JP6299197B2 - 小径鋼管杭及びその施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、地盤内に設けられる小径鋼管杭及び地盤内に鋼管杭を設けるための小径鋼管杭の施工方法に関する。

従来より、地中における杭抵抗力を向上させる構造として、特許文献１に開示されるように、打込み用のハンマー等を使用するのみで、締まった状態の地中でも拡開羽根を広げることのできる拡開羽根付地中アンカーが提案されている。

特許文献１に開示された拡開羽根付地中アンカーは、地中に打込む杭体と、杭体の側面に回転軸で軸着された拡開羽根とで構成される。特許文献１に開示された拡開羽根付地中アンカーは、回転軸を中心として杭体の外側に向けて広がるように構成された下羽根と上羽根とが拡開羽根に設けられて、拡開羽根の上羽根が杭体の左右に向いた状態で連結されるものである。

特開２０１３−１３６８９３号公報

しかし、特許文献１に開示された拡開羽根付地中アンカーは、杭体の外側に向けて広がるように構成された下羽根と上羽根とが、杭体の側面に回転軸で軸着された拡開羽根に設けられることから、杭体及び拡開羽根に複雑な加工を実施することが必要となるものである。

このため、特許文献１に開示された拡開羽根付地中アンカーは、杭体及び拡開羽根に複雑な加工を必要とすることから、杭体及び拡開羽根の製造コストが著しく増大するとともに、施工時においても多大な労力を要するため、施工コストが著しく増大するという問題点があった。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、鋼管本体に複雑な加工を必要とすることなく、地盤内の押込抵抗及び引抜抵抗を強化して、高い支持力が付与された小径鋼管杭及びその施工方法を提供することにある。

第１発明に係る小径鋼管杭は、地盤内に設けられる小径鋼管杭であって、鋼板を巻くことで管軸方向に延びて形成される鋼管本体を備え、前記鋼管本体は、鋼板の幅方向の両端部が互いに重ね合わされて接合される一端側の接合部と、前記鋼管本体が地盤内に設けられることで、前記接合部から他端側に向けて、鋼板の幅方向の端部が移動して、前記鋼管本体の外径を拡大させる拡大部とを有することを特徴とする。

第２発明に係る小径鋼管杭は、第１発明において、前記鋼管本体は、鋼板の幅方向の両端部が当接される前記接合部と、前記鋼管本体が地盤内に設けられることで、前記接合部から他端側に向けて、鋼板の幅方向の端部が移動して、前記鋼管本体の外径を拡大させる拡大部とを有することを特徴とする。

第３発明に係る小径鋼管杭は、第１発明又は第２発明において、前記鋼管本体は、鋼板の幅方向の両端部が当接される前記接合部と、前記鋼管本体が地盤内に設けられることで、前記接合部から他端側に向けて、鋼板の幅方向の端部が移動して、鋼板の幅方向の両端部が離間される前記拡大部とを有することを特徴とする。

第４発明に係る小径鋼管杭は、第１発明〜第３発明の何れかにおいて、前記鋼管本体は、前記接合部から他端側に向けて、鋼板の幅方向の端部を移動させるときに、地盤内で拡径力が作用する抵抗部材が、前記拡大部に設けられることを特徴とする。

第５発明に係る小径鋼管杭は、第１発明〜第４発明の何れかにおいて、前記鋼管本体の一端側に連続して設けられる連設鋼管をさらに備えることを特徴とする。

第６発明に係る小径鋼管杭の施工方法は、地盤内に鋼管杭を設けるための小径鋼管杭の施工方法であって、鋼板を巻くことで管軸方向に延びて形成される鋼管本体を、鋼板の幅方向の両端部を前記鋼管本体の一端側の接合部で互いに重ね合わせて接合させるとともに、前記接合部から前記鋼管本体の他端側に向けて、鋼板の幅方向の端部を移動させることで、前記鋼管本体の外径を前記鋼管本体の拡大部で拡大させて、地盤内に埋め込むことを特徴とする。

第７発明に係る小径鋼管杭の施工方法は、第６発明において、前記鋼管本体の一端側で、前記接合部に拘束治具を取り付けて、前記接合部から前記鋼管本体の他端側に向けて、鋼板の幅方向の端部を所定の移動範囲で拘束することを特徴とする。

第８発明に係る小径鋼管杭の施工方法は、第６発明又は第７発明において、前記鋼管本体を地盤内に埋め込んで、経時硬化性材料が充填された改良領域と、前記鋼管本体とを一体化させることを特徴とする。

