JP3555886B2 - 鋼管杭用の先端シュー - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、鋼管杭の先端に取り付け固定する鋼管杭用の先端シューに関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
従来から、鋼管杭を回転させて支持地盤に食い込ませる杭打ち工法に用いる鋼管杭用の先端シューとしては、種々形状の羽根金具を鋼管杭の先端に固着したものがある。しかしながら、従来の先端シューは打設抵抗が大きく固い土質層に当たると鋼管杭の先端に加わる抵抗が極度に増大して、打設不可能に陥ったり鋼管杭の損傷を招いたりしていた。また、打設時に杭周辺の地盤を乱すものが多く、打設後においては摩擦抵抗による鋼管杭の地盤支持力が得られ難かった。特に鋼管杭の先端シューの強度が低いと、先端シューの軸線が鋼管杭の軸線に対して傾いてしまうことも原因の一つとされていた。
【０００３】
また、これら先端シュー固定用の鋼管杭は、延長用の中間用杭とは別仕様で、先端用杭として別個に製造されるのが一般的であるため、工事現場の仕様に合わせた本数の先端用杭と中間用杭とを予め用意しておく必要があった。しかし、実際にはいずれか一方に過不足が起きたり、破損したりして補充や返品などの煩雑な面があった。
【０００４】
【目的】
そこで、本願発明は上記課題に鑑みて為されたものであっで、固い土質層においても先端縁面に受ける抵抗を少なく抑えて有効な回転掘削力を発揮させると共に、先端シューを組み付け構造とすることにより、現場で迅速に先端用杭を構成することができる運搬性と取扱性に優れた新規な鋼管杭用の先端シューを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決する本願発明は以下のように構成される。すなわち、請求項１では、中央で直交した直線状の２本の貫通スリット（１１）を有し、外周縁（１０）が鋼管杭（３）の先端縁面（３０）に嵌合して固定する底板（１）と、該底板（１）における上記２本の貫通スリット（１１）に所定長さまで挿入して軸断面十字状に組み合わせて固定すると共に、先端交差部（２４）で収束するように形成した２枚一対からなる掘削刃（２）と、からなることを特徴とする。
【０００６】
請求項２では、請求項１記載の底板（１）の外周縁（１０）と鋼管杭（３）の先端縁面（３０）との嵌合において、鋼管杭（３）の先端縁面（３０）の突出縁部（３０ａ）を、底板（１）の外周縁（１０）に設けた切欠き部（１０ａ）と適合するように形成したことを特徴とする。
【０００７】
請求項３では、請求項２記載の底板（１）の外周縁（１０）の切欠き部（１０ａ）と適合する突出縁部（３０ａ）を、適合時に底板（１）よりも延出するように形成して、底板（１）に挿入された掘削刃（２）の刃体部（２０ａ、２２ａ）の外周部と突出縁部（３０ａ）を係合するように構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項４では、請求項１記載の該底板（１）の直交した直線状の各貫通スリット（１１）への２枚一対からなる掘削刃（２）の挿入において、２枚一対の掘削刃（２）で底板（１）を挟持するように、掘削刃（２）のそれぞれを底板（１）の反対側から挿入して組み合わせたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】
