JP7137061B2 - 地盤改良用杭、地盤改良体の施工方法及び地盤改良用杭のための複数の突起 - Google Patents

Description

本開示は地盤改良用杭、地盤改良体の施工方法及び地盤改良用杭のための複数の突起に関する。

従来から、軟弱な地盤の支持力を増加させ、また沈下を抑制するために地盤改良が行われている。例えば、特許文献１が開示する地盤改良は、軟弱な地盤にソイルセメント複合杭を構築するものである。該ソイルセメント複合杭の構築にあたって、セメントミルク等の固化材を地盤に注入しながら撹拌混合して地盤にソイルセメント柱（改良体）を形成し、更に、ソイルセメント柱に芯材を圧入している。芯材には環状リングが遊嵌され、環状リングは芯材に設けられた環状突出部と係合している。環状リングは芯材よりも大径であり、環状リングによってソイルセメント柱と芯材との付着力が高められている。

一方、特許文献２は、環状リングに代えてラセン状の羽根を用いた羽根付既製杭と、羽根付既製杭に連結された大径の円筒既製杭とをソイルセメント柱体に埋設したソイルセメント合成杭を開示している。該ソイルセメント合成杭では、大径の円筒既製杭を設けたことにより水平耐力も向上している。
また特許文献３は、テーパを有する木製杭に貫入補助具を取り付けた木製支持杭を開示している。貫入保持具は嵌合輪体及び螺旋羽根からなり、該木製支持杭によれば、貫入保持具によって木製杭を締め付け拘束することにより木製杭の座屈強度が向上する。

特開２０１３－２５６８４１号公報 特開２００３－９６７７０号公報 特開２００７－３２０１８号公報

特許文献１が開示するように環状リングを用いた場合、ソイルセメントの粘性が高く流動性が低いと、芯材をソイルセメントに圧入した際に環状リングによってソイルセメントが下方に押し込まれてしまうとともに、環状リング周辺のソイルセメントが自立してしまうことがある。このような場合、環状リングの上方にソイルセメントが回り込まず隙間が生じてしまい、芯材とソイルセメントとの密着性が低下し、支持力の低下を招くおそれがある。また、芯材の周囲に隙間が生じると芯材が変形しやすくなり、芯材の水平耐力が低下してしまう。
同様の問題は、特許文献２や特許文献３が開示するようにラセン状の羽根を用いた場合でも起こり得る。すなわち、羽根を回転させたとしても、鉛直方向の圧入速度が速い場合には、ソイルセメントが羽根によって押し込まれてしまい、羽根の周囲に隙間が生じてしまう。

一方、特許文献２が開示するように、水平耐力向上のために大径の円筒状既製杭を芯材として用いることは有効であると考えられるが、芯材の連結作業に手間がかかり、また芯材が大きくなってしまうという問題がある。この点、環状リングにある程度の厚さを持たせれば、水平耐力を簡単な構成である程度向上させることができると思われるが、固化材を注入した地盤の粘性が高い場合には、環状リングの上方に隙間がより生じやすくなってしまい、逆効果となってしまう虞がある。
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、地盤に固化材を注入して形成された改良体との間に略隙間無く芯材が沈設され、簡単な構成にて芯材の水平耐力の低下を防止可能な地盤改良用杭、地盤改良体の施工方法及び地盤改良用杭のための複数の突起を提供することにある。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る地盤改良用杭は、
地盤に固化材を注入して形成される改良体に沈設される筒状の芯材と、
前記芯材の外周に取り付けられる複数の突起であって、前記芯材の軸線方向に相互に離間するとともに前記芯材の径方向にそれぞれ突出する複数の突起と、を備え、
前記突起は、前記突起内に連通路を区画する骨格を含み、
前記連通路は、前記芯材の軸線方向にて前記突起の両側を連通し、
前記骨格は、前記芯材の軸線方向及び周方向に延在して前記芯材の径方向にて前記連通
路の外側を区画する外壁部を有する。

上記構成（１）によれば、突起に連通路が設けられているので、地盤に固化材を注入して形成された改良体の粘性が高くても、突起を押し込んだときに連通路を通じて改良体が突起内を通過する。このため、突起の上方に隙間が発生しづらく、芯材と改良体が密着する。この結果として、水平力が加えられたときに芯材の変形が抑制され、芯材の水平耐力の低下が防止される。

