既製杭及び基礎杭構造
【課題】上杭１１に生じる鉛直荷重を下杭１に伝達し、既成杭３０で負担する。上杭１１に生じる引張荷重、曲げ荷重等は上杭１１単独で負担して、下杭１に伝達しない。基礎杭構造の性能に応じた最適な構造を容易に設定できる。
【解決手段】下杭１は、下端部３に環状突起７、７を有する外径Ｄ１のコンクリート製の既製杭で、上杭１１は、外径Ｄ２の鋼管１６で被覆したコンクリート製の既製杭で下端に筒状当接具２１を取付けてある。径Ｄ００の軸部３４、径Ｄ０１の拡大根固め部３５を有する杭穴３３を掘削し、下杭１及び上杭１１からなる既成杭３０を埋設して、基礎杭構造４０とする（ａ）。上杭１１の下面と下杭１の上面とは密着して当接し、下杭１の上端板４に筒状当接具２１を被せて、側板２４の内面と下杭１の上端部外面との間には間隙２８が形成される（ｂ）。
【解決手段】下杭１は、下端部３に環状突起７、７を有する外径Ｄ１のコンクリート製の既製杭で、上杭１１は、外径Ｄ２の鋼管１６で被覆したコンクリート製の既製杭で下端に筒状当接具２１を取付けてある。径Ｄ００の軸部３４、径Ｄ０１の拡大根固め部３５を有する杭穴３３を掘削し、下杭１及び上杭１１からなる既成杭３０を埋設して、基礎杭構造４０とする（ａ）。上杭１１の下面と下杭１の上面とは密着して当接し、下杭１の上端板４に筒状当接具２１を被せて、側板２４の内面と下杭１の上端部外面との間には間隙２８が形成される（ｂ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
上杭と下杭を重ねた既製杭及びこの既製杭を杭穴内に埋設した基礎杭構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場で製造される既製杭は、製造上の問題や構築現場への搬送などのため、一般的に既製杭の長さは１０〜１５ｍ程度となっていた。従って、杭穴内に、既製杭を沈設して、基礎杭構造を構築する場合、支持地盤の位置により杭穴の深さは５０ｍ程度に至ることもあり、複数の既製杭を、溶接などの手段により上下に継ぎ足すことが求められていた。とりわけ、コンクリート製の基礎杭の場合には、鋼管杭と異なり、一体に接続するためには多くの工夫が必要であった。
【０００３】
この場合、接続部分で応力集中が生じないように、少なくとも杭材以上の強度を発揮するように、各種金物、溶接等により工夫されていた（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、長さ方向に継ぎ足をして、単に必要な長さを確保する目的だけでなく、深さに応じた機能を発揮できるように、異なる機能の既製杭を継ぎ足すことも成されていた。例えば、先端支持力を強化することを目的とした先端金具を最下端に接続する発明もあった（特許文献２）。
【０００５】
このような既製杭の場合、接続部に求められる性能として、接続した上下杭が１本の既製杭として求められる強度と同等な強度、即ち、上部構造物（地上の建造物）の垂直荷重による「圧縮荷重」、不同沈下や地震時の水平力の作用による「引張荷重」「曲げ荷重」「せん断荷重」「ねじれ荷重」に対する有効な強度が求められていた。
【特許文献１】特開２００２−３２８５５６
【特許文献２】特開２００４−８４２７５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来の技術は、いずれも、長さ方向に継ぎ足した既製杭を全体として一体に接続することしか目的としていなかった。即ち、接続した上下の既製杭間で、いかにして、軸力（垂直荷重、引抜力）を支障無く伝達するかという目的の下に発明されたものであった。従って、基礎杭構造の全体として、効率的な応力の伝達と機能を考慮して、構成する既製杭を接続した基礎杭構造を提案する発明はなかった。
【０００７】
また、既製杭を深さ方向で、求める機能、例えば、杭頭側で曲げに対する耐力を強化する必要がある等に応じて対応させる場合には、当該部分の既製杭を除去して（短い既製杭を採用して）機能に応じた別途の既製杭を接合して対処していた。従って、機能を強化する為には、常に接合部の強度を考慮しなければ、ならなかった。
【０００８】
この場合、例えば、圧縮荷重に比して、引抜力による引張荷重は、３分の１程度で足りるのが一般的であった。しかし、既製杭自体の破壊耐力、既製杭を含めた基礎杭構造全体の支持力（耐力）を考慮する場合、全体として圧縮荷重と引張荷重の両方に耐える構造を選択していたので、合理的な基礎杭構造となっていない場合も生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
然るにこの発明は、「上杭と下杭とを鉛直荷重を伝達可能で、引張荷重を伝達不能に連結し」あるいは「下杭の上面と上杭の下面とを連結せずに当接させると共に、下杭の外面と上杭の筒状当接具の内面とを連結せずに間隙を形成した」ので、新たな接合思想の基礎杭を提案し、前記問題点を解決した。
【００１０】
即ちこの発明は、コンクリート製の下杭の上端に、上杭を重ねてなる既製杭であって、
前記上杭と下杭とを鉛直荷重を伝達可能で、引張荷重を伝達不能に連結したことを特徴とする既製杭。
【００１１】
また、他の発明は、コンクリート製の下杭の上端に、上杭を重ねてなる既製杭であって、
前記上杭の下端に、前記下杭の外径より大径の内径を有する筒状当接具を連結し、
前記下杭の上面と前記上杭の下面とを連結せずに当接させると共に、
前記下杭の外面と対向する前記筒状当接具の内面とを連結せずに間隙を形成したことを特徴とする既製杭である。
【００１２】
また、前記において、下杭は、少なくとも下端部外周に凸部又は凹部を形成してなり、
上杭は、外周に凸部又は凹部を形成したことを特徴とする既製杭である。
【００１３】
また、他の発明は、コンクリート製の既製杭本体の外周に、鋼管を、被覆してなり、
前記鋼管は、作用する引張荷重を前記既成杭本体に伝達不能に被覆したことを特徴とする既製杭である。前記において、鋼管は、外周に、凸部又は凹部を形成した既製杭である。また、前記において、コンクリート製の既製杭本体の外周で、鋼管の下縁より下方の位置に、凸部又は凹部を形成したことを特徴とする既製杭である。
【００１４】
また、他の発明は、杭穴内に、既製杭を埋設してなる基礎杭の構造であって、以下のような構成としたことを特徴とする基礎杭構造である。
(1) 前記既成杭は、少なくとも下端部外周に凸部又は凹部を形成したコンクリート製の下杭の上端に、上杭を重ねて構成し、
(2) 前記上杭と下杭とを鉛直荷重を伝達可能で、引張荷重を伝達不能に連結して既製杭を形成し、
(3) 前記下杭の下端部の凸部又は凹部を、前記杭穴の根固め部に位置させた。
【００１５】
また、他の発明は、杭穴内に、既製杭を埋設してなる基礎杭の構造であって、以下のような構成としたことを特徴とする基礎杭構造である。
(1) 前記既製杭は、少なくとも下端部外周に凸部又は凹部を形成したコンクリート製の下杭の上端に、上杭を重ねて構成し、
(2) 前記上杭の下端に、前記下杭の外径より大径の内径を有する筒状当接具を連結し、
前記下杭の上面と前記上杭の下面とを連結せずに当接させると共に、
前記下杭の外面と対向する前記筒状当接具の内面とを連結せずに間隙を形成した。
(3) 前記下杭の下端部の凸部又は凹部を、前記杭穴の根固め部に位置させた。
【００１６】
また、前記において、上杭の外周に凸部又は凹部を形成し、その上杭の凸部又は凹部の全部又は一部を、杭穴の中間部に形成した中間拡径部に位置させたことを特徴とする基礎杭構造である。
【００１７】
また、他の発明は、杭穴内に、既製杭を埋設してなる基礎杭の構造であって、以下のような構成としたことを特徴とする基礎杭構造である。
(1) 既製杭は、コンクリート製の既製杭本体の上部外周に鋼管を被覆してなり、
(2) 前記既製杭本体は下端部外周に凸部又は凹部を形成してなり、当該凸部又は凹部を、前記杭穴に形成した杭穴拡底部内に位置させた。
