特許 7410631 地盤補強工法

(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】

(24)【登録日】2023-12-26

(45)【発行日】2024-01-10

(54)【発明の名称】地盤補強工法

(51)【国際特許分類】

   E02D 17/18 20060101AFI20231227BHJP

   E02D 17/20 20060101ALI20231227BHJP

【ＦＩ】

E02D17/18 Z

E02D17/20 106

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020088382

(22)【出願日】2020-05-20

(65)【公開番号】P2021181736

(43)【公開日】2021-11-25

【審査請求日】2023-03-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000129758

【氏名又は名称】株式会社ケー・エフ・シー

(74)【代理人】

【識別番号】100109243

【弁理士】

【氏名又は名称】元井 成幸

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 直人

(72)【発明者】

【氏名】田中 祐介

【審査官】湯本 照基

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１７３３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２５２３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１６１９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－００２６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２０３２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３３６４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０６３７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２３０７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ １７／１８

Ｅ０２Ｄ １７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向の両側に鋼管の端部に挿入される挿入筒部が設けられ、前記挿入筒部のそれぞれに形成されたカプラ周溝に前記カプラ周溝に略倣うように嵌込部材が嵌合された円筒状カプラで、鋼管を接続して地盤に打設する地盤補強工法であって、
地盤に第１の鋼管を打設する第１工程と、
第２の鋼管の先端部の鋼管周溝と前記カプラ周溝に前記嵌込部材を嵌合して予め前記第２の鋼管に前記円筒状カプラを取り付け、前記円筒状カプラが取り付けられた前記第２の鋼管を打設した前記第１の鋼管と軸心が一致するように直列配置する第２工程と、
前記第２の鋼管を前記第１の鋼管に差し込む動作により、前記円筒状カプラの先端側の前記嵌込部材を前記第１の鋼管の後端部の鋼管周溝に嵌合し、前記第１の鋼管と前記第２の鋼管を前記円筒状カプラを介して連結する第３工程を備えることを特徴とする地盤補強工法。

【請求項2】

鋼管内に内挿される削孔ロッドのインナーロッドを順次接続すると共に鋼管を順次接続して鋼管を地盤に打設する請求項１記載の地盤補強工法であって、
前記第３工程の後に、前記第１の鋼管に内挿されている第１のインナーロッドに前記第２の鋼管に内挿されている第２のインナーロッドをネジ結合して連結することを特徴とする地盤補強工法。

【請求項3】

前記第２工程において、前記第２の鋼管に内挿されている前記第２のインナーロッドの先端を前記第１の鋼管に内挿されている前記第１のインナーロッドの後端に未ネジ結合で突き当てて位置決めすることを特徴とする請求項２記載の地盤補強工法。

【請求項4】

前記第３工程において、空中に吊った前記第２の鋼管の重力落下を利用する差し込む動作により、前記第２の鋼管に取り付けられた前記円筒状カプラの先端側の前記嵌込部材を前記第１の鋼管の後端部の鋼管周溝に嵌合することを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の地盤補強工法。

【請求項5】

前記カプラ周溝が前記挿入筒部の外周面に形成された外周溝であり、前記鋼管周溝が鋼管の端部の内周面に形成された内周溝であることを特徴とする請求項１～４の何れかに記載の地盤補強工法。

【請求項6】

前記カプラ周溝が前記挿入筒部の内周面に形成された内周溝であり、前記鋼管周溝が鋼管の端部の外周面に形成された外周溝であることを特徴とする請求項１～４の何れかに記載の地盤補強工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地盤補強用鋼管と順次接続しながら地盤に打設する地盤補強工法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、基礎や斜面安定用の鋼管杭、或いは、トンネルの長尺先受け工に地盤補強用鋼管が用いられている。そして、地盤補強用鋼管を打設する手法として、例えば二重管削孔方式により、鋼管内に削孔ロッドを通し、先端の拡径縮径可能なビット又は捨てビットと削孔ロッドを連結し、鋼管と削孔ロッドを順次接続しながら、所定長になるまで削孔と同時に打設していく手法が知られている。この手法では、鋼管は回転させず、削孔ロッドを介して先端ビットに回転・打撃力を伝達するため、打設時に鋼管の打設抵抗が少なく長尺施工が可能であり、施工性に優れている。

【0003】

鋼管を長尺に施工する場合、通常は、削孔ロッドをネジ結合すると共に、削孔ロッドの外側の鋼管同士を機械式ネジ継手或いは溶接で連結し、長尺施工する。しかし、削孔ロッドのネジ結合に加えて、鋼管をネジ結合や溶接で連結する工程は、連結作業に非常に手間がかかり、又、溶接の場合には連結状態の精度不良も生じやすい。このような連結作業の手間を低減可能な連結構造として特許文献１の連結構造がある。

