JP4049373B2 - 杭の打設方法、杭の支持方法及びこれらの方法に使用するプラグ部材 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、杭など中空管の先端に砂プラグを形成する杭など中空管の打設方法、支持方法及びこれらの方法に使用可能なプラグ部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設物の基礎には、直接基礎、杭基礎、地中連続壁基礎等があるが、杭基礎工事は、鋼管杭、場所打ち杭、コンクリート杭（ＰＣ、ＰＨＣ）などにより行われるのが一般的である。この内の鋼管杭の打設工法には、大別すると打撃工法、圧入工法がある。
【０００３】
鋼管杭の打設工法では、通常、鋼管杭の地盤側先端が閉塞していない状態で鋼管杭の上端をハンマで打撃するが、この上端打撃工法によれば鋼管杭長によるエネルギーロスが大きい。このため、鋼管杭の先端部を閉塞し、鋼管杭の下端をハンマで打撃することによりエネルギーロスを減じ、少ないエネルギーで杭を打設可能にする工法が杭先端打撃工法として知られている（例えば、特開２００２−２２７１９６公報参照）。
【０００４】
上記杭先端打撃工法として杭内部を砂プラグにより閉塞して鋼管杭の下端を打撃する方法があるが、このように杭内部の砂プラグによる閉塞効果を得るときに鉛直方向に締め固めるだけでは砂プラグと鋼管杭内面との間の摩擦力が充分に得られない場合がある。このため、ハンマから砂プラグが受ける打撃エネルギーを鋼管杭内面へ充分に伝達できず、鋼管杭の打ち込みエネルギーに充分に変換できない。この結果、杭先端打撃工法でもエネルギーロスが生じてしまう。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２２７１９６公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、ハンマから受ける打撃エネルギーを鋼管杭に充分に伝達でき、打撃エネルギーを従来よりも少なくでき、また、杭先端の支持力を確実に確保できる杭の打設方法を提供することを目的とする。 また、杭先端の支持力を確実に確保できる杭の支持方法を提供することを目的とする。更に、かかる杭の打設方法及び杭の支持方法に使用可能なプラグ部材を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による杭の打設方法は、地盤面にほぼ直立するように接した中空管杭内に砂を投入する工程と、砂内に入り込む先端を有するプラグ部材を前記中空管杭内に前記先端を下向きにして挿入する工程と、前記中空管杭内に打撃用ハンマを挿入する工程と、前記ハンマにより前記プラグ部材の後端面を打撃することで前記プラグ部材を前記先端から前記中空管杭内の砂内に打ち込む工程と、前記ハンマによるプラグ部材の後端面からの打撃により前記中空管杭を前記地盤中に打設する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
この杭の打設方法によれば、中空管杭内でプラグ部材を砂内に打ち込むことで砂プラグを形成するので、中空管杭の内面への締め固め効果が増大し、砂プラグと中空管杭の内面との間の摩擦力が大きくなる。この結果、ハンマから受ける打撃エネルギーを中空管杭に充分に伝達できるので、中空管杭を地盤内に打ち込む際の打撃エネルギーを従来よりも少なくできる。このため、ハンマ打撃による騒音や振動を低減でき、またハンマの駆動源の小型化や低容量化を実現できる。
【０００９】
前記プラグ部材の先端はコーン形状を有することが好ましい。また、前記プラグ部材は先端側にアンカー部と後端側にアンカーベース部とを備え、前記打ち込み工程において前記アンカーベース部を打撃することで前記アンカー部が砂内で拡張するようにできる。これらのプラグ部材により、砂プラグにおける中空管杭の内面への締め固め効果を効果的に増大させることができる。
【００１０】
また、上述の杭の打設方法において前記ハンマによるプラグ部材の後端面からの打撃により前記中空管杭を前記地盤から支持層内へと貫入させる工程を更に含むことで、杭の先端を確実に支持できる。上述のように中空管杭内でプラグ部材を砂内に打ち込むことで強固な砂プラグを形成するので、中空管杭の支持層内へと貫入が容易となる。
【００１１】
本発明による杭の支持方法は、地盤中に中空管杭を設置する工程と、前記地盤内の中空管杭内に砂を投入する工程と、砂内に入り込む先端を有するプラグ部材を前記中空管杭内に前記先端を下向きにして挿入する工程と、前記中空管杭内に打撃用ハンマを挿入する工程と、前記ハンマにより前記プラグ部材の後端面を打撃することで前記プラグ部材を前記先端から前記中空管杭内の砂内に打ち込む工程と、前記ハンマによるプラグ部材の後端面からの打撃により前記中空管杭を前記地盤から支持層内へと貫入させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
この杭の支持方法によれば、地盤中に設置した中空管杭内でプラグ部材を砂内に打ち込むことで砂プラグを形成するので、中空管杭の内面への締め固め効果が増大し、砂プラグと中空管杭の内面との間の摩擦力が大きくなり、このため、ハンマから受ける打撃エネルギーを中空管杭に充分に伝達でき中空管杭を支持層内へ貫入できる。この結果、中空管杭の先端近傍で均一かつ密実な応力球根を支持層内に形成できるので、中空管杭の先端支持力を確実に確保できる。
【００１３】
前記プラグ部材の先端はコーン形状を有することが好ましい。また、前記プラグ部材は先端側にアンカー部と後端側にアンカーベース部とを備え、前記打ち込み工程において前記アンカーベース部を打撃することで前記アンカー部が砂内で拡張するようにできる。これらのプラグ部材により、砂プラグにおける中空管杭の内面への締め固め効果を効果的に増大させることができる。
【００１４】
本発明による別の杭の打設方法は、地盤面にほぼ直立するように接した中空管内に砂を投入する工程と、砂内に入り込む先端を有するプラグ部材を前記中空管内に前記先端を下向きにして挿入する工程と、前記中空管内に打撃用ハンマを挿入する工程と、前記ハンマにより前記プラグ部材の後端面を打撃することで前記プラグ部材を前記先端から前記中空管内の砂内に打ち込む工程と、前記ハンマによるプラグ部材の後端面からの打撃により前記中空管杭を前記地盤から支持層内へと貫入させる工程と、低スランプのコンクリートを前記中空管の先端に投入する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
