JP2001003358A - 鋼管杭 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 先端部に羽根を設けた鋼管を回転させて地盤
に貫入させる構成の鋼管杭における貫入開始時点の芯ず
れを防止する。 【解決手段】 鋼管１の先端縁に切り刃３を設けるとと
もに、羽根２を鋼管の先端よりも上方に位置せしめて設
けることにより、切り刃と羽根との間を鋼管の貫入を案
内する案内部４として確保する。鋼管の先端部を区画し
てチャンバを設け、チャンバより外部に通じる孔を鋼管
の先端部周面に形成する。羽根の外周縁と鋼管周面との
間に羽根補強用の補強プレートを設ける。羽根を鋼管の
軸方向に多段に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造物の支持杭と
して適用される鋼管杭に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、図５に示すような回転貫入型の鋼
管杭が開発され、実用化されている。これは鋼管１の先
端部に、（ａ）に示すような螺旋状あるいは（ｂ）に示
すように逆方向に傾斜する２枚の翼状の羽根２を設け
て、鋼管１を回転させて地盤に貫入させることで羽根２
による貫入方向の推進力が得られるものである。このよ
うな回転貫入型の鋼管杭によれば、低騒音低振動での施
工が可能であるのみならず、無排土による地盤締め固め
効果が得られ、羽根２による支持力増大を見込めるし、
逆回転させることで容易に引く抜くことも可能であるの
で、広く普及する機運にある。

【０００３】また、上記の鋼管杭をそのまま上方に延長
すれば、建物の柱をその鋼管杭と一体の鋼管柱として設
けることが可能であるので、杭や基礎、地下躯体の施工
の合理化を図ることが可能であるし、さらにそれら鋼管
杭や鋼管柱の内部全体にコンクリートを充填すればその
まま充填鋼管コンクリート構造となるので、構造的に様
々な利点を有する充填鋼管コンクリート構造の建物を合
理的に施工することが可能であり、この点においても有
効なものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の鋼管
杭を通常のオーガーマシン等により貫入させる場合の水
平方向の位置決め精度（芯ずれの許容範囲）は一般に３
０〜５０ｍｍ程度である。単なる鋼管杭の場合にはその
ような精度で特に支障はないが、上記のように鋼管杭を
上方に延長してその上部に鋼管柱を一体に設けるような
場合、鋼管杭の位置決め精度はそのまま鋼管柱の建て込
み精度に影響を及ぼすことになる。そして、一般に柱に
要求される建て込み精度は５〜１０ｍｍ程度と杭に比較
して厳しいので、鋼管杭に対しても同様の精度が要求さ
れる。

【０００５】しかし、上記の鋼管杭にあっては、貫入に
際してその先端を高精度に位置決めしても、回転を開始
して羽根２が地盤に接触した瞬間にその羽根２が地盤か
ら大きな反力を受けるので小さからぬ芯ずれを生じてし
まうことが不可避であり、それにより位置決め精度を向
上させることは必ずしも容易ではない。特に地盤が硬い
場合や、地盤が傾斜面である場合には芯ずれが顕著に生
じてしまうことが多い。

【０００６】上記事情に鑑み、本発明は、この種の鋼管
杭における特に貫入開始時点の芯ずれを防止して高精度
の位置決めを可能とし、併せて、貫入抵抗を低減させ、
支持力を増大させることのできる有効な鋼管杭を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、先端
部に羽根を設けた鋼管を回転させることにより前記羽根
による貫入方向の推進力を得て地盤に貫入させる構成の
鋼管杭であって、前記鋼管の先端縁に切り刃を設けると
ともに、前記羽根を鋼管の先端よりも上方に位置せしめ
て設けることにより、前記切り刃と前記羽根との間を鋼
管の貫入を案内する案内部として確保してなるものであ
る。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記鋼管の先端部を区画してチャンバを設け、かつ
該チャンバより外部に通じる孔を鋼管の先端部周面に形
成してなるものである。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１または２の発
明において、前記羽根の外周縁と鋼管周面との間に羽根
補強用の補強プレートを設けてなるものである。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１，２または３
の発明において、前記羽根を鋼管の軸方向に多段に設け
てなるものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
るが、以下の実施形態はあくまで一例であり、本発明を
それに限定するものではない。

【００１２】図１は第１実施形態の鋼管杭Ａを示すもの
で、（ａ）はその概略構成を、（ｂ）〜（ｄ）は施工状
況の例を示している。この鋼管杭Ａは図５（ａ）に示し
た従来の鋼管杭と同様の螺旋状の羽根２を鋼管１の先端
部に設けたものであるが、従来のものは羽根２を鋼管１
の最先端に設けていたのに対し、本第１実施形態の鋼管
杭Ａでは羽根２を鋼管１の先端よりやや上方（たとえば
１〜２ｍ程度）に取り付けるとともに、鋼管１の先端縁
には複数の切り刃３を周方向に間隔をおいて取り付けた
構成とされており、鋼管１先端と羽根２との間が鋼管１
の貫入を案内するストレートな案内部４として確保され
ている。

