JP6475103B2

JP6475103B2 - 基礎杭

Info

Publication number: JP6475103B2
Application number: JP2015125330A
Authority: JP
Inventors: 憲一三輪
Original assignee: SANKI KOHMUTEN CO., LTD.
Current assignee: SANKI KOHMUTEN CO., LTD.
Priority date: 2015-06-23
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2019-02-27
Anticipated expiration: 2035-06-23
Also published as: JP2017008590A

Description

本発明は、比較的軽量な工作物等を支持、固定するために地中に打ち込まれる基礎杭に関し、より詳しくは、地面（地盤）上に、例えば、太陽光パネルの設置用の架台（枠体）や、比較的軽量の小型ハウスなどの工作物を地面上に設置する際において、それら架台等を支持、固定するために地中（土壌中）に打ち込まれて埋設される基礎杭に関する。

この種の基礎杭（以下、単に杭ともいう）は、通常、金属製でストレート（横断面が先後に同一）のパイプからなり、上端部（杭頭）又はその近傍に、架台（枠体）等を支持、固定（取付け）等するための取付け手段が設けられ、下端（杭本体部の先端）は適度に尖らされ、或いは先細り状にされているものが基本的なものといえる。これらのものは、地盤中に打ち込み（又は、圧入。以下、単に打ち込みともいう）により施工することになり、周囲の地盤との摩擦力や土圧によって支持される摩擦杭であり、工事方法（施工方法）も簡易であることから、比較的軽量な工作物等を支持、固定するためによく採用されている。一方、このような基礎杭（以下、単純杭）では、それ自体の構造が簡易であることから、これに加わる重量によっては沈降（沈下）しやすく、また、抜けやすいなど、その設置後の耐沈降性、或いは耐引抜性（引き抜き力に対する強度ないしアンカー作用）が低く、固定力が弱いのが難点とされる。とくに、太陽光パネルのように、地面に対して傾斜して設置される平板状の設置物を支持する基礎杭には、同パネルに吹き付けられる風により、その風向次第で、沈降（沈下）力、又は引き抜き力が常時かかることからして、軟弱な地盤では固定力に難点がある。

このような単純杭に代わり、螺旋杭といわれる、パイプ（円管）の外周面に螺旋を設けたネジ様のものも使用されている（例えば、特許文献１、図１参照）。このものは、ネジ構造を有するため、回転させながら地盤中に圧入するものであるから、単純杭に比べれば、埋設後における耐沈降性や耐引抜性の点で優れるが、回転させながらの圧入であるから、特殊な専用機（重機）が必要となるという点での難点がある。

こうした中、特殊な専用機（重機）も要せず、従来の基礎杭と同様、単に、圧入（又は打ち込み）等した後、レンチによるボルト締め作業のみで、耐沈降性や耐引抜性を高められるようにした基礎杭もある（例えば、特許文献２）。この基礎杭は、打込み後、パイプ状の杭本体内において所定の構造で設けられたパイプ壁変形部材を、同本体内に設けられたボルトを回螺工具で回転させることによって上下に圧縮して外側に突き出すように変形させ、その変形を利用して、杭本体をなすパイプ壁を内側から外側に押し広げる第１段階の変形と、この第１段階の変形開始後に、パイプ壁変形部材の変形をさせることなく、杭本体のパイプ壁のみを外側へ変形させることで、その変形を比較的容易に増大する第２段階の変形とが得られるように構成されている。この基礎杭（２段圧縮変形方式の基礎杭）では、土中にあるパイプ壁に外側への変形を段階的に付与することができるので、地盤強度に応じた、耐沈降性や耐引抜性が得られる。

特開２００７−２０５１０８号公報特許第５６３７２８５号公報

上記したような２段圧縮変形方式の基礎杭では、その施工方式よりして、特殊な専用機（重機）も要せず、打ち込み後は、汎用工具であるレンチでのボルト締め（ネジ締め）作業のみで耐沈降性や耐引抜性を高められるというメリットがあるが、その構成が複雑であるといった課題があった。具体的には、この２段圧縮変形方式の基礎杭は、杭本体内に、ボルト挿通部材を上下に設け、この両部材間にボルトを通しておくと共に、この両部材の上下間に、上下に圧縮変形してパイプ壁を外側へ押し広げ得るパイプ壁変形部材を配置しておく一方、ボルトのうち、パイプ壁変形部材と、下のボルト挿通部材との間のネジに、回転しない第１のナット部材を螺合しておき、下のボルト挿通部材の下方のネジ部位にも、同様の第２のナット部材を螺合しておくという構成を有している。このような構成は、ボルトの回転による上下の圧縮力で、杭本体のパイプ壁を、土圧に抗して直接、押し広げることは困難である、との考えに基づいている。すなわち、この構成により、打ち込み後、ボルトを回して、第１のナット部材と上のボルト挿通部材の間で、パイプ壁変形部材を圧縮変形し、その変形を利用してパイプ壁を外側へ第１段階の押し広げをして座屈状に変形させる。続いてボルトを回して、第２のナット部材と上のボルト挿通部材の間で、座屈状の変形が始まっているパイプ壁を直接上下に圧縮することで、外側への第２段階の変形が得られるようにする、というものである。このような２段圧縮変形方式によれば、地盤強度に応じて大きな変形も得られるのであるが、構造が複雑であるという難点があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、構造の複雑化を招くことなく、単純くいと同様に、単に、打ち込むことで埋設を行い得ると共に、その打ち込み後においては、レンチ等の汎用な工具の使用により、簡易に、耐沈降性や耐引抜性にも優れる基礎杭を提供することをその目的とする。

