JP6299198B2 - 支持用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支持用鋼管杭及び地盤内に鋼管杭を設けるための支持用鋼管杭の施工方法に関する。

従来より、特許文献１に開示されるように、中空杭の先端面に複数の翼が設けられることで、地盤中への貫入性が高く、かつ支持性能や経済性にも優れる回転貫入杭が提案されている。

特許文献１に開示された回転貫入杭は、中空杭の先端面に、内径が中空杭の内径より小さく、外径が中空杭の外径より大きい２枚の翼を、溶接等により取り付けるものであり、それぞれの翼の表面は杭先端側に広がる錘面の約半周を形成するものである。

特許文献１に開示された回転貫入杭は、施工時において、中空杭を回転させながら地盤中に圧入されるものであり、２枚の翼で形成される面が錘面であることで、貫入性に優れたものとなるとともに、鉛直方向の力に対する断面性能が高いものとなる。

特開２００５−１７１６１６号公報

しかし、特許文献１に開示された回転貫入杭は、中空杭の先端面に錘面を形成した２枚の翼が固定されて、中空杭が地盤内に回転圧入されるため、２枚の翼に抵抗力が作用して、中空杭の回転圧入抵抗を十分に低減することができないおそれがあるという問題点があった。

また、特許文献１に開示された回転貫入杭は、中空杭の先端面に２枚の翼を固定して、２枚の翼で形成される面を錘面とすることから、中空杭の先端面及び２枚の翼に錘面とするための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に開示された回転貫入杭は、複雑な加工を実施することが必要となることから、中空杭の先端面及び２枚の翼の製造コストが著しく増大するだけでなく、施工時に多大な労力を要するため、施工コストが著しく増大するおそれがあ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、杭先端部に複雑な加工を実施することなく、杭先端部の回転圧入抵抗を十分に低減させて、高い支持力が付与された支持用鋼管杭及びその施工方法を提供することにある。

第１発明に係る支持用鋼管杭は、地盤内に設けられる支持用鋼管杭であって、鋼管本体と、前記鋼管本体の先端側に設けられる杭先端部とを備え、前記杭先端部は、鋼板を巻くことで形成されて、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、前記杭先端部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発明に係る支持用鋼管杭は、第１発明において、前記杭先端部は、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、前記杭先端部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発明に係る支持用鋼管杭は、第１発明又は第２発明において、前記杭先端部は、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発明に係る支持用鋼管杭は、第１発明〜第３発明の何れかにおいて、前記杭先端部は、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発明に係る支持用鋼管杭の施工方法は、地盤内に鋼管杭を設けるための支持用鋼管杭の施工方法であって、鋼板を巻くことで形成されて、鋼管本体の先端側に設けられた杭先端部を、鋼板の幅方向の端部が一端側の接合部で接合されて、前記杭先端部の外径を他端側の拡大部で拡大させる前の状態で、前記杭先端部とともに前記鋼管本体を地盤内に順回転させる第１工程と、鋼板の幅方向の端部が前記接合部で接合された状態で、前記杭先端部とともに前記鋼管本体を地盤内の所定の深度まで到達させて逆回転させることで、鋼板の幅方向の端部を前記拡大部で移動させて、前記杭先端部の外径を前記拡大部で拡大させる第２工程とを備えることを特徴とする。

第６発明に係る支持用鋼管杭の施工方法は、第５発明において、前記第１工程では、前記鋼管本体の先端側で地盤内に拡幅空間を形成して、前記杭先端部の外径を前記拡大部で拡大させる前の状態で、前記拡幅空間に経時硬化性材料を注入して、前記第２工程では、前記杭先端部を前記拡幅空間まで到達させて逆回転させることで、前記拡幅空間に注入された経時硬化性材料から拡径力が作用して、鋼板の幅方向の端部を前記拡大部で移動させて、前記杭先端部の外径を前記拡大部で拡大させることを特徴とする。

