JP2008169564A - Metallic pipe pile, and method and equipment for manufacturing it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地盤に埋設されて構造物の杭基礎に用いられる金属管杭、その製造方法及び製造装置に関する。 The present invention relates to a metal pipe pile embedded in the ground and used for a pile foundation of a structure, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus.
建築物,橋梁等の構造物は、岩盤等の堅固な地盤に築造されることが望ましい。ところが、例えば、都市部,その近郊及び埋立地等の地盤では、軟弱地盤が厚く堆積しているため、地盤の支持力、許容沈下量等の条件を満足せず、直接、構造物を支持させることはできない。このような軟弱地盤に対しては、構造物の重量を分散させるために地面との接触面積が広くなっている基底部分(以下、フーチングという)を杭により支持する杭基礎が広く採用されている。 It is desirable that structures such as buildings and bridges are constructed on solid ground such as rock. However, for example, in the ground of urban areas, suburbs, and landfills, the soft ground is deposited thickly. Therefore, the structure is supported directly without satisfying the conditions such as the ground supporting force and allowable subsidence. It is not possible. For such soft ground, pile foundations that support the base portion (hereinafter referred to as footing), which has a large contact area with the ground in order to disperse the weight of the structure, are widely adopted. .
杭基礎としては、例えば、支持地盤となる堅固な地盤まで杭を打ち込み、構造物の鉛直荷重を該杭により支持地盤に伝達することにより構造物を支持する方式がある。杭の施工法としては、地盤をせん孔した後にコンクリート杭、鋼管杭(金属管杭)等の既成杭を設置する埋込み工法、ハンマー等の杭打ち機械により既成杭を地盤に強制的に貫入させる打込み工法、地盤をせん孔した後にコンクリートを打設することにより現場において杭を造成する場所打ち工法の3工法がある。 As a pile foundation, for example, there is a method of driving a pile to a solid ground that becomes a support ground and transmitting the vertical load of the structure to the support ground by the pile to support the structure. Pile construction methods include the embedding method in which precast piles such as concrete piles and steel pipe piles (metal pipe piles) are installed after drilling the ground, and the piles are forced to penetrate into the ground by hammering and other pile driving machines. There are three methods, the cast-in-place method, in which piles are built on site by placing concrete after drilling the ground.
杭基礎に用いられる杭として、支持地盤が深い場合、中間に抵抗層がある場合は、水平支持力及び鉛直支持力に優れた鋼製の円筒である鋼管杭が適しており、広く用いられている。このような鋼管杭は、地盤の土とセメントミルクとを攪拌混合して造成されたソイルセメント若しくはコンクリートを介して間接的に地盤に支持され、又は直接地盤に支持されるように、埋込み工法又は打込み工法にて施工される。 As a pile used for pile foundations, when the support ground is deep and there is a resistance layer in the middle, steel pipe piles, which are steel cylinders with excellent horizontal and vertical support forces, are suitable and widely used. Yes. Such a steel pipe pile is supported by the ground indirectly through soil cement or concrete formed by stirring and mixing the soil of the ground and cement milk, or is directly supported by the ground. It is constructed by the driving method.
ところが、地震,風等により構造物に水平力又は鉛直力が作用して鋼管杭に軸長方向上向きの引抜力が作用した場合、鋼管杭は円形断面であるため、鋼管杭が埋設されているコンクリート,ソイルセメント,土等との接触面積が少ないことから、鋼管杭の引き抜きが生じる虞がある。そこで、鋼管杭の引き抜きを防止すべく、接触面積を増加させるように突起を有する鋼管杭が提案されている(例えば、特許文献1参考)。
特許文献1においては、ソイルセメント中に突起を有する鋼管杭を配して一体化された杭が杭基礎に用いられている。この発明においては、鋼管杭に内面及び外面のうち少なくとも一方に、軸長方向に螺旋状に形成した突起又は千鳥状に配した複数の突起が設けてあり、該突起によりソイルセメントとの接触面積を増加させて付着強度を増すことにより強固な結合がなされている。
In
ところが、このような鋼管杭は一般的に、鋼板に圧延加工等により突起を形成した後、該鋼板を巻いて管に成形されており、管に成形する工数が増すため加工工数が増加し、コストも増大するという問題があった。 However, such a steel pipe pile is generally formed into a pipe by rolling the steel sheet after forming a projection by rolling or the like on the steel sheet, and the number of processing steps increases because the number of processes to form into the pipe increases. There was a problem that the cost also increased.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は、突起を周方向の複数箇所に張出し成形により径方向外向きに突出させて形成することにより、少ない加工工数にて、加えられる引抜力の方向の如何に係わらず該引抜力に対する抵抗力を大きくすることができ、引き抜きを防止することができる金属管杭を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the main object is to add protrusions at a plurality of locations in the circumferential direction so as to project radially outward by overhanging, thereby reducing the number of processing steps. An object of the present invention is to provide a metal pipe pile that can increase the resistance to the pulling force regardless of the direction of the pulling force to be applied and can prevent pulling.
