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(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】6093923
(24)【登録日】2017年2月24日
(45)【発行日】2017年3月15日
(54)【発明の名称】鋼管杭及び鋼管杭の施工法
(51)【国際特許分類】
E02D 5/24 20060101AFI20170306BHJP
E02D 7/24 20060101ALI20170306BHJP
E02D 7/18 20060101ALI20170306BHJP
【ＦＩ】
E02D5/24
E02D7/24
E02D7/18
【請求項の数】10
【全頁数】21
(21)【出願番号】特願2015-522912(P2015-522912)
(86)(22)【出願日】2014年6月16日
(86)【国際出願番号】JP2014065896
(87)【国際公開番号】WO2014203858
(87)【国際公開日】20141224
【審査請求日】2016年2月5日
(31)【優先権主張番号】特願2013-128351(P2013-128351)
(32)【優先日】2013年6月19日
(33)【優先権主張国】JP
【早期審査対象出願】
(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】100175802
【弁理士】
【氏名又は名称】寺本 光生
(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】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(73)【特許権者】
【識別番号】501204525
【氏名又は名称】国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
(74)【代理人】
【識別番号】110000958
【氏名又は名称】特許業務法人 インテクト国際特許事務所
(73)【特許権者】
【識別番号】391002122
【氏名又は名称】調和工業株式会社
(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】100175802
【弁理士】
【氏名又は名称】寺本 光生
(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】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(72)【発明者】
【氏名】森安 俊介
(72)【発明者】
【氏名】宮本 孝行
(72)【発明者】
【氏名】武野 正和
(72)【発明者】
【氏名】水谷 崇亮
(72)【発明者】
【氏名】森川 嘉之
(72)【発明者】
【氏名】菊池 喜昭
(72)【発明者】
【氏名】平井 壮
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 勇吉
(72)【発明者】
【氏名】山下 久男
(72)【発明者】
【氏名】中元 靖英
(72)【発明者】
【氏名】高橋 健二
(72)【発明者】
【氏名】横山 博康
【審査官】
苗村 康造
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００５−３２５５１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０６−１３６７４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００７−２８４８６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
実公昭５８−５１２３４（ＪＰ，Ｙ２）
【文献】
特開昭５９−０３８４２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開昭４９−０３３４１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開昭５１−０５２６１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−２７０１５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−２８０９６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−２１４３４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−０１９１３２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｅ０２Ｄ ５／２２〜 ５／８０
Ｅ０２Ｄ ７／００〜 １３／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼管で構成された杭本体と；
前記杭本体の先端部の内部に接合され、前記杭本体の横断面を複数に分割する分割部材と；
前記杭本体の前記先端部の外周面及び前記杭本体の前記先端部の内周面の少なくとも一方に装着され、水及び流動性固化材を選択的に噴射する噴射ノズルと；
前記噴射ノズルに前記水及び前記流動性固化材を選択的に供給する配管と；
を備え、
前記分割部材は、前記流動性固化材の固化によって根固め球根を築造するための部材であるとともに、前記杭本体の軸線方向に対して平行となるように、前記杭本体の前記先端部の内部に取り付けられた鋼板であり、
前記分割部材には、別の噴射ノズルが装着されていることを特徴とする鋼管杭。
前記杭本体の先端部の内部に接合され、前記杭本体の横断面を複数に分割する分割部材と；
前記杭本体の前記先端部の外周面及び前記杭本体の前記先端部の内周面の少なくとも一方に装着され、水及び流動性固化材を選択的に噴射する噴射ノズルと；
前記噴射ノズルに前記水及び前記流動性固化材を選択的に供給する配管と；
を備え、
前記分割部材は、前記流動性固化材の固化によって根固め球根を築造するための部材であるとともに、前記杭本体の軸線方向に対して平行となるように、前記杭本体の前記先端部の内部に取り付けられた鋼板であり、
前記分割部材には、別の噴射ノズルが装着されていることを特徴とする鋼管杭。
【請求項2】
前記杭本体の軸線方向における前記分割部材の長さが、前記杭本体の外径の０．５倍以上２倍未満であることを特徴とする請求項１に記載の鋼管杭。
【請求項3】
複数の前記噴射ノズルが、前記杭本体の前記先端部の前記外周面及び前記内周面の少なくとも一方に装着されており、
