JP2005299191A - Rotary press-in pile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、先端にビットを設けた回転圧入杭に関するものである。 The present invention relates to a rotary press-fit pile provided with a bit at the tip.
従来、この種の回転圧入杭としては、特許文献1に開示されるものが提案されている。すなわち、特許文献1に記載された回転圧入杭80は、図10に示すように、その下端面80aに、一対の平板状の爪81,82が、異なる位置において互いに平行となるように、かつ、その軸心Zを中心とする点対称となるように配設されている。そして、杭80が回転されながら地盤に対して押圧されると、各爪81,82が地盤に食い込んで地盤を削る。この杭においては、各爪81,82の削面81a,82aが、杭本体の軸線Zに直交する平面上において、軸心Zに交差する直線Qと削面81a,82aとの交点Tから杭本体の回転方向前方に延びる直線Qとの直交線Pに対し、該直交線Pの外側において鈍角θをなしている。このため、各爪81,82の削面81a,82aによって削られた土は、各削面81a,82aに沿って下端面80aの中心側から外周側に移動される。この結果、杭80の下端面80a下側の地盤が掘削され、杭80が地盤に貫入される。
しかしながら、前記従来の杭80では、各爪81,82が地盤に対してブルドーザのブレードのように当たって地盤を削り、削った土をそのまま外周側に無理に押し出すだけであるため、杭80の回転に大きなトルクを要する。このため、下端面80a下側の地盤を効率良く掘削することができず、杭80の貫入作業に時間を要していた。
However, in the
本発明の目的は、地盤への貫入作業をより容易に行うことができる回転圧入杭を提供することにある。 The objective of this invention is providing the rotary press-fit pile which can perform the penetration | penetration operation | work to a ground more easily.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、杭本体の下端面から下方に突出する複数の掘削用ビットを備えた回転圧入杭であって、前記ビットの削面は、前記杭本体の軸心に直交する平面上において、前記杭本体の軸心を通る直線と該削面との交点から杭本体の回転方向前方に延びる前記直線との直交線に対し、該直交線の外側において鋭角をなしていることを特徴とする。なお、「直交線の外側」とは、直交線に対し、軸心の側とは反対側を意味する。
In order to achieve the above object, the invention described in
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記ビットは平板状をなすことを特徴とする。
従って、請求項1または請求項2に記載の発明によれば、ビットの削面によって地盤から削られた土が、杭の下端面における外周側から中心側に一旦移動される。中心側に移動された土は、ビットから外れた後、中心側から再び外周側に移動されて押し出される。このような作用になす構成により、地盤がより効率良く掘削される。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the bit has a flat plate shape.
Therefore, according to the invention described in
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記ビットは、その基端側に前記削面に続く案内面を有していることを特徴とする。
従って、請求項3に記載の発明によれば、ビットの削面によって地盤から削られた土は、削面に続く案内面に沿って下端面の外周側に移動され、地盤がさらに効率良く掘削される。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the bit has a guide surface following the cut surface on the base end side.
Therefore, according to the invention described in claim 3, the soil cut from the ground by the cutting surface of the bit is moved to the outer peripheral side of the lower end surface along the guide surface following the cutting surface, and the ground is excavated more efficiently. .
請求項4に記載の発明は、請求項2又は請求項3に記載の発明において、前記ビットは、その先端が前記杭本体の下端面の外周から突出することを特徴とする。
従って、請求項4に記載の発明によれば、下端面の外周から外周側に突出するビットにより、地盤の杭本体の外周側部分を解すことができ、地盤に対する杭本体の外周面の摩擦力を向上することができる。
The invention according to claim 4 is the invention according to
Therefore, according to the fourth aspect of the present invention, the outer peripheral side portion of the pile main body of the ground can be solved by the bit protruding from the outer periphery of the lower end surface to the outer peripheral side, and the frictional force of the outer peripheral surface of the pile main body against the ground Can be improved.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の発明において、前記杭本体の下端面の中央には、下方に突出する中央ビットが設けられていることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the invention according to any one of
従って、請求項5に記載の発明によれば、中央ビットにより、下端面中央部に面する地盤が掘削されるので、前記ビットの削面によって地盤から削られた土が、下端面の外周側から中心側により効率良く移動される。このため、地盤がより効率良く掘削される。 Therefore, according to the fifth aspect of the present invention, since the ground facing the center portion of the lower end surface is excavated by the central bit, the soil cut from the ground by the cutting surface of the bit is removed from the outer peripheral side of the lower end surface. It is moved more efficiently by the center side. For this reason, the ground is excavated more efficiently.
