特許 5842758 形鋼杭及びその施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5842758

(24)【登録日】2015年11月27日

(45)【発行日】2016年1月13日

(54)【発明の名称】形鋼杭及びその施工方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/28 20060101AFI20151217BHJP

   E02D 7/02 20060101ALI20151217BHJP

   E02D 7/18 20060101ALI20151217BHJP

   E02D 7/00 20060101ALI20151217BHJP

   E02D 7/24 20060101ALI20151217BHJP

【ＦＩ】

   E02D5/28

   E02D7/02

   E02D7/18

   E02D7/00 A

   E02D7/24

【請求項の数】18

【全頁数】33

(21)【出願番号】特願2012-167077(P2012-167077)

(22)【出願日】2012年7月27日

(65)【公開番号】特開2013-174119(P2013-174119A)

(43)【公開日】2013年9月5日

【審査請求日】2014年8月11日

(31)【優先権主張番号】特願2012-10818(P2012-10818)

(32)【優先日】2012年1月23日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】新日鐵住金株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100129403

【弁理士】

【氏名又は名称】増井 裕士

(74)【代理人】

【識別番号】100134359

【弁理士】

【氏名又は名称】勝俣 智夫

(74)【代理人】

【識別番号】100062421

【弁理士】

【氏名又は名称】田村 弘明

(74)【代理人】

【識別番号】100080171

【弁理士】

【氏名又は名称】津波古 繁夫

(74)【代理人】

【識別番号】100141438

【弁理士】

【氏名又は名称】吉迫 大祐

(72)【発明者】

【氏名】石濱 吉郎

(72)【発明者】

【氏名】松宮 弘信

(72)【発明者】

【氏名】妙中 真治

【審査官】 富山 博喜

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭４８−０８２７０３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特公昭４８−０１４０８４（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 実開昭５４−０３６９１０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００４−１３２１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３５２０５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４５−０３９２９６（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ ５／２８

Ｅ０２Ｄ ７／００−７／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地中に埋設される杭であって、
単一の形鋼により又は複数の同形の形鋼を組み合わせることにより、軸線と直交する断面の形状が点対称となるように形成された杭本体部と、該杭本体部において杭先端側となる端部に取付けられた第１の円管部とを有し、
前記第１の円管部は、軸線が前記杭本体部の軸線と同一線上となるように該杭本体部に取付けられ、
前記杭本体部は、板状のウェブと該ウェブの一端に形成された板状のフランジとを有する断面Ｔ字形の一対のＣＴ鋼を、これらのフランジにおけるウェブ側とは反対側の面同士を相互に当接させて、軸線と直交する断面が十字形となるように形成された構成であることを特徴とする形鋼杭。

【請求項2】

前記第１の円管部に、杭先端方向に行くに従って次第に先細りとなるテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の形鋼杭。

【請求項3】

前記杭本体部の杭頭側となる端部に第２の円管部が配設されていて、
前記第２の円管部は、軸線が前記杭本体部及び第１の円管部の各軸線と同一線上となるように該杭本体部に取付けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の形鋼杭。

【請求項4】

前記第２の円管部に、杭頭方向に行くに従って次第に拡径するテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の形鋼杭。

【請求項5】

前記第２の円管部は、杭本体部及び第１の円管部で構成される形鋼杭が地盤に打ち込まれた後に該杭本体部の杭頭側となる端部に取付けられることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の形鋼杭。

【請求項6】

地中に埋設される杭であって、
単一の形鋼により又は複数の同形の形鋼を組み合わせることにより、軸線と直交する断面の形状が点対称となるように形成された杭本体部と、該杭本体部において杭先端側となる端部に取付けられた第１の円管部とを有し、
前記第１の円管部は、軸線が前記杭本体部の軸線と同一線上となるように該杭本体部に取付けられ、
前記第１の円管部の内周面及び外周面に、軸線方向の全体に亘って杭先端方向に行くに従って次第に先細りとなるテーパ面が形成され、杭先端が開口していることを特徴とする形鋼杭。

【請求項7】

前記杭本体部の杭頭側となる端部に第２の円管部が配設されていて、
前記第２の円管部は、軸線が前記杭本体部及び第１の円管部の各軸線と同一線上となるように該杭本体部に取付けられていることを特徴とする請求項６に記載の形鋼杭。

【請求項8】

前記第２の円管部に、杭頭方向に行くに従って次第に拡径するテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の形鋼杭。

【請求項9】

前記第２の円管部は、杭本体部及び第１の円管部で構成される形鋼杭が地盤に打ち込まれた後に該杭本体部の杭頭側となる端部に取付けられることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の形鋼杭。

【請求項10】

前記杭本体部は、板状のウェブと該ウェブの両端に形成された一対の板状のフランジとを有する単一のＨ形鋼により形成されていることを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれかに記載の形鋼杭。

【請求項11】

前記杭本体部は、２つの板体部を有し且つ軸線と直交する断面の形状がＬ字形である一対の山形鋼を、これらの一対の山形鋼の各頂部側を相互に当接させ、軸線と直交する断面が十字形となるように形成された構成であることを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれかに記載の形鋼杭。

【請求項12】

前記杭本体部は、板状のウェブと該ウェブの両端側に形成されてウェブの一方の板面側にのみ突出する一対の板状のフランジとを有する一対の溝形鋼を、各溝形鋼のウェブにおけるフランジの突出方向とは逆方向の板面同士を当接させることにより形成された構成であることを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれかに記載の形鋼杭。

【請求項13】

前記杭本体部は、板状のウェブと該ウェブの一端に形成された板状のフランジとを有する断面Ｔ字形の一対のＣＴ鋼を、これらのフランジにおけるウェブ側とは反対側の面同士を相互に当接させて、軸線と直交する断面が十字形となるように形成された構成であることを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれかに記載の形鋼杭。

【請求項14】

請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の形鋼杭を、該形鋼杭に打撃を加えて打ち込む打撃工法によって地盤に打設することを特徴とする形鋼杭の施工方法。

【請求項15】

請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の形鋼杭を、該形鋼杭に振動を与える振動工法によって地盤に打設することを特徴とする形鋼杭の施工方法。

【請求項16】

請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の形鋼杭を、該形鋼杭に地盤に対する押し込み力を付与する圧入工法により該地盤に打設することを特徴とする形鋼杭の施工方法。

【請求項17】

請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の形鋼杭を、前記杭本体部の一対のフランジ間における前記第１の円管部内部の空間に挿入した、掘削ヘッドを有する掘削ロッドによって地盤を掘削しながら該形鋼杭を埋設する中堀工法により打設することを特徴とする形鋼杭の施工方法。

【請求項18】

前記形鋼杭における第１の円管部の外周面に水を噴射しながら該形鋼杭を地盤に打設することを特徴とする請求項１４〜請求項１７のいずれかに記載の形鋼杭の施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地中に埋設されて建物の基礎等に使用される形鋼杭及び該形鋼杭を用いた施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、Ｈ形鋼等の形鋼からなる杭を地中に埋設することにより、建物の基礎としたり、矢板等と併用して土留めや港湾・河川の護岸等に用いたりすることが行われている。
基礎として用いられる杭には、高い先端支持力や経済性が求められるところ、このような形鋼杭は、同程度の圧縮耐力を有する鋼管杭と比べて安価であるものの、杭先端側での支持力に劣り、さらには、その構造上、曲げに弱い方向がある上、押込み方向や引き抜きに対する抵抗力が低いという欠点があった。
また、形鋼杭は、水平方向投影面積が同程度の圧縮耐力を有する鋼管杭に比べて小さいため、水平抵抗性能にも劣る場合があった。

【0003】

一方で、杭としての支持力を確保するため、例えば特許文献１に記載ように、鋼矢板の先端から所定の区間に閉合鋼材を配置することで、打設時の変形や損傷を抑制するとともに高い支持力を確保している。
しかしながら、特許文献１に記載のものは、杭先端側においては非常に高い支持力を有するものの、杭の軸線を中心に対して非対称の形状であるために、施工時に杭が偏心することで、施工に必要な負荷が高くなってしまう可能性や、杭体自体が軸方向に曲げ変形を生じてしまう可能性や、鉛直方向や水平方向の打設精度を保てない可能性が全くないとはいえない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−２４８５０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の技術的課題は、施工時の偏心を避けることができ、さらには、高い先端支持力、引き抜き抵抗力、水平方向の抵抗力を確保できる比較的安価な形鋼杭、及び該形鋼杭を用いた施工方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者は、前記課題を解決すべく、種々の理論的検討および実験的検討を重ねた結果、以下の技術的知見を得た。

【0007】

即ち、Ｈ形鋼や山形鋼、溝形鋼等の各種形鋼を、単一の形鋼により又は複数の同形の形鋼を組み合わせ、軸線と直交する断面の形状が点対称となるように形成された杭本体部における少なくとも杭先端側となる端部に、鋼管等により形成された円管部を、各軸線が前記杭本体部の軸線と同一線上となるように該杭本体部にそれぞれ取付けることにより、杭全体として軸対称の形状となるため、施工時の軸力伝達時において偏心が生じないとの知見を得た。

【0008】

また、少なくとも形鋼の杭先端部に前記円管部を取り付けることにより、杭先端部の面積を拡大させることができるため、杭全体として高い先端支持力を確保できる上、アンカー効果による高い引き抜き抵抗力を確保できるとの知見を得た。
さらに、形鋼の杭頭部にも前記円管部を取り付けた場合には、杭頭部の面積を拡大させることができるため、杭全体として高い水平方向の抵抗力を確保できることを見出した。

【0009】

その一方で、形鋼自体はかなり長尺であるところ、形鋼の杭先端部、あるいは杭先端部及び杭頭部の以外の部分には、前記円筒部となる管材を使用しないようにすることにより、材料の使用量を低減でき、施工コストを格段に低減できることがわかった。

【0010】

また、杭先端部の円管部に、杭先端方向に行くに従って次第に先細りとなるテーパ面を形成した場合には、地盤中の支持層手前の中間層での閉塞が生じづらくなり、このために施工性が向上するとの知見を得た。
しかも、このようなテーパ面を有する円筒部を備えた杭先端部を支持層に貫入させた際には、少ない根入れ長であっても通常の鋼管杭（テーパ面を有しないもの）と同等以上の先端支持力を発揮できる上、このテーパ面によるアンカー効果により引き抜き抵抗力が格段に向上することを見出した。

【0011】

さらに、形鋼の杭頭部に前記円管部を設け、且つ該円筒部に杭頭方向に行くに従って次第に拡径するテーパ面を形成した場合には、杭頭部の水平方向の投影面積がさらに拡大するため、水平方向の抵抗力が格段に向上するとの知見を得た。