この杭の打設方法によれば、地盤中に設置した中空管内でプラグ部材を砂内に打ち込むことで砂プラグを形成し、中空管の内面への締め固め効果が増大し、砂プラグと中空管の内面との間の摩擦力が大きくなる。このため、ハンマから受ける打撃エネルギーを中空管に充分に伝達でき中空管の先端近傍で均一かつ密実な応力球根を支持層内に形成できる。そして、その中空管の先端に低スランプのコンクリートを投入することで、杭を杭先端の支持力を確実に確保しながら施工できる。
【００１６】
本発明による更に別の杭の打設方法は、地盤中に中空管杭を設置する工程と、前記地盤内の中空管杭内に砂を投入する工程と、砂内に入り込む先端を有するプラグ部材を前記中空管杭内に前記先端を下向きにして挿入する工程と、前記中空管杭内に打撃用ハンマを挿入する工程と、前記ハンマにより前記プラグ部材の後端面を打撃することで前記プラグ部材を前記先端から前記中空管杭内の砂内に打ち込む工程と、前記ハンマによるプラグ部材の後端面からの打撃により前記中空管杭を前記地盤中に打設する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
この杭の打設方法によれば、地盤中に設置した中空管杭内でプラグ部材を砂内に打ち込むことで砂プラグを形成するので、中空管杭の内面への締め固め効果が増大し、砂プラグと中空管杭の内面との間の摩擦力が大きくなる。この結果、ハンマから受ける打撃エネルギーを中空管杭に充分に伝達できるので、中空管杭を地盤内に打ち込む際の打撃エネルギーを従来よりも少なくできる。このため、ハンマ打撃による騒音や振動を低減でき、またハンマの駆動源の小型化や低容量化を実現できる。なお、前記ハンマによるプラグ部材の後端面からの打撃により前記中空管杭を前記地盤から支持層内へと貫入させる工程を更に含むことで、中空管杭内に強固な砂プラグを形成できるので、中空管杭の支持層内へと貫入が容易となる。
【００１８】
本発明によるプラグ部材は、上述の杭の打設方法または杭の支持方法における前記プラグ部材として使用可能であることを特徴とする。このプラグ部材を上述の杭の打設方法または杭の支持方法に使用することで形成される砂プラグにおいて中空管杭の内面への締め固め効果を効果的に増大させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１乃至第３の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
〈第１の実施の形態（杭の打設方法）〉
【００２１】
図１は第１の実施の形態による杭の打設方法を説明するための工程図（ａ）乃至（ｄ）である。
【００２２】
本実施の形態による杭の打設方法は、図１に示すように、鋼管杭１１を地盤面１０から地盤内に打ち込むことで杭基礎工事を行うものである。なお、図１及び後述の図３では、説明の便宜上、鋼管杭を短めに図示している。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、まず、内部が中空の鋼管杭１１を支持し地盤面１０に対して直立させるように設置し、鋼管杭１１の上端１４から砂を投入することで鋼管杭１１内の下端１２に砂１７が堆積する。そして、図１（ｂ）のように、先端２１側がコーン形状であり後端面２２側が円板形状である鋼製のプラグ部材２０を鋼管杭１１内に先端２１を下向きにして挿入する。
【００２４】
次に、図１（ｃ）のように、鋼管杭１１内に打撃用ハンマ３０を挿入し、公知の油圧ハンマ法やディーゼルハンマやドロップハンマ法によりハンマ３０を駆動し、プラグ部材２０の後端面２２をハンマ３０により打撃する。このハンマ３０の打撃によりプラグ部材２０を先端２１から鋼管杭１１内の砂内に打ち込む。
【００２５】
次に、図１（ｃ）の状態からハンマ３０によりプラグ部材２０の後端面２２を打撃し、この打撃を繰り返し行うことにより、図１（ｄ）のように、鋼管杭１１をその先端１２から地盤面１０に打ち込み地盤中に貫入させる。このようして、鋼管杭１１を所定の深さまで打ち込むことで鋼管杭１本の打設が完了する。
【００２６】
図１（ｃ）のようにプラグ部材２０を砂内に打撃を繰り返して打ち込み、プラグ部材２０の先端２１側のコーン状部分（円錐部分）が鋼管杭１１内の下端１２側に堆積した砂内に押し込まれ、鋼管杭１１内に堆積した砂が鉛直方向のみならず鋼管杭１１の内面１３側にも締め固められて目標強度の砂プラグ１８が形成される。この砂プラグ１８の形成により、鋼管杭１１の下端１２側が閉塞されるとともに、内面１３への締め固め効果が増大し、砂プラグ１８と鋼管杭１１の内面１３との間の摩擦力が大きくなる。
【００２７】
従って、鋼管杭１１の地盤内への打ち込みにおいて砂プラグ１８がハンマ３０から受ける打撃エネルギーを鋼管杭１１に充分に伝達でき、このエネルギーが鋼管杭１１に対する打ち込みエネルギーに効率よく変換されるので、鋼管杭１１を地盤内に打ち込む際の打撃エネルギーを従来よりも少なくできる。このため、ハンマ打撃による騒音や振動を低減でき、また油圧ハンマ法やディーゼルハンマやドロップハンマ法の駆動源の小型化や低容量化を実現できる。また、地盤内の打設であるから、騒音や振動を更に低減できる。
【００２８】
また、従来と同じ打撃エネルギーであれば、より大きなエネルギーで鋼管杭１１を地盤内に効率的に打ち込むことができる。
【００２９】
図２に図１のような鋼管杭の打設方法に適用して好ましいプラグ部材の具体例を示す。図２のプラグ部材３５は、全体がコーン状に形成された円錐状部３６と、ハンマが当たる円形状の後端部３７と、を備える。円錐状部３６の先端３６ａは丸みを帯びるように形成されている。
【００３０】
図２において、内径Ｄの鋼管杭１１に対し、プラグ部材３５の後端部３７の径ｄは、鋼管杭１１の内面１３との隙間ｇが２０ｍｍ乃至５０ｍｍの範囲内で設定することが好ましい。また、円錐状部３６の後端部３７から先端３６ａまでの高さｈは、１．５×Ｄ乃至２．５×Ｄが好ましい。また、円錐状部３６の後端部３７に対する傾斜角θは１０乃至１５度が好ましい。また、鋼管杭１１の外径は４００乃至１０００ｍｍが好ましい。外径が１０００ｍｍ以下であると、鋼管杭の閉塞効果を充分に得ることができ、また打ち込み時の先端抵抗が大きくならない。
【００３１】
次に、図１におけるプラグ部材を別のプラグ部材に変えた変形例を図３を参照して説明する。図３は図１の変形例である杭の打設方法を説明するための工程図（ａ）乃至（ｄ）である。
【００３２】
