構真柱の杭への接合構造及び埋設用管体並びにそれらの施工方法
【課題】埋設用管体と構真柱一体型杭との係合解除を容易に行うことが可能であり、構真柱が接合された杭を高精度に設置することが可能な構真柱の杭への接合構造及び埋設用管体並びにそれらの施工方法提供する。
【解決手段】構真柱一体型杭１は、建て込んだ下部鋼管杭２の上端に接合される鋼管からなる補助管５と、補助管５内周面に設けられて、平面視で補助管５内を複数の区画に区切る補強板６と、補強板６の上端に接合されて上方に延びる構真柱４と、を備えることを特徴とする。
【解決手段】構真柱一体型杭１は、建て込んだ下部鋼管杭２の上端に接合される鋼管からなる補助管５と、補助管５内周面に設けられて、平面視で補助管５内を複数の区画に区切る補強板６と、補強板６の上端に接合されて上方に延びる構真柱４と、を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構真柱の杭への接合構造及び埋設用管体並びにそれらの施工方法に係り、特に鋼管杭を用いて高精度に設置対応が可能な構真柱一体型杭及び埋設用管体並びにそれらの施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、地階を有する建物の構築を行う場合、工期短縮及び低コスト化のために、逆打ち工法が採用されている。逆打工法は、建物の柱を立設すべき地面の所定位置に予め基礎杭を打ち、この基礎杭の上に建込んだ構真柱の上部での地上施工と同時に、根切およびコンクリート打設を地下階上層から地下階下層へ向かって行うものである。
従来、この種の発明として、特許文献１に記載された「逆打工法用仮設対応支柱の施工方法」に係る発明がある。
【０００３】
図８は特許文献１に示す逆打工法用仮設対応支柱の施工方法に用いられる仮設対応支柱付き杭及び埋設用管体用鋼管を示す斜視図である。
仮設対応支柱付き杭４１は、図８に示すように、既製ＰＣ杭４２の頭に仮設支柱用のＨ鋼４３を直列に溶接接合したものであり、ＰＣ杭４２の上端外周面には突起４４が形成されている。また、埋設用管体用鋼管４５は、ＰＣ杭４２の外径よりも大きい内径で形成され、その下端部には下端面から上方へ垂直に切り欠き、更に円周方向へ沿って横に切り欠いた鈎形の案内掛止溝４６が形成されている。
【０００４】
そして、予め地盤に杭穴を掘削しておき、仮設対応支柱付杭４１を杭穴に建て込み、然る後に埋設用管体用鋼管４５をＨ鋼４３に覆せ、埋設用管体用鋼管４５の案内掛止溝４６とＰＣ杭４２の上端外周面の突起４４とを係合させ、埋設用管体を打ち込み乃至回転させて、既製ＰＣ杭４２の打ち込み位置やレベルを調整している。
【特許文献１】特開平６−０４９８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された逆打工法用仮設対応支柱の施工方法においては、既製杭の杭頭に仮設支柱用のＨ鋼４３を直接溶接する構成としているため、板厚が薄く杭頭にＨ鋼４３を直接溶接することができない鋼管杭についてはこれを用いることができないという問題点がある。
また、埋設用管体用鋼管４５をＰＣ杭４２の上端まで覆せているとともに、ＰＣ杭４２の上端外周面には突起４４が形成されているため、埋設用管体を打ち込み又は回転させてＰＣ杭４２の打ち込み位置やレベルの調整を行う際に、孔壁に対する抵抗が生じてしまうという問題点がある。
【０００６】
また、埋設用管体用鋼管４５を切り欠いて形成した案内掛止溝４６とＰＣ杭４２の上端外周面の突起４４とを係合させているため、ＰＣ杭４２を所定の位置に設置完了後に、埋設用管体用鋼管４５の案内掛止溝４６からＰＣ杭４２の上端外周面に形成されている突起４４を取り外す際には、埋設用管体をＰＣ杭４２に対して回転させて取り外す必要がある。この場合、埋設用管体用鋼管４５の案内掛止溝４６とＰＣ杭４２の突起４４との係合を解除することは容易ではなく、埋設用管体の回転によって、ＰＣ杭４２の供回り又は鉛直方向のずれが生じてしまい、ＰＣ杭４２の設置精度が落ちるという問題点がある。特に、構真柱としてＨ鋼４３を用いた場合においては、Ｈ鋼４３には弱軸方向と強軸方向とがあるため、事前に決定した方向で精度良く設置する必要があるが、特許文献１に記載された逆打工法用仮設対応支柱の施工方法では、Ｈ鋼４３の弱軸方向と強軸方向とを精度良く設置することができないという問題点がある。
【０００７】
さらに、予め地盤に杭穴を掘削しておき、仮設対応支柱付杭４１を杭穴に建て込む構成としているため、仮設対応支柱付杭４１の杭長が長い場合や、地盤の崩壊が激しい場合においては、仮設対応支柱付杭４１の建て込み及び鉛直性の確保が困難であるという問題点がある。
本発明は上記した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、埋設用管体と構真柱一体型杭との係合解除を容易に行うことが可能であり、構真柱が接合された杭を高精度に設置することが可能な構真柱の杭への接合構造及び埋設用管体並びにそれらの施工方法提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のうち請求項１に係る構真柱の杭への接合構造は、建て込んだ鋼管杭の上端に接合される鋼管からなる補助管と、前記補助管内周面に設けられて、平面視で前記補助管内を複数の区画に区切る補強板と、前記補強板の上端に接合されて上方に延びる構真柱と、を備えることを特徴とする。
また、本発明のうち請求項２に係る構真柱の杭への接合構造は、建て込んだ鋼管杭の頭部内周面に設けられて、平面視で前記鋼管杭内を複数の区画に区切る補強板と、前記補強板の上端に接合されて上方に延びる構真柱と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のうち請求項３に係る構真柱の杭への接合構造は、前記補強板に対し、側方向に突出したずれ止め用の凸部が設けられていることを特徴とする。
また、本発明のうち請求項４に係る鋼管杭への構真柱の施工方法は、鋼管杭の頭部内周面に、平面視で前記鋼管杭内を複数の区画に区切る補強板を予め接合しておき、
現場にて、前記補強板の上端に、上方に延びる前記構真柱の下端を接合することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のうち請求項５に係る鋼管杭への構真柱の施工方法は、上方に延びる構真柱の下端に、平面視で鋼管杭内を複数の区画に区切る補強板の上端を予め接合しておき、
現場にて、前記鋼管杭の頭部内周面に、前記補強板を接合することを特徴とする。
また、本発明のうち請求項６に係る鋼管杭への構真柱の施工方法は、鋼管からなる補助管内周面に、平面視で前記補助管内を複数の区画に区切る補強板を接合し、前記補強板の上端に、前記補強板の上方に延びる構真柱の下端を接合して予め一体としておき、
現場にて、前記鋼管杭の上端に前記補助管の下端を接合することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のうち請求項７に係る埋設用管体は、請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の接合構造を有する杭と着脱自在に連結され、前記杭を打ち込み又は回転させる埋設用管体であって、
前記埋設用管体は、前記構真柱に被さる筒状の埋設用管体本体と、
前記埋設用管体本体の内周面に回転可能に保持され、前記埋設用管体本体内を上下に延びて前記埋設用管体本体の下方に突出する鋼管杭吊りロッドと、該鋼管杭吊りロッドの下端部に設けられて、側方に張り出した掛止部と、を備えたロック機構と、
前記埋設用管体本体の内周面に固定され、前記埋設用管体本体の下端から下方に突出する回転トルク伝達用部材と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のうち請求項８に係る埋設用管体は、請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の接合構造を有する杭と着脱自在に連結され、前記杭を打ち込み又は回転させる埋設用管体であって、
前記埋設用管体は、前記構真柱に被さる筒状の埋設用管体本体と、
前記埋設用管体本体の内周面に固定され、前記埋設用管体本体の下方に延び、その先端部が側方に張り出して、前記補強板に掛止可能な、略Ｌ字状の掛止板と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のうち請求項９に係る埋設用管体は、請求項８又は９記載の埋設用管体において、前記埋設用管体本体の側面には、確認孔が設けられていることを特徴とする。
さらに、本発明のうち請求項１０に係る杭の施工方法は、中掘り工法により杭を沈設し、根固め球根を築造した後、
前記杭を引き上げ、請求項６に記載した施工方法により構真柱を前記杭に接合し、