【0004】

特許文献１の連結構造は、円筒状カプラの軸方向の両側に鋼管の端部に挿入される挿入筒部を設け、両側の挿入筒部をそれぞれ連結する第１の鋼管の端部と第２の鋼管の端部に挿入すると共に、挿入筒部に凹設された外周溝と鋼管の端部に凹設された内周溝に亘ってＣ字状嵌込部材を嵌合して第１の鋼管と第２の鋼管を連結するものである。この連結構造は円筒状カプラを連結する鋼管に挿入して連結することが可能であるため、鋼管の連結作業に要する手間を低減することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第６１１２９１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、特許文献１のような挿入・嵌合式の円筒状カプラを用いて現場で鋼管を接続する場合、地盤に打設した第１の鋼管の後端部に軸心合わせを行って円筒状カプラを挿入、嵌合し、その後に、第１の鋼管の後端部に取り付けられた円筒状カプラに、軸心合わせを行って第２の鋼管を挿入、嵌合する工程で行うと、固定された第１の鋼管、固定された円筒状カプラに対してそれぞれ軸心を合わせ嵌合する作業が必要となり、工程全体として軸心合わせ及び嵌合の作業に要する労力が大きくなる。そのため、挿入・嵌合式の円筒状カプラを用いる鋼管連結作業に要する労力を大幅に低減することができる工法が求められている。

【0007】

本発明は上記課題に鑑み提案するものであり、挿入・嵌合式の円筒状カプラを用いて鋼管を連結する地盤補強において、鋼管と円筒状カプラを軸心を合わせた状態で確実に地盤に打設することができると共に、鋼管連結作業に要する労力を大幅に低減することができる地盤補強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】

【0008】

本発明の地盤補強工法は、軸方向の両側に鋼管の端部に挿入される挿入筒部が設けられ、前記挿入筒部のそれぞれに形成されたカプラ周溝に前記カプラ周溝に略倣うように嵌込部材が嵌合された円筒状カプラで、鋼管を接続して地盤に打設する地盤補強工法であって、地盤に第１の鋼管を打設する第１工程と、第２の鋼管の先端部の鋼管周溝と前記カプラ周溝に前記嵌込部材を嵌合して予め前記第２の鋼管に前記円筒状カプラを取り付け、前記円筒状カプラが取り付けられた前記第２の鋼管を打設した前記第１の鋼管と軸心が一致するように直列配置する第２工程と、前記第２の鋼管を前記第１の鋼管に差し込む動作により、前記円筒状カプラの先端側の前記嵌込部材を前記第１の鋼管の後端部の鋼管周溝に嵌合し、前記第１の鋼管と前記第２の鋼管を前記円筒状カプラを介して連結する第３工程を備えることを特徴とする。
これによれば、予め円筒状カプラが取り付けられた第２の鋼管を第１の鋼管と軸心の位置合わせ、差し込む動作を行うだけで、打設された第１の鋼管に対して円筒状カプラと第２の鋼管を取り付けることができ、工程全体として軸心合わせ及び嵌合の作業に要する労力を大きく減らすことができる。即ち、鋼管の差し込みによる連結作業は作業精度を要求されることなく所望の連結状態の品質が担保される為、連結作業が必要とされる地盤補強工１本あたりの施工に要する時間を短くすることが出来、その分全体工期が短縮され、換言すると地盤補強工１本あたりの労務コストを下げることができる。従って、挿入・嵌合式の円筒状カプラを用いて鋼管を連結する地盤補強において、短時間且つ高い精度で鋼管と円筒状カプラを軸心を合わせた状態で確実に地盤に打設することができると共に、鋼管連結作業に要する労力を大幅に低減することができる。

【0009】

本発明の地盤補強工法は、鋼管内に内挿される削孔ロッドのインナーロッドを順次接続すると共に鋼管を順次接続して鋼管を地盤に打設する請求項１記載の地盤補強工法であって、前記第３工程の後に、前記第１の鋼管に内挿されている第１のインナーロッドに前記第２の鋼管に内挿されている第２のインナーロッドをネジ結合して連結することを特徴とする。
これによれば、鋼管内に内挿される削孔ロッドのインナーロッドを順次接続すると共に鋼管を順次接続して鋼管を地盤に打設する二重管削孔方式の地盤補強工法において、第１の鋼管と第２の鋼管の円筒状カプラを介した連結作業、第１のインナーロッドと第２のインナーロッドのネジ結合による連結作業をスムーズに行うことができる。また、第１の鋼管と第２の鋼管を円筒状カプラを介して連結する際に、第１の鋼管内の第１のインナーロッドと第２の鋼管内の第２のインナーロッドは連結されていないことから、円筒状カプラが取り付けられた第２の鋼管が、軸方向への相対的移動が可能で、軸方向への移動の自由度を有する状態にあり、二重管削孔方式における第１の鋼管と第２の鋼管の円筒状カプラを介した連結作業の作業性、円筒状カプラが取り付けられた第２の鋼管の連結時の取扱い性を高めることができる。

