現場造成による基礎杭構造及び基礎杭の構築方法
【課題】杭穴の根固め部でコンクリート柱体を一体に拘束して根固め部を強化でき、軸部での過剰補強を無くして、適切な強度の基礎杭構造を実現できる。
【解決手段】軸部１２の下端部に根固め部１３が形成された杭穴１１内に、コンクリートを打設してコンクリート柱体２１を形成する（ａ）。鋼管からなる埋設用ケーシング１の下端部３に、拘束筒体５の上端部７を連結し、下降させる（ａ）。拘束筒体５を地面１８に押し込み（ｂ）、拘束筒体５を根固め部１３に位置させた状態で、下降を中止する（ｃ）。埋設用ケーシング１と拘束筒体５の連結を解除して（ｄ）、埋設用ケーシング１のみを地上に引き上げる（ｅ）。根固め部１３にのみ拘束筒体５が埋設され、軸部１２が土と接する基礎杭構造３０を構成する（ｆ）。
【解決手段】軸部１２の下端部に根固め部１３が形成された杭穴１１内に、コンクリートを打設してコンクリート柱体２１を形成する（ａ）。鋼管からなる埋設用ケーシング１の下端部３に、拘束筒体５の上端部７を連結し、下降させる（ａ）。拘束筒体５を地面１８に押し込み（ｂ）、拘束筒体５を根固め部１３に位置させた状態で、下降を中止する（ｃ）。埋設用ケーシング１と拘束筒体５の連結を解除して（ｄ）、埋設用ケーシング１のみを地上に引き上げる（ｅ）。根固め部１３にのみ拘束筒体５が埋設され、軸部１２が土と接する基礎杭構造３０を構成する（ｆ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆる現場造成杭で、根固め部を強化した現場造成による基礎杭構造及びこの基礎杭構造の構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる現場造成杭では、根固め部を有する杭穴を掘削して、杭穴内にコンクリートを充填すると共に、鉄筋かご等の構造体を埋設して基礎杭構造を構成していた。この基礎杭構造では、地上構造物の荷重は、主にコンクリート柱体内の鉄筋かご等の構造材を介して根固め部に伝え支持地盤で支持していた。
【０００３】
このような基礎杭構造では、長期的な荷重とともに地震などにより生じる短期的な荷重にも考慮を要していた。
【０００４】
一方、一般に、鋼管杭はじん性、せん断強度は高いが、材厚が薄く、座屈に弱いという性質を持ち、比較的外径が小さな主に地盤と外側面の摩擦で支持力を確保するいわいる摩擦杭として用いられていた。また、既製杭の下端面積で支持力が決まる先端支持杭としてはあまり用いられていなかった。先端支持杭として使用する場合には、先端部外周面に翼を突設して、先端支持力を確保する提案もあった（特許文献１）。
【０００５】
また、鋼管杭を先端支持杭に適用する場合、先端円筒管部を設けて、先端円筒管部を根固め部に位置させて、先端円筒管部内に根固め材が充填された状態で埋設する発明も提案されている（特許文献２）
また、既製杭（主にコンクリート系）を埋設する際に、鋼管をケーシングとして利用する提案もなされている（特許文献３〜５）。この場合には、杭穴を掘削する際にケーシングを埋設して、既製杭を設置するまでの間に杭穴壁の崩壊を防ぐために利用していた。従って、既製杭を設置した後に、ケーシング（鋼管）を地上に引き上げていた。
【０００６】
また、立孔を掘る際に、立孔の崩壊を防ぐために鋼管からなるケーシングの内部を掘削して地盤に設置することも成されていた。この場合、ケーシングは上下に連結しながら埋設していた（特許文献６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２７０４４０号公報
【特許文献２】特開２００１−５９２１９号公報
【特許文献３】特開２００５−２８２１４９号公報
【特許文献４】特開２００２−３７１５５３号公報
【特許文献５】特開２００８−７５２６６号公報
【特許文献６】特開平１１−１３１９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記従来の技術では、鋼管の強度（剛性）を利用して、杭穴掘削時の杭穴保護し（特許文献３〜６）、あるいは既製杭自体の強度（剛性）を高めるために鋼管を使用する（特許文献１〜２）ものであって、コンクリート柱体と協働して、杭穴根固め部自体の強化に利用できる発明はなかった。とりわけ、極限荷重を受けることが予想される根固め部に対して、有効な補強はできなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
しかし、本発明は、根固め部を有する杭穴内にコンクリート柱体を形成する基礎杭構造で、根固め部外周に拘束筒体（主に鋼管）を配置し、かつ杭穴の軸部では、コンクリート柱体の外表面と地盤（土）とを直接に接触する構造となるので、前記問題点を解決して、根固め部の有効な補強を構成できる。
【００１０】
即ちこの発明は、先端部に根固め部を有する杭穴内にコンクリートを充填してなり、以下のような要件を総て具備したことを特徴とする現場造成による基礎杭構造である。
(1) 杭穴の軸部の先端側を前記根固め部とした。
(2) 前記杭穴の根固め部の側壁外周に沿って、拘束筒体を埋設して、前記杭穴内にコンクリートを充填してコンクリート柱体を構築した。
(3) 前記杭穴の軸部ではコンクリート柱体と地盤とを直接接触させる。
【００１１】
前記において、以下のような要件を総て具備したことを特徴とする現場造成による基礎杭構造である。
(1) 杭穴の根固め部を軸部に比して拡径掘削した。
(2) 拘束筒体を前記根固め部の略全長に亘り埋設した。
【００１２】
また、前記において、以下のような要件を総て具備したことを特徴とする現場造成による基礎杭構造である。
(1) 杭穴の根固め部を軸部に比して拡径掘削した。
(2) 拘束筒体の外周に、螺旋突起を形成した。
【００１３】
また、第１の方法の発明は、以下のようにして、構築予定の杭穴の根固め部の外周に沿った径で、かつ前記根固め部の長さに対応した長さの拘束筒体を配置して前記杭穴内にコンクリートを充填して、基礎杭を構成することを特徴とした現場造成による基礎杭の構築方法である。
(1) 通常の方法により杭穴を掘削して、該杭穴内にコンクリートを充填してコンクリート柱体を構築する。
(2) (1)の前又は後に、埋設用ケーシングの先端に前記拘束筒体を連結する。
(3) (1)(2)で、杭穴を掘削した後で、コンクリートを充填する前又は充填した後又は充填と同時に、根固め部形成予定位置で、地面から前記埋設用ケーシングを押圧して、前記拘束筒体を埋設用ケーシングと共に地面に押し込む。
(3) 前記拘束筒体が、根固め部に到達したならば、前記埋設用ケーシングの押圧を解除して、前記埋設用ケーシングと拘束筒体の連結を解除して、前記埋設用ケーシングのみを地上に引き上げる。
【００１４】
また、第２の方法の発明は、以下のようにして、構築予定の杭穴の根固め部の外周に沿った径で、かつ前記根固め部の長さに対応した長さの拘束筒体を配置して前記杭穴内にコンクリートを充填して、基礎杭を構成することを特徴とした現場造成による基礎杭の構築方法である。
(1) 埋設用ケーシングの先端に、前記拘束筒体を連結し、前記埋設用ケーシング内に掘削ロッドを挿入する。
(2) 根固め部形成予定位置で、地面から前記埋設用ケーシングを押圧して、前記拘束筒体を埋設用ケーシングと共に地面に押し込みながら、前記拘束筒体内で、前記杭穴を掘削する。
(3) 前記拘束筒体が、根固め部形成予定位置に到達し、かつ杭穴の根固め部の掘削が完了したならば、前記埋設用ケーシングの押圧を解除して、前記埋設用ケーシングと拘束筒体の連結を解除して、前記埋設用ケーシング及び前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
(4) 続いて、通常の方法により、前記杭穴内にコンクリートを充填して、コンクリート柱体を構築する。
【００１５】