(3) 前記鋼管は、作用する鉛直荷重を前記既成杭本体に伝達可能で、作用する引張荷重を前記既成杭本体に伝達不能となるように被覆した。
【００１８】
また、前記において、コンクリート製の既製杭本体の外周で、鋼管の下縁より下方の位置に、凸部又は凹部を形成し、前記既製杭本体の凸部又は凹部の全部又は一部を、杭穴に形成した中間拡径部内又は根固め部内に位置させたことを特徴とする基礎杭構造である。更に、前記において、鋼管の上端に定着用の環状体を突設し、該定着用の突起を地上構造物内に埋設した基礎杭構造である。
【００１９】
前記におけるコンクリート杭、コンクリート製の既製杭は、構造鉄筋又はＰＣ鋼棒が埋設された既製杭（いわゆるＰＨＣ杭、ＲＣ杭等）、あるいはコンクリートの外周に鋼管を被覆した既製杭（いわゆるＳＣ杭）等を含む。
【００２０】
また、前記における環状体は、鋼管杭の上面に載置し、あるいは鋼管杭の外側に嵌装し、または、鋼管杭の内側に嵌挿して取付けし、例えば以下のような構成とする。
・短い鋼管
・短い鋼管で、内面及び／又は外面に突起を形成する。
・短い鋼管で「内面の全体」にコンクリートを被覆する。例えば、短いＳＣ杭から構成する。
・短い鋼管で「上部内面」にコンクリートを被覆する。例えば、鋼管の上端に短いＳＣ杭の鋼管部分を溶接して構成する。
【００２１】
また、前記において「その上杭（既成杭本体）の凸部又は凹部の全部又は一部を、杭穴の中間部に形成した中間拡径部に位置させた」とは、上杭（既成杭本体）に複数の「凸部又は凹部」を形成した際に、
・全部の「凸部又は凹部」に対応させて、中間拡径部を形成する場合、
・一部の「凸部又は凹部」に対応させて、中間拡径部を形成して、他の「凸部又は凹部」には中間拡径部が形成されず、軸部径のままの場合
のいずれの場合を含む。
更に、「凸部又は凹部」を中間拡径部に位置させた際に、
・１つの「凸部又は凹部」の全体が中間拡径部内に位置する場合、
・１つの「凸部又は凹部」の一部分のみが中間拡径部内に位置して、１つの「凸部又は凹部」の他の部分は中間拡径部から外れる場合、
のいずれもの場合を含む。
【発明の効果】
【００２２】
この発明は、「上杭と下杭とを鉛直荷重を伝達可能で、引張荷重を伝達不能に連結し」あるいは「下杭の外面と対向する筒状当接具の内面とを連結せずに間隙を形成した」ので、上杭と下杭とで鉛直荷重を負担し、上杭で引張荷重を負担でき、基礎杭構造に求められる性能に応じて最適な構造を、容易に設定できる効果がある。
【００２３】
また、上杭及び下杭に凸部又は凹部を形成した場合には、凸部又は凹部を杭穴の根固め部又は拡径中間部に配置すれば、根固め部又は拡径中間部内で、支持力を増強できる。既製杭本体及び鋼管の凸部又は凹部についても同様である。
【００２４】
また、「既製杭本体の上部外周に、外周に凸部又は凹部を形成した鋼管を被覆した」ので、鋼管の構造を調節することにより、基礎杭構造に求められる性能を、鉛直荷重、引張荷重、せん断荷重等の作用する荷重に応じて最適な構造を容易に設定できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（１） この発明は、上杭１１に生じる地上構造物の鉛直荷重を、上杭１１及び下杭１を通して地盤に伝え、上杭１１と下杭１が一体となった既成杭３０で負担する。また、上杭１１に生じる引張荷重、曲げ荷重、せん断荷重、ねじれ荷重は上杭１１単独で負担して、下杭１に伝達しないようにする。
【００２６】
（２） 下杭１は、下端部３に、環状突起７、７を有する外径Ｄ１のコンクリート製の既製杭である。上杭１１は、外径Ｄ２の鋼管１６で被覆したコンクリート製の既製杭で、下端部１３の外周に、環状突起１７、１７が形成してある。上杭１１の下端板１５に、下方に開放した円筒状鋼製の筒状当接具２１を固定する。筒状当接具２１は、内径Ｄ３（Ｄ３＞Ｄ１）の円筒状の側板２４を有する。
【００２７】
（３） 地上３２から、径Ｄ００の軸部３４、径Ｄ０１の拡大根固め部３５、径Ｄ０２の拡径中間部３６を有する杭穴３３を掘削する。
【００２８】
地上３２から杭穴３３内に下杭１を下降させて地上３２で一旦保持し、下杭１の上方から上杭１１を下降させ、下杭１に上杭１１を重ねて、既成杭３０とする。この際、上杭１１の下面と下杭１の上面とは密着して当接し、下杭１の上端板４に筒状当接具２１の側板２４を被せる。側板２４の内面と下杭１の上端部外面との間には間隙２８が形成される（図１（ｂ））。
【００２９】
（４） 下杭１の地上３２での保持を解除して、上杭１１を下降させれば、筒状当接具２１により上下杭１１、１のずれを抑えて、上杭１１及び下杭１を杭穴３３内に沈設できる。下杭１の環状突起７が拡大根固め部３５内に位置し、上杭１１の環状突起１７、１７が拡径中間部３６内に位置した状態で、上下杭１１、１を杭穴３３内に設置する（図１（ａ））。この状態で、根固め液及び杭周固定液が固化発現したならば、この発明の基礎杭構造４０を構築する（図１（ａ））。
【実施例１】
【００３０】
図１に基づきこの発明の実施例を説明する。
【００３１】
［１］既製杭３０の構成
【００３２】
（１） 下杭１は、外径Ｄ１の遠心成形したコンクリート製の既製杭で、下端部３に、環状突起７、７が形成してある。環状突起７は、上面８及び下面９が水平状に形成してあるが、テーパー状に斜めに形成することもできる。
【００３３】
また、下杭１の上下端には、上端板４、下端板５が夫々取り付けられ、端板４、５に連続して、外周に補強バンドが巻かれている。上端板４又は補強バンドの外周に、係止棒２７を取り付ける為の取付孔（図示していない）を形成する。係止棒２７は、例えばボルトからなり、この場合には取付孔は螺孔とし、２〜４箇所を周方向で等間隔に形成する。
また、係止棒２７をボルトに代えて、ピンとした場合には、取付孔はピンが挿入でき、ピンを立設できるような構造とする。
【００３４】
また、図中６は中空部で、上下に連通している。
【００３５】
（２） 上杭１１は、外径Ｄ２の遠心成形したコンクリート製の既製杭で、外周に鋼管１６が巻かれている。また、下端部１３の外周に、環状突起１７、１７が形成してある。環状突起１７は、下杭１と同様に、上面１８及び下面１９が水平状に形成してあるが、テーパー状に斜めに形成することもできる。図中１４は上端板、１５は下端板で、ドーナツ状に形成され、中空部２０で上下に連通している。
【００３６】
上杭１１の下端板１５に、下方に開放した円筒状鋼製の筒状当接具２１を固定する。筒状当接具２１は、中空部２０の径（上杭１１の内径）に対応した開口部２３を形成した円形頂板２２に、内径Ｄ３（Ｄ３＞Ｄ１）で円筒状の側板２４を連設した構成となっている（図１（ｂ）鎖線図示）。 また、筒状当接具２１の側板２４には、下杭１の取付孔と対応した位置に、係止長孔２５、２５を形成する。
【００３７】
上杭１１は単独で（下杭１が無くとも）、引張荷重、曲げ荷重、せん断荷重、ねじれ荷重に抵抗できるように設計し、前記のような鋼管被覆コンクリート杭の他鋼管杭なども有効である。
【００３８】
（３） 下杭１の上端板４に上杭１１の下端板１５を重ねて、上下に積み上げてこの発明の既製杭３０を構成する（図１（ａ））。この際、下杭１の上端板４の上面は、筒状当接具２１の円形頂板２２の下面に密着して、上杭１１から下杭１への圧縮荷重（垂直荷重）を支障無く伝達できるように、下杭１の筒状当接具２１の円形頂板２２の上面と密着できるようになっている。
【００３９】
［２］基礎杭構造４０の構成
【００４０】
（１） 地上３２から、径Ｄ００（Ｄ００＞環状突起の外径）の軸部３４、径Ｄ０１（Ｄ０１＞Ｄ００）の拡大根固め部３５、径Ｄ０２（Ｄ０２＞Ｄ００）の拡径中間部３６を有する杭穴３３を掘削する。杭穴３３内の拡大根固め部３５には根固め液が充填され、軸部３４及び拡径中間部３６には杭周固定液（通常の杭周固定液よりも富配合とすることが望ましい）が充填されている。尚、拡径中間部３６は、地盤の性状や求める鉛直荷重、引張荷重や水平荷重の大きさなどによっては省略することもできる（図示していない）。