図３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、別のプラグ部材４０は、円形板４３から先端側に延びて設けられた円筒状のアンカー部４１と、円筒状のアンカー部４１内に後端側から入り込むアンカーベース部４２と、を備える。円筒状のアンカー部４１には、先端側から円筒軸方向に直線状にカット部４１ａが複数形成されている。
【００３３】
この杭の打設方法は、図３（ａ）に示すように、まず、内部が中空の鋼管杭１１を支持し地盤面１０に対して直立させるように設置し、鋼管杭１１の上端１４から砂を投入することで鋼管杭１１内の下端１２に砂１７が堆積する。そして、図３（ｂ）のように、プラグ部材４０を鋼管杭１１内に円筒状のアンカー部４１を下向きにして挿入する。
【００３４】
次に、図３（ｃ）のように、鋼管杭１１内に打撃用ハンマ３０を挿入し、公知の油圧ハンマ法やディーゼルハンマやドロップハンマ法によりハンマ３０を駆動し、プラグ部材４０の後端側のアンカーベース部４２をハンマ３０により打撃する。このハンマ３０の打撃によりプラグ部材４０を中空管杭１１内の砂１７内に打ち込むが、このとき、図３（ｄ）のように、アンカーベース部４２が円筒状のアンカー部４１内に入り込んで砂内でアンカー部４１のカット部４１ａを押し広げ拡張する。
【００３５】
次に、図３（ｄ）の状態からハンマ３０によりプラグ部材４０のアンカーベース部４２及び円形板４３を打撃し、この打撃を繰り返し行うことにより、図１（ｄ）と同様にして鋼管杭１１をその先端１２から地盤面１０に打ち込み地盤中に貫入させる。このようして、鋼管杭１１を所定の深さまで打ち込むことで鋼管杭の打設が完了する。
【００３６】
図３（ｄ）のように、プラグ部材４０を砂内に打撃を繰り返して打ち込み、プラグ部材４０が砂内でカット部４１ａで拡張することで鋼管杭１１内の下端１２側に堆積した砂が鉛直方向のみならず鋼管杭１１の内面１３側にも締め固められることで目標強度の砂プラグ１８が図１と同様に形成される。この砂プラグ１８の形成により、鋼管杭１１の下端１２側が閉塞されるとともに、鋼管杭１１の内面１３への締め固め効果が増大し、砂プラグ１８と鋼管杭１１の内面１３との間の摩擦力が大きくなる。
【００３７】
従って、図１と同様に、砂プラグ１８がハンマ３０から受ける打撃エネルギーを鋼管杭１１に対する打ち込みエネルギーに効率よく変換できるので、鋼管杭１１を地盤内に打ち込む際の打撃エネルギーを従来よりも少なくできる。このため、ハンマ打撃による騒音や振動を低減でき、また油圧ハンマ法やディーゼルハンマやドロップハンマ法の駆動源の小型化や低容量化を実現できる。また、地盤内の打設であるから、騒音や振動を更に低減できる。
【００３８】
また、従来と同じ打撃エネルギーであれば、より大きなエネルギーで鋼管杭１１を地盤内に効率的に打ち込むことができる。
【００３９】
通常の打設工法では鋼管杭の先端を閉塞せずに鋼管杭の上端を打撃するため鋼管杭長によるエネルギーロスが大きいが、第１の実施の形態の杭の打設方法によれば、鋼管杭の先端部に強固な砂プラグを形成し先端部を閉塞し、鋼管杭の下端を打撃することでエネルギーロスを減じ、少ないエネルギーで鋼管杭を打設できるのである。
【００４０】
また、従来の先端打撃方法では鋼管杭の先端部の砂を鉛直方向に締め固めるだけであるので強固な砂プラグが形成され難いのに対し、上述の杭の打設方法によれば、プラグ部材を用いて鋼管杭の先端部に鋼管杭の内面に対し大きな摩擦力で締め固められた強固な砂プラグを形成できるのである。
【００４１】
〈第２の実施の形態（杭の支持方法）〉
【００４２】
図４は第２の実施の形態による杭の支持方法を説明するための工程図（ａ）乃至（ｅ）である。
【００４３】
本実施の形態による杭の支持方法は、オーガシャフト等により地盤の中堀を行い沈設した鋼管杭の先端部に図１乃至図３と同様のプラグ部材を用いて強固な砂プラグを形成し、ハンマ打撃により支持層内において均一かつ密実な応力球根を形成して鋼管杭の先端支持力を確保して支持するものである。
【００４４】
図４（ａ）に示すように、鋼管杭１１の中にスパイラルオーガ５１を挿入し、スパイラルオーガ５１を回転させて地盤面５０から排土しながら掘り下げる。そして、図４（ｂ）のように、所定の深さだけ掘り下げて支持層６０に達することで鋼管杭１１を地盤層中に沈設する。
【００４５】
次に、スパイラルオーガ５１を引き上げ、鋼管杭１１内に砂を投入してから、図４（ｃ）のように、図１と同様の鋼製のプラグ部材２０を鋼管杭１１内に先端２１を下向きにして挿入する。
【００４６】
次に、図４（ｄ）のように、鋼管杭１１内に打撃用ハンマ３０を挿入し、公知の油圧ハンマ法やディーゼルハンマやドロップハンマ法によりハンマ３０を駆動し、プラグ部材２０の後端面２２をハンマ３０により打撃する。このハンマ３０の打撃によりプラグ部材２０を先端２１から鋼管杭１１内の砂６１内に打ち込む。
【００４７】
次に、図４（ｄ）の状態からハンマ３０によりプラグ部材２０の後端面２２を打撃し、この打撃を繰り返し行うことにより、図４（ｅ）のように鋼管杭１１をその先端１２から支持層６０内に貫入させる。このようして、鋼管杭１１の先端を支持層６０内に貫入させることで鋼管杭について先端支持力を確保できる。
【００４８】
図４（ｅ）のように、プラグ部材２０の先端２１側のコーン状部分が鋼管杭１１内の下端１２側に堆積した砂内に押し込まれ、鋼管杭１１内に堆積した砂が鉛直方向のみならず鋼管杭１１の内面１３側にも締め固められて目標強度の砂プラグ６１が形成される。
【００４９】
砂プラグ６１の形成により、鋼管杭１１の下端１２側が閉塞されるとともに、内面１３への締め固め効果が増大し、砂プラグ６１と鋼管杭１１の内面１３との間の摩擦力が大きくなる。従って、鋼管杭１１の地盤内への打ち込みにおいて砂プラグ６１がハンマ３０から受ける打撃エネルギーを鋼管杭１１に充分に伝達でき、このエネルギーが鋼管杭１１に対する打ち込みエネルギーに効率よく変換されるので、鋼管杭１１内の砂プラグ６１の先端が支持層６０に押し出され砂プラグ６１の先端近傍で支持層６０内に均一かつ密実な応力球根６２を形成できる。これにより、鋼管杭１１の先端支持力を確保できる。
【００５０】
この杭の支持方法によれば、地盤中に設置した中空管杭内でプラグ部材を砂内に打ち込むことで砂プラグを形成するので、中空管杭の内面への締め固め効果が増大し、砂プラグと中空管杭の内面との間の摩擦力が大きくなり、このため、ハンマから受ける打撃エネルギーを中空管杭に充分に伝達でき中空管杭を支持層内へ貫入できる。この結果、中空管杭の先端近傍で鉛直方向と水平方向にエネルギーを分散させることができ、均一かつ密実な応力球根を支持層内に形成できる。これにより、鋼管杭１１の先端支持力を確実に確保でき、鋼管杭１１を確実に支持層６０内で支持できる。