その構真柱に請求項７乃至９のうちいずれか１項記載の埋設用管体を被せ、その埋設用管体を介して圧入又は回転圧入することにより、当該杭を前記根固め球根付近まで沈設することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本願請求項１又は２に記載された構真柱の杭への接合構造によれば、前記補助管又は鋼管杭内周面に設けられて、平面視で前記補助管又は鋼管杭内を複数の区画に区切る補強板と、前記補強板の上端に接合されて上方に延びる構真柱と、を備える構成により、鋼管杭に構真柱を接合することが可能となる。
また、本願請求項３に記載された構真柱の杭への接合構造によれば、請求項１又は２記載の構真柱の杭への接合構造において、前記補強板に、側方向に突出したずれ止め用の凸部が設けられている構成により、杭の杭頭部にコンクリートを充填して杭を本設利用する場合において、コンクリート柱からの軸力を、ずれ止め用凸部を介して、補強板、鋼管杭へと確実に伝達することが可能となる。
【００１５】
また、本願請求項４に記載された鋼管杭への構真柱の施工方法によれば、鋼管杭の頭部内周面に、平面視で前記鋼管杭内を複数の区画に区切る補強板を予め接合しておき、現場にて、前記補強板の上端に、上方に延びる前記構真柱の下端を接合する構成により、現場での最終的な溶接時における溶接量を減らすことが可能となる。
また、本願請求項５に記載された鋼管杭への構真柱の施工方法によれば、上方に延びる構真柱の下端に、平面視で鋼管杭内を複数の区画に区切る補強板の上端を予め接合しておき、現場にて、前記鋼管杭の頭部内周面に、前記補強板を接合する構成により、現場での最終的な溶接時における補強板と鋼管杭との位置合わせを簡単に行うことが可能となる。
【００１６】
また、本願請求項６に記載された鋼管杭への構真柱の施工方法によれば、鋼管からなる補助管内周面に、平面視で前記補助管内を複数の区画に区切る補強板を接合し、前記補強板の上端に、前記補強板の上方に延びる構真柱の下端を接合して予め一体としておき、現場にて、前記鋼管杭の上端に前記補助管の下端を接合する構成により、現場での最終的な溶接時における溶接量を減らすことができるとともに、鋼管杭と補助管との位置合わせを簡単に行うことが可能となる。
【００１７】
また、本願請求項７に記載された埋設用管体によれば、前記埋設用管体本体の内周面に回転可能に保持され、前記埋設用管体本体内を上下に延びて前記埋設用管体本体の下方に突出する鋼管杭吊りロッドと、該鋼管杭吊りロッドの下端部に設けられて、側方に張り出した掛止部と、を備えたロック機構と、前記埋設用管体本体の内周面に固定され、前記埋設用管体本体の下端から下方に突出する回転トルク伝達用部材と、を備える構成により、構真柱が接合された杭の設置完了後に埋設用管体と構真柱が接合された杭とを容易に取り外すことが可能となるとともに、構真柱が接合された杭を事前に決定した方向で精度良く設置することが可能となる。また、ロック機構及び回転トルク伝達用部材は埋設用管体本体の内周面側に設けられているため構真柱が接合された杭の沈設時において孔壁に対する抵抗を小さくすることが可能となる。
【００１８】
また、本願請求項８に記載された埋設用管体によれば、前記埋設用管体本体の内周面に固定され、前記埋設用管体本体の下方に延び、その先端部が側方に張り出した、略Ｌ字状の掛止板と、を備える構成により、構真柱が接合された杭の設置完了後に埋設用管体と構真柱一体型杭とを容易に取り外すことが可能となるとともに、構真柱が接合された杭を事前に決定した方向で精度良く設置することが可能となる。また、係止板は埋設用管体本体の内周面側に設けられているため、構真柱が接合された杭の沈設時において孔壁に対する抵抗を小さくすることが可能となる。
【００１９】
また、本願請求項９に記載された埋設用管体によれば、前記埋設用管体本体の側面には、確認孔が設けられている構成により、特に構真柱としてＨ鋼を用いる場合において、埋設用管体の外側からＨ鋼の方向を確認することが可能となり、Ｈ鋼を事前に決定した方向で精度良く設置することが可能となる。
さらに、本願請求項１０に記載された杭の施工方法によれば、中掘り工法と請求項６に記載した鋼管杭への構真柱の施工方法とを組み合わせて杭の施工を行う構成により、施工に用いられる杭の杭長が長い場合や、崩落性の激しい地盤において施工を行う場合においても、構真柱が接合された杭を精度よく設置することが可能となるとともに、工期を短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る構真柱の杭への接合構造を有する杭（以下、構真柱一体型杭という）及びその施工方法を図面を参照して説明する。
図１は本発明の第一の実施形態に係る構真柱一体型杭の斜視図である。図２は構真柱一体型杭を構成する上部鋼管杭の水平方向断面図である。図３は本発明の第一の実施形態に係る埋設用管体の斜視図である。図４は本発明の第一の実施形態に係る構真柱一体型杭と埋設用管体とが係合した状態を示す斜視図である。
【００２１】
構真柱一体型杭１は、図１に示すように、下部鋼管杭２と、上部鋼管杭３と、構真柱４と、を備えている。
下部鋼管杭２は、上下方向（図１における上下方向）に延びる円筒状の既製の鋼管杭である。
上部鋼管杭３は、補助管５と、補強板６と、回転補助部材７と、ずれ止め用凸部８と、を備えている。
補助管５は、下部鋼管杭２と同一の外径を有し、上下方向の長さが下部鋼管杭２に対して短く形成された円筒部材であり、補助管５の下端は下部鋼管杭２の上端と溶接により接合されている。ここで、補助管５の上下方向の長さは適宜設定することが可能であるが、施工時において埋設用管体１１をクレーンにより持ち上げて、構真柱一体型杭１の上部から被せる必要があるため、その便宜を考慮して１ｍから３ｍに設定することが好ましい。
【００２２】
補強板６は、図２に示すように、補助管５の内周面において、補助管５内の略中心部を挟んで所定間隔で対峙して並行に架け渡された２枚の略方形の板材と、その２枚の板材と直交して交差し、補助管５の内の略中心部を通るように架け渡された１枚の略方形の板材とから形成されている。そして、補強板６は、平面視でキの字型形状に形成され、補助管５内を平面視で複数の区画に区切っている。なお、補強板６は、各板材の上下方向に延びる各端辺を補助管５の内周面に溶接により接合されている。ここで、補強板６の形状は、平面視で井の字型形状等、適宜変更することが可能である。
【００２３】
回転補助部材７は、略直方体状に形成された金属部材であり、補助管５の内周面上端部において、補助管５内の中心を挟んで対向する位置に２つ備えられている。
ずれ止め用凸部８は、棒状に形成された金属部材であり、補強板６の各側面において、その長さ方向が各側面の幅方向に延びるように固定され、上下方向に２段ずつ設けられている。
【００２４】
構真柱４は、既製のＨ鋼であり、補強板６の上端において、構真柱４のＨ型の下端面全体がキの字型に形成された補強板６の上端面と重なるように同軸状に接合されている。なお、構真柱４は、既製の鋼管であっても構わない。
このように、構真柱一体型杭１においては、補強板６を介することによって構真柱４と鋼管杭とを接合することが可能となり、構真柱一体型杭１に鋼管杭を用いることが可能となる。
【００２５】
また、補強板６の各側面にずれ止め用凸部８を設ける構成により、構真柱一体型杭１の杭頭部にコンクリートを充填して、構真柱一体型杭１を本設利用する場合において、コンクリート柱からの軸力を、ずれ止め用凸部８を介して、補強板６、下部鋼管杭２へと確実に伝達することが可能となる。
ここで、本実施形態においては、下部鋼管杭２に、補強板６を設けた上部鋼管杭３を介して構真柱４を接合する構成となっているが、上部鋼管杭３を用いずに、下部鋼管杭２の頭部に補強板６を上部鋼管杭３の場合と同様に設け、補強板６と構真柱４とを接合するように構成しても構わない。
【００２６】
埋設用管体１１は、図３に示すように、埋設用管体本体１２と、ロック機構１３と、回転トルク伝達用部材１４と、を備えている。
埋設用管体本体１２は、下部鋼管杭２と同一の外径を有する円筒体であり、図４に示すように、埋設用管体１１と構真柱一体型杭１とが連結される際において、構真柱４の上部から被さるように構成されている。そして、埋設用管体本体１２の側面上部には、周方向に延びる略方形の確認孔１５及び確認孔１５の上部に並行に設けられた確認孔１５と同一形状の操作孔１６が、埋設用管体本体１２内の中心を挟んで対向する位置に２組形成されている。
【００２７】
ロック機構１３は、埋設用管体本体１２内に、埋設用管体本体１２内の中心を挟んで対抗する位置に２組設けられ、各ロック機構１３は、保持部１７と、鋼管杭吊りロッド１８と、掛止部１９と、操作部２０と、から構成されている。
保持部１７は、埋設用管体本体１２の内周面に、その上部から下部にかけて上下方向一直線上に複数（本実施形態においては３つ）設けられている。
【００２８】
