JP6430147B2

JP6430147B2 - 杭頭を補強する基礎杭の構築方法、杭頭を補強した基礎杭構造

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Publication number: JP6430147B2
Application number: JP2014103938A
Authority: JP
Inventors: 加藤　洋一; 洋一加藤; 行紀松本
Original assignee: Mitani Sekisan Co Ltd
Current assignee: Mitani Sekisan Co Ltd
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2034-05-20
Also published as: JP2015218516A

Description

本発明は、杭穴内に既製杭を埋設する基礎杭構造で、地上付近の杭頭部に、外短既製杭配置して、杭頭部での水平耐力などを強化した杭頭を補強する基礎杭の構築方法、その構築方法で構築される基礎杭構造に関する。

杭穴掘削や既製杭を埋設する際に、杭頭部（すなわち、地面付近）で地盤が崩れることを防止するために、短い鋼管を埋設して、鋼管の内側を掘削し、既製杭を埋設することがなされていた（特許文献１）。
また、鋼管杭より短い外管を、鋼管杭の杭頭部の外側に回転しながら沈める方法も提案されている（特許文献２）。この発明は杭頭部で水平耐力を増強するための外管で、外管の下端に掘削刃を設けて構成して、外管の埋設を容易とするものであった。
また、コンクリート製の既製杭の杭頭外周に、鋼管を被せる発明も提案されている（特許文献３）。この発明では、垂直荷重（圧縮、引張）は鋼管と既製杭とで負担し、水平荷重による曲げやせん断などについては鋼管のみで負担する構造となっていた。

特開２０００−２５７０６３号公報特開２００９−３０３７２号公報特開２００７−７７６３９号公報

従来各技術では、いずれも既製杭の杭頭部に鋼管杭を被せて、地盤の倒壊防止、水平耐力の増加、引き抜き力、圧縮荷重の増加を図っていた。これは、コンクリート系の既製杭に比べて鋼管杭が肉薄で、埋設し易いかったので、これを採用していた傾向がある。しかし、鋼管杭の内側の既製杭と一体化を図るためには、実際には、鋼管の内面処理や注入するセメントミルクの工夫が必要であった。また、コンクリート系の既製杭に比べると、同じ外径の場合、一般に鋼管は価格が高い傾向があった。

本発明は、コンクリート系の既製杭の外周側に、コンクリート系の既製杭からなる外短既製杭を被せたので、前記問題点を解決した。

すなわち、この第１の方法の発明は、杭穴内に既製杭及び外周に突起を形成したコンクリート系の外短既製杭を埋設して、以下のように基礎杭を構築することを特徴とする杭頭部を補強する基礎杭の構築方法である。
(1) 地上から予め定められた深さまで、前記杭穴を掘削する。
(2) 前記杭穴内にセメントミルク類を充填すると共に、前記杭穴内に既製杭を埋設し、先端を所定位置に納める。
(3) 続いて、前記既製杭の杭頭部に、前記外短既製杭を配置し、前記既製杭の外周面と前記外短既製杭の内周面との間に間隙を形成した状態で、前記既製杭と外短既製杭とを保持して、前記セメントミルク類を固化させる。

また、第２の方法の発明は、杭穴内に既製杭及び外周に突起を形成した外短既製杭を埋設して、以下のように基礎杭を構築することを特徴とする杭頭部を補強する基礎杭の構築方法である。
(1) 地上から予め定められた深さまで、前記杭穴を掘削する。
(2) 前記杭穴内にセメントミルク類を充填すると共に、前記杭穴内で地面付近に、コンクリート系の外短既製杭を配置して、保持する。
(3) 続いて、前記既製杭を、前記外短既製杭の内周を通過させて下降させて、先端を前記杭穴内の所定位置に納める。
(4) 続いて、前記既製杭の外周面と前記外短既製杭の内周面との間に間隙を形成した状態で前記既製杭と外短既製杭とを保持して、前記セメントミルク類を固化させる。

また、第３の方法の発明は、杭穴内に既製杭及び外短既製杭を埋設して、以下のように基礎杭を構築することを特徴とする杭頭部を補強する基礎杭の構築方法である。
(1) 地上から前記外短既製杭を埋設する深さまで、杭穴上端部を掘削し、杭穴上端部に、コンクリート系の前記外短既製杭を納める。
(2) 前記外短既製杭内に掘削ロッドを通過させて、前記杭穴上端部の底から続いて、予め定められた深さまで杭穴を掘削するとともに、杭穴内にセメントミルク類を充填して、前記外短既製杭内を通過させて、前記杭穴内の所定位置に前記既製杭の先端を埋設する。
(3) 前記既製杭の杭頭部に、外周に突起を形成した前記外短既製杭を配置し、前記既製杭の外周面と前記外短既製杭の内周面との間に間隙を形成した状態で、前記既製杭と外短既製杭とを保持する。

