JP2013249685A - Band-like blade member for steel pipe pile, steel pipe pile, and composite pile and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に、中低層の建築構造物の地盤改良に使用する鋼管杭に装着される部品化されたバンド状羽根部材、これを装着した鋼管杭、該鋼管杭を備える地中に構築される鋼管ソイルセメント複合杭及び該複合杭の製造方法に関するものである。 The present invention is particularly constructed in the ground comprising a banded blade member made into a part to be attached to a steel pipe pile used for ground improvement of a low-rise building structure, a steel pipe pile equipped with the same, and the steel pipe pile. The present invention relates to a steel pipe soil cement composite pile and a method for producing the composite pile.
中低層建築物の地盤改良に好適な鋼管杭工法として、スーパーミニドリル(SMD)杭工法が知られている。SMD杭工法は、くい先端部の外周に杭径の2倍から3倍程度の大きさの螺旋翼(外翼)を取り付けた鋼管杭を右回転により回転貫入させる工法である。鋼管杭の貫入は、杭頭部に回転トルクを与えることで、外翼が地盤から推進力を受けるため、地上部には無排土の状態で回転貫入されるものである。また、SMD杭工法は、セメントミルクを使用しないという特徴を有する。 A super mini drill (SMD) pile construction method is known as a steel pipe pile construction method suitable for ground improvement of medium- and low-rise buildings. The SMD pile construction method is a construction method in which a steel pipe pile having a spiral wing (outer wing) having a size of about 2 to 3 times the pile diameter is attached to the outer periphery of the rake tip by rotating clockwise. The penetration of the steel pipe pile is rotationally penetrating into the ground part in an undrained state because the outer wing receives a propulsive force from the ground by giving a rotational torque to the pile head. Moreover, the SMD pile construction method has a feature that cement milk is not used.
また、軟弱地盤中にセメント系固化材スラリ−と原位置土を処理機を用いて攪拌混合し、所定の強度に固化する深層混合処理(CDM)工法が知られている。CDM工法で形成された改良杭は、柱状固化処理杭あるいはソイルセメントコラム等と称され、各種構造物の基礎地盤改良として用いられる他、山留め壁、掘削時の地盤安定確保のような仮設構造物としての用途もある。 Further, a deep layer mixing (CDM) method is known in which a cement-based solidifying material slurry and an in-situ soil are stirred and mixed in a soft ground using a processing machine and solidified to a predetermined strength. The improved piles formed by the CDM method are called column-solidified piles or soil cement columns, and are used for improving the foundation ground of various structures, as well as temporary structures such as retaining walls and securing ground stability during excavation. There are also uses.
一方、鋼管杭は長い年月が経過するにつれ、鋼管表面に錆が発生し、初期の強度が維持できなくなるという問題がある。また、従来の鋼管杭は、先端の螺旋羽根が通過した軌道は空隙のままであり、杭径の周回りの摩擦力が低下すると共に、杭周辺地盤に空隙が発生するという問題がある。一方、柱状固化処理杭は、鋼管杭ほどの強度がなく、強度を付与するために、固化処理杭の杭径が大きくなってしまうという問題がある。このような問題を解決するものとして、鋼管杭の周りにソイルセメントを形成する鋼管ソイルセメント複合杭が知られている。複合杭は、鋼管の周りがアルカリセメントであるため、鋼管表面の錆を防止し、初期の杭強度を保持する。また、複合杭の芯材が鋼管であるため、全体の杭強度が高くなるため、全体の杭径を小さくできる。 On the other hand, steel pipe piles have a problem that as the years pass, rust is generated on the steel pipe surface and the initial strength cannot be maintained. Moreover, the conventional steel pipe pile has the problem that the trajectory through which the spiral blade at the tip has passed remains a gap, and the frictional force around the circumference of the pile diameter is reduced, and a void is generated in the ground around the pile. On the other hand, columnar solidified piles are not as strong as steel pipe piles, and there is a problem that the pile diameter of the solidified piles is increased in order to impart strength. As a solution to such a problem, a steel pipe soil cement composite pile in which a soil cement is formed around the steel pipe pile is known. Since the composite pile has an alkaline cement around the steel pipe, it prevents rust on the surface of the steel pipe and maintains the initial pile strength. Moreover, since the core material of a composite pile is a steel pipe, since the whole pile strength becomes high, the whole pile diameter can be made small.