第１発明〜第４発明によれば、鋼板を巻くことによって容易に杭先端部を形成することができるものであるため、杭先端部に複雑な加工を必要とすることなく、杭先端部の外径を拡大部で拡大させるものとして、鋼管本体及び杭先端部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４発明によれば、杭先端部に複雑な加工を必要とすることなく、杭先端部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杭先端部を容易に提供することが可能となる。

第４発明によれば、杭先端部の拡大部に抵抗部材を溶接等で取り付けることで、杭先端部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、杭先端部の外径を拡大部で容易に拡大することが可能となる。

第５発明、第６発明によれば、杭先端部が順回転の回転圧入で地盤内に埋め込まれるときに、杭先端部の接合部と拡大部とが略同一の外径の状態となるものである。これにより、第５発明、第６発明によれば、所定の深度まで杭先端部の外径を拡大部させることなく、杭先端部の回転圧入抵抗を十分に低減させて、杭先端部とともに鋼管本体を地盤内に容易に回転圧入することが可能となる。

第５発明、第６発明によれば、杭先端部が所定の深度まで埋め込まれた状態で、杭先端部を逆回転させることにより、任意の深度で杭先端部の外径を拡大部で拡大することができる。これにより、第５発明、第６発明によれば、杭先端部の周面地盤を乱さずに、杭先端部を地盤内に設けたうえで、任意の深度で杭先端部の外径を拡大させて、支持用鋼管杭に高い支持力を付与することが可能となる。

第５発明、第６発明によれば、地盤内で杭先端部の外径を拡大させるために、特別な工程を必要としない杭先端部が用いられるものである。これにより、第５発明、第６発明によれば、特別な工程を必要とすることなく、地盤内で杭先端部の外径を拡大させて、支持用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。

本発明を適用した支持用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。 本発明を適用した支持用鋼管杭を示す斜視図である。 本発明を適用した支持用鋼管杭の鋼管本体の先端部を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明を適用した支持用鋼管杭の鋼管本体の先端部を示す一部破断正面図であり、（ｂ）は、その底面図である。 本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部が鋼板を巻いて形成される状態を示す斜視図である。 本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部を示す正面図である。 （ａ）は、本発明を適用した支持用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。 本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部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、本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部の接合部を示す正面図であり、（ｂ）は、その平面図である。 （ａ）は、本発明を適用した支持用鋼管杭の鋼管本体及び杭先端部を示す一部破断正面図であり、（ｂ）は、そのＣ−Ｃ線断面図である。 （ａ）は、本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部における接合部の接合孔を示す斜視図であり、（ｂ）は、その接合孔及び補助孔を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部における接合部の鋼製リングを示す正面図であり、（ｂ）は、その平面図である。 （ａ）は、本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部における接合部の鋼製リングと略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、本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部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Ｄ−Ｄ線断面図である。 （ａ）は、本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部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Ｄ−Ｄ線断面図である。 （ａ）は、本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部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Ｅ−Ｅ線断面図である。 （ａ）は、本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部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Ｅ−Ｅ線断面図である。 （ａ）は、本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部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Ｅ−Ｅ線断面図である。 （ａ）は、本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部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Ｅ−Ｅ線断面図である。 （ａ）は、本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部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Ｅ−Ｅ線断面図である。 本発明を適用した支持用鋼管杭の施工方法の第１実施形態を示す正面図である。 本発明を適用した支持用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、本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部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、本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部が掘削拡大翼によって拡大する前の状態を示す正面図であり、（ｂ）は、その拡大した後の状態を示す正面図である。 （ａ）は、本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部が掘削拡大翼によって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。 （ａ）は、本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部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。 本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部が拡大部に三角抵抗部材が取り付けられて拡大する態様を示す平面図である。 本発明を適用した支持用鋼管杭の杭先端部が拡大部に板状抵抗部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、本発明を適用した支持用鋼管杭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。

本発明を適用した支持用鋼管杭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、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。

