液体または流動性固化材供給用の噴射装置及びそれを用いた鋼杭並びに鋼杭の施工方法及び基礎杭
【課題】鋼管杭及びそれに用いる装置並びに鋼管杭の施工方法及び基礎杭を提供すること。
【解決手段】鋼管杭本体２の外側に、先端部および周方向の側壁にそれぞれ噴射孔６を備えた金属製外管７が杭軸方向に配置されて固定され、その金属製外管７の内側に、給液用の管状弁体８が摺動可能に嵌合され、前記給液用の管状弁体８の先端部および周方向の側壁には、前記噴射孔の入り口５ａ側に接続するための孔と、前記噴射孔の入り口側を閉塞するための壁部とが設けられている鋼管杭１とする。前記金属製外管７と給液用の管状弁体８とを備えた流動性固化材供給用の噴射装置２２とする。また、前記の鋼管杭１を用いて金属製外管７の先端部の噴射孔から水またはセメントミルク等の経時硬化性材料および側壁の噴射孔から経時硬化性材料を噴射して鋼管杭１を施工して基礎杭を構築する。
【解決手段】鋼管杭本体２の外側に、先端部および周方向の側壁にそれぞれ噴射孔６を備えた金属製外管７が杭軸方向に配置されて固定され、その金属製外管７の内側に、給液用の管状弁体８が摺動可能に嵌合され、前記給液用の管状弁体８の先端部および周方向の側壁には、前記噴射孔の入り口５ａ側に接続するための孔と、前記噴射孔の入り口側を閉塞するための壁部とが設けられている鋼管杭１とする。前記金属製外管７と給液用の管状弁体８とを備えた流動性固化材供給用の噴射装置２２とする。また、前記の鋼管杭１を用いて金属製外管７の先端部の噴射孔から水またはセメントミルク等の経時硬化性材料および側壁の噴射孔から経時硬化性材料を噴射して鋼管杭１を施工して基礎杭を構築する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼杭を打設する際に、杭支持力の増大を図るために鋼杭の先端と周面にセメントミルク等の流動性固化材を注入して根固め部および付着層を形成するための液体または流動性固化材供給用の噴射装置及びそれを用いた鋼杭並びに鋼杭の施工方法及び基礎杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管杭の施工において、バイブロハンマを用いて、鋼管杭に振動力を与えて、地盤の抵抗を軽減しながら、地中に打設する工法が一般に用いられるが、地盤が固い場合にはウォータージェットを併用する方法がある。
【０００３】
図１９に示すように、バイブロハンマ３５による振動に加えてウォータージェットを併用する鋼管杭の施工方法は、鋼管杭３６の先端部に複数の噴射ノズルを配置し、各々の噴射ノズルにゴムホース３７が接続され、噴射ノズルから高圧水を噴射することにより、地盤を掘削し、杭の打設抵抗を軽減する工法である。なお、一般的にウォータージェットは、鋼管杭の先端部から下方のみに向かって噴射される。
【０００４】
しかし、ウォータージェットを併用した施工方法においては、鋼管杭の下方の地盤内に空洞が発生したり、鋼管杭先端部の閉塞が不十分となるために、鋼管杭の施工後に、先端支持力を確保することができない。
そこで、噴射ノズルを用いて高圧水を噴射しながら、所定の支持層まで鋼管杭を施工後に、噴射ノズルから流動性固化材を噴射することにより、杭先端部に根固め部を築造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、噴射ノズルの高圧水の噴射方向を杭打設方向および打設方向と垂直外側方向とすることにより、大きな根固め部を築造できることも知られている（例えば、特許文献１参照）。
前記従来の場合は、セメントミルクを噴射するためにゴム製のホースを使用しているが、ゴム製のホースはフレキシブルであるため、鋼管杭の打込み長が１５ｍ未満程度であると、回収が可能で、鋼管杭打設後にホースを回収しながら周面へもセメントミルクを注入することができるという特長を有している。
【０００６】
セメントミルクを噴射するためにゴム製のホースを使用した場合には、鋼管杭の打設深度が大きくなってくると、周面の地盤からの抵抗（土圧による締付け）が大きくなり、ゴム製のホースの回収が困難になる。また、鋼管杭打設途中でゴム製のホースが破断してしまう危険性も大きくなる。鋼管杭の打込み長が２０ｍ〜３０ｍを超えると、地盤条件にもよるが、事実上、ゴム製のホースは使用できなくなる。
【０００７】
また、地盤掘削補助として鋼管杭に取り付けた高圧噴射用の高圧給水ホースには、先端に高圧噴射ノズルが取り付けてあるが、高圧噴射ノズルを、鋼管杭に溶接してあるノズルホルダーに取り付ける際にテンションエレメントと呼称される部品で固定することも知られている（例えば、特許文献２参照）。
前記のテンションエレメントによって打設時に高圧噴射ノズルが外れないようにしており、逆に高圧給水ホース回収時には、所定の引張り力が加わるとテンションエレメントがちぎれて簡単に取り外れるようになっている。ただし、この場合も、鋼管杭の打込み深度が深いほど困難となる。すなわち、鋼管杭打込み途中であるのにテンションエレメントが耐荷重を超えて切断し（ちぎれ）たり、地盤からの高圧給水ホースへの締め付けが強すぎて、地上から高圧給水ホースに引張り力を作用させても、その引張り力がテンションエレメントまで到達しない恐れがある。
【０００８】
前記の装置と同様に、杭へのジェットノズルの固定、取り外しを簡単に行うための装置として、高圧噴射ノズルをノズルホルダーに差込み、シャーピンと呼ばれる部品で固定し、高圧給水ホース回収時は一定の力以上の引張り力が加わるとシャーピンが破断し、高圧噴射ノズルがノズルホルダーから簡単に取り外しできるようにした技術も知られている（例えば、特許文献３参照）。
ただし、この場合も、杭の打込み深度が深くなると、打設途中でシャーピンが破断したり、高圧給水ホース回収時に引張り力が、高圧給水ホース先端まで届かずに、シャーピンが破断できずに、高圧給水ホースが、回収不能と成ってしまう恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２７０１５７号公報
【特許文献２】特開２００７−４６４３２号公報
【特許文献３】特開平０８−９２９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記従来の場合には、打設時の課題として、（１）打設中にテンションエレメントが切れたり、（２）高圧給水ホースが損傷したり、最悪の場合、高圧給水ホースが破断する恐れがあった。
また、高圧給水ホース回収時の課題として、杭の貫入深度が深くなると、高圧給水ホースを引張ってもテンションエレメントが切れずに高圧給水ホースが切れる恐れがある。
これらの課題を解消することで、打設途中に水及びセメントミルク配送のための管が破損しないようにしつつ、セメントミルクの杭先端注入から杭周面注入への切り替えが可能となり、効率よく鋼杭を施工でき基礎杭を築造することができる。
本発明は前記の課題を有利に解消した液体または流動性固化材供給用の噴射装置及びそれを用いた鋼杭並びに鋼管杭の施工方法及び基礎杭を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明の液体または流動性固化材供給用の噴射装置においては、液体または流動性固化材供給用の噴射装置であって、先端部および周方向の側壁にそれぞれ噴射孔を備えた金属製外管の内側に、給液用の管状弁体が摺動可能に嵌合され、前記給液用の管状弁体の先端部および周方向の側壁には、前記金属製外管の噴射孔に接続する入り口に接続するための孔と、前記金属製外管の噴射孔に接続する入り口を閉塞するための壁部とが設けられていることを特徴とする。
第２発明では、第１発明の液体または流動性固化材供給用の噴射装置において、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通しないように、金属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とは、位置がずらされて設けられていることを特徴とする。
第３発明では、第１発明の金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通しないように、属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体における側壁の孔とは、上下方向に位置がずらされており、かつ、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通している時に、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通連通しないように、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とは、管半径方向に位置がずらされていることを特徴とする。
第４発明では、第１発明の液体または流動性固化材供給用の噴射装置において、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通しないように、属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体における側壁の孔とは、管周方向に位置がずらされ、かつ金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通している時に、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通連通しないように、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とは、管周方向に位置がずらされていることを特徴とする。
第５発明では、鋼杭本体の外側に、第１発明〜第４発明のいずれか一つまたは複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置における金属製外管が杭長手方向に配置されて固定されていることを特徴とする。
第６発明では、第１，２，３のいずれかの発明の鋼杭において、鋼杭本体の外側に、請求項１〜請求項３のいずれか一つまたは複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置における金属製外管が杭長手方向に配置されて固定され、前記金属製外管の側壁に、上下方向に間隔をおいて噴射孔が設けられ、給液用の管状弁体の側壁には、前記噴射孔に接続するための孔が、前記噴射孔が設けられている間隔と同じ間隔で上下方向に間隔をおいて設けられ、金属製外管に対して給液用の管状弁体は上下方向に移動可能に、かつ周方向に回転不能にされていることを特徴とする。
第７発明では、第１，２，４のいずれかの発明の鋼杭において、金属製外管の側壁に、周方向に間隔をおいて噴射孔が設けられ、給液用の管状弁体の側壁には、前記噴射孔に接続するための孔が、前記噴射孔が設けられている間隔と同じ間隔で周方向に間隔をおいて設けられ、金属製外管に対して給液用の管状弁体は周方向に回動可能に、かつ上下方向に移動不能にされ、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通するときは金属製外管の先端部噴射孔が閉塞され、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通していないときは金属製外管の先端部噴射孔が開放されていることを特徴とする。
第８発明の鋼杭においては、鋼杭本体は、鋼管またはＨ形鋼あるいは鋼矢板のいずれかであることを特徴とする。
第９発明の鋼管杭の施工方法においては、鋼管杭の打設において、鋼杭貫入方向に高圧水を噴射する鋼杭の施工方法であって、請求項５〜８のいずれかの鋼杭を用い、給液用の管状弁体内に高圧水を供給し杭先端部から高圧水を噴射して、鋼杭を所定の深度に貫入させた後、前記高圧水の噴射に代わって、管状弁体内に流動性固化材を供給して、前記杭先端部から流動性固化材を噴射し、鋼杭先端部に根固め部を築造し、また給液用の管状弁体における側壁の孔と、金属製外管の側壁の噴射孔を連通させて、金属製外管の側壁の噴射孔から流動性固化材を噴射して、鋼杭の外周面と鋼杭周囲の地盤に形成された縦孔との間に流動性固化材を噴射して鋼杭側周面側に付着層を形成することを特徴とする。
第７発明の基礎杭では、第６発明の鋼杭の施工方法によって施工されて、流動性固化材が固化された根固め部および付着層により鋼杭が支持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明の液体または流動性固化材供給用の噴射装置によると、先端部および周方向の側壁にそれぞれ噴射孔を備えた金属製外管の内側に、給液用の管状弁体が摺動可能に嵌合され、前記給液用の管状弁体の先端部および周方向の側壁には、前記金属製外管噴射孔に接続するための孔と、前記金属製外管噴射孔を閉塞するための壁部とが設けられているので、金属製外管と管状弁体とを備えた簡単な二重管構造の噴射装置であり、また、金属製外管の先端部あるいは側壁の噴射孔から噴射させることができる等の効果が得られる。
第２発明の液体または流動性固化材供給用の噴射装置によると、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通しないように、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔と、金属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部および側壁の孔とは、位置がずらされて設けられているので、金属製外管の先端部からの噴射と、側壁の噴射孔からの噴射とを切り替えて、セメントミルク等の流動性固化材料を噴射することができる。また、金属製外管と管状弁体とを備えた簡単な二重管構造の噴射装置とすることができる等の効果が得られる。
