JP2015137472A

JP2015137472A - 鋼管杭及び鋼管杭の圧入方法

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Publication number: JP2015137472A
Application number: JP2014008630A
Authority: JP
Inventors: 北村　精男; Morio Kitamura; 北村　　精男; 厚大平; Atsushi Ohira; 伸彦坊; Nobuhiko Bo
Original assignee: Giken Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Giken Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2015-07-30
Anticipated expiration: 2034-01-21
Also published as: JP6325823B2

Abstract

【課題】地盤に良好に圧入することができる鋼管杭及び鋼管杭の圧入方法を実現する。【解決手段】その周面に複数の貫通孔１１が形成されている鋼管杭１０を地盤に回転圧入する過程で、鋼管杭１０の内周面側に配設されているノズル１から吐出した水が、貫通孔１１を通じて鋼管杭１０の外周面側へ流出するので、鋼管杭１０の内周面と外周面の両面にそれぞれ適量の水を流しながら、鋼管杭１０を地盤に回転圧入させることができるので、鋼管杭１０に作用する土砂などによる摩擦を水流によって低減しつつ、鋼管杭１０を地盤に良好に回転圧入することを可能にした。【選択図】図１

Description

本発明は、鋼管杭及び鋼管杭の圧入方法に関する。

従来、鋼管杭を地盤に効率的に圧入する技術として、鋼管杭の内周面に沿ってパイプを配し、パイプの先端に設けられているノズルを鋼管杭の下端側に取り付けて、そのノズルから水等の流体物を吐出させながら鋼管杭を地盤に回転圧入施工する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この方法では鋼管杭内の下端側に取り付けたノズルから水などの流体物を吐出させて、鋼管杭内に入り込む土砂と内周面との摩擦を低減したり、鋼管杭内に土砂が閉塞するのを防いだりすることで、鋼管杭を地盤に好適に圧入することを可能にしている。

特開２００５−１２７０９５号公報

しかしながら、上記特許文献１の場合、鋼管杭の外周面にフリクションカッターを固着してはいるが、その外周面に作用する摩擦対策としては十分なものではなかった。

本発明の目的は、地盤に良好に圧入することができる鋼管杭及び鋼管杭の圧入方法を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
地盤に圧入される鋼管杭であって、
圧入施工の過程で当該鋼管杭内に供給される流体物を外周面側に流出させる複数の貫通孔が形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鋼管杭において、
流体供給用のパイプの先端に設けられたノズルから吐出される流体物の少なくとも一部が当該鋼管杭の内周面に沿って流れるように、前記ノズルが当該鋼管杭の下端側に取り付けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の鋼管杭において、
前記貫通孔と連通する小孔が形成された板状部材が前記外周面に設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、
複数の貫通孔が形成されている鋼管杭を地盤に圧入する鋼管杭の圧入方法であって、
流体供給用のパイプの先端に設けられたノズルを、前記鋼管杭の下端側の内周面に取り付け、
前記鋼管杭を地盤に回転圧入する過程で、前記ノズルから吐出させた流体物の少なくとも一部を前記内周面に沿って流すとともに、前記貫通孔を通じて内周面側から外周面側へ流体物を流出させることを特徴とする。

本発明によれば、鋼管杭を地盤に良好に圧入することができる。

本実施形態の鋼管杭を示す正面図（ａ）と、図１（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図（ｂ）である。本実施形態の鋼管杭を示す側面図（ａ）と、図２（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図（ｂ）である。ノズルから吐出させた水の流れであって、鋼管杭の内周面に沿う水流に関する説明図である。本実施形態の鋼管杭を回転圧入する過程でノズルから吐出させた水の流れを断面視して示す説明図である。従来の鋼管杭を回転圧入する過程でノズルから吐出させた水の流れを断面視して示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る鋼管杭及び鋼管杭の圧入方法の実施形態について詳細に説明する。

