連結手段から構成される。縦連結手段は、上部側の杭１４の連結部ＣＮ２から突設され地中側の一方の杭１２に対して長手方向に圧入される直状部材１６と、直状部材１６の突設（１６６）側に設けられ地中側の一方の杭１２に対する長手圧入方向への抵抗がその引き抜き方向への抵抗より小となる抵抗部１８Ａと、を備えている。また、縦連結手段は、杭と杭とが縦に連結された状態でそれぞれの杭の連結部ＣＮ１、ＣＮ２に圧入される１個の直状部材１６であり、それぞれの杭に対する長手圧入方向への抵抗が引き抜き方向への抵抗より小となる抵抗部１８（１８Ａ、１８Ｂ）を備えた直状部材１６を含む基礎用杭装置１０から構成される。

また、本発明は、下部側の木杭と上部の杭とを縦に連結させた状態で地中に打込む基礎用杭の打ち込み設置方法であり、杭と杭とを接合させる部分にそれらの杭どうしが相互に近接移動する際の抵抗が相互に離間移動する際の抵抗より小さい縦連結手段を用意し、下部側の木杭を地中に配設させて上部の杭を吊支状態で下部側の木杭に軸心を合わせる工程と、下部側の木杭に軸心を合わせた状態で上部の杭を上方から圧入させる工程と、を有する基礎用杭の打ち込み設置方法から構成される。

その際、縦連結手段は、縦接合状態で相互の杭側に同時に一部を埋込嵌着させる抵抗部付き直状部材からなるとよい。

本発明の基礎用杭装置によれば、杭と杭とが縦に連結された状態で地中に打込まれる基礎用杭装置であり、地中に縦に配設させた一方の杭と、該杭に軸心を合わせた状態で縦上部に連結される他の杭と、他の杭を吊支させて地中側の一方の杭に向けて押圧させることにより両杭を縦に連結させる縦連結手段と、を備え、縦連結手段は、上部側の杭の連結部から突設され地中側の一方の杭に対して長手方向に圧入される直状部材と、直状部材の突設側に設けられ地中側の一方の杭に対する長手圧入方向への抵抗がその引き抜き方向への抵抗より小となる抵抗部と、を備えた構成であるから、極めて簡単な構成で低コストであり、単純な作業により作業時間も短くて強固な杭どうしの縦連結を行って施工することが可能である。

また、本発明の基礎用杭装置によれば、杭と杭とが縦に連結された状態で地中に打込まれる基礎用杭装置であり、地中に縦に配設させた一方の杭と、該杭に軸心を合わせた状態で縦に連結される他の杭と、他の杭を吊支させて地中側の一方の杭に向けて押圧させることにより両杭を縦に連結させる縦連結手段と、を備え、縦連結手段は、杭と杭とが縦に連結された状態でそれぞれの杭の連結部に圧入される１個の直状部材であり、それぞれの杭に対する長手圧入方向への抵抗が引き抜き方向への抵抗より小となる抵抗部を備えた直状部材を含む構成であるから、極めて簡単な構成で低コストであり、単純な作業により作業時間も短くて強固な杭どうしの縦連結を行って施工することが可能である。特に、上方から吊り込んだ状態で地中側の杭に対して縦連結する際の、上方側の杭への直状部材の連結が同一直状部材の一部を上部杭へ連結させ、その突設部を下部側杭へ打込んで連結させる結果、上部側の杭に対する直状部材の取り付けを簡単に行え、杭材の縦連結作業に要する製造、作業コスト全体を大幅に低減し得る。

また、直状部材はパイプ部材からなり、抵抗部は、その周壁に切り込みを入れ、その切込みにより形成される部分を起こしてパイプ部材本体から一体的に突設させた突片からなる構成であるから、木杭に打込む直状部材自体を高強度とし、さらにその直状部材に一体に抵抗部を形成することにより、該直状部材が打込まれる杭どうしの連結を強固にし得る。

また、切り込みは、その周壁に刻設され直状部材の圧入方向をＶ字の開放側とするＶ字状の切り込みであることとすることにより、パイプ部材に対して一体の抵抗部を具体的に、かつ均一な、あるいは自在な形状や切り込み態様により形成することができる。

