特許 6576230 回転キャップ、既製杭埋設装置、杭基礎構造の構築方法

(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】6576230

(24)【登録日】2019年8月30日

(45)【発行日】2019年9月18日

(54)【発明の名称】回転キャップ、既製杭埋設装置、杭基礎構造の構築方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 13/00 20060101AFI20190909BHJP

   E02D 13/10 20060101ALI20190909BHJP

   E02D 5/50 20060101ALI20190909BHJP

   E02D 5/30 20060101ALI20190909BHJP

   E02D 5/34 20060101ALI20190909BHJP

【ＦＩ】

   E02D13/00 Z

   E02D13/10

   E02D5/50

   E02D5/30 Z

   E02D5/34 A

【請求項の数】14

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2015-239058(P2015-239058)

(22)【出願日】2015年12月8日

(65)【公開番号】特開2017-106187(P2017-106187A)

(43)【公開日】2017年6月15日

【審査請求日】2018年9月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】597058664

【氏名又は名称】株式会社トーヨーアサノ

(74)【代理人】

【識別番号】100106563

【弁理士】

【氏名又は名称】中井 潤

(72)【発明者】

【氏名】海老澤 朗

(72)【発明者】

【氏名】浅井 陽一

【審査官】 苗村 康造

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−２３０８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０６８４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３２２７６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１９１６３５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１１−２６９８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０２１３５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ ７／００〜 １３／１０

Ｅ０２Ｄ ５／２２〜 ５／８０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中空既製杭を地盤に設けられた杭穴に埋設する際に用いる回転キャップであって、該回転キャップは、下底部は開放され上底部は中央にロッドが上下に昇降可能な開口部のある上底面を有するとともに、前記中空既製杭を保持するための保持手段が備わった円筒状の回転キャップ本体と、該回転キャップ本体の前記上底面から上方に向かって前記回転キャップ本体と一体的に立設された前記ロッドの外管となる管体とからなり、前記管体には前記ロッドと着脱自在に連結できる連結手段が備わっており、前記管体の外側面には管体固定手段を構成する位置調整手段を備えた固定板としての位置調整固定板が設けられていることを特徴とする回転キャップ。

【請求項2】

杭周固定液と掘削土砂との混合物が充填された杭穴に中空既製杭埋設され、埋設された上杭としての前記中空既製杭の杭径内部にはセメントミルクが充填されている杭基礎構造を構築する際に用いる前記セメントミルクの吐出口を備えた既製杭埋設装置であって、該既製杭埋設装置は、下底部は開放され上底部は中央にロッドが上下に昇降可能な開口部のある上底面を有するとともに、前記中空既製杭を保持するための保持手段が備わった円筒状の回転キャップ本体と、該回転キャップ本体の前記上底面から上方に向かって前記回転キャップ本体と一体的に立設された前記ロッドの外管となる管体とからなり、前記管体には前記ロッドと着脱自在に連結できる連結手段が備わった回転キャップと該回転キャップの上記開口部に挿通可能で上端には回転駆動装置からの中間ロッドもしくは他の吐出液供給ロッドに連結するためのジョイント部を備えた吐出液供給ロッドとを有することを特徴とする既製杭埋設装置。

【請求項3】

上記吐出液供給ロッドは、先端部にジョイント部を介して吐出液の吐出口を備えた掘削ヘッドもしくは該掘削ヘッドと撹拌翼と必要に応じて設けられる吐出液の吐出口を備えた掘削ロッドが取り付けられたものであることを特徴とする請求項２に記載の既製杭埋設装置。

【請求項4】

上記掘削ロッドの上記撹拌翼は、一部あるいは全部がスパイラルタイプのものであることを特徴とする請求項３に記載の既製杭埋設装置。

【請求項5】

上記吐出液供給ロッドは、先端部もしくは先端部と管の外側面部に吐出液の吐出口を備えた注入管であることを特徴とする請求項２又は３のいずれか一項に記載の既製杭埋設装置。

【請求項6】

上記既製杭埋設装置は、上記回転キャップにおける上記管体を固定するための管体固定手段を有していることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の既製杭埋設装置。

【請求項7】

上記管体固定手段は、位置調整手段を備えた固定板と該固定板の受け台とからなるものであることを特徴とする請求項６に記載の既製杭埋設装置。

【請求項8】

杭周固定液と掘削土砂との混合物が充填された杭穴に中空既製杭が埋設され、少なくとも上杭の杭径内部の一部もしくは全部にセメントミルクが充填されている杭基礎構造を構築する杭基礎構造の構築方法であって、少なくとも上杭としての前記中空既製杭を埋設する際には上記請求項２〜７のいずれか一項に記載の既製杭埋設装置を用い、該既製杭埋設装置の上記吐出液供給ロッドを上記回転キャップ本体の上記開口部に挿通して前記吐出液供給ロッドと回転駆動装置からの中間ロッドとをジョイント部を介して連結し上記管体の上記連結手段により上記回転キャップと前記吐出液供給ロッドもしくは前記中間ロッドとを連結するとともに、上記回転キャップ本体に設けられた上記保持手段により前記中空既製杭を保持して該中空既製杭を自沈回転により埋設して上杭を前記杭穴に設置し、前記管体を上記管体固定手段により固定し、上杭設置完了後に前記連結手段による前記連結を解除して前記吐出液供給ロッドもしくは前記中間ロッドを前記管体から外し、前記吐出液供給ロッドを上杭としての前記中空既製杭の杭径内部に下杭に向かって所定位置までより深く挿入し、前記回転キャップ本体の前記保持手段により上杭としての前記中空既製杭を保持したまま前記吐出液供給ロッドを昇降させながら上記吐出口からセメントミルクを吐出して、前記中空既製杭の前記杭径内部の所定範囲をセメントミルクで充填して前記杭基礎構造を構築することを特徴とする杭基礎構造の構築方法。

【請求項9】

中空既製杭を地盤に設けられた杭穴に埋設する際に用いる回転キャップであって、該回転キャップは、上底部と下底部は開放されており、上端部にはオーガジョイント部材との連結部を有するとともに、下端部には前記中空既製杭を保持するための保持手段が備わった円筒状の回転キャップ本体と、下端部に前記回転キャップ本体の上端部に着脱自在に取り付けることができる連結部を有し、下底部は開放され上底部は中央にロッドをオーガに装着するためのオーガのロッド装着部の外径より大きい開口径の開口部がある、前記回転キャップ本体をオーガに連結するための筒状のオーガジョイント部材とを有することを特徴とする回転キャップ。

【請求項10】

杭周固定液と掘削土砂との混合物が充填された杭穴に中空既製杭が埋設され、埋設された上杭としての前記中空既製杭の杭径内部にはセメントミルクが充填されている杭基礎構造を構築する際に用いる前記セメントミルクの吐出口を備えた既製杭埋設装置であって、上記請求項９に記載の回転キャップと該回転キャップの中央に縦軸方向に設置される吐出液供給ロッドとを有することを特徴とする既製杭埋設装置。

【請求項11】

上記吐出液供給ロッドは、先端部にジョイント部を介して吐出液の吐出口を備えた掘削ヘッドもしくは掘削ヘッドとスパイラルタイプの撹拌翼と吐出液の吐出口を備えた掘削ロッドが取り付けられており、前記吐出液供給ロッドの外面にもスパイラルタイプの撹拌翼が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の既製杭埋設装置。

【請求項12】

上記既製杭埋設装置は、上記回転キャップにおける上記回転キャップ本体を固定するための回転キャップ本体固定手段を有していることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の既製杭埋設装置。

【請求項13】

上記回転キャップ本体固定手段は、位置調整手段を備えた固定板と該固定板の受け台とからなるものであることを特徴とする請求項１２に記載の既製杭埋設装置。

【請求項14】

杭周固定液と掘削土砂との混合物が充填された杭穴に中空既製杭が埋設され、少なくとも上杭の杭径内部の一部もしくは全部にセメントミルクが充填されている杭基礎構造を構築する杭基礎構造の構築方法であって、少なくとも上杭としての前記中空既製杭を埋設する際には上記請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の既製杭埋設装置を用い、該既製杭埋設装置の上記吐出液供給ロッドを上記オーガのロッド装着部に装着するとともに上記回転キャップ本体を上記オーガジョイント部材を介して前記オーガに連結し、前記回転キャップ本体に設けられた上記保持手段により前記中空既製杭を保持して該中空既製杭を自沈回転により埋設して上杭まで前記杭穴に設置し、前記回転キャップ本体を上記回転キャップ本体固定手段により固定し、上杭設置完了後に前記オーガにオーガジョイント部材を取り付けたまま該オーガジョイント部材と前記回転キャップ本体との連結を解除し、前記セメントミルクが前記中空既製杭の杭径内部の所定範囲に充填できるように前記吐出液供給ロッドの長さを調整し、この吐出液供給ロッドを上杭としての前記中空既製杭の杭径内部に下杭に向かって所定位置までより深く挿入し、前記回転キャップ本体の前記保持手段により上杭としての前記中空既製杭を保持したまま前記吐出液供給ロッドを昇降させながら上記吐出口からセメントミルクを吐出して、前記中空既製杭の前記杭径内部の所定範囲をセメントミルクで充填して前記杭基礎構造を構築することを特徴とする杭基礎構造の構築方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、杭周固定液と掘削土砂との混合物が充填された杭穴に杭径内部が中空の既製杭を埋設してなる杭基礎構造を構築するのに用いる回転キャップとそれを有する既製杭埋設装置、該既製杭埋設装置を用いた前記杭基礎構造の構築方法に関する。

【背景技術】

【0002】

杭径内部が中空の既製杭による杭基礎構造を構築する施工方法の一つとしてプレボーリング工法がある。この工法は、アースオーガ等により地盤掘削をして杭穴を設け、この杭穴に根固め液や杭周固定液、もしくは、これらと掘削土砂とを撹拌混合して得られるソイルセメント状物を充填し、これら充填物で満たされた前記杭穴に前記既製杭を埋設するものである。

【0003】

既製杭の埋設は、杭頭部と杭打ち機の駆動部とを回転キャップを介して連結し、この回転キャップにより前記既製杭を回転させながら前記充填物で満たされた前記杭穴に挿入して行われる。

【0004】

回転キャップは、中空かつ底面部が開放された円筒状のもので、円筒の外周側面には杭を吊り込み保持するために杭頭部の外周面に設けられた突起に係合し得る切欠き部を有したものが一般的である。

【0005】

中には、既製杭を正確に埋設できるよう杭頭固定治具を備えたもの、確実に杭頭処理ができるよう杭頭処理機能を有するものなど、目的に応じて様々な工夫を凝らしたものもある。前者の例としては特許文献１がある。

【0006】

特許文献１のものは、「杭頭部の外周に嵌装される円筒状の基礎杭キャップ本体の上端閉塞部から該基礎杭キャップ本体の下端側に向かって前記基礎杭の中空部の内径に対応する外径を有し、且つ前記円筒状の基礎杭キャップ本体の軸方向長さよりも短い棒状の弾性体からなる杭頭固定治具を前記基礎杭キャップ本体と同軸芯となるように垂設した基礎杭キャップ」である。