【００４１】
（２） 所定の杭打ち機（図示していない）に下杭１を連結して、地上３２から杭穴３３内に下杭１を下降させる。
【００４２】
一旦下降を中断して、地３２で、下杭１の上端部２を保持して下杭１を杭打ち機から外す。続いて杭打ち機に上杭１１を設置する。
【００４３】
（３） 下杭１の上方から上杭１１を下降させ、下杭１の上端板４に筒状当接具２１を被せ、下杭１の上面に筒状当接具２１の円形頂板２２の下面を載せ、当接させる。この際、筒状当接具２１の側板２４の内面と下杭１の上端部外面との間には間隙２８が形成される（図１（ｂ））。また、この際、筒状当接具２１の側板２４の係止長孔２５、２５を、下杭１の取付孔に一致させ、連通させる。続いて、係止棒（例えばボルト）２７、２７を係止長孔２５から、取付孔に差し込み螺合して、係止棒２７、２７を下杭１に固定する。
【００４４】
この際、係止棒２７を使用して取り付けるので、作業者は特殊な技能を有さなくても簡単に取付け可能であり、従来のような上下杭１１、１を接合する為の溶接・ボルト締め等の正確な取付作業や特殊な技能が不要であるので、接合作業の大幅な短縮を図れる。
【００４５】
（４） 続いて、下杭１の地上での保持を解除して、上杭１１を下降させれば、上杭１１及び下杭１を杭穴３３内に沈設できる。この場合、下杭１に固定した係止棒３７が係止長穴２５に緩くはまっているので、下杭１の上面と上杭１１の下面（筒状当接具２１の円形頂板２２の下面）とが離れることがあっても、上杭１１と下杭１とがはずれることがないので、杭の埋設作業に支障がなく、従来と同様に埋設作業ができる。
【００４６】
（５） 下杭１の環状突起７が拡大根固め部３５内に位置し、上杭１１の環状突起１７、１７が拡径中間部３６内に位置した状態で、上下杭１１、１を杭穴３３内に設置する（図１（ａ））。この状態で、根固め液及び杭周固定液が固化発現したならば、この発明の基礎杭構造４０を構築する（図１（ａ））。この際、上下杭１１、１の連結部分（特に上杭１１の上面位置、又は下杭１の下面位置）は拡径中間部３６内に位置する。
【００４７】
（６） 続いて、上杭１１の上端部１２に地上構造物（フーチング）を構築する（図示していない）。この場合、上杭１１の表面から鉄筋を露出させ上端部１２（杭頭部）を地上構造物内に定着させる剛構造、あるいは積層ゴムや球座等の緩衝装置を使った柔構造場合のいずれを採用しても良い。
【００４８】
（７） この基礎杭構造４０が垂直荷重を受けた場合、通常の建造物の荷重は、杭頭部から上杭１１に伝えられ、上杭１１の下端板１５、円形頂板２２から下杭１の上端板４を経て、下杭１から拡大根固め部３５を経て支持地盤に伝えられ、この発明の基礎杭構造４０全体として垂直荷重を負担する。
【００４９】
風や地震により建造物に水平力が作用した場合や不同沈下が生じた場合に、基礎杭構造４０に引抜力、即ち引張力が作用する。この際、上杭１１と下杭１とは固定されていないので、上部建造物に連結された上杭１１にのみ引張力が作用し、上杭１１は拡径中間部３６内の環状突起１７、１７で支持力を発揮すると共に、若干の周面摩擦力で抵抗する。一般に発生する引抜力は小さいの（鉛直荷重に比較して）で、上下杭１１、１の全体でなくても上杭１１の部分のみで充分に支持できる。一般に、鉛直荷重に比べて引張荷重は１０分の１〜３分の１程度であるからである。
【００５０】
また、杭頭部（上杭１１の上端部１２）に生じる水平力により、曲げ荷重、せん断荷重、ねじれ荷重が作用した場合にも、鋼管１６により被覆した上杭１１でほとんど負担でき、下杭１は不要である。下杭１の係止棒２７、２７が筒状接続具２１の係止長孔２５、２５と緩くはまっているので、鉛直荷重以外は伝達しない構造であり、下杭１には、曲げ荷重、せん断荷重、ねじれ荷重はほとんど伝達されない。
【００５１】
［３］他の実施例
【００５２】
（１） 前記実施例において、上杭１１の外径Ｄ２と下杭１の外径Ｄ１との大小関係は任意である。使用する構築現場が求める基礎杭構造４０の性能により、種々選択して使用することもできる。例えば、地上３２付近での大きな水平荷重が予想される場合には、上杭１１を大径とする（Ｄ２＞Ｄ１。図示していない）。
【００５３】
（２） また、前記実施例において、筒状当接具２１の長さＬ１を下杭１１の外径Ｄ１の２分１程度としたが、引張荷重、曲げ荷重を生じた際に、下杭１の上端部２が脱落しないような長さで形成する（図１（ｂ））。
【００５４】
（３） また、前記実施例において、根固め部を拡径して拡大根固め部３５を形成し、更に拡径中間部３６を形成したが、拡径せずに、杭穴３３の全体を軸部径Ｄ００で形成することもできる（図示していない）。
【００５５】
（４） また、前記実施例において、既製杭３０の上杭１１は環状突起７を形成したが、上面８、下面９を形成できれば、突起は環状でなく断続的に形成することもできる。また、上面８、下面９を形成できれば、環状突起７に変えて凹部を形成することもできる。更に、地盤や上部構造の特性により、上杭１１に対して大きな引張荷重、曲げ応力等を要求しない場合には、環状突起１７、１７を省略することもできる（いずれも図示していない）。下杭１についても同様である。
【実施例２】
【００５６】
次に、図２、図３に基づきこの発明の他の実施例を説明する。
【００５７】
［１］既製杭３０の構成
【００５８】
（１） 既製杭本体４２は、外径Ｄ１の遠心成形したコンクリート製の既製杭で、下端部４４に、環状突起４８、４８が形成してある。環状突起４８は、上下面４９、５０が水平状に形成してあるが、テーパー状に斜めに形成することもできる。図中４５、４６、４７は、夫々上端板４５、下端板４６、中空部４７である。
【００５９】
（２） 内径Ｄ３の鋼管５２の下端部５４の外周面５５に環状突起５７、５７が形成してある。環状突起５７は、既製杭本体４２と同様に、上下面５８、５９が水平状に形成してあるが、テーパー状に斜めに形成することもできる。
【００６０】
（３） 既製杭本体４２の上方から、鋼管５２を被せ、鋼管５２の上端５３ａと既製杭本体１の上端板４５とを略同じ高さに位置させ、この発明の既製杭３０を構成する（図２）。尚、鋼管５２の上端５３ａと既製杭本体４２の上端板４５の位置は、杭頭部に接合するフーチングの構造等により、上下にずらして位置させることもできる。
【００６１】
この際、鋼管５２の内径Ｄ２と既製杭本体４２の外径Ｄ１は、鋼管５２が既製杭本体４２の外周にはめることができれば、大きさは任意である。従って、一旦既製杭本体４２に鋼管５２を取り付けた後に、既製杭本体４２の外周面５１と鋼管５２の内面５６との間に引き抜き容易な程度の若干の間隙６２が形成される（図２（ｂ））。
【００６２】
など任意である。要は、鋼管５２と既製杭本体４２とが固定されている必要がない。
【００６３】
既製杭本体４２と鋼管５２とが固定されないので、鉛直荷重は鋼管５２と既成杭本体４２とで負担するが、引張荷重は鋼管のみで負担することができる。
【００６４】
［２］基礎杭構造４０の構成
【００６５】
（１） 実施例１と同様に、地上３２から、径Ｄ００（Ｄ００＞環状突起４８、５７の外径）の軸部３４、径Ｄ０１（Ｄ０１＞Ｄ００）の拡大根固め部３５、径Ｄ０２（Ｄ０２＞Ｄ００）の拡径中間部３６で、杭穴３３を掘削する。杭穴３３内の拡大根固め部３５には根固め液が充填され、軸部３４及び拡径中間部３６には杭周固定液が充填されている。
【００６６】
尚、杭穴３３の軸部３４で、拡大根固め部４０の上方は、径Ｄ００で形成され、Ｄ００は環状突起４８と同等又はより大径に形成される。また、杭穴３３の軸部３４で、拡径中間部３６の上方は、径Ｄ０３形成され、Ｄ０３は環状突起５７と同等又はより大径に形成される（図２（ａ）（ｂ））。
【００６７】
