JP6570435B2 - 杭頭部を補強した鋼管杭の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、上部構造物の基礎となる鋼管杭の杭頭部を補強した鋼管杭の構築方法に関する。

阪神淡路大震災や東日本大震災では、大きな地震力を受けて建築物等の基礎杭が損傷して建築物等が倒壊したり傾いたりするなどの事故が発生した。各種機関の調査によると、これらの事故の大部分は杭頭部の損傷により生じたことが判明している。杭頭部（杭上端付近及び杭頭とフーチングの接合部を含む）の強度が不足していたり、設計で想定した以上の地震力を受けていたりしたことが原因とされている。

一方、近年各種杭工法の開発がなされ、従来よりも大きな鉛直支持力を持つ杭工法が多数開発されている。ところが、杭に作用する鉛直荷重にほぼ比例して水平荷重も増大するため、設計上杭頭部の大きな曲げモーメントに対応できないことがある。その結果、基礎杭が有する大きな鉛直支持力を有効に活用できない場合がある。特に杭頭付近の地盤が軟弱な場合は、この傾向が強いことが判明している。

以上の問題を解決するために、杭頭部の補強技術について種々の提案がされている。その代表例として、外面に突起を設けた鋼管杭を所定深さまで貫入させた後、フランジまたは掘削刃を下端に付けた外管を被せて所定位置まで回転貫入させるものが知られている（特許文献１参照）。前記突起は、鋼管杭周囲の地盤を攪乱して軟化させ、外管の地盤への貫入を容易にする。また、前記フランジを取付けるタイプでは、フランジが土砂の侵入を防止し、その結果生じた空間にモルタル等を注入することが示されている。また、鋼管杭を地中に打ち込んだ後、外管を挿入して打ち込み、両者の間にグラウトを注入するものが知られている（特許文献２参照）。特許文献２の図１には、外管の下端を曲げて鋼管杭外径まで縮径して、土砂の侵入を防止する方法が示されている。

両者とも、鋼管杭の頭部に外管を配置して杭頭部を二重管構造にし、その間にモルタルやグラウトを充填するものである。

特開２００９−３０３７２号公報 特開２０１０−２４８８１１号公報

前者、後者に共通する解決すべき課題は三つある。第一の課題は、雇い杭（通称「やっとこ」）である。通常、鋼管杭頭部の高さは施工地盤面より下方（例えば２ｍ下）に設定されるため、鋼管杭の貫入にも、外管の貫入にも雇い杭が必要となる。通常、鋼管杭用の雇い杭の外径は杭打機の都合から鋼管杭と同じとするが、鋼管杭頭部と接続するために、例えば、図６に示すように、雇い杭９０の下端部に鋼管杭径よりも径が大きい筒部９１が固着されている。筒部９１の内面に加工された溝部に鋼管杭外面の頭部付近に固着された回転用金具が嵌合して両者は接続され、雇い杭から鋼管杭に回転力や押込み力が伝達される。

ところで、鋼管杭の貫入直後に雇い杭を撤去してしまうと、外管下端のフランジや縮径部を鋼管杭頭部に挿通させることができなくなる。このため、外管貫入まであるいはモルタルやグラウトを充填するまで、鋼管杭用の雇い杭は鋼管杭を接続したままにしなければならない。ところが、雇い杭の外面に上述した筒部のような突起物があると、フランジや縮径部の内径よりも大きいため、外管はこの部分を通過できず、外管を貫入させることが出来ない。この点について、前者の特開２００９−３０３７２号公報には、その段落番号００１３に「杭頭部の位置が地表よりも深い場合、杭の貫入に雇い杭（いわゆる「やっとこ」）を使用することになるが、外管を同じ深さに沈めるにはこの雇い杭を地中に残しておいて外管には別の雇い杭を使用してもよい」旨の記載があるが、杭の貫入に使用する雇い杭について、その具体的な構成が何ら開示されていない。また、後者の特開２０１０−２４８８１１号公報についても、その段落番号００１０に「二重管式杭頭構造の施工は、まず鋼管杭１１を地中に打ち込み、次に鋼管杭１１の頭部に外管１２を挿入して打ち込む」旨の記載があるが、同じく鋼管杭の貫入に使用する雇い杭について、その具体的な構成が開示されていない。すなわち、前者、後者共に、外管を、雇い杭を介して鋼管杭頭部に挿通させることについて、具体的な言及がなく、どのようにして外管を鋼管杭頭部に挿通させて貫入させるのか不明である。

