JP3372627B2 - 逆円錐状多翼鋼管杭の埋設工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、軟弱地盤において好適
な逆円錐状多翼鋼管杭の埋設工法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】日本の大都市は、河川を中心に発達した
沖積平野に集中しており、地表面は特に圧密を受けてい
ない極軟弱層が多く、下部に行くに従って上層部の土砂
等による圧密をうけ、杭の支持層ではないが比較的地表
面よりやや強度のある沖積があり、沖積層の杭を支持す
る支持層は、深い所は60ｍ以上に及んでおり、沖積平野
に建築した都市の、中低層建築物の基礎は経済的にも、
長尺な支持杭は不可能で、年月の経過とともに、地盤の
不等沈下などにより、沈下・変形が起き、建築トラブル
を起こす事故が特に沖積都市に多発している。 【０００３】このような軟弱地盤の、表層地盤改良工法
としては、従来、異形摩擦杭、ソイルセメント改良杭、
小径コンクリート杭等の杭基礎と、通称ベタ基礎と言わ
れる浮基礎工法が採用されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの杭基
礎工法は、道路幅が大きく、施工敷地が大きい建設物に
主として用いられ、施工機械と設備ならびに杭材料は、
狭小道路や狭小敷地には搬入出来ず、施工使用は難し
い。また、これらの基礎工法のいずれもが、地表面の圧
密を受けておらず、これから水位変化、上部荷重によっ
て収縮する極軟弱層の地表面より、同一直径での異形摩
擦杭、ソイルセメント改良杭、小径コンクリート杭等に
よって、土の摩擦力が取れる一定深さの地層までの同一
直径を延長した形の杭長さで施工されている。従って、
これらの杭は、建物荷重以外の、地表面の極軟弱層の水
位変化・上部荷重により収縮する地盤の厚密荷重を杭表
面積で余分に受けることになるという問題がある。 【０００５】本発明は、従来の工法における、欠点を改
善し、特に都市の沖積地盤に施工して、余分な強度と支
持力を有し、しかも、深層の地盤まで無排土で容易に施
工することのできる、新規な円錐状多翼鋼管摩擦杭を用
いた埋設工法を提供しようとするものである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の構成について、実施例に対応する図面を参
照して説明すると、本発明の埋設工法は、杭本体１の下
端に、底板２と掘削刃３，４とグラウト噴出孔５，５を
設けるとともに、杭本体１の外周に、その長さ方向にほ
ぼ等間隔をおいて、杭本体の外径の２倍以上の径とした
ほぼ一巻きにわたるネジ込用螺旋翼６ａ〜６ｃを突設
し、且つそれらの隔設した螺旋翼６ａ〜６ｃの外径を、
上部にいくにしたがい一定比率で大径とした逆円錐状の
多翼鋼管杭を、軟弱地盤に押圧回転し、グラウト噴出孔
５，５よりセメントミルクを注入し、杭本体１の下部の
土砂とセメントミルクを混合して杭側面に圧密しなが
ら、螺旋翼６ａ〜６ｃを地盤にネジ込むように食込ませ
て、土の耐力を反力として杭体１を回転推進させて埋設
し、鋼管杭の所定深さへの貫入後は、セメントミルクを
注入しつつ、鋼管杭を回動させながら上下動を行ない、
杭体１の側面に土砂とセメントミルクの混合による周辺
支持層７を形成させるとともに、上部の螺旋翼６ｃから
杭下端部までの間にほぼ逆円錐状のソイルセメント塊８
を形成させることを特徴とするものである。 【０００７】 【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１、図２は本発明において使用する鋼管