このような鋼管ソイルセメント複合杭としては、ソイルセメント杭の芯材として鋼管の外周に一定間隔をもって縞をなす凹溝を形成した鋼管を使用してなる鋼管ソイルセメント複合杭が知られている(特開2007−191990号公報)。特開2007−191990号公報の複合杭の施工に際しては、掘削、撹拌ロッドにより、先端部よりセメントミルク等の固化剤を注入しながら掘孔し、土壌と固化剤とを混合撹拌してソイルセメント化し、次いで前記未硬化のソイルセメント中に鋼管を挿入、埋設するというものである。 As such a steel pipe soil cement composite pile, a steel pipe soil cement composite pile using a steel pipe in which concave grooves forming stripes at regular intervals on the outer periphery of the steel pipe as a core material of the soil cement pile is known ( JP 2007-191990 A). When constructing a composite pile disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-191990, excavation and agitating rods are used to inject a solidifying agent such as cement milk from the tip, and the soil and the solidifying agent are mixed and stirred to form soil cement. Then, a steel pipe is inserted and embedded in the uncured soil cement.
しかしながら、特開2007−191990号公報記載の複合杭の施工方法は、未硬化のソイルセメント中に鋼管を挿入、埋設するため、複合杭の中心に鋼管を設置することはほとんど不可能であるか、中心に設置するために多くの工程が必要となり、コストアップは避けられないという問題がある。また、中心部の鋼管は、複合杭の先端まで到達せず、途中で止まり埋没している。このため、従来の複合杭は、鋼管の硬質地盤への根入れができないため、支持杭としての機能はなく、摩擦杭として機能するのみであるという問題があった。このような問題を解決するものとして、特許出願人は先に新規な鋼管杭を開発した(特願2012−106429号)。先願において、この鋼管杭の羽根は部品化できるとの記載はあるものの、具体的な部品化の形態やバンド状羽根部材については何ら開示されていない。 However, since the construction method of the composite pile described in JP 2007-191990A inserts and embeds the steel pipe in uncured soil cement, is it almost impossible to install the steel pipe at the center of the composite pile? In order to install in the center, many processes are required, and there is a problem that an increase in cost is inevitable. Moreover, the steel pipe at the center does not reach the tip of the composite pile, but stops and is buried in the middle. For this reason, since the conventional composite pile cannot be embedded in the hard ground of a steel pipe, there is a problem that it does not function as a support pile but only functions as a friction pile. In order to solve such a problem, the patent applicant previously developed a new steel pipe pile (Japanese Patent Application No. 2012-106429). In the prior application, there is a description that the blades of the steel pipe pile can be made into parts, but there is no disclosure about a specific form of making parts or a band-like blade member.
従って、本発明の目的は、支持杭として機能する複合杭に好適な部品化されたバンド状羽根部材を提供すること、簡易な方法により、複合杭の中心に鋼管を正しく設置できる複合杭の施工方法を提供すること、及びそれに使用される新規な構造の鋼管杭を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a banded blade member suitable for a composite pile functioning as a support pile, and to construct a composite pile capable of correctly installing a steel pipe at the center of the composite pile by a simple method. It is to provide a method, and to provide a steel pipe pile having a novel structure used for the method.
かかる実情において、本発明者等は鋭意検討を行った結果、バンド両端部の締付け部が、軸方向に対して傾斜する特定形状の一対の締付け部を有するバンド状羽根部材であれば、既存の鋼管杭にボルト締め等で簡単に取り付けができ、また、該バンド状羽根部材を装着した鋼管杭であれば、硬質地盤への根入れ施工が可能になることで支持杭が得られること、固化材の重力流下という簡易な方法により、複合杭の中心に鋼管を正しく設置することができること等を見出し、本発明を完成するに至った。 In such a situation, as a result of intensive studies, the present inventors have found that if the tightening portions at both ends of the band are band-shaped blade members having a pair of tightening portions having a specific shape inclined with respect to the axial direction, It can be easily attached to steel pipe piles by bolting etc., and if it is a steel pipe pile equipped with this banded blade member, it can be embedded into hard ground, so that a support pile can be obtained, solidified The inventors have found that a steel pipe can be correctly installed at the center of a composite pile by a simple method of gravity flow of material, and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、鋼管杭用の中空の鋼管に1周巻きで巻着されるバンド状羽根部材であって、巻着される本体部の両端が該鋼管の外側に所定長さ(W1)延出すると共に、軸方向に対して傾斜する一対の締付け部を形成することを特徴とする鋼管杭用バンド状羽根部材を提供するものである。 That is, the present invention is a band-shaped blade member wound around a hollow steel pipe for steel pipe piles by one turn, and both ends of the main body to be wound are outside the steel pipe by a predetermined length (W 1 ) A band-shaped blade member for steel pipe piles that extends and forms a pair of tightening portions that are inclined with respect to the axial direction.
また、本発明は、前記鋼管杭用バンド状羽根部材を、鋼管に装着してなることを特徴とする鋼管杭を提供するものである。 Moreover, this invention provides the steel pipe pile characterized by mounting | wearing the steel pipe with the said band-shaped blade member for steel pipe piles.