請求項１に記載の本発明は、パイプ状の杭本体部の先端に、先細りパイプ状に形成された先細り部を備えてなる基礎杭であって、
該杭本体部をなす杭本体部材と、該先細り部をなす先細り部材とがそれぞれ別に形成され、
該先細り部材は、先細り状パイプ部位とその先端に設けられた先端部位とを備えていると共に、前記杭本体部材の先端に設けられており、
該先細り状パイプ部位をなす壁は、後端から先方に向かう所定範囲が基礎杭自体の周方向における複数箇所で、先後方向の仮想切断線に沿って複数に分割された分割壁を備えており、
該先細り部材が前記杭本体部材に対し、後方に引き寄せられることによって、相対的に、前記杭本体部材の先端が、前記分割壁のなす該先細り状パイプ部位の内側にその後端又は後端寄り部位から先方に向って押し込まれることになり、
その押し込まれによって該分割壁が受ける外方向き又は先方向きの力により、該分割壁のそれぞれが、後端を自由端として前記杭本体部材の先端における外縁より外側に突出する広がり変形をするように、該先細り部材が前記杭本体部材の先端に設けられており、
しかも、該先細り部材における前記先端部位にはネジ穴が先後に貫通して設けられている一方、
前記杭本体部材は、その先端又は内側に、ボルトの軸部を先後に通す貫通部が設けられたボルト支持部位を備えていると共に、ボルトが、その軸部をこの貫通部に通され、かつ該軸部の雄ネジを、前記先端部位における前記ネジ穴の雌ネジに螺合させられており、該ボルトが、前記杭本体部材の後方から挿入される工具によるネジ締めをされることによって、前記先細り部材を後方へ引き寄せ得るネジ構造で連結してなることを特徴とする。

請求項２に記載の本発明は、パイプ状の杭本体部の先端に、先細りパイプ状に形成された先細り部を備えてなる基礎杭であって、
該杭本体部をなす杭本体部材と、該先細り部をなす先細り部材とがそれぞれ別に形成され、
該先細り部材は、先細り状パイプ部位とその先端に設けられた先端部位とを備えていると共に、前記杭本体部材の先端に設けられており、
該先細り状パイプ部位をなす壁は、外方向き又は先方向きの力を受けることによって、後端から先方に向かう所定範囲が、基礎杭自体の周方向における複数個所で、先後方向の仮想切断線に沿って破断されて複数に分割された分割壁となるように、該仮想切断線に沿って破断容易手段を備えており、
該先細り部材が前記杭本体部材に対し、後方に引き寄せられることによって、相対的に、前記杭本体部材の先端が、前記先細り状パイプ部位の内側にその後端又は後端寄り部位から先方に向って押し込まれることになり、
その押し込まれによって該先細り状パイプ部位をなす壁が外方向き又は先方向きの力を受け、かつ、前記仮想切断線に沿って破断されて複数の分割壁となり、該分割壁のそれぞれが、後端を自由端として前記杭本体部材の先端における外縁より外側に突出する広がり変形をするように、該先細り部材が前記杭本体部材の先端に設けられており、
しかも、該先細り部材における前記先端部位にはネジ穴が先後に貫通して設けられている一方、
前記杭本体部材は、その先端又は内側に、ボルトの軸部を先後に通す貫通部が設けられたボルト支持部位を備えていると共に、ボルトが、その軸部をこの貫通部に通され、かつ該軸部の雄ネジを、前記先端部位における前記ネジ穴の雌ネジに螺合させられており、該ボルトが、前記杭本体部材の後方から挿入される工具によるネジ締めをされることによって、前記先細り部材を後方へ引き寄せ得るネジ構造で連結してなることを特徴とする。

請求項３記載の本発明は、前記杭本体部材は、角パイプ構造を有しており、前記先細り部材における先細り状パイプ部位は、該杭本体部材の先端を基端とする角錐又は角錐台の形状として該杭本体部材の先端に設けられており、該角錐又は角錐台の形状における横断面のコーナ又はコーナ近傍において分割されていることを特徴とする請求項１に記載の基礎杭である。
請求項４に記載の本発明は、前記杭本体部材は、角パイプ構造を有しており、前記先細り部材における先細り状パイプ部位は、該杭本体部材の先端を基端とする角錐又は角錐台の形状として該杭本体部材の先端に設けられており、該角錐又は角錐台の形状における横断面のコーナ又はコーナ近傍に前記破断容易手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の基礎杭である。
請求項５に記載の本発明は、前記ボルトは、前記ボルト支持部位に対する後方への移動が規制されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基礎杭である。

請求項６に記載の本発明は、前記杭本体部材の先端又は先端近傍の先端向き面と、該杭本体部材の外周面とのなす角には、面取りが形成されており、前記先細り部材における該先細り状パイプ部位の後端、又はその後端の内面寄り部位が、この面取りに対して接触又は近接状態に保持されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の基礎杭である。
請求項７に記載の本発明は、前記ネジ締めによる前記先細り部材の後方への引き寄せ量が所定量となったときに、そのネジ締めにおける回転が空転となるように、前記雄ネジのネジ長が所定の長さとされていると共に、該雄ネジに連なる前記軸部における所定の長さ部分の外径が該雄ネジの谷の径以下とされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の基礎杭である。

請求項１又は２に係る本発明の基礎杭においては、上記した構成を有することから、これを地中に埋設するのは、従来のパイプ製の単純杭と同様に打ち込みによって行うことができる。その打ち込み後は、杭本体部材の上方の開口から工具（例えば、電動式インパクトレンチ等のねじ込み工具）を挿入してネジ締め（ボルト締め）をすることによって、前記先細り部材における各分割壁を、前記杭本体部材の先端における外縁より外側に突出する広がり変形をさせることができる。そして、この各分割壁の広がり変形により、耐沈降性や耐引抜性が高められる。本発明の基礎杭は、その構成より明らかなように、上記した２段圧縮変形方式の基礎杭のようにパイプ壁変形部材等のような別途の変形容易化のための構成を要しないことから、構造の複雑化を招くこともなく、耐沈降性や耐引抜性に優れる基礎杭を得ることができる。なお、本発明において、広がり変形における外側への突出量（張り出し量）の大きさは、耐沈降性及び耐引抜性に応じて、適宜に設定される。