（２）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
前記外壁部は、前記芯材の径方向にて前記外壁部を貫通する少なくとも１つの貫通孔を有する。
上記構成（２）によれば、外壁部に貫通孔を設けることで、改良体が貫通孔に充填されて改良体との間でのせん断耐力が大きくなり、改良体内での突起の付着抵抗力を大きくすることができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記構成（１）又は（２）において、
前記骨格は、前記連通路の開口を部分的に覆う端壁を更に有する。
上記構成（３）によれば、連通路の開口を部分的に覆う端壁を設けたことで、改良体内での突起の支圧抵抗力を高めることができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記構成（３）において、
前記端壁は、前記芯材の径方向にて、前記連通路の前記外壁部側の領域を覆っており、前記連通路は、前記芯材の径方向にて、前記端壁よりも内側に開口を有する。
上記構成（４）によれば、連通路が、芯材の径方向にて端壁よりも芯材の近くに開口を有することで、連通路の径方向内側での改良体の流れを確保することができる。このため、突起の上方にて芯材の近傍に隙間が発生することを確実に防止することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記構成（１）乃至（４）の何れか１つにおいて、
前記芯材はコンクリートによって構成され、
前記突起は前記芯材とは異なる材料によって構成されている。
上記構成（５）によれば、芯材がコンクリート製の場合、芯材と一体に突起を成形するのは困難であるが、突起をコンクリート以外の材料で構成すれば、突起を容易に製造することができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記構成（１）乃至（５）の何れか１つにおいて、
前記骨格は、前記芯材に嵌合可能な内壁部を更に有する。
上記構成（６）によれば、芯材に嵌合可能な内壁部を骨格が有しており、骨格を突起が有しているので、突起を芯材に容易に取り付けることができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記構成（６）において、
前記芯材は小径部及び前記小径部よりも大径の大径部を有し、
前記突起の内壁部は前記小径部に嵌合可能である。
上記構成（７）によれば、芯材に小径部を設け、小径部に突起の内壁部を嵌合することで、芯材に対し突起の位置を確実に決めることができるとともに、芯材に作用する鉛直力を突起を通じて改良体に確実に伝達することができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記構成（６）において、
前記芯材は外径が徐々に変化する雄テーパ面を有し、
前記突起の内壁部は内径が徐々に変化する雌テーパ面を有し、
前記雄テーパ面は前記雌テーパ面に嵌合可能である。
上記構成（８）によれば、芯材の雄テーパ面と突起の雌テーパ面とを嵌合させることで、芯材に対し突起の位置を確実に決めることができるとともに、芯材に作用する鉛直力を突起を通じて改良体に確実に伝達することができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記構成（８）において、
前記雄テーパ面と前記雌テーパ面との間に介挿されるアダプタリングを更に備え、
前記雄テーパ面は前記アダプタリングを介して前記雌テーパ面に嵌合可能である。

上記構成（９）によれば、芯材の雄テーパ面と突起の雌テーパ面とをアダプタリングを介して嵌合させることで、芯材に対し突起の位置を確実に決めることができるとともに、芯材に作用する鉛直力を突起を通じて改良体に確実に伝達することができる。
また、大きさが異なる複数のアダプタリングを用意しておけば、雌テーパ面の内径が同一の複数の突起を、それぞれアダプタリングを介して、芯材の軸線方向に離間して芯材に取り付けることができる。このため、突起の仕様を少なくすることができ、コスト削減を図ることができる。

（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係る地盤改良体の構築方法は、
地盤に固化材を注入して改良体を形成する改良体形成工程と、
上記構成（８）又は（９）に記載の地盤改良用杭を前記改良体に沈設する杭沈設工程と、を備え、
前記杭沈設工程は、
複数の前記突起を前記改良体上にて同軸に積み重ねる突起準備工程と、
積み重ねられた前記複数の突起に前記芯材を挿入しながら前記芯材を前記改良体に沈設する芯材沈設工程と、
を含む。

上記構成（１０）によれば、複数の突起を同軸に積み重ねておき、突起に芯材を挿通することで、芯材に突起を容易に取り付けることができる。また、複数の突起を積み重ねる位置を正確に決定しておくことで、芯材の位置決めを容易に行うことができる。