また、第４の方法の発明は、杭穴内に既製杭及び外周に突起を形成した外短既製杭を埋設して、以下のように基礎杭を構築することを特徴とする杭頭部を補強する基礎杭の構築方法である。
(1) 地上から予め定められた深さまで、前記杭穴を掘削する。
(2) 前記杭穴内にセメントミルク類を充填すると共に、前記杭穴内に既製杭を埋設し、先端を所定位置に納める。
(3) 続いて、前記既製杭の杭頭部で、前記杭穴外壁の地盤を筒状に除去して、杭頭大径部を形成する。
(4) 前記杭頭大径部内に、コンクリート系の外短既製杭を配置すると共にセメントミルク類を充填して、前記既製杭の外周面と前記外短既製杭の内周面との間に間隙を形成した状態で、前記既製杭と外短既製杭とを保持して、前記セメントミルク類を固化させる。

また、前記各方法の発明において、既製杭及び外短既製杭をコンクリート系の既製杭として、前記既製杭の先端部を支持地盤に形成した杭穴の根固め部内に位置させたことを特徴とする杭頭部を補強する基礎杭の構築方法である。

また、この構造の発明は、杭穴内に、既製杭及び外周に突起を形成した外短既製杭を埋設して、以下のように構成したことを特徴とする杭頭部を補強した基礎杭構造である。
(1) 前記既製杭及び外短既製杭をコンクリート系とした。
(2) 前記杭穴は、地上から支持地盤まで形成され、かつ根固め部が形成され、前記既製杭は前記杭穴内に埋設され、前記既製杭の下端部が前記根固め部内に定着されている。
(3) 前記杭穴の地面付近に形成した杭頭大径部内に前記外短既製杭が挿入され、前記既製杭の杭頭部に、前記既製杭の外周と前記外短既製杭の内面との間に所定距離を設けて、前記外短既製杭が配置されている。
(4) 前記杭穴内に充填されたセメントミルク類により、前記既製杭の外壁側、外短既製杭の外壁側、及び前記外短既製杭の内壁側に、固化セメントミルク類層が形成されている。

また、前記構造の発明において、以下のように形成したことを特徴とする杭頭部を補強した基礎杭構造である。
(1) 杭穴は、既製杭の外径に対応して、細径の杭穴軸部が形成され、
(2) 前記杭穴の上端部に、外短既製杭に対応した大径の杭頭大径部が形成され、
(3) 前記外短既製杭の突起又は地盤の中間支持層の深さに対応させて、前記杭頭大径部に、より大径の杭頭大径部拡大部が形成されている。

また、前記構造の発明において、以下のように形成したことを特徴とする杭頭部を補強した基礎杭構造である。
(1) 外短既製杭の上端部を地上構造物のフーチング内に定着させ、
(2) 既製杭の上端部に圧力盤を固定せずに載置し、前記圧力盤の上面を前記地上構造物のフーチングに定着させて、
(3) 前記既製杭の外周面と、前記外短既製杭の内周面とを荷重を伝達しない構造とした。

前記におけるセメントミルク類とは、セメントを主体とした水硬性材料で、セメントミルクやソイルセメントなどを指し、従来から杭穴内に充填して、杭周固定液や根固め液として使用される材料を指す。

また、前記におけるコンクリート系の既製杭とは、コンクリート（モルタル）を遠心成型して製造した所定の肉厚のある既製杭で、外周に鋼管を被せた構造の既製杭なども含む。

この発明は、コンクリート系の既製杭の外周側に、コンクリート系の既製杭からなる外短既製杭を被せたので、外短既製杭の外径及び肉厚に応じて水平力などを負担できるので、より大きな杭頭部の補強を実現できる。また、既製杭を必要な杭頭強度に基づいて過度な強度設計とすることなく、全長にわたりバランス良い基礎杭構造を実現できる。
また、外短既製杭をコンクリート系として杭穴を掘削してセメントミルク類を充填して埋設したので、鋼管を地盤に圧入する場合と同等の地盤の強度回復ができ、かつコンクリート系の既製杭の埋設工程に組み込んで、連続して施工できる。よって、外短既製杭を鋼管とする場合に比べて、同等の支持力の発揮が期待でき、かつ容易に施工ができ効果がある。

（ａ）〜（ｄ）は、この発明の第１の構築方法を説明する縦断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、この発明の第２の構築方法を説明する縦断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、各構築方法で、杭穴の軸部、杭頭部及び根固め部の異なる構造を説明する縦断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、この発明の第３の構築方法を説明する縦断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、この発明の第４の構築方法を説明する縦断面図である。（ａ）〜（ｄ）は、この発明の第５の構築方法を説明する縦断面図である。（ａ）（ｂ）は、フーチングとの連結を説明する縦断面図である。