【００５１】
通常の工法で鋼管杭の先端に砂の球根を造成する場合、砂を直接打撃して拡幅する場合が殆どであるのに対して、本実施の形態の杭の支持方法によれば、コーン形状のプラグ部材を挿入して打撃することにより、均一かつ密実な応力球根を造成できる。
【００５２】
また、従来のペデスタル杭の砂プラグ造成としてフランキー杭があり、この砂プラグ造成では鋼管杭の中に投入した砂を地表面において直接ハンマで打撃し、締め固めるものであるのに対し、本実施の形態の杭の支持方法では、プラグ部材の締め固めにより鉛直方向のエネルギーの一部を鋼管杭１１の内面１３へのエネルギーに変換するので、内面の側方締め固め効果が増大する。
【００５３】
〈第３の実施の形態（杭の別の打設方法）〉
【００５４】
図５は第３の実施の形態による杭の打設方法を説明するための工程図（ａ）乃至（ｄ）である。
【００５５】
本実施の形態による杭の打設方法は、図５に示すように、図１と同様にして鋼管１１を地盤面１０から地盤内に打ち込み、次に、図４（ｄ）〜（ｅ）と同様にして支持層内に応力球根を形成し、その後に低スランプのコンクリートを投入するものである。
【００５６】
図５（ａ）のように、鋼管１１を地盤面５０に直立させ、鋼管１１内に砂または砂礫を投入する。次に、図５（ｂ）のように、図１と同様のプラグ部材２０を鋼管１１内に挿入し、ハンマ３０でプラグ部材２０を砂プラグ６１内へ打撃する。そして、図５（ｃ）のように、鋼管１１の先端が支持層６０に達するように鋼管１１を目標深度まで打設する。
【００５７】
次に、ハンマ３０で更にプラグ部材２０を打撃することで、図５（ｃ）のように砂プラグ６１の先端を支持層６０内へと押し出し応力球根を形成する。かかる支持層６０内への押し出しは、砂プラグ６１が鋼管杭１１内でのプラグ部材２０の砂内への打ち込みで強固に形成されるので、従来よりも容易に行われる。
【００５８】
次に、図５（ｄ）のように、低スランプのコンクリートを鋼管１１の先端に投入し、砂プラグ６１の先端の応力球根部分をコンクリートで固めた先端拡幅部６５に形成する。
【００５９】
以上のようにして、鋼管１１内でプラグ部材２０を砂内に打ち込むことで砂プラグ６１を形成し、鋼管１１の内面への締め固め効果が増大し、砂プラグ６１と鋼管１１の内面との間の摩擦力が大きくなるため、ハンマ３０から受ける打撃エネルギーを鋼管１１に充分に伝達でき鋼管１１の先端近傍で均一かつ密実な応力球根を支持層６０内に形成できる。そして、その応力球根部分に低スランプのコンクリートで先端拡幅部６５を形成することにより、杭先端の支持力を一層確実に確保できる。
【００６０】
以上のように本発明を実施の形態により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、図４、図５におけるプラグ部材２０は図３の別のプラグ部材４０を使用してもよい。また、図４における鋼管杭１１の沈設方法は別の各種の公知の方法を用いてよいことは勿論である。
【００６１】
また、図５における鋼管１１の地盤層への打設を図４のような公知のオーガシャフト等を利用して行い、鋼管１１を沈設してからプラグ部材を用いて砂プラグ形成を行うようにしてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、ハンマから受ける打撃エネルギーを中空管杭に充分に伝達でき、打撃エネルギーを従来よりも少なくでき、また、杭先端の支持力を確実に確保できる杭の打設方法を提供できる。また、杭先端の支持力を確実に確保できる杭の支持方法を提供できる。更に、かかる杭の打設方法及び杭の支持方法に使用可能なプラグ部材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態による杭の打設方法を説明するための工程図（ａ）乃至（ｄ）である。
【図２】図１のような鋼管杭の打設方法に適用して好ましいプラグ部材の具体例を示す図である。
【図３】図１の変形例である杭の打設方法を説明するための工程図（ａ）乃至（ｄ）である。
【図４】第２の実施の形態による杭の支持方法を説明するための工程図（ａ）乃至（ｅ）である。
【図５】第３の実施の形態による杭の打設方法を説明するための工程図（ａ）乃至（ｄ）である。
【符号の説明】
１０，５０・・・地盤面
１１・・・鋼管杭、鋼管（中空管杭、中空管）
１３・・・鋼管杭の内面
１８・・・砂プラグ
２０・・・プラグ部材
２１・・・先端
２２・・・後端面
３０・・・ハンマ
３５・・・プラグ部材
３６・・・先端部
４０・・・別のプラグ部材
４１・・・アンカー部
４２・・・アンカーベース部
５１・・・スパイラルオーガ
６０・・・支持層
６１・・・砂プラグ
６２・・・応力球根
６５・・・先端拡幅部
【発明の属する技術分野】
本発明は、杭など中空管の先端に砂プラグを形成する杭など中空管の打設方法、支持方法及びこれらの方法に使用可能なプラグ部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設物の基礎には、直接基礎、杭基礎、地中連続壁基礎等があるが、杭基礎工事は、鋼管杭、場所打ち杭、コンクリート杭（ＰＣ、ＰＨＣ）などにより行われるのが一般的である。この内の鋼管杭の打設工法には、大別すると打撃工法、圧入工法がある。
【０００３】
鋼管杭の打設工法では、通常、鋼管杭の地盤側先端が閉塞していない状態で鋼管杭の上端をハンマで打撃するが、この上端打撃工法によれば鋼管杭長によるエネルギーロスが大きい。このため、鋼管杭の先端部を閉塞し、鋼管杭の下端をハンマで打撃することによりエネルギーロスを減じ、少ないエネルギーで杭を打設可能にする工法が杭先端打撃工法として知られている（例えば、特開２００２−２２７１９６公報参照）。
【０００４】