また、突片は、一の杭に対する圧入方向に対して逆に尖る戻り部を形成する構成であるから、圧入方向に対して円滑に直状部材は杭材内に圧入され、引き抜き方向に対しては大きな抵抗となって引き抜き方向の力に耐えることができ、しかも直状部材の杭材との一体化を確実に実現し得る。

また、縦に吊支されて連結される杭は、基礎用杭の最上部に配置されて上部側の建物基礎を支持するコンクリート製杭であり、縦連結手段がコンクリート製杭の配筋に連結された直状部材を含む構成であるから、上方側から連結される杭が杭基礎のトップコンクリート基礎である場合も、簡単な構成で容易に上部側杭を成形し、現場において短時間にかつ静粛に施工作業を行うことができる。よって、製造コスト、作業コストを大幅に低減させることができる。

また、本発明の基礎用杭の打ち込み設置方法によれば、下部側の木杭と上部の杭とを縦に連結させた状態で地中に打込む基礎用杭の打ち込み設置方法であり、杭と杭とを接合させる部分にそれらの杭どうしが相互に近接移動する際の抵抗が相互に離間移動する際の抵抗より小さい縦連結手段を用意し、下部側の木杭を地中に配設させて上部の杭を吊支状態で下部側の木杭に軸心を合わせる工程と、下部側の木杭に軸心を合わせた状態で上部の杭を上方から圧入させる工程と、を有する構成であるから、極めて簡単な構成で低コストであり、単純な作業により作業時間も短くて強固な杭どうしの縦連結を行って施工することが可能である。また、上方から吊り込んだ状態で地中側の杭に対して縦連結する際の、上方側の杭への直状部材の連結が同一直状部材の一部を上部杭へ連結させ、その突設部を下部側杭へ打込んで連結させる結果、上部側の杭に対する直状部材の取り付けを簡単に行え、杭材の縦連結作業に要する製造、作業コスト全体を大幅に低減し得る。

以下、添付図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１ないし図７は、本発明の基礎用杭装置の第１の実施形態を説明する図であり、この実施形態では、木杭と木杭とを縦に連結して継ぎ杭として施工する場合を示している。本実施形態の基礎用杭装置１０は、地中に縦に配設される第１の杭１２と、第１の杭の上部に配置されて該第１の杭１２に縦に連結される第２の杭１４と、両者を縦に連結させる直状部材１６と、直状部材に設けられた抵抗部１８と、を備えている。

木杭は例えば松杭が用いられ、先に地中側に打込まれる杭先部よりも杭元部のほうに直径が大きなほうを配置させて地中に打込まれる。松材の表皮は予め剥がされており、節や切り落とされた枝部などにより松杭の表面には自然の凹凸が形成されて打ちこまれた際に周辺地盤に対して摩擦杭として機能させる。図１において、第１の杭１２の杭先部１２２はさらにその先端側にいくにしたがって径を細く尖らせたテーパ形状であり、地中打込み時に円滑に地中進入ができるとともに、地中打込み後は沈下抵抗を大きくするようにしている。先に地中に打込まれる第１の杭１２の杭元部１２４は、平坦面を形成するように加工されている。第１の杭１２の杭元部１２４は後述する第２の杭との連結部ＣＮ１を構成する部位であり、平坦面が連結面１２４ａとされる。杭元部１２４であって、杭１２の長手軸心部には直状部材１６の一部が嵌入固定される嵌入穴２０（図６参照）が杭の長手方向に穿穴されている。嵌入穴２０は例えばドリルにより穿たれる。嵌入穴２０は連結面１２４ａに開口しており、この開口から直状部材１６が圧入される。嵌入穴２０の直径は直状部材１６の直径あるいは断面上での最大幅長と同じかそれよりも小さく設定されている。なお、木杭の長さは例えば６ｍで、杭先部（杭末口）直径１５０ｍｍ、杭元部（杭元口）直径１８０ｍｍ程度に設定されている。