また、第３の方法の発明は、以下のようにして、構築予定の杭穴の根固め部の外周に沿った径で、かつ前記根固め部の長さに対応した長さの拘束筒体を配置して前記杭穴内にコンクリートを充填して、基礎杭を構成することを特徴とした現場造成による基礎杭の構築方法である。
(1) 埋設用ケーシングの先端に、前記拘束筒体を連結し、前記埋設用ケーシング内に掘削ロッドを挿入する。
(2) 根固め部形成予定位置で、地面から前記埋設用ケーシングを押圧して、前記拘束筒体を埋設用ケーシングと共に地面に押し込みながら、前記拘束筒体内で、前記杭穴を掘削する。
(3) 前記拘束筒体が、根固め部形成予定位置に到達し、かつ杭穴の根固め部の掘削が完了したならば、前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
(4) 続いて、通常の方法により、前記杭穴内にコンクリートを充填して、コンクリート柱体を構築する。
(5) 前記埋設用ケーシングと拘束筒体の連結を解除して、前記埋設用ケーシングを地上に引き上げる。
【００１６】
また、第４の方法の発明は、以下のようにして、構築予定の杭穴の根固め部の外周に沿った径で、かつ前記根固め部の長さに対応した長さの拘束筒体を配置して、前記杭穴内にコンクリートを充填して、基礎杭を構成することを特徴とした現場造成による基礎杭の構築方法である。
(1) 埋設用ケーシングの先端に、前記拘束筒体を連結する。
(2) 根固め部形成予定位置で、地面から前記埋設用ケーシングを押圧して、前記拘束筒体を埋設用ケーシングと共に地面に押し込む。
(3) 前記拘束筒体が、根固め部形成予定位置に到達したならば、前記埋設用ケーシングの押圧を解除して、前記埋設用ケーシングと拘束筒体の連結を解除して、前記埋設用ケーシングのみを地上に引き上げる。
(4) 続いて、通常の方法により根固め部を有する杭穴を掘削して、該杭穴内にコンクリートを充填してコンクリート柱体を構築する。
【００１７】
前記における「根固め部の長さに対応した長さ」の拘束筒体とは、
・拘束筒体が根固め部のほぼ全長を覆い、拘束筒体の長さが根固め部の長さと略同一の場合
・拘束筒体が根固め部のほぼ全長を覆うが、拘束筒体が、根固め部より若干上方に突出する場合
・拘束筒体が根固め部に位置し、拘束筒体の長さが根固め部の長さより小さい場合
のいずれも含む。
【発明の効果】
【００１８】
この発明は、杭穴内にコンクリート柱体を形成し、杭穴の根固め部に拘束筒体を配置し、杭穴軸部には拘束筒を配置しないので、杭穴の根固め部でコンクリート柱体を一体に拘束して根固め部を強化できる。さらに、軸部での過剰補強を無くして、適切な強度の基礎杭構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）〜（ｆ）はこの発明の実施例１の埋設方法を表す。
【図２】（ａ）〜（ｅ）はこの発明の実施例２の埋設方法を表す。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、この発明の実施例３で、拘束筒体を地盤に埋設するまでの工程を表す。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、この発明の実施例３で、拘束筒体を地盤に埋設した後に、コンクリート柱体を形成するまでの工程を表す。
【図５】この発明の拘束筒体とケーシングとをねじで係脱した実施例で（ａ）は係止状態、（ｂ）は分離状態を表す。
【図６】この発明の拘束筒体とケーシングとの他の係脱を表す図で、（ａ）は係止状態の縦断面図、（ｂ）は係止状態の正面図、（ｃ）は分離状態の正面図を表す。
【図７】この発明の拘束筒体とケーシングとの他の係脱を表す図で、（ａ）は分離係止状態の縦断面図、（ｂ）は係止状態の縦断面図を表す。
【図８】この発明の拘束筒体とケーシングとの他の係脱を表す図で、（ａ）は分離係止状態の正面図、（ｂ）は係止状態の正面図を表す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
１．基礎杭構造３０
【００２１】
この発明は、先端部に根固め部１３を形成する杭穴１１内にコンクリートを充填して、コンクリート柱体２１を埋設する基礎杭構造３０で、根固め部１３にのみ拘束筒体５を配置することを特徴とする（図１（ｆ）、図２（ｅ）、図４（ｅ））。
（１）杭穴１１は、軸部１２の先端部に根固め部１３を形成して、根固め部１３を支持地盤に配置する。
（２）コンクリート柱体２１は、内部に通常は構造鉄筋を組んだ鉄筋かご、Ｈ型鋼、鋼管 等の構造体を埋設する。
（３）杭穴１１の根固め部１３では、拘束筒体５を埋設する。
拘束筒体５は根固め部１３の全長（全深さ）に亘って配置されることが望ましい。求める性能によっては、支持地盤に相当する深さに形成されている等、根固め部１３の深さ方向の一部に配置される構造であってもよい。また、根固め部１３の上方へ若干長さ拘束筒体５の上端７が突出することもできるが、この場合であっても、杭穴１１の軸部１２の大半には拘束筒体５が無い状態となる。
（４）杭穴１１の軸部１２では、土の面である杭穴側壁とコンクリート柱体２１の外面とを直接接触させてある。なお、この場合、直接接触するとは、鋼管などの構造物が介在していないことを意味し、ソイルセメント層を介して接触する場合、土の周囲を地盤改良した場合などを含む。
【００２２】
２．基礎杭構造３０の構築方法（施工方法）
【００２３】
（１） 拘束筒体５を所定深さに設置する際に、拘束筒体５と同程度の径の埋設用ケーシング１の下端部３に、着脱自在に拘束筒体５の上端部５を取り付けて、埋設用ケーシング１で押圧しながら拘束筒体５を所定深さに配置して、埋設用ケーシング１のみを地上１８に引き上げ、拘束筒体５をそのまま地中に残置する。また、前記この構築方法の場合、次の異なる手順が考えられる。
(a) 杭穴１１を掘削してコンクリート柱体２１を形成した後に、拘束筒体５を押し込む（図１。実施例１）。
(b) 杭穴１１を掘削しつつ拘束筒体５を押し込み、その後コンクリート柱体を形成する（図２。実施例２）。
(c) 杭穴１１を掘削する前に拘束筒体５を埋設する（図３、図４。実施例３）。
【００２４】
（２） 拘束筒体５と埋設用ケーシング１とを係脱する手段は、例えば以下のように構成する。
第一の手段では、埋設用ケーシング１の内面に螺糸を形成し、拘束筒体５の外面６にこれと螺合する螺糸を形成する（図５）。
第二の手段では、拘束筒体５の上端部７の外面６に周に沿って、係止突起３２、３２を形成する。また、埋設用ケーシング１の下端部３の外周に連結筒部３３を嵌装し（埋設用ケーシング１の外径と連結筒部３３の内径を一致）、連結筒部３３の下端部に、係止突起３２、３２に対応して、係止突起３２を挿入する入り口３４と回転した係止突起３２を係止できる収容部３５とを形成する（図６）。
また、第三の手段では、拘束筒体５の上端７ａに、外面６及び内面６ａに突出する環状リブ３６を形成する。また、埋設用ケーシング１の下端部３に、開閉して環状リブ３６を挟むことができる挟持具３７、３７を、埋設用ケーシング１の半径方向に取り付ける（図７）。挟持具３７の開閉は地上から油圧又は空気圧、あるいは機械操作によりロッドを昇降させて、作動させる。
また、第四の手段は、拘束筒体５の上端部７の外面６に周に沿って係止突起３２、３２を形成する。また、埋設用ケーシング１の下端部３の外周に、開閉して、係止突起３２を挟むことができる挟持具３８を設けて構成する（図７）。挟持具３８は、埋設用ケーシング１の外周に沿って、下縁３ａから下方に突出して配置する。
【００２５】
（３） 前記における掘削ロッド４１は地盤を効率よく掘削できれば任意である。例えば、掘削ロッド４１は下端に掘削ヘッド４２を有し、掘削ヘッド４２は、掘削ロッドに連結するヘッド本体に、下端に掘削刃を有し揺動する掘削腕４３、４３を取り付けて構成することが望ましい（図２（ａ）、また、この場合、ヘッド本体の下端部にも下方に向けて掘削刃を形成することもできる（図示していない）。
