JP2014062446A - 節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法および掘削刃取付け鋼管 - Google Patents

Abstract

【課題】 現場の土の状態に影響されることなく品質の安定した地盤補強用のコンクリート系杭を築造することができ、かつ築造されたコンクリート系杭の杭周面抵抗力が大きい節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法を提供する。
【解決手段】 下端に先端掘削刃１２が取外し可能に取り付けられた掘削刃取付け鋼管１０を準備する過程と、掘削刃取付け鋼管１０を、鋼管１１の中心軸回りに一定方向に回転させつつ押し下げることによって、先端掘削刃１２により下方に掘削しかつ鋼管１１の外周の土に螺旋状の溝を形成しながら地盤１５に挿入する過程と、鋼管１１内にモルタルまたは生コンクリートを充填する過程と、鋼管１１のみを地盤１５から引き抜いて、鋼管１１の抜き跡となる杭孔１７および螺旋状の溝１６に鋼管１１内のモルタルまたは生コンクリートを流し込む過程とを含む。先端掘削刃１２は、取外し可能とする代わりに、鋼管１１に収納自在としても良い。
【選択図】 図６

Description

この発明は、建物の基礎を支えるために地中に現場打ちで築造されるコンクリート系杭、特に外周面に螺旋状の節を有する節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法、この築造方法に用いる節付き現場打ちコンクリート系杭築造用の掘削刃取付け鋼管、および前記築造方法により築造される節付き現場打ちコンクリート系杭に関する。

軟弱な地盤の上に建物を建てる場合、柱状改良工法、小口径鋼管杭を埋設する工法等により地盤を補強することが行われている。柱状改良工法は、地盤に杭孔を掘削しながら、掘削した土に固化材を混入して撹拌することにより、土を固化材で固めた柱状改良杭を築造する工法である。

また、上記柱状改良工法に代わるものとして、特許文献１に、先端に掘削爪を有する掘削オーガにより地盤に杭孔を掘削し、その杭孔にセメント等からなる水硬性固化材液を充填し、その後、掘削オーガを地盤から引き上げることにより、水硬性固化材液が固化した置換コラムを築造する工法が提案されている。

特開２０１１−１０６２５３号公報

前記従来の柱状改良工法は、次のような問題がある。
・現場の土と固化材を現場で混合撹拌するため、現場の土質、施工者の違い等により、築造された柱状改良杭の品質にばらつきが生じる。
・固化不良や撹拌不良による強度不足を回避するために、多量の固化材スラリーを注入する必要がある場合があり、環境への負荷が大きい。
・土質によっては、六価クロム等の有害な物質が溶出する可能性がある。事前に六価クロム等が溶出するか否かを試験して、溶出が無いことを確認することは可能であるが、それには費用と期間を要する。

小口径鋼管杭を埋設する工法は、次のような問題がある。
・小口径鋼管杭の先端を比較的硬い地盤（一般的にＮ値＞１０）に支持させる必要があるため、地盤によっては適用できない場合がある。
・小口径鋼管杭の腐食による劣化が懸念される。そのため、予め腐食しろを見込んで設計している。

特許文献１の方法は、現場の土を固化材と混合させないので、従来の柱状改良工法の各問題が生じない。しかし、特許文献１の方法は、水硬性固化材液が固化して形成された置換コラムの外周面が節の無い円筒状であるため、置換コラムの外周面と周囲の地盤とのせん断抵抗があまり大きくなく、その分、置換コラム径を大きくしなければならない。

この発明の目的は、現場の土の状態に影響されることなく品質の安定した地盤補強用のコンクリート系杭を築造することができ、かつ築造されたコンクリート系杭の杭周面抵抗力が大きい節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法を提供することである。
この発明の他の目的は、上記節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法に用いられる掘削刃取付け鋼管を簡易な構成とすることである。
この発明のさらに他の目的は、杭周面抵抗力が大きい節付き現場打ちコンクリート系杭を提供することである。