第１の杭１２は、例えば図示しないバックホウ等のアームにワイヤなどを介して吊支させた状態で補助しながら予め地中側に形成した縦穴に打込まれる。この際、第１の杭１２は全長すべてを地中に打ち込むのではなく、例えば数センチメートル〜数十センチメートル程度杭元部を地上に出した位置まで打ち込まれる。なお、ここで、「打込む」というときは、単に打撃により打込む場合だけでなく、振動、押圧による圧入等により杭を地中に縦に設置させることをも意味する。

第２の杭１４は、第１の杭と同様の松杭であり杭先部１４２よりも杭元部１４４が大きな直径を有するように地面側に向けてしだいに径が小さくなるように全体的にテーパ状の杭形状となっている。第２の杭の杭先部１４２の径は第１の杭の杭元部１２４の径と略同程度の大きさに設定されている。第２の杭１４の杭先部１４２は第１の杭との連結部ＣＮ２を構成する部位である。第２の杭１４の下端は平坦面を有するように加工されており、この平坦面が第２の杭１４側の連結面１４２ａとされる。平坦面から杭１４の長手軸心部には直状部材１６の他部が嵌入固定される嵌入穴２１（図６参照）が杭の長手方向に穿穴されている。嵌入穴２１は例えばドリルにより穿たれる。嵌入穴２１は連結面１４２ａに開口しており、この開口から直状部材１６が圧入される。実施形態において、直状部材の長手中央から約１／２長が第２の杭１４の嵌入穴２１に圧入固定される。なお、第２の杭側への直状部材の圧入長さは全長の半分でなくともよく、１／３、１／４あるいは半分よりも長く嵌入させても良い。なお、嵌入穴２１は嵌入穴２０と同様、穴径は直状部材の直径と同じかそれよりやや小さく、深さは直状部材の圧入長さに概ね一致させるようにするとよい。嵌入穴２１の直径は直状部材１６の直径あるいは断面上での最大幅長と同じかそれよりも小さく設定されている。なお、木杭１４の長さは例えば６ｍで、杭先部直径１８０ｍｍ、杭元部直径２００ｍｍ程度に設定されている。

直状部材１６は、第２の杭１４を吊支させて地中側の第１の杭１２側に向けて押圧させることにより両杭を縦に連結させる縦連結手段であり、該直状部材は予め第２の杭１４側に一部を固定し他部を同杭１４の連結部（１４２）から杭の長手方向に対して突設されて用いられる。直状部材１６の第２の杭１４への固定については任意の方法を用いてよい。例えば直状部材の上端側に通し孔を設けておき、さらに、直状部材を嵌入穴２１へ嵌入させた状態で第２の杭の直径方向に貫通する横孔を設けておき、直状部材の嵌入穴２１への嵌入後に横孔から直状部材１６の通し孔を貫通するように通し金具を通して両端側をナット固定する方法が考えられる。本実施形態では１本の金属パイプを用い、これの例えば半分長さ程度を第２杭１４に打ち込むだけで引き抜き方向に対して大きな抵抗を有する抵抗部１８Ｂを第２杭１４への圧入側に設けている。したがって、この直状部材を上部に配置される側の第２杭の連結部１４２に所要深さ打込むだけで、突設部を形成した直状部材を第２杭に対して固定できる。抵抗部１８Ｂは後述する第２杭１４の連結部（１４２）からの突設部１６６に設ける抵抗部１８Ａと同様の構成である。

図４、図５において、本実施形態の直状部材１６は１本の金属製直線状部材からなり、かつ、中空のパイプ部材から構成されている。そして、この直状部材１６の長さ中央位置に止めリング２４が固定されている。直状部材をパイプ部材から構成することにより、軽量で充分な強度を保持でき、しかも杭材の径に対応して大きな径の連結部材を構成できる。したがって、大径のものでも地盤の沈下方向荷重を大幅に増大させることがない。止めリング２４は第２杭１４の嵌入穴２１への打ち込み深さの目安となるものであり、その直状部材１６の長手方向の位置やリング径は任意に設定できる。

