JP3123472B2 - ねじ込み式鋼管杭 - 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、ねじ込み式鋼管杭
に係り、さらに詳しくは、少なくとも鋼管の先端部の近
傍の外周面に鋼製翼を取付けたねじ込み式鋼管杭に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼管の先端部や側面に螺旋翼などを取付
けた鋼管杭に、地上に設置した駆動装置により回転力を
与えることにより、ねじの作用で地中に埋設するように
したねじ込み式鋼管杭は従来から多数提案されており、
その一部は小径の杭を対象としたものではあるが実用化
されている。以下、従来のこの種ねじ込み式鋼管杭の一
例について説明する。

【０００３】特公平２−６２６４８号公報に記載された
鋼管杭の埋設工法は、鋼管製の杭本体の下端に底板を固
設し、該底板に掘削刃を設けると共に、杭本体の下端部
外周面に杭本体の外径のほぼ２倍強の外径を有する翼幅
の大きな杭ネジ込み用の螺旋翼を、ほぼ一巻きにわたり
突設した鋼管杭を、軟弱地盤にネジ込むように回転させ
ながら地中に押圧し、下端の掘削刃によって杭本体先端
の土砂を掘削軟化させて、杭側面の未掘削土砂中に螺旋
翼を食い込ませて、土の耐力を反力として杭体を回転推
進しつつ、掘削軟化した土砂を杭側面に押出し圧縮し、
無排土で地中に杭体をネジ込んでゆくようにしたもので
ある（従来技術１）。

【０００４】特開平７−２９２６６６号公報に記載され
た鋼管杭は、一枚の長さが半巻きで、外径が杭本体の
１．５〜３倍程度である一対のラセン翼を、鋼管杭の下
端部外周面の同じ高さ位置でラセン方向を同じにして互
いに相対的に複数枚不連続に固定したものである（従来
技術２）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術１に
は、次のような問題がある。 （１）製作上の問題点 （ａ）平板を曲げ加工して螺旋翼を製作するために多く
の手間と費用がかかる。螺旋翼を製作するためには、ド
ーナツ状平板の１か所を切断してこれを螺旋状に曲げ加
工するのであるが、全面を均一の角度に折曲げるのは容
易ではない。特に鋼管の外径が５００ｍｍ程度に大きく
なると、螺旋翼は４０ｍｍ程度の厚さが必要になり、加
工設備も大型になる。

【０００６】（ｂ）螺旋翼に鋼管を挿入する作業に手間
がかかる。ドーナツ状平板を曲げ加工して螺旋翼を製作
する際に、その内径に寸法誤差が発生して鋼管の外径よ
り小さい直径になる部分が生じ易いため、鋼管を挿入で
きなくなる場合がある。また、鋼管杭として一般に使用
されているスパイラル製鋼管やＵＯＥ製鋼管などの溶接
鋼管は、継ぎ目の溶接ビードが盛上っているため、さら
に挿入しにくい。

【０００７】（ｃ）螺旋翼と鋼管の溶接作業に多大の手
間と費用を要する。鋼管は製造する際に完全な円になら
ず若干楕円になると共に、前述の螺旋翼の内径の寸法誤
差のために、螺旋翼の内縁部と鋼管の外周が均一に接触
せず部分的に隙間が生じるため、溶接作業に時間を要す
ると共に、溶接欠陥が発生し易い。

【０００８】（２）ねじ込み施工上の問題点 （ａ）鋼管杭を大きな玉石を含む地盤にねじ込み埋設す
る場合、螺旋翼がほぼ一巻であるために螺旋翼の終始点
部の間に玉石が詰まってしまい、以後のねじ込みによる
貫入ができなくなる。螺旋の傾斜を非常に大きくして終
始点部の隙間幅を大きくすることも考えられるが、傾斜
が大きすぎると貫入抵抗が大きくなるため、施工機械が
大型化して不経済な工法になる。

