JP4080292B2 - 回転圧入式鋼杭の先端部構造及び先端部品 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転圧入式鋼杭の先端部構造及び先端部品に関する。
【０００２】
【従来の技術及び課題】
建物の建築に回転圧入式の鋼杭が用いられることがあり、回転圧入による鋼杭の打込みをスムーズに行っていけるよう、鋼杭の先端部には掘削刃部が備えられている。
【０００３】
しかしながら、従来の構造では、鋼杭を回転させながら掘削刃部を地面に食い込ませた打込み初期段階において、回転による反動で鋼杭の先端部が側方に振れ動いてしまい、所定の打込み位置に打ち込むのが容易でない場合がある。
【０００４】
本発明は、上記のような問題点に鑑み、打込み初期段階において鋼杭の先端部が側方に振れ動いてしまうのを防いで、鋼杭を安定性良く地中に打ち込んでいくことができる回転圧入式鋼杭の先端部構造及び先端部品を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、回転圧入式鋼杭の先端部に、半径線方向外方側に位置して土砂を掘削する複数で周方向に等間隔配置の外掘削刃部と、外掘削刃部よりも半径線方向の内方側に位置して土砂を掘削する複数で周方向に等間隔配置の内掘削刃部とが備えられ、
前記各内掘削刃部の半径線方向外方部が杭軸方向に向けられていると共に、内掘削刃部が外掘削刃部よりも先端側に突出していることを特徴とする回転圧入式鋼杭の先端部構造によって解決される。
【０００６】
この先端部構造を採用する鋼杭では、内掘削刃部が外掘削刃部よりも先端側に突出しているので、回転圧入により地面への鋼杭の打込みを開始すると、内掘削刃部が外掘削刃部よりも先に地面に食い込む。内掘削刃部は、鋼杭の半径線方向外方側に位置する外掘削刃部よりも半径線方向の内方側に位置して備えられているので、鋼杭を回転させながら内掘削刃部を地面に食い込ませても、鋼杭の先端部を側方に振れ動かす力は小さく、そのため、鋼杭の先端部が側方に振れ動いてしまうのが防がれる。そして、その後に鋼杭の半径線方向外方側に位置する外掘削刃部が地面に食い込み、その際、鋼杭の先端部が側方に振れ動こうとすることがあるが、内掘削刃部は半径線方向外方部が杭軸方向を向いているので、内掘削刃部の半径線方向外方部が地盤の掘削済み周側面と水平方向においてしっかりと係合し、この係合作用によって側方への鋼杭先端部の振れ動きが防がれる。こうして、打込み初期段階において鋼杭の先端部が側方に振れ動いてしまうのを防ぐことができて、鋼杭を安定性良く地中に打ち込んでいくことができる。
【０００７】
なお、内掘削刃部は複数備えられてそれらが周方向に等間隔配置で備えられ、また、外掘削刃部も複数備えられてそれらが周方向に等間隔配置で備えられているので、側方への振れ動きをより一層確実に防ぐことができるのはいうまでもない。
【０００８】
上記の先端部構造において、内外掘削刃部の備えられた先端部品が鋼杭本体の先端部に取り付けられ、該先端部品はその全体が鋳造による鋼製の一体成形品からなっているとよい。この場合は、上記のような内外掘削刃部の備えられた特殊形態の先端部品を融けた材料を型に流し込むだけで製造することができ、先端部品の製造を容易に行うことができる。もちろん、先端部品を鋼杭本体の先端部に取り付けて鋼杭を構成する構造としているから、鋼杭の製作も容易に行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図３に示す第１実施形態の鋼杭３において、１は円形鋼管からなる鋼杭本体、２は先端部品である。
【００１１】
先端部品２は、その全体が鋳造による鋼製の一体成形品からなっていて、図１及び図２に示すように、鋼杭本体１に取り付けられる基部５を備え、基部５の先端側はコーン状６に形成され、このコーン状部分６の斜面部に掘削刃部が備えられている。
【００１２】
