JP4517234B2

JP4517234B2 - 基礎杭の構築方法、推進筒体付きの既製杭

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Publication number: JP4517234B2
Application number: JP2004306925A
Authority: JP
Inventors: 洋一加藤; 新治吉田
Original assignee: Mitani Sekisan Co Ltd
Current assignee: Mitani Sekisan Co Ltd
Priority date: 2003-10-24
Filing date: 2004-10-21
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2024-10-21
Also published as: JP2005146841A

Description

この発明は、先掘りで地盤をほぐして底を閉塞したらせん翼付き推進筒体を埋設し、その推進筒体内にコンクリート製の既製杭を挿入して、底蓋を残して推進筒体を引き上げて基礎杭を構築することを特徴とした基礎杭の構築方法、この構築方法に使用する推進筒体付きの既製杭に関する。

既製コンクリート杭において、らせん翼あるいは掘進ヘッド等を用いて杭を貫入させる工法について従来技術をまとめると次の通りです。

（１）特許文献１の発明には、軟弱地盤である杭埋設場所において、セメントミルク（土質固化セメント）を充填しながら掘削して、杭埋設孔（ソイルセメント柱）を造成し、その杭埋設孔中に、少なくとも下端部にらせん翼を設けた基礎杭を回転しながら貫入する方法が記載されている。

この発明は、主として、施工中の騒音、振動を防止し、軟弱な地盤でも基礎杭全体としての強固な支持力を得て、住宅などで不等沈下の防止することを目的としている。実施例として従来から使用されているらせん翼付き鋼管杭の使用を前提としており、低コストで経済的なコンクリート製の既製杭の使用については一切記載されていなく、また、コンクリート既製杭の貫入時の回転による「ねじり」に対する考慮が一切なさていないので、コンクリート製の既製杭への適用は難しい。更に、主に軟弱地盤の住宅地を想定しており、排土、根固め部での支持力等に対する配慮も充分になされていない。従って、使用範囲が非常に狭い。

（２）特許文献２では、コンクリート杭を無振動、無騒音で無排土で埋設することを目的としている。また、特許文献２では、コンクリート杭先端にらせん翼を形成した杭推進体を装着し、コンクリート杭の杭中空部に挿入した回転軸筒で、杭推進体を回転させて、らせん翼により地盤を掘進し、所定深度に到達後に、回転力伝達部を抜き去り、コンクリート杭と杭推進体部を杭穴内に残置する工法である。この際、コンクリート杭を回転せず、また、コンクリート杭先端の杭推進体に形成したらせん翼により、コンクリート杭の肉厚部に相当する部分の掘削土が外側に押付けられ圧縮され、杭周辺の地盤が乱されることなく杭に強固な支持力を付与することができると共に、その掘削土を排出する必要がないので排土の少ない基礎杭が造成されるとしている。

特許文献２の発明では、回転軸筒を使って、既製杭の先端に位置する杭推進体を回転させるために、回転筒体に全ての負荷がかかっていた。従って、硬い地盤の掘削あるいは数１０ｍの深土まで長い継ぎ杭を使用する場合は強度上難があり用途が制限される問題点がある。また、杭推進体に強度および高精度が必要となり、かかる杭推進体を杭穴内に残置する工法は経済性においても難がある。即ち、各種の杭埋設地盤および所要耐荷重に対して使用範囲が限られることになる。

（３）特許文献３では、プレオーガーにより所定深度まで既製杭より大径の杭穴を掘削し、その杭孔先端部にセメントミルクを注入し、その掘削孔内に、らせん翼を有する既製杭を回転圧入し、既製杭を埋設する工法が記載されている。この発明によれば、杭穴造成時に排土を少なく掘削し、らせん翼杭を埋設することにより排土を少なく抑えると共に高支持力が得られ、杭とソイルセメントとの一体化により杭荷重伝達が良好となる旨の効果があると記載されている。

特許文献３の発明は、らせん翼付き杭に直接に捻り回転力が付与され貫入されるために、排土は低減されるが、既製杭を回転圧入する際に、生じる捻りについて考慮されていない。従って、回転力の弱い杭を使用する場合には杭強度確保が容易でなく、貫入時の捻り力の小さい用途すなわち、支持力の大きくない場合に限定されている。逆に、硬い地盤の場合、あるいは高支持力発現のために高固化強度のソイルセメント層(高粘度充填層)を使用する場合、あるいは、深度の深い地盤に埋設するために長い継ぎ杭が使用される場合等では使用し難い。

