JP2004332233A - 鋼管杭 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼管杭本体と先端部材とが分離可能に構成された鋼管杭において、結合のための作業が簡易であり、且つ加工等が低コストなものを提供する。
【解決手段】本鋼管杭１００は、先端から軸方向に切欠溝１０が形成された鋼管杭本体１０１と、鋼管杭本体１０１の先端部分に外嵌される円筒体２１の外周に螺旋翼２０が設けられ、且つ該円筒体２０の内周に前記切欠溝１０と嵌合する凸部２２が設けられた先端部材１０２と、を具備してなるものである。鋼管杭本体１０１に先端部材１０２を外嵌するとともに切欠溝１０と凸部２２とを嵌合させることにより、鋼管杭本体１０１の先端部分に先端部材１０２が、鋼嵌杭１００のねじ込み方向及び回転方向に対して固定された状態で取り付けられる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設されて建築物の基礎を支持する鋼管杭であり、特に鋼管杭本体と先端部材とが嵌合されて鋼管杭をなすものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築物の基礎を支持するための杭として、図８に示すように、鋼管１の先端部の外周に螺旋翼２を設けてなる鋼管杭３が従来より知られている。該鋼管杭３は、地上に設置したアースオーガ等の駆動機械（不図示）により回転されながら地中にねじ込まれるものであり、排土なく地中に埋設することができ、埋設後は螺旋翼２の水平方向の投影面積分だけ支持力が増加するという利点がある。他方、前記螺旋翼２は、一般に、鋼管１の外径の約２〜３倍の外径であるため、前記鋼管杭３を横積みして保管又は運搬する際に、横積みされた鋼管１間に螺旋翼２が突出した分だけ隙間が生じ、積載効率が悪いという問題があった。
【０００３】
これに対し、鋼管杭３の先端部における螺旋翼２が設けられた部分を先端部材として鋼管１と別個に構成し、保管や運搬時には分離状態とし、施工現場等において該先端部材を鋼管１に結合して鋼管杭３とする構成が考案されている。
【０００４】
例えば、図９に示すように、先端部材４の上部に、鋼管１の内空に嵌合可能な嵌合部５を設け、該嵌合部５を鋼管１に嵌入させて溶接等により固定する構成がある（特許文献１参照）。これによれば、鋼管１と先端部材４とを別個に製造し、分離状態で運搬することができるので、積載効率を高め、保管や運送のコストを削減することができる。
【０００５】
さらに、施工現場において先端部材４と鋼管１とを溶接する作業をなくし、簡易な作業で鋼管１に先端部材４を固定できるように、様々な先端部材４と鋼管１との接続構造が考案されている。
【０００６】
例えば、図１０に示すように、先端部材４の上部に、鋼管１の内空に嵌合可能であって、母線方向に挿通孔６ａが形成された嵌合部６を設け、鋼管１の先端にも該挿通孔６ａに対応する挿通孔１ａを形成し、両挿通孔１ａ，６ａが対応するように嵌合部６を鋼管１に嵌入させ、留め具７を各挿通孔１ａ，６ａに挿着させることにより、鋼管１の先端に先端部材４を結合するものがある（特許文献２参照）。他に、挿通孔１ａ，６ａに留め具７を挿着させる代わりに、嵌合部６の外周と鋼管１の内周に雄ネジと雌ネジを夫々形成して両部材を螺合することにより固定するものも考案されている（特許文献３参照）。また、嵌合部６及び鋼管１に互いに嵌合する凸条と溝とを夫々形成するとともに、該嵌合部９の外周に弾性シートを配置して、嵌合部６を鋼管１に圧入するように嵌合して固定するものも考案されている（特許文献４参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００３−２７４６５号公報
【特許文献２】
特開２００３−２７４６８号公報
【特許文献３】
特開２００３−２７４６４号公報
【特許文献４】
