JP2021059936A

JP2021059936A - Steel pipe pile with spiral blade, soil cement combination pile, and creation method thereof

Info

Publication number: JP2021059936A
Application number: JP2019185886A
Authority: JP
Inventors: 和也小川; Kazuya Ogawa; 玉井　俊行; Toshiyuki Tamai; 俊行玉井
Original assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Current assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2021-04-15

Abstract

To provide a soil-cement combination pile capable of maintaining integrity between steel pipe piles and soil-cement columns even when the displacement in the horizontal direction becomes large due to a relatively large horizontal force acting thereon.SOLUTION: A soil-cement combination pile P is formed by inserting a steel pipe pile with spiral blade 1, which has a steel pipe pile body 10 and one or more spiral blades 20 attached to the steel pipe pile body 10, into soil-cement pillar 2 created in ground G. An upward protrusion 22, which is protruding upward from the upper surface 21 of the spiral blade 20, is provided along the outer circumference of the spiral blade 20.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、螺旋状羽根付鋼管杭、ソイルセメント合成杭及びその造成方法に関する。 The present invention relates to a steel pipe pile with a spiral blade, a soil cement synthetic pile, and a method for producing the same.

現在、地盤を改良するための合成杭を造成する方法が種々提案され、実用化されている。例えば、セメントを主成分としたスラリーを地盤中に注入しながら撹拌混合装置で地盤とスラリーとを機械的に撹拌混合してソイルセメント柱体を造成し、硬化前のソイルセメント柱体に螺旋状羽根付鋼管杭を捩り込み貫入させて両者を一体化させることにより、合成杭を造成する技術が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。 Currently, various methods for creating synthetic piles for improving the ground have been proposed and put into practical use. For example, a soil cement pillar is formed by mechanically stirring and mixing the ground and the slurry with a stirring and mixing device while injecting a cement-based slurry into the ground, and the soil cement pillar is spirally formed before hardening. A technique for creating a synthetic pile by twisting and penetrating a bladed steel pipe pile to integrate the two has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開２００１−３１７０５０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-317050 特開２００３−９６７７１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-96771

しかし、特許文献１や特許文献２に記載されたような従来の技術においては、合成杭に水平力が作用して変位が大きくなると、ソイルセメント柱体にひびが入り易く、螺旋状羽根付鋼管杭とソイルセメント柱体との一体性を維持することが困難である、という問題があった。 However, in the conventional technique as described in Patent Document 1 and Patent Document 2, when a horizontal force acts on the synthetic pile and the displacement becomes large, the soil cement column is easily cracked, and the steel pipe with a spiral blade is provided. There was a problem that it was difficult to maintain the integrity of the pile and the soil cement column.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ソイルセメント合成杭に比較的大きな水平力が作用して水平方向における変位が大きくなっても、鋼管杭とソイルセメント柱体との一体性を維持することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even if a relatively large horizontal force acts on the soil cement synthetic pile and the displacement in the horizontal direction becomes large, the steel pipe pile and the soil cement column are integrated. The purpose is to maintain.

前記目的を達成するため、本発明に係る螺旋状羽根付鋼管杭は、鋼管杭本体と、鋼管杭本体に取り付けられた一つ以上の螺旋状羽根と、を備えるものであって、螺旋状羽根の上面から上方へと突出する上方突起及び／又は螺旋状羽根の下面から下方へと突出する下方突起が、螺旋状羽根の外周に沿って設けられているものである。 In order to achieve the above object, the steel pipe pile with spiral blades according to the present invention includes a steel pipe pile main body and one or more spiral blades attached to the steel pipe pile main body, and the spiral blades. An upper protrusion protruding upward from the upper surface of the spiral blade and / or a lower protrusion protruding downward from the lower surface of the spiral blade is provided along the outer periphery of the spiral blade.

また、本発明に係るソイルセメント合成杭は、鋼管杭本体と鋼管杭本体に取り付けられた一つ以上の螺旋状羽根とを有する螺旋状羽根付鋼管杭が、地盤中に造成されるソイルセメント柱体に挿入されることにより形成されたものであって、螺旋状羽根の上面から上方へと突出する上方突起及び／又は螺旋状羽根の下面から下方へと突出する下方突起が、螺旋状羽根の外周に沿って設けられているものである。 Further, the soil cement composite pile according to the present invention is a soil cement column in which a steel pipe pile with a spiral blade having a steel pipe pile main body and one or more spiral blades attached to the steel pipe pile main body is formed in the ground. The upper protrusions that are formed by being inserted into the body and project upward from the upper surface of the spiral blade and / or the lower protrusions that protrude downward from the lower surface of the spiral blade are the spiral blades. It is provided along the outer circumference.

また、本発明に係るソイルセメント合成杭の造成方法は、鋼管杭本体に一つ以上の螺旋状羽根を取り付けることにより螺旋状羽根付鋼管杭を形成する羽根取付工程と、地盤中に造成されるソイルセメント柱体に螺旋状羽根付鋼管杭を挿入する杭挿入工程と、を含む方法であって、螺旋状羽根の上面から上方へと突出する上方突起及び／又は螺旋状羽根の下面から下方へと突出する下方突起を、螺旋状羽根の外周に沿って設ける突起増設工程を含むものである。 Further, the method for creating a soil cement synthetic pile according to the present invention includes a blade mounting step of forming a steel pipe pile with a spiral blade by attaching one or more spiral blades to a steel pipe pile main body, and a blade mounting step of forming in the ground. A method including a pile insertion step of inserting a steel pipe pile with a spiral blade into a soil cement column, which includes an upward protrusion protruding upward from the upper surface of the spiral blade and / or a downward protrusion from the lower surface of the spiral blade. This includes a protrusion expansion step of providing a downward protrusion that protrudes along the outer circumference of the spiral blade.