【０００９】（ｂ）鋼管杭の先端部が軟弱な地層から急
激に固い地層に入る場合、螺旋翼がほぼ一巻であるため
に、鋼管杭を下方に押し込む推進力が不足して貫入不能
になる場合がある。螺旋は長いほど推進力が大きくな
る。 （ｃ）鋼管杭の下端部を底板を用いて完全に閉塞してい
るために、非常に固い地盤に突き当った場合、空回りし
て以後の貫入が不能になる。

【００１０】（３）力学上の問題点 上載構造物の完成後、鋼管杭に鉛直力が作用したとき、
螺旋翼にはその下側の地盤から上方向の反力を受け、螺
旋翼に大きな曲げモーメントが発生する。この曲げモー
メントが鋼管に伝達されて螺旋翼取付部周辺の鋼管に曲
げ応力を発生させる。鋼管の外径がこれまで施工実績の
多い２００ｍｍ程度と小さい場合はこの曲げ応力はさほ
ど大きくないが、鋼管の外径が５００ｍｍ程度と大きく
なると大きな問題になる。外径５００ｍｍの一般の鋼管
杭の肉厚は通常１０ｍｍ前後であるが、発明者らが行っ
たＦＥＭ解析によると、螺旋翼取付部近傍では２０ｍｍ
程度の肉厚が必要であり、鋼管杭の全長をこのように厚
くすることは大変不経済である。

【００１１】（４）支持力上の問題点 地盤が軟弱であれば、鋼管杭の１回転当りの貫入量はほ
ぼ螺旋翼の寸法形状から決るピッチになるが、一般の地
盤、特に支持層においては、実際には１回転当りの貫入
量は螺旋翼のピッチよりも小さくならざるを得ない。こ
のとき、螺旋翼は地盤に食い込んでいくというよりも螺
旋翼の下端部で地盤を削り取っていくという表現に近い
現象になる。このため、螺旋翼周辺の地盤をかき乱し、
地盤によって程度は異なるが、鉛直支持力が減少する。

【００１２】また、従来技術２は、上述の従来技術１の
（１）−（ａ）、（１）−（ｃ）、（２）−（ａ）、
（２）−（ｂ）、（３）、（４）と同様の問題を有する
が、特に、（２）−（ｂ）が大きな問題である。すなわ
ち、従来技術２は鋼管を１周する螺旋翼とは異なり、地
盤を削り取る能力は大きくなる一方、一枚の翼の長さが
鋼管の半周と短く土砂が動きやすいため、鋼管杭を下方
に押込む推進力が不足しがちで空回りを生じ易い。

【００１３】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されもので、鋼製翼の制作が容易で費用が安価であり、
鋼製翼を鋼管に取付ける手間と費用を低減することがで
きること。さまざまな地盤土質にスムーズに施工でき、
その上鉛直支持力が大きいこと。及び鋼製翼から鋼管に
伝達する曲げモーメントに対処できるばかりでなく、経
済的にも対応することのできるねじ込み式鋼管杭を得る
ことを目的としたものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、鋼管に取付け
た翼を利用してねじ込みにより地盤中に埋設するねじ込
み式鋼管杭において、次の通り構成したものである。 （１）鋼管に取付けた翼を、外径が前記鋼管の外径の
１．５〜２．５倍で内径が鋼管の内径とほぼ等しいドー
ナツ状の鋼板を複数に分割した平板状の鋼製板を、前記
鋼管の先端部近傍の外周面にほぼ同じ角度で相互に連な
るように取付けてほぼ螺旋状に形成し、かつ、前記鋼製
板の内角の和を３１５°〜５４０°の範囲とした鋼製翼
によって構成したものである。

【００１５】（２）上記（１）のねじ込み式鋼管杭にお
いて、鋼製翼の上方において鋼管の外周面に、前記鋼製
翼に準じた構造でその外径が該鋼製翼とほぼ等しいか又
はこれより大きく該鋼製翼と同方向に取付けた第２の鋼
製翼を設けたものである。

【００１６】（３）上記（１）又は（２）のねじ込み式
き鋼管杭において、鋼製翼又は鋼製翼と第２の鋼製翼を
取付ける部分を、その上部の鋼管の肉厚より厚い肉厚の
増強鋼管又は前記鋼管より材料強度の高い増強鋼管で構
成したものである。