（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係る地盤改良用杭のための複数の突起は、
地盤に固化材を注入して形成される改良体に沈設される芯材に前記芯材の軸線方向に相互に離間して取り付けられる複数の突起であり、前記芯材から径方向にそれぞれ突出するように構成された地盤改良用杭のための複数の突起において、
前記突起内に連通路を区画する骨格を含み、
前記連通路は、前記芯材の軸線方向にて前記突起の両側を連通し、
前記骨格は、前記芯材の軸線方向及び周方向に延在して前記芯材の径方向にて前記連通
路の外側を区画する外壁部を有する。

上記構成（１１）によれば、突起に連通路が設けられているので、地盤に固化材を注入して形成された改良体の粘性が高くても、突起を押し込んだときに連通路を通じて改良体が突起内を通過する。このため、突起の上方に隙間が発生しづらく、芯材と改良体が密着する。この結果として、水平力が加えられたときに芯材の変形が抑制され、芯材の水平耐力の低下が防止される。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、地盤に固化材を注入して形成された改良体との間に略隙間無く芯材が沈設され、簡単な構成にて芯材の水平耐力の低下を防止可能な地盤改良用杭、地盤改良体の施工方法及び地盤改良用杭のための複数の突起が提供される。

本発明の一実施形態に係る地盤改良用杭を用いた地盤改良体を概略的に示す断面図である。 図１中の地盤改良用杭を概略的に示す図であり、図２の左半分は正面図であり、図２の右半分は断面図である。 図２中の領域ＩＩＩの拡大図である。 図２中の地盤改良用杭の突起を概略的に示す平面図である。 図４中のＶ－Ｖ線に沿う突起の概略的な断面図である。 突起の概略的な斜視図である。 突起の骨格の概略的な分解斜視図である。 本発明の他の一実施形態に係る地盤改良用杭を概略的に示す図であり、図８の左半分は正面図であり、図８の右半分は断面図である。 図８中の領域ＩＸの拡大図である。 図８中の地盤改良用杭の突起を概略的に示す平面図である。 図１０中のＸＩ－ＸＩ線に沿う突起の概略的な断面図である。 突起とともに、本発明の他の実施形態に係るアダプタリングを概略的に示す断面図である。 図１２中のアダプタリングを概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る地盤改良体の施工方法の概略的な手順を説明するためのフローチャートである。 突起準備工程を説明するための概略的な断面図である。 芯材沈設工程を説明するための概略的な断面図である。 本発明の他の一実施形態に係る突起を概略的に示す斜視図である。 本発明の他の一実施形態に係る突起を概略的に示す平面図である。 図１８中のＩＸＸ－ＩＸＸ線に沿う突起の概略的な断面図である。 図１８の突起に適用された底壁を概略的に示す平面図である。 本発明の他の一実施形態に係る突起を概略的に示す断面図である。 本発明の他の一実施形態に係る地盤改良用杭を概略的に示す断面図である。 図２２中の突起を概略的に示す平面図である。 本発明の他の一実施形態に係る突起を概略的に示す断面図である。 本発明の他の一実施形態に係る地盤改良用杭を概略的に示す図であり、図２５の左半分は正面図であり、図２５の右半分は断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。

図１は、本発明の一実施形態に係る地盤改良用杭（以下、杭とも称する）１を用いた地盤改良体３を概略的に示す断面図である。図２は、杭１を概略的に示す図であり、図２の左半分は正面図であり、図２の右半分は断面図である。図３は、図２中の領域ＩＩＩの拡大図である。図４は杭１の突起１２を概略的に示す平面図である。図５は、図４中のＶ－Ｖ線に沿う突起１２の概略的な断面図である。図６は、突起１２の概略的な斜視図である。図７は、突起１２の骨格１６の概略的な分解斜視図である。

図１に示したように、地盤改良体３は、地盤５にセメントミルク等の固化材を注入し、撹拌混合して形成される改良体（ソイルセメント）７と、改良体７に沈設された杭１とを備えている。改良体７の面積及び深さは特に限定されることはなく、改良体７に沈設される杭１の数も特に限定されることはない。また、杭１を沈設する際、杭１を回転させながら圧入しても、回転させずに圧入してもよい。

