特許 6667276 砕石杭の施工方法、砕石杭の施工用治具および砕石杭の施工システム

(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】6667276

(24)【登録日】2020年2月27日

(45)【発行日】2020年3月18日

(54)【発明の名称】砕石杭の施工方法、砕石杭の施工用治具および砕石杭の施工システム

(51)【国際特許分類】

   E02D 3/08 20060101AFI20200309BHJP

【ＦＩ】

   E02D3/08

【請求項の数】9

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-237701(P2015-237701)

(22)【出願日】2015年12月4日

(65)【公開番号】特開2017-101512(P2017-101512A)

(43)【公開日】2017年6月8日

【審査請求日】2018年10月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000006839

【氏名又は名称】日鉄建材株式会社

(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】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(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】澤石 正道

(72)【発明者】

【氏名】和田 昌敏

(72)【発明者】

【氏名】丸山 栄

【審査官】 彦田 克文

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０４７３０９５４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１５００７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１１０１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０９５１９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０１６７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１５８０４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ ３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端に拡径部が設けられたケーシングパイプを、前記拡径部内に蓋部材を離脱自在に収容した状態で地中に貫入する第一工程と、
前記ケーシングパイプを地中から引き戻すと共に、前記蓋部材を前記拡径部から離脱させる第二工程と、
前記ケーシングパイプ内に地上から砕石を投入する第三工程と、
前記ケーシングパイプの貫入と引き戻しを繰り返して砕石を地中内で押し固める第四工程と、
を備え、
前記蓋部材は、外形が前記ケーシングパイプの内径よりも大きく前記拡径部の内径よりも小さく形成されている
ことを特徴とする砕石杭の施工方法。

【請求項2】

前記第四工程では、前記蓋部材は、砕石杭の基礎として用いられることを特徴とする請求項１に記載の砕石杭の施工方法。

【請求項3】

前記第四工程では、前記拡径部よりも大径の翼体によって、地中に設置された砕石を押し固めることを特徴とする請求項１または２に記載の砕石杭の施工方法。

【請求項4】

前記第四工程では、前記蓋部材に設けられた通液路を通して、地中内の液分が前記蓋部材を透過することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の砕石杭の施工方法。

【請求項5】

前記第四工程では、砕石の押し固めの程度を、前記ケーシングパイプの貫入に要するトルクに基づいて検出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の砕石杭の施工方法。

【請求項6】

地中に貫入されると共に内部に砕石が投入されるケーシングパイプと、
前記ケーシングパイプの先端に設けられた拡径部と、
前記拡径部内に離脱自在に収容された蓋部材と、
を備え、
前記蓋部材は、外形が前記ケーシングパイプの内径よりも大きく前記拡径部の内径よりも小さく形成されている
ことを特徴とする砕石杭の施工用治具。

【請求項7】

前記ケーシングパイプおよび前記拡径部のうちの少なくとも一方に、前記拡径部よりも大径の翼体が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の砕石杭の施工用治具。

【請求項8】

前記蓋部材に、通液路が設けられていることを特徴とする請求項６または７に記載の砕石杭の施工用治具。

【請求項9】

請求項６から８のいずれか１項に記載の砕石杭の施工用治具と、
前記ケーシングパイプを地中に回転させながら貫入させる貫入装置と、
を備え、
前記貫入装置は、前記ケーシングパイプを介して地中に投入した砕石を前記施工用治具によって押し固めると共に、砕石の押し固めの程度を、前記ケーシングパイプの貫入に要するトルクに基づいて検出することを特徴とする砕石杭の施工システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、砕石杭の施工方法、砕石杭の施工用治具および砕石杭の施工システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、緩い砂地盤の液状化対策として、砕石杭（グラベルパイル）が知られている。
砕石杭の施工方法は、まず、杭打ち機本体にセットしたケーシングパイプを地盤に貫入し、砂礫層まで到達させる。次に、ケーシングパイプを数ｍ程度引き戻してケーシングパイプに砕石を投入し、ケーシングパイプの貫入により形成された貫入穴に、ケーシングパイプの先端（下端）から砕石を排出する。そして、再度ケーシングパイプを打込んで、貫入穴に排出した砕石を押し固める。このような作業を繰り返すことにより、砂地盤に砕石杭を造成する。

