JP2009133109A

JP2009133109A - 鋼管杭

Info

Publication number: JP2009133109A
Application number: JP2007310213A
Authority: JP
Inventors: Minao Ishihara; 美奈雄石原
Original assignee: TOA KIKAI KOJI KK
Current assignee: TOA KIKAI KOJI KK
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-18
Anticipated expiration: 2027-11-30
Also published as: JP4966836B2

Abstract

【課題】曲がることなく真直に地中に進入できる一方、埋設に要する力は従来品よりもむしろ小さくても足り、また、埋設した後の地盤反力の支持能力も従来品に優るとも劣らない鋼管杭を提供すること。
【解決手段】鋼管杭になる鋼管の外径を考慮した内径の中心穴3a，4aを備えた平板状の円盤体３，４を、その直径上の一箇所でカットして推進角を付ける加工を施すと共に、前記カット部3b，4bの回転方向前端に切刃を設けて掘削羽根30，40に形成する一方、当該掘削羽根30，40の２枚を、前記鋼管の下端部近傍においてその鋼管の回転方向に関し両掘削羽根30，40の切刃3c，4cに180度の位相差を付けて当該鋼管に前記中心穴3a，4aにおいて溶接固着したこと。
【選択図】図１

Description

本発明は回転させて地盤に打設される鋼管杭に関する。

鋼管の下端部に、推進角が付与された掘削羽根を溶接で固着した鋼管杭は、特許文献１〜７により、従来から数多くの提案がなされており、この中には実用に供されているものもある。

従来提案されている鋼管杭に関する技術は、いずれも掘削羽根の鋼管に対する取付態様に係るアイデアであり、それぞれの提案技術ともそれらの課題の解決、或は、目的の達成を図ることができる技術であるとはいえる。

しかし乍ら、いずれの技術も一長一短があって、例えば鋼管に対する掘削羽根の取付強度を高めると称する技術では、取付強度については所期の成果が得られるという長所があるものの、取付強度を高めるための構造が、当該杭の埋設に要する力を増大させる結果を招いたり、杭としての地盤反力の支持能力が従来品より低下するなどの難点が新たに派生している。
特開平７−１７３８３２号公報特開平１０−２８０４０３号公報特開平１１−１４０８７１号公報特開２００１−３３５７号公報特開２００１−３４８８６７号公報特願２００６−１７７１２５号公報特許第３２６４９１０号公報

そこで本発明では、曲がることなく真直に地中に進入できる一方、埋設に要する力は従来品よりもむしろ小さくても足り、また、埋設した後の地盤反力の支持能力も従来品に優るとも劣らない鋼管杭を提供することを、課題とする。

上記課題を解決することを目的としてなされた本発明鋼管杭の構成は、鋼管杭になる鋼管の外径を考慮した内径の中心穴を備えた平板状の円盤体を、その直径上の一箇所でカットして推進角を付ける加工を施すと共に、前記カット部の回転方向前端に切刃を設けて掘削羽根に形成する一方、当該掘削羽根の２枚を、前記鋼管の下端部近傍においてその鋼管の回転方向に関し両掘削羽根の切刃に180度の位相差を付けて当該鋼管に前記中心穴において溶接固着したことを特徴とするものである。
本発明では上記構成に加え、鋼管の下端面に帽子状の錐体を設けた構成とすることができる。

本発明においては、２枚の掘削羽根に、回転方向での位相差に加え、推進方向でのピッチ差を付けて鋼管に固着することがある。ピッチ差としては、例えば半ピッチである。また、鋼管に設けた掘削羽根には、中心側から外周へ向けて下り勾配（水平面に対し下向きの角度）を付けた構成とすることがある。なお、ピッチ差のある２枚の掘削羽根の場合には、下位の掘削羽根に水平面に対し下向きの角度を付ければ足りるが、２枚とも下向き角を付けることは任意である。
ここで、鋼管の下端面に設ける大きくても当該鋼管と同径の錐体は、埋設（推進）効率から見ると円錐体が望ましいが、角錐体，板状錐体でもよい。各錐体にはビットを取付けたものもある。