【0010】

本発明の地盤補強工法は、 前記第２工程において、前記第２の鋼管に内挿されている前記第２のインナーロッドの先端を前記第１の鋼管に内挿されている前記第１のインナーロッドの後端に未ネジ結合で突き当てて位置決めすることを特徴とする。
これによれば、第１、第２のインナーロッドを突き当てて配置状態を安定させ、第１、第２のインナーロッドを突き当てた状態をベースに第２の鋼管を打設した第１の鋼管と軸心が一致するように行う位置決めすることができ、第２の鋼管と第１の鋼管の軸心が一致するように行う位置決めを一層容易化することができる。

【0011】

本発明の地盤補強工法は、前記第３工程において、空中に吊った前記第２の鋼管の重力落下を利用する差し込む動作により、前記第２の鋼管に取り付けられた前記円筒状カプラの先端側の前記嵌込部材を前記第１の鋼管の後端部の鋼管周溝に嵌合することを特徴とする。
これによれば、重力落下を利用して第２の鋼管に取り付けられた円筒状カプラの先端側の嵌込部材を第１の鋼管の後端部の鋼管周溝に嵌合することにより、第１の鋼管と第２の鋼管の円筒状カプラを介しての連結作業に要する駆動源の動力を省力化することができる。

【0012】

本発明の地盤補強工法は、前記カプラ周溝が前記挿入筒部の外周面に形成された外周溝であり、前記鋼管周溝が鋼管の端部の内周面に形成された内周溝であることを特徴とする。
これによれば、円筒状カプラを第１の鋼管と第２の鋼管の内側に配置することが可能となり、第２の鋼管と円筒状カプラの打設抵抗、換言すれば鋼管打設作業における打設抵抗を低減することができる。また、例えば地盤補強工法がプレボーリング方式等の場合，第１の鋼管と第２の鋼管の内側で嵌合する内嵌合の円筒状カプラは外嵌合の円筒状カプラを用いる場合と比較し、地盤への削孔径を小さくすることが可能となり、施工コストを低減することができる。

【0013】

本発明の地盤補強工法は、前記カプラ周溝が前記挿入筒部の内周面に形成された内周溝であり、前記鋼管周溝が鋼管の端部の外周面に形成された外周溝であることを特徴とする。
これによれば、円筒状カプラを第１の鋼管と第２の鋼管の外側に配置し、連結された連結鋼管全体において円筒状カプラが局所的に内方へ突出することを防止することができ、連結鋼管の全長にわたって略平滑な内面を確保することができる。従って、例えば連結鋼管全体の打設後に、連結鋼管の内部に注入管やパッカーを入れて、固結注入材を注入する際に、よりスムーズな注入作業を行うことができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明の地盤補強工法によれば、挿入・嵌合式の円筒状カプラを用いて鋼管を連結する地盤補強において、鋼管と円筒状カプラを軸心を合わせた状態で確実に地盤に打設することができると共に、鋼管連結作業に要する労力を大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】（ａ）は本発明の第１実施形態の地盤補強工法で用いられる鋼管と円筒状カプラを示す縦断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ－Ａ拡大断面図、（ｃ）は同図（ａ）のＢ－Ｂ拡大断面図、（ｄ）は同図（ａ）の鋼管と円筒状カプラの連結状態を示す縦断面図、（ｅ）は同図（ａ）の鋼管と円筒状カプラを示す斜視図。

【図2】（ａ）は第１実施形態の鋼管と円筒状カプラの連結状態における円筒状カプラの周辺を示す部分拡大縦断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＣ－Ｃ拡大断面図。

【図3】基礎用の鋼管杭の打込みに用いられるドリルマシンを示す説明図。

【図4】（ａ）～（ｅ）は第１実施形態の地盤補強工法を用いて行われる基礎用の鋼管杭を打設する工程の前半工程を説明する説明図。

【図5】（ａ）～（ｄ）は第１実施形態の地盤補強工法を用いて行われる基礎用の鋼管杭を打設する工程の後半工程を説明する説明図。

【図6】第１実施形態の地盤補強工法を用いて行われる長尺先受け工法における鋼管、円筒状カプラの連結を説明する説明図。

【図7】第１実施形態の地盤補強工法を用いて打設された斜面安定用の鋼管杭及びこの鋼管杭による斜面安定化構造の断面説明図。

【図8】（ａ）は本発明の第２実施形態の地盤補強工法で用いられる鋼管と円筒状カプラを示す縦断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＤ－Ｄ拡大断面図、（ｃ）は同図（ａ）のＥ－Ｅ拡大断面図、（ｄ）は同図（ａ）の鋼管と円筒状カプラの連結状態を示す縦断面図、（ｅ）は同図（ａ）の鋼管と円筒状カプラを示す斜視図。

【図9】（ａ）は第２実施形態の鋼管と円筒状カプラの連結状態における円筒状カプラの周辺を示す部分拡大縦断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＦ－Ｆ拡大断面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