第１発明〜第５発明によれば、鋼板を巻くことによって容易に鋼管本体を形成することができるものであるため、鋼管本体に複雑な加工を必要とすることなく、鋼管本体の外径を拡大部で拡大させるものとして、鋼管本体の製造コストを著しく低減させることが可能となる。

第１発明〜第５発明によれば、鋼管本体に複雑な加工を必要とすることなく、鋼管本体の外径を拡大部で拡大させることができるため、地盤内の押込抵抗及び引抜抵抗等を強化して、高い支持力が付与された鋼管本体を容易に提供することが可能となる。

特に、第４発明によれば、鋼管本体の拡大部に抵抗部材を溶接等で取り付けることで、鋼管本体を逆回転させるときに、抵抗部材にも土砂等や経時硬化性材料が衝突して拡径力が作用するものとして、鋼板の幅方向の端部を移動させる拡径力を増大させて、鋼管本体の外径を拡大部で容易に拡大することが可能となる。

第６発明、第７発明によれば、地盤内で鋼管本体の外径を拡大させるために、特別な工程を必要としない鋼管本体が用いられるものである。これにより、第６発明、第７発明によれば、特別な工程を必要とすることなく、地盤内で鋼管本体の外径を拡大させて、鋼管杭に高い支持力を付与することができるため、施工時の労力の増大を防止して、施工コストを著しく低減させることが可能となる。

特に、第７発明によれば、鋼管本体の接合部に拘束治具を取り付けて、鋼管本体を地盤内に埋め込むことで、鋼管本体の外径の拡大を適切に調節しながら、鋼管本体を地盤内に設けることが可能となる。

特に、第８発明によれば、経時硬化性材料が充填された改良領域と鋼管本体とを一体化させて、鋼管本体の地盤内での支持力を著しく向上させることが可能となる。

本発明を適用した小径鋼管杭が構造物の基礎杭として設けられた状態を示す斜視図である。 本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体及び連設鋼管を示す斜視図である。 本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体が鋼板を巻いて形成される状態を示す斜視図である。 本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体を示す正面図である。 （ａ）は、本発明を適用した小径鋼管杭の鋼板の変形例を示す正面図であり、（ｂ）は、拡大前の状態を示す正面図であり、（ｃ）は、拡大後の状態を示す正面図である。 本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体が二重巻きの鋼板で形成される状態を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体における接合部とボルトナットとを示す正面図であり、（ｂ）は、その平面図である。 （ａ）は、本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体における接合部と鋼製リングとを示す正面図であり、（ｂ）は、その平面図である。 （ａ）は、本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体における接合部と鋼製リングと略Ｌ形の保持部材とを示す正面図であり、（ｂ）は、その平面図である。 （ａ）は、本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体における接合部とコンクリートとを示す正面図であり、（ｂ）は、その平面図である。 （ａ）は、本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体における接合部とコンクリートと略Ｌ形の保持部材とを示す正面図であり、（ｂ）は、その平面図である。 （ａ）は、本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体における拡大する前の拡大部の横長孔を示す正面図であり、（ｂ）は、そのＣ−Ｃ線断面図である。 （ａ）は、本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体における拡大した後の拡大部の横長孔を示す正面図であり、（ｂ）は、そのＣ−Ｃ線断面図である。 （ａ）は、本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体における拡大する前の拡大部のワイヤーと複数の保持部材とを示す正面図であり、（ｂ）は、そのＤ−Ｄ線断面図である。 （ａ）は、本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体における拡大する前の拡大部のワイヤーと一つの保持部材とを示す正面図であり、（ｂ）は、そのＤ−Ｄ線断面図である。 （ａ）は、本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体における拡大した後の拡大部のワイヤーと一つの保持部材とを示す正面図であり、（ｂ）は、そのＤ−Ｄ線断面図である。 （ａ）は、本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体における拡大する前の拡大部のワイヤーと略Ｌ形の保持部材とを示す正面図であり、（ｂ）は、そのＤ−Ｄ線断面図である。 （ａ）は、本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体における拡大した後の拡大部のワイヤーと略Ｌ形の保持部材とを示す正面図であり、（ｂ）は、そのＤ−Ｄ線断面図である。 （ａ）は、本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体及び連設鋼管を示す一部破断正面図であり、（ｂ）は、そのＥ−Ｅ線断面図である。 本発明を適用した小径鋼管杭の施工方法の第１実施形態を示す正面図である。 本発明を適用した小径鋼管杭の施工方法の第１実施形態における鋼管本体の外径が拡大する態様を示す正面図である。 本発明を適用した小径鋼管杭の施工方法の第２実施形態を示す正面図である。 （ａ）は、本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体が拡大部で拡大する前の状態を示す斜視図であり、（ｂ）は、その拡大した後の状態を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体が拡大部で拡大する前の状態を示す平面図であり、（ｂ）は、その拡大した後の状態を示す平面図である。 本発明を適用した小径鋼管杭の施工方法で経時硬化性材料が充填された改良領域と鋼管本体とを一体化させる状態を示す正面図である。 本発明を適用した小径鋼管杭の施工方法で鋼管本体の接合部に拘束治具を取り付けた状態を示す斜視図である。 本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体が拡大部に補助角材が取り付けられて拡大する態様を示す平面図である。 本発明を適用した小径鋼管杭の鋼管本体が拡大部に補助板材が取り付けられて拡大する態様を示す平面図である。