また、本発明は、前記鋼管杭と、該鋼管杭の鋼管の外周面周りに形成されるソイルセメントからなることを特徴とする複合杭を提供するものである。 The present invention also provides a composite pile comprising the steel pipe pile and a soil cement formed around the outer peripheral surface of the steel pipe pile.
また、本発明は、前記鋼管杭を地中に正回転で貫入させながら、固化材を該鋼管杭の鋼管周りに供給する工程を有することを特徴とする複合杭の製造方法を提供するものである。 Moreover, this invention provides the manufacturing method of the composite pile characterized by having the process of supplying the solidification material around the steel pipe of this steel pipe pile, penetrating the said steel pipe pile in the ground by normal rotation. is there.
本発明の鋼管杭用バンド状羽根部材(以下、単に「バンド状羽根部材」とも言う。)は、例えば、公知の先端部に螺旋羽根を有する鋼管杭の外周面にボルト締め等により、簡単に装着できる。バンド状羽根部材が装着された鋼管杭は、先端羽根と装着羽根の傾斜角度を異にできるため、鋼管周りの地盤に対して、装着羽根の軌道が先端羽根と異なる多様な方向に入るため、当該地盤を大きく撹乱できる。 The banded blade member for steel pipe piles of the present invention (hereinafter also simply referred to as “banded blade member”) can be easily obtained by, for example, bolting the outer peripheral surface of a steel pipe pile having a spiral blade at a known tip. Can be installed. The steel pipe pile with the banded blade member attached can change the inclination angle of the tip blade and the attachment blade, so the track of the attachment blade enters the various directions different from the tip blade against the ground around the steel pipe, The ground can be greatly disturbed.
また、本発明の複合杭によれば、鋼管の先端を硬質地盤に根入れできるため、摩擦杭と支持杭の両機能を有する。また、鋼管杭が複合杭の中心に位置するため、安定した支持強度を発現できる。また、鋼管杭周りがアルカリ性のセメントであるため、鋼管の防食効果が高い。 Moreover, according to the composite pile of this invention, since the front-end | tip of a steel pipe can be rooted in hard ground, it has both functions of a friction pile and a support pile. Moreover, since a steel pipe pile is located in the center of a composite pile, stable support strength can be expressed. Moreover, since the steel pipe pile circumference is alkaline cement, the corrosion prevention effect of a steel pipe is high.
また、本発明の複合杭の製造方法によれば、上記の鋼管杭と同様の効果を奏する他、鋼管周りに地表から固化材を投入しつつ、鋼管杭を回転させるという簡易な方法により、中心に鋼管が正しく配置された複合杭を製造することができる。 Further, according to the composite pile manufacturing method of the present invention, in addition to the same effect as the steel pipe pile described above, a simple method of rotating the steel pipe pile while introducing the solidified material from the ground surface around the steel pipe, It is possible to manufacture composite piles in which steel pipes are correctly arranged.
(第1の実施の形態例のバンド状羽根部材)
次に、本発明の第1の実施の形態におけるバンド状羽根部材及びこれを装着した鋼管杭を図1〜図4を参照して説明する。バンド状羽根部材10は、中空の鋼管20に1周巻きで巻着されるものであって、巻着される本体部11の締め付け側の両端部が鋼管20の外側に所定長さ(W1)延出すると共に、軸方向に対して傾斜する一対の羽根状の締付け部12(12a、12b)を形成する。
(Band-shaped blade member of the first embodiment)
Next, the band-shaped blade member and the steel pipe pile on which the band-shaped blade member according to the first embodiment of the present invention is mounted will be described with reference to FIGS. The band-