そして、止めリング２４を境界として片側となる突設部１６２に第１の抵抗部１８Ａが、他の側の第２杭１４側の埋込部１６８に第２の抵抗部１８Ｂが設けられている。抵抗部１８は、一方の杭に対する長手圧入方向への抵抗がその杭からの引き抜き方向への抵抗より小となる部位であり、第１の抵抗部１８Ａが第１杭１２側に圧入される一方、第２の抵抗部１８Ｂは第２杭１４側に圧入されるから、第１、第２抵抗部１８Ａ、１８Ｂは具体的な機能が逆になっている。そして、第２抵抗部１８Ｂを介しての直状部材１６の第２杭１４側への固定は例えば工場や作業現場での金属パイプ部材の嵌入穴２１への打込みだけで完了させることができ、簡単な作業でしかも短時間、かつ確実に第２杭への固定を行える。その場合、直状部材１６の一部あるいは半分程度が第２杭１４側に打ち込まれて埋め込まれ、固定される。

詳細には、抵抗部１８は、図４、５に示すように、パイプ部材の周壁１６２に切り込み１６４を入れ、その切込みにより形成される部分を押し立ててパイプ部材本体１６０から一体的に突設させた突片２６から構成されている。本実施形態では、直状部材１６を金属パイプ部材から構成しているので、同パイプ部材の周壁への切り込みと、その部分の押し立て並びに突片２６のパイプ部材本体１６０からの一体構成が同様の切り込み、押し立て形状で確実に行える。パイプ部材への切り込みは例えば旋盤、フライス盤等の切削装置や溶接、あるいはレーザ加工機により行うことができる。切り込み形状はコ字、円弧、その他の任意形状の切り込みとすることができる。その際、押し立てて形成する突片２６の基部２６Ａをいずれかの杭への圧入方向に配置し、押し立てを開始する押し立て先２６Ｂが圧入方向と逆側に配置されるように突片を形成する。押し立てに際しては例えばバールのようなてこ部材を用いて行うと良い。

本実施形態において、抵抗部１８は、それぞれ止めリング２４を長手中央に固定させてその両側の突設部１６６および埋込部１６８に３個づつの抵抗部群として設けられている。抵抗部１８は、突設部１６６および埋込部１６８に１個づつ、あるいは２個以上の任意個数設けても良い。さらには、前述のように突設部１６６側のみに抵抗部１８を設けて、埋込部１６８側については通し孔、横孔、通し金具等により他の固定方法により第２杭側に固定させるようにしても良い。

本実施形態において、抵抗部１８の切り込み１６４は、直状部材の圧入方向をＶ字の開放側とするようなＶ字状の切り込みで構成されている。したがって、突片２６の基部２６Ａからこの切り込みの押し立て先２６Ｂにかけてしだいに半径方向に拡径するように拡大され、しかもしだいに押し立て先２６Ｂ側にかけて先端が細く形成されている。ここにおいて、突片は、一の杭に対する圧入方向に対して逆に尖る戻り部２６Ｍを形成している。これによって、杭に対する圧入時には少ない抵抗で杭材中に押し込まれるとともに、所要の圧入位置で外部から引き抜き力が加わった場合には戻り部２６Ｍにより、大きな抜脱方向への抵抗となり、引き抜けが簡単には生じることはない。引き抜き方向への力が加わるほど戻り部２６Ｍにより杭材中に食い込み、直状部材と杭材が一体化する。なお、圧入方向に直状部材が押圧されるときには尖った戻り部２６Ｍの先端（２６Ｂ）が杭の松材中を鋭い刃物で切るように進むが、引き抜き方向の力が松材側あるいは直状部材側に加わるときには突片２６の基部２６Ａも含めた突片全体が斜めに材に食い込むようになるので、引き抜き方向に対しては大きな耐性を有する。また、突片はパイプ部材本体１６０から一体的に突設させて構成されているので、引き抜き力が加わるときにも突片部分のみが欠損して離脱することなく、一体化強度が高い。