以下、本発明を適用した小径鋼管杭１を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明を適用した小径鋼管杭１は、図１に示すように、地盤上に構築される構造物７の基礎杭等として、打撃、振動又は回転圧入等の打設方法によって、地盤内に設けられるものである。

本発明を適用した小径鋼管杭１は、主に、小規模住宅等の基礎杭として設けられるものであるが、これに限らず、大規模マンションや倉庫等の基礎杭として地盤内に設けることができるだけでなく、地盤改良の代替手段等として地盤内に大量に設けることもできる。

本発明を適用した小径鋼管杭１は、例えば、小規模住宅等の基礎杭に用いられて、鋼管本体２の管軸直交方向Ｘの外径を５０ｍｍ〜２１６．８ｍｍ程度、鋼管本体２の管軸方向Ｙの長さを３ｍ〜２０ｍ程度とした範囲で適用される。

本発明を適用した小径鋼管杭１は、これに限らず、大規模マンションや倉庫等の基礎杭に用いられて、鋼管本体２の管軸直交方向Ｘの外径を４００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度、鋼管本体２の管軸方向Ｙの長さを２０ｍ〜３０ｍ程度とした範囲で適用されてもよい。

本発明を適用した小径鋼管杭１は、図２に示すように、地盤内に埋め込んで設けられる鋼管本体２を備える。また、本発明を適用した小径鋼管杭１は、必要に応じて、さらに、地盤内で鋼管本体２の上端側に設けられる連設鋼管３を備えるものとすることができる。

鋼管本体２は、図３（ａ）に示すように、管軸直交方向Ｘを幅方向とするとともに管軸方向Ｙを長さ方向として、所定の板厚の鋼板６を巻くことで、略筒形状に形成される。鋼管本体２は、図３（ｂ）に示すように、地盤内に埋め込まれる前の状態で、管軸方向Ｙに延びて略円筒形状に形成される。

鋼管本体２は、図４に示すように、管軸方向Ｙの上端側となる一端側２ａの接合部２１と、管軸方向Ｙの下端側となる他端側２ｂの拡大部２２とを有する。

鋼管本体２は、地盤内に埋め込まれる前後の状態で、鋼板６の幅方向の端部６ａが接合部２１で接合される。鋼管本体２は、地盤内に埋め込まれた後の状態で、鋼板６の幅方向の端部６ａが移動して、鋼管本体２の外径が拡大部２２で拡大する。

鋼管本体２は、鋼板６の幅方向の両端部６ａが接合部２１で互いに重ね合わされて、接合部２１から他端側２ｂに向けて、鋼板６の幅方向の端部６ａが移動することで、鋼板６の幅方向の端部６ａが傾斜して、鋼管本体２の外径が拡大部２２で拡大されるものとなる。

鋼管本体２は、管軸方向Ｙの一端側２ａの接合部２１から管軸方向Ｙの他端側２ｂの拡大部２２に向けて、鋼板６の幅方向の端部６ａが所定の傾斜角度θで傾斜して、鋼板６の幅方向の両端部６ａが離間する。この傾斜角度θは、例えば、０．０５°〜２°、２°〜５°、又は、５°〜１０°等となるように設定される。鋼管本体２は、管軸直交方向Ｘの外径を５０ｍｍ〜２１６．８ｍｍ程度、管軸方向Ｙの長さを３ｍ〜２０ｍ程度としたとき、拡大部２２の拡大前後の拡径率が１．５〜２倍の範囲で、傾斜角度θが０．１４°〜８．２６°の範囲となる。

