JP2000170159A

JP2000170159A - 翼付きねじ込み杭

Info

Publication number: JP2000170159A
Application number: JP10343689A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Hayashi; 正宏林; Takashi Okamoto; 隆岡本; Toshio Shinohara; 敏雄篠原; Gen Mori; 玄森
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1998-12-03
Filing date: 1998-12-03
Publication date: 2000-06-20
Anticipated expiration: 2018-12-03
Also published as: JP4085492B2

Abstract

(57)【要約】【課題】施工時のトルクを低減でき、強固な地盤まで
貫入して埋設し、翼を利用して大きな地盤支持力を得る
ことのできる翼付きねじ込み杭を得ること。【解決手段】杭体２の先端部又は外周面に、杭体２の
軸中心から偏心させて翼１０を取付けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、翼付きねじ込み杭
に係り、さらに詳しくは、翼のねじ作用により、無排土
で地中に埋設することのできる翼付きねじ込み杭に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼管の側面や先端部に翼状板を取付けた
鋼管杭に、地上に設置した施工機械によって回転力を与
えることにより、先端部近傍に取付けた翼のねじ作用に
より鋼管杭を埋設する方法は、従来から種々提案されて
おり、その一部は小径の鋼管杭を対象としたものではあ
るが実用化されている。以下、本発明に関連すると思わ
れる従来の技術について説明する。

【０００３】特公平２−６２６４８号公報に記載された
鋼管杭の埋設工法は、鋼管製の杭本体の下端に底板を固
設し、該底板に掘削刃を設けると共に、杭本体の下端部
外周面に杭本体の外径のほぼ２倍強の外径を有する翼幅
の大きな杭ネジ込み用の螺旋翼を、ほぼ一巻きにわたり
突設した鋼管杭を、軟弱地盤にネジ込むように回転させ
ながら地中に押圧し、下端の掘削刃によって杭本体先端
の土砂を掘削軟化させて、杭側面の未掘削土砂中に螺旋
翼を食い込ませて、土の耐力を反力として杭体を回転推
進しつつ、掘削軟化した土砂を杭側面に押出し圧縮し、
無俳土で地中に杭体をネジ込んでゆくようにしたもので
ある（従来技術１）。

【０００４】また、特開平７−２９２６６６号公報に記
載された鋼管杭は、一枚の長さが半巻きで、外径が杭本
体の１．５〜３倍程度である一対のラセン翼を、鋼管杭
の下端部外周面の同じ高さ位置でラセン方向を同じにし
て互いに相対的に複数枚不連続に固定したものである
（従来技術２）。

【０００５】さらに、特開昭６１−９８８１８号公報に
記載された回転圧入式鋼管杭は、鋼製円筒体の下部に、
上下方向に延長する押込用傾斜前面を有する刃を設ける
と共に、その傾斜前面の下端部から円筒体回転方向の後
方に向って斜めに上昇する傾斜ブレードを固定して、環
状のドリルヘッドを構成し、そのドリルヘッドの上端部
に鋼管杭の下端部を取付けたものである（従来技術
３）。これら従来技術１〜３に示す螺旋翼又は傾斜ブレ
ードは、施工に際してねじとして機能し、また螺旋翼は
大きな地盤反力を得るための支持体としての機能も備え
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来技術１及び２の鋼
管杭は、施工機械で杭頭部にトルクを与えることにより
地盤中に埋設される。このとき、螺旋翼には非常に大き
な抵抗が作用するため、施工には大きなトルクが必要に
なる。よって、施工時にはこのトルクに耐えられる強度
の杭体（鋼管）が必要であるため、杭本来の支持機能を
保証するのに必要な肉厚又は材質以上の肉厚又は強度を
確保しなければならず、不経済である。また、従来技術
３の鋼管杭は、先端部に蓋がないため大きな支持力が得
られず、その上、傾斜ブレードは幅が狭いので、大きな
地盤支持力の支持体として期待できない。

【０００７】本発明に係る翼付きねじ込み杭は、上記従
来技術の諸問題に鑑みてなされたもので、次の課題を解
決することを目的としたものである。（１）施工時のトルクを低減できること。（２）強固な地盤まで杭をねじ込みにより埋設できるこ
と。（３）翼を利用して大きな地盤支持力が得られること。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る翼付きねじ
込み杭は、杭体の先端部又は外周面に該杭体の軸中心か
ら偏心させて翼を取付けたものである。