図面に基づきこの発明の実施態様を説明する。

１．既製杭１及び外短既製杭１０の構造

（１）既製杭１は、１本または複数のコンクリート製の既製杭１Ａ、１Ｂ、・・・を接合して構成し、最下端の既製杭１Ａの下部外周に環状の突起４、４を形成してある。既製杭１Ａの上方に接合する既製杭１Ｂ、１Ｃは、ストレート状の形状となっている。
なお、既製杭１Ａ、１Ｂ、１Ｃの長さは通常１〜１５ｍ程度であり、既製杭で負担すべき鉛直支持力によっては、要求される地盤強度の支持地盤の深さが１５ｍ程度であれば、既製杭１は、１本から構成することも可能である。
また、既製杭１Ａ、１Ｂ、１Ｃの連結は、端板同士の溶接や機械式継手など通常の方法により連結する。また、既製杭１Ａ、１Ｂ、１Ｃをストレート状とするか、突起を設けるかなどの構造は、求める支持力などにより種々選択して構造を決めることもできる。

（２）外短既製杭１０は、コンクリート製で、下部外周には環状突起を形成してある。また、外短既製杭１０は、通常長さ１〜１０ｍ程度で、その内径は、最上に位置する既製杭１Ｃの外径より大きく形成される。また、外短既製杭１０の内壁１２と最上に位置する既製杭１Ｃの外壁との間隙は、少ないと施工し難く、また大きいとそれだけ杭穴が大きくなり、コストもかかる。したがって、設計上必要な鉛直支持力・水平耐力などを満足するように、また上部構造物から求める強度や構造などと調節して、適切に判断することになる。また、この間隙を施工可能な範囲としては、１ｃｍ以上設けてあれば良い。

２．基礎杭４０の構築・・・第１の施工方法（図１）

（１）外短既製杭１０の外径に対応した径で、通常の掘削ロッド３１を使用して、地面１８から杭穴２０の軸部２１を掘削し、続いて、軸部２１の下端部で、支持地盤に対応した深さに、拡径した根固め部２２を掘削する。掘削ロッド３１を杭穴２０から引き上げながら掘削ロッド３１からセメントミルクを吐出して、杭穴２０内にセメントミルクを注入して、根固め部に根固め液層、杭穴軸部に掘削泥土と撹拌混合した杭周固定液層を形成する（図１（ａ））。

（２）続いて、杭穴２０内に、既製杭１Ａ、既製杭１Ｂ、既製杭１Ｃを連結しながら順次下降して、既製杭１として、杭穴２０内に埋設する（図１（ｂ）（ｃ））。既製杭１は、下端部（すなわち、既製杭１Ａの突起部）を根固め部２２内に位置させる。また、この状態で、既製杭１の下端部（杭穴２０の下端部）には根固め液層４３、その上方に杭周固定液層４２が形成されている。

（３）続いて、杭穴２０の上端部に、既製杭１Ｃの外壁２側に被せるように、外短既製杭１０を埋設する。既製杭１Ｃの外壁２側には杭周固定液層４２が形成されているので、外短既製杭１の外壁１１と杭穴２０の内壁２０ａとの間隙に杭周固定液層４２ａ、外短既製杭１の内壁１２と既製杭１の外壁２の間隙に杭周固定液層４２ｂが、それぞれ形成される（図１（ｄ））。

（４）既製杭１及び外短既製杭１０を任意の方法で、地上１８付近で保持して、杭周固定液層４２、４２ａ、４２ｂ及び根固め液層４３が固化したならば、基礎杭４０を構成する（図１（ｄ））。

３．基礎杭４０の作用

（１）このように形成された基礎杭４０は、通常の基礎杭と同様に上端部をフーチング内に接合して、フーチングを介して地上の構造物の荷重を負担する。

（２）この場合、既製杭１Ｃの上端部及び外短既製杭１０の上端部をフーチングに接合すれば、既製杭１及び外短既製杭１０とで鉛直荷重や引き抜き力を負担でき、外短既製杭１０の下端部に中間支持層があれば、より大きな鉛直荷重や引き抜き力を負担でき、また既製杭１が負担すべき鉛直荷重や引き抜き力を軽減できる。

（３）また、水平荷重については、外短既製杭１０で負担できるので、既製杭１の単独より大幅に水平耐力が向上する。

（４）また、外短既製杭１０のみをフーチングに連結して、既製杭１をフーチングに連結しない場合、既製杭１では鉛直支持力を負担し、外短既製杭１０では鉛直荷重・水平荷重共に負担することが可能となる。この場合、既製杭１で、水平荷重を考慮せずに、鉛直荷重のみを考慮した杭種（使用するコンクリートの強度や補強鋼材など杭の構造など）や杭径を選択できる。よって、既製杭１は、杭長（軸方向の長さ）が長くなるので、必要以上に強固な杭種やより大きな杭径を選択することなく、既製杭１を合理的な構成とすることができれば、施工も容易となりコストダウンも図ることができる。