また他の目的は、突起を軸長方向の複数箇所に設けることにより、加えられる引抜力に対する抵抗力をより大きくすることができる金属管杭を提供することにある。 It is another object of the present invention to provide a metal pipe pile that can increase resistance to an applied pulling force by providing protrusions at a plurality of locations in the axial length direction.
また他の目的は、突起を軸長方向位置に応じて周方向位置が異なるように設けることにより、加えられる引抜力の方向の如何に係わらず該引抜力に対する抵抗力を大きくすることができる金属管杭を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a metal that can increase the resistance to the pulling force regardless of the direction of the pulling force applied by providing the protrusions so that the circumferential position differs depending on the axial length position. To provide pipe piles.
また他の目的は、突起を周方向に等配をなして設けることにより、加えられる引抜力の方向の如何に係わらず該引抜力に対する抵抗力を大きくすることができる金属管杭を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a metal tube pile that can increase the resistance to the pulling force regardless of the direction of the pulling force applied by providing the protrusions at equal intervals in the circumferential direction. It is in.
また他の目的は、軸縦断面及び横断面形状が円弧状である突起を設けることにより、加えられる引抜力の方向の如何に係わらず該引抜力に対する抵抗力を大きくすることができる金属管杭を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a metal pipe pile capable of increasing the resistance to the pulling force regardless of the direction of the pulling force applied by providing protrusions having an arcuate longitudinal and transverse cross section. Is to provide.
また他の目的は、金属管の外部に設けられるべき駆動源により該金属管の内部に配した凸部を有する押圧体を径方向に進出させ、該凸部により金属管を径方向外向きに押圧して突起を形成することにより、既成の金属管を用いることができ、少ない加工工数にて突起を有する金属管杭を製造することができる金属管杭の製造方法を提供することにある。 Another object is to cause a pressing body having a convex portion arranged inside the metal tube to advance in a radial direction by a driving source to be provided outside the metal tube, and to make the metal tube radially outward by the convex portion. An object of the present invention is to provide a manufacturing method of a metal pipe pile that can use an existing metal pipe by pressing to form a protrusion, and can manufacture a metal pipe pile having a protrusion with a small number of processing steps.
また他の目的は、金属管の外部に設けられるべき液圧シリンダ又は機械式駆動源と、該液圧シリンダのピストン又は前記機械式駆動源に連結され、その一端から他端に向けて傾斜している傾斜部を有し、該傾斜部が金属管の内部に挿入されるロッドと、前記傾斜部に摺接する傾斜面及び前記金属管を径方向外向きに押圧する凸部を有する複数の押圧体とを備えることにより、大きな押圧力を発生して突起を容易に形成することができる金属管杭の製造装置を提供することにある。 Another object is to connect a hydraulic cylinder or mechanical drive source to be provided outside the metal tube and a piston of the hydraulic cylinder or the mechanical drive source, and tilt from one end to the other end. A plurality of presses having a rod that is inserted into the inside of the metal tube, an inclined surface that is in sliding contact with the inclined portion, and a convex portion that presses the metal tube radially outward. By providing a body, it is providing the manufacturing apparatus of the metal pipe pile which can generate | occur | produce a big pressing force and can form a protrusion easily.
本発明に係る金属管杭は、突起を有する金属管杭において、前記突起は周方向の複数箇所に張出し成形により径方向外向きに突出させて形成してあることを特徴とする。 The metal tube pile according to the present invention is characterized in that in the metal tube pile having protrusions, the protrusions are protruded radially outward by overhanging at a plurality of locations in the circumferential direction.
この発明にあっては、張出し成形により径方向外向きに突出させて突起が複数形成してあるから、少ない加工工数にて、金属管杭の表面積が増加し、金属管杭に引抜力が作用するときに、増加した表面積に応じて大きな抵抗力が発生し、金属管杭の引き抜きを防止することができる。また、周方向の複数箇所に突起が形成してあるから、軸長方向及び径方向の分力からなる引抜力が作用したときに、引抜力の方向の如何に係わらず大きな抵抗力が発生し、金属管杭の引き抜きを防止することができる。 In this invention, since a plurality of protrusions are formed by projecting outward in the radial direction by overhang forming, the surface area of the metal tube pile is increased and the pulling force acts on the metal tube pile with a small number of processing steps. When this occurs, a large resistance is generated according to the increased surface area, and the metal pipe pile can be prevented from being pulled out. In addition, since protrusions are formed at a plurality of locations in the circumferential direction, a large resistance force is generated regardless of the direction of the pulling force when a pulling force consisting of axial and radial component forces is applied. Pulling out the metal pipe pile can be prevented.
また、本発明に係る金属管杭は、前記突起は、軸長方向の複数箇所に設けてあることを特徴とする。 Moreover, the metal pipe pile which concerns on this invention is provided with the said protrusion in the multiple places of an axial length direction.