【０００９】また、上記の翼を、平板状の複数の鋼製板
又は鋼製の螺旋状翼で構成したものでもある。

【００１０】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］図１は本発明の
実施の形態１の正面図、図２は模式的に示した図１の縦
断面図、図３は図２の下面図で、本実施の形態は本発明
の基本的構成を示すものである。図において、１は本実
施の形態に係る翼付きねじ込み杭（以下、鋼管杭とい
う）で、２は鋼管、コンクリート杭の如き中空で円形断
面の既成杭（以下、杭体という）、１０は杭体２の先端
部に取付けた翼である。

【００１１】杭体２の先端部は、図４に示すように（図
４は説明を容易にするために、杭体２の上下を逆にして
ある）、２分割して段差部３ａ，３ｂが設けられ、一方
の段差部３ａの下端部から他方の段差部３ｂの上端部に
連なるほぼレ字状の取付部４ａを設けると共に、他方の
段差部３ｂの下端部から一方の段差部３ａに連なるほぼ
レ字状の取付部４ｂを設けたものである。

【００１２】また、翼１０は、図５に示すように、その
外径Ｄ₁が杭体２の外径Ｄより大きい（例えば、Ｄ₁＝
２Ｄ）円形鋼板１１（又は楕円形鋼板）を、中心から２
分割した平板状かつ半円状の鋼製翼１２ａ、１２ｂを、
杭体１の先端部に設けた取付部４ａ、４ｂに溶接により
取付けたものである。

【００１３】ここに、杭体２の先端部に設けた段差部３
ａ、３ｂの高さ（ピッチＰ）は、杭体２の外径Ｄの０．
０５〜０．３０程度が望ましく、円形鋼板１１の外径Ｄ
₁は、設計及び施工の経験から、一般に、杭体２の外径
Ｄの１．５〜２．５倍程度が望ましい（以下の実施の形
態においても同様である）。

【００１４】鋼製翼１２ａ、１２ｂの杭体２への取付け
にあたっては、図３に示すように、一方の鋼製板（例え
ば１２ａ）の中心Ｏ₁を、杭体２の軸中心Ｏに対して一
方の側（破線矢印で示す杭体２の回転方向の追従側）に
ａ₁だけずらせて取付部４ａに取付け、他方の鋼製翼１
２ｂの中心Ｏ₂を、杭体２の軸中心Ｏから反対方向にａ
₂（但し、ａ₁＝ａ₂）だけずらせて取付部４ｂに取付
けたものである。すなわち、鋼製翼１２ａ，１２ｂを互
いに反対方向に偏心させて、一端側は杭体２の外周から
の張出し長Ｌ₁が短かく、他端側は張出し長Ｌ₂が長く
なるように杭体２に取付けて、翼１０を構成したもので
ある。なお、鋼管翼１２ａ，１２ｂのずらし量ａ₁，ａ
₂は必ずしも等しくする必要はないが、ａ₁＝ａ₂とし
た方が施工性がよい。

【００１５】この場合、鋼製翼１２ａ，１２ｂの中心Ｏ
₁，Ｏ₂を杭体２の軸中心Ｏから互いに反対方向にずら
す範囲（ずらし量ａ₁，ａ₂）は、杭体２の半径（Ｄ／
２）の１／３〜２／３程度が望ましい（以下の実施の形
態においても同様である）。ただし、この範囲ａ₁，ａ
₂は、０＜ａ₁，ａ₂＜Ｄ／２である。

【００１６】上記のように構成した本実施の形態に係る
鋼管杭１は、図６に示すように、地上に設置されたべー
スマシン２５に設けたモータ２６にその杭頭部が連結さ
れ、モータ２６を駆動して鋼管杭１を矢印方向に回転さ
せながら押圧する。これにより、鋼管杭１は翼１０のね
じ作用により地中にねじ込まれ、埋設される。

【００１７】このとき、鋼製翼１２ａの杭体２からの張
出し長Ｌ₁，Ｌ₂の短かい側の先端部１３ａ（図１〜図
３参照）が地盤に貫入して掘削を開始し、鋼管杭１の回
転に伴って鋼製翼１２ａの張出し長が拡大され、ほぼ半
回転してピッチＰに対応する深さに推進すると、他方の
鋼製翼１２ｂの張出し長の短かい先端部１３ｂが新らし
い地盤に貫入する。

【００１８】鋼管杭１が地盤にねじ込まれる際、鋼製翼
１２ａ，１２ｂが新しい地盤に貫入するときは大きな抵
抗が働くが、本発明においては、新しい地盤に貫入する
鋼製翼１２ａ，１２ｂの先端部１３ａ，１３ｂは杭体２
からの張出し長Ｌ₁が短かいため、翼１０、したがっ
て、鋼管杭１に加わる抵抗が小さく、ねじ込みのための
トルクを低減することができる。また、これにより、肉
厚の薄い杭体２を用いることができる。

