JP2005098083A - 回転貫入鋼管杭 - Google Patents

Abstract

【課題】 施工中の貫入性がよく、杭本体内部に土砂の進入を低減あるいはなくした回転貫入鋼管杭を提供することを目的とする。
【解決手段】 螺旋状切欠き部を先端に有する鋼管杭本体と、前記螺旋状切欠き部に対応した形状で鋼管杭本体の先端に固着される螺旋状羽根とを有し、前記螺旋状羽根は鋼管杭本体の内外側方向に延び、施工中に鋼管杭本体の先端から土砂の進入を許容する間隙を有し、前記螺旋状羽根の固着された鋼管杭本体の先端部に１つ又は複数の側面開口部を形成したことを特徴とする。また、前記鋼管杭本体先端内部に前記側面開口部にすくい上げた土砂を導く土砂ガイド板を固着したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼管の先端に鋼管径より大きい外径を有する螺旋状の羽根を備えた回転貫入鋼管杭に関する。

回転貫入鋼管は、鋼管杭本体の先端に様々な形状の羽根を設けた杭であり、鋼管杭本体に回転力を付与することにより地中に回転貫入するものである。既存の回転貫入鋼管杭として、杭先端が蓋や羽根で閉じられている閉端杭と、杭先端が開いていて施工中に杭内に土砂が進入する開端杭が開発されている。
近年、回転貫入鋼管杭の大径化と地中への設置の容易性に着目し、その内部空間を地中熱利用の蓄熱空間、あるいは多雪地域における融雪のための空間として利用しようとする研究が進められている。
特開２００２−１０５９５４号公報

回転貫入鋼管杭の内部空間を利用するという観点から見ると、開端杭は内部に施工中に土砂が進入し、利用可能な内部空間が小さくなり、利用内部空間を大きくするためには、杭打設後、進入した土砂を除去する作業が必要となるという問題を有するものであった。

一方、閉端杭においては、施工中に杭本体内部への掘削土の進入が無く、内部空間を利用する上では有利であると考えられるが、施工時の貫入抵抗が大きく、地盤の条件によっては施工性が非常に悪く、この傾向は杭径が大きくなると顕著になるという問題を有するものであった。

本発明は、上記従来技術の持つ問題点を解消した、施工中の貫入性がよく、杭本体内部に土砂の進入を低減あるいはなくした回転貫入鋼管杭を提供することを目的とする。

本第１発明は、前記課題を解決するために、螺旋状切り欠き部を先端に有する鋼管杭本体と、前記螺旋状切り欠き部に対応した形状で鋼管杭本体の先端に固着される螺旋状羽根とを有し、前記螺旋状羽根は鋼管杭本体の内外側方向に延び、施工中に鋼管杭本体内部に土砂の進入を許容する充分な間隙を有し、前記螺旋状羽根の固着された鋼管杭本体の先端部に１つ又は複数の側面開口部を形成したことを特徴とする。

本第２発明は、本第１発明の回転貫入鋼管杭において、前記側面開口部より上の鋼管杭本体内部に蓋部材を固着したことを特徴とする。

本第３発明は、本第１発明の回転貫入鋼管杭において、前記側面開口部より上の鋼管杭本体内部に鋼管杭本体の内部への土砂の進入を抑制するリング部材を固着したことを特徴とする。

本第４発明は、本第１発明の回転貫入鋼管杭において、鋼管杭本体の先端内部に螺旋状羽根先端ですくい上げた土砂を前記側面開口部に導く土砂ガイド板を固着したことを特徴とする。

本第５発明は、本第４発明の回転貫入鋼管杭において、前記土砂ガイド板が、螺旋状羽根の鋼管杭本体内の内側突出部と鋼管杭本体の内壁部に溶接固着されることを特徴とする。

本第６発明は、第４発明または第５発明の回転貫入鋼管杭において、前記土砂ガイド板上部の鋼管杭本体内部に蓋部材を固着したことを特徴とする。

本第７発明では、本第４発明または第５発明の回転貫入鋼管杭において、前記土砂ガイド板上部の鋼管杭体内部に鋼管杭本体内部への土砂の進入を抑制するリング部材を固着することを特徴とする。