【0003】

下記特許文献１には、ケーシングパイプの先端に蓋を設けた砕石杭の施工用治具が記載されている。この施工用治具では、蓋を閉じた状態でケーシングパイプを所定深度まで貫入して、ケーシングパイプへの土砂流入を防止する。そして、その後、ロッド等の内部装置を用いて蓋を開放して、ケーシングパイプに砕石を投入して貫入穴に排出させる。

【0004】

下記特許文献２には、ケーシングパイプの先端に設けた蓋の一部分のみに開口部を設けた施工用治具が記載されている。この施工用治具では、蓋の開閉動作を伴わずに、ケーシングパイプを所定深度まで貫入する。そして、その後、ケーシングパイプに砕石を投入して貫入穴に排出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第２７０７３００号公報

【特許文献2】特許第４４４５０３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ケーシングパイプに砕石を投入して貫入穴に排出させる際には、ケーシングパイプの先端が完全な開放状態になることが好ましい。
しかしながら、特許文献１の技術では、蓋が地中で開くため、蓋の開放が不完全になることがある。また、特許文献２の技術では、蓋の一部分のみに開口部を設けたに過ぎないので、ケーシングパイプの先端は完全な開放状態にはならない。
このため、従来の技術では、投入した砕石がケーシングパイプの内部で閉塞して、貫入穴に排出できなくなるおそれがある。

【0007】

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ケーシングパイプの内部への土砂流入を防止すると共に、ケーシングパイプの先端を容易かつ確実に開放状態にすることができる砕石杭の施工方法、砕石杭の施工用治具および砕石杭の施工システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る砕石杭の施工方法は、先端に拡径部が設けられたケーシングパイプを、前記拡径部内に蓋部材を離脱自在に収容した状態で地中に貫入する第一工程と、前記ケーシングパイプを地中から引き戻すと共に、前記蓋部材を前記拡径部から離脱させる第二工程と、前記ケーシングパイプ内に地上から砕石を投入する第三工程と、前記ケーシングパイプの貫入と引き戻しを繰り返して砕石を地中内で押し固める第四工程と、を備え、前記蓋部材は、外形が前記ケーシングパイプの内径よりも大きく前記拡径部の内径よりも小さく形成されていることを特徴とする。

【0009】

この発明によれば、第一工程において、蓋部材が拡径部内に収容されているので、ケーシングパイプの先端開口が閉塞される。このため、ケーシングパイプの内部への土砂流入を防止できる。また、第二工程において、蓋部材を拡径部から離脱させるので、ケーシングパイプが開放されて、貫入穴への砕石の投入を確実に実施できる。さらに、第四工程において、ケーシングパイプの貫入と引き戻しを繰り返すことで、例えば拡径部によって砕石を押し固めることができる。

【0010】

また、前記第四工程では、前記蓋部材は、砕石杭の基礎として用いられることを特徴とする。
この発明によれば、蓋部材をそのまま、砕石杭の一部（基礎）として利用することにより、砕石杭を造成しやすくできる。例えば、蓋部材として、砕石を袋に詰め込んだものを用いることができる。

【0011】

また、前記第四工程では、前記拡径部よりも大径の翼体によって、地中に設置された砕石を押し固めることを特徴とする。
この発明によれば、地中に設置された砕石を確実に押し固めることができる。

【0012】

また、前記第四工程では、前記蓋部材に設けられた通液路を通して、地中内の液分が前記蓋部材を透過することを特徴とする。
この発明によれば、蓋部材に地下水の水圧が作用した場合であっても、拡径部から蓋部材を脱落させることができる。すなわち、拡径部が地下水位以下に貫入すると、蓋部材に水圧が作用する。このため、蓋部材が拡径部から脱落できなくなるおそれがある。しかし、地下水が蓋部材を透過するので、蓋部材に地下水の水圧が作用することなく、拡径部から蓋部材が脱落する。