第二の課題は、仮に、外管を、雇い杭を介して鋼管杭頭部に挿通させることが出来たとしても、鋼管杭外面に泥土が付着することである。外管のフランジあるいは縮径部の内径を鋼管杭の外径より僅かに大きく設定すれば、鋼管杭外面に付着する泥土の大部分は除去されて、鋼管杭外面と外管内面との間にモルタルやグラウトを充填するための空間が確保できるはずである。しかし、実際には、本発明者らが実施した現場試験では、たとえ外管のフランジあるいは縮径部の内径と鋼管杭の外径との間の径差が1ｍｍであっても泥土がその僅かな隙間から侵入して鋼管杭外面に付着することが分かっている。外管の回転貫入時には排土なしで貫入するため、その空間分の体積の土砂を圧縮し、外管下端付近の土砂に非常に高い圧力が発生する。その結果、わずかな隙間からでも泥土は空間内に侵入し、鋼管杭の外面に付着する。本発明者らの試験によると、２ｍｍから５ｍｍ程度の厚さの泥土が螺旋状に付着することが分かっている。この泥土が付着したまま空間にモルタルやグラウトを充填しても、鋼管杭との間の摩擦力が大幅に減少するため、杭頭補強効果は低下せざるをえない。

第三の課題は、杭打機と杭及び外管を連結するための連結部材である。これについては前者、後者共に触れていないが、従来通り二つの連結部材を交換しながら二重管構造の杭を施工するのは大変面倒な作業となり、施工作業効率が低下する。

本発明は、鋼管杭及び外管を地盤に回転貫入させて、鋼管杭の杭頭部を確実に補強することが出来る上に、杭打機を使用しての施工作業効率が低下しない、鋼管杭の構築方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の鋼管杭の構築方法は、鋼管杭の上部外周に該鋼管杭より短く且つ鋼管杭の外径よりも大きい内径を有する外管を設置し、次いで前記鋼管杭の上部外周と前記外管の内周との間に形成された空間部に流動性固化材を充填し補強体を形成して、水平抵抗力を増強する、鋼管杭の構築方法であって、前記鋼管杭は、下端部が地盤の支持層に達する下部鋼管と、前記外管とで前記空間部を形成する上部鋼管の複数本の鋼管から構成され、前記鋼管杭の外径よりも僅かに大きい内径の中心穴を有し且つ前記鋼管杭に沿って摺動可能な第１円環板が準備され、前記外管の下端部には、前記鋼管杭が通過できる内径の中心穴を有する第２円環板が固着されており、
以下の工程、
前記鋼管杭を前記下部鋼管の頭部が地表に残るように地盤に貫入させる工程と、
前記地表に残った前記下部鋼管に前記第１円環板の前記中心穴を挿通させ、次いで前記第２円環板の中心穴を挿通させて、前記下部鋼管の頭部に前記第１円環板と前記外管を被せる工程と、
前記外管を前記第１円環板と共に前記外管の頭部が地表に残るように前記下部鋼管に沿って地盤に貫入させ、次いで地表に残った前記外管の頭部に第１雇い杭を着脱可能に連結して前記外管の頭部が地盤中に位置するように前記外管を第１円環板と共に更に前記下部鋼管に沿って所定深度まで貫入させる工程と、
前記下部鋼管の頭部に前記上部鋼管を連結して前記鋼管杭を地盤に貫入させ、次いで前記上部鋼管の頭部に第２雇い杭を着脱可能に連結して該頭部が前記空間部に位置し、前記鋼管杭が地盤の支持層に達するように前記鋼管杭を更に所定深度まで貫入させる工程と、
前記外管の内周と前記上部鋼管の外周との間に形成された前記空間部に前記流動性固化材を充填して前記補強体を形成する工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の鋼管杭の構築方法は、前記鋼管杭と杭打機との連結及び前記外管と杭打機との連結の双方に適用出来る連結部材であって、前記鋼管杭の頭部と着脱自在に連結する鋼管杭用の第１筒状連結部と前記外管の頭部と着脱自在に連結する外管用の第２筒状連結とを備え、第１筒状連結部の軸方向長さを第２筒状連結部よりも長く形成した、前記連結部材を、前記鋼管杭を地盤に回転貫入させる工程と前記外管を地盤に回転貫入させる工程に使用することを特徴とする。