そして、本発明の基礎杭において、該先細り状パイプ部位をなす壁は、請求項１に記載の発明のように、あらかじめ、複数に分割された分割壁としておいてもよいが、請求項２に記載の発明のように、外方向き又は先方向きの力を受けることによって、後端から先方に向かう所定範囲が基礎杭自体の周方向における複数個所で、先後方向の仮想切断線に沿って破断されて複数に分割された分割壁となるように、該仮想切断線に沿って破断容易手段を備えているものとしてもよい。請求項２に記載の発明では、地中への打ち込み後のネジ締めにより、破断して分割壁となり、かつ、外側への広がり変形を得ることになる。このため、適宜のネジ締めによるトルクで破断させる得ると共に、広がり変形が得られるように、先細り状パイプ部位の強度等に基づき、破断容易手段を設ければよい。

請求項２の発明における前記破断容易手段は、先細り状パイプ部位をなす壁の強度や肉厚等に基づき、適宜のネジ締めによるトルクで破断させる得ればよく、破断を容易とする壁の強度低下手段である。よって、基礎杭自体の周方向における複数個所で、壁の外周面に縦（先後方向）に延びる溝を切り込んで薄肉部を設けることや、壁の外周面に縦（先後方向）に延びるスリット（先後に長い貫通穴）を設けること、さらには、これらの組合せなどが例示される。また、請求項１の発明のように、該先細り状パイプ部位をなす壁が、後端から先方に向かう所定範囲が基礎杭自体の周方向における複数箇所で、先後方向の仮想切断線に沿って複数に分割された分割壁をなしているものにおいて、隣り合う分割壁同士を、例えばその後端の一か所で、容易に破断できる程度に、すなわち、仮溶接程度で部分的に溶接してあるため、分割壁となっているとはいえないような場合、請求項２の発明に含まれる。

本発明の杭本体部材や先細り部材における先細り状パイプ部位の横断面形状は、限定されるものではないが、方形のものとされるのが普通である。例えば、横断面が先後に一定の角パイプ（横断面略正方形（等辺）の四角パイプ）等の角形鋼管のような、横断面が四角等の角パイプである。そして、請求項３又は４に記載のように、杭本体部材を角パイプ構造を有するものとしたとき、先細り部材における先細り状パイプ部位は、該杭本体部材の先端を基端とする角錐又は角錐台の形状として該杭本体部材の先端に設けるのがよい。この場合には、請求項３又は４に記載のように、横断面のコーナ又はコーナ近傍において、分割されていることとするか、前記破断容易手段を設けるのがよい。広がり変形が容易となるためである。なお、本願において角錐又は角錐台、或いは正方形等の形状については、数学（図学）的意味におけるそれらをいうものではなく、一般、構造物、工業製品において使用される意味におけるそれらを指称する。なお、本発明において、角パイプには、一般構造用角形鋼管の他、その全体、又は部分を例えば、平鋼のような帯状板材（又は板材）から溶接等により組立て形成したものも含まれる。

本発明では、基礎杭の打込み過程においては、前記先細り部材は、その先端が基礎杭の軸方向（先後方向）において後方に押される（上下に圧縮される）。このため、地盤強度が想定以上に高く、先細り状パイプ部位をなす壁の強度が相対的に低い場合には、その打込み過程で、先細り状パイプ部位をなす壁が変形することも考えられる。このため、このような事態を防止するため、請求項５に記載のように、ボルトがボルト支持部位に対し、後方へ移動するのを規制する手段を設けておくとよい。このようにしておけば、その打ち込みにおいて、ボルトの軸部によっても、その打ち込み力（上下の圧縮力）に抗することができるため、その打ち込み過程で、該壁が変形することの防止に効果的なためである。

また、請求項６に記載の発明のように、前記杭本体部材の先端又は先端近傍の先端向き面と外周面とのなす角には、面取りが形成されており、前記先細り部材における該先細り状パイプ部位の後端、又はその後端の内面寄り部位が、この面取りに対して接触又は近接状態に保持されている構成とするのがよい。このようにしておけば、先細り部材の後方への引き寄せにおいて、該先細り状パイプ部位の後端、又はその後端の内面寄り部位が、その面取りにガイドされるため、広がり変形の円滑化が図られる。すなわち、このようにしておけば、分割壁は、その後端側から先方に向かい、その面取りに押し付けられると共に、そこでガイドされて滑るように変形することができるため、変形の円滑化が図られる。

本発明に用いるボルトは、例えば、雄ネジが軸部の全長にわたって形成されている全ネジボルトを用いてもよいが、請求項７に記載の本発明のようにすることで、分割壁の広がり変形が所定量になったときに、そのネジ締めにおける回転を空転とすることができる。これにより、ネジ締め作業者においては、変形させるべき所定の変形量が確保できたことを、その空転の発生により簡易に知ることができるので、作業者による広がり変形量にバラツキのない適切かつ安定した施工が確保される。この雄ネジ長等は、適度の変形が得られるように設定すればよい。なお、外径が該雄ネジの谷の径以下とされる軸部の長さは、雌ネジとの螺合が解除され、空転に必要な長さ（雌ネジの長さ以上）として設定すればよい。

なお、本発明において、「パイプ」又は「パイプ状」とは、液体を外部に漏れなく通すことのできる構造を有するパイプ（管、又は筒）に限られるものではなく、その壁（周壁）に、切れ目や貫通孔が設けられているなどの構成を有するパイプ状のものなど、基礎杭になり得る限り広くパイプ状（中空）の構成を有するもの（中空部材）であればよい。

