JP2003027472A

JP2003027472A - 鋼管杭、およびその埋設工法

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Publication number: JP2003027472A
Application number: JP2001214259A
Authority: JP
Inventors: Mikio Umeoka; 美喜男梅岡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2003-01-29
Anticipated expiration: 2021-07-13
Also published as: JP3724713B2

Abstract

(57)【要約】【課題】十分な強度を有する鋼管杭を、安価かつ容易に
埋設することが可能な鋼管杭の埋設工法、およびその埋
設工法に用いる鋼管杭を提供する。【解決手段】鋼管杭１は、管本体２、バイト３、螺旋翼
４、螺旋内翼５、回転押し込みプレート７，７によって
構成されている。管本体２は、先端および基端を開放し
た円筒状に形成されており、その管本体２の先端際に
は、螺旋翼４が取り付けられている。また、管本体２の
先端際の内部には、螺旋翼４の螺旋と反対向きの螺旋内
翼５が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土木工事、建設工
事に用いる鋼管杭、およびその埋設工法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】鋼管杭を埋設する工法として、有底の鋼
管の先端際に螺旋翼を固着した鋼管杭を、回転させなが
ら地中にネジ込み、鋼管杭の先端に設けた切削刃によっ
て土砂を掘削し軟化させるとともに、螺旋翼を鋼管杭の
側面の未掘削土砂中に食い込ませて、鋼管杭を下方へ進
行させつつ、掘削されて軟化した土砂を鋼管杭によって
圧縮し、地盤を強化しながら、鋼管杭を埋設する工法が
知られている（特公平２−６２６４８号）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記鋼
管杭の埋設工法は、鋼管杭の土中への押し込みによっ
て、鋼管杭の先端際の周囲の土砂が解されるため、埋設
された鋼管杭が、建築物の基礎杭としては、十分な強度
を発現しない場合がある。かかる不具合を解消するため
には、鋼管杭の先端際の周囲の土砂を硬化させるため
に、別途大量のセメントミルク等を鋼管杭の外周から鋼
管杭の先端際まで斑なく流し込まなければならず、コス
トおよび手間がかかる。加えて、鋼管杭が有底であるた
め、鋼管杭の外周からセメントミルクを流し込んでも、
セメントミルクが鋼管杭の真下の部分まで浸透せず、埋
設された鋼管杭が十分な強度を発現しないこともある。
また、鋼管杭の先端の底板に孔を穿設し、その孔を介し
てセメントミルクを周囲の土砂に浸透させる方法が採用
されることもあるが、かかる方法を採用した場合でも、
鋼管杭を土中に押し込む際に孔が目詰まりしてしまうた
め、セメントミルクを鋼管杭の真下の部分に十分に浸透
させることができない。一方、鋼管杭の先端を単純に開
放したのでは、鋼管杭を土中に押し込む際に、鋼管杭の
下側に位置した土砂が鋼管杭の内部へ侵入してしまい、
鋼管杭の下側に位置した土砂の圧縮によって地盤を強化
することができない。

【０００４】本発明の目的は、上記従来の鋼管杭の埋設
工法が有する問題点を解消し、十分な強度を有する鋼管
杭を、安価かつ容易に埋設することが可能な鋼管杭の埋
設工法、およびその埋設工法に用いる鋼管杭を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる本発明の構成のう
ち、請求項１に記載された発明の構成は、先端および基
端を開放した円筒状の管本体の先端際に、螺旋翼が取り
付けられているとともに、管本体の先端際の内部に、前
記螺旋翼の螺旋と反対向きの螺旋内翼が設けられている
ことにある。請求項２に記載された発明の構成は、請求
項１に記載された発明において、螺旋内翼が、管本体の
内壁への鉄筋または平鋼の固着によって形成されている
ことにある。請求項３に記載された発明の構成は、請求
項１、または請求項２に記載された発明において、管本
体の先端に、バイトが固着されていることにある。請求
項４に記載された発明の構成は、請求項１の鋼管杭を、
回転させながら地中に押し込むことによって埋設させる
とともに、鋼管杭を押し込む際に、螺旋内翼により鋼管
杭の内部への土砂の侵入を防止し、鋼管杭の先端の土砂
を締め固めることにある。請求項５に記載された発明の
構成は、請求項４に記載された発明において、埋設され
た鋼管杭の内部にセメントミルクを流し込み、鋼管杭の
先端際の周囲の土砂を硬化させることにある。