複数の前記噴射ノズルのそれぞれの噴射方向が、前記杭本体の軸線方向と交差することを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼管杭。
複数の前記噴射ノズルのそれぞれの噴射方向が、前記杭本体の軸線方向と交差することを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼管杭。
【請求項4】
前記分割部材は、外径が１０００ｍｍを超えた前記杭本体に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の鋼管杭。
【請求項5】
前記分割部材が、貫通孔を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼管杭。
【請求項6】
前記噴射ノズル及び前記配管が、前記杭本体に対して着脱自在に装着されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の鋼管杭。
【請求項7】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の鋼管杭を、前記噴射ノズルから前記水を噴射しつつ支持層中の最大掘削深度まで打ち込む工程と；
前記噴射ノズルから前記流動性固化材を噴射しつつ前記鋼管杭を所定の引上深度まで引き上げる工程と；
前記噴射ノズルから前記流動性固化材を引続き噴射しつつ、前記鋼管杭を前記支持層中の定着深度まで打ち込む工程と；
前記流動性固化材の固化により、前記鋼管杭の根固め球根を築造する工程と；
を有することを特徴とする鋼管杭の施工法。
前記噴射ノズルから前記流動性固化材を噴射しつつ前記鋼管杭を所定の引上深度まで引き上げる工程と；
前記噴射ノズルから前記流動性固化材を引続き噴射しつつ、前記鋼管杭を前記支持層中の定着深度まで打ち込む工程と；
前記流動性固化材の固化により、前記鋼管杭の根固め球根を築造する工程と；
を有することを特徴とする鋼管杭の施工法。
【請求項8】
請求項６に記載の鋼管杭を、前記噴射ノズルから前記水を噴射しつつ支持層中の最大掘削深度まで打ち込む工程と；
前記噴射ノズルから前記流動性固化材を噴射しつつ前記鋼管杭を所定の引上深度まで引き上げる工程と；
前記噴射ノズルから前記流動性固化材を引続き噴射しつつ、前記鋼管杭を前記支持層中の定着深度まで打ち込む工程と；
前記噴射ノズルから前記流動性固化材の噴射を一旦停止した状態で、前記噴射ノズル及び前記配管を前記鋼管杭から切り離す工程と；
前記噴射ノズルから前記流動性硬化材を噴射しつつ、前記噴射ノズル及び前記配管を地上へ引き上げる工程と；
前記流動性固化材の固化により、前記鋼管杭の根固め球根を築造する工程と；
を有することを特徴とする鋼管杭の施工法。
前記噴射ノズルから前記流動性固化材を噴射しつつ前記鋼管杭を所定の引上深度まで引き上げる工程と；
前記噴射ノズルから前記流動性固化材を引続き噴射しつつ、前記鋼管杭を前記支持層中の定着深度まで打ち込む工程と；
前記噴射ノズルから前記流動性固化材の噴射を一旦停止した状態で、前記噴射ノズル及び前記配管を前記鋼管杭から切り離す工程と；
前記噴射ノズルから前記流動性硬化材を噴射しつつ、前記噴射ノズル及び前記配管を地上へ引き上げる工程と；
前記流動性固化材の固化により、前記鋼管杭の根固め球根を築造する工程と；
を有することを特徴とする鋼管杭の施工法。
【請求項9】
請求項６に記載の鋼管杭を、前記噴射ノズルから前記水を噴射しつつ支持層中の最大掘削深度まで打ち込む工程と；
前記噴射ノズルから前記流動性固化材を噴射しつつ前記鋼管杭を所定の引上深度まで引き上げる工程と；
前記噴射ノズルから前記流動性固化材を引続き噴射しつつ、前記鋼管杭を前記支持層中の定着深度まで打ち込む工程と；
前記噴射ノズルから前記流動性固化材の噴射を一旦停止した状態で、前記配管の少なくとも一部を前記鋼管杭から切り離す工程と；
切り離した前記配管の先端から前記流動性固化材を噴射しつつ、切り離した前記配管の一部を地上へ引き上げる工程と；
前記流動性固化材の固化により、前記鋼管杭の根固め球根を築造する工程と；
を有することを特徴とする鋼管杭の施工法。
前記噴射ノズルから前記流動性固化材を噴射しつつ前記鋼管杭を所定の引上深度まで引き上げる工程と；
前記噴射ノズルから前記流動性固化材を引続き噴射しつつ、前記鋼管杭を前記支持層中の定着深度まで打ち込む工程と；
前記噴射ノズルから前記流動性固化材の噴射を一旦停止した状態で、前記配管の少なくとも一部を前記鋼管杭から切り離す工程と；
切り離した前記配管の先端から前記流動性固化材を噴射しつつ、切り離した前記配管の一部を地上へ引き上げる工程と；
前記流動性固化材の固化により、前記鋼管杭の根固め球根を築造する工程と；
を有することを特徴とする鋼管杭の施工法。
【請求項10】
前記鋼管杭を前記最大掘削深度まで打ち込む工程の後、
前記鋼管杭を前記引上深度まで引き上げる工程の前に、
前記噴射ノズルから前記流動性固化材または前記水を噴射しつつ、前記鋼管杭を引き上げ、さらに前記鋼管杭を打ち込む工程を少なくとも１回行うことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の鋼管杭の施工法。
前記鋼管杭を前記引上深度まで引き上げる工程の前に、
前記噴射ノズルから前記流動性固化材または前記水を噴射しつつ、前記鋼管杭を引き上げ、さらに前記鋼管杭を打ち込む工程を少なくとも１回行うことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の鋼管杭の施工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鋼管杭及び鋼管杭の施工法に関する。本願は、２０１３年０６月１９日に、日本に出願された特願２０１３−１２８３５１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【0002】
鋼管杭は、施工法によっていくつかの種類に分類できる。例えば、打撃杭は、打撃工法で支持層まで打ち込まれる鋼管杭である。鋼管杭の先端部の内周面と地盤との間に生じる摩擦力（管内摩擦力）は、杭径に比例して増大する。一方、鋼管杭の先端部の断面積（閉鎖断面積）は、杭径の二乗に比例して増加する。従って、鋼管杭の杭径が大きいほど、鋼管杭の管内摩擦力が、鋼管杭の閉鎖断面積に対して相対的に小さくなり、十分な先端閉塞効果が得られなくなる。その結果、鋼管杭の先端支持力も低下する。【0003】
従来では、鋼管杭の先端閉塞効果を向上させるために、鋼管杭の管内摩擦力を増大させる方法として、鋼管杭の先端部の内部に、鋼管杭の横断面を分割する分割部材を取り付けることにより、鋼管杭の先端部の総表面積を大きくする方法が知られている(例えば、下記非特許文献１参照)。【0004】