（５）例えば、既製杭１の上面に、円盤状の圧力盤４５を載せて、既製杭１の上面と圧力盤４５の下面４５ｂとは連結せずに、互いに水平方向に移動自在とする（図７（ａ））。圧力盤４５は外短既製杭１０の内周に挿入され、圧力盤４５の外周面４６と、外短既製杭の内周面とを、セメントが漏れない程度の密着状態として、互いに固定しない。即ち、外短既製杭の内周面に対して、圧力盤は垂直軸周りに回転自在となる。
また、外短既製杭１０の上面、圧力盤４５の上面に連結鉄筋４７、４７を縦に固定して、フーチング５０に定着させる。
また、外短既製杭１０の内面と既製杭１の上端部外面との間隙の杭周固定液４２ｂは貧配合として、水平荷重を外短既製杭１０から既製杭１に伝えないようにする。地上構造物の鉛直荷重は、フーチング５０から、
・圧力盤４５を介して、既製杭１に
・直接に外短既製杭１０に
それぞれ伝わる。よって鉛直荷重を、既製杭１及び外短既製杭１０で負担できる。
また、この場合、引き抜き力は外短既製杭１０のみで負担する。
なお、この貧配合の杭周固定液４２ｂを省略して、中空部とすることもできる（図示していない）。

（６）また、既製杭１がフーチング５０の水平力を負担しない他の構造の例を説明する（図７（ｂ））。この例では、既製杭１の上端部外面に、下端部の環状突起４と同様の環状突起５を形成し、既製杭１の上端を外短既製杭１０中空部から突出させ、外短既製杭１０の上端より上方に突出させる。すなわち、外短既製杭１０の上端は、既製杭１の上端より低くなるように、杭穴２０内に外短既製杭１０を押し込み、この際、既製杭１の環状突起５が、外短既製杭１０の内面の下端部に位置する。
鋼管製の連結具本体５２の上端に天板（圧力盤）５３を固定して、下端にドーナツ状の底板５４を固定して杭頭連結具５１を形成し、杭頭連結具５１を既製杭１に被せる。杭頭連結具５１の連結具本体５２の上端部（外短既製杭１０の上端から突出した部分）外面及び天板外面はフーチング５０内に埋設され、杭頭連結具５１は、天板５３上面に固定した連結鉄筋４７、４７でフーチング５０に定着される。また、水平面方向では、杭頭連結具５１の連結具本体５２は既製杭１の外面と外短既製杭１の内面との間に位置する。また、既製杭１の上面が、杭頭連結具５１の天板５３の下面に当接した状態で、底板５４が既製杭１の環状突起５の下面側に位置し、杭頭連結具５１が上方に引かれた場合には底板５４が環状突起５に係止して既製杭１を上方に引くことができる。また、杭頭連結具５１の天板５３の下面と既製杭１の上面とは固定していないので、杭頭連結具５１が水平移動をした場合であっても、天板５３と既製杭１の上面は摺動して、既製杭１の上端部は水平移動しない。
また、既製杭１の外面（既製杭１の上端から外短既製杭１０の下端付近の高さ）と外短既製杭１０の内面には杭周固定液が充填されていないので、間隙５６を形成している。なお、外短既製杭１０の下端部（下端付近から一番下の環状突起１３付近まで）には、下方からの杭周固定液４２ａが回り込んでいる。
また、杭頭連結具５１の鋼管本体５２の外周面と外短既製杭１０の上端との間にはパッキング類を詰めて、外短既製杭１０の内面上端と杭頭連結具５１の鋼管本体５２の外面（外短既製杭１０の上端より下方部分）との間にも杭周固定液が入らず、間隙（中空）５６が形成される。なお、間隙５６には、貧配合のセメントミルクを充填することもできる。
以上にように形成したフーチング５０との連結構造では、地上構造物の鉛直荷重は、フーチング５０から、
・天板（圧力盤）５３を介して、既製杭１に
・直接に外短既製杭１０に
それぞれ伝わる。よって鉛直荷重を、既製杭１及び外短既製杭１０で負担できる。
また、フーチング５０に引き抜き力が発生した場合にも
・杭頭連結具５１の底板５４と環状突起５の係止を介して、既製杭１に
・直接に外短既製杭１０に
それぞれ伝わる。
また、フーチング５０に生じた水平力は、杭頭連結具５１の天板５３と既製杭１の上端が固定されず、かつ鋼管本体５２の中間部及び下部が鋼管が有する通常の弾力性を有することにより、既製杭１には伝わらず、水平力は外短既製杭１０のみが負担する。
なお、この場合、杭頭連結具５１は天板５３の半径方向に２分割した形状として、既製杭１に被せた後に、溶接して一体に構成する（図示していない）。また、環状突起５を環状とせずに、切欠部を形成して３個以上の突起で形成して、杭頭連結具５１の底板５４にも突起に対応した切欠部を形成すれば、杭頭連結具５１は分割しない一体構造として、杭頭連結具５１を回転して昇降させることにより既製杭１に係脱できる構造とすることもできる（図示していない）。