ただし、地盤改良体３は、改良体７の底面積に応じて生じる鉛直支持力と改良体７の側面の摩擦力によって上部構造を主に支持するので、一般的に、改良体７の底面積は、杭１の面積に比べて十分に大きい。また、地盤改良体３に要求される支持力は比較的小さいので、地盤改良体３が支持地盤に必ず達している必要はなく、一般的に、改良体７の深さはプレボーリング工法等のセメントミルク工法で形成される杭基礎よりも浅い。

更に、一般的に、改良体７の造成時に掘削土は殆ど排出されず、掘削された土砂が固化材と撹拌混合されてソイルセメントを構成する。このため、改良体７は、セメントミルク工法で形成される杭基礎の杭周部を構成するソイルセメントよりも、土砂を多く含んでいる。このため、地盤５の土質によっては、改良体７の粘性は高くなりやすい。つまり、改良体７は、一般的に、セメントミルク工法で形成される杭周部のソイルセメントとは性状が大きく異なっている。

図２及び図３に示したように、杭１は、芯材１０と、芯材１０に取り付けられた突起１２とを備えている。
芯材１０は、例えば、円筒形状や角筒形状等の筒状をなし、中空であっても中実であってもよい。角筒形状の場合、その平面視形状は四角形状であってもそれ以外の多角形状であってもよい。芯材１０は、例えば、鋼管やコンクリートによって構成される。芯材１０がコンクリートによって構成される場合、芯材１０は更に補強用の鉄筋を含んでいてもよい。

突起１２は、芯材１０の外周に取り付けられ、芯材１０の径方向に突出している。突起１２は、図４～図７に示したように、突起１２内に連通路１４を区画する骨格１６を含んでいる。連通路１４は、芯材１０の軸線方向にて突起１２の両側、つまり上側と下側を連通している。
そして、骨格１６は、芯材１０の軸線方向及び周方向に延在して芯材１０の径方向にて連通路１４の外側を区画する外壁部１８を有する。

上記構成によれば、突起１２に連通路１４が設けられているので、地盤５に固化材を注入して形成された改良体７の粘性が高くても、突起１２を押し込んだときに連通路１４を通じて改良体７が突起１２内を通過する。このため、突起１２の上方に隙間が発生しづらく、芯材１０と改良体７が密着する。この結果として、水平力が加えられたときに芯材１０の変形が抑制され、芯材１０の水平耐力の低下が防止される。
一方、突起１２の骨格１６は外壁部１８を有している。外壁部１８は、芯材１０の軸線方向及び周方向に延在して芯材１０の径方向にて連通路１４の外側を区画しており、外壁部１８により杭１と改良体７との密着性を上げることができるとともに水平力を受けることができる。このため、芯材１０及び突起１２を改良体７に埋設することで、杭１を構成する芯材１０の水平耐力を簡単な構成にて向上させることができる。

幾つかの実施形態では、芯材１０の軸線方向での外壁部１８の長さ（高さ）Ｌは、５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下である。外壁部１８の長さＬが５０ｍｍ以上であることにより、突起１２は水平力を確実に受けることができる。一方、外壁部１８の長さが５０ｍｍ以上であっても、突起１２の内部に連通路１４が区画されているので、改良体７が突起１２内を通過することができる。

幾つかの実施形態では、芯材１０はコンクリートによって構成され、突起１２は芯材１０とは異なる材料、例えば金属によって構成されている。
上記構成によれば、芯材１０がコンクリート製の場合、芯材１０と一体に突起１２を成形するのは困難であるが、突起１２をコンクリート以外の材料で構成すれば、突起１２を容易に製造することができる。
なお、突起１２は現場で芯材１０に取付けても良く、あるいは工場で芯材１０に突起１２を取付けたものを現場に運搬しても良い

幾つかの実施形態では、図３～図６に示したように、突起１２の骨格１６は、芯材１０に嵌合可能な内壁部２０を更に含む。
上記構成によれば、芯材１０に嵌合可能な内壁部２０を突起１２が有しているので、突起１２を芯材１０に容易に取り付けることができる。

幾つかの実施形態では、図３に示したように、芯材１０は小径部１０ａ及び小径部１０ａよりも大径の大径部１０ｂを有し、突起１２の内壁部２０は小径部１０ａに嵌合可能である。
上記構成によれば、芯材１０に小径部１０ａを設け、小径部１０ａに突起１２の内壁部２０を嵌合することで、芯材１０に対し突起１２の位置を確実に決めることができるとともに、芯材１０に作用する鉛直力を突起１２を通じて改良体７に確実に伝達することができる。