【００１７】（４）上記（１）〜（３）の何れかのねじ
込み式鋼管杭において、鋼管杭を構成する鋼管若しくは
増強鋼管の先端部又はその近傍の内側に、前記鋼管若し
くは増強鋼管の外径又は内径とほぼ等しい外径の円板状
又はドーナツ状の鋼製底板を取付けたものである。

【００１８】（５）上記（１）〜（４）の何れかのねじ
込み式鋼管杭において、鋼管杭打設の打止め直前又は打
止め後に、前記鋼管杭の先端部又はその近傍から地盤中
に固化材を注入して前記鋼管杭と一体に構成したもので
ある。

【００１９】

【発明の実施の形態】

実施形態１ 図１は本発明に係るねじ込み式鋼管杭の実施形態１の斜
視図、図２はそのＡ−Ａ断面図である。図において、１
はねじ込み式鋼管杭（以下単に鋼管杭という）、２はこ
の鋼管杭１を構成する鋼管である。１０は鋼管２の先端
部の近傍、すなわち、鋼管２の先端部の外周面又は先端
よりやや上方において鋼管２の外周面に取付けられた鋼
製翼である。

【００２０】鋼製翼１０は、図３に示すように、その外
径Ｄ₁ が鋼管２の外径ｄより大きく（例えばＤ₁ ＝２
ｄ）、内径Ｄ₂ が鋼管２の外径ｄとほぼ等しいドーナツ
状の鋼板を２等分した平板からなる鋼製板１０ａ，１０
ｂを、鋼管２の先端部（下端部）の外周面、又は先端部
よりやや上方の外周面に、ほぼ同じ角度で相互に連なる
ようにほぼ螺旋状に溶接により接合したものである。鋼
製翼１０の大きさは、鋼管杭１を埋設する地盤の状態、
鋼管２の外径ｄ、鋼製板１０ａ，１０ｂの数などによっ
て異なるが、一般に鋼管２の外径ｄの１．５〜２．５倍
適度が望ましく、また、鋼製板１０ａ，１０ｂの内角の
和はほぼ３６０°となっている。

【００２１】この場合、鋼製翼１０は鋼管２の先端部か
ら離れるほど、鋼管杭１の先端部下方の地盤の乱れが少
なくなるため地盤支持力が大きくなるが、先端部下方の
地盤の側方誘導機能が働らかなくなるため、貫入力が低
下し、地盤支持力も低下する。発明者らが種々検討した
結果によれば鋼製翼１０は、鋼管２の下端部から鋼管２
の外径ｄに相当する高さ（０〜１．０ｄ）までの領域内
に設けることが望ましい。

【００２２】また、鋼製翼１０の傾斜角度（ピッチ）、
換言すれば鋼製板１０ａの鋼管２への取付部の最下位か
ら、鋼製板１０ｂの鋼管２への取付部の最上位までの高
さｈは、鋼管杭１を埋設する地盤の状態、鋼管２の外径
ｄ、鋼製板１０ａ，１０ｂの数などによって異なるが、
一般に、ｈ＝０．１〜０．５ｄ（但し、ｄは鋼管２の外
径）程度であればよい。

【００２３】図４は本実施形態の他の例を示すもので、
本例においては、図１の鋼管２の鋼管翼１０の上方に、
鋼製翼１０を構成する鋼製板１０ａ，１０ｂと同じ構造
の鋼製板２０ａ，２０ｂからなる第２の鋼製翼（以下上
段翼という）２０を設けたものである。この場合、鋼製
翼１０と上段翼２０との間隔Ｈは、埋設する地盤の状
態、鋼管２の外径ｄ、鋼製板１０ａ，１０ｂ、２０ａ，
２０ｂの数などによって異なるが、一般にＨ＝１．０〜
５．０ｄ（但し、ｄは鋼管２の外径）程度が望ましく、
地盤条件によっては、鋼管杭１の長手方向の中間部近傍
に設けてもよい。

【００２４】上記のように構成した鋼管杭１は、図１９
に示すように、施工装置であるベースマシン３０に搭載
したオーガー３１に取付けられ、オーガー３１により回
転されて鋼製翼１０のねじ作用により地盤中にねじ込ま
れ、埋設される。