この発明にあっては、軸長方向の複数箇所に突起が設けてあるから、金属管杭の表面積が増加し、金属管杭に引抜力が作用したときに、増加した表面積に応じて大きな抵抗力が発生し、金属管杭の引き抜きを防止することができる。 In this invention, since protrusions are provided at a plurality of locations in the axial length direction, when the surface area of the metal pipe pile increases and a pulling force acts on the metal pipe pile, a large resistance is generated according to the increased surface area. A force is generated, and the metal pipe pile can be prevented from being pulled out.
また、本発明に係る金属管杭は、前記突起は、軸長方向位置に応じて周方向位置が異なるように設けてあることを特徴とする。 Moreover, the metal pipe pile according to the present invention is characterized in that the protrusion is provided so that a circumferential position differs depending on an axial length direction position.
この発明にあっては、軸長方向位置に応じて周方向位置が異なる突起が設けてあるから、金属管杭に引抜力が作用したときに、引抜力の方向の如何に係わらず大きな抵抗力が発生し、金属管杭の引き抜きを防止することができる。 In the present invention, since the protrusions having different circumferential positions according to the axial length position are provided, when the pulling force acts on the metal pipe pile, a large resistance force is obtained regardless of the direction of the pulling force. Is generated, and the metal pipe pile can be prevented from being pulled out.
また、本発明に係る金属管杭は、前記突起は、周方向に等配してあることを特徴とする。 Moreover, the metal pipe pile which concerns on this invention is characterized by the said protrusion being equally distributed in the circumferential direction.
この発明にあっては、周方向に等配してあるから、金属管杭に引抜力が作用したときに、引抜力の方向の如何に係わらず大きな抵抗力が発生し、金属管杭の引き抜きを防止することができる。 In this invention, since it is equally distributed in the circumferential direction, when a pulling force acts on the metal pipe pile, a large resistance force is generated regardless of the direction of the pulling force, and the metal pipe pile is pulled out. Can be prevented.
また、本発明に係る金属管杭は、前記突起の軸縦断面及び横断面形状が円弧状であることを特徴とする。 Moreover, the metal pipe pile which concerns on this invention is characterized by the axial longitudinal cross-section and cross-sectional shape of the said protrusion being circular arc shape.
この発明にあっては、軸縦断面及び横断面形状が円弧状である突起が設けてあるから、金属管杭に引抜力が作用したときに、引抜力の方向の如何に係わらず大きな抵抗力が発生し、金属管杭の引き抜きを防止することができる。 According to the present invention, since the projections having an axial longitudinal section and a transverse section having an arc shape are provided, when a pulling force is applied to the metal pipe pile, a large resistance force is applied regardless of the direction of the pulling force. Is generated, and the metal pipe pile can be prevented from being pulled out.
また、本発明に係る金属管杭の製造方法は、突起を有する金属管杭の製造方法において、金属管の外部に設けられるべき駆動源により該金属管の内部に配した凸部を有する押圧体を径方向に進出させ、該凸部により前記金属管を径方向外向きに押圧して前記突起を形成することを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the metal pipe pile which concerns on this invention is a press body which has the convex part distribute | arranged to the inside of this metal pipe by the drive source which should be provided in the exterior of a metal pipe in the manufacturing method of the metal pipe pile which has a processus | protrusion. And the protrusion is formed by pressing the metal tube outward in the radial direction by the convex portion.
この発明にあっては、駆動源により金属管の内部に配した凸部を有する押圧体を径方向に進出させることにより、該凸部により既成の金属管が内側から径方向外向きに押圧され、該金属管に径方向外向きに突出する突起が形成されるから、既成の金属管を用いることができ、少ない加工工数にて突起を有する金属管杭を製造することができる。 In the present invention, by causing the pressing body having a convex portion disposed inside the metal tube to advance in the radial direction by the driving source, the existing metal tube is pressed radially outward from the inside by the convex portion. Since the metal pipe is formed with a protrusion protruding outward in the radial direction, an existing metal pipe can be used, and a metal pipe pile having the protrusion can be manufactured with a small number of processing steps.
また、本発明に係る金属管杭の製造装置は、突起を有する金属管杭の製造装置において、金属管の外部に設けられるべき液圧シリンダ又は機械式駆動源と、該液圧シリンダのピストン又は前記機械式駆動源に連結され、その一端から他端に向けて傾斜している傾斜部を有し、該傾斜部が前記金属管の内部に挿入されるロッドと、前記傾斜部に摺接する傾斜面及び前記金属管を径方向外向きに押圧する凸部を有する複数の押圧体とを備えることを特徴とする。 Further, the metal pipe pile manufacturing apparatus according to the present invention is a metal pipe pile manufacturing apparatus having protrusions, wherein a hydraulic cylinder or a mechanical drive source to be provided outside the metal pipe, and a piston of the hydraulic cylinder or An inclined portion connected to the mechanical drive source and having an inclined portion inclined from one end to the other end, the inclined portion being in sliding contact with the inclined portion and a rod inserted into the inside of the metal tube And a plurality of pressing bodies having convex portions for pressing the surface and the metal tube outward in the radial direction.
