JP3112643B2 - 軟弱地盤用の回転圧入杭 - Google Patents

軟弱地盤用の回転圧入杭

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JP3112643B2
JP3112643B2 JP08029881A JP2988196A JP3112643B2 JP 3112643 B2 JP3112643 B2 JP 3112643B2 JP 08029881 A JP08029881 A JP 08029881A JP 2988196 A JP2988196 A JP 2988196A JP 3112643 B2 JP3112643 B2 JP 3112643B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は砂質土等の軟弱地盤
において建築物の基礎を支持し、沈下を防止するための
回転圧入杭に関する。
【0002】
【従来の技術とその問題点】砂質土等の軟弱地盤に使用
する回転圧入杭は、杭を回転させながら地盤へ圧入し、
杭周囲の地盤と杭との間の摩擦抵抗により建築物の荷重
を受け、建築物の沈下を防止するものとしてある。
【0003】従来の軟弱地盤用の回転圧入杭には各種の
ものがあるが、一般的には所要の長さの鋼管よりなる杭
を使用しており、先端を閉じた鋼管よりなる杭を使用
し、この杭に地盤の硬さ(N値)に応じて単に鋼管より
なる複数本の杭を順次接続して圧入したり、鋼管よりな
る杭本体の外周に螺旋状の羽根を設けて杭に掛かる荷重
を分散するようにした杭を使用したりすることにより所
要の支持力が得られるようにしていた。
【0004】上述した従来の回転圧入杭のうち、前者の
鋼管よりなる杭を使用する場合には充分な支持力を得る
ために杭を地盤深くまで圧入しなければならないという
問題がある。
【0005】また、後者の螺旋状の羽根を設けた杭では
螺旋羽根を杭本体周囲に形成するのに手間が掛かってコ
スト高であり、しかも現場で羽根の角度や外径を設定す
ることができないという問題があった。
【0006】さらに、両者とも杭まわりの地盤の地下水
位が高い場合、すなわち杭まわりに地下水が流れるよう
な地盤である場合、杭を圧入した直後には杭の支持力が
充分得られたとしても、杭の周囲を流れる地下水が杭の
下端部(先端部)にも流れて杭下方の土を徐々にさら
い、時間の経過とともにさらわれた土の分杭が沈下する
という問題もある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した問題を解決する
ために本発明に係る軟弱地盤用の回転圧入杭は、回転
圧入装置の回転軸へ接続するための係合部を上端に備え
る鋼管よりなる杭本体の下端に、外周の適所に地盤掘削
用の爪を有する外向きフランジを設けるとともに、前記
杭本体の左右外側に、杭を回転させる方向へ向かって下
りの傾斜を付され、杭の回転方向先端縁に掘削用の刃を
備える沈下防止用の左右1対の羽根をそれぞれ段違いに
して複数対設けた構造のものとしてある
【0008】
【実施例】 以下、本発明に係る軟弱地盤用の回転圧入杭
の具体例を図1〜5に基づいて詳細に説明する。
【0009】図中の符号1は例えば外径が139.8〜
500mm、長さが2.5〜5.0m程度の鋼管よりな
る杭本体で、この杭本体1の上下端寄りの左右外側に、
それぞれ沈下防止用の羽根2aと2bおよび2cと2d
を対にして、左右を段違いにして設けてあり、羽根2a
と2bおよび2cと2d間は上下方向に例えば150〜
300mm程度ずらして設けてある。
【0010】羽根2a、2b、2c、2dは例えば厚さ
10〜19mm程度の鋼板よりなり、図4に示すよう
に、楕円の中央に外周と同心の楕円形孔あけたものを長
径方向に半截した形状に形成してあって、各羽根の内周
縁部3a、3b、3c、3dを杭本体1の外周に溶接し
てある。
【0011】羽根2a、2b、2c、2dは、杭を回転
圧入する際の杭の回転方向へ向かって下りの傾斜を付し
て設けてあって、羽根自体は半楕円状に形成してある
が、図3に示すように杭の平面図においては沈下防止板
はその傾斜によって、杭本体1と同心の半円形状を呈
し、外径は圧入する地盤の硬さ(N値)に応じて例えば
200〜400mm程度となるようにしてある。
【0012】羽根2a、2b、2c、2dの取り付け角
度は水平面に対して30°以下となるように設定するの
が好適で、その取付角度はN値によって決める。例え
ば、N値が小であれば取付角度を小にして羽根による摩
擦抵抗を大ならしめる。一方、N値が大であれば取付角
度を大にして支持杭の回転圧入を容易ならしめる。
【0013】また、羽根2a、2b、2c、2dにおけ
る杭の回転圧入方向先端縁、すなわち各沈下防止板の下
端縁には、それぞれ地盤掘削用の刃4a、4b、4c、
4dを設けてあって、杭を回転圧入する際、これらの刃
がアスファルトやコンクリートがら等の地盤中の障碍物
を押し除けながら羽根を地盤へ食い込ませるようにして
ある。
【0014】杭本体1の上端外周には回転圧入装置との
係合部たるピース5、5を設けてあり、杭を回転圧入す
る際には回転圧入装置の回転軸をこのピースに係合さ
せ、支持杭を回転させるようにしてある。
【0015】しかして本発明の杭においては、杭本体1
の下端に外向きフランジ6を設けてあって、この外向き
フランジは図5に示すように中央に杭本体の外径と同じ
径の孔6aをあけた外径が150〜300mm程度、厚
さが16〜22mm程度の鋼板よりなる円盤12を杭本
体1の下端外周に水平に溶接したものとしてあり、外向
きフランジの外径は上述した羽根の外径よりも小なるも
のとする。
【0016】外向きフランジ6の外周には下端に刃13
a、13aを形成した爪13、13を溶接してあり、杭