この発明の節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法は、鋼管の一端にこの鋼管の外周面よりも外周側に一部分が突出した刃体を有する先端掘削刃が、取外しまたは前記鋼管の外周面よりも内周側に収納が可能に取り付けられた掘削刃取付け鋼管を準備する過程と、
前記掘削刃取付け鋼管を、前記先端掘削刃が下側となるように支持しかつ前記鋼管の外周面から前記一部分を突出させた状態で前記鋼管の中心軸回りに一定方向に回転させつつ押し下げることによって、前記先端掘削刃により下方に掘削しかつ前記鋼管の外周の土に螺旋状の溝を形成しながら地盤に挿入する過程と、
前記鋼管内にモルタルまたは生コンクリートまたはセメントミルクを充填する過程と、 前記鋼管を引き上げて前記鋼管から前記先端掘削刃を分離させ、または前記鋼管を逆回転させて前記先端掘削刃を前記鋼管の外径よりも内周側に収納し、前記鋼管を地盤から引き抜くことによって、前記鋼管の抜き跡となる杭孔および前記螺旋状の溝に前記鋼管内のモルタルまたは生コンクリートまたはセメントミルクを流し込む過程とを含む。

この節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法は、上記掘削刃取付け鋼管を用いて杭孔を掘削することにより、杭孔の外周に螺旋状の溝が形成される。鋼管に対して先端掘削刃が取外し可能であり、鋼管を引き上げることにより、先端掘削刃は鋼管から分離して杭孔の底部に残される。または、鋼管に対して先端掘削刃が収納可能であり、鋼管を逆回転させることで前記先端掘削刃が前記鋼管の外径よりも内周側に収納される。そのため、上記螺旋状の溝を壊さずに、鋼管のみを地盤から引き抜くことができる。このように形成された杭孔および螺旋状の溝にモルタルまたは生コンクリートまたはセメントミルクが流し込まれ、そのモルタルまたは生コンクリートまたはセメントミルクが硬化することで、螺旋状の節付きコンクリート系杭が現場打ちで築造される。

この節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法は、従来の柱状改良工法のように、現場の土と固化材を混合撹拌することがないので、現場の土の状態に影響されることなく、常に品質の安定した地盤補強用のコンクリート系杭を築造することができる。また、土質によって六価クロム等の有害な物質が溶出する心配がない。

この方法でコンクリート系杭を築造すると、杭孔の周囲の土が鋼管によって周囲に押しやられて地盤が締め固められる。また、築造されたコンクリート系杭は、外周面に螺旋状の節を有するため、杭周面のせん断抵抗が大きい。これらのことから、コンクリート系杭の杭周面抵抗力が大きくとれる。

コンクリート系杭の杭周面抵抗力が大きいと、以下の利点がある。
・杭径を小さくすることが可能となり、材料費の削減を図ることができる。
・コンクリート系杭の材料が少なくて済み、環境負荷を低減することができる。
・杭先端をＮ値が比較的小さな地盤に支持させることができるため、杭長を短くすることができる。

この発明の節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法において、前記杭孔および螺旋状の溝に前記鋼管内のモルタルまたは生コンクリートまたはセメントミルクを流し込む過程中に、前記鋼管に振動を与えて前記モルタルまたは生コンクリートまたはセメントミルクを締め固めてもよい。
これにより、モルタルまたは生コンクリートまたはセメントミルクを杭孔および螺旋状の溝の隅々まで空隙無く行き渡らせることができ、築造された節付き現場打ちコンクリート系杭の品質を向上させることができる。

この発明の第１の節付き現場打ちコンクリート系杭築造用の掘削刃取付け鋼管は、鋼管と、この鋼管の一端に取付部によって取り付けられて前記鋼管の外周面よりも外周側に一部分が突出した刃体を有する先端掘削刃とでなり、この先端掘削刃は、前記鋼管を地盤から引き上げることで前記先端掘削刃に作用する地盤の抵抗によって前記取付部で前記鋼管から外れるようになっている。
この構造であると、この発明の前記節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法に使用でき、この築造方法における杭孔および螺旋状の溝に鋼管内のモルタルまたは生コンクリートまたはセメントミルクを流し込む過程で鋼管を引き上げる際に、地盤の抵抗によって鋼管から先端掘削刃が外れるので、鋼管と先端掘削刃とを分離させる機構を別に設ける必要がない。そのため、節付き現場打ちコンクリート系杭築造用の掘削刃取付け鋼管を簡易な構成とすることができる。