本発明を適用した支持用鋼管杭１は、主に、大規模マンションや倉庫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、小規模住宅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。

本発明を適用した支持用鋼管杭１は、例えば、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〜６０ｍ程度とした範囲で適用される。

本発明を適用した支持用鋼管杭１は、これに限らず、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〜１００ｍｍ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てもよい。

本発明を適用した支持用鋼管杭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と、鋼管本体２の管軸方向Ｙの先端側に設けられる杭先端部３とを備える。なお、本発明を適用した支持用鋼管杭１は、鋼管本体２の直径に対して、杭先端部３の管軸方向Ｙの長さを０．５倍〜５倍、特に、１倍〜２倍とすることが望ましい。

鋼管本体２は、略直管状に形成された断面略円形状の鋼管等が用いられる。鋼管本体２は、鋼管本体２の管軸方向Ｙの先端側で、先端部２ａに連続させて杭先端部３が取り付けられる。

鋼管本体２は、図３（ａ）に示すように、鋼管本体２の先端部２ａ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２１が形成される。鋼管本体２は、これに限らず、如何なる数量等で貫通孔２１が形成されてもよく、例えば、図３（ｂ）に示すように、管軸直交方向Ｘに対向する４箇所の貫通孔２１が形成されてもよい。

鋼管本体２は、図４（ａ）に示すように、鋼管本体２の先端部２ａの内周面に、鋼管本体２の管軸方向Ｙの先端側に拡開して形成されたテーパ面２ｂを有する。鋼管本体２は、これに限らず、鋼管本体２の先端部２ａの内周面にテーパ面２ｂが形成されなくてもよい。鋼管本体２は、図４（ｂ）に示すように、鋼管本体２の内周面でテーパ面２ｂ及び貫通孔２１より中間側に、鋼管本体２の管軸方向Ｙの先端側に突出して形成された鍔部２３ａを有する内フランジ２３が溶接等で取り付けられて設けられる。

杭先端部３は、図５（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。杭先端部３は、図５（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。

杭先端部３は、図２に示すように、鋼管本体２の先端部２ａに取り付けられるものであり、管軸方向Ｙの上端側となる一端側３ａの接合部３１と、管軸方向Ｙの下端側となる他端側３ｂの拡大部３２とを有する。

杭先端部３は、図６に示すように、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３１で接合される。杭先端部３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、杭先端部３の外径が拡大部３２で拡大する。

杭先端部３は、鋼板６の幅方向の両端部６ａが接合部３１で互いに重ね合わされて、接合部３１から他端側３ｂ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、杭先端部３の外径が拡大部３２で拡大されるものとなる。

杭先端部３は、管軸方向Ｙの一端側３ａの接合部３１から管軸方向Ｙの他端側３ｂの拡大部３２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、２°〜１５°、１５°〜３０°、又は、３０°〜４５°等となるように設定される。杭先端部３は、拡大部３２の拡大前後の拡径率が１．２〜２倍の範囲で、傾斜角度θが５．８°〜９０°の範囲となる。

杭先端部３は、図７（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。杭先端部３は、図７（ｂ）に示すように、杭先端部３の外径を拡大部３２で拡大させる前の状態で、管軸方向Ｙの他端側３ｂ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。杭先端部３は、図７（ｃ）に示すように、杭先端部３の外径を拡大部３２で拡大させた後の状態で、管軸方向Ｙの他端側３ｂで鋼板６の両端部６ａが離間しないものとなる。

このとき、杭先端部３は、鋼板６の幅方向の両端部６ａが接合部３１で当接されて、管軸方向Ｙの一端側３ａから他端側３ｂ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、杭先端部３は、管軸方向Ｙの他端側３ｂ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。

杭先端部３は、例えば、図８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３ａから他端側３ｂ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、杭先端部３は、この場合においても、管軸方向Ｙの他端側３ｂが閉じたものとなり、杭先端部３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。