【0007】

後者の例としては特許文献２がある。特許文献２のものは、「上部に杭打ち機に連結するための中空の軸部を有し、下部に既製杭の杭頭部を把持する杭把持部を有し、前記中空軸部の下端部に連通するように、回転キャップの基体内に、前記既製杭の中空部内に薄め液を吐出できるノズルを取り付けた杭頭処理機能付きの回転キャップ」である。

【0008】

一方、既製杭としてＰＨＣ杭などを用いた場合は、上杭において杭頭やフーチングとの結合を強固なものにするため、該上杭における杭頭の杭径内部にコンクリートを打設することが行われている。

【0009】

図９はこれを示すものであり、（ａ）に示すように、従来の回転キャップ４１を用いて杭周固定液と掘削土砂との混合物による充填物６で満たされた杭穴３に既製杭を埋設後、充填物６が硬化してから（ｂ）に示すように、複式スコップ４３等で上杭４の杭頭の杭径内部２９に充填されている前記充填物６を取り除く。その後、（ｃ）に示すように、充填物６が取り除かれた杭径内部２９にコンクリート４４を打設して杭頭を補強する。また、必要に応じて、コンクリート４４を打設する前に、補強鉄筋やフーチングとの接続鉄筋が配筋された鉄筋籠が設置される（図示省略）。

【0010】

また、上杭の杭頭部を耐震補強すべく様々な手段がとられている。特許文献３はその一例であり、この例では既製杭の杭頭外周部に外管（鋼管）を配して杭頭部を二重管構造にして補強している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２００９−２６３８８１号公報

【特許文献2】特開２００１−３３６１４７号公報

【特許文献3】特開２００１−１０７３５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

前記既製杭による上杭の耐震補強を行おうとすると、上述のような上杭における杭頭の杭径内部にコンクリートを打設する方法では杭頭部が強固になるため耐震補強になり得るものの、上記（ｂ）に示す前記充填物は硬化しているためその除去が困難であり、上記（ｃ）に示すコンクリート打設施工も手間やコストがかかる。

【0013】

特許文献３に示すような外管（鋼管）を用いて杭頭部を補強する方法では、施工が複雑になるとともに外管（鋼管）とその施工分だけ手間やコストがかかってしまう。

【0014】

本発明は、上述のような課題を考慮しつつ、杭径内部が中空の中空既製杭を埋設してなる杭基礎において、少なくとも上杭あるいは上杭の杭頭部に耐震補強を施した杭基礎構造を、従来の杭基礎構造の構築方法を大きく変えたり施工工程を増やしたりすることなく、簡便に構築できる杭基礎構造の構築方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】

【0015】

本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、少なくとも上杭や上杭の杭頭部の耐震補強を施すことが目的であれば、上記上杭等の杭径内部に充填するのはコンクリートでなくてもセメントミルクで良いこと、既製杭の埋設に用いる回転キャップにセメントミルクの吐出機能を付与すれば、従来の杭基礎構造の構築方法を大きく変えることなく上記上杭や上杭の杭頭部等に耐震補強が施せることを見出し、本発明を完成させた。

【0016】

本願の回転キャップに係る発明の一つは、中空既製杭を地盤に設けられた杭穴に埋設する際に用いる回転キャップであって、該回転キャップは、下底部は開放され上底部は中央にロッドが上下に昇降可能な開口部のある上底面を有するとともに、前記中空既製杭を保持するための保持手段が備わった円筒状の回転キャップ本体と、該回転キャップ本体の前記上底面から上方に向かって前記回転キャップ本体と一体的に立設された前記ロッドの外管となる管体とからなり、前記管体には前記ロッドと着脱自在に連結できる連結手段が備わっていることを特徴とする回転キャップである。

【0017】

本発明の回転キャップは、従来と同様、中空既製杭を保持するための保持手段が備わっているとともに、中空既製杭の杭径内部に吐出液を注入するためのロッド（吐出液供給ロッド）と組み合わせて用いることができるような構造になっている。

【0018】

本発明の上記回転キャップは、回転キャップ本体とロッドの外管となる管体とが一体化したものからなる。

【0019】

回転キャップ本体は、従来と同様の中空既製杭を保持するための保持手段を備えた円筒状のものであり、下底部は開放されている。前記保持とは、中空既製杭を把持したり吊り上げたりすることである。前記保持手段としては、例えば、前記中空既製杭の杭頭部の外周面に設けられた突起に係合し得る前記回転キャップ本体の円筒の外周側面に設けられた切欠き部が挙げられる。この切欠き部と前記突起とが係合（もしくは嵌合）することによって杭を把持し吊り込むことができる。

【0020】

回転キャップ本体は、前述のとおり、下底部は開放されているが上底部は上底面を有する。そして、上底面の中央にはロッドが上下に昇降可能な開口部が設けられている。この開口部があることによって、前記中空既製杭の杭径内部に吐出液を注入するためのロッド（吐出液供給ロッド）と組み合わせて用いることができるようになり、中空既製杭の保持機能と該中空既製杭の杭径内部への吐出液の注入機構とを併せ持った既製杭埋設装置が容易に得られる。

【0021】

なお、上記ロッド（吐出液供給ロッド）は、例えば、杭穴へ吐出液（洗浄水、セメントミルク等）を吐出（注入、噴射）できる吐出口を備えた掘削ロッドを先端部に備えたもの、前記吐出口を備えた注入管などである。

【0022】

管体は、上記回転キャップ本体の上記上底面から上方に向かって前記回転キャップ本体と一体的に立設される。回転キャップ本体と管体とがいずれも鋼製である場合、これらの一体化は、例えば、溶接によってなされる。

【0023】

管体は、前記回転キャップ本体の前記開口部にロッドが挿入された場合に、該ロッドの外管となるように設けられる。このような外管を設けることによって回転キャップとロッドとの同時回転、ロッド単独での回転がそれぞれ可能となるため、杭を保持した該杭の杭径内部にセメントミルクを充填できる、前記杭径内部に充填されていた杭周固定液と掘削土砂との混合物の排出が容易となりセメントミルク充填物の品質が良くなる、セメントミルク充填時に杭が掘削孔に落下することや水平方向に移動することを防止する、セメントミルク充填後に埋設した中空既製杭の位置調整ができるといった様々なメリットが生じる。

【0024】

管体の内径は管体の内面とロッド継手の外面が接触しないロッド継手（ジョイント部）の径以上であり、管体の管長は１ｍ〜１５ｍ程度である。管体にはロッドと着脱自在に連結できる連結手段が備わっている。ここでいうロッドは、上述の吐出液供給ロッドもしくはヤットコのロッド（回転駆動装置からの中間ロッド）である。

【0025】

上記連結手段としては、例えば、「ピンを管体の孔に挿しロッドのピン固定部に連結させる」といった手段が挙げられる。連結することにより管体とロッドとが同軸回転するようになれば、連結手段は特に限定されない。

【0026】

この回転キャップは、中空既製杭による杭基礎の構築において、下杭や中杭を埋設する際に用いることもできるが、セメントミルク等の吐出液の吐出液供給ロッドと組み合わせることにより、特に上杭を埋設する際に該上杭の杭径内部にセメントミルクを充填して埋設するのに効果的に用いることができる。

【0027】

本願の発明の他の一つは、杭周固定液と掘削土砂との混合物が充填された杭穴に中空既製杭が埋設され、埋設された上杭としての前記中空既製杭の杭径内部にはセメントミルクが充填されている杭基礎構造を構築する際に用いる前記セメントミルクの吐出口を備えた既製杭埋設装置であって、上記の回転キャップと該回転キャップの上記開口部に挿通可能な吐出液供給ロッドとを有することを特徴とする既製杭埋設装置である。

【0028】

上述の本発明の目的に照らした杭基礎構造として、杭周固定液と掘削土砂との混合物が充填された杭穴に中空既製杭が埋設され、埋設された上杭としての前記中空既製杭の杭径内部にはセメントミルクが充填されている杭基礎構造が考えられる。

【0029】

この杭基礎構造は、建物やフーチング等の上部構造物の基礎として地盤中に構築される中空既製杭による杭基礎の構造である。

【0030】

中空既製杭が埋設される杭穴は、アースオーガ等の掘削機により従来の方法で形成される。杭穴の形状や寸法は特に限定されない。例えば、ストレート形状のもの、拡底部、または節形状を有するものなどである。

【0031】

前記杭穴には、従来と同様、杭周固定液と掘削土砂との混合物が充填され、該混合物が硬化しない前に杭径内部が中空の既製杭が埋設される。杭穴の底部は、該混合物に替えて根固め液もしくは根固め液と掘削土砂との混合物が充填されていてもよい。杭周固定液や根固め液は、従来から用いられているものであればよく、これらの種類は特に限定されない。

【0032】

上記杭穴に埋設される杭径内部が中空の既製杭の種類は特に限定されない。例えば、ＰＣ杭、ＰＨＣ杭、ＰＲＣ杭などのコンクリート製杭、ＲＣ杭等の合成杭、鋼管杭、節杭などである。本発明における杭基礎の杭は、多くの場合、上杭と下杭、上杭と中杭と下杭など、複数の杭が継手などにより接続されてなる。継手を設けず、単杭として使用する場合もある。上記上杭は、この単杭も含む。

【0033】

上記杭基礎構造は、杭周固定液と掘削土砂との混合物が充填された杭穴に杭径内部が中空の既製杭を埋設してなるものであり、完成した杭基礎では、杭穴の周壁と埋設された杭（上杭、中杭、下杭等）の外面との間及び中杭や下杭としての前記中空既製杭の杭径内部には前記混合物が充填されそれが硬化しており、埋設された前記既製杭の上杭の上端から２０ｍ以下における前記中空既製杭の杭径内部はセメントミルクが充填されそれが硬化した構造となっている。このような構造にすることによって、本発明の目的である上杭あるいは上杭の杭頭部の耐震補強が図れる。

【0034】

セメントミルクの充填範囲を埋設された前記既製杭の上杭の上端から２０ｍ以下とするのは、この範囲が地震時に杭を作用する主な曲げモーメントおよびせん断力の範囲だからである。セメントミルクの充填範囲は、埋設された前記既製杭の上杭の上端から２０ｍ以下における前記既製杭の杭径内部であるからして、必ずしも上杭部分に限定されるものではなく、上杭の杭長によっては充填範囲が中杭、あるいは下杭の杭径内部にまで渡ることもあり、このような杭基礎構造のものも本発明の範囲に含まれる。

【0035】

上記セメントミルクは、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント等のポルトランドセメント、高炉セメント等の混合セメント、エコセメントといった各種セメントのいずれかに水を加えて水セメント比５０〜１５０％で混練してなるものである。

【0036】

必要に応じて、ブリーディグ防止剤、減水剤等の化学混和剤、活性シリカ粉、膨張材等のセメント混和材を添加してもよい。また、前記セメントミルクには、充填施工時に掘削土砂や杭周固定液が混入してしまうこともあるため、これらの混入物が入ったものも含めてセメントミルクと称す。