バンド状羽根部材10は、例えば、高さH、所定長さ、所定厚みtの帯状の鉄板を丸めて円筒形としたものであって、両側端部は、軸方向に対して傾斜するように外側に屈曲させたものである。締付け部12は、軸方向と垂直な方向に対して傾斜角α1を有すると共に、本体部11から外側に所定長さ(W1)延出しているため、鋼管20に巻着された後、鋼管20が回転することで、地盤への食い込みを容易とすると共に、撹乱羽根として機能する。なお、バンド状羽根部材10は、円筒形の本体部11とは別部材の締付け部12を、本体部11に溶接により接合したものであってもよい。
The band-
一対の羽根状の締付け部12(12a、12b)は、本例ではボルト軸が通るボルト穴13が形成されている。ボルト穴13にボルトを通し、ナットで締め付けることで、一対の羽根状の締付け部12a、12bは、厚みが2t+βの板状体の一体物となると共に、本体部11は鋼管20に強く巻着される。なお、βは締代であり、数mm程度の隙間である。
The pair of blade-like tightening portions 12 (12a, 12b) are formed with
締付け部12の軸方向に対する傾斜は、直線状の傾斜であっても、少し湾曲した傾斜であってもよい。軸方向と垂直な方向に対する傾斜角度α1は、具体的には、30〜52度の範囲から適宜決定される。湾曲としては、上方湾曲、下方湾曲又は両者が組み合わさった不定形湾曲等が挙げられる。また、締付け部12が少し湾曲した傾斜の場合、締付け部12の全ての箇所における傾斜角度が、30〜52度の範囲であることが好ましい。
The inclination of the tightening
締付け部12の延出する長さ(W1)は、20〜60mmが好ましい。(W1)が20mmあれば、地中に形成される複合杭の径が、最小で鋼管径+4cmとなり、鋼管の腐食防止が十分であると共に、複合杭40は、支持機能を有するため、杭径としては十分となる。すなわち、複合杭において、ソイルセメントの被覆の厚みは、少なくとも2cmとなり、鋼管の腐食防止は十分である。締付け部12が突出する外側方向は、締付け部12の長さ方向の中央が径方向となることが好ましい。
The extending length (W 1 ) of the tightening
バンド状羽根部材10の高さH(バンド幅)は、使用する鋼管、バンド状羽根部材10の設置数及び締付け部12の傾斜角により異なり、一該に決定できないものの、概ね50〜250mmである。これにより、鋼管への固定機能、第2羽根支持機能及び羽根機能の双方を付与することができる。
The height H (band width) of the band-shaped
バンド状羽根部材10の締付け部12の形状としては、図1のものに限定されず、例えば、長さが本体部11の高さHより大で、上下が本体部から突出する形状(図5(A))、長さ方向の中央部が膨らんだ側面視がアーチ状の形状(図5(B))、長さが本体部11の高さHより小で、上下が本体部から引っ込んだ形状(図5(C))及び不定形状のもの等が挙げられる。なお、図5(A)〜(C)のボルト穴13は「・」で表わす簡略記載とした。また、これら締付け部12の先端部を鋸刃状や波形状にすると、地盤の撹乱効果が向上すると共に、複合杭の表面積が向上し、地盤支持機能が向上する点で好ましい。締付け部12は、このような変形した形状であっても、バンド状本体部11を鋼管20に締付ける機能、第2羽根支持機能及び地盤を撹乱する機能を付与できる。
The shape of the tightening
本発明のバンド状羽根部材は、周方向において2以上に分割された分割部材が、鋼管に巻着されるものであって、全ての一対の締付け部の中、少なくとも一対が、軸方向に対して傾斜するものであってもよい。図6のバンド状羽根部材10aは、周方向において2つに分割された分割部材11a、11bが、鋼管に巻着されるものであって、2つの一対の締付け部12A、12Bが、軸方向に対して傾斜するものである。図7のバンド状羽根部材10bは、周方向において3つに分割された分割部材11a〜11cが、鋼管に巻着されるものであって、3つの一対の締付け部12A〜12Cが、軸方向に対して傾斜するものである。図8のバンド状羽根部材10cは、周方向において4つに分割された分割部材11a〜11dが、鋼管に巻着されるものであって、4つの一対の締付け部12A〜12Dの中、2つの一対の締付け部12A、12Cが、軸方向に対して傾斜するものである。なお、図6〜図8のバンド状羽根部材において、軸方向に対して傾斜する締付け部12は、少なくとも1つあればよい。1つの締付け部であっても、傾斜羽根の機能としては十分である。なお、図中、符号15はボルトであり、図示に拘わらず、通常は全てのボルト穴において使用する。
In the band-shaped blade member of the present invention, the divided member divided into two or more in the circumferential direction is wound around the steel pipe, and at least a pair of all the pair of tightening portions is in the axial direction. May be inclined. In the band-shaped
(第2の実施の形態例のバンド状羽根部材)
次に、本発明の第2の実施の形態におけるバンド状羽根部材を図9を参照して説明する。図9において、図1と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図9のバンド状羽根部材10dにおいて、バンド状羽根部材10と異なる点は、締付け部12に第2羽根を挟持により設置した点にある。すなわち、バンド状羽根部材10dは、一対の締付け部12a、12b間に挟持される第2羽根16aを、更に有するものである。これにより、締付け部12の突出長さ(W1)を抑えて、全体の突出長さを長くすることができるため、ソイルセメントである被覆層を厚くする場合に好適なものとなる。第2羽根16aは板状の羽根に捻じり161を付けたものであり、第2羽根16aの先端部163の軸方向に対する傾斜角は、締付け部12の同方向に対する傾斜角と異なるものとすることができる。なお、第2羽根16aは捻じりのない板状の羽根であってもよい。なお、符号162はボルト軸が通るボルト軸穴である。