請求項１に記載の本発明によれば、鋼管杭の上部鋼管を貫入させる前に先行して外管を地盤に貫入させるため、上部鋼管の貫入作業に、例えば図６に示すように、円筒状連結部のような突起物がある、従来、一般に使用されている雇い杭を採用することができる（第一の課題の解決）。また、第１円環板と第２円環板を使用しており、特に外管の下端部の外側に位置する第１円環板の中心穴はその内径が鋼管杭（下部鋼管）の外径よりも僅かに大きく設定してあるので、鋼管杭と外管の間に土砂が侵入せず、確実に空間部を確保することができる。また、外管を地盤に貫入させた後に外管内の空間に上部鋼管を貫入させるため、上部鋼管の補強予定区間（補強体内に埋設される部分）には泥土は付着しない（第二の課題の解決）。

また、請求項２に記載の本発明によれば、一つの連結部材で二重管構造の杭を施工できるため、すなわち鋼管杭の地盤への回転貫入の際と外管の地盤への回転貫入の際に、杭打機と鋼管杭を連結する連結部材と外管を連結する連結部材を交換する手間が省け、施工作業効率が向上し、施工時間の大きな時間短縮が見込まれる（第三の課題の解決）。

本発明の鋼管杭の構築方法の一実施例を示し、（ａ）は鋼管杭を下部鋼管（下杭）の頭部が地表に残るように地盤に回転貫入させる工程の説明図、（ｂ）は下杭の頭部に第１円環板の中心穴と外管（外殻鋼管）の下端部に設けた第２円環板の中心穴を通して第１円環板と外殻鋼管を被せる工程の説明図、（ｃ）は杭打機により外殻鋼管をその頭部が地表に残るように地盤に回転貫入させ、次いで地表に残った頭部に第１雇い杭を連結する工程の説明図、（ｄ）は第１雇杭を介して外殻鋼管を更に地盤に所定深さまで回転貫入させ、次いで下杭の頭部にずれ止め部材を固着した上部鋼管（上杭）を連結する工程の説明図、（ｅ）は鋼管杭を地盤に回転貫入させ、次いで上杭の頭部に第２雇い杭を連結して上杭が外殻鋼管内に位置するまで鋼管杭を更に所定の深さまで地盤に回転貫入させる工程の説明図、（ｆ）は外殻鋼管内面と上杭外面との間の空間部に流動性固化材を充填する工程の説明図、（ｇ）は外殻鋼管の頭部から第１雇い杭を撤去する工程の説明図である。 図１の構築方法に使用される上杭の側面図である。 図１の構築方法に使用される外殻鋼管の一例を示し、（ａ）は外殻鋼管の平面図、（ｂ）は同縦断面図である。 図１の構築方法に使用される、杭打機と鋼管杭、外殻鋼管とを連結する連結部材の一例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は鋼管杭に連結したときの側面図である。 図１に示す構築方法により杭頭部が補強された鋼管杭の一部省略した縦断面図である。 は従来使用されている雇い杭の部分縦断面図である。