幾つかの実施形態では、図４～図６に示したように、突起１２の骨格１６は、筒状の外壁部１８と、外壁部１８よりも小径の筒状の内壁部２０と、外壁部１８と内壁部２０とを連結する複数の板状のリム部２２とを有する。外壁部１８及び内壁部２０は間隔を開けて同心上に配置され、複数のリム部２２は外壁部１８と内壁部２０との間に放射状に配置されている。従って、突起１２内には、複数の連通路１４が区画さている。各連通路１４は、突起１２の上面及び下面にて開口し、平面視にて扇形状を有する。
例えば、外壁部１８、内壁部２０及びリム部２２は金属製の板によって構成され、相互に溶接されている。なお、外壁部１８及び内壁部２０の形状は、円筒形状であっても角筒形状であってもよい。また、リム部２２は、外壁部１８及び内壁部２０の径方向に沿って配置されているが、径方向に対し傾斜して配置されていてもよい。更に、リム部２２は、外壁部１８及び内壁部２０の軸線方向に沿って配置されているが、軸線方向に対し傾斜して配置されていてもよい。

幾つかの実施形態では、図７に示したように、突起１２の骨格１６は半割体１６ａ,１６ｂによって構成され、半割体１６ａ，１６ｂはボルト２４、リベット又は溶接等の締結手段により相互に連結可能である。

以下、本発明の他の実施形態について説明するが、上述した実施形態と同一又は類似の構成については、同一の名称又は符号を付して説明を省略又は簡略化する。
図８は、本発明の他の一実施形態に係る地盤改良用杭２８を概略的に示す図であり、図８の左半分は正面図であり、図８の右半分は断面図である。図９は、図８中の領域ＩＸの拡大図である。図１０は杭２８の突起３２を概略的に示す平面図である。図１１は、図１０中のＸＩ－ＸＩ線に沿う突起３２の概略的な断面図である。

杭２８の芯材３０はテーパ形状を有する。芯材３０に取り付けられる突起３２は、連通路３４を区画する骨格３６を有し、骨格３６は、外壁部３８、内壁部４０及びリム部４１を有している。
芯材３０は外径が徐々に変化する雄テーパ面３０ａを有し、突起３２の内壁部４０は内径が徐々に変化する雌テーパ面４０ａを有し、雄テーパ面３０ａは雌テーパ面４０ａに嵌合可能である。なお、雄テーパ面３０ａの外径は上方に近づくに連れて大きくなり、雌テーパ面４０ａの内径は下方に近づくに連れて小さくなる。突起３２は、雄テーパ面３０ａの外径と雌テーパ面４０ａの内径とが一致する位置にて、芯材３０に嵌合・固定される。

上記構成によれば、芯材３０の雄テーパ面３０ａと突起３２の雌テーパ面４０ａとを嵌合させることで、芯材３０に対し突起３２の位置を確実に決めることができるとともに、芯材３０に作用する鉛直力を突起３２を通じて改良体７に確実に伝達することができる。

幾つかの実施形態では、突起３２は、現場で組み立てる必要が無い一つの物品として構成される。すなわち、突起３２は、突起３２の内壁部４０に芯材３０を挿入することにより芯材３０に固定可能であるため、突起３２を２つの半割体によって構成する必要は無い。ただし、突起３２を相互に連結可能な２つの半割体によって構成してもよいのは勿論である。
なお、図８に示すように、複数の突起３２を芯材３０の軸線方向に離間して芯材３０に取り付ける場合、複数の突起３２の雌テーパ面３４ａは、相互に異なる内径を有する。

図１２は、突起３２とともに、本発明の他の実施形態に係るアダプタリング４２を概略的に示す断面図である。図１３は、アダプタリング４２を概略的に示す斜視図である。
幾つかの実施形態では、図１２及び図１３に示したように、杭２８は、雄テーパ面３０ａと雌テーパ面４０ａとの間に介挿されるアダプタリング４２を更に備えている。芯材３０の雄テーパ面３０ａはアダプタリング４２を介して突起３２の雌テーパ面４０ａに嵌合可能である。つまり、アダプタリング４２は、芯材３０の雄テーパ面３０ａと嵌合可能な雌テーパ面４２ａと、突起３２の雌テーパ面４０ａと嵌合可能な雄テーパ面４２ｂとを有する。