(Band-shaped blade member of the second embodiment)
Next, a band-shaped blade member according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different points are mainly described. In other words, the band-shaped
一対の締付け部12a、12b間に挟持される第2羽根は、図9の捻じり羽根に限定されず、図10に示すような先細り板状羽根16bであってもよい。第2羽根が先細り板状羽根16bであれば、先端における撹拌抵抗を低減できる。また、先細り板状羽根16bには、捻じりが形成されていてもよい。また、板状羽根16bの羽根本体部164に貫通穴が形成されていてもよい。
The second blade sandwiched between the pair of tightening
一対の締付け部12a、12b間に挟持される第2羽根は、図9の捻じり羽根に限定されず、図12に示すような板状の羽根に対して貫通穴164を設けた取手状羽根16cであってもよい。第2羽根が貫通穴164を有する取手状羽根16cであれば、掘進撹拌に伴う上方への反力を緩和して撹拌力の高いものとすることができる。また、取手部165には捻じりが形成されていてもよい。
The second blade sandwiched between the pair of tightening
第2の実施の形態におけるバンド状羽根部材であれば、第1の実施の形態におけるバンド状羽根部材と同様の効果を奏する他、ソイルセメントである被覆層の種々の厚みの要望に対して、第2羽根を選択することで容易に対応できる。また、締付け部12の羽根形状と異なる傾斜羽根を容易に作成することができる。
If it is a band-shaped blade member in the second embodiment, in addition to the same effect as the band-shaped blade member in the first embodiment, in addition to the demand for various thicknesses of the coating layer that is a soil cement, This can be easily handled by selecting the second blade. Further, inclined blades different from the blade shape of the tightening
(第3の実施の形態例のバンド状羽根部材)
次に、本発明の第3の実施の形態におけるバンド状羽根部材を図11を参照して説明する。図11において、図1と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図11のバンド状羽根部材10fにおいて、バンド状羽根部材10と異なる点は、本体部11の周面から外側に所定長さ(W2)で延出する第3羽根を形成した点にある。第3羽根17は扁平状断面の左右一対の水平羽根17a、17bである。水平羽根17とは、軸方向と垂直な方向に対する傾斜角度がゼロのものである。また、第3羽根17の所定長さ(W2)は、締付け部12の突出長さ(W1)と同じであることが、撹拌効率が高まる点で好ましい。第3羽根17は、本体部11に溶接にて接合される。第3羽根17の形状は、図11のものに限定されず、例えば、傾斜羽根でもよく、捻じりが入ったものでもよく、左右非対称であってもよく、一対の羽根以外の1つ又は3つ以上の羽根であってもよい。左右非対称とは、例えば一方が水平羽根であり、他方が傾斜羽根である。
(Band-shaped blade member of the third embodiment)
Next, a band-shaped blade member according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 11, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different points are mainly described. In other words, the band-shaped
第3の実施の形態におけるバンド状羽根部材であれば、第1の実施の形態におけるバンド状羽根部材と同様の効果を奏する他、撹拌力を高めることができる。 If it is a band-shaped blade member in 3rd Embodiment, in addition to having the same effect as the band-shaped blade member in 1st Embodiment, stirring power can be raised.
第3の実施の形態におけるバンド状羽根部材の変形例として、第2の実施の形態におけるバンド状羽根部材に第3羽根を形成したものが挙げられる。すなわち、第1の実施の形態例に対して、締付け部12に第2羽根を挟持により設置すると共に、本体部11の周面に第3羽根を設置したものである。その一例を図12に示す。図12において、取手状羽根16cは、第2の実施の形態例で記載した通りであり、その説明を省略する。第3羽根17c、17dは扁平状断面の左右一対の水平羽根であり、突出長さ(W2)は、取手状羽根16cの突出長さと同じであることが、撹拌効率が高まる点で好ましい。また、扁平状断面の第3羽根17c、17dは、側面視において、取手状羽根16cの貫通穴に対峙する位置に設置することが、貫通穴を通り抜けてくる塊状物を砕くことができる点で好ましい。
