JP2991675B2 - 鋼管杭の回転圧入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管杭を回転させ
ながら地中に埋設する鋼管杭の回転圧入装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】中層建物の地盤に埋設される基礎杭とし
て、無排土、無振動、無騒音であって、施工も大規模に
ならないことから鋼管杭が用いられている。この鋼管杭
は、下端部に掘削刃と螺旋翼を設け、頭端部の外周に掛
止駒を突設したものが一般に普及している。この掛止駒
を備えた鋼管杭の一例として、特開平０７−１２７０５
５号公報のものは、図６に示すように、鋼管杭２１の頭
端部２１ａにおける外周面に一対の掛止駒２２を外方に
向けて突設している。また、図７に示す如く頭端部２１
ａ内に補強板２３を嵌挿することにより、この頭端部２
１ａを強化した鋼管杭２１も提案されている。この鋼管
杭２１を埋設する場合には、回転動力部に取り付けた回
転キャップを鋼管杭２１の掛止駒２２に係合させ、回転
動力部の駆動により地盤中にネジ込むように回転押圧
し、螺旋翼の回転推進作用を利用して地中に圧入する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、中層建物の
地盤に用いる基礎杭は、確実な支持層に達する長尺な支
持杭とする必要があるため、上記従来の鋼管杭２１は先
に埋設したものの頭端部２１ａに、次の鋼管杭２１の下
端部を接続しつつ、多数本を地中に圧入している。しか
し、各鋼管杭２１の頭端部２１ａには、一対の掛止駒２
２が外方に向けて突出していることから、回転圧入され
るときに掛止駒２２が摩擦抵抗となり、地盤中にネジ込
む際の障害になっていた。つまり、地盤は地表面では軟
弱であるが、下部になるに従って長年の土圧密を受け、
加圧密層が存在している。上記従来の鋼管杭２１がこの
加圧密層に達すると、掛止駒２２による摩擦抵抗が高ま
ってスムーズな回転推進が行われなくなり、鋼管杭２１
の直進性が保たれない状態が生じていた。このため、複
数本を接続して長尺となった鋼管杭２１の埋設中に修正
作業が必要になる等、作業能率が著しく低下する場合が
あった。本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、
鋼管杭を回転圧入するときの直進安定性がよく、埋設が
容易で作業効率も高められる鋼管杭の回転圧入装置を提
供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のうち請求項１に記載の発明は、鋼管杭に連
結したキャップを回転させて前記鋼管杭を地中に埋設す
る鋼管杭の回転圧入装置において、前記キャップに掛止
溝を形成するとともに、前記鋼管杭の頭端部にはその径
方向に貫通する貫通孔を開設し、この貫通孔に挿通され
て前記キャップの掛止溝が掛止される掛止ピンと、前記
鋼管杭の長さ方向に挿脱され、前記掛止ピンの略中心に
設けた係合部に係合されたときに前記掛止ピンの径方向
の移動を規制する移動規制手段と、を備えてなることを
特徴としている。また、請求項２に記載の発明は、請求
項１項記載の係合部が掛止ピンの径方向に穿設された係
合孔であり、前記移動規制手段が、前記係合孔の内径よ
り小径の縦軸部と、この縦軸部の上端に固着され前記鋼
管杭の内径より小外径の円盤部と、この円盤部の上面に
取り付けられた把手と、からなることを特徴としてい
る。また、請求項３に記載の発明は、請求項１項記載の
係合部が掛止ピンの径方向に穿設された係合孔であり、
前記移動規制手段が、前記係合孔の内径より小径の縦軸
部に、前記鋼管杭の内径寸法より短い横軸部を固着して
略十字状とされてなることを特徴としている。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図示例を参照しながら説明する。図１は、建柱車に
装備された鋼管杭の回転圧入装置を示す全体構成図、図
２は、回転圧入装置の主要部を示す展開斜視図である。