【００２５】本実施形態に係る鋼管杭１は、鋼製翼１０
（及び上段翼２０）が鋼管２の外周面から大きく突出し
ているため、地中へのねじ込み施工時においては、鋼製
翼１０（及び上段翼２０）は地盤へ食い込んで鋼管杭１
をねじ込む機能と、鋼管杭１の下方の土砂を鋼管２の側
方へ誘導し、かつこれを圧縮する機能を有する。また、
施工後において、上載構造物等による鉛直荷重を支持す
る杭として機能するときは、鋼製翼１０の鋼管２の外周
から突出した部分の全面積が支持体として機能し、さら
に、鋼管２の外周面から突出した上段翼２０も多少なが
ら地盤支持力を得ることができる。

【００２６】実施形態２ 図５は本発明の実施形態２の斜視図、図６はその縦断面
図である。なお、実施形態１と同じ部分にはこれと同じ
部号を付し、説明を省略する。本実施形態は鋼管杭１を
構成する鋼管２の先端部に、鋼管２の肉厚より厚い鋼管
からなる増強鋼管５を溶接により接合し、この補強鋼管
５の外周面に鋼製板２１０ａ，１０ｂからなる鋼製翼１
０を取付けたものである。この場合、鋼管２に増強鋼管
５を接合したのち鋼製翼１０を取付けてもよく、あるい
は、鋼製翼１０を取付けた増強鋼管５を鋼管２に接合し
てもよい。

【００２７】図７は本実施形態の他の例を示すもので、
鋼管２の先端部に長い増強鋼管５を接合し、この増強鋼
管５に鋼製翼１０と上段翼２０を取付けたものである。
なお、本実施形態においては、肉厚の厚い増強鋼管５に
代えて、鋼管２よりも強度の高い増強鋼管を用いてもよ
い。上記のように構成した本実施形態に係る鋼管杭は、
実施形態１の場合と同様にして地盤中に埋設される。

【００２８】ところで、鋼製翼１０によって大きな地盤
反力を受けるためには、鋼製翼１０は高い剛性が要求さ
れる。例えば、鋼管２の外径が５００ｍｍ、鋼製翼１０
の外径が１０００ｍｍの場合、鋼製翼１０には、地盤反
力により大きな曲げモーメントが発生するため、設計
上、厚さ４０ｍｍ程度の鋼板を用いることが要求され、
この曲げモーメントは鋼管２に伝達されて図８に示すよ
うに大きな曲げ応力が生ずることになる。

【００２９】本実施形態においては、鋼管杭１の曲げ応
力の影響がある部分について、鋼管２の肉厚より厚い肉
厚の増強鋼管５又は鋼管２より強度の高い増強鋼管を使
用することにより、曲げ応力の影響がある部分に関して
発生応力を許容応力内に収めることができるので、鋼管
２には大きな曲げ応力は生じない。

【００３０】増強鋼管５の板厚及びその高さＨ₁ は、想
定される地盤反力を考慮して、数値解析により決定する
ことになる。例えば、鋼管２の直径が５００ｍｍ、鋼製
翼１０の直径が１０００ｍｍで、５００ｔの鉛直荷重が
作用した場合、通常の鋼管では、軸力のみが作用する部
分では１４ｍｍの肉厚で降伏応力（２４００ｋｇｆ／ｃ
ｍ² ）内に収まるところを、軸力と曲げモーメントの両
者が作用する部分の応力を許容応力内に収めるために
は、２０ｍｍ程度の肉厚の鋼管を必要とする。このた
め、鋼管２の肉厚を厚くして鋼製翼１０を直接鋼管２に
取付ける方法では、不経済となってしまう。

【００３１】そこで、曲げモーメントが作用する部分に
鋼管２より肉厚の厚い増強度鋼管５又は鋼管２より強度
の高い増強鋼管を用いれば、鋼管２の肉厚を厚くする必
要がないので経済的であり、その上曲げモーメントにも
十分対応できることになる。また、増強鋼管５は鋼管２
に溶接により接合するだけなので、作用荷重に対応して
各種サイズのものを用いることができる。