４．他の杭穴構造の実施態様

前記実施態様では、杭穴２０の軸部２１を外短既製杭１０の外径に合わせて、同じ径で掘削したが、他の構成とすることもできる（図３）。

（１）例えば、地上１８から外短既製杭１０の外径に合わせて、杭頭大径部２３を掘削し、続いて、外短既製杭１０の環状突起１３、１３に対応した深さで、杭頭大径部拡大部２４を掘削する。続いて、既製杭１の外径に対応させて（通常直径で、外径＋３ｃｍ程度）、杭穴の軸部２１を所定深さまで掘削して、根固め部２２を拡大掘削する。この場合、根固め部２２の径は大径上端部より小さくする（図３（ａ））。また、この場合、根固め部２２を杭頭大径部拡大部２４と同径又はより大径とすることもできる（図示していない）。
この場合は、外短既製杭１０の環状突起１３、１３付近に中間支持層がある場合、全体に少ない掘削量で、この中間支持層を有効活用することができる。
なお、この場合、先に杭穴軸部２１の径で所定深さまで掘削して、その後に、杭穴軸部２１の外壁を筒状に拡大して、杭頭大径部２３、杭頭大径部拡径部２４を形成することもできる。

（２）また、地上１８から外短既製杭１０の外径に対応させて、前記（１）の杭頭大径部拡大部２４の外径と同じ径で、杭頭大径部２３を掘削する。続いて、既製杭１の外径に対応させて（通常直径で、外径＋３ｃｍ程度）、杭穴の軸部２１を所定深さまで掘削して、杭頭大径部２３より大径で、根固め部２２を拡大掘削する（図３（ｂ））。また、この場合、根固め部２２を杭頭大径部拡大部２４と同径又はより大径とすることもできる（図示していない）。
なお、この場合も、先に杭穴軸部２１の径で所定深さまで掘削して、その後に、杭穴軸部２１の外壁を筒状に拡大して、杭頭大径部２３を形成することもできる。

（３）また、地上１８から外短既製杭１０の外径に対応させて、前記（１）の杭頭大径部２３の外径と同じ径で、杭頭大径部２３を掘削する。続いて、既製杭１の外径に対応させて（通常直径で、外径＋３ｃｍ程度）、杭穴の軸部２１を所定深さまで掘削して、杭頭大径部２３と同程度の径で、根固め部２２を拡大掘削する（図３（ｃ））。また、この場合、根固め部２２を杭頭大径部拡大部２４と同径又はより大径とすることもできる（図示していない）。
なお、この場合も、先に杭穴軸部２１の径で所定深さまで掘削して、その後に、杭穴軸部２１の外壁を筒状に拡大して、杭頭大径部２３を形成することもできる。

（４）この実施態様のフーチングとの連結は、前記第１の実施態様と同様である。

５．基礎杭４０の他の構築・・・第２の施工方法（図２）

（１）外短既製杭１０の外径に対応した径で、通常の掘削ロッド３１を使用して、地面１８から杭穴２０の軸部２１を掘削し、続いて、軸部２１の下端部で、支持地盤に対応した深さに、拡径した根固め部２２を掘削する。掘削ロッド３１を杭穴２０から引き上げながら掘削ロッド３１からセメントミルクを吐出して、杭穴２０内にセメントミルクを注入して、根固め部に根固め液層、杭穴軸部に掘削泥土と撹拌混合した杭周固定液層を形成する（図１（ａ）参考）。

（２）続いて、杭穴２０内に、外短既製杭１０を挿入して、所定埋設位置に至ったならば、その状態を地面１８付近で保持する（図２（ａ））。なお、この場合、外短既製杭１０を保持する際には、任意の杭保持具を使用することができる（図示していない）。

（３）続いて、既製杭１Ａを外短既製杭１０の内壁１２側（中空部）を通して、杭穴２０内を下降する（図２（ｂ））。既製杭１Ａの埋設は通常の既製杭の埋設作業と同様である。

（４）続いて、既製杭１Ａに、既製杭１Ｂを連結し、さらに既製杭１Ｃを連結しながら順次下降して、既製杭１として、杭穴２０内に埋設する（図２（ｃ））。既製杭１は、下端部（すなわち、既製杭１Ａの突起部）を根固め部２２内に位置させる。また、この状態で、既製杭１の下端部（杭穴２０の下端部）には根固め液層４３、その上方に杭周固定液層４２が形成されている。また、杭頭部では、外短既製杭１の外壁１１と杭穴２０の内壁２０ａとの間隙に杭周固定液層４２ａ、外短既製杭１の内壁１２と既製杭１の外壁２の間隙に杭周固定液層４２ｂが、それぞれ形成される（図２（ｃ））。