また、本発明の基礎杭は、杭本体部材を含め、通常、金属製のパイプであり、代表例としては横断面が等辺の薄肉の角パイプ（一般構造用角形鋼管）とするのがコスト面で好ましいといえるが、アルミニウム又はアルミニウム合金製としてもよいなど、その材質は、強度や耐食性に応じて適宜に選択すればよい。ただし、本発明の基礎杭、又はこれをなす杭本体部材、先細り部材は、材質に限られず、上記もしたように、板材から溶接等によりパイプ構造に組立て又は製造されたものでもよいし、このようなパイプ構造のもの（パイプ）と、一般構造用角形鋼管等のパイプとをつないでなる構成としてもよい。

本発明の基礎杭を具体化した実施形態例１（第１実施例）の正面図（立面図）、及びその要部の拡大縦半断面図。図１の基礎杭の要部の全断面図、及び先後方向の各位置における横断面図。Ａは、基礎杭を後端から見た図、Ｂは、基礎杭を先端から見た図。図３において、矢印Ａ方向から見た要部の拡大図（立面を対角方向から見た要部の拡大外観図）。図１の基礎杭を地盤中に打ち込んだ後、ボルトを回転してネジ締めをして、分割壁を変形をさせる途中を説明する要部の拡大縦断面図。ボルトが空転するまでネジ締めをして、分割壁の変形後を説明する要部の拡大縦断面図。図６を先端側から見た図。図１の基礎杭（第１実施例）の変形例を説明する、図４に相当する図（立面を対角方向から見た要部の拡大外観図）。先細り部材の別例を説明する図２のＳ１〜Ｓ３の断面図に相当する位置における断面図。

本発明に係る基礎杭を具体化した実施の形態例１（第１実施例）について、図１〜図７を参照しながら詳細に説明する。本例の基礎杭１００は、先後（図示上下）に横断面が一定の角パイプ（横断面、略正方形の角）状の杭本体部１０の先端１２に、先細りパイプ状に形成された先細り部３０を備えている。ただし、杭本体部１０は、パイプ状の杭本体部材（横断面が、略正方形の角パイプ）１１からなり、先細り部３０は、先細りパイプ状をなす先細り部材３１からなっている。この両者は、本例ではいずれも鋼材からなり、それぞれ別に形成され、詳細は後述するが先細り部材３１の基端（後端）３３は、杭本体部材１１の先端１２の外縁（ないし外縁近傍）１３に当接又は近接するように配置され、両者は詳しくは後述するが、ネジ構造で連結されている。

先細り部材３１は、先細り状パイプ部位３４とその先端に設けられた先端部位３５とを備えている。先細り状パイプ部位３４は、本例では、四角すい（台）形状で、先細りパイプ状に形成されており、その先端３４ｓを閉塞するように、例えば先端部材３５ａが溶接されて先端部位３５をなしている。ただし、後述するが、この先端部位３５には先後に貫通するネジ穴（図示せず）を構成させるため、ナット３５ｎが溶接等により設けられている。この先細り状パイプ部位３４をなす壁（パイプ壁）３４ｗは、その後端（先細り部材３１の後端）３３から先方に向かう所定範囲Ｈｓ（図４参照）が、パイプ（基礎杭自体）の周方向における複数個所で、本例では、図２〜図４に示したように、その横断面における４つのコーナ（又はコーナ近傍）３４ｃで、先後方向の仮想切断線Ｌｋ（図４参照）に沿って分割されて、４つの分割壁３４ｂをなしている。この所定範囲Ｈｓは、先細り状パイプ部位３４をなす壁３４ｗの後端３３から先端３４ｓに向かう中間位置までとしてもよいが、本例では、壁の後端３３から先端まで（先細り状パイプ部位の全長）にわたって分割されている。これにより、四角すい（台）形状をなす先細り状パイプ部位３４は、４つの壁（分割壁）３４ｂにて構成されている。なお、本例では、分割壁３４ｂは、正方形の横断面における対角線上において分割されているが、その分割の仕方はこれに限られるものでない。

本例では先細り状パイプ部位３４を四角すい台状で先細り状をなすものとしているが、先細り状パイプ部位３４は杭本体部材１１の先端１２の外縁１３の四角形（横断面正方形）を基端（後端）とする四角すい台形状で先方に延ばされている。すなわち、先細り部材３１のうち、先端部位３５から後方に延びる４つの分割壁３４ｂの各後端３３における横辺部は、杭本体部材１１の先端１２の外縁１３である正方形の辺部に、それぞれ当接又は近接状となるように配置されている。ただし、杭本体部材１１の先端には、その開口を閉塞するように、その先端（輪郭）と同一形状、寸法とされ、角に角パイプと同様のアールが付けられた方形の板材１４が溶接により固定されて、杭本体部材１１の先端１２をなしている。この板材１４は、後述するように、ボルト５０の軸部５２を通す貫通部（貫通穴）１５が設けられたボルト支持部位１６をなすものであるが、本例では正方形の対辺寸法が、大小、２種の板材からなり、小さい板材１４ａを先端側にして、２枚が同心で各辺が平行となるようにして２枚重ねとされ、溶接されたものである。

そして、このボルト支持部位１６をなす大きい方の板材１４ｂは角パイプの横断面における外寸（対辺寸法）と同じで、小さい方の板材１４ａの外寸は、大きい板材１４ｂの外寸から、分割壁３４ｂの壁厚（肉厚）の約２倍分を引いた大きさとされている。また、本例では、大きい方の板材１４ｂの先端向き面と外周面（杭本体部材１１をなすパイプの外周面１０ａ側）との角（四角の辺部の外縁）には面取り１７が設けられている。そして、先細り部材３１は、この面取り１７の部位に対し、先細り状パイプ部位３４の後端３３又は後端の内寄り部位（本例では各分割壁３４ｂの後端３３又は後端の内寄り部位）が当接又は近接するように配置されている。ただし、本例では先細り状パイプ部位３４の後端（後端面）３３と内周面との角にも面取り３３ｍが設けられており、両者は、互いの面取り１７、３３ｍ同士が当接又は近接するように配置されており、その配置状態において、先端側に位置する板材１４ａの外寸を上記したように小さくしたことで、先細り状パイプ部位３４の後端３３の外縁は、杭本体部材１１の先端の外縁１３と略一致するようにされている。なお、先細り状パイプ部位３４をなす四角すい台形状をなす壁（分割壁）３４ｗは、後端寄り部位が、横断面が比較的急変する勾配壁をなし、それ以外の先端寄り部位が比較的緩やかに変化する勾配壁をなしている。