鋼管杭吊りロッド１８は、円柱状の棒状体として形成されており、埋設用管体本体１２内において保持部１７により回転可能に保持され、埋設用管体本体１２内を上下に延びて埋設用管体本体１２の下方に突出している。この場合において、鋼管杭吊りロッド１８の長さは、埋設用管体１１と構真柱一体型杭１との連結時において、鋼板杭吊りロッド１８の下端部に設けられた掛止部１９の上端が、補強板６の下端よりも下方となる長さに形成されている。
【００２９】
掛止部１９は、略直方体状の平板として形成されており、鋼管吊りロッド１８の下端部に、鋼管吊りロッド１８の側方に張り出すように接合されている。そして、係止部１９は、鋼管吊りロッド１８の回転と一緒に回転可能に構成されており、埋設用管体１１と構真柱一体型杭１とが連結され、埋設用管体１１を杭穴から引き抜く際に、掛止部１９の上端により補強板６の下端を掛止する構成となっている。
【００３０】
操作部２０は、鋼管吊りロッド１８の上方に、上下方向に延びる鋼管吊りロッド１８に対して直交する方向に接合され、操作孔１６を通じて埋設用管体本体１２の外部へと延びている。そして、操作部２０は、埋設用管体１１と構真柱一体型杭１との連結時において、埋設用管体本体１２の外部から操作部２０を水平方向に回転操作することで、掛止部１９を回転させてその上端による補強板６の下端の掛止及び解除を行うことを可能にしている。
【００３１】
回転トルク伝達用部材１４は、円柱状の棒状体として形成されており、埋設用管体本体１２の内周面下端部に、回転トルク伝達用部材１４の下端部が埋設用管体本体１２の下方に突出するように並行に２本ずつ固定されており、埋設用管体本体１２内の中心を挟んで対抗する位置に２組設けられている。そして、回転トルク伝達用部材１４は、埋設用管体１１と構真柱一体型杭１との連結時において、並行に設けられた２本の回転トルク伝達用部材１４のうち、一方が補強板６の側面と当接し、他方が回転補助部材７の側面と当接することにより、埋設用管体１１の回転トルクを構真柱一体型杭１へと伝達可能に構成されている。
【００３２】
次に、本願の第一の実施形態に係る構真柱一体型杭の施工方法を図面を参照して説明する。図５は、構真柱一体型杭の施工方法を示す説明図である。
まず、下杭２５に予め逃げ芯２６を設置しておき、下杭２５の杭芯をセットする（図５（ａ））。
そして、中掘り工法により、下杭２５を、その鉛直精度を確認しつつトランジットで回転させながら埋設を行う（図５（ｂ））。
次に、下杭２５の上部に中杭２７を建込み、継手部を溶接する（図５（ｃ））。この場合において、下杭２５と中杭２７とから下部鋼管杭２が構成される。ここで、本実施形態においては、下杭２５と中杭２７とにより下部鋼管杭２を形成しているが、杭を埋設する深度等に応じて適宜変更し、下杭２５のみにより、又は下杭２５と複数の中杭２７とにより下部鋼管杭２を構成することが可能である。
【００３３】
そして、下部鋼管杭２を、鉛直精度を確認しながら、トランジットにより回転させながら埋設を行う（図５（ｄ））。
さらに、回転させながら埋設を行った下部鋼管杭２の上部に埋設用管体１１を建込む（図５（ｅ））。
そして、埋設用管体１１の沈設を行い、下部鋼管杭２の先端ビットが所定の深度に到達した後、下部鋼管杭２の先端ビットを拡大させてセメントミルク（W／Ｃ＝６０％）を注入しながら根固め球根を築造する（図５（ｆ））。
そして、ロッド２８を洗い水を注入しながら引き上げる（図５（ｇ））。
さらに、埋設用管体１１を引き上げることにより、下部鋼管杭２を中杭２７の上端までを引き上げる（図５（ｈ））。
【００３４】
そして、上部鋼管杭３に構真柱４を予め工場において接合して一体に加工しておき、下部鋼管杭２の上部に構真柱４が接合された上部鋼管杭３を同軸状に建込み、継手部を溶接により接合して、構真柱一体型杭１を形成する（図５（ｉ））。この場合において、構真柱４が接合された上部鋼管杭３は予め工場において加工されており、現場においては上部鋼管杭３の下端と下部鋼管杭２の上端との溶接のみを行えばよいため、現場での最終的な溶接時における溶接量を減らすことができるとともに、構真柱４が接合された上部鋼管杭３と下部鋼管杭２との位置合わせを簡単に行うことが可能となる。ここで、本実施形態においては、下部鋼管杭２の上部に構真柱４が接合された上部鋼管杭３を接合する構成となっているが、上部鋼管杭３を用いずに、予め下部鋼管杭２の頭部に補強板６を上部鋼管杭３の場合と同様に設けておき、図５（ｉ）の時点において、補強板６の上部に構真柱４を同軸状に建て込み、継手部を溶接により接合するように構成しても構わない。そして、かかる構成によっても、現場での最終的な溶接時における溶接量を減らすことが可能となる。また、上部鋼管杭３を用いずに、予め構真柱４に補強板６を接合して一体としておき、図５（ｉ）の時点において、下部鋼管杭２に構真柱４に接合された補強板６を挿入して構真柱４を補強板６の上部に同軸状に建て込み、補強板６と下部鋼管杭２との継手部を溶接により接合する構成としても構わない。そして、かかる構成によれば現場での最終的な溶接時における溶接量を減らすとともに、構真柱４と下部鋼管杭２との位置合わせを簡単に行うことが可能となる。
【００３５】
次に、構真柱一体型杭１の上部に埋設用管体１１を建込み、埋設用管体を介して圧入又は回転圧入を行い、構真柱一体型杭１を根固め球根付近まで再度沈設する（図５（ｊ））。ここで、構真柱一体型杭１と埋設用管体１１との連結は、まず、埋設用管体１１を、上部鋼管杭３のＨ鋼４に被せるように、上部鋼管杭３の上部に同軸状に建込む。この場合において、埋設用管体１１の下方に突出した鋼管吊りロッド１８を上部鋼管杭３の補助管５の内部に補強板６の間から挿入する。そして、埋設用管体本体１２の上方外部から操作部２０を手動により水平方向に回転操作することで、鋼管吊りロッド１８の下端部に設けられた掛止部１９を回転させ、係止部１９を補強板６の下方に回動させる。これにより、埋設用管体１１を引き抜くことによって、掛止部１９の上端が補強板６の下端を掛止し、埋設用管体１１と構真柱一体型杭１とを一緒に引き抜くことが可能となる。また、構真柱一体型杭１の沈設時においては、埋設用管体１１に２組設けられた回転トルク伝達用部材１４が、補強板６の側面及び回転補助部材７の側面と当接することにより、埋設用管体１１の回転トルクを構真柱一体型杭１へと伝達することが可能となっている。この場合において、構真柱一体型杭１と埋設用管体１１とは外径が同一に構成されているとともに、構真柱一体型杭１と埋設用管体１１との連結に用いるロック機構１３及び補強板６は、それぞれ埋設用管体本体１２又は補助管５の内部に設けられているため、構真柱一体型杭１の沈設時における構真柱一体型杭１及び埋設用管体１１の孔壁に対する抵抗を小さくすることが可能となる。
【００３６】
さらに、構真柱一体型杭１を所定の位置に設置して、レベル止めを行う（図５（ｋ））。この場合において、埋設用管体本体１２に設けられた確認孔１５により、埋設用管体１１の上方外側からＨ鋼４の方向を確認することが可能となっているため、構真柱一体型杭１を事前に決定した方向で精度良く設置することが可能となる。
【００３７】
そして、４時間程度保持した後、埋設用管体１１を構真柱一体型杭１から取り外して回収する（図５（ｌ））。ここで、構真柱一体型杭１と埋設用管体１１との連結を解除するには、まず、埋設用管体本体１２の上方外部から操作部２０を手動により水平方向に回転操作させることで、鋼管吊りロッド１８の下部に設けられた掛止部１９を回転させ、掛止部１９による補強板６の掛止を解除する。この場合において、操作部２０は、埋設用管体本体１２の側面上部に設けられた操作孔１６より操作することが可能であるため、構真柱一体型杭１の設置完了後に埋設用管体１１と構真柱一体型杭１とを容易に取り外すことが可能となる。また、操作部２０の回転操作のみにより、埋設用管体１１を回転させることなく構真柱一体型杭１と埋設用管体１１との連結を解除することが可能であるため、埋設用管体１１を取り外す際における構真柱一体型杭１の共回りを回避することが可能となり、構真柱一体型杭１を事前に決定した方向で精度良く設置することが可能となる。
【００３８】
次に、本発明の第二の実施形態に係る構真柱一体型杭の施工方法について図面を参照して説明する。第二の実施形態の構真柱一体型杭の施工方法は、図５に示す第一の実施形態の構真柱一体型杭の施工方法と基本構成は同様であるが、埋設用管体１１の代わりに図６に示す埋設用管体３１を用いている。なお、本実施形態に係る構真柱一体型杭１においては、回転補助部材７は備えられていない。
【００３９】
図６は本発明の第二の実施形態に係る埋設用管体の斜視図である。図７は本発明の第二の実施形態に係る構真柱一体型杭と埋設用管体とが係合した状態を示す斜視図である。
埋設用管体３１は、図６に示すように、埋設用管体本体３２と、掛止板３３と、を備えている。