【0013】

また、砕石の押し固めの程度を、前記ケーシングパイプの貫入に要するトルクに基づいて検出することを特徴とする。
この発明によれば、砕石の押し固めを均一にすることができ、砕石杭の品質、機能の安定化を図ることができる。

【0014】

本発明に係る砕石杭の施工用治具は、地中に貫入されると共に内部に砕石が投入されるケーシングパイプと、前記ケーシングパイプの先端に設けられた拡径部と、前記拡径部内に離脱自在に収容された蓋部材と、を備え、前記蓋部材は、外形が前記ケーシングパイプの内径よりも大きく前記拡径部の内径よりも小さく形成されていることを特徴とする。

【0015】

この発明によれば、蓋部材が拡径部内に収容されているので、ケーシングパイプの先端開口が閉塞される。このため、ケーシングパイプの内部への土砂流入を防止できる。また、蓋部材を拡径部から離脱させるので、ケーシングパイプが開放されて、貫入穴への砕石の投入を確実に実施できる。さらに、ケーシングパイプの貫入と引き戻しを繰り返すことで、例えば拡径部によって砕石を押し固めることができる。

【0016】

また、前記ケーシングパイプおよび前記拡径部のうちの少なくとも一方に、前記拡径部よりも大径の翼体が設けられていることを特徴とする。
この発明によれば、地中に設置された砕石を確実に押し固めることができる。

【0017】

また、前記蓋部材に、通液路が設けられていることを特徴とする。
この発明によれば、蓋部材に地下水の水圧が作用した場合であっても、拡径部から蓋部材を脱落させることができる。すなわち、拡径部が地下水位以下に貫入すると、蓋部材に水圧が作用する。このため、蓋部材が拡径部から脱落できなくなるおそれがある。しかし、地下水が通液路を介して蓋部材を透過するので、蓋部材に地下水の水圧が作用することなく、拡径部から蓋部材が脱落する。

【0018】

本発明に係る砕石杭の施工システムは、本発明に係る砕石杭の施工用治具と、前記ケーシングパイプを地中に回転させながら貫入させる貫入装置と、を備え、前記貫入装置は、前記ケーシングパイプを介して地中に投入した砕石を前記施工用治具によって押し固めると共に、砕石の押し固めの程度を、前記ケーシングパイプの貫入に要するトルクに基づいて検出することを特徴とする。

【0019】

この発明によれば、砕石の押し固めを均一にすることができ、砕石杭の品質、機能の安定化を図ることができる。

【発明の効果】

【0020】

本願の請求項１に係る砕石杭の施工方法、および、請求項６に係る砕石杭の施工用治具によれば、ケーシングパイプの内部への土砂流入を防止すると共に、ケーシングパイプの先端を開放状態にして貫入穴への砕石の投入を確実に実施できる。さらに、例えば拡径部によって砕石を押し固めることができる。

【0021】

本願の請求項８に係る砕石杭の施工システムによれば、砕石の押し固めを均一にして、砕石杭の品質、機能の安定化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第一実施形態に係る砕石杭の施工用治具の側面図である。

【図2】図１に示す砕石杭の施工用治具の拡大断面図である。

【図3】図１に示す砕石杭の施工用治具を用いた砕石杭の施工システムおよび砕石杭の施工方法を示す図である。

【図4】図３に続く砕石杭の施工方法を示す図である。

【図5】図４に続く砕石杭の施工方法を示す図である。

【図6】図５に続く砕石杭の施工方法を示す図である。

【図7】図６に続く砕石杭の施工方法を示す図である。

【図8】図７に続く砕石杭の施工方法を示す図である。

【図9】図８に続く砕石杭の施工方法を示す図である。

【図10】図９に続く砕石杭の施工方法を示す図である。

【図11】図１０に続く砕石杭の施工方法を示す図である。

【図12】図１１に続く砕石杭の施工方法を示す図である。

【図13】図１２に続く砕石杭の施工方法を示す図である。

【図14】本発明の第二実施形態に係る砕石杭の施工用治具の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