この発明の他の節付き現場打ちコンクリート系杭築造用の掘削刃取付け鋼管は、鋼管と、この鋼管の一端に取り付けられて前記鋼管の外周面よりも外周側に一部分が突出した状態と全体が前記鋼管の外周面よりも内周側に収納された状態とに姿勢変更可能な突没刃を有する先端掘削刃とを有し、この先端掘削刃は、前記鋼管の周方向に回動自在であって、前記鋼管の外周面よりも外周側に一部分が突出する状態から一方向への回動がストッパにより阻止される。この回動が阻止される方向は、鋼管を正回転させるとき、つまり鋼管の地盤への挿入時に回転させるときに、先端掘削刃が地盤の抵抗で回動しないように阻止させる方向とする。
この構造であると、この発明の前記節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法に使用でき、杭孔および螺旋状の溝に鋼管内のモルタルまたは生コンクリートまたはセメントミルクを流し込む前に、鋼管を逆回転させることで、地盤の抵抗によって先端掘削刃が鋼管の外周面よりも内周側に収納される。また、鋼管を正回転させて地盤へ挿入する時は、先端掘削刃が前記ストッパで回動阻止され、先端掘削刃が突出状態を維持する。そのため、先端掘削刃を鋼管に対して突出および収納させる駆動源や操作機構を別に設ける必要がない。そのため、節付き現場打ちコンクリート系杭築造用の掘削刃取付け鋼管を簡易な構成とすることができる。

この発明の節付き現場打ちコンクリート系杭は、モルタルまたはコンクリートまたはセメントミルクからなる円柱状であり、外周に地盤内に食い込んだ螺旋状の突条を有する。 螺旋状の突条が地盤内に食い込むことで、杭周面のせん断抵抗が増大し、杭周面抵抗力が大きくなる。

この発明の節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法は、鋼管の一端にこの鋼管の外周面よりも外周側に一部分が突出した刃体を有する先端掘削刃が、取外しまたは前記鋼管の外周面よりも内周側に収納が可能に取り付けられた掘削刃取付け鋼管を準備する過程と、前記掘削刃取付け鋼管を、前記先端掘削刃が下側となるように支持しかつ前記鋼管の外周面から前記一部分を突出させた状態で前記鋼管の中心軸回りに一定方向に回転させつつ押し下げることによって、前記先端掘削刃により下方に掘削しかつ前記鋼管の外周の土に螺旋状の溝を形成しながら地盤に挿入する過程と、前記鋼管内にモルタルまたは生コンクリートまたはセメントミルクを充填する過程と、前記鋼管を引き上げて前記鋼管から前記先端掘削刃を分離させ、または前記鋼管を逆回転させて前記先端掘削刃を前記鋼管の外径よりも内周側に収納し、前記鋼管を地盤から引き抜くことによって、前記鋼管の抜き跡となる杭孔および前記螺旋状の溝に前記鋼管内のモルタルまたは生コンクリートまたはセメントミルクを流し込む過程とを含むため、現場の土の状態に影響されることなく品質の安定した地盤補強用のコンクリート系杭を築造することができ、かつ築造されたコンクリート系杭の杭周面抵抗力が大きい。

この発明の第１の節付き現場打ちコンクリート系杭築造用の掘削刃取付け鋼管は、鋼管と、この鋼管の一端に取付部によって取り付けられて前記鋼管の外周面よりも外周側に一部分が突出した刃体を有する円板状の先端掘削刃とでなり、この先端掘削刃は、前記鋼管を地盤から引き抜くことで前記先端掘削刃に作用する地盤の抵抗によって前記取付部で前記鋼管から外れるため、鋼管と先端掘削刃とを分離させる機構を別に設ける必要がなく、簡易な構成とすることができる。