図１３Ａは、鋼管杭１００の先端部の内部に、互いに直交する複数の鋼板で構成された分割部材１１０が取り付けられた状態を模式的に示す図である。分割部材１１０は、鋼管杭１００の先端部の内周面に溶接されている。【0005】
鋼管杭１００の先端閉塞効果を確実に向上させるために、鋼管杭１００の長さ方向（軸線方向）における分割部材１１０の長さは、鋼管杭１００の外径Ｄの２倍以上に設定されることが望ましい。しかしながら、鋼管杭１００の外径Ｄの２倍以上の長さを有する分割部材１１０を鋼管杭１００の内部に取付ける場合、作業者が鋼管杭１００の内部に入って溶接作業を行う必要がある。その結果、作業者の肉体的な負担が増えるという問題が生じる。【0006】
また、分割部材１１０の取付けによって、鋼管杭１００の先端閉塞効果が向上するとともに、打撃工法によって地盤に打ち込まれる鋼管杭１００の先端部と地盤との間に生じる抵抗も大きくなる。その結果、鋼管杭１００に打撃を加えても、鋼管杭１００が目標の支持層に到達する前に、貫入できなくなる（打ち込みが不可能になる）場合がある。【0007】
この場合、対策として、鋼管杭１００に加えられる打撃力を大きくすることが考えられる。しかしながら、打撃工法を採用する場合、杭打機などの重機が大型化する。このため、設備費用の増加や施工性の低下を招く。また、大きな騒音及び振動が発生するので、市街地のように環境規制の厳しい地域では、単純に打撃力を大きくすることは難しい。従って、大きな杭径（外径Ｄ）を有する鋼管杭１００に分割部材１１０を取り付けたとしても、そのような鋼管杭１００を打撃工法によって支持層まで打ち込むことは困難になる場合がある。【0008】
一方、環境規制の厳しい地域では、鋼管杭の打ち込み時に発生する騒音及び振動を抑制可能な中堀工法又はセメントミルク工法が広く用いられている。これらの工法では、掘削ロッドが鋼管杭の内部に挿入された状態で、掘削ロッドによる地盤の掘削と鋼管杭の沈設とが同時に行われ、掘削ロッドによって乱された支持層に流動性固化材（セメントミルク等）が注入される。支持層に注入された流動性固化材が固化することにより、鋼管杭の先端部を覆うように根固め球根が造成される。根固め球根の造成によって、鋼管杭の先端部が閉塞されるとともに、掘削ロッドによって乱された地盤が修復される(例えば、下記特許文献１〜５及び下記非特許文献１参照)。【0009】
図１３Ｂは、中堀工法によって鋼管杭１００が打ち込まれる様子を模式的に示す図である。鋼管杭１００の先端部が支持層に到達するまで、鋼管杭１００の内部に挿入された掘削ロッド１２０によって地盤が掘削される。鋼管杭１００の先端部が支持層に到達した後、掘削ロッド１２０によって乱された支持層と、鋼管杭１００の先端部内とに、掘削ロッド１２０の先端部から流動性固化材（セメントミルク等）が注入されて、根固め球根１３０が築造される。【0010】
中堀工法またはセメントミルク工法を採用することにより、鋼管杭１００の打ち込み時に発生する騒音及び振動を抑制することができるので、市街地等の環境規制の厳しい地域で鋼管杭１００を打設することが可能である。しかしながら、上記のように、中堀工法及びセメントミルク工法では、掘削ロッド１２０を鋼管杭１００の内部に挿入する必要があるので、先端閉塞効果を高めるための分割部材１１０を鋼管杭１００に取り付けることはできない。【0011】
中堀工法またはセメントミルク工法によって打設された鋼管杭１００の先端部は、鋼管杭１００の先端部の内部に充填されたソイルセメントと鋼管杭１００の表面との間に生じる摩擦力によって拘束される。この拘束力が先端閉塞効果を発揮する。【0012】
鋼管杭１００の外径Ｄが大きくなるほど、先端閉塞効果が減少する。従って、上記拘束力を得るためには、鋼管杭１００の先端部の内部におけるソイルセメント長（根固め球根の長さ）を長くする必要がある。また、根固め球根の伸長に伴い、多量のセメントミルク等を鋼管杭１００及び地盤に注入する必要があるので、施工時間が長くなるとともに、施工費が増加する。【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【特許文献1】日本国特開２００９−０５７８１７号公報
【特許文献2】日本国特開２００９−０６８３２６号公報
【特許文献3】日本国特開２０１０−２０９５１６号公報
【特許文献4】日本国特開２０１２−０９７５１１号公報
【特許文献5】日本国特開２０１２−１２７０８２号公報
【非特許文献】
【0014】
【非特許文献1】「鋼管杭−その設計と施工−」（平成２１年４月１日、改訂１２版、鋼管杭・鋼矢板技術協会発行）３２８〜３２９頁、４６９〜４７０頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
近年、厳しい環境規制の下では、鋼管杭の打ち込み時に発生する振動及び騒音を抑制可能な中堀工法又はセメントミルク工法の適用が増加している。しかしながら、打撃工法とは異なり、中堀工法又はセメントミルク工法では、掘削ロッドを鋼管杭の内部に挿入する必要があるので、鋼管杭の先端部の内部に、先端閉塞効果を高めるための分割部材を付設することができない。【0016】
そのため、中堀工法又はセメントミルク工法を採用する場合、流動性固化材が固化することで築造された根固め球根による鋼管杭の拘束力を向上させるためには、鋼管杭の外径が大きいほど、鋼管杭の先端部内の根固め球根の長さを長くする必要がある。根固め球根の長さが鋼管杭の外径に対して適切でない場合、支持層による鋼管杭の支持力を最大限に得ることができない。そのため、構造物全体の所要の支持力を得るために、鋼管杭の本数を増加する必要があり、施工費の増加、及び施工期間の長期化などの経済的負担が増大する。【0017】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、流動性固化材が固化することで築造された根固め球根による鋼管杭の拘束力を高めることにより、先端支持力を最大限に得ることが可能な鋼管杭及び鋼管杭の施工法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】
【0018】
本発明は、上記課題を解決して係る目的を達成するために、以下の手段を採用する。（１）本発明の一態様に係る鋼管杭は、鋼管で構成された杭本体と；前記杭本体の先端部の内部に接合され、前記杭本体の横断面を複数に分割する分割部材と；前記杭本体の前記先端部の外周面及び前記杭本体の前記先端部の内周面の少なくとも一方に装着され、水及び流動性固化材を選択的に噴射する噴射ノズルと；前記噴射ノズルに前記水及び前記流動性固化材を選択的に供給する配管と；を備え、前記分割部材は、前記流動性固化材の固化によって根固め球根を築造するための部材であるとともに、前記杭本体の軸線方向に対して平行となるように、前記杭本体の前記先端部の内部に取り付けられた鋼板であり、前記分割部材には、別の噴射ノズルが装着されている。
