JPS6158613B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、地中杭の支持力形成装置に関する
ものである。

地中に打ち込んだ杭の支持力は、主として杭先
の支持力と、杭周面の摩擦支持力とに分けられ
る。杭先の支持力に依存する場合には、地層を通
して下層の堅固な地層まで深く杭を打ち込まなけ
ればならないが、大きな支持力が確実に得られる
点で、摩擦支持力に依存する場合に比べて有利で
ある。

この発明は、杭先支持力の有利性を活かし、と
くに所望の深さ位置で強固な杭先支持力が得られ
る杭装置を提供することを主たる目的としている
ものである。

この発明に係る杭装置は、杭本体と、その杭本
体に対してほゞ同じ中心角をとつた部位で杭本体
に組み付けられ、かつ杭本体の打ち込み操作にお
いて杭本体と共に地中に挿入され、その挿入方向
の地盤反力の分力作用によつて杭本体とほゞ平行
する起立姿勢から本体を支持し得る横臥姿勢に変
位されるように、杭本体の軸線に対して僅かな角
度で斜交する受圧面を有する複数個の受圧板と、
前記受圧板を常態において起立姿勢に保持し、地
中に挿入される間に地盤反力の大きな地層に達し
たときに、その地盤反力の分力作用によつて受圧
板の起立保持力を自動的に解放する手段または地
中に挿入されたあとで地上からの操作で受圧板の
起立保持力を解放する手段とから成り、前記受圧
板が起立姿勢から横臥姿勢に変位されたあと、そ
の受圧板を残して杭本体だけを引き抜けるよう
に、受圧板は杭本体に分離自在に組み付けられて
いることを特徴としているものである。

以下、この発明を、その各種の実施例を示した
添付図面に基いて詳しく説明する。

第１図ないし第３図は、この発明による杭装置
の一例を示し、第４図および第５図はその杭装置
を地中に打ち込んで杭の支持力を形成する状態を
示したものである。

図面において、Ａは杭本体であり、この杭本体
は対向側板１，１と両側板を連結する腹板２とか
らなるＨ型鋼材が用いられており、各側板１の下
端内側には、均一な厚みに形成された平板状の受
圧板３が杭の挿入方向に対して僅かな角度で傾斜
する起立姿勢から、杭本体を支持し得る横臥姿勢
に変位できるように組み付けられている。

すなわち、各受圧板３は、側板１と同じ巾をも
つ下半板部分３ａに、その半分の巾をもつ上半板
部分３ｂとから形成され、下半板部分３ａの外側
面には、上半板部分３ｂに寄つた部位に側板１の
下端を支持するための横棧４が固定され、横棧４
の外側面には背板５が固定されており、横棧４を
側板１の下端を当接させ、かつ上半板部分３ｂを
側板１に設けてある間隔材６に当てつけた状態
で、上半板部分３ｂの上端を側板に固定してある
可撓フツク７に引掛けることにより、受圧板は杭
の挿入方向に対して僅かな角度で傾斜する起立姿
勢に保持されるようになつている。前記側板１の
内側面には、受圧板３の上半板部分３ｂの上端を
受止めるための突起８が固定されている。

そこで、前記受圧板３，３を起立姿勢に保持し
ている杭本体Ａを、第４図に示すように、地盤に
立てゝハンマーで殴打すると、その押圧力は杭本
体Ａから横棧４を介して受圧板３にそのまま伝え
られるので、起立姿勢におかれている受圧板３は
まず地中に挿入され、その挿入方向に対し僅かに
傾斜しているこの受圧板３は、挿入行程中、地盤
反力の分力作用により、横棧４に係合している側
板１の下端を支点として外側に向けて次第に拡開
する。