本発明によれば、ビットによって地盤から削られた土が、ビットの削面に沿って杭本体の外周側に押し出される。このため、地盤をより効率良く掘削することができ、地盤に対する回転圧入杭の貫入作業をより容易に行うことができる。 According to the present invention, the soil cut from the ground by the bit is pushed out to the outer peripheral side of the pile body along the cut surface of the bit. For this reason, the ground can be excavated more efficiently, and the penetration work of the rotary press-fit pile to the ground can be performed more easily.
(第1実施形態)
次に、本発明の回転圧入杭を鋼管杭に具体化した第1実施形態を図1〜図3に従って説明する。
(First embodiment)
Next, 1st Embodiment which actualized the rotary press-fit pile of this invention to the steel pipe pile is described according to FIGS. 1-3.
図2(a),(b)に示すように、鋼管杭10は、杭本体としての管体11を備え、管体11の先端(下端)には底板12が固定されている。底板12の下面によって管体11の下端面11aが形成されている。下端面11aには、内側面を削面14とした一対のビット13A,13Bが固着され、その削面14が下端面11aに対して直角をなしている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
図1,2に示すように、前記一対のビット13A,13Bは同一形状、同一大きさの平板よりなり、それら一対のビット13A,13Bは、互いに平行となるように配設されるとともに、管体11の軸心Zを中心として点対称となる位置に配設されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the pair of
また、各ビット13A,13Bは、下端面11aの直径Rに対し約半分の長さL(=R/2)を有している。そして、両ビット13A,13Bは、その長さ方向においてL/2だけ重なるように配設されている。また、両ビット13A,13Bは、削面14間の距離が、下端面11aの直径Rの半分R/2となる位置に配設されている。また、各ビット13A,13Bの高さHは一定である。
Each of the
さらに、各ビット13A,13Bは、その先端が下端面11aの外周から外周側に突出されている。但し、各ビット13A,13Bの先端が下端面11aの外周から突出する量Sは、下端面11aの直径Rの5%程度とされている。
Further, the tips of the
各ビット13A,13Bの削面14は、管体11の軸心Zに直交する平面上において、軸心Zに交差する直線Qとの交点Tから管体11の回転方向前方に延びる直線Qとの直交線Pに対し、該直交線Pの外側において鋭角αをなしている。なお、直交線Pの外側とは、直交線Pに対し、軸心Zの側とは反対側を意味する。この鋭角αは、30度〜60度の範囲内の値が設定される。また、各ビット13A,13Bは、その基端側に削面14に同一平面上で続く案内面15を有している。この案内面15は、図1に示す二点鎖線を境にして点対称位置に配設されている。従って、案内面15とは、削面14に対して直交する半径線を介して削面14の反対側に位置する面をいう。
The
次に、以上のように構成された本実施形態の作用について説明する。
鋼管杭10を地中に埋設する際には、施工装置(図示略)により鋼管杭10を地面に直立させ、この状態で鋼管杭10に対し図1の矢印F方向の回転力を与えるとともに下向きの押圧力を与える。すると、両ビット13A,13Bの削面14によって下端面11a下方の地盤が掘削され、鋼管杭10が徐々に地盤に貫入される。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
When embedding the
すなわち、鋼管杭10の押圧に伴って、両ビット13A,13Bが地盤に食い込み、鋼管杭10の回転に伴って、地盤が各ビット13A,13Bの削面14によって削られる。このとき、各ビット13A,13Bの削面14によって削られた土は、鋼管杭10の回転に伴い、図3に矢印J1,J2で示すように、ビット13A,13Bの削面14及び案内面15に沿って移動され、下端面11aの外周側から外方へ移動される。これは、ビット13A,13Bの削面14が、管体11の軸心Zに直交する平面上において、軸心Zに交差する直線Qとの交点Tから管体11の回転方向に延びる直線Qとの直交線Pに対し、該直交線Pの外側において鋭角αをなしているためである。このとき、案内面15は、土を矢印J1,J2方向へ案内する補助を行う。この結果、鋼管杭10の回転圧入に伴って、下端面11a下方の地盤が両ビット13A,13Bにより連続的に掘削され、鋼管杭10が次第に地盤中に貫入される。ちなみに、鋭角αが大きくなると、掘削力は大きくなるが、回転に要するトルクも大きくなり、鋭角αが小さくなると、この逆となる。従って、実施形態のように、鋭角αは、30度〜60度の範囲内が好ましい。
That is, as the