【0019】
（２）上記（１）に記載の鋼管杭において、前記杭本体の軸線方向における前記分割部材の長さが、前記杭本体の外径の０．５倍以上２倍未満である。
【0023】
（３）上記（１）または（２）に記載の鋼管杭において、複数の前記噴射ノズルが、前記杭本体の前記先端部の前記外周面及び前記内周面の少なくとも一方に装着されており、複数の前記噴射ノズルのそれぞれの噴射方向が、前記杭本体の軸線方向と交差していてもよい。
【0024】
（４）上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の鋼管杭において、前記分割部材は、外径が１０００ｍｍを超えた前記杭本体に設けられていてもよい。
【0026】
（５）上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の鋼管杭において、前記分割部材が貫通孔を備えていてもよい。
【0028】
（６）上記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の鋼管杭において、前記噴射ノズル及び前記配管が、前記杭本体に対して着脱自在に装着されていてもよい。
【0029】
（７）本発明の一態様に係る鋼管杭の施工法は、上記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の鋼管杭を、前記噴射ノズルから前記水を噴射しつつ支持層中の最大掘削深度まで打ち込む工程と；前記噴射ノズルから前記流動性固化材を噴射しつつ前記鋼管杭を所定の引上深度まで引き上げる工程と；前記噴射ノズルから前記流動性固化材を引続き噴射しつつ、前記鋼管杭を前記支持層中の定着深度まで打ち込む工程と；前記流動性固化材の固化により、前記鋼管杭の根固め球根を築造する工程と；を有する。
【0030】
（８）本発明の他の態様に係る鋼管杭の施工法は、上記（６）に記載の鋼管杭を、前記噴射ノズルから前記水を噴射しつつ支持層中の最大掘削深度まで打ち込む工程と；前記噴射ノズルから前記流動性固化材を噴射しつつ前記鋼管杭を所定の引上深度まで引き上げる工程と；前記噴射ノズルから前記流動性固化材を引続き噴射しつつ、前記鋼管杭を前記支持層中の定着深度まで打ち込む工程と；前記噴射ノズルからの前記流動性固化材の噴射を一旦停止した状態で、前記噴射ノズル及び前記配管を前記鋼管杭から切り離す工程と；前記噴射ノズルから前記流動性固化材を噴射しつつ、前記噴射ノズル及び前記配管を地上へ引き上げる工程と；前記流動性固化材の固化により、前記鋼管杭の根固め球根を築造する工程と；を有する。
【0031】
（９）本発明の他の態様に係る鋼管杭の施工法は、上記（６）に記載の鋼管杭を、前記噴射ノズルから前記水を噴射しつつ支持層中の最大掘削深度まで打ち込む工程と；前記噴射ノズルから前記流動性固化材を噴射しつつ前記鋼管杭を所定の引上深度まで引き上げる工程と；前記噴射ノズルから前記流動性固化材を引続き噴射しつつ、前記鋼管杭を前記支持層中の定着深度まで打ち込む工程と；前記噴射ノズルからの前記流動性固化材の噴射を一旦停止した状態で、前記配管の少なくとも一部を前記鋼管杭から切り離す工程と；切り離した前記配管の先端から前記流動性固化材を噴射しつつ、切り離した前記配管の一部を地上へ引き上げる工程と；前記流動性固化材の固化により、前記鋼管杭の根固め球根を築造する工程と；を有する。
【0032】
（１０）上記（７）〜（９）のいずれか一つに記載の鋼管杭の施工法において、前記鋼管杭を前記最大掘削深度まで打ち込む工程の後、前記鋼管杭を前記引上深度まで引き上げる工程の前に、前記噴射ノズルから前記流動性固化材または前記水を噴射しつつ、前記鋼管杭を引き上げ、さらに前記鋼管杭を打ち込む工程を少なくとも１回行ってもよい。
【発明の効果】
【0033】
上記態様によれば、流動性固化材が固化することで築造された根固め球根と杭本体の先端部の内部（杭本体の先端部及び分割部材）との接触面積が増加するので、根固め球根に対する鋼管杭の拘束力を高めることができる。従って、上記態様によれば、鋼管杭（杭本体）の外径が大きい場合に、杭本体の内部における根固め球根の長さを短くしても、接触面積は確保されており、鋼管杭の拘束力を十分に得ることができるので、支持層による鋼管杭の先端支持力を最大限に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1A】本発明の一実施形態に係る鋼管杭１の側面図である。
【図2A】本発明の一実施形態に係る鋼管杭１の施工法を模式的に示す第１図である。
【図2B】本発明の一実施形態に係る鋼管杭１の施工法を模式的に示す第２図である。
【図2C】本発明の一実施形態に係る鋼管杭１の施工法を模式的に示す第３図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る鋼管杭１の施工法によって築造された根固め球根ＦＰＢを模式的に示す図である。
【図4】杭本体２の先端部の外周面２ｂ及び内周面２ａの両方に噴射ノズル４が装着された変形例を模式的に示す図である。
【図5】分割部材３に複数の貫通孔３ａが設けられた変形例を模式的に示す図である。
【図6A】杭本体２の外周面２ｂに噴射ノズル４が配置され、杭本体２の中心で接合された３枚の分割部材６（平らな鋼板）によって、杭本体２の横断面が３つに分割された変形例を模式的に示す図である。
【図6B】杭本体２の外周面２ｂに噴射ノズル４が配置され、２枚の円弧状の分割部材７によって、杭本体２の横断面が３つに分割された変形例を模式的に示す図である。
【図7A】杭本体２の外周面２ｂ及び内周面２ａに噴射ノズル４が配置され、杭本体２の中心で接合された３枚の分割部材６（平らな鋼板）によって、杭本体２の横断面が３つに分割された変形例を模式的に示す図である。
【図7B】杭本体２の外周面２ｂ及び内周面２ａに噴射ノズル４が配置され、２枚の円弧状の分割部材７によって、杭本体２の横断面が３つに分割された変形例を模式的に示す図である。
【図10】複数の噴射ノズル４の噴射方向が、杭本体２の軸線方向ＡＸと交差する変形例を模式的に示す図である。
【図11A】外周面２ｂに４つの突起１１（鋼製プレート）が設けられた杭本体２を、軸線方向ＡＸから視た模式図である。
【図11B】外周面２ｂに４つの突起１１（鋼製プレート）が設けられた杭本体２を、軸線方向ＡＸに直交する方向から視た模式図である。
【図12】一枚の平らな鋼板である分割部材３に突起１２（鉄筋）が設けられた変形例を模式的に示す図である。
【図13A】鋼管杭１００の先端部の内部に、互いに直交する２枚の鋼板で構成された分割部材１１０が取り付けられた状態を模式的に示す図である。