図１（ａ）乃至（ｇ）に示す本実施例の鋼管杭の構築方法で構築される鋼管杭は、図５に示すように、鋼管杭１０、外管としての外殻鋼管２０、第１円環板３０及び鋼管杭１０の上部（上杭１２）と外殻鋼管２０との間の空間部４０に打設された流動性固化材としてのコンクリートからなる補強体５０とを備える。

前記鋼管杭１０は、複数本の単管（鋼管）を施工現場で連結して地盤の支持層までの深さに合わせて所定の長さに構成される。鋼管杭１０は、下から杭頭にかけて下杭、中杭、上杭と呼ぶ。杭長が短い場合、中杭が不要なので、便宜上中杭を下杭と合わせて下杭と呼ぶ。本実施例では、鋼管杭１０は下部鋼管としての下杭１１と上部鋼管としての上杭１２とを連結してなる。下杭１１は、その先端部（下端部）付近にねじ込み作用を有する螺旋状翼１３が設けられていて、頭部に回転力を加えると、地盤に回転貫入する。上杭１２の外周には、その全長わたって又はその一部に前記補強体５０に食い込んで上杭１２（鋼管杭１０の杭頭部）を補強体５０に強固に付着させるずれ止め部材１４が予め溶接等で固着されている。このずれ止め部材１４は、径が１０ｍｍ程度の鉄筋や丸鋼などの線状鋼材からなり、上杭１２の外周に円環状またはスパイラル状に巻き付けて形成される。ずれ止め部材１４は、通常、二重管（外殻鋼管２０と鋼管杭１０の杭頭部）による補強予定範囲に取付けられるが、地盤の支持層の深さが予定していた深さよりも浅い場合があることを考慮し、図２に示すように、補強予定範囲よりも深い位置まで延長して取り付けられる。上杭１２の上端近くには回転力を伝達するための回転金具（鉄片）１５（図２参照）が溶接等で固着される。鋼管杭１０の上杭１２は、図５に示すように、前記外殻鋼管２０との間の前記空間部４０に打設されたコンクリートに埋め込まれて、鋼管杭１０、コンクリート（補強体５０）、及び外殻鋼管２０の３者が一体化され、高い剛性と曲げ強度をもつて補強される。杭工事終了後、上杭１２（杭頭部）の上にはフーチング６０が築造され、上杭１２（杭頭部）と接合される。

前記第１円環板３０は、図５に示すように、その中心穴３１の内径が鋼管杭１０の外径より僅かに大きく形成される。中心穴３１の内径と鋼管杭１０の外径との径差はできるだけ少ないことが望ましいが、両者の製作寸法精度を考慮して、１ｍｍ〜３ｍｍ程度に設定される。第１円環板３０は、その中心穴３１を介して下杭１１の外周を軸線方向及び周方向に摺動可能である。第１円環板３０は、前記外殻鋼管２０を地盤に貫入させる際、外殻鋼管２０の第２円環板２１（図３（ａ）、（ｂ）参照）に密着して、施工中土砂が外殻鋼管２０の内部（コンクリート打設空間である空間部４０内）に侵入するのを防止する。

前記外殻鋼管２０は、その外径が鋼管杭１０の外径より大きく、その軸方向長さは鋼管杭１０の上杭１２の長さよりも短く形成される。外殻鋼管２０の実際の寸法は設計計算により決定されるが、外径は鋼管杭１０の１．５倍〜２．５倍程度に設定される。外殻鋼管２０の下端部には図３（ａ）、（ｂ）に示すように第２円環板２１が溶接等で固着される。第２円環板２１の中心穴２２の内径は前記ずれ止め部材１４の外径よりも若干大きく設定され、中心穴２２にずれ止め部材１４が何ら支障なく通ることが出来るようにしてある。第２円環板２１は、第１円環板３０と協同して、空間部４０内への土砂の侵入を防止する機能をもつ。外殻鋼管２０の上端近くには回転力を伝達するための回転金具（鉄片）２３が溶接等で固着される。