As a modification of the band-shaped blade member according to the third embodiment, a band-shaped blade member according to the second embodiment in which third blades are formed may be mentioned. That is, with respect to the first embodiment, the second blade is installed in the tightening
(鋼管杭の説明)
鋼管杭30は、バンド状羽根部材10、10a〜10g(以下、単に「バンド状羽根部材10」とも言う。)を鋼管20に装着してなるものであり、図4に示すように、先端部に螺旋羽根2を有する鋼管に、先端の螺旋羽根2から寸法Hy分上方に装着してなるものが好ましい。先端部の羽根を螺旋状とすることで、地盤への食い込みが可能となり、鋼管杭の地盤への貫入を容易にする。また、鋼管杭30において、バンド状羽根部材10の締付け部12の傾斜角度α1は、装着される鋼管20の先端部の螺旋羽根2の傾斜角α0と異なるものであればよい。締付け部12の傾斜角度α1を、先端部の螺旋羽根2の傾斜角α0と異なるものとすることで、地盤の撹乱効果を大きくすることができる。なお、バンド状羽根部材10の羽根径は、先端部の螺旋羽根2の羽根径と同じか、又は先端部の螺旋羽根2の羽根径より小さい。
(Description of steel pipe pile)
The
なお、本発明の鋼管杭においては、図4の鋼管杭で使用する鋼管に限定されず、先端部の螺旋羽根は無くてもよい。この場合、締付け部12の傾斜角度α1が異なる2以上のバンド状羽根部材10を鋼管に取り付けることが好ましい。すなわち、締付け部12の傾斜角度α1が異なる2以上のバンド状羽根部材10の中、ひとつのバンド状羽根部材10を先端羽根として使用する。なお、例え先端羽根の傾斜角度が大きくなった場合、地盤への食い込みが悪くなるものの、地盤の撹拌効果は十分である。
In addition, in the steel pipe pile of this invention, it is not limited to the steel pipe used with the steel pipe pile of FIG. 4, The spiral blade | wing of the front-end | tip part may not be. In this case, it is preferable to mount the inclination angle alpha 1 is two or more different band-
また、先端羽根とバンド状羽根部材10との間隔又は複数のバンド状羽根部材10における上方羽根と下方羽根との間隔は、羽根の設置個数、鋼管杭長さ及び土質などにより適宜決定されるが、概ね0〜3Hy(Hyは当該間隔を形成する下方羽根の鉛直方向長さを言い、図4ではH0である。)、好ましくは0〜2Hyである。また、先端羽根と該先端羽根の直上のバンド状羽根部材10との間隔を大きく採れば、地表近くの地盤に対して複合杭の作製が可能となり、例えば、深さ方向に塩分濃度の高い地下水等が存在する場合に好適な方法となる。
The distance between the tip blade and the band-shaped
先端部に螺旋羽根を有する鋼管としては、従来のSMD杭が使用できる。螺旋羽根としては、正規螺旋状羽根及び非正規螺旋状羽根が挙げられる。正規螺旋状の羽根とは、1周巻き又は2周巻き以上の螺旋羽根であって、螺旋羽根の全ての位置において、同じ傾斜角度を有するものである。非正規螺旋状の羽根とは、螺旋状の全ての位置において、同じ傾斜角度を有するものではなく、一部に水平部や緩傾斜部を含む羽根を言う。 A conventional SMD pile can be used as the steel pipe having a spiral blade at the tip. Examples of the spiral blade include a regular spiral blade and a non-regular spiral blade. A regular spiral blade is a spiral blade of one or more turns, and has the same inclination angle at all positions of the spiral blade. The non-regular spiral blade does not have the same inclination angle at all the positions of the spiral, but refers to a blade including a horizontal portion or a gentle inclination portion in part.
(複合杭の製造方法の説明)
本発明の複合杭の製造方法は、前記鋼管杭を地中に正回転で貫入させながら、固化材を該鋼管杭の鋼管周りに供給する工程(I工程)を有する。固化材の鋼管杭周りの供給方法は、固化材貯留槽からの重力流下によるものが好ましい。固化材としては、粉末状固化材またはセメントミルクが挙げられる。
(Description of composite pile manufacturing method)
The manufacturing method of the composite pile of this invention has the process (I process) which supplies a solidification material to the surroundings of the steel pipe of this steel pipe pile, penetrating the said steel pipe pile in the ground by normal rotation. The method of supplying the solidified material around the steel pipe pile is preferably based on gravity flow from the solidified material storage tank. Examples of the solidifying material include powdery solidifying material or cement milk.