（４）特許文献４には、先端に大径の先端金具を着脱自在に取り付けた鋼管に既製杭を収容して、鋼管を回転して先端金具で地盤を掘削しながら鋼管を貫入し、その後鋼管のみを引き上げる既製杭の埋設方法が記載されている。

特許文献４では、杭穴の径を既製杭の径と同等又は小さく掘削して、先端金具で拡大するので、先端金具への負担が生じる場合もあり、また鋼管を引き上げ時の地盤の押し固め作用の強化が求められていた。

また、根固め部掘削径が小さいため、地盤によってソイルセメントの品質の安定性が劣り、高固化強度の根固め部が安定して築造し難いので、高先端支持力を必要とする用途では難があった。

（５）特許文献５には、中低層住宅等の建設現場において、無振動、無騒音で、かつ建設排土をできるだけ少なくすることを目的として、小径鋼管の外面にスパイラルウイングを溶着して、先端に支持金具及び掘削補助金具を取り付けて、小口径鋼管杭を構成していた。この鋼管杭では、埋設時には回転して、掘削補助金具でビットの役目をし、スパイラルウイングで掘進を補助する。また、埋設後は、スパイラルウイングの翼面積による支圧力と鋼管本体と周囲土の付着によるせん断力の和によって杭耐力を発揮する。また、スパイラルウイングは連続しないので、地上に土砂の排出がなく、杭体積分だけ周辺地盤が圧密され、地盤改良効果も期待できる旨も記載されている。

しかし、特許文献５の発明は、鋼管の上端のキャップ８で回転力を与え、スパイラルウイングの推進力で埋設するものであり、主たる支持構造の鋼管にねじれが生じる問題点があるので、施工地盤強度及び所要耐力等により、使用範囲が限られ、特に高支持力基礎への適用に難があった。

（６）特許文献６では、無排土で埋設できるねじ込み式の鋼管杭であり、鋼製板から伝達される曲げモーメントにより鋼管に過大な曲げモーメントを発生させず、強固な地層までねじ込みにより埋設できること等を目的としている。鋼管の先端部にレ字状の取付部を形成し、取付部に半円状又は扇形状の鋼製板を固定したねじ仕込み式の鋼管杭が記載されている。

しかし、この鋼管杭では、鋼製板により発生する曲げモーメントの影響を軽減できているが、常識的な材厚では、せいぜい６００ｍｍ程度の外径の鋼管しか想定できていない。更に、回転力を与えている鋼管杭の上端と先端の鋼製板によるねじれの発生は考慮されていないので、埋設中、埋設後に鋼管はねじれによる応力の発生により悪影響をうける問題点があった。よって、高強度の地盤での適用及び高耐力の基礎杭への適用に難があった。
特開昭６０−２３８５１５号公報特開２００１−２４８１５７号公報特開２００３−１４７７６８号公報特開２００２−１５５５３０号公報特開平１−１４２１２２号公報特開平９−３２４４１９号公報

いわゆるケーシングの機能を有する推進筒体を利用して、推進筒体内に既製杭を収容して、既製杭に応力、変形が生じないようにし、できるだけ外力を作用させずに埋設する方法であって、推進筒体で掘削土を押し固め、地上で産業廃棄物として処理する掘削土量をできるだけ少なくすると共に、根固め部での高支持力を有する工法とすることを目的とする。

また、回転する推進筒体への負担を軽減して、ねじれの悪影響をできるだけ生じさせない工法とすることを目的とする。

また、推進筒体で、再利用できる筒状本体を強固な構造とし、杭穴内に残置する推進筒体の蓋体の構造をできるだけ簡易なものとし、総合的なコストの削減を目的とする。

この発明は、掘削土を排出しないようにできる掘削ロッドを用いて、所定形状・寸法に掘削し、所定の固化強度のソイルセメントによる根固め層が形成された杭穴内に、底蓋付きでらせん翼を固定した推進筒体を埋設し、推進筒体内に既製杭を収容し、あるいは推進筒体に既製杭を収容した状態で埋設して、底蓋と共にその既製杭を残置して推進筒体を地上に引き上げるので前記問題点を解決した。

即ち、この発明は、以下の工程で、既製杭を埋設して基礎杭を構築する基礎杭の構築方法である。
（１）らせん翼を固定した筒状本体に底蓋を着脱可能に取り付けて推進筒体を構成し、前記らせん翼の外径は前記底蓋の外径より大径とする。
（２）掘削ロッドで、地盤をほぐして、所定深さで、かつ掘削土で満たされた杭穴を形成する。
（３）前記杭穴の根固め部にセメントミルクを注入し、根固め層を形成する。
（４）前記杭穴内に、推進筒体を正回転しながら沈設し、前記推進筒体の下端部を根固め層内に位置させる。
（５）前記推進筒体内に、コンクリート製の既製杭を挿入する。
（６）前記底蓋及び既製杭を前記杭穴内に残置して、前記筒状本体を逆回転して、前記既製杭の外側面の周辺に位置する掘削土と注入したセメントミルクとを撹拌しかつ前記既製杭の外側面の周辺の掘削土を下方に向けて押し固めながら、地上に引き上げる。
（７）前記根固め部内に前記既製杭の下端部が位置した状態で、前記根固め部が固化発現し、基礎杭を構築する。