前記鋼管杭１０（下杭１１、上杭１２）及び前記外殻鋼管２０は杭打機により地盤に回転貫入されるが、このとき鋼管杭１０と杭打機との連結及び外殻鋼管２０と杭打機との連結に図４に示す連結部材（通称「キャップ」）７０が使用される。連結部材７０は、鋼管杭１０と外殻鋼管２０の２種の径の双方に対応できるように構成される。すなわち、円盤状の基部７１の下面に２種の径の、鋼管杭用の第１円筒状連結部７２と外殻鋼管用の第２円筒状連結部７３が同心円状に設けられる。第１、第２円筒状連結部７２，７３には溝加工部７２ａ，７３ａが施してあり、この溝加工部７２ａ，７３ａに鋼管杭１０や外殻鋼管２０の頭部に付けた回転金具１５、２３が嵌合して連結される。第１円筒状連結部７２の軸方向の長さは第２筒状連結部７３よりも長く設定される。このため、作業員は連結状態（回転金具１５，２３が溝加工部７２ａ，７３ａの所定位置に嵌り込んでいること）を目視で確認することができる。連結部材７０により、鋼管杭１０と杭打機との連結用と外殻鋼管２０と杭打機との連結用の２種類のキャップを使用しなくても済み、キャップの交換作業を省くことができ、施工作業効率を向上させることが可能となる。
次に、本実施例の鋼管杭の構築方法について、図１（ａ）乃至（ｇ）を参照して説明する。

図１（ａ）を参照して鋼管杭１０の回転貫入工程について説明する。杭打機に連結部材７０を取り付けておき、連結部材７０の第１円筒状連結部７２に下杭１１を連結し（図４（ｂ）参照）、これにより下杭１１を杭打機に連結する。杭打機に搭載されたモータ（図示せず）により下杭１１を回転し、螺旋翼１３のねじ込み作用で地盤に鋼管杭１０をその下杭１１の頭部が地表に残る位置まで貫入する。

次いで、図１（ｂ）を参照して下杭１１の頭部に外殻鋼管２０を挿通させる工程を説明する。外殻鋼管２０の建込みに先立ち、第１円環板３０の中心穴３１を下杭１１の頭部に挿通させて第１円環板３０を取り付ける。この作業は中杭建てこみ時に行ってもよい。次いで、外殻鋼管２０の第２円環板２１の中心穴２２を下杭１１の頭部に挿通させて外殻鋼管２０を取り付ける。

次いで、図１（ｃ）を参照して外殻鋼管２０をその頭部が地表に残るように地盤に回転貫入させ、次いで地表に残った頭部に第１雇い杭８０を連結する工程を説明する。先ず、連結部材７０の第２円筒状連結部７３（図４（ａ）、（ｂ）参照）に外殻鋼管２０の頭部を連結し、杭打機に搭載されたモータ（図示せず）により外殻鋼管２０を回転し、外殻鋼管２０をその頭部が地表に残る位置まで地盤に貫入する。次いで、外殻鋼管２０の頭部を第２円筒状連結部７３から外し、外殻鋼管２０と同径で且つ軸方向の長さが外殻鋼管２０よりも短い鋼管製の第１雇い杭８０を外殻鋼管２０の頭部に連結する。次いで、第２円筒状連結部７３に第１雇い杭８０の頭部を連結する。