【実施例１】
【００２６】
図１に基づきこの発明の実施例を説明する。この実施例は、コンクリート柱体２１を構築した後に、埋設用ケーシング１を使って拘束筒体５を埋設する実施例である。
【００２７】
１．埋設用ケーシング１及び拘束筒体５
【００２８】
鋼管からなる埋設用ケーシング１の下端部３に、鋼管からなる拘束筒体５（長さＬ１、外径Ｄ１）の上端部７を連結する。拘束筒体５の上端部７にねじを切ってあり、埋設用ケーシング１の下端部３にこれと螺合するねじを切ってある。埋設用ケーシング１内には縦パイプが配置され、パイプの下端の吐出口を下方に向けて下端部３に位置させる（図示していない）。縦パイプの上端は地上に位置し、地上から縦パイプ内へソイルセメントを供給できるようになっている。
【００２９】
２．基礎杭構造３０の構築方法（施工方法）
【００３０】
（１） 任意の方法で、軸部１２（径Ｄ００）の下端部に根固め部１３（長さＬ０、径Ｄ０）が形成された杭穴１１内に、鉄筋かごを挿入すると共にコンクリートを充填して、コンクリートが固化後に、杭穴内１１にコンクリート柱体２１を構築する（図１（ａ））。
【００３１】
（２） 基礎杭構築予定位置で、オーガーに埋設用ケーシング１を取り付けて、根固め部１３の上方から下降させる（図１（ａ））。
【００３２】
（３） 杭穴軸部１２及びコンクリート柱体２１の軸と拘束筒体５の軸を一致させて、拘束筒体５を地面１８に押し込み（図１（ｂ））、拘束筒体５を根固め部１３に位置させた状態で、埋設用ケーシング１の下降を中止する（図１（ｃ））。この際、必要ならば埋設用ケーシング１を回転させながら押し込むこともできる。
【００３３】
（４） 続いて、埋設用ケーシング１を逆回転して、埋設用ケーシング１と拘束筒体５の螺合を解除して、切り離し（図２（ｄ））、埋設用ケーシング１のみを地上に引き上げる（図１（ｅ））。この際、地盤を修復する（緩んだ地盤を締め固める）ために、埋設用ケーシング１の下端部３の吐出口から地盤へソイルセメントを突出することもできる。
【００３４】
（５） 以上により、基礎杭構造３０を構成する（図１（ｆ））。この状態で、杭穴の根固め部１３（長さＬ０、径Ｄ０）、すなわちコンクリート柱体２１の根固め部の全長に亘り、拘束筒体５（長さＬ１＝Ｌ０、径Ｄ１＝Ｄ０）が配置される。また、杭穴１１の軸部１２では、コンクリート柱体２１の外面には土（または、ソイルセメントが浸透した土）が位置する（図１（ｆ））。
【００３５】
（６） この実施例で、例えば、
・杭穴１１の軸径Ｄ００＝１２００ｍｍ
・根固め部径Ｄ０＝１６００〜２６００ｍｍ（＝拘束筒体５の径Ｄ１）
の場合、拘束筒体５の厚さは２０〜４０ｍｍ程度を想定している。
【００３６】
３．他の実施例
【００３７】
（１） 前記実施例において、杭穴１１内にコンクリートを充填して、コンクリートが固化した後に拘束筒体５を埋設したが、固化する前に拘束筒体５を埋設することもできる。
【００３８】
（２） また、前記実施例において、拘束筒体５は外面に螺旋状の羽根を形成した構造とすることもできる（図示していない）。
【００３９】
（３） また、前記実施例において、拘束筒体５の下端部８に鋸刃その他の凹凸を形成して、拘束筒体５の下縁で地盤を切りながら埋設することもでき、この場合には、上記掘削液と併用すれば、比較的堅い地盤であっても容易に拘束筒体５を設置できる。
【００４０】
（４） また、前記実施例において、根固め部１３の長さＬ０と拘束筒体５の長さＬ１をほぼ同じとしたが、少なくとも、根固め部１３で、既製杭２１の最下段の突起部２３の高さを含めてその高さより下方に拘束筒体５が位置していることが望ましい。
【実施例２】
【００４１】
図２に基づいてこの発明の実施例を説明する。この実施例は、杭穴１１は、軸部１２の径Ｄ００、根固め部１３の径Ｄ０（Ｄ０＞Ｄ００）で掘削する。
【００４２】
１．埋設用ケーシング１及び拘束筒体５
【００４３】
鋼管からなる埋設用ケーシング１の下端部３に、鋼管からなる拘束筒体５（長さＬ１、外径Ｄ１）の上端部７を連結する。拘束筒体５の上端部７にねじを切ってあり、埋設用ケーシング１の下端部３にこれと螺合するねじを切ってある。埋設用ケーシング１内には縦パイプが配置され、パイプの下端の吐出口を下方に向けて下端部３に位置させる（図示していない）。縦パイプの上端は地上に位置し、地上から縦パイプ内へソイルセメントを供給できるようになっている。
【００４４】
２．基礎杭構造３０の構築方法（施工方法）
【００４５】
（１） 基礎杭構築予定位置で、掘削機に埋設用ケーシング１を取り付けると共に、埋設用ケーシング１内に、掘削刃を有する掘削ヘッド４２を配置した掘削ロッド４１を挿通して、掘削ロッド４１の上端を掘削機に連結する。掘削ロッド４１の軸と、埋設用ケーシング１及び拘束筒体５の軸とを一致させてある。掘削ヘッド４２は、先端に掘削刃を有する掘削腕４３、４３を揺動自在に取り付けて構成する（図２（ａ））。
【００４６】
（２） 掘削ロッド４１の掘削ヘッド４２及び拘束筒体５の下端８ａを地面１８に近づけ、地面１８に拘束筒体５の下端部８押し込みながら、地面１８を掘削ヘッド４２で掘削する（図２（ａ））。この際、埋設用ケーシング１をねじが締まる方向に回転しながら押し込む。また、途中、必要ならば、埋設用ケーシング１は溶接により上下を連結して継ぎ足す。
また、この際、掘削ヘッド４２は杭穴１１の軸部１２の径Ｄ００で掘削し、その外側に同軸で拘束筒体５の径Ｄ１（＝Ｄ０）で、回転させながら押し込む。したがって、この状態で、内径Ｄ００、外径Ｄ０に地盤が円筒状に残る。また、この際、掘削ヘッドの掘削の下端位置と、拘束筒体５の下端位置を、略同一にして掘削及び押し込みが進められる（図２（ａ））。
なお、杭穴１１の軸部１２の径Ｄ００を、根固め部１３の径Ｄ０と同一とすれば（Ｄ００＝Ｄ０）、即ち、軸部１２の径Ｄ００＝拘束筒体５の径Ｄ１ となる。この場合には、地盤は円筒状に残らない。
【００４７】
（３） 杭穴１１の軸部１２の掘削に続いて、掘削ロッド４１を逆回転して、掘削径を拡大して、掘削腕４３で、径Ｄ０で根固め部１３を掘削する（図２（ｂ）。したがって、根固め部１３の掘削時には、掘削ヘッド４３は、拘束筒体５の内面に沿って掘削を進める。
【００４８】
（４） 掘削ロッド４１での所定の杭穴１１の根固め部１３が掘削されたならば、拘束筒体５を所定の深さ（構築予定の基礎杭の根固め部の深さ位置）に設置する。
【００４９】
（５） 続いて、埋設用ケーシング１を逆回転して、埋設用ケーシング１と拘束筒体５の螺合を解除して、切り離す（図２（ｄ））。続いて、埋設用ケーシング１のみを地上に引き上げる。したがって、拘束筒体５のみ根固め部１３内に残置される（図１（ｄ））。
この際、地盤を修復する（緩んだ地盤を締め固める）ために、埋設用ケーシング１の下端部３の吐出口から地盤へソイルセメントを突出する。
【００５０】
（６） また、（５）と前後し、または同時に、掘削ロッド４３を地上に引きあげる。
【００５１】
（７） 続いて、従来の方法により、杭穴１１内に、鉄筋かご（図示していない）及びコンクリートを充填して、固化後に杭穴１１内にコンクリート柱体２１を構築し、基礎杭構造３０を構成する（図２（ｅ））。この状態で、根固め部１３（長さＬ０、径Ｄ０）の内面に沿ってほぼ全長に亘り、拘束筒体５（長さＬ１＝Ｌ０、径Ｄ１＝Ｄ０）が配置される。また、杭穴１１の軸部１２では、コンクリート柱体２１の外面には土（または、ソイルセメントが浸透した土）が位置する（図２（ｅ））。
【００５２】
３．他の実施例
【００５３】
前記実施例において、埋設用ケーシング１を地上に引き上げた後に、杭穴１１内にコンクリートを充填したが、掘削ロッド４１を地上１８に引き上げ、杭穴１１内にコンクリートを充填し、その後に埋設用ケーシング１を地上１８に引き上げることもできる（図示していない）。