【００３２】実施形態３ 上記の各実施形態では、円形鋼板を複数等分して内角の
和が３６０°の鋼製板１０ａ，１０ｂにより鋼製翼１０
を構成した場合を示したが、本実施形態においては、鋼
製板１０ａ，１０ｂの内角の和を３６０°より小さく、
又は３６０°より大きく形成したものである。図９は鋼
製板１０ａ，１０ｂの内角の和を３６０°より小さくし
たもので、鋼製板１０ａと１０ｂとの間には、図１１に
示すようにすき間１１が生じる。また、図１０は鋼製板
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの内角の和を３６０°
より大きくしたもので、鋼製板１０ａと１０ｄとの間に
は、図１２に示すように重なり１２が生じる。なお、上
記の構成は、上段翼２０においても同様である。

【００３３】発明者らが行った現場試験や数値解析など
による検討結果によれば、各鋼製板１０ａ，１０ｂ，…
の内角の和を３１５°以上とすることにより、施工に際
して玉石による鋼製翼１０の終始端間の詰りを防止でき
ると共に、一巻の鋼製翼（鋼製板の内角の和が３６０
°）とほぼ同程度の推進力を得ることができ、また、内
角の和を５４０°以下にすることにより、軟弱地盤から
固い地盤に移る境界においても十分な推進力が得られる
ことがわかった。このようなことから、鋼製翼１０を構
成する鋼製板１０ａ，１０ｂ，…の内角の和は、３１５
°〜５４０°の範囲内とするのがよい。なお、上段翼２
０も同様の構成とすることができる。

【００３４】この場合、鋼製翼１０を構成する鋼製板１
０ａ，１０ｂ，…の内角をすべて等しくする必要はな
く、若干異ってもよい。また、すき間１１又は重なり１
２は１か所に集中する必要はなく、隣接する鋼製板１０
ａ，１０ｂ，…の間に適宜設けてもよい。

【００３５】実施形態４ 本実施形態は、鋼管杭１の下端部又はその近傍に、円板
状又はドーナツ状の鋼製底板６又は７を取付けたもので
ある。すなわち、図１３（ａ）は鋼管２の先端部に円板
状の鋼製底板６を溶接により接合したものであり、図１
３（ｂ）は鋼管２の先端部にドーナツ状の鋼製底板７を
溶接により接合したものである。また、図１３（ｃ）は
鋼管２の先端部近傍の内側に円板状の鋼製底板６を溶接
により接合し、図１３（ｄ）は同様にしてドーナツ状の
鋼製底板７を接合したものである。なお、この場合鋼製
翼１０に対応した位置に鋼製底板６又は７を接合すれ
ば、鋼製翼１０の取付部の補強効果も得られる。

【００３６】上記のように構成した本実施形態に係る鋼
管杭１は、先端開口部の全部又は一部が鋼製底板６，７
で閉塞され、鋼製翼１０は鋼管２の外周面から大きく突
出しているため、地中へのねじ込み施工時においては、
鋼製翼１０は、その下方の地盤へ食い込んで鋼管杭１を
ねじ込む機能と、鋼管杭１の下方の土砂を鋼管２の側方
へ誘導し、かつこれを圧縮する機能とを有する。

【００３７】また、施工後において、上載構造物等によ
る鉛直荷重を支持する杭として機能するときは、鋼管２
の下端開口部の全部又は一部を閉塞する鋼製底板６，７
と、鋼製翼１０の鋼管２の外周から突出した部分とを合
わせた全面積が支持体として機能し、さらに、上段翼２
０を設けた場合は、これにより多少の地盤支持力を得る
ことができる。