次いで、図１（ｄ）を参照して第１雇杭８０を介して外殻鋼管２０を更に地盤に所定深さまで回転貫入させ、次いで下杭１１の頭部にずれ止め部材１４を固着した上杭１２を建込む（連結する）工程を説明する。杭打機のモータから第１雇い杭８０を介して外殻鋼管２０に回転を伝え、外殻鋼管２０をその頭部が地盤中に沈むまで（地盤の所定深さに達するまで）貫入させる。本発明を適用する地盤は軟弱地盤であるため、杭打機で若干押込み力を付加することで外殻鋼管２０は地盤に貫入する。貫入しにくい場合は、外殻鋼管２０の下端外面に掘削刃等を取付けてもよい。外殻鋼管２０を地盤の所定深さまで貫入させたとき、第１雇い杭８０は、その頭部が地表付近に残り（地盤上に突出した状態で）、土留めの役割を果たし、周囲の土砂が外殻鋼管２０内に落下するのを防ぐ。このため、第１雇い杭８０はコンクリートの打設が終了するまで外殻鋼管２０の頭部から取り外さない。外殻鋼管２０を地盤に貫入させる際、下杭１１の外周に沿って摺動する第１円環板３０は、外殻鋼管２０の下端部の第２円環板２１に密着しながら下降する。第１円環板３０の内径は下杭１１の外径よりも僅かに大きく設定されているので、第１円環板３０と下杭１１との間の隙間から土砂が第２円環板２１の中心穴２２を通って外殻鋼管２０内に侵入するのを防ぐ。外殻鋼管２０を地盤の所定深さまで貫入することにより、鋼管杭１０の外周面と外殻鋼管２０の内周面との間に空間が形成されるが、外殻鋼管２０内面に泥土が付着することはない。ただし、外殻鋼管２０は土砂を地上に排出しないで貫入するため、外殻鋼管２０の下端部付近の土砂には高い圧力が発生し、第１円環板３０と下杭１１との間の僅かな隙間から土砂が侵入し、下杭１１の外周面に泥土が薄く（厚さ２ｍｍ〜５ｍｍ程度）付着することがある。下杭１１はその頭部が第１雇い杭８０の頭部から突出した状態にある。下杭１１の頭部を連結部材７０の第１円筒状連結部７２から取り外し、この下杭１１の頭部に上杭１２の下端部を溶接等で固着して接続する。上杭１２の補強予定区間（図２参照）には予めずれ止め部材１４が固着されている。

次いで、図１（ｅ）を参照して鋼管杭１０を地盤に回転貫入させ、次いで上杭１２の頭部に第２雇い杭９０を連結して鋼管杭１０を更に所定の深さ（上杭１２が外殻鋼管２０内に収まり、鋼管杭１０が支持地盤に達する）まで地盤に回転貫入させる工程を説明する。先ず、上杭１２の頭部を連結部材７０の第１円筒状連結部７２に取り付け、この第１円筒状連結部７２を介して上杭１２を杭打機に連結する。杭打機で鋼管杭１０を回転させて地盤の途中まで貫入させる。上杭１２の頭部が第１雇い杭８０の頭部付近まで移動したら、上杭１２の頭部を第１円筒状連結部７２から取り外し、例えば図６に示すような従来と同じ構成の、第２雇い杭９０の下端部に設けた円筒状連結部９１を上杭１２の頭部に連結する。第２雇い杭９０の頭部を第１円筒状連結部７２に取り付け、この第１円筒状連結部７２を介して第２雇い杭９０を杭打機に連結する。第２雇い杭９０を介して鋼管杭１０を更に回転させて地盤の所定深度（上杭１２が外殻鋼管２０内に収まり、鋼管杭１０が支持地盤に達する）まで貫入させる。貫入が終了したら第２雇い杭９０は取り外してもよい。上杭１１の補強予定区間（図２参照）は、外殻鋼管２０の空間部内を下降するため、その外周面に泥土は付着しない。また、上杭１２にその補強予定区間よりも下側にずれ止め部材１４が付いている場合、ずれ止め部材１４は何ら支障なく第２円環板２１の中心穴２２を通過することができる。ずれ止め部材１４の下側部分が第２円環板２１の中心穴２２を通過するに伴い、第２円環板２１に密着していた第１円環板３０は、ずれ止め部材１４の最下段部分に押されて第２円環板２１から離れて該最下段部分と共に移動（下降）する。このため、支持層が予定深度よりも深い場合でも施工することができる。なお、この場合、上杭１２の頭部にずれ止め部材１４付きの継ぎ足し管を接続する。