【0012】

本発明は、このような技術的知見に基づいて完成させたものであり、その要旨は以下のとおりである。
即ち、前記課題を解決するため、本発明の形鋼杭は、地中に埋設される杭であって、単一の形鋼により又は複数の同形の形鋼を組み合わせることにより、軸線と直交する断面の形状が点対称となるように形成された杭本体部と、該杭本体部において杭先端側となる端部に取付けられた第１の円管部とを有し、前記第１の円管部は、軸線が前記杭本体部の軸線と同一線上となるように該杭本体部に取付けられ、前記杭本体部は、板状のウェブと該ウェブの一端に形成された板状のフランジとを有する断面Ｔ字形の一対のＣＴ鋼を、これらのフランジにおけるウェブ側とは反対側の面同士を相互に当接させて、軸線と直交する断面が十字形となるように形成された構成であることを特徴とするものである。
また、地中に埋設される杭であって、単一の形鋼により又は複数の同形の形鋼を組み合わせることにより、軸線と直交する断面の形状が点対称となるように形成された杭本体部と、該杭本体部において杭先端側となる端部に取付けられた第１の円管部とを有し、前記第１の円管部は、軸線が前記杭本体部の軸線と同一線上となるように該杭本体部に取付けられ、前記第１の円管部の内周面及び外周面に、軸線方向の全体に亘って杭先端方向に行くに従って次第に先細りとなるテーパ面が形成され、杭先端が開口していることを特徴とするものである。

【0013】

本発明においては、前記第１の円管部に、杭先端方向に行くに従って次第に先細りとなるテーパ面が形成されているものとすることができる。

【0014】

また、本発明においては、前記杭本体部の杭頭側となる端部に第２の円管部が配設されていて、前記第２の円管部は、軸線が前記杭本体部及び第１の円管部の各軸線と同一線上となるように該杭本体部に取付けられているものとすることができる。
この場合においては、前記第２の円管部に、杭頭方向に行くに従って次第に拡径するテーパ面が形成されているものとすることができる。
また、前記第２の円管部は、杭本体部及び第１の円管部で構成される形鋼杭が地盤に打ち込まれた後に該杭本体部の杭頭側となる端部に取付けられるものであってもよい。

【0015】

本発明においては、前記杭本体部は、板状のウェブと該ウェブの両端に形成された一対の板状のフランジとを有する単一のＨ形鋼により形成されているものとすることができる。
あるいは、前記杭本体部が、２つの板体部を有し且つ軸線と直交する断面の形状がＬ字形である一対の山形鋼を、これらの一対の山形鋼の各頂部側を相互に当接させ、軸線と直交する断面が十字形となるように形成された構成であってもよい。
もしくは、前記杭本体部は、板状のウェブと該ウェブの両端側に形成されてウェブの一方の板面側にのみ突出する一対の板状のフランジとを有する一対の溝形鋼を、各溝形鋼のウェブにおけるフランジの突出方向とは逆方向の板面同士を当接させることにより形成された構成であるものとすることができる。
または、前記杭本体部は、板状のウェブと該ウェブの一端に形成された板状のフランジとを有する断面Ｔ字形の一対のＣＴ鋼を、これらのフランジにおけるウェブ側とは反対側の面同士を相互に当接させて、軸線と直交する断面が十字形となるように形成された構成であるものとすることができる。

【0016】

一方、本発明においては、前記形鋼杭を、該形鋼杭に打撃を加えて打ち込む打撃工法によって地盤に打設することができる。
あるいは、前記形鋼杭を、該形鋼杭に振動を与える振動工法によって地盤に打設することができ、又は、前記形鋼杭を、該形鋼杭に地盤に対する押し込み力を付与する圧入工法により該地盤に打設することができる。
さらに、前記形鋼杭を、前記杭本体部の一対のフランジ間における前記第１の円管部内部の空間に挿入した、掘削ヘッドを有する掘削ロッドによって地盤を掘削しながら該形鋼杭を埋設する中堀工法により打設してもよい。
また、前記振動工法、圧入工法、中堀工法を用いて前記形鋼杭を地盤に打設する場合には、前記形鋼杭における第１の円管部の外周面に水を噴射しながら該形鋼杭を地盤に打設するようにしてもよい。

【発明の効果】

【0017】

本発明の鋼杭によれば、単一の形鋼により又は複数の同形の形鋼を組み合わせることにより、軸線と直交する断面の形状が点対称となるように形成された杭本体部における、杭先端側となる端部に第１の円管部を配設し、該第１の円管部を、軸線が前記杭本体部の軸線と同一線上となるように該杭本体部に取付けたため、杭先端側において軸対称の形状となるので、施工時や供用時の軸力伝達時において偏心が生じない。
また、杭本体部の杭先端側の端部に第１の円管部を取り付けたことにより、杭先端側の端部の面積が広がるため、高い先端支持力を確保することができると共に、この第１の円管部によるアンカー効果により形鋼杭全体として高い引き抜き抵抗力を確保できる。

【0018】

さらに、第１の円管部に、杭先端方向に行くに従って次第に先細りとなるテーパ面を形成した場合には、このテーパ面によって地盤中の支持層手前の中間層での第１の円管部の閉塞が生じづらくなるため、施工性がさらに向上する。
その上、硬質な支持層に貫入させる際には、少ない根入れ長であってもテーパ面で支持層地盤を押し拡げようとする力が生じるため、通常の鋼管杭（テーパ面を形成しないもの）と同等以上の先端支持力を発揮できる。その上、アンカー効果によって引き抜き抵抗力が格段に向上することとなる。

【0019】

また、杭本体部の杭頭側となる端部に第２の円管部を配設し、該第２の円管部を、その軸線が前記杭本体部の軸線と同一線上となるように該杭本体部に取付けた場合には、杭頭側においても軸対称の形状となる。これにより、施工時や供用時の軸力伝達時において偏心が生じることをより確実且つ安定的に防止することができる。しかも、杭頭部の面積が広がるため、形鋼杭全体として高い水平方向の抵抗力を確保することができる。
さらに、前記第２の円管部に、該第２の円管部の杭頭方向に行くに従って次第に拡径するテーパ面を形成した場合には、このテーパ面によって杭頭側の水平方向の投影面積が拡大するため、水平方向の抵抗力が格段に向上するという利点がある。

【0020】

その一方で、杭本体部に第１の円管部のみを設けた場合には杭本体部の杭先端側のみ、さらに第２の円管部を設けた場合には杭先端側及び杭頭側の各端部にのみにそれぞれ円管部を取付け、杭本体部の他の部分には何も取付けない構成である。そのため、形鋼杭全体が長尺であったとしても、円筒部となる鋼管等の材料の使用量を低減でき、これにより材料コストを低減できるというメリットがある。

【0021】

また、本発明の形鋼杭は、単一の形鋼により又は複数の同形の形鋼を組み合わせることにより杭本体部を形成し、この杭本体部に第１の円管部や第２の円管部を取付けた簡単な構成であるため、形鋼杭全体としての形成が容易であり、現場での組立てが可能である。
しかも、形鋼杭を構成する各部材は市場に一般に流通しているものを使用可能であるため、調達が容易であるというメリットがある。
特に、杭本体部は単一の形鋼又は複数の形鋼を組み合わせて形成されているため、杭本体部の搬送が比較的容易で大量に輸送でき、また円筒部についても、杭本体部に取付けて運搬する場合に比べて大量に輸送できる。そのため、現地で組立て可能であることにより、完成品である形鋼杭を運搬する場合に比べて効率よく施工を行うことができる。

【0022】

一方で、前記形鋼杭は、打撃工法や振動工法、圧入工法、中堀工法、さらにはいわゆるウォータージェット併用による振動工法、圧入工法、中堀工法の各種工法を問題なく用いることができ、第１の円管部のみ、あるいは第１の円管部及び第２の円管部の両方を有していても、高い施工性を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る形鋼杭を模式的に示す斜視図である。ただし、杭本体部については中間部分を一部省略している。

【図2】同（ａ）一部破断正面図、（ｂ）平面図である。ただし、（ａ）については、杭本体部の中間部分を一部省略している。

【図3】本発明の第２の実施の形態に係る形鋼杭を模式的に示す斜視図である。ただし、杭本体部については中間部分を一部省略している。

【図4】同（ａ）一部破断正面図、（ｂ）平面図である。ただし、（ａ）については、杭本体部の中間部分を一部省略している。

【図5】杭先端にテーパ角βを有する鋼管杭を用いて回転圧入試験を行った際の、（ａ）試験に使用した鋼管杭の杭先端を示す平面図及び断面図、（ｂ）実験結果をあらわすグラフである。ただし、（ｂ）のグラフにおいて、縦軸は（支持力／施工荷重）のストレート杭に対する比率の値を、横軸はテーパ角の角度βをそれぞれ示している。ここでの施工荷重は、回転圧入施工時の圧入力を示す。

【図6】本発明の第３の実施の形態に係る形鋼杭を模式的に示す斜視図である。ただし、杭本体部については中間部分を一部省略している。

【図7】同（ａ）一部破断正面図、（ｂ）Ａ−Ａ断面図である。ただし、（ａ）については、杭本体部の中間部分を一部省略している。

【図8】本発明の第４の実施の形態に係る形鋼杭を模式的に示す斜視図である。ただし、杭本体部については中間部分を一部省略している。

【図9】同（ａ）一部破断正面図、（ｂ）平面図である。ただし、（ａ）については、杭本体部の中間部分を一部省略している。

【図10】本発明の第５の実施の形態に係る形鋼杭を模式的に示す斜視図である。ただし、杭本体部については中間部分を一部省略している。

【図11】同（ａ）一部破断正面図、（ｂ）平面図である。ただし、（ａ）については、杭本体部の中間部分を一部省略している。

【図12】本発明の第４の実施の形態に係る形鋼杭を用い、該形鋼杭を地盤に打設して地中に埋設した後に第２の円管部を事後的に取付ける場合の説明する図である。ただし、（ａ）は形鋼杭を地盤に打設して地中に埋設した状態、（ｂ）は杭本体部の杭頭側の周囲を掘削した状態、（ｃ）は第２の円管部を取付けた状態をそれぞれ示す。

【図13】事後的に形鋼杭の杭頭側に取付ける第２の円管部の構成の一例を模式的に示す一部破断斜視図である。

【図14】杭本体部にずれ止め手段を設けた状態を模式的に示す斜視図である。

【図15】本発明の第６の実施の形態に係る形鋼杭を模式的に示す斜視図である。ただし、杭本体部については中間部分を一部省略している

【図16】同一部破断正面図である。

【図17】同（ａ）平面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図である。

【図18】第１の円管部の杭本体部への取付けを別の手段により行った場合を示す断面図である。

【図19】第６の実施の形態に係る形鋼杭において、一対の山形鋼同士を図１５〜図１８とは異なる形態に接合した状態を示す断面図である。ただし、（ａ）は杭本体部とリブ、及びリブと第１の円管部を、それぞれ溶接により接合した状態、（ｂ）は杭本体部とリブとをボルト及びナットを用いて接合すると共に、リブと第１の円管部とを溶接により接合した状態をそれぞれ示している。

【図20】本発明の第７の実施の形態に係る形鋼杭を模式的に示す斜視図である。ただし、杭本体部については中間部分を一部省略している

【図21】同一部破断正面図である。

【図22】同（ａ）平面図、（ｂ）Ｃ−Ｃ断面図である。

【図23】第１の円管部の杭本体部への取付けを別の手段により行った場合を示す断面図である。

【図24】第６の実施の形態に係る形鋼杭において、杭本体部を、リップ部を有しない溝形鋼を用いて形成した状態を示す断面図である。ただし、（ａ）は第１の円管部を取付用板を用いて杭本体部に取付けた状態、（ｂ）第１の円管部を杭本体部に直接溶接して接合した状態をそれぞれ示している。