また、既製杭の沈設時期の異なる他の発明は、以下の工程で、既製杭を埋設して基礎杭を構築する基礎杭の構築方法である。
（１）掘削ロッドで、地盤をほぐして、所定深さで、かつ掘削土で満たされた杭穴を形成する。
（２）前記杭穴の根固め部にセメントミルクを注入し、根固め層を形成する。
（３）らせん翼を固定した筒状本体に底蓋を着脱可能に取り付けて推進筒体を構成し、該推進筒体内に、コンクリート製の既製杭を収容する。前記らせん翼の外径は前記底蓋の外径より大径とする。
（４）前記杭穴内に、既製杭を収容した推進筒体を、正回転しながら沈設し、前記らせん翼を根固め層内に位置させる。
（５）前記底蓋及び既製杭を前記杭穴内に残置して、逆回転し、前記既製杭の外側面の周辺に位置する掘削土と注入したセメントミルクとを撹拌しかつ前記既製杭の外側面の周辺の掘削土を下方に向けて押し固めながら、前記筒状本体を地上に引き上げる。
（６）前記根固め部内に前記既製杭の下端部が位置した状態で、前記根固め部が固化発現し、基礎杭を構築する。

また、他の発明は、前記各発明において、掘削ロッドを、ロッド本体の下端部に掘削ヘッドを有し、前記ロッド本体に排土機構を有しない構造とし、強制的な排土をせずに杭穴を形成する基礎杭の構築方法である。また、他の発明は、推進筒体内に既製杭を収容する前、または既製杭を収容している間、あるいは既製杭を収容した後に、前記推進筒体の筒状本体内にセメントミルクを注入することを特徴とした基礎杭の構築方法である。

また、他の発明は、上下を開放した筒状本体の下端部にらせん翼を固定し、該筒状本体の下端開口に、下面に突板を形成した底蓋を着脱自在に取付け、前記筒状本体内に、コンクリート製の既製杭を収容して構成し、前記らせん翼の外径は前記底蓋の外径より大径とし、かつ前記底蓋は、少なくとも外面に凹凸を形成した内筒に円盤状の底板を固定し、該底板の下面に、回転対称に、突板を固定したことを特徴とする推進筒体付きの既製杭である。

前記における正回転とは、回転によりらせん翼が下方に掘進することを強制する回転方向で、逆回転とは、回転によりらせん翼が上方に引き上げられることを強制する回転方向である。

セメントミルクとは、セメントミルクをはじめ、セメントミルクの混合物、その他の水硬性の材料の混合物のいずれも含む。

この発明は、所定の固化強度のソイルセメントによる根固め層が形成された杭穴内に、底蓋付きでらせん翼を固定した推進筒体を埋設し、推進筒体内に既製杭を収容して、底蓋を残置して推進筒体を地上に引き上げるので、既製杭に回転や押圧による外力を加えることなく、杭穴内に埋設できるので、既製杭に耐力上悪影響のある応力を発生させないので、より大きな耐力の基礎杭を構築できる効果がある。

また、掘削土を排出しないようにできる掘削ロッドを用いて地盤掘削をした後に、推進筒体により既製杭を埋設し、推進筒体により、杭穴内の掘削土は外方に締め固められ、更に、らせん翼付きの筒状本体のみを逆回転しながら地上へ引き上げるので、らせん翼で、筒状本体の外周面の掘削土、即ち既製杭の外周面の掘削土を締め固めることができるので、既製杭を埋設する時に、強制的な揚土を不要とし、地上で処理する掘削土を大幅に削減できる効果がある。また、掘削によりほぐれた掘削土を締め固めるので、より強固な基礎杭構造とすることができる。即ち、推進筒体のねじりに対する強度を軽減できるので、推進筒体の構造を簡易かつ低コストとすることができると共に、耐久性の向上をはかることができる。

また、推進筒体にセメントミルクを注入するので、既製杭の周囲に杭周固定液層と同様で、しかも高品質のソイルセメントの層を形成できるので、締め固められた掘削土とあわせて、より強固な基礎杭構造を構築できる。