次いで、図１（ｆ）を参照してコンクリートを打設する工程を説明する。上杭１２の外周と外殻鋼管２０の内周との間に形成された空間部４０にコンクリートを打設して上杭１２及びずれ止め部材１４をコンクリート中に埋め込む。第１雇い杭８０と外殻鋼管２０とが土留めの役割を果たすため、コンクリートに周囲の土砂が混じることはない。コンクリートの材料分離を防ぐため、トレミー管（図示せず）を使用して打設するとよい。打設したコンクリートを養生すると補強体５０が形成されるが、この補強体５０にずれ止め部材１４が食い込むことにより、上杭１２、補強体５０及び外殻鋼管２０の３者が強固に一体化される。なお、杭１本毎にコンクリートを打設するのが面倒であるならば、複数の杭をまとめてコンクリート打設をしてもよい。

次いで、図１（ｇ）を参照して第１雇い杭８０を取り外す工程を説明する。空間部４０へのコンクリートの打設が終了し、補強体５０が形成されたら第１雇い杭８０を外殻鋼管２０の頭部から取り外す。第１雇い杭８０の撤去により鋼管杭１０の施工は終了する。なお、図１（ｅ）乃至図１（ｇ）では、第２円環板２１に密着していた第１円環板３０（図１（ｄ）参照）がずれ止め部材１４の最下段部分に押されて第２円環板２１から離れた場合を示しているが、これは地盤の支持層が予定深度よりも深い場合でも施工が可能であることを示すものである。支持層が予定深度の場合、図５に示すように、第１円環板３０がずれ止め部材１４に押されることなく第２円環板２１に密着した状態になる。

杭工事終了後、図５に示すように、鋼管杭１０の杭頭部（上杭１２の頭部）にフーチング６０が築造され、鋼管杭１０の杭頭部（上杭１２の頭部）と接合される。

本実施例の鋼管杭の構築方法によれば、鋼管杭１０の上杭１２を貫入させる前に先行して外殻鋼管２０を地盤に貫入させるため、上杭１２の貫入作業に、例えば図６に示すような従来一般に使用されているものと同じ構成の、下端部に筒状連結部９１を有する第２雇い杭９０を採用することができる。また、第１円環板３０と第２円環板２１を使用しており、特に外殻鋼管２０の下端部の外側に位置する第１円環板３０の中心穴３１はその内径が鋼管杭１０（下杭１１）の外径よりも僅かに大きく設定してあり、外殻鋼管２０を地盤に回転貫入させる過程で第１円環板３０が外殻鋼管２０の下端部の第２円環板２１に密着するので、下杭１１と外殻鋼管２０との間から外殻鋼管２０内に土砂が侵入せず、確実に空間部を確保することができる。また、外殻鋼管２０の空間部に上杭１２を貫入させるため、上杭１２の補強予定区間（コンクリート中に埋め込まれる部分）には泥土は付着しない。また、上杭１２の補強予定区間にずれ止め部材１４が固着されているため、鋼管杭１０と補強体５０の合成効果を確実に期待できる。さらに、杭の支持層が予定深度よりも低い場合と高い場合の双方に対応することができる。すなわち、第２円環板２１はその中心穴２２の内径がずれ止め部材１４が固着された上杭１２の部分の外径よりも大きく設定され、また第１円環板３０はずれ止め部材１４の最下段部分に押されて該最下段部分と共に移動できるので（図１（ｅ）参照）、支持層が予定深度よりも深い場合には、第２円環板２１にずれ止め部材１４の下方の個所を通過させて、足りない長さ分（ずれ止め付き）を上杭１２の上端に継ぎ足すことにより対応でき、また支持層深度が予定よりも浅いことが危惧される場合には、予めずれ止め部材１４を補強予定区間よりも深い位置まで固着しておくことにより対応できる。