上記杭先端打撃工法として杭内部を砂プラグにより閉塞して鋼管杭の下端を打撃する方法があるが、このように杭内部の砂プラグによる閉塞効果を得るときに鉛直方向に締め固めるだけでは砂プラグと鋼管杭内面との間の摩擦力が充分に得られない場合がある。このため、ハンマから砂プラグが受ける打撃エネルギーを鋼管杭内面へ充分に伝達できず、鋼管杭の打ち込みエネルギーに充分に変換できない。この結果、杭先端打撃工法でもエネルギーロスが生じてしまう。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２２７１９６公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、ハンマから受ける打撃エネルギーを鋼管杭に充分に伝達でき、打撃エネルギーを従来よりも少なくでき、また、杭先端の支持力を確実に確保できる杭の打設方法を提供することを目的とする。 また、杭先端の支持力を確実に確保できる杭の支持方法を提供することを目的とする。更に、かかる杭の打設方法及び杭の支持方法に使用可能なプラグ部材を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による杭の打設方法は、地盤面にほぼ直立するように接した中空管杭内に砂を投入する工程と、砂内に入り込む先端を有するプラグ部材を前記中空管杭内に前記先端を下向きにして挿入する工程と、前記中空管杭内に打撃用ハンマを挿入する工程と、前記ハンマにより前記プラグ部材の後端面を打撃することで前記プラグ部材を前記先端から前記中空管杭内の砂内に打ち込む工程と、前記ハンマによるプラグ部材の後端面からの打撃により前記中空管杭を前記地盤中に打設する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
この杭の打設方法によれば、中空管杭内でプラグ部材を砂内に打ち込むことで砂プラグを形成するので、中空管杭の内面への締め固め効果が増大し、砂プラグと中空管杭の内面との間の摩擦力が大きくなる。この結果、ハンマから受ける打撃エネルギーを中空管杭に充分に伝達できるので、中空管杭を地盤内に打ち込む際の打撃エネルギーを従来よりも少なくできる。このため、ハンマ打撃による騒音や振動を低減でき、またハンマの駆動源の小型化や低容量化を実現できる。
【０００９】
前記プラグ部材の先端はコーン形状を有することが好ましい。また、前記プラグ部材は先端側にアンカー部と後端側にアンカーベース部とを備え、前記打ち込み工程において前記アンカーベース部を打撃することで前記アンカー部が砂内で拡張するようにできる。これらのプラグ部材により、砂プラグにおける中空管杭の内面への締め固め効果を効果的に増大させることができる。
【００１０】
また、上述の杭の打設方法において前記ハンマによるプラグ部材の後端面からの打撃により前記中空管杭を前記地盤から支持層内へと貫入させる工程を更に含むことで、杭の先端を確実に支持できる。上述のように中空管杭内でプラグ部材を砂内に打ち込むことで強固な砂プラグを形成するので、中空管杭の支持層内へと貫入が容易となる。
【００１１】
本発明による杭の支持方法は、地盤中に中空管杭を設置する工程と、前記地盤内の中空管杭内に砂を投入する工程と、砂内に入り込む先端を有するプラグ部材を前記中空管杭内に前記先端を下向きにして挿入する工程と、前記中空管杭内に打撃用ハンマを挿入する工程と、前記ハンマにより前記プラグ部材の後端面を打撃することで前記プラグ部材を前記先端から前記中空管杭内の砂内に打ち込む工程と、前記ハンマによるプラグ部材の後端面からの打撃により前記中空管杭を前記地盤から支持層内へと貫入させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
この杭の支持方法によれば、地盤中に設置した中空管杭内でプラグ部材を砂内に打ち込むことで砂プラグを形成するので、中空管杭の内面への締め固め効果が増大し、砂プラグと中空管杭の内面との間の摩擦力が大きくなり、このため、ハンマから受ける打撃エネルギーを中空管杭に充分に伝達でき中空管杭を支持層内へ貫入できる。この結果、中空管杭の先端近傍で均一かつ密実な応力球根を支持層内に形成できるので、中空管杭の先端支持力を確実に確保できる。
【００１３】
前記プラグ部材の先端はコーン形状を有することが好ましい。また、前記プラグ部材は先端側にアンカー部と後端側にアンカーベース部とを備え、前記打ち込み工程において前記アンカーベース部を打撃することで前記アンカー部が砂内で拡張するようにできる。これらのプラグ部材により、砂プラグにおける中空管杭の内面への締め固め効果を効果的に増大させることができる。
【００１４】
本発明による別の杭の打設方法は、地盤面にほぼ直立するように接した中空管内に砂を投入する工程と、砂内に入り込む先端を有するプラグ部材を前記中空管内に前記先端を下向きにして挿入する工程と、前記中空管内に打撃用ハンマを挿入する工程と、前記ハンマにより前記プラグ部材の後端面を打撃することで前記プラグ部材を前記先端から前記中空管内の砂内に打ち込む工程と、前記ハンマによるプラグ部材の後端面からの打撃により前記中空管杭を前記地盤から支持層内へと貫入させる工程と、低スランプのコンクリートを前記中空管の先端に投入する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
この杭の打設方法によれば、地盤中に設置した中空管内でプラグ部材を砂内に打ち込むことで砂プラグを形成し、中空管の内面への締め固め効果が増大し、砂プラグと中空管の内面との間の摩擦力が大きくなる。このため、ハンマから受ける打撃エネルギーを中空管に充分に伝達でき中空管の先端近傍で均一かつ密実な応力球根を支持層内に形成できる。そして、その中空管の先端に低スランプのコンクリートを投入することで、杭を杭先端の支持力を確実に確保しながら施工できる。
【００１６】
本発明による更に別の杭の打設方法は、地盤中に中空管杭を設置する工程と、前記地盤内の中空管杭内に砂を投入する工程と、砂内に入り込む先端を有するプラグ部材を前記中空管杭内に前記先端を下向きにして挿入する工程と、前記中空管杭内に打撃用ハンマを挿入する工程と、前記ハンマにより前記プラグ部材の後端面を打撃することで前記プラグ部材を前記先端から前記中空管杭内の砂内に打ち込む工程と、前記ハンマによるプラグ部材の後端面からの打撃により前記中空管杭を前記地盤中に打設する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
この杭の打設方法によれば、地盤中に設置した中空管杭内でプラグ部材を砂内に打ち込むことで砂プラグを形成するので、中空管杭の内面への締め固め効果が増大し、砂プラグと中空管杭の内面との間の摩擦力が大きくなる。この結果、ハンマから受ける打撃エネルギーを中空管杭に充分に伝達できるので、中空管杭を地盤内に打ち込む際の打撃エネルギーを従来よりも少なくできる。このため、ハンマ打撃による騒音や振動を低減でき、またハンマの駆動源の小型化や低容量化を実現できる。なお、前記ハンマによるプラグ部材の後端面からの打撃により前記中空管杭を前記地盤から支持層内へと貫入させる工程を更に含むことで、中空管杭内に強固な砂プラグを形成できるので、中空管杭の支持層内へと貫入が容易となる。