【実施例３】
【００５４】
図３、図４に基づいてこの発明の実施例を説明する。この実施例は、埋設用ケーシング１を使って拘束筒体５を埋設した後に、杭穴１１を掘削する実施例である。
【００５５】
１．埋設用ケーシング１及び拘束筒体５
【００５６】
鋼管からなる埋設用ケーシング１の下端部３に、鋼管からなる拘束筒体５（長さＬ１、外径Ｄ１）の上端部７を連結する。拘束筒体５の上端部７にねじを切ってあり、埋設用ケーシング１の下端部３にこれと螺合するねじを切ってある。埋設用ケーシング１内には縦パイプが配置され、パイプの下端の吐出口を下方に向けて下端部３に位置させる（図示していない）。縦パイプの上端は地上に位置し、地上から縦パイプ内へソイルセメントを供給できるようになっている。
【００５７】
２．基礎杭構造の構築方法（施工方法）
【００５８】
（１） 基礎杭構築予定位置で、鋼管杭を埋設するための杭打ち機に埋設用ケーシング１を取り付けて地面１８に近づけ（図３（ａ））、地面１８に拘束筒体５の下端部８を押し込む（図３（ｂ））。この際、埋設用ケーシング１をねじが締まる方向に回転しながら押し込む。また、途中、必要ならば、埋設用ケーシング１は溶接により上下を連結して継ぎ足す。
拘束筒体５が所定の深さ（構築予定の基礎杭の根固め部の深さ位置）に達したならば（図３（ｃ））、埋設用ケーシング１を逆回転して、埋設用ケーシング１と拘束筒体５の螺合を解除して、切り離す（図３（ｄ））。続いて、埋設用ケーシング１のみを地上に引き上げ、拘束筒体５を根固め部設置位置に残置する（図３（ｅ）、図４（ａ））。
【００５９】
（２） 続いて、通常の方法により、掘削ロッド（図示していない）で杭穴１１の軸部１２を掘削して（図４（ｂ））、根固め部１３の底付近（拘束筒体の下端付近）まで掘削する（図４（ｃ））。続いて、根固め部を拡大掘削して、拘束筒体５の内面６ａまで拡大して、根固め部１３（長さＬ０、径Ｄ０）を掘削して杭穴１１を形成して（図４（ｄ））、掘削ロッドを地上に引き上げる。
続いて、杭穴１１内に、鉄筋かご（図示していない）及びコンクリートを充填して、コンクリート柱体２１を形成して、基礎杭構造３０を構成する。
この状態で、根固め部１３（長さＬ０、径Ｄ０）の内面に沿ってほぼ全長に亘り、拘束筒体５（長さＬ１＝Ｌ０、径Ｄ１＝Ｄ０）が配置される。また、杭穴１１の軸部１２では、コンクリート柱体２１の外面には土（または、ソイルセメントが浸透した土）が位置する（図４（ｅ））。
【符号の説明】
【００６０】
１ 埋設用ケーシング
２ 埋設用ケーシングの上端部
３ 埋設用ケーシングの下端部
５ 拘束筒体
６ 拘束筒体の外面
６ａ 拘束筒体の内面
７ 拘束筒体の上端部
７ａ 拘束筒体の上端
８ 拘束筒体の下端部
８ａ 拘束筒体の下端
１１ 杭穴
１２ 杭穴の軸部
１３ 杭穴の根固め部
１８ 地面
２１ コンクリート柱体
３０ 基礎杭構造
３１ 拘束筒体の係止突起
３２ 埋設用ケーシングの連結筒部
３３ 連結筒部の入り口
３４ 連結筒部の収容部
３５ 拘束筒体の環状リブ
３７ 埋設用ケーシングの挟持具
３８ 埋設用ケーシングの挟持具
４１ 掘削ロッド
４２ 掘削ヘッド
４３ 掘削ヘッドの掘削腕
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆる現場造成杭で、根固め部を強化した現場造成による基礎杭構造及びこの基礎杭構造の構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる現場造成杭では、根固め部を有する杭穴を掘削して、杭穴内にコンクリートを充填すると共に、鉄筋かご等の構造体を埋設して基礎杭構造を構成していた。この基礎杭構造では、地上構造物の荷重は、主にコンクリート柱体内の鉄筋かご等の構造材を介して根固め部に伝え支持地盤で支持していた。
【０００３】
このような基礎杭構造では、長期的な荷重とともに地震などにより生じる短期的な荷重にも考慮を要していた。
【０００４】
一方、一般に、鋼管杭はじん性、せん断強度は高いが、材厚が薄く、座屈に弱いという性質を持ち、比較的外径が小さな主に地盤と外側面の摩擦で支持力を確保するいわいる摩擦杭として用いられていた。また、既製杭の下端面積で支持力が決まる先端支持杭としてはあまり用いられていなかった。先端支持杭として使用する場合には、先端部外周面に翼を突設して、先端支持力を確保する提案もあった（特許文献１）。
【０００５】
また、鋼管杭を先端支持杭に適用する場合、先端円筒管部を設けて、先端円筒管部を根固め部に位置させて、先端円筒管部内に根固め材が充填された状態で埋設する発明も提案されている（特許文献２）
また、既製杭（主にコンクリート系）を埋設する際に、鋼管をケーシングとして利用する提案もなされている（特許文献３〜５）。この場合には、杭穴を掘削する際にケーシングを埋設して、既製杭を設置するまでの間に杭穴壁の崩壊を防ぐために利用していた。従って、既製杭を設置した後に、ケーシング（鋼管）を地上に引き上げていた。
【０００６】
また、立孔を掘る際に、立孔の崩壊を防ぐために鋼管からなるケーシングの内部を掘削して地盤に設置することも成されていた。この場合、ケーシングは上下に連結しながら埋設していた（特許文献６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２７０４４０号公報
【特許文献２】特開２００１−５９２１９号公報
【特許文献３】特開２００５−２８２１４９号公報
【特許文献４】特開２００２−３７１５５３号公報
【特許文献５】特開２００８−７５２６６号公報
【特許文献６】特開平１１−１３１９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記従来の技術では、鋼管の強度（剛性）を利用して、杭穴掘削時の杭穴保護し（特許文献３〜６）、あるいは既製杭自体の強度（剛性）を高めるために鋼管を使用する（特許文献１〜２）ものであって、コンクリート柱体と協働して、杭穴根固め部自体の強化に利用できる発明はなかった。とりわけ、極限荷重を受けることが予想される根固め部に対して、有効な補強はできなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
しかし、本発明は、根固め部を有する杭穴内にコンクリート柱体を形成する基礎杭構造で、根固め部外周に拘束筒体（主に鋼管）を配置し、かつ杭穴の軸部では、コンクリート柱体の外表面と地盤（土）とを直接に接触する構造となるので、前記問題点を解決して、根固め部の有効な補強を構成できる。
【００１０】
即ちこの発明は、先端部に根固め部を有する杭穴内にコンクリートを充填してなり、以下のような要件を総て具備したことを特徴とする現場造成による基礎杭構造である。
(1) 杭穴の軸部の先端側を前記根固め部とした。
(2) 前記杭穴の根固め部の側壁外周に沿って、拘束筒体を埋設して、前記杭穴内にコンクリートを充填してコンクリート柱体を構築した。
(3) 前記杭穴の軸部ではコンクリート柱体と地盤とを直接接触させる。
【００１１】
前記において、以下のような要件を総て具備したことを特徴とする現場造成による基礎杭構造である。
(1) 杭穴の根固め部を軸部に比して拡径掘削した。
(2) 拘束筒体を前記根固め部の略全長に亘り埋設した。
【００１２】
また、前記において、以下のような要件を総て具備したことを特徴とする現場造成による基礎杭構造である。
(1) 杭穴の根固め部を軸部に比して拡径掘削した。
(2) 拘束筒体の外周に、螺旋突起を形成した。
【００１３】
また、第１の方法の発明は、以下のようにして、構築予定の杭穴の根固め部の外周に沿った径で、かつ前記根固め部の長さに対応した長さの拘束筒体を配置して前記杭穴内にコンクリートを充填して、基礎杭を構成することを特徴とした現場造成による基礎杭の構築方法である。