特開２００３−２７４６３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、鋼管杭の先端部材４と鋼管１と別個に構成して分離可能とし、施工現場等において先端部材４を鋼管１に結合するようにして、保管や運搬時の積載効率を高めることができる鋼管杭においては、施工現場等において一層簡易な作業で鋼管に先端部材を固定できるものが望まれている。また、ネジ切り等のコストの高い加工もできる限り少ないものが望まれている。
【０００９】
本発明は、これらの点に鑑みてなされたものであり、鋼管杭本体と先端部材とが分離可能に構成された鋼管杭において、結合のための作業が簡易であり、且つ加工等が低コストなものを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る鋼管杭は、先端から軸線方向に切欠溝が形成された鋼管杭本体と、該鋼管杭本体の先端部分に外嵌する円筒体の外周に螺旋翼が設けられ、且つ該円筒体の内周に前記切欠溝と嵌合する凸部が設けられた先端部材と、を具備したものである。鋼管杭本体に先端部材を外嵌するとともに切欠溝と凸部とを嵌合させることにより、鋼管杭本体の先端部分に先端部材が、鋼管杭のねじ込み方向及び回転方向に対して固定された状態で取り付けられる。
【００１１】
また、本発明は、前記鋼管杭において、前記切欠溝は、前記凸部と嵌合した際に鋼管杭本体の先端が先端部材から突出する深さを有するものであって、鋼管杭本体の周方向に所定間隔で複数形成されているものである。これにより、先端部材から突出した鋼管杭本体の先端が掘削爪として機能する。
【００１２】
また、本発明は、前記鋼管杭において、前記鋼管杭本体の先端の先端部材から突出した部分が、鋼管杭本体の径方向外側に折曲されるものである。これにより、鋼管杭を起立させた際に先端部材が自重等により脱離することを防止する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき具体的に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る鋼管杭の構成を示す正面図である。図に示すように、本鋼管杭１００は、円筒状の鋼管杭本体１０１の先端部分に、螺旋翼２０が突設されてなる先端部材１０２が取り付けられてなるものである。鋼管杭本体１０１と先端部材１０２とは別個の部材として構成されており、施工現場において容易に取付け可能であるので、例えば、鋼管本体１０１と先端部材１０２とを別の工場で夫々製造するような場合でも、最終組立を行う工場等に両部材を運搬等する必要がなく、夫々を直接施工現場に搬入することができ、これにより、運送費用等を削減することができる。また、鋼管本体１０１をトラックの荷台等に積載して運搬する際に、螺旋翼２０により鋼管本体１０１間に隙間が生ずることが無く、効率的に横積みすることができるので、運搬効率を高めることができる。このような本鋼管杭１００の構成について更に詳細に説明する。
【００１４】
鋼管杭本体１０１は、従来の鋼管杭と同様の径及び長さの鋼管を使用することができ、その先端部分に先端部材１０２を取り付けるために、図２（ａ）に示すように、先端から軸線方向に切欠溝１０が形成されている。該切欠溝１０は、鋼管杭本体１０１の周方向に一定幅若しくは上側へ向かって若干狭くなるように形成されており、その切欠深さは、図１に示すように、鋼管杭本体１０１の先端部分に先端部材１０２を取り付けた場合に、鋼管杭本体１０１の先端片１１が先端部材１０２から突出する程度の深さである。該先端片１１を先端部材１０２から突出させることにより、該先端片１１が掘削爪として機能し、また、先端片１１を径方向外側へ曲折して先端部材１０２の落下を防止することが可能となる。
【００１５】