次いで、本発明の複合杭の製造方法の一例を図13〜図15を参照して説明する。図13中、符号71は軟弱地盤、符号72は硬質地盤(支持地盤)である。鋼管杭30を貫入するに先立ち、貫入箇所を含んで上下が貫通した円筒缶(固化材貯留槽)4を地表面に設置する。円筒缶4は地表面に単に置くだけでよい。その円筒缶4内に鋼管杭30を立て(図13)、設計量の固化材5を円筒缶4内に投入する。本例では、固化材5はセメントミルクである。次いで、杭頭部に回転トルクを与えて、鋼管杭30を地盤7中に正回転で貫入させる。
Then, an example of the manufacturing method of the composite pile of this invention is demonstrated with reference to FIGS. In FIG. 13,
鋼管杭30における羽根の地盤撹乱作用は、次の通りである。鋼管杭30は正回転しながら、地中へ貫入される。先端羽根2は螺旋羽根であり、鋼管の1回転で地中に深さH0分貫入する。バンド状羽根部材10の締付け部である羽根(以下、「第2の羽根」と言う。)が地中に入るまで、地中には先端羽根2の螺旋形状の軌道が切られ、当該軌道部分を空洞化する。次いで、第2の羽根が地中に入り込む。第2の羽根12が通る地盤は先端羽根2が通過した地盤であるため、処女地盤ではない。このため、先端羽根2の軌道が律速となり、第2の羽根は、それ単独羽根なら1回転でH1分進むところがH0分しか進まない。すなわち、第2の羽根は、螺旋形状通りには回転せず、横方向にずれながら進行することになる。この際、第2の羽根は、通過地盤を削ることになり、当該地盤を撹乱できる。第2の羽根は、更に下方と横方向に押圧力が作用するため、下部地盤及び周辺地盤への圧密効果が発現する。
The ground disturbing action of the blades in the
鋼管杭30を地盤7中に正回転で貫入させ、上記の地盤撹乱作用により、鋼管杭30の貫入と共に、第2の羽根は周辺地盤を圧密しながら、鋼管20回りで且つ羽根径内の地盤を撹乱し、当該地盤中に空隙を形成していくことになる。撹乱中の地盤中には、円筒缶4内のセメントミルク5が重力流下する。すなわち、セメントミルク5は、鋼管杭30の貫入と共に、鋼管11周りの地盤中に充填される(I工程)。セメントミルク5は、鋼管杭30の貫入と同期して充填されるため、撹乱された土砂と十分に混合される(図14)。
The
I工程を実施する途中に、地盤の撹乱を更に加速するために、羽根の軌道を修正する貫入始点変更工程(II工程)を実施してもよい。II工程は、次のように実施される。すなわち、I工程を実施する途中において、鋼管杭30の貫入を停止する。鋼管杭30を停止させたままの状態で、所定の長さ分上方に引き上げ、その後、鋼管杭30を回転させながら、再貫入を行う。引き上げる長さは、例えば、先端羽根2の鉛直方向長さH0以下の適宜の長さが好ましい。特に好ましくは、1/3H0〜1/5H0である。停止した鋼管杭30を所定の長さを引き上げることで、第1羽根2の貫入の始点が変更される。すなわち、再貫入においては、最初の螺旋軌道とは異なる螺旋軌道をとることになり、地盤の撹乱が促進される。引き上げ長さがH0と同じでは、再貫入において、最初の螺旋軌道と同じ螺旋軌道となってしまい、地盤の撹乱の促進とはならない。また、鋼管杭30を所定長さ引き上げる際、先端羽根2と第2の羽根で更に地盤を撹乱すると共に、地盤とセメントミルクを混合できる。II工程は、I工程の途中、1回以上、好ましくは2回〜5回程度行うことができる。
In order to further accelerate the disturbance of the ground during the process I, an intrusion start point changing process (process II) for correcting the blade trajectory may be performed. Step II is performed as follows. That is, penetration of the
I工程を実施する途中に、地盤の撹乱を強制的に行うために、鋼管杭30の上下運動工程(III工程)を実施してもよい。III工程は、I工程を実施する途中において、鋼管杭30の貫入を停止し、鋼管杭30を停止させたままの状態で、大きなストロークで鋼管杭30を上下運動させるものである。引き上げるストロークは、鋼管杭30の先端から最上の羽根までの長さが好ましい。鋼管杭30を上下運動させて地盤を撹拌することで、当該撹拌地盤へのセメントミルクの流下が容易となる。鋼管杭30の再貫入は、いずれの地点から実施してもよい。III工程は、I工程の途中、1回以上、好ましくは2回〜5回程度行うことができる。
In order to forcibly disturb the ground during the process I, the vertical movement process (process III) of the
本発明の製造方法において、先端羽根2は、硬質地盤層72に根入れしてもよい。硬質地盤層72に貫入する根入れ部9を設けることで、鋼管杭30の先端支持力が向上する。なお、根入れ部9には固化材5が浸透するものの、根入れ部9には、固化材5が浸透していなくてもよい。また、鋼管杭30の根入れ工程は、任意の工程であり、省略してもよい。鋼管杭30の設計長さまでの貫入と、セメントミルク5の供給が終了することで、I工程は終了する。なお、セメントミルク5が十分に供給されているか否かは、鋼管杭30の貫入途中において、円筒缶4内のセメントミルク5の減り具合を観察することで判断できる。セメントミルク5の供給が不十分の場合、I工程の途中で、II工程又はIII工程を実施すればよい。鋼管杭30の貫入が完了し、鋼管20の回りに未硬化のソイルセメントが形成され、未硬化ソイルセメントが硬化して鋼管ソイルセメント複合杭40となる(図15)。なお、円筒缶4は地表面に置かれているだけであり、容易に撤去できる。本発明の複合杭40の製造方法によれば、鋼管20周りに地表から固化材を重力流下しつつ、鋼管杭30を回転させるという簡易な方法により、中心に鋼管20を正しく配置することができる。
In the manufacturing method of the present invention, the