〔第１実施形態の地盤補強工法〕
本発明による第１実施形態の地盤補強工法は、図１及び図２に示すように、地盤に先に打設される第１の鋼管に相当する鋼管１ｍと、地盤に後に打設される第２の鋼管に相当する鋼管１ｎを円筒状カプラ２で連結するようにして施工される。鋼管１ｍと鋼管１ｎは同一構成、同一形状であり、本例では全長に亘って円筒状に形成されている。鋼管１ｍ、１ｎの軸方向の先端部と後端部に相当する両端部にはそれぞれ鋼管周溝１１ｍ、１１ｎが形成されており、第１実施形態における鋼管周溝１１ｍ、１１ｎは、軸方向の端縁１２ｍ、１２ｎより鋼管中央寄りの位置の端部において内周面に円周状に形成された内周溝になっている。

【0017】

鋼管１ｍ、１ｎの軸方向の端縁１２ｍ、１２ｎ近傍の内周面には、端縁１２ｍ、１２ｎ側に向かって漸次拡径する段差部１３ｍ、１３ｎが形成されている。段差部１３ｍ、１３ｎは、円筒状カプラ２の後述する挿入筒部２２が挿入される際に、挿入筒部２２をガイドして挿入を容易にすると共に、円筒状カプラ２に嵌め込まれた嵌込部材２５を外方から押圧して縮径するようになっている。

【0018】

円筒状カプラ２は、軸方向の中央に鋼管１ｍ、１ｎの端縁１２ｍ、１２ｎが当接する突起２１が外周から外方に突出し且つ周方向に延びて形成され、突起２１の軸方向の両側に鋼管１ｍ、１ｎの端部に挿入される挿入筒部２２がそれぞれ設けられている。両側の挿入筒部２２・２２には、それぞれにカプラ周溝２３が形成されており、第１実施形態におけるカプラ周溝２３は、円筒状カプラ２の端縁２４と突起２１との間の挿入筒部２２の軸方向の略中央位置において、外周面に円周状に形成された外周溝になっている。

【0019】

それぞれのカプラ周溝２３には、カプラ周溝２３に略倣うように嵌込部材２５が嵌合されている。第１実施形態における嵌込部材２５は略Ｃ字状に形成されており、円周状の外周溝であるカプラ周溝２３に略Ｃ字状で倣うように嵌合されている。尚、本発明の嵌込部材は、略Ｃ字状の嵌込部材２５とするとカプラ周溝２３に容易に嵌合配置することができて好適であるが、弾性変形する円周形状のリング部材等とすることも可能である。

【0020】

円筒状カプラ２は、第１の鋼管１ｍの端部に一方の挿入筒部２２が挿入され、一方の挿入筒部２２のカプラ周溝２３に嵌合された嵌込部材２５が第１の鋼管１ｍの鋼管周溝１１ｍに嵌合されると共に、第２の鋼管１ｎの端部に他方の挿入筒部２２が挿入され、他方の挿入筒部２２のカプラ周溝２３に嵌合された嵌込部材２５が第２の鋼管１ｎの鋼管周溝１１ｎに嵌合され、第１の鋼管１ｍと第２の鋼管１ｎを円筒状カプラ２を介して連結、接続するようになっている。

【0021】

そして、円筒状カプラ２を用いて第１の鋼管１ｍと第２の鋼管１ｎを接続する地盤補強工法により、基礎の鋼管杭の打設、先受工の鋼管の打設、斜面安定用の鋼管杭の打設等を行うことができる。例えば基礎の鋼管杭として第１の鋼管１ｍと第２の鋼管１ｎを円筒状カプラ２で接続して打設する場合、削孔駆動部１０１、吊り治具１０２、鋼管吊りワイヤ１０３を備える杭打機１００を用い（図３参照）、地盤２００に第１の鋼管１ｍを打設する（図４（ａ）参照）。図４の例では、第１の鋼管１ｍを二重管削孔方式の先端管として用い、第１の鋼管１ｍに削孔ロッドを構成する第１のインナーロッド３１を内挿し、第１のインナーロッド３１の先端にパイロットビット４１を取り付け、パイロットビット４１にロストビット４２を取り付けて、削孔駆動部１０１から第１のインナーロッド３１を介してパイロットビット４１、ロストビット４２に回転力と打撃力を伝達し、第１の鋼管１ｍを地盤２００に打設している。

【0022】

第１の鋼管１ｍを地盤２００の所定深さまで打設した後、削孔駆動部１０１を第１のインナーロッド３１から取り外して第２のインナーロッド３２に取り付けると共に、第２の鋼管１ｎの先端部の鋼管周溝１１ｎとカプラ周溝２３に嵌込部材２５を嵌合して予め円筒状カプラ２を先端に取り付けられた状態にした第２の鋼管１ｎを、第２のインナーロッド３２に外挿されるようにして第２の鋼管１ｎを吊り治具１０２、鋼管吊りワイヤ１０３で吊り下げる。この第２のインナーロッド３２の先端にはネジ継手が螺着されている。（図４（ｂ）参照）。そして、第２の鋼管１ｎに内挿されている第２のインナーロッド３２の先端を第１の鋼管１ｍに内挿されている第１のインナーロッド３１の後端に未ネジ結合で突き当てて位置決めを行い、円筒状カプラ２が取り付けられた第２の鋼管１ｎを打設した第１の鋼管１ｍと軸心が一致するように直列配置する（図４（ｃ）参照）。