【００３８】このように、鋼製翼１０は、鋼管２の外周
に突出して地盤へ食い込む機能と、支持体としての機能
との両機能を備えている。先端部を閉塞した鋼管杭の地
盤支持力は、閉塞面積に比例することが知られており、
例えば、鋼管２の下端開口部を全部閉塞した場合は、鋼
製翼１０の外径を鋼管２の外径の２倍にすると、鋼製翼
の面積は、これがない場合の４倍の面積となり、非常に
大きな地盤支持力が得られる。なお、本実施形態におい
ては、円板状の鋼製底板６を取付けた鋼管杭１は、地盤
が比較的柔らかい場所に用いるとよく、ドーナツ状の鋼
製底板７を取付けた鋼管杭は、非常に固い地盤に用いれ
ば、ねじ込み埋設中に土砂を鋼管２内に取込むので貫入
し易い。

【００３９】上記の各実施形態では、図１０の場合を除
き、鋼製翼１０及び上段翼２０をそれぞれ２枚の鋼製板
１０ａ，１０ｂ、２０ａ，２０ｂで構成した場合を示し
たが、鋼製翼１０及び上段翼２０を構成する鋼製板は２
枚以上であればよく、好ましくは２枚〜４枚程度がよ
い。

【００４０】また、鋼製翼１０と上段翼２０は、何れも
その外径が等しい場合を示したが、両者を異なる外径で
構成してもよい。その場合は、上段翼２０の外径を下段
翼１０の外径より大きくすることが望ましく、このよう
に構成することにより、鋼管杭１の施工に際して鋼製翼
１０でかき乱した地盤の外側に上段翼２０が食い込んで
回転するため、下方への押込み力が増えて貫入ピッチ２
０が食い込んで回転するため、下方への押込み力が増え
て貫入ピッチを増加することができる。

【００４１】実施形態５ 図１４は本実施形態の説明図である。本実施形態は、鋼
管杭１を地盤中に打設するにあたり、打止め直前又は打
止め後に鋼管杭１内に固化材注入管１３を挿入し、鋼管
杭２の先端部又は鋼製翼１０の近傍から、地盤内の鋼管
２（又は補強鋼管５）の下部及び鋼製翼１０の周囲に、
例えば、セメントミルク、セメントモルタル、液状樹脂
の如き固化材１４を注入し、鋼管杭１と一体化したもの
である。これにより、鋼管杭１の埋設時に鋼製翼１０に
よってかき乱された地盤が強化され、大きな支持力を得
ることができる。

【００４２】

【実施例】次に、実施形態２の図７に示す鋼管杭１を例
にとり、図１５により本発明の実施例を説明する。鋼管
杭１を構成する鋼管２は、長さ２５ｍ、外径５００ｍ
ｍ、肉厚９ｍｍで、材質は４０キロ鋼である。また、増
強鋼管５は、長さ１２００ｍｍ、外径５００ｍｍ、肉厚
２０ｍｍで、材質は５０キロ鋼であった。鋼製翼１０の
外径は８００ｍｍ、肉厚は４０ｍｍであり、上段翼２０
の外径は１０００ｍｍ、肉厚は４０ｍｍで、それぞれ２
枚の鋼製板１０ａ，１０ｂ、２０ａ，２０ｂによって構
成され、その内角の和を３１５°とした。なお、鋼製翼
１０と上段翼２０との間隔は７５０ｍｍであった。

【００４３】また、試験場所の地盤は、地表から深さ２
３ｍまでは最大２０ｃｍの玉石を所々に含む平均Ｎ値５
の粘性土層、２３ｍ以深はＮ値５０以上の砂礫層であっ
た。そして、図１９に示すベースマシン３０に搭載した
オーガー３１により鋼管杭１の杭頭に回転力を伝達して
施工したところ、鋼管杭１をスムーズにかつ短時間で地
盤中に埋設することができた。なお、実施形態４で説明
したように、鋼管杭１の先端部又はその近傍に鋼製底板
６又は７を取付けた場合でも、土砂を全く地表に排出す
ることなく埋設することができた。

【００４４】本実施例においては、鋼製翼１０及び上段
翼２０を構成する鋼製板１０ａ，１０ｂ、２０ａ，２０
ｂの内角の和を３１５°としたので、鋼製翼１０及び上
段翼２０の終始端部の間に玉石が詰まるのを防止するこ
とができた。また、試験場所は、前述のように急激に固
い支持層となかるが、２段翼にして推進力を増加したの
で、支障なく貫入することができた。