【０００６】この鋼管杭の回転圧入装置１１は、建柱車
１に装備され、回転駆動部１２と、キャップ１３と、鋼
管杭１０側に保持される掛止ピン１８と、この掛止ピン
１８の移動規制手段であるストッパー１９等からなり、
鋼管杭１０の頭端部１０ｃを回転させつつ、中層建物の
地盤Ｇに埋設する構成になっている。建柱車１は、ブー
ム２の先端３にリーダートップ４を支持するとともに、
ワイヤ６によりオーガー７を懸吊している。リーダート
ップ４には、リーダー５が垂設され、このリーダー５に
沿ってオーガー７が上下動するようになっている。な
お、リーダー５の下部側には、垂下した鋼管杭１０を保
持する振れ止め具８が取り付けられている。回転圧入装
置１１の回転駆動部１２は、モーターを備えたもので、
このモータにキャップ１３が連結されるようになってい
る。このキャップ１３は、全体が略円筒状で、連結部１
４とキャップ本体１５とが一体的に固着され、このキャ
ップ本体１５に掛止溝１６を形成し、かつ開き止め具１
７を固定している。

【０００７】連結部１４は、上部側に軸孔１４ｂが設け
られ、外周面１４ａから軸孔１４ｂに向けてネジ孔１４
ｃを形成してある。軸孔１４ｂにモーターのシャフト端
部を挿入し、ネジ孔１４ｃから固定ネジを螺入すること
により、シャフトと連結部１４とが強固に連結され、キ
ャップ１３がモーターに対し回転自在に保持されるもの
である。掛止溝１６は、キャップ本体１５の下部側にお
ける対向面に一対が形成されている。すなわち、キャッ
プ本体１５の下端縁に下向き拡開状のガイド部１６ａを
形成し、各ガイド部１６ａの上端から上方に向けて直線
状の長溝１６ｂをそれぞれ設けている。さらに、この各
長溝１６ｂの上端より右方向に向けて短い横溝１６ｃを
形成し、この横溝１６ｃの先端から下向きに短い縦溝１
６ｄをそれぞれ設けている。なお、これら縦溝１６ｃの
下端縁は、後述の掛止ピン１８を掛止容易なように半円
形にしてある。開き止め具１７は、略Ω字状に鋼鉄等で
形成されており、中央に掛止ピン１８を通過させるため
の隆起部１７ａを設けている。そして、この隆起部１７
ａの左右両側より延出する接合部１７ｂは、前記キャッ
プ本体１５の外周面１５ａに等しい曲率で彎曲させてい
る。この開き止め具１７は、各長溝１６ｂに隆起部１７
ａを臨ませて、キャップ本体１５の下部側外周面１５ａ
に接合部１７ｂを溶接接合する。これにより、各長溝１
６ｂの両側部が開き止め具１７によって連結されるの
で、キャップ本体１５の下部側が高強度に保たれ、鋼管
杭１０の回転圧入時に掛止溝１６が開いてキャップ１３
から頭端部１０ｃが外れる問題が防止されるものであ
る。

【０００８】鋼管杭１０は、円筒状の鋼管パイプであっ
て、下端部に掘削刃１０ａと螺旋翼１０ｂを設けてい
る。また、頭端部１０ｃには、対向する外周面１０ｆを
径方向に貫通する貫通孔１０ｄを形成してあり、この貫
通孔１０ｄに掛止ピン１８が挿通される。この掛止ピン
１８は、円柱状に鋼鉄材等で形成され、中央に係合孔１
８ａを穿設している。また、掛止ピン１８は、貫通孔１
０ｄの内径よりも小外径で、鋼管杭１０の直径よりも長
い寸法になっており、貫通孔１０ｄに挿通すると鋼管杭
１０の外周面１０ｆより両端部１８ｂ，１８ｃが外方に
突出して、前記キャップ１３の各掛止溝１６，１６に挿
入可能となっている。ストッパー１９は、図２〜図４に
示すように、縦軸部１９ａ、円盤部１９ｂおよび把手１
９ｃを一体化したもので、掛止ピン１８を鋼管杭１０の
頭端部１０ｃに支持する構成となっている。縦軸部１９
ａは、掛止ピン１８の係合孔１８ａの内径よりも略小径
で、図３に示す如く先端から係合孔１８ａに挿通したと
き下方に十分突出する長さにしてある。また、円盤部１
９ｂは、鋼管杭１０の内径より小外径の円盤状で、下面
の中心に縦軸部１９ａの上端が固着されている。把手１
９ｃはコ字状で、円盤部１９ｂの上面に取り付けられて
いる。

