JP2020002544A - 鋼管杭、鋼管杭の施工方法、及び鋼管杭の支持力確認方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1〜図4を用いて、本発明の実施形態に係る鋼管杭1について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る鋼管杭1を中間省略で示す水平方向に見た正面図であり、図2は、その側面図である。また、図3は、鋼管杭1の底面図であり、図4は、その先端閉塞板のみを鉛直断面であるA−A線で切断した状態を拡大して示すA−A線部分拡大断面図である。
鋼管杭本体2は、外径が165mm、管厚が6mmm、長さ10m程度(最大で21.5m)の円筒状の鋼管である。このため、鋼管杭本体2は、内径が153mm程度となっており、内部に空洞が形成された杭の基体部材である。勿論、この鋼管杭本体2は、支持地盤の深さに達するためや周面摩擦を稼ぐ上で必要であれば、順次継ぎ足し可能に構成されていてもよい。鋼管杭本体2同士の接合は、ねじを切って接合可能としてもよいし、ボルト止め可能に構成してもよい。
そして、先端閉塞板3は、図1〜図4に示すように、板厚T1が10mm程度の鋼管杭1の軸心部分が下方に突出したなだらかな円錐状の板材であり、鋼管杭本体2の内部の空洞を閉塞する機能を有している。また、この先端閉塞板3には、支持力を確認する際の過剰間隙水圧を消散するための過剰間隙水圧消散孔3aが、鋼管杭1の軸心を中心に点対称に複数(2か所)穿設されている。
また、図1〜図4に示すように、先端閉塞板3には、地盤を削る複数(2か所)の掘削ビット4が形成されている。これら2つの掘削ビット4は、それぞれ先端が尖ったノミ状の六面体状の高硬度の鋼材からなり、本実施形態では、鋼管杭1の回転軸(先端閉塞板3の中心)を中心として点対称に先端閉塞板3に溶接又は一体製作されている。
また、先端閉塞板3には、図1〜図4に示すように、前述の掘削ビット4等で削り取った地盤の土壌を鋼管杭本体2の周面方向に排土する排土ブレード5が形成されている。この排土ブレード5は、鋼管杭1の回転軸を頂点とする三角形状の鋼材であり、本実施形態では、回転軸に位置する三角形の頂角が81.5°の鋭角となっている。
次に、図5、図6等を用いて、本発明の実施形態に係る鋼管杭の施工方法について説明する。前述の鋼管杭1を軟弱地盤(例えば、N値が3以下の地盤)を貫入させて支持地盤(例えば、N値が8以上の地盤)まで施工する場合を例示して説明する。図5は、本実施形態に係る鋼管杭の施工方法において鋼管杭1を重機を用いて施工している状況を示す説明図であり、図6は、鋼管杭1を地盤中に回転圧入した際の応力等を示す模式図である。
先ず、図5を用いて、本発実施形態に係る鋼管杭の施工方法に用いる重機10について簡単に説明する。重機10は、一般的なパワーショベルと同等の旋回走行機構を備えたベースマシン11と、このベースマシン11に対して傾斜自在なリーダーマスト12と、このリーダーマスト12上を昇降自在で鋼管杭1を回転駆動可能な駆動機構13など、から構成されている。
本発明の実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、前述の重機10を用いて、鋼管杭1を回転させながら圧入する。具体的には、ベースマシン11の油圧機構を用いて駆動機構13に連結した鋼管杭1を揚重して、駆動機構13で鋼管杭1を回転駆動させながら、リーダーマスト12上を下降させて圧入する。
次に、本実施形態に係る鋼管杭の施工方法では、簡便な方法により、鋼管杭1の支持力(先端支持力及び周面摩擦力等)を確認することを目的として、リバウンド試験(杭打ち試験)を行う。
2:鋼管杭本体
3:先端閉塞板
3a:過剰間隙水圧消散孔
4:掘削ビット
5:排土ブレード
10:重機
11:ベースマシン
11a:走行機構
11b:ベースフレーム
11c:オペレータ室
12:リーダーマスト
13:駆動機構
前記リバウンド試験を行って前記鋼管杭の支持力を確認する際に、前記過剰間隙水圧消散孔から前記リバウンド試験の衝撃荷重により発生した過剰間隙水圧を前記鋼管杭本体の内部に逃がして前記支持力が設計支持力に達したか否かを正確に確認することを特徴とする。
Claims (7)
- 構造物を支持する杭周面に翼が形成されていない鋼管杭であって、
円筒状の鋼製の鋼管杭本体と、この鋼管杭本体の先端を閉塞する先端閉塞板と、を備え、
この先端閉塞板には、支持力を確認する際の過剰間隙水圧を消散するための前記鋼管杭本体の内部に連通する過剰間隙水圧消散孔が単数又は複数穿設されていること
を特徴とする鋼管杭。 - 前記先端閉塞板には、回転軸を中心に点対称の位置に地盤を削る複数の掘削ビットが形成されており、
前記過剰間隙水圧消散孔は、前記複数の掘削ビットの各掘削ビットの回転方向の後側にそれぞれ形成されていること
を特徴とする請求項1に記載の鋼管杭。 - 前記過剰間隙水圧消散孔の直径は、前記先端閉塞板の板厚より大きいこと
を特徴とする請求項2に記載の鋼管杭。 - 前記先端閉塞板には、前記鋼管杭本体の周面方向に排土するための回転軸を頂点とする三角形状の排土ブレードが形成されていること
を特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の鋼管杭。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の鋼管杭を、地盤に鋼管杭を回転圧入して施工する鋼管杭の施工方法であって、
前記鋼管杭の支持力を確認する際に、前記過剰間隙水圧消散孔から過剰間隙水圧を前記鋼管杭本体の内部に逃がして前記支持力を確認すること
を特徴とする鋼管杭の施工方法。 - 請求項2又は3に記載の鋼管杭を、地盤に鋼管杭を回転圧入して施工する鋼管杭の施工方法であって、
前記掘削ビットで地盤を切り崩した土壌を前記過剰間隙水圧消散孔から前記鋼管杭本体の内部に流入させて排土するとともに、前記鋼管杭の支持力を確認する際に、前記過剰間隙水圧消散孔から過剰間隙水圧を前記鋼管杭本体の内部に逃がして前記支持力を確認すること
を特徴とする鋼管杭の施工方法。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の鋼管杭の支持力を確認するための試験を行って支持力を確認する鋼管杭の支持力確認方法であって、
前記試験において、前記過剰間隙水圧消散孔から過剰間隙水圧を前記鋼管杭本体の内部に逃がして前記支持力を確認すること
を特徴とする鋼管杭の支持力確認方法。
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