接合部３１は、図９（ａ）に示すように、杭先端部３の管軸方向Ｙの一端側３ａ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３１は、図９（ｂ）に示すように、鋼板６を杭先端部３の管軸直交方向Ｘに貫通させて、管軸直交方向Ｘに対向する２箇所の接合孔３１ａが形成される。

接合部３１は、図１０に示すように、鋼板６に形成された２箇所の接合孔３１ａと、鋼管本体２の先端部２ａに形成された２箇所の貫通孔２１とが重ね合わされて、ボルトナット４１等の拘束部材４が挿通される。接合部３１は、ボルトナット４１等の拘束部材４で鋼板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３１は、図１０（ａ）に示すように、内フランジ２３の鍔部２３ａと鋼管本体２の内周面との間に、杭先端部３の上端部３３が嵌め込まれる。接合部３１は、図１０（ｂ）に示すように、接合孔３１ａと貫通孔２１とを重ね合わせた状態で、ボルトナット４１等の拘束部材４を挿通させて締結することで、杭先端部３が鋼管本体２の先端部２ａに取り付けられる。接合部３１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３１は、２箇所の接合孔３１ａが略円形状の丸孔として形成される。接合部３１は、これに限らず、図１１（ａ）に示すように、２箇所の接合孔３１ａが管軸方向Ｙに延びる略縦長孔として形成されてもよい。接合部３１は、図１１（ｂ）に示すように、鋼板６を杭先端部３の管軸直交方向Ｘに貫通させることで、さらに、２箇所の補助孔３１ｂが形成されて、２箇所の補助孔３１ｂが管軸直交方向Ｘに延びる略横長孔として形成されてもよい。

接合部３１は、図１２に示すように、杭先端部３の管軸方向Ｙの一端側３ａで、杭先端部３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３１は、鋼板６の幅方向の端部６ａが杭先端部３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３１には、図１３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３１は、杭先端部３の管軸方向Ｙの一端側３ａ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。

拡大部３２は、図１４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３２は、図１５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、杭先端部３の外径が拡大部３２で拡大する。拡大部３２は、杭先端部３の管軸方向Ｙの他端側３ｂ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、杭先端部３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、杭先端部３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、杭先端部３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３２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、杭先端部３の管軸方向Ｙで配置される位置によって、拡大部３２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１６〜図１８に示すように、変形例において、杭先端部３の拡大部３２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、杭先端部３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、杭先端部３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３２は、鋼板６の幅方向の端部６ａが杭先端部３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３２は、図１６に示すように、杭先端部３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３２は、図１７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３２は、杭先端部３が所定の深度まで埋め込まれるまで杭先端部３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３２には、図１９、図２０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、杭先端部３の一端側３ａ、他端側３ｂ又はこれらの中間等に設けることもできる。

本発明を適用した支持用鋼管杭１は、杭先端部３が設けられた鋼管本体２に所定の数量の鋼管本体２を連設することで、所定の深度まで地盤内に埋め込んで設けられるものとなる。

本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、第１実施形態において、図２１に示すように、杭先端部３とともに鋼管本体２を回転圧入施工機８で回転圧入させることで、杭先端部３とともに鋼管本体２を地盤内に埋め込むものである。

最初に、本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、図２１（ａ）に示すように、鋼管本体２の先端側に設けられた杭先端部３が、地盤内に埋め込まれる前の状態で、杭先端部３の接合部３１と拡大部３２とを略同一の外径として、杭先端部３の下端部３４が地盤面に当接される。

本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、第１工程において、図２１（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、杭先端部３の拡大部３２から先行させて杭先端部３が地盤内に埋め込まれる。このとき、第１工程では、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、杭先端部３とともに鋼管本体２を順回転Ａさせるものとなる。

