JPH06287943A - 基礎杭の先端根固め工法及び筒状基礎杭 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小径の基礎杭の施工にも適用でき、かつ大き
な支持力及び引抜き抵抗力を得ることができる基礎杭の
先端根固め工法及びその工法に使用する筒状基礎杭を提
供する。 【構成】 回転装置１２に筒状基礎杭本体１を装着し、
杭本体１を正回転させながら、所定の深さａまで圧入す
る。この時、必要に応じ杭本体１内に挿入した圧送パイ
プ５の噴出孔よりエアーを噴出し、杭本体１内壁と内部
の土砂との壁面摩擦を軽減する。所定深さａに達した
ら、杭本体１を逆回転させて拡大翼３を開き、拡大掘削
を行う。圧送パイプ５からは根固め材１４を噴出させ
る。拡大翼３により土砂と攪拌混合した根固め材１４の
硬化により、開いた状態の拡大翼３をアンカー兼補強材
とした拡大根固め部１５が完成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼管杭等の筒状基礎杭
先端の根固め部に十分な鉛直支持力及び引抜き抵抗力を
与えるための先端根固め工法及びその工法に使用する筒
状基礎杭に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼管杭等の既成杭を無振動、無騒音で地
中に埋設する工法としては、筒状基礎杭にオーガーを挿
通し、オーガーで地盤に杭埋設用の孔を掘削しながら同
時に基礎杭を圧入する中掘り工法や、予めオーガーによ
り地面に杭埋設用の孔を掘削した後に、その孔に基礎杭
を圧入する埋設工法等がある。

【０００３】ところで、土木、建築構造物を支持する基
礎杭には、構造物の自重の他に地震力等の外力により押
込み力や引抜き力が作用する。基礎杭外面と地盤との周
面摩擦力は、この引抜き力に対して抵抗力となって寄与
するが、大きな抵抗力を期待できないことが多い。

【０００４】そこで、この押込み力や引抜き力に対応す
るために、基礎杭の本数を増やして杭１本当りの押込み
力や引抜き力を低減したり、杭径を大きくして周面摩擦
力の増加を図る等の方法で設計が見直されるが、これは
材料費、施工費の増加につながる。このため、杭１本当
りの押込み・引抜き抵抗力を向上させること、すなわ
ち、押込み・引抜き抵抗力の大きな基礎杭の開発が望ま
れている。

【０００５】また、従来、中掘り根固め工法で施工され
る基礎杭の先端部については、杭径より拡大して掘削
し、この拡大掘削部にセメントミルク、モルタル等の根
固め材を注入攪拌して固化させることにより、杭先端部
の受圧面積を大きくして許容押込み力の向上を図ってい
るケースがある。しかし、通常、杭先端部と拡大掘削部
の根固め材との間の付着力が足りないため、引抜き力に
対してはあまり機能しない。

【０００６】これに対し、特公平１−２５８４８号公報
には、筒状基礎杭の先端部の内外面に複数のリング状を
なす突起を取り付け、根固め材との付着力を増大させ、
支持力の増大を図ったものが記載されている。また、特
開昭６２−２９６１４号公報には、筒状基礎杭の下端に
鉄筋等のアンカー部材を固着しておき、アンカー部材を
介して基礎杭と根固め材との一体化を図ったものが記載
されている。

【０００７】なお、従来の拡大掘削は、オーガーヘッド
に設けた拡大翼等の拡径可能な地盤掘削部材によって行
うのが一般的である。拡大翼には、例えば拡大翼が一定
の角度以上開くのを阻止するロック機構を設け、オーガ
ーを正逆回転する際の地盤反力を利用して自動的に開閉
するようにしたもの等があり、オーガーを正回転させた
時は地盤から受けるオーガー軸方向内側への反力によっ
て縮小状態にあり、逆回転させた時は地盤からのオーガ
ー軸方向外側への反力によって拡大し、ロック機構によ
り所定角度開いた拡大状態が維持されるようになってい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した特公平１−２
５８４８号公報記載の杭も、特開昭６２−２９６１４号
公報記載の根固め工法も、ともに根固め材との付着力の
増大を図ったものであるが、特公平１−２５８４８号公
報記載のもので引抜き抵抗力を得るためには、突起を設
けた基礎杭の先端部を根固め材中に十分押し込んだ状態
にしなければならい。

【０００９】特開昭６２−２９６１４号公報記載の根固
め工法の場合は、アンカー部材が根固め材中に押し込ま
れていればよいが、アンカー部材を固着したまま杭を沈
設あるいは圧入する場合、アンカー部材が土砂に接触し
たり、アースオーガー等の掘削機の羽根に触れたりして
曲がってしまう可能性が大きい。また、アンカー部材が
突出した杭の取り扱い、運搬が不便である他、杭の建込
みに当たっても同様の理由で建込み能率の低下を招く。

【００１０】また、従来の中掘り工法では、オーガーを
杭本体の内部に挿通させるため、筒状基礎杭としては、
オーガーの外径以上の内径を有するものしか施工でき
ず、従って小径の基礎杭の施工には適用できない。