この発明にあっては、液圧シリンダ又はプレス機等の機械式駆動源と、該液圧シリンダのピストン又は機械式駆動源に連結され、その一端から他端に向けて傾斜している傾斜部を有し、該傾斜部が金属管の内部に挿入されるロッドと、該傾斜部に摺接する傾斜面及び前記金属管を径方向外向きに押圧する凸部を有する複数の押圧体とを備えており、例えば、液圧シリンダの動作によりピストンに連結されたロッドが金属管の軸長方向に進出したときに、前記ロッドに形成された傾斜部も一体的に軸長方向に進出し、該傾斜部に摺接する押圧体が傾斜面にて摺動しつつ金属管の径方向外向きに押し出され、該凸部が金属管に内側から径方向外向きに押し付けられる。この結果、前記ロッドの軸長方向の動きが前記押圧体の径方向への動きに変換され、液圧シリンダにより発生した力が金属管の内側から径方向外向きに作用する大きな押圧力に変換されるから、金属管に突起を容易に形成することができる。 In the present invention, a mechanical drive source such as a hydraulic cylinder or a press, and an inclined portion that is connected to a piston or a mechanical drive source of the hydraulic cylinder and is inclined from one end to the other end. A rod into which the inclined portion is inserted into the inside of the metal tube, and a plurality of pressing bodies each having an inclined surface that is in sliding contact with the inclined portion and a convex portion that presses the metal tube radially outward. For example, when the rod connected to the piston is advanced in the axial direction of the metal tube by the operation of the hydraulic cylinder, the inclined portion formed in the rod also integrally advances in the axial length direction, The pressing body slidably contacting the inclined portion is pushed outward in the radial direction of the metal tube while sliding on the inclined surface, and the convex portion is pressed radially outward from the inside of the metal tube. As a result, the axial movement of the rod is converted into the radial movement of the pressing body, and the force generated by the hydraulic cylinder is converted into a large pressing force acting radially outward from the inside of the metal tube. Therefore, the protrusion can be easily formed on the metal tube.
以上詳述したように本発明によれば、少ない加工工数にて、金属管杭の表面積が増加し、金属管杭に引抜力が作用するときに、増加した表面積に応じて大きな抵抗力が発生し、金属管杭の引き抜きを防止することができる。 As described above in detail, according to the present invention, when the surface area of the metal pipe pile is increased and a pulling force acts on the metal pipe pile with a small number of processing steps, a large resistance force is generated according to the increased surface area. Thus, the metal pipe pile can be prevented from being pulled out.
また、本発明によれば、軸長方向及び径方向の分力からなる引抜力が作用したときに、引抜力の方向の如何に係わらず大きな抵抗力が発生し、金属管杭の引き抜きを防止することができる。 Further, according to the present invention, when a pulling force composed of axial and radial component forces is applied, a large resistance force is generated regardless of the direction of the pulling force, thereby preventing the metal pipe pile from being pulled out. can do.
また、本発明によれば、既成の金属管を用いることができ、少ない加工工数にて突起を有する金属管杭を製造することができる。 Further, according to the present invention, an existing metal pipe can be used, and a metal pipe pile having protrusions can be manufactured with a small number of processing steps.
また、本発明によれば、油圧シリンダにより発生した力をロッドの傾斜部に対して押圧体を摺動させることにより大きな押圧力に変換でき、突起を容易に形成することができる。 Further, according to the present invention, the force generated by the hydraulic cylinder can be converted into a large pressing force by sliding the pressing body against the inclined portion of the rod, and the protrusion can be easily formed.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図1(a)は、本発明に係る鋼管杭1の部分立面図を、図1(b)は、図1(a)のI−I線による鋼管杭1の横断面図を夫々示している。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1A shows a partial elevation view of a
鋼管杭1には、径方向外向きに突出する複数の突起1a,1a…が周方向に4等配をなして、軸長方向に均等ピッチにて形成してある。突起1a,1a…は、軸長方向位置の夫々にて周方向位置が同一になるように設けてある。図1(a)の部分断面及び図1(b)に示すように、突起1a,1a…は部分球状である。
The
鋼管杭1には、例えば、全長5m,直径89mm及び厚み3.2mmのSTK370の炭素鋼管を用いることができ、略4m(両端500mmを除く)に亘って200mmの軸長方向ピッチにて略同形状の突起1a,1a…が複数形成してある。突起1a,1a…は、炭素鋼管の径方向の突起高さが10mmになるように、炭素鋼管の軸長方向の突起長さが突起高さの略2倍になるように形成してある。
For the
なお、鋼管杭1には、直径114.3mm及び厚み3.2mm,直径139.8mm及び厚み3.5mm,直径165.2mm及び厚み4.5mm等、本実施の形態よりも大径の炭素鋼管も用いることができる。更に、突起1a,1a…は、軸長方向ピッチを100〜200mmの範囲内に、突起高さを5〜10mmの範囲内になるように形成することが望ましい。なお、本実施の形態においては、炭素鋼製の鋼管杭1について述べたが、杭は鋼製に限定されず、金属製であればよい。
The