以上のように構成された本実施形態によれば、従来とは異なり、ビット13A,13Bの削面14が、管体11の軸心Zに交差する直線Qとの交点Tから管体11の回転方向に延びる直線Qとの直交線Pに対し、該直交線Pの外側において鋭角αをなしている。このため、管体11の下端面11aの地盤がより効率良く掘削され、鋼管杭10を地盤に容易に貫入させることができることが確認された。この理由としては、以下のことが考えられる。すなわち、本実施形態の鋼管杭10においては、軸心Zに直交する平面上において、軸心Zに交差する直線Qとの交点Tから回転方向前方に延びる直線Qとの直交線Pに対し、直交線Pの外側において鋭角αをなす削面14によって地盤が削られる。そして、ビット13A,13Bの回転方向前方側の部分によって削られた土は、削面14及び案内面15に沿ってビット13A,13Bの回転方向後方側へ移動され、管体11の外周側に円滑に押し出される。また、削面14が前記の鋭角αをなしているため、管体11の回転に伴い、ビット13A,13Bが掘削域の周囲を回るように移動する。このため、図10に示す従来構成とは異なり、大きな回転トルクは必要ない。この結果、掘削が効率良く行われると考えられる。
According to the present embodiment configured as described above, unlike the prior art, the
また、本実施形態では、各ビット13A,13Bの先端が、下端面11aの外周から、下端面11aの直径Rに対する約5%の量Sだけ突出するようにした。この各ビット13A,13Bの突出量が直径Rの5%を大きく超えると、掘削時における地盤との間の摩擦抵抗が大きくなって、掘削効率が低下する。また、突出量が5%を大きく下回ると、掘削力そのものが低下する。
In the present embodiment, the tips of the
(第2実施形態)
次に、本発明を具体化した第2実施形態を図4に従って説明する。なお、本実施形態は、中央ビット20を設けたことのみが第1実施形態と異なるため、中央ビット20についてのみ詳述する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that this embodiment is different from the first embodiment only in that the
図4に示すように、鋼管杭10の下端面11aの中心には、一対のビット13A,13Bの中間に、中央ビット20が固着されている。この中央ビット20は、両ビット13A,13Bとほぼ同一形状、同一大きさの平板よりなる。中央ビット20は、両ビット13A,13Bと平行となるように配設されている。また、中央ビット20は、両ビット13A,13Bの高さHよりも高い一定の高さH2を有している。
As shown in FIG. 4, the
さて、鋼管杭10が回転及び押圧されると、中央ビット20及び両ビット13A,13Bにより鋼管杭10の下端面11a下方の地盤が掘削される。すなわち、鋼管杭10の押圧に伴い、中央ビット20が両ビット13A,13Bに先立って下端面11a中央部に面する地盤に食い込む。さらに、鋼管杭10の回転に伴って、中央ビット20によって下端面11a中央部に面する地盤が破砕される。また、鋼管杭10の圧入回転に伴って、両ビット13A,13Bにより、中央ビット20によって破砕された地盤の周囲の地盤が破砕される。
Now, when the
このとき、両ビット13A,13Bは、中央ビット20が破砕した地盤の周囲の地盤を掘削することになるため、両ビット13A,13Bの削面14によって削られた土が、ビット13A,13Bの削面14及び案内面15に沿って下端面11aの外周側へ効率良く移動される。従って、本実施形態においても、下端面11a下方の地盤が効率良く掘削される。
At this time, since both the
(第3実施形態)
次に、本発明を具体化した第3実施形態を図5に従って説明する。なお、本実施形態は、底板12に代わる低円錐形の底板30を設けたことと、これに伴ってビット13A,13Bの固定側の形状を一部変更したことのみが第1実施形態と異なるため、底板30及びビット13A,13Bについてのみ詳述する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that this embodiment differs from the first embodiment only in that a low
図5に示すように、鋼管杭10は、下方に突出する低円錐形の前述した底板30を有している。底板30の下面30aには、一対のビット13A,13Bが固着されている。両ビット13A,13Bは、円錐形の底板30に合わせて、その固着側の形状が第1実施形態のものと変えられている。
As shown in FIG. 5, the
さて、本実施形態によれば、鋼管杭10が地盤に貫入していくとき、円錐状の底板30の頂部が地盤に食い込むため、鋼管杭10の貫入方向が安定する。
(第4実施形態)
次に、本発明を具体化した第4実施形態を図6に従って説明する。なお、本実施形態は、2つのビット13A,13Bに代えて4つのビット40A〜40Dを設けたことと、各ビット40A〜40Dが削面41に続く案内面を有しないこととが第1実施形態と異なる。
Now, according to this embodiment, when the
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, four
図6に示すように、鋼管杭10の下端面11aには、同一形状、同一大きさからなる4つの平板状のビット40A,40B,40C,40Dが90°間隔で設けられている。4つのビット40A〜40Dは、180度を隔てて位置するビット40A,40C、40B,40D同士がそれぞれ互いに平行となるように配設されるとともに、同ビット40A,40C、40B,40D同士がそれぞれ同軸心Zを中心とする点対称となるように配設されている。さらに、各ビット40A〜40Dは、その先端が下端面11aの外周から外周側に突出するように配設されている。本実施形態のビット40A〜40Dは、削面41のみを有し、案内面を有していない。
As shown in FIG. 6, on the
以上のように構成された本実施形態も、前記第1実施形態の効果を有する。
本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよい。
The present embodiment configured as described above also has the effect of the first embodiment.
