JP2000248551A - 鋼管杭の回転圧入治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単でかつ製作が容易であるととも
に、回転動力に伴う鋼管杭の凹み変形を防止することが
できる鋼管杭の回転圧入治具を提供する。 【解決手段】 鋼管杭２の上端部を外嵌することができ
る治具本体５に、鋼管杭２の外周に突設した回転動力伝
達片３が係脱自在に挿入される切欠き溝状の係合部９が
治具本体５の軸方向下端側に開口するように設けられて
いる鋼管杭の回転圧入治具において、係合部９の周方向
幅Ｗ１を回転動力伝達片３の周方向幅Ｗ０と同じか若干
大きい寸法に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中に打ち込まれ
る回転圧入式の鋼管杭を駆動装置に連結する際に使用す
る鋼管杭の回転圧入治具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、土木工事においては、土止め用
矢板を支持するために、地中に鋼管杭が打ち込まれる。
また、軟弱な地盤に建物を建築する場合、地盤の不等沈
下による建物の沈下，変形防止のために、地中に小径鋼
管杭を打ち込んで、上部荷重を支持させている。なお、
前記矢板を支持する鋼管杭は、矢板を除去する際に抜き
取られる。この鋼管杭の打ち込みには、例えば図９に例
示する杭打機２０が使用される。この打ち杭機２０は、
上端部がトラッククレーン２１のブーム２２先端部に枢
着されて鉛直状に吊持されると共に下端部が地上に固定
部材２３を介して支持固定されるタワー２４を備え、こ
のタワー２４は、鋼管杭２５を地盤に回転圧入させるた
めの原動機２６（モータと上下振動手段）を上下方向移
動自在に支持案内するものである。

【０００３】原動機２６はクレーン２１のフックに吊り
下げられていて、杭頭２５Ａに外嵌して回転動力を鋼管
杭２５に伝達するためのキャッチャー２８を下端側に備
えている。そして、従来、このキャッチャー２８は、鋼
管杭２５の杭頭２５Ａをその外周側から複数の挟持ロー
ラを介して挟持するタイプのものを使用している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の上記キャッチャ
ー２８は、挟持ローラで介して鋼管杭２５の杭頭２５Ａ
を挟持するため、杭頭２５Ａの外周面に回転動力を伝達
するための部材を突設する必要がない点で有利である
が、構造が複雑で高価であるという難点がある。そこ
で、鋼管杭２５の杭頭外周面に回転動伝達片３を突設
し、この伝達片をキャッチャー２８に切欠き形成した係
合孔９に係合させて、原動機２６の回転動力を鋼管杭２
５に伝達することが考えられる（図７参照）。

【０００５】しかし、例えば図７に示すように、係合孔
９に対する伝達片３の挿入を行いやすくするために、係
合孔９の周方向幅を伝達片３の周方向幅に対して相当に
大きい寸法にした場合、伝達片３が駆動部材（治具本体
５）から片面側だけから片押しされた状態になり、鋼管
杭２の肉厚によっては、鋼管杭２における伝達片３の近
傍の部分が径内方向に凹んで座屈変形１２が生じ、鋼管
杭２が破損する恐れがある。本発明は、このような実情
に鑑み、構造が簡単でかつ製作が容易であるとともに、
回転動力に伴う鋼管杭の凹み変形を防止することができ
る鋼管杭の回転圧入治具を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために次の技術的手段を講じた。すなわち、本
発明に係る鋼管杭の回転圧入治具は、鋼管杭の上端部を
外嵌することができる治具本体に、前記鋼管杭の外周に
突設した回転動力伝達片が係脱自在に挿入される切欠き
溝状の係合部が治具本体の軸方向下端側に開口するよう
に設けられている鋼管杭の回転圧入治具において、前記
係合部の周方向幅が前記回転動力伝達片の周方向幅と同
じか若干大きい寸法に形成されていることを特徴とす
る。

【０００７】この場合、治具本体を鋼管杭頭に嵌合する
に当たり回転動力伝達片が係合部に収納されるように装
着したあと、治具本体を駆動手段で回転させることによ
り鋼管杭が回転せられる。この時、回転動力は係合部か
ら前記伝達片を介して鋼管杭に伝達されるが、本発明で
は、係合部の周方向幅が回転動力伝達片の周方向幅と同
じか若干大きい寸法に形成されていて、係合部と伝達片
の回転方向の隙間が皆無か又は極めて少ないため、鋼管
杭が径内方向に弾性変形しようとしても、回転動力伝達
片の回転方向前面が係合部の対向面に当接する。

【０００８】このため、当該伝達片の基部に剪断力だけ
が作用することになり、鋼管杭における伝達片の近傍に
部分が径内方向に凹んで座屈するのが有効に防止された
状態で、回転動力を効率的に伝達することができる。な
お、上記の作用から判るように、係合部の周方向幅が回
転動力伝達片の周方向幅よりも若干大きい寸法とは、回
転動力を受けた伝達片がその弾性変形によって撓んで
も、鋼管杭が座屈する前に伝達片の回転方向前面が係合
部の対向面に当接する程度の寸法のことをいう。