【００１１】本発明は、小径の基礎杭の施工にも適用で
き、かつ大きな支持力及び引抜き抵抗力を得ることがで
きる基礎杭の先端根固め工法及びその工法に使用する筒
状基礎杭を提供することを目的としたものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の基礎杭の先端根
固め工法では、従来の中掘り工法のオーガーを用いる代
わりに、筒状基礎杭の杭本体先端部に拡径可能な地盤掘
削部材を設け、杭本体自体を回転させつつ地盤中に圧入
する。

【００１３】この筒状基礎杭が地盤内の所定深さに達し
た時点で、地盤掘削部材を拡径して拡大掘削を行う。一
方、筒状基礎杭の杭本体内部には圧入パイプを挿通し、
圧入パイプを通して拡大掘削部にセメントミルク等の根
固め材を注入して掘削土砂と混合することにより拡大根
固め部を形成する。

【００１４】地盤掘削部材を拡径した状態のまま根固め
材を硬化させることにより、地盤掘削部材が基礎杭の拡
大根固め部に対するアンカー及び拡大根固め部の補強材
として機能する。

【００１５】本発明の筒状基礎杭は、上記工法に用いる
ためのものであり、筒状の杭本体の先端部に、拡径可能
な地盤掘削部材を設けたものである。

【００１６】地盤掘削部材の拡径は、従来の拡大掘削用
のオーガー等の場合と同様の機構を用いることができ、
基礎杭の杭本体がオーガーシャフトの機能を有する。

【００１７】本発明においても、従来の技術の項で述べ
たようなオーガーで用いられている地盤の反力を利用し
て自動的に開閉する方式の拡大翼を、地盤掘削部材とし
て用いることができ、その場合、杭本体の先端部に筒状
の掘削軸部を取り付け、その外周面に複数の拡大翼を設
ける構造等が考えられる。あるいは杭本体に直接拡大翼
を設けてもよい。もちろん、拡径の方式はこれに限定さ
れることなく、必要な操作を行って拡径する方式でもよ
い。

【００１８】また、本発明では、筒状基礎杭自体を回転
装置で回転させて、掘削及び圧入を行うため、必要に応
じ杭本体の先端あるいは掘削軸部の先端に、掘削ビッド
または攪拌翼等、削孔用の刃先部材を設けておく。

【００１９】さらに、拡大根固め部を造成するための根
固め材を杭先端から噴出させる必要があるが、そのため
の機構としては、杭本体あるいは掘削軸部に杭本体内を
挿通させた圧送パイプの先端を案内支持するためのガイ
ド部を設けること等が考えられる。

【００２０】なお、本発明における筒状基礎杭には鋼管
杭の他、中空コンクリート杭、中空の鋼コンクリート複
合パイル等を含む。

【００２１】

【実施例】図１(a) 〜(c) は本発明の一実施例における
施工手順を示したもので、図２(a) 〜(c) は筒状基礎杭
の要部、及びそのＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面を示したもの
である。

【００２２】まず、図２(a) 〜(c) を参照しながら、本
実施例における筒状基礎杭の主な構成について説明す
る。

【００２３】本実施例では鋼管等からなる杭本体１の先
端に底板２を設け、その下面にさらに円筒状の掘削軸部
６を一体に取り付けている。

【００２４】掘削軸部６の先端には削孔用の攪拌羽根状
の刃先部材９が取り付けられている。また、刃先部材９
の水平断面における中央部には、刃先部材９の切欠き部
に嵌め込むような構造でガイド部１０を設け、杭本体１
及び掘削軸部６の内部に挿通させた圧送パイプ５の先端
を上下方向に案内するとともに、圧送パイプ５の先端の
振れを防止している。

【００２５】図中、１１は圧送パイプ５の先端部に形成
した噴出孔であり、この噴出孔１１より根固め材を地盤
中に注入する。なお、所定の深さまでは、必要に応じ圧
送パイプ５にエアーを送り、噴出孔１１からエアーを噴
出させることもできる。

【００２６】掘削軸部６の外周面には、拡径可能な地盤
掘削部材として複数の拡大翼３が設けられている。この
拡大翼３はその基部が、掘削軸部６の外面に突出する一
対の固定板７を軸受とするピン８に取付けられており、
ピン８を軸として開閉できるようになっている。杭本体
１の逆回転により拡大翼３が開くと、図２(b) に示すよ
うに拡大翼３の基端部が掘削軸部６の外面に当り、拡大
翼３が必要以上に開かないようにロックがかかる。

【００２７】また、本実施例において、杭本体１の先端
外周面には、丸鋼４を螺旋状に取り付けてある。これ
は、拡大根固め部１５内での付着力の向上を図るため、
必要に応じて取り付ける突起物であり、丸鋼４に限ら
ず、ブロック状、板状のものでもよい。また、螺旋状と
したのは、杭本体１を回転圧入する際の抵抗を少なくす
るためである。