かかる構成及び方法を採用すると、螺旋状羽根の上面（下面）から上方（下方）へと突出する上方（下方）突起を螺旋状羽根の外周に沿って設けているため、合成杭の外周に近い位置に突起を配置することができる。従って、当該突起による応力伝達範囲を広くすることができるので、合成杭に水平力が作用して合成杭の水平方向における変位が大きくなっても、鋼管杭とソイルセメント柱体との一体性を維持することができる。この結果、大きな水平力に対抗することができる。 When such a configuration and method are adopted, an upper (lower) protrusion protruding upward (lower) from the upper surface (lower surface) of the spiral blade is provided along the outer circumference of the spiral blade, and thus is close to the outer circumference of the synthetic pile. A protrusion can be placed at the position. Therefore, since the stress transmission range due to the protrusions can be widened, even if a horizontal force acts on the composite pile and the displacement of the composite pile in the horizontal direction becomes large, the steel pipe pile and the soil cement column can be integrated. Can be maintained. As a result, it is possible to counter a large horizontal force.

本発明に係る螺旋状羽根付鋼管杭及びソイルセメント合成杭において、鋼管杭本体の杭頭から１ｍ以内の位置に螺旋状羽根を設けることができる。また、本発明に係る造成方法において、羽根取付工程では、螺旋状羽根を、鋼管杭本体の杭頭から１ｍ以内の位置に設けることができる。 In the steel pipe pile with spiral blades and the soil cement synthetic pile according to the present invention, the spiral blades can be provided at a position within 1 m from the pile head of the steel pipe pile main body. Further, in the construction method according to the present invention, in the blade mounting step, the spiral blade can be provided at a position within 1 m from the pile head of the steel pipe pile main body.

かかる構成及び方法を採用すると、螺旋状羽根を、鋼管杭本体の杭頭から１ｍ以内の位置に設けているため、螺旋状羽根の外周に沿って設けた上方突起及び／又は下方突起を鋼管杭本体の杭頭に近い位置に配置することができる。従って、より大きな水平力に対抗することができる。 When such a configuration and method are adopted, since the spiral blade is provided at a position within 1 m from the pile head of the steel pipe pile body, the upper protrusion and / or the lower protrusion provided along the outer circumference of the spiral blade is provided on the steel pipe pile. It can be placed near the pile head of the main body. Therefore, it is possible to counter a larger horizontal force.

本発明に係る螺旋状羽根付鋼管杭及びソイルセメント合成杭において、螺旋状羽根の外周の５０％以上にわたって上方突起及び／又は下方突起を設けることができる。また、本発明に係る造成方法において、突起増設工程では、上方突起及び／又は下方突起を、螺旋状羽根の外周の５０％以上にわたって設けることができる。 In the steel pipe pile with spiral blades and the soil cement synthetic pile according to the present invention, upper protrusions and / or lower protrusions can be provided over 50% or more of the outer circumference of the spiral blades. Further, in the construction method according to the present invention, in the protrusion expansion step, the upper protrusion and / or the lower protrusion can be provided over 50% or more of the outer circumference of the spiral blade.

かかる構成及び方法を採用すると、上方突起及び／又は下方突起を、螺旋状羽根の外周の５０％以上にわたって設けているため、当該突起による水平力対抗効果をより高めることができる。 When such a configuration and method are adopted, since the upper protrusion and / or the lower protrusion is provided over 50% or more of the outer circumference of the spiral blade, the horizontal force counteracting effect by the protrusion can be further enhanced.

本発明に係る螺旋状羽根付鋼管杭及びソイルセメント合成杭において、鋼管杭本体は、杭頭を含む上方鋼管杭と、上方鋼管杭よりも鉛直方向下方に配置されるとともに上方鋼管杭よりも外径が小さい下方鋼管杭と、を有することができる。かかる場合において、上方鋼管杭と下方鋼管杭を、杭軸方向に沿って漸次外径が変化するテーパー型鋼管杭によって接続することができる。また、本発明に係る造成方法において、杭頭を含む上方鋼管杭と、上方鋼管杭よりも鉛直方向下方に配置されるとともに上方鋼管杭よりも外径が小さい下方鋼管杭と、を杭軸方向に沿って漸次外径が変化するテーパー型鋼管杭によって接続することにより鋼管杭本体を形成する鋼管杭形成工程を含むことができる。 In the spiral bladed steel pipe pile and the soil cement composite pile according to the present invention, the steel pipe pile main body is arranged vertically below the upper steel pipe pile including the pile head and above the upper steel pipe pile and outside the upper steel pipe pile. It can have a lower steel pipe pile with a small diameter. In such a case, the upper steel pipe pile and the lower steel pipe pile can be connected by a tapered steel pipe pile whose outer diameter gradually changes along the pile axis direction. Further, in the construction method according to the present invention, the upper steel pipe pile including the pile head and the lower steel pipe pile arranged vertically lower than the upper steel pipe pile and having an outer diameter smaller than that of the upper steel pipe pile are arranged in the pile axial direction. A steel pipe pile forming step of forming a steel pipe pile main body by connecting with a tapered steel pipe pile whose outer diameter gradually changes along the can be included.

かかる構成及び方法を採用すると、外径の異なる上方鋼管杭と下方鋼管杭を、杭軸方向に沿って漸次外径が変化するテーパー型鋼管杭によって接続しているため、杭に急激な断面変化が生じることを防止することができる。従って、杭の急激な断面変化に起因する応力集中によりソイルセメント柱体に亀裂が生じることを防止することができる。また、杭頭を含む上方鋼管杭が下方鋼管杭よりも大きな外径を有する（拡径されている）ことにより、杭埋設時における周辺地盤への押圧効果を増大させることができる。 When such a configuration and method are adopted, the upper steel pipe pile and the lower steel pipe pile having different outer diameters are connected by a tapered steel pipe pile whose outer diameter gradually changes along the pile axis direction, so that the cross-sectional change suddenly changes to the pile. Can be prevented from occurring. Therefore, it is possible to prevent cracks from occurring in the soil cement column due to stress concentration caused by a sudden change in cross section of the pile. Further, since the upper steel pipe pile including the pile head has a larger outer diameter (increased diameter) than the lower steel pipe pile, the pressing effect on the surrounding ground at the time of burying the pile can be increased.