本実施の形態に係る鋼管杭1を用いた杭基礎の適用例を図2に示している。図2に示すように、支持地盤11の上に軟弱地盤12が堆積しており、鋼管杭1,1…は一端が支持地盤11に貫入され、他端が地上に突出するように地盤に埋設されている。鋼管杭1,1…の他端には、フーチング13が築造されており、このフーチング13を土台として上部に構造物14が築造されている。以上の構成により、構造物14の荷重は、フーチング13及び鋼管杭1,1…を介して支持地盤11に伝達される。
An application example of a pile foundation using the
なお、鋼管杭1,1…を用いる杭基礎工法としては、地盤をせん孔した後に鋼管杭1,1…を設置する埋込み工法、ハンマー等の杭打ち機械により鋼管杭1,1…を地盤に強制的に貫入させる打込み工法等の工法があり、例えば、埋込み杭工法の一種である鋼管杭ソイルセメント杭工法を用いることができる。鋼管杭ソイルセメント杭工法は、地盤を下方に円筒状に切削し、この切削した土とセメントミルクとを攪拌混合してスラリ状のソイルセメント15,15…にし、このソイルセメント15,15…中に鋼管杭1,1…を配して、ソイルセメント15,15…と鋼管杭1,1…とを一体化することにより杭基礎を形成する工法である。
In addition, the pile foundation method using steel pipe piles 1, 1 ... Forcing the steel pipe piles 1, 1 ... to the ground by a pile driving machine such as an embedding method in which the steel pipe piles 1, 1 ... are installed after drilling the ground For example, a steel pipe pile soil cement pile method which is a kind of embedded pile method can be used. The steel pipe pile soil cement pile method cuts the ground into a cylindrical shape downward, stirs and mixes the cut soil and cement milk into slurry soil cements 15, 15. Is a method of forming a pile foundation by arranging steel pipe piles 1, 1... And
このように形成される杭により、図2に示すように、構造物14に水平力が作用するとき、鋼管杭1,1…及び該鋼管杭1,1…と一体化されているソイルセメント15,15…を介して支持地盤11及び軟弱地盤12からなる周囲地盤に水平力が伝達され、構造物14が支持される。
As shown in FIG. 2, when a horizontal force acts on the
構造物14に下向きの鉛直力が作用するとき、鋼管杭1,1…を介して該鋼管杭1,1…と一体化されているソイルセメント15,15…に鉛直力が伝達され、ソイルセメント15,15…の外周面における周囲地盤との摩擦抵抗による周面摩擦力及びソイルセメント15,15…の先端における圧縮力により周囲地盤に鉛直力が伝達され、構造物14が支持される。
When a downward vertical force acts on the
構造物14に上向きの鉛直力が作用するとき、ソイルセメント15,15…の周面に、周囲地盤との摩擦抵抗による周面摩擦力のみが作用する。このとき、鋼管杭1,1…とソイルセメント15,15…との結合が弱い場合は、鋼管杭1,1…がソイルセメント15,15…から分離し、引き抜かれる虞がある。
When an upward vertical force acts on the
本実施の形態に係る鋼管杭1,1…は、構造物14に上向きの鉛直力が作用するときに、鋼管杭1,1…がソイルセメント15,15…から引き抜かれることを防止すべく、ソイルセメント15,15…との接触面積が大きくなるように前述したように構成されている。
In order to prevent the steel pipe piles 1, 1... According to the present embodiment from being pulled out of the soil cements 15, 15. It is comprised as mentioned above so that a contact area with
前述した突起1a,1a…を有する鋼管杭1,1…を、図2に示すようにスラリ状のソイルセメント15,15…中に配する。ソイルセメント15,15…はスラリ状であるから、突起1a,1a…を有する鋼管杭1,1…を容易に挿入することができる。鋼管杭1,1…をソイルセメント15,15…中に挿入した状態にてソイルセメント15,15…を凝固させることにより、突起1a,1a…を含む鋼管杭1,1…の内外面はソイルセメント15,15…にて覆われることになる。この結果、鋼管杭1,1…とソイルセメント15,15…との接触面積が増えると共に、鋼管杭1,1…とソイルセメント15,15…との凹凸部が相互に係合した状態にて固着しているため付着強度が大きくなる。
The steel pipe piles 1, 1... Having the projections 1a, 1a... Are disposed in slurry soil cements 15, 15. Since the soil cements 15, 15 ... are slurry-like, the steel pipe piles 1, 1 ... having the projections 1a, 1a ... can be easily inserted. When the steel pipe piles 1, 1 ... are inserted into the soil cements 15, 15 ..., the soil cements 15, 15 ... are solidified so that the inner and outer surfaces of the steel pipe piles 1, 1 ... including the projections 1a, 1a ... are soiled. It will be covered with
以上のような本実施の形態に係る鋼管杭1,1…においては、径方向外向きに突出させて突起1a,1a…が複数形成してあるから、鋼管杭1,1…の表面積が増加する。この結果、構造物14に上向きの鉛直力が作用して、鋼管杭1,1…に軸長方向上向きの引抜力が作用した場合に、突起1a,1a…を含む鋼管杭1,1…の内外面とソイルセメント15,15…との接触面積が増え、付着強度が大きくなることにより、引抜力に対する抵抗力を大きくすることができ、鋼管杭1,1…がソイルセメント15,15…から引き抜かれることを防止できる。
In the steel pipe piles 1, 1... According to the present embodiment as described above, a plurality of projections 1a, 1a... To do. As a result, when an upward vertical force acts on the
また、鋼管杭1,1…には、径方向外向きに突出する複数の突起1a,1a…が径方向及び軸長方向夫々に等配をなして形成してあるから、鋼管杭1,1…に軸長方向及び径方向の分力からなる引抜力が作用した場合に、該引抜力の方向の如何に係わらず引抜力に対する抵抗力を大きくすることができる。 In addition, since the steel pipe piles 1, 1... Are formed with a plurality of protrusions 1a, 1a... Protruding outward in the radial direction so as to be equally distributed in the radial direction and the axial length direction. When a pulling force composed of component forces in the axial direction and the radial direction is applied to ..., the resistance force against the pulling force can be increased regardless of the direction of the pulling force.
