CN103339325B - 钢管桩以及钢管桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供如下一种钢管桩以及钢管桩的施工方法：在叶片前端边缘（3A）的掘进方向上的后方一侧形成有前端背面部（5），因此，在将钢管桩（1）旋转压入地基中时，能够利用前端背面部（5）克服以叶片前端边缘（3A）为中心的旋转力矩，从而防止钢管桩（1）的偏心，确保其直线性，并能够将钢管桩（1）贯入地基中。另外，在叶片前端边缘（3A）的掘进方向上前方一侧形成有倾斜开口部（4），因此，伴随着钢管桩对地基的旋转压入，能够顺利地将所挖掘出来的土从倾斜开口部（4）收进钢管主体（2）内部，从而能够抑制伴随着掘进而产生的地基阻力，而且，将收进钢管主体（2）中的土推向钢管主体（2）的上方，从而能够减少因管内堵塞所引起的贯入阻力的增加。

Description

钢管桩以及钢管桩施工方法

技术领域

本发明涉及一种钢管桩以及钢管桩施工方法，具体来讲，本发明涉及如下一种钢管桩：所述钢管桩具有：圆筒状且细长的钢管主体；螺旋状叶片，其固定设置在该钢管桩主体的外周面上，并且至少是从前端部起始的具有规定高度范围的外周面，另外，本发明还涉及一种通过旋转压入使上述钢管桩贯入地基中的钢管桩施工方法。

背景技术

在现有技术中，有人提出如下一种钢管桩：其在钢管外周面上具有螺旋状突起，并通过旋转压入而将钢管桩贯入地基中。（例如，参照专利文献1）。

在上述钢管桩中，钢管前端被斜切，斜切角为10°～50°，从而形成截断部，通过形成这样的截断部从而提高钢管桩的前端对地基的挖掘性能，抑制其受到的贯入阻力，有助于提高钢管桩的施工效率。

专利文献1：日本实用新型专利公报实开平4-41526号

在专利文献1所记载的现有钢管桩中，由于螺旋状突起的突出尺寸小，因而该突起对地基的掘进性能并不是很高，因此，即使在钢管桩上设置前端倾斜部，对钢管桩的施工效率的提高也是有限的。另外，人们已知有一种钢管桩在钢管外周面上固定有螺旋状叶片，采用该钢管桩，通过将叶片贯入地基并使其掘进，从而能够提高钢管桩的贯入性能，进一步有助于提高其施工效率。但是会出现如下问题：由于叶片受到来自地基的阻力，因而导致钢管桩以叶片为中心而发生旋转（引起偏心），特别是在贯入初期阶段难以确保钢管桩的直线前进性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是，提供一种能够确保贯入时的直线前进性并且提高贯入性能从而提高施工效率的钢管桩以及使用该钢管桩的钢管桩施工方法。

本发明的钢管桩具有：钢管主体，其呈细长圆筒状且前端敞口；螺旋状的叶片，其固定在所述钢管主体的由前端部起始的具有规定高度范围的外周面上，所述钢管桩通过旋转压入被贯入地基中。在所述钢管主体的前端部上形成有：倾斜开口部，其由所述钢管主体的前端缘向着径向方向上的一侧向上方倾斜对所述钢管主体进行切断而形成；前端背面部，其相对于所述倾斜开口部位于前端缘在径向方向上的另一侧，是对所述钢管主体进行切断后形成所述倾斜开口部后所存留在所述钢管主体上的部分。所述叶片具有：叶片前端缘，其与所述钢管主体的前端部外周面相交并向外侧延伸；叶片主体部，其与所述叶片前端缘相连并沿着周向单向朝上方延伸。所述前端背面部位于与连接所述叶片前端边缘上的一点和所述钢管主体的中心的直线大致垂直的方向上，相对于所述叶片前端边缘靠近所述叶片主体部的一侧。

根据上述本发明，前端背面部形成在与连接叶片前端边缘与钢管主体的中心的直线大致垂直的方向上，且相对于叶片前端边缘设置在所述叶片主体部一侧，即，在叶片掘进地基中时，对于最先贯入地基的叶片前端边缘而言，前端背面部位于钢管桩的旋转方向的后方一侧。因此，在将钢管桩旋转压入地基中时，叶片前端缘与地基抵接而受到地基的阻力，当受到旋转力矩作用时，钢管桩要以叶片前端缘为中心进行旋转，此时，前端背面部受到方向与上述旋转力矩相反的反作用力作用，从而能够防止钢管桩的偏心，能够在确保其直线前进性的同时将钢管桩贯入地基中。另外，在径向上，在相反于前端背面部的一侧设有倾斜开口部，即，对于叶片前端缘而言，倾斜开口部设置在钢管桩旋转方向的前方一侧上，因而伴随着钢管桩对地基的旋转压入，能够顺利地将所挖掘出来的土从倾斜开口部收进钢管主体内部，从而能够抑制伴随着掘进而产生的地基阻力，另外，将收进钢管主体中的土推向钢管主体的上方，因而能够减少因管内堵塞而引起的贯入阻力的增加。