【００１８】
本発明によるプラグ部材は、上述の杭の打設方法または杭の支持方法における前記プラグ部材として使用可能であることを特徴とする。このプラグ部材を上述の杭の打設方法または杭の支持方法に使用することで形成される砂プラグにおいて中空管杭の内面への締め固め効果を効果的に増大させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１乃至第３の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
〈第１の実施の形態（杭の打設方法）〉
【００２１】
図１は第１の実施の形態による杭の打設方法を説明するための工程図（ａ）乃至（ｄ）である。
【００２２】
本実施の形態による杭の打設方法は、図１に示すように、鋼管杭１１を地盤面１０から地盤内に打ち込むことで杭基礎工事を行うものである。なお、図１及び後述の図３では、説明の便宜上、鋼管杭を短めに図示している。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、まず、内部が中空の鋼管杭１１を支持し地盤面１０に対して直立させるように設置し、鋼管杭１１の上端１４から砂を投入することで鋼管杭１１内の下端１２に砂１７が堆積する。そして、図１（ｂ）のように、先端２１側がコーン形状であり後端面２２側が円板形状である鋼製のプラグ部材２０を鋼管杭１１内に先端２１を下向きにして挿入する。
【００２４】
次に、図１（ｃ）のように、鋼管杭１１内に打撃用ハンマ３０を挿入し、公知の油圧ハンマ法やディーゼルハンマやドロップハンマ法によりハンマ３０を駆動し、プラグ部材２０の後端面２２をハンマ３０により打撃する。このハンマ３０の打撃によりプラグ部材２０を先端２１から鋼管杭１１内の砂内に打ち込む。
【００２５】
次に、図１（ｃ）の状態からハンマ３０によりプラグ部材２０の後端面２２を打撃し、この打撃を繰り返し行うことにより、図１（ｄ）のように、鋼管杭１１をその先端１２から地盤面１０に打ち込み地盤中に貫入させる。このようして、鋼管杭１１を所定の深さまで打ち込むことで鋼管杭１本の打設が完了する。
【００２６】
図１（ｃ）のようにプラグ部材２０を砂内に打撃を繰り返して打ち込み、プラグ部材２０の先端２１側のコーン状部分（円錐部分）が鋼管杭１１内の下端１２側に堆積した砂内に押し込まれ、鋼管杭１１内に堆積した砂が鉛直方向のみならず鋼管杭１１の内面１３側にも締め固められて目標強度の砂プラグ１８が形成される。この砂プラグ１８の形成により、鋼管杭１１の下端１２側が閉塞されるとともに、内面１３への締め固め効果が増大し、砂プラグ１８と鋼管杭１１の内面１３との間の摩擦力が大きくなる。
【００２７】
従って、鋼管杭１１の地盤内への打ち込みにおいて砂プラグ１８がハンマ３０から受ける打撃エネルギーを鋼管杭１１に充分に伝達でき、このエネルギーが鋼管杭１１に対する打ち込みエネルギーに効率よく変換されるので、鋼管杭１１を地盤内に打ち込む際の打撃エネルギーを従来よりも少なくできる。このため、ハンマ打撃による騒音や振動を低減でき、また油圧ハンマ法やディーゼルハンマやドロップハンマ法の駆動源の小型化や低容量化を実現できる。また、地盤内の打設であるから、騒音や振動を更に低減できる。
【００２８】
また、従来と同じ打撃エネルギーであれば、より大きなエネルギーで鋼管杭１１を地盤内に効率的に打ち込むことができる。
【００２９】
図２に図１のような鋼管杭の打設方法に適用して好ましいプラグ部材の具体例を示す。図２のプラグ部材３５は、全体がコーン状に形成された円錐状部３６と、ハンマが当たる円形状の後端部３７と、を備える。円錐状部３６の先端３６ａは丸みを帯びるように形成されている。
【００３０】
図２において、内径Ｄの鋼管杭１１に対し、プラグ部材３５の後端部３７の径ｄは、鋼管杭１１の内面１３との隙間ｇが２０ｍｍ乃至５０ｍｍの範囲内で設定することが好ましい。また、円錐状部３６の後端部３７から先端３６ａまでの高さｈは、１．５×Ｄ乃至２．５×Ｄが好ましい。また、円錐状部３６の後端部３７に対する傾斜角θは１０乃至１５度が好ましい。また、鋼管杭１１の外径は４００乃至１０００ｍｍが好ましい。外径が１０００ｍｍ以下であると、鋼管杭の閉塞効果を充分に得ることができ、また打ち込み時の先端抵抗が大きくならない。
【００３１】
次に、図１におけるプラグ部材を別のプラグ部材に変えた変形例を図３を参照して説明する。図３は図１の変形例である杭の打設方法を説明するための工程図（ａ）乃至（ｄ）である。
【００３２】
図３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、別のプラグ部材４０は、円形板４３から先端側に延びて設けられた円筒状のアンカー部４１と、円筒状のアンカー部４１内に後端側から入り込むアンカーベース部４２と、を備える。円筒状のアンカー部４１には、先端側から円筒軸方向に直線状にカット部４１ａが複数形成されている。
【００３３】
この杭の打設方法は、図３（ａ）に示すように、まず、内部が中空の鋼管杭１１を支持し地盤面１０に対して直立させるように設置し、鋼管杭１１の上端１４から砂を投入することで鋼管杭１１内の下端１２に砂１７が堆積する。そして、図３（ｂ）のように、プラグ部材４０を鋼管杭１１内に円筒状のアンカー部４１を下向きにして挿入する。
【００３４】
次に、図３（ｃ）のように、鋼管杭１１内に打撃用ハンマ３０を挿入し、公知の油圧ハンマ法やディーゼルハンマやドロップハンマ法によりハンマ３０を駆動し、プラグ部材４０の後端側のアンカーベース部４２をハンマ３０により打撃する。このハンマ３０の打撃によりプラグ部材４０を中空管杭１１内の砂１７内に打ち込むが、このとき、図３（ｄ）のように、アンカーベース部４２が円筒状のアンカー部４１内に入り込んで砂内でアンカー部４１のカット部４１ａを押し広げ拡張する。
【００３５】
次に、図３（ｄ）の状態からハンマ３０によりプラグ部材４０のアンカーベース部４２及び円形板４３を打撃し、この打撃を繰り返し行うことにより、図１（ｄ）と同様にして鋼管杭１１をその先端１２から地盤面１０に打ち込み地盤中に貫入させる。このようして、鋼管杭１１を所定の深さまで打ち込むことで鋼管杭の打設が完了する。
【００３６】