第３発明によると、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通しないように、属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体における側壁の孔とは、上下方向に位置がずらされており、かつ、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通している時に、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通連通しないように、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とは、管半径方向に位置がずらされているので、給液用の管状弁体を金属製外管に対して下降移動または上昇移動させるだけで、金属製外管の先端部からの噴射と、側壁の噴射孔からの噴射とを切り替えて、セメントミルク等の流動性固化材料を噴射することができる等の効果が得られる。
第４発明によると、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通しないように、属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体における側壁の孔とは、管周方向に位置がずらされ、かつ金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通している時に、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通連通しないように、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とは、管周方向に位置がずらされているので、給液用の管状弁体を金属製外管に対して時計方向に回動または半時計方向に回動させるだけで、金属製外管の先端部からの噴射と、側壁の噴射孔からの噴射とを切り替えて、セメントミルク等の流動性固化材料を噴射することができる等の効果が得られる。
第５発明によると、鋼管杭本体の外側に、第１発明〜第４発明のいずれか一つまたは複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置における金属製外管が杭長手方向に配置されて固定されているので、下記（１）〜（５）のような効果が得られる。
（１）従来のようなゴム製のホースを用いていたときのような打設時のゴム製ホース等の破損がなくなる。
（２）噴射孔を備えた金属製外管の内側に貫通孔を備えた管状弁体を摺動可能に嵌合は位置することにより、金属製外管の周側壁の噴射孔から噴射して、鋼杭周面へのセメントミルク等の経時硬化性の流動性固化材料の注入が確実に行える。
（３）従来の鋼製パイプでは、鋼杭先端への注入しかできなかったが、本発明の鋼杭では、鋼杭先端と鋼杭周面の両方にセメントミルク等の経時硬化性の流動性固化材料を注入できるようになる。
（４）前記の（３）により、鋼杭先端部に、セメントミルク等の流動性固化材料を用いた均質な拡大根固め部が形成でき、また、鋼杭の周側面の付着も確実になるため、鋼杭の確実な支持力発現に貢献でき、確実な支持力を発揮できる鋼杭を用いた基礎杭となる。
（５）複数種類の噴射装置を用いる場合には、鋼杭に対する配置位置により、１種または複数種類の噴射装置を適宜選択して用いることもできる。
第６発明によると、鋼杭本体の外側に、第１発明〜第３発明のいずれか一つまたは複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置における金属製外管が杭長手方向に配置されて固定され、前記金属製外管の側壁に、上下方向に間隔をおいて噴射孔が設けられ、給液用の管状弁体の側壁には、前記噴射孔に接続するための孔が、前記噴射孔が設けられている間隔と同じ間隔で上下方向に間隔をおいて設けられ、金属製外管に対して給液用の管状弁体は上下方向に移動可能に、かつ周方向に回転不能にされ、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通するときは金属製外管の先端部噴射孔が閉塞され、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通していないときは金属製外管の先端部噴射孔が開放されているので、管状弁体を金属製外管の上下方向に、孔間隔と同じ距離だけ、下降移動または上昇移動させることで、金属製外管における周側壁の噴射孔と、管状弁体の周側壁の孔とを合致させたり、位置をずらして、噴射孔を閉塞させることができる。また、金属製外管の周側面から噴射可能な簡単な構造の鋼管杭とすることができる等の効果が得られる。
第７発明によると、鋼杭本体の外側に、第１，２，４発明のいずれか一つまたは複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置における金属製外管が杭長手方向に配置されて固定され、前記金属製外管の側壁に、周方向に間隔をおいて噴射孔が設けられ、給液用の管状弁体の側壁には、前記噴射孔に接続するための孔が、前記噴射孔が設けられている間隔と同じ間隔で周方向に間隔をおいて設けられ、金属製外管に対して給液用の管状弁体は周方向に回動可能に、かつ上下方向に移動不能にされ、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通するときは金属製外管の先端部噴射孔が閉塞され、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通していないときは金属製外管の先端部噴射孔が開放されているので、管状弁体を金属製外管の周方向に、孔角度間隔と同じ角度だけ、時計方向移動または反時計方向移動させることで、金属製外管における周側壁の噴射孔と、管状弁体の周側壁の孔とを合致させたり、位置をずらして、噴射孔を閉塞させることができる。また、金属製外管の周側面から噴射可能な簡単な構造の鋼管杭とすることができる等の効果が得られる。
第８発明によると、第５発明〜第７発明のいずれかの鋼杭において、鋼杭本体は、鋼管またはＨ形鋼あるいは鋼矢板のいずれかであるので、単に鋼管またはＨ形鋼あるいは鋼矢板に噴射装置を設けることで、各種形態の鋼杭本体と組み合わせて各種形態の鋼杭とすることができる等の効果が得られる。
第９発明によると、バイブロハンマを用い鋼管杭に振動を与えると共に鋼杭貫入方向に高圧水を噴射する鋼杭の施工方法であって、請求項５〜８のいずれかの鋼杭を用い、給液用の管状弁体内に高圧水を供給し杭先端部から高圧水を噴射して、鋼杭を所定の深度に貫入させた後、前記高圧水の噴射に代わって、管状弁体内に流動性固化材を供給して、前記杭先端部から流動性固化材を噴射し、鋼杭先端部に根固め部を築造し、また給液用の管状弁体における側壁の孔と、金属製外管の側壁の噴射孔を連通させて、金属製外管の側壁の噴射孔から流動性固化材を噴射して、鋼杭の外周面と鋼杭周囲の地盤に形成された縦孔との間に流動性固化材を噴射して鋼杭側周面側に付着層を形成するので、鋼杭を埋め込む形態の施工をする場合に、噴射孔を備えた金属製外管と、管状弁体とを備えた二重管構造とした簡単な構造の噴射装置を鋼杭に付属させて施工するだけで、鋼杭先端部に根固め部および鋼杭側周面に付着層を確実に形成して、確実に支持力を発揮できる鋼杭を地盤に容易に貫入施工することができる等の効果が得られる。
第１０発明によると、第９発明の鋼杭の施工方法によって施工されて、流動性固化材が固化された根固め部および付着層により鋼杭が支持されているので、流動性固化材が固化された拡大根固め部およびこれに接続する付着層により鋼杭が支持されている基礎杭とすることができ、確実な支持力を発揮できる品質の高い基礎杭とすることができる。施工効率が良く、短工期で施工可能な基礎杭であり、その分、施工費用が安価な基礎杭とすることができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態の鋼管杭における給液用の管状弁体にホース等を付属させた状態を示す正面図である。
【図２】図１における片側の配管の状態を示し、外管の噴射ノズルと内管の横孔とが上下方向に位相がずれた状態を示す縦断側面図である。
【図３】図１のａ−ａ線断面図である。
【図４】図１のｂ−ｂ線断面図である。
【図５】図２の一部を拡大して示す図である。
【図６】（ａ）は図１の一部を拡大して示す図、（ｂ）は（ａ）における内管の回転を防止しながらガイドするための構造を示す図である。
【図７】図１における片側の配管の状態を示し、外管の噴射ノズルと内管の横孔とが合致した状態を示す縦断側面図である。
【図８】内管の横孔と外管の噴射ノズルとが合致した状態を示す横断平面図である。
【図９】本発明の鋼管杭の先端からウォータージェット水を噴射して鋼管杭を所定の位置まで地盤に貫入させた状態を示す縦断正面図である。
【図１０】本発明の鋼管杭の先端からセメントミルクを噴射して鋼管杭の先端に根固め部を形成している状態を示す縦断正面図である。
【図１１】鋼管杭の周面にセメントミルクを噴射して、鋼管杭の外周面と縦孔との間に付着層を形成した状態を示す縦断正面図である。
【図１２】本発明の鋼管杭を用いた杭基礎の完成した状態を示す縦断正面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態の鋼管杭にホース等を付属させた状態を示す正面図である。
【図１４】図１３における片側の配管の状態を示し、外管の噴射ノズルと内管の横孔とが合致した状態を示す縦断側面図である。
【図１５】内管および外管の底部付近と開閉弁機構と、外管側周面の噴射ノズルと内管の側周面の横孔との関係を示す横断平面図で、内管底部の縦孔が外管の縦孔の入り口と合致した状態を示す横断平面図である。
【図１６】図１３における片側の配管の状態を示し、外管の噴射ノズルと内管の横孔とが上下方向に位相がずれた状態を示す縦断側面図である。
【図１７】内管および外管の底部付近と開閉弁機構と、外管側周面の噴射ノズルと内管の側周面の横孔との関係を示す横断平面図で、内管底部の縦孔が外管の縦孔の入り口と位相がずれた状態を示す横断平面図である。
【図１８】（ａ）は図１３の一部を拡大して示す図、（ｂ）は（ａ）における内管の回転を防止しながらガイドする構造を示す図である。
【図１９】従来の鋼管杭の施工手順を示す説明図である。
【図２０】本発明の他の実施形態の鋼杭の形態を示す側面図である。
【図２１】本発明の他の実施形態の鋼杭の形態を示す側面図である。
【図２２】（ａ）は、図２０に示す鋼杭のｄ−ｄ断面図、（ｂ）は図２１に示す鋼杭のｅ−ｅ断面図である。
【図２３】（ａ）および（ｂ）は、溝形鋼矢板を鋼杭本体として用いた他の形態の鋼杭を示す一部横断平面図である。
【図２４】（ａ）および（ｂ）は、ハット形鋼矢板を鋼杭本体として用いた他の形態の鋼杭を示す一部横断平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１〜図８には、本発明の第１実施形態の鋼杭１が示されている。この第１実施形態の鋼杭１では、特に図２に示すように、大径の鋼管２ａからなる鋼杭本体２の外周面側にその軸方向の先端部から上端部に亘って、先端部の底壁３および周方向の側壁４にそれぞれ噴射孔５，６を備えた鋼管からなる金属製外管７が杭軸方向に配置されて溶接等により固定されている。
前記の金属製外管７は、鋼杭本体２の周方向に等角度間隔をおいて複数本（例えば、２本、３本、４本・・・ｎ本等）配置されている。
前記の金属製外管７は、その先端部の底壁３中央部に縦噴射孔５を備えていると共に、底壁より上側の金属製外管７の周側壁４には、上下方向に間隔を置くと共に、側周方向に間隔（等角度間隔）をおいて複数の横噴射孔６を備えている。
また、前記の金属製外管７の上端部には、前記金属製外管７の内側に摺動可能に嵌合された給液用の管状弁体８の回り止めを図るための周り止め用の係合部材９が設けられ、また、給液用の管状弁体８を摺動可能に駆動するための駆動装置１０の一端側を連結するための連結部１１が給液用の管状弁体８の上端部に設けられている。
前記の係合部材９としては、図示の形態では、金属製外管７の上端部に、上方に向かって突出するように周方向に間隔をおいて平行に設けられた一本のガイド部材とされている。
前記の金属製外管７の底壁３の上面側には、ゴム等の弾性材料製の弁座１３が設けられている。ノズル本体を構成している底壁３とその上部に接続するように設けられた外管本体（側壁４）とは、溶接接合またはネジ接合等により一体化されて、金属製外管７が構成されている。
【００１６】
前記の金属製外管７の内側に、鋼製管状体からなる給液用の管状弁体８が上下方向に摺動可能に嵌合されている。
前記の給液用の管状弁体８は、その先端部の底壁１４に、一つまたは複数の縦貫通孔１５を備えていると共に、前記縦貫通孔１５は、前記金属製外管７の底壁３に設けられている縦噴射孔５から半径方向に変位した位置に設けられ、前記縦貫通孔１５以外の底壁１４により、金属製外管７の底壁の縦噴射孔５を塞ぐ弁体の作用をしている。
底壁３より上側の給液用の管状弁体８の周側壁１６には、上下方向に間隔を置くと共に、側周方向に間隔（等角度間隔）をおいて複数の横貫通孔１７を備えている。また、横貫通孔１７間の周側壁により、金属製外管７の側壁に設けられている横噴射孔６を塞ぐ弁体の作用をしている。