【００１３】この鋼管杭Ａを地盤に貫入するには、その
先端を厳密に位置決めし、鋼管１を回転させてその先端
に設けた切り刃３を地盤に徐々に押し付けるようにす
る。これにより、地盤に対して切り刃３による環状の切
削がなされ、そのまま芯ずれを生じることなく貫入が開
始され、鋼管１の先端がわずかに地盤に貫入すると、以
降は案内部４として確保した鋼管１先端部により鋼管１
自体の貫入が案内されて（ｂ）に示すように自ずと直進
的に貫入していき、羽根２が地盤に達するとその羽根２
による推進力が加わり、それ以降は従来と同様に羽根２
による推進力を得ながら貫入していく。

【００１４】従来においては羽根２が地盤に接触した時
点で地盤からの反力により鋼管１の芯ずれを生じる余地
があったが、この鋼管杭Ａでは同じく羽根２が地盤から
反力を受けても、その時点では鋼管１先端部が既に地盤
に貫入しているので芯ずれを生じる余地はない。

【００１５】以上のように、本第１実施形態の鋼管杭Ａ
では、鋼管１先端に設けた切り刃３により地盤を環状に
切削して貫入を開始し、鋼管１先端部の案内部４を地盤
に貫入させて鋼管１の芯ずれを拘束した状態で羽根２に
よる貫入を行うので、羽根２が貫入する際に芯ずれが生
じる余地がなく、位置決め精度を向上させることができ
る。したがって、この鋼管杭Ａは、高度の位置決め精度
が要求される場合たとえば鋼管杭の上部に鋼管柱を一体
に設ける場合や、特に芯ずれが生じやすい硬地盤あるい
は（ｃ）に示すような傾斜地盤に対して適用する場合に
有効である。

【００１６】なお、必要に応じて（ｄ）に示すようなガ
イドパイプ５を併用すると良い。すなわち、鋼管杭Ａの
羽根２の外径寸法に実質的に等しい内径寸法の短管状の
鋼管をガイドパイプ５として、それを鋼管杭Ａの貫入位
置に厳密に位置決めして配置し、その内側に鋼管杭Ａの
先端部を挿入して貫入を開始すれば、鋼管杭Ａの位置決
め精度をより高めることができる。

【００１７】図２は第２実施形態の鋼管杭Ｂを示し、
（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。この鋼管杭Ｂ
は第１実施形態の鋼管杭Ａと同様に鋼管１先端に切り刃
３を設けるとともに、そのやや上方に羽根２を設けて鋼
管１先端部に案内部４を確保したもの（但し、図示例の
ものは羽根２の位置が鋼管杭Ａよりも低く、したがって
案内部４は短く設定されている）であるが、それに加え
て、鋼管１の先端部にコンクリート６を充填することで
その先端側にチャンバ７を設け、かつ、鋼管１先端部の
周面にはチャンバ７から外部に通じる孔８を設けたもの
である。

【００１８】この本第２実施形態の鋼管杭Ｂによれば、
貫入時にチャンバ７内に入り込んだ土砂あるいは地中の
水が孔８から自ずと排出されていき、したがって貫入抵
抗を低減せしめてより効率的な貫入が可能となる。

【００１９】なお、必要に応じて（ｂ）に示しているよ
うにチャンバ７内に環状の土砂侵入防止板９を取り付け
たり、孔８の外側に案内板１０を設けることも考えられ
る。また、上記のようにコンクリート６を充填すること
に代えて、たとえば鋼管１内を鋼板等により区画してチ
ャンバ７を設けることでも良いが、上記のようにコンク
リート６を充填することにより、鋼管１先端部がコンク
リート６により内側から補強されて貫入時の局部座屈防
止効果が得られるし、先端荷重が増大するので地下水圧
を受けるような場合にも浮力を低減でき、貫入時の姿勢
安定性が向上する利点もある。

【００２０】図３は第３実施形態の鋼管杭Ｃを示す。こ
れは、羽根２の外周縁と鋼管１周面との間に羽根２を上
部側から支持することでそれを補強する補強プレート１
１を設けて、貫入の際の地盤からの抵抗力により羽根２
が変形あるいは破損することを防止するとともに、貫入
後の支持力および引き抜き抵抗力の増大を図ったもので
ある。上記の補強プレート１１は図示例のように羽根２
を上部側から支持するのみならず、それに代えて、ある
いはそれに加えて、羽根２を下部側から支持するように
設けても良いが、いずれにしても鋼管１の回転に対して
大きな抵抗とならないようにする必要がある。