（１）らせん翼１４を外側に固定した筒状本体１１に、下面に突板２１、２１を突設した底蓋１７を着脱可能に取り付けて推進筒体１０を構成する（図２、３）。
（２）ロッド本体２４には排土手段を設けず、撹拌バー２５を設ける程度とし、更にロッド本体２４に、無排土で掘削できる剛性強度が高く掘削性が良い形状構造の掘削ヘッド２６を装着して掘削ロッド２３を構成する。掘削ロッド２３の掘削ヘッド２６で、地盤をほぐして、所定深さまで杭穴３０を形成する。掘削土を強制的には揚土しないので、杭穴３０内には掘削土が満たされている（図１（ａ）（ｂ））。
（３）杭穴３０の根固め部３１に所定固化強度のセメントミルクを注入し、掘削土と撹拌混合してソイルセメントからなる根固め層３２を形成、掘削ロッド２３を地上３７に引き上げる（図１（ｃ））。
（４）杭穴３０内に、推進筒体１０を正回転しながら沈設し、推進筒体１０の下端部を根固め層３２内に位置させる（図１（ｄ）（ｅ））。
（５）推進筒体１０内に、セメントミルクを注入すると共に、推進筒体１０内にコンクリート製の既製杭１を挿入する（図１（ｆ））。
（６）底蓋１７及び既製杭１を杭穴３０内に残置して、筒状本体１１を逆回転しながら地上３７に引き上げる（図１（ｇ））。
（７）根固め層３２に既製杭１の下端部が位置した状態で、根固め層３２が固化発現し、基礎杭３５を構築する（図１（ｈ））。

図面に基づいて、実施例を説明する。

［１］既製杭

この発明の実施に使用する既製杭は、外径Ｄ_０のコンクリート製である（図３（ａ））。

［２］推進筒体１０の構成

既製杭１を収容できる長さＬ_１０、外径Ｄ_１０、厚さｔ_１０の鋼管から上下が開放した筒状本体１１を構成する。筒状本体１１の下端部外側面に、外径Ｄ_１１のらせん翼１４、１４を取付ける。らせん翼１４は厚さｔ_１１の半円リング状の鋼板を、筒状本体１１の外側面に沿って、上端１５と下端１６が高さＬ_１１となるまで捻った状態で、固着してある（図２）。らせん翼１４は回転対称に２つ取り付けてある。

次に、外側面に凹凸部２０を形成した鋼板（例えば、いわゆる縞鋼板）を筒状に形成した内筒１９の下端開放部に、底板１８を固定して、底蓋１７を構成する。底蓋１７には、円盤状の底板１８の下面に、突板２１、２１が半径方向で回転対称に３枚突設され、突板２１は、直角三角形で底板１８の中心付近が下方に向けて最も長く（Ｌ_１３）、円周方向に向けて短く形成されている。内筒１９の高さＬ_１２は、外径の０．２倍程度で形成する。

筒状本体１１の下端１３の開口に、取り外し容易に底蓋１７を嵌挿し、推進筒体１０を構成する。筒状本体１１の下端に切欠き３８を形成し、内筒１９の外側面に、突起を突設してストッパー３９を形成する（図３（ｂ））。筒状本体１１に底蓋１７の内筒を挿入した際に、ストッパー３９が切欠き３８内に収容されて、筒状本体１１の下方から突板２１、２１が突出した状態となり、かつ筒状本体１１を回転すれば底蓋１７も一体に回転できる（図３（ｂ）、図２（ａ））。

［３］掘削ロッド２３の構成

（１）掘削ロッド２３は、掘削機に取り付けるロッド本体２４の下端に掘削ヘッド２６を取付けて構成する。ロッド本体２４には撹拌用の撹拌バー２５、２５を放射状に突設してあり、スパイラル（らせん翼）等の排土手段（揚土手段）は取り付けていない。掘削ヘッド２６は、ロッド本体２４に接続するヘッド本体２７と、ヘッド本体２７の両側に設けた掘削腕２８、２８とから構成される（図４）。

ヘッド本体２７は、水平断面が少なくなるように形成され、側面側から見て下方に向かうに従って扁平になるような先細部４１が形成され、下端に固定掘削刃４３、４３が取り付けてある。また、ヘッド本体２７の先細部４１は、側面視と直交する正面視では、横方向に膨出した膨出部４２、４２を形成してある（図４（ａ）（ｂ））。