【０００６】本発明の鋼管杭は、管本体の先端際の内部
に、螺旋翼の螺旋と反対向きの螺旋内翼が設けられてい
るため、土中に押し込まれる際に、螺旋内翼が鋼管杭の
下側に位置した土砂を鋼管杭の外側に押し出す（排出す
る）ように作用する。したがって、径が大きい場合（２
００ｍｍ〜３００ｍｍ）には、下側に位置した土砂がわ
ずかに内部に侵入するものの、径が小さい場合（８０ｍ
ｍ〜２００ｍｍ）には、下側に位置した土砂がほとんど
内部に侵入しない。それゆえ、本発明の鋼管杭は、有底
の鋼管杭と同様に、土中に押し込む際に、下側に位置し
た土砂を圧縮することができ、地盤を強化することがで
きる。

【０００７】本発明の鋼管杭は、管本体が、外径８０ｍ
ｍ〜３００ｍｍ、厚さ３ｍｍ〜１２ｍｍ、長さ２ｍ〜１
０ｍであると、埋設工事に使用し易く、製造が容易であ
り、運搬も容易であるので好ましい。なお、鋼管杭を接
続自在に構成することも可能である。また、管本体に取
り付ける螺旋翼は、外径が管本体の１．５倍〜３．０倍
であると、鋼管杭を地中に埋設させた後の螺旋翼による
地盤の保持力が高くなるとともに、埋設工事の作業効率
が良好なものとなるので好ましい。さらに、螺旋翼の厚
さは、鋼管杭を埋設させる地盤の硬さに応じて適宜変更
することができ、４ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内であると、
製造が容易である上、螺旋翼の強度が十分なものとなる
ので好ましい。加えて、螺旋翼の管本体への捲回が、約
１周（５／６周〜７／６周）であると、土中に押し込み
易い上、セメントミルクを流し込んだ場合に、セメント
ミルクにより硬化された土砂と螺旋翼との結合によっ
て、鋼管杭を埋設させた後の地盤の保持力が高くなるの
で好ましい。

【０００８】一方、鉄筋を固着することによって管本体
の内部へ螺旋内翼を設ける場合には、鉄筋の太さが約８
ｍｍ〜３０ｍｍであると、鋼管杭の製造が容易になると
ともに、螺旋内翼の強度が十分なものとなるので好まし
い。また、平鋼を固着することによって管本体の内部へ
螺旋内翼を設ける場合には、平鋼の厚さが約４ｍｍ〜２
０ｍｍであり、かつ平鋼の幅が８ｍｍ〜３０ｍｍである
と、鋼管杭の製造が容易になるとともに、螺旋内翼の強
度が十分なものとなるので好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る鋼管杭を、図
面に基づいて詳細に説明する。図１〜図３は、それぞ
れ、鋼管杭１の正面、底面、鉛直断面を示したものであ
り、図４は、鋼管杭１の一部を透視した状態を示したも
のである。鋼管杭１は、管本体２、バイト３、螺旋翼
４、螺旋内翼５、回転押し込みプレート７，７によって
構成されている。管本体２は、鉄によって、外径約１１
４．３ｍｍ、厚さ４．５ｍｍ、長さ６ｍの筒状に形成さ
れている。そして、管本体２の先端には、鉄製で四角柱
状（幅約２０ｍｍ、厚さ約１２ｍｍ）の２つのバイト
３，３が取り付けられており（管本体２の内壁に溶接さ
れており）、管本体２の先端から約２０ｍｍ突出した状
態になっている。なお、各バイト３，３の先端は、中央
が尖った状態になっている。また、管本体２の先端際の
部分には、厚さ約６．０ｍｍの鉄板からなる螺旋翼４
が、外径約２６５ｍｍの円形フランジ状に、溶接によっ
て一体的に取り付けられている。そして、螺旋翼４は、
管本体２の外周を、約１５０ｍｍの間隔で、右向きに
（すなわち、上から見た場合に上端から下端にかけて右
方向に回転する向きに）、約１周捲回した状態になって
いる。一方、管本体２の上端際には、２つの回転押し込
みプレート７，７が左右対称に突設されている。

【００１０】一方、管本体２の内壁には、直径約１２ｍ
ｍの鉄筋からなる螺旋内翼５が、溶接によって一体的に
取り付けられている。そして、螺旋内翼５は、管本体２
の内壁を、約１５０ｍｍの間隔で、左向きに（すなわ
ち、上から見た場合に上端から下端にかけて左方向に回
転する向きに）、約１周捲回した状態になっている。

【００１１】上記の如く構成された鋼管杭１は、建設工
事用の基礎杭の埋設工事等に好適に用いることができ
る。鋼管杭１を地面に埋設する場合には、地面に突き立
てて、圧力を加えて右向き（上から見た場合の右向き）
に回転させながら地中に押し込む。鋼管杭１を地中に押
し込む際には、鋼管杭１の回転に伴い、螺旋翼４が、効
率良く土砂を噛み込み、鋼管杭１を土中に進行させる推
力を生み出す。また、鋼管杭１が下方へ押し込まれる際
には、管本体２の内壁に螺旋翼４と逆向きに固着された
螺旋内翼５によって、鋼管杭１の下側に位置した土砂の
管本体２の内部への侵入が阻止される。そして、侵入を
阻止された土砂は、管本体２の下方あるいは側方で圧縮
され、締め固められる。