上記構成によれば、芯材３０の雄テーパ面３０ａと突起３２の雌テーパ面４０ａとをアダプタリング４２を介して嵌合させることで、芯材３０に対し突起３２の位置を確実に決めることができるとともに、芯材３０に作用する鉛直力を突起３２を通じて改良体７に確実に伝達することができる。
また、大きさが異なる複数のアダプタリング４２、すなわち雄テーパ面４２ｂの外径が同一で雌テーパ面４２ａの内径が異なる複数のアダプタリング４２を用意しておけば、雌テーパ面４０ａの内径が同一の複数の突起３２を、それぞれアダプタリング４２を介して、芯材３０の軸線方向に離間して芯材３０に取り付けることができる。このため、突起３２の共通化を図って仕様を少なくすることができ、コスト削減を図ることができる。

図１４は、本発明の一実施形態に係る地盤改良体の施工方法の概略的な手順を説明するためのフローチャートである。図１５は、突起準備工程Ｓ２０を説明するための概略的な断面図である。図１６は、芯材沈設工程Ｓ２２を説明するための概略的な断面図である。
図１４に示したように、本発明の一実施形態に係る地盤改良体の施工方法は、地盤５に固化材を注入して改良体７を形成する改良体形成工程Ｓ１と、杭２８を改良体７に沈設する杭沈設工程Ｓ２とを備えている。そして、杭沈設工程Ｓ２は、突起準備工程Ｓ２０と、芯材沈設工程Ｓ２２と、を含んでいる。

図１５に示したように、突起準備工程Ｓ２０では、複数の突起３２を改良体７上にて鉛直軸上に同軸に積み重ねる。積み重ねられる複数の突起３２間では、雌テーパ面４０ａの内径が異なっているが、同一である場合には、雌テーパ面４２ａの内径が異なる複数のアダプタリング４２を突起３２に嵌めておけばよい。突起３２を積み重ねる順序としては、雌テーパ面４０ａ，４２ａの内径が小さいものほど下方に位置するようする。この際、図１５に示したように、積み重ねられた複数の突起３２を上下方向移動可能に保持する保持具４６を用いてもよい。保持具４６は、例えば、複数の突起３２を囲む筒部４６ａと、筒部４６ａを支える脚部４６ｂとを有する。

図１６に示したように、芯材沈設工程Ｓ２２では、積み重ねられた複数の突起３２に芯材３０を挿入しながら芯材３０を改良体７に沈設する。この際、芯材３０の沈下に伴い、複数の突起３２は芯材３０に順次嵌合し、鉛直方向に間隔を開けて配置される。

上記構成によれば、複数の突起３２を同軸に積み重ねておき、突起３２に芯材３０を挿通することで、芯材３０に突起３２を容易に取り付けることができる。また、複数の突起３２を積み重ねる位置を正確に決定しておくことで、芯材３０の位置決めを容易に行うことができる。

図１７は、本発明の他の一実施形態に係る突起５０を概略的に示す斜視図である。図１７に示したように、突起５０は、外壁部１８に１つ以上の貫通孔５２を有している点において、突起１２と異なっている。貫通孔５２は、芯材１０の径方向にて外壁部１８を貫通している。
上記構成によれば、外壁部１８に貫通孔５２を設けることで、改良体７が貫通孔５２に充填されて改良体７との間でのせん断耐力が大きくなり、突起５０の付着抵抗力を大きくすることができる。
なお、図示しないが、リム部２２にも１つ以上の貫通孔を形成してもよい。この場合も、改良体７との間でのせん断耐力が大きくなり、改良体７内での突起５０の付着抵抗力を大きくすることができる。

図１８は、本発明の他の一実施形態に係る突起６０を概略的に示す斜視図である。図１９は、図１８中のＩＸＸ－ＩＸＸ線に沿う突起６０の概略的な断面図である。図２０は、突起６０に適用された底壁６２を概略的に示す平面図である。
図１８～図２０に示したように、突起６０は、突起６０の骨格１６が底壁（端壁）６２を更に有している点において、突起１２と異なっている。底壁６２は、リム部２２の下側に取り付けられ、円環形状を有している。底壁６２は、芯材１０の径方向及び周方向に延在し、連通路１４の開口を部分的に覆っている。具体的には、底壁６２は、連通路１４の径方向外側を覆っている。