埋設用管体本体３２は、下部鋼管杭２と同一の外径を有する円筒体であり、図７に示すように、埋設用管体３１と構真柱一体型杭１とが連結される際において、構真柱４の上部から被さるように構成されている。そして、埋設用管体本体３２の側面上部には、周方向に延びる略方形の確認孔３４が埋設用管体本体３２内の中心を挟んで対向する位置に２組形成されている。
【００４０】
掛止板３３は、埋設用管体本体３２の内周面下端部に接合され、埋設用管体本体３２の下端から下方へ延びる回転力付与部３５と、回転力付与部３５の下端部において側方に張り出すように埋設用管体本体３２の周方向に延びる掛止部３６と、から略Ｌ字状の板状体として形成されている。そして、掛止板３３は、埋設用管体本体３２の内周面において、埋設用管体本体３２内の中心を挟んで対抗する位置に２組、両係止板３３の掛止部３６の延びる方向が埋設用管体３１の回転方向において同一方向となるように設けられている。この場合において、回転力付与部３５の上下方向の長さは、埋設用管体３１と構真柱一体型杭１とが連結される際において、回転力付与部３５の下端部から側方に張り出した掛止部３６の上端が、補強板６の下端を掛止することが可能な長さに形成されている。
【００４１】
構真柱一体型杭１と埋設用管体３１との連結は、まず、埋設用管体３１を、上部鋼管杭３のＨ鋼４に被せるように、上部鋼管杭３の上部に同軸状に建込む。この場合において、埋設用管体３１の下方に突出した掛止板３３を上部鋼管杭３の補助管５の内部に補強板６の間から挿入する。そして、埋設用管体本体３２を回転させることで、回転力付与部３５の下端部に設けられ掛止部３６を補強板６の下方へと入り込ませる。これにより、埋設用管体３１を引き抜くことによって、掛止部３６の上端が補強板６の下端を掛止し、埋設用管体３１と構真柱一体型杭１とを一緒に引き抜くことが可能となる。また、構真柱一体型杭１の沈設時においては、掛止板３３の回転力付与部３５が、補強板６の側面と当接することにより、埋設用管体３１の回転トルクを構真柱一体型杭１へと伝達するようになっている。この場合において、構真柱一体型杭１と埋設用管体３１とは外径が同一に構成されているとともに、構真柱一体型杭１と埋設用管体１１との連結に用いる掛止板３３及び補強板６は、それぞれ埋設用管体本体３２又は補助管５の内部に設けられているため、構真柱一体型杭１の沈設時における構真柱付き交換杭１及び埋設用管体３１の孔壁に対する抵抗を小さくすることが可能となる。
【００４２】
そして、構真柱一体型杭１と埋設用管体３１との連結を解除するには、埋設用管体本体３２を連結時と逆方向に回転させることで、掛止部３６による補強板６の下端部の掛止を解除することができる。この場合において、掛止板３３は埋設用管体本体３２を切り欠いて形成されたものではないため、埋設用管体本体３２の回転時において掛止板３３が構真柱一体型杭１に干渉することは少なく、埋設用管体３１を取り外す際における構真柱一体型杭１の共回りを回避することが可能となり、構真柱一体型杭１を事前に決定した方向で精度良く設置することが可能となる。
【００４３】
そして、本願の第一及び第二の実施形態に係る構真柱一体型杭の施工方法によれば、中掘り工法と構真柱一体型杭の施工方法とを組み合わせて行うことにより、施工に用いられる杭の杭長が長い場合や、崩落性の激しい地盤において施工を行う場合においても、構真柱一体型杭１を精度よく設置することが可能となるとともに、工期を短縮することが可能となる。
【００４４】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、種々の変更を行うことができる。
例えば、上記第一の実施形態においては、上部鋼管杭３の補助管５において、必ずしも回転補助部材７を備える必要は無く、埋設用管体１１の回転トルク伝達用部材１４と上部鋼管杭３の補強板６とだけにより、埋設用管体１１の回転トルクを構真柱一体型杭１に伝達する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る構真柱一体型杭の斜視図である。
【図２】構真柱一体型杭を構成する上部鋼管杭の水平方向断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係る埋設用管体の斜視図である。
【図４】本発明の第一の実施形態に係る構真柱一体型杭と埋設用管体とが係合した状態を示す斜視図である。
【図５】構真柱一体型杭の施工方法を示す説明図である。
【図６】本発明の第二の実施形態に係る埋設用管体の斜視図である。
【図７】本発明の第二の実施形態に係る構真柱一体型杭と埋設用管体とが係合した状態を示す斜視図である。
【図８】特許文献１に示す逆打工法用仮設対応支柱の施工方法に用いられる仮設対応支柱付き杭及び埋設用管体用鋼管を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 構真柱一体型杭
２ 下部鋼管杭
３ 上部鋼管杭
４ 構真柱
５ 補助管
６ 補強板
７ 回転補助部材
８ ずれ止め用凸部
１１ 埋設用管体
１２ 埋設用管体本体
１３ ロック機構
１４ 回転トルク伝達用部材
１５ 確認孔
１６ 操作孔
１７ 保持部
１８ 鋼管杭吊りロッド
１９ 掛止部
２０ 操作部
２５ 下杭
２６ 逃げ芯
２７ 中杭
２８ ロッド
３１ 埋設用管体
３２ 埋設用管体本体
３３ 掛止板
３４ 確認孔
３５ 回転力付与部
３６ 掛止部
４１ 仮設対応支柱付き
４２ 既製ＰＣ杭
４３ Ｈ鋼
４４ 突起
４５ 埋設用管体用鋼管
４６ 案内掛止溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構真柱の杭への接合構造及び埋設用管体並びにそれらの施工方法に係り、特に鋼管杭を用いて高精度に設置対応が可能な構真柱一体型杭及び埋設用管体並びにそれらの施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、地階を有する建物の構築を行う場合、工期短縮及び低コスト化のために、逆打ち工法が採用されている。逆打工法は、建物の柱を立設すべき地面の所定位置に予め基礎杭を打ち、この基礎杭の上に建込んだ構真柱の上部での地上施工と同時に、根切およびコンクリート打設を地下階上層から地下階下層へ向かって行うものである。
従来、この種の発明として、特許文献１に記載された「逆打工法用仮設対応支柱の施工方法」に係る発明がある。
【０００３】
図８は特許文献１に示す逆打工法用仮設対応支柱の施工方法に用いられる仮設対応支柱付き杭及び埋設用管体用鋼管を示す斜視図である。
仮設対応支柱付き杭４１は、図８に示すように、既製ＰＣ杭４２の頭に仮設支柱用のＨ鋼４３を直列に溶接接合したものであり、ＰＣ杭４２の上端外周面には突起４４が形成されている。また、埋設用管体用鋼管４５は、ＰＣ杭４２の外径よりも大きい内径で形成され、その下端部には下端面から上方へ垂直に切り欠き、更に円周方向へ沿って横に切り欠いた鈎形の案内掛止溝４６が形成されている。
【０００４】
そして、予め地盤に杭穴を掘削しておき、仮設対応支柱付杭４１を杭穴に建て込み、然る後に埋設用管体用鋼管４５をＨ鋼４３に覆せ、埋設用管体用鋼管４５の案内掛止溝４６とＰＣ杭４２の上端外周面の突起４４とを係合させ、埋設用管体を打ち込み乃至回転させて、既製ＰＣ杭４２の打ち込み位置やレベルを調整している。
【特許文献１】特開平６−０４９８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された逆打工法用仮設対応支柱の施工方法においては、既製杭の杭頭に仮設支柱用のＨ鋼４３を直接溶接する構成としているため、板厚が薄く杭頭にＨ鋼４３を直接溶接することができない鋼管杭についてはこれを用いることができないという問題点がある。
また、埋設用管体用鋼管４５をＰＣ杭４２の上端まで覆せているとともに、ＰＣ杭４２の上端外周面には突起４４が形成されているため、埋設用管体を打ち込み又は回転させてＰＣ杭４２の打ち込み位置やレベルの調整を行う際に、孔壁に対する抵抗が生じてしまうという問題点がある。
【０００６】
また、埋設用管体用鋼管４５を切り欠いて形成した案内掛止溝４６とＰＣ杭４２の上端外周面の突起４４とを係合させているため、ＰＣ杭４２を所定の位置に設置完了後に、埋設用管体用鋼管４５の案内掛止溝４６からＰＣ杭４２の上端外周面に形成されている突起４４を取り外す際には、埋設用管体をＰＣ杭４２に対して回転させて取り外す必要がある。この場合、埋設用管体用鋼管４５の案内掛止溝４６とＰＣ杭４２の突起４４との係合を解除することは容易ではなく、埋設用管体の回転によって、ＰＣ杭４２の供回り又は鉛直方向のずれが生じてしまい、ＰＣ杭４２の設置精度が落ちるという問題点がある。特に、構真柱としてＨ鋼４３を用いた場合においては、Ｈ鋼４３には弱軸方向と強軸方向とがあるため、事前に決定した方向で精度良く設置する必要があるが、特許文献１に記載された逆打工法用仮設対応支柱の施工方法では、Ｈ鋼４３の弱軸方向と強軸方向とを精度良く設置することができないという問題点がある。
【０００７】