鋼管本体２は、図５（ａ）に示すように、鋼板６の変形例において、一方の端部６ａを傾斜させたものが用いられてもよい。鋼管本体２は、図５（ｂ）に示すように、鋼管本体２の外径を拡大部２２で拡大させる前の状態で、管軸方向Ｙの他端側２ｂで鋼板６の両端部６ａが重なり合う部分が大きいものとなる。鋼管本体２は、図５（ｃ）に示すように、鋼管本体２の外径を拡大部２２で拡大させた後の状態で、管軸方向Ｙの他端側２ｂで鋼板６の両端部６ａが離間しないものとなる。

このとき、鋼管本体２は、鋼板６の幅方向の両端部６ａが接合部２１で当接されて、管軸方向Ｙの一端側２ａから他端側２ｂまで、鋼板６の幅方向の両端部６ａが互いに重ね合わされた状態で、鋼板６の幅方向の両端部６ａが離間しないようにして、鋼板６の幅方向の端部６ａを所定の傾斜角度θで傾斜させるものとなる。これにより、鋼管本体２は、管軸方向Ｙの他端側２ｂが閉じたものとなり、鋼管の中の地盤を拘束する効果が高くなることから、地盤内でより高い支持力を得ることが可能となる。

鋼管本体２は、図６に示すように、鋼板６を二重巻きにすることで、管軸方向Ｙの一端側２ａから他端側２ｂまで連続して、鋼板６が幅方向で互いに重ね合わされてもよい。これにより、鋼管本体２は、この場合においても、管軸方向Ｙの他端側２ｂが閉じたものとなり、鋼管の中の地盤を拘束する効果が高くなって、地盤内でより高い支持力を得ることが可能となる。

接合部２１は、図７（ａ）に示すように、鋼管本体２の管軸方向Ｙの一端側２ａにおいて、鋼板６の幅方向の両端部６ａが互いに重ね合わされた状態で、鋼板６の幅方向の両端部６ａが当接される。接合部２１は、鋼板６を鋼管本体２の管軸直交方向Ｘに貫通させて、管軸方向Ｙに延びる略縦長孔として接合孔２１ａが形成される。接合部２１は、図７（ｂ）に示すように、鋼板６に形成された接合孔２１ａに、ボルトナット４１等の拘束部材４が挿通されて、鋼板６の幅方向の端部６ａが離間しないようにボルト接合、ピン接合、かしめ接合等で接合される。

接合部２１は、図８に示すように、鋼管本体２の管軸方向Ｙの一端側２ａで、鋼管本体２の外周面に沿うように略円環状の鋼製リング４２等の拘束部材４が取り付けられて、鋼板６の幅方向の端部６ａが接合されてもよい。このとき、接合部２１は、鋼板６の幅方向の端部６ａが鋼管本体２を縮径させるように移動することを防止するものとして、鋼材等の保持部材４３が鋼板６の内面に溶接等で設けられてもよい。接合部２１には、図９に示すように、保持部材４３として略Ｌ形状の形鋼等を設けることもできる。なお、接合部２１は、鋼管本体２の管軸方向Ｙの一端側２ａで、鋼板６の幅方向の端部６ａが溶接等で溶接接合されてもよい。

接合部２１は、図７〜図９に示すように、ボルトナット４１や鋼製リング４２等の拘束部材４が取り付けられて、鋼板６の幅方向の端部６ａが離間しないように接合される。接合部２１は、ボルトナット４１がピン状の構造であれば、溶接加工でも機械加工された治具であってもよい。接合部２１は、これに限らず、図１０、図１１に示すように、鋼管本体２の管軸方向Ｙの一端側２ａで、鋼管本体２に鉄筋等が挿入された鋼管と鉄筋コンクリートの合成構造等として、鋼板６の幅方向の端部６ａが鉄筋で補強されたコンクリート４４等で拘束されて接合されてもよい。この場合のコンクリート４４は、上部構造である構造物７の柱との接合箇所のフーチング等と併用されてもよい。このコンクリート４４は、上部構造から鋼管本体２に導入される曲げモーメントや軸力に耐えうるように、鋼管本体２の所定の範囲に充填されてもよい。

拡大部２２は、図１２に示すように、地盤内に埋め込まれる前の状態で、鋼板６の幅方向の端部６ａを傾斜させることなく、鋼板６の幅方向の端部６ａが重ね合わされる。拡大部２２は、図１３に示すように、地盤内に埋め込まれた後の状態で、鋼板６の幅方向の端部６ａが傾斜するように移動して、鋼管本体２の外径が拡大部２２で拡大する。拡大部２２は、鋼管本体２の管軸方向Ｙの他端側２ｂで、鋼板６の幅方向の端部６ａが必要以上に傾斜することを防止するものとして、所定の拡大保持機構５が設けられる。