この発明の他の節付き現場打ちコンクリート系杭築造用の掘削刃取付け鋼管は、鋼管と、この鋼管の一端に取り付けられて前記鋼管の外周面よりも外周側に一部分が突出した状態と全体が前記鋼管の外周面よりも内周側に収納された状態とに姿勢変更可能な突没刃を有する先端掘削刃とを有し、この先端掘削刃は、前記鋼管の周方向に回動自在であって前記鋼管に設けられたストッパにより、前記鋼管の外周面よりも外周側に一部分が突出する状態から一方向への回動が阻止されるため、先端掘削刃を鋼管に対して突出および収納させる駆動源や操作機構を別に設ける必要がなく、簡易な構成とすることができる。

この発明の節付き現場打ちコンクリート系杭は、モルタルまたはコンクリートまたはセメントミルクからなる円柱状であり、外周に地盤内に食い込んだ螺旋状の突条を有するため、杭周面抵抗力が大きい。

この発明の一実施形態にかかる節付き現場打ちコンクリート系杭が築造された地盤の断面図である。 図１に示す節付き現場打ちコンクリート系杭を築造する施工装置の一例の全体構成を示す側面図である。 図１に示す節付き現場打ちコンクリート系杭築造用の掘削刃取付け鋼管の組立斜視図である。 同掘削刃取付け鋼管の先端掘削刃の斜視図である。 同掘削刃取付け鋼管の破断平面図である。 図３に示す掘削刃取付け鋼管を用いて行う節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法の各過程を示す説明図である。 （Ａ），（Ｂ）は、それぞれ他の実施形態にかかる節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法に用いる掘削刃取付け鋼管の掘削刃収納状態における下端部を示す正面図および下面図である。 （Ａ），（Ｂ）は、それぞれ同掘削刃取付け鋼管の掘削刃突出状態における下端部を示す正面図および下面図である。 図８に示す掘削刃取付け鋼管を用いて行う節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法の各過程を示す説明図である。 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ提案例に係る掘削刃取付け鋼管の下端部を示す正面図および下面図である。 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ他の提案例に係る掘削刃取付け鋼管の下端部を示す正面図および下面図である。

この発明の節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法を図１ないし図６と共に説明する。
この節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法は、掘削刃取付け鋼管を含む施工装置によって、図１に一例を示す節付き現場打ちコンクリート系杭２０を築造する方法である。築造された節付き現場打ちコンクリート系杭２０は、円柱状の杭本体２１の外周に螺旋状の節２２が形成された形状をしている。

図２は、上記節付き現場打ちコンクリート系杭２０を築造する施工装置の一例の全体構成を示す側面図である。図示の施工装置１は、杭打ち装置１ａとモルタル供給装置１ｂと掘削刃取付け鋼管１０とで構成される。

杭打ち装置１ａは、自走可能な作業車両２にガイド柱３が傾斜変更可能に支持され、このガイド柱３に沿って昇降自在な昇降ヘッド４に、後で詳述する掘削刃取付け鋼管１０の上端が保持される。掘削刃取付け鋼管１０は、昇降ヘッド４に設けた回転モータ５により回転させることが可能である。また、昇降ヘッド４には、掘削刃取付け鋼管１０に対して振動を与えるバイブレータ６が設けられている。

モルタル供給装置１ｂは、モルタルの入ったタンク７と、このタンク７内のモルタルを送り出すホース８とを有する。タンク７は、前記作業車両２とは別車両からなる。

前記掘削刃取付け鋼管１０は、図３に示すように、鋼管１１と、この鋼管１１の下端に取り付けられた先端掘削刃１２とでなる。先端掘削刃１２は、図４のように、鋼管１１の下端開口を蓋する円板状の蓋部１２ａの下面に、複数個（図示例では２個）の刃体１２ｂを固定して設けたものである。各刃体１２ｂは、所定の掘削回転方向（Ａ方向）に回転するとき下端側が先行するように傾斜角度が付けられている。また、各刃体１２ｂの外径端部分１２ｂａは、取付部１２ａよりも外周側に突出している。よって、鋼管１１の下端に先端掘削刃１２を取り付けると、図３のように、各刃体１２ｂの外径端部分１２ｂａが鋼管１１の外周面よりも外周側に突出した状態となる。