〔第一実施形態〕
以下、図面を参照し、本発明の第一実施形態に係る砕石杭Ｐの施工方法、砕石杭Ｐの施工用治具１および砕石杭Ｐの施工システムＳを説明する。なお、以下に示す各寸法などの数値や材質は一例であり、これらの数値や材質は適宜変更することができる。
図１は、本発明の第一実施形態に係る砕石杭Ｐの施工用治具１の側面図である。
図２は、砕石杭Ｐの施工用治具１の拡大断面図である。

【0024】

砕石杭Ｐの施工用治具１は、約２０００ｍｍの長さを有するケーシングパイプ２と、ケーシングパイプ２の下端（先端）に連結された拡径部５と、を備える。
ケーシングパイプ２は外径約２６７ｍｍの鋼管、拡径部５は外径約３５６ｍｍの鋼管からなり、互いの中心軸が一致するように突き合わせ溶接される。
ケーシングパイプ２と拡径部５には、例えばＳＴＫ４９０が用いられる。

【0025】

ケーシングパイプ２と拡径部５の接続部分には、段差部７が設けられる。段差部７は、ケーシングパイプ２の軸方向に対して垂直に配置された円環形の部材である。
すなわち、段差部７の内周部にケーシングパイプ２の下端が溶接され、段差部７の外周部に拡径部５の上端が溶接される。したがって、ケーシングパイプ２と拡径部５は、完全に連通する。

【0026】

ケーシングパイプ２の上端側には、後述する母管１５が接続される継手駒３が設けられる。また、ケーシングパイプ２の下端側には、掘削翼４が設けられる。
掘削翼（翼体）４は、ケーシングパイプ２の外周面から外周方向（ケーシングパイプ２の径方向）に突出し、ケーシングパイプ２の外周面を螺旋状にほぼ一周するように配置された円環形の板状部材である。掘削翼４は、外径が約７００ｍｍ、ピッチが１３４ｍｍに形成される。掘削翼４は、例えばケーシングパイプ２の２．５倍径に設定すること等ができる。
掘削翼４は、施工用治具１が正回転（右回転）して地中に貫入（埋入）される際に、施工用治具１を地中に向けて推し進める部材として機能する。また、掘削翼４は、施工用治具１が逆回転（左回転）して地中から引き戻される際に、施工用治具１を地上に向けて推し進める部材としても機能する。
さらに、掘削翼４は、施工用治具１で形成した貫入穴Ｈに投入された砕石Ｇを押し固める部材として機能する。

【0027】

拡径部５は、約３５０ｍｍの長さを有し、下端（先端）が軸方向に対して傾斜するように形成される。具体的には、拡径部５の下端（先端）は、軸方向に垂直な面（水平面）から約２５°程度の傾斜を有する。拡径部５の下端を斜めに形成することにより、拡径部５を地下に貫入させやすくなる。

【0028】

また、拡径部５の下端側には、先端掘削翼６が設けられる。先端掘削翼６は、拡径部５の最先端から外周方向に突出する扇状の板片である。先端掘削翼６は、外周方向に約７０ｍｍ程度の長さを有する。先端掘削翼６は、拡径部５において、周方向に沿った一部分に局所的に設けられている。
先端掘削翼６は、施工用治具１を地中に貫入する際に、拡径部５が貫入を阻害しない（貫入抵抗にならない）ようにするために設けられる。つまり、先端掘削翼６は、掘削翼４と同様に、施工用治具１が正回転（右回転）して地中に貫入される際に、施工用治具１（拡径部５）を地中に向けて推し進めるネジ部として機能する。また、先端掘削翼６は、掘削翼４と同様に、施工用治具１が逆回転（左回転）して地中から引き抜かれる際に、施工用治具１（拡径部５）を地上に向けて推し進めるネジ部としても機能する。
さらに、先端掘削翼６は、施工用治具１で形成した貫入穴Ｈに投入された砕石Ｇを押し固める部材として機能する。