(1) 通常の方法により杭穴を掘削して、該杭穴内にコンクリートを充填してコンクリート柱体を構築する。
(2) (1)の前又は後に、埋設用ケーシングの先端に前記拘束筒体を連結する。
(3) (1)(2)で、杭穴を掘削した後で、コンクリートを充填する前又は充填した後又は充填と同時に、根固め部形成予定位置で、地面から前記埋設用ケーシングを押圧して、前記拘束筒体を埋設用ケーシングと共に地面に押し込む。
(3) 前記拘束筒体が、根固め部に到達したならば、前記埋設用ケーシングの押圧を解除して、前記埋設用ケーシングと拘束筒体の連結を解除して、前記埋設用ケーシングのみを地上に引き上げる。
【００１４】
また、第２の方法の発明は、以下のようにして、構築予定の杭穴の根固め部の外周に沿った径で、かつ前記根固め部の長さに対応した長さの拘束筒体を配置して前記杭穴内にコンクリートを充填して、基礎杭を構成することを特徴とした現場造成による基礎杭の構築方法である。
(1) 埋設用ケーシングの先端に、前記拘束筒体を連結し、前記埋設用ケーシング内に掘削ロッドを挿入する。
(2) 根固め部形成予定位置で、地面から前記埋設用ケーシングを押圧して、前記拘束筒体を埋設用ケーシングと共に地面に押し込みながら、前記拘束筒体内で、前記杭穴を掘削する。
(3) 前記拘束筒体が、根固め部形成予定位置に到達し、かつ杭穴の根固め部の掘削が完了したならば、前記埋設用ケーシングの押圧を解除して、前記埋設用ケーシングと拘束筒体の連結を解除して、前記埋設用ケーシング及び前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
(4) 続いて、通常の方法により、前記杭穴内にコンクリートを充填して、コンクリート柱体を構築する。
【００１５】
また、第３の方法の発明は、以下のようにして、構築予定の杭穴の根固め部の外周に沿った径で、かつ前記根固め部の長さに対応した長さの拘束筒体を配置して前記杭穴内にコンクリートを充填して、基礎杭を構成することを特徴とした現場造成による基礎杭の構築方法である。
(1) 埋設用ケーシングの先端に、前記拘束筒体を連結し、前記埋設用ケーシング内に掘削ロッドを挿入する。
(2) 根固め部形成予定位置で、地面から前記埋設用ケーシングを押圧して、前記拘束筒体を埋設用ケーシングと共に地面に押し込みながら、前記拘束筒体内で、前記杭穴を掘削する。
(3) 前記拘束筒体が、根固め部形成予定位置に到達し、かつ杭穴の根固め部の掘削が完了したならば、前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
(4) 続いて、通常の方法により、前記杭穴内にコンクリートを充填して、コンクリート柱体を構築する。
(5) 前記埋設用ケーシングと拘束筒体の連結を解除して、前記埋設用ケーシングを地上に引き上げる。
【００１６】
また、第４の方法の発明は、以下のようにして、構築予定の杭穴の根固め部の外周に沿った径で、かつ前記根固め部の長さに対応した長さの拘束筒体を配置して、前記杭穴内にコンクリートを充填して、基礎杭を構成することを特徴とした現場造成による基礎杭の構築方法である。
(1) 埋設用ケーシングの先端に、前記拘束筒体を連結する。
(2) 根固め部形成予定位置で、地面から前記埋設用ケーシングを押圧して、前記拘束筒体を埋設用ケーシングと共に地面に押し込む。
(3) 前記拘束筒体が、根固め部形成予定位置に到達したならば、前記埋設用ケーシングの押圧を解除して、前記埋設用ケーシングと拘束筒体の連結を解除して、前記埋設用ケーシングのみを地上に引き上げる。
(4) 続いて、通常の方法により根固め部を有する杭穴を掘削して、該杭穴内にコンクリートを充填してコンクリート柱体を構築する。
【００１７】
前記における「根固め部の長さに対応した長さ」の拘束筒体とは、
・拘束筒体が根固め部のほぼ全長を覆い、拘束筒体の長さが根固め部の長さと略同一の場合
・拘束筒体が根固め部のほぼ全長を覆うが、拘束筒体が、根固め部より若干上方に突出する場合
・拘束筒体が根固め部に位置し、拘束筒体の長さが根固め部の長さより小さい場合
のいずれも含む。
【発明の効果】
【００１８】
この発明は、杭穴内にコンクリート柱体を形成し、杭穴の根固め部に拘束筒体を配置し、杭穴軸部には拘束筒を配置しないので、杭穴の根固め部でコンクリート柱体を一体に拘束して根固め部を強化できる。さらに、軸部での過剰補強を無くして、適切な強度の基礎杭構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）〜（ｆ）はこの発明の実施例１の埋設方法を表す。
【図２】（ａ）〜（ｅ）はこの発明の実施例２の埋設方法を表す。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、この発明の実施例３で、拘束筒体を地盤に埋設するまでの工程を表す。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、この発明の実施例３で、拘束筒体を地盤に埋設した後に、コンクリート柱体を形成するまでの工程を表す。
【図５】この発明の拘束筒体とケーシングとをねじで係脱した実施例で（ａ）は係止状態、（ｂ）は分離状態を表す。
【図６】この発明の拘束筒体とケーシングとの他の係脱を表す図で、（ａ）は係止状態の縦断面図、（ｂ）は係止状態の正面図、（ｃ）は分離状態の正面図を表す。
【図７】この発明の拘束筒体とケーシングとの他の係脱を表す図で、（ａ）は分離係止状態の縦断面図、（ｂ）は係止状態の縦断面図を表す。
【図８】この発明の拘束筒体とケーシングとの他の係脱を表す図で、（ａ）は分離係止状態の正面図、（ｂ）は係止状態の正面図を表す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
１．基礎杭構造３０
【００２１】
この発明は、先端部に根固め部１３を形成する杭穴１１内にコンクリートを充填して、コンクリート柱体２１を埋設する基礎杭構造３０で、根固め部１３にのみ拘束筒体５を配置することを特徴とする（図１（ｆ）、図２（ｅ）、図４（ｅ））。
（１）杭穴１１は、軸部１２の先端部に根固め部１３を形成して、根固め部１３を支持地盤に配置する。
（２）コンクリート柱体２１は、内部に通常は構造鉄筋を組んだ鉄筋かご、Ｈ型鋼、鋼管 等の構造体を埋設する。
（３）杭穴１１の根固め部１３では、拘束筒体５を埋設する。
拘束筒体５は根固め部１３の全長（全深さ）に亘って配置されることが望ましい。求める性能によっては、支持地盤に相当する深さに形成されている等、根固め部１３の深さ方向の一部に配置される構造であってもよい。また、根固め部１３の上方へ若干長さ拘束筒体５の上端７が突出することもできるが、この場合であっても、杭穴１１の軸部１２の大半には拘束筒体５が無い状態となる。
（４）杭穴１１の軸部１２では、土の面である杭穴側壁とコンクリート柱体２１の外面とを直接接触させてある。なお、この場合、直接接触するとは、鋼管などの構造物が介在していないことを意味し、ソイルセメント層を介して接触する場合、土の周囲を地盤改良した場合などを含む。
【００２２】
２．基礎杭構造３０の構築方法（施工方法）
【００２３】
（１） 拘束筒体５を所定深さに設置する際に、拘束筒体５と同程度の径の埋設用ケーシング１の下端部３に、着脱自在に拘束筒体５の上端部５を取り付けて、埋設用ケーシング１で押圧しながら拘束筒体５を所定深さに配置して、埋設用ケーシング１のみを地上１８に引き上げ、拘束筒体５をそのまま地中に残置する。また、前記この構築方法の場合、次の異なる手順が考えられる。
(a) 杭穴１１を掘削してコンクリート柱体２１を形成した後に、拘束筒体５を押し込む（図１。実施例１）。
(b) 杭穴１１を掘削しつつ拘束筒体５を押し込み、その後コンクリート柱体を形成する（図２。実施例２）。
