特許 6567327 杭穴掘削方法、杭穴掘削ロッド

(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】6567327

(24)【登録日】2019年8月9日

(45)【発行日】2019年8月28日

(54)【発明の名称】杭穴掘削方法、杭穴掘削ロッド

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/34 20060101AFI20190819BHJP

   E21B 17/10 20060101ALI20190819BHJP

【ＦＩ】

   E02D5/34 Z

   E21B17/10

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-108113(P2015-108113)

(22)【出願日】2015年5月28日

(65)【公開番号】特開2016-223080(P2016-223080A)

(43)【公開日】2016年12月28日

【審査請求日】2018年5月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000176512

【氏名又は名称】三谷セキサン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108947

【弁理士】

【氏名又は名称】涌井 謙一

(74)【代理人】

【識別番号】100117086

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 典弘

(74)【代理人】

【識別番号】100124383

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 一永

(74)【代理人】

【識別番号】100173392

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 貴宏

(74)【代理人】

【識別番号】100189290

【弁理士】

【氏名又は名称】三井 直人

(72)【発明者】

【氏名】木谷 好伸

【審査官】 西田 光宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−３５３３０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０９７６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１７５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０９６６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０５４４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２６３９２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−０１４１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３１５０２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ ５／３４

Ｅ０２Ｄ ５／５０

Ｅ２１Ｂ ７／２６

Ｅ２１Ｂ １７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

掘削ロッドの下端部に設けた掘削ヘッドで杭穴を掘削し、前記杭穴内に既製杭を埋設して、以下のように基礎杭を構築することを特徴とする基礎杭の構築方法。
(1) 前記掘削ヘッドの掘削径をＤ_０として、前記掘削ロッドで、前記掘削ヘッドの上方Ｈ_１の位置に、杭穴壁を練り付ける練り付け手段を取り付けて構成する。
(2) 前記掘削ロッドを回転しながら下降して、地面から所定深さＨ_１まで径Ｄ_０の主杭穴を掘削する。
(3) 続いて、前記掘削ロッドを回転しながらＨ_１から下降して必要な深さまで、前記掘削ヘッドで径Ｄ_０の主杭穴を掘削しつつ、かつ前記練り付け手段により、前記地面から径Ｄ_０の杭穴の外周壁を放射状に地盤側に押さえつつ、前記主杭穴内の掘削泥土を杭穴壁に練り付け、径Ｄ_１（＞Ｄ_０）の拡大杭穴を形成する。
(4) 続いて、支持地盤に至る所定深さの主杭穴を形成したならば、あるいは必要深さの周辺で、必要ならば、前記掘削ヘッドの掘削径を切り替えて、主杭穴の底部に拡底部を形成する。
(5) 以上のようにして、地上から径Ｄ_１の拡大杭穴と、該拡大杭穴の下方に径Ｄ_０で前記支持地盤に至った主杭穴とを構築し、さらに前記主杭穴の下端部に必要ならば拡底部を形成した杭穴を構築する。
(6) 続いて、前記杭穴内に、既製杭を埋設して、基礎杭を構築する。

【請求項2】

掘削ロッドの下端部に設けた掘削ヘッドで杭穴を掘削し、前記杭穴内に既製杭を埋設して、以下のように基礎杭を構築することを特徴とする基礎杭の構築方法。
(1) 前記掘削ヘッドの掘削径をＤ_０として、前記掘削ヘッドの上方Ｈ_１に練り付け径Ｄ_１の第１練り付け手段を形成する。以下、同様に、第ｎ−１練り付け手段の上方Ｈ_ｎに、径Ｄ_ｎの第ｎ練り付け手段を形成する。
かつここで、「ｎ＝１、２、３、・・・、ｎ−１、ｎ」「Ｄ_０≦Ｄ_１≦・・・≦Ｄ_ｎ−１≦Ｄ_ｎ」（「Ｄ_０＝Ｄ_１＝・・・＝Ｄ_ｎ−１＝Ｄ_ｎ」を除く）とする。
(2) 前記掘削ロッドを回転しながら下降して、地面から所定深さＨ_１まで径Ｄ_０の主杭穴を掘削する。
(3) 続いて、前記掘削ロッドを回転しながら深さＨ_１からさらにＨ_２まで下降して、前記掘削ヘッドで径Ｄ_０の主杭穴を掘削しつつ、かつ前記第１練り付け手段により、前記地面から径Ｄ_０の杭穴の外周壁を放射状に地盤側に押さえつつ、前記主杭穴内の掘削泥土を杭穴壁に練り付け、第１練り付け手段の径に応じた杭穴を形成する。
(4) 以下同様に、前記掘削ロッドを回転しながら深さＨ_ｎ−１からさらにＨ_ｎまで下降して、前記掘削ヘッドで径Ｄ_０の主杭穴を掘削しつつ、かつ前記第１練り付け手段乃至第ｎ練り付け手段により、杭穴の外周壁を放射状に地盤側に押さえつつ、前記主杭穴内の掘削泥土を杭穴壁に練り付け、各練り付け手段の径に応じた杭穴を形成する。
(5) 続いて、所定深さまの主杭穴を形成したならば、あるいは必要深さの周辺で、必要ならば、前記掘削ヘッドの掘削径を切り替えて、主杭穴の底部に拡底部を形成する。
(6) 以上のようにして、上部に前記第１練り付け手段乃至第ｎ練り付け手段の練り付け径に応じた杭穴、下部径Ｄ_０で下端部に必要ならば拡底部を形成した主杭穴を含む杭穴を構築する。
(7) 続いて、杭穴内に、既製杭を埋設して、基礎杭を構築する。