また、前記の給液用の管状弁体８の上端部には、前記金属製外管７側の係合部材９に相対的に上下移動可能にかつ側周方向に回転不能に係合する係合部１８が設けられ、また、給液用の管状弁体８を摺動可能に駆動するための縦向きに配置された駆動装置１０の一端側のピストン先端部が連結部１１により連結されている。
前記の連結部１１としては、間隔をおいて平行な一対のブラケットを溶接すると共に、前記ブラケットに対して着脱可能なピン等の横軸１２により構成されている。
前記の係合部１８は、前記一本のガイド部材９を挟むように、相対的に上下摺動可能に嵌合された鋼製の一対の横方向張り出し突起１８ａとされ、その突起１８ａの基端側が管状弁体８に溶接あるいはネジ止め等により固定されている。
前記の駆動装置１０は、液圧または電動式等の伸縮式ジャッキとされ、その伸縮式ジャッキのシリンダ側のブラケットが、管状弁体８にボルトあるいは溶接により固定された支持ブラケットにボルト等により着脱可能に管状弁体８に固定されて、上部の連結部１１を形成している。
前記管状弁体８の上端部には、雄ねじ部等の接続部１９が設けられ、その接続部１９には、給液用の高圧ホース２０が、着脱可能に設けられている。前記の高圧ホース２０は、適宜、切り替え弁等を介して、高圧水供給源、またはセメントミルク等の流動性固化材料供給源に管路およびポンプ等を介して接続している。
【００１７】
前記の金属製外管７側の複数の横噴射孔６と、管状弁体８側の複数の横貫通孔１７とは、上下方向に、同じピッチで設けられ、また、前記の金属製外管７側の複数の同レベルの横噴射孔６と、管状弁体８側の複数の同レベルの横貫通孔１７とは、等角度間隔をおいて設けられている。
前記のように、給液用の管状弁体８の先端部および周方向の周側壁に、金属製外管７の縦噴射孔５あるいは横噴射孔６に接続するための縦貫通孔１５あるいは横貫通孔１７と、金属製外管７側の噴射孔を閉塞するための壁部とが設けられていることにより、駆動装置１０により管状弁体８を下降移動させて、管状弁体８の先端部を金属製外管７の底壁３の弁座１３に着座させることで、管状弁体８の下端側により金属製外管７の底壁３の縦噴射孔５側を閉塞させ、管状弁体８における周側壁１６と金属製外管７の周側壁面の横噴射孔６とを連通させて、横噴射孔６から噴射可能にされている。
また、駆動装置１０により管状弁体８を上昇移動させて、管状弁体８の先端部を金属製外管７の底壁３の弁座１３から離反させることで、管状弁体８の下端側と縦貫通孔１５と金属製外管７の底壁３の縦噴射孔５側とを連通させ、管状弁体８における周側壁１６の横貫通孔１７と金属製外管７の周側壁面の横噴射孔６とを上下方向に位置をずらすことで、管状弁体８の側周壁を利用して閉塞して、横噴射孔６から噴射を防止するようにされている。
前記の管状弁体８の周側壁下端部の横貫通孔１７から底壁１４下端部までの距離と、金属製外管７の側周壁下端部の横噴射孔６から弁座１３までの距離とが同じ寸法とすることで、管状弁体８を摺動移動可能な下端レベルまで移動したり、横貫通孔１７の直径程度上昇移動することで、横噴射孔６の閉塞が可能にされている。
前記の管状弁体８は、金属製外管７の内側にある部材で、地盤２１との接触が起こらないので、金属製外管７と同様な強度は要求されない。
主に、前記の金属製外管７と高圧ホース２０に接続された管状弁体８およびこれに付属する駆動装置１０等により、液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２が構成されている。
【００１８】
前記第１実施形態の鋼杭本体２に設けられる本発明の液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２では、先端部および周方向の側壁にそれぞれ噴射孔５，６を備えた金属製外管７の内側に、給液用の管状弁体８が摺動可能に嵌合され、前記給液用の管状弁体８の先端部および周方向の周側壁１６には、前記噴射孔に接続するための孔と、前記噴射孔を閉塞するための壁部とが設けられている。
また、前記の管状弁体８の底壁１４には、金属製外管７における噴射孔５の入り口５ａから半径方向外側に位置をずらして、一つまたは複数の縦貫通孔１５が設けられていることで、管状弁体８の先端部が弁座１３に着座した時に、噴射孔５の入り口５ａを塞ぐようにされ、かつ金属製外管７の横噴射孔６と、管状弁体８の横貫通孔１７が合致するようにされている。
【００１９】
図９に示すように、前記のような第１実施形態の鋼杭１では、図示を省略するがバイブロハンマを鋼杭１の上端部に接続して、振動工法により地盤２１に貫入させる場合に、管状弁体８の上端に接続されている給液高圧ホース２０から水を供給することで、金属製外管７の下端側から高圧水２３を噴射して鋼杭１の下側を掘削しながら、また鋼杭１周側面と地盤２１との摩擦を低減して、鋼杭１を地盤２１の所定の深度まで（例えば、支持層から少なくとも鋼管杭の直径程度の深度まで）貫入させることができる。
また、支持層２４まで達した所定の深度において、高圧ホース２０からセメントミルク等の経時硬化性の流動性固化材料２５に切り替えて、鋼杭１の先端部から噴射して、土砂が混合しセメントミルクが硬化した均質な流動性固化材料による拡大根固め部２６（拡大球根部）を形成することができる。
【００２０】
また、図１１に示すように、駆動装置１０を短縮して、管状弁体８を下方に摺動移動させることで、管状弁体８の底壁１４により、鋼杭１先端部の噴射孔５の入り口５ａを閉塞し、かつ管状弁体８における横貫通孔１７と金属製外管７における横噴射孔６とを連通させて、金属製外管７における横噴射孔６からセメントミルク等の流動性固化材料２５を噴射して、地盤２１の縦孔内周壁２７と鋼管杭外周面との間に充填し硬化させることで付着層２８を形成し、縦孔内周面と鋼管杭外周面との付着を確実に図ることができる。
また、図１２に示すように、駆動装置１０側のブラケットを固定しているボルトを取り外すことで、駆動装置１０を管状弁体８から取り外すと共に、高圧ホース２０を管状弁体上端部から取り除くことで、地盤２１に埋め込み固定された鋼杭１を用いた基礎杭２９を構築することができる。
前記のような基礎杭２９上には、例えば、図示を省略するが、適宜ひげ鉄筋が溶接により固定され、適宜鉄筋が配筋されると共にコンクリートが打設されて鉄筋コンクリート製フーチングが構築される。
【００２１】
次に、図１３〜図１８を参照して、本発明の第２実施形態の鋼杭１について説明する。
この第２実施形態の鋼管杭１では、前記の第１実施形態の鋼杭１と同様な部分が多いので、相違する点を主に説明し、同様な要素には、図に同様な符号を付して説明する。
【００２２】
図１４に示すように、この第２実施形態では、金属製外管７の内側に給液用の管状弁体８を嵌合配置している点では、共通している。この第２実施形態では、前記の管状弁体８を定レベル位置に保持していると共に、金属製外管７に対して、管状弁体８の縦軸を中心として周方向に摺動可能に回動させている点で、前記第１実施形態と相違している。
金属製外管７における底壁３には、底壁３の中心から半径方向に離れた位置において、入り口５ａとして少なくとも一つの縦連通孔または周方向に間隔または周方向に等角度間隔をおいて複数の縦連通孔が設けられ、前記縦連通孔は金属製外管７の先端部に設けられている噴射孔５に接続している。
また、管状弁体８の底壁１４には、前記金属製外管７側の噴射孔５の入り口５ａとしての縦連通孔と半径方向に同じ位置に、一つの縦貫通孔１５または周方向に間隔または周方向に等角度間隔をおいて複数の複数の縦貫通孔１５が設けられている。
この第２実施形態では、金属製外管７の周側壁４に、周方向に間隔をおいて横噴射孔６が設けられ、給液用の管状弁体８の周側壁１６には、前記横噴射孔６に接続するための横貫通孔１７が、前記横噴射孔６が設けられている間隔と同じ間隔で周方向に間隔をおいて同レベルに設けられている。
前記の管状弁体８を金属製外管７に対して周方向に回転させるための駆動手段としては、管状弁体８の支持ブラケット３０に対して、油圧等の液圧ジャッキあるいは電動式ネジ式ジャッキ等の駆動装置１０は横向きに配置されて、シリンダ側に固定の取り付け部３１がボルト等の縦軸により、管状弁体８側の支持ブラケット３０に取り外し可能に固定されて、連結部１１が形成されている。また、駆動装置１０におけるピストン側は、前記金属製外管７に取り付けられた縦孔付きのブラケット３２に縦軸により連結されている。前記の縦孔付きのブラケット３２に設けられる縦孔は、金属製外管７の半径方向に長孔とされていることで、駆動装置１０の多少の回動を可能にしている。
前記のように、金属製外管７と管状弁体８が駆動装置１０により連結されることで、金属製外管７に対して給液用の管状弁体８は周方向に回動可能に、かつ上下方向に移動不能にされている鋼杭１となっている。
なお、管状弁体８の上下方向の移動を拘束する手段としては、金属製外管７の上端部に周方向に平面円弧状の縦孔を有する下位の張り出しフランジを設け、前記下位の張り出しフランジの上に重合するように管状弁体８側に上位のフランジを設け、その上位のフランジに縦軸を設け、その縦軸を平面円弧状の縦孔に周方向に摺動可能に嵌合させると共に縦軸により下位のフランジと上位のフランジとを連結することでもよい。
【００２３】
この第２実施形態の鋼杭１では、図１５あるいは図１７に示すように、金属製外管７の周側壁の横噴射孔６と、管状弁体８の周側壁１６の横貫通孔１７とが合致している状態で、金属製外管７の底壁３の縦連通孔（入り口５ａ）と、管状弁体８の底壁１４に設けられている縦貫通孔１５とは、周方向に位置がずらされて設けられ（位相がずらされて設けられ）、図１５に示すように、縦連通孔（入り口５ａ）側が連通している時に横噴射孔６側が閉塞され、また、図１７に示すように、横噴射孔６側連通している時に縦連通孔（入り口５ａ）側が閉塞される。
【００２４】
図示を省略するが、第２実施形態の鋼管杭１を使用して、地盤に基礎杭を築造する場合には、前記第１実施実施形態の鋼杭１の場合の図９から図１２と同様に、バイブロハンマ等を鋼杭１の上端部に接続して、振動工法等により地盤２１に貫入させる。
また、管状弁体８の上端に接続されている給液高圧ホース２０から水を供給することで、金属製外管７の下端側から高圧水を噴射して鋼杭１の下側を掘削しながら、また鋼杭１周側面と地盤２１との摩擦を低減して、鋼杭１を地盤２１の所定の深度まで（例えば、支持層から少なくとも鋼管杭の直径程度の深度まで）貫入させる。
また、所定の深度において、高圧ホース２０からセメントミルク等の流動性固化材料２５に切り替えて、鋼杭１の先端部から噴射して、土砂が混合しセメントミルクが硬化した均質な流動性固化材料による拡大根固め部２６（球根部）を形成することができる。
【００２５】
また、駆動装置１０を伸長または短縮して、管状弁体８を水平回動させることで、管状弁体８の底壁１４により、金属製外管７先端部の噴射孔５を閉塞し、かつ管状弁体８における横貫通孔１７と金属製外管７における横噴射孔６とを連通させて、金属製外管７における横噴射孔６からセメントミルク等の流動性固化材料２５を噴射して、地盤２１の縦孔内周壁と鋼杭外周面との間に充填し硬化させることで、縦孔内周面と鋼杭外周面との付着を確実に図ることができる。
また、駆動装置１０側のブラケットを固定しているボルト等の縦軸を取り外すことで、駆動装置１０を管状弁体８から取り外すと共に、高圧ホース２０を管状弁体上端部から取り除くことで、地盤２１に埋め込み固定された鋼杭１を用いた基礎杭２９を構築することができる。
前記のような基礎杭２９上には、例えば、図示を省略するが、適宜ひげ鉄筋等の連結鉄筋が溶接により固定され、適宜鉄筋が配筋されると共にコンクリートが打設されて鉄筋コンクリート製フーチングが構築される。
【００２６】
前記のように、鋼杭本体２に設けられる本発明の液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２は、先端部および周方向の側壁にそれぞれ噴射孔５，６を備えた金属製外管７の内側に、給液用の管状弁体あるが摺動可能に嵌合され、前記給液用の管状弁体の先端部および周方向の周側壁には、前記噴射孔に接続するための孔と、前記噴射孔を閉塞するための壁部とが設けられている。
また、本発明の液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２は、金属製外管先端部の噴射孔５と、給液用の管状弁体８の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔６と、給液用の管状弁体８の側壁の横貫通孔とが連通しないように、金属製外管先端部の噴射孔５と、給液用の管状弁体８の先端部の孔と、金属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体８の先端部および側壁の孔とは、位置がずらされて設けられている。
【００２７】
前記のように、本発明の鋼杭の施工方法では、バイブロハンマを用い鋼杭に振動を与えると共に鋼杭貫入方向に高圧水を噴射する鋼杭の施工方法であって、前記実施形態の鋼杭１を用い、給液用の管状弁体８内に高圧水を供給し杭先端部から高圧水を噴射して、地盤２１との摩擦力を低減しながら鋼杭１を所定の深度に貫入させた後、前記高圧水の噴射に代わって、管状弁体８内に流動性固化材２５を供給して、前記杭先端部から流動性固化材２５を噴射し、鋼杭先端部に拡大した根固め部２６を築造し、また給液用の管状弁体８における周側壁の横貫通孔１７と、金属製外管７の周側壁の噴射孔６を連通させて、金属製外管７の周側壁４の噴射孔から流動性固化材２５を噴射して、鋼杭１の外周面と鋼杭周囲の地盤２１に形成された縦孔２７との間に流動性固化材２５を噴射して鋼杭側周面側に付着層２５を形成している。