このような先細り部材３１は、杭本体部材１１に対し、後方（図１上方）に引き寄せられることによって、相対的に、この杭本体部材１１の先端が、分割壁３４ｂのなす先細り状パイプ部位３４の内側にその後端３３又は後端寄り部位から先方に向って押し込まれるように構成されている。すなわち、その押し込まれによって、先細り状パイプ部位３４をなす４つの分割壁３４ｂが、その後端３３又は後端寄り部位から先方に向い、杭本体部材１１の先端における外縁１３の面取り（又は外縁近傍）１７に押し付けられて、図５、図６に示したように、外方向き又は先方向きの力（外力）Ｆ１，Ｆ２を受け、そして、分割壁３４ｂのそれぞれがその後端３３を自由端として杭本体部材１１の先端における外縁１３より外側に突出する広がり変形（塑性変形）をするように構成されている。次に、この先細り部材３１の後方への引き寄せ手段について説明する。

上記もしたが、先細り部材３１における先端部位３５の中央には、後述するボルト５０の軸部５２の雄ネジ５３が螺合する雌ネジ（図示せず）を有するナット３５ｎが設けられている。この雌ネジからなるネジ穴（図示せず）は先後に貫通して設けられていればよく、先端部位３５をなす先端部材３５ａ自体に設けてもよいが、本例では、先端部位３５をなす先端部材３５ａの中央にボルト５０の軸部５２が通る貫通穴３５ｋが設けられていると共に、先端部材３５ａの先端向き面に、ネジ穴（雌ネジ）を有するナット３５ｎが溶接によって固定されており、このナット３５ｎを含めて先端部位３５をなしている。

また、上記もしたように、杭本体部材１１の先端には板材からなるボルト支持部位１６が設けられており、その中央には、ボルト５０の軸部５２を先後に通す貫通部（貫通穴）１５が設けられている。そして、この貫通部１５には、ボルト（例えば、六角ボルト）５０の軸部５２が後方から通されている。そして、貫通部１５より先方に突出する軸部５２に形成されている雄ネジ５３を、先端部位３５におけるナット３５ｎの雌ネジに螺合させている。なお、このボルト５０は、その頭部（頭部の先方向き面）５１を、ボルト支持部位１６における後方向き面（貫通部１５の後端の周縁）に、適当なスリップ用のワッシヤ６１を介在させ、係合状となる設定とされている。そして、ボルト５０の頭部５１が、このように係合状とされているときにおいて、分割壁３４ｂの後端３３又は後端の内面寄り部位が、上記したように杭本体部材１１の先端の外縁１３の面取り１７、又はその外縁近傍に当接又は近接するように、先細り部材３１が杭本体部材１１の先端１２に配置されている。これにより、先細り部材３１は、ボルト５０のネジ締めにより杭本体部材１１の後方へ引き寄せ得るネジ構造で連結されている。なお、本例ではこの連結状態で、ボルト５０の軸部５２の先端が、ナット３５ｎの先端から適量突出されるように、その軸部５２の長さが設定されており、その軸部５２の先端５４は先細り状に尖らされている。

なお、本例では、ボルト５０の軸部５２の、ボルト支持部位１６の先端向き面側に突出している部位の雄ネジ５３の部位に、ボルト支持部位１６の先端向き面と、微小な空隙を保持するようにして、上記ナット３５ｎと同様の別のナット６３が螺合され、例えば、移動しないよう螺合面（ナット６３の雌ネジの表面）に接着剤を塗布する等して雄ネジ５３に固定されている。このナット６３によりその後方向き面がボルト支持部位１６の先端向き面に構造的に係合するようにされているため、ボルト５０は、ボルト支持部位１６に対して後方へ移動するのが止められている。すなわち、このようにボルト５０の後方移動防止手段を設けておくことで、基礎杭１００の地盤中への打込みにおいて、地盤強度が想定以上に高く、先細り状パイプ部位３４をなす壁３４ｗの強度が相対的に低い場合であっても、その打込み過程で、先細り状パイプ部位３４をなす壁３４ｗが変形することを防止できる。すなわち、ボルト５０の軸部５２によっても、その打ち込み力（上下の圧縮力）に抗することができるため、その打ち込み過程で、壁３４ｗが変形することが防止される。

このようにボルト５０の後方移動防止手段（ナット６３）を設ける場合、ボルト５０の回転を容易とするため、そのナット６３とボルト支持部位１６の先端向き面との間にもスリップ用のワッシヤ６２を介在させておくのがよい。なお、ボルト５０の後方移動防止手段は、ボルト５０がボルト支持部位１６に対して後方へ移動するのが止められればよく、上記のようなナット６３でなく、例えば、ボルト５０の軸部５２にピンを打ち込む等して構造的にその移動が止められるように係合部材を設けておくこととしてもよい。また、このようなナット６３等の後方移動防止手段の有無にかかわらず、ボルト５０をネジ穴（ナット３５ｎ）にねじ込んでなるその配置状態（基礎杭の組み立て状態、すなわち、ネジ締め前の状態）において、ボルト５０の頭部５１の先方向き面と、ボルト支持部位１６における後方向き面との間には、適度の遊び（空隙）を設けておくのがよい。