を回転圧入する際にこれらの爪で地盤を掘削するように
なっている。なお、添付図面では爪を2個取り付けてあ
るが、地質や地盤中に含まれるアスファルトやコンクリ
ートがら等の障碍物の割合に応じて適宜数を増やすよう
にする。
【0017】次に本発明に係る回転圧入杭の使用方法を
図6に基づいて説明する。まず、杭本体1の上端に回転
圧入装置の回転軸を取り付ける。この回転圧入装置は、
例えば建柱車のアーム7の先端に取り付けられた減速モ
ータ8で構成し、減速モータ8の回転軸9に設けた爪1
0、10を杭上端のピース5、5に係合させて回転させ
ながら降下させられて杭に荷重を掛けることにより杭を
地盤11へ鉛直に回転圧入する。
【0018】杭が回転圧入されると外向きフランジ6外
周の爪13、13が地盤に切り込み、同フランジ下部の
土は杭本体1内とフランジまわりに押し出され、続いて
杭本体外周の各羽根の先端縁に設けられた刃4a、4
b、4c、4dも地盤に切り込んで杭が圧入される。
【0019】地盤の硬さや杭の支持力をより大にしたい
場合には、図7に示すように本発明に係る杭を複数本接
続して使用する場合もあるし、外向きフランジや羽根を
有しない他の回転圧入杭を接続して使用する場合もあ
る。
【0020】このように杭を接続して使用する場合に
は、図8に示すように鍔部14を有する鋼管や実体もの
の棒材よりなるジョイント15を下方の杭16の上部開
口端と上方の杭17の下部開口端に挿入し、ジョイント
と上下の杭との間を溶接して接続する。
【0021】本発明に係る回転圧入杭をN値が4の砂質
土に圧入してJSF規格T21−7に準ずる載荷試験を
行ったところ表1に示す結果が得られた。本試験に使用
した杭の杭本体はいずれも長さが3m、外径が114.
3mm、肉厚が4.5mmであり、対になる左右の羽根
の間隔を各150mm、上位の羽根の対と下位の羽根の
対との間隔を1500mm、最も下位の羽根と外向きフ
ランジとの間隔を100mm、各羽根の取付角度を30
°とした。
【0022】従来例の杭には杭の先端(下端)を閉じて
先端が開口する単なる鋼管よりも支持力を大にしたもの
を使用してあり、杭の寸法は本発明に係る杭の杭本体と
同じものとしてある。
【0023】
【表1】 表1に示した試験結果から外向きフランジおよび沈下防
止用の羽根を設けた本発明に係る杭A、BおよびCはい
ずれも従来の鋼管杭Dに比して長期許容支持力が格段に
大であり、しかも外向きフランジおよび羽根の外径が大
であるほどその支持力が大となることがわかる。
【0024】なお、上述した実施例では杭本体1の外周
に螺旋状の羽根2a・・・2dを設けてあるが、羽根の
数を減らすこともある
【0025】
【発明の作用、効果】本発明に係る支持杭は上述した構
成のものとしてあるので、次の作用、効果を奏し得る。
杭本体の下端に外向きフランジを設けてあって杭先端の
有効平面積が格段に大となるので、杭の鉛直支持力が向
上し、砂質土等の軟弱な地盤であっても充分な支持力を
得ることができる。
【0026】また、本発明の杭を地下水位の高い地盤に
回転圧入した場合には、杭のまわりに地下水が流れても
杭本体の下端に外向きフランジを設けてあるので、地下
水が杭の先端に集中して流れるようなことがなく、従来
の回転圧入杭のように地下水によって杭先端の土がさら
われて杭が沈下するようなおそれが殆どない。
【0027】さらに、杭の回転方向へ向かって下りの傾
斜を付した羽根を設けることにより、杭に掛かる建築物
の荷重は各羽根によっても分散され、杭の支持力をより
大なるものとすることができる。
【0028】また、本発明に係る杭は外向きフランジや
羽根用の鋼板を杭本体に溶接するだけで事が足りる簡単
な構造なので、低コストに製造でき、さらには現場での
溶接も可能であるから、現場で地盤にあわせて羽根の取
付角度を容易に設定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る支持杭の正面図。
【図2】同上の側面図。
【図3】同上の平面図。
【図4】羽根の平面図。
【図5】外向きフランジの平面図。
【図6】本発明に係る支持杭の使用状態を示す断面図。
【図7】本発明に係る回転圧入杭を接続して使用する場
合の一例を示す断面図。
【図8】杭の接続部を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
1 杭本体 2a、2b、2c、2d 羽根 3a、3b、3c、3d 内周縁 4a、4b、4c、4d 刃 5 ピース 6 外向きフランジ 7 アーム 8 減速モータ 9 回転軸 10 回転軸の爪 11 地盤 12 外向きフランジ用の円盤 13 外向きフランジの爪 13a 刃 14 ジョイントの鍔部 15 ジョイント 16 下方の杭 17 上方の杭

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転圧入装置の回転軸へ接続するための係
    合部を上端に備える鋼管よりなる杭本体の下端に、外周
    の適所に地盤掘削用の爪を有する外向きフランジを設け
    るとともに、前記杭本体の左右外側に、杭を回転させる
    方向へ向かって下りの傾斜を付され、杭の回転方向先端
    縁に掘削用の刃を備える沈下防止用の左右1対の羽根を
    それぞれ段違いにして複数対設けてなる軟弱地盤用の回
    転圧入杭。
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JP2023023295A (ja) * 2021-08-05 2023-02-16 Jfeスチール株式会社 回転貫入鋼管杭、該回転貫入鋼管杭の施工方法

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