先端掘削刃１２は、取付部１２ｃによって鋼管１１の下端に取外し可能に取り付けられる。図４および図５に示すように、この例の取付部１２ｃは、蓋部１２ａの上面から上向きに突出する複数本（図示例では２本）のピン１２ｃａからなる。鋼管１１に先端掘削刃１２を取り付けた状態では、図５のように、前記各ピン１２ｃａが鋼管１１の内周面に設けられた係合部１１ａに係合する。通常時は、ピン１２ｃａと係合部１１ａの摩擦抵抗により先端掘削刃１２が鋼管１１から外れないが、先端掘削刃１２の軸方向位置が固定された状態で鋼管１１を引き上げると、係合部１１ａからピン１２ｃａが抜けて先端掘削刃１２が鋼管１１の端面から外れる。鋼管１１に先端掘削刃１２を取り付けた状態では、鋼管１１の回転が突起１１ａとピン１２ｃａを介して先端掘削刃１２に伝えられる。

上記図３ないし図５に示す掘削刃取付け鋼管１０を用いて行う節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法を説明する。
まず、図２のように、施工装置１の昇降ヘッド４で鋼管１１の上端を保持し、その鋼管１１の下端に先端掘削刃１２を取り付けることで、掘削刃取付け鋼管１０を準備する。この掘削刃取付け鋼管１０が地盤１５の節付き現場打ちコンクリート系杭構築箇所の真上に位置するように、作業車両２で位置調整する。

この状態で、回転モータ５を駆動して掘削刃取付け鋼管１０を鋼管１１の中心軸回りに前記掘削回転方向Ａに回転させつつ、ガイド柱３に沿って昇降ヘッド４を一定速度で下降させて掘削刃取付け鋼管１０を押し下げる。これにより、図６（Ａ）のように、先端掘削刃１２の各刃体１２ｂ全体により下方に掘削し、かつ各刃体１２ｂの外径端部分１２ｂａにより鋼管１０の外周の土に螺旋状の溝１６を形成しながら、掘削刃取付け鋼管１０が地盤１５に挿入される。先端掘削刃１２の各刃体１２ｂに前記傾斜角度が付けられているため、先端掘削刃１２が回転することにより、掘削刃取付け鋼管１０全体に対して下向きへの推進力が働く。このため、間隔が一定した規則的な形状の螺旋状の溝１６が形成され易い。

上記動作を継続して、図６（Ｂ）のように、掘削刃取付け鋼管１０が地盤１５に地表から定められた深さまで挿入されると、回転モータ５の駆動および昇降ヘッド４の下降を停止する。次いで、図６（Ｃ）のように、モルタル供給装置１ｂのホース８を掘削刃取付け鋼管１０の鋼管１１内に上端側から挿入し、ホース８の先端を鋼管１１の下端付近まで延ばす。そして、ホース８の先端からモルタルＭを吐出させて、鋼管１１内の上端までモルタルＭを充填する。

モルタルＭの充填が完了したら、モルタル供給装置１ｂのホース８を鋼管１１から抜き取り、その後、昇降ヘッド４を上昇させて鋼管１１を引き上げる。先端掘削刃１２の各刃体１２ｂが地盤１５に食い込んだ状態となっているため、鋼管１１を引き上げることで、先端掘削刃１２に作用する地盤１５の抵抗によって先端掘削刃１２が取付部１２ｃ（図４）で鋼管１１から外れる。さらに、鋼管１１を引き上げることにより、図６（Ｄ）のように、鋼管１１のみが地盤１５から引き抜かれ、鋼管１１の抜き跡となる杭孔１７および前記螺旋状の溝１６に鋼管１１内のモルタルＭが流れ込む。先端掘削刃１２は、杭孔１７の底に残される。鋼管１１を引き上げる際にバイブレータ６（図２）により鋼管１１に振動を与えることで、モルタルＭが締め固められ、杭孔１７および螺旋状の溝１６の隅々までモルタルＭを空隙無く行き渡らせることができる。

図６（Ｅ）のように、鋼管１１を完全に引き抜いたなら、その後、杭孔１７および螺旋状の溝１６に流し込まれたモルタルＭの頭頂部Ｍａを平滑に均す。これにより施工が完了する。モルタルＭが硬化することにより、図１に示す節付き現場打ちコンクリート系杭２０となる。