【図13B】中堀工法によって鋼管杭１００が地盤に打ち込まれる様子を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0035】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。【0036】
図１Ａは、本発明の一実施形態に係る鋼管杭１の側面図である。図１Ｂは、図１Ａに示す鋼管杭１のＡ−Ａ矢視断面図である。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本実施形態に係る鋼管杭１は、杭本体２と、分割部材３と、複数（例えば６個）の噴射ノズル４と、複数（例えば６本）の配管５とを備えている。【0037】
杭本体２は、軸線方向ＡＸに沿って一定の外径Ｄを有する鋼管で構成されている。以下では、杭本体２の２つの端部のうち、分割部材３が取り付けられる一方の端部を先端部と呼称し、他方の端部を後端部と呼称する。【0038】
分割部材３は、矩形形状を有する一枚の平らな鋼板である。この分割部材３は、杭本体２の先端部の内部において、杭本体２の横断面を２つに分割するように取り付けられている。分割部材３は、杭本体２の軸線方向ＡＸに対して平行となるように、杭本体２の内周面２ａに溶接されている。後述するように、杭本体２の軸線方向ＡＸにおける分割部材３の長さＬは、杭本体２の外径Ｄの２倍未満が好ましい。【0039】
上記のように、分割部材３として、平板状の金属部材を使用することが好ましい。特に、分割部材３として使用される鋼板は、鋼管杭１の打設及び杭先端支持力に耐え得る強度と板厚を有することが好ましい。分割部材３を杭本体２に接合する方法は特に問わない。例えば、ボルト接合を採用することができる。しかし、分割部材３と杭本体２の接合方法は溶接が好ましい。この場合、分割部材３として使用される鋼板の材質は、杭本体２の材質と同一であることが好ましいが、溶接性の良好な材質であれば、杭本体２と異なる材質でもよい。【0040】
６個の噴射ノズル４は、杭本体２の先端部の外周面２ｂ上において、杭本体２の周方向に沿って一定間隔で装着されている。噴射ノズル４の各々は、杭本体２の軸線方向ＡＸに沿って、水及び流動性固化材（例えばセメントミルク）を選択的に噴射する。つまり、各噴射ノズル４の噴射方向ＪＤは、軸線方向ＡＸに対して平行であって且つ軸線方向ＡＸの外向きの方向である。各噴射ノズル４から水が噴射される場合、図１Ｂに示す掘削範囲４ａに含まれる地盤が掘削される。本実施形態において、各噴射ノズル４は、杭本体２に対して着脱自在に装着されている。【0041】
６本の配管５は、６個の噴射ノズル４と一対一で対応している。つまり、一つの噴射ノズル４に対して一本の配管５が接続されている。各配管５は、杭本体２の外周面２ｂ上において、杭本体２の軸線方向ＡＸに沿って延びるように配置されている。水及び流動性固化材は、配管５を介して噴射ノズル４へ選択的に供給される。本実施形態において、各配管５は、噴射ノズル４と同じく、杭本体２に対して着脱自在に装着されている。なお、図１Ａ及び図１Ｂに示す本発明の一実施形態に係る鋼管杭１では、配管５と噴射ノズル４が一対一で対応した例を示したが、これに限らず、複数の噴射ノズル４に対して一本の配管から分岐した配管が接続されていてもよく、一つの噴射ノズル４に対して複数の配管が接続されていてもよい。【0042】
次に、上記のように構成された本実施形態に係る鋼管杭１の施工法について説明する。まず、図２Ａ中の第１工程に示すように、鋼管杭１の先端部（つまり杭本体２の先端部）が地表ＧＳに接触した状態で、鋼管杭１が地表ＧＳに立設された後、鋼管杭１の後端部（つまり杭本体２の後端部）にバイブロハンマＢＨが装着される。バイブロハンマＢＨは、不図示のクレーンによって吊り下げられている。
【0043】
また、鋼管杭１の各配管５は、不図示の流体供給装置に接続されている。この流体供給装置は、作業者による操作に応じて、水及び流動性固化材を選択的に各配管５に供給する機能を有している。この時点では、流体供給装置から各配管５へ供給される流体は水に設定されている。【0044】
続いて、図２Ａ中の第２工程に示すように、鋼管杭１の各噴射ノズル４から高圧水（ウオータージェット）ＷＪが噴射されながら、バイブロハンマＢＨによって軸線方向ＡＸに作用する振動が鋼管杭１に加えられる。高圧水ＷＪの噴射及び鋼管杭１の振動によって、鋼管杭１の打設方向（鉛直下向きの方向）に存在する地盤が掘削され、打設方向に沿って鋼管杭１の打設穴ＤＨが形成される。鋼管杭１は、自重とバイブロハンマＢＨの重量とによって打設穴ＤＨに沿って沈降する。【0045】
続いて、図２Ａ中の第３工程に示すように、鋼管杭１の先端部が支持層内の最大掘削深度まで到達すると、各噴射ノズル４による高圧水ＷＪの噴射が停止されるとともに、バイブロハンマＢＨの振動発生動作も停止される。これにより、鋼管杭１は、最大掘削深度で停止する。このように、鋼管杭１が最大掘削深度で停止した状態で、流体供給装置から各配管５へ供給される流体が、水から流動性固化材（例えばセメントミルク）に切替えられる。【0046】
続いて、図２Ｂ中の第４工程に示すように、バイブロハンマＢＨの振動発生動作が再開され、鋼管杭１の各噴射ノズル４から流動性固化材ＳＭが噴射されながら、鋼管杭１が所定の引上深度に戻るまで、バイブロハンマＢＨがクレーンによって引き上げられる。このように、鋼管杭１が最大掘削深度から引上深度まで引き上げられると、打設穴ＤＨにおける最大掘削深度と引上深度との間の区間は、流動性固化材ＳＭによって満たされる。【0047】
図２Ｂ中の第５工程に示すように、鋼管杭１が引上深度に到達した後も、各噴射ノズル４から流動性固化材ＳＭを噴射しつつ、クレーンによるバイブロハンマＢＨの引き上げ（つまり鋼管杭１の引き上げ）が停止される。鋼管杭１は、自重とバイブロハンマＢＨの重量とによって打設穴ＤＨに沿って再び沈降を開始する。そして、図２Ｂ中の第６工程に示すように、鋼管杭１が定着深度に到達すると、クレーンのワイヤが固定されて、打設穴ＤＨにおける鋼管杭１の位置が定着深度で維持される。なお、定着深度は、支持層内において、最大掘削深度よりも浅く、且つ引上深度よりも深い位置に設定されている。また、定着深度と引上深度との間の距離は、杭本体２の軸線方向ＡＸにおける分割部材３の長さＬよりも長いことが好ましい。
【0048】