杭の一実施例を示したもの、図３、図4はその埋設施工
の状態を示したものである。 【０００８】図１、図２において、１は鋼管製の杭本体
で、その下端には底板２が固設されており、この底板２
のある下端部には、底板２より下方に突出する掘削刃３
と杭本体１の側面に突出して傾斜した掘削刃４とが設け
られ、更に、底板２にはグラウト噴出孔５，５が下方に
向けて突設されている。 【０００９】また、杭本体１の外周には、その下端部か
ら上方に向けて、ほぼ等間隔をおき、ほぼ一巻きにわた
り連続して形成した螺旋翼６ａ〜６ｃが複数突設されて
いる。それらの螺旋翼６ａ〜６ｃは、その外径がいずれ
も杭本体１の外径の２倍以上となっている。また、各螺
旋翼６ａ〜６ｃのピッチＬは同様であり、しかも、例え
ば杭本体１の２分の１という小ピッチのものとなってい
る。さらに、各螺旋翼６ａ〜６ｃは、最下部の螺旋翼５
ａから上部のもの６ａ，６ｃになるにしたがい、一定の
比率で順次大径のものとし、それら螺旋翼６ａ〜６ｃの
外側端を結ぶ線ａが上開きの逆円錐状をなすようにされ
ている。また、各螺旋翼６ａ〜６ｃの間隔は、螺旋翼の
ピッチ１の倍数の長さに設定するのがよい。 【００１０】図示の実施例では、１本の杭本体１に３個
の螺旋翼６ａ〜６ｃを設けたものとなっているが、螺旋
翼の数は適宜増減できる。鋼管杭の埋設深さが長くなる
にあたっては、この鋼管杭に他の杭を接続して使用す
る。 【００１１】本発明の工法は、上記の円錐状多翼鋼管杭
を使用して行われる。まず、杭本体１の上端部に図示を
省略した回転押込み駆動装置を取り付け、その駆動によ
って鋼管杭を地中にネジ込むように回転し、グラウト噴
出孔５，５からセメントミルクを注入しながら押し込ん
で行くのである。 【００１２】それにより、下端の掘削刃３，４の作用で
杭先端部の土砂は掘削、軟化して流動化し、杭の貫入が
容易となる。そして、杭本体１の外周面に突設した螺旋
翼６ａを掘削した土砂及び地盤に食い込ませ、土の組成
を反力として回転推進して行くことになる。この場合、
鋼管杭の１回転毎の推進長さは、螺旋翼６ａのピッチＬ
の長さとほぼ同等とされる。 【００１３】また、この場合、グラウト噴出孔５，５よ
りセメントミルクが注入されるので、掘削軟化した土砂
とセメントミルクは掘削刃３，４によって混合され、そ
の混合土砂は、杭体の貫入によって杭体積分の混合土砂
が杭側方に圧縮されることになり、したがって、地表面
には土砂を排出せず無排土で杭が貫入して行くととも
に、図３に示すように、杭本体１の周辺および螺旋翼６
ａの回転軌跡にはセメントミルクが掘削土と混合されて
圧密、充填され、螺旋状の周辺支持層７が連続状態で形
成されて行くことになる。 【００１４】鋼管杭の推進、貫入が進むことにより、上
方に設けられた螺旋翼６ｂ，６ｃも次々と地盤に食い込
み上記同様にして回転推進することになる。この場合、
それらの螺旋翼６ｂ，６ｃは下端部の螺旋翼６ａと連続
した螺旋軌跡ｂ上にあるので、地盤への食い込みが良好
で、回転推進が容易に行われることになる。 【００１５】上記のように、本発明の鋼管杭埋設では、
螺旋翼６ａ〜６ｃの回転推進によって杭の貫入を行うの
で、杭の埋設は無排土で行われるとともに、杭を回転推
進しながらセメントミルクを注入して行くので、杭周り
の地盤は圧密されるばかりでなく、土砂とセメントミル
クとの混合による周辺支持層７が螺旋状に連続して形成
されることになる。 【００１６】上記の施工により鋼管杭が所定の深さに貫
入後は、図４に示すように、セメントミルクを注入させ
ながら、鋼管杭を回動、例えば正転と逆転を繰り返しつ
つ鋼管杭の上下動を繰返し行うのである。それにより、
地盤はセメントミルクと土砂が螺旋翼６ａ〜６ｃによっ