【０００９】上記の本発明において、係合部の軸方向長
さを鋼管杭の回転動力伝達片の軸方向長さの２倍以上と
し、この係合部の軸方向の中途部に、当該伝達片を収納
することができる杭引き抜き用の拡幅部を形成すること
ができる。この場合、拡幅部内に土中に打ち込んだ鋼管
杭の回転動力伝達片を収納させた状態で、トラッククレ
ーンのフックにより原動機とともに鋼管杭を上方に引き
上げることで、土中に打ち込んだ鋼管杭を容易に引き抜
くことができる。なお、前記係合部は、治具本体の周方
向の複数個所に設けることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図６は、本発明に係る鋼管
杭の回転圧入治具１の第一の実施形態を示している。鋼
管杭２は、図４〜図６に示しているように、上端部即ち
杭頭２Ａの外周面に、１個の直方形ピースからなる回転
動力伝達片３が、鋼管杭２の法線と平行に（即ち中心軸
線と平行に）溶接４により固着一体化されている。

【００１１】なお、回転動力伝達片３は、図５に２点鎖
線で示すように、中心軸に対して対称位置に設けること
ができる。回転圧入治具１は、鋼製の円筒体からなる治
具本体５と、この治具本体５の上端開口部に固定した円
板状の連結板６とからなり、この連結板６の上面に駆動
軸７がフランジ８を介して、図外のボルトナット等によ
り着脱可能に取り付けられるようになっている。そし
て、治具本体５の下端（軸方向他端）側開放部内に、前
記鋼管杭頭２Ａが嵌脱自在とされており、本体周壁の周
方向一個所に、上下方向中央部から下方に延びかつ下端
が開放された切欠溝状の係合部９が設けられている。

【００１２】この係合部９は、その軸方向長さが前記伝
達片３の長さの２倍以上とされ、上側から回転動力伝達
用係合部９Ａ、鋼管杭２を引き抜くための拡幅部９Ｂ及
び回転動力伝達片導入部９Ｃとからなっている。そし
て、回転動力伝達用係合部９Ａの長さＬ１は、鋼管杭２
の回転動力伝達片３の長さＬと略同じ寸法とされ、前記
拡幅部９Ｂは前記係合部９Ａの周方向一側に形成されそ
の長さＬ２は前記伝達片３の長さＬよりも若干長くされ
ている。また、前記伝達片導入部９Ｃの長さＬ３は、鋼
管杭２引き抜き時の引抜き力により破損することのない
十分な強度が得られる寸法とされている。

【００１３】さらに、前記回転動力伝達用係合部９Ａの
周方向幅Ｗ１は、前記回転動力伝達片３の周方向幅Ｗ０
と同じか又は若干大きい寸法（Ｗ１＞Ｗ０）で、かつ前
記伝達片３を嵌脱可能な寸法とされている。なお、この
周方向幅Ｗ０，Ｗ１の差δ（Ｗ１−Ｗ０）は、前記伝達
片３に回転動力が作用したときの該伝達片３の弾性変形
によるころびよりも小さくなるように設定されている。
すなわち、周方向幅差δを弾性変形によるころびよりも
小さくすることで、図６に示すように、前記治具１の係
合部９Ａの回転方向（イ）の側面１０から前記伝達片３
に回転動力が作用したとき、該伝達片３が前記係合部９
Ａ前面１０の対向する対向面１１に当接し、伝達片３の
基部３Ａに周方向の剪断力のみが発生することになる。

【００１４】このため、鋼管杭２の伝達片３固着部前方
（回転方向（イ）の前方）に、図７に２点鎖線で示す径
内方向への凹み１２が生起するのを有効に防止できるよ
うになる。このように、係合部９の周方向幅Ｗ１を前記
凹み１２が生じない程度に十分に狭い寸法とすること
で、薄肉の鋼管杭２Ａであってもその破壊を防止するこ
とができる。なお、図７は、比較例を示すもので、回転
圧入治具１の回転動力伝達用係合部９の周方向幅Ｗ１を
十分に大きくした場合における鋼管杭２の撓みによる膨
み１２の状態を示している。

【００１５】前記拡幅部９Ｂの周方向幅Ｗ２は、前記係
合部９Ａの周方向幅Ｗ１の２倍以上で、引き抜き時にお
ける該拡幅部下端の伝達片当接面１３の周方向幅が前記
伝達片３の周方向幅Ｗ０と略同じとされている。また、
前記伝達片導入部９Ｃは、下端部が周方向に拡開される
と共に、その周方向幅Ｗ３が係合部周方向幅Ｗ１よりも
広くされ、伝達片３の導入がし易くなっている。上記実
施形態の前記治具１を用いて鋼管杭２を土中に圧入する
際、前記治具１を杭打機の原動機（図９の符号２６参
照）に取り付け、鋼管杭２を図９に示すように直立状に
して、治具本体５の下端開放部内に鋼管杭頭２Ａを挿入
すると共に、その回転動力伝達片３を治具本体５の伝達
片導入部９Ｃから回転動力伝達用係合部９Ａに導入し係
合して、図１に２点鎖線で示すように位置させることに
より、前記治具１の鋼管杭頭２Ａへの装着が完了する。