上記構成により本願発明は以下の作用を奏する。すなわち、請求項１によれば先端交差部で収束する掘削刃が、貫通スリットを介して底板に固定される。また、請求項２によれば掘削刃が鋼管杭の外径まで延びるため鋼管杭の打設抵抗が少ない。さらに、請求項３によれば掘削刃が鋼管杭の先端縁面の突出縁部に係合するため、掘削刃の固定強度が向上して、鋼管杭が打設不可能に陥ったり、損傷や横滑りの発生が抑制される。加えて、請求項４によれば底板が２枚の掘削刃により挟持されるため底板の強度が向上し、鋼管杭の打設後における地盤支持力も長期間維持される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本願発明に係る鋼管杭用の先端シューの具体的実施形態例について図面に基づき詳細に説明する。図１は本実施形態例１の先端シューの外観斜視図であり、図２は本実施形態例１の先端シューの組み立て状態を示す分解斜視図であり、図３は本実施形態例１の先端シューの鋼管杭への取り付け状態を示す斜視図であり、図４は本実施形態例１の先端シューの鋼管杭への取り付け状態を示す一部切り欠き斜視図である。なお、図面は実際の使用形態を考慮して、先端シューを下向きとして描いており、以下の記載で用いる方向性は説明の便宜上図面を基準としているが、これにより本願発明を限定するものではない。
【００１１】
【実施形態例１】
本実施形態の鋼管杭用の先端シューＳ（以下「先端シュー」と省略。）は、鋼管杭３の先端に取り付け固定するものであり、略円盤状の底板１と、先端交差部２４において収束する形状を有する平板状の２枚の掘削刃２（２Ａ、２Ｂ）とから構成している。
【００１２】
鋼管杭３の基本的な材質および形状は従来品と同様であるが、その先端縁面３０（図面においては下端面）には底板１の板厚分より若干大きく突出させた突出縁部３０ａを形成している。この突出縁部３０ａは、鋼管杭３の軸心から中心角略９０度の範囲で対向する２カ所を連峰状に突出させて形成している。
【００１３】
底板１は、鋼管杭３の外径と略同一径の鋼製円盤であり、その外周縁１０には上記突出縁部３０ａと嵌合する切欠き部１０ａを形成している。また、底板１には、上下に貫通した２本の直線状のスリットを中央付近で直交させて平面視十字状とした貫通スリット１１を形成している。該貫通スリット１１は、底板１の直径の２／３〜３／４程度の長さを有すると共に、掘削刃２Ａ、２Ｂの板厚程度の溝幅を有し、上記切欠き部１０ａの切欠き端面１０ｂに沿う位置に形成している。
【００１４】
２枚の掘削刃２Ａ、２Ｂは、鋼製で略三角形板状に形成し、先端側を鋼管杭３の軸心線に一致させて軸断面十字状となるように組み合わせている。各掘削刃２Ａ、２Ｂは、それぞれ刃体部２０ａ、２１ａと幹部２０ｂ、２１ｂとの構成部分から成る。
【００１５】
一方の掘削刃２Ａの刃体部２０ａは、その先端側を二等辺三角形の先端角（本実施例では９０度）に形成し、先端角の対辺（先端角を挟む二等辺の底辺部を結ぶ線分）の長さ（掘削刃２Ａの最大幅）は底板１の直径に略一致させると共に、貫通スリット１１の溝幅に適合する厚さを有している。また、掘削刃２Ａの幹部２０ｂは、上記対辺から連続して形成しており、前記貫通スリット１１に適合して貫通し得る幅と高さをもった矩形状としている。さらに、幹部２０ｂの上端の幅中央部から刃体部２０ａに向かって所定長さの直交用スリット２０ｃを形成して、掘削刃２Ｂと交差状態で組み合わせができるようにしている。
【００１６】
他方の掘削刃２Ｂの刃体部２１ａは、その先端側を二等辺三角形の先端角（本実施例では９０度）に形成し、先端角の対辺（先端角を挟む二等辺の底辺部を結ぶ線分）の長さ（掘削刃２Ｂの最大幅）は前記貫通スリット１１の長さに略一致させると共に、貫通スリット１１の溝幅に適合する厚さを有している。また、刃体部２１ａの先端から幹部２１ｂ側に向かって所定長さの直交用スリット２１ｃを形成して、掘削刃２Ａと交差状態で組み合わせができるようにしている。掘削刃２Ｂの幹部２１ｂは、刃体部２１ａに連続して形成し、鋼管杭３の内径に略一致させた幅と所定の高さをもった矩形状に形成している。