本発明によれば、ソイルセメント合成杭に比較的大きな水平力が作用して水平方向における変位が大きくなっても、鋼管杭とソイルセメント柱体との一体性を維持することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to maintain the integrity of the steel pipe pile and the soil cement column even when a relatively large horizontal force acts on the soil cement synthetic pile and the displacement in the horizontal direction becomes large.

本発明の実施形態に係るソイルセメント合成杭を構成する螺旋状羽根付鋼管杭の正面図である。It is a front view of the steel pipe pile with a spiral blade which constitutes the soil cement synthetic pile which concerns on embodiment of this invention. 図１に示す螺旋状羽根付鋼管杭のテーパー型鋼管杭の側面図である。It is a side view of the taper type steel pipe pile of the steel pipe pile with a spiral blade shown in FIG. 図１に示す螺旋状羽根付鋼管杭のテーパー型鋼管杭の変形例の側面図である。It is a side view of the modification of the tapered steel pipe pile of the steel pipe pile with a spiral blade shown in FIG. 図１に示す螺旋状羽根付鋼管杭の螺旋状羽根の上面図である。It is a top view of the spiral blade of the steel pipe pile with a spiral blade shown in FIG. 本発明の実施形態に係るソイルセメント合成杭を造成する方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the method of making the soil cement synthetic pile which concerns on embodiment of this invention. （Ａ）は本発明の実施形態に係るソイルセメント合成杭の造成方法で使用される撹拌混合装置の構成を示す構成図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は撹拌混合装置の変形例を示す構成図である。(A) is a block diagram which shows the structure of the stirring mixing apparatus used in the method for making the soil cement synthetic pile which concerns on embodiment of this invention, and (B) and (C) show the modification of the stirring mixing apparatus. It is a block diagram.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態はあくまでも好適な適用例であって、本発明の適用範囲がこれに限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are merely suitable application examples, and the scope of application of the present invention is not limited thereto.

まず、図１〜図４を用いて、本実施形態に係るソイルセメント合成杭Ｐ（図５）を構成する螺旋状羽根付鋼管杭（以下、単に「鋼管杭」ということがある）１の構成について説明する。鋼管杭１は、図１に示すように、金属製の中空杭である鋼管杭本体１０と、鋼管杭本体１０に取り付けられた複数の螺旋状羽根２０と、を備えている。 First, using FIGS. 1 to 4, the configuration of a steel pipe pile with spiral blades (hereinafter, may be simply referred to as “steel pipe pile”) 1 constituting the soil cement synthetic pile P (FIG. 5) according to the present embodiment. Will be described. As shown in FIG. 1, the steel pipe pile 1 includes a steel pipe pile main body 10 which is a hollow metal pile, and a plurality of spiral blades 20 attached to the steel pipe pile main body 10.

鋼管杭本体１０は、図１及び図２に示すように、径の異なる２本の鋼管杭（上方鋼管杭１１Ａ及び下方鋼管杭１１Ｂ）をテーパー型鋼管杭１１Ｃによって接続して構成したものである。各鋼管杭１１Ａ・１１Ｂ・１１Ｃとして、ＪＩＳ規格である一般構造用炭素鋼鋼管（ＳＴＫ４００、ＳＴＫ４９０）や鋼管杭（ＳＫＫ４００、ＳＫＫ４９０）、及びこれらに類する鋼材（これらの後継の鋼材を含む。）が用いられる。また、螺旋状羽根２０の材質としては、ＪＩＳ規格である溶接構造用圧延鋼材（ＳＭ４９０）やこれに類する鋼材（これの後継の鋼材を含む。）が用いられる。螺旋状羽根２０は、主に工場で、主に溶接によって鋼管部材に取付けられるが、取り付けの場所や方法は、これらに限られるものではない。 As shown in FIGS. 1 and 2, the steel pipe pile main body 10 is configured by connecting two steel pipe piles (upper steel pipe pile 11A and lower steel pipe pile 11B) having different diameters by a tapered steel pipe pile 11C. .. As each steel pipe pile 11A, 11B, 11C, JIS standard carbon steel pipes for general structure (STK400, STK490), steel pipe piles (SKK400, SKK490), and similar steel materials (including their successor steel materials) are used. Used. Further, as the material of the spiral blade 20, a rolled steel material for welded structure (SM490) which is a JIS standard and a steel material similar thereto (including a steel material succeeding the same) are used. The spiral blade 20 is attached to a steel pipe member mainly by welding mainly in a factory, but the place and method of attachment are not limited to these.

上方鋼管杭１１Ａは、杭頭１１Ａａを含むものであり、小径鋼管杭１１Ｂよりも鉛直方向上方に配置されるとともに、下方鋼管杭１１Ｂよりも大きな外径を有している。このため、杭埋設時における周辺地盤への押圧効果を増大させることができる。下方鋼管杭１１Ｂは、上方鋼管杭１１Ａよりも鉛直方向下方に配置されるとともに、上方鋼管杭１１Ａよりも小さい外径を有している。上方鋼管杭１１Ａの外径Ｄ_A及び下方鋼管杭１１Ｂの外径Ｄ_Bは、造成するソイルセメント合成杭Ｐの規模等に応じて適宜設定することができる。例えば、上方鋼管杭１１Ａの外径Ｄ_Aを１００〜３１８．５ｍｍ程度に設定し、下方鋼管杭１１Ｂの外径Ｄ_Bを６５〜３００ｍｍ程度に設定することができる。すなわち、上方鋼管杭１１Ａの外径Ｄ_Aを、下方鋼管杭１１Ｂの外径Ｄ_Bの１．１〜１．５倍程度に設定することができる。 The upper steel pipe pile 11A includes a pile head 11Aa, is arranged vertically above the small diameter steel pipe pile 11B, and has an outer diameter larger than that of the lower steel pipe pile 11B. Therefore, it is possible to increase the pressing effect on the surrounding ground when the pile is buried. The lower steel pipe pile 11B is arranged vertically below the upper steel pipe pile 11A and has an outer diameter smaller than that of the upper steel pipe pile 11A. Outer diameter D _B of the outer diameter D _A and the lower pipe pile 11B of the upper steel pipe pile 11A may be set appropriately depending on the size or the like of the soil cement synthetic pile P to reclamation. For example, the outer diameter D _A of the upper steel pipe pile 11A can be set to about 100 to 318.5 mm, and _{the outer diameter D B} of the lower steel pipe pile 11B can be set to about 65 to 300 mm. That is, the outer diameter D _A of the upper steel pipe pile 11A, can be set to 1.1 to 1.5 times the outer diameter D _B of the lower steel pipe pile 11B.