【0037】

前記セメントミルクの硬化物は、一軸圧縮強度が５〜６５Ｎ／ｍｍ^２であるのが好ましい。強度をこの範囲にすることによって、中空既製杭における杭体内のコンクリートと杭径内部に充填したセメントミルクとの付着強度が良好となるため揺れ等の外力に対して杭体とセメントミルクが一体挙動し、十分な耐震性能を確保できる。６５Ｎ／ｍｍ^２を超える強度は過剰品質であって、これを得ようとすると強度面ではよいが施工し難くなったりコスト高となったりすることがある。

【0038】

上記のような範囲の一軸圧縮強度にするには、例えば、所定の充填範囲に充填するのに必要な量以上のセメントミルクを該充填範囲に注入し、杭周固定液と掘削土砂との混合物を極力排除してセメントミルクと置き換えるようにするか、洗浄水により所定の充填範囲に存在する前記混合物を除去する前処理を施した後にセメントミルクを該充填範囲に注入すればよい。

【0039】

本発明の既製杭埋設装置は、上述の本発明の目的に照らし、上述の杭基礎構造を構築するのに効果的に用いることができる。

【0040】

本願の既製杭埋設装置に係る発明の一つは、杭周固定液と掘削土砂との混合物が充填された杭穴に中空既製杭が埋設され、埋設された上杭としての前記中空既製杭の杭径内部にはセメントミルクが充填されている杭基礎構造を構築する際に用いる前記セメントミルクの吐出口を備えた既製杭埋設装置であって、前述の回転キャップと該回転キャップの上記開口部に挿通可能な吐出液供給ロッドとを有することを特徴とする既製杭埋設装置である。

【0041】

この既製杭埋設装置は、上述の本発明の回転キャップと該回転キャップの前記開口部に挿通可能な吐出液供給ロッドとを有するものである。この回転キャップと吐出液供給ロッドは、常に一体的に存在するものではなく、上記杭基礎構造を構築する際に組み合わせて用いられる両者が着脱自在のものである。

【0042】

回転キャップは上述の通りである。吐出液供給ロッドは、アースオーガ等の掘削機で用いられるロッドと同様のものであり、ロッドの先端及び／又はロッドの側面にはセメントミルク、洗浄水等の吐出液が吐出（噴射）できる吐出口（ノズルを含む）が設けられている。吐出口は、吐出液が低圧〜高圧で噴射できる口径と形状を有するものであれば、特に限定されない。アースオーガのロッドに設けられた従来の吐出口と同様のものでもよい。

【0043】

吐出口をノズルとし、該ノズルの先端が吐出液をいろいろな方向に角度を変えてもしくは同時に噴出できる構造になっていれば、上述のセメントミルクの充填が効率よく行えるので好ましい。

【0044】

前記吐出液供給ロッドは内部が中空となっており、前記吐出口まで前記吐出液を供給するための供給管が配されている。この供給管も、アースオーガのロッドに設けられた従来の供給管と同様のものでもよい。

【0045】

なお、埋設する杭の杭径が小さい場合は杭径内部の径（内径）が小さくなるため前記ロッドに替えて先端部もしくは先端部と管の外側面部に上記吐出口を有する単なる注入管が好ましい。本発明では該注入管も含めて吐出液供給ロッドと称す。

【0046】

前記吐出液供給ロッドの長さは、１〜２０ｍが好ましい。この範囲にすれば、杭打機の標準的な長さのリーダーに、キャップ、ロッドおよびヘッドを取り付けやすく、杭径内部へのヘッドおよびロッドの挿入が容易で、また、上下撹拌および吐出液の杭径内部への注入も容易である。前述のとおり、セメントミルクの充填範囲の長さが上杭の杭長より長くなる場合もあるので、その場合は前記吐出液供給ロッドの長さを上杭の杭長より長くして充填してもよい。上述の通り、本発明に係る杭基礎構造では、埋設された前記既製杭の上杭の上端から２０ｍ以下における前記既製杭の杭径内部にセメントミルクを充填するので、前記吐出液供給ロッドの全長（複数のロッドを連結したものも含む）を２０ｍを超えて長くする必要はない。

【0047】

前記吐出液供給ロッド（前記注入管を除く）は、先端部にジョイント部を介して吐出液の吐出口を備えた掘削ヘッドもしくは該掘削ヘッドと撹拌翼と吐出液の吐出口を備えた掘削ロッドが取り付けられたものであるのが好ましい。撹拌翼があれば杭径内部の前記混合物を排除したり、該杭径内部に残存している前記混合物とセメントミルクとの撹拌が容易となり、充填したセメントミルクの品質確保や強度・出来栄え等のばらつきを少なくすることができる。本発明では、前記掘削ヘッドもしくは前記掘削ロッドが取り付けられたものも含めて吐出液供給ロッドと称す。

【0048】

前記撹拌翼は、羽根形状のもの、スクリュー式（スパイラルタイプ）のものなどである。中でも一部あるいは全部がスクリュー式（スパイラルタイプ）のものが好ましい。これであれば中空既製杭の杭径内部に充填された充填物（杭周固定液と掘削土砂との混合物）を地上に排出しやすいので、セメントミルクの注入が容易となる。撹拌翼の寸法は下記の掘削ヘッドの径と同じかそれ以下が望ましく、撹拌翼の設置位置は特に限定されず複数の翼が任意の位置にあればよいが、中でも一つが前記掘削ヘッド直上のジョイント部付近にあるのが望ましい。

【0049】

また、前記吐出液供給ロッド（前記注入管を除く）の先端には吐出液の吐出口を備えた掘削ヘッドが備わっているのが好ましい。掘削ヘッドが回転することにより前記杭径内部に充填されている未硬化の杭周固定液と掘削土砂の混合物が掘り起こされ上方に押し上げられることが容易となるので、該混合物の排除が容易となる。

【0050】

この掘削ヘッドは、アースオーガの先端に取り付けられるものと同様のものである。例えば、先端に掘削爪があり、半巻以上のスパイラル状の板が取り付けられているといったものである。

【0051】

上記掘削ロッドには、上記撹拌翼と上記掘削ヘッドの他に必要に応じて吐出液の吐出口が設けられている。吐出口の設置位置は、従来のアースオーガにおける掘削ヘッドや撹拌ロッドに設けられる位置と同様である。このように、掘削ヘッドや掘削ロッドに吐出口が設けられていれば、吐出液供給ロッドにおける該掘削ロッドより上方のロッドに必ずしも吐出口を設ける必要はない。

【0052】

上述の吐出液供給ロッド以外に、埋設する既製杭の杭径が小さい場合は、上記吐出液供給ロッドを、先端部もしくは先端部と管の外側面部に吐出液の吐出口を備えた注入管にすることもできる。注入管にすれば、吐出口の位置、セメントミルクの噴射圧、噴射角度等を考慮することにより、杭の杭径内部の径が小さくても前記セメントミルクの杭径内部への充填が可能となる。

【0053】

本発明の既製杭埋設装置を用いて上記杭基礎構造を構築する場合、杭穴への杭の落下防止、水平方向の杭芯ずれ防止のため上記管体（外管）を固定しておくのが好ましい。

【0054】

固定方法は特に限定されないが、作業性の観点からして、前記既製杭埋設装置に管体固定手段を備えておくのが好ましい。

【0055】

この管体固定手段は、上記回転キャップや上記吐出液供給ロッドとは別個に存在しており、前記既製杭埋設装置を用いて上記杭基礎構造を構築する際に上記回転キャップや上記吐出液供給ロッドと組み合わせて用いられる。

【0056】

この管体固定手段は、例えば、位置調整手段を備えた固定板と該固定板の受け台とからなるもの、リーダーに取り付けて用いられるワイヤー、リーダーに取り付けた固定用治具といったものである。

【0057】

中でも、位置調整手段を備えた固定板と該固定板の受け台とからなるものは、杭を水平に保持しやすく杭重量を地盤で保持できるため安定性が高いといった利点からして好ましい。受け台は、例えば２本のＨ型鋼からなるものであり、これらを地上に平行となるように設置して用いられる。位置調整手段を備えた固定板は板状でブラケットが任意の位置に取り付けられる仕様のものであり、位置調整手段は、例えば、ジャッキとブラケットにより、杭が水平になるようにして前記固定板の高さ調整を行うものである。位置調整手段があることにより、杭頭位置を計画された位置に固定することが容易になる。

【0058】

本願の杭基礎構造の構築方法に係る発明の一つは、杭周固定液と掘削土砂との混合物が充填された杭穴に中空既製杭が埋設され、少なくとも上杭の杭径内部の一部もしくは全部にセメントミルクが充填されている杭基礎構造を構築する杭基礎構造の構築方法であって、少なくとも上杭としての前記中空既製杭を埋設する際には上記請求項２〜７のいずれか一項に記載の既製杭埋設装置を用い、該既製杭埋設装置の上記吐出液供給ロッドを上記回転キャップ本体の上記開口部に挿通して前記吐出液供給ロッドと回転駆動装置からの中間ロッドとをジョイント部を介して連結し上記管体の上記連結手段により上記回転キャップと前記吐出液供給ロッドもしくは前記中間ロッドとを連結するとともに、上記回転キャップ本体に設けられた上記保持手段により前記中空既製杭を保持して該中空既製杭を自沈回転により埋設して上杭を前記杭穴に設置し、前記管体を上記管体固定手段により固定し、上杭設置完了後に前記連結手段による前記連結を解除して前記吐出液供給ロッドもしくは前記中間ロッドを前記管体から外し、前記吐出液供給ロッドを上杭としての前記中空既製杭の杭径内部に下杭に向かって所定位置までより深く挿入し、前記回転キャップ本体の前記保持手段により上杭としての前記中空既製杭を保持したまま前記吐出液供給ロッドを昇降させながら上記吐出口からセメントミルクを吐出して、前記中空既製杭の前記杭径内部の所定範囲をセメントミルクで充填して前記杭基礎構造を構築することを特徴とする杭基礎構造の構築方法である。

【0059】

この構築方法で構築しようとする杭基礎構造は、杭周固定液と掘削土砂との混合物が充填された杭穴に中空既製杭が埋設され、少なくとも上杭の杭径内部の一部もしくは全部にセメントミルクが充填されている杭基礎構造といった特定の杭基礎構造であり、その詳細は前述のとおりである。

【0060】

本発明の構築方法では、少なくとも上杭としての中空既製杭を埋設する際には、上記いずれかの本発明の既製杭埋設装置を用いる。これら既製杭埋設装置の詳細は、前述のとおりである。

【0061】

本発明の構築方法では、まず、アースオーガ等の掘削機により従来の方法で杭周固定液と掘削土砂との混合物が充填された杭穴を形成する。次に、前記混合物が硬化する前に従来の方法で上杭以外の中空既製杭を前記杭穴に埋設する。

【0062】

下杭や中杭としての中空既製杭を埋設する際には、従来の既製杭埋設装置（回転キャップ）を用いてもよいが、前述の本発明の回転キャップ、もしくは必要に応じて、前述の本発明の既製杭埋設装置を用いてもよい。埋設方法は、従来の方法あるいは後述の上杭としての前記中空既製杭を埋設する際に用いる本発明の埋設方法に準じて行う。