【請求項3】

ロッド本体の下端部に、掘削径Ｄ_０の掘削刃を有する掘削ヘッドを有し、以下のように構成したことを特徴とする杭穴掘削ロッド。
(1) 前記ロッド本体であって、前記掘削ヘッドの上方に、所定間隔を空けて、径Ｄ_１の第１練り付けドラムを設け、あるいは、径Ｄ_１の第１練付ドラム乃至径Ｄ_ｎの第ｎ練付ドラムを設ける。
(2) さらに(1)で、「ｎ＝１、２、３、・・・、ｎ−１、ｎ」、かつ「Ｄ_０≦Ｄ_１≦・・・≦Ｄ_ｎ−１≦Ｄ_ｎ」とし、かつ「Ｄ_０＝Ｄ_１＝・・・＝Ｄ_ｎ−１＝Ｄ_ｎ」を除くとした。

【請求項4】

以下のように構成したことを特徴とする請求項３に記載の杭穴掘削ロッド。
(1)「Ｄ_０＜Ｄ_１＜・・・＜Ｄ_ｎ−１＜Ｄ_ｎ」とした。

【請求項5】

以下のように構成したことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の杭穴掘削ロッド。
(1) ロッド本体で、前記各練付ドラムの下方に、前記ロッド本体の軸付近の掘削泥土を外周側への移動することを案内する案内手段を設けた。

【請求項6】

以下のように構成した請求項３記載の杭穴掘削ロッド。
(1) 第ｎ練り付けドラムは、外径Ｄ_ｎの練付面を有するドラム本体の下端に、下方に向けて徐々に縮径部を形成し、前記縮径部の下端径を、下方に位置する第ｎ−１練り付けドラムの練り付け径Ｄ_ｎ−１又は掘削ヘッドの掘削径Ｄ_０より小さく形成した。
(2) 第ｎ練り付けドラムの前記ドラム本体の下部又は前記縮径部に、切り削り突起を突設し、切り削り突起の先端の位置を、下方に位置するドラムの径Ｄ_ｎ−１又は前記掘削ヘッドの掘削径Ｄ_０より外方に突出する位置とした。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、杭穴を掘削して、その後に杭穴内に既製杭を埋設する杭穴掘削方法と、この工法に最適な杭穴掘削ロッドに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、地面を掘削して杭穴を形成して杭穴内に、既製杭を埋設して、支持地盤まで杭穴を掘削して、杭穴内に既製杭を埋設する工法（いわゆる先堀工法）では、杭穴壁の崩壊を防止することを目的に、杭穴壁を練り付けドラムの部分円筒の練り付け面で、均していた。
この場合、掘削ロッドの先端に掘削ヘッドを設けて、掘削ヘッドの上方で、掘削ロッドに練り付けドラムを所定間隔で、設けていた。そして、練り付けドラムの練り付け面の外径Ｄ_１は、掘削ロッドの掘削径Ｄ_０とした場合、Ｄ_１＝Ｄ_０、で形成していた。

【0003】

したがって、杭穴は、下端部に根固め部を拡径して形成する場合を除き、下端から地上まで径Ｄ_０で掘削されていた（特許文献１）。
また、練り付けドラムの練り付け面に、縦方向の突条を並列して設けて、突条で杭穴を拡径した後に、突条と突条間に詰まった掘削土で杭穴側面を均す掘削ロッドや掘削方法も提案されている（特許文献２）。この場合も、練り付け面は、掘削ロッドの掘削径とほぼ同一に形成されていた。
基礎杭構造で、設計上、必要とされる鉛直支持力を得るための基礎杭の断面積（即ち、杭穴径）を確保する主杭穴径を形成して、主杭穴の上端部を拡頭して、大径（即ち、大断面積）にして、地震時などの水平力に抗する構造を得ていた。この場合、主杭穴を掘削ヘッドで掘削し、主杭穴の掘削の前又は後に、別の大径の掘削ヘッドに切り替えて、杭穴の上部を掘削していた（特許文献３）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−３１７５９４号公報