上方鋼管杭１１Ａと下方鋼管杭１１Ｂとを接続するテーパー型鋼管杭１１Ｃは、図２に示すように、杭軸方向に沿って漸次外径が変化するように構成されている。これにより、杭の急激な断面変化に起因する応力集中により杭に亀裂が生じることを防止することができる。テーパー型鋼管杭１１Ｃの上端の外径は、上方鋼管杭１１Ａの外径Ｄ_Aと同一とされ、テーパー型鋼管杭１１Ｃの下端の外径は、下方鋼管杭１１Ｂの外径Ｄ_Bと同一とされている。テーパー型鋼管杭１１Ｃの縮径率（テーパー型鋼管杭１１Ｃの外径差Ｄ_A−Ｄ_Bの１／２をテーパー型鋼管杭１１Ｃの長さＬで割った値：（Ｄ_A−Ｄ_B）／２Ｌ）は、例えば１／１００〜１５／１００程度に設定することができる。 As shown in FIG. 2, the tapered steel pipe pile 11C connecting the upper steel pipe pile 11A and the lower steel pipe pile 11B is configured so that the outer diameter gradually changes along the pile axis direction. This makes it possible to prevent the pile from cracking due to stress concentration caused by a sudden change in the cross section of the pile. The outer diameter of the upper end of the tapered steel pipe pile 11C is the same as the outer diameter D _A of the upper steel pipe pile 11A, the outer diameter of the lower end of the tapered steel pipe pile. 11C, the same as the outer diameter D _B of the lower steel pipe piles 11B Has been done. Radial contraction rate of tapered steel pipe pile 11C (outer diameter difference D _A -D divided by 1/2 in length L of the tapered steel pipe pile 11C of _B of tapered steel pipe pile 11C: (D _A -D _B) / 2L) can be set to, for example, about 1/100 to 15/100.

なお、テーパー型鋼管杭１１Ｃの形状は、図２に示すように上端から下端まで一定の縮径率で変化するような形状に限られるものではなく、例えば縮径率が杭軸方向に沿って変化してもよい。また、図３に示すように、杭軸方向における略中間部のみが縮径するような形状を採用することもできる。 The shape of the tapered steel pipe pile 11C is not limited to a shape that changes at a constant diameter reduction ratio from the upper end to the lower end as shown in FIG. 2, for example, the diameter reduction ratio is along the pile axis direction. It may change. Further, as shown in FIG. 3, it is also possible to adopt a shape in which only the substantially intermediate portion in the pile axis direction is reduced in diameter.

本実施形態においては、掘削用の鋭角な補助金具に代えて、鋼管杭本体１０の先端側（鉛直方向下方）に配置される下方鋼管杭１１Ｂの先端部に、平滑な底蓋を取り付けている。このように杭を閉塞状態とすることにより、鋼管杭１の挿入時に周辺地盤を押付ける力が発生し、地盤の緩みを防止するとともにより高い摩擦力を発現することが可能となる。また、鋼管杭１の挿入を補助するために杭底蓋に掘削刃を設ける構造としてもよい。このように、杭底蓋に掘削刃を設けることにより、下方鋼管杭１１Ｂの先端部に平滑な底蓋を取り付けたことによる掘削力の低下を抑えることができる。なお、鋼管杭本体１０の先端側に配置される下方鋼管杭１１Ｂの先端部に底蓋を取り付けずに開放状態とすることもできる。 In the present embodiment, a smooth bottom lid is attached to the tip of the lower steel pipe pile 11B arranged on the tip side (vertically downward) of the steel pipe pile main body 10 instead of the acute-angled auxiliary metal fitting for excavation. .. By closing the pile in this way, a force for pressing the surrounding ground is generated when the steel pipe pile 1 is inserted, and it is possible to prevent the ground from loosening and to develop a higher frictional force. Further, a structure may be provided in which an excavation blade is provided on the pile bottom lid to assist the insertion of the steel pipe pile 1. By providing the excavation blade on the pile bottom lid in this way, it is possible to suppress a decrease in the excavation force due to the attachment of the smooth bottom lid to the tip of the lower steel pipe pile 11B. It is also possible to open the lower steel pipe pile 11B arranged on the tip side of the steel pipe pile main body 10 without attaching the bottom lid.

上方鋼管杭１１Ａ及び下方鋼管杭１１Ｂには、螺旋状羽根２０が取り付けられている。本実施形態においては、図１に示すように、３つの螺旋状羽根２０を上方鋼管杭１１Ａ及び下方鋼管杭１１Ｂに各々取り付けており、この際、隣接する螺旋状羽根２０を１８０°回転させた状態で各鋼管杭１１Ａ・１１Ｂに取り付けている。このように螺旋状羽根２０を取り付けることにより、後述するソイルセメント柱体２（図５）の内部に鋼管杭１をバランス良く捩り込むことができる。本実施形態においては、鋼管杭本体１０の杭頭１１Ａａから１ｍ以内の位置に最上部の螺旋状羽根２０を設けている。 Spiral blades 20 are attached to the upper steel pipe pile 11A and the lower steel pipe pile 11B. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, three spiral blades 20 are attached to the upper steel pipe pile 11A and the lower steel pipe pile 11B, respectively, and at this time, the adjacent spiral blades 20 are rotated by 180 °. It is attached to each steel pipe pile 11A / 11B in the state. By attaching the spiral blade 20 in this way, the steel pipe pile 1 can be screwed into the soil cement column 2 (FIG. 5), which will be described later, in a well-balanced manner. In the present embodiment, the uppermost spiral blade 20 is provided at a position within 1 m from the pile head 11Aa of the steel pipe pile main body 10.