また、連結部材７０を一旦杭打機に取付けたら、第１円筒状連結部７２に下杭１１、上杭１２、第２雇い杭９０の頭部を着脱したり、第２円筒状連結部７３に外殻鋼管２０、第１雇い杭８０の頭部を着脱したりするだけでよく、施工作業中、連結部材７０の交換のために連結部材７０を杭打機から取り外さなくても済み、連結部材７０を交換する手間が省け、施工作業効率が向上し、施工時間の大きな時間短縮が見込まれる。

さらに、外殻鋼管２０の地盤への回転貫入は無排土で行われ、外殻鋼管２０の周囲の土砂は横方向、下方向に圧縮され、密度が上がり、地盤の水平抵抗が増加する。

本発明は、杭頭部付近の地盤が軟弱な個所に鋼管杭を構築する場合に適用される。

１０ 鋼管杭
１１ 下杭
１２ 上杭
１４ ずれ止め部材
２０ 外殻鋼管（外管）
２１ 第２円環板
２２ 中心穴
３０ 第１円環板
３１ 中心穴
４０ 空間部
５０ 補強体
６０ フーチング
７０ 連結部材
７２，７３ 円筒状連結部
８０ 第１雇い杭
９０ 第２雇い杭

Claims (2)

1. 鋼管杭の上部外周に該鋼管杭より短く且つ鋼管杭の外径よりも大きい内径を有する外管を設置し、次いで前記鋼管杭の上部外周と前記外管の内周との間に形成された空間部に流動性固化材を充填し補強体を形成して、水平抵抗力を増強する、鋼管杭の構築方法であって、
   前記鋼管杭は、下端部が地盤の支持層に達する下部鋼管と、前記外管とで前記空間部を形成する上部鋼管の複数本の鋼管から構成され、
   前記鋼管杭の外径よりも僅かに大きい内径の中心穴を有し且つ前記鋼管杭に沿って摺動可能な第１円環板が準備され、
   前記外管の下端部には、前記鋼管杭が通過できる内径の中心穴を有する第２円環板が固着されており、
   以下の工程、
   前記鋼管杭を前記下部鋼管の頭部が地表に残るように地盤に貫入させる工程と、
   前記地表に残った前記下部鋼管に前記第１円環板の前記中心穴を挿通させ、次いで前記第２円環板の中心穴を挿通させて、前記下部鋼管の頭部に前記第１円環板と前記外管を被せる工程と、
   前記外管を前記第１円環板と共に前記外管の頭部が地表に残るように前記下部鋼管に沿って地盤に貫入させ、次いで地表に残った前記外管の頭部に第１雇い杭を着脱可能に連結して前記外管の頭部が地盤中に位置するように前記外管を第１円環板と共に更に前記下部鋼管に沿って所定深度まで貫入させる工程と、
   前記下部鋼管の頭部に前記上部鋼管を連結して前記鋼管杭を地盤に貫入させ、次いで前記上部鋼管の頭部に第２雇い杭を着脱可能に連結して該頭部が前記空間部に位置し、前記鋼管杭が地盤の支持層に達するように前記鋼管杭を更に所定深度まで貫入させる工程と、
   前記外管の内周と前記上部鋼管の外周との間に形成された前記空間部に前記流動性固化材を充填して前記補強体を形成する工程と、を備えることを特徴とする、鋼管杭の構築方法。
2. 請求項１に記載の鋼管杭の構築方法において、
   前記鋼管杭と杭打機との連結及び前記外管と杭打機との連結の双方に適用出来る連結部材であって、前記鋼管杭の頭部と着脱自在に連結する鋼管杭用の第１筒状連結部と前記外管の頭部と着脱自在に連結する外管用の第２筒状連結とを備え、第１筒状連結部の軸方向長さを第２筒状連結部よりも長く形成した、前記連結部材を、前記鋼管杭を地盤に貫入させる工程と前記外管を地盤に貫入させる工程に使用することを特徴とする鋼管杭の構築方法。