【0063】

上杭としての中空既製杭を埋設する際には、まず、上記本発明の既製杭埋設装置における上記吐出液供給ロッドを上記回転キャップ本体の上記開口部に挿通して前記吐出液供給ロッドと回転駆動装置からの中間ロッド（吐出液供給ロッドの直上に配されるロッド）とをジョイント部を介して連結するとともに上記管体に設けられている上記連結手段により上記回転キャップと前記吐出液供給ロッドもしくは前記中間ロッドとを連結し、本発明の既製杭埋設装置の組み立て及びロッドへの装着を行う。

【0064】

そして、上記本発明の既製杭埋設装置の上記回転キャップ本体に設けられた上記保持手段により前記中空既製杭を保持して該中空既製杭を自沈回転により埋設して上杭を前記杭穴に設置する。前記吐出液供給ロッドは、前記中空既製杭（上杭）の杭径内部に挿入された形となっている。

【0065】

次に、前記管体が杭穴への杭の落下、水平方向の杭芯ずれを防ぐべく、前記管体を前記管体固定手段によりブラケットをジャッキで保持し受台に固定する。

【0066】

上杭設置完了後に前記連結手段による前記連結を解除して前記吐出液供給ロッドもしくは前記中間ロッドを前記管体から外して前記吐出液供給ロッドを上杭〜下杭における中空既製杭の杭径内部を自在に上下できるようにする。

【0067】

その後、前記連結の解除により上下に自在に上げ下げできるようになった前記吐出液供給ロッドを上杭としての前記中空既製杭の杭径内部に下杭に向かって所定位置までより深く挿入し、前記回転キャップ本体の前記保持手段により上杭としての前記中空既製杭を保持したまま（埋設した基礎杭を保持したまま）前記吐出液供給ロッドを昇降させながら上記掘削ヘッド等に設けた上記吐出口からセメントミルクを吐出して、上杭等の前記中空既製杭の前記杭径内部の所定範囲をセメントミルクで充填する。

【0068】

上記のとおり、本発明の構築方法では、セメントミルクの該充填を前記回転キャップ本体の前記保持手段により上杭としての前記中空既製杭を保持したまま（埋設した基礎杭を保持したまま）行うので、杭穴への杭の落下防止、水平方向の杭芯ずれ防止といった効果が生まれる。

【0069】

なお、セメントミルクの前記充填は、上杭の杭径内部の一部もしくは全部だけに限定されるものではなく、上杭から中杭に渡る杭径内部、もしくは上杭から下杭に渡る杭径内部の所定範囲に行ってもよい。本発明の杭基礎構造の構築方法では、セメントミルクの前記充填の際、必要に応じて前記中間ロッドもしくは前記吐出液供給ロッドの長さを長くするか複数本の補助ロッド（補助中間ロッド、補助吐出液供給ロッド、補助掘削ロッド等）を接続するなどしてロッドの全長を長くすることにより、前記吐出液供給ロッドを中杭や下杭の杭径内部にまで届くようにして該充填ができる。

【0070】

また、このセメントミルクの充填は、前記吐出液供給ロッドを上下に一回もしくは複数回上げ下げし、その過程で行なう。該吐出液供給ロッドの先端部に前記掘削ヘッドや掘削ロッドが取り付けられていれば、該吐出液供給ロッドを上下に上げ下げしている間に杭径内部に充填している杭周固定液と掘削土砂との混合物が排除しやすくなる。

【0071】

また、前記吐出液供給ロッドの前記吐出口からのセメントミルクの吐出（中空既製杭の杭径内部への充填）は、前記中空既製杭の杭径内部を前処理した後に行ってもよい。

【0072】

例えば、前記吐出液供給ロッドとして、前記掘削ヘッドと撹拌翼が備わったものを用い、セメントミルクを吐出する前に前記掘削ヘッドと撹拌翼により前記杭径内部に充填されている前記混合物を地上に排出するといった前処理をし、その後、セメントミルクの充填作業を行ってもよい。

【0073】

あるいは、前記掘削ロッドが先端部に取り付けられている前記吐出液供給ロッドを上げ下げしながら高圧の洗浄水を噴出してセメントミルクを充填する所定範囲の杭径内部を洗浄するといった前処理をし、その後、セメントミルクの充填作業を行ってもよい。これらのような前処理を行うパターンも本発明の範囲に含まれる。

【0074】

セメントミルク等の前記吐出液の前記吐出口は、吐出液供給ロッドの先端、側面、先端と側面の両方のいずれかに設けられる。吐出液供給ロッドの先端部に掘削ヘッドが取り付けられている場合は、掘削ヘッドだけに吐出口を設けておくこともできる。また、吐出液供給ロッドの先端部に掘削ヘッドのある掘削ロッドが取り付けられている場合は、掘削ヘッド、掘削ヘッドと掘削ロッドの側面にだけ吐出口を設けておくこともできる。

【0075】

セメントミルク、洗浄水等の前記吐出液の吐出は、必要に応じて低圧〜高圧における適圧で噴射して行う。ここで言う低圧とは２ＭＰａ程度の圧力であり、高圧とは１８ＭＰａ程度の圧力である。通常は、杭穴の形成時にアースオーガのヘッドやロッドからセメントミルクが吐出される際の２ＭＰａ程度の吐出圧（噴射圧）である。圧が低すぎるとセメントミルクの充填効率が悪くなったり前記混合物の混入が多くなって充填されたセメントミルクの品質が悪くなる。

【0076】

セメントミルクの噴射方向は、水平〜やや下向きが好ましい。この方向にすれば、セメントミルクを押し上げ易くなるので杭頭付近のまでの杭径内部にセメントミルクをスムーズに充填できる。

【0077】

本願の回転キャップに係る発明の他の一つは、中空既製杭を地盤に設けられた杭穴に埋設する際に用いる回転キャップであって、該回転キャップは、上底部と下底部は開放されており、上端部にはオーガジョイント部材との連結部を有するとともに、下端部には前記中空既製杭を保持するための保持手段が備わった縦長円筒状の回転キャップ本体と、下端部に前記回転キャップ本体の上端部に着脱自在に取り付けることができる連結部を有し、下底部は開放され上底部は中央にロッドをオーガに装着するためのオーガのロッド装着部の外径より大きい開口径の開口部がある、前記回転キャップ本体をオーガに連結するための筒状のオーガジョイント部材とを有することを特徴とする回転キャップである。

【0078】

この回転キャップは、上記中空既製杭の杭径が大きい場合（例えば、杭の外径が６００ｍｍ以上）、上記回転キャップ本体内に挿通されるロッド（吐出液供給ロッドもしくは掘削ロッド）の先端部に大径の掘削ヘッドを有していたりロッド外面にスパイラルタイプの撹拌翼を有していたりして、ロッドの外径が大きくなる場合に用いられる。

【0079】

この回転キャップは、大別して、上底部と下底部が開放された縦長円筒状の回転キャップ本体と該回転キャップ本体の上端部に着脱自在に取り付けることができる筒状のオーガジョイント部材とからなる。

【0080】

この回転キャップ本体の形状は、例えば、横（筒の外径）：縦（筒の長さ）＝１：１〜１：５０の寸法比の円筒状のものである。このような形状にするのは管体内にロッドを収納するためだからであり、上記寸法比の範囲であれば一般的な杭施工機械のリーダーに取り付けることができるので好ましい。回転キャップ本体の円筒の外径は埋設する中空既製杭の外径に応じて定まり限定されるものではないが、例えば、３５０〜１２５０ｍｍである。

【0081】

この回転キャップ本体の上端部にはオーガジョイント部材を連結（装着）するための連結部を有する。連結部は、例えば、オーガジョイント部材を連結ピンで連結するための回転キャップ本体の外周に設けられた複数のピン孔からなるものである。

【0082】

また、下端部には中空既製杭を保持するための保持手段が備わっている。この保持手段は従来の円筒状回転キャップに設けられているものと同様のものであり、例えば、前記中空既製杭の杭頭部の外周面に設けられた突起に係合し得る前記回転キャップ本体の円筒の外周側面に設けられた切欠き部が挙げられる。この切欠き部と前記突起とが係合（もしくは嵌合）することによって杭を把持し吊り込むことができる。なお、前記保持とは、中空既製杭を把持したり吊り上げたりすることである。

【0083】

上記回転キャップ本体の上方に連結（装着）されるオーガジョイント部材は、上記回転キャップ本体をオーガに直接取り付けるための筒状の連結部材であり、下底部は開放され下端部には前記回転キャップ本体の上端に着脱自在に取り付けることができる連結部を有し、上底部は中央にロッドをオーガに装着するためのオーガのロッド装着部の外径より大きい開口径の開口部がある回転キャップ本体のキャップ（帽子）である。前記連結部は、前記回転キャップ本体の連結部の形態に対応する形態となっている。

【0084】

また、このオーガジョイント部材は上端がオーガに連結され下端は前記回転キャップ本体に連結されるため、その形状はオーガの連結部と前記回転キャップ本体の連結部の寸法・形態に対応したものとなっている。

【0085】

また、本発明のこの回転キャップは、吐出液供給ロッド等のロッドもオーガに装着し該ロッドと組み合わせることにより本発明の既製杭埋設装置となるため、オーガジョイント部材の上底部は中央にロッドをオーガに装着するためのオーガのロッド装着部の外径より大きい開口径の開口部を有する。オーガジョイント部材をこのような形態にすることによって、オーガジョイント部材のオーガへの取付が容易となる。

【0086】

本願の既製杭埋設装置に係る発明の他の一つは、杭周固定液と掘削土砂との混合物が充填された杭穴に中空既製杭が埋設され、埋設された上杭としての前記中空既製杭の杭径内部にはセメントミルクが充填されている杭基礎構造を構築する際に用いる前記セメントミルクの吐出口を備えた既製杭埋設装置であって、本願の回転キャップに係る発明の他の一つとして示した上記の回転キャップと該回転キャップの中央に縦軸方向に設置される吐出液供給ロッドとを有することを特徴とする既製杭埋設装置である。

【0087】

杭基礎構造については前述の通りである。既製杭埋設装置は、本願の回転キャップに係る発明の他の一つとして示した上記の回転キャップと該回転キャップの中央に縦軸方向に設置される吐出液供給ロッドとからなり、これらは施工時に組み合わせて用いられる。

【0088】

回転キャップについては上述の通りである。吐出液供給ロッドも前述の通りであるが、注入管タイプのものは用いない点で前述の既製杭埋設装置における吐出液供給ロッドとは異なる。また、吐出液供給ロッドはその最上部がオーガのロッド装着部に装着され、前記回転キャップ本体の中軸部に挿通される。

【0089】

この既製杭埋設装置の吐出液供給ロッドでは、先端部にジョイント部を介して吐出液の吐出口を備えた掘削ヘッドもしくは掘削ヘッドとスパイラルタイプの撹拌翼と吐出液の吐出口を備えた掘削ロッドが取り付けられているのが好ましい。このように、吐出液供給ロッドが掘削ヘッドやスパイラルタイプの撹拌翼のある掘削ロッドを備えていても、回転キャップ本体の円筒内空間が広いので挿通された吐出液供給ロッドの昇降が容易にできる。