そして、図２Ｃ中の第７工程に示すように、鋼管杭１の位置が定着深度で維持された状態で、鋼管杭１の各噴射ノズル４から流動性固化材ＳＭが噴射されながら、噴射ノズル４及び配管５が地上へ引き上げられる。噴射ノズル４及び配管５の引き上げに先立ち、噴射ノズル４から流動性固化材ＳＭの噴射を一旦停止した状態で、噴射ノズル４及び配管５を鋼管杭１から切り離す必要がある。図２Ｃ中の第７工程では、噴射ノズル４及び配管５を地上へ引き上げる例を示したが、噴射ノズル４と配管５との接合部から配管５を分離し、配管５のみを地上へ引き上げてもよい。または、噴射ノズル４から流動性固化材ＳＭの噴射を一旦停止した状態で、配管５の少なくとも一部を鋼管杭１から切り離し、切り離した配管の先端から流動性固化材ＳＭを噴射しつつ、切り離した配管の一部のみを地上へ引き上げてもよい。そして、図２Ｃ中の第８工程に示すように、噴射ノズル４及び配管５の引き上げ（回収）が完了し、流動性固化材ＳＭが固化した後、バイブロハンマＢＨが杭本体２から外されて、鋼管杭１の施工（打設）が完了する。
【0049】
図２Ｃに示すように、噴射ノズル４及び配管５の回収が完了した後、打設穴ＤＨ内には、鋼管杭１の構成要素のうち、杭本体２と、杭本体２の先端部の内周面２ａに取付けられた分割部材３（図２Ｃでは図示省略）とが残り、打設穴ＤＨにおける引上深度と地表ＧＳとの間の区間にも、流動性固化材ＳＭが充填される。すなわち、杭本体２の外周面２ｂのうち、地表ＧＳと定着深度との間に含まれる領域が流動性固化材ＳＭによって覆われるとともに、杭本体２の内部空間（分割部材３によって分割された空間も含む）のうち、引上深度と定着深度との間の空間に流動性固化材ＳＭが充填される。
【0050】
このような状態で流動性固化材ＳＭが固化すると、図３に示すように、杭本体２の先端部を覆うように、根固め球根ＦＰＢ（ソイルセメント固化体）が築造される。この根固め球根ＦＰＢは、杭本体２の内部空間（分割部材３によって分割された空間も含む）のうち、引上深度と定着深度との間の空間にも隙間なく入り込んでいる。【0051】
上記のような根固め球根ＦＰＢが築造されることにより、杭本体２の内周面２ａ及び分割部材３の表面が、根固め球根ＦＰＢ、つまりソイルセメント固化体と接触する。その結果、根固め球根ＦＰＢと杭本体２の先端部内部との接触面積が大きくなるので、根固め球根ＦＰＢによる杭本体２の拘束力が高まる。【0052】
既に述べたように、従来技術では、鋼管杭の外径が大きい場合、根固め球根による鋼管杭の拘束力を高めて、十分な先端閉塞効果（先端支持力）を得るためには、鋼管杭の内部における根固め球根の長さ（ソイルセメント固化体の長さ）を長くする必要がある。【0053】
しかしながら、本実施形態によれば、上記のように、根固め球根ＦＰＢと杭本体２の先端部内部との接触面積の増加によって、根固め球根ＦＰＢによる杭本体２の拘束力を高めることができる。従って、本実施形態によれば、杭本体２の外径Ｄが大きい場合に、杭本体２の内部における根固め球根ＦＰＢの長さを短く設定したとしても、根固め球根ＦＰＢによる杭本体２の拘束力を十分に確保することができ、その結果、杭本体２の先端閉塞効果（先端支持力）を最大限に得ることができる。【0054】
特に、杭本体２の外径Ｄが１０００ｍｍを越える場合、杭本体２の先端部における分割部材３の有無によって、根固め球根ＦＰＢによる杭本体２の拘束力は大きく異なるので、分割部材３の取付けによって得られる先端支持力の向上効果は顕著である。【0055】
また、本実施形態では、定着深度と引上深度との間の距離を、杭本体２の軸線方向ＡＸにおける分割部材３の長さＬよりも長く設定している。そのため、図３に示すように、杭本体２の内部空間のうち、分割部材３の上方の空間にまで根固め球根ＦＰＢが入り込んでいる。このように、本実施形態によれば、根固め球根ＦＰＢによって分割部材３の上端が覆われることにより、根固め球根ＦＰＢによるアンカー効果も得られるので、杭本体２の先端支持力をより向上させることができる。【0056】
ここで、根固め球根ＦＰＢと一体化する分割部材３の長さＬについて説明する。既に述べたように、打撃工法によって打設される鋼管杭に分割部材を取り付ける場合、分割部材の長さを鋼管杭の外径の２倍以上に設定することが好ましい。しかしながら、本実施形態では、図３に示すように、分割部材３は、流動性固化材ＳＭと一体化して、杭本体２の先端部とともに根固め球根ＦＰＢを築造するので、分割部材３の長さＬは、流動性固化材ＳＭと一体化する長さであれば十分である。【0057】
分割部材３の長さＬの上限は、地盤の状態及び杭本体２の外径Ｄに依存する。本願発明者らの試験結果によれば、根固め球根ＦＰＢによる拘束力を十分に確保するために、分割部材３の長さＬは、杭本体２の外径Ｄの２倍未満であることが好ましい。分割部材３の長さＬが杭本体２の外径Ｄの２倍以上の場合、作業者が杭本体２の内部に入って分割部材３の溶接作業を行う必要があるので、分割部材３の取付けのための作業時間が長くなり、作業者の肉体的な負担が増える。【0058】
一方、分割部材３の長さＬが短すぎると、分割部材３が流動性固化材ＳＭと一体化しても、堅固な根固め球根ＦＰＢを築造するのが難しく、また、杭本体２と分割部材３との溶接部の品質及び強度を確保するのが難しい。分割部材３の長さＬの下限は、地盤の状態、杭本体２の外径Ｄ、及び分割部材３による分割数に依存する。本願発明者らの試験結果によれば、分割部材３の長さＬの下限は、杭本体２の外径Ｄの０．５倍以上が好ましい。【0059】
本発明は、上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。（１）上記実施形態では、噴射ノズル４が、杭本体２の先端部の外周面２ｂのみに装着されている場合を例示した。しかしながら、噴射ノズル４は、杭本体２の先端部の外周面２ｂ、及び杭本体２の先端部の内周面２ａの少なくとも一方に装着されていればよい。
【0060】
図４は、杭本体２の先端部の外周面２ｂ及び内周面２ａの両方に噴射ノズル４が装着された例を示す図である。図４に示す例では、杭本体２の先端部の外周面２ｂ上において、杭本体２の周方向に沿って３つの噴射ノズル４が装着され、杭本体２の先端部の内周面２ａ上において、杭本体２の周方向に沿って３つの噴射ノズル４が装着されている。【0061】
杭本体２の内周面２ａに装着された噴射ノズル４から高圧水を噴射することにより、鋼管杭１の打設方向に存在する地盤を効率的に掘削することができる。また、杭本体２の内周面２ｂが洗浄されるので、流動性固化材ＳＭと杭本体２の内周面２ａとの付着性が高まる。【0062】
なお、鋼管杭１の先端部（つまり杭本体２の先端部）を優先的に閉塞させる場合、分割部材３により杭本体２の先端部の断面積が小さく分割されているので、杭本体２の内周面２ａに配置された噴射ノズル４を引き上げつつ、その噴射ノズル４から流動性固化材ＳＭを噴射することにより、杭本体２の内周面２ａ、分割部材３の表面及び流動性固化材ＳＭを一体化する根固め球根ＦＰＢを築造することが可能となる。【0063】
（２）上記実施形態では、噴射ノズル４の個数が６個の場合を例示したが、噴射ノズル４の個数、位置、及び配置間隔等は、地盤の状態及び杭本体２の外径Ｄなどに応じて適宜設定すればよい。【0064】