ボルト５０は、その軸部５２の全長にわたって雄ネジ５３が形成されている全ネジボルト５０をそのまま用いてもよいが、本例では、ネジ締めによる先細り部材３１の後方への引き寄せ量が所定量となったときに、そのネジ締めにおける回転が空転となるように、雄ネジ５３のネジ長（先端からのネジ長）を所定の長さＬ１とすると共に、雄ネジ５３に連なる軸部（雄ネジに連なるその後方の軸部）５６の外径を、所定の長さ部分Ｌ２の雄ネジ５３の谷の径以下と細くしている。すなわち、外径が雄ネジ５３の谷の径以下とされる軸部５６の長さ部分Ｌ２は、雌ネジ（ナット３５ｎ）との螺合が解除され、空転が得られる必要な長さとして設定されており、ナット３５ｎの高さより大きくされている。

このような本例基礎杭１００においては、上記の構成に基づき、ボルト５０が、杭本体部材１１の後方から挿入される工具（図示せず）によるネジ締めをされることによって、先細り部材３１は杭本体部材１１の後方へ引き寄せられる。この引き寄せられによって、相対的に、杭本体部材１１の先端１２が、分割壁３４ｂのなす先細り状パイプ部位３４の内側にその後端３３又は後端寄り部位から先方に向って押し込まれることになる。すなわち、この引き寄せによるその押し込まれによって、先細り部材３１における先細り状パイプ部位３４の壁３４ｗ、すなわち、各分割壁３４ｂは、その後端３３又は後端の内寄り部位が、杭本体部材１１の先端面と外周面（パイプの外周面）１０ａとの角（四角の辺部の外縁１３）に設けられた面取り１７に押し付けられ、外方向き又は先方向きの力（分力）Ｆ１，Ｆ２を受ける（図５、図６参照）。そして、その力（外力）により、分割壁３４ｂのそれぞれが後端３３を自由端として杭本体部材１１の先端における外縁１３より外側に突出する広がり変形をすることになる。なお、本例ではボルト支持部位１６を杭本体部材１１の先端に設けた場合で説明したが、このようなボルト支持部位１６は、長いボルトが必要となるものの、その先端よりも後方（例えば先端寄り部位）の杭本体部材１１の内側に設けてもよい。

上記したことから明らかなように、本例の基礎杭１００においては、これを地中に埋設するのは、従来のパイプ製の単純杭と同様に打ち込みによって行うことができる。そして、その打ち込み後は、杭本体部材１１の上方の開口から工具（例えば、電動式インパクトレンチ等のねじ込み工具）を挿入し、それによるネジ締めをすることによって、先細り部材３１における先細り状パイプ部位３４をなす壁３４ｗ、すなわち、その周方向において複数に分割されている各分割壁３４ｂを、杭本体部材１１の先端１２における外縁１３より外側に突出する広がり変形をさせることができる（図５、図６、図７参照）。そして、この各分割壁３４ｂの広がり変形により、耐沈降性や耐引抜性が高められる。このように、本例基礎杭１００は、その構成より明らかなように、構造の複雑化を招くこともなく、耐沈降性や耐引抜性に優れる基礎杭１００となすことができる。なお、ネジ締めの量は、分割壁３４ｂに所望とする広がり変形が得られるように、適宜に設定すればよいが、本例では、雄ネジ５３に連なるその後方における軸部５６の外径を所定の長さ部分Ｌ２にわたり雄ネジ５３の谷の径以下としているため、先端からの雄ネジの長さＬ１について最大限、ネジ締めをすることで、そのネジ締めにおける回転が空転となる。これにより、本例では、分割壁３４ｂの広がり変形が所定量になったときに、ネジ締め作業者においては、変形させるべき所定の変形量が確保できたことを、その空転の発生により簡易に知ることができる。結果、作業者による広がり変形量にバラツキのない適切かつ安定した施工が確保される。なお、その雄ネジ５３の長さＬ１等は、適度の広がり変形が得られるように設定すればよい。

そして、本例では、先細り部材３１の後方へ引き寄せにおいて、先細り状パイプ部位３４をなす壁３４ｗが、その後端３３又は後端寄り部位から先方に向い、杭本体部材１１の先端（部位）１２における外縁１３又は外縁近傍に押し付けられる際、上記面取り１７の形成等により、分割壁３４ｂの広がり変形（塑性変形）の円滑化が図られる。もっとも、本発明では、引き寄せにおいて、相対的に、杭本体部材１１の先端が、分割壁３４ｂのなす先細り状パイプ部位３４の内側に先方に向って押し込まれ、それによって、その後端３３を自由端として杭本体部材１１の先端における外縁より外側に突出する広がり変形が得られればよい。このため、面取り１７がなくとも、例えば、先細り状パイプ部位３４をなす壁３４ｗの後端が、予め（基礎杭１００の組み立て状態において）、杭本体部材１１の先端における外縁１３の外側に位置するように設定しておいてもよい。

また、本例では、上記したようにボルト５０の後方移動防止手段が設けられているから、基礎杭１００の地盤中への打込みにおいて、地盤強度が想定以上に高く、先細り状パイプ部位３４をなす壁３４ｗの強度が相対的に低い場合であっても、その打込み過程で、先細り状パイプ部位３４をなす壁３４ｗが変形することを防止できる。すなわち、ボルト５０の軸部５２によっても、その打ち込み力（上下の圧縮力）に抗することができるため、その打ち込み過程で、壁３４ｗが変形することを防止できるので、その分、先細り状パイプ部位３４の壁を薄肉とすることができるため、ネジ締めの容易化が図られる。

次に、本発明の基礎杭を具体化した別例について図８に基づいて説明する。ただし、上記例の基礎杭１００が、先細り状パイプ部位３４をなす壁３４ｗを、あらかじめ複数に分割された分割壁３４ｂとしたものであるのに対し、本例の基礎杭２００においては、先細り状パイプ部位３４をなす壁３４ｗは、あらかじめ複数に分割された分割壁とされているものではなく、上記したような、外方向き又は先方向きの力Ｆ１，Ｆ２を受けることによって、後端３３から先方に向かう所定範囲が基礎杭２００自体の周方向における複数個所で、先後方向の仮想切断線に沿って破断されて複数に分割された分割壁となるように、該仮想切断線に沿って破断容易手段を備えているものとした点においてのみ相違するだけで、この相違点以外については上記例と同じである。このため、上記例と同一又は対応する部位には同一の符号を付すに止め、その相違点のみ説明する。