また、掘削腕２８は、その基端部５０が、ヘッド本体２７に設けた水平軸４７の周りに揺動自在に支持され、掘削腕２８の中間部５１はヘッド本体２６に沿って、掘削腕２８がヘッド本体２７に近付くように屈曲して形成され、下端部５２は掘削腕２８がヘッド本体２７から離れるように、外方に向けて屈曲して形成され、下端部５２には、下方で斜め外方に向けて主掘削刃５３、５３が取り付けてある。

また、この主掘削刃５３は、地盤に切り込むような形状で、掘削時の抵抗が少なく、かつ直上への掘削土の揚土性が良くなるように形成され、いわゆる掘削性が良い形状構造となっている。

また、ヘッド本体２７に、正回転時に掘削腕２８、２８最大揺動半径を規制するストッパー４５、４５を取り付ける。また、ヘッド本体の中間部で、膨出部４２の上面に保護部材４８を固定し、掘削中に生じる土圧から掘削腕２８を保護して、掘削腕２８、２８の破損を防止できる。尚、掘削ロッド２３を逆回転させて、掘削径を変化させることもでき、この場合には、逆側に揺動した掘削腕２８の揺動半径を規制するストッパーを別途取り付ける（図示していない）。

以上の構造であるので、掘削ロッド２３は、掘削性及びねじりに対する強度に優れており、ロッド本体２４により掘削土を強制的には揚土しなくても、掘削効率が低下することなく地盤掘削ができる構造となっている。

（２）杭穴を形成して既製杭を埋設しあるいは、鉄筋篭を設置して基礎杭を構築する工法において、通常、杭穴掘削では、掘削と同時に、掘削刃の周辺に掘削水や圧縮空気を提供し、掘削を補助していた（掘削補助手段）。あるいは掘削ロッドのロッド本体に螺旋状の排土機構を利用して、掘削により生じた掘削土を地上に排土して掘削を補助していた（掘削補助手段）。このように、掘削刃の周りの掘削土を軟化させあるいは掘削土自体を除去して、これらの作用により掘削刃に係る強度上の負担を軽減させていた。従って、このような掘削補助手段を適用した、従来の掘削ヘッドでは、大きな機械的な強度・剛性が無くても、相応の構造で杭穴掘削が可能であった。

また、従来の掘削ヘッドでは、掘削径を変化させて、口径が異なる掘削径を掘削する為に複雑な機構の拡大掘削刃を組み込んだものもあった。また、逆に、前述のように、掘削補助手段の適用によって大きな機械的な強度・剛性を必要としないので、複雑な機構の拡大掘削刃を組み込むことも可能であった。

ところが、本工法では、掘削時に、掘削液や排土用のスパイラルのような、掘削補助手段を使用しないので、掘削時に、掘削ヘッドに生じる土圧への対応が必要である。

従って、より掘削刃の掘削性が良く、かつ強度・剛性が高い構造のヘッドが求められる。また、掘削径は、１種類であるので、容易に機械的に強度が高い構造とすることができる。よって、前記のように、できるだけ杭穴内に溜まっている掘削土の影響が少ないように、
・掘削性が良い。
・地質により揚土手段を形成しない。
・水平断面に占める面積が小さい。
・より、強度・剛性が高い、単純な構造とする。
このような掘削ヘッド２６によりこれが実現できる。

［４］寸法等設定条件

既製杭１、推進筒体１０の各寸法については、任意であるが、本実施例では、例えば、以下の寸法を採用する。

・既製杭１外径Ｄ_０＝６００ｍｍ
・長さＬ_０＝２０ｍ
・推進筒体１０筒状本体外径Ｄ_１０＝７００ｍｍ
・厚さｔ_１０＝２２ｍｍ
・長さＬ_１０＝２０ｍ
・らせん翼外径Ｄ_１１＝９００ｍｍ
・（９００〜１２００）
・厚さｔ_１１＝４０ｍｍ
・高さＬ_１１＝２００ｍｍ
・底蓋１７内筒１９高さＬ_１２＝１００ｍｍ
・突板２１高さＬ_１３＝１００
・杭穴３０掘削径Ｄ_２０＝１２００ｍｍ
・深さＬ_２０＝２１ｍ

［５］基礎杭３５の構築方法

（１）掘削ロッド２３を回転して、掘削ヘッド２６で所定の深さ（支持地盤）まで掘削して、径Ｄ_２０の杭穴３０を形成する（図１（ａ））。掘削に際して、とりわけ掘削効率が求められる場合を除き原則的には、全深度に亘り同一径（根固め部に必要とされる径と同一径）で掘削し、水などの掘削補助水を注入せずに、いわゆる空掘りで掘削を行うことが経済的である。