この節付き現場打ちコンクリート系杭２０は、円柱状の杭本体２１の外周に螺旋状の節２２を有し、この螺旋状の節２２が地盤１５に食い込んでいる。また、掘削刃取付け鋼管１０を地盤１５に挿入する過程において、杭孔１７となる部分の土が鋼管１１によって周囲に押しやられて地盤１５が締め固められる。そのため、杭周面のせん断抵抗が大きい。

節付き現場打ちコンクリート系杭２０の杭周面抵抗力が大きいと、以下の利点がある。・杭径を小さくすることが可能となり、材料費の削減を図ることができる。
・節付き現場打ちコンクリート系杭２０の材料が少なくて済み、環境負荷を低減することができる。
・杭先端をＮ値が比較的小さな地盤に支持させることができるため、杭長を短くすることができる。

この節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法は、従来の柱状改良工法のように、現場の土と固化材を混合撹拌することがないので、現場の土の状態に影響されることなく、常に品質の安定した地盤補強用の節付き現場打ちコンクリート系杭２０を築造することができる。また、土質によって六価クロム等の有害な物質が溶出する心配がない。

図７，８は、それぞれ、他の実施形態にかかる節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法に用いる掘削刃取付け鋼管１０の掘削刃収納状態および掘削刃突出状態を示す。この実施形態では、掘削刃取付け鋼管１０における鋼管１１の一端に取付ける先端掘削刃３２を、鋼管１１に対して着脱する構成とする代わりに、突出・収納が自在なものとしている。すなわち、先端掘削刃３２は、図８のように鋼管１１の外周面よりも外周側に一部分が突出した状態と、図７のように全体が鋼管の外周面よりも内周側に収納された状態とに姿勢変更可能とされている。

この先端掘削刃３２は、具体的には、鋼管１１の下端開口を蓋する円板状の蓋部３２ａの下面に、正面形状が溝形の刃体である掘削刃本体３２ｂを設け、この掘削刃本体３２ｂの下面の両端に、他の刃体である一対の突没刃３２ｃをそれぞれ設けている。各突没刃３２ｃは、鋼管１１の軸心と平行な支軸３３によって、掘削刃本体３２ｂに対して鋼管１１の周方向に正逆両方向に回動自在に支持される。これら各突没刃３２ｃは、掘削刃本体３２ｂに設けられたストッパ３４により、鋼管１１の外周面よりも外周側に最も突出する姿勢で係止され、この姿勢から一方向への回動が阻止される。この回動が阻止される方向は、鋼管１１を正回転させるとき、つまり掘削刃取付け鋼管１０の地盤への挿入時に回転させるときに、先端掘削刃３２ｂの各突没刃３２ｃが地盤の抵抗で回動しないように阻止される方向とする。

鋼管１１の下端開口を蓋する蓋部３２ａには、吐出口部３５が設けられている。この吐出口部３５は、モルタルＭを鋼管外へ吐出させる口であり、逆止弁（図示せず）を有している。吐出口部３５には鋼管１１内に挿入されたホース８（図９）の先端が接続される。

図９は、図７，図８の掘削刃取付け鋼管１０を用いる節付き現場打ちコンクリート杭の築造方法を示す。この構築方法は、特に説明する事項の他は、図６と共に前述した構築方法と略同様である。
この方法では、図９（Ａ）のように、掘削刃取付け鋼管１０を地盤１５へ貫入させるときに、先端掘削刃３２は、突没刃３２ｃが図７のように突出状態であることが必要である。しかし、貫入開始前の突没刃３２ｃの姿勢に係わらず、突没刃３２ｃが地盤１５に接して掘削刃取付け鋼管１０が正方向に回転させられると、突没刃３２ｃは回転に対する地盤１５の反力で突出方向に回動し、図８のように最も突出した状態で、ストッパ３４で支持されて突出状態で維持される。そのため、突没刃３２ｃを突出させる作業や操作は特には不要である。