本発明では、鋼管杭になる鋼管の外径を考慮した内径の中心穴を備えた平板状の円盤体を、その直径上の一箇所でカットして推進角を付ける加工を施すと共に、前記カット部の回転方向前端に切刃を設けて掘削羽根に形成する一方、当該掘削羽根の２枚を、前記鋼管の下端部近傍においてその鋼管の回転方向に関し両掘削羽根の切刃に180度の位相差を付けて当該鋼管に前記中心穴において溶接固着したことを特徴とすることにより鋼管杭を形成したから、一枚の掘削羽根に作用する土の抵抗を２枚の掘削羽根に分散することができる。その一方で、切刃が２枚であるから埋設に要する力は従来品よりもむしろ小さくて足りる。また、２枚の切刃は回転方向に180度の位相差を付けて設けたので、杭が真直に進入する。さらに推進方向でピッチ差を設けたものでは、粘土質地盤に対する埋設（推進）効率が良好である。ピッチ差がないと、羽根が滑って杭が推進しないか推進しにくくなることがあるからである。また、360度の２枚羽根タイプゆえに、地盤反力の支持能力も従来品よりも優れた鋼管杭を提供することができる。
本発明鋼管杭において、同じ外形で同じ推進角を付与した360度タイプの２枚の掘削羽根を180度の位相差を付けると共にピッチ差を付けて鋼管に設けた杭では、下位の羽根で掘削される土を上位の羽根で効果的に地上側へ送出すことができ、これにより鋼管杭に作用する回転力を効率よく当該杭の推進に利用することができる。

次に本発明鋼管杭の実施形態例について、図を参照して説明する。図１は本発明鋼管杭の一例の要部の正面側から見た斜視図、図２は図１の杭の平面図、図３は図１の杭の底面図、図４は図１の杭の正面図である。

図１〜図４において、１は、本発明鋼管杭を形成する鋼管による杭本体で、図では鋼管の下端部近傍のみを示している。２は前記杭本体１の下端面に形成した錐体で、ここでの錐体２は鋼管を矢鏃状の板状体であるが、円錐体又は角錐体に形成したものであってもよい。錐体２が板状の場合には、鋼管の下端開口部を盲蓋などにより塞いでいる。

３と４は、掘削羽根となる螺旋リボン状に加工された円盤体である。すなわち、円盤体３，４は中心部に杭本体１の外径を考慮して穴径が決められる穴3a，4aを形成した鋼製平板の直径上の一箇所をカット3b，4bし、当該カット部3b，4bを前記穴3a，4aの中心軸上において互に離反する方向へ引張りリボン状に加工したものである。そして、このリボン状加工においては、上下に離反する各カット部3bと4bの距離の大きさを調整することによって、掘削羽根に形成される螺旋状の中心穴3a，4aの平面投影内径を鋼管の外径に合うように調整すると共に、掘削羽根の推進角（ピッチ）を調整する。これにより２枚の円盤体３，４の夫々のカット部3b，4bの下端側の前端（回転方向からみて）に切刃3c，4cを形成し、当該２枚の円盤体３，４が螺旋リボン状になって円盤全体に角度θの推進角が付与されることになる。なお、図１に示した円盤体３，４の外径と推進角θは模式的表現ゆえに誇張して表現されている。

すなわち、上記の２枚の円盤体３，４は、夫々のカット部位3b，4bを、それぞれ上下方向に引き離す加工によって螺旋リボン状をなし、推進角θを備えた２枚の掘削羽根30，40に形成されるのである。本発明では、図示しないが、円盤体３，４は推進角θを付けた螺旋リボン状の形態において、盤面の中心側から外周側へ向けて下り勾配となるように加工したものがある。この下り勾配を付与した羽根によって地盤反力をより効果的に支持することができる。以上により本発明鋼管杭に取付けられる掘削羽根30と同40の一例が形成される。

上記掘削羽根30，40は、前記杭本体１の下端部近くにおいて、中心穴3a，4aの側から通すが、まず、一方の円盤体３を鋼管に通して所定位置に溶接により仮固着し、その後他方の円盤体４を、前記円盤体３の推進角θ間を縫うように回転させ乍ら通して、２枚の円盤体３と４の切刃3cと4cが180度隔離するように位置付けて仮固定し、両円盤体３，４の中心穴3a，4aと鋼管１の外面とを溶接によって本固着する。すなわち、図に例示した２枚の掘削羽根30，40は、回転方向で180度の位相差を付けて杭本体１を形成する鋼管の管壁に各羽根30，40の上，下両面において２本の溶接線Ｗを以て溶接固着される。本発明では、図示しないが上記位相差に加え、適宜のピッチ差を付けて前記羽根30，40を取付けることもある。