【００４５】実施形態６ ところで、鋼管２の外径が大きくなると、前述のように
鋼製翼１０の外径も大きくなり、これに伴って鋼製翼１
０を構成する鋼製板１０ａ，１０ｂの厚さも厚くなる。
この結果、例えば、図１９に示すようなベースマシン３
０で鋼管杭１を地中にねじ込む際に、鋼製翼１０の回転
方向側の端部に地盤による大きな抵抗が加わり、トルク
が弱いと回転不能になって地中に貫入できないことがあ
る。このため、ベースマシン３０を大型化しなければな
らないという問題が生じる。本実施形態は、このような
問題を解決するために、図１６に示すように、鋼製翼１
０の鋼製板１０ａのくい込み部（回転方向側の端部）を
鋭角に切除して傾斜面１５を設け、これにより端部に加
わる地盤の抵抗を軽減し、地中に貫入し易くしてトルク
の低減をはかったものである。また、図１７の例では、
鋼製板１０ａのくい込み部に、鋼製翼１０の掘削を補助
するための掘削刃１６を取付けたものである。

【００４６】実施形態７ 図１８は、本発明の実施形態７を示すもので、鋼管杭１
を地中にねじ込んで埋設する際、鋼製翼１０の鋼製板１
０ａの端部が変形するのを防止するため、鋼製板１０ａ
のくい込み部に、補強部材１７を取付けたものである。
実施形態６及び７は上段翼２０の鋼製板２０ａに実施し
てもよい。

【００４７】

【発明の効果】

（１）本発明に係るねじ込み式鋼管杭は、地盤中にねじ
込むための翼を、外径が鋼管の外径の１．５〜２．５倍
で内径が鋼管の内径とほぼ等しいドーナツ状の鋼板を複
数に分割した平板状の鋼製板を鋼管の先端部近傍の外周
面にほぼ同じ角度で相互に連なるように取付けてほぼ螺
旋状に形成し、かつ、鋼製板の内角の和を３１５℃〜５
４０℃の範囲とした鋼製翼によって構成したので、次の
ような効果を得ることができる。

【００４８】（ａ）平板の鋼製板によりほぼ螺旋状の鋼
製翼を構成したので、鋼製翼の制作が容易かつ安価であ
り、また、鋼管に取付ける手間と費用を低減することが
できる。 （ｂ）鋼管翼の外径を鋼管の外径の１．５〜２．５倍と
したので、施工に際して地盤中にスムーズにねじ込むこ
とができ、かつ、大きな支持力を得ることができる。

【００４９】（ｃ）鋼製翼を構成する複数の鋼製板の内
角の和を３１５°以上とすることにより鋼製翼の終始端
部間に玉石が詰まることを防止でき、しかもほぼ一巻の
螺旋翼を有する鋼管杭と同程度の推進力を得ることがで
きる。また、鋼製板の内角の和を５４０℃以下にするこ
とにより、軟弱地盤から固い地盤に移る境界でも十分な
推進力を得ることができる。このように、地盤土質に応
じて鋼製翼の全体長さを変えることができるので、鋼管
杭を各種の地盤土質に対してスムーズに埋設することが
できる。

【００５０】（２）上記（１）のねじ込み鋼管杭におい
て、鋼製翼の上方の鋼管の外周面に、鋼製翼に準じた構
造でその外径が鋼製翼とほぼ等しいか又はこれより大き
く、鋼製翼と同方向に取付けた第２の鋼製翼を設けて２
段翼としたので、前記（ａ）〜（ｃ）の効果に加えて、
より大きな推進力と鉛直支持力を得ることができる。

【００５１】（３）上記（１）又は（２）のねじ込み式
鋼管杭において、鋼製翼又は鋼製翼と第２の鋼製翼を取
付ける部分を、その上部の鋼管の肉厚より厚い肉厚の増
強鋼管又は鋼管より材料強度の高い増強鋼管で構成した
ので、鋼製翼から大きな曲げモーメントが伝達されても
増強鋼管の応力度を許容値以内に抑えることができる。