【0090】

また、この既製杭埋設装置の前記吐出液供給ロッドでは、前記吐出液供給ロッドの外面にもスパイラルタイプの撹拌翼が設けられているのが好ましく、先端部に吐出液の吐出口を備えた掘削ヘッドが取り付けられていれば、この吐出液供給ロッドはスパイラルタイプの撹拌翼と吐出液の吐出口を備えた掘削ロッドと同様のものとなる。したがって、吐出液供給ロッドの外面にもスパイラルタイプの撹拌翼を設けることにより、吐出液供給ロッドを掘削ロッドの機能の一部を併せ持ったものに変えることができる。

【0091】

また、この既製杭埋設装置は、上記回転キャップにおける上記回転キャップ本体を固定するための回転キャップ本体固定手段を有しているのが好ましい。

【0092】

本発明のこの既製杭埋設装置を用いて上記杭基礎構造を構築する場合にも、杭穴への杭の落下防止、水平方向の杭芯ずれ防止のため上記回転キャップ本体を固定しておくのが好ましい。固定方法は特に限定されないが、作業性の観点からして、前記既製杭埋設装置に回転キャップ本体固定手段を備えておくのが好ましい。

【0093】

この回転キャップ本体固定手段は、前述の管体固定手段に対応するものであり、この固定手段も上記回転キャップや上記吐出液供給ロッドとは別個に存在しており、前記既製杭埋設装置を用いて上記杭基礎構造を構築する際に上記回転キャップや上記吐出液供給ロッドと組み合わせて用いられる。

【0094】

この回転キャップ本体固定手段も前述の管体固定手段と同様のものであり、例えば、位置調整手段を備えた固定板と該固定板の受け台とからなるもの、リーダーに取り付けて用いられるワイヤー、固定用治具といったものである。

【0095】

回転キャップ本体固定手段においても、前述の管体固定手段と同様、位置調整手段を備えた固定板と該固定板の受け台とからなるものが作業性の点からして好ましい。

【0096】

受け台は、例えば２本のＨ型鋼からなるものであり、これらを地上に杭を挟んで平行に設置して用いられる。位置調整手段を備えた固定板には孔が開いており、位置調整手段は、例えば、固定板に取り付けたブラケットをジャッキで保持することにより、前記固定板の高さ調整を行うものである。位置調整手段があることにより、杭頭位置を計画した位置へ固定することが容易となる。

【0097】

本願の杭基礎構造の構築方法に係る発明の他の一つは、杭周固定液と掘削土砂との混合物が充填された杭穴に中空既製杭が埋設され、少なくとも上杭の杭径内部の一部もしくは全部にセメントミルクが充填されている杭基礎構造を構築する杭基礎構造の構築方法であって、少なくとも上杭としての前記中空既製杭を埋設する際には、本願の既製杭埋設装置に係る発明の他の一つとして記載した前述の既製杭埋設装置を用い、該既製杭埋設装置の上記吐出液供給ロッドを上記オーガのロッド装着部に装着するとともに上記回転キャップ本体を上記オーガジョイント部材を介して前記オーガに連結し、前記回転キャップ本体に設けられた上記保持手段により前記中空既製杭を保持して該中空既製杭を自沈回転により埋設して上杭まで前記杭穴に設置し、前記回転キャップ本体を上記回転キャップ本体固定手段により固定し、上杭設置完了後に前記オーガにオーガジョイント部材を取り付けたまま該オーガジョイント部材と前記回転キャップ本体との連結を解除し、前記セメントミルクが前記中空既製杭の杭径内部の所定範囲に充填できるように前記吐出液供給ロッドの長さを調整し、この吐出液供給ロッドを上杭としての前記中空既製杭の杭径内部に下杭に向かって所定位置までより深く挿入し、前記回転キャップ本体の前記保持手段により上杭としての前記中空既製杭を保持したまま前記吐出液供給ロッドを昇降させながら上記吐出口からセメントミルクを吐出して、前記中空既製杭の前記杭径内部の所定範囲をセメントミルクで充填して前記杭基礎構造を構築することを特徴とする杭基礎構造の構築方法である。

【0098】

この構築方法は既製杭埋設装置の回転キャップとして円筒状の回転キャップ本体とオーガジョイント部材とからなるものを用い、前述の円筒状の回転キャップ本体と管体とからなる回転キャップによる既製杭埋設装置を用いた構築方法と異なるが、施工の基本的工程には大きな差はない。

【0099】

この構築方法において、杭基礎構造、既製杭埋設装置については前述の通りである。本発明の構築方法では、まず、アースオーガ等の掘削機により従来の方法で杭周固定液と掘削土砂との混合物が充填された杭穴を形成する。次に、前記混合物が硬化する前に従来の方法で上杭以外の中空既製杭を前記杭穴に埋設する。

【0100】

下杭や中杭としての中空既製杭を埋設する際には、従来の既製杭埋設装置（回転キャップ）を用いてもよいが、前述の本発明の回転キャップ、もしくは必要に応じて、前述の本発明の既製杭埋設装置を用いてもよい。埋設方法は、従来の方法あるいは後述の上杭としての前記中空既製杭を埋設する際に用いる本発明の埋設方法に準じて行う。

【0101】

上杭としての中空既製杭を埋設する際には、まず、前記既製杭埋設装置の上記吐出液供給ロッドを上記オーガのロッド装着部に装着するとともに上記回転キャップ本体を上記オーガジョイント部材を介して前記オーガに連結し、前記回転キャップ本体に設けられた上記保持手段により前記中空既製杭を保持することにより、前記中空既製杭の杭頭部にオーガに連結した状態で前記既製杭埋設装置を設置する。

【0102】

次に、オーガの駆動装置により前記中空既製杭を自沈回転させて所定の位置まで埋設し、下杭から上杭まで連結して杭穴に設置された基礎杭を得るとともに、前記回転キャップ本体を上記回転キャップ本体固定手段により固定し、回転キャップ本体により杭穴への杭の落下、水平方向の杭芯ずれを防ぐようにする。

【0103】

上杭設置完了後に前記オーガにオーガジョイント部材を取り付けたまま該オーガジョイント部材と前記回転キャップ本体との連結を解除し、吐出液供給ロッド等のロッドが回転キャップから独立して動作できるようにする。オーガにオーガジョイント部材を取り付けたままにするのは、ロッドの昇降・回転を容易にするとともにロッドや既製杭埋設装置の回収を容易にするためである。

【0104】

そして、セメントミルクが前記中空既製杭の杭径内部の所定範囲に充填できるように１本もしくは複数本の吐出液供給ロッドを連結するなどして前記吐出液供給ロッドの長さを調整する。

【0105】

その後、長さ調整した吐出液供給ロッドを上杭としての前記中空既製杭の杭径内部に下杭に向かって所定位置までより深く挿入し、前記回転キャップ本体の前記保持手段により上杭としての前記中空既製杭を保持（すなわち、上杭〜下杭までの基礎杭全体を保持）したまま前記吐出液供給ロッドを昇降させながら上記吐出口からセメントミルクを吐出して、前記中空既製杭の前記杭径内部の所定範囲をセメントミルクで充填して前記杭基礎構造を構築する。

【0106】

吐出液供給ロッドと回転キャップ本体とは分離しているので、埋設した杭の保持と吐出液供給ロッドの杭径内部での昇降をそれぞれ独立して行うことができる。前記保持手段により埋設した杭を保持したままにするのは杭穴への杭の落下防止、水平方向の杭芯ずれ防止のためである。

【0107】

杭径内部の所定範囲のセメントミルクによる充填が完了したら、長さを調整するために継ぎ足した吐出液供給ロッドを取り外し、再び、回転キャップ本体とオーガジョイント部材とを連結して、回転キャップ本体と吐出液供給ロッド（すなわち、既製杭埋設装置）を地上に引き上げる。

【0108】

上述のような杭基礎構造の構築方法によれば、大径の中空既製杭を用いて前記杭基礎構造を構築したり、スクリュータイプの撹拌翼等の幅広の撹拌翼を用いて前記杭基礎構造を構築したりすることが容易となる。

【0109】

なお、この杭基礎構造の構築方法でも、セメントミルクの充填範囲、セメントミルクの充填方法、杭径内部の前処理、吐出口の設置形態、セメントミルク等の吐出液の吐出方法については、前に示した杭基礎構造の構築方法のところで述べたことと同様である。

【発明の効果】

【0110】

本発明の回転キャップを用いれば、中空既製杭を埋設してなる杭頭部が補強された耐震性の杭基礎構造を構築する際に、埋設した前記中空既製杭を前記回転キャップで保持したまま前記中空既製杭の杭径内部に容易にセメントミルクを充填できる。前記中空既製杭は前記回転キャップで保持されているので、前記中空既製杭を損傷することなく前記セメントミルクの充填ができ、また、充填後の杭の位置調整も容易となる。

【0111】

また、本発明の既製杭埋設装置は、上記回転キャップと吐出液供給ロッドを含むものであり、前記回転キャップと吐出液供給ロッドとは着脱自在に連結されるものであるからして、前記回転キャップと吐出液供給ロッドとの一体的挙動、分離挙動が可能となり、前記中空既製杭の杭径内部に充填されている杭周固定液と掘削土砂との混合物を効率よく排除しつつ、前記杭径内部に良質のセメントミルクを充填することが可能となる。

【0112】

更に、本発明の杭基礎構造の構築方法によれば、従来の杭基礎構造の構築方法を大きく変えたり施工工程を増やしたりすることなく簡便に前記杭基礎構造を構築できるので、施工が複雑になったり施工コストを大幅に上げることなく中空既製杭を用いた杭基礎の耐震化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【0113】

【図1】本発明の構築方法で構築しようとする杭基礎構造の一例を示す図である。

【図2】本発明の回転キャップの一例を示す図である。

【図3】本発明の既製杭埋設装置の一例を示す図である。

【図4】回転キャップ本体及び管体とからなる回転キャップと吐出液供給ロッドとからなる本発明の既製杭埋設装置の形態例を示す図である。（ａ）は先端に吐出口のある掘削ヘッドと撹拌羽根を備えた掘削ロッドを取り付けた吐出液供給ロッドを用いた例、（ｂ）は先端に吐出口のある掘削ヘッドとスパイラルタイプの撹拌翼を備えた掘削ロッドを取り付けた吐出液供給ロッドを用いた例、（ｃ）は先端に吐出口のある注入管を取り付けた吐出液供給ロッドを用いた例である。