【特許文献2】特開２００４−３５３３０３号公報

【特許文献3】特願２０１３−２３６５８６号の公開公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前記従来の技術の場合、ドラムは杭穴壁を均すために使用し、排土を減らすためにより多くの掘削土を杭穴壁に押し込むためにも、特許文献２のような突条を使用する練り付け面よりも、より広い平坦な面が好ましかった。
また、掘削ヘッドを代える場合には、先端に掘削ヘッドを取り付けた掘削ロッドを一旦地上に揚げて、掘削ヘッドを取り外し、他の掘削ヘッドを装着して、再度掘削機に掘削ヘッドを取り付けて、他の径で掘削をしなければならず、作業が面倒になる問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、掘削ヘッドの掘削径より、練り付けドラムの練り付け径を大径としたので、掘削ヘッドによる杭穴先端での掘削と同時に、掘削ヘッドの上方で掘削径の拡大をはかることができ、前期問題点を解決した。

【0007】

即ち、この発明は掘削ロッドの下端部に設けた掘削ヘッドで杭穴を掘削し、前記杭穴内に既製杭を埋設して、以下のように基礎杭を構築することを特徴とする基礎杭の構築方法である。
(1) 前記掘削ヘッドの掘削径をＤ_０として、前記掘削ロッドで、前記掘削ヘッドの上方Ｈ_１の位置に、杭穴壁を練り付ける練り付け手段を取り付けて構成する。
(2) 前記掘削ロッドを回転しながら下降して、地面から所定深さＨ_１まで径Ｄ_０の主杭穴を掘削する。
(3) 続いて、前記掘削ロッドを回転しながらＨ_１から下降して必要な深さまで、前記掘削ヘッドで径Ｄ_０の主杭穴を掘削しつつ、かつ前記練り付け手段により、前記地面から径Ｄ_０の杭穴の外周壁を放射状に地盤側に押さえつつ、前記主杭穴内の掘削泥土を杭穴壁に練り付け、径Ｄ_１（＞Ｄ_０）の拡大杭穴を形成する。
(4) 続いて、支持地盤に至る所定深さの主杭穴を形成したならば、あるいは必要深さの周辺で、必要ならば、前記掘削ヘッドの掘削径を切り替えて、主杭穴の底部に拡底部を形成する。
(5) 以上のようにして、地上から径Ｄ_１の拡大杭穴と、該拡大杭穴の下方に径Ｄ_０で前記支持地盤に至った主杭穴とを構築し、さらに前記主杭穴の下端部に必要ならば拡底部を形成した杭穴を構築する。
(6) 続いて、前記杭穴内に、既製杭を埋設して、基礎杭を構築する。

【0008】

また、他の発明は、掘削ロッドの下端部に設けた掘削ヘッドで杭穴を掘削し、前記杭穴内に既製杭を埋設して、以下のように基礎杭を構築することを特徴とする基礎杭の構築方法である。
(1) 前記掘削ヘッドの掘削径をＤ_０として、前記掘削ヘッドの上方Ｈ_１に練り付け径Ｄ_１の第１練り付け手段を形成する。以下、同様に、第ｎ−１練り付け手段の上方Ｈ_ｎに、径Ｄ_ｎの第ｎ練り付け手段を形成する。
かつここで、「ｎ＝１、２、３、・・・、ｎ−１、ｎ」「Ｄ_０≦Ｄ_１≦・・・≦Ｄ_ｎ−１≦Ｄ_ｎ」（「Ｄ_０＝Ｄ_１＝・・・＝Ｄ_ｎ−１＝Ｄ_ｎ」を除く）とする。
(2) 前記掘削ロッドを回転しながら下降して、地面から所定深さＨ_１まで径Ｄ_０の主杭穴を掘削する。
(3) 続いて、前記掘削ロッドを回転しながら深さＨ_１からさらにＨ_２まで下降して、前記掘削ヘッドで径Ｄ_０の主杭穴を掘削しつつ、かつ前記第１練り付け手段により、前記地面から径Ｄ_０の杭穴の外周壁を放射状に地盤側に押さえつつ、前記主杭穴内の掘削泥土を杭穴壁に練り付け、第１練り付け手段の径に応じた杭穴を形成する。
(4) 以下同様に、前記掘削ロッドを回転しながら深さＨ_ｎ−１からさらにＨ_ｎまで下降して、前記掘削ヘッドで径Ｄ_０の主杭穴を掘削しつつ、かつ前記第１練り付け手段乃至第ｎ練り付け手段により、杭穴の外周壁を放射状に地盤側に押さえつつ、前記主杭穴内の掘削泥土を杭穴壁に練り付け、各練り付け手段の径に応じた杭穴を形成する。
(5) 続いて、所定深さまの主杭穴を形成したならば、あるいは必要深さの周辺で、必要ならば、前記掘削ヘッドの掘削径を切り替えて、主杭穴の底部に拡底部を形成する。
(6) 以上のようにして、上部に前記第１練り付け手段乃至第ｎ練り付け手段の練り付け径に応じた杭穴、下部径Ｄ_０で下端部に必要ならば拡底部を形成した主杭穴を含む杭穴を構築する。
(7) 続いて、杭穴内に、既製杭を埋設して、基礎杭を構築する。