（２） 地上３２で予め、既製杭本体４２の上部に鋼管５２を取り付けて、上記構造の既製杭３０を構成しておく。続いて、所定の杭打ち機に既製杭３０（既製杭本体４２と鋼管５２）を地上３２から杭穴３３内にへ下降させ、予め設定した位置で既製杭３０を保持する。即ち、既製杭３０は、拡大根固め部３５内に既製杭本体４２の環状突起４９が位置し、拡径中間部３６に鋼管５２の環状突起５７、５７が位置するように、杭穴３３内に埋設される。また、鋼管５２の下端５４ａも中間根固め部３６内に位置している。
【００６８】
この状態で、根固め液及び杭周固定液が固化発現後又は固化発現前に、鋼管５２の上端５３ａに定着用の短い鋼管（環状体）６０を突設し、この発明の基礎杭構造４０を構築する（図２（ａ）（ｂ））。短い鋼管６０には、内面及び／又は外面に突起を形成して、地上構造物との定着を強化することもできる。
【００６９】
（３） 続いて、実施例１と同様に、既製杭３０の上端部に、地上構造物（フーチング）６１を構築して、短い鋼管６０を地上構造物６１内に埋設する（図２（ｂ））。
【００７０】
（４） この基礎杭構造４０が垂直荷重（圧縮荷重）を受けた場合、通常の建造物の荷重は、杭頭部から既製杭本体４２に伝えられ、既製杭本体４２の下端部４４の拡大根固め部３５を経て支持地盤に伝えられ、この発明の基礎杭構造４０の全体として垂直荷重を負担する。この際、環状突起４８を含む鋼管５２でも垂直荷重を負担する。
【００７１】
風や地震により建造物に水平力が作用した場合や不同沈下が生じた場合に、基礎杭構造４０に引抜力、即ち引張力が作用する。この際に、引張力は鋼管５２のみが負担する。
【００７２】
また、杭頭部（上杭の上端部）の水平力に曲げ荷重、せん断荷重、ねじれ荷重が作用した場合には、鋼管５２のみが負担する。
【００７３】
［３］他の実施例
【００７４】
（１） 前記実施例において、既製杭本体４２への鋼管５２を取り付け、既製杭３０の状態で、杭穴３３内に下降させたが、施工途中で既製杭本体４２に鋼管５２を被せることもできる。即ち、一旦既製杭本体４２のみを下降させて、既製杭本体４２を地上３２付近でで保持する（図３（ａ））。この状態で、既製杭本体４２の上方から鋼管５３を被せて、既製杭３０を構成する。この場合、その後、既製杭本体４２の保持を解除して、既製杭３０の状態で以降は前記実施例と同様に既製杭３０を埋設して、基礎杭構造４０を構成する（図２（ａ）（ｂ））。
【００７５】
（２） また、前記実施例において、既製本体４２は、鋼管５２の下端５４ａ位置と下端部４４の環状突起４８、４８の位置の間に、前記実施例１の筒状当接具２１を使用した連結構造とすることもできる（図３（ｂ））。即ち既製杭本体４２は、上部を鋼管に被覆されかつ筒状当接具２１を固定した上部既製杭本体４２ａと、環状突起４８、４８を形成した下部既製杭本体４２ｂとから構成する。この場合、杭穴３３には、筒状当接具２１に対応した拡径中間部３６ａを形成することが望ましい（図３（ｂ））。
【００７６】
（３） また、前記実施例において、他の構成は実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】この発明の実施例１で、（ａ）は基礎杭構造の概略した縦断面図、（ｂ）は既製杭で接続部分の一部を破切した拡大図である。
【図２】この発明の実施例２で、基礎杭構造の縦断面図で、（ａ）は既製杭を外観とし、（ｂ）は既製杭を断面してある。
【図３】同じく実施例２で、（ａ）は他の構築方法を説明する縦断面図、（ｂ）は他の基礎杭構造を説明する縦断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ 下杭
２ 下杭の上端部
３ 下杭の下端部
４ 下杭の上端板
５ 下杭の下端板
７ 下杭の環状突起
１１ 上杭
１２ 上杭の上端部
１３ 上杭の下端部
１４ 上杭の上端板
１５ 上杭の下端板
１７ 上杭の環状突起
２０ 上杭の中空部
２１ 筒状当接具
２２ 筒状当接具の円形頂板
２３ 筒状当接具の円形頂板の開口
２４ 筒状当接具の側板
２５ 係止長孔（筒状当接具の側板）
２７ 係止棒
２８ 間隙
３０ 既製杭
３２ 地上
３３ 杭穴
３４ 杭穴の軸部
３５ 杭穴の拡大根固め部
３６、３６ａ 杭穴の拡径中間部
４０ 基礎杭構造
４２ 既製杭本体
４２ａ 上部既製杭本体
４２ｂ 下部既製杭本体
４３ 既製杭本体の上端部
４４ 既製杭本体の下端部
４５ 既製杭本体の上端板
４６ 既製杭本体の下端板
４８ 既製杭本体の環状突起
５１ 既製杭本体の外周面
５２ 鋼管
５３ 鋼管の上端部
５４ 鋼管の下端部
５５ 鋼管の外周面
５６ 鋼管の内面
５７ 鋼管の環状突起
６０ 短い鋼管（定着用の環状体）
６１ 上部建造物（フーチング）
６２ 間隙
【技術分野】
【０００１】
上杭と下杭を重ねた既製杭及びこの既製杭を杭穴内に埋設した基礎杭構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場で製造される既製杭は、製造上の問題や構築現場への搬送などのため、一般的に既製杭の長さは１０〜１５ｍ程度となっていた。従って、杭穴内に、既製杭を沈設して、基礎杭構造を構築する場合、支持地盤の位置により杭穴の深さは５０ｍ程度に至ることもあり、複数の既製杭を、溶接などの手段により上下に継ぎ足すことが求められていた。とりわけ、コンクリート製の基礎杭の場合には、鋼管杭と異なり、一体に接続するためには多くの工夫が必要であった。
【０００３】
この場合、接続部分で応力集中が生じないように、少なくとも杭材以上の強度を発揮するように、各種金物、溶接等により工夫されていた（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、長さ方向に継ぎ足をして、単に必要な長さを確保する目的だけでなく、深さに応じた機能を発揮できるように、異なる機能の既製杭を継ぎ足すことも成されていた。例えば、先端支持力を強化することを目的とした先端金具を最下端に接続する発明もあった（特許文献２）。
【０００５】
このような既製杭の場合、接続部に求められる性能として、接続した上下杭が１本の既製杭として求められる強度と同等な強度、即ち、上部構造物（地上の建造物）の垂直荷重による「圧縮荷重」、不同沈下や地震時の水平力の作用による「引張荷重」「曲げ荷重」「せん断荷重」「ねじれ荷重」に対する有効な強度が求められていた。
【特許文献１】特開２００２−３２８５５６
【特許文献２】特開２００４−８４２７５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来の技術は、いずれも、長さ方向に継ぎ足した既製杭を全体として一体に接続することしか目的としていなかった。即ち、接続した上下の既製杭間で、いかにして、軸力（垂直荷重、引抜力）を支障無く伝達するかという目的の下に発明されたものであった。従って、基礎杭構造の全体として、効率的な応力の伝達と機能を考慮して、構成する既製杭を接続した基礎杭構造を提案する発明はなかった。
【０００７】
また、既製杭を深さ方向で、求める機能、例えば、杭頭側で曲げに対する耐力を強化する必要がある等に応じて対応させる場合には、当該部分の既製杭を除去して（短い既製杭を採用して）機能に応じた別途の既製杭を接合して対処していた。従って、機能を強化する為には、常に接合部の強度を考慮しなければ、ならなかった。
【０００８】
この場合、例えば、圧縮荷重に比して、引抜力による引張荷重は、３分の１程度で足りるのが一般的であった。しかし、既製杭自体の破壊耐力、既製杭を含めた基礎杭構造全体の支持力（耐力）を考慮する場合、全体として圧縮荷重と引張荷重の両方に耐える構造を選択していたので、合理的な基礎杭構造となっていない場合も生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