すなわち、本例では、先細り状パイプ部位３４をなす壁３４ｗを、外方向き又は先方向きの外力Ｆ１，Ｆ２を受けることによって、後端３３から先方に向かう所定範囲（本例では壁３４ｗの全長）が基礎杭２００自体の周方向における複数個所（本例では、横断面方形のコーナ又はコーナ近傍）で、先後方向の仮想切断線に沿って破断されて複数に分割された分割壁となるように、該仮想切断線に沿って破断容易手段を備えてなるものとしたものである。ここに、破断容易手段として、本例では、先細り状パイプ部位３４をなす壁３４ｗにおける後端３３部分において一部（部分）Ｐ１のみが、周方向に連なる環状（方形環状）の壁となるようにしておく一方で、横断面方形の４つのコーナ３４ｃ又はコーナ近傍で、先後方向の仮想切断線に沿って、その後端３３部分の一部の部分Ｐ１を除いて、先後方向（縦に）延びるスリット（切れ目）Ｓを設けたものである。すなわち、前例における隣り合う分割壁３４ｂを、その後端３３において４箇所が部分的に連結したものといえ、連結している一部の部分（連結部分）Ｐ１が極小さければ、実質的に分割壁といえるものである。

本例では、先細り部材３１が杭本体部材１１に対し、後方に引き寄せられることによって、相対的に、杭本体部材１１の先端が、先細り状パイプ部位３４の内側にその後端３３又は後端寄り部位から先方に向って押し込まれることになり、その押し込まれによって先細り状パイプ部位３４をなす壁３４ｗが外方向き又は先方向きの力を受け、かつ、周方向らおける仮想切断線に沿って設けられたスリット（破断容易手段）Ｓの位置において、後端の連結部分Ｐ１が破断されて複数の分割壁となる。そして、分割壁のそれぞれが、後端３３を自由端として杭本体部材１１の先端における外縁１３より外側に突出する広がり変形をする。

本例では、あらかじめ、壁３４ｗの後端３３から先方に向かう所定範囲部分が切り込まれて分断されているわけではないから、基礎杭２００としての組み立てやその運搬過程、或いは、地盤中への打込み過程等で受ける外力により、意図しないのに、壁３４ｗが変形を起こしてしまう等の問題を解消できる。なお、壁３４ｗの後端３３での周方向のつながり部分は、地中への打ち込み後のネジ締めにより、分割壁３４ｂとして外側への広がり変形が得られるように、適度の力（ネジ締めトルク）で破断されるような低強度に設定しておけばよい。これより、理解されるが、本例では、図１の基礎杭ように、あらかじめ分割壁とされているものにおいて、その隣り合う分割壁３４ｂ同士の後端３３部分を、適度の外力で破断されるように仮止め的に溶接めしておくこととしても具体化できる。また、破断容易手段は、先細り状パイプ部位３４をなす壁３４ｗにおける横断面方形のコーナ３４ｃ又はコーナ近傍で、先後方向の仮想切断線に沿って、その壁３４ｗの外周面（又は内周面）に、先後方向に沿って延びる溝としておき、その溝底の壁の肉厚を微小としておいてもよい。ネジ締めで、その溝底において周方向に分断できればよいためであり、したがって、このような溝とスリットとを先後に組み合わせてもよい。

なお、上記各例におけるような横断面角パイプ構造の先細り部材３１において、壁３４ｗを基礎杭自体の周方向において分割する場合や、前記例におけるような破断容易手段（スリット等）を設ける場合、上記例では、横断面において線対称で、分割、又は破断容易手段（スリット等）を設け多場合を例示したが、これらに限定されることなく、適宜に変更して具体化できる。例えば、図９に示したように、横断面において点対照的に、分割して分割壁とし、又は破断容易手段（スリットＳ）を設けることとしてもよい。なお、図９では、コーナ３４ｃの近傍での配置となっている。

なお、上記各例では、杭本体部材１１は角パイプ構造とし、先細り部材３１における先細り状パイプ部位３４は、杭本体部材１１の先端を基端とする角錐又は角錐台の形状として、杭本体部材１１の先端に設けられているものとして具体化したが、横断面は、方形に限られず、その他の多角形としてもよいし、円形としてもよいなど、限定されるものでない。多角形として、周方向におけるそのコーナで分割されるようにする場合には、角数が多いほど多い分割壁とすることができる。また、横断面が円形となるような杭本体部材１１とし、先細り部材３１を円錐又は円錐台形状としてもよい。本発明の基礎杭は、これを地盤中に打ち込んだ後は、杭本体部材及び先細り部材は地盤中において土圧で拘束される。そして、これらの横断面が、四角等の角構造であれば、ネジ締めにおいても、先細り部材が、杭本体部材に対してその軸回りに回転する、いわゆる供回りを生じることは、通常はない。しかし、このような供回りをするような場合には、そのネジ締めにおいて、先細り部材が、杭本体部材に対してその軸回りに回転しない回り止め構造を設ければよい。

また、本発明は、上記各実施例において例示したものに限定されるものではない。杭本体部内に後端側（後方）の開口から挿入される工具によるネジ締めによって、先細り部材を後方へ引き寄せることができ、分割壁として外側への広がり変形をさせることができればよい。なお、先細り部材をなす先細り状パイプ部位の先細り具合（テーパ）や、その径（対辺寸法や太さ）、壁の肉厚、長さ等の仕様は、基礎杭として支持すべき架台等の重量や使用される地盤の強度等に応じて適宜に選択すればよい。