螺旋状羽根２０の直径は、造成するソイルセメント合成杭Ｐの直径等に応じて適宜（例えば上方鋼管杭１１Ａの直径の２．５〜３倍程度に）設定することができる。螺旋状羽根２０同士の間隔は、上方鋼管杭１１Ａ及び下方鋼管杭１１Ｂの長さに応じて適宜（例えば２．０〜３．０ｍ程度に）設定することができる。螺旋状羽根２０は、鋼管杭本体１０を構成する各鋼管杭１１Ａ・１１Ｂ・１１Ｃと同じ材料で構成することができる。 The diameter of the spiral blade 20 can be appropriately set (for example, about 2.5 to 3 times the diameter of the upper steel pipe pile 11A) according to the diameter of the soil cement synthetic pile P to be formed and the like. The distance between the spiral blades 20 can be appropriately set (for example, about 2.0 to 3.0 m) according to the lengths of the upper steel pipe pile 11A and the lower steel pipe pile 11B. The spiral blade 20 can be made of the same material as the steel pipe piles 11A, 11B, and 11C constituting the steel pipe pile main body 10.

各螺旋状羽根２０には、図１及び図４に示すように、螺旋状羽根２０の上面２１から上方へと突出する上方突起２２が、螺旋状羽根２０の外周に沿って設けられている。本実施形態においては、図４に示すように、螺旋状羽根２０の外周に沿って等間隔をおいて同一周長で同一厚さの上方突起２２を３つ設けており、これら３つの上方突起２２が設けられた領域は、螺旋状羽根２０の全外周の７５％を占めている。このように螺旋状羽根２０の上面２１から上方へと突出する上方突起２２を螺旋状羽根２０の外周に沿って設けているため、合成杭Ｐの外周に近い位置に突起２２を配置することができ、当該突起２２による応力伝達範囲を広くすることができるので、合成杭Ｐに水平力が作用して合成杭の水平方向における変位が大きくなっても、鋼管杭１とソイルセメント柱体２との一体性を維持することができる。 As shown in FIGS. 1 and 4, each spiral blade 20 is provided with an upper protrusion 22 projecting upward from the upper surface 21 of the spiral blade 20 along the outer circumference of the spiral blade 20. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, three upper protrusions 22 having the same circumference and the same thickness are provided at equal intervals along the outer circumference of the spiral blade 20, and these three upper protrusions are provided. The area provided with 22 occupies 75% of the entire outer circumference of the spiral blade 20. Since the upper protrusion 22 projecting upward from the upper surface 21 of the spiral blade 20 is provided along the outer circumference of the spiral blade 20, the protrusion 22 can be arranged at a position close to the outer circumference of the composite pile P. Since the stress transmission range by the protrusion 22 can be widened, even if a horizontal force acts on the composite pile P and the displacement of the composite pile in the horizontal direction becomes large, the steel pipe pile 1 and the soil cement pillar 2 Can maintain the unity of.

上方突起２２が設けられる領域は、図４に示すような領域（螺旋状羽根２０の全外周の７５％）に限られるものではなく、例えば螺旋状羽根２０の全外周（１００％）にわたって上方突起２２を設けることもできる。また、上方突起２２の数は３つに限られるものではなく、２つ又は４つ以上設けることもできる。複数の上方突起２２の間隔は、等間隔でもよく、等間隔でなくてもよい。上方突起２２が設けられる領域は、螺旋状羽根２０の外周の５０％以上とする。上方突起２２が設けられる領域が螺旋状羽根２０の外周の５０％未満であると、充分な水平力対抗効果が得られないため好ましくない。上方突起２２の高さＨは、螺旋状羽根２０の外径等に応じて適宜（例えば１３〜１００ｍｍ程度に）設定することができる。また、上方突起２２の厚さ（径方向の寸法）Ｔは、螺旋状羽根２０の外径等に応じて適宜（例えば１３〜１００ｍｍ程度に）設定することができる。 The region where the upper protrusion 22 is provided is not limited to the region shown in FIG. 4 (75% of the entire outer circumference of the spiral blade 20), and for example, the upper protrusion is provided over the entire outer circumference (100%) of the spiral blade 20. 22 can also be provided. Further, the number of the upper protrusions 22 is not limited to three, and two or four or more may be provided. The distance between the plurality of upper protrusions 22 may or may not be equal. The area where the upper protrusion 22 is provided is 50% or more of the outer circumference of the spiral blade 20. If the region where the upper protrusion 22 is provided is less than 50% of the outer circumference of the spiral blade 20, a sufficient horizontal force counteracting effect cannot be obtained, which is not preferable. The height H of the upper protrusion 22 can be appropriately set (for example, about 13 to 100 mm) according to the outer diameter of the spiral blade 20 and the like. Further, the thickness (diameter direction dimension) T of the upper protrusion 22 can be appropriately set (for example, about 13 to 100 mm) according to the outer diameter of the spiral blade 20 and the like.

次に、図５及び図６を用いて、鋼管杭１を用いてソイルセメント合成杭Ｐを造成する方法について説明する。 Next, a method of forming a soil cement synthetic pile P using the steel pipe pile 1 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