（２）掘削ヘッド２６の先端からセメントミルクを吐出して、杭穴３０の根固め部（下端部）３１内の掘削土と撹拌混合して、根固め部３１として、ソイルセメントからなり、深さ約１．５ｍの根固め層３２を形成する（図１（ｂ）（ｃ））。この際、所要ソイルセメント固化強度となるように、掘削土とソイルセメントとを撹拌混合し、または掘削土をソイルセメントに置換して、根固め層３２を形成する。尚、この場合、少なくとも注入したセメントミルク量に相当する量の掘削土は、地上３７に溢れる場合がある。

また、ここで、基礎杭により支持力を充分に発現させる為には、混合したソイルセメントの固化強度が地盤強度以上になるようなセメントミルクの注入が望ましい。

（３）根固め層３２を形成したならば、掘削ロッド２３を、必要ならば回転しながら、地上３７に引き上げる（図１（ｃ））。

（４）続いて、掘削土が満たされた杭穴３０内に、推進筒体１０を正回転しながら、押し込める（図１（ｄ））。この際、推進筒体１０の突板２１、２１で掘削土をかき分けて、らせん翼１４、１４、筒状本体１１の外側面で、掘削土を杭穴３０の外方に押し付けながら、推進筒体１０を下降する。

（５）推進筒体１０の下端部のらせん翼１４、１４が、根固め層３２内に位置したならば、推進筒体１０の下降を中止し、その位置に留め、筒状本体１１内にセメントミルクを注入する（図１（ｅ））。この状態で、推進筒体１０（筒状本体１１）の上端１２は、地上３７から上方に突出している。また、セメントミルクの注入量は、後に筒状本体１１を引き抜いた状態で、既製杭１の外周面及び中空部の全体（地上３７付近まで）がセメントミルクで満たされる分量とし、セメントミルクの混合物を地上に排出されることを防止する。

（６）続いて、推進筒体１０の筒状本体１１内に、上方から既製杭１を挿入して、既製杭１の先端が推進筒体１１の底板１８に当接し、あるいは底板１８付近に至らせる（図１（ｆ）。この状態で、既製杭１の下端部は、根固め層３１内に位置し、既製杭１の下端と根固め層３１の底３３とは約９０ｃｍ（外径Ｄ_０×１．５の径）の距離を設け、この厚さの固化したソイルセメント層を確保する。

また、根固め層３１の深さ、即ち既製杭１を設置した状態で、杭穴３０の底３３から根固め層３１の上面までの距離を、約１５０ｃｍ（外径Ｄ_０×２．５の径）確保する。

（７）続いて、推進筒体１０の筒状本体１１を逆回転しながら、引き上げる（図１（ｇ））。筒状本体１１の引き上げにより、底蓋１７は、既製杭１の下面により押さえ固定され、筒状本体１１から分離され、杭穴３０内に残置される。即ち、筒状本体１１の逆回転により、主としてらせん翼１４、１４により、筒状本体１１の外側面周辺、即ち、既製杭１の外側面の周辺に位置する掘削土（ほぐされた掘削土）に、注入したセメントミルクが撹拌混合されると共に、既製杭１の外側面の周辺の掘削土を下方に向けて押し固める。

（８）推進筒体１０の筒状本体１１を地上３７に引き上げ、ソイルセメント等が固化発現したならば、この発明の基礎杭３５を構成する。既製杭１の下端部は、根固め層３２内に支持され、既製杭１の外周面にはソイルセメントが充填され、周辺地盤が締め固められた状態で、埋設され、基礎杭３５を構成する。また、既製杭１の下端部は、底蓋１７により補強され、底蓋１７の内筒１９が既製杭１の下端部外側面を覆うので、内筒１９の凹凸部２０により、付着力が増し、根固め層３２内で、底３３に向けて斜め下方にせん断力が有効に伝搬することも期待できる。

また、底蓋１７の底板１８、突板２１、２１においても、付着力が高められると共に、底板１８の下面及び突板２１、２１から根固め層３２内で、底３３に向けて斜め下方にせん断力が有効に伝搬することが期待できる。

従って、杭固め層３２内のこのような位置に埋設された既製杭では、底蓋１７が一体に作用して、根固め層３２内に埋設された既製杭１の底蓋１７を含む下端部において、根固め層３２のソイルセメントとの付着強度を良好にさせ、下端部全体から根固め層３２、更には底３３を含む支持地盤に向けて、せん断力が効率良く伝搬し、所定の高い支持力を発現できる。

即ち、セメントミルク等固化材を充填する通常の基礎杭と同様に、ソイルセメント層の大きさに見合った支持が得られる。

［６］他の実施例

（１）前記実施例において、推進筒体１０内にセメントミルクを注入した後に既製杭１を挿入したが、既製杭１を挿入した後にセメントミルクを充填し、あるいは、既製杭１を挿入しながらセメントミルクを充填することもできる（図示していない）。