【図25】本発明の第８の実施の形態に係る形鋼杭を模式的に示す斜視図である。ただし、杭本体部については中間部分を一部省略している

【図26】同一部破断正面図である。

【図27】同（ａ）平面図、（ｂ）Ｄ−Ｄ断面図である

【図28】第１の円管部及び第２の円管部に連結用継手をそれぞれ設けた状態を模式的に示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明するに、図１及び図２は本発明に係る形鋼杭１Ａの第１の実施の形態を示すものである。
具体的に、この実施の形態の形鋼杭１Ａは、長尺の杭本体部２と、該杭本体部２において杭先端側となる端部に取付けられた第１の円管部３と、杭本体部２において杭頭側となる端部に取付けられた第２の円管部４とを有している。
なお、この実施の形態においては、前記杭本体部２は上下方向に延びており、前記第１の円管部３は杭本体部２の上端側に、第２の円管部４は杭本体部２の下端側にそれぞれ取付けられている。

【0025】

前記杭本体部２は、前記第１及び第２の円管部３，４を連結すると共に、施工時や供用時においては、杭先端側にある前記第１の円管部３に対する軸力伝達の機能を果たすものである。また、この杭本体部２は、前記第１の円管部３及び第２の円管部４の取付部分以外、即ち、第１の円管部３と第２の円管部４との間の中間部分は、外部に露出させた状態となっている。
この実施の形態においては、前記杭本体部２は、板状のウェブ５と、該ウェブ５の両端に形成された一対の板状のフランジ６，６とを一体に備えた単一のＨ形鋼により形成されていて、平面視においてウェブ５を挟んで対称（即ち、軸線と直交する断面の形状が点対称）の形状となっている。
このように、この杭本体部２を軸線と直交する断面の形状が点対称となる形状とすることにより、施工時や供用時に軸力伝達する際、杭全体として偏心しないようにすることができる。

【0026】

ここで、杭本体部２における第１の円管部３と第２の円管部４との間の中間部分を露出させたのは、この中間部分は地中に埋設された場合には専ら軸力伝達に供され、曲げモーメントが作用しにくい状態となるためである。つまり、この杭本体部２の中間部分は、後で詳述する第１の円管部３及び第２の円管部４のように必ずしも大きな水平方向の投影面積を確保する必要がなく、したがって、露出していても問題が少ない。
この結果、基本的に長尺である形鋼杭であっても、第１及び第２の円管部３，４のような鋼管等の管材の材料の使用量を最低限度に抑えることができ、施工コストを抑制することが可能となる。
さらには、前記第１円筒部３及び第２の円管部４が取付けられた杭先端側と杭頭側との間、即ち、第１の円管部３と杭本体部２の露出部分との間、及び杭本体部２の露出部分と第２の円管部４との間で断面積の変化が生じるため、この断面積の変化が引き抜き方向の抵抗力の向上に寄与する。これにより、このような断面積の変化がない杭に場合に比べて、より大きな引き抜き抵抗を確保できるという利点もある。

【0027】

前記第１の円管部３は、内周径及び外周径が軸線方向に亘って一定である断面略円形状の鋼管等により形成された、軸線方向の両端側、即ち上下両端側が開口する略円筒形のもので、杭本体部２の杭先端側の端部に位置不動に固定されている。
この第１の円管部３は、形鋼杭１Ａの先端側の水平方向の投影面積を広げ、地盤に対する接触面積を大きくことにより、該形鋼杭１Ａの地中埋設時における先端支持力の増大と、アンカー効果とを確保している。さらには、第１の円管部３の内周面に取込まれた土や石、等との摩擦力による引き抜き抵抗力の向上をも図っている。

【0028】

この実施の形態においては、前記第１の円管部３は、図２（ｂ）に示すように、内周面側に前記杭本体部２を嵌挿できる程度の内周径を有している。そして、杭本体部２の杭先端側の一部を、この第１の円管部３の一方側の開口、即ち上端側の開口から内周面側に嵌挿させた状態となっている。その上で、第１の円管部３の内周面と杭本体部２のフランジ６，６の端部との当接部分が溶接等によって相互に接合されることにより、第１の円管部３が該杭本体部２の杭先端側の端部に、相互の位置が不動となるように固定されている。
なお、この第１の円管部３の肉厚は、施工時の荷重や上部構造物などより受ける荷重に対して十分な強度を確保することができる範囲内で任意に設定することができる。

【0029】

ここで、前記第１の円管部３の軸線方向長さは、この第１の円管部３の外周径の２〜５倍の長さとすることが好ましい。
この第１の円管部３の軸線方向長さを外周径の２倍以上としたのは、２倍未満であるとＨ形鋼杭の先端側での水平方向の投影面積拡大の効果が小さく、所望の高い先端支持力を得ることができないためである。
一方、第１の円管部３の軸線方向長さを外周径の５倍以下としたのは次の理由からである。即ち、支持層への根入れ長を外周径の５倍以上確保することで、杭全長にわたって同径の閉端の杭とほぼ同等の先端支持力を得ることができる一方、５倍超となると先端支持力が飽和することが一般に知られている（例えば、「道路橋示方書・同解説 ＩＶ株構造 平成１４年３月 社団法人日本道路協会）」の３５６頁〜３５７頁参照）ことから、軸線方向長さを長くする意義が失われると共に、第１の円管部を形成する鋼管等の管材の材料が無駄になるためである。

【0030】

一方、前記第２の円管部４は、前記第１の円管部３と同様、断面略円形状の鋼管等により形成された、軸線方向の両端側、即ち上下両端側が開口する略円筒形のもので、杭本体部２の杭頭側の端部に位置不動に固定されている。
この第２の円管部４は、形鋼杭１Ａの杭頭側の水平方向の投影面積を広げ、地盤に対する接触面積を大きくことにより、該形鋼杭１Ａの地中埋設時における地盤に対する水平抵抗力の増大させる機能を有している。
この実施の形態においては、前記第２の円管部４は、前記第１の円管部３とほぼ同じ内周径を有していて、杭本体部２の杭頭側の一部を、この第２の円管部４の下端側の開口から内周面側に嵌挿させている。そして、その状態において、該第２の円管部４の内周面と杭本体部２のフランジ６，６の端部との当接部分が溶接等によって相互に接合されることにより、第２の円管部４全体が該杭本体部２の杭頭側の端部に、相互の位置が不動となるように固定されている。
なお、この実施の形態の第２の円管部４の肉厚は、前記第１の円管部３と同等としているが、土木用の杭としての強度を確保することができる範囲内で任意に設定することができる。

【0031】

ここで、前記第２の円管部４の軸線方向長さは、水平方向の抵抗に大きく寄与する長さである１／β以上であることが好ましく、さらに好ましくは１／β〜３／βとすることである。最も好ましいのは３／βとすることである。
このとき、前記βは杭の特性値であり、このβの値は、地盤の水平反力係数ｋｈ，鋼管の幅Ｂ，ヤング係数Ｅ，断面２次モーメントＩを用いて下記（１）式により算定される。
β＝｛（ｋｈ・Ｂ）／（４・Ｅ・Ｉ）｝^０．２５ （１／ｍ） ・・・（１）
このように、第２の円管部の軸線方向長さを１／β以上、さらには１／β〜３／βとすることにより、杭頭側において高い水平抵抗力を確保することができる一方で、第２の円管部を形成する鋼管等の管材の材料の使用量を可及的に抑えることできる。

【0032】

なお、一般に、杭の水平抵抗はバネ定数により表されるため、このバネ定数が大きくなるほど水平方向の力による変位量が抑えられることになる。
前記バネ定数は、地盤の水平反力係数を用いて弾性床上のはりの理論に基づき算出することができ、算出方法も一般に広く知られている（例えば、「道路橋示方書・同解説 ＩＶ株構造 平成１４年３月 社団法人日本道路協会）」の３７５頁〜３７７頁参照）。
このバネ定数の算出に際しては、杭の埋設部分の軸線方向長さが３／β以上あれば半無限長の杭として扱うことできるが知られている。したがって、第２の円管部４の軸線方向長さが３／βであれば、最低限の長さで半無限長の杭として扱うことができることから、水平投影面積の大きな第２の円管部４の部分で非常に大きな水平抵抗を確保でき、きわめて高い水平抵抗力を安定的且つ確実に確保することができることになる。
また、杭の埋設部分の軸線方向長さが１／β超、３／β未満である場合は、所定のバネ定数に対して補正係数φ（ただしφ＞１）を乗じた形で計算をすることができることが知られている。したがって、第２の円管部４の軸線方向長さが１／β超、３／β未満である場合でも、Ｈ形鋼杭の打設深さや杭先端側の支持条件等にもよるが、この第２の円管部４の部分で大きな水平抵抗を確保でき、高い水平抵抗力を得ることができる。

【0033】

さらに、前記第１及び第２の円管部３，４は、これらの第１の円管部３及び第２の円管部４の各軸線Ｌ２，Ｌ３が、前記杭本体部の軸線Ｌ１と同一線上となるように該杭本体部にそれぞれ取付けられている。
このように、これらの杭本体部２の軸線Ｌ１と、第１の円管部３の軸線Ｌ２及び第２の鋼管４の軸線Ｌ３とが同一線上となることにより、形鋼杭１Ａは、杭先端側及び杭頭側において軸対称の形状となる。これにより、施工時や供用時の軸力伝達時において、杭全体として偏心を生じさせないというメリットがある。

【0034】

前記構成を有する形鋼杭１Ａを地盤に打ち込むに際しては、種々の公知の工法を用いることができ、例えば、土木工事で一般的に用いられる油圧ハンマやディーゼルハンマ、モンケンといった打ち込み機械で土中に打ち込む打撃工法を適用することができる。
また、形鋼杭１Ａの杭頭側に装着したバイブロハンマによる振動によって該形鋼杭１Ａを地盤に打設する振動工法を適用することができる。
さらには、形鋼杭１Ａの杭先端側に打設方向に高圧の水を噴射するノズルを取付けると共に、杭頭側に前記バイブロハンマを装着して、該バイブロハンマによる振動と、前記ノズルからの高圧の水の力による地盤の切削（ウォータージェット）とにより、該形鋼杭１Ａを支持層まで打設する、ウォータージェット併用振動工法を適用することができる。この場合には、形鋼杭１Ａの打設時における騒音や振動を著しく低減することができる上、排土量についても抑制できるという利点がある。また、必要に応じて、前記ノズルを通じて形鋼杭１Ａの周面にセメントミルク等の流動性固化材を充填し、根固めをすることにより該形鋼杭１Ａの周面摩擦力を増大させてもよく、これによって引き抜き抵抗力のさらなる向上を図ることができる。