此时，在本发明的钢管桩中，优选所述钢管桩主体的前端缘的为形成所述倾斜开口部而被切掉的部分，其范围超过所述钢管主体的前端缘的半个区域以上。

还有，优选倾斜开口部的上端部，位于由所述钢管主体的前端缘起始，1倍以上3倍以下该钢管主体直径的位置。

根据上述结构，所述钢管桩主体的前端缘的为形成所述倾斜开口部而被切掉的部分，其范围超过所述钢管主体的前端缘的半个区域以上，因而能够形成锐利的钢管主体的前端，提高了钢管桩贯入地基时的贯入性，另外，通过使倾斜开口部的上端部设置在到前端缘的距离大于钢管桩的直径的位置，从而能够确保倾斜开口的开口面积，提高对所挖掘的土的收进性能。因此，能够提高钢管桩的贯入性，抑制贯入阻力，从而有助于提高钢管桩的施工效率。

还有，在本发明的钢管桩中，优选在所述前端背面部，由所述叶片前端边缘的下端到所述前端缘的长度设定为所述叶片宽度尺寸的0.5倍以上。

根据上述结构，确保叶片前端边缘下端到前端背面部的长度尺寸在规定长度以上，因而能进一步提高钢管桩贯入地基时的贯入性，提高其直线前进性。

另外，本发明的钢管桩施工方法为使用上述任意一种钢管桩的施工方法，其中，在将所述钢管桩的前端背面部插入地基来定位之后，使所述钢管主体旋转，由所述叶片掘进使钢管桩贯入地基中。

根据上述本发明，将所述钢管桩的前端背面部插入地基来定位之后，使所述钢管主体旋转，由所述叶片进行掘进，此时，能够通过上述前端背面部受到的阻力来抑制整个钢管桩的以叶片前端缘为中心的旋转，因此，定位后的钢管桩心不会发生偏心，从而能够将钢管桩贯入规定位置，另外，能够通过叶片的掘进来提高钢管桩的贯入性能，从而提高其施工效率。

采用上述本发明的钢管桩以及钢管桩的施工方法，通过螺旋状叶片掘进地基，并且，形成锐利的钢管主体的前端部来提高钢管桩的贯入性能，另外，通过从倾斜开口部收进所挖掘的土，从而能够抑制贯入阻力，而且，对于由叶片受到的来自于地基的阻力造成的钢管桩的旋转，通过前端背面部受到的的阻力形成反作用力，从而能够抑制整个钢管桩的以叶片前端缘为中心的旋转（偏心），确保其直线前进性，提高钢管桩的施工效率。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的钢管桩的前端部的侧视图。

图2是表示钢管桩的前端形状与图1所不同的本发明实施方式的钢管桩的侧视图。

图3是表示所述钢管桩的立体图。

图4是说明所述钢管桩的作用的图。

图5是说明所述钢管桩的作用的图。

具体实施方式

下面，根据附图说明本发明的一个实施方式。

在图1中，钢管桩1具有：钢管主体2，其沿轴向X形成为细长圆筒状且前端敞口；螺旋状叶片3，其从该钢管主体2的前端部起，固定在具有规定高度范围的外周面2A上。利用适当的旋转压入装置保持作为轴向X上端的桩头部，在使其旋转的同时将其向下方推压，从而通过叶片3获得掘进力，使所述钢管桩1贯入地基中。在钢管主体2的前端部上形成有：倾斜开口部4，其通过朝前端缘2B的径向上的一侧（图1中的左侧）向上方倾斜截断钢管主体2而形成；前端背面部5，其相对于倾斜开口部4而言，位于前端缘2B的径向上的另一侧（图1中的右侧），是形成倾斜开口部4后钢管主体2的周面所存留下来的部分。叶片3具有：叶片前端缘3A，其与钢管主体2的前端部外周面2A相交并向外侧延伸；叶片主体部3B，其与该叶片前端边缘3A相连并朝周向一侧向上方延伸，即，从钢管主体2的前端一侧来看，叶片3朝桩头一侧形成为顺时针旋转（右旋）的螺旋状。

