JP2004011204A - 鋼管杭 - Google Patents

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Ryokichi Sasaki
佐々木 良吉
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Asahi Kasei Corp
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Abstract

【課題】本発明は、掘削された土砂を効果的に上部に移送して回転負荷を低減することが出来、これにより大きな回転トルクを必要とせず、また、十分な鉛直支持力が得られる鋼管杭を提供することを可能にすることを目的としている。
【解決手段】鋼管杭1の先端部外周に設けられた第1の螺旋状の羽根1aに略連続して該第1の螺旋状の羽根1aの外径Dよりも小さい外径Dを有する第2の螺旋状羽根1b,1cを設けて構成したことを特徴とする。
【選択図】   図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中底層住宅等の建築物或いは小規模構造物等の基礎として用いられる羽根付き鋼管杭に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、図2に示すように、先端部に切削刃、掘削爪、螺旋状羽根1aを取り付けた鋼管杭1を回転駆動装置3により回転推進することによって該鋼管杭1を地盤4にねじり込み推進させて該鋼管杭1本体の体積分の土砂を自動的に杭側面方向に押圧し、無振動、無排土で所定の地盤4に基礎杭を設置する工法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来例では、鋼管杭1の先端部外周のみに設けられた螺旋状羽根1aにより掘削された土砂が該螺旋状羽根1aの上部に溜まって回転負荷となり、大きな回転トルクを必要とする。また、粘土質の地盤4では鋼管杭1の螺旋状羽根1aが滑って推進し難いため施工時間がかかるという問題があった。
【0004】
例えば、特開平7−331654号公報や特開平8−35228号公報には、鋼管杭の外周に同じ外径の螺旋状羽根を多数巻きで構成した技術が開示されており、このような螺旋状羽根により掘削した土砂を上方へ移送することが出来る。しかしながら、同じ外径で多数巻きの螺旋状羽根を設けた場合、該螺旋状羽根の外径が大きい場合には掘削した土砂を上方へ移送する際の回転負荷が大きくなり、螺旋状羽根の外径が小さい場合には鉛直支持力が不足するという問題がある。
【0005】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、掘削された土砂を効果的に上部に移送して回転負荷を低減することが出来、これにより大きな回転トルクを必要とせず、また、十分な鉛直支持力が得られる鋼管杭を提供せんとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係る鋼管杭は、鋼管杭の先端部外周に設けられた第1の螺旋状羽根に略連続して、該第1の螺旋状羽根の外径よりも小さい外径を有する第2の螺旋状羽根を設けたことを特徴とする。
【0007】
本発明は、上述の如く構成したので、鋼管杭の先端部外周に設けられた第1の螺旋状羽根により掘削された土砂を第2の螺旋状羽根により上部に移送して回転負荷を低減することが出来、これにより大きな回転トルクを必要とせず、また、粘土質の地盤に対しても滑りを低減して施工時間を短縮することが出来る。
【0008】
また、鋼管杭の先端部外周に設けられた第1の螺旋状羽根の外径よりも、該第1の螺旋状羽根に略連続する第2の螺旋状羽根の外径が小さいため掘削土を上方へ移送する際の回転負荷を軽減することが出来、鋼管杭を上方に引き上げる際の引き上げ負荷を軽減することが出来る。
【0009】
また、鋼管杭の先端部外周に設けられた第1の螺旋状羽根の外径が大きいため該第1の螺旋状羽根により垂直支持力を向上することが出来る。