【0035】

また、既設の杭の引き抜き抵抗を利用して、埋設する形鋼杭に油圧による静荷重で地盤に対する押し込み力を付与することにより該形鋼杭を地盤に押し込む圧入工法や、先端にオーガ掘削ヘッドを有する掘削ロッドでオーガ掘削と形鋼杭１Ａの圧入とを同時に行ういわゆる芯抜き同時圧入工法を適用することができる。あるいは、先行掘削ヘッドで先行掘削してオーガ引抜きをしてからオーガ掘削と形鋼杭１Ａの圧入を同時に行ういわゆる先行切削圧入工法等、各種圧入工法適用することができる。この場合、形鋼杭１Ａの杭先端側にノズルを設けて高圧による水噴射による切削（ウォータージェット）を併用してもよい。
さらに、前記杭本体部２の前記フランジ部６，６の間における第１の円管部３内部の空間に掘削ヘッドを有する掘削ロッドを挿入し、該切削ヘッドで地盤を掘削しながら形鋼杭１Ａを埋設する、中堀工法にも適用することができる。
この場合においては、形鋼杭１Ａの先端側に設けたノズルによるウォータージェットを利用した切削を併用することができ、また、該ノズルを通じて形鋼杭１Ａの周面にセメントミルク等の流動性固化材を充填し、根固めを行うようにしてもよい。

【0036】

以上のように、前記構成を有する形鋼杭１Ａによれば、杭本体部２の杭先端側となる端部に第１の円管部３を、杭頭側となる端部に第２の円管部４をそれぞれ配設し、これら第１の円管部３及び第２の円管部４を、各軸線Ｌ２，Ｌ３が前記杭本体部の軸線Ｌ１と同一線上となるように該杭本体部２にそれぞれ取付け、軸対称の形状としたため、施工時や供用時の軸力伝達時において偏心が生じず、形鋼杭１Ａ全体を適切に地中に埋設することができる。
さらに、第１の円管部３による杭先端側の水平方向の投影面積の拡大に伴って高い先端支持力と、アンカー効果による高い引き抜き抵抗力とを確保できると共に、第２の円管部４による杭頭側の水平方向の投影面積の拡大に伴って高い水平方向の抵抗力を確保することができる。

【0037】

その一方で、杭本体部２の杭先端側及び杭頭側の各端部にのみ第１の円管部３及び第２の円管部４をそれぞれ取付け、これらの第１の円管部３及び第２の円管部４の間、即ち、杭本体部２の中間部分には何も取付けない構成としたため、鋼管等の管材の材料の使用量を低減でき、施工コストを低減できる。
また、前記形鋼杭１Ａは、上述の打撃工法や振動工法、圧入工法、中堀工法、さらにはいわゆるウォータージェット併用による振動工法、圧入工法、中堀工法の各種工法を問題なく用いることができるため、高い施工性を安定的に確保することができる。

【0038】

さらに、この実施の形態の形鋼杭１Ａは、単一のＨ形鋼により杭本体部を形成し、この杭本体部に前記第１の円管部や第２の円管部を取付けた、比較的に簡単な構成であるため、形鋼杭全体としての形成が比較的容易であり、現場においても組立てが可能である。
しかも、Ｈ形鋼や各円管部に使用する鋼管等の各構成部材は、市場に一般に流通しているものを使用可能であるため調達が容易である上、杭本体部となるＨ形鋼は、トラック等による搬送が比較的容易で大量に輸送でき、また円筒部についても、杭本体部に取付けて運搬する場合に比べて大量に輸送できる。したがって、現地で組立て可能であることにより、完成品である形鋼杭を運搬する場合に比べて効率よく施工を行うことができるというメリットがある。

【0039】

前記実施の形態においては、前記第１の円管部７や第２の円管部の杭本体部２への取付けを、第１の円管部７や第２の円管部の内周面と杭本体部２との当接部分を溶接等により相互に固定することにより行っている。
しかしながら、第１の円管部や第２の円管部の杭本体部への取付けは、例えば、第１の円管部や第２の円管部の内周面と杭本体部２との間の空間に、これら第１の円管部や第２の円管部の内周面と杭本体部２とを相互に連結する板状のリブを設ける等、任意の手段を用いることができる。

【0040】

前記第１の実施の形態においては、第１の円管部３が単純な円筒状となっていたが、次に述べる第２の実施の形態においては、この第１の円管部が先細る筒状となっている。
即ち、図３及び図４は本発明の形鋼杭の第２の実施の形態を示すもので、この実施の形態の形鋼杭１Ｂは、杭本体部２における杭先端側に設けられた第１の円管部７が、その内周面及び外周面に杭先端方向に行くに従って次第に先細りとなるテーパ面７ａを備えた筒状の構成となっている。
なお、第１の円管部７以外の構成、即ち、杭本体部及び第２の円管部については、基本的に前記第１の実施の形態と同じであり、同等の作用効果を奏するため、図面に同様の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0041】

前記第１の円管部７は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、全体として一定の肉厚を備えていて、この実施の形態においては、杭頭側の開口、即ち図３及び図４における上端側の開口が、該杭本体部２を内周面側に挿入可能な内周径を有している。一方、杭先端側、即ち下端側は杭本体部２を挿通できない程度の内周径を有している。
この第１の円管部７は、内周面及び外周面全体にそれぞれ先細りのテーパ面７ａ，７ｂが形成された、全体として先細った構成となっていて、前記杭本体部２の杭先端側の一部が上端側の開口から内周面側に挿入されている。そして、その状態において、この杭本体部２のフランジ６，６の端部と内周面のテーパ面７ａとの当接部分が溶接等により相互に接合され、これにより、第１の円管部７全体が該杭本体部２に位置不動に固定されている。
また、この第１の円管部７としては、軸線方向の一端側に行くに従って次第に先細りとなるＬＰ鋼管を適用してもよく、あるいは、鋼板等の金属板をロールベンディングまたは専用金型により少しずつプレスする方法等を用いてテーパ面７ａを形成したものを用いることができる。

【0042】

ここで、前記テーパ面７ａ，７ｂのテーパ角は、打設する地盤等に応じて任意に設定することができるが、０．５〜１０°程度が好ましい。
このテーパ角に関して、発明者らは、図５（ａ）に示すような杭先端にテーパ角βのテーパ面を備えた鋼管杭を用いて回転圧入試験を実施した。
この結果、図５（ｂ）に示すように、テーパ角βの角度が０．５〜１０°の範囲内において、支持力を施工荷重で割った値（支持力／施工荷重）がテーパ面を有さない一般的なストレート杭に比べて良好であることがわかった。ここでの施工荷重は、回転圧入施工時の、圧入力を示す。
一般に、支持力／施工荷重の値が大きいほど、同一の施工荷重に対して高い支持力を得られるため、杭本数の削減などにより材料費を低減することができ、また、同一の支持力に対して必要な施工荷重を低減することができる。これにより、施工機械のスペックダウンや施工時間の短縮などにより施工費を低減することが可能となることから、本発明においても、前記テーパ面７ａ，７ｂのテーパ角はこの０．５〜１０°の範囲で設定することが好ましいといえる。

【0043】

前記構成を有する形鋼杭１Ｂは、第１の実施の形態と同様の工法により地盤に打ち込むことができ、また、基本的に前記第１の実施の形態の形鋼杭１Ａと同様の効果を有する。
しかしながら、形鋼杭１Ｂは、前記第１の円管部７を、杭先端方向に行くに従って次第に先細りとなるテーパ面７ａ，７ｂを備えた構成としたことにより、形鋼杭１Ｂを地中に埋設するに際して、該形鋼杭１Ｂの杭先端側を地盤中の硬質な支持層に貫入する場合には、少ない根入れ長であっても通常の鋼管杭（テーパ面を形成していない鋼管杭）と同等以上の先端支持力を確保することができるという利点がある。
即ち、前記第１の円管部７が、外周面に先細りのテーパ面７ｂを有することにより、水平方向の投影面積だけでなく、支持層に支持される該第１の円管部７の鉛直方向の投影面積が大きくなる。これにより、この第１の円管部７の外周面のテーパ面７ｂが支持層地盤を押し拡げようとする力が生じるため、まわりの土や石等からの反力や拘束力を効率良く受けることができ、この結果、少ない根入れ長であっても高い先端支持力を確保することが可能となる。

【0044】

さらに、第１の円管部７の内周面のテーパ面７ａにより、地盤に打ち込まれる際に該第１の円管部内に取込まれる土等の量を、テーパ面がない場合に比べて低減させることができ、且つ土や石等が拡径側、即ち上端側に行くに従ってそれらの土や石の密度が上昇するのを抑えることができる。これにより、打設抵抗を大きく軽減させることができるため、施工性を一層向上させることができる。
さらには、第１の円管部７が杭頭側に行くに従って拡径するため、このテーパ面７ａ，７ｂの形状に起因するアンカー効果によって、引き抜き抵抗力を著しく向上させることができる。

【0045】

前記第２の実施の形態においては、前記第１の円管部７の杭本体部２への取付けを、杭本体部２のフランジ６，６の端部と第１の円管部の内周面のテーパ面７ａとの当接部分を溶接等により相互に固定することにより行っていた。
しかしながら、第１の円管部の杭本体部への取付けは、第１の円管部の内周面と杭本体部２との間の空間に、これら第１の円管部の内周面と杭本体部２とを相互に連結する板状のリブを設けることにより行ってもよい。
この場合、例えば、前記リブを、その板幅方向の一端側に第１の円管部の内周面側のテーパ面の傾きとほぼ同じ傾きの傾斜面を有し、他端側に杭本体部のフランジの外方側の板面に沿う平坦面を有する形状とすることが好ましい。このとき、該リブの傾斜面と第１の円管部の内周面、及び平坦面と杭本体部のフランジの外方側の板面をそれぞれ面接触させた上で、その当接部分を線状に溶接することにより、第１の円管部を該リブを介して杭本体部に強固に取付けることが可能となる。

【0046】

図６及び図７は、本発明の第３の実施の形態を示すもので、この実施の形態の形鋼杭１Ｃは、前記第２の実施の形態では第１の円管部にのみテーパ面を設けた構成としているのに対し、さらに第２の円管部にもテーパ面を設けた構成としている。
即ち、この第３の実施の形態の形鋼杭１Ｃは、杭本体部２の杭頭側に取付けられた第２の円管部８が、形鋼杭１Ｃの杭頭方向に行くに従って次第に拡径するテーパ面９ａ，９ｂを備えた構成となっている。
なお、この実施の形態の形鋼杭１Ｃは、第２の円管部以外の構成、つまり杭本体部及び第１の円管部については、基本的に前記第２の実施の形態と同じであり、同等の作用効果を奏するため、図面に同様の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0047】