（５）既製杭１を、任意の方法で、地上１８付近で保持して、杭周固定液層４２、４２ａ、４２ｂ及び根固め液層４３が固化したならば、基礎杭４０を構成する（図２（ｃ））。

（６）この実施態様のフーチングとの連結は、前記第１の実施態様と同様である。

６．基礎杭４０の他の構築・・・第３の施工方法（図４）

（１）外短既製杭１０の外径に対応した径で、通常の掘削ロッドで地面１８から杭頭大径部２３（＝杭穴２０の軸部２１の上端部）を掘削し、続いて、外短既製杭１０の環状突起１３、１３の位置に対応させて、あるいは地盤の中間支持層の深さ位置に対応させて、杭頭大径部拡大部２４を掘削する。
続いて、杭頭大径部２３、杭頭大径拡大部２４内に、外短既製杭１０を挿入して、地上１８で外短既製杭１０を保持する（図４（ａ））。
なお、杭頭大径部２３及び杭頭大径拡大部２４の掘削は、いわゆる中掘工法を採用して、外短既製杭１０の内壁１２側（中空部）に掘削ロッドを通して、外短既製杭１０の先端から下方に掘削ヘッドを突出させて、掘削することもできる（図示していない）。

（２）続いて、外短既製杭１０の内壁１２側（中空部）を通して、掘削ロッド３１を挿入して、既製杭１の外径に応じた杭穴軸部２１を掘削し、続いて、軸部２１の下端部で、支持地盤に対応した深さに、拡径した根固め部２２を掘削して杭穴２０を形成する。掘削ロッド３１を杭穴２０から引き上げながら掘削ロッド３１からセメントミルクを吐出して、杭穴２０内にセメントミルクを注入して、根固め部に根固め液層、杭穴軸部に掘削泥土と撹拌混合した杭周固定液層を形成する（図４（ｂ））。

（３）続いて、既製杭１Ａを外短既製杭１０の内壁１２側（中空部）を通して、杭穴２０内を下降する。以下、同様に通常の方法により、既製杭１Ａに既製杭１Ｂを連結し、さらに既製杭１Ｃを連結しながら順次下降して、既製杭１として、杭穴２０内に埋設する（図４（ｃ））。
既製杭１は、下端部（すなわち、既製杭１Ａの突起部）を根固め部２２内に位置させる。また、この状態で、既製杭１の下端部（杭穴２０の下端部）には根固め液層４３、その上方に杭周固定液層４２が形成されている。また、杭頭部では、外短既製杭１の外壁１１と杭穴２０の内壁２０ａとの間隙に杭周固定液層４２ａが、外短既製杭１の内壁１２と既製杭１の外壁２の間隙に杭周固定液層４２ｂが、それぞれ形成される（図４（ｃ））。

（５）既製杭１を任意の方法で、地上１８付近で保持して、杭周固定液層４２、４２ａ、４２ｂ及び根固め液層４３が固化したならば、基礎杭４０を構成する（図４（ｃ））。

７．基礎杭４０の他の構築・・・第４の施工方法（図５）

（１）前記第３の方法と同様に、外短既製杭１０の外径に対応した径で、通常の掘削ロッドで地面１８から杭頭大径部２３（＝杭穴２０の軸部２１の上端部）を掘削し、続いて、外短既製杭１０の環状突起１３、１３の位置に対応させて、あるいは地盤の中間支持層の深さ位置に対応させて、杭頭大径部拡大部２４を掘削する。
続いて、杭頭大径部２３、杭頭大径拡大部２４内に、外短既製杭１０を挿入して、地上１８で外短既製杭１０を保持する（図５（ａ））。
なお、杭頭大径部２３及び杭頭大径拡大部２４の掘削は、いわゆる中掘工法を採用して、外短既製杭１０の内壁１２側（中空部）に掘削ロッドを通して、外短既製杭１０の先端から下方に掘削ヘッドを突出させて、掘削することもできる（図示していない）。

（２）続いて、既製杭１Ａを外短既製杭１０の内壁１２側（中空部）を通して、杭頭大径部２３及び杭頭大径部拡大部２４を下降し、同時に、既製杭１Ａの内壁３側（中空部）を掘削ロッド３５挿入して、既製杭１Ａの下端から掘削ヘッドを突出させ、いわゆる中掘工法で杭穴２０の軸部２１を掘削しつつ既製杭１Ａを杭穴軸部２１内を下降する。この際、既製杭１Ａの内壁１２側（中空部）を通して掘削ロッド３５の排土用スパイラルで掘削土が地上１８に排土される（図５（ｂ））。

（３）以下、同様に通常の方法により、既製杭１Ａに既製杭１Ｂを連結し、さらに既製杭１Ｃを連結しながら掘削ロッド３５も継ぎ足しながら、杭穴２０の軸部２１を掘削しつつ、既製杭１Ａ、１Ｂ、
１Ｃを順次下降して、軸部２１の下端部で、支持地盤に対応した深さに、拡径した根固め部２２を掘削して杭穴２０を形成すると共に、杭穴２０内に根固め部２２に杭周固定液（セメントミルク）を注入して、根固め液層４３を形成する。また、既製杭１Ａ、１Ｂ、１Ｃを連結した既製杭１として、杭穴２０内に埋設する（図５（ｃ））。
また、必要ならば、杭穴軸部２１を掘削する際に、セメントミルクを噴射して、杭穴軸部２１に杭周固定液層４２を形成することもできる。