１０杭本体部
１０ａ杭本体部の外周面（パイプの外周面）
１１杭本体部材
１２杭本体部材の先端
１３杭本体部材の先端における外縁
１５貫通部
１６ボルト支持部位
１７面取り
３０先細り部
３１先細り部材
３３壁（分割壁）の後端
３４先細り状パイプ部位
３４ｓ先細り状パイプ部位の先端
３４ｗ先細り状パイプ部位をなす壁
３４ｂ分割壁
３４ｃ横断面のコーナ
３５先端部位
３５ａ先端部材
３５ｎナット（先端部位のネジ穴）
５０ボルト
５３軸部の雄ネジ
５２ボルトの軸部
１００基礎杭
Ｈｓ所定範囲
Ｌｋ仮想切断線
Ｆ１外方向きの力
Ｆ２先方向きの力
Ｓスリット（破断容易手段）
Ｌ１雄ネジのネジ長
Ｌ２雄ネジに連なる軸部における所定の長さ

Claims

パイプ状の杭本体部の先端に、先細りパイプ状に形成された先細り部を備えてなる基礎杭であって、
該杭本体部をなす杭本体部材と、該先細り部をなす先細り部材とがそれぞれ別に形成され、
該先細り部材は、先細り状パイプ部位とその先端に設けられた先端部位とを備えていると共に、前記杭本体部材の先端に設けられており、
該先細り状パイプ部位をなす壁は、後端から先方に向かう所定範囲が基礎杭自体の周方向における複数箇所で、先後方向の仮想切断線に沿って複数に分割された分割壁を備えており、
該先細り部材が前記杭本体部材に対し、後方に引き寄せられることによって、相対的に、前記杭本体部材の先端が、前記分割壁のなす該先細り状パイプ部位の内側にその後端又は後端寄り部位から先方に向って押し込まれることになり、
その押し込まれによって該分割壁が受ける外方向き又は先方向きの力により、該分割壁のそれぞれが、後端を自由端として前記杭本体部材の先端における外縁より外側に突出する広がり変形をするように、該先細り部材が前記杭本体部材の先端に設けられており、
しかも、該先細り部材における前記先端部位にはネジ穴が先後に貫通して設けられている一方、
前記杭本体部材は、その先端又は内側に、ボルトの軸部を先後に通す貫通部が設けられたボルト支持部位を備えていると共に、ボルトが、その軸部をこの貫通部に通され、かつ該軸部の雄ネジを、前記先端部位における前記ネジ穴の雌ネジに螺合させられており、該ボルトが、前記杭本体部材の後方から挿入される工具によるネジ締めをされることによって、前記先細り部材を後方へ引き寄せ得るネジ構造で連結してなることを特徴とする基礎杭。
パイプ状の杭本体部の先端に、先細りパイプ状に形成された先細り部を備えてなる基礎杭であって、
該杭本体部をなす杭本体部材と、該先細り部をなす先細り部材とがそれぞれ別に形成され、
該先細り部材は、先細り状パイプ部位とその先端に設けられた先端部位とを備えていると共に、前記杭本体部材の先端に設けられており、
該先細り状パイプ部位をなす壁は、外方向き又は先方向きの力を受けることによって、後端から先方に向かう所定範囲が、基礎杭自体の周方向における複数個所で、先後方向の仮想切断線に沿って破断されて複数に分割された分割壁となるように、該仮想切断線に沿って破断容易手段を備えており、
該先細り部材が前記杭本体部材に対し、後方に引き寄せられることによって、相対的に、前記杭本体部材の先端が、前記先細り状パイプ部位の内側にその後端又は後端寄り部位から先方に向って押し込まれることになり、
その押し込まれによって該先細り状パイプ部位をなす壁が外方向き又は先方向きの力を受け、かつ、前記仮想切断線に沿って破断されて複数の分割壁となり、該分割壁のそれぞれが、後端を自由端として前記杭本体部材の先端における外縁より外側に突出する広がり変形をするように、該先細り部材が前記杭本体部材の先端に設けられており、
しかも、該先細り部材における前記先端部位にはネジ穴が先後に貫通して設けられている一方、
前記杭本体部材は、その先端又は内側に、ボルトの軸部を先後に通す貫通部が設けられたボルト支持部位を備えていると共に、ボルトが、その軸部をこの貫通部に通され、かつ該軸部の雄ネジを、前記先端部位における前記ネジ穴の雌ネジに螺合させられており、該ボルトが、前記杭本体部材の後方から挿入される工具によるネジ締めをされることによって、前記先細り部材を後方へ引き寄せ得るネジ構造で連結してなることを特徴とする基礎杭。
前記杭本体部材は、角パイプ構造を有しており、前記先細り部材における先細り状パイプ部位は、該杭本体部材の先端を基端とする角錐又は角錐台の形状として該杭本体部材の先端に設けられており、該角錐又は角錐台の形状における横断面のコーナ又はコーナ近傍において分割されていることを特徴とする請求項１に記載の基礎杭。
前記杭本体部材は、角パイプ構造を有しており、前記先細り部材における先細り状パイプ部位は、該杭本体部材の先端を基端とする角錐又は角錐台の形状として該杭本体部材の先端に設けられており、該角錐又は角錐台の形状における横断面のコーナ又はコーナ近傍に前記破断容易手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の基礎杭。
前記ボルトは、前記ボルト支持部位に対する後方への移動が規制されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基礎杭。
前記杭本体部材の先端又は先端近傍の先端向き面と、該杭本体部材の外周面とのなす角には、面取りが形成されており、前記先細り部材における該先細り状パイプ部位の後端、又はその後端の内面寄り部位が、この面取りに対して接触又は近接状態に保持されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の基礎杭。
前記ネジ締めによる前記先細り部材の後方への引き寄せ量が所定量となったときに、そのネジ締めにおける回転が空転となるように、前記雄ネジのネジ長が所定の長さとされていると共に、該雄ネジに連なる前記軸部における所定の長さ部分の外径が該雄ネジの谷の径以下とされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の基礎杭。