【０００９】このように構成されたストッパー１９は、
把手１９ｃを把持して頭端部１０ｃの開口１０ｅより鋼
管杭１０内に挿入し、縦軸部１９ａを掛止ピン１８の係
合孔１８ａに挿通して係合する。すると、掛止ピン１８
の上部に円盤部１９ｂの下面が当接し、鋼管杭１０の内
周壁１０ｇに円盤部１９ｂの外周縁１９ｄが対面する状
態になる（図３参照）。よって、図４に示すように、掛
止ピン１８の両端部１８ｂ，１８ｃが、鋼管杭１０の外
周面１０ｆより外方に突出した状態で円盤部１９ｂと一
体的になり、この掛止ピン１８を径方向に移動させる
と、鋼管杭１０の内周壁１０ｇに円盤部１９ｂの外周縁
１９ｄが当接する。このため、掛止ピン１８の移動が規
制され、貫通孔１０ｄからの抜け止めが図られるもので
ある。なお、この移動規制を解除する場合は、ストッパ
ー１９の把手１９ｃを把持して上方に持ち上げると、掛
止ピン１８の係合孔１８ａから縦軸部１９ａが抜き出さ
れて掛止ピン１８がフリーとなり、貫通孔１０ｄから外
すことができる。

【００１０】次に、上記鋼管杭の回転圧入装置により鋼
管杭を地中に埋設する作業について説明する。まず、建
柱車１のブーム先端３からワイヤで吊り下げたフック付
き滑車を介して鋼管杭１０を吊り込み、回転駆動部１２
のキャップ１３に鋼管杭１０の頭端部１０ｃを連結す
る。このときは、掛止ピン１８を鋼管杭１０の貫通孔１
０ｄに挿通し、ストッパー１９を鋼管杭１０の開口１０
ｅから挿入して掛止ピン１８の係合孔１８ａに縦軸部１
９ａを係合しておく。つぎに、鋼管杭１０の外周面１０
ｆより突出した掛止ピン１８の両端部１８ｂ，１８ｃを
キャップ１３の掛止溝１６に挿入し、横溝１６ｃの右側
に位置させる。ここで、掛止ピン１８はストッパー１９
により移動が規制されるので、キャップ１３から抜ける
ことなく保持される。続いて、回転駆動部１２のモータ
ーを駆動して地盤Ｇ中に鋼管杭１０をネジ込むように回
転押圧すると、先端の掘削刃１０ａにより地盤Ｇが掘削
軟化するとともに、螺旋翼１０ｂが杭側面の未掘削土に
食い込み、地盤Ｇを反力とする螺旋翼１０ｂの回転推進
作用によって鋼管杭１０が沈降してゆく。

【００１１】このような鋼管杭１０の埋設は、必要な深
度に応じて定尺物を適宜継ぎ足すことになるが、その際
は先に埋設した鋼管杭１０の頭端部１０ｃからキャップ
１３を外した後、ストッパー１９の把手１９ｃを持ち上
げて取り出し、フリーになった掛止ピン１８を貫通孔１
０ｄより抜いておく。そして、次の鋼管杭１０を建柱車
１で吊り込み、前述のようにキャップ１３と頭端部１０
ｃとを連結する。この後、先の鋼管杭１０の頭端部１０
ｃに次の鋼管杭１０の下端を接合し、この接合部に補強
板を添わせた状態で溶接することにより強固な接続を行
っておく。続いて、回転駆動部１２により地盤Ｇ中に鋼
管杭１０を回転圧入する。この際、先の鋼管杭１０の頭
端部１０ｃには、外方に向けて突出する突起物が存在し
ないので、掘削土との摩擦抵抗が少なく、スムーズな回
転推進が行われる。特に、長年の土圧密を受けることで
加圧密層が存在する地盤Ｇの下部に接続部分が達して
も、従来の鋼管杭１０の如く掛止駒があるために摩擦抵
抗が高まるようなことはないから、鋼管杭１０の直進性
が保たれて支障なく長尺の鋼管杭１０を埋設することが
できる。