【0029】

ケーシングパイプ２の上端には、母管１５が継手１６を介して連結される。
母管１５は、ケーシングパイプ２とほぼ同一形状の部材である。すなわち、母管１５は、約２０００ｍｍの長さを有する、外径約２６７ｍｍの鋼管である。母管１５の上端側には、ケーシングパイプ２と同様に、継手駒３が設けられる。
母管１５とケーシングパイプ２は、互いの中心軸が一致するように突き合わせ配置される。

【0030】

継手１６は、ケーシングパイプ２と母管１５を連結する円環形の部材である。具体的には、継手１６は、外径約３１２ｍｍの鋼管であり、継手１６の内周面に、ケーシングパイプ２と母管１５がそれぞれ嵌合する。そして、継手１６は、ケーシングパイプ２や母管１５に設けられた継手駒３に係合して、ケーシングパイプ２と母管１５を連結する。これにより、母管１５に加えられた回転トルクがケーシングパイプ２に伝達する。

【0031】

母管１５の上端には、さらに母管１５が継手１６を介して連結される。つまり、継手１６は、母管１５同士も連結する。

【0032】

施工用治具１は、拡径部５に収容配置される蓋部材１０をさらに備える。
蓋部材１０は、拡径部５に収容配置されて、ケーシングパイプ２の先端開口を閉塞する部材である。すなわち、蓋部材１０は、段差部７に押し付けられる。
つまり、蓋部材１０は、外径（外形）がケーシングパイプ２の内径よりも大きく、拡径部５の内径よりも小さく形成される。
蓋部材１０は、例えば円筒形や球形等に形成される。砕石Ｇを袋に詰めて固めたものや鋼等で形成したものであってもよい。蓋部材１０は、拡径部５に収容配置されて、ケーシングパイプ２を閉塞するものであれば、形状や材料は任意に設定できる。
蓋部材１０は、地下水よりも比重が大きく、後述するように、自重により拡径部５から円滑に落下（離脱）可能とされている。

【0033】

蓋部材１０は、ケーシングパイプ２や拡径部５に接続されることなく、拡径部５から離脱自在に配置される。
蓋部材１０は、ケーシングパイプ２を地中に貫入する際には、拡径部５に収容配置された状態を維持する。つまり、蓋部材１０は、ケーシングパイプ２を地中に貫入する際に、貫入抵抗を受けて段差部７に押し付けられる。これにより、蓋部材１０は、ケーシングパイプ２の先端開口を閉塞する。つまり、ケーシングパイプ２と拡径部５が実質的に不連通になる。この際、蓋部材１０は、貫入抵抗により損壊したり変形したりして、ケーシングパイプ２の内部に押し込まれることはない。蓋部材１０は、ケーシングパイプ２を地中に貫入する際に、ケーシングパイプ２内に土砂が流入すること規制する。

【0034】

一方、蓋部材１０は、ケーシングパイプ２を地中から引き戻す際には、蓋部材１０は貫入抵抗等を受けないので、自重により拡径部５から離脱（落下）してケーシングパイプ２の先端開口を開放する。つまり、ケーシングパイプ２と拡径部５が連通する。そして、蓋部材１０は、拡径部５から離脱すると、貫入穴Ｈの底部に取り残される。

【0035】

蓋部材１０は、地下水（液分）が透過可能な通液路１１を有する。上述したように、蓋部材１０が砕石Ｇを袋に詰めて固めたものである場合には、砕石Ｇ同士の間の隙間を地下水が通過できる。
蓋部材１０を拡径部５に収容した状態で地中に貫入して地下水位以下に達すると、蓋部材１０に地下水の水圧が作用する。このため、蓋部材１０が段差部７に押し付けられて、拡径部５から脱落できなくなるおそれがある。
そこで、蓋部材１０に通液路１１を設けて、地下水が蓋部材１０を透過するようにした。これにより、蓋部材１０に作用する地下水の水圧を緩和され、拡径部５から蓋部材１０が容易に脱落できる。
なお、通液路１１の数や形状、開口面積等は任意に設定することができる。