（４）また、杭頭部（杭穴２０の杭頭大径部２３、杭頭大径部拡大部２４）では、外短既製杭１の外壁１１と杭穴２０の内壁２０ａとの間隙に杭周固定液層４２ａ、外短既製杭１の内壁１２と既製杭１の外壁２の間隙に杭周固定液層４２ｂが、それぞれ形成される。

８．基礎杭４０の他の構築・・・第５の施工方法（図６）

（１）既製杭１（既製杭１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）の外径に対応した径で、通常の掘削ロッドを使用して、地面１８から杭穴２０の軸部２１を掘削し、続いて、軸部２１の下端部で、支持地盤に対応した深さに、拡径した根固め部２２を掘削する。掘削ロッドを杭穴２０から引き上げながら掘削ロッドからセメントミルクを吐出して、杭穴２０内にセメントミルクを注入して、根固め部２２に根固め液層４３、杭穴軸部に掘削泥土と撹拌混合した杭周固定液層４２を形成する（図６（ａ））。

（２）続いて、杭穴２０内に、既製杭１Ａ、既製杭１Ｂ、既製杭１Ｃを連結しながら順次下降して、既製杭１として、杭穴２０内に埋設する（図６（ｂ））。既製杭１は、下端部（すなわち、既製杭１Ａの突起部）を根固め部２２内に位置させる。また、この状態で、既製杭１の外壁２側で、下端部には根固め液層４３、その上方に杭周固定液層４２が形成されている。また、この状態を保持して既製杭１（既製杭１Ｃ）を地面１８付近で保持する。

（３）続いて、杭穴２０の上端部に、既製杭１Ｃの外壁２側に被せるように、地面１８にスパイラルケーシング３２の下端を配置する。スパイラルケーシングは、既製杭１Ｃの外径より若干大きな（既製杭１Ｃに被せて自由に回転及び上下移動できる程度）内径を有する鋼管３３の外周に、形成予定の杭頭大径部２３の外径に応じた外径を有するスパイラル３４を固定した構造である。
スパイラルケーシング３２を回転しながら地面にくい込ませ、スパイラルケーシング３２の先端を、形成すべき杭頭拡大部２３の下端に位置させる（図６（ｃ））。

（４）続いて、スパイラルケーシング３２を地上１８に引き上げ、鋼管３３の外周側で、スパイラル３４に詰まった土を、地上１８に排土する。これにより、杭穴２０の上端部に杭頭拡大部２３を掘削形成する（図６（ｄ））。
続いて、杭頭拡大部２３内にセメントミルクを注入して、杭周固定液を形成して、杭頭拡大部２３内に、既製杭１Ｃに被せるよう、外短既製杭１０を埋設する（図６（ｄ））。既製杭１Ｃの外壁３側には杭周固定液層４２が形成されているので、外短既製杭１の外壁１１と杭穴２０の内壁２０ａとの間隙に杭周固定液層４２ａ、外短既製杭１の内壁１２と既製杭１の外壁２の間隙に杭周固定液層４２ｂが、それぞれ形成される（図１（ｄ））。

（４）外短既製杭１０を任意の方法で、地上１８付近で保持して、杭周固定液層４２、４２ａ、４２ｂ及び根固め液層４３が固化したならば、基礎杭４０を構成する（図６（ｄ））。

（５）この実施態様のフーチングとの連結は、前記第１の実施態様と同様である。

１既製杭
２既製杭の外壁
３既製杭の内壁
４既製杭の環状突起

１０外短既製杭
１１外短既製杭の外壁
１２外短既製杭の内壁
１３外短既製杭の環状突起
１８地面
２０杭穴
２１杭穴軸部
２２杭穴の根固め部
２３杭穴の杭頭大径部
２４杭穴の杭頭大径部拡大部
３１掘削ロッド
３２スパイラルケーシング
３３スパイラルケーシングの鋼管
３４スパイラルケーシングのスパイラル
４０基礎杭
４２、４２ａ、４２ｂ杭周固定液層
４３根固め液層
４５圧力盤
４７連結鉄筋
５０フーチング
５１杭頭連結具
５２杭頭連結具の連結具本体
５３杭頭連結具の天板（圧力盤）
５４杭頭連結具の底板
５５杭頭連結具の底板の開口

