JP2006028859A - 回転埋設杭の先端金具 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転埋設杭の先端金具による掘削の効率を向上させる。
【解決手段】 円形のプレート１０の掘削面１０Ａ上に４枚の掘削刃２０を配設する。掘削刃２０はプレート１０の中心から周縁部へ向かって所定の角度で傾斜している。４枚の掘削刃２０は、全体的に、掘削時の回転方向Ａの反対方向に所定の角度で傾斜している。掘削刃２０をプレート１０の中心から放射状に等間隔に配置する。掘削刃２０の間に、第１及び第２の折曲板３０、４０を形成する。第１の折曲板３０は掘削側へ向かって折曲され、第２の折曲板４０は回転埋設杭側へ向かって折曲されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、建設現場において地中に回転しながら貫入され、埋設される鋼管杭（回転埋設杭）の先端に取り付けられる先端金具に関する。

従来、建造物の建設現場では、初期工程において基礎杭となる鋼管杭を地層に埋設する作業が行われる場合がある。この作業では、掘削刃を有する部材（先端金具）を鋼管杭の先端に取付け、先端を地面に当接させた状態で鋼管杭を回転させることにより、鋼管杭を地層中へ貫入させることが行われる。また、埋設した鋼管杭の支持力を大きくする目的で底面積を拡大する板が取り付けられることがある。
特開２００３−１１９７７８号公報

ところが、このような回転埋設杭が埋設される地層のＮ値が高いと、底面積拡大板の有無にかかわらず著しく鋼管杭の貫入速度が落ち、または貫入が不可能となる。この問題を回避する目的で上方からの圧力を高めたり、より大きな回転トルクで鋼管杭を回転させたりすると、鋼管杭の先端が破損する虞がある。また、底面積拡大板を取り付けた状態でのＮ値の高い地層への貫入はもとより難しい。すなわち、Ｎ値の高い地層における鋼管杭の埋設は非常に困難であるという問題があった。

本発明は、以上の問題を解決するものであり、底面積拡大板による鋼管杭の支持力を維持しつつ、Ｎ値の高い地層の掘削作業をより容易にする回転埋設杭の先端金具を提供することを目的とする。

本発明に係る回転埋設杭の先端金具は、地層を掘削するための回転埋設杭の先端に取り付けられる円板と、円板の掘削側の平面に設けられ、地層を掘削する部分が掘削時の回転埋設杭の回転方向と反対方向に所定の角度で傾斜する４枚の掘削刃とを備えることを特徴とする。

好ましくは、４枚の掘削刃は、全体的に掘削時の回転埋設杭の回転方向と反対方向に所定の角度で傾斜するよう円板の平面に配設されてもよい。

好ましくは、４枚の掘削刃は、それぞれの刃先が掘削時の回転埋設杭の回転方向と反対方向に所定の角度で折り曲げられてもよい。

好ましくは、４枚の掘削刃は、円板の平面からの高さが円板の周縁部近傍よりも中心近傍の方が高くなるよう、円板の中心から周縁部に向かって所定の角度で傾斜する。また、好ましくは、４枚の掘削刃は、円板の中心から放射状に配置され、等間隔で配置される。

好ましくは、円板の周縁部において掘削側に折り曲げられた第１折曲部と、円板の周縁部において第１折曲部の近傍に設けられ、回転埋設杭側に折り曲げられた第２折曲部とを備える。

より好ましくは、第１及び第２の折曲部は、円板の周方向において等間隔に複数設けられる。

また、好ましくは、円板の回転埋設杭側の平面において、回転埋設杭を位置決めするための支持部材が設けられる。

以上のように、本発明よれば、掘削刃において地層に直接当たる部分は回転埋設杭の回転方向と反対方向に傾斜しているため、掘削刃の刃先の角が立った状態で地層を掘削することとなる。従って、掘削効率の向上が図られ、Ｎ値の高い地層の掘削作業も容易に行えると共に地層と掘削刃の摩擦を減らし、掘削刃自体の耐久性を向上させることができる。