【0036】

次に、上述した施工用治具１を用いた砕石杭Ｐの施工システムＳおよび砕石杭Ｐの施工方法について説明する。
図３は、施工用治具１を用いた砕石杭Ｐの施工システムＳおよび砕石杭Ｐの施工方法を示す図である。
図４〜図１３は、図３に続く砕石杭Ｐの施工方法を工程順に示す図である。

【0037】

なお本実施形態では、砕石杭Ｐの一例として、地下約３〜５ｍの間に、押し固めた砕石Ｇが配置された砕石杭Ｐを施工する方法について説明する。砕石杭Ｐは、地表から離れた液状対策範囲（この場合、地下約３〜５ｍ）において杭径が大きく、液状対策範囲から地表までの範囲において杭径が小さい。

【0038】

砕石杭Ｐの施工システムＳは、上述した施工用治具１と、この施工用治具１を地中に貫入させる小型地盤改良機（貫入装置）Ｍと、からなる。

【0039】

（第一工程）
まず、砕石杭Ｐの施工方法では、図３に示すように、小型地盤改良機Ｍに施工用治具１を設置する。この際、例えば、地面Ｅの表面を掘削した後、掘削部に蓋部材１０を配置し、その後、ケーシングパイプ２を蓋部材１０上に建て込み、拡径部５の内部に蓋部材１０を収容した状態で、ケーシングパイプ２を小型地盤改良機Ｍに保持させる。

【0040】

次に、図４に示すように、小型地盤改良機Ｍで施工用治具１を正回転（右回転）させて、施工用治具１を地中に貫入する。
この際、蓋部材１０は、貫入抵抗を受けて段差部７に押し付けられる。このため、蓋部材１０は、拡径部５から脱落することなく、地中に貫入する。
また、施工用治具１の先端に、ケーシングパイプ２よりも大径の拡径部５を設けているが、掘削翼４を備えているので、施工用治具１は、円滑に地中に向けて推し進められる。
そして、ケーシングパイプ２の上端側のみが地上に露出するまで施工用治具１を地中に貫入する。さらに、ケーシングパイプ２の上端に、母管１５を継手１６を介して連結する。

【0041】

次に、図５に示すように、小型地盤改良機Ｍで施工用治具１を正回転させて、施工用治具１を更に地中に貫入する。母管１５の上端側のみが地上に露出するまで、施工用治具１を地中に貫入する。
そして、母管１５の上端に、２つ目の母管１５を、継手１６を介して連結する。

【0042】

次に、図６に示すように、小型地盤改良機Ｍで施工用治具１を正回転させて、施工用治具１を更に地中に貫入する。２つ目の母管１５の上端側のみが地上に露出するまで、施工用治具１を地中に貫入する。
これにより、施工用治具１の先端（拡径部５）は、地下約５．８ｍに配置される。

【0043】

（第二工程）
次に、図７に示すように、小型地盤改良機Ｍで施工用治具１を逆回転（左回転）させる。
これにより、施工用治具１が地上に向けて引き戻され、施工用治具１の先端（拡径部５）は、地下約５．３ｍに配置される。施工用治具１の下方に、貫入穴Ｈが現れる。貫入穴Ｈは、ケーシングパイプ２の貫入により形成される。

【0044】

次に、図８に示すように、２つの母管１５とケーシングパイプ２に長尺ロッド１７を挿入する。そして、長尺ロッド１７で拡径部５に収容されている蓋部材１０を突く（押圧する）。
これにより、蓋部材１０は、拡径部５から離脱して、自重により貫入穴Ｈの底部に落下する。なお、長尺ロッド１７で蓋部材１０を突くことなく、蓋部材１０が自重により貫入穴Ｈの底部に落下することもある。

【0045】

貫入穴Ｈの底部に落下した蓋部材１０は、そのまま砕石杭Ｐの基礎として用いられる。蓋部材１０は、軟弱地盤に砕石Ｇがまばらに食い込んでいくのを抑制する。つまり、砕石Ｇを軟弱地盤領域で押し固める場合であっても、砕石Ｇが軟弱地盤に食い込んでいくのを、蓋部材１０によって規制（邪魔）することができる。したがって、蓋部材１０を起点にすることで、砕石杭Ｐを造成しやすくなる。