【００２８】
本発明の鋼管杭の施工方法では、金属製外管７側が、地盤２１と接触しているため、従来のように、引っ張り強度の弱いホースの問題点を解消することができ、また、ホース先端を脱着させる複雑な構造を備えていないので、構造が簡単な鋼杭１とすることができ、施工効率も向上する。
【００２９】
また、前記のような鋼杭の施工方法により、流動性固化材２５が固化された拡大根固め部２６およびこれに接続する付着層２７により鋼杭１が支持されている基礎杭２９を容易に構築することができる。前記のような基礎杭２９では、施工効率が良い分、施工費用が安価になる。
【００３０】
本発明を実施する場合、図示を省略するが、鋼管杭からなる鋼杭本体２を備えた鋼杭１とし、金属製外管の先端部に向けた底壁３からなる噴射ノズル本体に、内向き噴射ノズルを設けると共に、鋼管杭先端部の側壁に貫通する横孔を設け、前記内向き噴射ノズルを、前記側壁の貫通する横孔に配置して、鋼杭１の内側に向かって噴射するようにすると、高圧水による鋼杭１内の付着土の除去、およびセメントミルク等の流動性固化材と、鋼杭内の土との混合を効率よく行って、均質なソイルセメントとすることができる。
【００３１】
本発明を実施する場合、深度が深い場合には、下位の鋼杭ユニットの上部に、上位の鋼杭ユニットを接続した鋼杭としてもよい。この場合には、上位の鋼杭ユニットにおける金属製外管下端部の底壁３および管状弁体８の底壁を省略して、上下鋼杭ユニットにおける管状弁体にネジ接合部を設けて相互に連結し、また、適宜上下の金属製外管７相互を直接溶接または適宜継手管を用いて溶接またはネジ接合すればよい。前記の継手管内に管状弁体を配置して、管状弁体相互を連結した後、継手管を上下の金属製外管に接合するようにすればよい。
【００３２】
本発明を実施する場合、鋼杭本体２としては、図２０および図２２（ａ）に示すように、Ｈ形鋼２ｂからなる鋼杭本体２を用い、そのＨ形鋼２ｂのウェブ３８に、金属製外管７を備えた液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を、ウェブ３８の巾方向中央部に配置すると共にウェブ３８の長手方向に沿って配置して溶接等により金属製外管７を固定して、噴射装置２２を１つ設けるようにしてもよい。また、図２１及び図２２（ｂ）に示すように、Ｈ形鋼２ｂにおけるウェブ３８とフランジ３９とにより形成されている各内隅部に沿って液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２をそれぞれ配置すると共に、ウェブ３８およびフランジ３９に溶接により固定して、液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を２つ設けるようにしてもよい。あるいは、図２２（ａ）（ｂ）を組み合わせて、液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を３つ設けるようにしてもよく、あるいはウェブ３８またはフランジ３９の部分に複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を、間隔をおいて配置して、４つ以上設けるようにしてもよい。
【００３３】
さらに、本発明を実施する場合、鋼杭本体２としては、図２３（ａ）に示すように、フランジ３９の両側にウェブ３８を一体に連接すると共にウェブ３８にそれぞれ継手４０を備えた溝形鋼矢板２ｃを用いてもよい。そのような杭本体２に、金属製外管７を備えた液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を、溝形鋼矢板２ｃにおける溝内側のフランジ３９に沿って１つ設けるようにしてもよい。あるいは図２０（ｂ）に示すように、溝形鋼矢板２ｃにおける溝内側の内隅部に沿って液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を２つ設けるようにしてもよい。さらには、前記実施形態と同様に、図２３（ａ）（ｂ）を組み合わせて、液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を３つ設けるようにしてもよく、あるいはウェブ３８またはフランジ３９の部分に複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を、間隔をおいて配置して、４つ以上設けるようにしてもよい。
【００３４】
また、鋼杭本体２としては、図２４（ａ）に示すように、フランジ３９の両側にウェブ３８を一体に連設されて備えていると共にウェブ３８にそれぞれフランジ３８に平行なアーム部４１を備え、各アーム部４１の端部に継手４０を備えた鋼矢板２ｄ（断面ハット形の鋼矢板）を用いてもよい。そのような杭本体２に、フランジ３９の巾方向中央部に、金属製外管７を備えた液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を、鋼矢板２ｄにおける溝内側のフランジ３９の長手方向に沿って１つ設けるようにしてもよく、図２４（ｂ）に示すように、鋼矢板２ｄにおける溝内側の内隅部に沿って液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を２つ設けるようにしてもよい。また、前記と同様に液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を３つあるいは４つ以上設けるようにしてもよい。
なお、図２３および図２４において、鋼杭本体２としての鋼矢板２ｃ（２ｄ）に対する液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２の上下部の配置形態は、図２０あるいは図２１に示す配置関係と同様である。
【００３５】
鋼杭本体２に対して複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を設ける場合には、第１実施形態の噴射装置２２と第２実施形態の噴射装置２２の内の１種類を用いてもよく、あるいは複数種類の液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を適宜選択して用いてもよく、鋼杭本体に対する配置位置により、適宜、複数種類の液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を用いてもよい。
前記のように、本発明の液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を、鋼管または溝形鋼矢板等の各種形態の鋼杭本体２に組み込むことで、各種形態の噴射装置を備えた鋼杭１とすることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１ 鋼杭
２ 鋼杭本体
２ａ 鋼管
２ｂ Ｈ形鋼
２ｃ 溝形鋼矢板
２ｄ 鋼矢板（断面ハット形の鋼矢板）
３ 外管の底壁
４ 側壁
５ 噴射孔（外管の底壁の）
５ａ 入り口
６ 噴射孔（外管の周側壁の）
７ 金属製外管
８ 管状弁体
９ 係合部材
１０ 駆動装置
１１ 連結部
１２ 横軸
１３ 弁座
１４ 底壁（管状弁体の）
１５ 縦貫通孔（管状弁体の）
１６ 側壁（管状弁体の）
１７ 横貫通孔
１８ 係合部
１９ 接続部
２０ 高圧ホース
２１ 地盤
２２ 噴射装置
２３ 高圧水
２４ 支持層
２５ 流動性固化材料
２６ 根固め部
２７ 縦孔内周壁
２８ 付着層
２９ 基礎杭
３０ 支持ブラケット
３１ 取り付け部
３２ 縦孔付きのブラケット
３５ バイブロハンマ
３６ 鋼管杭
３７ ゴムホース
３８ ウェブ
３９ フランジ
４０ 継手
４１ アーム部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼杭を打設する際に、杭支持力の増大を図るために鋼杭の先端と周面にセメントミルク等の流動性固化材を注入して根固め部および付着層を形成するための液体または流動性固化材供給用の噴射装置及びそれを用いた鋼杭並びに鋼杭の施工方法及び基礎杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管杭の施工において、バイブロハンマを用いて、鋼管杭に振動力を与えて、地盤の抵抗を軽減しながら、地中に打設する工法が一般に用いられるが、地盤が固い場合にはウォータージェットを併用する方法がある。
【０００３】
図１９に示すように、バイブロハンマ３５による振動に加えてウォータージェットを併用する鋼管杭の施工方法は、鋼管杭３６の先端部に複数の噴射ノズルを配置し、各々の噴射ノズルにゴムホース３７が接続され、噴射ノズルから高圧水を噴射することにより、地盤を掘削し、杭の打設抵抗を軽減する工法である。なお、一般的にウォータージェットは、鋼管杭の先端部から下方のみに向かって噴射される。
【０００４】
しかし、ウォータージェットを併用した施工方法においては、鋼管杭の下方の地盤内に空洞が発生したり、鋼管杭先端部の閉塞が不十分となるために、鋼管杭の施工後に、先端支持力を確保することができない。
そこで、噴射ノズルを用いて高圧水を噴射しながら、所定の支持層まで鋼管杭を施工後に、噴射ノズルから流動性固化材を噴射することにより、杭先端部に根固め部を築造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、噴射ノズルの高圧水の噴射方向を杭打設方向および打設方向と垂直外側方向とすることにより、大きな根固め部を築造できることも知られている（例えば、特許文献１参照）。
前記従来の場合は、セメントミルクを噴射するためにゴム製のホースを使用しているが、ゴム製のホースはフレキシブルであるため、鋼管杭の打込み長が１５ｍ未満程度であると、回収が可能で、鋼管杭打設後にホースを回収しながら周面へもセメントミルクを注入することができるという特長を有している。
【０００６】
セメントミルクを噴射するためにゴム製のホースを使用した場合には、鋼管杭の打設深度が大きくなってくると、周面の地盤からの抵抗（土圧による締付け）が大きくなり、ゴム製のホースの回収が困難になる。また、鋼管杭打設途中でゴム製のホースが破断してしまう危険性も大きくなる。鋼管杭の打込み長が２０ｍ〜３０ｍを超えると、地盤条件にもよるが、事実上、ゴム製のホースは使用できなくなる。
【０００７】
また、地盤掘削補助として鋼管杭に取り付けた高圧噴射用の高圧給水ホースには、先端に高圧噴射ノズルが取り付けてあるが、高圧噴射ノズルを、鋼管杭に溶接してあるノズルホルダーに取り付ける際にテンションエレメントと呼称される部品で固定することも知られている（例えば、特許文献２参照）。
前記のテンションエレメントによって打設時に高圧噴射ノズルが外れないようにしており、逆に高圧給水ホース回収時には、所定の引張り力が加わるとテンションエレメントがちぎれて簡単に取り外れるようになっている。ただし、この場合も、鋼管杭の打込み深度が深いほど困難となる。すなわち、鋼管杭打込み途中であるのにテンションエレメントが耐荷重を超えて切断し（ちぎれ）たり、地盤からの高圧給水ホースへの締め付けが強すぎて、地上から高圧給水ホースに引張り力を作用させても、その引張り力がテンションエレメントまで到達しない恐れがある。
【０００８】
前記の装置と同様に、杭へのジェットノズルの固定、取り外しを簡単に行うための装置として、高圧噴射ノズルをノズルホルダーに差込み、シャーピンと呼ばれる部品で固定し、高圧給水ホース回収時は一定の力以上の引張り力が加わるとシャーピンが破断し、高圧噴射ノズルがノズルホルダーから簡単に取り外しできるようにした技術も知られている（例えば、特許文献３参照）。
ただし、この場合も、杭の打込み深度が深くなると、打設途中でシャーピンが破断したり、高圧給水ホース回収時に引張り力が、高圧給水ホース先端まで届かずに、シャーピンが破断できずに、高圧給水ホースが、回収不能と成ってしまう恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２７０１５７号公報
【特許文献２】特開２００７−４６４３２号公報
【特許文献３】特開平０８−９２９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記従来の場合には、打設時の課題として、（１）打設中にテンションエレメントが切れたり、（２）高圧給水ホースが損傷したり、最悪の場合、高圧給水ホースが破断する恐れがあった。
また、高圧給水ホース回収時の課題として、杭の貫入深度が深くなると、高圧給水ホースを引張ってもテンションエレメントが切れずに高圧給水ホースが切れる恐れがある。
これらの課題を解消することで、打設途中に水及びセメントミルク配送のための管が破損しないようにしつつ、セメントミルクの杭先端注入から杭周面注入への切り替えが可能となり、効率よく鋼杭を施工でき基礎杭を築造することができる。
本発明は前記の課題を有利に解消した液体または流動性固化材供給用の噴射装置及びそれを用いた鋼杭並びに鋼管杭の施工方法及び基礎杭を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明の液体または流動性固化材供給用の噴射装置においては、液体または流動性固化材供給用の噴射装置であって、先端部および周方向の側壁にそれぞれ噴射孔を備えた金属製外管の内側に、給液用の管状弁体が摺動可能に嵌合され、前記給液用の管状弁体の先端部および周方向の側壁には、前記金属製外管の噴射孔に接続する入り口に接続するための孔と、前記金属製外管の噴射孔に接続する入り口を閉塞するための壁部とが設けられていることを特徴とする。