【００１６】次いで、前記原動機により回転軸７を介し
て前記治具１を回転させることにより、回転動力が治具
本体５の前記係合部９Ａから前記伝達片３を介して鋼管
杭２に伝達され、鋼管杭２が土中に回転しながら圧入さ
れる。このとき、鋼管杭２が薄肉であっても、前述のよ
うに、その前記伝達片３の回転方向前方部分が撓んで径
内方向に膨みを生起させることがなく、円滑かつ確実に
しかも鋼管杭２を破壊させることなく土中に圧入するこ
とができる。鋼管杭２の圧入が完了すれば、回転圧入治
具１を杭打機の原動機と共に引き上げることにより、該
治具１は鋼管杭２の伝達片３を抜き出すように分離して
上昇する。

【００１７】そして、土中に圧入した鋼管杭２を引き抜
く場合は、回転圧入治具１を杭打機の原動機に取り付け
けた状態で原動機と共に下降させ、治具本体５の下端開
放部に鋼管杭頭２Ａを嵌合させると共に、鋼管杭２の回
転動力伝達片３のその導入部９Ｃから拡幅部９Ｂに導入
し、該拡幅部９Ｂの伝達片当接面１３を、前記伝達片３
の下端面３Ａに当接係止させた後、杭打機の原動機と共
に前記回転圧入治具１を引き上げることにより、鋼管杭
２を前記圧入治具１を用いて簡単に引き抜くことができ
る。

【００１８】本発明の上記第一実施形態によれば、回転
圧入時の鋼管杭頭２Ａの凹み変形を生起させず破損を防
止でき、しかも、構造及び製作が簡単で安価に得られ、
取扱い操作も容易であり作業能率の向上及びコスト低下
を図ることができる。また、鋼管杭２の回転圧入及び引
き抜きを行うことができ、図８は、本発明に係る鋼管杭
の回転圧入治具１の第二実施形態を示し、第一実施形態
と異なるところは、係合部９に引き抜き用拡幅部が設け
られていない点であり、鋼管杭２の回転圧入専用とされ
ている。

【００１９】従って、引き抜き以外の作用効果は、第一
実施形態と同じであるから、第一実施形態と共通する構
成部分には図１と同符号を付し、詳細説明を省略する。
なお、上記各実施形態において、回転動力伝達用係合部
９Ａの上端縁は円弧状とされ、応力集中が生じないよう
になっている。また、上記実施形態では、前記係合部９
が周方向一個所に設けた場合を示しているが、該係合部
９を周方向複数個所に設けることができ、鋼管杭２の回
転動力伝達片３に対応させること当然である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鋼管杭に突設した伝達片が挿入される切欠き溝状の係合
部を治具本体に形成するようにしたので、構造が簡単で
かつ製作が容易であるとともに、その係合部の周方向幅
が伝達片の周方向幅と同じか若干大きい寸法に形成され
ているので、回転動力に伴う鋼管杭の凹み変形を有効に
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態を示す正面図である。

【図２】図１の下面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線断面図（一部省略）図である。

【図４】鋼管杭頭の一例を示す正面図である。

【図５】図４の上面図である。

【図６】同実施形態における作用説明用断面図である。

【図７】比較例の作用説明用断面図である。

【図８】本発明の第二実施形態を示す正面図である。

【図９】鋼管杭打機の一例を示す全体正面図である。

【符号の説明】

１ 鋼管杭の回転圧入治具 ２ 鋼管杭 ２Ａ 杭頭 ３ 回転動力伝達片 ５ 治具本体 ９ 切欠き溝状の係合部 ９Ａ 回転動力伝達用係合部 ９Ｂ 引き抜き用の拡幅部 Ｌ 伝達片の軸方向長さ Ｗ０ 伝達片の周方向幅 Ｗ１ 係合部の周方向幅

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼管杭（２）の上端部を外嵌することが
   できる治具本体（５）に、前記鋼管杭（２）の外周に突
   設した回転動力伝達片（３）が係脱自在に挿入される切
   欠き溝状の係合部（９）が治具本体（５）の軸方向下端
   側に開口するように設けられている鋼管杭の回転圧入治
   具において、 前記係合部（９）の周方向幅（Ｗ１）が前記回転動力伝
   達片（３）の周方向幅（Ｗ０）と同じか若干大きい寸法
   に形成されていることを特徴とする鋼管杭の回転圧入治
   具。
2. 【請求項２】 係合部（９）の軸方向長さは鋼管杭
   （２）の回転動力伝達片（３）の軸方向長さ（Ｌ）の２
   倍以上とされ、この係合部（９）の軸方向の中途部に、
   当該伝達片（３）を収納することができる杭引き抜き用
   の拡幅部（９Ｂ）が形成されていることを特徴とする請
   求項１に記載の鋼管杭の回転圧入治具。