【００１２】そして、鋼管杭１を土中に深く埋設させた
後には、図５の如く、注水具６等により、セメントミル
ク（水にセメント系固化材を１００〜７００Ｋｇ／ｍ^３
程度の配合量で溶解（分散）させたセメント含有水）
８を、鋼管杭１の管本体２の内部へ流し込み、管本体２
の先端際に位置した螺旋翼４の周囲の土砂に十分に浸透
させる。しかる後、十分な時間をかけて、螺旋翼４の周
囲の土砂に浸透したセメントミルク８を土砂とともに十
分に硬化させる。かかる一連の作業によって、埋設され
た鋼管杭１の周囲の地盤が強化され、埋設された鋼管杭
１が高い強度を発現する。

【００１３】鋼管杭１は、上記の如く、先端および基端
を開放した円筒状の管本体２の先端際に、螺旋翼４が取
り付けられているとともに、管本体２の先端際の内部
に、螺旋翼４の螺旋と反対向きの螺旋内翼５が設けられ
ているため、土中に押し込む際に螺旋翼４が良好な掘削
力を発現するので、容易に土中に押し込むことができ
る。その上、埋設した場合に、螺旋翼４が良好な地盤保
持力を発現するとともに、土中に押し込む際に、螺旋翼
４と反対向きの螺旋内翼５が、管本体２の下側に位置し
た土砂の管本体２の内部への侵入を効果的に阻止し、侵
入を阻止した土砂を管本体２の下方あるいは側方で圧縮
して締め固める。したがって、埋設後に高い強度を発現
することができる。

【００１４】また、鋼管杭１は、螺旋内翼５が、管本体
２の内壁への鉄筋の固着によって形成されているため、
螺旋内翼５の強度が高く、硬い地盤に埋設する場合おい
ても、螺旋内翼５が破損することなく、管本体２の下側
に位置した土砂の管本体２の内部への侵入を効果的に阻
止し、侵入を阻止した土砂を管本体２の下方あるいは側
方で圧縮して締め固めることができるとともに、安価か
つ容易に製造することができる。

【００１５】さらに、鋼管杭１は、管本体２の先端に、
バイト３，３が固着されているため、掘削力が非常に高
く、きわめて容易に土中に押し込むことができる。

【００１６】一方、上記鋼管杭１の埋設工法は、鋼管杭
１を回転させながら地中に押し込むことによって埋設さ
せるとともに、鋼管杭１を押し込む際に、螺旋内翼５に
より鋼管杭１の内部への土砂の侵入を阻止し、鋼管杭１
の下側に位置した土砂を締め固めるものであるため、鋼
管杭１を、高い強度を発現するように、安価かつ容易に
埋設することができる。

【００１７】また、上記鋼管杭１の埋設工法は、埋設さ
れた鋼管杭１の内部にセメントミルクを流し込み、鋼管
杭１の先端際の周囲の土砂を硬化させるものであるた
め、鋼管杭１を非常に高い強度を発現するように埋設す
ることができる上、埋設した鋼管杭１の螺旋翼４の周囲
の地盤をきわめて強度の高いものとすることができる。

【００１８】なお、本発明の鋼管杭の構成は、上記した
各実施例の態様に何ら限定されるものではなく、管本
体、螺旋翼、螺旋内翼、バイトの形状・構造等の構成
を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適
宜変更できる。また、本発明の鋼管杭の埋設工法の構成
も、上記実施形態の態様に何ら限定されず、必要に応じ
て適宜変更することができる。