（２）前記実施例において、推進筒体１０を空の状態で所定深さまで埋設した後に、筒状本体１１内に既製杭１を挿入したが、推進筒体１０に既製杭１を挿入収容した状態で、推進筒体１０を下降させることもできる（図示していない）。

この場合には、既製杭１を収容した推進筒体１０を所定埋設深さまで到達させた状態で、筒状本体１１内にセメントミルクを充填する。

（３）前記実施例において、底蓋１７と筒状本体１１の取付は、底蓋１７のストッパー３９を、筒状本体１１の切欠き３８に挿入して構成したが、押し込み時に筒状本体１１と底蓋１７とが一体に回転できる構造であれば、他の構造とすることもでき、筒状本体１１と底蓋１７とが係脱できる構造とすることもできる（図示していない）。

（４）前記実施例において、使用した掘削ヘッド２６は、主に大径（径１０００ｍｍ以上）の杭穴３０を掘削するのに適した構造であり、小径（径６００ｍｍ以下）の杭穴を掘削する場合には、図５の構造の掘削ヘッド２６（基本構造は図４と同様である）を使用することが望ましい。また、中間径の掘削の場合には、図６の掘削ヘッド２６が望ましい。図５、図６中、図４の掘削ヘッド２６と同一番号は同一の機能を有する部材である。

（５）また、図７、図８の構造の掘削ヘッド２６を使用することもできる。この掘削ヘッド２６は、掘削土を掘削ヘッド２６の上部（掘削刃５３、４３の上方）まで上昇させることができる羽根４４を取り付けてあり、掘削ロッド２３を正回転した際に、掘削土を掘削ヘッド２６の上部まで上昇させるように傾斜して取り付けられている（図７）。尚、この羽根４４は、掘削土を上昇させて掘削刃５３、４３への負担を軽減できるが、羽根４４を省略して、一切の揚土手段を無くした構造とすることもできる（図示していない）。

また、図７は主に大径の杭穴を掘削する際に適しているが、主に小径の掘削の際には、図８の構造の掘削ヘッドを使用することもできる（図８）。また、図７、図８中、図４の掘削ヘッド２６と同一番号は同一の機能を有する部材である。

図７、図８の掘削ヘッドを使用した場合、掘削ヘッド２６の先端部分では、羽根４４、４４により、掘削土は掘削刃４３、５３の直上に揚土され、掘削効率を維持できる。しかし、掘削ロッド２３には、排土手段が無いので、掘削土は、撹拌バー２５、２５で撹拌してほぐされた状態で杭穴３０内に留まり、多少は地上３７に溢れるが、強制的には地上３７に排土されない。また、剛性の強い図７の掘削ヘッド２６等では、羽根４４の外径を掘削径と略一致させ大径としているので、掘削土の撹拌・揚土作用が大きく高い支持力地盤の掘削に有効である。更に加えて、杭穴内壁に掘削土を練り付けすることも可能であるので、杭穴軸部等でその土質が良くなくて崩落性がある場合でも地盤補強に有効である。

（６）前記実施例において、掘削効率などを考慮すれば、杭穴３０の全深度に亘り、根固め層３２（根固め部３１）の径Ｄ_２０で掘削することが望ましいが、根固め層以外の深さでは支持力の発揮が期待できない場合等は、杭穴３０の中間部においては、根固め層３２の径より縮径して掘削することもできる（図示していない）。

この場合、１つの掘削ヘッドを使用して、掘削径を２つ変化させなければならないが、前記実施例の掘削ヘッド２６（図４、図５）を使用すれば、掘削ロッド２３の回転方向を変えて、使用するストッパー４５、４６を違えるだけで、容易に掘削径を変えることができる。従って、掘削性が良く、強度・剛性を有する掘削ヘッド２６を使用したので、施工速度を含めて経済性も考慮した掘削ができる。