【0009】

また、他の発明は、ロッド本体の下端部に、掘削径Ｄ_０の掘削刃を有する掘削ヘッドを有し、以下のように構成したことを特徴とする杭穴掘削ロッドである。
(1) 前記ロッド本体であって、前記掘削ヘッドの上方に、所定間隔を空けて、径Ｄ_１の第１練り付けドラムを設け、あるいは、径Ｄ_１の第１練付ドラム乃至径Ｄ_ｎの第ｎ練付ドラムを設ける。
(2) さらに(1)で、「ｎ＝１、２、３、・・・、ｎ−１、ｎ」、かつ「Ｄ_０≦Ｄ_１≦・・・≦Ｄ_ｎ−１≦Ｄ_ｎ」とし、かつ「Ｄ_０＝Ｄ_１＝・・・＝Ｄ_ｎ−１＝Ｄ_ｎ」を除くとした。

【0010】

また、前記ロッドの発明において、以下のように構成したことを特徴とする杭穴掘削ロッドである。
(1)「Ｄ_０＜Ｄ_１＜・・・＜Ｄ_ｎ−１＜Ｄ_ｎ」とした。

【0011】

また、前記ロッドの発明において、以下のように構成したことを特徴とする杭穴掘削ロッドである。
(1) ロッド本体で、前記各練付ドラムの下方に、前記ロッド本体の軸付近の掘削泥土を外周側への移動することを案内する案内手段を設けた。

【0012】

また、前記ロッドの発明において、以下のように構成した杭穴掘削ロッドである。
(1) 第ｎ練り付けドラムは、外径Ｄ_ｎの練付面を有するドラム本体の下端に、下方に向けて徐々に縮径部を形成し、前記縮径部の下端径を、下方に位置する第ｎ−１練り付けドラムの練り付け径Ｄ_ｎ−１又は掘削ヘッドの掘削径Ｄ_０より小さく形成した。
(2) 第ｎ練り付けドラムの前記ドラム本体の下部又は前記縮径部に、切り削り突起を突設し、切り削り突起の先端の位置を、下方に位置するドラムの径Ｄ_ｎ−１又は前記掘削ヘッドの掘削径Ｄ_０より外方に突出する位置とした。

【発明の効果】

【0013】

この発明は、先端支持力を発揮する杭穴の先端付近の穴径と、地上付近で要求される杭穴径が大径となり、かなり大幅な拡大を要求される場合、掘削ヘッドを拡径操作することなく、掘削ドラムを使用して、杭穴の地上付近を所望の大径で形成できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、この発明の掘削ロッドの正面図である。

【図2】図２は、この発明に使用する練り付けドラムで、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）はＡ−Ａ断面図である。

【図3】図３（ａ）〜（ｄ）は、この発明の構築方法を説明する概略した縦断面図である。

【図4】図４（ａ）は既製杭の正面図、（ｂ）は杭穴の縦断面図、（ｃ）は杭穴内に既製杭を埋設した状態を表す縦断面図である。

【図5】図５は杭穴内に他の形状の既製杭を埋設した状態を表す縦断面図である。

【図6】図６は、他の練り付けドラムの正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

１．掘削ロッド３０の構成

【0016】

（１） 適宜連結して構成する（長さ方向に分解できる）ロッド本体１の下端に掘削ヘッド５を取り付けて、ロッド本体１の中間部に練り付けドラム２０、２０を取り付けて、この発明の掘削ロッド３０を構成する（図１）。
掘削ヘッド２は、ロッド本体１に連結可能なヘッド本体６に略水平方向の揺動軸８、８を形成し、揺動軸８に、掘削腕９の上端部を揺動自在に取り付ける。ヘッド本体６の下端部（先端部）に固定掘削刃７、７、掘削腕９の下端部（先端部）に揺動掘削刃１１、１１が取り付けてあり、掘削ロッド３０（ロッド本体１）を正回転すると掘削腕９（特に下部で、揺動掘削刃１１、１１付近）に土の抵抗が係り、掘削腕９があらかじめ設定した角度（掘削径がＤ_０となる）まで開き、両掘削刃７、１１で、掘削径Ｄ_０で杭穴を掘削できる。また、ヘッド本体６の直上に、掘削土を撹拌して上方に揚げる撹拌羽根１２、１２を設ける（図１）。

【0017】

（２） 掘削ヘッド５の上方Ｈ_１の位置（直上）に、第１練り付けドラム２０Ａを取り付ける。第１練り付けドラム２０Ａは、ロッド本体１の外面に放射状に固定した２つの固定部材２１、２１の先端に、それぞれ練り付け部材２２、２２を固定して構成する（図５）。
練り付け部材２２は、杭穴壁に当設して練り付けを行う練り付け面２４を有する主練り付け部材２３と、主練り付け部材２３の上端および下端に、導入部材（縮径部）２５、２５を連設して構成する。第１練り付けドラム２０Ａが回転して、練り付け面２４が練り付け可能な径をＤ_１とし、導入部材２５の基端２６は主練り付け部材２３と同じ径Ｄ_１で、先端２７に向けて径がＤ_１より徐々に縮径して、先端２７の径は、下方の杭穴径、すなわち、下方に位置する掘削ヘッド５の掘削径Ｄ_０より小さく形成してある（Ｄ_１＞Ｄ_０）。
また、固定部材２１は、通常２〜４つ設けるが、ロッド本体１の外面と練り付け部材２２との間に上下に貫通して、掘削土や空気が抜ける抜きスペース２８が形成されれば（図４）、固定部材２１の数や形状は適宜選択することができる。