【0023】

次いで、第２の鋼管１ｎを第１の鋼管１ｍに差し込む動作により、第２の鋼管１ｎの先端の円筒状カプラ２を第１の鋼管１ｍに内挿して、円筒状カプラ２の先端側の嵌込部材２５を第１の鋼管１ｍの後端部の鋼管周溝１１ｍに嵌合し、第１の鋼管１ｍと第２の鋼管１ｎを円筒状カプラ２を介して連結する（図４（ｄ）参照）。この際、本例では空中に吊った第２の鋼管１ｎの重力落下を利用する差し込む動作により、第２の鋼管１ｎに取り付けられた円筒状カプラ２の先端側の嵌込部材２５を第１の鋼管１ｍの後端部の鋼管周溝１１ｍに嵌合する。

【0024】

そして、図４（ｅ）の太線矢印のように、第２の鋼管１ｎに内挿されている第２のインナーロッド３２を回転して、第１の鋼管１ｍに内挿されている第１のインナーロッド３１に第２のインナーロッド３２をネジ結合して連結する。その後、削孔駆動部１０１から第２のインナーロッド３２、第１のインナーロッド３１を介してパイロットビット４１、ロストビット４２に回転力と打撃力を伝達して地盤２００に削孔し、第１の鋼管１ｍと第２の鋼管１ｎの打設を進める（図５（ａ）、（ｂ）参照）。第１の鋼管１ｍと第２の鋼管１ｎの打設完了後には、第２のインナーロッド３２、第１のインナーロッド３１、パイロットビット４１を引き抜いて回収し、削孔長の検尺を行い、基礎鋼管杭の地盤補強工法の施工を完了する（図５（ｃ）、（ｄ）参照）。

【0025】

別例として、先受工の地盤補強工法で第１の鋼管１ｍと第２の鋼管１ｎを円筒状カプラ２で接続して打設する場合、図６に示すように、ガイドセル３０１を有する削岩機３００を用い、地盤４００に第１の鋼管１ｍを打設する。図６の例では、第１の鋼管１ｍを二重管削孔方式の先端管として用い、第１の鋼管１ｍに削孔ロッドを構成する第１のインナーロッド３１を内挿し、第１のインナーロッド３１の先端にパイロットビット４１を取り付け、パイロットビット４１にロストビット４２を取り付けて、削岩機３００から第１のインナーロッド３１を介してパイロットビット４１、ロストビット４２に回転力と打撃力を伝達することにより、第１の鋼管１ｍが地盤４００に打設されている。

【0026】

第１の鋼管１ｍを地盤４００の所定長まで打設した後には、削岩機３００を第１のインナーロッド３１から取り外して、削岩機３００を先端にネジ継手が螺着された第２のインナーロッド３２に取り付けると共に、第２の鋼管１ｎの先端部の鋼管周溝１１ｎとカプラ周溝２３に嵌込部材２５を嵌合して予め円筒状カプラ２を先端に取り付けられた状態にした第２の鋼管１ｎを、第２のインナーロッド３２に外挿されるようにして削岩機３００のガイドセル３０１上に配置する。そして、第２の鋼管１ｎを削岩機３００側にずらして第２のインナーロッド３２の先端のネジ継手を突出させ、削岩機３００を第１のインナーロッド３１の位置に移動し、第１のインナーロッド３１と第２のインナーロッド３２をネジ継手を介してネジ結合で連結する。尚、円筒状カプラ２を第２の鋼管１ｎの先端への取り付けは、この第１のインナーロッド３１と第２のインナーロッド３２とのネジ結合の連結前であれば適宜のタイミングで行うことが可能である。

【0027】

その後、第２の鋼管１ｎを第１の鋼管１ｍの方へずらし、円筒状カプラ２が取り付けられた第２の鋼管１ｎを打設した第１の鋼管１ｍと軸心が一致するように直列配置して、第２の鋼管１ｎを第１の鋼管１ｍに人力等で差し込む。この差し込み動作により、第２の鋼管１ｎに取り付けられた円筒状カプラ２の先端側の嵌込部材２５を第１の鋼管１ｍの後端部の鋼管周溝１１ｍに嵌合し、第１の鋼管１ｍと第２の鋼管１ｎを円筒状カプラ２を介して連結する。更なる削孔の後、第２の鋼管１ｎ、第２のインナーロッド３２の後側にも、同様の工程を行って鋼管、インナーロッドを順次接続し、図６の鋼管打設状態に至る。