まず、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、地盤Ｇの改良対象位置に造成装置３を設置し、機械式深層混合処理工法によってソイルセメント柱体２を造成する（柱体造成工程）。造成装置３としては、オーガモータ４１とオーガモータ４１の回転を伝達する回転軸４２とを有する駆動装置４０と、回転軸４２に接続した撹拌混合装置５０と、を備えるものを採用することができる。撹拌混合装置５０としては、図６（Ａ）に示すように、掘削翼５１と、撹拌翼５２と、駆動装置４０の回転軸４２に接続される撹拌軸５３と、を有するものを採用することができる。なお、機械式深層混合処理工法とは、セメント（又はセメントを主成分とした固化材）と水とを混練して作成したスラリーを地盤Ｇ中に注入しながら、掘削翼５１及び撹拌翼５２を有する撹拌混合装置５０により、地盤Ｇとスラリーとを機械的に撹拌混合してソイルセメント柱体２を造成する地盤改良工法のことをいう。 First, as shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B), a construction device 3 is installed at a position to be improved in the ground G, and a soil cement pillar 2 is constructed by a mechanical deep mixing treatment method (pillar). Creation process). As the construction device 3, a device including a drive device 40 having an auger motor 41 and a rotation shaft 42 for transmitting the rotation of the auger motor 41 and a stirring / mixing device 50 connected to the rotation shaft 42 can be adopted. As the stirring / mixing device 50, as shown in FIG. 6A, a stirring blade 51, a stirring blade 52, and a stirring shaft 53 connected to the rotating shaft 42 of the drive device 40 are adopted. Can be done. In the mechanical deep mixing treatment method, the drilling blade 51 and the stirring blade 52 are formed while injecting a slurry prepared by kneading cement (or a solidifying material containing cement as a main component) and water into the ground G. It refers to a ground improvement method for constructing a soil cement column 2 by mechanically stirring and mixing the ground G and the slurry with the stirring and mixing device 50 having the structure.

撹拌混合装置５０には、掘削翼５１、撹拌翼５２及び撹拌軸５３に加えて、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）に示すように、掘削径よりも大きい径を持った共回り防止翼５４を装着することが好ましく、このような共回り防止翼５４を装着することにより、撹拌混合装置５０を用いて効率良く地盤Ｇとスラリーを撹拌混合することが可能である。また撹拌混合装置５０には、撹拌軸５３を正転・逆転させる正逆転機構を備えることが好ましい。また、撹拌混合装置５０の各撹拌翼５２には、図６（Ｃ）に示すように、杭軸方向（貫入方向）に平行な掘削刃５２ａを複数設けることが好ましい。このように掘削刃５２ａを各撹拌翼５２に設けることにより、撹拌混合の処理を向上させ、高速施工を実現させて施工費を低減させることができる。 In addition to the agitation blade 51, the agitation blade 52, and the agitation shaft 53, the agitation mixing device 50 has a co-rotation prevention having a diameter larger than the excavation diameter as shown in FIGS. 6B and 6C. It is preferable to mount the blade 54, and by mounting such a co-rotation prevention blade 54, it is possible to efficiently stir and mix the ground G and the slurry using the stirring and mixing device 50. Further, it is preferable that the stirring / mixing device 50 is provided with a forward / reverse rotation mechanism for rotating the stirring shaft 53 in the forward / reverse direction. Further, as shown in FIG. 6C, it is preferable that each stirring blade 52 of the stirring / mixing device 50 is provided with a plurality of drilling blades 52a parallel to the pile axis direction (penetration direction). By providing the excavation blades 52a on each stirring blade 52 in this way, it is possible to improve the processing of stirring and mixing, realize high-speed construction, and reduce the construction cost.

柱体造成工程を経た後、図５（Ｃ）に示すように駆動装置４０から撹拌混合装置５０を取り外すとともに、駆動装置４０に鋼管杭１を回転圧入させる治具６０を取り付け、その後、図５（Ｄ）に示すように治具６０に鋼管杭１を取り付ける（鋼管杭取付工程）。続いて、図５（Ｅ）に示すように駆動装置４０を駆動して鋼管杭１を回転させつつソイルセメント柱体２に捩り込んで挿入する（杭挿入工程）。 After going through the pillar body forming step, as shown in FIG. 5C, the stirring / mixing device 50 is removed from the driving device 40, and a jig 60 for rotationally press-fitting the steel pipe pile 1 is attached to the driving device 40, and then FIG. 5 As shown in (D), the steel pipe pile 1 is attached to the jig 60 (steel pipe pile attaching step). Subsequently, as shown in FIG. 5 (E), the drive device 40 is driven to rotate the steel pipe pile 1 and screw it into the soil cement column 2 (pile insertion step).

本実施形態においては、杭挿入工程に先立って、上方鋼管杭１１Ａと下方鋼管杭１１Ｂとをテーパー型鋼管杭１１Ｃによって接続することにより鋼管杭本体１０を形成し（鋼管杭形成工程）、鋼管杭本体１０に螺旋状羽根２０を取り付ける（羽根取付工程）ことにより鋼管杭１を形成しておく。羽根取付工程では、最上部の螺旋状羽根２０を、鋼管杭本体１０の杭頭１１Ａａから１ｍ以内の位置に設けておく。また、螺旋状羽根２０の上面２１から上方へと突出する上方突起２２を、螺旋状羽根２０の外周に沿って設ける（突起増設工程）。突起増設工程では、上方突起２２を、螺旋状羽根２０の外周の５０％以上にわたって設けるようにする。 In the present embodiment, prior to the pile insertion step, the steel pipe pile main body 10 is formed by connecting the upper steel pipe pile 11A and the lower steel pipe pile 11B by the tapered steel pipe pile 11C (steel pipe pile forming step), and the steel pipe pile. The steel pipe pile 1 is formed by attaching the spiral blade 20 to the main body 10 (blade attachment step). In the blade mounting step, the uppermost spiral blade 20 is provided at a position within 1 m from the pile head 11Aa of the steel pipe pile main body 10. Further, an upper protrusion 22 projecting upward from the upper surface 21 of the spiral blade 20 is provided along the outer circumference of the spiral blade 20 (protrusion expansion step). In the protrusion expansion step, the upper protrusion 22 is provided over 50% or more of the outer circumference of the spiral blade 20.