また、鋼管杭1,1…には、部分球状に形成された突起1a,1a…が設けてあるから、鋼管杭1,1…に加えられる引抜力の方向の如何に係わらず引抜力に対する抵抗力を大きくすることができる。 Further, since the steel pipe piles 1, 1... Are provided with projections 1a, 1a... Formed in a partial spherical shape, the resistance to the pulling force regardless of the direction of the pulling force applied to the steel pipe piles 1, 1. The power can be increased.
図3は、本発明に係る鋼管杭1の製造に用いる製造装置の配置を略示する正面図である。図4は、図3のIV−IV線による製造装置の部分断面図であり、図5は、図3のV−V線による製造装置の部分断面図である。
FIG. 3 is a front view schematically showing the arrangement of the manufacturing apparatus used for manufacturing the
図3中の2は、復動式の油圧シリンダであり、該油圧シリンダ2は、略円筒をなすシリンダハウジング20と該シリンダハウジング20内を2室に分離するピストン21とからなり、横向きに基台9に固定してある。シリンダハウジング20内の前記2室は、図示しない油圧制御弁に夫々接続されており、該油圧制御弁により図示しない油圧源からの作動油が給排される。該作動油の給排に応じて生じる前記2室の油圧差により、ピストン21はシリンダハウジング20の軸長方向に往復動する。
シリンダハウジング20から突出するピストン21の端部には、ロッド3が基端にて固定されており、ロッド3は、図4に示すように、先端側が縮径された丸棒である。ロッド3の基端側には、加工対象である鋼管10を保持するサポートブラケット5が取付けてある。
The
サポートブラケット5は、ロッド3の最大外径より若干大きな直径の貫通孔が中心に設けられた矩形の平板である基準板50と、該基準板50の貫通孔と同軸をなし、前記基準板50に直交する方向に一方向に延設された円筒であるガイド筒51とからなる。該ガイド筒51は、鋼管10の内径と略同等の外径を有している。サポートブラケット5は、基準板50の側を油圧シリンダ2の側にし、ロッド3を基準板50の貫通孔に挿通させ、ロッド3の先端がガイド筒51の開放端から突出する状態にして基準板50にて基台9に固定してある。
The
ロッド3の先端には、カムドライバ(傾斜部)3aが形成してある。カムドライバ3aは、ロッド3の軸長方向の先端から基端に向けて連続的に直径が変化する円錐台形状を有している。
A cam driver (inclined portion) 3 a is formed at the tip of the
サポートブラケット5の円筒の開放端側には、押え板6及び摺動受座7が設けてある。押え板6は、鋼管10の内径より若干小さい外径を有する円板であり、円板の中心には、カムドライバ3aの軸長方向の進出を阻害しないように貫通孔が設けてある。押え板6の一端面には、矩形断面を有するガイド溝6a,6a…が、図5に示すように周方向に4等配をなして放射状に形成してある。更に、押え板6には、ガイド溝6a,6a…の略中央を板厚方向に貫通する円筒状の貫通孔6b,6b…が設けてある。このような押え板6は、前記一端面の側をサポートブラケット5の側にして摺動受座7を介してサポートブラケット5に取付けてある。
A holding
摺動受座7は、鋼管10の内径より若干小さい外径を有する円板であり、円板の中心には、板厚方向に油圧シリンダ2の側から逆側に向けて連続的に縮径された貫通孔7aが設けてある。該貫通孔7aは、後述するように、カムドライバ3aを軸長方向に進出させ、この進出に伴い鋼管10に突起1a,1a…を形成するときに、カムドライバ3aのガイドとして機能すべく形成してある。押え板6及び摺動受座7は、サポートブラケット5にロッド3と同軸をなして固定してある。
The sliding
これら押え板6及び摺動受座7に保持されて、4つのカムスライダ(押圧体)40,40…が設けてある。カムスライダ40,40…は、押え板6に形成されたガイド溝6a,6a…と略同等の矩形断面を有する細長い略直方体であり、前記カムドライバ3aの外周面に対応する形状を有した一端面と、部分球状の凸部40a,40a…が設けてある他端面とを有している。更に、カムスライダ40,40…には、押え板6に形成された貫通孔6b,6b…と同径の円孔40b,40b…が形成してある。
Four cam sliders (pressing bodies) 40, 40... Are held by the
カムスライダ40,40…は、一端面の側がカムドライバ3aの側に、他端面の側が鋼管10の内面の側になり、図4に示すように、円孔40b,40b…の径方向及び周方向位置が押え板6の貫通孔6b,6b…の径方向及び周方向位置と同一になるように、ガイド溝6a,6a…に係合させて配してある。貫通孔6b,6b…及び円孔40b,40b…には、円柱状のスプリングピン等の弾性体60,60…が挿入されており、カムスライダ40,40…が径方向外向きに移動したときに、弾性体60,60…により中心方向の力が作用するように構成されている。また、カムスライダ40,40…は、押え板6及び摺動受座7により挟持されて、ロッド3の軸長方向に移動しないように拘束されている。
The
カムスライダ40,40…は、油圧シリンダ2によりロッド3が可動範囲の退入限まで退入している状態において、図4に示すように、カムドライバ3aの縮径された先端部がカムスライダ40,40…の拡径側内面に当接するように位置決めしてある。