上記構成によれば、連通路１４の開口を部分的に覆う底壁６２を設けたことで、支圧抵抗力を高めることができる。一方、底壁６２を設けながらも、連通路１４が、芯材１０の径方向にて、外壁部１８よりも芯材１０の近くに開口を有することで、連通路１４の径方向内側での改良体７の流れを確保することができる。このため、突起６０の上方にて芯材１０の近傍に隙間が発生することを確実に防止することができる。
なお、図２０に示したように、底壁６２も半割体６２ａ、６２ｂによって構成されていてもよい。また、底壁６２にも１つ以上の貫通孔が設けられていてもよい。更に、底壁６２に代えて、突起６０の上側に底壁６２と同じ形状の天井壁（端壁）を設けてもよい。

図２１は、本発明の他の一実施形態に係る突起７０を概略的に示す断面図である。突起７０は、底壁６２が、芯材１０の径方向にて連通路１４の開口の中間部分を閉塞している点において、突起６０と異なっている。従って、突起７０の下側では、連通路１４の径方向内側及び径方向外側が開口している。
上記構成によれば、突起７０の下側にて連通路１４の開口の径方向中間を閉塞する底壁６２を設けたことで、換言すれば、連通路１４が、芯材１０の径方向にて、外壁部１８よりも芯材１０の近くに開口を有するとともに外壁部１８の近くにも開口を有することで、連通路１４の径方向内側及び径方向外側での改良体７の流れを確保しながら、支圧抵抗力を高めることができる。
なお、底壁６２は、芯材１０の周方向にて全域に渡って設けられているが、芯材１０の周方向にて部分的に設けられていてもよい。
また、底壁６２は複数の孔を有するメッシュ状であってもよい。この場合、底壁６２は、連通路１４の開口全域を覆っていてもよい。

図２２は、本発明の他の一実施形態に係る地盤改良用杭７２を概略的に示す断面図である。図２３は、杭７２の突起７４を概略的に示す平面図である。
突起７４は、骨格１６が半割体１６ａのみによって構成され、半割体１６ａがブラケット７６によって芯材１０に取り付けられている点において、突起１２と異なっている。複数の突起７４は、図２２に例示するように、芯材１０の軸線方向にて隣り合う突起７４の半割体１６ａを芯材１０の周方向にて１８０度ずらすように、芯材１０に取り付けられている。突起７４では、外壁部１８は半円筒状である。
上記構成によれば、骨格１６を半割体１６ａのみによって構成することで、突起７４の付着抵抗力を適宜調整することができる。
なお、外壁部１８は円筒形状や半円筒形状に限定されず、４半円筒状等であってもよい。

図２４は、本発明の他の一実施形態に係る突起７８を概略的に示す断面図である。突起７８は、外壁部３８の外周面が雄テーパ面８０によって構成されている点において、突起３２と異なっている。
上記構成によれば、外壁部３０の外周面を雄テーパ面８０によって構成したことで、外壁部３０の外周面の鉛直方向での投影面積を大きくすることができ、改良体７内における突起７８の付着抵抗力を大きくすることができる。

図２５は、本発明の他の一実施形態に係る地盤改良用杭８２を概略的に示す図であり、図２５の左半分は正面図であり、図２５の右半分は断面図である。
図２５に示したように、地盤改良用杭８２は、複数の突起７８が芯材３０に取り付けられている点において、地盤改良用杭２８と異なっている。更に、地盤改良用杭８２は、複数の突起７８の雄テーパ面８０が、２点鎖線８４にて示す１つのテーパ面上に位置するように構成されている点においても、地盤改良用杭２８と異なっている。つまり、上側の突起７８の外径の方が下側の突起７８の外径よりも大きくなっている。
上記構成によれば、上側の突起７８の外径が大きくなっており、改良体３内での突起７８の付着抵抗力を大きくすることができる。