本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、第２工程において、図２１（ｃ）に示すように、杭先端部３とともに鋼管本体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、杭先端部３とともに鋼管本体２を逆回転Ｂさせる。第２工程では、杭先端部３とともに鋼管本体２を逆回転Ｂさせることで、杭先端部３の外径を拡大部３２で拡大させて、本発明を適用した支持用鋼管杭１が地盤内に設けられるものとなる。

本発明を適用した支持用鋼管杭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、杭先端部３とともに鋼管本体２とスクリュー８１及び掘削拡大翼８３を回転圧入施工機８で回転させて、地盤内にソイルセメント等の固化体を形成した根固め部９０を築造するものである。

最初に、本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、第２実施形態において、図２２（ａ）に示すように、鋼管本体２及び杭先端部３の内側にスクリュー８１及び掘削拡大翼８３を挿通させて、掘削拡大翼８３で地盤内を掘削しながら鋼管本体２及び杭先端部３を順回転Ａさせる。

本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、第１工程において、図２２（ｂ）に示すように、杭先端部３とともに鋼管本体２を順回転Ａさせながら掘削拡大翼８３を拡翼させて、鋼管本体２の先端側で鋼管本体２の外径よりも大きい拡幅空間９１を地盤内に形成する。第１工程では、杭先端部３の外径を拡大部３２で拡大させる前の状態で、地盤内に形成された拡幅空間９１にセメントミルク等の経時硬化性材料９が注入される。

本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、第２工程において、図２２（ｃ）に示すように、杭先端部３を拡幅空間９１まで到達させて、杭先端部３とともに鋼管本体２を逆回転Ｂさせる。第２工程では、拡幅空間９１で杭先端部３を逆回転Ｂさせることで、杭先端部３の外径を拡大部３２で拡大させて、本発明を適用した支持用鋼管杭１を地盤内に設けるものとなる。

本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、第１実施形態及び第２実施形態の何れについても、第１工程において、図２３（ａ）に示すように、鋼板６の幅方向の端部６ａが一端側３ａの接合部３１で接合されて、杭先端部３の外径を他端側３ｂの拡大部３２で拡大させる前の状態となる。第１工程では、杭先端部３の接合部３１と拡大部３２とを略同一の外径とした状態で、杭先端部３とともに鋼管本体２を順回転Ａさせるものとなる。

本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、第１実施形態及び第２実施形態の何れについても、第２工程において、図２３（ｂ）に示すように、鋼板６の幅方向の端部６ａが一端側３ａの接合部３１で接合された状態で、杭先端部３とともに鋼管本体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。第２工程では、鋼板６の幅方向の端部６ａを杭先端部３の接合部３１から拡大部３２に向けて傾斜させるように移動させることで、杭先端部３の外径を拡大部３２で拡大させるものとなる。

本発明を適用した支持用鋼管杭１は、図２４、図２５に示すように、鋼材等の接触治具４４が鋼板６の内面に溶接等で設けられてもよい。本発明を適用した支持用鋼管杭１は、図２４（ａ）、図２５（ａ）に示すように、支持用鋼管杭１の回転を一度止めて掘削拡大翼８３を拡翼させて、接触治具４４に掘削拡大翼８３を接触させてから、図２４（ｂ）、図２５（ｂ）に示すように、支持用鋼管杭１を逆回転Ｂさせて、杭先端部３の拡大部３２を拡大させることができるものとなる。

本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、図１０に示すように、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、鋼板６の外面が鋼管本体２のテーパ面２ｂに当接される。本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、鋼管本体２のテーパ面２ｂと内フランジ２３の鍔部２３ａとで杭先端部３の上端部３３が支持されて、杭先端部３の外径を拡大部３２で所定の大きさに拡大させた状態で、杭先端部３がボルトナット４１等で固定されるものとなる。