Claims

杭穴内に既製杭及び外周に突起を形成したコンクリート系の外短既製杭を埋設して、以下のように基礎杭を構築することを特徴とする杭頭部を補強する基礎杭の構築方法。
(1) 地上から予め定められた深さまで、前記杭穴を掘削する。
(2) 前記杭穴内にセメントミルク類を充填すると共に、前記杭穴内に既製杭を埋設し、先端を所定位置に納める。
(3) 続いて、前記既製杭の杭頭部に、前記外短既製杭を配置し、前記既製杭の外周面と前記外短既製杭の内周面との間に間隙を形成した状態で、前記既製杭と外短既製杭とを保持して、前記セメントミルク類を固化させる。
杭穴内に既製杭及び外周に突起を形成した外短既製杭を埋設して、以下のように基礎杭を構築することを特徴とする杭頭部を補強する基礎杭の構築方法。
(1) 地上から予め定められた深さまで、前記杭穴を掘削する。
(2) 前記杭穴内にセメントミルク類を充填すると共に、前記杭穴内で地面付近に、コンクリート系の外短既製杭を配置して、保持する。
(3) 続いて、前記既製杭を、前記外短既製杭の内周を通過させて下降させて、先端を前記杭穴内の所定位置に納める。
(4) 続いて、前記既製杭の外周面と前記外短既製杭の内周面との間に間隙を形成した状態で前記既製杭と外短既製杭とを保持して、前記セメントミルク類を固化させる。
杭穴内に既製杭及び外短既製杭を埋設して、以下のように基礎杭を構築することを特徴とする杭頭部を補強する基礎杭の構築方法。
(1) 地上から前記外短既製杭を埋設する深さまで、杭穴上端部を掘削し、杭穴上端部に、コンクリート系の前記外短既製杭を納める。
(2) 前記外短既製杭内に掘削ロッドを通過させて、前記杭穴上端部の底から続いて、予め定められた深さまで杭穴を掘削するとともに、杭穴内にセメントミルク類を充填して、前記外短既製杭内を通過させて、前記杭穴内の所定位置に前記既製杭の先端を埋設する。
(3) 前記既製杭の杭頭部に、外周に突起を形成した前記外短既製杭を配置し、前記既製杭の外周面と前記外短既製杭の内周面との間に間隙を形成した状態で、前記既製杭と外短既製杭とを保持する。
杭穴内に既製杭及び外周に突起を形成した外短既製杭を埋設して、以下のように基礎杭を構築することを特徴とする杭頭部を補強する基礎杭の構築方法。
(1) 地上から予め定められた深さまで、前記杭穴を掘削する。
(2) 前記杭穴内にセメントミルク類を充填すると共に、前記杭穴内に既製杭を埋設し、先端を所定位置に納める。
(3) 続いて、前記既製杭の杭頭部で、前記杭穴外壁の地盤を筒状に除去して、杭頭大径部を形成する。
(4) 前記杭頭大径部内に、コンクリート系の外短既製杭を配置すると共にセメントミルク類を充填して、前記既製杭の外周面と前記外短既製杭の内周面との間に間隙を形成した状態で、前記既製杭と外短既製杭とを保持して、前記セメントミルク類を固化させる。
既製杭及び外短既製杭をコンクリート系の既製杭として、前記既製杭の先端部を支持地盤に形成した杭穴の根固め部内に位置させたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の杭頭部を補強する基礎杭の構築方法。
杭穴内に、既製杭及び外周に突起を形成した外短既製杭を埋設して、以下のように構成したことを特徴とする杭頭部を補強した基礎杭構造。
(1) 前記既製杭及び外短既製杭をコンクリート系とした。
(2) 前記杭穴は、地上から支持地盤まで形成され、かつ根固め部が形成され、前記既製杭は前記杭穴内に埋設され、前記既製杭の下端部が前記根固め部内に定着されている。
(3) 前記杭穴の地面付近に形成した杭頭大径部内に前記外短既製杭が挿入され、前記既製杭の杭頭部に、前記既製杭の外周と前記外短既製杭の内面との間に所定距離を設けて、前記外短既製杭が配置されている。
(4) 前記杭穴内に充填されたセメントミルク類により、前記既製杭の外壁側、外短既製杭の外壁側、及び前記外短既製杭の内壁側に、固化セメントミルク類層が形成されている。
以下のように形成したことを特徴とする請求項６記載の杭頭部を補強した基礎杭構造。
(1) 杭穴は、既製杭の外径に対応して、細径の杭穴軸部が形成され、
(2) 前記杭穴の上端部に、外短既製杭に対応した大径の杭頭大径部が形成され、
(3) 前記外短既製杭の突起又は地盤の中間支持層の深さに対応させて、前記杭頭大径部に、より大径の杭頭大径部拡大部が形成されている。
以下のように形成したことを特徴とする請求項６記載の杭頭部を補強した基礎杭構造。
(1) 外短既製杭の上端部を地上構造物のフーチング内に定着させ、
(2) 既製杭の上端部に圧力盤を固定せずに載置し、前記圧力盤の上面を前記地上構造物のフーチングに定着させて、
(3) 前記既製杭の外周面と、前記外短既製杭の内周面とを荷重を伝達しない構造とした。