【００１９】また、翼１０は鋼製翼１２ａ，１２ｂを交
差して鋼管２の先端部に取付られているため、両鋼製翼
１２ａ，１２ｂの間隙が大きく、このため、鋼製翼１２
ａ，１２ｂの間に石などの障害物が詰まることがないの
で、鋼管杭１をスムーズにねじ込むことができる。そし
て、所定の深さに達して埋設が終ったときは、先端部に
設けた翼１０により大きな支持力が得られる。なお、鋼
製翼１２ａ，１２ｂは偏心して杭体２に取付けて翼１０
を構成したが、翼１０の投影面積は杭体２の左右対称位
置に鋼製翼を設けた場合と同じなので、支持力に差な
い。

【００２０】

【実施例】外径５００ｍｍ、肉厚１４ｍｍ、長さ２５ｍ
の鋼管の先端部に、外径１０００ｍｍ、厚さ３５ｍｍの
平板状かつ半円状の２枚の鋼製翼を、その中心部を鋼管
の軸中心から互いに反対方向に、鋼管の半径の１／２
（１２５ｍｍ）ずつずらせて交差して取付けて翼を構成
した。したがって、翼の外径は、１２５０ｍｍとなっ
た。なお、鋼管先端部に設けた段差部の高さ（ピッチ
Ｐ）は、鋼管の外径の０．１２５倍（６２．５ｍｍ）と
した。

【００２１】試験場所の地盤は、地表から２１ｍまでが
Ｎ値が１０〜２０程度、それ以深はＮ値５０以上の強固
な地盤であった。このような地盤に、上記の鋼管杭を杭
頭部をベースマシンに設けたモータに連結してねじ込み
施工したところ、比較的小さいトルクでスムーズの埋設
することができた。なお、ねじ込みのためのトルクは、
鋼管の左右対称位置に鋼製翼を設けた鋼管杭のねじ込み
トルクのほぼ８０％であった。

【００２２】［実施の形態２］図７は本発明の実施の形
態２の斜視図である。本実施の形態は、図８に示すよう
に、その外径Ｄ₁が杭体２の外径Ｄより大きい円形鋼板
１１（又は楕円形鋼板）の、中心部Ｏ₃から一方の側に
ａだけずれた位置を中心Ｏ₄として、杭体２の外径Ｄと
ほぼ等しい径の穴１４を設けて２分割し、平板状の鋼製
翼１５ａ，１５ｂを形成する。そして、この鋼製翼１５
ａ、１５ｂを、図７に示すように、杭体２の先端部より
上方の外周に、同じ高さ位置で上下の間隔がピッチＰに
なるように互いに交差して取付けて翼１０を構成したも
のである。なお、１７は杭体２の先端開口部を閉塞した
閉塞板であり、この閉塞板１７は省略してもよく、ある
いは穴のあいたドーナツ状の板を取付けてもよい。本実
施の形態の作用、効果も実施の形態１の場合と同様であ
る。

【００２３】［実施の形態３］図９は本実施の形態の斜
視図である。本実施の形態は、杭体２の先端部に、図１
０に示すように（図１０では説明を容易にするために、
杭体２の上下を逆にしてある）、１ヶ所に高さ（ピッ
チ）Ｐの段差部３を設け、この段差部３の下端部から１
周して段差部３の上端部に連なるほぼＬ字状で螺旋状の
取付部４を設けた。

【００２４】また、図１１に示すように、杭体２の外径
Ｄより大きい外径Ｄ₁で中心部に小孔１８を有し、この
孔１８から外周まで切断して杭体２の先端部の取付部４
の形状に対応した形状に曲げ加工し、螺旋状の翼１９
（以下、螺旋状翼という）を形成した。そして、螺旋状
翼１９の中心Ｏ₃を杭体２の軸中心Ｏからａだけ一方の
側にずらせて、その張出し長が一方は短かく、その反対
側が最長になるように取付部４に溶接により取付けて、
翼１０を構成したものである。なお、翼１０の小孔１８
は小さいので、施工及び支持力にほとんど影響はない
が、閉塞板などにより閉塞してもよい。本実施の形態の
作用、効果も、実施の形態１，２の場合とほぼ同様であ
る。

【００２５】［実施の形態４］図１２は本発明の実施の
形態４の斜視図である。本実施の形態は、図１３に示す
ように、杭体２の外径Ｄより大きい外径Ｄ₁の円形鋼板
１１（又は楕円形鋼板）に、実施の形態２の場合と同様
に、その中心Ｏ₃から一方の側にａだけずれた位置を中
心Ｏ₄として、杭体２の外径Ｄとほぼ等しい径Ｄ₂の穴
１４を設け、この穴１４のずれた側と外周との間を切断
し、始端部と終端部との間隙がピッチＰになるように螺
旋状に曲げ加工して螺旋状翼２０を形成し、この螺旋状
翼２０を杭体２の先端部より上方の外周に取付けて、翼
１０を構成したものである。本実施の形態の作用、効果
も、実施の形態１〜３の場合とほぼ同様である。