なお、羽根取付工程及び突起増設工程は、通常、工場にて行われる。すなわち、上方鋼管杭１１Ａ及び下方鋼管杭１１Ｂに螺旋状羽根２０を取り付けるとともに、各螺旋状羽根２０に上方突起２２を設けておき、上方突起２２付きの螺旋状羽根２０が取り付けられた上方鋼管杭１１Ａ及び下方鋼管杭１１Ｂをテーパー型鋼管杭１１Ｃによって接続して鋼管杭本体１０（鋼管杭１）を形成する。また、杭が長い場合には、現場で鋼管杭を適宜接続しながら埋設する。すなわち、最初に、鋼管杭本体１０の先端側に配置される下方鋼管杭１１Ｂをソイルセメント柱体２に捩り込んで挿入し、その後、上方鋼管杭１１Ａを下方鋼管杭１１Ｂにテーパー型鋼管杭１１Ｃによって接続した後、接続した上方鋼管杭１１Ａをソイルセメント柱体２に捩り込んで挿入することにより、鋼管杭本体１０（鋼管杭１）の形成とソイルセメント柱体２への挿入とを連続的に行うようにする。 The blade mounting process and the protrusion expansion process are usually performed at a factory. That is, the spiral blade 20 is attached to the upper steel pipe pile 11A and the lower steel pipe pile 11B, the upper protrusion 22 is provided on each spiral blade 20, and the upper steel pipe pile to which the spiral blade 20 with the upper protrusion 22 is attached is attached. 11A and the lower steel pipe pile 11B are connected by the tapered steel pipe pile 11C to form the steel pipe pile main body 10 (steel pipe pile 1). If the piles are long, they will be buried while connecting steel pipe piles at the site. That is, first, the lower steel pipe pile 11B arranged on the tip side of the steel pipe pile main body 10 is screwed into the soil cement column 2 and inserted, and then the upper steel pipe pile 11A is inserted into the lower steel pipe pile 11B with a tapered steel pipe pile 11C. After connecting with, the connected upper steel pipe pile 11A is screwed into the soil cement pillar 2 and inserted to continuously form the steel pipe pile body 10 (steel pipe pile 1) and insert it into the soil cement pillar 2. To do it.

その後、図５（Ｆ）に示すように鋼管杭１から治具６０を切り離し、鋼管杭１とソイルセメント柱体２とを一体化させることによって、地盤Ｇにソイルセメント合成杭Ｐを造成する（合成杭造成工程）。 After that, as shown in FIG. 5 (F), the jig 60 is separated from the steel pipe pile 1 and the steel pipe pile 1 and the soil cement pillar 2 are integrated to form a soil cement synthetic pile P on the ground G ( Synthetic pile construction process).

以上説明した実施形態に係るソイルセメント合成杭Ｐにおいては、螺旋状羽根２０の上面２１から上方へと突出する上方突起２２を螺旋状羽根２０の外周に沿って設けているため、合成杭Ｐの外周に近い位置に突起２２を配置することができる。従って、当該突起２２による応力伝達範囲を広くすることができるので、合成杭Ｐに水平力が作用して合成杭Ｐの水平方向における変位が大きくなっても、鋼管杭１とソイルセメント柱体２との一体性を維持することができる。この結果、大きな水平力に対抗することができる。 In the soil cement synthetic pile P according to the embodiment described above, since the upper protrusion 22 protruding upward from the upper surface 21 of the spiral blade 20 is provided along the outer periphery of the spiral blade 20, the synthetic pile P The protrusion 22 can be arranged at a position close to the outer periphery. Therefore, since the stress transmission range by the protrusion 22 can be widened, even if a horizontal force acts on the composite pile P and the displacement of the composite pile P in the horizontal direction becomes large, the steel pipe pile 1 and the soil cement pillar 2 It is possible to maintain oneness with. As a result, it is possible to counter a large horizontal force.

また、以上説明した実施形態に係るソイルセメント合成杭Ｐにおいては、螺旋状羽根２０を、鋼管杭本体１０の杭頭１１Ａａから１ｍ以内の位置に設けているため、螺旋状羽根２０の外周に沿って設けた上方突起２２を鋼管杭本体１０の杭頭１１Ａａに近い位置に配置することができる。従って、より大きな水平力に対抗することができる。 Further, in the soil cement synthetic pile P according to the above-described embodiment, since the spiral blade 20 is provided at a position within 1 m from the pile head 11Aa of the steel pipe pile main body 10, the spiral blade 20 is provided along the outer circumference of the spiral blade 20. The upper protrusion 22 provided above the pile can be arranged at a position close to the pile head 11Aa of the steel pipe pile main body 10. Therefore, it is possible to counter a larger horizontal force.

また、以上説明した実施形態に係るソイルセメント合成杭Ｐにおいては、上方突起２２を、螺旋状羽根２０の外周の５０％以上にわたって設けているため、当該突起２２による水平力対抗効果をより高めることができる。 Further, in the soil cement synthetic pile P according to the embodiment described above, since the upper protrusion 22 is provided over 50% or more of the outer circumference of the spiral blade 20, the horizontal force counteracting effect of the protrusion 22 can be further enhanced. Can be done.

また、以上説明した実施形態に係るソイルセメント合成杭Ｐにおいては、外径の異なる上方鋼管杭１１Ａと下方鋼管杭１１Ｂを、杭軸方向に沿って漸次外径が変化するテーパー型鋼管杭１１Ｃによって接続しているため、杭に急激な断面変化が生じることを防止することができる。従って、杭の急激な断面変化に起因する応力集中により杭に亀裂が生じることを防止することができる。また、杭頭１１Ａａを含む上方鋼管杭１１Ａが下方鋼管杭１１Ｂよりも大きな外径を有する（拡径されている）ことにより、杭埋設時における周辺地盤への押圧効果を増大させることができる。 Further, in the soil cement composite pile P according to the above-described embodiment, the upper steel pipe pile 11A and the lower steel pipe pile 11B having different outer diameters are formed by a tapered steel pipe pile 11C whose outer diameter gradually changes along the pile axis direction. Since they are connected, it is possible to prevent a sudden change in cross section of the pile. Therefore, it is possible to prevent the pile from cracking due to stress concentration caused by a sudden change in the cross section of the pile. Further, since the upper steel pipe pile 11A including the pile head 11Aa has an outer diameter (expanded) larger than that of the lower steel pipe pile 11B, the pressing effect on the surrounding ground at the time of burying the pile can be increased.