【0018】

（３） また、第１練り付けドラム２０Ａの上方Ｈ_２に、第１練り付けドラム２０Ａと同様の構造で、練り付け径Ｄ_２（＞Ｄ_１）の第２練り付けドラム２０Ｂを取り付ける。第２練り付けドラム２０Ｂは、ロッド本体１の外面に放射状に固定した２つの固定部材２１、２１の先端に、それぞれ練り付け部材２２、２２を固定して構成する。
したがって、第２練り付けドラム２０Ｂでも、第１練り付けドラム２０Ａと同様に、練り付け部材２２は、杭穴壁に当設して練り付けを行う練り付け面２４を有する主練り付け部材２３と、主練り付け部材２３の上端および下端に、導入部材２５、２５を連設して構成する。第２練り付けドラム２０Ｂが回転して、練り付け面２４が練り付け可能な径は上記のようにＤ_２であり、導入部材２５の基端２６は主練り付け部材２３と同じ径Ｄ_２で、先端２７に向けて径がＤ_２より徐々に縮径して、先端２７の径は、下方の杭穴径、すなわち、下方に位置する掘削ヘッド５の掘削径Ｄ_０および第１練り付けドラム２０Ａの径Ｄ_１より小さく形成してある（Ｄ_２＞Ｄ_１＞Ｄ_０）。

【0019】

（４） また、第２練り付けドラムの上方Ｈ_３に、同様の構造で、ロッド本体１の外面に放射状に固定した２つの固定部材２１、２１の先端に、それぞれ練り付け部材２２、２２を固定して構成した練り付け径Ｄ_３の第３練り付けドラム２０Ｃを取りつける。
したがって、第３練り付けドラム２０Ｃでも、第１練り付けドラム２０Ａなどと同様に、練り付け部材２２は、杭穴壁に当設して練り付けを行う練り付け面２４を有する主練り付け部材２３と、主練り付け部材２３の上端および下端に、導入部材２５、２５を連設して構成する。第３練り付けドラム２０Ｃが回転して、練り付け面２４が練り付け可能な径は上記のようにＤ_３であり、導入部材２５の基端２６は主練り付け部材２３と同じ径Ｄ_３で、先端２７に向けて径がＤ_３より徐々に縮径して、先端２７の径は、下方の杭穴径、すなわち、下方に位置する掘削ヘッド５の掘削径Ｄ_０および第１練り付けドラム２０Ａ、第２練り付けドラム２０Ｂの径Ｄ_１、Ｄ_２より小さく形成してある（Ｄ_３＞Ｄ_２＞Ｄ_１＞Ｄ_０）。

【0020】

２．掘削ロッド３０の仕様（寸法など）

【0021】

掘削ロッド３０を、例えば、以下のような寸法で構成する。

【0022】

（１） 支持地盤が地上から４０ｍ付近に存在するとした場合、掘削長Ｈ＝４０ｍとして、地上から１０ｍ付近までの深さでは、水平荷重を考慮して、大径の掘削径を必要として、使用する既製杭４５は、軸部４６ａで、徐々に杭径が拡大する部分円錐形の段差部４７を介して、杭頭部４６が大径に形成される構造である（図４（ａ））。
したがって、
既製杭４５の杭頭４６ｂの径（地上付近１０ｍ）：１．５ｍ
既製杭４５の軸部４６ａの径（その他下方）： ０．９ｍ
が必要とする場合を想定する。
この場合、杭穴４２の掘削径を以下のように設定する。

【0023】

杭穴の掘削径（杭穴径）＝掘削ヘッドの掘削径Ｄ_０＝１ｍ
地上付近１０ｍの掘削径（杭穴径）
＝第３練り付けドラムの練り付け径Ｄ_３＝１．６ｍ

【0024】

（２） したがって、掘削ロッド３０の仕様は以下の通りとする。
掘削径Ｄ_０：１ｍ
第１練り付けドラムの練り付け径Ｄ_１＝Ｄ_０＋２０ｃｍ＝１．２ｍ
第２練り付けドラムの練り付け径Ｄ_２＝Ｄ_１＋２０ｃｍ＝１．４ｍ
第３練り付けドラムの練り付け径Ｄ_３＝Ｄ_２＋２０ｃｍ＝１．６ｍ
掘削ロッドと第１練り付けドラムの距離Ｈ_１＝１０ｍ
第１練り付けドラムと第２練り付けドラムの距離Ｈ_２＝１０ｍ
第２練り付けドラムと第３練り付けドラムの距離Ｈ_３＝１０ｍ
上端（地上４１）から第３練り付けドラムまでの距離Ｈ_４＝１０ｍ
∴Ｈ_１＋Ｈ_２＋Ｈ_３＋Ｈ_４＝掘削長Ｈ＝４０ｍ