拡大保持機構５は、鋼管本体２の管軸直交方向Ｘに延びる横長孔５１が鋼板６に形成されて、ボルトナット４１等が横長孔５１に挿通されるものである。拡大保持機構５は、鋼管本体２の外径が拡大する前後の状態で、ボルトナット４１等が横長孔５１でスライド移動する。拡大保持機構５は、鋼管本体２の外径が拡大した後の状態で、鋼板６の幅方向の両端部６ａを互いに離間させないようにボルトナット４１等で拘束するものとなる。拡大保持機構５は、横長孔５１が必ずしも管軸直交方向Ｘに延びる必要はなく、拡大部２２がスムーズに拡大するように横長孔５１の角度が調整されてもよい。拡大保持機構５は、一つ又は複数設けられてもよく、複数の横長孔５１が設けられた場合に、鋼管本体２の管軸方向Ｙで配置される位置によって、拡大部２２がスムーズに拡大するように、横長孔５１の長さと取り付け角度が調整される。

拡大保持機構５は、図１４〜図１６に示すように、変形例において、鋼管本体２の拡大部２２の外周面で、鋼板６の幅方向の端部６ａにワイヤー５２等が設けられるものである。拡大保持機構５は、鋼管本体２の外径が拡大する前後の状態で、ワイヤー５２が弛んだ状態から張られた状態となる。拡大保持機構５は、鋼管本体２の外径が拡大した後の状態で、鋼板６の幅方向の両端部６ａを互いに離間させないようにワイヤー５２等で拘束するものとなる。

このとき、拡大部２２は、鋼板６の幅方向の端部６ａが鋼管本体２を縮径させるように移動することを防止するものとして保持部材４３が設けられる。拡大部２２は、図１４に示すように、鋼管本体２の管軸方向Ｙに多段として複数の保持部材４３が鋼板６の内面に溶接等で設けられてもよい。拡大部２２は、図１５に示すように、一つの保持部材４３が鋼板６の内面に溶接等で設けられてもよい。さらに、拡大部２２は、鋼管本体２が所定の深度まで埋め込まれるまで鋼管本体２の外径の拡大を防止するものとして、仮付溶接、樹脂製リング、樹脂製ワイヤー等で仮止めしたものとすることもできる。拡大部２２には、図１７、図１８に示すように、保持部材４３として略Ｌ形状の形鋼等を設けることもできる。保持部材４３は、鋼管本体２の一端側２ａ、他端側２ｂ又はこれらの中間等に設けることもできる。

連設鋼管３は、図１９（ａ）に示すように、略直管状に形成された断面略円形状の鋼管等が、鋼管本体２の管軸方向Ｙの一端側２ａに連続して設けられる。連設鋼管３は、鋼管本体２に所定の数量が連設されることで、鋼管本体２を所定の深度まで地盤内に埋め込んで設けるものとなる。

連設鋼管３は、図１９（ｂ）に示すように、連設鋼管３の下端部３ａで管軸直交方向Ｘに貫通させて、管軸直交方向Ｘに対向する２箇所の貫通孔３１が形成される。連設鋼管３は、これに限らず、連設鋼管３の下端部３ａに如何なる数量や態様で貫通孔３１が形成されてもよい。

連設鋼管３は、接合孔２１ａに挿通されたボルトナット４１を、連設鋼管３の下端部３ａの貫通孔３１に挿通させることによって、鋼管本体２の接合部２１に固定される。連設鋼管３は、連設鋼管３の内周面で貫通孔３１より中間側に、連設鋼管３の管軸方向Ｙの先端側に突出して形成された鍔部３２ａを有する内フランジ３２が溶接等で取り付けられて設けられる。

本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、地盤内に鋼管本体２を設けるためのものであり、第１実施形態において、図２０に示すように、鋼管本体２を杭打ち機８で打撃又は振動させることで、鋼管本体２を地盤内に埋め込むものである。

最初に、本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、図２０（ａ）に示すように、地盤内に埋め込まれる前の状態で、鋼管本体２の接合部２１と拡大部２２とを略同一の外径として、鋼管本体２の下端面２４が地盤面に当接される。

次に、本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、図２０（ｂ）に示すように、ハンマー又はバイブロハンマー８１で鋼管本体２を打撃して又は振動させながら、鋼管本体２の拡大部２２から先行させて、鋼管本体２が地盤内に埋め込まれる。