【0028】

別例として、斜面安定用の鋼管杭として第１の鋼管１ｍと第２の鋼管１ｎを円筒状カプラ２で接続して打設する場合、図７に示すように、地盤６００の斜面６０１に第１の鋼管１ｍを打設する。この打設では、例えば先端部に削孔ビットとダウンザホールハンマーが設けられ、削孔機で駆動する削孔ロッドを第１の鋼管１ｍに内挿し、削孔しながら第１の鋼管１ｍを打設する。

【0029】

その後、削孔ロッドを削孔機から取り外し、第２の鋼管１ｎの先端部の鋼管周溝１１ｎとカプラ周溝２３に嵌込部材２５を嵌合して予め円筒状カプラ２を先端に取り付けられた状態にした第２の鋼管１ｎを、円筒状カプラ２が取り付けられた第２の鋼管１ｎを打設した第１の鋼管１ｍと軸心が一致するように直列配置する。そして、第２の鋼管１ｎを第１の鋼管１ｍに差し込む動作により、第２の鋼管１ｎの先端の円筒状カプラ２を第１の鋼管１ｍに内挿して、円筒状カプラ２の先端側の嵌込部材２５を第１の鋼管１ｍの後端部の鋼管周溝１１ｍに嵌合し、第１の鋼管１ｍと第２の鋼管１ｎを円筒状カプラ２を介して連結する。

【0030】

その後、削孔ロッドを削孔機に取り付け、第１の鋼管１ｍと第２の鋼管１ｎを所定深さまで打設し、第２の鋼管１ｎの後端部、或いは第２の鋼管１ｎが接続されない第１の鋼管１ｍの後端部に杭頭部５０１を取り付け、第２の鋼管１ｎの後端部、第１の鋼管１ｍ、杭頭部５０１を覆うように鉄筋コンクリート５０２を設け、斜面安定の地盤補強工法の施工が完了する。尚、図７の点線は地盤６００の内部にあるすべり面６０２である。

【0031】

第１実施形態の地盤補強工法によれば、予め円筒状カプラ２が取り付けられた第２の鋼管１ｎを第１の鋼管１ｍと軸心の位置合わせ、差し込む動作を行うだけで、打設された第１の鋼管１ｍに対して円筒状カプラ２と第２の鋼管１ｎを取り付けることができ、工程全体として軸心合わせ及び嵌合の作業に要する労力を大きく減らすことができる。即ち、鋼管１ｍ、１ｎの差し込みによる連結作業は作業精度を要求されることなく所望の連結状態の品質が担保される為、連結作業が必要とされる地盤補強工１本あたりの施工に要する時間を短くすることが出来、その分全体工期が短縮され、換言すると地盤補強工１本あたりの労務コストを下げることができる。従って、挿入・嵌合式の円筒状カプラ２を用いて鋼管を連結する地盤補強において、短時間且つ高い精度で鋼管１ｍ、１ｎと円筒状カプラ２を軸心を合わせた状態で確実に地盤２００、４００、６００に打設することができると共に、鋼管連結作業に要する労力を大幅に低減することができる。

【0032】

また、第１の鋼管１ｍと第２の鋼管１ｎの円筒状カプラ２による連結後に、第１の鋼管１ｍに内挿されている第１のインナーロッド３１に第２の鋼管１ｎに内挿されている第２のインナーロッド３２をネジ結合して連結する場合には、第１の鋼管１ｍと第２の鋼管１ｎの円筒状カプラ２を介した連結作業、第１のインナーロッド３１と第２のインナーロッド３２のネジ結合による連結作業をスムーズに行うことができる。また、第１の鋼管１ｍと第２の鋼管１ｎを円筒状カプラ２を介して連結する際に、第１の鋼管１ｍ内の第１のインナーロッド３１と第２の鋼管１ｎ内の第２のインナーロッド３２が連結されていないことから、円筒状カプラ２が取り付けられた第２の鋼管１ｎが、軸方向への相対的移動が可能で、軸方向への移動の自由度を有する状態にあり、二重管削孔方式における第１の鋼管１ｍと第２の鋼管１ｎの円筒状カプラ２を介した連結作業の作業性、円筒状カプラ２が取り付けられた第２の鋼管１ｎの連結時の取扱い性を高めることができる。

【0033】

また、第２の鋼管１ｎに内挿されている第２のインナーロッド３２の先端を第１の鋼管１ｍに内挿されている第１のインナーロッド３１の後端に未ネジ結合で突き当てて位置決めする場合には、第１のインナーロッド３１、第２のインナーロッド３２を突き当てて配置状態を安定させ、この突き当てた状態をベースに第２の鋼管１ｎを打設した第１の鋼管１ｍと軸心が一致するように行う位置決めすることができ、第２の鋼管１ｎと第１の鋼管１ｍの軸心が一致するように行う位置決めを一層容易化することができる。