【００１９】たとえば、鋼管杭は、螺旋翼を右向きに設
け、螺旋内翼を左向きに設けたものに限定されず、螺旋
翼を左向きに設け、螺旋内翼を右向きに設けたものでも
良い。一方、先端際の外周にのみ螺旋翼を設けたものに
限定されず、全体に亘って螺旋翼を設けたもの等でも良
い。また、先端際の内部にのみ螺旋内翼を設けたものに
限定されず、内部の全体に亘って螺旋内翼を設けたもの
等でも良い。なお、上記実施形態の如く、先端際の外周
にのみ螺旋翼を設けた場合や、先端際の内部にのみ螺旋
内翼を設けた場合には、鋼管杭の加工コストが安価なも
のとなる、というメリットがある。さらに、鋼管杭の内
部に螺旋内翼を設ける方法は、管本体の内壁に鉄筋を固
着する方法に限定されず、管本体の内壁に平鋼を固着す
る方法や、管本体の内壁に螺旋翼と同様な帯状の鉄板を
固着する方法等の別の方法を採用することができる。一
方、鋼管杭は、上記実施形態の如く棒状のバイトを先端
に設けたものに限定されず、円周状のバイトや円弧状の
バイトを設けたものでも良いし、バイトのないものでも
良い。また、図６の如く、管本体２の螺旋翼４の設置際
に、少なくとも１個以上の流出孔９，９を穿設すること
も可能である。かかる構成を採用した場合には、埋設さ
れた鋼管杭１の内部にセメントミルクを流し込む際に、
セメントミルクが螺旋翼４の周囲に浸透し易くなる、と
いうメリットがある。なお、螺旋翼４の真上に流出孔
９，９を穿設すると、セメントミルクがより効率的に螺
旋翼４の周囲に浸透するようになる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１に記載された鋼管杭は、先端お
よび基端を開放した円筒状の管本体の先端際に、螺旋翼
が取り付けられているとともに、管本体の先端際の内部
に、前記螺旋翼の螺旋と反対向きの螺旋内翼が設けられ
ているため、土中に押し込む際に螺旋翼が良好な掘削力
を発現するので、容易に土中に押し込むことができる。
その上、埋設した場合に、螺旋翼が良好な地盤保持力を
発現するとともに、土中に押し込む際に、螺旋翼と反対
向きの螺旋内翼が、管本体の下側に位置した土砂の管本
体の内部への侵入を効果的に阻止し、侵入を阻止した土
砂を管本体の下方あるいは側方で圧縮して締め固めるた
め、埋設後に高い強度を発現することができる。

【００２１】請求項２に記載された鋼管杭は、螺旋内翼
が、管本体の内壁への鉄筋または平鋼の固着によって形
成されているため、螺旋内翼の強度が高く、硬い地盤に
埋設する場合おいても、螺旋内翼が破損することなく、
管本体の下側に位置した土砂の管本体の内部への侵入を
効果的に阻止し、侵入を阻止した土砂を管本体の下方あ
るいは側方で圧縮して締め固めることができるととも
に、安価かつ容易に製造することができる。

【００２２】請求項３に記載された鋼管杭は、本体の先
端に、バイトが固着されているため、掘削力が非常に高
く、きわめて容易に土中に押し込むことができる。

【００２３】請求項４に記載された鋼管杭の埋設工法
は、請求項１の鋼管杭を、回転させながら地中に押し込
むことによって埋設させるとともに、鋼管杭を押し込む
際に、螺旋内翼により鋼管杭の内部への土砂の侵入を阻
止し、鋼管杭の下側に位置した土砂を締め固めるもので
あるため、鋼管杭を、高い強度を発現するように、安価
かつ容易に埋設することができる。

【００２４】請求項５に記載された鋼管杭の埋設工法
は、埋設された鋼管杭の内部にセメントミルクを流し込
み、鋼管杭の先端際の周囲の土砂を硬化させるものであ
るため、鋼管杭を非常に高い強度を発現するように埋設
することができる上、埋設した鋼管杭の螺旋翼の周囲の
地盤をきわめて強度の高いものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼管杭の正面図である。

【図２】鋼管杭の底面図である。

【図３】鋼管杭の鉛直断面図である。

【図４】鋼管杭の部分透視図である。

【図５】鋼管杭の埋設工法を示す説明図である。

【図６】鋼管杭の変更例を示す説明図である。

【符号の説明】

１・・鋼管杭、２・・管本体、３・・バイト、４・・螺
旋翼、５・・螺旋内翼、８・・セメントミルク。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端および基端を開放した円筒状の管本
体の先端際に、螺旋翼が取り付けられているとともに、
管本体の先端際の内部に、前記螺旋翼の螺旋と反対向き
の螺旋内翼が設けられていることを特徴とする鋼管杭。
【請求項２】螺旋内翼が、管本体の内壁への鉄筋また
は平鋼の固着によって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。
【請求項３】管本体の先端に、バイトが固着されてい
ることを特徴とする請求項１、または請求項２に記載の
鋼管杭。
【請求項４】請求項１の鋼管杭を、回転させながら地
中に押し込むことによって埋設させるとともに、鋼管杭
を押し込む際に、螺旋内翼により鋼管杭の内部への土砂
の侵入を防止し、鋼管杭の先端の土砂を締め固めること
を特徴とする鋼管杭の埋設工法。
【請求項５】埋設された鋼管杭の内部にセメントミル
クを流し込み、鋼管杭の先端際の周囲の土砂を硬化させ
ることを特徴とする請求項４に記載の鋼管杭の埋設工
法。