最後に、本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、図２０（ｃ）に示すように、鋼管本体２の接合部２１から拡大部２２に向けて、鋼管本体２の外径を拡大部２２で拡大させて、鋼管本体２が地盤内に埋め込まれて、本発明を適用した小径鋼管杭１が地盤内に設けられるものとなる。

本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、図２１（ａ）に示すように、鋼管本体２の拡大部２２から先行させて、鋼管本体２が地盤内に埋め込まれるときに、鋼管本体２の内側に地盤内の土砂９が流入する。これにより、本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、図２１（ｂ）に示すように、鋼管本体２の内側に流入した土砂９によって、鋼管本体２の内面が押圧されて、鋼管本体２の外径が拡大部２２で管軸直交方向Ｘに拡大するものとなる。

本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、第２実施形態において、図２２に示すように、鋼管本体２を杭打ち機８で回転圧入させることで、鋼管本体２を地盤内に埋め込むものである。

最初に、本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、図２２（ａ）に示すように、鋼管本体２が地盤内に埋め込まれる前の状態で、鋼管本体２の接合部２１と拡大部２２とを略同一の外径として、鋼管本体２の下端面２４が地盤面に当接される。

次に、本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、図２２（ｂ）に示すように、圧入機８２で鋼管本体２を回転させながら、鋼管本体２の拡大部２２から先行させて鋼管本体２が地盤内に埋め込まれる。このとき、本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、時計回り又は反時計回りの何れか一方の順方向に向けてのみ、鋼管本体２を順回転Ａさせるものとなる。

最後に、本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、図２２（ｃ）に示すように、鋼管本体２を所定の深度まで到達させた状態で、圧入機８２の回転方向を逆方向にして、鋼管本体２を逆回転Ｂさせる。このとき、本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、鋼管本体２の接合部２１から拡大部２２に向けて、鋼管本体２の外径を拡大部２２で拡大させて、本発明を適用した小径鋼管杭１が地盤内に設けられるものとなる。

本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、図２３（ａ）に示すように、鋼管本体２の接合部２１と拡大部２２とを略同一の外径とした状態で、鋼管本体２を順回転Ａさせるものとなる。本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、鋼板６の幅方向の端部６ａが一端側２ａの接合部２１で接合されて、鋼管本体２の外径を他端側２ｂの拡大部２２で拡大させる前の状態となる。

本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、図２３（ｂ）に示すように、鋼板６の幅方向の端部６ａが一端側２ａの接合部２１で接合された状態で、鋼管本体２を逆回転Ｂさせて、鋼板６の幅方向の端部６ａが傾斜するように移動する。本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、鋼板６の幅方向の端部６ａを鋼管本体２の接合部２１から拡大部２２に向けて傾斜させるように移動させることで、鋼管本体２の外径を拡大部２２で拡大させるものとなる。

本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、図２３（ａ）、図２４（ａ）に示すように、鋼管本体２を順回転Ａさせるときに、鋼管本体２の縮径を保持部材４３で防止するものとなる。本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、鋼管本体２が所定の深度まで埋め込まれた状態で、図２３（ｂ）、図２４（ｂ）に示すように、鋼管本体２を逆回転Ｂさせることで、鋼板６の幅方向の端部６ａに土砂９が衝突して拡径力Ｐが作用する。これにより、本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、鋼管本体２の外径が拡大部２２で拡大するものとなる。

本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、図２５に示すように、鋼管本体２の外径を拡大部２２で拡大させて、鋼管本体２を地盤内に埋め込んで、鋼管本体２の周辺地盤に、経時硬化性材料９０が充填された改良領域９１を形成させることもできる。このとき、本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、経時硬化性材料９０が充填された改良領域９１と鋼管本体２とを一体化させて、鋼管本体２の地盤内での支持力を著しく向上させることが可能となる。

本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、第２実施形態において、鋼管本体２が順回転Ａの回転圧入で地盤内に埋め込まれるときに、鋼管本体２の接合部２１と拡大部２２とが略同一の外径の状態となるものである。これにより、本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、所定の深度まで鋼管本体２の外径を拡大部２２で拡大させることなく、鋼管本体２の回転圧入抵抗を十分に低減させて、鋼管本体２を地盤内に容易に回転圧入することが可能となる。さらに、本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、鋼管本体２の周面地盤を乱さずに、鋼管本体２を地盤内に設けることができるため、鋼管本体２の周面抵抗力を増大させて、本発明を適用した小径鋼管杭１に高い支持力を付与することが可能となる。