【0046】

（第三工程）
次に、図９に示すように、２つ目の母管１５の上端にホッパー１８を装着する。そして、このホッパー１８に砕石Ｇを投入して、施工用治具１を介して、貫入穴Ｈに砕石Ｇを埋め込む（投入、排出する）。
施工用治具１のケーシングパイプ２と拡径部５が完全に連通しているので、砕石Ｇが施工用治具１の内部で詰まることがなく、砕石Ｇが貫入穴Ｈに円滑に投入される。

【0047】

（第四工程）
次に、図１０に示すように、小型地盤改良機Ｍで施工用治具１を正・逆回転させる。つまり、施工用治具１を地中で上下動させる。具体的には、施工用治具１の貫入と引き戻しを繰り返して、施工用治具１の先端を地下約４〜５ｍの間で５〜１０回程度上下動させる。そして、徐々に施工用治具１を地上に向けて引き戻す。なおこのとき、必要に応じて砕石Ｇを追加で投入してもよい。
これにより、ケーシングパイプ２や母管１５の内部に充填された砕石Ｇが貫入穴Ｈに円滑に投入されるとともに、貫入穴Ｈに投入された砕石Ｇが、拡径部５や先端掘削翼６、掘削翼４により地中で押し広げられながら押し固められる。砕石Ｇの押し固めの程度は、小型地盤改良機Ｍによる施工用治具１の回転トルクに基づいて検出され、本実施形態では、例えば前記回転トルクが最大で８０ｋＮ・ｍになるまで、施工用治具１を正・逆回転させる。これにより、砕石Ｇは、ケーシングパイプ２や掘削翼４の外径と同等、またはそれ以上の直径を有する砕石杭Ｐの一部となる。なお、施工用治具１の回転トルクは、小型地盤改良機Ｍに設けた測定器（不図示）によって計測される。

【0048】

次に、図１１に示すように、２つ目の母管１５と継手１６を撤去して、１つ目の母管１５の上端にホッパー１８を装着する。
そして、このホッパー１８から砕石Ｇを投入して、１つの母管１５と施工用治具１を介して、地中に砕石Ｇを排出し、地中で押し固められた前記砕石杭Ｐの一部の上方に砕石Ｇを投入する。

【0049】

次に、図１２に示すように、小型地盤改良機Ｍで施工用治具１を再び正・逆回転させる。具体的には、施工用治具１の貫入と引き戻しを繰り返して、施工用治具１の先端を地下約３〜４ｍの間で５〜１０回程度上下動させる。なおこのとき、必要に応じて砕石Ｇを追加で投入してもよい。
これにより、ケーシングパイプ２や母管１５の内部に充填された砕石Ｇが貫入穴Ｈに円滑に投入されるとともに、貫入穴Ｈに投入された砕石Ｇが地中で押し固められる。このとき、前記回転トルクが最大で８０ｋＮ・ｍになるまで、施工用治具１を正・逆回転させる。これにより、地下約３〜５ｍの間の液状対策範囲に、押し固められた砕石Ｇが配置される。

【0050】

最後に、図１２に示すように、ケーシングパイプ２内に砕石Ｇを充填した状態で、小型地盤改良機Ｍで施工用治具１を逆回転させて、図１３に示すように、施工用治具１を地中から引き抜く。これにより、砕石杭Ｐが造成される。この砕石杭Ｐでは、液状対策範囲よりも上方に位置して地表に至るまでの範囲において砕石が押し広げられて押し固められておらず、この範囲における杭径が、液状対策範囲における杭径よりも小さい。

【0051】

以上説明したように、第一実施形態に係る砕石杭Ｐの施工方法、砕石杭Ｐの施工用治具１および砕石杭Ｐの施工システムＳによれば、蓋部材１０が拡径部５に収容されているので、ケーシングパイプ２の先端開口が閉塞される。このため、ケーシングパイプ２の内部への土砂流入を防止できる。また、蓋部材１０を拡径部５から離脱させるので、ケーシングパイプ２が開放されて、貫入穴Ｈへの砕石Ｇの投入を確実に実施できる。