第２発明では、第１発明の液体または流動性固化材供給用の噴射装置において、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通しないように、金属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とは、位置がずらされて設けられていることを特徴とする。
第３発明では、第１発明の金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通しないように、属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体における側壁の孔とは、上下方向に位置がずらされており、かつ、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通している時に、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通連通しないように、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とは、管半径方向に位置がずらされていることを特徴とする。
第４発明では、第１発明の液体または流動性固化材供給用の噴射装置において、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通しないように、属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体における側壁の孔とは、管周方向に位置がずらされ、かつ金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通している時に、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通連通しないように、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とは、管周方向に位置がずらされていることを特徴とする。
第５発明では、鋼杭本体の外側に、第１発明〜第４発明のいずれか一つまたは複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置における金属製外管が杭長手方向に配置されて固定されていることを特徴とする。
第６発明では、第１，２，３のいずれかの発明の鋼杭において、鋼杭本体の外側に、請求項１〜請求項３のいずれか一つまたは複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置における金属製外管が杭長手方向に配置されて固定され、前記金属製外管の側壁に、上下方向に間隔をおいて噴射孔が設けられ、給液用の管状弁体の側壁には、前記噴射孔に接続するための孔が、前記噴射孔が設けられている間隔と同じ間隔で上下方向に間隔をおいて設けられ、金属製外管に対して給液用の管状弁体は上下方向に移動可能に、かつ周方向に回転不能にされていることを特徴とする。
第７発明では、第１，２，４のいずれかの発明の鋼杭において、金属製外管の側壁に、周方向に間隔をおいて噴射孔が設けられ、給液用の管状弁体の側壁には、前記噴射孔に接続するための孔が、前記噴射孔が設けられている間隔と同じ間隔で周方向に間隔をおいて設けられ、金属製外管に対して給液用の管状弁体は周方向に回動可能に、かつ上下方向に移動不能にされ、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通するときは金属製外管の先端部噴射孔が閉塞され、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通していないときは金属製外管の先端部噴射孔が開放されていることを特徴とする。
第８発明の鋼杭においては、鋼杭本体は、鋼管またはＨ形鋼あるいは鋼矢板のいずれかであることを特徴とする。
第９発明の鋼管杭の施工方法においては、鋼管杭の打設において、鋼杭貫入方向に高圧水を噴射する鋼杭の施工方法であって、請求項５〜８のいずれかの鋼杭を用い、給液用の管状弁体内に高圧水を供給し杭先端部から高圧水を噴射して、鋼杭を所定の深度に貫入させた後、前記高圧水の噴射に代わって、管状弁体内に流動性固化材を供給して、前記杭先端部から流動性固化材を噴射し、鋼杭先端部に根固め部を築造し、また給液用の管状弁体における側壁の孔と、金属製外管の側壁の噴射孔を連通させて、金属製外管の側壁の噴射孔から流動性固化材を噴射して、鋼杭の外周面と鋼杭周囲の地盤に形成された縦孔との間に流動性固化材を噴射して鋼杭側周面側に付着層を形成することを特徴とする。
第７発明の基礎杭では、第６発明の鋼杭の施工方法によって施工されて、流動性固化材が固化された根固め部および付着層により鋼杭が支持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明の液体または流動性固化材供給用の噴射装置によると、先端部および周方向の側壁にそれぞれ噴射孔を備えた金属製外管の内側に、給液用の管状弁体が摺動可能に嵌合され、前記給液用の管状弁体の先端部および周方向の側壁には、前記金属製外管噴射孔に接続するための孔と、前記金属製外管噴射孔を閉塞するための壁部とが設けられているので、金属製外管と管状弁体とを備えた簡単な二重管構造の噴射装置であり、また、金属製外管の先端部あるいは側壁の噴射孔から噴射させることができる等の効果が得られる。
第２発明の液体または流動性固化材供給用の噴射装置によると、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通しないように、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔と、金属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部および側壁の孔とは、位置がずらされて設けられているので、金属製外管の先端部からの噴射と、側壁の噴射孔からの噴射とを切り替えて、セメントミルク等の流動性固化材料を噴射することができる。また、金属製外管と管状弁体とを備えた簡単な二重管構造の噴射装置とすることができる等の効果が得られる。
第３発明によると、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通しないように、属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体における側壁の孔とは、上下方向に位置がずらされており、かつ、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通している時に、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通連通しないように、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とは、管半径方向に位置がずらされているので、給液用の管状弁体を金属製外管に対して下降移動または上昇移動させるだけで、金属製外管の先端部からの噴射と、側壁の噴射孔からの噴射とを切り替えて、セメントミルク等の流動性固化材料を噴射することができる等の効果が得られる。
第４発明によると、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通しないように、属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体における側壁の孔とは、管周方向に位置がずらされ、かつ金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通している時に、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通連通しないように、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とは、管周方向に位置がずらされているので、給液用の管状弁体を金属製外管に対して時計方向に回動または半時計方向に回動させるだけで、金属製外管の先端部からの噴射と、側壁の噴射孔からの噴射とを切り替えて、セメントミルク等の流動性固化材料を噴射することができる等の効果が得られる。
第５発明によると、鋼管杭本体の外側に、第１発明〜第４発明のいずれか一つまたは複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置における金属製外管が杭長手方向に配置されて固定されているので、下記（１）〜（５）のような効果が得られる。
（１）従来のようなゴム製のホースを用いていたときのような打設時のゴム製ホース等の破損がなくなる。
（２）噴射孔を備えた金属製外管の内側に貫通孔を備えた管状弁体を摺動可能に嵌合は位置することにより、金属製外管の周側壁の噴射孔から噴射して、鋼杭周面へのセメントミルク等の経時硬化性の流動性固化材料の注入が確実に行える。
（３）従来の鋼製パイプでは、鋼杭先端への注入しかできなかったが、本発明の鋼杭では、鋼杭先端と鋼杭周面の両方にセメントミルク等の経時硬化性の流動性固化材料を注入できるようになる。
（４）前記の（３）により、鋼杭先端部に、セメントミルク等の流動性固化材料を用いた均質な拡大根固め部が形成でき、また、鋼杭の周側面の付着も確実になるため、鋼杭の確実な支持力発現に貢献でき、確実な支持力を発揮できる鋼杭を用いた基礎杭となる。
（５）複数種類の噴射装置を用いる場合には、鋼杭に対する配置位置により、１種または複数種類の噴射装置を適宜選択して用いることもできる。
第６発明によると、鋼杭本体の外側に、第１発明〜第３発明のいずれか一つまたは複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置における金属製外管が杭長手方向に配置されて固定され、前記金属製外管の側壁に、上下方向に間隔をおいて噴射孔が設けられ、給液用の管状弁体の側壁には、前記噴射孔に接続するための孔が、前記噴射孔が設けられている間隔と同じ間隔で上下方向に間隔をおいて設けられ、金属製外管に対して給液用の管状弁体は上下方向に移動可能に、かつ周方向に回転不能にされ、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通するときは金属製外管の先端部噴射孔が閉塞され、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通していないときは金属製外管の先端部噴射孔が開放されているので、管状弁体を金属製外管の上下方向に、孔間隔と同じ距離だけ、下降移動または上昇移動させることで、金属製外管における周側壁の噴射孔と、管状弁体の周側壁の孔とを合致させたり、位置をずらして、噴射孔を閉塞させることができる。また、金属製外管の周側面から噴射可能な簡単な構造の鋼管杭とすることができる等の効果が得られる。
第７発明によると、鋼杭本体の外側に、第１，２，４発明のいずれか一つまたは複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置における金属製外管が杭長手方向に配置されて固定され、前記金属製外管の側壁に、周方向に間隔をおいて噴射孔が設けられ、給液用の管状弁体の側壁には、前記噴射孔に接続するための孔が、前記噴射孔が設けられている間隔と同じ間隔で周方向に間隔をおいて設けられ、金属製外管に対して給液用の管状弁体は周方向に回動可能に、かつ上下方向に移動不能にされ、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通するときは金属製外管の先端部噴射孔が閉塞され、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通していないときは金属製外管の先端部噴射孔が開放されているので、管状弁体を金属製外管の周方向に、孔角度間隔と同じ角度だけ、時計方向移動または反時計方向移動させることで、金属製外管における周側壁の噴射孔と、管状弁体の周側壁の孔とを合致させたり、位置をずらして、噴射孔を閉塞させることができる。また、金属製外管の周側面から噴射可能な簡単な構造の鋼管杭とすることができる等の効果が得られる。
第８発明によると、第５発明〜第７発明のいずれかの鋼杭において、鋼杭本体は、鋼管またはＨ形鋼あるいは鋼矢板のいずれかであるので、単に鋼管またはＨ形鋼あるいは鋼矢板に噴射装置を設けることで、各種形態の鋼杭本体と組み合わせて各種形態の鋼杭とすることができる等の効果が得られる。
第９発明によると、バイブロハンマを用い鋼管杭に振動を与えると共に鋼杭貫入方向に高圧水を噴射する鋼杭の施工方法であって、請求項５〜８のいずれかの鋼杭を用い、給液用の管状弁体内に高圧水を供給し杭先端部から高圧水を噴射して、鋼杭を所定の深度に貫入させた後、前記高圧水の噴射に代わって、管状弁体内に流動性固化材を供給して、前記杭先端部から流動性固化材を噴射し、鋼杭先端部に根固め部を築造し、また給液用の管状弁体における側壁の孔と、金属製外管の側壁の噴射孔を連通させて、金属製外管の側壁の噴射孔から流動性固化材を噴射して、鋼杭の外周面と鋼杭周囲の地盤に形成された縦孔との間に流動性固化材を噴射して鋼杭側周面側に付着層を形成するので、鋼杭を埋め込む形態の施工をする場合に、噴射孔を備えた金属製外管と、管状弁体とを備えた二重管構造とした簡単な構造の噴射装置を鋼杭に付属させて施工するだけで、鋼杭先端部に根固め部および鋼杭側周面に付着層を確実に形成して、確実に支持力を発揮できる鋼杭を地盤に容易に貫入施工することができる等の効果が得られる。