具体的に、前記第２の円管部８は、杭先端側、即ち図６及び図７における下端側が前記杭本体部２と連結された、前記テーパ面９ａ，９ｂを有するテーパ面部１０と、該テーパ面部１０の杭本体部２との連結側とは反対側の端部側、即ち図６及び図７におけるテーパ面部１０の上端側に配設された円筒部１１とを一体に備えた構成となっている。
前記テーパ面部１０は、杭頭側、即ち上端側に行くに従って全体として拡径（逆に、杭先端側に行くに従って全体として先細る）し、内周面及び外周面全体にそれぞれ前記テーパ面９ａ，９ｂが形成されたものとなっている。また、このテーパ面部は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、全体として一定の肉厚を有していて、下端側の開口が、杭本体部２の杭頭側を内周面側に挿入可能な内周径を備えている。
そして、該下端側の開口から杭本体部２の一部が挿入された状態で、このテーパ面部１０の内周面と杭本体部２のフランジ６，６との当接部分が溶接等により相互に接合されていて、これにより第２の円管部８全体が該杭本体部２の杭頭側に位置不動に固定された状態となっている。

【0048】

なお、前記テーパ面部１０におけるテーパ面９ａ，９ｂのテーパ角は、打設する地盤等に応じて任意に設定することができるが、このテーパ面９ａ，９ｂのテーパ角については、施工時の抵抗が大きくならないように４５°以下が好ましい。
また、このテーパ面部１０としては、軸線方向の一端側に行くに従って次第に先細りとなるＬＰ鋼管を適用してもよく、あるいは、鋼板等の金属板をロールベンディングまたは専用金型により少しずつプレスする方法等を用いてテーパ面を形成したものを用いることができる。

【0049】

一方、前記円筒部１１は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、前記テーパ面部１０と同等の肉厚を有していて、前記テーパ面部１０における拡径した一端側、即ち上端側とほぼ同じ内周径及び外周径となるように形成されたものである。この円筒部１１は、前記テーパ面部１０とは対向する端面同士が溶接等によって相互に接合、固定されたものとなっている。
なお、この円筒部１１としては、鋼管等の円筒状の管材を用いることができる。また、この円筒部１１の軸線方向長さについては、上述した第１の実施の形態に係る第２の円管部４の軸線方向長さと同様の理由により、１／β以上であることが好ましく、さらに好ましくは１／β〜３／βであり、３／βが最も好ましい。

【0050】

前記構成を有する形鋼杭１Ｃは、第１及び第２の実施の形態と同様の工法により地盤に打ち込むことができ、また、基本的に前記第１及び第２の実施の形態の形鋼杭１Ａと同様の効果を有する。
しかしながら、この第３の実施の形態の形鋼杭１Ｃの場合、第２の円管部８に、杭頭方向に行くに従って次第に拡径するテーパ面９ａ，９ｂを設けた構成としたことから、形鋼杭１Ｃの杭頭側の水平方向の投影面積を拡大させることができる。これにより、形鋼杭１Ｃの杭頭側の水平抵抗力を一層高めることができるという利点がある。
その一方で、第１の円管部７は、先端方向に行くに従って次第に先細りとなるテーパ面７ａ，７ｂを備えた構成であるため、前記第２の実施の形態と同様に、高い先端支持力や引き抜き抵抗力を確保することができる。その上、形鋼杭１Ｃ全体としての施工性もきわめて良好である。

【0051】

前記第３の実施の形態においては、第１の円管部７及び第２の円管部８の両方にテーパ面７ａ・７ｂ，９ａ・９ｂをそれぞれ設けた構成としているが、第２の円管部にのみにテーパ面を設け、第１の円管部はテーパ面のない円筒状とした構成としてもよい。
この場合、第２の円管部については、第３の実施の形態の第２の円管部と同等の効果を、第１の円管部については第１の実施の形態の第１の円管部と同等の効果をそれぞれ独立に有することなる。

【0052】

また、前記第３の実施の形態においては、第２の円管部８の杭本体部２への取付けを、杭本体部２の杭頭側のフランジ６，６の端部と第１の円管部の内周面のテーパ面７ａとの当接部分を溶接等により相互に固定することにより行っていた。
しかしながら、第２の円管部の内周面と杭本体部２との間の空間に、これら第２の円管部の内周面と杭本体部２とを相互に連結する板状のリブを設け、第２の円管部を該リブを介して杭本体部に取付けるようしてもよい。
この場合、例えば前記リブを、その板幅方向の一端側が第２の円管部の内周面に沿い、他端側が杭本体部のフランジの外方側の板面に沿う形状とすることが好ましい。このとき、該リブの一端側と第２の円管部の内周面、及びリブの他端側と杭本体部のフランジの外方側の板面をそれぞれ面接触させ、その当接部分を線状に溶接することにより、第２の円管部と杭本体部とをこのリブを介して強固に接合することができる。
なお、第１の円管部についても、該第１の円管部の内周面と杭本体部との間にリブを設けて、第１の円管部をリブを介して杭本体部に固定してもよいことは、前記第２の実施の形態と同様である。

【0053】

前記第１〜第３の実施の形態では、杭本体部２における杭先端側となる端部及び杭頭側となる端部の両方に第１の円管部３，７及び第２の円管部４，８を設けた構成なっているが、次に述べる第４の実施の形態に係る形鋼杭は、杭本体部の杭頭側となる端部には円筒部を設けていない構成となっている。
即ち、図８及び図９は本発明に係る形鋼杭の第４の実施の形態を示すもので、この実施の形態の形鋼杭１Ｄは、単一のＨ形鋼からなる杭本体部２の杭先端側となる端部に、内周径及び外周径が軸線方向に亘って一定である断面略円形状に形成された第１の円管部３のみが設けられた構成となっている。
なお、この実施の形態の形鋼杭１Ｄは、第２の円管部を有しない点以外は基本的に前記第１の実施の形態と同じ構成であり、また杭本体部２及び第１の円管部３の各構成は前記第１の実施の形態とほぼ同じで同等の作用効果を奏するため、図面に同様の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0054】

前記構成を有する形鋼杭１Ｄは、基本的には、前記第１〜第３の実施の形態と同様の工法により地盤に打設することができる。
また、前記第１の実施の形態において第１の円管部３の機能によって得ることができる効果と同等の効果を得ることができる。さらに、第１の円管部３を設けたことにより、形鋼杭１Ｄの杭先端側においては軸対称の形状となるので、円筒部を有しない単なる形鋼杭に比べ、施工時や供用時の軸力伝達時において偏心の発生を飛躍的に抑えることができる。
逆に、第２の円管部を設けない分、鋼管等の管材の材料の使用量がさらに少なくなるため、前記第１の実施の形態の構成に比べて形鋼杭に係るコストを一層低減することが可能となる。

【0055】

なお、第１の円管部３の杭本体部２への取付けは、該第１の円管部３の内周面と杭本体部２との間にリブを設け、該リブを介して第１の円管部３と杭本体部２とを相互に接合することにより行ってもよいことは、前記第１の実施の形態と同様である。

【0056】

さらに、図１０及び図１１は、本発明の形鋼杭の第５の実施の形態を示すもので、この実施の形態の形鋼杭１Ｅは、前記第４の実施の形態の形鋼杭における第１の円管部の構成に代えて、前記第２の実施の形態の形鋼杭の第１の円管部と同様の、先細る筒状としたものを採用している。
より具体的に、この実施の形態の形鋼杭１Ｅは、単一のＨ形鋼からなる杭本体部２の杭先端側となる端部に第１の円管部７のみが設けられていて、該第１の円管部７は、その内周面及び外周面に、杭先端方向に行くに従って次第に先細りとなるテーパ面７ａ，７ｂが形成された筒状の構成となっている。
なお、この実施の形態の形鋼杭１Ｅについては、第２の円管部を有しない点以外は基本的に前記第２の実施の形態と同じ構成であり、また杭本体部及び第１の円管部の各構成は前記第２の実施の形態とほぼ同じで同等の作用効果を奏するため、図面に同様の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0057】

前記構成を有する形鋼杭１Ｅは、基本的には、前記第１〜第４の実施の形態と同様の工法により地盤に打設することができる。
また、前記第４の実施の形態の形鋼杭１Ｄと同等の効果を得ることができる上、第１の円管部７にテーパ面７ａ，７ｂを形成したことにより、前記第２の実施の形態の形鋼杭１Ｂにおける第１の円管部の機能によって得ることができる効果と同等の効果を得ることができる。
したがって、コストを抑えながらも、テーパ面による高い先端支持力及び引抜抵抗力を獲得することが可能となる。

【0058】

なお、第１の円管部７の杭本体部２への取付けは、該第１の円管部７の内周面と杭本体部２との間にリブを設け、該リブを介して第１の円管部７と杭本体部２とを相互に接合することにより行ってもよいことは、前記第２の実施の形態と同様である。

【0059】

ところで、前記第４及び第５の実施の形態に係る形鋼杭１Ｄ，１Ｅにおいては、前記各種工法によりそのまま打設してもよいことは当然であるが、図１２に示すように、これらの第４及び第５の実施の形態に係る形鋼杭１Ｄ，１Ｅを一旦地盤に打設して地中に埋設した後に、杭頭側となる端部に円筒部（即ち、第２の円管部）を事後的に取付けることができる。
これについて、前記第４の実施の形態の形鋼杭１Ｄを用いて具体的に説明すると、まず、図１２（ａ）に示すように、形鋼杭１Ｄを前述した各種工法により、通常通り地盤１２に打設する。
次に、図１２（ｂ）に示すように、地盤に打設、埋設された形鋼杭１Ｄの杭頭側の周辺を掘削して、該形鋼杭１Ｄの杭本体部２の杭頭側を所定長さだけ外部に露出させる。
そして、図１２（ｃ）に示すように、露出させた該形鋼杭１Ｄの杭本体部２の杭頭側の端部に、第２の円管部４’を取付ける。これにより、実質的に前記第１の実施の形態に係る形鋼杭１Ａとほぼ同じ構成となる。

【0060】

このとき、第２の円管部４’の杭本体部２への取付けは、該第２の円管部４’内に杭本体部２の杭頭側の端部を挿入させた上で、溶接等によって第２の円管部４’を直接的に杭本体部に接合、固定してもよい。
しかしながら、図１２（ｃ）示すように、第２の円管部４’の内周面と杭本体部２との間の空間を含めた掘削部分の空間１２ａ内に、モルタルやコンクリート等の時経硬化材１３を注入することにより、該時経硬化材１３を介して第２の円管部４’と杭本体部２とを相互に固定するようにしてもよい。

【0061】

また、前記時経硬化材１３を用いた取付けを行う場合においては、前記第２の円管部４’は、図１３に示すような、内周面に周方向あるいはスパイラル状に延びる凸部４’ａが設けられた円管状のものを用いることが好ましい。これにより、前記第２の円管部４’に対する時経硬化材１３の付着が高められ、第２の円管部４’と杭本体部２との固定がより強固になる。なお、この場合の第２の円管部４’としては、例えば、突起付き素管の形成に用いる鋼帯を管状に形成したものや、円管の内周面に鉄筋や平鋼等を周方向に延びるように固定したもの等を採用することができる。

【0062】

さらに、図１４に示すように、前記杭本体部２の杭頭側にボルト等、あるいは鉄筋や平鋼等によるずれ止め手段１４（なお、図１４の場合、ボルトによるスタッド）を設けてもよく、これにより、前記時経硬化材１２との付着が高められて第２の円管部４’と杭本体部２との固定がより強固になる。
この場合、内周面に凸部４’ａが設けられた前述の第２の円管部４’と合わせて用いれば、非常に効果的である。