【図5】本発明の上記既製杭埋設装置を用いた本発明の杭基礎構造の構築方法の一例を示す図である。（ａ）は根固め液や杭周固定液と掘削土砂との混合物が充填された杭穴に下杭と中杭を埋設後、図４（ａ）に示す本発明の既製杭埋設装置を用いて上杭を埋設する図、（ｂ）は上杭まで埋設後（下杭と中杭と上杭からなる基礎杭を埋設後）、既製杭埋設装置の管体を管体固定手段の受け台にセットして管体を固定するとともに、回転固定用ピンを外して管体と吐出液供給ロッドとの連結を解除する図、（ｃ）は回転キャップの回転キャップ本体により埋設した上杭（下杭と中杭と上杭からなる基礎杭）を保持し前記管体を管体固定手段により固定したまま、吐出液供給ロッドの先端を中空既製杭（上杭等）の杭径内部の所定位置まで挿入し前記吐出液供給ロッドの吐出口からセメントミルクを噴射して前記杭径内部にセメントミルクを充填し始めた図、（ｄ）は吐出液供給ロッドを適宜昇降させて前記杭径内部の所定範囲にセメントミルクを充填している図、（ｅ）は前記杭径内部の所定範囲へのセメントミルクの充填が完了した後、再び回転固定用ピンにより管体（回転キャップ）と吐出液供給ロッドとを連結して本発明の前記既製杭埋設装置を地上に引き上げ回収する図である。

【図6】本発明の回転キャップの他の一例を示す図である。

【図7】本発明の既製杭埋設装置の他の一例を示す図であり、前記図６に示す回転キャップ本体とオーガジョイント部材からなる回転キャップを用いたものである。（ａ）はこの既製杭埋設装置の基本的構成を示す図、（ｂ）は実施に好適な既製杭埋設装置の構成を示す図である。

【図8】本発明の上記既製杭埋設装置を用いた本発明の杭基礎構造の構築方法の他の一例を示す図である。（ａ）は根固め液や杭周固定液と掘削土砂との混合物が充填された杭穴に下杭と中杭を埋設後、図７（ｂ）に示すタイプの本発明の既製杭埋設装置を用いて上杭を埋設する図、（ｂ）は上杭まで埋設後（下杭と中杭と上杭からなる基礎杭を埋設後）、既製杭埋設装置の回転キャップ本体を回転キャップ本体固定手段の受け台にセットして回転キャップ本体を固定するとともに、オーガジョイント部材をオーガに取り付けたまま回転キャップ本体とオーガジョイント部材との連結を解除し、吐出液供給ロッドを継ぎ足す図、（ｃ）は回転キャップの回転キャップ本体により埋設した上杭（下杭と中杭と上杭からなる基礎杭）を保持し前記回転キャップ本体を回転キャップ本体固定手段により固定したまま、下端に掘削ヘッドのある吐出液供給ロッド（掘削ロッド）の先端を中空既製杭（上杭等）の杭径内部の所定位置まで挿入し前記吐出液供給ロッドの吐出口からセメントミルクを噴射して前記杭径内部にセメントミルクを充填し始めた図、（ｄ）は吐出液供給ロッドを適宜昇降させて前記杭径内部の所定範囲にセメントミルクを充填している図、（ｅ）は前記杭径内部の所定範囲へのセメントミルクの充填が完了した後、継ぎ足した吐出液供給ロッドを撤去し、再び連結ピンにより回転キャップ本体とオーガジョイント部材とを連結して本発明の前記既製杭埋設装置を地上に引き上げ回収する図である。

【図9】従来の杭頭補強方法の一例を示す図である。（ａ）は従来の回転キャップを用いて杭周固定液と掘削土砂との混合物による充填物で満たされた杭穴に既製杭を埋設した図、（ｂ）は複式スコップを用いて上杭の杭頭の杭径内部に充填されている充填物を取り除く図、（ｃ）は充填物が取り除かれた杭径内部にコンクリートを打設することにより杭頭補強をした杭基礎を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0114】

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

【0115】

図１は、本発明の構築方法で構築しようとする杭基礎構造１の一例を示す図である。この例では、地盤２中に杭穴３が設けられ、該杭穴３に上杭４と下杭５とからなる中空既製杭（ＳＣ杭、ＰＲＣ杭、ＰＨＣ杭等）による杭が埋設されている。

【0116】

この例では杭下部の杭穴底部にはセメントミルクからなる根固め液７が充填されている。杭穴底部に根固め液を充填することは杭穴底部を強固にするために好ましいが、必ずしも充填しなくてもよい。杭穴底部より上方の杭穴周壁と杭外面との間及び下杭５の杭径内部と上杭４の杭径内部の一部は、杭周固定液と掘削土砂との混合物６からなるソイルセメント状物が充填されている。

【0117】

杭周固定液はセメントミルクであり、杭周固定液と掘削土砂との混合割合は、杭周固定液：掘削土砂＝１：９〜９：１である。杭周固定液と掘削土砂との混合物６の硬化一軸圧縮強度は０．１〜３．０Ｎ／ｍｍ^２程度となるように、杭周固定液の種類や配合を調整するのが好ましい。セメントミルクは、セメントスラリー、セメントにスラグ等のセメント混和材やベントナイト等の粘度調整剤や流動調整剤、強度増進剤等の化学混和剤を添加したセメント組成物によるスラリーである。

【0118】

上杭４の杭頭部における杭径内部には、セメントミルク８が充填されている。この例では、上杭４の杭頭部だけであるが、上杭４における杭径内部の全体もしくは上杭４から下杭５に渡った杭径内部に充填してもよい。セメントミルク８の硬化による硬化物は、一軸圧縮強度が５〜６５Ｎ／ｍｍ^２であるのが好ましい。この範囲にすることによって、作業性を大きく害することなく、また、著しいコスト高となることなく耐震補強効果を得ることができる。

【0119】

セメントミルク８の充填範囲は、少なくとも埋設された前記中空既製杭の上杭４の上端から２０ｍ以下における前記中空既製杭の杭径内部であるのが好ましい。２０ｍ以下が好ましいとするのは、この範囲が地震時に杭に作用する主な曲げモーメントおよびせん断力の範囲だからである。杭基礎の杭長が２０ｍを超える場合、施工の手間や施工コストに問題が生じなければ、セメントミルク８の充填範囲を２０ｍを超える範囲にしてもよい。

【0120】

建物やフーチングの下方に構築される杭基礎を上述のような本発明の杭基礎構造１にすれば、大地震により座屈等の損壊が起こり易い杭上部が強固になるので耐震性のある杭基礎が得られる。

【0121】

図２は、本発明の回転キャップ９の一例を示す図である。この回転キャップ９は、下底部が開放された円筒状の回転キャップ本体１０と回転キャップ本体１０の上底面から上方に向かって溶接により回転キャップ本体１０と一体的に立設されたロッドの外管となる管体１１とからなる。

【0122】

回転キャップ本体１０の上底部は中央にロッドが上下に昇降可能な開口部のある上底面を有する（図示省略）。また、回転キャップ本体１０の下方には切欠き１２がある。この切欠き１２は中空既製杭を保持するための保持手段を構成するものである。この切欠き１２と杭頭部に設けられた突起が係合して杭が吊り込まれ保持される。

【0123】

管体１１の上部と下部には、回転キャップ９が回転キャップ９内に挿通されるロッドに着脱自在に連結できるよう連結手段としての回転固定用ピン１３が備わっている。この回転固定用ピン１３により、回転キャップ９と前記ロッドとの一体挙動、分離挙動が可能となる。

【0124】

また、この例では、管体１１の外側面に、図に示すような形態で管体固定手段を構成する位置調整手段を備えた固定板としての位置調整固定板１４が設けられている。この位置調整固定板１４には図に示すように縦方向に高さ調整のための複数の孔が設けられており、受け台と組み合わせて杭頭位置が、計画した位置に固定するように孔にブラケットをとりつけ、そのブラケットをジャッキで調整するようにして用いられる。

【0125】

図３は、本発明の既製杭埋設装置１５の一例を示す図である。この既製杭埋設装置１５は、回転キャップ９と吐出液供給ロッド１６とからなり、使用時には図に示すようにセットされる。回転キャップ９は図２に示すものと同じであり、詳細は図２のところで述べたとおりである。

【0126】

吐出液供給ロッド１６は内部に吐出液の輸送管となる内管が設置された二重管構造となっており、セメントミルク等の吐出液が吐出口まで送液できるようになっている。吐出液供給ロッド１６の外側面には、必要に応じて吐出口や管体の内面に接触しない大きさの撹拌翼を設けることができる。

【0127】

また、吐出液供給ロッド１６の上端には回転駆動装置からの中間ロッドもしくは他の吐出液供給ロッドに連結するためのジョイント部１７が設けられており、下端には他の吐出液供給ロッドもしくは掘削ロッドもしくは掘削ヘッドを取り付けるためのジョイント部１８が設けられている。例えば、下端のジョイント部１８に吐出口のある掘削ヘッドを取り付ければ、掘削ヘッド付の吐出液供給ロッド１６となる。

【0128】

吐出液供給ロッド１６は、図に示すように回転キャップ９内に挿通され、回転固定用ピン１３により回転キャップ９と連結され、既製杭埋設装置１５を構成する。

【0129】

図４は、回転キャップ本体１０及び管体１１とからなる回転キャップ９と吐出液供給ロッド１６とからなる本発明の既製杭埋設装置１５の形態例を示す図である。（ａ）は先端に吐出口１９のある掘削ヘッド２０と撹拌羽根２１を備えた掘削ロッド２２を取り付けた吐出液供給ロッド１６を用いた例、（ｂ）は先端に吐出口１９のある掘削ヘッド２０とスパイラルタイプの撹拌翼２３を備えた掘削ロッド２２を取り付けた吐出液供給ロッド１６を用いた例、（ｃ）は先端に吐出口１９のある注入管２４を取り付けた吐出液供給ロッド１６を用いた例である。

【0130】

（ａ）の既製杭埋設装置１５は、図３に示す既製杭埋設装置１５の吐出液供給ロッド１６として、下方に吐出口１９のある掘削ヘッド２０と撹拌羽根２１を備えた掘削ロッド２２を取り付けたものである。掘削ロッド２２は、内部に吐出液の輸送管となる内管が設置されているので、先端に吐出口１９のある掘削ヘッド２０を有し外側面に撹拌羽根２１を備えた吐出液供給ロッド１６と言い換えることもできる。この既製杭埋設装置１５は、充填長さが短い場合に好適に使用される。

【0131】

（ｂ）の既製杭埋設装置１５は、図３に示す既製杭埋設装置１５の吐出液供給ロッド１６として、下方に吐出口１９のある掘削ヘッド２０とスパイラルタイプの撹拌翼２３を備えた掘削ロッド２２を取り付けたものである。掘削ロッド２２は、内部に吐出液の輸送管となる内管が設置されているので、先端に吐出口１９のある掘削ヘッド２０を有し外側面に撹拌羽根２１及びスパイラルタイプの撹拌翼２３を備えた吐出液供給ロッド１６と言い換えることもできる。

【0132】

このように、本発明で用いる吐出液供給ロッドは、単に吐出液の送液機能のみを有するロッドであれば吐出液供給ロッドであるが、前記機能に加えて掘削機能もしくは掘削機能と撹拌機能を備えたものであれば掘削ロッドとなり、撹拌機能だけであれば撹拌ロッドとなる。本願では、吐出液の送液機能を備えたロッドを吐出液供給ロッドと称するが、この吐出液供給ロッドの先端に掘削ヘッドを連結して一体化したもの、前記掘削ロッドや撹拌ロッドを連結して一体化したものも吐出液供給ロッドと称することもある。