このような切欠溝１０が、図２（ｂ）に示すように、鋼管杭本体１０１の周方向に所定間隔で３ヶ所に形成されている。切欠溝１０を形成する個数や位置は特に限定されるものではないが、鋼管杭本体１０１の先端片１１を掘削爪として機能させ、また、先端片１１の曲折の容易さを考慮すると、２〜５ヶ所の切欠溝１０を周方向に等間隔で形成することが好適である。また、該切欠溝１０は、金切り用の電動のこぎり等により容易に形成することができ、工場等において予め形成しておくことが好ましい。
【００１６】
先端部材１０２は、図３に示すように、円筒体２１の外周に螺旋翼２０が設けられ、円筒体２１の内周には前記切欠溝１０と嵌合する凸部２２が設けられたものである。円筒体２１は、鋼管杭本体１０１の外径と略同一の内径を有する鋼管であり、鋼管杭本体１０１に外嵌可能となっている。また、円筒体２１の内径を鋼管杭本体１０１の外径より若干大きなものとして、円筒体２１を鋼管杭本体１０１に対して摺動容易な程度に、鋼管杭本体１０１と円筒体２１との間に数ミリメートルの隙間を設ければ、施工現場において先端部材１０２を鋼管杭本体１０１に嵌挿し易くなるので好ましい。円筒体２１の長さは特に限定されるものではないが、螺旋翼２０を固定するに十分な長さであり、且つ、取付作業の容易からは軽量且つ取扱い容易となるように短いことが好ましい。
【００１７】
螺旋翼２０は、円筒体２１の外周に固定されて螺旋形状の面を構成するものであり、鋼管杭１００が地中にねじ込まれながら埋設される際には、鋼管杭１００を下方へ推進する役割を果たし、鋼管杭１００が埋設された後は、鋼管杭１００を支持する役割を果たす。このような螺旋翼２０は、一定厚さの平板状部材を略一定幅の螺旋形状に形成して、円筒体２１の外周に溶接等により固定されている。また、螺旋翼２０の下側の端部は、図３（ｂ）に示すように、内側から次第に拡幅するような鋭角状に加工されており、これにより螺旋翼２０が地面へねじ込み易くなり、また、螺旋翼２０の端部が地中の岩石等と衝突した際に変形し難いという利点がある。なお、本実施の形態で示した螺旋翼２０の形状は一例であり、例えば、螺旋翼を複数に分割したり、巻数を増やす等、鋼管杭の埋設作業の容易や加工の容易を考慮して種々の変更が可能である。
【００１８】
凸部２２は、先端部材１０２を鋼管杭本体１０１の先端部分に取り付ける際に、前記切欠溝１０と嵌合するものであり、円筒体２１の内周面から径方向内側へ突出するように設けられている。該凸部２２は、円筒体２１に内周面に沿って湾曲された平板からなるものであり、図３（ａ）に示すように、円筒体２１の軸線方向中央より下方であって、図３（ｂ）に示すように、前記鋼管杭本体１０１の切欠溝１０に対応して、周方向に一定間隔で３ヶ所に、溶接等により固定されている。勿論、前述したように前記切欠溝１０を２〜５ヶ所へ適宜変更すれば、それに応じて凸部２２の個数及び位置も変更される。なお、円筒体２１への螺旋翼２０及び凸部２２の溶接等による固定は、工場等において予め行っておくことが好ましい。
【００１９】
また、凸部２２の周方向の幅は、鋼管杭本体１０１の切欠溝１０との嵌合を容易とするために、該切欠溝１０の周方向の幅より若干小さいものであり、一定幅又は上側へ向かって若干狭くなっている。一方、凸部２２の軸線方向の長さは特に限定されないが、円筒体２１の内周面との溶接等による固定力を十分に確保できる長さとすることが好ましく、凸部２２の径方向の厚みは、鋼管杭本体１０１の肉厚と同等以上であることが好ましい。
【００２０】
図４は、鋼管杭本体１０１の切欠溝１０と先端部材１０２の凸部２２とを嵌合させた状態を示すものであるが、切欠溝１０の上端１０ａと凸部２２の上端２２ａとが当接することにより、鋼管杭本体１０１の先端部分における先端部材１０２の嵌挿位置が決定され、且つ、鋼管杭１００の埋設時には下方向への力が、埋設後には建築物等からの圧縮力が鋼管杭本体１０１から先端部材１０２へ伝達されるようになっている。一方、切欠溝１０の側端１０ｂと凸部２２の側端２２ｂとの間には前述したように若干の隙間があるが、鋼管杭１００の埋設時に鋼管杭本体１０１が回転されることにより、該側端１０ｂと側端２２ｂとが当接して、鋼管杭本体１０１の回転力が先端部材１０１へ伝達されるようになっている。