本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、第２実施形態において、鋼管本体２が所定の深度まで埋め込まれた状態で、鋼管本体２を逆回転Ｂさせることにより、任意の深度で鋼管本体２の外径を拡大部２２で拡大することができる。これにより、本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、鋼管本体２の周面地盤を乱さずに、鋼管本体２を地盤内に設けたうえで、任意の深度で鋼管本体２の外径を拡大させて、本発明を適用した小径鋼管杭１に高い支持力を付与することが可能となる。

本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、第１実施形態及び第２実施形態の何れにおいても、図２０、図２２に示すように、地盤内で鋼管本体２の外径を拡大させるために、特別な工程を必要としない鋼管本体２が用いられるものである。これにより、本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、特別な工程を必要とすることなく、地盤内で鋼管本体２の外径を拡大させて、本発明を適用した小径鋼管杭１に高い支持力を付与することができるため、施工時の労力の増大を防止して、施工コストを著しく低減させることが可能となる。

本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、第１実施形態及び第２実施形態の何れにおいても、図２６に示すように、鋼管本体２の管軸方向Ｙの一端側２ａで、鋼管本体２の接合部２１に拘束治具２７を取り付けることができる。

拘束治具２７は、鋼管本体２の管軸方向Ｙに所定の角度で傾斜するテーパ状の側壁２７ａを有する。拘束治具２７は、接合部２１のボルトナット４１で固定されて、鋼管本体２の管軸方向Ｙに所定の延長を有するものが取り付けられる。拘束治具２７は、鋼管本体２の接合部２１から鋼管本体２の他端側２ｂに向けて、鋼板６の幅方向の端部６ａを所定の移動範囲で拘束して、鋼管本体２の外径が必要以上に拡大しないように調節するものとなる。

本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、第１実施形態及び第２実施形態の何れにおいても、鋼管本体２の接合部２１に拘束治具２７を取り付けて、鋼管本体２を地盤内に埋め込むことで、鋼管本体２の外径の拡大を適切に調節しながら、鋼管本体２を地盤内に設けることが可能となる。本発明を適用した小径鋼管杭１の施工方法は、図４に示すように、鋼板６の幅方向の両端部６ａが拡大部２２で離間した場合に、離間部分で鋼管本体２の曲げ耐力が低下するおそれがあるものの、鋼管本体２に拘束治具２７を取り付けることで、鋼管本体２の曲げ耐力を向上させることが可能となる。

本発明を適用した小径鋼管杭１は、図２７（ａ）に示すように、鋼管本体２の拡大部２２に抵抗部材２０となる断面略三角形状の補助角材２５を溶接等で取り付けることもできる。このとき、本発明を適用した小径鋼管杭１は、鋼管本体２を順回転Ａさせるときに、補助角材２５の傾斜面２５ａで土砂９からの抵抗力を受けないものとすることができる。また、本発明を適用した小径鋼管杭１は、図２７（ｂ）に示すように、鋼管本体２を逆回転Ｂさせるときに、補助角材２５の垂直面２５ｂにも土砂９が衝突して拡径力Ｐが作用するものとなる。これにより、本発明を適用した小径鋼管杭１は、鋼板６の幅方向の端部６ａを移動させる拡径力Ｐを増大させて、鋼管本体２の外径を拡大部２２で容易に拡大することが可能となる。

本発明を適用した小径鋼管杭１は、図２８（ａ）に示すように、鋼管本体２の拡大部２２に抵抗部材２０となる略平板状の補助板材２６を溶接等で取り付けることもできる。このとき、本発明を適用した小径鋼管杭１は、鋼管本体２を順回転Ａさせるときに、補助板材２６が鋼管本体２の外周面に当接されて土砂９からの抵抗力を受けないものとすることができる。また、本発明を適用した小径鋼管杭１は、図２８（ｂ）に示すように、鋼管本体２を逆回転Ｂさせるときに、補助板材２６が取付部２６ａを支点として鋼管本体２の外周面から離間するように回動して、補助板材２６にも土砂９が衝突して拡径力Ｐが作用するものとなる。これにより、本発明を適用した小径鋼管杭１は、鋼板６の幅方向の端部６ａを移動させる初期の拡径力Ｐを増大させて、鋼管本体２の外径を拡大部２２で容易に拡大することが可能となる。

本発明を適用した小径鋼管杭１は、図３、図４に示すように、鋼板６を巻くことによって容易に鋼管本体２を形成することができるものである。これにより、本発明を適用した小径鋼管杭１は、鋼管本体２に複雑な加工を必要とすることなく、鋼管本体２の外径を拡大部２２で拡大させるものとして、鋼管本体２の製造コストを著しく低減させることが可能となる。