第１０発明によると、第９発明の鋼杭の施工方法によって施工されて、流動性固化材が固化された根固め部および付着層により鋼杭が支持されているので、流動性固化材が固化された拡大根固め部およびこれに接続する付着層により鋼杭が支持されている基礎杭とすることができ、確実な支持力を発揮できる品質の高い基礎杭とすることができる。施工効率が良く、短工期で施工可能な基礎杭であり、その分、施工費用が安価な基礎杭とすることができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態の鋼管杭における給液用の管状弁体にホース等を付属させた状態を示す正面図である。
【図２】図１における片側の配管の状態を示し、外管の噴射ノズルと内管の横孔とが上下方向に位相がずれた状態を示す縦断側面図である。
【図３】図１のａ−ａ線断面図である。
【図４】図１のｂ−ｂ線断面図である。
【図５】図２の一部を拡大して示す図である。
【図６】（ａ）は図１の一部を拡大して示す図、（ｂ）は（ａ）における内管の回転を防止しながらガイドするための構造を示す図である。
【図７】図１における片側の配管の状態を示し、外管の噴射ノズルと内管の横孔とが合致した状態を示す縦断側面図である。
【図８】内管の横孔と外管の噴射ノズルとが合致した状態を示す横断平面図である。
【図９】本発明の鋼管杭の先端からウォータージェット水を噴射して鋼管杭を所定の位置まで地盤に貫入させた状態を示す縦断正面図である。
【図１０】本発明の鋼管杭の先端からセメントミルクを噴射して鋼管杭の先端に根固め部を形成している状態を示す縦断正面図である。
【図１１】鋼管杭の周面にセメントミルクを噴射して、鋼管杭の外周面と縦孔との間に付着層を形成した状態を示す縦断正面図である。
【図１２】本発明の鋼管杭を用いた杭基礎の完成した状態を示す縦断正面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態の鋼管杭にホース等を付属させた状態を示す正面図である。
【図１４】図１３における片側の配管の状態を示し、外管の噴射ノズルと内管の横孔とが合致した状態を示す縦断側面図である。
【図１５】内管および外管の底部付近と開閉弁機構と、外管側周面の噴射ノズルと内管の側周面の横孔との関係を示す横断平面図で、内管底部の縦孔が外管の縦孔の入り口と合致した状態を示す横断平面図である。
【図１６】図１３における片側の配管の状態を示し、外管の噴射ノズルと内管の横孔とが上下方向に位相がずれた状態を示す縦断側面図である。
【図１７】内管および外管の底部付近と開閉弁機構と、外管側周面の噴射ノズルと内管の側周面の横孔との関係を示す横断平面図で、内管底部の縦孔が外管の縦孔の入り口と位相がずれた状態を示す横断平面図である。
【図１８】（ａ）は図１３の一部を拡大して示す図、（ｂ）は（ａ）における内管の回転を防止しながらガイドする構造を示す図である。
【図１９】従来の鋼管杭の施工手順を示す説明図である。
【図２０】本発明の他の実施形態の鋼杭の形態を示す側面図である。
【図２１】本発明の他の実施形態の鋼杭の形態を示す側面図である。
【図２２】（ａ）は、図２０に示す鋼杭のｄ−ｄ断面図、（ｂ）は図２１に示す鋼杭のｅ−ｅ断面図である。
【図２３】（ａ）および（ｂ）は、溝形鋼矢板を鋼杭本体として用いた他の形態の鋼杭を示す一部横断平面図である。
【図２４】（ａ）および（ｂ）は、ハット形鋼矢板を鋼杭本体として用いた他の形態の鋼杭を示す一部横断平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１〜図８には、本発明の第１実施形態の鋼杭１が示されている。この第１実施形態の鋼杭１では、特に図２に示すように、大径の鋼管２ａからなる鋼杭本体２の外周面側にその軸方向の先端部から上端部に亘って、先端部の底壁３および周方向の側壁４にそれぞれ噴射孔５，６を備えた鋼管からなる金属製外管７が杭軸方向に配置されて溶接等により固定されている。
前記の金属製外管７は、鋼杭本体２の周方向に等角度間隔をおいて複数本（例えば、２本、３本、４本・・・ｎ本等）配置されている。
前記の金属製外管７は、その先端部の底壁３中央部に縦噴射孔５を備えていると共に、底壁より上側の金属製外管７の周側壁４には、上下方向に間隔を置くと共に、側周方向に間隔（等角度間隔）をおいて複数の横噴射孔６を備えている。
また、前記の金属製外管７の上端部には、前記金属製外管７の内側に摺動可能に嵌合された給液用の管状弁体８の回り止めを図るための周り止め用の係合部材９が設けられ、また、給液用の管状弁体８を摺動可能に駆動するための駆動装置１０の一端側を連結するための連結部１１が給液用の管状弁体８の上端部に設けられている。
前記の係合部材９としては、図示の形態では、金属製外管７の上端部に、上方に向かって突出するように周方向に間隔をおいて平行に設けられた一本のガイド部材とされている。
前記の金属製外管７の底壁３の上面側には、ゴム等の弾性材料製の弁座１３が設けられている。ノズル本体を構成している底壁３とその上部に接続するように設けられた外管本体（側壁４）とは、溶接接合またはネジ接合等により一体化されて、金属製外管７が構成されている。
【００１６】
前記の金属製外管７の内側に、鋼製管状体からなる給液用の管状弁体８が上下方向に摺動可能に嵌合されている。
前記の給液用の管状弁体８は、その先端部の底壁１４に、一つまたは複数の縦貫通孔１５を備えていると共に、前記縦貫通孔１５は、前記金属製外管７の底壁３に設けられている縦噴射孔５から半径方向に変位した位置に設けられ、前記縦貫通孔１５以外の底壁１４により、金属製外管７の底壁の縦噴射孔５を塞ぐ弁体の作用をしている。
底壁３より上側の給液用の管状弁体８の周側壁１６には、上下方向に間隔を置くと共に、側周方向に間隔（等角度間隔）をおいて複数の横貫通孔１７を備えている。また、横貫通孔１７間の周側壁により、金属製外管７の側壁に設けられている横噴射孔６を塞ぐ弁体の作用をしている。
また、前記の給液用の管状弁体８の上端部には、前記金属製外管７側の係合部材９に相対的に上下移動可能にかつ側周方向に回転不能に係合する係合部１８が設けられ、また、給液用の管状弁体８を摺動可能に駆動するための縦向きに配置された駆動装置１０の一端側のピストン先端部が連結部１１により連結されている。
前記の連結部１１としては、間隔をおいて平行な一対のブラケットを溶接すると共に、前記ブラケットに対して着脱可能なピン等の横軸１２により構成されている。
前記の係合部１８は、前記一本のガイド部材９を挟むように、相対的に上下摺動可能に嵌合された鋼製の一対の横方向張り出し突起１８ａとされ、その突起１８ａの基端側が管状弁体８に溶接あるいはネジ止め等により固定されている。
前記の駆動装置１０は、液圧または電動式等の伸縮式ジャッキとされ、その伸縮式ジャッキのシリンダ側のブラケットが、管状弁体８にボルトあるいは溶接により固定された支持ブラケットにボルト等により着脱可能に管状弁体８に固定されて、上部の連結部１１を形成している。
前記管状弁体８の上端部には、雄ねじ部等の接続部１９が設けられ、その接続部１９には、給液用の高圧ホース２０が、着脱可能に設けられている。前記の高圧ホース２０は、適宜、切り替え弁等を介して、高圧水供給源、またはセメントミルク等の流動性固化材料供給源に管路およびポンプ等を介して接続している。
【００１７】
前記の金属製外管７側の複数の横噴射孔６と、管状弁体８側の複数の横貫通孔１７とは、上下方向に、同じピッチで設けられ、また、前記の金属製外管７側の複数の同レベルの横噴射孔６と、管状弁体８側の複数の同レベルの横貫通孔１７とは、等角度間隔をおいて設けられている。
前記のように、給液用の管状弁体８の先端部および周方向の周側壁に、金属製外管７の縦噴射孔５あるいは横噴射孔６に接続するための縦貫通孔１５あるいは横貫通孔１７と、金属製外管７側の噴射孔を閉塞するための壁部とが設けられていることにより、駆動装置１０により管状弁体８を下降移動させて、管状弁体８の先端部を金属製外管７の底壁３の弁座１３に着座させることで、管状弁体８の下端側により金属製外管７の底壁３の縦噴射孔５側を閉塞させ、管状弁体８における周側壁１６と金属製外管７の周側壁面の横噴射孔６とを連通させて、横噴射孔６から噴射可能にされている。
また、駆動装置１０により管状弁体８を上昇移動させて、管状弁体８の先端部を金属製外管７の底壁３の弁座１３から離反させることで、管状弁体８の下端側と縦貫通孔１５と金属製外管７の底壁３の縦噴射孔５側とを連通させ、管状弁体８における周側壁１６の横貫通孔１７と金属製外管７の周側壁面の横噴射孔６とを上下方向に位置をずらすことで、管状弁体８の側周壁を利用して閉塞して、横噴射孔６から噴射を防止するようにされている。
前記の管状弁体８の周側壁下端部の横貫通孔１７から底壁１４下端部までの距離と、金属製外管７の側周壁下端部の横噴射孔６から弁座１３までの距離とが同じ寸法とすることで、管状弁体８を摺動移動可能な下端レベルまで移動したり、横貫通孔１７の直径程度上昇移動することで、横噴射孔６の閉塞が可能にされている。
前記の管状弁体８は、金属製外管７の内側にある部材で、地盤２１との接触が起こらないので、金属製外管７と同様な強度は要求されない。
主に、前記の金属製外管７と高圧ホース２０に接続された管状弁体８およびこれに付属する駆動装置１０等により、液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２が構成されている。
【００１８】
前記第１実施形態の鋼杭本体２に設けられる本発明の液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２では、先端部および周方向の側壁にそれぞれ噴射孔５，６を備えた金属製外管７の内側に、給液用の管状弁体８が摺動可能に嵌合され、前記給液用の管状弁体８の先端部および周方向の周側壁１６には、前記噴射孔に接続するための孔と、前記噴射孔を閉塞するための壁部とが設けられている。
また、前記の管状弁体８の底壁１４には、金属製外管７における噴射孔５の入り口５ａから半径方向外側に位置をずらして、一つまたは複数の縦貫通孔１５が設けられていることで、管状弁体８の先端部が弁座１３に着座した時に、噴射孔５の入り口５ａを塞ぐようにされ、かつ金属製外管７の横噴射孔６と、管状弁体８の横貫通孔１７が合致するようにされている。
【００１９】
図９に示すように、前記のような第１実施形態の鋼杭１では、図示を省略するがバイブロハンマを鋼杭１の上端部に接続して、振動工法により地盤２１に貫入させる場合に、管状弁体８の上端に接続されている給液高圧ホース２０から水を供給することで、金属製外管７の下端側から高圧水２３を噴射して鋼杭１の下側を掘削しながら、また鋼杭１周側面と地盤２１との摩擦を低減して、鋼杭１を地盤２１の所定の深度まで（例えば、支持層から少なくとも鋼管杭の直径程度の深度まで）貫入させることができる。
また、支持層２４まで達した所定の深度において、高圧ホース２０からセメントミルク等の経時硬化性の流動性固化材料２５に切り替えて、鋼杭１の先端部から噴射して、土砂が混合しセメントミルクが硬化した均質な流動性固化材料による拡大根固め部２６（拡大球根部）を形成することができる。
【００２０】
また、図１１に示すように、駆動装置１０を短縮して、管状弁体８を下方に摺動移動させることで、管状弁体８の底壁１４により、鋼杭１先端部の噴射孔５の入り口５ａを閉塞し、かつ管状弁体８における横貫通孔１７と金属製外管７における横噴射孔６とを連通させて、金属製外管７における横噴射孔６からセメントミルク等の流動性固化材料２５を噴射して、地盤２１の縦孔内周壁２７と鋼管杭外周面との間に充填し硬化させることで付着層２８を形成し、縦孔内周面と鋼管杭外周面との付着を確実に図ることができる。
また、図１２に示すように、駆動装置１０側のブラケットを固定しているボルトを取り外すことで、駆動装置１０を管状弁体８から取り外すと共に、高圧ホース２０を管状弁体上端部から取り除くことで、地盤２１に埋め込み固定された鋼杭１を用いた基礎杭２９を構築することができる。
前記のような基礎杭２９上には、例えば、図示を省略するが、適宜ひげ鉄筋が溶接により固定され、適宜鉄筋が配筋されると共にコンクリートが打設されて鉄筋コンクリート製フーチングが構築される。
【００２１】
次に、図１３〜図１８を参照して、本発明の第２実施形態の鋼杭１について説明する。
この第２実施形態の鋼管杭１では、前記の第１実施形態の鋼杭１と同様な部分が多いので、相違する点を主に説明し、同様な要素には、図に同様な符号を付して説明する。
【００２２】
図１４に示すように、この第２実施形態では、金属製外管７の内側に給液用の管状弁体８を嵌合配置している点では、共通している。この第２実施形態では、前記の管状弁体８を定レベル位置に保持していると共に、金属製外管７に対して、管状弁体８の縦軸を中心として周方向に摺動可能に回動させている点で、前記第１実施形態と相違している。
金属製外管７における底壁３には、底壁３の中心から半径方向に離れた位置において、入り口５ａとして少なくとも一つの縦連通孔または周方向に間隔または周方向に等角度間隔をおいて複数の縦連通孔が設けられ、前記縦連通孔は金属製外管７の先端部に設けられている噴射孔５に接続している。
また、管状弁体８の底壁１４には、前記金属製外管７側の噴射孔５の入り口５ａとしての縦連通孔と半径方向に同じ位置に、一つの縦貫通孔１５または周方向に間隔または周方向に等角度間隔をおいて複数の複数の縦貫通孔１５が設けられている。