さらに、予め地盤に杭穴を掘削しておき、仮設対応支柱付杭４１を杭穴に建て込む構成としているため、仮設対応支柱付杭４１の杭長が長い場合や、地盤の崩壊が激しい場合においては、仮設対応支柱付杭４１の建て込み及び鉛直性の確保が困難であるという問題点がある。
本発明は上記した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、埋設用管体と構真柱一体型杭との係合解除を容易に行うことが可能であり、構真柱が接合された杭を高精度に設置することが可能な構真柱の杭への接合構造及び埋設用管体並びにそれらの施工方法提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のうち請求項１に係る構真柱の杭への接合構造は、建て込んだ鋼管杭の上端に接合される鋼管からなる補助管と、前記補助管内周面に設けられて、平面視で前記補助管内を複数の区画に区切る補強板と、前記補強板の上端に接合されて上方に延びる構真柱と、を備えることを特徴とする。
また、本発明のうち請求項２に係る構真柱の杭への接合構造は、建て込んだ鋼管杭の頭部内周面に設けられて、平面視で前記鋼管杭内を複数の区画に区切る補強板と、前記補強板の上端に接合されて上方に延びる構真柱と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のうち請求項３に係る構真柱の杭への接合構造は、前記補強板に対し、側方向に突出したずれ止め用の凸部が設けられていることを特徴とする。
また、本発明のうち請求項４に係る鋼管杭への構真柱の施工方法は、鋼管杭の頭部内周面に、平面視で前記鋼管杭内を複数の区画に区切る補強板を予め接合しておき、
現場にて、前記補強板の上端に、上方に延びる前記構真柱の下端を接合することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のうち請求項５に係る鋼管杭への構真柱の施工方法は、上方に延びる構真柱の下端に、平面視で鋼管杭内を複数の区画に区切る補強板の上端を予め接合しておき、
現場にて、前記鋼管杭の頭部内周面に、前記補強板を接合することを特徴とする。
また、本発明のうち請求項６に係る鋼管杭への構真柱の施工方法は、鋼管からなる補助管内周面に、平面視で前記補助管内を複数の区画に区切る補強板を接合し、前記補強板の上端に、前記補強板の上方に延びる構真柱の下端を接合して予め一体としておき、
現場にて、前記鋼管杭の上端に前記補助管の下端を接合することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のうち請求項７に係る埋設用管体は、請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の接合構造を有する杭と着脱自在に連結され、前記杭を打ち込み又は回転させる埋設用管体であって、
前記埋設用管体は、前記構真柱に被さる筒状の埋設用管体本体と、
前記埋設用管体本体の内周面に回転可能に保持され、前記埋設用管体本体内を上下に延びて前記埋設用管体本体の下方に突出する鋼管杭吊りロッドと、該鋼管杭吊りロッドの下端部に設けられて、側方に張り出した掛止部と、を備えたロック機構と、
前記埋設用管体本体の内周面に固定され、前記埋設用管体本体の下端から下方に突出する回転トルク伝達用部材と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のうち請求項８に係る埋設用管体は、請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の接合構造を有する杭と着脱自在に連結され、前記杭を打ち込み又は回転させる埋設用管体であって、
前記埋設用管体は、前記構真柱に被さる筒状の埋設用管体本体と、
前記埋設用管体本体の内周面に固定され、前記埋設用管体本体の下方に延び、その先端部が側方に張り出して、前記補強板に掛止可能な、略Ｌ字状の掛止板と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のうち請求項９に係る埋設用管体は、請求項８又は９記載の埋設用管体において、前記埋設用管体本体の側面には、確認孔が設けられていることを特徴とする。
さらに、本発明のうち請求項１０に係る杭の施工方法は、中掘り工法により杭を沈設し、根固め球根を築造した後、
前記杭を引き上げ、請求項６に記載した施工方法により構真柱を前記杭に接合し、
その構真柱に請求項７乃至９のうちいずれか１項記載の埋設用管体を被せ、その埋設用管体を介して圧入又は回転圧入することにより、当該杭を前記根固め球根付近まで沈設することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本願請求項１又は２に記載された構真柱の杭への接合構造によれば、前記補助管又は鋼管杭内周面に設けられて、平面視で前記補助管又は鋼管杭内を複数の区画に区切る補強板と、前記補強板の上端に接合されて上方に延びる構真柱と、を備える構成により、鋼管杭に構真柱を接合することが可能となる。
また、本願請求項３に記載された構真柱の杭への接合構造によれば、請求項１又は２記載の構真柱の杭への接合構造において、前記補強板に、側方向に突出したずれ止め用の凸部が設けられている構成により、杭の杭頭部にコンクリートを充填して杭を本設利用する場合において、コンクリート柱からの軸力を、ずれ止め用凸部を介して、補強板、鋼管杭へと確実に伝達することが可能となる。
【００１５】
また、本願請求項４に記載された鋼管杭への構真柱の施工方法によれば、鋼管杭の頭部内周面に、平面視で前記鋼管杭内を複数の区画に区切る補強板を予め接合しておき、現場にて、前記補強板の上端に、上方に延びる前記構真柱の下端を接合する構成により、現場での最終的な溶接時における溶接量を減らすことが可能となる。
また、本願請求項５に記載された鋼管杭への構真柱の施工方法によれば、上方に延びる構真柱の下端に、平面視で鋼管杭内を複数の区画に区切る補強板の上端を予め接合しておき、現場にて、前記鋼管杭の頭部内周面に、前記補強板を接合する構成により、現場での最終的な溶接時における補強板と鋼管杭との位置合わせを簡単に行うことが可能となる。
【００１６】
また、本願請求項６に記載された鋼管杭への構真柱の施工方法によれば、鋼管からなる補助管内周面に、平面視で前記補助管内を複数の区画に区切る補強板を接合し、前記補強板の上端に、前記補強板の上方に延びる構真柱の下端を接合して予め一体としておき、現場にて、前記鋼管杭の上端に前記補助管の下端を接合する構成により、現場での最終的な溶接時における溶接量を減らすことができるとともに、鋼管杭と補助管との位置合わせを簡単に行うことが可能となる。
【００１７】
また、本願請求項７に記載された埋設用管体によれば、前記埋設用管体本体の内周面に回転可能に保持され、前記埋設用管体本体内を上下に延びて前記埋設用管体本体の下方に突出する鋼管杭吊りロッドと、該鋼管杭吊りロッドの下端部に設けられて、側方に張り出した掛止部と、を備えたロック機構と、前記埋設用管体本体の内周面に固定され、前記埋設用管体本体の下端から下方に突出する回転トルク伝達用部材と、を備える構成により、構真柱が接合された杭の設置完了後に埋設用管体と構真柱が接合された杭とを容易に取り外すことが可能となるとともに、構真柱が接合された杭を事前に決定した方向で精度良く設置することが可能となる。また、ロック機構及び回転トルク伝達用部材は埋設用管体本体の内周面側に設けられているため構真柱が接合された杭の沈設時において孔壁に対する抵抗を小さくすることが可能となる。
【００１８】
また、本願請求項８に記載された埋設用管体によれば、前記埋設用管体本体の内周面に固定され、前記埋設用管体本体の下方に延び、その先端部が側方に張り出した、略Ｌ字状の掛止板と、を備える構成により、構真柱が接合された杭の設置完了後に埋設用管体と構真柱一体型杭とを容易に取り外すことが可能となるとともに、構真柱が接合された杭を事前に決定した方向で精度良く設置することが可能となる。また、係止板は埋設用管体本体の内周面側に設けられているため、構真柱が接合された杭の沈設時において孔壁に対する抵抗を小さくすることが可能となる。
【００１９】
また、本願請求項９に記載された埋設用管体によれば、前記埋設用管体本体の側面には、確認孔が設けられている構成により、特に構真柱としてＨ鋼を用いる場合において、埋設用管体の外側からＨ鋼の方向を確認することが可能となり、Ｈ鋼を事前に決定した方向で精度良く設置することが可能となる。
さらに、本願請求項１０に記載された杭の施工方法によれば、中掘り工法と請求項６に記載した鋼管杭への構真柱の施工方法とを組み合わせて杭の施工を行う構成により、施工に用いられる杭の杭長が長い場合や、崩落性の激しい地盤において施工を行う場合においても、構真柱が接合された杭を精度よく設置することが可能となるとともに、工期を短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る構真柱の杭への接合構造を有する杭（以下、構真柱一体型杭という）及びその施工方法を図面を参照して説明する。