(c) 杭穴１１を掘削する前に拘束筒体５を埋設する（図３、図４。実施例３）。
【００２４】
（２） 拘束筒体５と埋設用ケーシング１とを係脱する手段は、例えば以下のように構成する。
第一の手段では、埋設用ケーシング１の内面に螺糸を形成し、拘束筒体５の外面６にこれと螺合する螺糸を形成する（図５）。
第二の手段では、拘束筒体５の上端部７の外面６に周に沿って、係止突起３２、３２を形成する。また、埋設用ケーシング１の下端部３の外周に連結筒部３３を嵌装し（埋設用ケーシング１の外径と連結筒部３３の内径を一致）、連結筒部３３の下端部に、係止突起３２、３２に対応して、係止突起３２を挿入する入り口３４と回転した係止突起３２を係止できる収容部３５とを形成する（図６）。
また、第三の手段では、拘束筒体５の上端７ａに、外面６及び内面６ａに突出する環状リブ３６を形成する。また、埋設用ケーシング１の下端部３に、開閉して環状リブ３６を挟むことができる挟持具３７、３７を、埋設用ケーシング１の半径方向に取り付ける（図７）。挟持具３７の開閉は地上から油圧又は空気圧、あるいは機械操作によりロッドを昇降させて、作動させる。
また、第四の手段は、拘束筒体５の上端部７の外面６に周に沿って係止突起３２、３２を形成する。また、埋設用ケーシング１の下端部３の外周に、開閉して、係止突起３２を挟むことができる挟持具３８を設けて構成する（図７）。挟持具３８は、埋設用ケーシング１の外周に沿って、下縁３ａから下方に突出して配置する。
【００２５】
（３） 前記における掘削ロッド４１は地盤を効率よく掘削できれば任意である。例えば、掘削ロッド４１は下端に掘削ヘッド４２を有し、掘削ヘッド４２は、掘削ロッドに連結するヘッド本体に、下端に掘削刃を有し揺動する掘削腕４３、４３を取り付けて構成することが望ましい（図２（ａ）、また、この場合、ヘッド本体の下端部にも下方に向けて掘削刃を形成することもできる（図示していない）。
【実施例１】
【００２６】
図１に基づきこの発明の実施例を説明する。この実施例は、コンクリート柱体２１を構築した後に、埋設用ケーシング１を使って拘束筒体５を埋設する実施例である。
【００２７】
１．埋設用ケーシング１及び拘束筒体５
【００２８】
鋼管からなる埋設用ケーシング１の下端部３に、鋼管からなる拘束筒体５（長さＬ１、外径Ｄ１）の上端部７を連結する。拘束筒体５の上端部７にねじを切ってあり、埋設用ケーシング１の下端部３にこれと螺合するねじを切ってある。埋設用ケーシング１内には縦パイプが配置され、パイプの下端の吐出口を下方に向けて下端部３に位置させる（図示していない）。縦パイプの上端は地上に位置し、地上から縦パイプ内へソイルセメントを供給できるようになっている。
【００２９】
２．基礎杭構造３０の構築方法（施工方法）
【００３０】
（１） 任意の方法で、軸部１２（径Ｄ００）の下端部に根固め部１３（長さＬ０、径Ｄ０）が形成された杭穴１１内に、鉄筋かごを挿入すると共にコンクリートを充填して、コンクリートが固化後に、杭穴内１１にコンクリート柱体２１を構築する（図１（ａ））。
【００３１】
（２） 基礎杭構築予定位置で、オーガーに埋設用ケーシング１を取り付けて、根固め部１３の上方から下降させる（図１（ａ））。
【００３２】
（３） 杭穴軸部１２及びコンクリート柱体２１の軸と拘束筒体５の軸を一致させて、拘束筒体５を地面１８に押し込み（図１（ｂ））、拘束筒体５を根固め部１３に位置させた状態で、埋設用ケーシング１の下降を中止する（図１（ｃ））。この際、必要ならば埋設用ケーシング１を回転させながら押し込むこともできる。
【００３３】
（４） 続いて、埋設用ケーシング１を逆回転して、埋設用ケーシング１と拘束筒体５の螺合を解除して、切り離し（図２（ｄ））、埋設用ケーシング１のみを地上に引き上げる（図１（ｅ））。この際、地盤を修復する（緩んだ地盤を締め固める）ために、埋設用ケーシング１の下端部３の吐出口から地盤へソイルセメントを突出することもできる。
【００３４】
（５） 以上により、基礎杭構造３０を構成する（図１（ｆ））。この状態で、杭穴の根固め部１３（長さＬ０、径Ｄ０）、すなわちコンクリート柱体２１の根固め部の全長に亘り、拘束筒体５（長さＬ１＝Ｌ０、径Ｄ１＝Ｄ０）が配置される。また、杭穴１１の軸部１２では、コンクリート柱体２１の外面には土（または、ソイルセメントが浸透した土）が位置する（図１（ｆ））。
【００３５】
（６） この実施例で、例えば、
・杭穴１１の軸径Ｄ００＝１２００ｍｍ
・根固め部径Ｄ０＝１６００〜２６００ｍｍ（＝拘束筒体５の径Ｄ１）
の場合、拘束筒体５の厚さは２０〜４０ｍｍ程度を想定している。
【００３６】
３．他の実施例
【００３７】
（１） 前記実施例において、杭穴１１内にコンクリートを充填して、コンクリートが固化した後に拘束筒体５を埋設したが、固化する前に拘束筒体５を埋設することもできる。
【００３８】
（２） また、前記実施例において、拘束筒体５は外面に螺旋状の羽根を形成した構造とすることもできる（図示していない）。
【００３９】
（３） また、前記実施例において、拘束筒体５の下端部８に鋸刃その他の凹凸を形成して、拘束筒体５の下縁で地盤を切りながら埋設することもでき、この場合には、上記掘削液と併用すれば、比較的堅い地盤であっても容易に拘束筒体５を設置できる。
【００４０】
（４） また、前記実施例において、根固め部１３の長さＬ０と拘束筒体５の長さＬ１をほぼ同じとしたが、少なくとも、根固め部１３で、既製杭２１の最下段の突起部２３の高さを含めてその高さより下方に拘束筒体５が位置していることが望ましい。
【実施例２】
【００４１】
図２に基づいてこの発明の実施例を説明する。この実施例は、杭穴１１は、軸部１２の径Ｄ００、根固め部１３の径Ｄ０（Ｄ０＞Ｄ００）で掘削する。
【００４２】
１．埋設用ケーシング１及び拘束筒体５
【００４３】
鋼管からなる埋設用ケーシング１の下端部３に、鋼管からなる拘束筒体５（長さＬ１、外径Ｄ１）の上端部７を連結する。拘束筒体５の上端部７にねじを切ってあり、埋設用ケーシング１の下端部３にこれと螺合するねじを切ってある。埋設用ケーシング１内には縦パイプが配置され、パイプの下端の吐出口を下方に向けて下端部３に位置させる（図示していない）。縦パイプの上端は地上に位置し、地上から縦パイプ内へソイルセメントを供給できるようになっている。
【００４４】
２．基礎杭構造３０の構築方法（施工方法）
【００４５】
（１） 基礎杭構築予定位置で、掘削機に埋設用ケーシング１を取り付けると共に、埋設用ケーシング１内に、掘削刃を有する掘削ヘッド４２を配置した掘削ロッド４１を挿通して、掘削ロッド４１の上端を掘削機に連結する。掘削ロッド４１の軸と、埋設用ケーシング１及び拘束筒体５の軸とを一致させてある。掘削ヘッド４２は、先端に掘削刃を有する掘削腕４３、４３を揺動自在に取り付けて構成する（図２（ａ））。
【００４６】
（２） 掘削ロッド４１の掘削ヘッド４２及び拘束筒体５の下端８ａを地面１８に近づけ、地面１８に拘束筒体５の下端部８押し込みながら、地面１８を掘削ヘッド４２で掘削する（図２（ａ））。この際、埋設用ケーシング１をねじが締まる方向に回転しながら押し込む。また、途中、必要ならば、埋設用ケーシング１は溶接により上下を連結して継ぎ足す。
また、この際、掘削ヘッド４２は杭穴１１の軸部１２の径Ｄ００で掘削し、その外側に同軸で拘束筒体５の径Ｄ１（＝Ｄ０）で、回転させながら押し込む。したがって、この状態で、内径Ｄ００、外径Ｄ０に地盤が円筒状に残る。また、この際、掘削ヘッドの掘削の下端位置と、拘束筒体５の下端位置を、略同一にして掘削及び押し込みが進められる（図２（ａ））。
なお、杭穴１１の軸部１２の径Ｄ００を、根固め部１３の径Ｄ０と同一とすれば（Ｄ００＝Ｄ０）、即ち、軸部１２の径Ｄ００＝拘束筒体５の径Ｄ１ となる。この場合には、地盤は円筒状に残らない。