【００１７】
【本実施形態例１の作用】
上記構成により、底板１と２枚の掘削刃２Ａ、２Ｂとの組み合わせは、図２に示すように、先ず、掘削刃２Ａの幹部２０ｂを底板１の下面側から貫通スリット１１に差し込んで刃体部２０ａの底辺側を底板１に当接させ、掘削刃２Ａにより底板１の下面１２を保持する。次いで、掘削刃２Ｂの刃体部２１ｂを底板１の上面側から貫通スリット１１に差し込んで幹部２１ｂを底板１に当接させると共に、刃体部２１ｂの直交用スリット２１ｃと前記掘削刃２Ａの刃体部２０ａの直交用スリット２０ｃとを対向交差するようにして当接するまで挿入し、互いの当接部を溶接して保持する。なお、底板１への２枚の掘削刃２Ａ、２Ｂの取り付け順は、いずれが先であってもよい。
【００１８】
そしてこれらを、鋼管杭３の先端縁面３０に形成した突出縁部３０ａと底板１の切欠き部１０ａを適合させて溶接することにより先端用の鋼管杭３を構成する（図３、図４）。このようにして構成された先端シューＳは、２枚の掘削刃２Ａ、２Ｂが、底板１の上下両面から組み合わされるので、先端側が補強されて強度向上が図られる。また、掘削刃２Ａの刃体部２０ａの両端部は、突出縁部３０ａに係合した状態で溶接されるので掘削刃２Ａの強度が増し、結果として先端シューＳの強度が高められることになる。
【００１９】
一方、掘削刃２Ｂの幹部２１ｂの両端部は、鋼管杭３に内接しているので鋼管杭３の強度が高められる。掘削刃２Ａ、２Ｂと底板１の組み合わせ、および先端シューＳと鋼管杭３の先端縁面３０との位置決めの容易さにより製品精度を上げることができる。
また、鋼管杭３の施工機械Ｍによる鋼管杭３の軸回転を伴う打設においては、固い土質層Ｇにおいても尖った掘削刃２により先端縁面３０に受ける抵抗を少なく抑えられ、先端シューＳが取り付けられた鋼管杭３が打設不可能に陥ったり、損傷や横滑りを生じることがなく作業性に優れ、鋼管杭３の打設後においては底板１が平坦であるため地盤支持力が長期間維持される（図５）。
【００２０】
【実施形態例２】
本実施形態例２では、組み合わせる掘削刃の組み合わせ方の変形例を示すもので、前記実施形態例１で用いた掘削刃２Ｂに代えて、掘削刃２Ａにおける直交用スリット２２ｃを刃体部２２ａ側に形成した掘削刃２Ｃと、掘削刃２Ａとを交差挿入して組み合わせたものである。その後に、各幹部２０ｂ、２２ｂを直交させた状態で底板１の貫通スリット１１に下面側から挿入してそれぞれを固着させる。かかる本実施形態例２の構成では、掘削刃２Ａと掘削刃２Ｃの双方の刃体部２０ａ、２２ａの両端部が、それぞれ回転時に突出縁部３０ａと当接することになるため、４点支持となってより回転時の補強が図られることになる（図６）。
【００２１】
【実施形態例３】
本実施形態例３では、組み合わせる掘削刃の組み合わせ方の変形例を示すもので、前記実施形態例１で用いた掘削刃２Ａに代えて、掘削刃２Ｂにおける直交用スリット２３ｃを幹部２３ｂ側に形成した掘削刃２Ｄと、掘削刃２Ｂとを交差挿入して組み合わせたものである。その後に、各幹部２１ｂ、２３ｂを直交させた状態で底板１の貫通スリット１１に上面側から挿入してそれぞれを固着させる。かかる本実施形態例３の構成では、掘削刃２Ｂと掘削刃２Ｄの双方の幹部２１ｂ、２３ｂの各両端部が、鋼管杭３に４箇所で内接することにより、打設における回転時の補強が図られることになる（図７）。