【００２８】次に、図１(a) 〜(c) を参照しながら、本
実施例を施工手順に沿って説明する。

【００２９】まず、回転装置１２に杭本体１を装着し、
杭本体１を正回転させながら、所定の深さまで、圧入す
る。図１(a) 中、ａはセメントミルク等の根固め材１４
を噴出し始める深さを指している。

【００３０】深さａに達するまでは、必要に応じて杭本
体１内に挿通した圧送パイプ５よりエアーを圧送し、噴
出孔１１より噴出するエアーにより杭本体１内壁と内部
の土砂との壁面摩擦を軽減させ、回転装置１２の必要回
転出力を小さくすることができる。

【００３１】深さａに達した後、図１(b) に示すように
杭本体１を逆回転させ、拡大翼３を開かせる。続いて、
先端が刃先部材９及びガイド１０より下に突出するまで
圧送パイプ５を押し下げ、圧送パイプ５先端の噴出孔１
１より根固め材１４を噴出させる。

【００３２】この作業ステップで根固め部の拡大と、根
固め材１４と土砂の攪拌混合が行われ、拡大根固め部１
５が形成され始める。

【００３３】図１(c) は根固め部の形成が所定深さｂま
でまで十分に行われ、杭本体１の逆回転及び根固め材１
４の圧送、噴出をまさに止めようとしている状態を示し
たものである。

【００３４】なお、図示しないが、図１(c) の作業ステ
ップが完了した後は、圧送パイプ５を引き上げて抜き取
る。また、回転装置１２も杭本体１から外す。

【００３５】以上の作業により、所定深さに拡大根固め
部１５が形成される。この時、拡大根固め部１５内にお
いて、拡大翼３を開いた状態のままとすることができ
る。

【００３６】拡大翼３が開いた状態のまま固定されるこ
とで、拡大翼３は拡大根固め部１５へのアンカーの役目
を果たし、杭本体１と拡大根固め部１５のより強固な一
体化が図れ、基礎杭の押込み、引抜き耐力の向上が図れ
る。

【００３７】また、杭本体１の外径より大きな径の拡大
根固め部１５が形成されることにより、杭本体１に作用
する引抜き力に対しては、拡大根固め部１５の上面が地
盤１３からの反力を受け、引抜き抵抗力の増加が期待で
きる。

【００３８】また、杭本体１に作用する押込み力に対し
ては、拡大根固め部１５の底面積が広くなっているの
で、単位面積当りの分担圧力が小さくなる効果により、
より大きな押込み力に耐えることができるようになる。

【００３９】

【発明の効果】 筒状基礎杭自体に拡径可能な地盤掘削部材を有し、
中掘り工法におけるオーガーを必要としないため、小径
の基礎杭の施工にも適用できる。

【００４０】 拡径した状態の地盤掘削部材を拡大根
固め部内に固定することで、地盤掘削部材がアンカー兼
拡大根固め部の補強材として機能し、押込み力に対する
支持力だけでなく、高い引抜き耐力を発揮させることが
できる。

【００４１】 杭１本当りの押込み・引抜き抵抗力が
増大することで、杭の小径化あるいは本数の削減が図れ
る。

【００４２】 杭本数の削減、杭径の小径化、施工装
置の簡略化により、工費節減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) 〜(c) は本発明の工法の一実施例における
施工手順を示す鉛直断面図である。

【図２】本発明の筒状基礎杭の一実施例を示したもの
で、(a) は要部の正面図（上部は鉛直断面図）、(b) は
そのＡ−Ａ断面図、(c) はＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１…杭本体、２…底板、３…拡大翼、４…丸鋼、５…圧
送パイプ、６…掘削軸部、７…固定板、８…ピン、９…
刃先部材、１０…ガイド、１１…噴出孔、１２…回転装
置、１３…地盤、１４…根固め材、１５…拡大根固め
部、

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状基礎杭の杭本体先端部に拡径可能な
   地盤掘削部材を設け、前記杭本体自体を回転させつつ地
   盤中に圧入し、所定深さに達した時点で前記地盤掘削部
   材を拡径して拡大掘削を行うとともに、前記杭本体内部
   を挿通させた圧入パイプより拡大掘削部に根固め材を注
   入して拡大根固め部を形成し、前記拡大根固め部内に前
   記地盤掘削部材を拡径した状態で固定することを特徴と
   する基礎杭の先端根固め工法。
2. 【請求項２】 筒状の杭本体の先端部に、拡径可能な地
   盤掘削部材を設けたことを特徴とする筒状基礎杭。
3. 【請求項３】 前記地盤掘削部材は、杭本体の先端部に
   取り付けた掘削軸部の外周面に取り付けた複数の拡大翼
   である請求項２記載の筒状基礎杭。
4. 【請求項４】 前記掘削軸部の先端には削孔用の刃先部
   材及び、筒状の杭本体内に挿通した根固め材注入用の圧
   送パイプ先端を案内支持するためのガイド部を設けてあ
   る請求項３記載の筒状基礎杭。