【0063】

このように、前記第４及び第５の形態のような第２の円管部を有しない形鋼杭であっても、打設後に第２の円管部を杭本体部の杭頭側の端部に取付けることにより、実質的に前記第１の実施の形態に係る形鋼杭１Ａと同じ構成となるため、該形鋼杭１Ａと同等の効果、特に、第２の円管部の機能に起因する効果を得ることができる。
即ち、形鋼杭の杭頭側の水平方向の投影面積を広げて地盤に対する接触面積を大きくし、地中埋設時における地盤に対する水平抵抗力の増大させる機能を事後的に付与することができる。
したがって、打設後の形鋼杭の水平抵抗力が不足していると考えられる場合や、さら現状よりも増大させたい場合等、事後的に水平抵抗力を向上させる必要がある場合にはきわめて有効である。
なお、図１２に示すものの場合、第２の円管部４’を、前記第１の実施の形態のような単純な円筒状にものとしているが、前記第３の実施の形態のような、テーパ面部及び円筒部を備えた構成のものを用いてもよいことはもちろんである。

【0064】

前記第１〜第５の実施の形態においては、いずれも、杭本体部として単一のＨ形鋼を用いているが、杭本体部は、第１〜第５の実施の形態の形鋼杭のような単一の形鋼により形成したものでなくてもよい。
即ち、以下に述べる第６〜第８の実施の形態のように、複数の同形の形鋼を組み合わせて、軸線と直交する断面の形状が点対称となるように形成された杭本体部を用いることができる。

【0065】

図１５〜図１７は、本発明の形鋼杭の第６の実施の形態を示すもので、この実施の形態の形鋼杭１Ｆは、一対の同形の山形鋼１６，１６から形成された杭本体部１５と、該杭本体部１５の杭先端側の端部に取付けられた第１の円管部７と、杭本体部１５の杭頭側の端部に取付けられた第２の円管部８とを有している。
前記第１の円管部７は、基本的には前記第２及び第３、第５の実施の形態と同様に、先細る筒状、即ち、該第１の円管部７の内周面及び外周面に杭先端方向に行くに従って次第に先細りとなるテーパ面７ａ，７ｂが形成された筒状の構成となっている。
また、前記第２の円管部８は、前記第３の実施の形態と同様、杭先端側（下端側）が杭本体部に連結され、形鋼杭１Ｆの杭頭方向に行くに従って次第に拡径するテーパ面９ａ，９ｂを備えたテーパ面部１０と、該テーパ面部１０の杭本体部１５との連結側とは反対側の端部側（テーパ面部１０の上端側）に配設された円筒状の円筒部１１とを備えた構成となっている。

【0066】

なお、この第６の実施の形態の形鋼杭１Ｆは、杭本体部が単一のＨ形鋼により形成されていない点以外の構成、即ち第１の円管部及び第２の円管部の構成は、基本的に前記第３の実施の形態と同じ構成であり、また同等の作用効果を奏するため、同様の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0067】

前記杭本体部１５は、２つの板体部１６ａ，１６ｂを有し且つ軸線と直交する断面の形状がＬ字形である一対の山形鋼（アングル）１６，１６を、これらの一対の山形鋼１６，１６の各頂部１６ｃ側を相互に当接させて、軸線Ｌ１と直交する断面が十字形となるように構成されたものである。これにより、杭本体部１５は、軸線Ｌ１と直交する断面の形状が点対称となっている。

【0068】

この第６の実施の形態においては、図１５及び図１７（ａ），（ｂ）に示すように、前記山形鋼１６として、前記板体部１６ａ，１６ｂの板幅が異なる幅である不等辺山形鋼（なお、符号１６ａは長辺側の板体部、符号１６ｂは短辺側の板体部としている。）を用いている。そして、前記杭本体部１５は、この一対の山形鋼１６，１６の各頂部１６ｃ，１６ｃ部同士を対向させて、一方の山形鋼１６における頂部１６ｃ側の面と、他方の山形鋼１６の頂部１６ｃ側の面とが直角となった状態で、溶接等により相対的な位置が不動となるように固定させた構成としている。

【0069】

ここで、この実施の形態における前記第１の円管部７の杭本体部１５への取付けは、図１５及び図１７（ｂ）に示すように、複数の板状のリブを用いて行っている。
即ち、杭本体部１５の杭先端側の一部が第１の円管部７の上端側の開口から内周面側に挿入された状態において、第１の円管部７の内周面と杭本体部２との間の空間に、これら第１の円管部の内周面と杭本体部２とを相互に連結する４枚のリブ１７，１８を配設している。

【0070】

具体的に、前記各リブ１７，１８は、いずれも、その板幅方向の一端側に、第１の円管部７の内周面側のテーパ面７ａの傾きとほぼ同じ傾きの傾斜面１７ａ，１８ａを有し、他端側に、杭本体部１５の軸線方向と平行な方向に延びる平坦面１７ｂ，１８ｂを有している。
したがって、各リブ１７，１８は、板面が下端側に行くに従って先細る略直角台形状となっている。

【0071】

また、これらのリブ１７，１８は、図１７（ｂ）に示すように、杭本体部１５を形成する一対の山形鋼１６，１６の各板体部１６ａ，１６ｂに１枚ずつあてがわれている。
そして、杭本体部１５の各板体部１６ａ，１６ｂにおける頂部１６ｃ側の面と、これらのリブ１７，１８の平坦面１７ｂ，１８ｂ側の板面とをそれぞれ面接触させた上で、その当接部分を線状に溶接することにより、杭本体部１５に接合されている。さらに、これらリブ１７，１８の傾斜面１７ａ，１８ａと第１の円管部７の内周面とを面接触させ、その当接部分をそれぞれ線状に溶接することにより、リブ１７，１８と第１の円管部７とがそれぞれ相互に接合されている。なお、図中、符号１９は溶接部分を示している。
これにより、第１の円管部７は、これらの４枚のリブ１７，１８を介して杭本体部１５に固定されることとなる。

【0072】

なお、この実施の形態においては、上述のように杭本体部１５が不等辺山形鋼により形成されているため、長辺側の板体部１６ａと短辺側の板体部１６ｂとでは板幅が異なり、外方への突出長さが異なる。
そのため、長辺側の板体部１６ａと接合されるリブ１７は、第１の円管部７の内周面までの距離との関係から、短辺側の板体部１６ｂと接合されるリブ１８の板幅よりも小さい板幅となっている。

【0073】

また、この実施の形態における前記第２の円管部８の杭本体部１５への取付けは、図１５及び図１７（ａ）に示すように、複数の板状のリブを用いて行っている。
即ち、杭本体部１５の杭頭側の一部が第２の円管部８の下端側の開口から内周面側に挿入された状態において、第２の円管部８の内周面と杭本体部２との間の空間に、これら第２の円管部の内周面と杭本体部２とを相互に連結する４枚のリブ１９，２０を配設している。

【0074】

具体的に、前記各リブ２０，２１は、いずれも、その板幅方向の一端側に、第２の円管部におけるテーパ面部１０の内周面側のテーパ面９ａの傾きとほぼ同じ傾きの傾斜面２０ａ，２１ａを有し、他端側に、杭本体部１５の軸線方向と平行な方向に延びる平坦面２０ｂ，２１ｂを有している。
したがって、各リブ２０，２１は、板面が下端側に行くに従って先細る略直角台形状となっている。

【0075】

また、図１７（ａ）に示すように、これらのリブ２０，２１は、杭本体部１５を形成する一対の山形鋼１６，１６の各板体部１６ａ，１６ｂに１枚ずつあてがわれている。
そして、杭本体部１５の各板体部１６ａ，１６ｂにおける頂部側１６ｃの面と、これらのリブ２０，２１の平坦面２０ｂ，２１ｂ方向の端部側の板面とをそれぞれ面接触させている。その上で、その当接部分を線状に溶接することにより、杭本体部１５に接合されている。また、これらのリブ２０，２１の傾斜面２０ａ，２１ａと第２の円管部８のテーパ面部１０の内周面とを面接触させて、その接触部分を線状に溶接することにより、リブ２０，２１と第２の円管部８とがそれぞれ相互に接合されている。なお、図中、符号２２は溶接部分を示す。
これにより、第２の円管部８は、これらの４枚のリブ２０，２１を介して杭本体部１５に固定されることとなる。
なお、この第２の円管部８の杭本体部１５への取付けに用いられるリブ２０，２１についても、第１の円管部７の杭本体部１５への取付けに用いられるリブ１７，１８と同様に、長辺側の板体部１６ａと接合されるリブ２０は、短辺側の板体部１６ｂと接合されるリブ２１の板幅よりも小さい板幅となっている。

【0076】

このように、第１の円管部７及び第２の円管部８の杭本体部１５への取付けを、リブ１７，１８・２０，２１を用いて行うことにより、杭本体部１５とリブ、及び第１の円管部７や第２の円管部８とリブを面接触させて、それぞれの当接部分を線状に溶接することができるため、取付けを強固に行うことができる。
特に、第１の円管部７及び第２の円管部８の各内周面はテーパ面となっていて、杭本体部１５との当接部分は点接触であることから、第１の円管部７及び第２の円管部８を杭本体部１５とのこの当接部分で溶接する場合に比べて、取付け強度を格段に向上させることが可能となる。

【0077】

前記構成を有する形鋼杭１Ｆは、前記第１〜第５の実施の形態と同様の工法により地盤に打ち込むことができ、また、基本的に前記第３の実施の形態の形鋼杭１Ｃと同様の効果を有する。
一方、この実施の形態の形鋼杭１Ｆの場合、杭本体部１５を、一対の山形鋼１６，１６により形成した構成としているが、山形鋼１６自体は、幾重にも積み重ねてコンパクトに大量に輸送することが可能である。そのため、Ｈ形鋼の場合比べてトラック等による大量輸送がより容易であり、搬送面では優位である。
したがって、現地で順次組立てることにより、完成品としての形鋼杭を大量に確保した状態で施工を行うことができるため、一層効率よく施工を行うことが可能となる。

【0078】

前記第６の実施の形態の形鋼杭においては、第１の円管部を、該第１の円管部の内周面及び外周面に杭先端方向に行くに従って次第に先細りとなるテーパ面７ａ，７ｂが形成された筒状の構成し、第２の円管部を、形鋼杭１Ｆの杭頭方向に行くに従って次第に拡径するテーパ面９ａ，９ｂを備えたテーパ面部１０と、円筒状の円筒部１１とを備えた構成としている。
しかしながら、第１の円管部や第２の円管部は、第１の実施の形態のように、第１の円管部及び第２の円管部の両方を単純な円筒状の構成としてもよく、また、第２の実施の形態のように第１の円管部のみにテーパ面を形成し、第２の円管部は単純な円筒状とした構成であってもよい。
さらには、第４及び第５の実施の形態のように、第１の円管部のみを設けて、第２の円管部を設けない構成としてもよい。なお、この場合には、形鋼杭を埋設した後に第２の円管部を事後的に杭本体部に取付けてもよいことはもちろんである。