【００２２】
【効果】
以上の構成を有する本願発明に係る鋼管杭用の先端シューは、以下の効果を奏するものである。すなわち、固い土質層においても先端縁面に受ける抵抗を少なく抑えることができるため、鋼管杭が打設不可能に陥ったり、損傷や横滑りを生じ難くなるため作業性に優れ、また、鋼管杭の打設後においては底板が平坦面であるため大きな地盤支持力を長期間維持することが可能となる。
【００２３】
さらに、先端シューは３枚の板材の組み合わせによって構成しているため、その運搬性と取扱性に優れると共に、準備しておいた中間接続用の鋼管杭に現場で先端シューを取り付けることにより迅速に先端用杭として対応させることができる顕著な効果を有するものでもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１の先端シューの外観斜視図である。
【図２】実施形態例１の先端シューの組み立て状態を示す分解斜視図である。
【図３】実施形態例１の先端シューの鋼管杭への取り付け状態を示す斜視図である。
【図４】実施形態例１の先端シューの鋼管杭への取り付け状態を示す一部切り欠き斜視図である。
【図５】実施形態例１の先端シューを用いた鋼管杭による打設作業を示す斜視図である。
【図６】実施形態例２の先端シューの組み立て状態を示す分解斜視図である。
【図７】実施形態例３の先端シューの組み立て状態を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
Ｓ 先端シュー
１ 底板
１０ 外周縁
１０ａ 切欠き部
１０ｂ 切欠き端面
１１ 貫通スリット
１２ 下面
１３ 上面
２ 掘削刃
２Ａ 掘削刃
２０ａ 刃体部
２０ｂ 幹部
２０ｃ 直交用スリツト
２Ｂ 掘削刃
２１ａ 刃体部
２１ｂ 幹部
２１ｃ 直交用スリツト
２Ｃ 掘削刃（実施形態例２）
２２ａ 刃体部
２２ｂ 幹部
２２ｃ 直交用スリツト
２Ｄ 掘削刃（実施形態例３）
２３ａ 刃体部
２３ｂ 幹部
２３ｃ 直交用スリツト
２４ 先端交差部
３ 鋼管杭
３０ 先端縁面
３０ａ 突出縁部
Ｇ 土質層
Ｍ 施工機械

Claims (4)

1. 中央で直交した直線状の２本の貫通スリット（１１）を有し、外周縁（１０）が鋼管杭（３）の先端縁面（３０）に嵌合して固定する底板（１）と、
   該底板（１）における上記２本の貫通スリット（１１）に所定長さまで挿入して軸断面十字状に組み合わせて固定すると共に、先端交差部（２４）で収束するように形成した２枚一対からなる掘削刃（２）と、
   からなることを特徴とする鋼管杭用の先端シュー。
2. 底板（１）の外周縁（１０）と鋼管杭（３）の先端縁面（３０）との嵌合において、
   鋼管杭（３）の先端縁面（３０）の突出縁部（３０ａ）を、底板（１）の外周縁（１０）に設けた切欠き部（１０ａ）と適合するように形成したことを特徴とする請求項１記載の鋼管杭用の先端シュー。
3. 底板（１）の外周縁（１０）の切欠き部（１０ａ）と適合する突出縁部（３０ａ）を、適合時に底板（１）よりも延出するように形成して、底板（１）に挿入された掘削刃（２）の刃体部（２０ａ、２２ａ）の外周部と突出縁部（３０ａ）を係合するように構成したことを特徴とする請求項２記載の鋼管杭用の先端シュー。
4. 該底板（１）の直交した直線状の各貫通スリット（１１）への２枚一対からなる掘削刃（２）の挿入において、
   ２枚一対の掘削刃（２）で底板（１）を挟持するように、掘削刃（２）のそれぞれを底板（１）の反対側から挿入して組み合わせたことを特徴とする請求項１記載の鋼管杭用の先端シュー。

Images