受圧板３はその上端が可撓性フツク７で側板１
に保持されているため、前記分力作用による拡開
力がフツクの保持力に打勝ち、フツクが外された
時点から拡開が始まり、そのあと、第２図および
第５図に示すように、上半板部分３ｂの先端が側
板１の内面または突起８で阻止される横臥姿勢角
度まで拡開する結果、杭本体は地中に横臥した受
圧板３で支持される。

前記杭本体Ａに組み付けられる受圧板３は、杭
の挿入時に杭の挿入方向を傾ける働きがあるの
で、図示の如く、杭の中心軸線に対称となるよう
に設け、かつ中心軸線への傾斜角度を同じにして
おくのがよい。また、第６図に示すように、受圧
板３を杭本体Ａの前後左右に、それぞれ対称に組
み付けたものにあつては、杭支持力の増大が図れ
る。９は補助腹板である。

第７図ないし第９図に示したものは、この発明
の他の実施例であつて、杭本体Ａの側板１および
腹板２の下端に寄つた板部分に多数の通孔１ａ，
２ａがあけられており、前記側板１と腹板２とが
交わる角隅部位にキヤツプ付きグラウト圧送管Ｐ
を配設した状態で杭打ちを行い、受圧板３，３が
起立姿勢から横臥姿勢に変位することによつて地
盤中につくられた空洞部分を、前記グラウト圧送
管９から圧送するグラウト材Ｇで充填し、同時に
杭本体と受圧板とをグラウト材で固く連結できる
ようになつている。

第１０図および第１１図に示したものは、受圧
板３の拡開時期を任意に操作できるようにした実
施例である。すなわち、１０はＵ字形バネ挾み部
材、１１はそれえに結着されたワイヤーであり杭
の側板１には、挾み部材１０で受圧板３を間隔材
６と共に挾持する際に挾み部材１０の一方の挾み
部分を入れこむための開口１ｂがあけられ、受圧
板３には挾み部材１０の他方の挾み部分を包囲す
るための土除けカバー１２が固着されており挾み
部材１０で受圧板３を側板１に保持しておけば、
受圧板は地中に挿入されても拡開されないが、前
記挾み部材１０をワイヤー１１で引き抜くことに
より、拡開できるようになつている。したがつて
この構成によれば、受圧板を地中に深く挿入させ
た位置で拡開させ、杭の支持力を得ることができ
る。

第１２図ないし第１４図に示したものは、受圧
板の拡開操作手段の他の実施例である。すなわ
ち、対向する受圧板３，３に引張り針金１３が掛
けわたされ、針金の端部は受板を通して裏側で固
定されており、針金の結着端には、針金切断カツ
ター１４を有するリング１５が組み込まれ、この
カツター付きリング１５は、受圧板の内側面に固
定してある袋状カバー１６に収納されている。１
７は針金が受圧板の貫通部位で、杭の打ち込み振
動などにより切断されるのを防止するクツシヨン
用ゴム管であり、１８は前記リングに結着された
操作ワイヤーである。

しかして上記実施例のものにあつては、受圧板
３，３を引張り針金１３で連結しておけば、受圧
板は地中に挿入されても拡開されないが、前記ワ
イヤー１８の操作でリング１５を引き上げ、カツ
ター１４で針金１３を土中で切断することによ
り、拡開できるようになつている。

第１５図に示したものは、この発明の他の実施
例であつて、受圧板３，３が、杭本体の下端を支
持している横棧４の下方に寄つた部位で、所要の
径を有する引張り用針金１３で連結されている。
この構成によるものは、受圧板３，３はワイヤ１
３の引張り作用によつて起立姿勢に保持されてい
るが、地中に挿入される間に地盤反力の大きな地
盤に達した際に、その地盤反力作用で、受圧板を
連結している針金１３が切断され、受圧板の保持
力が自動的に解放され、そのあとで横臥姿勢に変
位されるようになつている。