次に、この実施形態の基礎用杭装置１０の作用について説明する。強化すべき建物等の地盤の基礎部分の計画位置に杭穴を穿穴する。穿穴作業は例えば回転刃を回転させて縦長穴を開けるオーガ装置等が用いられる。地盤への杭用穴の穿穴後、下側の第１の杭１２を打込む。第１の杭は、図２のように、杭元部１２４を地表からわずかに露出する程度に出した位置まで打込まれる。第１の杭の杭先部には硬い岩や地盤などに当たったときの杭の保護のための図示しない保護金具を装着するとよい。また、第１の杭１２の杭元部である連結部ＣＮ１には、予め、中心部から所要深さの嵌入穴２０を設けておく。

次に、第１の杭の上から縦連結される第２の杭１４を適宜の重機のアーム先端からワイヤ等を介して吊支させ、図２のように、第２の杭１４の下端杭先部１４２を第１の杭１２の杭元部１２４の直上部で静止させる。第１の杭１２の上方から吊支される第２の杭１４は、図６、図７に示すように、第１杭１２への圧入に先立って直状部材１６を第２杭の連結部ＣＮ２に嵌入穴２１から打込んで突設部１６６を連結面１４２ａから突設させる状態で固定させる（図７）。具体的には、止めリング２４の規制位置で止まるまで直状部材１６を打込んで長さ半分程度を第２杭側に打ち込んだ状態とさせて、第２杭１４の連結部ＣＮ２に直状部材を固定させる。このとき、突片２６の戻り部２６Ｍにより、セットハンマ等による嵌入穴２１への打込み圧入時にはスムーズに打込まれ、打込み後は容易には引き抜くことができなくなり、強固で確実な固定状態とさせる。

第１の杭１２の上方で、杭元部を上部、杭先部を下部側として吊支した状態の第２杭１４を第１の杭１２の杭元部１２４の直上部で静止させた状態で、パイプ部材（１６）の下端を第１杭の嵌入穴２０の芯に合わせながら重機の操作者と連結操作者とが呼応しあって芯合わせを行ない、芯を一致させた状態で第２杭側の吊支状態から移行して、そのまま重機のアーム等で第２杭の杭元部を押えて地中側に向けて垂直方向に圧接させる。このとき、直状部材１６の突設側に杭長手圧入方向への抵抗がその引き抜き方向への抵抗より小となる抵抗部が設けられているので、重機のアームによる少しの押し込み力だけで直状部材は嵌入穴２０内に圧入される。そして、圧入時の圧力により長手中間位置の止めリング２４が杭材中に埋め込まれ、これによって、基礎用杭の縦連結が完了する（図３参照）。突設部１６６は第１杭に対して圧入後は引き抜くことが困難であるように第１杭と一体化され、固定される。これによって、縦連結手段である直状部材は、上下の杭それぞれに対して容易に引き抜けない状態で連結結合させ強固な基礎用杭装置を施工することとなる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明するが、第１実施形態と同一の部材名称は同一の機能を有するものであり、その詳細な説明は省略する。図８は、第２の実施形態の基礎用杭装置の要部を示しており、この第２実施形態の基礎用杭装置１０−１では、地中に縦に配設される一方の杭５２は、木杭であり、その上方に吊支状態で配置されて杭５２の上から地面側に圧入される杭５４は、コンクリート製の杭である。

地中側に縦に打込まれている木杭５２は、例えば第１実施形態と同様の松杭材が用いられ、杭先側を地中深部側に向け、杭元部を圧入させて地中に建て込まれる。地中に縦に配設される一方の杭５２は、木杭同士を既に複数本縦連結した状態での最上部に配置されたものでもよいし、最初に地中打込みされた１本のみのものでもよい。木杭５２の杭元部５２４は先に地中に打込まれた際にわずかに地表面に露出されている。連結面５２４ａに開口する嵌入穴２０が予め穿穴されている。

第２実施形態において、特徴的なことは、縦に吊支されて連結される杭がコンクリート製杭５４であり、さらに、縦連結手段がこのコンクリート製杭の配筋に連結された直状部材１６−１であることである。また、コンクリート製杭５４は、たとえば図示しない上部側の建物基礎を直接または間接に受ける。