（３）図５に示すように、分割部材３に複数の貫通孔３ａが設けられていてもよい。分割部材３（鋼板）に貫通孔３ａを設けることにより、杭本体２の内部で固化した流動性固化材ＳＭが貫通孔３ａを介して分割部材３と一体となるので、分割部材３に対する拘束力がより向上し、杭本体２の支持力も向上する。貫通孔３ａは、分割部材３に、少なくとも１つ以上設けられていればよい。貫通孔３ａの数に制限はないが、分割部材３の強度、固化した流動性固化材ＳＭの分割部材３に対する拘束力を考慮して、貫通孔３ａの数を適宜設定することが好ましい。【0065】
（４）上記実施形態では、１枚の平らな鋼板を分割部材３として用いて、杭本体２の横断面を２つに分割する場合を例示したが、杭本体１の横断面の分割数、及び分割部材３の配置は、地盤の状態や杭本体２の外径Ｄに応じて適宜設定すればよい。【0066】
図６Ａは、杭本体２の外周面２ｂに噴射ノズル４が配置され、杭本体２の中心で接合された３枚の分割部材６（平らな鋼板）によって、杭本体２の横断面が３つに分割された例を示す。図６Ｂは、杭本体２の外周面２ｂに噴射ノズル４が配置され、２枚の円弧状の分割部材７によって、杭本体２の横断面が３つに分割された例を示す。【0067】
杭本体２の横断面の分割数が増すと、分割部材６（または７）の表面積が増えるので、根固め球根ＦＰＢによる杭本体２の拘束力は増大する。しかしながら、分割部材６（または７）の取付け作業が煩雑になるので、杭本体２の外径Ｄを考慮したうえで、鋼管杭１の施工性を阻害しないように、杭本体２の横断面の分割数を適宜設定することが好ましい。【0068】
また、杭本体２の横断面の分割数が増すと、分割部材６（または７）の表面積が増えるので、根固め球根ＦＰＢによる杭本体２の拘束力は増大する。そのため、杭本体２の軸線方向ＡＸにおける分割部材６（または７）の長さは、分割部材３の長さＬより短くてもよい。【0069】
図７Ａは、杭本体２の外周面２ｂ及び内周面２ａに噴射ノズル４が配置され、杭本体２の中心で接合された３枚の分割部材６（平らな鋼板）によって、杭本体２の横断面が３つに分割された例を示す。図７Ｂは、杭本体２の外周面２ｂ及び内周面２ａに噴射ノズル４が配置され、２枚の円弧状の分割部材７によって、杭本体２の横断面が３つに分割された例を示す。【0070】
図７Ａ及び図７Ｂに示す例では、杭本体２の外周面２ｂ及び内周面２ａに噴射ノズル４が配置されているので、内周面２ａに配置された噴射ノズル４により、杭本体２の先端部における分割部分に流動性固化材ＳＭを確実に噴射することができ、先端閉塞効果が著しく向上する。【0071】
（５）上記のように、噴射ノズル４は杭本体２の外周面２ｂ及び内周面２ａの少なくとも一方に装着されていればよいが、鋼管杭１の打設速度を速め、また、先端閉塞効果を向上するためには、噴射ノズル４を、分割部材３（または、６、７）にも装着してもよい。【0072】
図８は、図１Ｂに示すような１枚の平らな鋼板である分割部材３の両面にも２つの噴射ノズル４が配置された例を示す。図９Ａは、図６Ａに示すような３つの分割部材６の片面に、それぞれ１つの噴射ノズル４が配置された例を示す。図９Ｂは、図６Ｂに示すような２つの円弧状の分割部材７の片面に、それぞれ１つの噴射ノズル４が配置された例を示す。【0073】
噴射ノズル４の配置については、図８、図９Ａ及び図９Ｂに示す例に限定されない。例えば、図８に示す例において、分割部材３の片面に２つの噴射ノズル４が配置されてもよい。図９Ａに示す例において、例えば、１つの分割部材６の両面に、合計２つ以上の噴射ノズル４が配置されてもよい。図９Ｂに示す例において、１つの円弧上の分割部材７の内側に、少なくとも１つの噴射ノズル４が配置されてもよい。【0074】
（６）上記実施形態では、各噴射ノズル４の噴射方向ＪＤが、杭本体２の軸線方向ＡＸに対して平行であって且つ軸線方向ＡＸの外向きの方向である場合を例示した。しかしながら、各噴射ノズル４の噴射方向ＪＤは、杭本体２の軸線方向ＡＸに対して平行であって、かつ杭本体２の内周面２ａの内側に向かうものであってもよい。各噴射ノズル４の噴射方向ＪＤは、地盤の状態及び掘削効率等を考慮して設定することが好ましい。なお、各噴射ノズル４の噴射方向ＪＤは、互いに異なっていてもよい。
【0075】
特に、硬質地盤に鋼管杭１を打設する場合は、鋼管杭１の中心部の地盤が掘削できない可能性もある。従って、地盤を容易に掘削するために、複数の噴射ノズル４が、杭本体２の先端部の外周面２ｂ及び内周面２ａの少なくとも一方に装着されている場合には、複数の噴射ノズル４のそれぞれの噴射方向ＪＤが、杭本体２の軸線方向ＡＸと交差することが好ましい。【0076】
図１０は、２つの噴射ノズル４の噴射方向が、杭本体２の軸線方向ＡＸと交差する例を示す。図１０に示す例において、一枚の鋼板である分割部材３に配置された噴射ノズル４ｂの噴射方向ＪＤは、杭本体２の軸線方向ＡＸに対して平行であって、杭本体２の軸線方向ＡＸ上の点Ｘに向かうものである。一方、杭本体２の外周面２ｂに配置された、互いに対向する２つの噴射ノズル４ｃと４ｄの噴射方向ＪＤは、杭本体２の軸線方向ＡＸ上の点Ｘで交差している。【0077】
（７）杭本体２の先端部の外周面２ｂに、少なくとも１つの突起が設けられていてもよい。杭本体２の先端部の外周面２ｂに突起が設けられている場合、杭本体２の先端部を覆う根固め球根ＦＰＢと杭本体２の表面との接触面積が拡大するので、地盤による杭本体２の支持力が向上する。また、杭本体２の先端部の内周面２ａ及び分割部材３（または６，７）にも、少なくとも１つの突起が設けられていてもよい。【0078】
図１１Ａは、外周面２ｂに４つの突起（鋼製プレート）が設けられた杭本体２を、軸線方向ＡＸから視た模式図を示す。図１１Ｂは、外周面２ｂに４つの突起（鋼製プレート）が設けられた杭本体２を、軸線方向ＡＸに直交する方向から視た模式図を示す。図１１Ａ及び図１１Ｂにおいて、根固め球根ＦＰＢに埋没する杭本体２の先端部の外周面２ｂに、鋼製プレートである４つの突起１１が、軸線方向ＡＸに沿って溶接されている。【0079】
なお、突起の数は、地盤の状態及び掘削効率等を考慮して、適宜設定すればよい。また、突起の形状はプレート形状に限定されないが、突起の形状は、プレート形状が好ましい。【0080】
図１２は、一枚の平らな鋼板である分割部材３に突起１２（鉄筋）が設けられた例を示す。図１２に示すように、分割部材３の表面に、鉄筋である複数の突起１２が、軸線方向ＡＸに対して直交する方向に延びるように、且つ軸線方向ＡＸに沿って一定の間隔で、溶接されている。
【0081】
なお、分割部材３（または、６、７）に設けられる突起の数は、地盤の状態及び掘削効率等を考慮して、適宜設定すればよい。また、分割部材３（または、６、７）に設けられる突起として、鉄筋の代わりに、リブ鋼板が設けられてもよい。また、突起は、溶接に限らずボルト接合などで形成してもよい。【0082】