（ａ）（ｂ）は、この発明の構築方法を説明する概略した縦断面図である。この発明の推進筒体で、（ａ）は上部を省略した正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は底面図である。（ａ）は、図２のＡ−Ａ線における断面図で、（ｂ）は同じく底蓋と筒状本体１１との関係を表す一部断面図である。この発明の実施に使用する掘削ヘッド（大径）で、（ａ）は正回転で掘削腕を揺動した状態の正面図、（ｂ）は回転していない状態の右側面図である。同じく他の掘削ロッド（小径）で、（ａ）は正回転で掘削腕を揺動した状態の正面図、（ｂ）は回転していない状態の右側面図である。同じく他の掘削ロッド（中間径）で、（ａ）は正回転で掘削腕を揺動した状態の正面図、（ｂ）は回転していない状態の右側面図である。同じく他の掘削ロッドで、羽根を取り付けた構造で、（ａ）は正回転で掘削腕を揺動した状態の正面図、（ｂ）は回転していない状態の右側面図である。同じく羽根を取り付けた構造の他の掘削ロッドで、（ａ）は正回転で掘削腕を揺動した状態の正面図、（ｂ）は回転していない状態の右側面図である。

１既製杭
１０推進筒体
１１筒状本体
１２筒状本体の上端
１３筒状本体の下端
１４らせん翼
１７底蓋
１８底蓋の底板
１９底蓋の内筒
２０底蓋の内筒の凹凸部
２１底蓋の突板
２３掘削ロッド
２４掘削ロッドのロッド本体
２５掘削ロッドの撹拌バー
２６掘削ロッドの掘削ヘッド
２７掘削ロッドのヘッド本体
２８掘削ロッドの掘削腕
３０杭穴
３１杭穴の根固め部
３２根固め層
３３底
３５基礎杭
３７地上
３８切欠き（内筒）
３９ストッパー（筒状本体）
４８保護部材

Claims

以下の工程で、既製杭を埋設して基礎杭を構築する基礎杭の構築方法。
（１）らせん翼を固定した筒状本体に底蓋を着脱可能に取り付けて推進筒体を構成し、前記らせん翼の外径は前記底蓋の外径より大径とする。
（２）掘削ロッドで、地盤をほぐして、所定深さで、かつ掘削土で満たされた杭穴を形成する。
（３）前記杭穴の根固め部にセメントミルクを注入し、根固め層を形成する。
（４）前記杭穴内に、推進筒体を正回転しながら沈設し、前記推進筒体の下端部を根固め層内に位置させる。
（５）前記推進筒体内に、コンクリート製の既製杭を挿入する。
（６）前記底蓋及び既製杭を前記杭穴内に残置して、前記筒状本体を逆回転して、前記既製杭の外側面の周辺に位置する掘削土と注入したセメントミルクとを撹拌しかつ前記既製杭の外側面の周辺の掘削土を下方に向けて押し固めながら、地上に引き上げる。
（７）前記根固め部内に前記既製杭の下端部が位置した状態で、前記根固め部が固化発現し、基礎杭を構築する。
以下の工程で、既製杭を埋設して基礎杭を構築する基礎杭の構築方法。
（１）掘削ロッドで、地盤をほぐして、所定深さで、かつ掘削土で満たされた杭穴を形成する。
（２）前記杭穴の根固め部にセメントミルクを注入し、根固め層を形成する。
（３）らせん翼を固定した筒状本体に底蓋を着脱可能に取り付けて推進筒体を構成し、該推進筒体内に、コンクリート製の既製杭を収容する。前記らせん翼の外径は前記底蓋の外径より大径とする。
（４）前記杭穴内に、既製杭を収容した推進筒体を、正回転しながら沈設し、前記らせん翼を根固め層内に位置させる。
（５）前記底蓋及び既製杭を前記杭穴内に残置して、逆回転し、前記既製杭の外側面の周辺に位置する掘削土と注入したセメントミルクとを撹拌しかつ前記既製杭の外側面の周辺の掘削土を下方に向けて押し固めながら、前記筒状本体を地上に引き上げる。
（６）前記根固め部内に前記既製杭の下端部が位置した状態で、前記根固め部が固化発現し、基礎杭を構築する。
掘削ロッドを、ロッド本体の下端部に掘削ヘッドを有し、前記ロッド本体に排土機構を有しない構造とし、強制的な排土をせずに杭穴を形成する請求項１又は２記載の基礎杭の構築方法。
推進筒体内に既製杭を収容する前、または既製杭を収容している間、あるいは既製杭を収容した後に、前記推進筒体の筒状本体内にセメントミルクを注入することを特徴とした請求項１又は２記載の基礎杭の構築方法。
上下を開放した筒状本体の下端部にらせん翼を固定し、該筒状本体の下端開口に、下面に突板を形成した底蓋を着脱自在に取付け、前記筒状本体内に、コンクリート製の既製杭を収容して構成し、前記らせん翼の外径は前記底蓋の外径より大径とし、
かつ前記底蓋は、少なくとも外面に凹凸を形成した内筒に円盤状の底板を固定し、該底板の下面に、回転対称に、突板を固定したことを特徴とする推進筒体付きの既製杭。