【００１２】なお、ストッパーは、図５の斜視図に変形
例を示すように略十字状としてもよい。このストッパー
２０は、縦軸部２０ａと横軸部２０ｂとを固着したもの
で、縦軸部２０ａには前記実施の形態とほぼ同一のもの
を用い、横軸部２０ｂは鋼管杭１０の内径寸法より短く
してある。この横軸部２０ｂを縦軸部２０ａの上部側寄
りに溶接して固着することにより、略十字状とされる。
このストッパー２０は、横軸部２０ｂを把持して鋼管杭
１０内に挿入し、縦軸部２０ａを掛止ピン１８の係合孔
１８ａに挿通して係合すると、掛止ピン１８と横軸部２
０ｂとが一体的になり、掛止ピン１８の径方向の移動を
規制することができる。一方、再び横軸部２０ｂを把持
して鋼管杭１０から取り出すと、掛止ピン１８の係合孔
１８ａより縦軸部２０ａが抜き出されて、掛止ピン１８
を貫通孔１０ｄから取り外すことが可能になる。従っ
て、このストッパー２０も挿脱操作が容易である。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に記載の発明は、頭端部の貫通孔に掛止ピンを出し
入れし、かつ、移動規制手段を挿脱する作業によりキャ
ップと鋼管杭との連結およびその解除を行いながら複数
本の鋼管杭を継ぎ足して地盤に回転圧入するようになっ
ており、鋼管杭の外周部には摩擦抵抗となる突起物が存
在しないことから、頭端部に掛止駒を設ける従来の鋼管
杭に比して地中圧入時の摩擦抵抗が格段に低くなり、ス
ムーズな回転推進が行われて鋼管杭の直進性が保たれ、
複数本の鋼管杭を支障なく圧入できるうえ、埋設作業の
能率が向上する効果がある。また、請求項２に記載の発
明は、移動規制手段と掛止ピンとを頭端部または貫通孔
に挿脱するだけでキャップと鋼管杭とを連結できるの
で、摩擦抵抗となる掛止用の突起物を存在させない鋼管
杭の連結作業を簡単に行える利点がある。また、請求項
３に記載の発明は、移動規制手段が縦軸部に横軸部を固
着して略十字状としているので、構成が簡単であり、容
易に製作できるうえ取り扱い易いといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る建柱車に装備された
鋼管杭の回転圧入装置を示す全体構成図である。

【図２】同鋼管杭の回転圧入装置の主要部を示す展開斜
視図である。

【図３】キャップと鋼管杭の連結構造を一部断面で示す
側面図である。

【図４】掛止ピンと移動規制手段を装着した鋼管杭の頭
端部を示す断面図である。

【図５】移動規制手段の変形例を示す斜視図である。

【図６】従来の掛止駒を備えた鋼管杭の頭端部を示す斜
視図である。

【図７】同補強板を備えた鋼管杭の頭端部を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１０ 鋼管杭 １０ｃ 頭端部 １０ｄ 貫通孔 １３ キャップ １６ 掛止溝 １８ 掛止ピン １８ａ 係合部 １９ 移動規制手段

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼管杭に連結したキャップを回転させて
   前記鋼管杭を地中に埋設する鋼管杭の回転圧入装置にお
   いて、 前記キャップに掛止溝を形成するとともに、前記鋼管杭
   の頭端部にはその径方向に貫通する貫通孔を開設し、こ
   の貫通孔に挿通されて前記キャップの掛止溝が掛止され
   る掛止ピンと、前記鋼管杭の長さ方向に挿脱され、前記
   掛止ピンの略中心に設けた係合部に係合されたときに前
   記掛止ピンの径方向の移動を規制する移動規制手段と、
   を備えてなる鋼管杭の回転圧入装置。
2. 【請求項２】 前記係合部が掛止ピンの径方向に穿設さ
   れた係合孔であり、前記移動規制手段が、前記係合孔の
   内径より小径の縦軸部と、この縦軸部の上端に固着され
   前記鋼管杭の内径より小外径の円盤部と、この円盤部の
   上面に取り付けられた把手と、からなることを特徴とす
   る請求項１に記載の鋼管杭の回転圧入装置。
3. 【請求項３】 前記係合部が掛止ピンの径方向に穿設さ
   れた係合孔であり、前記移動規制手段が、前記係合孔の
   内径より小径の縦軸部に、前記鋼管杭の内径寸法より短
   い横軸部を固着して略十字状とされてなることを特徴と
   する請求項１に記載の鋼管杭の回転圧入装置。