【0079】

また、前記第６の実施の形態においては、第１の円管部７の杭本体部１５への取付け、さらには第２の円管部８の杭本体部１５への取付けは、それぞれリブ１７，１８・１９，２０を用いて行っていた。
しかしながら、図１８に示すように、短辺側の板体部との接合にのみリブを用い、長辺側の板体部は、リブを用いることなく第１の円管部の内周面や第２の円管部の内周面に直接溶接等により接合するようにしてもよい。
特に、第１の円管部や第２の円管部が、図１８に示すもののような単純な円筒状である場合（なお、図１８中の第１の円管部は、第１の実施の形態における第１の円管部３を用いている。）には、各円管部と杭本体部とを直接的に線接合することができるため接合強度を容易に確保可能である一方で、リブを必要としない分、接合が容易であるため、形鋼杭の組立ての観点からは有利である。

【0080】

さらに、前記第６の実施の形態においては、杭本体部１５を一対の山形鋼１６，１６の各頂部１６ｃ，１６ｃ同士を対向させて形成した構成としているが、必ずしもこのような構成とする必要はない。
即ち、図１９（ａ）に示す杭本体部１５’ように、一対の山形鋼１６，１６の各頂部１６ｃ、１６ｃ同士を対向させることなく、各山形鋼１６，１６の短辺側の板体部１６ｂにおける頂部１６ｃ側の面同士を一部面接触させた状態で、その当接部分を線状に溶接することにより、相対的な位置が不動となるように固定した構成としてもよい。

【0081】

また、前記第６の実施の形態においては、杭本体部１５とリブ１７，１８・１９，２０との接合を溶接により行っていたが、これら杭本体部とリブとを確実且つ強固に接合できれば、図１９（ｂ）に示すように、ボルト２３及びナット２４を用いた接合等、任意の手段により接合を行うことができる。
なお、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）に示す構成の杭本体部１５’を用いた場合を示している。

【0082】

さらに、前記第６の実施の形態においては、杭本体部１５を形成する山形鋼１６として、不等辺山形鋼を用いていたが、２つの板体部が相互に同じ板幅である等辺山形鋼を用いてもよい。
なお、この場合における杭本体部への第１の円管部や第２の円管部の取付けは、基本的に不等辺山形鋼の場合と同様の手段を用いることができる。

【0083】

図２０〜図２２は、本発明の形鋼杭の第７の実施の形態を示すもので、この実施の形態の形鋼杭１Ｇは、杭本体部２５が、一対の溝形鋼（チャンネル）２６，２６を組み合わせることにより形成されたものとなっている。
なお、この第７の実施の形態の形鋼杭１Ｇは、杭本体部２５が一対の溝形鋼２６，２６により形成されている点以外の構成、即ち第１の円管部及び第２の円管部の構成は、基本的に前記第３及び第６の実施の形態と同じ構成であり、また同等の作用効果を奏するため、同様の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0084】

前記杭本体部２５は、図２０及び図２２に示すように、板状のウェブ２７と、該ウェブ２７の両端側に形成されてこのウェブ２７の一方の板面側にのみ突出する一対の板状のフランジ２８，２８とを有する、略凹状に形成された同大同形の一対の溝形鋼２６，２６を組合わせて、軸線Ｌ１と直交する断面の形状が点対称となった構成となっている。
具体的に、この杭本体部２５は、各溝形鋼２６，２６のウェブ２７における、フランジ２８の突出方向とは逆方向の板面同士を当接させて、それぞれの溝形鋼２６，２６の一対のフランジ２８，２８が相反する方向に延びた構成となっている。したがって、これらの一対の溝形鋼２６，２６は、ウェブ２７と一対のフランジ２８，２８とで形成されるそれぞれの溝が、相反する方向に開口した状態となっている。

【0085】

なお、この実施の形態において前記杭本体部２５を形成する溝形鋼２６は、一対のフランジ２８，２８の各先端側に、溝の内方側に折れ曲がって突出する板状のリップ部２８ａ，２８ａがそれぞれ設けられた、いわゆるリップ付き溝形鋼を用いている。

【0086】

ここで、この実施の形態における前記第１の円管部７の杭本体部２５への取付けは、図２１及び図２２（ｂ）に示すように、第１の円管部７の内周面と杭本体部２５との間の空間に設けられた一対の平板状の取付用板によって行っている。
即ち、杭本体部２５の杭先端側の一部が第１の円管部７の上端側の開口から内周面側に挿入された状態において、第１の円管部７の内周面と杭本体部２５との間の空間に、これら第１の円管部７の内周面と杭本体部２５とを相互に連結する一対の取付用板２９，２９を配設している。
具体的に、これらの一対の取付用板２９，２９は、相互に同大同形の平板状もので、板幅方向の両端側が前記第１の円管部７の内周面（テーパ面７ａ）に線接触するよう、板面が下方側に行くに従って先細る略等脚台形状にそれぞれ形成されている。

【0087】

そして、これらの一対の取付用板２９，２９は、杭本体部２５を形成する一対の溝形鋼２６，２６における、隣接する他方の溝形鋼２６のフランジ２８との共通の外方側の面に、これらの隣接するフランジ２８と面接触し且つこれらの両フランジ２８を跨ぐようにあてがわれている。その上で、各取付用板２９，２９と当接する溝形鋼２６の各フランジ２８の先端部分とをそれぞれ線状に溶接することにより、平面視において杭本体部２５を挟むように該杭本体部２５とそれぞれ接合されている。
一方、各取付用板２６，２６の両端部は、第１の円管部７の内周面と線接触させた上で、その当接部分を線状に溶接することにより、該第１の円管部７と接合されている。なお、図中符号３０は溶接部分を示している。
このように、第１の円管部７は、これら一対の取付用板２９，２９を介して杭本体部２５に固定されることとなる。

【0088】

なお、この実施の形態においては、前記一対の溝形鋼２６，２６の杭先端側は、これらの溝形鋼２６，２６の各フランジ２８，２８が取付用板２９，２９に溶接されることにより、相対的な位置が不動となるように固定される。
これにより、これら取付用板２９，２９を介して間接的に接合されることから、溝形鋼２６，２６同士は直接的には溶接されていない。ただし、必要に応じて、溝形鋼２６，２６同士を溶接等により直接的に接合してもよい。

【0089】

また、この実施の形態における前記第２の円管部８の杭本体部２５への取付けは、図２１及び図２２（ａ）に示すように、第２の円管部８の内周面と杭本体部２５との間の空間に設けられた一対の平板状の取付用板によって行っている。
即ち、杭本体部２５の杭頭側の一部が第２の円管部８の下端側の開口から内周面側に挿入された状態において、第２の円管部８の内周面と杭本体部２５との間の空間に、これら第２の円管部８の内周面と杭本体部２５とを相互に連結する一対の取付用板３１，３１を配設している。
具体的に、これらの一対の取付用板３１，３１は、相互に同大同形の平板状のもので、板幅方向の両端側が前記第２の円管部８のテーパ面部１０の内周面（テーパ面９ａ）に線接触するよう、板面が下方側に行くに従って先細る略等脚台形状にそれぞれ形成されている。

【0090】

そして、これらの一対の取付用板３１，３１は、杭本体部２５を形成する一対の溝形鋼２６，２６における、隣接する他方の溝形鋼２６のフランジ２８との共通の外方側の面に、これらの隣接するフランジ２８と面接触し且つこれらの両フランジ２８を跨ぐようにあてがわれている。その上で、各取付用板３１，３１と当接する溝形鋼２６の各フランジ２８の先端部分とをそれぞれ線状に溶接することにより、平面視において杭本体部２５を挟むように該杭本体部２５とそれぞれ接合されている。
一方、各取付用板３１，３１の両端部は、第２の円管部８の内周面と線接触させた上で、その当接部分を線状に溶接することにより、該第２の円管部８と接合されている。なお、図中、符号３２は溶接部分を示している。
このように、第２の円管部８は、これら一対の取付用板３１，３１を介して杭本体部２５に固定されることとなる。

【0091】

なお、この実施の形態においては、一対の溝形鋼２６，２６の杭頭側は、これらの溝形鋼２６，２６の各フランジ２８．２８が取付用板３１，３１に溶接されることにより、相対的な位置が不動となるように固定され、該取付用板３１，３１を介して間接的に接合されることとなるため、溝形２６，２６鋼同士は直接的には溶接されない。
したがって、これらの一対の溝形鋼２６，２６は、この杭頭側の取付用板３１，３１、及び杭先端側における前記取付用板２９，２９により、杭頭側及び杭先端側が間接的に接合されて、一本の杭本体部２５として一体不可分な構成となる。
ただし、杭頭側においても、必要に応じて、溝形鋼２６，２６同士を溶接等により直接的に接合してもよい点は、杭先端側と同様である。また、溝形鋼２６，２６の杭頭側及び杭先端側以外の部分において溶接等により直接接合するようにしてもよい。

【0092】

このように、第１の円管部７及び第２の円管部８の杭本体部１５への取付けを、取付用板２９，３１を用いて行うことにより、杭本体部２５と取付用板２９，３１とを面接触させると共に、第１の円管部７や第２の円管部８と取付用板２９，３１とを線接触させて、それぞれの当接部分を線状に溶接することができる。
そのため、杭本体部２５と第１の円管部７及び第２の円管部８とを点接触させて溶接するような場合に比べて、第１の円管部７及び第２の円管部８の杭本体部１５への取付けを強固に行うことができる。

【0093】

前記構成を有する形鋼杭１Ｇは、前記第１〜第６の実施の形態と同様の工法により地盤に打ち込むことができ、また、基本的に前記第３の実施の形態と同様の効果を有する。
さらに、この実施の形態の形鋼杭１Ｇの場合も、第６の実施の形態の山形鋼１６の場合と同様に、杭本体部を形成する山形鋼２６，２６が、コンパクト且つ大量に輸送することが可能であるため、大量輸送が容易であるという利点がある。したがって、現地で順次組立てることにより完成品としての形鋼を大量に確保した状態で施工を行うことができるため、効率よく施工を行うことが可能となる。

【0094】

前記第７の実施の形態の形鋼杭１Ｇにおいては、第１の実施の形態のように、第１の円管部及び第２の円管部の両方を単純な円筒状の構成としたり、第２の実施の形態のように第１の円管部のみにテーパ面を形成し、第２の円管部は単純な円筒状とした構成としたりしてもよい点は、前記第６の実施の形態と同様である。
さらには、第４及び第５の実施の形態のように、第１の円管部のみを設けて、第２の円管部を設けない構成としてもよい点や、この場合に形鋼杭を埋設した後に第２の円管部を事後的に杭本体部に取付けてもよい点についても、第６の実施の形態と同様である。

【0095】

また、前記第７の実施の形態においては、第１の円管部７及び第２の円管部８の杭本体部２５への取付けは、それぞれ取付用板２９，３１を用いて行っていた。
しかしながらが、図２３に示すように、このような取付用板を用いることなく、一対の溝形鋼を相互に溶接して固定した上で、１の円管部の内周面や第２の円管部の内周面に直接溶接等により接合するようにしてもよい。なお、図２３は、第１の実施の形態における第１の円管部３を杭本体部２５に取付けた状態を示している。
特に、第１の円管部や第２の円管部が、第１の実施の形態のような単純な円筒状である場合には、各円管部と杭本体部とを直接的に線接合することができるため接合強度を容易に確保可能であり、また取付用板を必要としない分、接合が容易である。