掘削羽根30，40が溶接された杭本体１の下端には、鋼管の下端面と前記羽根30の下面が露出したままであるから、推進角が付与された羽根の傾斜面であっても、土中で回転させつつ推進させるには抵抗が大きい。そこで本発明では、この掘削羽根30，40の下面側であって、杭本体１の中心軸と同軸上に、盲蓋と矢鏃状の錐体２に代えて鋼板製のコーン状の錐体をその頂部を下向きにして溶接により取付けることがある。コーン状の錐体の外面には、掘削用のビットを設けることもある。こうすると掘削推進力は一段とアップし、鋼管杭が地中に真直に進入し易くなる。

上記の鋼管杭は、杭本体１の最下端にコーンの状錐体があってその上に下向きに傾斜させた掘削羽根30，40を備えているので、鋼管による杭本体１の中心軸上に押圧力を加え乍ら回転力を付与すると、コーン状錐体と掘削羽根30，40の協働作用で、鋼管杭が進入する方向において当該杭の構成部材が土に当接するほぼ全面において掘削力を発揮させることができる。

本発明杭において、ピッチ差を付けて鋼管に溶接した掘削羽根30，40では、上記掘削羽根30により掘削されて当該羽根30の上面側に送られる土砂が第２の掘削羽根40により効率よく地上側へ送り出される。また、粘土質の地盤に対しては、切刃3c，4cが滑ることなく、効率よく土を切込んで埋設（推進）されている。

ピッチ差を付けて設ける第２の掘削羽根40は、第１羽根の掘削羽根30と同じ推進角が付与されて掘削羽根30とほぼ同形態であるが、第２の掘削羽根40は、掘削羽根30に付与された推進角が描く螺旋に、一例として半ピッチの差を付けて配置され、その中心穴4aにおいて溶接により固定される。そして、両方の掘削羽根30と40の切刃3c，4cの位置は、平面から見て回転方向で180度の位相差が付くように配置されている。このように杭の中心に対し、切刃3c，4cが対称的に配置されるから杭は曲がることなく真直に地中に進入できる。

本発明鋼管杭では、掘削羽根30の回転方向と推進方向に関し後に控えた第２の掘削羽根40により、掘削羽根30により地上側に繰出される土砂を第２の掘削羽根40が掬うようにして上方へ送り出すので、杭の推進（埋設）がより円滑になる。

本発明は以上の通りであって、鋼管杭になる鋼管の外径を考慮した内径の中心穴を備えた360度の円盤体を、その直径上の一箇所でカットし、カット部分を上下方向に引張り加工して推進角を付けると共に鋼管への取付け穴の径を調整し、かつ、カット部分の下位側における回転方向前端に切刃を設けて掘削羽根を形成し、その羽根２枚を、前記鋼管の下端部近傍において、鋼管の回転方向に関し両羽根の切刃に180度の位相差を付けると共に鋼管の推進方向において半ピッチの差を付けて当該鋼管に前記中心穴において固着した鋼管杭では、掘削羽根の取付強度が充分に高く、また、土中に真直に進入できるから、埋設に要する力は従来品よりもむしろ小さくても済み、また、地盤反力の支持能力も２枚の羽根を備えているので、従来品よりも優れた鋼管杭を提供することができる。

本発明鋼管杭の一例の要部の正面側から見た斜視図。図１の杭の平面図。図１の杭の底面図。図１の杭の正面図。

符号の説明

１杭本体
２錐体
３，４円盤体
3a，4a 中心穴
3b，4b カット部
3c，4c 切刃
30，40 掘削羽根

Claims

鋼管杭になる鋼管の外径を考慮した内径の中心穴を備えた平板状の円盤体を、その直径上の一箇所でカットして推進角を付ける加工を施すと共に、前記カット部の回転方向前端に切刃を設けて掘削羽根に形成する一方、当該掘削羽根の２枚を、前記鋼管の下端部近傍においてその鋼管の回転方向に関し両掘削羽根の切刃に180度の位相差を付けて当該鋼管に前記中心穴において溶接固着したことを特徴とする鋼管杭。
２枚の掘削羽根は、回転方向の位相差と、推進方向でのピッチ差を付けて前記鋼管に固着した請求項１の鋼管杭。
掘削羽根には、中心側から外周へ向けて下り勾配（水平面に対し下向きの角度）を付けた請求項１又は２の鋼管杭。
鋼管の下端面には、大きくても当該鋼管と同径の錐体を設けた請求項１〜３のいずれかの鋼管杭。