【００５２】（４）上記（１），（２）又は（３）のね
じ込み式鋼管杭において、鋼管杭を構成する鋼管若しく
は増強鋼管の先端部又はその近傍の内側に、鋼管若しく
は増強鋼管の外径又は内径とほぼ等しい外径の円板状又
はドーナツ状の鋼製底板を取付けたので、より大きな支
持力を得ることができる。

【００５３】（５）上記（１），（２），（３）又は
（４）のねじ込み式鋼管杭において、鋼管杭打設の打止
め直前又は打止め後に、鋼管杭の先端部又はその近傍か
ら地盤中に固化材を注入し、鋼管杭と一体化するように
したので、より大きな支持力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の斜視図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１の鋼製板の説明図である。

【図４】実施形態１の他の例の斜視図である。

【図５】本発明の実施形態２の斜視図である。

【図６】図５の縦断面図である。

【図７】実施形態２の他の例の斜視図である。

【図８】鋼管杭の先端部からの距離と鋼製翼に発生した
曲げモーメントによって鋼管に生じる曲げ応力との関係
を示す線図である。

【図９】本発明の実施形態３の斜視図である。

【図１０】実施形態３の他の例の斜視図である。

【図１１】図９の下面図である。

【図１２】図１０の下面図である。

【図１３】本発明の実施形態４の諸例を示す模式図であ
る。

【図１４】本発明の実施形態５の説明図である。

【図１５】本発明の実施例の説明図である。

【図１６】本発明の実施形態６の斜視図である。

【図１７】本発明の実施形態６の他の例の斜視図であ
る。

【図１８】本発明の実施形態７の斜視図である。

【図１９】本発明のねじ込み式鋼管杭の施工例を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１ ねじ込み式鋼管杭（鋼管杭） ２ 鋼管 ５ 増強鋼管 ６ 円板状の鋼製底板 ７ ドーナツ状の鋼製底板 １０ 鋼製翼 １０ａ〜１０ｄ 鋼製板 １４ 固化材 ２０ 第２の鋼製翼（上段翼） ２０ａ，２０ｂ 鋼製板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 正宏 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−134904（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−209690（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−280403（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 5/54 - 5/56

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼管に取付けた翼を利用してねじ込みに
   より地盤中に埋設するねじ込み式鋼管杭において、 前記翼を、外径が前記鋼管の外径の１．５〜２．５倍で
   内径が鋼管の内径とほぼ等しいドーナツ状の鋼板を複数
   に分割した平板状の鋼製板を、前記鋼管の先端部近傍の
   外周面にほぼ同じ角度で相互に連なるように取付けてほ
   ぼ螺旋状に形成し、かつ、前記鋼製板の内角の和を３１
   ５°〜５４０°の範囲とした鋼製翼によって構成したこ
   とを特徴とするねじ込み式鋼管杭。
2. 【請求項２】 鋼製翼の上方において鋼管の外周面に、
   前記鋼製翼に準じた構造でその外径が該鋼製翼とほぼ等
   しいか又はこれより大きく該鋼製翼と同方向に取付けた
   第２の鋼製翼を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   ねじ込み式鋼管杭。
3. 【請求項３】 鋼製翼又は鋼製翼と第２の鋼製翼を取付
   ける部分を、その上部の鋼管の肉厚より厚い肉厚の増強
   鋼管又は前記鋼管より材料強度の高い増強鋼管で構成し
   たことを特徴とする請求項１又は２記載のねじ込み式鋼
   管杭。
4. 【請求項４】 鋼管杭を構成する鋼管若しくは増強鋼管
   の先端部又はその近傍の内側に、前記鋼管若しくは増強
   鋼管の外径又は内径とほぼ等しい外径の円板状又はドー
   ナツ状の鋼製底板を取付けたことを特徴とする請求項１
   〜３の何れかに記載のねじ込み式鋼管杭。
5. 【請求項５】 鋼管杭打設の打止め直前又は打止め後
   に、前記鋼管杭の先端部又はその近傍から地盤中に固化
   材を注入して前記鋼管杭と一体に構成したことを特徴と
   する請求項１〜４の何れかに記載のねじ込み式鋼管杭。