この第２実施形態では、金属製外管７の周側壁４に、周方向に間隔をおいて横噴射孔６が設けられ、給液用の管状弁体８の周側壁１６には、前記横噴射孔６に接続するための横貫通孔１７が、前記横噴射孔６が設けられている間隔と同じ間隔で周方向に間隔をおいて同レベルに設けられている。
前記の管状弁体８を金属製外管７に対して周方向に回転させるための駆動手段としては、管状弁体８の支持ブラケット３０に対して、油圧等の液圧ジャッキあるいは電動式ネジ式ジャッキ等の駆動装置１０は横向きに配置されて、シリンダ側に固定の取り付け部３１がボルト等の縦軸により、管状弁体８側の支持ブラケット３０に取り外し可能に固定されて、連結部１１が形成されている。また、駆動装置１０におけるピストン側は、前記金属製外管７に取り付けられた縦孔付きのブラケット３２に縦軸により連結されている。前記の縦孔付きのブラケット３２に設けられる縦孔は、金属製外管７の半径方向に長孔とされていることで、駆動装置１０の多少の回動を可能にしている。
前記のように、金属製外管７と管状弁体８が駆動装置１０により連結されることで、金属製外管７に対して給液用の管状弁体８は周方向に回動可能に、かつ上下方向に移動不能にされている鋼杭１となっている。
なお、管状弁体８の上下方向の移動を拘束する手段としては、金属製外管７の上端部に周方向に平面円弧状の縦孔を有する下位の張り出しフランジを設け、前記下位の張り出しフランジの上に重合するように管状弁体８側に上位のフランジを設け、その上位のフランジに縦軸を設け、その縦軸を平面円弧状の縦孔に周方向に摺動可能に嵌合させると共に縦軸により下位のフランジと上位のフランジとを連結することでもよい。
【００２３】
この第２実施形態の鋼杭１では、図１５あるいは図１７に示すように、金属製外管７の周側壁の横噴射孔６と、管状弁体８の周側壁１６の横貫通孔１７とが合致している状態で、金属製外管７の底壁３の縦連通孔（入り口５ａ）と、管状弁体８の底壁１４に設けられている縦貫通孔１５とは、周方向に位置がずらされて設けられ（位相がずらされて設けられ）、図１５に示すように、縦連通孔（入り口５ａ）側が連通している時に横噴射孔６側が閉塞され、また、図１７に示すように、横噴射孔６側連通している時に縦連通孔（入り口５ａ）側が閉塞される。
【００２４】
図示を省略するが、第２実施形態の鋼管杭１を使用して、地盤に基礎杭を築造する場合には、前記第１実施実施形態の鋼杭１の場合の図９から図１２と同様に、バイブロハンマ等を鋼杭１の上端部に接続して、振動工法等により地盤２１に貫入させる。
また、管状弁体８の上端に接続されている給液高圧ホース２０から水を供給することで、金属製外管７の下端側から高圧水を噴射して鋼杭１の下側を掘削しながら、また鋼杭１周側面と地盤２１との摩擦を低減して、鋼杭１を地盤２１の所定の深度まで（例えば、支持層から少なくとも鋼管杭の直径程度の深度まで）貫入させる。
また、所定の深度において、高圧ホース２０からセメントミルク等の流動性固化材料２５に切り替えて、鋼杭１の先端部から噴射して、土砂が混合しセメントミルクが硬化した均質な流動性固化材料による拡大根固め部２６（球根部）を形成することができる。
【００２５】
また、駆動装置１０を伸長または短縮して、管状弁体８を水平回動させることで、管状弁体８の底壁１４により、金属製外管７先端部の噴射孔５を閉塞し、かつ管状弁体８における横貫通孔１７と金属製外管７における横噴射孔６とを連通させて、金属製外管７における横噴射孔６からセメントミルク等の流動性固化材料２５を噴射して、地盤２１の縦孔内周壁と鋼杭外周面との間に充填し硬化させることで、縦孔内周面と鋼杭外周面との付着を確実に図ることができる。
また、駆動装置１０側のブラケットを固定しているボルト等の縦軸を取り外すことで、駆動装置１０を管状弁体８から取り外すと共に、高圧ホース２０を管状弁体上端部から取り除くことで、地盤２１に埋め込み固定された鋼杭１を用いた基礎杭２９を構築することができる。
前記のような基礎杭２９上には、例えば、図示を省略するが、適宜ひげ鉄筋等の連結鉄筋が溶接により固定され、適宜鉄筋が配筋されると共にコンクリートが打設されて鉄筋コンクリート製フーチングが構築される。
【００２６】
前記のように、鋼杭本体２に設けられる本発明の液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２は、先端部および周方向の側壁にそれぞれ噴射孔５，６を備えた金属製外管７の内側に、給液用の管状弁体あるが摺動可能に嵌合され、前記給液用の管状弁体の先端部および周方向の周側壁には、前記噴射孔に接続するための孔と、前記噴射孔を閉塞するための壁部とが設けられている。
また、本発明の液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２は、金属製外管先端部の噴射孔５と、給液用の管状弁体８の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔６と、給液用の管状弁体８の側壁の横貫通孔とが連通しないように、金属製外管先端部の噴射孔５と、給液用の管状弁体８の先端部の孔と、金属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体８の先端部および側壁の孔とは、位置がずらされて設けられている。
【００２７】
前記のように、本発明の鋼杭の施工方法では、バイブロハンマを用い鋼杭に振動を与えると共に鋼杭貫入方向に高圧水を噴射する鋼杭の施工方法であって、前記実施形態の鋼杭１を用い、給液用の管状弁体８内に高圧水を供給し杭先端部から高圧水を噴射して、地盤２１との摩擦力を低減しながら鋼杭１を所定の深度に貫入させた後、前記高圧水の噴射に代わって、管状弁体８内に流動性固化材２５を供給して、前記杭先端部から流動性固化材２５を噴射し、鋼杭先端部に拡大した根固め部２６を築造し、また給液用の管状弁体８における周側壁の横貫通孔１７と、金属製外管７の周側壁の噴射孔６を連通させて、金属製外管７の周側壁４の噴射孔から流動性固化材２５を噴射して、鋼杭１の外周面と鋼杭周囲の地盤２１に形成された縦孔２７との間に流動性固化材２５を噴射して鋼杭側周面側に付着層２５を形成している。
【００２８】
本発明の鋼管杭の施工方法では、金属製外管７側が、地盤２１と接触しているため、従来のように、引っ張り強度の弱いホースの問題点を解消することができ、また、ホース先端を脱着させる複雑な構造を備えていないので、構造が簡単な鋼杭１とすることができ、施工効率も向上する。
【００２９】
また、前記のような鋼杭の施工方法により、流動性固化材２５が固化された拡大根固め部２６およびこれに接続する付着層２７により鋼杭１が支持されている基礎杭２９を容易に構築することができる。前記のような基礎杭２９では、施工効率が良い分、施工費用が安価になる。
【００３０】
本発明を実施する場合、図示を省略するが、鋼管杭からなる鋼杭本体２を備えた鋼杭１とし、金属製外管の先端部に向けた底壁３からなる噴射ノズル本体に、内向き噴射ノズルを設けると共に、鋼管杭先端部の側壁に貫通する横孔を設け、前記内向き噴射ノズルを、前記側壁の貫通する横孔に配置して、鋼杭１の内側に向かって噴射するようにすると、高圧水による鋼杭１内の付着土の除去、およびセメントミルク等の流動性固化材と、鋼杭内の土との混合を効率よく行って、均質なソイルセメントとすることができる。
【００３１】
本発明を実施する場合、深度が深い場合には、下位の鋼杭ユニットの上部に、上位の鋼杭ユニットを接続した鋼杭としてもよい。この場合には、上位の鋼杭ユニットにおける金属製外管下端部の底壁３および管状弁体８の底壁を省略して、上下鋼杭ユニットにおける管状弁体にネジ接合部を設けて相互に連結し、また、適宜上下の金属製外管７相互を直接溶接または適宜継手管を用いて溶接またはネジ接合すればよい。前記の継手管内に管状弁体を配置して、管状弁体相互を連結した後、継手管を上下の金属製外管に接合するようにすればよい。
【００３２】
本発明を実施する場合、鋼杭本体２としては、図２０および図２２（ａ）に示すように、Ｈ形鋼２ｂからなる鋼杭本体２を用い、そのＨ形鋼２ｂのウェブ３８に、金属製外管７を備えた液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を、ウェブ３８の巾方向中央部に配置すると共にウェブ３８の長手方向に沿って配置して溶接等により金属製外管７を固定して、噴射装置２２を１つ設けるようにしてもよい。また、図２１及び図２２（ｂ）に示すように、Ｈ形鋼２ｂにおけるウェブ３８とフランジ３９とにより形成されている各内隅部に沿って液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２をそれぞれ配置すると共に、ウェブ３８およびフランジ３９に溶接により固定して、液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を２つ設けるようにしてもよい。あるいは、図２２（ａ）（ｂ）を組み合わせて、液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を３つ設けるようにしてもよく、あるいはウェブ３８またはフランジ３９の部分に複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を、間隔をおいて配置して、４つ以上設けるようにしてもよい。
【００３３】
さらに、本発明を実施する場合、鋼杭本体２としては、図２３（ａ）に示すように、フランジ３９の両側にウェブ３８を一体に連接すると共にウェブ３８にそれぞれ継手４０を備えた溝形鋼矢板２ｃを用いてもよい。そのような杭本体２に、金属製外管７を備えた液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を、溝形鋼矢板２ｃにおける溝内側のフランジ３９に沿って１つ設けるようにしてもよい。あるいは図２０（ｂ）に示すように、溝形鋼矢板２ｃにおける溝内側の内隅部に沿って液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を２つ設けるようにしてもよい。さらには、前記実施形態と同様に、図２３（ａ）（ｂ）を組み合わせて、液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を３つ設けるようにしてもよく、あるいはウェブ３８またはフランジ３９の部分に複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を、間隔をおいて配置して、４つ以上設けるようにしてもよい。
【００３４】
また、鋼杭本体２としては、図２４（ａ）に示すように、フランジ３９の両側にウェブ３８を一体に連設されて備えていると共にウェブ３８にそれぞれフランジ３８に平行なアーム部４１を備え、各アーム部４１の端部に継手４０を備えた鋼矢板２ｄ（断面ハット形の鋼矢板）を用いてもよい。そのような杭本体２に、フランジ３９の巾方向中央部に、金属製外管７を備えた液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を、鋼矢板２ｄにおける溝内側のフランジ３９の長手方向に沿って１つ設けるようにしてもよく、図２４（ｂ）に示すように、鋼矢板２ｄにおける溝内側の内隅部に沿って液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を２つ設けるようにしてもよい。また、前記と同様に液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を３つあるいは４つ以上設けるようにしてもよい。
なお、図２３および図２４において、鋼杭本体２としての鋼矢板２ｃ（２ｄ）に対する液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２の上下部の配置形態は、図２０あるいは図２１に示す配置関係と同様である。
【００３５】
鋼杭本体２に対して複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を設ける場合には、第１実施形態の噴射装置２２と第２実施形態の噴射装置２２の内の１種類を用いてもよく、あるいは複数種類の液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を適宜選択して用いてもよく、鋼杭本体に対する配置位置により、適宜、複数種類の液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を用いてもよい。
前記のように、本発明の液体または流動性固化材供給用の噴射装置２２を、鋼管または溝形鋼矢板等の各種形態の鋼杭本体２に組み込むことで、各種形態の噴射装置を備えた鋼杭１とすることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１ 鋼杭
２ 鋼杭本体
２ａ 鋼管
２ｂ Ｈ形鋼
２ｃ 溝形鋼矢板
２ｄ 鋼矢板（断面ハット形の鋼矢板）
３ 外管の底壁
４ 側壁
５ 噴射孔（外管の底壁の）
５ａ 入り口
６ 噴射孔（外管の周側壁の）
７ 金属製外管
８ 管状弁体
９ 係合部材
１０ 駆動装置
１１ 連結部
１２ 横軸
１３ 弁座
１４ 底壁（管状弁体の）
１５ 縦貫通孔（管状弁体の）
１６ 側壁（管状弁体の）
１７ 横貫通孔
１８ 係合部
１９ 接続部
２０ 高圧ホース
２１ 地盤
２２ 噴射装置
２３ 高圧水
２４ 支持層