図８において、コンクリート製杭５４は、基礎用杭の最上部に配置されるコンクリート製杭（トップコンクリート）であって、円柱体からなるコンクリート二次製品であり、内部に強度をだすための配筋５６が施されている。詳細には、配筋５６は、円柱体の円柱高さよりやや短い長さの３個の直鉄筋（縦筋）５８と、直鉄筋５８に連結されるスパイラル鉄筋６０と、を含む。直鉄筋５８はスパイラル鉄筋６０の外周に溶接や結束線等により固定されて例えばそれぞれ１２０度方向はなれて周状に配置され固定されている。そして、これらの配筋５６に溶接あるいは結束等の方法により直状部材１６−１が一部を杭５４側に固定され他部に突設部１６６を形成するように固定されている。

直状部材１６−１は、上部側杭としてのコンクリート製杭に対しては円柱状のコンクリート製杭の成形時に内部に一部を配置させて一体的に固化成形させることにより固定させる。この際、連結部ＣＮ２−１側からは既に地中側に縦に設置された木杭側に向けて延びる突設部１６６が設けられている。この第２実施形態では、直状部材１６−１は、第１実施形態と同様の構成であり、止めリング２４が外周であって、長手中央位置に固定された金属パイプ部材である。この第２実施形態では、止めリング２４を境界にしてコンクリート製杭側への埋込側は抵抗部１８は設けられておらず単なる直状のパイプ構成であり、突設部１６６側にのみ抵抗部１８が設けられている。抵抗部１８の構成は第１実施形態と同一である。直状部材１６−１のコンクリート製杭５４への固定は、予め配筋５６の直鉄筋５８あるいは、スパイラル鉄筋６０にパイプ部材の直状部を溶接あるいは結束固定する。この際、成形後の円柱体からの突設部１６６の角度や突設長さを考慮して成形する。

この第２の実施形態の基礎用杭装置では、第１実施形態と同様に一方の杭５２を地中に縦に圧入配設する（図９（ａ））。この際、重機のアーム先端等を利用して杭元部５４４を上から押し下げ方向に力を加えることにより杭５２を打ち込むので、打撃打込みや偏心モータ等による騒音、振動は生じない。杭５２を地中に打ち込んでわずかにその杭元部である連結部ＣＮ１−１を地表から突出させている。この上方からコンクリート製杭５４を吊り込み支持させて突設部１６６のパイプ部材下端を地中側の杭５２の嵌入穴２０の中心に合わせながら吊り位置を下降させていく（図９（ｂ））。嵌入穴２０の開口部にパイプ部材下端が着くと、そのま重機のアーム等により下方に向けて押し下げる（図９（ｃ））。これにより、打撃や偏心モータ振動等はないほとんど無音の状態で直状部材の突設部が嵌入穴２０に圧入され、止めリング２４を杭材中に埋没させて連結面５２４ａ、５４２ａを接合させる。直状部材１６−１により、突設部１６６の抵抗部１８は、地中側の一方の杭に対する長手圧入方向への抵抗がその引き抜き方向への抵抗より小となっており、木杭への圧入移動は円滑に行えるとともに、圧入後は杭と大きな連結力により一体化し、引き抜き方向への力に対して大きな抵抗力を示すので、基礎全体について縦（上下）方向の力が加わっても杭どうしの連結が離れて基礎を弱体化させることがなくなる。コンクリート製杭５４は予め工場等で製作しておく必要があるが、製造は直状部材を配筋に接続した状態でコンクリートを枠に打設して成形するだけでよく、構造簡単で製造が極めて容易であり、製作コストも安価である。

本発明の第１実施形態に係る基礎用杭装置の構成説明図である。 図１の装置の要部拡大斜視図である。 図１の装置の縦連結により上部側杭が打ち込まれた状態の作用説明図である。 図１の装置の直状部材の拡大正面図である。 図４の直状部材の斜視図である。 図１の装置の上から吊り込まれて地上側の杭に対して押圧下降される上部の杭に対する直状部材の圧入接続関係を示す横倒し説明図である。 図６の地上側の杭に対して押圧下降される上部の杭に対する直状部材の圧入後の状態を示す横倒し説明図である。 本発明の第２実施形態の基礎用杭装置の要部拡大斜視図である。 図８の基礎用杭装置の施工説明図である。