本実施形態の鋼管杭１０は、図１（ａ）（ｂ）〜図２（ａ）（ｂ）に示すように、円筒状の鋼管杭１０の周面に複数の貫通孔１１が設けられたものである。
貫通孔１１は、鋼管杭１０を地盤に圧入施工する過程で、鋼管杭１０内に供給される水などの流体物を外周面側に流出させるために形成されている。

この鋼管杭１０の内周面には、先端にノズル１が設けられた水供給用のパイプ２が配設されている。このパイプ２の後端側はスイベルジョイントを介して送水ポンプ３に接続されている。なお、本実施の形態では流体物として水を使用しており、流体供給用として水供給用のパイプ２および送水ポンプ３を配設した。
ノズル１は鋼管杭１０の下端側に取り付けられており、ノズル１から吐出される水の少なくとも一部が鋼管杭１０の内周面に沿って流れる向きに配設されている。
例えば、ノズル１は、水の噴射口を鋼管杭１０の長手方向と直交する方向であって周面の接線方向に向けて取り付けられている。

鋼管杭１０の外周面における貫通孔１１が形成されている箇所には、小孔５ａを有する板状部材５が設けられている。
板状部材５は、平板状の鋼板の略中央に小孔５が形成された部材であり、貫通孔１１と小孔５ａとが連通するように、鋼管杭１０の外周面に溶接によって固設されている。この板状部材５は、鋼管杭１０に形成された貫通孔１１部分を補強するために設けられている。なお、板状部材５のサイズや厚みは任意であり、鋼管杭１０の長さや厚さ、また貫通孔１１のサイズに応じて適宜調整したものを用いればよい。

また、鋼管杭１０の先端側には、鋼管杭１０の回転圧入を補助するために、複数の切削ビット４が取り付けられている。

次に、上記した鋼管杭１０を地盤に圧入する方法について説明する。

この鋼管杭１０を地盤に圧入するには、杭圧入機を用いる。
杭圧入機は、機械本体の下部に設けられ、既設の杭を掴むクランプ装置と、機械本体の前端部に設けられ、既設の杭に隣接した位置に圧入する杭を挟んで保持するチャック装置とを備えている。この杭圧入機は、クランプ装置で既設杭の上端側を掴み、その既設杭から反力を取った状態で、杭を把持するチャック装置を降下させるようにして、杭を地中に圧入するようになっている。なお、杭圧入機の構成や動作は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。

鋼管杭１０の地盤への圧入施工は、回転圧入で行うことが好ましい。回転圧入であれば、鋼管杭１０の先端に切削ビット４を取り付けることで既設の構造物を打ち抜けるうえ、地盤が硬質であっても騒音・振動もほとんどなく圧入でき、既設構造物および周辺地盤への影響を抑えることができる。

そして、鋼管杭１０を地盤に圧入施工する際に送水ポンプ３を作動させて、鋼管杭１０内に水を供給する。具体的には、鋼管杭１０を地盤に回転圧入する過程で、パイプ２を通じて送給された水をノズル１から噴射するように吐出させる。
このノズル１から吐出された水（ジェット水）は、図３に示すように、その少なくとも一部が鋼管杭１０の内周面に沿って流れる。また、ノズル１から吐出された水の一部は、鋼管杭１０の先端開口から外周面側へ流れる。
特に、鋼管杭１０の内周面に沿って流れる水の一部は、図４に示すように、貫通孔１１を通じて内周面側から外周面側へ流出する。