図９（Ｂ）のように掘削刃取付け鋼管１０の貫入が完了し、同図（C）のようにモルタル充填を開始した後、同図（Ｄ）のように掘削刃取付け鋼管１０を引き上げるときに、掘削刃取付け鋼管１０を貫入時は逆方向に回転させる。この逆回転により、先端掘削刃３２の突没刃３２ｃは、回転に対する地盤１５の反力により、図７のように突没刃３２ｃが鋼管１１の外周面よりも内周側に収納された状態となる。そのため、この実施形態においても、地盤１５に形成された螺旋状の溝１６を壊さずに、掘削刃取付け鋼管１０を地盤１５から引き抜くことができる。また、鋼管１１を正回転させて地盤１５へ挿入する時は、先端掘削刃３２が突出してストッパ３３で回動阻止され、先端掘削刃３３が突出状態を維持する。そのため、先端掘削刃３２を鋼管１１に対して突出および収納させる駆動源や操作機構を別に設ける必要がない。

この実施形態においても、上記実施形態と同様な各効果が得られる。上記実施形態における説明と重複するが、作用・効果を纏め直して次に示す。
・杭周面抵抗力が大きいため、杭径を小さくすることができ、節の効果によりさらに小さくすることができるため、材料費の削減をすることができる。
・材料のボリュームを小さくできるため、環境負荷を低減することができる。
・先端掘削刃３２が突没可能であるため、鋼管引き抜き時のみ節を付けることが可能で、節の数を少なくすることができる。
・先端掘削刃３２を地中に残すことなく施工できるため、先端掘削刃３２が使い捨てとならず、コストを削減できる。
・杭周面の締固め効果と節により杭周面のせん断抵抗が増大するため、杭周面抵抗力が大きく取れる。
・現場の土の状態に影響されることなく、安定した品質の節付き現場打ちコンクリート系杭２０を築造できる。
・杭周面抵抗力が大きいため、杭先端地盤のＮ値が比較的小さなところでも支持することができ、杭長を短くすることができる。
・吐出口３５の下方に先端掘削刃３２が設けられることで、吐出口３５に当たる地盤をほぐし、吐出口３５の損傷を和らげることができる。

なお、図９の実施形態では、図７，図８の掘削刃取付け鋼管１０を用いて、地盤１５へ貫入させるときに先端掘削刃３２を突出させたが、前記とは逆に、掘削刃取付け鋼管１０を地盤１５へ貫入させるときに先端掘削刃３２を収納状態としても良い。すなわち、掘削刃取付け鋼管１０を地盤１５へ貫入させるときに、前記とは逆方向に回転させることで、
先端掘削刃３２は突没刃３２ｃが収納状態になる。この収納状態で、杭構築深さまで貫入させる。この後、貫入時とは逆の方向（前記の正方向）に回転させることで、先端掘削刃３２が突出状態となる。この方向に回転させながら掘削刃取付け鋼管１０を引き上げることにより、地盤に、鋼管１０の抜き跡部分となる円形の孔の外周に螺旋状の溝１６が形成される。このように、鋼管１０の引き上げ時に、螺旋状の溝１６を有する孔を形成しながら、モルタルを下端の吐出口３５から吐出させることで、螺旋状の節を有する節付き現場打ちコンクリート系杭が構築される。

この場合も、掘削刃取付け鋼管１０の貫入時と引き上げ時とのうち、片方だけで螺旋状の溝１６を形成することになるため、形成済みの螺旋状の溝１６に先端掘削刃３２が再度通って溝形状を崩したり、二重に溝を形成するという問題を生じることなく、綺麗な螺旋状の節２２（図１）が形成される。

図１０は、掘削刃取付け鋼管の提案例を示す。この掘削刃取付け鋼管１０Ａでは、先端掘削刃３２が、鋼管１１の下端開口を蓋する円板状の蓋部３２ａの下面に、正面形状が溝形の掘削刃本体３２ｂを設け、この掘削刃本体３２ｂの両端に、一対の突出刃３２Ａｃをそれぞれ設けた構成とされている。

図１１は、掘削刃取付け鋼管の提案例を示す。この掘削刃取付け鋼管１０Ｂでは、先端掘削刃３２が、鋼管１１の下端開口を蓋する円板状の蓋部３２ａの下面に、正面形状が溝形の掘削刃本体３２ｂを十字状に２枚設け、片方の掘削刃本体３２ｂの両端に、一対の突出刃３２Ａｃをそれぞれ設けている。
図１０，図１１の両例とも、蓋部３２ａに吐出口３５を設けたことについては、図７，８の例と同様である。