最後に、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態やこれらを組み合わせた形態も含む。

１，２８，７２，８２ 地盤改良体用杭
３ 地盤改良体
５ 地盤
７ 改良体（ソイルセメント）
１０ 芯材
１０ａ 小径部
１０ｂ 大径部
１２，３２，５０，６０，７０，７４，７８ 突起
１４，３４ 連通路
１６，３６ 骨格
１６ａ，１６ｂ 半割体
１８，３８ 外壁部
２０，４０ 内壁部
２２，４１ リム部
２４ ボルト
３０ 芯材
３０ａ 雄テーパ面
４０ａ 雌テーパ面
４２ アダプタリング
４２ａ 雌テーパ面
４２ｂ 雄テーパ面
４６ 保持具
４６ａ 筒部
４６ｂ 脚部
５２ 貫通孔
６２ 底壁（端壁）
６２ａ，６２ｂ 半割体
７６ ブラケット
８０ 雄テーパ面
Ｓ１ 改良体形成工程
Ｓ２ 杭沈設工程
Ｓ２０ 突起準備工程
Ｓ２２ 芯材沈設工程

Claims (11)

1. 地盤に固化材を注入して形成される改良体に沈設される筒状の芯材と、
   前記芯材の外周に取り付けられる複数の突起であって、前記芯材の軸線方向に相互に離間するとともに前記芯材の径方向にそれぞれ突出する複数の突起と、を備え、
   前記複数の突起の各々は、前記突起内に連通路を区画する骨格を含み、
   前記連通路は、前記芯材の軸線方向にて前記突起の両側を連通し、
   前記骨格は、前記芯材の軸線方向及び周方向に延在して前記芯材の径方向にて前記連通路の外側を区画する外壁部を有する
   ことを特徴とする地盤改良用杭。
2. 前記外壁部は、前記芯材の径方向にて前記外壁部を貫通する少なくとも１つの貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載の地盤改良用杭。
3. 前記骨格は、前記連通路の開口を部分的に覆う端壁を更に含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の地盤改良用杭。
4. 前記端壁は、前記芯材の径方向にて、前記連通路の前記外壁部側の領域を覆っており、前記連通路は、前記芯材の径方向にて、前記端壁よりも内側に開口を有することを特徴とする請求項３に記載の地盤改良用杭。
5. 前記芯材はコンクリートによって構成され、
   前記突起は前記芯材とは異なる材料によって構成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の地盤改良用杭。
6. 前記骨格は、前記芯材に嵌合可能な内壁部を更に有する
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の地盤改良用杭。
7. 前記芯材は小径部及び前記小径部よりも大径の大径部を有し、
   前記突起の内壁部は前記小径部に嵌合可能である
   ことを特徴とする請求項６に記載の地盤改良用杭。
8. 前記芯材は外径が徐々に変化する雄テーパ面を有し、
   前記突起の内壁部は内径が徐々に変化する雌テーパ面を有し、
   前記雄テーパ面は前記雌テーパ面に嵌合可能である
   ことを特徴とする請求項６に記載の地盤改良用杭。
9. 前記雄テーパ面と前記雌テーパ面との間に介挿されるアダプタリングを更に備え、
   前記雄テーパ面は前記アダプタリングを介して前記雌テーパ面に嵌合可能である
   ことを特徴とする請求項８に記載に地盤改良用杭。
10. 地盤に固化材を注入して改良体を形成する改良体形成工程と、
    請求項８又は９に記載の地盤改良用杭を前記改良体に沈設する杭沈設工程と、を備え、
    前記杭沈設工程は、
    複数の前記突起を前記改良体上にて同軸に積み重ねる突起準備工程と、
    積み重ねられた前記複数の突起に前記芯材を挿入しながら前記芯材を前記改良体に沈設する芯材沈設工程と、
    を含むことを特徴とする地盤改良体の施工方法。
11. 地盤に固化材を注入して形成される改良体に沈設される芯材に前記芯材の軸線方向に相互に離間して取り付けられる複数の突起であり、前記芯材から径方向にそれぞれ突出するように構成された地盤改良用杭のための複数の突起において、
    前記突起内に連通路を区画する骨格を含み、
    前記連通路は、前記芯材の軸線方向にて前記突起の両側を連通し、
    前記骨格は、前記芯材の軸線方向及び周方向に延在して前記芯材の径方向にて前記連通路の外側を区画する外壁部を有する
    ことを特徴とする地盤改良用杭のための複数の突起。

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