図３（ｄ）のように、プラグ部材４０を砂内に打撃を繰り返して打ち込み、プラグ部材４０が砂内でカット部４１ａで拡張することで鋼管杭１１内の下端１２側に堆積した砂が鉛直方向のみならず鋼管杭１１の内面１３側にも締め固められることで目標強度の砂プラグ１８が図１と同様に形成される。この砂プラグ１８の形成により、鋼管杭１１の下端１２側が閉塞されるとともに、鋼管杭１１の内面１３への締め固め効果が増大し、砂プラグ１８と鋼管杭１１の内面１３との間の摩擦力が大きくなる。
【００３７】
従って、図１と同様に、砂プラグ１８がハンマ３０から受ける打撃エネルギーを鋼管杭１１に対する打ち込みエネルギーに効率よく変換できるので、鋼管杭１１を地盤内に打ち込む際の打撃エネルギーを従来よりも少なくできる。このため、ハンマ打撃による騒音や振動を低減でき、また油圧ハンマ法やディーゼルハンマやドロップハンマ法の駆動源の小型化や低容量化を実現できる。また、地盤内の打設であるから、騒音や振動を更に低減できる。
【００３８】
また、従来と同じ打撃エネルギーであれば、より大きなエネルギーで鋼管杭１１を地盤内に効率的に打ち込むことができる。
【００３９】
通常の打設工法では鋼管杭の先端を閉塞せずに鋼管杭の上端を打撃するため鋼管杭長によるエネルギーロスが大きいが、第１の実施の形態の杭の打設方法によれば、鋼管杭の先端部に強固な砂プラグを形成し先端部を閉塞し、鋼管杭の下端を打撃することでエネルギーロスを減じ、少ないエネルギーで鋼管杭を打設できるのである。
【００４０】
また、従来の先端打撃方法では鋼管杭の先端部の砂を鉛直方向に締め固めるだけであるので強固な砂プラグが形成され難いのに対し、上述の杭の打設方法によれば、プラグ部材を用いて鋼管杭の先端部に鋼管杭の内面に対し大きな摩擦力で締め固められた強固な砂プラグを形成できるのである。
【００４１】
〈第２の実施の形態（杭の支持方法）〉
【００４２】
図４は第２の実施の形態による杭の支持方法を説明するための工程図（ａ）乃至（ｅ）である。
【００４３】
本実施の形態による杭の支持方法は、オーガシャフト等により地盤の中堀を行い沈設した鋼管杭の先端部に図１乃至図３と同様のプラグ部材を用いて強固な砂プラグを形成し、ハンマ打撃により支持層内において均一かつ密実な応力球根を形成して鋼管杭の先端支持力を確保して支持するものである。
【００４４】
図４（ａ）に示すように、鋼管杭１１の中にスパイラルオーガ５１を挿入し、スパイラルオーガ５１を回転させて地盤面５０から排土しながら掘り下げる。そして、図４（ｂ）のように、所定の深さだけ掘り下げて支持層６０に達することで鋼管杭１１を地盤層中に沈設する。
【００４５】
次に、スパイラルオーガ５１を引き上げ、鋼管杭１１内に砂を投入してから、図４（ｃ）のように、図１と同様の鋼製のプラグ部材２０を鋼管杭１１内に先端２１を下向きにして挿入する。
【００４６】
次に、図４（ｄ）のように、鋼管杭１１内に打撃用ハンマ３０を挿入し、公知の油圧ハンマ法やディーゼルハンマやドロップハンマ法によりハンマ３０を駆動し、プラグ部材２０の後端面２２をハンマ３０により打撃する。このハンマ３０の打撃によりプラグ部材２０を先端２１から鋼管杭１１内の砂６１内に打ち込む。
【００４７】
次に、図４（ｄ）の状態からハンマ３０によりプラグ部材２０の後端面２２を打撃し、この打撃を繰り返し行うことにより、図４（ｅ）のように鋼管杭１１をその先端１２から支持層６０内に貫入させる。このようして、鋼管杭１１の先端を支持層６０内に貫入させることで鋼管杭について先端支持力を確保できる。
【００４８】
図４（ｅ）のように、プラグ部材２０の先端２１側のコーン状部分が鋼管杭１１内の下端１２側に堆積した砂内に押し込まれ、鋼管杭１１内に堆積した砂が鉛直方向のみならず鋼管杭１１の内面１３側にも締め固められて目標強度の砂プラグ６１が形成される。
【００４９】
砂プラグ６１の形成により、鋼管杭１１の下端１２側が閉塞されるとともに、内面１３への締め固め効果が増大し、砂プラグ６１と鋼管杭１１の内面１３との間の摩擦力が大きくなる。従って、鋼管杭１１の地盤内への打ち込みにおいて砂プラグ６１がハンマ３０から受ける打撃エネルギーを鋼管杭１１に充分に伝達でき、このエネルギーが鋼管杭１１に対する打ち込みエネルギーに効率よく変換されるので、鋼管杭１１内の砂プラグ６１の先端が支持層６０に押し出され砂プラグ６１の先端近傍で支持層６０内に均一かつ密実な応力球根６２を形成できる。これにより、鋼管杭１１の先端支持力を確保できる。
【００５０】
この杭の支持方法によれば、地盤中に設置した中空管杭内でプラグ部材を砂内に打ち込むことで砂プラグを形成するので、中空管杭の内面への締め固め効果が増大し、砂プラグと中空管杭の内面との間の摩擦力が大きくなり、このため、ハンマから受ける打撃エネルギーを中空管杭に充分に伝達でき中空管杭を支持層内へ貫入できる。この結果、中空管杭の先端近傍で鉛直方向と水平方向にエネルギーを分散させることができ、均一かつ密実な応力球根を支持層内に形成できる。これにより、鋼管杭１１の先端支持力を確実に確保でき、鋼管杭１１を確実に支持層６０内で支持できる。
【００５１】
通常の工法で鋼管杭の先端に砂の球根を造成する場合、砂を直接打撃して拡幅する場合が殆どであるのに対して、本実施の形態の杭の支持方法によれば、コーン形状のプラグ部材を挿入して打撃することにより、均一かつ密実な応力球根を造成できる。
【００５２】
また、従来のペデスタル杭の砂プラグ造成としてフランキー杭があり、この砂プラグ造成では鋼管杭の中に投入した砂を地表面において直接ハンマで打撃し、締め固めるものであるのに対し、本実施の形態の杭の支持方法では、プラグ部材の締め固めにより鉛直方向のエネルギーの一部を鋼管杭１１の内面１３へのエネルギーに変換するので、内面の側方締め固め効果が増大する。
【００５３】
〈第３の実施の形態（杭の別の打設方法）〉
【００５４】
図５は第３の実施の形態による杭の打設方法を説明するための工程図（ａ）乃至（ｄ）である。
【００５５】
本実施の形態による杭の打設方法は、図５に示すように、図１と同様にして鋼管１１を地盤面１０から地盤内に打ち込み、次に、図４（ｄ）〜（ｅ）と同様にして支持層内に応力球根を形成し、その後に低スランプのコンクリートを投入するものである。
【００５６】
図５（ａ）のように、鋼管１１を地盤面５０に直立させ、鋼管１１内に砂または砂礫を投入する。次に、図５（ｂ）のように、図１と同様のプラグ部材２０を鋼管１１内に挿入し、ハンマ３０でプラグ部材２０を砂プラグ６１内へ打撃する。そして、図５（ｃ）のように、鋼管１１の先端が支持層６０に達するように鋼管１１を目標深度まで打設する。
【００５７】