然るにこの発明は、「上杭と下杭とを鉛直荷重を伝達可能で、引張荷重を伝達不能に連結し」あるいは「下杭の上面と上杭の下面とを連結せずに当接させると共に、下杭の外面と上杭の筒状当接具の内面とを連結せずに間隙を形成した」ので、新たな接合思想の基礎杭を提案し、前記問題点を解決した。
【００１０】
即ちこの発明は、コンクリート製の下杭の上端に、上杭を重ねてなる既製杭であって、
前記上杭と下杭とを鉛直荷重を伝達可能で、引張荷重を伝達不能に連結したことを特徴とする既製杭。
【００１１】
また、他の発明は、コンクリート製の下杭の上端に、上杭を重ねてなる既製杭であって、
前記上杭の下端に、前記下杭の外径より大径の内径を有する筒状当接具を連結し、
前記下杭の上面と前記上杭の下面とを連結せずに当接させると共に、
前記下杭の外面と対向する前記筒状当接具の内面とを連結せずに間隙を形成したことを特徴とする既製杭である。
【００１２】
また、前記において、下杭は、少なくとも下端部外周に凸部又は凹部を形成してなり、
上杭は、外周に凸部又は凹部を形成したことを特徴とする既製杭である。
【００１３】
また、他の発明は、コンクリート製の既製杭本体の外周に、鋼管を、被覆してなり、
前記鋼管は、作用する引張荷重を前記既成杭本体に伝達不能に被覆したことを特徴とする既製杭である。前記において、鋼管は、外周に、凸部又は凹部を形成した既製杭である。また、前記において、コンクリート製の既製杭本体の外周で、鋼管の下縁より下方の位置に、凸部又は凹部を形成したことを特徴とする既製杭である。
【００１４】
また、他の発明は、杭穴内に、既製杭を埋設してなる基礎杭の構造であって、以下のような構成としたことを特徴とする基礎杭構造である。
(1) 前記既成杭は、少なくとも下端部外周に凸部又は凹部を形成したコンクリート製の下杭の上端に、上杭を重ねて構成し、
(2) 前記上杭と下杭とを鉛直荷重を伝達可能で、引張荷重を伝達不能に連結して既製杭を形成し、
(3) 前記下杭の下端部の凸部又は凹部を、前記杭穴の根固め部に位置させた。
【００１５】
また、他の発明は、杭穴内に、既製杭を埋設してなる基礎杭の構造であって、以下のような構成としたことを特徴とする基礎杭構造である。
(1) 前記既製杭は、少なくとも下端部外周に凸部又は凹部を形成したコンクリート製の下杭の上端に、上杭を重ねて構成し、
(2) 前記上杭の下端に、前記下杭の外径より大径の内径を有する筒状当接具を連結し、
前記下杭の上面と前記上杭の下面とを連結せずに当接させると共に、
前記下杭の外面と対向する前記筒状当接具の内面とを連結せずに間隙を形成した。
(3) 前記下杭の下端部の凸部又は凹部を、前記杭穴の根固め部に位置させた。
【００１６】
また、前記において、上杭の外周に凸部又は凹部を形成し、その上杭の凸部又は凹部の全部又は一部を、杭穴の中間部に形成した中間拡径部に位置させたことを特徴とする基礎杭構造である。
【００１７】
また、他の発明は、杭穴内に、既製杭を埋設してなる基礎杭の構造であって、以下のような構成としたことを特徴とする基礎杭構造である。
(1) 既製杭は、コンクリート製の既製杭本体の上部外周に鋼管を被覆してなり、
(2) 前記既製杭本体は下端部外周に凸部又は凹部を形成してなり、当該凸部又は凹部を、前記杭穴に形成した杭穴拡底部内に位置させた。
(3) 前記鋼管は、作用する鉛直荷重を前記既成杭本体に伝達可能で、作用する引張荷重を前記既成杭本体に伝達不能となるように被覆した。
【００１８】
また、前記において、コンクリート製の既製杭本体の外周で、鋼管の下縁より下方の位置に、凸部又は凹部を形成し、前記既製杭本体の凸部又は凹部の全部又は一部を、杭穴に形成した中間拡径部内又は根固め部内に位置させたことを特徴とする基礎杭構造である。更に、前記において、鋼管の上端に定着用の環状体を突設し、該定着用の突起を地上構造物内に埋設した基礎杭構造である。
【００１９】
前記におけるコンクリート杭、コンクリート製の既製杭は、構造鉄筋又はＰＣ鋼棒が埋設された既製杭（いわゆるＰＨＣ杭、ＲＣ杭等）、あるいはコンクリートの外周に鋼管を被覆した既製杭（いわゆるＳＣ杭）等を含む。
【００２０】
また、前記における環状体は、鋼管杭の上面に載置し、あるいは鋼管杭の外側に嵌装し、または、鋼管杭の内側に嵌挿して取付けし、例えば以下のような構成とする。
・短い鋼管
・短い鋼管で、内面及び／又は外面に突起を形成する。
・短い鋼管で「内面の全体」にコンクリートを被覆する。例えば、短いＳＣ杭から構成する。
・短い鋼管で「上部内面」にコンクリートを被覆する。例えば、鋼管の上端に短いＳＣ杭の鋼管部分を溶接して構成する。
【００２１】
また、前記において「その上杭（既成杭本体）の凸部又は凹部の全部又は一部を、杭穴の中間部に形成した中間拡径部に位置させた」とは、上杭（既成杭本体）に複数の「凸部又は凹部」を形成した際に、
・全部の「凸部又は凹部」に対応させて、中間拡径部を形成する場合、
・一部の「凸部又は凹部」に対応させて、中間拡径部を形成して、他の「凸部又は凹部」には中間拡径部が形成されず、軸部径のままの場合
のいずれの場合を含む。
更に、「凸部又は凹部」を中間拡径部に位置させた際に、
・１つの「凸部又は凹部」の全体が中間拡径部内に位置する場合、
・１つの「凸部又は凹部」の一部分のみが中間拡径部内に位置して、１つの「凸部又は凹部」の他の部分は中間拡径部から外れる場合、
のいずれもの場合を含む。
【発明の効果】
【００２２】
この発明は、「上杭と下杭とを鉛直荷重を伝達可能で、引張荷重を伝達不能に連結し」あるいは「下杭の外面と対向する筒状当接具の内面とを連結せずに間隙を形成した」ので、上杭と下杭とで鉛直荷重を負担し、上杭で引張荷重を負担でき、基礎杭構造に求められる性能に応じて最適な構造を、容易に設定できる効果がある。
【００２３】
また、上杭及び下杭に凸部又は凹部を形成した場合には、凸部又は凹部を杭穴の根固め部又は拡径中間部に配置すれば、根固め部又は拡径中間部内で、支持力を増強できる。既製杭本体及び鋼管の凸部又は凹部についても同様である。
【００２４】
また、「既製杭本体の上部外周に、外周に凸部又は凹部を形成した鋼管を被覆した」ので、鋼管の構造を調節することにより、基礎杭構造に求められる性能を、鉛直荷重、引張荷重、せん断荷重等の作用する荷重に応じて最適な構造を容易に設定できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（１） この発明は、上杭１１に生じる地上構造物の鉛直荷重を、上杭１１及び下杭１を通して地盤に伝え、上杭１１と下杭１が一体となった既成杭３０で負担する。また、上杭１１に生じる引張荷重、曲げ荷重、せん断荷重、ねじれ荷重は上杭１１単独で負担して、下杭１に伝達しないようにする。
【００２６】
（２） 下杭１は、下端部３に、環状突起７、７を有する外径Ｄ１のコンクリート製の既製杭である。上杭１１は、外径Ｄ２の鋼管１６で被覆したコンクリート製の既製杭で、下端部１３の外周に、環状突起１７、１７が形成してある。上杭１１の下端板１５に、下方に開放した円筒状鋼製の筒状当接具２１を固定する。筒状当接具２１は、内径Ｄ３（Ｄ３＞Ｄ１）の円筒状の側板２４を有する。
【００２７】
（３） 地上３２から、径Ｄ００の軸部３４、径Ｄ０１の拡大根固め部３５、径Ｄ０２の拡径中間部３６を有する杭穴３３を掘削する。
【００２８】
地上３２から杭穴３３内に下杭１を下降させて地上３２で一旦保持し、下杭１の上方から上杭１１を下降させ、下杭１に上杭１１を重ねて、既成杭３０とする。この際、上杭１１の下面と下杭１の上面とは密着して当接し、下杭１の上端板４に筒状当接具２１の側板２４を被せる。側板２４の内面と下杭１の上端部外面との間には間隙２８が形成される（図１（ｂ））。
【００２９】
（４） 下杭１の地上３２での保持を解除して、上杭１１を下降させれば、筒状当接具２１により上下杭１１、１のずれを抑えて、上杭１１及び下杭１を杭穴３３内に沈設できる。下杭１の環状突起７が拡大根固め部３５内に位置し、上杭１１の環状突起１７、１７が拡径中間部３６内に位置した状態で、上下杭１１、１を杭穴３３内に設置する（図１（ａ））。この状態で、根固め液及び杭周固定液が固化発現したならば、この発明の基礎杭構造４０を構築する（図１（ａ））。