本発明の鋼管杭は、上記実施の形態例に限定されず、鋼管杭30のように、上方に行くにつれて、傾斜角度が漸次、大となる形態の他、その逆の、傾斜角度が漸次、小となる形態や、傾斜角度の異なる羽根が交互またはランダムに形成される規則性のないものでもよい。また、第2の羽根が複数の場合、隣接する羽根間の距離(ピッチ)は、全ての羽根間で同じであっても、異なるものでもよい。
The steel pipe pile of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and as the
(複合杭の説明)
本発明の複合杭は、鋼管杭と、該鋼管杭の鋼管の外周面周りに形成されるソイルセメントからなる。ソイルセメントは、鋼管周りの原地盤土と固化材の混合物が硬化したものである。また、図15に示すように、ソイルセメント6中には、鋼管杭30の先端羽根2及びバンド状羽根部材の締付け部である第2の羽根が埋まっており、鋼管杭30とソイルセメント6の密着性を高めている。また、複合杭40は、図15に示すような硬質地盤層72に根入れ部9を有するものの他、先端が硬質地盤層72に未到達で根入れ部9を有さないものであってもよい。硬質地盤層72に根入れ部9を有する複合杭30は、摩擦杭のみならず、支持杭として機能する。
(Description of composite pile)
The composite pile of this invention consists of a steel pipe pile and the soil cement formed around the outer peripheral surface of the steel pipe of this steel pipe pile. Soil cement is a hardened mixture of ground soil and solidified material around steel pipes. Further, as shown in FIG. 15, in the
複合杭40の杭径は、先端羽根又はバンド状羽根部材の羽根径と概ね同じであり、具体的には、最大で鋼管径の4倍、最小で鋼管径+(4cm)が好ましい。ソイルセメント6の被覆の厚みが、2cmもあれば、鋼管の腐食防止は十分であると共に、支持機能があるため、複合杭40の杭径としては、十分である。また、複合杭40は、その周辺地盤が圧密されており、摩擦杭として高い支持力を有する。
The pile diameter of the
本発明のバンド状羽根部材において、第2羽根又は第3羽根の先端部を鋸刃状や波形状にすると、地盤の撹乱効果が向上すると共に、複合杭の表面積が向上し、地盤支持機能が向上する点で好ましい。 In the band-shaped blade member of the present invention, when the tip of the second blade or the third blade is made into a saw blade shape or a wave shape, the disturbance effect of the ground is improved, the surface area of the composite pile is improved, and the ground support function is improved. It is preferable in terms of improvement.
本発明のバンド状羽根部材は、鋼管杭用の一部品であり、これまでにない斬新な構造であるにも拘わらず、従来のSMD杭に新たに取り付けるだけで鋼管杭を製作できる。また、複合杭は、鋼管杭を貫入しつつ、その鋼管周りに固化材を重力流下で供給すればよく、固化材供給手段はドラムの半切りもので足りる。このため、極めて簡易な方法により、中心に鋼管が正しく配置された複合杭を安価で製造できる。また、鋼管周りにアルカリ性のセメントが被覆されており、鋼管の防食効果が高い。また、支持杭として機能する複合杭は、長期間に亘り安定した支持力を提供できる。 The band-shaped blade member of the present invention is a component for steel pipe piles, and a steel pipe pile can be manufactured simply by newly attaching it to a conventional SMD pile despite its novel structure. Further, the composite pile only needs to supply the solidified material around the steel pipe under gravity flow while penetrating the steel pipe pile, and the solidified material supply means may be a half-cut drum. For this reason, the composite pile in which the steel pipe is correctly arranged at the center can be manufactured at a low cost by an extremely simple method. Moreover, the alkaline cement is coat | covered around the steel pipe, and the anticorrosion effect of a steel pipe is high. Moreover, the composite pile which functions as a support pile can provide the stable support force over a long period of time.
2 先端羽根
4 円筒缶(固化材貯留槽)
5 固化材(セメントミルク)
6 ソイルセメント
7 地盤
9 根入れ部
10、10a〜10g バンド状羽根部材
11 本体部
12 締付け部
13 ボルト軸穴
15 ボルト
16a〜16c 第2羽根
17 第3羽根
20 鋼管
30 鋼管杭
40 複合杭
2
5 Solidifying material (cemented milk)
6
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