【0010】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係る鋼管杭の一実施形態を具体的に説明する。図1は本発明に係る鋼管杭の第1実施形態の構成を示す側面説明図である。
【0011】
図1に示す鋼管杭1は、その先端部外周に大きな外径直径Dを有する第1の螺旋状羽根1aと、該第1の螺旋状羽根1aに略連続して、小さな外径直径Dを有する第2の螺旋状羽根1b,1cとを有して構成したものである。
【0012】
ここで、鋼管杭1本体の外径直径D、第1の螺旋状羽根1aの外径直径D、第2の螺旋状羽根1b,1cの外径直径D、第1の螺旋状羽根1aの鋼管杭1本体から突出した幅W、第2の螺旋状羽根1b,1cの鋼管杭1本体から突出した幅Wとすれば、第2の螺旋状羽根1b,1cの外径直径Dは、{第1の螺旋状羽根1aの外径直径D−鋼管杭1本体の外径直径D}の1/3以上、且つ2/3以下の値に鋼管杭1本体の外径直径Dを加えた値に設定すれば好ましい。
【0013】
即ち、第2の螺旋状羽根1b,1cの鋼管杭1本体から突出した幅Wは、第1の螺旋状羽根1aの鋼管杭1本体から突出した幅Wの1/3以上、且つ2/3以下が好ましい。
【0014】
第1の螺旋状羽根1aは、ピッチ幅(ストローク長さ)Pで1周(1巻)分設けられており、第2の螺旋状羽根1b,1cは該螺旋状羽根1aに略連続して該螺旋状羽根1aのピッチ幅Pと異なるピッチ幅(ストローク長さ)P,Pを有して構成されている。
【0015】
図1に示す鋼管杭1では、第2の螺旋状羽根1b,1cのピッチ幅P,Pは、第1の螺旋状羽根1aのピッチ幅Pの1.5倍〜2倍程度に設定されている。また、第2の螺旋状羽根1b,1cは1枚(1周(1巻)分)〜3枚(3周(3巻)分)程度が好ましい。
【0016】
尚、図1に示す鋼管杭1では、第2の螺旋状羽根1b,1cのピッチ幅P,Pが同じピッチ幅で構成された場合の一例を示したが、螺旋状羽根1a,1b,1cの順にピッチ幅P,P,Pが徐々に大きくなるように構成しても良いし、逆に螺旋状羽根1a,1b,1cの順にピッチ幅P,P,Pが徐々に小さくなるように構成しても良い。
【0017】
また、必要に応じて螺旋状羽根1a,1b,1cのピッチ幅P,P,Pの大小を適宜組み合わせて配置することも出来る。
【0018】
各螺旋状羽根1a,1b,1cのピッチ幅P,P,Pは、鋼管杭1の該螺旋状羽根1aの外径直径Dの1/5以上、且つ3/5以下で設定すれば好ましい。また、螺旋状羽根1aの外径直径Dは鋼管杭1本体の外径直径Dの2倍程度に設定される。
【0019】
また、第1の螺旋状羽根1aは垂直支持力を発揮するために板厚は9mm〜28mm程度に設定され、第2の螺旋状羽根1b,1cは掘削土の上方への移送を行なうだけで良いので、その板厚は9mm以下に設定することが出来る。
【0020】
本実施形態では、螺旋状羽根1a,1b,1cは1巻き毎に分割されたものを円筒状の鋼管杭1本体に挿通して溶接により固定され、各螺旋状羽根1a,1b,1cの接続端部が溶接により連結された一例について説明したが、他の構成として、螺旋状羽根1a,1b,1cは1巻を2分割或いは多数分割したものを円筒状の鋼管杭1本体の外周面に溶接により固定しても良い。
【0021】
その際、各螺旋状羽根1a,1b,1cの接続端部が溶接により連結されていても良いし、相互間が離間していても良い。
【0022】
また、螺旋状羽根1a,1b,1cが一体的に形成されたものを鋼管杭1本体の外周面に固定した構成でも良いし、ピッチ幅P,Pが大きく、且つ幅Wが小さい螺旋状羽根1b,1cを一体的に形成すると共に、ピッチ幅Pが小さく、且つ幅Wが大きい螺旋状羽根1aを別体で構成し、それ等を略連続的(完全に連続しても良いし、相互間に多少の隙間があっても良い)に鋼管杭1本体の外周面に固定した構成でも良い。
【0023】
各螺旋状羽根1a,1b,1cを単独に構成した場合には、各螺旋状羽根1a,1b,1cの板厚(肉厚)や螺旋角度を任意に設定することが出来るため好ましい。
【0024】