【００２６】以上、本発明の要部をなす翼の実施の形態
について説明したが、本発明に係る翼はこれに限定する
ものではなく、四角形その他の多角形の鋼製板を偏心さ
せて杭体に取付けるなど、種々の形状及び構造の翼を用
いることができる。また、翼を杭体の先端部又はその近
傍の外周に設けた場合を示したが、さらに上方にも翼を
設けるなど、杭体に複数段の翼を設けてもよい。このよ
うに、本発明に係る翼は、杭体に対して偏心して取付け
られるものであれば、形状、構造、数、取付位置、取付
手段等を適宜変更することができる。

【００２７】［実施の形態５］図１４は本発明の実施の
形態５の斜視図、図１５はその下面図である。本実施の
形態は、翼１０を構成する鋼製翼１２ａ，１２ｂ（又は
螺旋状翼）の貫入側の先端部１３ａ，１３ｂの下面に、
掘削刃２１を設けたもので、これにより、鋼管杭１の施
工時に翼１０の摩擦を防止すると共に、掘削補助を行う
ようにしたものである。本実施の形態によれば、鋼管杭
１の施工時の翼１０の抵抗をさらに減らし、トルクを低
減することができる（なお、本実施の形態は、他の実施
の形態にも実施することができる）。

【００２８】［実施の形態６］前述のように、本発明に
係る鋼管杭は、翼１０を杭体２に偏心して取付けたの
で、施工時のトルクを低減することができる。これによ
り杭体２の肉厚を薄くすることができるが、本実施の形
態は、図１６に示すように、杭体２にさらに肉厚ｔ₁の
薄い鋼管を用い、杭体２の肉厚ｔ₁よりも、厚い肉厚ｔ
₂又は強度の大きい短管２２の先端部又はその近傍に、
あらかじめ工場などで鋼製翼１２ａ，１２ｂ（又は螺旋
状翼）を取付けておき、この短管２２を杭体２の先端部
に溶接により接合したものである。本実施の形態によれ
ば、杭体２の肉厚をさらに薄くすることができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係る翼付きねじ込み杭は、杭体
の先端部又は外周面に該杭体の軸中心から偏心させて翼
を取付けたので、施工に際して翼に作用する地盤抵抗が
減り、回転貫入時のトルクを低減することができる。ま
た、翼を構成する鋼製翼又は螺旋状翼の始端部と終端部
との間隔が大きいため、石などの障害物が詰りにくい。
さらに、埋設後は翼を利用して大きな支持力を得ること
ができる。

【００３０】また、上記の翼を、平板状の複数の鋼製板
又は鋼製の螺旋状翼で構成したので、製作及び杭体への
取付けが容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の正面図である。

【図２】図１の模式的断面図である。

【図３】図２の下面図である。

【図４】図１の杭体の先端部の斜視図である（上下を逆
にしてある）。

【図５】図１の翼の製作過程の説明図である。

【図６】図１の鋼管杭の施工状態の説明図である。

【図７】本発明の実施の形態２の斜視図である。

【図８】図７の翼の製作過程の説明図である。

【図９】本発明の実施の形態３の斜視図である。

【図１０】図９の杭体の先端部の斜視図である（上下を
逆にしてある）。

【図１１】図９の翼の製作過程の説明図である。

【図１２】本発明の実施の形態４の斜視図である。

【図１３】図１２の翼の製作過程の説明図である。

【図１４】本発明の実施の形態５の斜視図でる。

【図１５】図１４の下面図である。

【図１６】本発明の実施の形態６の斜視図である。

【符号の説明】

１翼付きねじ込み杭（鋼管杭）２杭体３，３ａ，３ｂ段差部４，４ａ，４ｂ翼の取付部１０翼１２ａ，１２ｂ，１５ａ，１５ｂ鋼製翼１７閉塞板１９，２０螺旋状翼２５ベースマシン２６モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者篠原敏雄東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者森玄東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内Ｆターム(参考） 2D041 AA02 BA33 BA51 CA05 CB06 DB02 DB03 FA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】杭体に設けた翼のねじ作用により地中に
埋設される翼付きねじ込み杭において、杭体の先端部又は外周面に該杭体の軸中心から偏心させ
て翼を取付けたことを特徴とする翼付きねじ込み杭。
【請求項２】翼を、平板状の複数の鋼製板又は鋼製の
螺旋状翼で構成したことを特徴とする請求項１記載の翼
付きねじ込み杭。