次に、ハンマ３０で更にプラグ部材２０を打撃することで、図５（ｃ）のように砂プラグ６１の先端を支持層６０内へと押し出し応力球根を形成する。かかる支持層６０内への押し出しは、砂プラグ６１が鋼管杭１１内でのプラグ部材２０の砂内への打ち込みで強固に形成されるので、従来よりも容易に行われる。
【００５８】
次に、図５（ｄ）のように、低スランプのコンクリートを鋼管１１の先端に投入し、砂プラグ６１の先端の応力球根部分をコンクリートで固めた先端拡幅部６５に形成する。
【００５９】
以上のようにして、鋼管１１内でプラグ部材２０を砂内に打ち込むことで砂プラグ６１を形成し、鋼管１１の内面への締め固め効果が増大し、砂プラグ６１と鋼管１１の内面との間の摩擦力が大きくなるため、ハンマ３０から受ける打撃エネルギーを鋼管１１に充分に伝達でき鋼管１１の先端近傍で均一かつ密実な応力球根を支持層６０内に形成できる。そして、その応力球根部分に低スランプのコンクリートで先端拡幅部６５を形成することにより、杭先端の支持力を一層確実に確保できる。
【００６０】
以上のように本発明を実施の形態により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、図４、図５におけるプラグ部材２０は図３の別のプラグ部材４０を使用してもよい。また、図４における鋼管杭１１の沈設方法は別の各種の公知の方法を用いてよいことは勿論である。
【００６１】
また、図５における鋼管１１の地盤層への打設を図４のような公知のオーガシャフト等を利用して行い、鋼管１１を沈設してからプラグ部材を用いて砂プラグ形成を行うようにしてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、ハンマから受ける打撃エネルギーを中空管杭に充分に伝達でき、打撃エネルギーを従来よりも少なくでき、また、杭先端の支持力を確実に確保できる杭の打設方法を提供できる。また、杭先端の支持力を確実に確保できる杭の支持方法を提供できる。更に、かかる杭の打設方法及び杭の支持方法に使用可能なプラグ部材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態による杭の打設方法を説明するための工程図（ａ）乃至（ｄ）である。
【図２】図１のような鋼管杭の打設方法に適用して好ましいプラグ部材の具体例を示す図である。
【図３】図１の変形例である杭の打設方法を説明するための工程図（ａ）乃至（ｄ）である。
【図４】第２の実施の形態による杭の支持方法を説明するための工程図（ａ）乃至（ｅ）である。
【図５】第３の実施の形態による杭の打設方法を説明するための工程図（ａ）乃至（ｄ）である。
【符号の説明】
１０，５０・・・地盤面
１１・・・鋼管杭、鋼管（中空管杭、中空管）
１３・・・鋼管杭の内面
１８・・・砂プラグ
２０・・・プラグ部材
２１・・・先端
２２・・・後端面
３０・・・ハンマ
３５・・・プラグ部材
３６・・・先端部
４０・・・別のプラグ部材
４１・・・アンカー部
４２・・・アンカーベース部
５１・・・スパイラルオーガ
６０・・・支持層
６１・・・砂プラグ
６２・・・応力球根
６５・・・先端拡幅部
Claims (10)
- 地盤面にほぼ直立するように接した中空管杭内に砂を投入する工程と、
砂内に入り込む先端を有するプラグ部材を前記中空管杭内に前記先端を下向きにして挿入する工程と、
前記中空管杭内に打撃用ハンマを挿入する工程と、
前記ハンマにより前記プラグ部材の後端面を打撃することで前記プラグ部材を前記先端から前記中空管杭内の砂内に打ち込む工程と、
前記ハンマによるプラグ部材の後端面からの打撃により前記中空管杭を前記地盤中に打設する工程と、を含むことを特徴とする杭の打設方法。 - 前記プラグ部材の先端はコーン形状を有することを特徴とする請求項１に記載の杭の打設方法。
- 前記プラグ部材は先端側にアンカー部と後端側にアンカーベース部とを備え、
前記打ち込み工程において前記アンカーベース部を打撃することで前記アンカー部が砂内で拡張することを特徴とする請求項１または２に記載の杭の打設方法。 - 前記ハンマによるプラグ部材の後端面からの打撃により前記中空管杭を前記地盤から支持層内へと貫入させる工程を更に含むことを特徴とする請求項１，２または３に記載の杭の打設方法。
- 地盤中に中空管杭を設置する工程と、
前記地盤内の中空管杭内に砂を投入する工程と、
砂内に入り込む先端を有するプラグ部材を前記中空管杭内に前記先端を下向きにして挿入する工程と、
前記中空管杭内に打撃用ハンマを挿入する工程と、
前記ハンマにより前記プラグ部材の後端面を打撃することで前記プラグ部材を前記先端から前記中空管杭内の砂内に打ち込む工程と、
前記ハンマによるプラグ部材の後端面からの打撃により前記中空管杭を前記地盤から支持層内へと貫入させる工程と、を含むことを特徴とする杭の支持方法。 - 前記プラグ部材の先端はコーン形状を有することを特徴とする請求項５に記載の杭の支持方法。
- 前記プラグ部材は先端側にアンカー部と後端側にアンカーベース部とを備え、
前記打ち込み工程において前記アンカーベース部を打撃することで前記アンカー部が砂内で拡張することを特徴とする請求項５または６に記載の杭の支持方法。 - 地盤面にほぼ直立するように接した中空管内に砂を投入する工程と、
砂内に入り込む先端を有するプラグ部材を前記中空管内に前記先端を下向きにして挿入する工程と、
前記中空管内に打撃用ハンマを挿入する工程と、
前記ハンマにより前記プラグ部材の後端面を打撃することで前記プラグ部材を前記先端から前記中空管内の砂内に打ち込む工程と、
前記ハンマによるプラグ部材の後端面からの打撃により前記中空管杭を前記地盤から支持層内へと貫入させる工程と、
低スランプのコンクリートを前記中空管の先端に投入する工程と、を含むことを特徴とする杭の打設方法。 - 地盤中に中空管杭を設置する工程と、
前記地盤内の中空管杭内に砂を投入する工程と、
砂内に入り込む先端を有するプラグ部材を前記中空管杭内に前記先端を下向きにして挿入する工程と、
前記中空管杭内に打撃用ハンマを挿入する工程と、
前記ハンマにより前記プラグ部材の後端面を打撃することで前記プラグ部材を前記先端から前記中空管杭内の砂内に打ち込む工程と、
前記ハンマによるプラグ部材の後端面からの打撃により前記中空管杭を前記地盤中に打設する工程と、を含むことを特徴とする杭の打設方法。 - 請求項１乃至４，８，９のいずれか１項に記載の杭の打設方法または請求項５，６または７に記載の杭の支持方法における前記プラグ部材として使用可能であることを特徴とするプラグ部材。
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