第１６Ａ図に示したものは、杭の側板１と受圧
板３との連係構造の実施例であつて、第１６Ａ図
に示すように、受圧板の横棧４に設けた直状形凸
部４ａが、側板１にあけた同形の凹部１ｃに嵌合
されたものによれば、受圧板の巾方向の遊動防止
ができる。

第１７Ａ図に示したものは、均一な厚みの受圧
板３を鈍角状に屈曲させたものである。第１７Ｂ
図および第１７Ｃ図に示したものは、受圧板３に
楔形断面のものを用いた例である。この楔形断面
の受圧板３は、杭本体の軸線に対して平行する角
度姿勢に保持しても、軸線に斜交する楔面によ
り、前記実施例の場合と同様に、地中への挿入に
おいて、起立姿勢から横臥姿勢に変位される。

第１８Ａ図および第１８Ｂ図に示したものは、
この発明の他の実施例であつて、第１８Ａ図に示
したものは、受圧板３を有する杭本体Ａがコンク
リート杭A₁の先端に連結されて成るもので、第
１８Ｂ図に示したものは、鋼製筒体からなる杭本
体A₂に受圧板３が組み付けられて成るものであ
る。

第１９図および第２０図に示したものは、地盤
にアースドリルのような掘削機で竪孔を形成し、
その竪孔に土砂崩れ防止用筒体１９を挿入配置し
ておき、この筒体のなかに杭Ａを入れて打ち込む
工法であつて、この工法によれば、前述した受圧
板の拡開操作手段を具備しないものでも、受圧板
を実質的に地中の深い位置で拡開させることが可
能であり、また筒体あるいはそれを引き抜いたあ
との竪孔内にコンクリートを流し込んで杭と一体
にすれば、杭の安定強化が図れる。

上述した各種の杭装置の構成によれば、地中に
打ち込まれた杭本体Ａは、その下端で横臥した受
圧板３で支持されるが、受圧板の横臥により、受
圧板と杭本体とは分離自在な関係におかれている
ので、もし仮設杭のように、工事終了後に不要と
なる杭の場合には、前記受圧板を地中に残して杭
本体を引き抜いて撤去することができる。

その場合に、第２１図に示すように、杭本体Ａ
とそれに組み付けられた受圧板３とが所要長さの
ワイヤー２０で連結されているものによれば杭本
体Ａの引き抜き撤去の際、ワイヤー２０で受圧板
３を引き上げて回収することができる。

第２２図および第２３図に示したものは、地中
に簡易コンクリート壁体を形成する公知の工法
に、この発明を実施した場合の例である。

すなわち、地盤にアースドリルのような掘削機
で円形の竪孔２１をあけ、その竪孔２１に、その
孔径とほゞ等しい径を有し、それと同径の円をそ
の一部で重ね合わせたときにつくられる欠円断面
の筒体２２を挿入し、その筒体２２の欠円弧面を
アースドリルとの掘削案内面として次の竪孔をあ
け、この竪孔掘削作業と筒体挿入作業を順次に行
つて所要本数の筒体を互に接し合う状態で配列
し、そのなかゝら適宜に選んだ筒体Ａに前記杭装
置を入れて打ちこみ、受圧板を起立姿勢から横臥
姿勢に拡開させたあと、竪孔から筒体を引き抜く
作業と、竪孔へ管２３からコンクリートを流し込
む作業とを随時に行い、それにより各竪孔内のコ
ンクリートを連続一体に固化して地下壁体２４を
形成すると、前記杭本体Ａと受圧板３からなる杭
装置は地下壁体２４と連係するので、地下壁体を
支持する基礎杭に有効に使用することができる。