図１は本発明の第一の実施形態に係る構真柱一体型杭の斜視図である。図２は構真柱一体型杭を構成する上部鋼管杭の水平方向断面図である。図３は本発明の第一の実施形態に係る埋設用管体の斜視図である。図４は本発明の第一の実施形態に係る構真柱一体型杭と埋設用管体とが係合した状態を示す斜視図である。
【００２１】
構真柱一体型杭１は、図１に示すように、下部鋼管杭２と、上部鋼管杭３と、構真柱４と、を備えている。
下部鋼管杭２は、上下方向（図１における上下方向）に延びる円筒状の既製の鋼管杭である。
上部鋼管杭３は、補助管５と、補強板６と、回転補助部材７と、ずれ止め用凸部８と、を備えている。
補助管５は、下部鋼管杭２と同一の外径を有し、上下方向の長さが下部鋼管杭２に対して短く形成された円筒部材であり、補助管５の下端は下部鋼管杭２の上端と溶接により接合されている。ここで、補助管５の上下方向の長さは適宜設定することが可能であるが、施工時において埋設用管体１１をクレーンにより持ち上げて、構真柱一体型杭１の上部から被せる必要があるため、その便宜を考慮して１ｍから３ｍに設定することが好ましい。
【００２２】
補強板６は、図２に示すように、補助管５の内周面において、補助管５内の略中心部を挟んで所定間隔で対峙して並行に架け渡された２枚の略方形の板材と、その２枚の板材と直交して交差し、補助管５の内の略中心部を通るように架け渡された１枚の略方形の板材とから形成されている。そして、補強板６は、平面視でキの字型形状に形成され、補助管５内を平面視で複数の区画に区切っている。なお、補強板６は、各板材の上下方向に延びる各端辺を補助管５の内周面に溶接により接合されている。ここで、補強板６の形状は、平面視で井の字型形状等、適宜変更することが可能である。
【００２３】
回転補助部材７は、略直方体状に形成された金属部材であり、補助管５の内周面上端部において、補助管５内の中心を挟んで対向する位置に２つ備えられている。
ずれ止め用凸部８は、棒状に形成された金属部材であり、補強板６の各側面において、その長さ方向が各側面の幅方向に延びるように固定され、上下方向に２段ずつ設けられている。
【００２４】
構真柱４は、既製のＨ鋼であり、補強板６の上端において、構真柱４のＨ型の下端面全体がキの字型に形成された補強板６の上端面と重なるように同軸状に接合されている。なお、構真柱４は、既製の鋼管であっても構わない。
このように、構真柱一体型杭１においては、補強板６を介することによって構真柱４と鋼管杭とを接合することが可能となり、構真柱一体型杭１に鋼管杭を用いることが可能となる。
【００２５】
また、補強板６の各側面にずれ止め用凸部８を設ける構成により、構真柱一体型杭１の杭頭部にコンクリートを充填して、構真柱一体型杭１を本設利用する場合において、コンクリート柱からの軸力を、ずれ止め用凸部８を介して、補強板６、下部鋼管杭２へと確実に伝達することが可能となる。
ここで、本実施形態においては、下部鋼管杭２に、補強板６を設けた上部鋼管杭３を介して構真柱４を接合する構成となっているが、上部鋼管杭３を用いずに、下部鋼管杭２の頭部に補強板６を上部鋼管杭３の場合と同様に設け、補強板６と構真柱４とを接合するように構成しても構わない。
【００２６】
埋設用管体１１は、図３に示すように、埋設用管体本体１２と、ロック機構１３と、回転トルク伝達用部材１４と、を備えている。
埋設用管体本体１２は、下部鋼管杭２と同一の外径を有する円筒体であり、図４に示すように、埋設用管体１１と構真柱一体型杭１とが連結される際において、構真柱４の上部から被さるように構成されている。そして、埋設用管体本体１２の側面上部には、周方向に延びる略方形の確認孔１５及び確認孔１５の上部に並行に設けられた確認孔１５と同一形状の操作孔１６が、埋設用管体本体１２内の中心を挟んで対向する位置に２組形成されている。
【００２７】
ロック機構１３は、埋設用管体本体１２内に、埋設用管体本体１２内の中心を挟んで対抗する位置に２組設けられ、各ロック機構１３は、保持部１７と、鋼管杭吊りロッド１８と、掛止部１９と、操作部２０と、から構成されている。
保持部１７は、埋設用管体本体１２の内周面に、その上部から下部にかけて上下方向一直線上に複数（本実施形態においては３つ）設けられている。
【００２８】
鋼管杭吊りロッド１８は、円柱状の棒状体として形成されており、埋設用管体本体１２内において保持部１７により回転可能に保持され、埋設用管体本体１２内を上下に延びて埋設用管体本体１２の下方に突出している。この場合において、鋼管杭吊りロッド１８の長さは、埋設用管体１１と構真柱一体型杭１との連結時において、鋼板杭吊りロッド１８の下端部に設けられた掛止部１９の上端が、補強板６の下端よりも下方となる長さに形成されている。
【００２９】
掛止部１９は、略直方体状の平板として形成されており、鋼管吊りロッド１８の下端部に、鋼管吊りロッド１８の側方に張り出すように接合されている。そして、係止部１９は、鋼管吊りロッド１８の回転と一緒に回転可能に構成されており、埋設用管体１１と構真柱一体型杭１とが連結され、埋設用管体１１を杭穴から引き抜く際に、掛止部１９の上端により補強板６の下端を掛止する構成となっている。
【００３０】
操作部２０は、鋼管吊りロッド１８の上方に、上下方向に延びる鋼管吊りロッド１８に対して直交する方向に接合され、操作孔１６を通じて埋設用管体本体１２の外部へと延びている。そして、操作部２０は、埋設用管体１１と構真柱一体型杭１との連結時において、埋設用管体本体１２の外部から操作部２０を水平方向に回転操作することで、掛止部１９を回転させてその上端による補強板６の下端の掛止及び解除を行うことを可能にしている。
【００３１】
回転トルク伝達用部材１４は、円柱状の棒状体として形成されており、埋設用管体本体１２の内周面下端部に、回転トルク伝達用部材１４の下端部が埋設用管体本体１２の下方に突出するように並行に２本ずつ固定されており、埋設用管体本体１２内の中心を挟んで対抗する位置に２組設けられている。そして、回転トルク伝達用部材１４は、埋設用管体１１と構真柱一体型杭１との連結時において、並行に設けられた２本の回転トルク伝達用部材１４のうち、一方が補強板６の側面と当接し、他方が回転補助部材７の側面と当接することにより、埋設用管体１１の回転トルクを構真柱一体型杭１へと伝達可能に構成されている。
【００３２】
次に、本願の第一の実施形態に係る構真柱一体型杭の施工方法を図面を参照して説明する。図５は、構真柱一体型杭の施工方法を示す説明図である。
まず、下杭２５に予め逃げ芯２６を設置しておき、下杭２５の杭芯をセットする（図５（ａ））。
そして、中掘り工法により、下杭２５を、その鉛直精度を確認しつつトランジットで回転させながら埋設を行う（図５（ｂ））。
次に、下杭２５の上部に中杭２７を建込み、継手部を溶接する（図５（ｃ））。この場合において、下杭２５と中杭２７とから下部鋼管杭２が構成される。ここで、本実施形態においては、下杭２５と中杭２７とにより下部鋼管杭２を形成しているが、杭を埋設する深度等に応じて適宜変更し、下杭２５のみにより、又は下杭２５と複数の中杭２７とにより下部鋼管杭２を構成することが可能である。
【００３３】
そして、下部鋼管杭２を、鉛直精度を確認しながら、トランジットにより回転させながら埋設を行う（図５（ｄ））。
さらに、回転させながら埋設を行った下部鋼管杭２の上部に埋設用管体１１を建込む（図５（ｅ））。
そして、埋設用管体１１の沈設を行い、下部鋼管杭２の先端ビットが所定の深度に到達した後、下部鋼管杭２の先端ビットを拡大させてセメントミルク（W／Ｃ＝６０％）を注入しながら根固め球根を築造する（図５（ｆ））。
そして、ロッド２８を洗い水を注入しながら引き上げる（図５（ｇ））。
さらに、埋設用管体１１を引き上げることにより、下部鋼管杭２を中杭２７の上端までを引き上げる（図５（ｈ））。
【００３４】
そして、上部鋼管杭３に構真柱４を予め工場において接合して一体に加工しておき、下部鋼管杭２の上部に構真柱４が接合された上部鋼管杭３を同軸状に建込み、継手部を溶接により接合して、構真柱一体型杭１を形成する（図５（ｉ））。この場合において、構真柱４が接合された上部鋼管杭３は予め工場において加工されており、現場においては上部鋼管杭３の下端と下部鋼管杭２の上端との溶接のみを行えばよいため、現場での最終的な溶接時における溶接量を減らすことができるとともに、構真柱４が接合された上部鋼管杭３と下部鋼管杭２との位置合わせを簡単に行うことが可能となる。ここで、本実施形態においては、下部鋼管杭２の上部に構真柱４が接合された上部鋼管杭３を接合する構成となっているが、上部鋼管杭３を用いずに、予め下部鋼管杭２の頭部に補強板６を上部鋼管杭３の場合と同様に設けておき、図５（ｉ）の時点において、補強板６の上部に構真柱４を同軸状に建て込み、継手部を溶接により接合するように構成しても構わない。そして、かかる構成によっても、現場での最終的な溶接時における溶接量を減らすことが可能となる。また、上部鋼管杭３を用いずに、予め構真柱４に補強板６を接合して一体としておき、図５（ｉ）の時点において、下部鋼管杭２に構真柱４に接合された補強板６を挿入して構真柱４を補強板６の上部に同軸状に建て込み、補強板６と下部鋼管杭２との継手部を溶接により接合する構成としても構わない。そして、かかる構成によれば現場での最終的な溶接時における溶接量を減らすとともに、構真柱４と下部鋼管杭２との位置合わせを簡単に行うことが可能となる。