図１は、本発明に係る第１実施形態が適用される回転埋設杭の先端金具の斜視図である。先端金具１は、円形のプレート１０（底面積拡大板）を有する。プレート１０はスチールである。プレート１０の掘削面１０Ａは、先端金具１を取り付けた回転埋設杭を地層に貫入するとき地層に対向する面である。掘削面１０Ａには４枚の掘削刃２０が配設される。掘削刃２０はスチールであり、掘削面１０Ａに溶接により固定される。掘削刃２０の間には第１の折曲板３０及び第２の折曲板４０が形成される。プレート１０は、回転埋設杭に取り付けた状態で、掘削面１０Ａの面方向に沿って図１中Ａ方向に回転させられる。

図２は先端金具１を図１のＢ方向から示す側面図である。４枚の掘削刃２０は、それぞれプレート１０の中心から周縁部の端部まで延びている。掘削刃２０の掘削面１０Ａからの高さは、プレート１０の中心から周縁部へ向かって次第に低くなっている。すなわち、掘削刃２０はプレート１０の中心から周縁部へ向かって所定の角度で傾斜している。これにより、回転中心のブレが抑制され、後述する回転埋設杭の軸心に沿って地層に貫入することが容易となる。図３は掘削刃２０の周縁部側の端面を拡大して示す図である。図１及び図３に示すように、掘削刃２０は、回転方向Ａと反対方向に全体として所定の角度で傾斜するよう溶接されている。従って、掘削の際、地層には掘削刃２０の面２０Ａと面２０Ｂにより定義される角部２０Ｃが当てられる。

図４は先端金具１を掘削面１０Ａから示す平面図である。４枚の掘削刃２０は、面２０Ｂが掘削面１０Ａにおいて放射状に延び、かつ、隣り合う掘削刃２０が掘削面１０Ａの周方向において成す角度が等しくなるよう配置される。

図４に明示されるように、４枚の掘削刃はプレート１０の中心近傍において、隣接する掘削刃同士が当接し互いに支持する構成となっている。従って、回転方向Ａに回転する際、掘削刃が倒れてしまうことが防止される。

第１実施形態では、掘削刃２０自体が先端金具１の回転方向Ａの反対方向に対し傾けられている。すなわち、プレート１０が掘削面１０Ａの面方向に沿って回転するとき、掘削刃２０の面２０Ａはその面方向に対し略垂直に近い角度を成し、掘削刃２０の刃先の角が立った状態で地層を掘削することとなる。従って、掘削時、掘削刃２０の角部２０Ｃによる高い掘削効率が保証される。また、面２０Ｂは上述の面方向と平行ではなく所定の角度を成している。従って、角部Ｃにより掘削された礫が容易に後方へ排出され、掘削刃２０の耐久性が増す。

図５は先端金具１の杭取付面１０Ｂの平面図である。杭取付面１０Ｂの中心近傍には、４枚の支持板５０が設けられる。支持板５０は図２に示すように矩形の薄板状の部材であり、寸法の短い側面が杭取付面１０Ｂに当接し、平面部が杭取付面１０Ｂの垂直方向に沿うよう配設される。また、４枚の支持板５０はプレート１０の中心から放射状に延び、等間隔で配置される。尚、支持板５０は溶接により杭取付面１０Ｂに固定される。

図６は先端金具１を回転埋設杭６０の先端に取り付けた状態を示す図である。図６において、支持構造を明示するため回転埋設杭６０は破線で示される。先端金具１と回転埋設杭６０の接合は４枚の支持板５０により補強される。また、上述のように、支持板５０はプレート１０の中心から放射状に延び、等間隔で配置されているため、回転埋設杭６０の芯だし（回転埋設杭６０の中心軸と先端金具１の中心の一致）が正確に行われる。

さらに、掘削刃２０で掘削され、後方へ排出される礫は第１の折曲板３０によりすくい上げられ、すくい上げられた礫は第２の折曲板４０により回転埋設杭側へ排除される。従って、掘削した礫の圧力による掘削効率の低下が防止される。