これら図１０または図１１の掘削刃取付け鋼管１０Ａ，１０Ｂにおいても、節付き現場打ちコンクリート系杭の築造は可能であるが、これらの例では先端掘削刃３２が鋼管１１の外周から突出した状態で掘削刃取付け鋼管１０Ａ，１０Ｂが引き抜かれるため、鋼管貫入時に地盤に形成されたらせん状の溝が、掘削刃取付け鋼管１０Ａ，１０Ｂの引き抜き時に損傷するという課題がある。

なお、上記各築造方法では、節付き現場打ちコンクリート系杭２０の材料としてモルタルＭを使用しているが、モルタルＭの代わりに生コンクリートまたはセメントミルクを使用してもよい。

１０…掘削刃取付け鋼管
１１…鋼管
１２…先端掘削刃
１２ｂ…刃体
１２ｂａ…外径端部分
１２ｃ…取付部
１５…地盤
１６…螺旋状の溝
１７…杭孔
２０…節付き現場打ちコンクリート系杭
２２…節
３２…先端掘削刃
３２ｂ…掘削刃本体
３２ｃ…突没刃
３４…ストッパ
Ｍ…モルタル

Claims (5)

1. 鋼管の一端にこの鋼管の外周面よりも外周側に一部分が突出した刃体を有する先端掘削刃が、取外しまたは前記鋼管の外周面よりも内周側に収納が可能に取り付けられた掘削刃取付け鋼管を準備する過程と、
   前記掘削刃取付け鋼管を、前記先端掘削刃が下側となるように支持しかつ前記鋼管の外周面から前記一部分を突出させた状態で前記鋼管の中心軸回りに一定方向に回転させつつ押し下げることによって、前記先端掘削刃により下方に掘削しかつ前記鋼管の外周の土に螺旋状の溝を形成しながら地盤に挿入する過程と、
   前記鋼管内にモルタルまたは生コンクリートまたはセメントミルクを充填する過程と、 前記鋼管を引き上げて前記鋼管から前記先端掘削刃を分離させ、または前記鋼管を逆回転させて前記先端掘削刃を前記鋼管の外径よりも内周側に収納し、前記鋼管を地盤から引き抜くことによって、前記鋼管の抜き跡となる杭孔および前記螺旋状の溝に前記鋼管内のモルタルまたは生コンクリートまたはセメントミルクを流し込む過程と、
   を含む節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法。
2. 請求項１に記載の節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法において、前記杭孔および螺旋状の溝に前記鋼管内のモルタルまたは生コンクリートまたはセメントミルクを流し込む過程中に、前記鋼管に振動を与えて前記モルタルまたは生コンクリートまたはセメントミルクを締め固める節付き現場打ちコンクリート系杭の築造方法。
3. 鋼管と、この鋼管の一端に取付部によって取り付けられて前記鋼管の外周面よりも外周側に一部分が突出した刃体を有する先端掘削刃とでなり、この先端掘削刃は、前記鋼管を地盤から引き上げることで前記先端掘削刃に作用する地盤の抵抗によって前記取付部で前記鋼管から外れる節付き現場打ちコンクリート系杭築造用の掘削刃取付け鋼管。
4. 鋼管と、この鋼管の一端に取り付けられて前記鋼管の外周面よりも外周側に一部分が突出した状態と全体が前記鋼管の外周面よりも内周側に収納された状態とに姿勢変更可能な突没刃を有する先端掘削刃とを有し、この先端掘削刃は、前記鋼管の周方向に回動自在であって、前記鋼管の外周面よりも外周側に一部分が突出する状態から一方向への回動がストッパにより阻止される節付き現場打ちコンクリート系杭築造用の掘削刃取付け鋼管。
5. モルタルまたはコンクリートまたはセメントミルクからなる円柱状であり、外周に地盤内に食い込んだ螺旋状の突条を有する節付き現場打ちコンクリート系杭。

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