【0052】

また、蓋部材１０として、砕石Ｇを袋に詰め込んだものを用いたので、この蓋部材１０をそのまま砕石杭Ｐの基礎として用いることができる。したがって、砕石杭Ｐを造成しやすくなる。

【0053】

また、拡径部５よりも大径の掘削翼４によって、地中に設置された砕石Ｇを押し固めるので、砕石Ｇを確実に押し固めることができる。

【0054】

また、蓋部材１０に設けられた通液路１１を通して、地下水が蓋部材１０を透過するので、拡径部５が地下水位以下まで貫入した場合であっても、拡径部５から蓋部材１０が円滑に脱落する。
なぜなら、拡径部５が地下水位以下に貫入して蓋部材１０に地下水の水圧が作用して段差部７に押圧される場合であっても、地下水が通液路１１を介して蓋部材１０を透過する。このため、蓋部材１０に地下水の水圧が作用することなく、拡径部５から蓋部材１０が脱落する。

【0055】

また、砕石Ｇの押し固めの程度を、施工用治具１の貫入に要するトルクに基づいて検出するので、砕石Ｇの押し固めを均一にすることができ、砕石杭Ｐの品質、機能の安定化を図ることができる。

【0056】

（検証試験）
なお、第一実施形態に係る砕石杭Ｐの施工方法、砕石杭Ｐの施工用治具１および砕石杭Ｐの施工システムＳの検証試験を行ったところ、以下の結果が確認された。
（１）施工用治具１の貫入深さ以上に深い位置まで砕石杭Ｐが造成されたことが確認された。
（２）砕石杭Ｐの外径が、掘削翼４の外径よりも大きくなり、掘削翼４の外径以上の外径の砕石杭Ｐが造成されたことが確認された。

【0057】

〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態に係る砕石杭Ｐの施工方法、砕石杭Ｐの施工用治具２１および砕石杭Ｐの施工システムＳについて、図１４を参照して説明する。
なお、この第二実施形態においては、第一実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。

【0058】

図１４は、本発明の第二実施形態に係る砕石杭Ｐの施工用治具２１の側面図である。
施工用治具２１は、掘削翼４および先端掘削翼６に代えて、掘削翼２４のみを備える。
掘削翼（翼体）２４は、拡径部５の外周面から外周方向に突出し、拡径部５の外周面を螺旋状にほぼ一周するように配置される。掘削翼２４は、外径やピッチは、掘削翼４と同一である。
掘削翼２４は、掘削翼４および先端掘削翼６と同一の機能を発揮する。

【0059】

施工用治具２１は、第一実施形態に係る施工用治具１と同一の作用効果を奏する。また、施工用治具２１を用いた砕石杭Ｐの施工方法および砕石杭Ｐの施工システムＳも、第一実施形態と同一の作用効果を奏する。

【0060】

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、拡径部５から蓋部材１０を離脱させる方法は、長尺ロッド１７をケーシングパイプ２に挿入する場合に限らない。施工用治具１を地上に向けて引き戻して、拡径部５から蓋部材１０を自然に落下させてもよい。また、施工用治具１を上下方向に振動させて、拡径部５から蓋部材１０を脱落させてもよい。さらに、ケーシングパイプ２の上端側から空圧や水圧をかけて、拡径部５から蓋部材１０を脱離させてもよい。

【0061】

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0062】

１ 施工用治具 ２ ケーシングパイプ ４ 掘削翼（翼体） ５ 拡径部 ６ 先端掘削翼 ７ 段差部 １０ 蓋部材 １１ 通液路 １７ 長尺ロッド ２１ 施工用治具 ２４ 掘削翼（翼体） Ｓ 砕石杭の施工システム Ｍ 小型地盤改良機（貫入装置） Ｐ 砕石杭 Ｇ 砕石 Ｅ 地面 Ｈ 貫入穴

【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】