As shown in FIG. 4, the
このように取付けられたカムスライダ40,40…を囲繞するようにカムホルダ41,41が設けてある。カムホルダ41,41は、樋状の凹部が一側面に設けてある略直方体であり、凹部が形成された面を互いに当接させて一体化することにより加工する鋼管10の保持可能に構成してある。また、カムホルダ41,41には、カムスライダ40,40…のロッド3の径方向の突出を阻害しないように、カムスライダ40,40…の凸部40a,40a…と略同形状の半球状の凹部が設けてある。なお、製造装置は、適宜の手段によりカムホルダ41,41を互いに接離可能なように構成してある。
加工対象である鋼管10は、ロッド3と同軸をなして、一端をサポートブラケット5に、他端をカムホルダ41,41により支持されて製造装置に取付けられる。なお、製造装置は、図示しないねじ機構等の伝動機構により鋼管10を軸長方向に移動可能なように構成してある。
The
以上の構成により、油圧シリンダ2のピストン21がピストンハウジング20の軸長方向に往復動するとき、この往復動に応じてロッド3及びカムドライバ3aも一体的に鋼管10の軸長方向に進退し、この進退に応じて該カムドライバ3aの傾斜面に接しているカムスライダ40,40…が摺動しつつ鋼管10の径方向に進退する。即ち、カムドライバ3a及びカムスライダ40,40…を備えるカム機構4により油圧シリンダ2の発生力が鋼管10に作用する径方向の押圧力に変換されることとなる。
With the above configuration, when the
図6及び図7は、本発明に係る製造装置の動作説明図である。図6(a)は、突起1a,1a…が形成される前の状態を示している。図示するように、カムドライバ3aの縮径された先端部はカムスライダ40,40…の拡径側内面に当接している。鋼管10はサポートブラケット5及びカムホルダ41,41により支持されている。
6 and 7 are explanatory views of the operation of the manufacturing apparatus according to the present invention. FIG. 6A shows a state before the protrusions 1a, 1a... Are formed. As shown in the drawing, the diameter-reduced tip of the cam driver 3a is in contact with the inner surface of the
この状態から油圧シリンダ2を動作させ、図6(b)に示す位置までロッド3及びカムドライバ3aを進出させる。カムドライバ3aは摺動受座7をガイドとして移動し、カムドライバ3aの外周面に当接しているカムスライダ40,40…は、ガイド溝6a,6a…をガイドとしてカムドライバ3aの外周面に対して摺動しつつ鋼管10の径方向外向きに移動する。この結果、カムスライダ40,40…の凸部40a,40a…により鋼管10が内面から押圧されて突起1a,1a…が形成される。
From this state, the
このように突起1a,1a…が形成された後、油圧シリンダ2の動作により、図7(c)に示す図6(a)の元の位置までロッド3及びカムドライバ3aを退入させる。カムドライバ3aによる押圧力が作用しなくなるため、カムスライダ40,40…は弾性体60,60…による復元力により、図7(c)に示すように元の位置に復帰する。
After the projections 1a, 1a,... Are formed in this way, the
次に、図7(d)に白抜矢符にて示すように、カムホルダ41,41を互いに離隔する方向に移動させる。更に、鋼管10を油圧シリンダ2とは逆側の軸長方向に、例えば200mm移動させ、カムホルダ41,41を互いに接近する方向に移動させて鋼管10を保持させる。以降、図6(a)乃至図7(d)の手順を突起1a,1a…の加工範囲に亘って繰り返す。
Next, as shown by white arrows in FIG. 7D, the
以上のような本実施の形態に係る鋼管杭1の製造方法においては、油圧シリンダ2のピストン21に固定されたロッド3を鋼管10の内部に軸長方向に進退させ、該ロッド3に形成されたカムドライバ3aに対して、カムスライダ40,40…を該カムスライダ40,40…の傾斜面にて摺動させることによりロッド3の軸長方向の動きをカムスライダ40,40…の径方向への動きに変換して突起1a,1a…が形成してあるから、油圧シリンダ2により発生した力をロッド3のカムドライバ3aとカムスライダ40,40…とからなるカム機構4により大きな押圧力に変換でき、突起1a,1a…を容易に形成することができる。
In the method of manufacturing the
なお、本実施の形態においては、鋼管杭1の製造方法に用いられるカムドライバ3aの形状は、円錐台形であるが、これに限定されず、多角錐台形でもよい。この場合、カムスライダの摺動部はカムドライバと摺動可能なように適宜の形状を有する。
In addition, in this Embodiment, although the shape of the cam driver 3a used for the manufacturing method of the
また、鋼管杭1の製造方法に用いられるカムドライバ3a及びカムスライダ40,40…の斜面が軸長方向となす角度は、図示に限定されず、鋼管杭1の加工に必要とされる鋼管10の径方向の押圧力及び押出量等の条件に応じて適宜設計変更することができる。
Moreover, the angle which the slope of the cam driver 3a used for the manufacturing method of the