【実施例１】
【００３０】
図１に基づきこの発明の実施例を説明する。
【００３１】
［１］既製杭３０の構成
【００３２】
（１） 下杭１は、外径Ｄ１の遠心成形したコンクリート製の既製杭で、下端部３に、環状突起７、７が形成してある。環状突起７は、上面８及び下面９が水平状に形成してあるが、テーパー状に斜めに形成することもできる。
【００３３】
また、下杭１の上下端には、上端板４、下端板５が夫々取り付けられ、端板４、５に連続して、外周に補強バンドが巻かれている。上端板４又は補強バンドの外周に、係止棒２７を取り付ける為の取付孔（図示していない）を形成する。係止棒２７は、例えばボルトからなり、この場合には取付孔は螺孔とし、２〜４箇所を周方向で等間隔に形成する。
また、係止棒２７をボルトに代えて、ピンとした場合には、取付孔はピンが挿入でき、ピンを立設できるような構造とする。
【００３４】
また、図中６は中空部で、上下に連通している。
【００３５】
（２） 上杭１１は、外径Ｄ２の遠心成形したコンクリート製の既製杭で、外周に鋼管１６が巻かれている。また、下端部１３の外周に、環状突起１７、１７が形成してある。環状突起１７は、下杭１と同様に、上面１８及び下面１９が水平状に形成してあるが、テーパー状に斜めに形成することもできる。図中１４は上端板、１５は下端板で、ドーナツ状に形成され、中空部２０で上下に連通している。
【００３６】
上杭１１の下端板１５に、下方に開放した円筒状鋼製の筒状当接具２１を固定する。筒状当接具２１は、中空部２０の径（上杭１１の内径）に対応した開口部２３を形成した円形頂板２２に、内径Ｄ３（Ｄ３＞Ｄ１）で円筒状の側板２４を連設した構成となっている（図１（ｂ）鎖線図示）。 また、筒状当接具２１の側板２４には、下杭１の取付孔と対応した位置に、係止長孔２５、２５を形成する。
【００３７】
上杭１１は単独で（下杭１が無くとも）、引張荷重、曲げ荷重、せん断荷重、ねじれ荷重に抵抗できるように設計し、前記のような鋼管被覆コンクリート杭の他鋼管杭なども有効である。
【００３８】
（３） 下杭１の上端板４に上杭１１の下端板１５を重ねて、上下に積み上げてこの発明の既製杭３０を構成する（図１（ａ））。この際、下杭１の上端板４の上面は、筒状当接具２１の円形頂板２２の下面に密着して、上杭１１から下杭１への圧縮荷重（垂直荷重）を支障無く伝達できるように、下杭１の筒状当接具２１の円形頂板２２の上面と密着できるようになっている。
【００３９】
［２］基礎杭構造４０の構成
【００４０】
（１） 地上３２から、径Ｄ００（Ｄ００＞環状突起の外径）の軸部３４、径Ｄ０１（Ｄ０１＞Ｄ００）の拡大根固め部３５、径Ｄ０２（Ｄ０２＞Ｄ００）の拡径中間部３６を有する杭穴３３を掘削する。杭穴３３内の拡大根固め部３５には根固め液が充填され、軸部３４及び拡径中間部３６には杭周固定液（通常の杭周固定液よりも富配合とすることが望ましい）が充填されている。尚、拡径中間部３６は、地盤の性状や求める鉛直荷重、引張荷重や水平荷重の大きさなどによっては省略することもできる（図示していない）。
【００４１】
（２） 所定の杭打ち機（図示していない）に下杭１を連結して、地上３２から杭穴３３内に下杭１を下降させる。
【００４２】
一旦下降を中断して、地３２で、下杭１の上端部２を保持して下杭１を杭打ち機から外す。続いて杭打ち機に上杭１１を設置する。
【００４３】
（３） 下杭１の上方から上杭１１を下降させ、下杭１の上端板４に筒状当接具２１を被せ、下杭１の上面に筒状当接具２１の円形頂板２２の下面を載せ、当接させる。この際、筒状当接具２１の側板２４の内面と下杭１の上端部外面との間には間隙２８が形成される（図１（ｂ））。また、この際、筒状当接具２１の側板２４の係止長孔２５、２５を、下杭１の取付孔に一致させ、連通させる。続いて、係止棒（例えばボルト）２７、２７を係止長孔２５から、取付孔に差し込み螺合して、係止棒２７、２７を下杭１に固定する。
【００４４】
この際、係止棒２７を使用して取り付けるので、作業者は特殊な技能を有さなくても簡単に取付け可能であり、従来のような上下杭１１、１を接合する為の溶接・ボルト締め等の正確な取付作業や特殊な技能が不要であるので、接合作業の大幅な短縮を図れる。
【００４５】
（４） 続いて、下杭１の地上での保持を解除して、上杭１１を下降させれば、上杭１１及び下杭１を杭穴３３内に沈設できる。この場合、下杭１に固定した係止棒３７が係止長穴２５に緩くはまっているので、下杭１の上面と上杭１１の下面（筒状当接具２１の円形頂板２２の下面）とが離れることがあっても、上杭１１と下杭１とがはずれることがないので、杭の埋設作業に支障がなく、従来と同様に埋設作業ができる。
【００４６】
（５） 下杭１の環状突起７が拡大根固め部３５内に位置し、上杭１１の環状突起１７、１７が拡径中間部３６内に位置した状態で、上下杭１１、１を杭穴３３内に設置する（図１（ａ））。この状態で、根固め液及び杭周固定液が固化発現したならば、この発明の基礎杭構造４０を構築する（図１（ａ））。この際、上下杭１１、１の連結部分（特に上杭１１の上面位置、又は下杭１の下面位置）は拡径中間部３６内に位置する。
【００４７】
（６） 続いて、上杭１１の上端部１２に地上構造物（フーチング）を構築する（図示していない）。この場合、上杭１１の表面から鉄筋を露出させ上端部１２（杭頭部）を地上構造物内に定着させる剛構造、あるいは積層ゴムや球座等の緩衝装置を使った柔構造場合のいずれを採用しても良い。
【００４８】
（７） この基礎杭構造４０が垂直荷重を受けた場合、通常の建造物の荷重は、杭頭部から上杭１１に伝えられ、上杭１１の下端板１５、円形頂板２２から下杭１の上端板４を経て、下杭１から拡大根固め部３５を経て支持地盤に伝えられ、この発明の基礎杭構造４０全体として垂直荷重を負担する。
【００４９】
風や地震により建造物に水平力が作用した場合や不同沈下が生じた場合に、基礎杭構造４０に引抜力、即ち引張力が作用する。この際、上杭１１と下杭１とは固定されていないので、上部建造物に連結された上杭１１にのみ引張力が作用し、上杭１１は拡径中間部３６内の環状突起１７、１７で支持力を発揮すると共に、若干の周面摩擦力で抵抗する。一般に発生する引抜力は小さいの（鉛直荷重に比較して）で、上下杭１１、１の全体でなくても上杭１１の部分のみで充分に支持できる。一般に、鉛直荷重に比べて引張荷重は１０分の１〜３分の１程度であるからである。
【００５０】
また、杭頭部（上杭１１の上端部１２）に生じる水平力により、曲げ荷重、せん断荷重、ねじれ荷重が作用した場合にも、鋼管１６により被覆した上杭１１でほとんど負担でき、下杭１は不要である。下杭１の係止棒２７、２７が筒状接続具２１の係止長孔２５、２５と緩くはまっているので、鉛直荷重以外は伝達しない構造であり、下杭１には、曲げ荷重、せん断荷重、ねじれ荷重はほとんど伝達されない。
【００５１】
［３］他の実施例
【００５２】
（１） 前記実施例において、上杭１１の外径Ｄ２と下杭１の外径Ｄ１との大小関係は任意である。使用する構築現場が求める基礎杭構造４０の性能により、種々選択して使用することもできる。例えば、地上３２付近での大きな水平荷重が予想される場合には、上杭１１を大径とする（Ｄ２＞Ｄ１。図示していない）。
【００５３】
（２） また、前記実施例において、筒状当接具２１の長さＬ１を下杭１１の外径Ｄ１の２分１程度としたが、引張荷重、曲げ荷重を生じた際に、下杭１の上端部２が脱落しないような長さで形成する（図１（ｂ））。
【００５４】
（３） また、前記実施例において、根固め部を拡径して拡大根固め部３５を形成し、更に拡径中間部３６を形成したが、拡径せずに、杭穴３３の全体を軸部径Ｄ００で形成することもできる（図示していない）。