本発明を適用した小径鋼管杭１は、鋼管本体２に複雑な加工を必要とすることなく、鋼管本体２の外径を拡大部２２で拡大させることができるため、地盤内の押込抵抗及び引抜抵抗等を強化して、高い支持力が付与された鋼管本体２を容易に提供することが可能となる。

本発明を適用した小径鋼管杭１は、図７（ａ）に示すように、接合孔２１ａが管軸方向Ｙに延びる略縦長孔として形成されることで、鋼板６の幅方向の端部６ａが傾斜するように移動するときに、接合部２１の管軸方向Ｙの移動を容易にして、鋼管本体２の外径を拡大部２２で円滑に拡大させることが可能となる。

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

１ ：小径鋼管杭
２ ：鋼管本体
２ａ ：一端側
２ｂ ：他端側
２０ ：抵抗部材
２１ ：接合部
２１ａ ：接合孔
２２ ：拡大部
２３ ：上端面
２４ ：下端面
２５ ：補助角材
２５ａ ：傾斜面
２５ｂ ：垂直面
２６ ：補助板材
２６ａ ：取付部
２７ ：拘束治具
２７ａ ：側壁
３ ：連設鋼管
３ａ ：下端部
３１ ：貫通孔
３２ ：内フランジ
３２ａ ：鍔部
４ ：拘束部材
４１ ：ボルトナット
４２ ：鋼製リング
４３ ：保持部材
４４ ：コンクリート
５ ：拡大保持機構
５１ ：横長孔
５２ ：ワイヤー
６ ：鋼板
６ａ ：端部
７ ：構造物
８ ：杭打ち機
８１ ：バイブロハンマー
８２ ：圧入機
９ ：土砂
Ｘ ：管軸直交方向
Ｙ ：管軸方向

Claims (8)

1. 地盤内に設けられる小径鋼管杭であって、
   鋼板を巻くことで管軸方向に延びて形成される鋼管本体を備え、
   前記鋼管本体は、鋼板の幅方向の両端部が互いに重ね合わされて接合される一端側の接合部と、前記鋼管本体が地盤内に設けられることで、前記接合部から他端側に向けて、鋼板の幅方向の端部が移動して、前記鋼管本体の外径を拡大させる拡大部とを有すること
   を特徴とする小径鋼管杭。
2. 前記鋼管本体は、鋼板の幅方向の両端部が当接される前記接合部と、前記鋼管本体が地盤内に設けられることで、前記接合部から他端側に向けて、鋼板の幅方向の端部が移動して、前記鋼管本体の外径を拡大させる拡大部とを有すること
   を特徴とする請求項１記載の小径鋼管杭。
3. 前記鋼管本体は、鋼板の幅方向の両端部が当接される前記接合部と、前記鋼管本体が地盤内に設けられることで、前記接合部から他端側に向けて、鋼板の幅方向の端部が移動して、鋼板の幅方向の両端部が離間される前記拡大部とを有すること
   を特徴とする請求項１又は２記載の小径鋼管杭。
4. 前記鋼管本体は、前記接合部から他端側に向けて、鋼板の幅方向の端部を移動させるときに、地盤内で拡径力が作用する抵抗部材が、前記拡大部に設けられること
   を特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の小径鋼管杭。
5. 前記鋼管本体の一端側に連続して設けられる連設鋼管をさらに備えること
   を特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の小径鋼管杭。
6. 地盤内に鋼管杭を設けるための小径鋼管杭の施工方法であって、
   鋼板を巻くことで管軸方向に延びて形成される鋼管本体を、鋼板の幅方向の両端部を前記鋼管本体の一端側の接合部で互いに重ね合わせて接合させるとともに、前記接合部から前記鋼管本体の他端側に向けて、鋼板の幅方向の端部を移動させることで、前記鋼管本体の外径を前記鋼管本体の拡大部で拡大させて、地盤内に埋め込むこと
   を特徴とする小径鋼管杭の施工方法。
7. 前記鋼管本体の一端側で、前記接合部に拘束治具を取り付けて、前記接合部から前記鋼管本体の他端側に向けて、鋼板の幅方向の端部を所定の移動範囲で拘束すること
   を特徴とする請求項６記載の小径鋼管杭の施工方法。
8. 前記鋼管本体を地盤内に埋め込んで、経時硬化性材料が充填された改良領域と、前記鋼管本体とを一体化させること
   を特徴とする請求項６又は７記載の小径鋼管杭の施工方法。

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