以上の各種実施例に示されるように、この発明
によれば、地中杭の打ち込みにおいて、下記の効
果が得られる。

(1) 地層を通して下層の竪固な地層まで深く杭を
打ち込まないでも、大きな杭先支持力を得るこ
とができる。

(2) 軟弱地盤中での杭先支持力の形成に極めて有
効である。

(3) 杭の打ち込み押圧力によつて受圧板が自動的
に拡開されるので、施工は極めて容易であり、
複雑な装置や設備は全く不要である。

(4) 杭打ち中、受圧板の拡開深さ位置を地上から
の操作で調整することができる。

(5) 杭先支持力の形成に用いた前記受圧板を残し
て抗だけを引き抜いて撤去することができる。

(6) 建築・構築などの広い範囲に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す杭装置要部
の斜視図、第２図は受圧板が拡開状態にある斜視
図、第３図は受圧板の部分斜視図、第４図は杭打
ち込み初期における杭装置の正面図、第５図は打
ち込み終了時における正面図、第６図は他の実施
例を示す杭装置要部の斜視図、第７図はさらに他
の実施例を示す杭装置の正面図、第８図は打ち込
まれた状態の正面図、第９図はその要部の斜視
図、第１０図は受圧板の拡開時期操作手段を備え
た杭装置の正面図、第１１図はその要部の拡大斜
視図、第１２図は受圧板の拡開時期操作手段を備
えた杭装置の正面図、第１３図はその要部の拡大
斜視図、第１４図はカツター付きリングの正面
図、第１５図は他の実施例による杭装置の正面
図、第１６Ａ図は杭と受圧板との連係部分を示す
斜視図、第１７Ａ図、第１７Ｂ図および第１７Ｃ
図は他の形状を示す受圧板の側面図、第１８Ａ図
はコンクリート杭を用いた杭装置の斜視図、第１
８Ｂ図は鋼製筒体を用いた杭装置の斜視図第１９
図は竪孔に打ち込まれた杭装置の正面図第２０図
は平面図、第２１図は他の実施例による杭装置の
正面図、第２２図はこの発明を地下壁体の形成方
法に実施した場合の施工状態の側断面図、第２３
図は平面図である。 図面中、Ａ……杭本体、１……側板、２……腹
板、３……受圧板、４……横棧、５……挾み板、
６……間隔材、７……可撓フツク、８……突起、
９……グラウト圧送管、１０……バネ挾み部材、
１１……ワイヤー、１２……土除けカバー、１３
……引張り針金、１４……カツター、１５……リ
ング、１６……袋状カバー、１７……ゴム管、１
８……ワイヤー、ｈ……竪孔、１９……筒体、２
１……竪孔、２２……筒体、２３……コンクリー
ト供給管、２４……地下壁体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 杭本体と、その杭本体に対してほゞ同じ中心
   角をとつた部位で杭本体に組み付けられ、かつ杭
   本体の打ち込み操作において杭本体と共に地中に
   挿入され、その挿入方向の地盤反力の分力作用に
   よつて杭本体とほゞ平行する起立姿勢から本体を
   支持し得る横臥姿勢に変位されるように、杭本体
   の軸線に対して僅かな角度で斜交する受圧面を有
   する複数個の受圧板と、前記受圧板を常態におい
   て起立姿勢に保持し、地中に挿入される間に地盤
   反力の大きな地層に達したときに、その地盤反力
   の分力作用によつて受圧板の起立保持力を自動的
   に解放する手段または地中に挿入されたあとで地
   上からの操作で受圧板の起立保持力を解放する手
   段とから成り、前記受圧板が起立姿勢から横臥姿
   勢に変位されたあと、その受圧板を残して杭本体
   だけを引き抜けるように、受圧板は杭本体に分離
   自在に組み付けられていることを特徴とする杭装
   置。 ２ 前記受圧板は、杭本体の中心軸線と対称する
   部位にそれぞれ組み付けられていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の杭装置。 ３ 前記受圧板は均一な厚みに形成され、杭本体
   の軸線に対し僅かな傾斜角度をもつて組み付けら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の杭装置。 ４ 前記受圧板は断面が楔形に形成され、その楔
   面が杭本体の軸線に対して僅かな角度で斜交する
   ように組み付けられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の杭装置。