【００３５】
次に、構真柱一体型杭１の上部に埋設用管体１１を建込み、埋設用管体を介して圧入又は回転圧入を行い、構真柱一体型杭１を根固め球根付近まで再度沈設する（図５（ｊ））。ここで、構真柱一体型杭１と埋設用管体１１との連結は、まず、埋設用管体１１を、上部鋼管杭３のＨ鋼４に被せるように、上部鋼管杭３の上部に同軸状に建込む。この場合において、埋設用管体１１の下方に突出した鋼管吊りロッド１８を上部鋼管杭３の補助管５の内部に補強板６の間から挿入する。そして、埋設用管体本体１２の上方外部から操作部２０を手動により水平方向に回転操作することで、鋼管吊りロッド１８の下端部に設けられた掛止部１９を回転させ、係止部１９を補強板６の下方に回動させる。これにより、埋設用管体１１を引き抜くことによって、掛止部１９の上端が補強板６の下端を掛止し、埋設用管体１１と構真柱一体型杭１とを一緒に引き抜くことが可能となる。また、構真柱一体型杭１の沈設時においては、埋設用管体１１に２組設けられた回転トルク伝達用部材１４が、補強板６の側面及び回転補助部材７の側面と当接することにより、埋設用管体１１の回転トルクを構真柱一体型杭１へと伝達することが可能となっている。この場合において、構真柱一体型杭１と埋設用管体１１とは外径が同一に構成されているとともに、構真柱一体型杭１と埋設用管体１１との連結に用いるロック機構１３及び補強板６は、それぞれ埋設用管体本体１２又は補助管５の内部に設けられているため、構真柱一体型杭１の沈設時における構真柱一体型杭１及び埋設用管体１１の孔壁に対する抵抗を小さくすることが可能となる。
【００３６】
さらに、構真柱一体型杭１を所定の位置に設置して、レベル止めを行う（図５（ｋ））。この場合において、埋設用管体本体１２に設けられた確認孔１５により、埋設用管体１１の上方外側からＨ鋼４の方向を確認することが可能となっているため、構真柱一体型杭１を事前に決定した方向で精度良く設置することが可能となる。
【００３７】
そして、４時間程度保持した後、埋設用管体１１を構真柱一体型杭１から取り外して回収する（図５（ｌ））。ここで、構真柱一体型杭１と埋設用管体１１との連結を解除するには、まず、埋設用管体本体１２の上方外部から操作部２０を手動により水平方向に回転操作させることで、鋼管吊りロッド１８の下部に設けられた掛止部１９を回転させ、掛止部１９による補強板６の掛止を解除する。この場合において、操作部２０は、埋設用管体本体１２の側面上部に設けられた操作孔１６より操作することが可能であるため、構真柱一体型杭１の設置完了後に埋設用管体１１と構真柱一体型杭１とを容易に取り外すことが可能となる。また、操作部２０の回転操作のみにより、埋設用管体１１を回転させることなく構真柱一体型杭１と埋設用管体１１との連結を解除することが可能であるため、埋設用管体１１を取り外す際における構真柱一体型杭１の共回りを回避することが可能となり、構真柱一体型杭１を事前に決定した方向で精度良く設置することが可能となる。
【００３８】
次に、本発明の第二の実施形態に係る構真柱一体型杭の施工方法について図面を参照して説明する。第二の実施形態の構真柱一体型杭の施工方法は、図５に示す第一の実施形態の構真柱一体型杭の施工方法と基本構成は同様であるが、埋設用管体１１の代わりに図６に示す埋設用管体３１を用いている。なお、本実施形態に係る構真柱一体型杭１においては、回転補助部材７は備えられていない。
【００３９】
図６は本発明の第二の実施形態に係る埋設用管体の斜視図である。図７は本発明の第二の実施形態に係る構真柱一体型杭と埋設用管体とが係合した状態を示す斜視図である。
埋設用管体３１は、図６に示すように、埋設用管体本体３２と、掛止板３３と、を備えている。
埋設用管体本体３２は、下部鋼管杭２と同一の外径を有する円筒体であり、図７に示すように、埋設用管体３１と構真柱一体型杭１とが連結される際において、構真柱４の上部から被さるように構成されている。そして、埋設用管体本体３２の側面上部には、周方向に延びる略方形の確認孔３４が埋設用管体本体３２内の中心を挟んで対向する位置に２組形成されている。
【００４０】
掛止板３３は、埋設用管体本体３２の内周面下端部に接合され、埋設用管体本体３２の下端から下方へ延びる回転力付与部３５と、回転力付与部３５の下端部において側方に張り出すように埋設用管体本体３２の周方向に延びる掛止部３６と、から略Ｌ字状の板状体として形成されている。そして、掛止板３３は、埋設用管体本体３２の内周面において、埋設用管体本体３２内の中心を挟んで対抗する位置に２組、両係止板３３の掛止部３６の延びる方向が埋設用管体３１の回転方向において同一方向となるように設けられている。この場合において、回転力付与部３５の上下方向の長さは、埋設用管体３１と構真柱一体型杭１とが連結される際において、回転力付与部３５の下端部から側方に張り出した掛止部３６の上端が、補強板６の下端を掛止することが可能な長さに形成されている。
【００４１】
構真柱一体型杭１と埋設用管体３１との連結は、まず、埋設用管体３１を、上部鋼管杭３のＨ鋼４に被せるように、上部鋼管杭３の上部に同軸状に建込む。この場合において、埋設用管体３１の下方に突出した掛止板３３を上部鋼管杭３の補助管５の内部に補強板６の間から挿入する。そして、埋設用管体本体３２を回転させることで、回転力付与部３５の下端部に設けられ掛止部３６を補強板６の下方へと入り込ませる。これにより、埋設用管体３１を引き抜くことによって、掛止部３６の上端が補強板６の下端を掛止し、埋設用管体３１と構真柱一体型杭１とを一緒に引き抜くことが可能となる。また、構真柱一体型杭１の沈設時においては、掛止板３３の回転力付与部３５が、補強板６の側面と当接することにより、埋設用管体３１の回転トルクを構真柱一体型杭１へと伝達するようになっている。この場合において、構真柱一体型杭１と埋設用管体３１とは外径が同一に構成されているとともに、構真柱一体型杭１と埋設用管体１１との連結に用いる掛止板３３及び補強板６は、それぞれ埋設用管体本体３２又は補助管５の内部に設けられているため、構真柱一体型杭１の沈設時における構真柱付き交換杭１及び埋設用管体３１の孔壁に対する抵抗を小さくすることが可能となる。
【００４２】
そして、構真柱一体型杭１と埋設用管体３１との連結を解除するには、埋設用管体本体３２を連結時と逆方向に回転させることで、掛止部３６による補強板６の下端部の掛止を解除することができる。この場合において、掛止板３３は埋設用管体本体３２を切り欠いて形成されたものではないため、埋設用管体本体３２の回転時において掛止板３３が構真柱一体型杭１に干渉することは少なく、埋設用管体３１を取り外す際における構真柱一体型杭１の共回りを回避することが可能となり、構真柱一体型杭１を事前に決定した方向で精度良く設置することが可能となる。
【００４３】
そして、本願の第一及び第二の実施形態に係る構真柱一体型杭の施工方法によれば、中掘り工法と構真柱一体型杭の施工方法とを組み合わせて行うことにより、施工に用いられる杭の杭長が長い場合や、崩落性の激しい地盤において施工を行う場合においても、構真柱一体型杭１を精度よく設置することが可能となるとともに、工期を短縮することが可能となる。
【００４４】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、種々の変更を行うことができる。
例えば、上記第一の実施形態においては、上部鋼管杭３の補助管５において、必ずしも回転補助部材７を備える必要は無く、埋設用管体１１の回転トルク伝達用部材１４と上部鋼管杭３の補強板６とだけにより、埋設用管体１１の回転トルクを構真柱一体型杭１に伝達する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る構真柱一体型杭の斜視図である。
【図２】構真柱一体型杭を構成する上部鋼管杭の水平方向断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係る埋設用管体の斜視図である。
【図４】本発明の第一の実施形態に係る構真柱一体型杭と埋設用管体とが係合した状態を示す斜視図である。
【図５】構真柱一体型杭の施工方法を示す説明図である。
【図６】本発明の第二の実施形態に係る埋設用管体の斜視図である。