【0025】

（３） 以上のように構成した掘削ロッド３０は、適宜長さ（１０ｍ程度）ごとに分割され、連結しながら、所定の杭穴を掘削する。

【0026】

（４） なお、上記のような全長Ｈ＝４０ｍで、
杭穴の径（地上４１付近：０ｍ〜１０ｍ）：１．６ｍ
杭穴の径（地上４１から１０ｍ〜４０ｍ）：１．０ｍ
の杭穴を、従来の工法で「径１．０ｍの杭穴を地上から４０ｍまで掘削し、その後地上１０ｍを１．６ｍに拡大する」「径１．６ｍの杭穴を地上から１０ｍ掘削し、その後地上１０ｍ〜４０ｍを径１．０ｍで掘削する」場合に、形成される掘削体積量）は、４３．６５ｍ^３ となる。また、従来の練り付けドラムを使用して、仮に、この全体積の２０％を杭穴壁に練り付け可能とした場合、
４３．６５ｍ^３ ×０．８＝３４．９２ｍ^３
が、排土される掘削土の量となる。

【0027】

３．掘削ロッド３０の使用（杭穴４２の掘削）

【0028】

（１） 掘削ヘッド５を先端に取り付け、第１練り付けドラム２０Ａ、第２練り付けドラム２０Ｂを有するロッド本体１を分割したロッド本体片を杭打ち機（図示していない）に設置する。
掘削ロッド３０を回転して、地面４１から、掘削ヘッド５により径Ｄ_０（＝１ｍ）で杭穴４２が掘削される。掘削ヘッド５が深度Ｈ_１を超えた付近から、第１練り付けドラム２０Ａの下側の導入部材２５が地面４１（＝径Ｄ_０の杭穴４２の上端）に当設して、杭穴４２の径Ｄ_０（＝１ｍ）を半径で１０ｃｍ拡大して、杭穴４２の杭穴壁を強く練り付けながら径（直径）を径Ｄ_１（＝１．２ｍ）に拡大した杭穴４２Ａ（上部）を形成する（図１（ａ））。

【0029】

（２） 第３練り付けドラム２０Ｃを有するロッド本体片を連結し、同様に掘削を進め、掘削ヘッド５が深度「Ｈ_１＋Ｈ_２」を超えた付近から、第２練り付けドラム２０Ｂの下側の導入部材２５が地面４１（＝径Ｄ_１の杭穴４２Ａの上端）に当設して、杭穴４２Ａの径Ｄ_１（＝１．２ｍ）を半径で１０ｃｍ拡大して、杭穴４２Ａの杭穴壁を強く練り付けながら径（直径）を径Ｄ_２（＝１．４ｍ）に拡大した杭穴４２Ｂ（上部）を形成する（図３（ｂ））。

【0030】

（３） 同様に掘削を進め、掘削ヘッド５が深度「Ｈ_１＋Ｈ_２＋Ｈ_３」を超えた付近から、第３練り付けドラム２０Ｃの下側の導入部材２５が地面４１（＝径Ｄ_２の杭穴４２Ｂの上端）に当設して、杭穴４２Ａの径Ｄ_２（＝１．４ｍ）を半径で１０ｃｍ拡大して、杭穴４２Ｂの杭穴壁を強く練り付けながら径（直径）を径Ｄ_３（＝１．６ｍ）に拡大した杭穴４２Ｂ（上部）を形成する（図３（ｃ））。

【0031】

さらに、掘削を進め、掘削ヘッド５が深度「Ｈ_１＋Ｈ_２＋Ｈ_３＋Ｈ_４（＝Ｈ）」に達したならば、所定の支持地盤に至る。この際、第３練り付けドラム２０Ｃは、地面４１から深さＨ_４まで径Ｄ_３の杭穴４２Ｃを形成している（図３（ｃ））。

【0032】

（４） 掘削ヘッド５が支持地盤に至ったので、掘削ロッド３０を地上に引き上げれば、杭穴４２が形成される（図４（ｂ）。径Ｄ_０（＝１ｍ）の杭穴４２は、地面４１からＨ_４までが径Ｄ_３（＝１．６ｍ）で形成され、杭穴４２から地面４２上に排出される掘削土（排土）は大幅に軽減される。また、杭穴壁は、下方から上がってくる掘削土をも含めて、強く練り付けられるので、杭穴壁の崩壊はほとんど無くすることができる。
また、従来のように、径Ｄ_０用の掘削ロッドを、地上付近のみを掘削する径Ｄ_３の掘削ロッドに組み替える作業を無くすことができるので、施工効率も高めることができる。

【0033】

（５） 掘削ロッド３０を引き上げる際に、杭穴４２内にセメントミルクまたはソイルセメントを充填して、杭穴４２内に既製杭４５を埋設し、基礎杭構造４７を構成する（図４（ｃ））。ここで、既製杭４５の段差部４７は、杭穴４２Ｂと杭穴４２Ｃとの段差部に対応した位置に埋設される（図４（ｃ））。