【0096】

さらに、前記第７の実施の形態においては、杭本体部２５を構成する溝形鋼として、いわゆるリップ付き溝形鋼を用いているが、これ以外にも、図２４に示すような、リップ部を有さない単純な溝形鋼２６’を用いることができる。なお、図２４（ａ）は前記第７の実施の形態の第１の円管部７を、図２４（ａ）は前記第１の実施の形態の第１の円管部３を、それぞれリップ部のない溝形鋼２６’からなる杭本体部２５’に取付けた状態を示している。また、図中の符号３０’は溶接部分を示す。

【0097】

この場合においても、第１の円管部や第２の円管部の杭本体部への取付けは、基本的にリップ付き溝形鋼の場合と同様に、図２４（ａ）に示すような取付用板２９’，２９’を介して行うことができる。あるいは、図２４（ｂ）に示すように、第１の円管部や第２の円管部と杭本体部とを直接溶接する等、任意の手段を用いることができる。

【0098】

図２５〜図２７は、本発明の形鋼杭の第８の実施の形態を示すもので、この実施の形態の形鋼杭１Ｈは、杭本体部３５が、Ｈ形鋼をウェブの中央で２つに切断することにより形成された一対のＣＴ鋼（カットティー）３６，３６により構成されたものとなっている。
なお、この第８の実施の形態の形鋼杭１Ｈは、杭本体部が一対のＣＴ鋼により形成されている点以外の構成、即ち第１の円管部７及び第２の円管部８の構成は、基本的に前記第３及び第６、第７の各実施の形態と同じ構成であり、また同等の作用効果を奏するため、同様の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0099】

前記杭本体部３５は、図２５及び図２７に示すように、板状のウェブ３７と、該ウェブ３７の一端側に形成された板状のフランジ３８とを有する、断面Ｔ字形に形成された同形同大の一対のＣＴ鋼３６，３６を組合わせた構成となっている。
具体的に、この杭本体部３５は、一対のＣＴ鋼３６，３６の各フランジ３８における、ウェブ３７側とは反対側の面同士を相互に当接させて、軸線Ｌ１と直交する断面が十字形となるように構成されている。これにより、杭本体部３５は、軸線Ｌ１と直交する断面の形状が点対称となっている。
なお、この実施の形態における各ＣＴ鋼３６，３６は、ウェブ３７の突出長さと、フランジ３８におけるウェブ３７からの突出長さ（ウェブ３７との連結部分から一端までの長さ）とが、ほぼ同じ長さに形成された態様となっている。

【0100】

ここで、この実施の形態における前記第１の円管部７の杭本体部３５への取付けは、図２７（ｂ）に示すように、第１の円管部７の内周面（テーパ面７ａ）と杭本体部３５との間の空間に設けられた複数の板状のリブによって行われている。
即ち、杭本体部３５の杭先端側の一部が第１の円管部７の上端側の開口から内周面側に挿入された状態において、第１の円管部７の内周面と杭本体部３５との間の空間に、これら第１の円管部７の内周面と杭本体部２とを相互に連結する４枚のリブ３９，４０が配設されている。
前記各リブ３９，４０の構成は、基本的に前記第６の実施の形態における第１の円管部の取付けに用いるリブ１７，１８とほぼ同じ構成の、下端に行くに従って先細る直角台形状に形成されている。

【0101】

前記リブ３９，４０は、杭本体部３５の杭先端側における、ＣＴ鋼３６のウェブ３７やフランジ３８の部分に１枚ずつあてがわれている。
そして、それらのウェブ３７やフランジ３８の部分の板面とこのリブ３９，４０の平坦面３９ｂ，４０ｂ方向の端部側の板面とを面接触させた上で、その当接部分を線状に溶接することにより、杭本体部３５に接合されている。さらに、各リブ３９，４０の傾斜面３９ａ，４０ａと第１の円管部７の内周面とを面接触させた上で、線状に溶接することにより、該第１の円管部７とリブ３９，４０とを接合している。なお、図中の符号４１は溶接部分を示している。
これにより、第１の円管部７は、これらの４枚のリブ３９，４０を介して杭本体部３５に固定されることとなる。

【0102】

なお、この実施の形態においては、杭本体部３５は、該杭本体部３５を形成するＣＴ鋼のウェブ３７の先端と、これに対向する第１の円管部７の内周面との間の距離が、フランジ３８の一端側とこれに対向する第１の円管部７の内周面との間の距離よりも、フランジ３８の厚さ分だけ近い。
そのため、ウェブ３７に接合されるリブ３９は、フランジに接合されるリブ４０よりも板幅が小さくなっている。

【0103】

また、この実施の形態における前記第２の円管部８の杭本体部３５への取付けは、図２７（ａ）に示すように、第２の円管部８の内周面と杭本体部３５との間の空間に設けられた複数の板状のリブによって行われている。
即ち、杭本体部３５の杭頭側の一部が第２の円管部８の下端側の開口から内周面側に挿入された状態において、第２の円管部８の内周面（テーパ部１０の内周面側のテーパ面９ａと杭本体部２との間の空間に、これら第２の円管部８の内周面と杭本体部２とを相互に連結する４枚のリブ４２，４３が配設されている。
これらのリブ４２，４３は、基本的に前記第６の実施の形態における第２の円管部の取付けの際に用いるリブ２０，２１とほぼ同じ構成の、下端に行くに従って先細る直角台形状に形成されている。

【0104】

前記リブ４２，４３は、杭本体部３５の杭頭側における、ＣＴ鋼３６，３６のウェブ３７やフランジ３８の部分に１枚ずつあてがわれている。
そして、それらのウェブ３７やフランジ３８の部分の板面とこのリブ４２，４３の平坦面４２ｂ，４３ｂ方向の端部側の板面とを面接触させた上で、その当接部分を線状に溶接することにより、杭本体部３５に接合されている。さらに、リブ４２，４３の傾斜面４２ａ，４３ａと第２の円管部８のテーパ面部１０の内周面とを面接触させた上で、その当接部分を線状に溶接することにより、第２の円管部８とリブ４２，４３とを相互に接合している。なお、図中の符号４４は溶接部分を示している。
これにより、第２の円管部８は、これらの４枚のリブ４２，４３を介して杭本体部３５に固定されることとなる。
なお、この実施の形態においては、第１の円管部７の場合と同様に、ウェブ３７に接合されるリブ４２は、フランジ３８に接合されるリブ４３よりも板幅が小さくなっている。

【0105】

前記構成を有する形鋼杭１Ｈは、前記第１〜第７の実施の形態と同様の工法により地盤に打ち込むことができ、また、基本的に前記第３の実施の形態と同様の効果を有する。
さらに、この実施の形態の形鋼杭１Ｈの場合も、第６及び第７の実施の形態の山形鋼１６及び溝形鋼２６やの場合と同様に、杭本体部３５を形成するＣＴ鋼３６が、コンパクト且つ大量に輸送することが可能であるため、大量輸送が容易であるという利点がある。したがって、現地で順次組立てることにより完成品としての形鋼を大量に確保した状態で施工を行うことができるため、効率よく施工を行うことが可能となる。

【0106】

前記第８の実施の形態の形鋼杭１Ｈにおいては、第１の実施の形態のように、第１の円管部及び第２の円管部の両方を単純な円筒状の構成としたり、第２の実施の形態のように第１の円管部のみにテーパ面を形成し、第２の円管部は単純な円筒状とした構成としたりしてもよい点は、前記第６及び第７の実施の形態と同様である。
さらには、第４及び第５の実施の形態のように、第１の円管部のみを設けて、第２の円管部を設けない構成としてもよい点や、この場合に形鋼杭を埋設した後に第２の円管部を事後的に杭本体部に取付けてもよい点についても、第６及び第７の実施の形態と同様である。

【0107】

また、前記第８の実施の形態においては、第１の円管部７や第２の円管部８の杭本体部３５への取付けは、杭本体部３５を形成するＣＴ鋼３６のウェブ３７やフランジ３８の部分にそれぞれリブ３９，４０・４２，４３を設けることによりそれぞれ行っていた。
しかしながら、第１の円管部７や第２の円管部８の杭本体部３５への取付けは、任意の手段を用いることができ、例えば、ウェブの部分に比べて第１の円管部や第２の円管部の内周面との距離が長いフランジの部分にのみリブを設けて、ウェブの部分は、第１の円管部や第２の円管部の内周面との当接部分において直接溶接するようにしてもよい。あるいは、リブ一切を用いることなく、杭本体部と第１の円管部や第２の円管部の内周面との当接部分を直接溶接して取付けてもよい。
また、前記各リブと杭本体部との接合は、必ずしも溶接である必要はなく、ボルトとナットによる接合等、任意の手段を用いることができる。

【0108】

なお、前記第１〜第８の実施の形態の形鋼杭を含めた本発明に係る形鋼杭においては、地盤への打設後、第１の円管部の内周面側にセメントミルク等の流動性固化剤を充填してもよく、これにより、より高い先端支持力を確保することができる。
さらに、第２の円管部には、その外周面に矢板爪を設けてもよく、これにより、施工後あるいは供用時においてこの矢板爪に矢板を連結して、本発明に係る形鋼杭を堅固な壁構造に供させることができる。

【0109】

また、本発明の形鋼杭においては、図２８に示すように、第１の円管部や第２の円管部の外周部には、形鋼杭の軸線方向に延びる断面略Ｃ字形に形成された連結用継手５０を設けてもよい。これにより、この連家用継手５０内に矢板の端部を挿入させて頑丈な壁構造に供させたり、あるいは隣接する各種形鋼杭の連結用継手と係合させて相互に連結させたりすることができ、各種構造物の構築に際して矢板や他の形鋼杭と安定的且つ確実、しかも容易に連結を行うこと可能となる。
なお、図２８に示すものは、前記第１の実施の形態に係る形鋼杭１Ａに連結用継手５０を設けた例をしており、該連結用継手５０以外の符号については第１の実施の形態と同じものを付している。しかしながら、前記第２〜第８の実施の形態に係る形鋼杭１Ｂ〜１Ｈについても、この連結用継手を設けてもよいことはもちろんである。

【符号の説明】

【0110】

１Ａ〜１Ｈ 形鋼杭
２，２５，２５，３５ 杭本体部
３，７ 第１の円管部
４，８ 第２の円管部
５，２７，３７ ウェブ
６，２８，３８ フランジ
７ａ，７ｂ 第１の円管部のテーパ面
９ａ，９ｂ 第２の円管部のテーパ面
１０ テーパ面部
１１ 円筒部
１６ 山形鋼
２６ 溝形鋼
３６ ＣＴ鋼
Ｌ１ 杭本体部の軸線
Ｌ２ 第１の円管部の軸線
Ｌ３ 第２の円管部の軸線

【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25】

【図26】

【図27】

【図28】