【００５５】
（４） また、前記実施例において、既製杭３０の上杭１１は環状突起７を形成したが、上面８、下面９を形成できれば、突起は環状でなく断続的に形成することもできる。また、上面８、下面９を形成できれば、環状突起７に変えて凹部を形成することもできる。更に、地盤や上部構造の特性により、上杭１１に対して大きな引張荷重、曲げ応力等を要求しない場合には、環状突起１７、１７を省略することもできる（いずれも図示していない）。下杭１についても同様である。
【実施例２】
【００５６】
次に、図２、図３に基づきこの発明の他の実施例を説明する。
【００５７】
［１］既製杭３０の構成
【００５８】
（１） 既製杭本体４２は、外径Ｄ１の遠心成形したコンクリート製の既製杭で、下端部４４に、環状突起４８、４８が形成してある。環状突起４８は、上下面４９、５０が水平状に形成してあるが、テーパー状に斜めに形成することもできる。図中４５、４６、４７は、夫々上端板４５、下端板４６、中空部４７である。
【００５９】
（２） 内径Ｄ３の鋼管５２の下端部５４の外周面５５に環状突起５７、５７が形成してある。環状突起５７は、既製杭本体４２と同様に、上下面５８、５９が水平状に形成してあるが、テーパー状に斜めに形成することもできる。
【００６０】
（３） 既製杭本体４２の上方から、鋼管５２を被せ、鋼管５２の上端５３ａと既製杭本体１の上端板４５とを略同じ高さに位置させ、この発明の既製杭３０を構成する（図２）。尚、鋼管５２の上端５３ａと既製杭本体４２の上端板４５の位置は、杭頭部に接合するフーチングの構造等により、上下にずらして位置させることもできる。
【００６１】
この際、鋼管５２の内径Ｄ２と既製杭本体４２の外径Ｄ１は、鋼管５２が既製杭本体４２の外周にはめることができれば、大きさは任意である。従って、一旦既製杭本体４２に鋼管５２を取り付けた後に、既製杭本体４２の外周面５１と鋼管５２の内面５６との間に引き抜き容易な程度の若干の間隙６２が形成される（図２（ｂ））。
【００６２】
など任意である。要は、鋼管５２と既製杭本体４２とが固定されている必要がない。
【００６３】
既製杭本体４２と鋼管５２とが固定されないので、鉛直荷重は鋼管５２と既成杭本体４２とで負担するが、引張荷重は鋼管のみで負担することができる。
【００６４】
［２］基礎杭構造４０の構成
【００６５】
（１） 実施例１と同様に、地上３２から、径Ｄ００（Ｄ００＞環状突起４８、５７の外径）の軸部３４、径Ｄ０１（Ｄ０１＞Ｄ００）の拡大根固め部３５、径Ｄ０２（Ｄ０２＞Ｄ００）の拡径中間部３６で、杭穴３３を掘削する。杭穴３３内の拡大根固め部３５には根固め液が充填され、軸部３４及び拡径中間部３６には杭周固定液が充填されている。
【００６６】
尚、杭穴３３の軸部３４で、拡大根固め部４０の上方は、径Ｄ００で形成され、Ｄ００は環状突起４８と同等又はより大径に形成される。また、杭穴３３の軸部３４で、拡径中間部３６の上方は、径Ｄ０３形成され、Ｄ０３は環状突起５７と同等又はより大径に形成される（図２（ａ）（ｂ））。
【００６７】
（２） 地上３２で予め、既製杭本体４２の上部に鋼管５２を取り付けて、上記構造の既製杭３０を構成しておく。続いて、所定の杭打ち機に既製杭３０（既製杭本体４２と鋼管５２）を地上３２から杭穴３３内にへ下降させ、予め設定した位置で既製杭３０を保持する。即ち、既製杭３０は、拡大根固め部３５内に既製杭本体４２の環状突起４９が位置し、拡径中間部３６に鋼管５２の環状突起５７、５７が位置するように、杭穴３３内に埋設される。また、鋼管５２の下端５４ａも中間根固め部３６内に位置している。
【００６８】
この状態で、根固め液及び杭周固定液が固化発現後又は固化発現前に、鋼管５２の上端５３ａに定着用の短い鋼管（環状体）６０を突設し、この発明の基礎杭構造４０を構築する（図２（ａ）（ｂ））。短い鋼管６０には、内面及び／又は外面に突起を形成して、地上構造物との定着を強化することもできる。
【００６９】
（３） 続いて、実施例１と同様に、既製杭３０の上端部に、地上構造物（フーチング）６１を構築して、短い鋼管６０を地上構造物６１内に埋設する（図２（ｂ））。
【００７０】
（４） この基礎杭構造４０が垂直荷重（圧縮荷重）を受けた場合、通常の建造物の荷重は、杭頭部から既製杭本体４２に伝えられ、既製杭本体４２の下端部４４の拡大根固め部３５を経て支持地盤に伝えられ、この発明の基礎杭構造４０の全体として垂直荷重を負担する。この際、環状突起４８を含む鋼管５２でも垂直荷重を負担する。
【００７１】
風や地震により建造物に水平力が作用した場合や不同沈下が生じた場合に、基礎杭構造４０に引抜力、即ち引張力が作用する。この際に、引張力は鋼管５２のみが負担する。
【００７２】
また、杭頭部（上杭の上端部）の水平力に曲げ荷重、せん断荷重、ねじれ荷重が作用した場合には、鋼管５２のみが負担する。
【００７３】
［３］他の実施例
【００７４】
（１） 前記実施例において、既製杭本体４２への鋼管５２を取り付け、既製杭３０の状態で、杭穴３３内に下降させたが、施工途中で既製杭本体４２に鋼管５２を被せることもできる。即ち、一旦既製杭本体４２のみを下降させて、既製杭本体４２を地上３２付近でで保持する（図３（ａ））。この状態で、既製杭本体４２の上方から鋼管５３を被せて、既製杭３０を構成する。この場合、その後、既製杭本体４２の保持を解除して、既製杭３０の状態で以降は前記実施例と同様に既製杭３０を埋設して、基礎杭構造４０を構成する（図２（ａ）（ｂ））。
【００７５】
（２） また、前記実施例において、既製本体４２は、鋼管５２の下端５４ａ位置と下端部４４の環状突起４８、４８の位置の間に、前記実施例１の筒状当接具２１を使用した連結構造とすることもできる（図３（ｂ））。即ち既製杭本体４２は、上部を鋼管に被覆されかつ筒状当接具２１を固定した上部既製杭本体４２ａと、環状突起４８、４８を形成した下部既製杭本体４２ｂとから構成する。この場合、杭穴３３には、筒状当接具２１に対応した拡径中間部３６ａを形成することが望ましい（図３（ｂ））。
【００７６】
（３） また、前記実施例において、他の構成は実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】この発明の実施例１で、（ａ）は基礎杭構造の概略した縦断面図、（ｂ）は既製杭で接続部分の一部を破切した拡大図である。
【図２】この発明の実施例２で、基礎杭構造の縦断面図で、（ａ）は既製杭を外観とし、（ｂ）は既製杭を断面してある。
【図３】同じく実施例２で、（ａ）は他の構築方法を説明する縦断面図、（ｂ）は他の基礎杭構造を説明する縦断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ 下杭
２ 下杭の上端部
３ 下杭の下端部
４ 下杭の上端板
５ 下杭の下端板
７ 下杭の環状突起
１１ 上杭
１２ 上杭の上端部
１３ 上杭の下端部
１４ 上杭の上端板
１５ 上杭の下端板
１７ 上杭の環状突起
２０ 上杭の中空部
２１ 筒状当接具
２２ 筒状当接具の円形頂板
２３ 筒状当接具の円形頂板の開口
２４ 筒状当接具の側板
２５ 係止長孔（筒状当接具の側板）
２７ 係止棒
２８ 間隙
３０ 既製杭
３２ 地上
３３ 杭穴
３４ 杭穴の軸部
３５ 杭穴の拡大根固め部
３６、３６ａ 杭穴の拡径中間部
４０ 基礎杭構造
４２ 既製杭本体
４２ａ 上部既製杭本体
４２ｂ 下部既製杭本体
４３ 既製杭本体の上端部
４４ 既製杭本体の下端部
４５ 既製杭本体の上端板
４６ 既製杭本体の下端板
４８ 既製杭本体の環状突起
５１ 既製杭本体の外周面
５２ 鋼管
５３ 鋼管の上端部
５４ 鋼管の下端部
５５ 鋼管の外周面
５６ 鋼管の内面
５７ 鋼管の環状突起
６０ 短い鋼管（定着用の環状体）
６１ 上部建造物（フーチング）