【0034】

（６） 練り付けドラム２０の構造にもよるが、上記のような練り付けドラム２０の場合、全掘削泥塊の２０％程度が練り付けられると考えられる。杭穴４２が、
地面４１から深さ「Ｈ_４」 径Ｄ_３＝１．６ｍ
深さ「Ｈ_４」から深さ「Ｈ_４＋Ｈ_３」径Ｄ_２＝１．４ｍ
深さ「Ｈ_４＋Ｈ_３」から深さ「Ｈ_４＋Ｈ_３＋Ｈ_２」径Ｄ_１＝１．２ｍ
深さ「Ｈ_４＋Ｈ_３＋Ｈ_２」から深さ「Ｈ＝（Ｈ_４＋Ｈ_３＋Ｈ_２＋Ｈ_１）」
径Ｄ_０＝１ｍ
の場合、掘削ヘッドによる全掘削土量（泥塊量）は、３１．４ｍ^３
となり、各練り付けドラムによる練り付け量も
第１練り付けドラム２０Ａにより練り付けられる泥塊量：９．９ｍ^３
第２練り付けドラム２０Ｂにより練り付けられる泥塊量：７．６ｍ^３
第３練り付けドラム２０Ｃにより練り付けられる泥塊量：５．０ｍ^３
となる。
なお、ここで、深さ「Ｈ_４＋Ｈ_３＋Ｈ_２」の部分（径Ｄ_１）では、第１練り付けドラム２０Ａにより、径Ｄ_０から径Ｄ_１に拡径した際に生じた体積の５０％の掘削土が、この部分に練り付けられ、かつ、第１練り付けドラム２０Ａの下方で生じた掘削土の２０％がこの部分に練り付けられると仮定している。同様に、深さ「Ｈ_４＋Ｈ_３」（径Ｄ_２）の部分では、第２練り付けドラム２０Ｂにより、径Ｄ_１から径Ｄ_２に拡径した際に生じた体積の５０％の掘削土が、この部分に練り付けられ、かつ、第２練り付けドラム２０Ｂの下方で生じた掘削土の２０％がこの部分に練り付けられると仮定している。同様に、深さ「Ｈ_４」（径Ｄ_３）の部分では、第３練り付けドラム２０Ｃにより、径Ｄ_２から径Ｄ_３に拡径した際に生じた体積の５０％の掘削土が、この部分に練り付けられ、かつ、第３練り付けドラム２０Ｃの下方で生じた掘削土の２０％がこの部分に練り付けられると仮定している。
したがって、杭穴内に留まる掘削土が無いと仮定した場合、地上に排土される掘削土は、３２．１ｍ^３程度となる。
また、上記のように、
地面４１（深さ０）から深さ「Ｈ_４」 径Ｄ_３＝１．６ｍ
深さ「Ｈ_４」から深さ「Ｈ＝（Ｈ_４＋Ｈ_３＋Ｈ_２＋Ｈ_１）」 径Ｄ_０＝１ｍ
とした従来の杭穴の場合の排土量は、上記のように、３４．９ｍ^３と考えられ、大きな排土量の増加もない。

【0035】

（７） なお、上記のような杭穴に、他の形状構造の既製杭４５を埋設することもできる（図５）。
この既製杭４５では、下端側の軸部４６ａとして、徐々に径を増加して上端の杭頭部４６ｂに至る構造である（図５）。すなわち、下端から軸部４６ａから第１段差部４７ａを介して、第１大径部４６ｃ、第１大径部４６ｃから第２段差部４７ｂを介して第３大径部４６ｄ、第３大径部４６ｄから第３段差部４７ｃを介して杭頭部４６ｂ（最終大径部）に至る構造となっている。既製杭の製造上、大幅な外径の変化（段差部）が無いので、段差部周辺での補強の必要もなく、この既製杭４５Ａが望ましい。
したがって、既製杭４５Ａでは、
杭穴深さ「０」から「Ｈ_４」：
上端からＨ_４、杭穴径Ｄ_３に対応する杭頭部４６ｂ：杭径Ｄ_１１
杭穴深さ「Ｈ_４＋Ｈ_３＋Ｈ_２」から「Ｈ_４＋Ｈ_３＋Ｈ_２＋Ｈ_１」：
下端から杭穴径Ｄ_０で深さＨ_１に対応する部分（軸部４６ａ）：杭径Ｄ_１０
は同様であるが中間部を他の構成としたものである。
すなわち、中間部が、
杭穴深さ「Ｈ_４」から「Ｈ_４＋Ｈ_３」：
杭穴径Ｄ_２に対応する部分（第３大径部）４６ｄ：杭径Ｄ_１０２
杭穴深さ「Ｈ_４＋Ｈ_３」から「Ｈ_４＋Ｈ_３＋Ｈ_２」：
杭穴径Ｄ_１に対応する部分（第２大径部）４６ｃ：杭径Ｄ_１０１
で形成する。ここで、既製杭４５Ａの各外径は、
Ｄ_１０＜Ｄ_１０１＜Ｄ_１０２＜Ｄ_１１
で、形成される。
また、上記の杭穴４２にこの既製杭４５Ａを埋設して、基礎杭構造５０を形成した際に、
杭穴４２と杭穴４２Ａとの段差に、既製杭４５Ａの第１段差部４７ａが、
杭穴４２Ａと杭穴４２Ｂとの段差に、既製杭４５Ａの第２段差部４７ｂが、
杭穴４２Ｂと杭穴４２Ｃとの段差に、既製杭４５Ａの第３段差部４７ｃが
それぞれ対応して埋設される（図５）。