【0133】

上記（ｂ）の既製杭埋設装置１５は、充填長さが長く、杭径が６００mm以上の場合に好適に使用される。（ｃ）の既製杭埋設装置１５は、図３に示す既製杭埋設装置１５の吐出液供給ロッド１６として、下方に注入管２４を取り付けたものである。この例では、注入管２４の先端に開閉蓋のある吐出口１９が設けられている。吐出口１９は先端に限定されるものではなく、必要に応じて注入管２４の外側面に設けてもよい。吐出口１９に開閉蓋２５があることによってセメントミルクを充填するまでは閉塞しているがセメントミルクを送ると蓋があくため異物の混入を防ぐことができ、良質のセメントミルクが充填できる。この既製杭埋設装置１５は、杭径が５００ｍｍ以下の場合に好適に使用される。

【0134】

図５は、本発明の上記既製杭埋設装置１５を用いた本発明の杭基礎構造１の構築方法の一例を示す図である。（ａ）は根固め液７や杭周固定液と掘削土砂との混合物６が充填された杭穴３に下杭５と中杭２６を埋設後、図４（ａ）に示す本発明の既製杭埋設装置１５を用いて上杭４を埋設する図、（ｂ）は上杭４まで埋設後（下杭５と中杭２６と上杭４からなる基礎杭を埋設後）、既製杭埋設装置１５の管体１１を管体固定手段２７の受け台２８にセットして管体１１を固定するとともに、回転固定用ピン１３を外して管体１１と吐出液供給ロッド１６との連結を解除する図、（ｃ）は回転キャップ９の回転キャップ本体１０により埋設した上杭４（下杭５と中杭２６と上杭４からなる基礎杭）を保持し前記管体１１を管体固定手段２７により固定したまま、吐出液供給ロッド１６の先端を中空既製杭（上杭４等）の杭径内部２９の所定位置まで挿入し前記吐出液供給ロッド１６の吐出口からセメントミルク８を噴射して前記杭径内部２９にセメントミルク８を充填し始めた図、（ｄ）は吐出液供給ロッド１６を適宜昇降させて前記杭径内部２９の所定範囲にセメントミルク８を充填している図、（ｅ）は前記杭径内部２９の所定範囲へのセメントミルク８の充填が完了した後、再び回転固定用ピン１３により管体１１（回転キャップ９）と吐出液供給ロッド１６とを連結して本発明の前記既製杭埋設装置１５を地上に引き上げ回収する図である。

【0135】

本発明の杭基礎構造の構築方法では、（ａ）に示すように、根固め液７や杭周固定液と掘削土砂との混合物６が充填された杭穴３に下杭５と中杭２６を埋設後、本発明の既製杭埋設装置１５を用いて上杭４を埋設する。

【0136】

下杭５と中杭２６を埋設する際は、必ずしも本発明の既製杭埋設装置１５を用いる必要はなく、従来の回転キャップもしくは前述の本発明の回転キャップ９を用いてもよい。
既製杭埋設装置１５は、前述の通り、回転キャップ本体１０と管体１１とからなる回転キャップと吐出液供給ロッド１６とからなり、上杭４を杭穴３に埋設する際は、図に示すようにセットして上杭４の杭頭部を把持し吊り上げる（保持する）。

【0137】

この例では、吐出液供給ロッド１６は先端に掘削ヘッド２０を有する掘削ロッド２２を接続してなるものであるが、必ずしもこれに限定されるものではない。

【0138】

管体１１と吐出液供給ロッド１６とが回転固定用ピン１３で連結されることにより、回転キャップと吐出液供給ロッド１６とが連結して一体化し、吐出液供給ロッド１６の上方の回転駆動装置からの中間ロッド３０と前記吐出液供給ロッド１６を介して回転キャップが正回転することにより回転キャップ本体１０に把持された上杭４は自沈回転して埋設される。

【0139】

上杭４まで埋設したら（下杭５と中杭２６と上杭４からなる基礎杭を埋設後）、（ｂ）に示すように、既製杭埋設装置１５の管体１１を管体固定手段２７の受け台２８にセットして管体１１（回転キャップ）を固定するとともに、回転固定用ピン１３を外して管体１１と吐出液供給ロッド１６との連結を解除する。連結を解除することにより、回転キャップとロッドとは独立して機能する。

【0140】

このように、本発明では、回転キャップとロッドとの一体挙動と分離挙動を使い分けて杭基礎構造を構築するところに特徴の一つがある。なお、この段階では上杭４は固定された回転キャップ９で保持されたままである。

【0141】

管体固定手段としてはリーダーに取り付けて用いられるワイヤー、固定用治具などがあるが、この例の管体固定手段２７はＨ受け台２８とジャッキ３１とブラケット３２と管体１１の外側面に設けられた位置調整固定板１４とからなり、管体１１は位置調整固定板１４に取り付けたブラケット３２をジャッキ３１で保持し、位置を調整するようにして地上固定される。

【0142】

管体１１は回転キャップの一部を構成するものであるので、管体１１が固定されることにより回転キャップが固定されたことになる。管体１１を固定するのは、固定した方が杭穴への杭の落下を防ぐことができ、水平方向の杭芯ずれも防止できるからである。

【0143】

上記連結の解除により、吐出液供給ロッド１６は上杭４等の杭径内部２９を自在に昇降できるようになったので、（ｃ）に示すように、回転キャップの回転キャップ本体１０により埋設した上杭４（下杭５と中杭２６と上杭４からなる基礎杭）を保持し前記管体１１を管体固定手段２７により固定したまま、吐出液供給ロッド１６の先端を中空既製杭（上杭４等）の杭径内部２９の所定位置まで挿入し前記吐出液供給ロッド１６の吐出口からセメントミルク８を噴射して前記杭径内部２９にセメントミルク８を充填し始める。

【0144】

なお、必要に応じて、前述の通り、セメントミルク８の充填範囲の杭径内部２９にある杭周固定液と掘削土砂との混合物６を除去したり該杭径内部２９の中を高圧洗浄水で洗浄するなどの前処理を行っておいてもよい。

【0145】

セメントミルク８の杭径内部２９への充填は、（ｄ）に示すように、吐出液供給ロッド１６を適宜昇降させて前記杭径内部２９の所定範囲にセメントミルク８を充填する。この例では上杭４の杭径内部２９の全部に充填しているが、上杭４の杭径内部２９の一部もしくは上杭４から中杭２６に渡る杭径内部２９もしくは上杭４から下杭５に渡る杭径内部２９など、セメントミルク８の充填範囲は特に限定されない。施工コストや耐震補強等の観点から適宜設計される。

【0146】

（ｅ）に示すように、少なくとも上杭４の杭径内部２９の所定範囲にセメントミルク８を充填した後、再び回転固定用ピン１３により管体１１（回転キャップ９）と吐出液供給ロッド１６とを連結して本発明の前記既製杭埋設装置１５を地上に引き上げ回収する。
根固め液７、杭周固定液と掘削土砂との混合物６、杭径内部２９のセメントミルク８等が硬化すれば、本発明に係る杭基礎構造１が完成する。なお、この例では、杭穴３はストレート状になっており埋設する杭もストレート杭であるが、これらに限定されるものではなく、杭穴３は拡底部等の拡大部があるものであったり、杭は中空既製杭であれば拡径杭や節杭等の異形杭であってもよい。

【0147】

上述のように、本発明の杭基礎構造の構築方法によれば、従来の杭基礎構造の構築方法を大きく変えたり施工工程を増やしたりすることなく簡便に前記杭基礎構造１を構築できるので、施工が複雑になったり施工コストを大幅に上げることなく中空既製杭を用いた杭基礎の耐震化が図れる。

【0148】

図６は、本発明の回転キャップ９の他の一例を示す図である。この回転キャップ９は、縦長円筒状の回転キャップ本体３５と筒状のオーガジョイント部材３６とからなる。これら縦長円筒状の回転キャップ本体３５と筒状のオーガジョイント部材３６とは、図に示すように、連結ピン３７により着脱自在に連結される。着脱自在にしてあるのは、ロッドのオーガへの装着・脱着と該ロッドの回転キャップ本体３５内への挿入等を容易にするためである。

【0149】

両者の連結はこのような連結手段に限定されるものではなく、例えば、フックやネジといった連結手段により行ってもよい。

【0150】

連結ピン３７としては、例えば、連結ボルト、穴あきピンなどが挙げられる。この回転キャップ９は、杭径が６００ｍｍ以上で充填範囲が長い場合に好適に用いられる。

【0151】

回転キャップ本体３５は、図に示すように、上底部と下底部が開放された縦長円筒状のものであり、下方部には、前述の回転キャップ本体１０と同様、杭の上部を把持するための杭の保持手段を構成する切欠き１２が設けられている。

【0152】

また、回転キャップ本体３５の上端には、図のように連結ピン３７によりオーガジョイント部材３６と連結するための連結孔（連結部）が設けられている。また、回転キャップ本体３５の外側面には、前述の回転キャップ本体１０と同様、回転キャップ本体固定手段を構成する位置調整固定板１４が設けられている。

【0153】

オーガジョイント部材３６は、この例では縦断面が略台形状の円筒からなる前記回転キャップ本体３５のキャップ（蓋体）である。縦断面が略台形状となっているのは、このオーガジョイント部材３６がオーガと前記回転キャップ本体３５とを連結する連結部材であるため、上端部はオーガの連結部の寸法に合わせ下端部は前記回転キャップ本体３５の連結部の寸法に合わせたものになっているからである。したがって、オーガジョイント部材３６は、必ずしも図のような形状のものに限定されるものではなく、オーガの連結部と回転キャップ本体３５の連結部の形状・寸法によって決まる。

【0154】

オーガジョイント部材３６は、下端部に連結ピン３７により前記回転キャップ本体３５の上端部に着脱自在に取り付けることができる連結孔（連結部）を有し、下底部は開放され上底部は中央にロッドをオーガに装着するためのオーガのロッド装着部の外径より大きい開口径の開口部を有する（図示省略）。したがって、この例のオーガジョイント部材３６のイメージは、上底の中央に開口部を有する鍋の蓋のようなものである。

【0155】

図７は、本発明の既製杭埋設装置１５の他の一例を示す図であり、前記図６に示す回転キャップ本体３５とオーガジョイント部材３６からなる回転キャップを用いたものである。（ａ）はこの既製杭埋設装置１５の基本的構成を示す図、（ｂ）は実施に好適な既製杭埋設装置１５の構成を示す図である。

【0156】

この既製杭埋設装置１５は、基本的には、回転キャップ本体３５とオーガジョイント部材３６とからなる回転キャップと吐出液供給ロッド１６とからなり、（ａ）に示すようにセットされて用いられる。

【0157】

上記回転キャップについては、図６のところで述べた通りである。吐出液供給ロッド１６は図３の吐出液供給ロッド１６と同様のものであるが、必要に応じて、図３に示す吐出液供給ロッド１６より太径のものを使用することができる。

【0158】

吐出液供給ロッド１６は内部に吐出液の輸送管となる内管が設置された二重管構造となっており、セメントミルク等の吐出液が吐出口まで送液できるようになっている。吐出液供給ロッド１６の外側面には、必要に応じてスパイラルタイプの撹拌翼や棒といった横に張り出した撹拌翼を設けることができる。