このように、鋼管杭１０の周面に複数の貫通孔１１を形成していることで、鋼管杭１０の内周面側に配設されているノズル１から吐出（噴射）された水が、貫通孔１１を通じて鋼管杭１０の外周面側へ流出するので、鋼管杭１０の内周面と外周面の両面にそれぞれ適量の水を流しながら、鋼管杭１０を地盤に回転圧入させることができる。
つまり、複数の貫通孔１１が形成されている鋼管杭１０であれば、その内周面と外周面にそれぞれ適量の水を流しながら、回転圧入施工を行うことができるので、その施工時に鋼管杭１０の内周面と外周面に作用する地盤や土砂との摩擦を水流によって低減することができる。
これに対し、図５に示す、従来の鋼管杭２０の場合、その周面に貫通孔１１が形成されていないため、鋼管杭２０の外周面には先端開口から流出した水しか流れないので、従来の鋼管杭２０を回転圧入する際、その外周面には地盤や土砂との摩擦が大きな負荷となって作用してしまう。
なお、鋼管杭１０に形成する貫通孔１１の数や位置は任意であり、鋼管杭１０の長さや厚さや径のサイズに応じて適宜調整し、鋼管杭１０の内周面と外周面の両面に水が適量流れるように設計すればよい。

また、鋼管杭１０の貫通孔１１部分を補強するために設けた板状部材５はその厚み分、鋼管杭１０の外周面から突出しているので、鋼管杭１０を回転圧入する際、板状部材５はフリクションカットとしての効果を発揮することができる。
つまり、この鋼管杭１０は、その外周面に作用する摩擦を低減する水流に加え、その外周面にフリクションカットとして機能する板状部材５を備えているので、地盤に良好に圧入することができる。

以上のように、本実施形態の鋼管杭１０は、鋼管杭１０の内周面の下端側に配設したノズル１から水を吐出（噴射）させて、その内周面と外周面にそれぞれ適量の水を流すことができるので、その水流によって鋼管杭１０に作用する地盤や土砂との摩擦を低減して回転圧入施工を好適に行うことができる。
つまり、鋼管杭１０の内周面と外周面にそれぞれ適量の水を流し、その水流によって内周面と外周面に作用する摩擦の低減を図りつつ、鋼管杭１０を回転圧入することができるので、従来技術では施工が困難であった地盤に対しても良好に鋼管杭１０を圧入することが可能になる。
また、鋼管杭１０に作用する摩擦を低減して回転圧入施工を行うことができるため、従来よりもスムーズに鋼管杭１０を圧入することが可能になる。その結果、鋼管杭１０を地盤に圧入して埋設する施工期間を短縮することができ、工費の削減を図ることができる。

なお、以上の実施の形態においては、鋼管杭１０の先端側に切削ビット４を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、切削ビット４を設けない構成であってもよく、また、鋼管杭１０の先端側に螺旋状の掘削翼（スパイラル翼）を設けたものであってもよい。

また、先端にノズル１が設けられた水供給用のパイプ２の数は限定されるものではなく、地盤条件に応じて適宜変更可能である。

また、流体物は水であることに限らず、任意の液体や空気を使用してもよく、水（液体）と空気の混合体であってもよい。

また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

１ノズル
２パイプ
３送水ポンプ
４切削ビット
５板状部材
５ａ小孔
１０鋼管杭
１１貫通孔

Claims

地盤に圧入される鋼管杭であって、
圧入施工の過程で当該鋼管杭内に供給される流体物を外周面側に流出させる複数の貫通孔が形成されていることを特徴とする鋼管杭。
流体供給用のパイプの先端に設けられたノズルから吐出される流体物の少なくとも一部が当該鋼管杭の内周面に沿って流れるように、前記ノズルが当該鋼管杭の下端側に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の鋼管杭。
前記貫通孔と連通する小孔が形成された板状部材が前記外周面に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼管杭。
複数の貫通孔が形成されている鋼管杭を地盤に圧入する鋼管杭の圧入方法であって、
流体供給用のパイプの先端に設けられたノズルを、前記鋼管杭の下端側の内周面に取り付け、
前記鋼管杭を地盤に回転圧入する過程で、前記ノズルから吐出させた流体物の少なくとも一部を前記内周面に沿って流すとともに、前記貫通孔を通じて内周面側から外周面側へ流体物を流出させることを特徴とする鋼管杭の圧入方法。