２５ 流動性固化材料
２６ 根固め部
２７ 縦孔内周壁
２８ 付着層
２９ 基礎杭
３０ 支持ブラケット
３１ 取り付け部
３２ 縦孔付きのブラケット
３５ バイブロハンマ
３６ 鋼管杭
３７ ゴムホース
３８ ウェブ
３９ フランジ
４０ 継手
４１ アーム部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体または流動性固化材供給用の噴射装置であって、先端部および周方向の側壁にそれぞれ噴射孔を備えた金属製外管の内側に、給液用の管状弁体が摺動可能に嵌合され、前記給液用の管状弁体の先端部および周方向の側壁には、前記金属製外管の噴射孔に接続する入り口に接続するための孔と、前記金属製外管の噴射孔に接続する入り口を閉塞するための壁部とが設けられていることを特徴とする液体または流動性固化材供給用の噴射装置。
【請求項２】
金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通しないように、金属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とは、位置がずらされて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体または流動性固化材供給用の噴射装置。
【請求項３】
金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通しないように、属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体における側壁の孔とは、上下方向に位置がずらされており、かつ、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通している時に、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通連通しないように、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とは、管半径方向に位置がずらされていることを特徴とする請求項１に記載の液体または流動性固化材供給用の噴射装置。
【請求項４】
金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通しないように、属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体における側壁の孔とは、管周方向に位置がずらされ、かつ金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通している時に、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通連通しないように、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とは、管周方向に位置がずらされていることを特徴とする請求項１に記載の液体または流動性固化材供給用の噴射装置。
【請求項５】
鋼杭本体の外側に、請求項１〜請求項４のいずれか一つまたは複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置における金属製外管が杭長手方向に配置されて固定されていることを特徴とする鋼杭。
【請求項６】
鋼杭本体の外側に、請求項１〜請求項３のいずれか一つまたは複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置における金属製外管が杭長手方向に配置されて固定され、前記金属製外管の側壁に、上下方向に間隔をおいて噴射孔が設けられ、給液用の管状弁体の側壁には、前記噴射孔に接続するための孔が、前記噴射孔が設けられている間隔と同じ間隔で上下方向に間隔をおいて設けられ、金属製外管に対して給液用の管状弁体は上下方向に移動可能に、かつ周方向に回転不能にされ、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通するときは金属製外管の先端部噴射孔が閉塞され、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通していないときは金属製外管の先端部噴射孔が開放されていることを特徴とする鋼杭。
【請求項７】
鋼杭本体の外側に、請求項１〜請求項３のいずれか一つまたは複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置における金属製外管が杭長手方向に配置されて固定され、前記金属製外管の側壁に、周方向に間隔をおいて噴射孔が設けられ、給液用の管状弁体の側壁には、前記噴射孔に接続するための孔が、前記噴射孔が設けられている間隔と同じ間隔で周方向に間隔をおいて設けられ、金属製外管に対して給液用の管状弁体は周方向に回動可能に、かつ上下方向に移動不能にされ、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通するときは金属製外管の先端部噴射孔が閉塞され、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通していないときは金属製外管の先端部噴射孔が開放されていることを特徴とする鋼杭。
【請求項８】
鋼杭本体は、鋼管またはＨ形鋼あるいは鋼矢板のいずれかであることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の鋼杭。
【請求項９】
鋼杭の打設において、鋼杭貫入方向に高圧水を噴射する鋼杭の施工方法であって、請求項５〜８のいずれかの鋼杭を用い、給液用の管状弁体内に高圧水を供給し杭先端部から高圧水を噴射して、鋼杭を所定の深度に貫入させた後、前記高圧水の噴射に代わって、管状弁体内に流動性固化材を供給して、前記杭先端部から流動性固化材を噴射し、鋼杭先端部に根固め部を築造し、また給液用の管状弁体における側壁の孔と、金属製外管の側壁の噴射孔を連通させて、金属製外管の側壁の噴射孔から流動性固化材を噴射して、鋼杭の外周面と鋼杭周囲の地盤に形成された縦孔との間に流動性固化材を噴射して鋼杭側周面側に付着層を形成することを特徴とする鋼杭の施工方法。
【請求項１０】
請求項９の鋼杭の施工方法によって施工されて、流動性固化材が固化された根固め部および付着層により鋼杭が支持されていることを特徴とする基礎杭。
【請求項１】
液体または流動性固化材供給用の噴射装置であって、先端部および周方向の側壁にそれぞれ噴射孔を備えた金属製外管の内側に、給液用の管状弁体が摺動可能に嵌合され、前記給液用の管状弁体の先端部および周方向の側壁には、前記金属製外管の噴射孔に接続する入り口に接続するための孔と、前記金属製外管の噴射孔に接続する入り口を閉塞するための壁部とが設けられていることを特徴とする液体または流動性固化材供給用の噴射装置。
【請求項２】
金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通しないように、金属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とは、位置がずらされて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体または流動性固化材供給用の噴射装置。
【請求項３】
金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通しないように、属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体における側壁の孔とは、上下方向に位置がずらされており、かつ、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通している時に、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通連通しないように、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とは、管半径方向に位置がずらされていることを特徴とする請求項１に記載の液体または流動性固化材供給用の噴射装置。
【請求項４】
金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通している時に、金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通しないように、属製外管における側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体における側壁の孔とは、管周方向に位置がずらされ、かつ金属製外管側壁の噴射孔と、給液用の管状弁体の側壁の孔とが連通している時に、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とが連通連通しないように、金属製外管先端部の噴射孔と、給液用の管状弁体の先端部の孔とは、管周方向に位置がずらされていることを特徴とする請求項１に記載の液体または流動性固化材供給用の噴射装置。
【請求項５】
鋼杭本体の外側に、請求項１〜請求項４のいずれか一つまたは複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置における金属製外管が杭長手方向に配置されて固定されていることを特徴とする鋼杭。
【請求項６】
鋼杭本体の外側に、請求項１〜請求項３のいずれか一つまたは複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置における金属製外管が杭長手方向に配置されて固定され、前記金属製外管の側壁に、上下方向に間隔をおいて噴射孔が設けられ、給液用の管状弁体の側壁には、前記噴射孔に接続するための孔が、前記噴射孔が設けられている間隔と同じ間隔で上下方向に間隔をおいて設けられ、金属製外管に対して給液用の管状弁体は上下方向に移動可能に、かつ周方向に回転不能にされ、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通するときは金属製外管の先端部噴射孔が閉塞され、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通していないときは金属製外管の先端部噴射孔が開放されていることを特徴とする鋼杭。
【請求項７】
鋼杭本体の外側に、請求項１〜請求項３のいずれか一つまたは複数の液体または流動性固化材供給用の噴射装置における金属製外管が杭長手方向に配置されて固定され、前記金属製外管の側壁に、周方向に間隔をおいて噴射孔が設けられ、給液用の管状弁体の側壁には、前記噴射孔に接続するための孔が、前記噴射孔が設けられている間隔と同じ間隔で周方向に間隔をおいて設けられ、金属製外管に対して給液用の管状弁体は周方向に回動可能に、かつ上下方向に移動不能にされ、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通するときは金属製外管の先端部噴射孔が閉塞され、金属製外管の側壁噴射孔と管状弁体の孔が連通していないときは金属製外管の先端部噴射孔が開放されていることを特徴とする鋼杭。
【請求項８】
鋼杭本体は、鋼管またはＨ形鋼あるいは鋼矢板のいずれかであることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の鋼杭。
【請求項９】
鋼杭の打設において、鋼杭貫入方向に高圧水を噴射する鋼杭の施工方法であって、請求項５〜８のいずれかの鋼杭を用い、給液用の管状弁体内に高圧水を供給し杭先端部から高圧水を噴射して、鋼杭を所定の深度に貫入させた後、前記高圧水の噴射に代わって、管状弁体内に流動性固化材を供給して、前記杭先端部から流動性固化材を噴射し、鋼杭先端部に根固め部を築造し、また給液用の管状弁体における側壁の孔と、金属製外管の側壁の噴射孔を連通させて、金属製外管の側壁の噴射孔から流動性固化材を噴射して、鋼杭の外周面と鋼杭周囲の地盤に形成された縦孔との間に流動性固化材を噴射して鋼杭側周面側に付着層を形成することを特徴とする鋼杭の施工方法。
【請求項１０】
請求項９の鋼杭の施工方法によって施工されて、流動性固化材が固化された根固め部および付着層により鋼杭が支持されていることを特徴とする基礎杭。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
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【図４】
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【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１１−１２２４０８（Ｐ２０１１−１２２４０８Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８３１１５（Ｐ２００９−２８３１１５）
【出願日】平成２１年１２月１４日（２００９．１２．１４）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１４日（２００９．１２．１４）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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