【0034】

また、空中に吊った第２の鋼管１ｎの重力落下を利用する差し込む動作により、第２の鋼管１ｎに取り付けられた円筒状カプラ２の先端側の嵌込部材２５を第１の鋼管１ｍの後端部の鋼管周溝１１ｍに嵌合する場合には、第１の鋼管１ｍと第２の鋼管１ｎの円筒状カプラ２を介しての連結作業に要する駆動源の動力を省力化することができる。

【0035】

また、カプラ周溝２３を挿入筒部２２の外周面に形成された外周溝、鋼管周溝１１ｍ、１１ｎを鋼管１ｍ、１ｎの端部の内周面に形成された内周溝とすることにより、円筒状カプラ２を第１の鋼管１ｍと第２の鋼管１ｎの内側に配置することが可能となり、第２の鋼管１ｎと円筒状カプラ２の打設抵抗、換言すれば鋼管打設作業における打設抵抗を低減することができる。また、例えば地盤補強工法がプレボーリング方式等の場合，第１の鋼管１ｍと第２の鋼管１ｎの内側で嵌合する内嵌合の円筒状カプラ２は外嵌合の円筒状カプラを用いる場合と比較し、地盤への削孔径を小さくすることが可能となり、施工コストを低減することができる。

【0036】

〔第２実施形態の地盤補強工法〕
本発明による第２実施形態の地盤補強工法は、図８及び図９に示すように、地盤に先に打設される第１の鋼管に相当する鋼管５ｍと、地盤に後に打設される第２の鋼管に相当する鋼管５ｎを円筒状カプラ６で連結するようにして施工される。鋼管５ｍと鋼管５ｎは同一構成、同一形状であり、本例では全長に亘って円筒状に形成されている。鋼管５ｍ、５ｎの軸方向の先端部と後端部に相当する両端部にはそれぞれ鋼管周溝５１ｍ、５１ｎが形成されており、第２実施形態における鋼管周溝５１ｍ、５１ｎは、軸方向の端縁５２ｍ、５２ｎより鋼管中央寄りの位置の端部において外周面に円周状に形成された外周溝になっている。

【0037】

鋼管５ｍ、５ｎの軸方向の端縁５２ｍ、５２ｎ近傍の外周面には、端縁５２ｍ、５２ｎ側に向かって漸次縮径するテーパ部５３ｍ、５３ｎが形成されている。テーパ部５３ｍ、５３ｎは、円筒状カプラ６の後述する挿入筒部６２が外挿される際に、挿入筒部６２をガイドして挿入を容易にすると共に、円筒状カプラ６に嵌め込まれた嵌込部材６５を内方から押圧して拡径するようになっている。

【0038】

円筒状カプラ６は、軸方向の中央に鋼管５ｍ、５ｎの端縁５２ｍ、５２ｎが当接する突起６１が内周から内方に突出し且つ周方向に延びて形成され、突起６１の軸方向の両側に鋼管１ｍ、１ｎの端部に挿入される挿入筒部６２がそれぞれ設けられている。両側の挿入筒部６２・６２には、それぞれにカプラ周溝６３が形成されており、第２実施形態におけるカプラ周溝６３は、円筒状カプラ６の端縁６４と突起６１との間の挿入筒部６２の軸方向の略中央位置において、内周面に円周状に形成された内周溝になっている。

【0039】

それぞれのカプラ周溝６３には、カプラ周溝６３に略倣うように嵌込部材６５が嵌合されている。第２実施形態における嵌込部材６５も略Ｃ字状に形成されており、円周状の内周溝であるカプラ周溝６３に略Ｃ字状で倣うように嵌合されている。尚、略Ｃ字状の嵌込部材６５は、カプラ周溝６３に容易に嵌合配置することができて好適であるが、第１実施形態と同様に弾性変形する円周形状のリング部材等とすることも可能である。

【0040】

円筒状カプラ６は、第１の鋼管５ｍの端部に一方の挿入筒部６２が外挿で挿入され、一方の挿入筒部６２のカプラ周溝６３に嵌合された嵌込部材６５が第１の鋼管５ｍの鋼管周溝５１ｍに嵌合されると共に、第２の鋼管５ｎの端部に他方の挿入筒部６２が外挿で挿入され、他方の挿入筒部６２のカプラ周溝６３に嵌合された嵌込部材６５が第２の鋼管５ｎの鋼管周溝５１ｎに嵌合され、第１の鋼管５ｍと第２の鋼管５ｎを円筒状カプラ６を介して連結、接続するようになっている。

【0041】

そして、円筒状カプラ６を用いて第１の鋼管５ｍと第２の鋼管５ｎを接続する地盤補強工法により、基礎の鋼管杭の打設、先受工の鋼管の打設、斜面安定用の鋼管杭の打設等を行うことができ、第１実施形態における基礎の鋼管杭を打設する地盤補強工法の例、先受工の鋼管を打設する地盤補強工法の例、斜面安定用の鋼管杭を打設する地盤補強工法の例と同様の工程、手順で地盤補強工法を施工することができる。