【0159】

また、吐出液供給ロッド１６の上端には回転駆動装置からの中間ロッドもしくは他の吐出液供給ロッドに連結するためのジョイント部１７が設けられており、下端には他の吐出液供給ロッドもしくは掘削ロッドもしくは掘削ヘッドを取り付けるためのジョイント部１８が設けられている。例えば、下端のジョイント部１８に吐出口のある掘削ヘッドを取り付ければ、掘削ヘッド付の吐出液供給ロッド１６となる。

【0160】

この例では回転キャップ本体３５の外側面に回転キャップ本体固定手段を構成する位置調整固定板１４が設けられているが、回転キャップ本体固定手段によっては不必要なので、該位置調整固定板１４は必須要件ではない。

【0161】

この既製杭埋設装置１５では、下端に吐出口のある掘削ヘッドもしくは吐出口のある掘削ロッドが取り付けられた吐出液供給ロッド１６を用いて実施するのが好ましい。中でも、（ｂ）に示すように、下端に掘削ヘッド２０を備えた掘削ロッド２２が取り付けられ、掘削ロッド２２と吐出液供給ロッド１６の全外側面にスパイラルタイプの撹拌翼２３が設けられた吐出液供給ロッド１６を用いたものは、杭径内部の土砂が容易に取り除ける仕様なので好ましい。

【0162】

なお、上記掘削ロッド２２は先端に掘削ヘッド２０が取り付けられ全外側面にスパイラルタイプの撹拌翼２３が設けられた吐出液供給ロッド１６と見なすこともできるので、吐出液供給ロッド１６を先端に掘削ヘッド２０が取り付けられ全外側面にスパイラルタイプの撹拌翼２３が設けられたものとしてもよい。

【0163】

このように、吐出液供給ロッドを単に吐出液の送液機能のみならず掘削機能もしくは掘削機能と撹拌機能を備えたものとすることもできる。

【0164】

図８は、本発明の上記既製杭埋設装置１５を用いた本発明の杭基礎構造１の構築方法の他の一例を示す図である。（ａ）は根固め液７や杭周固定液と掘削土砂との混合物６が充填された杭穴３に下杭５と中杭２６を埋設後、図７（ｂ）に示すタイプの本発明の既製杭埋設装置１５を用いて上杭４を埋設する図、（ｂ）は上杭４まで埋設後（下杭５と中杭２６と上杭４からなる基礎杭を埋設後）、既製杭埋設装置１５の回転キャップ本体３５を回転キャップ本体固定手段３８の受け台２８にセットして回転キャップ本体３５を固定するとともに、オーガジョイント部材３６をオーガ３９に取り付けたまま回転キャップ本体３５とオーガジョイント部材３６との連結を解除し、吐出液供給ロッド１６を継ぎ足す図、（ｃ）は回転キャップの回転キャップ本体３５により埋設した上杭４（下杭５と中杭２６と上杭４からなる基礎杭）を保持し前記回転キャップ本体３５を回転キャップ本体固定手段３８により固定したまま、下端に掘削ヘッド２０のある吐出液供給ロッド１６（掘削ロッド２２）の先端を中空既製杭（上杭４等）の杭径内部２９の所定位置まで挿入し前記吐出液供給ロッド１６の吐出口からセメントミルク８を噴射して前記杭径内部２９にセメントミルク８を充填し始めた図、（ｄ）は吐出液供給ロッド１６を適宜昇降させて前記杭径内部２９の所定範囲にセメントミルク８を充填している図、（ｅ）は前記杭径内部２９の所定範囲へのセメントミルク８の充填が完了した後、継ぎ足した吐出液供給ロッド１６を撤去し、再び連結ピン３７により回転キャップ本体３５とオーガジョイント部材３６とを連結して本発明の前記既製杭埋設装置１５を地上に引き上げ回収する図である。

【0165】

本発明の杭基礎構造の構築方法では、（ａ）に示すように、根固め液７や杭周固定液と掘削土砂との混合物６が充填された杭穴３に下杭５と中杭２６を埋設後、本発明の既製杭埋設装置１５を用いて上杭４を埋設する。

【0166】

下杭５と中杭２６を埋設する際は、必ずしも本発明の既製杭埋設装置１５を用いる必要はなく、従来の回転キャップもしくは図６に示す前述の本発明の回転キャップ９を用いてもよい。

【0167】

既製杭埋設装置１５は、前述の通り、回転キャップ本体３５とオーガジョイント部材３６とからなる回転キャップと吐出液供給ロッド１６とからなり、上杭４を杭穴３に埋設する際は、図に示すようにセットして上杭４の杭頭部を把持し吊り上げる（保持する）。

【0168】

この例では、吐出液供給ロッド１６は先端に掘削ヘッド２０を有し外側面にはスパイラルタイプの撹拌翼２３が設けられているものなので、先端に掘削ヘッド２０のある掘削ロッド２２と見なすこともできる。

【0169】

連結ピン３７により連結された回転キャップ本体３５とオーガジョイント部材３６とからなる回転キャップはオーガ３９に直接装着される。また、前記吐出液供給ロッド１６はオーガ３９のロッド装着部４０に装着される。このようにして、本発明の既製杭埋設装置１５はオーガ３９に直接取り付けられ、オーガ３９が回転駆動して前記回転キャップが正回転することにより回転キャップ本体３５に把持された上杭４は自沈回転して杭穴３に埋設される。

【0170】

上杭４まで埋設したら（下杭５と中杭２６と上杭４からなる基礎杭を埋設後）、（ｂ）に示すように、既製杭埋設装置１５の回転キャップ本体３５を回転キャップ本体固定手段３８の受け台２８にセットして回転キャップ本体３５を固定するとともに、オーガジョイント部材３６をオーガ３９に取り付けたまま、連結ピン３７を外して回転キャップ本体３５とオーガジョイント部材３６との連結を解除する。連結を解除することにより、回転キャップとロッドとは独立して機能するようになるとともに、図に示すように、継ぎ足しの吐出液供給ロッド１６の接続が可能となる。

【0171】

このように、この本発明の方法でも、回転キャップとロッドとの一体挙動と分離挙動を使い分けて杭基礎構造を構築するところに特徴の一つがある。なお、この段階では上杭４は固定された回転キャップ本体３５で保持されたままである。

【0172】

回転キャップ本体固定手段としてはリーダーに取り付けたワイヤーや固定用治具などがあるが、この例の回転キャップ本体固定手段３８は、前述の管体固定手段２７と同様、Ｈ受け台２８とジャッキ３１とブラケット３２と回転キャップ本体３５の外側面に設けられた位置調整固定板１４とからなり、回転キャップ本体３５はブラケット３２をジャッキ３１で保持し、位置調整して地上固定される。回転キャップ本体３５を固定するのは、固定した方が杭穴への杭の落下防止、水平方向の杭芯ずれ防止などができるからである。

【0173】

上記連結の解除により、吐出液供給ロッド１６は上杭４等の杭径内部２９を自在に昇降できるようになったので、（ｃ）に示すように、回転キャップ本体３５により埋設した上杭４（下杭５と中杭２６と上杭４からなる基礎杭）を保持するとともに回転キャップ本体固定手段３８により回転キャップ本体３５を固定したまま、吐出液供給ロッド１６の先端（掘削ヘッド２０）を中空既製杭（上杭４等）の杭径内部２９の所定位置まで挿入し前記吐出液供給ロッド１６の吐出口（この例では、掘削ヘッド２０の吐出口）からセメントミルク８を噴射して前記杭径内部２９にセメントミルク８を充填し始める。

【0174】

なお、必要に応じて、前述の通り、セメントミルク８の充填範囲の杭径内部２９にある杭周固定液と掘削土砂との混合物６を除去したり該杭径内部２９の中を高圧洗浄水で洗浄するなどの前処理を行っておいてもよい。この例では掘削ロッドから吐出液供給ロッドに渡って（全吐出液供給ロッドに）、スパイラルタイプの撹拌翼２３が設けられているので、前記前処理が容易となる。

【0175】

セメントミルク８の杭径内部２９への充填は、（ｄ）に示すように、吐出液供給ロッド１６を適宜昇降させて前記杭径内部２９の所定範囲にセメントミルク８を充填する。この例では上杭４の杭径内部２９の全部に充填しているが、上杭４の杭径内部２９の一部もしくは上杭４から中杭２６に渡る杭径内部２９もしくは上杭４から下杭５に渡る杭径内部２９など、セメントミルク８の充填範囲は特に限定されない。施工コストや耐震補強等の観点から適宜設計される。

【0176】

（ｅ）に示すように、少なくとも上杭４の杭径内部２９の所定範囲にセメントミルク８を充填した後、継ぎ足した吐出液供給ロッド１６を撤去し、再び連結ピン３７によりオーガ３９に取り付けられているオーガジョイント部材３６と回転キャップ本体３５とを連結するとともに当初の吐出液供給ロッド１６（掘削ロッド２２）をオーガ３９のロッド装着部４０して本発明の前記既製杭埋設装置１５を地上に引き上げ回収する。

【0177】

根固め液７、杭周固定液と掘削土砂との混合物６、杭径内部２９のセメントミルク８等が硬化すれば、本発明に係る杭基礎構造１が完成する。なお、この例では、杭穴３はストレート状になっており埋設する杭もストレート杭であるが、これらに限定されるものではなく、杭穴３は拡底部等の拡大部があるものであったり、杭は中空既製杭であれば拡径杭や節杭等の異形杭であってもよい。

【0178】

上述のように、本発明のもう一つの杭基礎構造の構築方法によれば、大径の杭であっても、従来の杭基礎構造の構築方法を大きく変えたり施工工程を増やしたりすることなく簡便に前記杭基礎構造１を構築できるので、施工が複雑になったり施工コストを大幅に上げることなく中空既製杭を用いた杭基礎の耐震化が図れる。

【符号の説明】

【0179】

１…杭基礎構造、２…地盤、３…杭穴、４…上杭、５…下杭、６…杭周固定液と掘削土砂との混合物、７…根固め液、８…セメントミルク、９…回転キャップ、１０…回転キャップ本体、１１…管体、１２…切欠き、１３…回転固定用ピン、１４…位置調整固定板、１５…既製杭埋設装置、１６…吐出液供給ロッド、１７…ジョイント部、１８…ジョイント部、１９…吐出口、２０…掘削ヘッド、２１…撹拌羽根、２２…掘削ロッド、２３…スパイラルタイプの撹拌翼、２４…注入管、２５…開閉蓋、２６…中杭、２７…管体固定手段、２８…受け台、２９…杭径内部、３０…中間ロッド、３１…ジャッキ、３２…ブラケット、３３…リーダ、３４…重機、３５…回転キャップ本体、３６…オーガジョイント部材、３７…連結ピン、３８…回転キャップ本体固定手段、３９…オーガ、４０…ロッド装着部、４１…従来の回転キャップ、４２…ロッド、４３…複式スコップ、４４…コンクリート、４５…バケット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】