６２ 間隙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート製の下杭の上端に、上杭を重ねてなる既製杭であって、
前記上杭と下杭とを鉛直荷重を伝達可能で、引張荷重を伝達不能に連結したことを特徴とする既製杭。
【請求項２】
コンクリート製の下杭の上端に、上杭を重ねてなる既製杭であって、
前記上杭の下端に、前記下杭の外径より大径の内径を有する筒状当接具を連結し、
前記下杭の上面と前記上杭の下面とを連結せずに当接させると共に、
前記下杭の外面と対向する前記筒状当接具の内面とを連結せずに間隙を形成したことを特徴とする既製杭。
【請求項３】
下杭は、少なくとも下端部外周に凸部又は凹部を形成してなり、
上杭は、外周に凸部又は凹部を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の既製杭。
【請求項４】
コンクリート製の既製杭本体の外周に、鋼管を、被覆してなり、
前記鋼管は、作用する引張荷重を前記既成杭本体に伝達不能に被覆したことを特徴とする既製杭。
【請求項５】
鋼管は、外周に、凸部又は凹部を形成した請求項４記載の既製杭。
【請求項６】
コンクリート製の既製杭本体の外周で、鋼管の下縁より下方の位置に、凸部又は凹部を形成したことを特徴とする請求項４又は５記載の既製杭。
【請求項７】
杭穴内に、既製杭を埋設してなる基礎杭の構造であって、以下のような構成としたことを特徴とする基礎杭構造。
(1) 前記既成杭は、少なくとも下端部外周に凸部又は凹部を形成したコンクリート製の下杭の上端に、上杭を重ねて構成し、
(2) 前記上杭と下杭とを鉛直荷重を伝達可能で、引張荷重を伝達不能に連結して既製杭を形成し、
(3) 前記下杭の下端部の凸部又は凹部を、前記杭穴の根固め部に位置させた。
【請求項８】
杭穴内に、既製杭を埋設してなる基礎杭の構造であって、以下のような構成としたことを特徴とする基礎杭構造。
(1) 前記既製杭は、少なくとも下端部外周に凸部又は凹部を形成したコンクリート製の下杭の上端に、上杭を重ねて構成し、
(2) 前記上杭の下端に、前記下杭の外径より大径の内径を有する筒状当接具を連結し、
前記下杭の上面と前記上杭の下面とを連結せずに当接させると共に、
前記下杭の外面と対向する前記筒状当接具の内面とを連結せずに間隙を形成した。
(3) 前記下杭の下端部の凸部又は凹部を、前記杭穴の根固め部に位置させた。
【請求項９】
上杭の外周に凸部又は凹部を形成し、
その上杭の凸部又は凹部の全部又は一部を、杭穴の中間部に形成した中間拡径部に位置させたことを特徴とする請求項７又は請求項８記載の基礎杭構造。
【請求項１０】
杭穴内に、既製杭を埋設してなる基礎杭の構造であって、以下のような構成としたことを特徴とする基礎杭構造。
(1) 既製杭は、コンクリート製の既製杭本体の上部外周に鋼管を被覆してなり、
(2) 前記既製杭本体は下端部外周に凸部又は凹部を形成してなり、当該凸部又は凹部を、前記杭穴に形成した杭穴拡底部内に位置させた。
(3) 前記鋼管は、作用する鉛直荷重を前記既成杭本体に伝達可能で、作用する引張荷重を前記既成杭本体に伝達不能となるように被覆した。
【請求項１１】
コンクリート製の既製杭本体の外周で、鋼管の下縁より下方の位置に、凸部又は凹部を形成し、前記既製杭本体の凸部又は凹部の全部又は一部を、杭穴に形成した中間拡径部内又は根固め部内に位置させたことを特徴とする請求項１０記載の基礎杭構造。
【請求項１２】
鋼管の上端に定着用の環状体を突設し、該定着用の突起を地上構造物内に埋設した請求項１１記載の基礎杭構造。
【請求項１】
コンクリート製の下杭の上端に、上杭を重ねてなる既製杭であって、
前記上杭と下杭とを鉛直荷重を伝達可能で、引張荷重を伝達不能に連結したことを特徴とする既製杭。
【請求項２】
コンクリート製の下杭の上端に、上杭を重ねてなる既製杭であって、
前記上杭の下端に、前記下杭の外径より大径の内径を有する筒状当接具を連結し、
前記下杭の上面と前記上杭の下面とを連結せずに当接させると共に、
前記下杭の外面と対向する前記筒状当接具の内面とを連結せずに間隙を形成したことを特徴とする既製杭。
【請求項３】
下杭は、少なくとも下端部外周に凸部又は凹部を形成してなり、
上杭は、外周に凸部又は凹部を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の既製杭。
【請求項４】
コンクリート製の既製杭本体の外周に、鋼管を、被覆してなり、
前記鋼管は、作用する引張荷重を前記既成杭本体に伝達不能に被覆したことを特徴とする既製杭。
【請求項５】
鋼管は、外周に、凸部又は凹部を形成した請求項４記載の既製杭。
【請求項６】
コンクリート製の既製杭本体の外周で、鋼管の下縁より下方の位置に、凸部又は凹部を形成したことを特徴とする請求項４又は５記載の既製杭。
【請求項７】
杭穴内に、既製杭を埋設してなる基礎杭の構造であって、以下のような構成としたことを特徴とする基礎杭構造。
(1) 前記既成杭は、少なくとも下端部外周に凸部又は凹部を形成したコンクリート製の下杭の上端に、上杭を重ねて構成し、
(2) 前記上杭と下杭とを鉛直荷重を伝達可能で、引張荷重を伝達不能に連結して既製杭を形成し、
(3) 前記下杭の下端部の凸部又は凹部を、前記杭穴の根固め部に位置させた。
【請求項８】
杭穴内に、既製杭を埋設してなる基礎杭の構造であって、以下のような構成としたことを特徴とする基礎杭構造。
(1) 前記既製杭は、少なくとも下端部外周に凸部又は凹部を形成したコンクリート製の下杭の上端に、上杭を重ねて構成し、
(2) 前記上杭の下端に、前記下杭の外径より大径の内径を有する筒状当接具を連結し、
前記下杭の上面と前記上杭の下面とを連結せずに当接させると共に、
前記下杭の外面と対向する前記筒状当接具の内面とを連結せずに間隙を形成した。
(3) 前記下杭の下端部の凸部又は凹部を、前記杭穴の根固め部に位置させた。
【請求項９】
上杭の外周に凸部又は凹部を形成し、
その上杭の凸部又は凹部の全部又は一部を、杭穴の中間部に形成した中間拡径部に位置させたことを特徴とする請求項７又は請求項８記載の基礎杭構造。
【請求項１０】
杭穴内に、既製杭を埋設してなる基礎杭の構造であって、以下のような構成としたことを特徴とする基礎杭構造。
(1) 既製杭は、コンクリート製の既製杭本体の上部外周に鋼管を被覆してなり、
(2) 前記既製杭本体は下端部外周に凸部又は凹部を形成してなり、当該凸部又は凹部を、前記杭穴に形成した杭穴拡底部内に位置させた。
(3) 前記鋼管は、作用する鉛直荷重を前記既成杭本体に伝達可能で、作用する引張荷重を前記既成杭本体に伝達不能となるように被覆した。
【請求項１１】
コンクリート製の既製杭本体の外周で、鋼管の下縁より下方の位置に、凸部又は凹部を形成し、前記既製杭本体の凸部又は凹部の全部又は一部を、杭穴に形成した中間拡径部内又は根固め部内に位置させたことを特徴とする請求項１０記載の基礎杭構造。
【請求項１２】
鋼管の上端に定着用の環状体を突設し、該定着用の突起を地上構造物内に埋設した請求項１１記載の基礎杭構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−７７６３９（Ｐ２００７−７７６３９Ａ）
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６５４９９（Ｐ２００５−２６５４９９）
【出願日】平成１７年９月１３日（２００５．９．１３）
【出願人】（０００１７６５１２）三谷セキサン株式会社 (91)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月１３日（２００５．９．１３）
【出願人】（０００１７６５１２）三谷セキサン株式会社 (91)
【Ｆターム（参考）】
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