本発明の螺旋状羽根の先端部上の鋼管杭本体に側面開口部を形成することにより、鋼管杭本体の軸部下面の土砂を無理に杭外周に押し出すのではなく、杭内に積極的に進入させ、杭内に進入した土砂を杭体内側に張り出した羽根部分によりすくい上げて側面開口部を通して杭外側に移動するため、貫入抵抗が少なく、杭内部の上部への土砂の進入量を低減することができる。
また、側面開口部の上部の鋼管杭本体内部に設置した蓋部材又は土砂の進入を抑制するリング体を固着する構成により、貫入抵抗を増加させることなく杭体内部の上部への土砂の進入を阻止可能とすることができる。
また、螺旋状羽根の固着された鋼管杭本体の先端部に側面開口部を形成し、前記鋼管杭本体の先端内部に螺旋状羽根先端ですくい上げた土砂を前記側面開口部に導く土砂ガイド板を固着する構成により、より効率よく杭内に侵入した土砂を側面開口部を通して杭外側に移動させることができる。
また、土砂ガイド板が、螺旋状羽根の鋼管杭本体内部への内側突出部と鋼管本体の内壁部に溶接されて固着される構成により、杭下端に形成する開口部の断面欠損による強度低下を補強する。
また、土砂ガイド板の上部の鋼管杭本体内部に設置した蓋部材又は土砂の進入を抑制するリング体を固着する構成により、貫入抵抗を増加することなく杭内部の上部への土砂の進入を阻止可能とすることができる。

図１は、本発明の一実施形態を示す斜視図であり、図２は、本発明の他の実施形態を示す斜視図であり、図３は本発明のさらに他の実施形態を示す斜視図である。

図１に示されるように、回転貫入鋼管杭１は、鋼管杭本体２の先端に螺旋状切り込み部４が形成され、前記螺旋状の切り込み部４に螺旋状羽根３が固着される。螺旋状羽根３は、円板状の鋼板からなり、鋼管杭本体２の外側及び内側方向に突出している。

螺旋状羽根３の外径は鋼管杭本体２の外径の１．２〜３．０倍であり、螺旋状羽根３の内側突出部により鋼管杭本体２の先端に土砂の進入を許容する間隙が形成される。

螺旋状の羽根３の終端部５と始端部６とがはさむ角度はほぼ６０度であり、終端部５と始端部６との間に土砂入口部７が形成され、前記土砂入口部７は、鋼管杭本体２の内部への螺旋状羽根３の内側突出部１４により形成される間隙に連通する。

螺旋状羽根３の始端部６近傍の鋼管杭本体２に側面開口部８を形成する。側面開口部８は、螺旋状の羽根３の始端部６近傍の上面３aから鋼管杭本体２の軸方向の所定高さと、鋼管杭本体２の周方向に所定の幅を有するように形成される。

前記側面開口部８の螺旋状羽根３の終端部５側端部近傍（前記側面開口部８における始端部６から遠い側の端部縦部分近傍）から鋼管杭本体２の内部の径方向に延びる土砂ガイド板９を設置する。土砂ガイド板９は、その下端部を螺旋状羽根３の鋼管杭本体２内の内側突出部の上面に溶接により固着され、その両端部を鋼管杭本体２の内壁部２ａに溶接により固着する。このように構成された回転貫入鋼管杭１を全旋回機等の駆動手段により回転駆動すると、鋼管杭本体２の先端の螺旋状羽根３により地中に回転圧入する。螺旋状羽根３の下端部により掬い上げられた土砂は、土砂入口部７から鋼管杭本体２内部に進入するが、土砂ガイド板９により側面開口部８に導かれ、鋼管杭本体２の外に移動し、螺旋状羽根３の上面を移動して上部に移送される。螺旋状羽根３の下面の土砂がスムーズに鋼管杭本体２の外に移動するので貫入性が向上し、鋼管杭本体２内部に進入した土砂も側面開口部８から鋼管杭本体２外に移動するので、鋼管杭本体２内部に土砂が滞積することがない。また、土砂ガイド板９は、鋼管杭本体２に形成される側面開口部８の断面欠損を補強する機能も有する。

鋼管杭本体２内部の土砂ガイド板９の上部に、蓋部材１０を鋼管杭本体２の内壁部２ａに溶接により固定してもよい。土砂ガイド板９の設置と、鋼管杭本体２に側面開口部８を形成することにより、施工中の土砂の鋼管杭本体２内部への滞積は抑制されるが、地盤の種類によっては、一部土砂が鋼管杭本体２内部に滞積することがあるので、これを防止するために、蓋部材１０を設置する。
この蓋部材１０には必要に応じて空気及び水抜き孔１１を形成しても良い。空気及び水抜き孔１１を設ければ、施工中に蓋部材１０下部空間の空気が圧縮されるのを防止することができる。又、空気及び水抜き孔１１を設けると、蓋部材１０より上部の杭体内に水が進入する。このことによって、杭施工中の浮力による杭体の浮き上がりを防止することができる。