て撹拌されてソイルセメントとなり、鋼管杭の下端部か
ら上部の螺旋翼６ｃの上方までほぼ逆円錐柱状のソイル
セメント塊８が形成され、ソイルセメントの硬化によっ
て側面の土砂との付着効果が発現されるとともに、逆円
錐柱状のくさび効果と相乗して一層強力な摩擦支持力と
引抜き抵抗力が発揮されることになる。 【００１７】さきにも述べたように、本発明では、鋼管
杭の埋設深さが長くなるにあたっては、この鋼管杭に他
の杭、例えば、一般に使用されている翼なしの鋼管製上
杭を接続して埋設を続行する。本発明では、その効果を
よりあげるためには、鋼管杭をその円錐状の多翼部が地
表に近い未圧蜜地盤をさけ、一定置以上の強度のある安
定した深部の地層に埋設させることが望ましい。そのよ
うにすれば、各翼巾の大きな螺旋翼６ａ〜６ｃによる支
圧効果に加え各螺旋翼６ａ〜６ｃ全体の円錐状くさび効
果が地層に働き、更に大きな摩擦力とくさび効果による
合成、支持力が得られることになる。 【００１８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明は、下端に
掘削刃とグラウト注入孔を設けた杭本体の外周に、大径
のネジ込用の螺旋翼を隔設し、それらの螺旋翼を上部に
いくにしたがい大径とした鋼管杭を用いて、回転押し込
みにより地中にネジり込むとともに、グラウト噴出孔よ
りセメントミルクを注入するようにしたので、僅かな押
圧力によって杭を回転させるだけで埋設が能率よくしか
も無排土でできる。 【００１９】また、鋼管杭は螺旋状の土砂とセメントミ
ルクの混合による周辺支持層の形成とによって、多大な
支持力を得ることができるとともに、鋼管杭の囲りにセ
メントミルクと土砂の混合による、逆円錐柱状のソイル
セメント塊が鋼管杭と一体化して形成され、土砂との付
着効果とくさび効果とが相乗して、一層協力な摩擦支持
力と引抜き抵抗力が得られ、特に軟弱地盤上に建設する
住宅等の基礎杭工法として優れたものである。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明で使用する鋼管杭の一実施例を示す側面
図である。 【図２】同低面図である。 【図３】鋼管杭を所定の深さに貫入した状態を示す側断
面図である。 【図４】鋼管杭の周りに逆円錐状のソイルセメント塊を
形成した状態を示す側断面図である。 【符号の説明】 １ 杭本体 ２ 底板 ３，４ 掘削刃 ５ グラウト噴出孔 ６ａ〜６ｃ 螺旋翼 ７ 周辺支持層 ８ ソイルセメント塊

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 杭本体の下端に、底板と掘削刃とグラウ
   ト噴出孔を設けるとともに、杭本体の外周に、その長さ
   方向にほぼ等間隔をおいて、杭本体の外径の２倍以上の
   径としたほぼ一巻きにわたるネジ込用螺旋翼を突設し、
   且つそれらの隔設した螺旋翼の外径を、上部にいくにし
   たがい一定比率で大径とした逆円錐状の多翼鋼管杭を、
   軟弱地盤に押圧回転し、グラウト噴出孔よりセメントミ
   ルクを注入し、杭本体の下部の土砂とセメントミルクを
   混合して杭側面に圧密しながら、螺旋翼を地盤にネジ込
   むように食込ませて、土の耐力を反力として杭体を回転
   推進させて埋設し、鋼管杭の所定深さへの貫入後は、セ
   メントミルクを注入しつつ、鋼管杭を回動させながら上
   下動を行ない、杭体の側面に土砂とセメントミルクの混
   合による周辺支持層を形成させるとともに、上部の螺旋
   翼から杭下端部までの間にほぼ逆円錐状のソイルセメン
   ト塊を形成させることを特徴とする、逆円錐状多翼鋼管
   杭の埋設工法。