【００４７】
（３） 杭穴１１の軸部１２の掘削に続いて、掘削ロッド４１を逆回転して、掘削径を拡大して、掘削腕４３で、径Ｄ０で根固め部１３を掘削する（図２（ｂ）。したがって、根固め部１３の掘削時には、掘削ヘッド４３は、拘束筒体５の内面に沿って掘削を進める。
【００４８】
（４） 掘削ロッド４１での所定の杭穴１１の根固め部１３が掘削されたならば、拘束筒体５を所定の深さ（構築予定の基礎杭の根固め部の深さ位置）に設置する。
【００４９】
（５） 続いて、埋設用ケーシング１を逆回転して、埋設用ケーシング１と拘束筒体５の螺合を解除して、切り離す（図２（ｄ））。続いて、埋設用ケーシング１のみを地上に引き上げる。したがって、拘束筒体５のみ根固め部１３内に残置される（図１（ｄ））。
この際、地盤を修復する（緩んだ地盤を締め固める）ために、埋設用ケーシング１の下端部３の吐出口から地盤へソイルセメントを突出する。
【００５０】
（６） また、（５）と前後し、または同時に、掘削ロッド４３を地上に引きあげる。
【００５１】
（７） 続いて、従来の方法により、杭穴１１内に、鉄筋かご（図示していない）及びコンクリートを充填して、固化後に杭穴１１内にコンクリート柱体２１を構築し、基礎杭構造３０を構成する（図２（ｅ））。この状態で、根固め部１３（長さＬ０、径Ｄ０）の内面に沿ってほぼ全長に亘り、拘束筒体５（長さＬ１＝Ｌ０、径Ｄ１＝Ｄ０）が配置される。また、杭穴１１の軸部１２では、コンクリート柱体２１の外面には土（または、ソイルセメントが浸透した土）が位置する（図２（ｅ））。
【００５２】
３．他の実施例
【００５３】
前記実施例において、埋設用ケーシング１を地上に引き上げた後に、杭穴１１内にコンクリートを充填したが、掘削ロッド４１を地上１８に引き上げ、杭穴１１内にコンクリートを充填し、その後に埋設用ケーシング１を地上１８に引き上げることもできる（図示していない）。
【実施例３】
【００５４】
図３、図４に基づいてこの発明の実施例を説明する。この実施例は、埋設用ケーシング１を使って拘束筒体５を埋設した後に、杭穴１１を掘削する実施例である。
【００５５】
１．埋設用ケーシング１及び拘束筒体５
【００５６】
鋼管からなる埋設用ケーシング１の下端部３に、鋼管からなる拘束筒体５（長さＬ１、外径Ｄ１）の上端部７を連結する。拘束筒体５の上端部７にねじを切ってあり、埋設用ケーシング１の下端部３にこれと螺合するねじを切ってある。埋設用ケーシング１内には縦パイプが配置され、パイプの下端の吐出口を下方に向けて下端部３に位置させる（図示していない）。縦パイプの上端は地上に位置し、地上から縦パイプ内へソイルセメントを供給できるようになっている。
【００５７】
２．基礎杭構造の構築方法（施工方法）
【００５８】
（１） 基礎杭構築予定位置で、鋼管杭を埋設するための杭打ち機に埋設用ケーシング１を取り付けて地面１８に近づけ（図３（ａ））、地面１８に拘束筒体５の下端部８を押し込む（図３（ｂ））。この際、埋設用ケーシング１をねじが締まる方向に回転しながら押し込む。また、途中、必要ならば、埋設用ケーシング１は溶接により上下を連結して継ぎ足す。
拘束筒体５が所定の深さ（構築予定の基礎杭の根固め部の深さ位置）に達したならば（図３（ｃ））、埋設用ケーシング１を逆回転して、埋設用ケーシング１と拘束筒体５の螺合を解除して、切り離す（図３（ｄ））。続いて、埋設用ケーシング１のみを地上に引き上げ、拘束筒体５を根固め部設置位置に残置する（図３（ｅ）、図４（ａ））。
【００５９】
（２） 続いて、通常の方法により、掘削ロッド（図示していない）で杭穴１１の軸部１２を掘削して（図４（ｂ））、根固め部１３の底付近（拘束筒体の下端付近）まで掘削する（図４（ｃ））。続いて、根固め部を拡大掘削して、拘束筒体５の内面６ａまで拡大して、根固め部１３（長さＬ０、径Ｄ０）を掘削して杭穴１１を形成して（図４（ｄ））、掘削ロッドを地上に引き上げる。
続いて、杭穴１１内に、鉄筋かご（図示していない）及びコンクリートを充填して、コンクリート柱体２１を形成して、基礎杭構造３０を構成する。
この状態で、根固め部１３（長さＬ０、径Ｄ０）の内面に沿ってほぼ全長に亘り、拘束筒体５（長さＬ１＝Ｌ０、径Ｄ１＝Ｄ０）が配置される。また、杭穴１１の軸部１２では、コンクリート柱体２１の外面には土（または、ソイルセメントが浸透した土）が位置する（図４（ｅ））。
【符号の説明】
【００６０】
１ 埋設用ケーシング
２ 埋設用ケーシングの上端部
３ 埋設用ケーシングの下端部
５ 拘束筒体
６ 拘束筒体の外面
６ａ 拘束筒体の内面
７ 拘束筒体の上端部
７ａ 拘束筒体の上端
８ 拘束筒体の下端部
８ａ 拘束筒体の下端
１１ 杭穴
１２ 杭穴の軸部
１３ 杭穴の根固め部
１８ 地面
２１ コンクリート柱体
３０ 基礎杭構造
３１ 拘束筒体の係止突起
３２ 埋設用ケーシングの連結筒部
３３ 連結筒部の入り口
３４ 連結筒部の収容部
３５ 拘束筒体の環状リブ
３７ 埋設用ケーシングの挟持具
３８ 埋設用ケーシングの挟持具
４１ 掘削ロッド
４２ 掘削ヘッド
４３ 掘削ヘッドの掘削腕
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に根固め部を有する杭穴内にコンクリートを充填してなり、以下のような要件を総て具備したことを特徴とする現場造成による基礎杭構造。
(1) 杭穴の軸部の先端側を前記根固め部とした。
(2) 前記杭穴の根固め部の側壁外周に沿って、拘束筒体を埋設して、前記杭穴内にコンクリートを充填してコンクリート柱体を構築した。
(3) 前記杭穴の軸部ではコンクリート柱体と地盤とを直接接触させる。
【請求項２】
以下のような要件を総て具備したことを特徴とする請求項１記載の現場造成による基礎杭構造。
(1) 杭穴の根固め部を軸部に比して拡径掘削した。
(2) 拘束筒体を前記根固め部の略全長に亘り埋設した。
【請求項３】
以下のような要件を総て具備したことを特徴とする請求項１記載の現場造成による基礎杭構造。
(1) 杭穴の根固め部を軸部に比して拡径掘削した。
(2) 拘束筒体の外周に、螺旋突起を形成した。
【請求項４】
以下のようにして、構築予定の杭穴の根固め部の外周に沿った径で、かつ前記根固め部の長さに対応した長さの拘束筒体を配置して前記杭穴内にコンクリートを充填して、基礎杭を構成することを特徴とした現場造成による基礎杭の構築方法。
(1) 通常の方法により杭穴を掘削して、該杭穴内にコンクリートを充填してコンクリート柱体を構築する。
(2) (1)の前又は後に、埋設用ケーシングの先端に前記拘束筒体を連結する。
(3) (1)(2)で、杭穴を掘削した後で、コンクリートを充填する前又は充填した後又は充填と同時に、根固め部形成予定位置で、地面から前記埋設用ケーシングを押圧して、前記拘束筒体を埋設用ケーシングと共に地面に押し込む。
(3) 前記拘束筒体が、根固め部に到達したならば、前記埋設用ケーシングの押圧を解除して、前記埋設用ケーシングと拘束筒体の連結を解除して、前記埋設用ケーシングのみを地上に引き上げる。
【請求項５】
以下のようにして、構築予定の杭穴の根固め部の外周に沿った径で、かつ前記根固め部の長さに対応した長さの拘束筒体を配置して前記杭穴内にコンクリートを充填して、基礎杭を構成することを特徴とした現場造成による基礎杭の構築方法。
(1) 埋設用ケーシングの先端に、前記拘束筒体を連結し、前記埋設用ケーシング内に掘削ロッドを挿入する。
(2) 根固め部形成予定位置で、地面から前記埋設用ケーシングを押圧して、前記拘束筒体を埋設用ケーシングと共に地面に押し込みながら、前記拘束筒体内で、前記杭穴を掘削する。
(3) 前記拘束筒体が、根固め部形成予定位置に到達し、かつ杭穴の根固め部の掘削が完了したならば、前記埋設用ケーシングの押圧を解除して、前記埋設用ケーシングと拘束筒体の連結を解除して、前記埋設用ケーシング及び前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