本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、第１工程において、図２３（ａ）、図２６（ａ）に示すように、杭先端部３とともに鋼管本体２を順回転Ａさせるときに、杭先端部３の縮径を保持部材４３で防止するものとなる。本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、第２工程において、図２３（ｂ）、図２６（ｂ）に示すように、杭先端部３とともに鋼管本体２を逆回転Ｂさせることで、鋼板６の幅方向の端部６ａに土砂等や経時硬化性材料９が衝突して拡径力Ｐが作用する。これにより、本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、杭先端部３の外径が拡大部３２で拡大するものとなる。

本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、第１実施形態及び第２実施形態の何れについても、杭先端部３が順回転Ａの回転圧入で地盤内に埋め込まれるときに、杭先端部３の接合部３１と拡大部３２とが略同一の外径の状態となるものである。これにより、本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、所定の深度まで杭先端部３の外径を拡大部３２で拡大させることなく、杭先端部３の回転圧入抵抗を十分に低減させて、杭先端部３とともに鋼管本体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、本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、杭先端部３の周面地盤を乱さずに杭先端部３を地盤内に設けることができるため、杭先端部３の周面抵抗力を増大させて、本発明を適用した支持用鋼管杭１に高い支持力を付与することが可能となる。

本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、第１実施形態及び第２実施形態の何れについても、杭先端部３が所定の深度まで埋め込まれた状態で、杭先端部３を逆回転Ｂさせることにより、任意の深度で杭先端部３の外径を拡大部３２で拡大することができる。これにより、本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、杭先端部３の周面地盤を乱さずに、杭先端部３を地盤内に設けたうえで、任意の深度で杭先端部３の外径を拡大させて、本発明を適用した支持用鋼管杭１に高い支持力を付与することが可能となる。

本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、第１実施形態及び第２実施形態の何れについても、図２１、図２２に示すように、地盤内で杭先端部３の外径を拡大させるために、特別な工程を必要としない杭先端部３が用いられるものである。これにより、本発明を適用した支持用鋼管杭１の施工方法は、特別な工程を必要とすることなく、地盤内で杭先端部３の外径を拡大させて、本発明を適用した支持用鋼管杭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。

本発明を適用した支持用鋼管杭１は、図２７（ａ）に示すように、杭先端部３の拡大部３２に断面略三角形状の三角抵抗部材３５を溶接等で取り付けることもできる。このとき、本発明を適用した支持用鋼管杭１は、杭先端部３を順回転Ａさせるときに、三角抵抗部材３５の傾斜面３５ａで土砂等や経時硬化性材料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、本発明を適用した支持用鋼管杭１は、図２７（ｂ）に示すように、杭先端部３を逆回転Ｂさせるときに、三角抵抗部材３５の垂直面３５ｂにも土砂等や経時硬化性材料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、本発明を適用した支持用鋼管杭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、杭先端部３の外径を拡大部３２で容易に拡大することが可能となる。

本発明を適用した支持用鋼管杭１は、図２８（ａ）に示すように、杭先端部３の拡大部３２に略平板状の板状抵抗部材３６を溶接等で取り付けることもできる。このとき、本発明を適用した支持用鋼管杭１は、杭先端部３を順回転Ａさせるときに、板状抵抗部材３６が杭先端部３の外周面に当接されて土砂等や経時硬化性材料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、本発明を適用した支持用鋼管杭１は、図２８（ｂ）に示すように、杭先端部３を逆回転Ｂさせるときに、板状抵抗部材３６が取付部３６ａを支点として杭先端部３の外周面から離間するように回動して、板状抵抗部材３６にも土砂等や経時硬化性材料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、本発明を適用した支持用鋼管杭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、杭先端部３の外径を拡大部３２で容易に拡大することが可能となる。

本発明を適用した支持用鋼管杭１は、図２、図５に示すように、鋼板６を巻くことによって容易に杭先端部３を形成することができるものである。これにより、本発明を適用した支持用鋼管杭１は、杭先端部３に複雑な加工を必要とすることなく、杭先端部３の外径を拡大部３２で拡大させるものとして、鋼管本体２及び杭先端部３の製造コストを著しく低減させることが可能となる。