【００２１】
鋼管杭本体１０１への先端部材１０２の嵌挿は、鋼管杭本体１０１を横方向に載置した状態で行っても、起立させた状態で行ってもよいが、図４に示すように鋼管杭本体１０１の切欠溝１０と先端部材１０２の凸部２２とを嵌合したのみの状態では、先端部材１０２が鋼管杭本体１０１から脱離する方向に対しては何ら規制されていないので、当該状態で鋼管杭本体１０１を先端片１１を下側にして起立させれば、先端部材１０２が自重により脱離して落下するおそれがある。これを防止するため、図４に示すように先端部材１０２を嵌合させた後、図１及び図５に示すように、鋼管杭本体１０１の各先端片１１であって先端部材１０２から突出した部分を、鋼管杭本体１０１の径方向外側に折曲する。これにより、鋼管杭本体１０１の外径が先端方向へ拡径されるので、先端部材１０２が鋼管杭本体１０１から脱離することがない。
【００２２】
なお、鋼管杭１００を地中に埋設する際には、該先端片１１が掘削爪として機能し、地中の土砂等が鋼管杭本体１０１の内空に圧入されて先端片１１を径方向外側へ更に曲折するので、先端部材１０２を鋼管杭本体１０１に取り付けた後、鋼管杭１００を地中に埋設するまでの間において先端部材１０２の脱離を防止すれば十分であり、先端片１１の曲折は径方向外側へ数ミリメートル程度でよく、例えばバール等の工具を用いて人力で行うことが可能である。
【００２３】
また、鋼管杭本体１０１に先端部材１０２が取り付けられた後、該先端部材１０２に蓋１０３が取り付けられる。蓋１０３は、図５に示すように、平面視形状が三角形の各隅部が切欠された平板状のものであって、先端部材１０２の円筒体２１の内空に圧入できる大きさとなっている。円形の内空を有する円筒体２１に略三角形状の蓋１０３を嵌め込むことにより、蓋１０３の側方の３ヶ所に空間が生じ、該空間から鋼管杭本体１０１の先端片１１が下方へ突出するものとなる。このような蓋１０３が円筒体２１の下側の開口からハンマー等で叩き込むようにして嵌め込まれ、図６に示すように、その側面が円筒体２１の内周面に圧接し、且つ上面が凸部２２の下端と当接した状態で固定される。これにより、鋼管杭１００を地中に埋設する際に、鋼管杭本体１０１の内空に粘土等の軟弱な土砂が侵入することを防止でき、施工後に鋼管杭１００の埋設深度等を容易にチェックすることができる。
【００２４】
なお、蓋１０３の側方の空間は、鋼管杭１００を埋設する際に表面層の土砂が噛んで封止されるので、鋼管杭本体１０１の内空の中央部分が蓋１０３により概ね封止されていれば、該空間が先端片１１の外形より大きなものであってもよい。また、蓋１０３の形状は略三角形状に限定されるものではなく、例えば、円筒体２１の内径と略同径の円盤であって、その周縁の先端片１１に対応する箇所に切欠を設けたものであってもよいが、前記蓋１０３のように略三角形状とすることにより、一定面積の鋼板から蓋１０３が効率的に作製でき、歩留まりが少なくなるので好ましい。また、本実施の形態では、鋼管杭本体１０１に先端部材１０２が取り付けられた後、該先端部材１０２に蓋１０３を取り付けることとしたが、予め先端部材１０２に嵌め込んでおき、該先端部材１０２を鋼管杭本体１０１に取り付けることとしてもよく、或いは、蓋１０３を先端部材１０２の円筒体２１の内空に挿入でき、且つ前記凸部２２と当接できる大きさとして、工場等において蓋１０３を該凸部２２と溶接等により固定し、先端部材１０２とともに施工現場へ搬入するものとしてもよい。
【００２５】