(4) 続いて、通常の方法により、前記杭穴内にコンクリートを充填して、コンクリート柱体を構築する。
【請求項６】
以下のようにして、構築予定の杭穴の根固め部の外周に沿った径で、かつ前記根固め部の長さに対応した長さの拘束筒体を配置して前記杭穴内にコンクリートを充填して、基礎杭を構成することを特徴とした現場造成による基礎杭の構築方法。
(1) 埋設用ケーシングの先端に、前記拘束筒体を連結し、前記埋設用ケーシング内に掘削ロッドを挿入する。
(2) 根固め部形成予定位置で、地面から前記埋設用ケーシングを押圧して、前記拘束筒体を埋設用ケーシングと共に地面に押し込みながら、前記拘束筒体内で、前記杭穴を掘削する。
(3) 前記拘束筒体が、根固め部形成予定位置に到達し、かつ杭穴の根固め部の掘削が完了したならば、前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
(4) 続いて、通常の方法により、前記杭穴内にコンクリートを充填して、コンクリート柱体を構築する。
(5) 前記埋設用ケーシングと拘束筒体の連結を解除して、前記埋設用ケーシングを地上に引き上げる。
【請求項７】
以下のようにして、構築予定の杭穴の根固め部の外周に沿った径で、かつ前記根固め部の長さに対応した長さの拘束筒体を配置して、前記杭穴内にコンクリートを充填して、基礎杭を構成することを特徴とした現場造成による基礎杭の構築方法。
(1) 埋設用ケーシングの先端に、前記拘束筒体を連結する。
(2) 根固め部形成予定位置で、地面から前記埋設用ケーシングを押圧して、前記拘束筒体を埋設用ケーシングと共に地面に押し込む。
(3) 前記拘束筒体が、根固め部形成予定位置に到達したならば、前記埋設用ケーシングの押圧を解除して、前記埋設用ケーシングと拘束筒体の連結を解除して、前記埋設用ケーシングのみを地上に引き上げる。
(4) 続いて、通常の方法により根固め部を有する杭穴を掘削して、該杭穴内にコンクリートを充填してコンクリート柱体を構築する。
【請求項１】
先端部に根固め部を有する杭穴内にコンクリートを充填してなり、以下のような要件を総て具備したことを特徴とする現場造成による基礎杭構造。
(1) 杭穴の軸部の先端側を前記根固め部とした。
(2) 前記杭穴の根固め部の側壁外周に沿って、拘束筒体を埋設して、前記杭穴内にコンクリートを充填してコンクリート柱体を構築した。
(3) 前記杭穴の軸部ではコンクリート柱体と地盤とを直接接触させる。
【請求項２】
以下のような要件を総て具備したことを特徴とする請求項１記載の現場造成による基礎杭構造。
(1) 杭穴の根固め部を軸部に比して拡径掘削した。
(2) 拘束筒体を前記根固め部の略全長に亘り埋設した。
【請求項３】
以下のような要件を総て具備したことを特徴とする請求項１記載の現場造成による基礎杭構造。
(1) 杭穴の根固め部を軸部に比して拡径掘削した。
(2) 拘束筒体の外周に、螺旋突起を形成した。
【請求項４】
以下のようにして、構築予定の杭穴の根固め部の外周に沿った径で、かつ前記根固め部の長さに対応した長さの拘束筒体を配置して前記杭穴内にコンクリートを充填して、基礎杭を構成することを特徴とした現場造成による基礎杭の構築方法。
(1) 通常の方法により杭穴を掘削して、該杭穴内にコンクリートを充填してコンクリート柱体を構築する。
(2) (1)の前又は後に、埋設用ケーシングの先端に前記拘束筒体を連結する。
(3) (1)(2)で、杭穴を掘削した後で、コンクリートを充填する前又は充填した後又は充填と同時に、根固め部形成予定位置で、地面から前記埋設用ケーシングを押圧して、前記拘束筒体を埋設用ケーシングと共に地面に押し込む。
(3) 前記拘束筒体が、根固め部に到達したならば、前記埋設用ケーシングの押圧を解除して、前記埋設用ケーシングと拘束筒体の連結を解除して、前記埋設用ケーシングのみを地上に引き上げる。
【請求項５】
以下のようにして、構築予定の杭穴の根固め部の外周に沿った径で、かつ前記根固め部の長さに対応した長さの拘束筒体を配置して前記杭穴内にコンクリートを充填して、基礎杭を構成することを特徴とした現場造成による基礎杭の構築方法。
(1) 埋設用ケーシングの先端に、前記拘束筒体を連結し、前記埋設用ケーシング内に掘削ロッドを挿入する。
(2) 根固め部形成予定位置で、地面から前記埋設用ケーシングを押圧して、前記拘束筒体を埋設用ケーシングと共に地面に押し込みながら、前記拘束筒体内で、前記杭穴を掘削する。
(3) 前記拘束筒体が、根固め部形成予定位置に到達し、かつ杭穴の根固め部の掘削が完了したならば、前記埋設用ケーシングの押圧を解除して、前記埋設用ケーシングと拘束筒体の連結を解除して、前記埋設用ケーシング及び前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
(4) 続いて、通常の方法により、前記杭穴内にコンクリートを充填して、コンクリート柱体を構築する。
【請求項６】
以下のようにして、構築予定の杭穴の根固め部の外周に沿った径で、かつ前記根固め部の長さに対応した長さの拘束筒体を配置して前記杭穴内にコンクリートを充填して、基礎杭を構成することを特徴とした現場造成による基礎杭の構築方法。
(1) 埋設用ケーシングの先端に、前記拘束筒体を連結し、前記埋設用ケーシング内に掘削ロッドを挿入する。
(2) 根固め部形成予定位置で、地面から前記埋設用ケーシングを押圧して、前記拘束筒体を埋設用ケーシングと共に地面に押し込みながら、前記拘束筒体内で、前記杭穴を掘削する。
(3) 前記拘束筒体が、根固め部形成予定位置に到達し、かつ杭穴の根固め部の掘削が完了したならば、前記掘削ロッドを地上に引き上げる。
(4) 続いて、通常の方法により、前記杭穴内にコンクリートを充填して、コンクリート柱体を構築する。
(5) 前記埋設用ケーシングと拘束筒体の連結を解除して、前記埋設用ケーシングを地上に引き上げる。
【請求項７】
以下のようにして、構築予定の杭穴の根固め部の外周に沿った径で、かつ前記根固め部の長さに対応した長さの拘束筒体を配置して、前記杭穴内にコンクリートを充填して、基礎杭を構成することを特徴とした現場造成による基礎杭の構築方法。
(1) 埋設用ケーシングの先端に、前記拘束筒体を連結する。
(2) 根固め部形成予定位置で、地面から前記埋設用ケーシングを押圧して、前記拘束筒体を埋設用ケーシングと共に地面に押し込む。
(3) 前記拘束筒体が、根固め部形成予定位置に到達したならば、前記埋設用ケーシングの押圧を解除して、前記埋設用ケーシングと拘束筒体の連結を解除して、前記埋設用ケーシングのみを地上に引き上げる。
(4) 続いて、通常の方法により根固め部を有する杭穴を掘削して、該杭穴内にコンクリートを充填してコンクリート柱体を構築する。
【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２０１０−２３６３２３（Ｐ２０１０−２３６３２３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８７６６２（Ｐ２００９−８７６６２）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【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２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【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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