なお、本実施の形態においては、油圧シリンダ2により発生した力をカムドライバ3aとカムスライダ40,40…とを備えるカム機構により押圧力に変換して突起1a,1a…を形成しているが、これに限定されず、油圧シリンダ2により発生した力をリンク機構により押圧力に変換して突起1a,1a…を形成するように構成してもよいし、油圧シリンダにより直接突起1a,1a…を形成するように構成してもよい。
In the present embodiment, the force generated by the
また、本実施の形態においては、駆動源として油圧シリンダ2を用いているが、これに限定されず、例えば、空気圧を利用するエアシリンダでもよく、プレス機でもよい。
In the present embodiment, the
図8は、本発明に係る鋼管杭1の他の実施の形態を示しており、図8(a)に鋼管杭1の部分立面図を、図8(b)に図8(a)のVIII−VIII線による鋼管杭1の横断面図を夫々示している。図8(a)及び(b)に示すように、突起1a,1a…は軸長方向位置に応じて周方向位置を異ならせて千鳥配置になるように形成してある。その他の構成は、図1に示す実施の形態と同様であるため、対応する構成部材に図1と同一の参照符号を付して、その構成の説明を省略する。
FIG. 8 shows another embodiment of the
以上のような本実施の形態に係る鋼管杭1,1…においては、軸長方向位置に応じて周方向位置を異ならせて千鳥配置になるように突起1a,1a…を形成してあるから、鋼管杭1,1…に加えられる引抜力の方向の如何に係わらず引抜力に対する抵抗力を大きくすることができる。 In the steel pipe piles 1, 1... According to the present embodiment as described above, the projections 1a, 1a,... Are formed so as to be arranged in a staggered manner with different circumferential positions according to the axial length position. The resistance force against the pulling force can be increased regardless of the direction of the pulling force applied to the steel pipe piles 1, 1.
本実施の形態に係る鋼管杭1,1…を製造する製造装置は、鋼管10に突起1a,1a…を形成したのちに鋼管10を油圧シリンダ2とは逆側の軸長方向に移動させるときに、例えば鋼管10を90°回転するように構成してある。その他の構成は図3乃至図7に示す実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
In the manufacturing apparatus for manufacturing the steel pipe piles 1, 1... According to the present embodiment, the
なお、本実施の形態においては、突起1a,1a…を軸長方向位置に応じて周方向位置を異ならせて千鳥配置になるように形成しているが、これに限定されず、突起1a,1a…を軸長方向位置に応じて段階的に周方向位置を異ならせて形成してもよい。 In the present embodiment, the protrusions 1a, 1a,... Are formed in a staggered arrangement with different circumferential positions according to the axial length position, but the present invention is not limited to this, and the protrusions 1a, 1a,. 1a... May be formed by changing the circumferential position in a stepwise manner in accordance with the axial length direction position.
なお、以上の実施の形態においては、本発明に係る鋼管杭1を鋼管杭ソイルセメント杭工法の杭基礎に適用した例を挙げて説明したが、これに限定されず、鋼管杭1を用いることができる杭基礎全般に適用可能であることは言うまでもない。
In addition, in the above embodiment, although the example which applied the
また、以上の実施の形態においては、突起1a,1a…を有する鋼管杭1を、杭基礎に用いているが、これに限定されず、土又はコンクリート等に埋設されて固定される支柱としても用いることができる。更に、本発明は、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内において種々変更した形態にて実施することが可能であることは言うまでもない。
Moreover, in the above embodiment, although the
1 鋼管杭(金属管杭)
1a 突起
10 鋼管(金属管)
2 油圧シリンダ(駆動源,液圧シリンダ)
21 ピストン
3 ロッド
3a カムドライバ(傾斜部)
4 カム機構
40 カムスライダ(押圧体)
40a 凸部
41 カムホルダ
1 Steel pipe pile (metal pipe pile)
2 Hydraulic cylinder (drive source, hydraulic cylinder)
21
4
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