在图1中，倾斜开口部4的前端（下端）位于钢管主体2的前端缘2B上，并且在直径方向上该倾斜开口部4的前端到钢管主体2的外周面（的延长线）的距离L1在钢管主体2的直径D的一半以上（L1≥D/2），即，钢管主体2的前端缘的为了形成倾斜开口部4而被切掉的部分占该前端缘的一半以上；另一方面，倾斜开口部4的上端在轴向上到前端缘2B的距离L2为直径D的1倍以上（L2≥D）。另外，从叶片前端缘3A的下端到前端背面部5的前端部（下端部）的距离L3被设定为叶片3宽度尺寸B的0.5倍（L3≥D/2）以上。另外，各距离L1、L2并不局限于图1所示的例子，距离L1为直径D的0.5倍以上1倍以下（D/2≤L1≤D）即可，距离L2为直径D的1倍以上3倍以下（D≤L2≤3D）即可，例如，钢管桩1可以为图2所示的方式。在图2所示的钢管桩1中，倾斜开口部4的前端设置在距离L1为钢管主体2的直径D大约1倍（L1=D）的位置处，倾斜开口部4的上端设置在前端缘部2B的上方且到该前端缘部2B的距离为直径D的大约2倍（L2=2D）的位置处。

如图3所示，倾斜开口部4设置在叶片前端缘3A的掘进方向（旋转前进方向）上的前方一侧（掘进方向上的一侧）上，隔着钢管主体2的中心（X轴的位置），在该倾斜开口部4的相反一侧（掘进方向上的另一侧、掘进方向上的后方一侧）形成前端背面部5。具体来讲，如图4所示，直线A1与直线A2垂直相交，该直线A1连接叶片前端缘3A的基端部O1和钢管主体2的中心，该直线A2穿过钢管主体2的中心，直线A2的由钢管主体2的中心向叶片主体部3B一侧延伸的部分与钢管主体2相交的位置为P1，该相交位置P1被前端背面部5包含（即该位置P1位于前端背面部5中）。还有，如图5所示，直线A3与直线A4垂直相交，该直线A3连接叶片前端边缘3A的外端部O2和钢管主体2的中心，该直线A4穿过钢管主体2的中心，该直线A4的由钢管主体2的中心向叶片主体部3B一侧延伸的部分与钢管主体2相交的位置为P2，该相交位置P2位于前端背面部5内。即，从叶片前端边缘3A内的任意一个位置开始连接钢管主体2的中心形成直线，前端背面部5形成在叶片主体部3B中与该直线垂直相交方向上的一侧位置（掘进方向上的后方一侧）。

采用上述钢管桩1，在将其旋转压入地基时，来自地基的挖掘阻力作用于叶片前端边缘3A而要使整个钢管桩1产生旋转移动（偏心），但是，通过前端背面部5与地基的抵接而产生反作用力，从而能够防止钢管桩偏心。具体来讲，如图4所示，整个钢管桩1受到旋转力矩而要以叶片前端边缘3A的基端部O1为中心按箭头所示方向旋转时，由于在直线A2上即在旋转方向上的前方一侧存在前端背面部5，因而地基对前端背面部5产生推压力，该推压力形成旋转移动的阻力，从而能够抑制整个钢管桩1的偏心。另外，如图5所示，即使在整个钢管桩1受到以叶片前端边缘3A的外端部O2为中心的旋转力矩作用时，也能够由存在于直线A4上即存在于钢管桩1旋转方向上的前方一侧的前端背面部5受到的反作用力抑制整个钢管桩1的偏心。即，无论钢管桩1受到以叶片前端边缘3A的哪个位置为中心的旋转力矩作用时，由于形成有包含位置P1、P2在内的前端背面部5，因而，能够产生对旋转移动的阻力，能够有效地防止整个钢管桩1的偏心。

另外，在使用钢管桩1进行施工时，首先，从桩头一侧用锤子捶打钢管桩1，或者用旋转压入装置将钢管桩1向下方推压，使前端背面部5的前端插入地基中来定位，接着，开始旋转钢管桩1。然后，由叶片3掘进地基，同时，对应于叶片3的掘进距离钢管桩1向下方贯入相应的距离，从而使钢管桩贯入地基中。在使上述钢管桩1贯入地基中时，由于倾斜开口部4位于叶片前端边缘3A的掘进方向上的前方一侧，因而能够容易地将所挖掘出来的土从倾斜部开口4收进钢管主体2内部，另外，进入钢管主体2内部的土被推向钢管主体2的上方，从而能够防止管内堵塞。即，倾斜开口部4在从钢管主体2的前端边缘2B到距离为L2的位置敞口，因而能使由倾斜开口部4所能收进的土方体积（所能收进的土方量）大于由因压入而引起的钢管桩1的下沉量和钢管主体2的内部截面面积所决定的土方体积（需要收进的土方量）。因此，将因叶片3的挖掘而松动的土收进钢管主体2内部，能够在不用压紧该土的状态下，将其推向钢管主体2的上方，从而能够防止管内堵塞，抑制压入阻力的增大。