【0036】

３．他の構成

【0037】

（１） また、前記実施態様において、練り付けドラムは３つ形成したが、拡大すべき地面付近の杭穴径、要求される杭穴壁の練り付けの具合などにより、少なくとも１つ形成してあればよく、４つ以上形成することもできる（図示していない）。

【0038】

（２） また、前記実施態様で、
Ｄ_０＜Ｄ_１＜Ｄ_２＜Ｄ_３
としたが、地上付近の杭穴の掘削径が、そう大きくない場合は、少なくとも１つの練り付けドラムの練り付け径のみをＤ_０より大径として、その練り付けドラムの上方に位置する練り付けドラムの練り付け径を大径にした練り付けドラムの径と同じに形成することもできる。すなわち、Ｄ_０から１段階の拡径で、たとえば、
Ｄ_０＜Ｄ_１＝Ｄ_２＝Ｄ_３
Ｄ_０＝Ｄ_１＜Ｄ_２＝Ｄ_３
Ｄ_０＝Ｄ_１＝Ｄ_２＜Ｄ_３
として、構成することもできる（図示していない）。
また、同様に、２段階の拡径で、たとえば、
Ｄ_０＜Ｄ_１＜Ｄ_２＝Ｄ_３
Ｄ_０＜Ｄ_１＝Ｄ_２＜Ｄ_３
Ｄ_０＝Ｄ_１＜Ｄ_２＜Ｄ_３
として構成することもできる（図示していない）。
したがって、
「Ｄ_０≦Ｄ_１≦・・・≦Ｄ_ｎ−１≦Ｄ_ｎ」
であって、すべての径が同じ「Ｄ_０＝Ｄ_１＝・・・＝Ｄ_ｎ−１＝Ｄ_ｎ」の場合は除かれる構成してあればよい。

【0039】

（３） また、前記実施態様で、下方から練り付けドラム２０に送られてくる掘削土を効率良く外周壁に練り付けることができるように、練り付けドラム２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの直下に、螺旋羽根３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを設けることもできる（図６）。
さらにこの場合、螺旋羽根３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃの上面に、ロッド本体１付近の掘削土（泥塊）を杭穴壁（練り付け面２４付近）に案内する案内突条３３を設けることもできる（図６の第３練り付けドラム３０Ｃ）。

【0040】

（４） また、前記実施態様において、各練り付けドラム２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ）で、練り付けドラム２０の主練り付け部材（ドラム本体）２３の下部外面又は導入部材の外面に、下方の杭穴壁を削ることができる切り削り突起３５を突設することもできる（図２（ａ）（ｂ）鎖線図示３５）。この切り削り突起３５の先端の位置を、下方に位置するドラムの練り付け径（第１練り付けドラム２０Ａの場合は掘削ヘッド５の掘削径Ｄ_０）より外方に突出する位置とすれば、練り付けドラム２０での実質的な拡径機能を補助して、練り付けドラム２０の練り付けの負担を軽減できる。

【0041】

（５） また、前記実施態様で、掘削腕９、９を用いて掘削ヘッド５を構成したが、所定のＤ_０の掘削径を設定できれば、「先端に掘削刃を有するスパイラル形状」など他の構造から掘削ヘッド５を構成することもできる（図示していない）。

【符号の説明】

【0042】

１ ロッド本体
５ 掘削ヘッド
６ ヘッド本体（掘削ヘッド）
７ 固定掘削刃（掘削ヘッド）
８ 揺動軸（掘削ヘッド）
９ 掘削腕（掘削ヘッド）
１１ 揺動掘削刃（掘削ヘッド）
１２ 撹拌羽根（掘削ヘッド）
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 練り付けドラム
２１ 固定部材（練り付けドラム）
２２ 練り付け部材（練り付けドラム）
２３ 主練り付け部材（練り付けドラム）
２４ 主練り付け部材の練り付け面（練り付けドラム）
２５ 導入部材（縮径部。練り付けドラム）
２６ 導入部材の基端（練り付けドラム）
２７ 導入部材の先端（練り付けドラム）
２８ 抜きスペース（練り付けドラム）
３０ 掘削ロッド
３２ 螺旋羽根
３３ 案内突条
３５ 切り削り突起
４１ 地面
４２、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ 杭穴
４５、４５Ａ 既製杭
４６ａ、・・・、４６ｄ 既製杭の大径部
４７、４７ａ、４７ｂ、４７ｃ 段差部
５０ 基礎杭構造

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】