【図７】本発明の第二の実施形態に係る構真柱一体型杭と埋設用管体とが係合した状態を示す斜視図である。
【図８】特許文献１に示す逆打工法用仮設対応支柱の施工方法に用いられる仮設対応支柱付き杭及び埋設用管体用鋼管を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 構真柱一体型杭
２ 下部鋼管杭
３ 上部鋼管杭
４ 構真柱
５ 補助管
６ 補強板
７ 回転補助部材
８ ずれ止め用凸部
１１ 埋設用管体
１２ 埋設用管体本体
１３ ロック機構
１４ 回転トルク伝達用部材
１５ 確認孔
１６ 操作孔
１７ 保持部
１８ 鋼管杭吊りロッド
１９ 掛止部
２０ 操作部
２５ 下杭
２６ 逃げ芯
２７ 中杭
２８ ロッド
３１ 埋設用管体
３２ 埋設用管体本体
３３ 掛止板
３４ 確認孔
３５ 回転力付与部
３６ 掛止部
４１ 仮設対応支柱付き
４２ 既製ＰＣ杭
４３ Ｈ鋼
４４ 突起
４５ 埋設用管体用鋼管
４６ 案内掛止溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建て込んだ鋼管杭の上端に接合される鋼管からなる補助管と、前記補助管内周面に設けられて、平面視で前記補助管内を複数の区画に区切る補強板と、前記補強板の上端に接合されて上方に延びる構真柱と、を備えることを特徴とする構真柱の杭への接合構造。
【請求項２】
建て込んだ鋼管杭の頭部内周面に設けられて、平面視で前記鋼管杭内を複数の区画に区切る補強板と、前記補強板の上端に接合されて上方に延びる構真柱と、を備えることを特徴とする構真柱の杭への接合構造。
【請求項３】
前記補強板に対し、側方向に突出したずれ止め用の凸部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の構真柱の杭への接合構造。
【請求項４】
鋼管杭の頭部内周面に、平面視で前記鋼管杭内を複数の区画に区切る補強板を予め接合しておき、
現場にて、前記補強板の上端に、上方に延びる前記構真柱の下端を接合することを特徴とする鋼管杭への構真柱の施工方法。
【請求項５】
上方に延びる構真柱の下端に、平面視で鋼管杭内を複数の区画に区切る補強板の上端を予め接合しておき、
現場にて、前記鋼管杭の頭部内周面に、前記補強板を接合することを特徴とする鋼管杭への構真柱の施工方法。
【請求項６】
鋼管からなる補助管内周面に、平面視で前記補助管内を複数の区画に区切る補強板を接合し、前記補強板の上端に、前記補強板の上方に延びる構真柱の下端を接合して予め一体としておき、
現場にて、前記鋼管杭の上端に前記補助管の下端を接合することを特徴とする鋼管杭への構真柱の施工方法。
【請求項７】
請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の接合構造を有する杭と着脱自在に連結され、前記杭を打ち込み又は回転させる埋設用管体であって、
前記埋設用管体は、前記構真柱に被さる筒状の埋設用管体本体と、
前記埋設用管体本体の内周面に回転可能に保持され、前記埋設用管体本体内を上下に延びて前記埋設用管体本体の下方に突出する鋼管杭吊りロッドと、該鋼管杭吊りロッドの下端部に設けられて、側方に張り出した掛止部と、を備えたロック機構と、
前記埋設用管体本体の内周面に固定され、前記埋設用管体本体の下端から下方に突出する回転トルク伝達用部材と、を備えることを特徴とする埋設用管体。
【請求項８】
請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の接合構造を有する杭と着脱自在に連結され、前記杭を打ち込み又は回転させる埋設用管体であって、
前記埋設用管体は、前記構真柱に被さる筒状の埋設用管体本体と、
前記埋設用管体本体の内周面に固定され、前記埋設用管体本体の下方に延び、その先端部が側方に張り出して、前記補強板に掛止可能な、略Ｌ字状の掛止板と、を備えることを特徴とする埋設用管体。
【請求項９】
前記埋設用管体本体の側面には、確認孔が設けられていることを特徴とする請求項８又は９記載の埋設用管体。
【請求項１０】
中掘り工法により杭を沈設し、根固め球根を築造した後、
前記杭を引き上げ、請求項６に記載した施工方法により構真柱を前記杭に接合し、
その構真柱に請求項７乃至９のうちいずれか１項記載の埋設用管体を被せ、その埋設用管体を介して圧入又は回転圧入することにより、当該杭を前記根固め球根付近まで沈設することを特徴とする杭の施工方法。
【請求項１】
建て込んだ鋼管杭の上端に接合される鋼管からなる補助管と、前記補助管内周面に設けられて、平面視で前記補助管内を複数の区画に区切る補強板と、前記補強板の上端に接合されて上方に延びる構真柱と、を備えることを特徴とする構真柱の杭への接合構造。
【請求項２】
建て込んだ鋼管杭の頭部内周面に設けられて、平面視で前記鋼管杭内を複数の区画に区切る補強板と、前記補強板の上端に接合されて上方に延びる構真柱と、を備えることを特徴とする構真柱の杭への接合構造。
【請求項３】
前記補強板に対し、側方向に突出したずれ止め用の凸部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の構真柱の杭への接合構造。
【請求項４】
鋼管杭の頭部内周面に、平面視で前記鋼管杭内を複数の区画に区切る補強板を予め接合しておき、
現場にて、前記補強板の上端に、上方に延びる前記構真柱の下端を接合することを特徴とする鋼管杭への構真柱の施工方法。
【請求項５】
上方に延びる構真柱の下端に、平面視で鋼管杭内を複数の区画に区切る補強板の上端を予め接合しておき、
現場にて、前記鋼管杭の頭部内周面に、前記補強板を接合することを特徴とする鋼管杭への構真柱の施工方法。
【請求項６】
鋼管からなる補助管内周面に、平面視で前記補助管内を複数の区画に区切る補強板を接合し、前記補強板の上端に、前記補強板の上方に延びる構真柱の下端を接合して予め一体としておき、
現場にて、前記鋼管杭の上端に前記補助管の下端を接合することを特徴とする鋼管杭への構真柱の施工方法。
【請求項７】
請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の接合構造を有する杭と着脱自在に連結され、前記杭を打ち込み又は回転させる埋設用管体であって、
前記埋設用管体は、前記構真柱に被さる筒状の埋設用管体本体と、
前記埋設用管体本体の内周面に回転可能に保持され、前記埋設用管体本体内を上下に延びて前記埋設用管体本体の下方に突出する鋼管杭吊りロッドと、該鋼管杭吊りロッドの下端部に設けられて、側方に張り出した掛止部と、を備えたロック機構と、
前記埋設用管体本体の内周面に固定され、前記埋設用管体本体の下端から下方に突出する回転トルク伝達用部材と、を備えることを特徴とする埋設用管体。
【請求項８】
請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の接合構造を有する杭と着脱自在に連結され、前記杭を打ち込み又は回転させる埋設用管体であって、
前記埋設用管体は、前記構真柱に被さる筒状の埋設用管体本体と、
前記埋設用管体本体の内周面に固定され、前記埋設用管体本体の下方に延び、その先端部が側方に張り出して、前記補強板に掛止可能な、略Ｌ字状の掛止板と、を備えることを特徴とする埋設用管体。
【請求項９】
前記埋設用管体本体の側面には、確認孔が設けられていることを特徴とする請求項８又は９記載の埋設用管体。
【請求項１０】
中掘り工法により杭を沈設し、根固め球根を築造した後、
前記杭を引き上げ、請求項６に記載した施工方法により構真柱を前記杭に接合し、
その構真柱に請求項７乃至９のうちいずれか１項記載の埋設用管体を被せ、その埋設用管体を介して圧入又は回転圧入することにより、当該杭を前記根固め球根付近まで沈設することを特徴とする杭の施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−３１９７０（Ｐ２００７−３１９７０Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１３０９５（Ｐ２００５−２１３０９５）
【出願日】平成１７年７月２２日（２００５．７．２２）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（５９２１９５１２６）ノザキ建工株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２２日（２００５．７．２２）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（５９２１９５１２６）ノザキ建工株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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