本発明を適用した支持用鋼管杭１は、杭先端部３に複雑な加工を必要とすることなく、杭先端部３の外径を拡大部３２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杭先端部３を容易に提供することが可能となる。

本発明を適用した支持用鋼管杭１は、図１１（ａ）に示すように、接合孔３１ａ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３１の管軸方向Ｙの変形を容易にして、杭先端部３の外径を拡大部３２で円滑に拡大させることが可能となる。本発明を適用した支持用鋼管杭１は、図１１（ｂ）に示すように、２箇所の補助孔３１ｂが管軸直交方向Ｘに延びる略横長孔として形成されることで、杭先端部３の固定を強化す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。

例えば、本発明を適用した支持用鋼管杭１は、杭先端部３とともに鋼管本体２を回転圧入するものに限らず、鋼管本体２を杭打ち機で打撃又は振動させて、地盤内に埋め込んで設けられるものとすることもできる。

１ ：支持用鋼管杭
２ ：鋼管本体
２ａ ：先端部
２ｂ ：テーパ面
２１ ：貫通孔
２３ ：内フランジ
２３ａ ：鍔部
３ ：杭先端部
３ａ ：一端側
３ｂ ：他端側
３１ ：接合部
３１ａ ：接合孔
３１ｂ ：補助孔
３２ ：拡大部
３３ ：上端部
３４ ：下端部
３５ ：三角抵抗部材
３５ａ ：傾斜面
３５ｂ ：垂直面
３６ ：板状抵抗部材
３６ａ ：取付部
４ ：拘束部材
４１ ：ボルトナット
４２ ：鋼製リング
４３ ：保持部材
４４ ：接触治具
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 ：回転圧入施工機
８１ ：スクリュー
８２ ：圧入機
８３ ：掘削拡大翼
９ ：経時硬化性材料
９０ ：根固め部
９１ ：拡幅空間
Ｘ ：管軸直交方向
Ｙ ：管軸方向

Claims (6)

1. 地盤内に設けられる支持用鋼管杭であって、
   鋼管本体と、前記鋼管本体の先端側に設けられる杭先端部とを備え、
   前記杭先端部は、鋼板を巻くことで形成されて、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、前記杭先端部の外径を拡大させる拡大部とを有すること
   を特徴とする支持用鋼管杭。
2. 前記杭先端部は、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、前記杭先端部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記載の支持用鋼管杭。
3. 前記杭先端部は、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記載の支持用鋼管杭。
4. 前記杭先端部は、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項記載の支持用鋼管杭。
5. 地盤内に鋼管杭を設けるための支持用鋼管杭の施工方法であって、
   鋼板を巻くことで形成されて、鋼管本体の先端側に設けられた杭先端部を、鋼板の幅方向の端部が一端側の接合部で接合されて、前記杭先端部の外径を他端側の拡大部で拡大させる前の状態で、前記杭先端部とともに前記鋼管本体を地盤内に順回転させる第１工程と、
   鋼板の幅方向の端部が前記接合部で接合された状態で、前記杭先端部とともに前記鋼管本体を地盤内の所定の深度まで到達させて逆回転させることで、鋼板の幅方向の端部を前記拡大部で移動させて、前記杭先端部の外径を前記拡大部で拡大させる第２工程とを備えること
   を特徴とする支持用鋼管杭の施工方法。
6. 前記第１工程では、前記鋼管本体の先端側で地盤内に拡幅空間を形成して、前記杭先端部の外径を前記拡大部で拡大させる前の状態で、前記拡幅空間に経時硬化性材料を注入して、
   前記第２工程では、前記杭先端部を前記拡幅空間まで到達させて逆回転させることで、前記拡幅空間に注入された経時硬化性材料から拡径力が作用して、鋼板の幅方向の端部を前記拡大部で移動させて、前記杭先端部の外径を前記拡大部で拡大させること
   を特徴とする請求項５記載の支持用鋼管杭の施工方法。

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