The present invention is not limited to the above embodiments, and may be embodied as follows.
・ 図7に示すように、各ビット13A,13Bの下端面を、管体11の外周側ほど高くなる構成としてもよい。
また、図8に示すように、各ビット13A,13Bの下端面を、管体11の内周側ほど高くなる構成としてもよい。
-As shown in FIG. 7, it is good also as a structure where the lower end surface of each
Moreover, as shown in FIG. 8, it is good also as a structure where the lower end surface of each
・ 図9に示すように、管体11の下端面11aに、3つの同一形状、同一大きさの平板状のビット50A,50B,50Cを、下端面11aの外周から外方へ突出しない状態で、軸心Zに対して120°間隔に点対称で配設した構成とする。各ビット50A〜50Cは、その基端側に削面51に続く案内面52を有している。
As shown in FIG. 9, in the
・ 底板12,30を設けることなく、その下端を開放した構成としてもよい。従って、ビットは、管体11の下端縁に固着される。
・ 各ビット13A,13B、40A〜40Dは平板でなくてもよく、例えば回転方向前方側ほどより厚くなる、あるいは、回転方向後方側ほど薄くなるテーパ形状であってもよい。
-It is good also as a structure which opened the lower end, without providing the
Each of the
・ 前記第2実施形態で、中央ビット20の高さを、両ビット13A,13Bと同じ高さHとしてもよい。
・ 前記第3、第4実施形態、及び、図7,8,9に示す各実施形態で、下端面11aの中央部に、前記中央ビット20を設けた構成としてもよい。
In the second embodiment, the height of the
In the third and fourth embodiments and the embodiments shown in FIGS. 7, 8, and 9, the
・ 各ビット13A,13Bの削面14は、図7に二点鎖線61で示すように、軸心Zに直交する平面上において、管体11の回転方向前方に向かって凸状に湾曲した構成であってもよい。または、図8に二点鎖線62で示すように、軸心Zに直交する平面上において、各ビット13A,13Bの削面14は、管体11の回転方向前方に向かって凹状に湾曲した構成であってもよい。すなわち、削面14は、軸心Zに直交する平面上において、軸心Zに交差する直線Qと削面14のある点との交点Tから回転方向に延びる直線Qとの直交線Pに対し、この直交線Pの外側において鋭角をなすのであれば、軸心Zに直交する平面上において湾曲した曲面であってもよい。
The cut surface 14 of each
・ 各ビット13A,13Bの削面14は、図7に二点鎖線63で示すように、軸心Zに平行な平面上において、管体11の回転方向前方に向かって下端側が傾いた構成であってもよい。または、図8に二点鎖線64で示すように、軸心Zに平行な平面上において、管体11の回転方向後方に向かって下端側が傾いた構成であってもよい。すなわち、削面14は、軸心Zに直交する平面上において、軸心Zに交差する直線Qと削面14のある点との交点Tから回転方向に延びる直線Qとの直交線Pに対し、この直交線Pの外側において鋭角をなすのであれば、軸心Zに対して平行な平面でなくてもよい。
The cutting
10…回転圧入杭としての鋼管杭、11a…下端面、11…杭本体としての管体、13A,13B…ビット、14…削面、15…案内面、20…中央ビット、40A,40B,40C,40D…ビット、41…削面、50A,50B,50C…ビット、51…削面、52…案内面、P…直交線、Q…直線、T…交点、Z…軸心、α…鋭角。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ビットの削面は、前記杭本体の軸心に直交する平面上において、前記軸心に交差する直線と該削面との交点から杭本体の回転方向前方に延びる前記直線との直交線に対し、該直交線の外側において鋭角をなしていることを特徴とする回転圧入杭。 A rotary press-fit pile with a plurality of excavation bits protruding downward from the lower end surface of the pile body,
The cutting surface of the bit is on a plane orthogonal to the axis of the pile body, and a line perpendicular to the straight line extending in the rotation direction of the pile body from the intersection of the straight line intersecting the axis and the cutting surface, A rotary press-fit pile having an acute angle outside the orthogonal line.
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