【００２１】なお、羽根２の径寸法を単に大きくするこ
とでも支持力や引き抜き抵抗力を増大させることができ
るが、その場合は貫入時における羽根２の変形や破損が
生じやすくなるので、それを防止するために肉厚を大き
くする必要があり、好ましくない。本第３実施形態のよ
うな補強プレート１１により羽根２を補強することとす
れば、羽根２の肉厚を厚くすることなく羽根２の径を十
分に大きくすることが可能であり、それによってより一
層の支持力と引き抜き力増大を図ることができる。

【００２２】図４は第４実施形態の鋼管杭Ｄを示す。こ
れは、羽根２を鋼管１の軸方向に３段にわたって設ける
ことにより、それら羽根２と地盤との総接触面積を従来
のものより３倍増として支持力および引き抜き抵抗力の
増大を図ったものである。なお、羽根２の段数は２段以
上であれば任意であり、各段の羽根２を連続螺旋状に形
成することでも良い。

【００２３】以上で本発明の実施形態を説明したが、本
発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形や応用が
可能である。たとえば、上記第２〜第４実施形態の構成
を相互に組み合わせて採用しても勿論良いし、第１実施
形態の鋼管杭Ａに適用したガイドパイプ５（図１（ｄ）
参照）は他の鋼管杭Ｂ，Ｃ，Ｄにも同様に適用可能であ
る。また、上記各実施形態においては図５（ａ）に示し
た螺旋状の羽根２を採用したが、羽根としては他の形態
たとえば図５（ｂ）に示したような２枚の翼状のもので
も勿論良い。

【００２４】

【発明の効果】請求項１の発明は、鋼管の先端縁に切り
刃を設けるとともに、羽根を鋼管の先端よりも上方に位
置せしめて設けて切り刃と羽根との間を鋼管の貫入を案
内する案内部として確保した構成により、切り刃により
地盤が環状に切削されて貫入が開始され、案内部により
鋼管の芯ずれが拘束された状態で羽根による貫入が行わ
れるので、羽根が貫入する際に芯ずれが生じる余地がな
く、鋼管杭の位置決め精度を向上させることができる。

【００２５】請求項２の発明は、上記に加え、鋼管の先
端部を区画してチャンバを設けるとともにチャンバより
外部に通じる孔を鋼管の先端部周面に形成した構成によ
り、貫入時にチャンバ内に入り込んだ土砂あるいは地中
の水が孔から自ずと排出され、貫入抵抗が低減してより
効率的な貫入が可能である。

【００２６】請求項３の発明は、上記に加え、羽根の外
周縁と鋼管周面との間に羽根補強用の補強プレートを設
けた構成により、貫入時の羽根の変形や破損を防止で
き、また羽根の肉厚を厚くすることなく羽根径を十分に
大きくすることが可能であり、したがって支持力と引き
抜き力増大を図ることができる。

【００２７】請求項４の発明は、上記に加え、羽根を鋼
管の軸方向に多段に設けた構成により、支持力と引き抜
き力増大を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態である鋼管杭とその施
工状況を示す図である。

【図２】 本発明の第２実施形態である鋼管杭を示す図
である。

【図３】 本発明の第３実施形態である鋼管杭を示す図
である。

【図４】 本発明の第４実施形態である鋼管杭を示す図
である。

【図５】 従来一般の回転貫入型の鋼管杭の先端部を示
す図である。

【符号の説明】

Ａ〜Ｄ 鋼管杭 １ 鋼管 ２ 羽根 ３ 切り刃 ４ 案内部 ７ チャンバ ８ 孔 １１ 補強プレート

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部に羽根を設けた鋼管を回転させる
   ことにより前記羽根による貫入方向の推進力を得て地盤
   に貫入させる構成の鋼管杭であって、 前記鋼管の先端縁に切り刃を設けるとともに、前記羽根
   を鋼管の先端よりも上方に位置せしめて設けることによ
   り、前記切り刃と前記羽根との間を鋼管の貫入を案内す
   る案内部として確保してなることを特徴とする鋼管杭。
2. 【請求項２】 前記鋼管の先端部を区画してチャンバを
   設け、かつ該チャンバより外部に通じる孔を鋼管の先端
   部周面に形成してなることを特徴とする請求項１記載の
   鋼管杭。
3. 【請求項３】 前記羽根の外周縁と鋼管周面との間に羽
   根補強用の補強プレートを設けてなることを特徴とする
   請求項１または２記載の鋼管杭。
4. 【請求項４】 前記羽根を鋼管の軸方向に多段に設けて
   なることを特徴とする請求項１，２または３記載の鋼管
   杭。