なお、以上の実施形態においては、螺旋状羽根２０の外周の最外縁に上方突起２２を配置した例を示したが、螺旋状羽根２０の外周の最外縁から若干（例えば５０ｍｍ以内）径方向内側の位置に上方突起２２を配置してもよい。また、以上の実施形態においては、螺旋状羽根２０の上面２１から上方へと突出する上方突起２２を設けた例を示したが、このような上方突起２２に変えて（又は上方突起２２とともに）、螺旋状羽根２０の下面から下方へと突出する下方突起を設けることもできる。 In the above embodiment, an example in which the upper protrusion 22 is arranged on the outermost edge of the outer circumference of the spiral blade 20 is shown, but it is slightly (for example, within 50 mm) radially inside from the outermost edge of the outer circumference of the spiral blade 20. The upper protrusion 22 may be arranged at the position of. Further, in the above embodiment, an example in which the upper protrusion 22 projecting upward from the upper surface 21 of the spiral blade 20 is provided, but instead of such an upper protrusion 22 (or together with the upper protrusion 22). It is also possible to provide a downward protrusion protruding downward from the lower surface of the spiral blade 20.

本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、この実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。すなわち、前記実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる（例えば、雌雄のスプライン継手を上下入れ替えることができる）。また、前記実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art with appropriate design changes are also included in the scope of the present invention as long as they have the features of the present invention. .. That is, each element included in the embodiment and its arrangement, material, condition, shape, size, etc. are not limited to those exemplified, and can be appropriately changed (for example, the male and female spline joints are interchanged up and down. Can be done). In addition, the elements included in the embodiment can be combined as much as technically possible, and the combination thereof is also included in the scope of the present invention as long as the features of the present invention are included.

１…螺旋状羽根付鋼管杭
２…ソイルセメント柱体
１０…鋼管杭本体
１１Ａ…上方鋼管杭
１１Ａａ…杭頭
１１Ｂ…下方鋼管杭
１１Ｃ…テーパー型鋼管杭
２０…螺旋状羽根
２１…（螺旋状羽根の）上面
２２…上方突起
Ｇ…地盤
Ｐ…ソイルセメント合成杭 1 ... Steel pipe pile with spiral blade 2 ... Soil cement column 10 ... Steel pipe pile body 11A ... Upper steel pipe pile 11Aa ... Pile head 11B ... Lower steel pipe pile 11C ... Tapered steel pipe pile 20 ... Spiral blade 21 ... (Spiral blade) ) Top surface 22 ... Upper protrusion G ... Ground P ... Soil cement synthetic pile

Claims

A steel pipe pile with a spiral blade, comprising a steel pipe pile main body and one or more spiral blades attached to the steel pipe pile main body.
A spiral blade having an upward protrusion protruding upward from the upper surface of the spiral blade and / or a downward protrusion protruding downward from the lower surface of the spiral blade is provided along the outer periphery of the spiral blade. Attached steel pipe pile.

The steel pipe pile with a spiral blade according to claim 1, wherein the spiral blade is provided at a position within 1 m from the pile head of the steel pipe pile main body.

The steel pipe pile with a spiral blade according to claim 1 or 2, wherein the upper protrusion and / or the lower protrusion is provided over 50% or more of the outer circumference of the spiral blade.

The steel pipe pile main body has an upper steel pipe pile including a pile head and a lower steel pipe pile arranged vertically lower than the upper steel pipe pile and having an outer diameter smaller than that of the upper steel pipe pile.
The spiral blade according to any one of claims 1 to 3, wherein the upper steel pipe pile and the lower steel pipe pile are connected by a tapered steel pipe pile whose outer diameter gradually changes along the pile axis direction. Steel pipe pile.

A soil formed by inserting a steel pipe pile with spiral blades having a steel pipe pile main body and one or more spiral blades attached to the steel pipe pile main body into a soil cement column formed in the ground. It is a cement synthetic pile
Soil cement synthesis in which an upper protrusion protruding upward from the upper surface of the spiral blade and / or a lower protrusion protruding downward from the lower surface of the spiral blade is provided along the outer periphery of the spiral blade. Pile.

The soil cement synthetic pile according to claim 5, wherein the spiral blade is provided at a position within 1 m from the pile head of the steel pipe pile main body.

The soil cement synthetic pile according to claim 5 or 6, wherein the upper protrusion and / or the lower protrusion is provided over 50% or more of the outer circumference of the spiral blade.

The steel pipe pile main body has an upper steel pipe pile including a pile head and a lower steel pipe pile arranged vertically lower than the upper steel pipe pile and having an outer diameter smaller than that of the upper steel pipe pile.
The soil cement synthetic pile according to any one of claims 5 to 7, wherein the upper steel pipe pile and the lower steel pipe pile are connected by a tapered steel pipe pile whose outer diameter gradually changes along the pile axis direction. ..

A blade mounting step of forming a steel pipe pile with spiral blades by attaching one or more spiral blades to the steel pipe pile body, and inserting the spiral bladed steel pipe pile into a soil cement column formed in the ground. It is a method of creating a soil cement synthetic pile including a pile insertion process.
Soil including a protrusion expansion step of providing an upper protrusion protruding upward from the upper surface of the spiral blade and / or a lower protrusion protruding downward from the lower surface of the spiral blade along the outer periphery of the spiral blade. How to make a synthetic cement pile.

The method for creating a soil cement synthetic pile according to claim 9, wherein in the blade mounting step, the spiral blade is provided at a position within 1 m from the pile head of the steel pipe pile main body.

The method for creating a soil cement synthetic pile according to claim 9 or 10, wherein in the protrusion expansion step, the upper protrusion and / or the lower protrusion is provided over 50% or more of the outer periphery of the spiral blade.

The outer diameter of the upper steel pipe pile including the pile head and the lower steel pipe pile arranged vertically below the upper steel pipe pile and having an outer diameter smaller than that of the upper steel pipe pile gradually change along the pile axis direction. The method for producing a soil cement synthetic pile according to any one of claims 9 to 11, further comprising a steel pipe pile forming step of forming the steel pipe pile main body by connecting with a tapered steel pipe pile.