また、図６に明示されるように、４枚の掘削刃がプレート１０のリブとして作用する。従って、平面１０Ａと交差する方向の外力に対するプレート１０の強度が増し、掘削時におけるプレート１０の破損が防止される。

図７は、本発明に係る第２実施形態が適用される先端金具１０１の斜視図である。図７中、第１実施形態の先端金具１と同様の部材には図１と同一の符号が付されている。第２実施形態において、掘削刃１２０は第１実施形態の掘削刃２０と同様、円形のスチール１０の平面１０Ａに４枚設けられ、放射状に等間隔に配置される。また、掘削刃１２０は、プレート１０の中心から周縁部へ向かって所定の角度で傾斜している。先端金具１０１は回転埋設杭に取り付けられた状態で回転方向Ａに回転させられる。

図８は、掘削刃１２０の周縁部近傍の端面を拡大して示す図である。図７及び図８に示すように、掘削刃１２０は、平面１０Ａに対しまず垂直方向に延び、その刃先は、地層に対向する側の辺（プレート１０の径方向に相当）に沿って、回転方向Ａの反対に相当する方向に折り曲げられている。すなわち、プレート１０が掘削面１０Ａの面方向に沿って回転するとき、掘削刃１２０の面１２０Ａはその面方向に対し略垂直に近い角度を成し、また、面１２０Ｂはこの面方向と平行ではなく所定の角度を成すこととなる。従って、第１実施形態と同様の効果が得られる。尚、掘削刃１２０以外の構成は、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。

本発明に係る第１実施形態が適用される回転埋設杭の先端金具の斜視図である。 図１の先端金具をＢ方向から示す側面図である。 掘削刃の周縁部側の端面を拡大して示す図である。 先端金具のプレートの掘削面の平面図である。 先端金具の杭取付面の平面図である。 先端金具を回転埋設杭の先端に取り付けた状態を示す図である。 本発明に係る第２実施形態が適用される回転埋設杭の先端金具の斜視図である。 第２実施形態の掘削刃の周縁部側の端面を拡大して示す図である。

符号の説明

１、１０１ 先端金具
１０ プレート
２０、１２０ 掘削刃
３０ 第１の折曲板
４０ 第２の折曲板
５０ 支持板
６０ 回転埋設杭

Claims (9)

1. 地層を掘削するための回転埋設杭の先端に取り付けられる円板と、
   前記円板の掘削側の平面に設けられ、地層を掘削する部分が掘削時の前記回転埋設杭の回転方向と反対方向に所定の角度で傾斜する４枚の掘削刃とを備えることを特徴とする回転埋設杭の先端金具。
2. 前記４枚の掘削刃は、全体的に前記反対方向に前記所定の角度で傾斜するよう前記平面に配設されることを特徴とする請求項１に記載の回転埋設杭の先端金具。
3. 前記４枚の掘削刃は、それぞれの刃先が前記反対方向に前記所定の角度で折り曲げられていることを特徴とする請求項１に記載の回転埋設杭の先端金具。
4. 前記４枚の掘削刃は、前記平面からの高さが前記円板の周縁部近傍よりも中心近傍の方が高くなるよう、前記円板の中心から周縁部に向かって所定の角度で傾斜することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の回転埋設杭の先端金具。
5. 前記４枚の掘削刃は、前記円板の中心から放射状に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の回転埋設杭の先端金具。
6. 前記４枚の掘削刃は、等間隔で配置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の回転埋設杭の先端金具。
7. 前記円板の周縁部において掘削側に折り曲げられた第１折曲部と、
   前記円板の周縁部において、前記第１折曲部の近傍に設けられ、回転埋設杭側に折り曲げられた第２折曲部とを備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の回転埋設杭の先端金具。
8. 前記第１及び第２の折曲部は、前記円板の周方向において等間隔に複数設けられることを特徴とする請求項７に記載の回転埋設杭の先端金具。
9. 前記円板の回転埋設杭側の平面において、前記回転埋設杭を位置決めするための支持部材が設けられることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の回転埋設杭の先端金具。
   
   

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