符号の説明

１０ 基礎用杭装置（第１実施形態）
１０−１ 基礎用杭装置（第２実施形態）
１２ 第１の杭
１４ 第２の杭
１６ 直状部材
１６０ パイプ部材本体
１６２ パイプ部材周壁
１６４ 切り込み
１６６ 突設部
１８ 抵抗部
２０、２１ 嵌入穴
２６ 突片
２６Ａ 基部
２６Ｂ 押し立て先
２６Ｍ 戻り部
５４ コンクリート製杭
ＣＮ１、ＣＮ１−１、ＣＮ２、ＣＮ２−１ 連結部

Claims (9)

1. 杭と杭とが縦に連結された状態で地中に打込まれる基礎用杭装置であり、
   地中に縦に配設させた一方の杭と、
   該杭に軸心を合わせた状態で縦上部に連結される他の杭と、
   他の杭を吊支させて地中側の一方の杭に向けて押圧させることにより両杭を縦に連結させる縦連結手段と、を備え、
   縦連結手段は、上部側の杭の連結部から突設され地中側の一方の杭に対して長手方向に圧入される直状部材と、
   直状部材の突設側に設けられ地中側の一方の杭に対する長手圧入方向への抵抗がその引き抜き方向への抵抗より小となる抵抗部と、を備えたことを特徴とする基礎用杭装置。
2. 杭と杭とが縦に連結された状態で地中に打込まれる基礎用杭装置であり、
   地中に縦に配設させた一方の杭と、
   該杭に軸心を合わせた状態で縦に連結される他の杭と、
   他の杭を吊支させて地中側の一方の杭に向けて押圧させることにより両杭を縦に連結させる縦連結手段と、を備え、
   縦連結手段は、杭と杭とが縦に連結された状態でそれぞれの杭の連結部に圧入される1個の直状部材であり、それぞれの杭に対する長手圧入方向への抵抗が引き抜き方向への抵抗より小となる抵抗部を備えた直状部材を含むことを特徴とする基礎用杭装置。
3. 直状部材はパイプ部材からなり、
   抵抗部は、その周壁に切り込みを入れ、その切込みにより形成される部分を起こしてパイプ部材本体から一体的に突設させた突片からなることを特徴とする請求項１または２記載の基礎用杭装置。
4. 切り込みは、その周壁に刻設され直状部材の圧入方向をＶ字の開放側とするＶ字状の切り込みであることを特徴とする請求項３記載の基礎用杭装置。
5. 突片は、一の杭に対する圧入方向に対して逆に尖る戻り部を形成することを特徴とする請求項３または４記載の基礎用杭装置。
6. 縦に吊支されて連結される杭は、基礎用杭の最上部に配置されて上部側の建物基礎を支持するコンクリート製杭であり、
   縦連結手段がコンクリート製杭の配筋に連結された直状部材を含む請求項１ないし５のいずれかに記載の基礎用杭装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の杭の縦連結手段。
8. 下部側の木杭と上部の杭とを縦に連結させた状態で地中に打込む基礎用杭の打ち込み設置方法であり、
   杭と杭とを接合させる部分にそれらの杭どうしが相互に近接移動する際の抵抗が相互に離間移動する際の抵抗より小さい縦連結手段を用意し、
   下部側の木杭を地中に配設させて上部の杭を吊支状態で下部側の木杭に軸心を合わせる工程と、
   下部側の木杭に軸心を合わせた状態で上部の杭を上方から圧入させる工程と、を有することを特徴とする基礎用杭の打ち込み設置方法。
9. 縦連結手段は、縦接合状態で相互の杭側に同時に一部を埋込嵌着させる抵抗部付き直状部材からなる請求項８記載の基礎用杭の打ち込み設置方法。

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