このように構成された鋼管杭１００は、図７に示すように、アースオーガ等の駆動機械２００により、鋼管杭本体１０１の先端片１１を下側にして垂直に吊り下げされ、鋼管杭１００の軸線中心に回転されながら地面にねじ込まれることにより、地中の所定深度に埋設される。前述したように、鋼管杭本体１０１の先端片１１は径方向外側へ曲折されているので、鋼管杭１００を吊り下げた状態でも先端部材１０２が自重により落下することはない。また、鋼管杭本体１０１を軸線中心に回転させると、鋼管杭本体１０１の切欠溝１０と先端部材１０２の凸部２２との嵌合により、該回転力が先端部材１０２に伝達され、鋼管杭本体１０１と先端部材１０２とが一体となって回転して地中にねじ込まれる。このように、鋼管杭１００を駆動機械２００により埋設する方法は従来と同様であり、本鋼管杭１００は従来と同様に施工可能なものである。また、鋼管杭本体１０１への先端部材１０２の取付け、及び先端部材１０２への蓋１０３の取付けには溶接を必要としないので、施工現場での取付作業が容易である。
【００２６】
【発明の効果】
このように、本発明に係る鋼管杭によれば、先端から軸線方向に切欠溝が形成された鋼管杭本体と、該鋼管杭本体の先端部に外嵌される円筒体の外周に螺旋翼が設けられ、且つ該円筒体の内周に前記切欠溝と嵌合する凸部が設けられた先端部材と、を具備したので、鋼管杭本体と先端部材とが分離可能で、保管や運搬時の積載効率を高めることができる鋼管杭において、施工現場において簡易な作業で先端部材を鋼管本体に取り付けることができる。また、鋼管杭本体及び先端部材の構成が簡易であるので、その加工コストを抑制することができる。
【００２７】
また、本発明によれば、前記切欠溝は、前記凸部と嵌合した際に鋼管杭本体の先端が先端部材から突出する深さを有するものであって、鋼管杭本体の周方向に所定間隔で複数形成されているので、鋼管杭本体の先端を掘削爪として機能させることができ、掘削爪を別途に設ける必要がないという利点がある。
【００２８】
また、本発明によれば、前記鋼管杭本体の先端の先端部材から突出した部分を、鋼管杭本体の径方向外側に折曲されるものとしたので、先端部材の脱離防止を簡易且つ低コストで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【符号の説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る鋼管杭１００の概略構成を示す正面図である。
【図２】（ａ）は、鋼管杭本体１０１の構成を示す正面図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ断面図である。
【図３】（ａ）は、先端部材１０２の構成を示す正面図であり、（ｂ）は、先端部材１０２の構成を示す平面図である。
【図４】鋼管杭本体１０１と先端部材１０２とを嵌合させた状態を示す拡大正面図である。
【図５】蓋１０３を取り付けた鋼管杭１００の底面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】鋼管杭１００の施工方法を説明するための図面である。
【図８】従来の鋼管杭３の概略構成を示す正面図である。
【図９】先端部材４が分離可能な従来の鋼管杭の構成を示す拡大図である。
【図１０】先端部材４が分離可能な従来の鋼管杭の別の構成を示す拡大図である。
【符号の説明】
１００ 鋼管杭
１０１ 鋼管杭本体
１０２ 先端部材
１０ 切欠溝
１１ 先端片
２０ 螺旋翼
２１ 円筒体
２２ 凸部

Claims (3)

1. 先端から軸線方向に切欠溝が形成された鋼管杭本体と、該鋼管杭本体の先端部分に外嵌する円筒体の外周に螺旋翼が設けられ、且つ該円筒体の内周に前記切欠溝と嵌合する凸部が設けられた先端部材と、を具備したことを特徴とする鋼管杭。
2. 前記切欠溝は、前記凸部と嵌合した際に鋼管杭本体の先端が先端部材から突出する深さを有するものであって、鋼管杭本体の周方向に所定間隔で複数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。
3. 前記鋼管杭本体の先端の先端部材から突出した部分は、鋼管杭本体の径方向外側に折曲されるものであることを特徴とする請求項２に記載の鋼管杭。

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