そして、本実施形態では、鋼管杭1の先端部が閉塞板1dにより閉塞され、更に該閉塞板1dに切削刃2aが設けられ、更に螺旋状羽根1aの始端部に掘削爪2bを取り付け、該螺旋状羽根1aの始端下部に縦爪2cを設けた鋼管杭1を、図2に示して前述したように、回転駆動装置3により回転推進することによって該鋼管杭1を地盤4にねじり込み推進させて該鋼管杭1本体の体積分の土砂を自動的に杭側面方向に押圧し、無振動、無排土で所定の地盤4に基礎杭を設置することが出来る。
【0025】
尚、切削刃2a、掘削爪2b及び縦爪2cは適宜選択的に取り付けたものでも良いし、これ等を省略したものでも良い。また、閉塞板1dを省略して、先端部が開放された鋼管杭1にも適用出来る。
【0026】
上記構成によれば、鋼管杭1の先端部外周に設けられた第1の螺旋状羽根1aにより掘削された土砂を第2の螺旋状羽根1b,1cにより上部に移送して回転負荷を低減することが出来、これにより大きな回転トルクを必要とせず、また、粘土質の地盤4に対しても滑りを低減して施工時間を短縮することが出来る。
【0027】
また、第2の螺旋状羽根1b,1cの幅Wを第1の螺旋状羽根1aの幅Wよりも小さくすると共に、該第2の螺旋状羽根1b,1cの板厚を薄く出来るので材料コストを低減することが出来、製造コストも低減出来る。
【0028】
特に、粘土質の地盤4を掘削する場合には、同じ外径の螺旋状羽根では、掘削された粘土質の掘削土が螺旋状羽根の間に団子状に固まってしまい、上部への移送が困難になる場合も生じるが、鋼管杭1の先端部外周に設けられる第1の螺旋状羽根1aの幅Wよりも該第1の螺旋状羽根1aに略連続して設けられる第2の螺旋状羽根1b,1cの幅Wを小さくすることで、先端部外周に設けられる第1の螺旋状羽根1aにより掘削された粘土質の掘削土を幅の小さい第2の螺旋状羽根1b,1cにより効果的に上部に移送することが出来る。
【0029】
また、砂や砂礫質の地盤4を掘削する場合には、同じ幅の螺旋状羽根では、硬い地盤に対する推進力が大きいため回転トルクが増大し、回転負荷が大きくなるが、鋼管杭1の先端部外周に設けられる第1の螺旋状羽根1aの幅Wよりも該第1の螺旋状羽根1aに略連続して設けられる第2の螺旋状羽根1b,1cの幅Wを小さくすることで、推進力を低減することが出来、回転トルクの増加を抑制し、回転負荷を安定化することが出来る。
【0030】
また、砂や砂礫質等の硬い地盤4を掘削する場合には、鋼管杭1を上下に移動して掘削する場合もあるが、上記構成によれば、鋼管杭1を上げる際の引き上げ負荷が小さくなるため好ましい。
【0031】
【発明の効果】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、鋼管杭の先端部外周に設けられた第1の螺旋状羽根により掘削された土砂を第2の螺旋状羽根により上部に移送して回転負荷を低減することが出来、これにより大きな回転トルクを必要とせず、また、粘土質の地盤に対しても滑りを低減して施工時間を短縮することが出来る。
【0032】
また、鋼管杭の先端部外周に設けられた第1の螺旋状羽根の外径よりも、該第1の螺旋状羽根に略連続する第2の螺旋状羽根の外径が小さいため掘削土を上方へ移送する際の回転負荷を軽減することが出来、鋼管杭を上方に引き上げる際の引き上げ負荷を軽減することが出来る。
【0033】
また、鋼管杭の先端部外周に設けられた第1の螺旋状羽根の外径が大きいため該第1の螺旋状羽根により垂直支持力を向上することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る鋼管杭の構成を示す側面説明図である。
【図2】鋼管杭の施工方法を説明する図である。
【符号の説明】
1…鋼管杭
1a〜1c…螺旋状羽根
1d…閉塞板
2a…切削刃
2b…掘削爪
2c…縦爪
3…回転駆動装置
4…地盤

Claims (1)

  1. 鋼管杭の先端部外周に設けられた第1の螺旋状羽根に略連続して、該第1の螺旋状羽根の外径よりも小さい外径を有する第2の螺旋状羽根を設けたことを特徴とする鋼管杭。
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