【0042】

即ち、地盤に第１の鋼管５ｍを打設する工程と、第２の鋼管５ｎの先端部の鋼管周溝５１ｎとカプラ周溝６３に嵌込部材６５を嵌合して予め第２の鋼管５ｎに円筒状カプラ６を取り付け、この円筒状カプラ６が取り付けられた第２の鋼管５ｎを打設した第１の鋼管５ｍと軸心が一致するように直列配置する工程と、第２の鋼管５ｎを第１の鋼管５ｍに差し込む動作により、円筒状カプラ６の先端側の嵌込部材６５を第１の鋼管５ｍの後端部の鋼管周溝５１ｍに嵌合し、第１の鋼管５ｍと第２の鋼管５ｎを円筒状カプラ６を介して連結する工程により、地盤補強工法を施工することができる。

【0043】

第２実施形態の地盤補強工法によれば、円筒状カプラ６を第１の鋼管５ｍと第２の鋼管５ｎの外側に配置することにより、連結された連結鋼管全体において円筒状カプラ６が局所的に内方へ突出することを防止することができ、連結鋼管の全長にわたって略平滑な内面を確保することができる。従って、例えば連結鋼管全体の打設後に、連結鋼管の内部に注入管やパッカーを入れて、固結注入材を注入する際に、よりスムーズな注入作業を行うことができる。また、二重管削孔方式で削孔打設する際に、鋼管５ｍ、５ｎの内径と削孔ロッドの外径との間にクリアランスがあまりない場合や、注入時に複数の注入パイプを束ねた状態で入れたり太径の注入管を用いる必要がある場合にも円筒状カプラ６によって鋼管内径が狭められてしまうことがない。その他、第１実施形態に対応する構成から対応する効果を得ることができる。

【0044】

〔本明細書開示発明の包含範囲〕
本明細書開示の発明は、発明として列記した各発明、各実施形態の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な内容を本明細書開示の他の内容に変更して特定したもの、或いはこれらの内容に本明細書開示の他の内容を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な内容を部分的な作用効果が得られる限度で削除して上位概念化して特定したものを包含する。そして、本明細書開示の発明には下記内容や変形例も含まれる。

【0045】

例えば本発明の地盤補強工法は、本発明の趣旨の範囲内で適宜の地盤補強工法に用いることが可能であり、例えばインナーロッド相互を連結して削孔ロッドを構成するもの以外に、単体のインナーロッドで削孔ロッドを構成する地盤補強工法も包含され、又、第１の鋼管に内挿される第１のインナーロッドと第２の鋼管に内挿される第２のインナーロッドで削孔ロッドを構成する場合に、第２のインナーロッドの先端を第１のインナーロッドの後端に未ネジ結合で突き当てて位置決めする工程を行わない地盤補強工法も包含され、又、円筒状カプラを介しての第１の鋼管と第２の鋼管の連結工程に先立って、第１の鋼管に内挿される第１のインナーロッドに第２の鋼管に内挿される第２のインナーロッドをネジ結合する地盤補強工法も包含される。

【0046】

また、本発明の円筒状カプラ、第１の鋼管、第２の鋼管の構成は本発明の趣旨の範囲内で適宜であり、第１実施形態における円筒状カプラ２、鋼管１ｍ、１ｎや、第２実施形態における円筒状カプラ６、鋼管５ｍ、５ｎに限定されない。

【産業上の利用可能性】

【0047】

本発明は、例えば基礎の鋼管杭の打設、先受工の鋼管の打設、或いは斜面安定用の鋼管杭の打設を行う地盤補強工法に利用することができる。

【符号の説明】

【0048】

１ｍ…第１の鋼管 １ｎ…第２の鋼管 １１ｍ、１１ｎ…鋼管周溝 １２ｍ、１２ｎ…端縁 １３ｍ、１３ｎ…段差部 ２…円筒状カプラ ２１…突起 ２２…挿入筒部 ２３…カプラ周溝 ２４…端縁 ２５…嵌込部材 ３１…第１のインナーロッド ３２…第２のインナーロッド ４１…パイロットビット ４２…ロストビット ５ｍ…第１の鋼管 ５ｎ…第２の鋼管 ５１ｍ、５１ｎ…鋼管周溝 ５２ｍ、５２ｎ…端縁 ５３ｍ、５３ｎ…テーパ部 ６…円筒状カプラ ６１…突起 ６２…挿入筒部 ６３…カプラ周溝 ６４…端縁 ６５…嵌込部材 １００…杭打機 １０１…削孔駆動部 １０２…吊り治具 １０３…鋼管吊りワイヤ ２００…地盤 ３００…削岩機 ３０１…ガイドセル ４００…地盤 ５０１…杭頭部 ５０２…鉄筋コンクリート ６００…地盤 ６０１…斜面 ６０２…すべり面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】