図２に示される実施形態においては、蓋部材１０に代えて、土砂の鋼管杭本体２の内部への進入を抑制するリング部材１２を土砂ガイド板９上部の鋼管杭本体２の内部に溶接して固着したものである。リング部材１２も、前記蓋部材１０と同様な機能を有する。施工後、リング部材１２上に蓋部材を溶接することにより、鋼管杭本体２の内部空間の底板を形成する。

なお、リング部材１２は、図示のように側面開口部８より上の鋼管杭本体内部に設けられる。

前記各実施形態では、土砂ガイド板９を設けて、鋼管杭本体２に形成される側面開口部８の断面欠損による鋼管杭本体２の剛性を補強する構成としているが、融雪装置の場合では、ほとんど支持力を必要としないか小さな支持力でよいため、前記実施形態のように土砂ガイド板９を設ける必要がなく、図３または図４に示すように土砂ガイド板９を設けない状態で側面開口部８を設けても良い。図３は側面開口部８を１つ設けた場合であるが、図４に示すように、蓋部材１０の下側において、前記の側面開口部８（８ａ）に加えてさらに鋼管杭本体２の周方向に間隔をおいて側面開口部８（８ｂ）を設けてもよい。このように複数の側面開口部８（８ａ，８ｂ）を設けると、施工中の土砂の鋼管杭本体２内部への滞積は一層抑制される。

前記実施形態のように、側面開口部８を、螺旋状羽根の固着された鋼管杭本体２の先端部に、少なくとも１つ設けるか、２つ（図示の場合）以上の複数設けることで、鋼管杭本体２の軸部下面の土砂を無理に杭外周に押し出すのではなく、杭内に積極的に進入させ、杭内に進入した土砂を杭体内側に張り出した羽根部分によりすくい上げて側面開口部８（ａ，ｂ）を通して杭外側に移動させるため、杭の貫入抵抗が少なく、杭内部の上部への土砂の進入量を低減することができる。

また、図３の変形形態として図示を省略するが、蓋部材１０に空気及び水抜き孔１１を設けたり、蓋部材１０に代えてリング部材１２としてもよく、また、土砂ガイド板９を設けると図１の変形形態となる。

本発明の一実施形態を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態を示す斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態を示す斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 回転貫入鋼管杭
２ 鋼管杭本体
３ 螺旋状羽根
４ 螺旋状切欠き部
５ 螺旋状羽根始端部
６ 螺旋状羽根終端部
７ 土砂入口部
８ 側面開口部
９ 土砂ガイド板
１０ 蓋部材
１１ 空気及び水抜き孔
１２ リング部材
１３ 間隙
１４ 内側突出部

Claims (7)

1. 螺旋状切り欠き部を先端に有する鋼管杭本体と、前記螺旋状切り欠き部に対応した形状で鋼管杭本体の先端に固着される螺旋状羽根とを有し、前記螺旋状羽根は鋼管杭本体の内外側方向に延び、施工中に鋼管杭本体内部に土砂の進入を許容する充分な間隙を有し、前記螺旋状羽根の固着された鋼管杭本体の先端部に１つ又は複数の側面開口部を形成したことを特徴とする回転貫入鋼管杭。
2. 前記側面開口部より上の鋼管杭本体内部に蓋部材を固着したことを特徴とする請求項１に記載の回転貫入鋼管杭。
3. 前記側面開口部より上の鋼管杭本体内部に鋼管杭本体の内部への土砂の進入を抑制するリング部材を固着したことを特徴とする請求項１に記載の回転貫入鋼管杭。
4. 鋼管杭本体の先端内部に螺旋状羽根先端ですくい上げた土砂を前記側面開口部に導く土砂ガイド板を固着したことを特徴とする請求項１に記載の回転貫入鋼管杭。
5. 前記土砂ガイド板が、螺旋状羽根の鋼管杭本体内の内側突出部と鋼管杭本体の内壁部に溶接固着されることを特徴とする請求項４に記載の回転貫入鋼管杭。
6. 前記土砂ガイド板上部の鋼管杭本体内部に蓋部材を固着したことを特徴とする請求項４又は５に記載の回転貫入鋼管杭。
7. 前記土砂ガイド板上部の鋼管杭体内部に鋼管杭本体内部への土砂の進入を抑制するリング部材を固着したことを特徴とする請求項４又は５に記載の回転貫入鋼管杭。