根据上述本实施方式，能够获得下面的效果。

即，由于在叶片前端边缘3A的掘进方向上的后方一侧形成前端背面部5，所以在将钢管桩1旋转压入地基中时，通过前端背面部5克服以叶片前端边缘3A为中心的旋转力矩来防止钢管桩1的偏心，从而能够在确保钢管桩1的直线前进性的同时将其贯入地基中。另外，由于在叶片前端边缘3A的掘进方向上的前方一侧形成倾斜开口部4，所以伴随着钢管桩1对地基的旋转压入，能够顺利地将所挖掘出来的土从倾斜开口部4收进钢管主体2内部，从而能够抑制伴随着掘进而产生的地基阻力，另外，将收进钢管主体2中的土推向其上方，因而能够减少因管内堵塞所引起的贯入阻力的增加。因此，不仅能够防止钢管桩1的偏心，还能够抑制贯入阻力的增大，从而有助于提高钢管桩1的施工效率。

另外，本发明并不局限于上述实施方式，也可以采用能够达成本发明目的的其他结构等，还可以采用下面所示的变形等。

例如，在上述实施方式中，在与钢管桩1的轴线X倾斜的平面上截断钢管主体2而形成倾斜开口部4，但是倾斜开口部4并不局限于被截成直线状，还可以沿适当的曲线或曲面截断钢管主体2而形成。

另外，在上述实施方式中例示了如下内容：螺旋状叶片3从钢管主体2的前端部向桩头部的方向连续旋转多圈而形成。但是并不局限于此，螺旋状叶片可以只旋转1圈而形成，还可以间断形成。另外，对叶片3的宽度尺寸B并没有特别限定，但是从叶片的掘进性来看优选宽度尺寸B为钢管主体2的直径D的1/3～1/2左右以上。

在上述记载中公开了用于实施本发明的优选结构、方法等，但是本发明并不局限于此。即，本发明对主要的特定实施方式特意进行了图示、说明。但是在不脱离本发明的技术思想和目的的范围内，针对上述实施方式，本技术领域的技术人员可以在形状、材质、数量、其他的详细结构方面进行各种变形。

因此，为了便于理解本发明，本发明已经对限定上述所公开的形状、材质等的记载进行了例示，但这并不是限定本发明，因而本发明可以采用与限定的部分或者全部上述形状、材质等所不同的部件名称

【附图标记说明】

1：钢管桩；2：钢管主体；2A：外周面；2B：前端边缘；3：叶片；3A：叶片前端边缘；3B：叶片主体部；4：倾斜开口部；5：前端背面部。

Claims (5)

1.一种钢管桩，具有：钢管主体，其呈细长圆筒状且前端敞口；螺旋状的叶片，其固定在所述钢管主体的由前端部起始的具有规定高度范围的外周面上，所述钢管桩通过旋转压入被贯入地基中，其特征在于，

在所述钢管主体的前端部上形成有：

倾斜开口部，其由所述钢管主体的前端缘向着径向方向上的一侧向上方倾斜对所述钢管主体进行切断而形成；

前端背面部，其相对于所述倾斜开口部位于前端缘在径向方向上的另一侧，是对所述钢管主体进行切断后形成所述倾斜开口部后所存留在所述钢管主体上的部分，

所述叶片具有：

叶片前端缘，其与所述钢管主体的前端部外周面相交并向外侧延伸；

叶片主体部，其与所述叶片前端缘相连并沿着周向单向朝上方延伸，

沿着所述钢管主体的轴向上看时，所述前端背面部位于与下述直线有交点的位置，该直线为，与连接所述叶片前端边缘上的一点和所述钢管主体的沿着轴向延伸的轴心的直线大致垂直的直线。

2.根据权利要求1所述的钢管桩，其特征在于，

所述钢管桩主体的前端缘的为形成所述倾斜开口部而被切掉的部分，其范围超过所述钢管主体的前端缘的半个区域以上。

3.根据权利要求1或2所述的钢管桩，其特征在于，

所述倾斜开口部的上端部，位于由所述钢管主体的前端缘起始，1倍以上3倍以下该钢管主体直径的位置。

4.根据权利要求1或2所述的钢管桩，其特征在于，

在所述前端背面部，由所述叶片前端边缘的下端到所述前端缘的长度设定为所述叶片宽度尺寸的0.5倍以上。

5.一种使用权利要求1～4的任意一项所述的钢管桩的钢管桩施工方法，其特征在于，

将所述钢管桩的前端背面部插入地基来定位之后，使所述钢管主体旋转，由所述叶片的掘进使钢管桩贯入地基中。