（８）上記実施形態では、噴射ノズル４及び配管５が、着脱自在に杭本体２に装着されている場合を例示した。この場合、上記実施形態で説明したように、鋼管杭１の施工法は、鋼管杭１を噴射ノズル４から高圧水ＷＪを噴射しつつ支持層中の最大掘削深度まで打ち込む工程と；噴射ノズル４から流動性固化材ＳＭを噴射しつつ鋼管杭１を所定の引上深度まで引き上げる工程と；噴射ノズル４から流動性固化材ＳＭを引続き噴射しつつ、鋼管杭１を支持層中の定着深度まで打ち込む工程と；噴射ノズル４から流動性固化材ＳＭの噴射を一旦停止した状態で、噴射ノズル４及び配管５を鋼管杭１から切り離す工程と；噴射ノズル４から流動性固化材ＳＭを噴射しつつ、噴射ノズル４及び配管５を地上へ引き上げる工程と；流動性固化材ＳＭの固化により、鋼管杭（つまり地中に残った杭本体２）の根固め球根を築造する工程とを有する。このような上記実施形態に対し、噴射ノズル４及び配管５を地上に引き上げるのではなく、噴射ノズル４と配管５との接合部で配管５を切り離して配管５のみを地上に引き上げてもよい。または、噴射ノズル４から流動性固化材ＳＭの噴射を一旦停止した状態で、配管５の少なくとも一部を鋼管杭１から切り離し、切り離した配管の先端から流動性固化材ＳＭを噴射しつつ、切り離した配管の一部のみを地上へ引き上げてもよい。
また、鋼管杭１を、噴射ノズル４から水を噴射しつつ支持層中の最大掘削深度まで打ち込む工程の後、噴射ノズル４から流動性固化材ＳＭを噴射しつつ鋼管杭１を所定の引上深度まで引き上げる工程の前に、噴射ノズル４から流動性固化材ＳＭまたは水を噴射しつつ、鋼管杭１を引き上げ、さらに鋼管杭１を打ち込む工程を少なくとも１回行ってもよい。硬い地盤の場合は、この工程を繰り返すことで地盤を攪拌して根固め球根ＦＰＢの築造領域を十分に確保することができる。この工程では、固化を遅らせる観点から、流動性固化材ＳＭではなく水を用いることが好ましい。
【0083】
さらに、このような上記実施形態に対して、噴射ノズル４及び配管５が杭本体２に固定されていてもよい。この変形例における鋼管杭１の施工法では、噴射ノズル４及び配管５は地上に引き上げられずに、杭本体２とともに地中に埋設される。具体的には、この変形例における鋼管杭１の施工法は、鋼管杭１を噴射ノズル４から高圧水ＷＪを噴射しつつ支持層中の最大掘削深度まで打ち込む工程と；噴射ノズル４から流動性固化材ＳＭを噴射しつつ鋼管杭１を所定の引上深度まで引き上げる工程と；噴射ノズル４から流動性固化材ＳＭを噴射しつつ、鋼管杭１を支持層中の定着深度まで打ち込む工程と；流動性固化材ＳＭの固化により、鋼管杭１の根固め球根を築造する工程とを有する。
【0084】
つまり、この変形例における鋼管杭１の施工法では、図２Ａ及び図２Ｂに示す第１〜第６工程まで上記実施形態の施工法と同じであるが、図２Ｃに示す第７工程が省略されて、地中に鋼管杭１の構成要素の全てが残った状態で、根固め球根が築造されることになる。 【実施例】
【0085】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。【0086】
（実施例１） １３００ｍｍの外径Ｄを有する杭本体（鋼管）を用意し、その杭本体の先端部に、杭本体の横断面を二分割する鋼板を、分割部材として溶接した。杭本体の軸線方向における分割部材の長さＬは、杭本体の外径Ｄの０．５倍（つまり６５０ｍｍ）に設定された。【0087】
６個の噴射ノズルが杭本体の外周面に装着され、４個の噴射ノズルが分割部材に装着された。これら１０個の噴射ノズルに水及び流動性固化材を選択的に供給する１０本の配管も杭本体に装着された。外周面に装着される噴射ノズルの配管は杭本体の外周面に沿って延長され、噴射ノズルに接続された。分割部材に装着される噴射ノズルの配管は杭本体の内周面及び分割部材に沿って延長されるとともに、杭本体と分割部材の接合部で屈折され、噴射ノズルに接続された。このように、本実施例における鋼管杭は、１３００ｍｍの外径Ｄを有する杭本体と、杭本体の先端部の内部に取付けられた分割部材と、１０個の噴射ノズルと、１０本の配管とによって構成された。【0088】
１０個の噴射ノズルから水を噴射して地盤を掘削しつつ、本実施例における鋼管杭を打設した。鋼管杭が、支持層に到達した後、噴射ノズルから噴射される流体を水から流動性固化材（セメントミルク）に切り替えて、根固め球根を築造した。
【0089】
本願発明者らは、本実施例における鋼管杭の先端支持力が１１０００ｋＮ程度であることを確認した。また、鋼管杭の内部をボーリングで掘削し、根固め球根の築造形状を調査したところ、分割部材の必要最大長さ（杭本体の外径Ｄの２倍未満）を一体化可能な、杭本体の外径Ｄの２倍以上の長さを有する根固め球根が築造されていたことを確認できた。【0090】
上記先端支持力（１１０００ｋＮ）を発現した上記根固め球根のソイルセメントの強度を、該根固め球根からコアーを採取して、一軸圧縮試験で測定したところ、ソイルセメントの強度は１５〜４０ＭＰａであった。【0091】
ここで、上記先端支持力（１１０００ｋＮ）を、杭本体の横断面積（１．３ｍ２＝（１．３ｍ／２）２×π）で割ると、ソイルセメントの必要強度として８．３ＭＰａが得られる。本実施例における根固め球根の強度は１５〜４０ＭＰａであるから、必要強度８．３ＭＰａを大幅に上回っている。
【0092】
したがって、杭本体の先端部に分割部材及び噴射ノズルが取り付けられた本実施例における鋼管杭を採用することにより、従来以上に強固な根固め球根を築造できることを確認することができた。【産業上の利用可能性】
【0093】
前述したように、本発明によれば、流動性固化材（例えばセメントミルク）と分割部材により鋼管杭の先端閉塞効果の拘束力が向上し、支持層による鋼管杭の支持力が増大する。特に、外径Ｄが１０００ｍｍを越える鋼管杭の場合、鋼管杭の先端部における分割部材の有無によって、上記拘束力が大きく異なるので、本発明による支持層の支持力の増大は顕著である。【0094】
したがって、本発明によれば、単杭当りの支持力の向上で、打設する杭数を削減でき、材料費の減少、工期の短縮、及び、施工費の低減等の経済的効果を得ることができる。さらに、噴射ノズルを使用して鋼管杭を打設する場合、掘削ロッドに比べ打設速度が速いので、より施工費を低減でき、経済的効果の向上に寄与する。よって、本発明は、土木産業及び建築産業において利用可能性が高いものである。【符号の説明】
【0095】
１ 鋼管杭２ 杭本体
３、６、７ 分割部材
４ 噴射ノズル
５ 配管
３ａ 貫通孔
４ａ 掘削範囲
１１、１２ 突起
ＷＪ 高圧水
ＳＭ 流動性固化材
ＦＰＢ 根固め球根
Ｄ 杭本体の外径
ＡＸ 杭本体の軸線方向
ＪＤ 噴射ノズルの噴射方向
Ｌ 分割部材の長さ
ＤＨ 打設穴
ＢＨ バイブロハンマ