掘削刃部は、回転中心を通る直径線を挟む両側に隣接して同直径線と平行に延びる２条のベース掘削刃部１０，１０を備えている。一方のベース掘削刃部１０は、直径線方向の一方の外周側の位置から回転中心部を越えて回転中心部ともう一方の外周側の位置との間の中間位置までを延ばされ、また、もう一方のベース掘削刃部１０は、直径線方向のもう一方の外周側の位置から回転中心部を越えて回転中心部と前記一方の外周側の位置との間の中間位置までを延ばされている。
【００１３】
そして、各ベース掘削刃部１０，１０の半径線方向外周側の端部から互いに同じ形態の外掘削刃部１１，１１が先端側に突出するように延設されており、また、各ベース掘削刃部１０，１０のもう一方の端部から互いに同じ形態の内掘削刃部１２，１２が外掘削刃部１１，１１よりも先端側に突出するように延設されており、各内掘削刃部１２，１２は、半径線方向の外方部１２ａ，１２ａが杭軸方向に向くようにして備えられている。また、内外の掘削刃部１１，１２の先端部は、地中に食い込みやすいよう、半径線方向外方部１１ａ，１２ａの向きに対して鋭角に形成されている。なお、基部５には、軽量化のため、基端側に開口する空所５ａが備えられ、開口部周囲には、鋼杭本体１との溶接のための開先部９が形成されている。
【００１４】
このように、先端部品２は、ベース掘削刃部１０や内掘削刃部１２、外掘削刃部１１、そして、基部５やコーン状部分６、開先部９が備えられているが、上記のように、全体が鋳造による鋼製の一体成形品からなっているので、そのような特殊形状の先端部品を、鋳造用の型に融けた材料を流し込むだけで成形することができ、容易に製作することができる。
【００１５】
上記の先端部品２を鋼杭本体１の先端部に溶接Ｗで取り付けた鋼杭３を回転圧入によって地中Ｇに打ち込んでいくと、図４（イ）（ロ）に示すように、内掘削刃部１２，１２が外掘削刃部１１，１１よりも先端側に突出しているので、打込み初期段階において、まず、内掘削刃部１２，１２が地中Ｇに食い込んでいき、次いで、図５（ハ）に示すように、外掘削刃部１１，１１が地中に食い込んでいく。
【００１６】
このように、鋼杭３の回転中心に近い側の内掘削刃部１２，１２がまず、図４（イ）（ロ）に示すように、地中Ｇに食い込んで掘削を行うので、鋼杭３の先端部を側方に振れ動かす力は小さく、そのため、鋼杭３の先端部が側方に振れ動いてしまうのが防がれる。もちろん、内掘削刃部１２，１２は複数備えられてそれらが周方向に等間隔配置で備えられているので、鋼杭３の先端部が側方に振れ動くのをより一層確実に防ぐことができる。
【００１７】
そして、図５（ハ）に示すように、その後に外掘削刃部１１，１１が地中Ｇに食い込んでいき、鋼杭３の先端部が側方に振れ動こうとすることがあるが、内掘削刃部１２，１２は半径線方向外方部１２ａ，１２ａが杭軸方向を向いているので、内掘削刃部１２，１２の半径線方向外方部１２ａ，１２ａが地盤Ｇ側の掘削済み周側面ｈ１と水平方向においてしっかりと係合し、この係合作用によって側方への鋼杭３の先端部の振れ動きが防がれる。
【００１８】
また、図５（ニ）に示すように、外掘削刃部１１，１１の半径線方向外方部１１ａ，１１ａも杭軸方向に向けられているので、外掘削刃部１１，１１の地中食い込み後に鋼杭３の先端部が側方に振れ動くのを、内外掘削刃部１１，１２の半径線方向外方側１１ａ，１２ａと掘削済み周面ｈ１，ｈ２との係合により、防ぐことができる。こうして、打込み初期段階において鋼杭３の先端部が側方に振れ動いてしまうのが防がれ、鋼杭３を安定性良く地中に打ち込んでいくことができる。
【００１９】
また、本実施形態では、先端部品２にコーン状部分６が備えられているので、掘削された土砂Ｇがその斜面に案内されて鋼杭本体１の外周側に誘導されていき、そのため、鋼杭３は回転圧入によって地中Ｇにスムーズに深く打ち込まれていく。しかも、掘削刃部１１，１２で掘削された土砂が鋼杭本体１の外周側にスムーズに誘導されていくことで、鋼杭本体１の外周側の土砂が鋼杭本体１の外周部で密に圧縮され、鋼杭本体１と土砂Ｇとの摩擦力が大きくなり、大きな杭支持力が得られる。
【００２０】
図６に示す第２実施形態は、先端部品２における掘削刃部の形態が第１実施形態のものとは異なる。即ち、横断方向に延びるベース刃部は省略され、互いに同じ形態の４つの外掘削刃部１１が周方向に間をおくようにして等間隔で備えられ、内掘削刃部１２も互いに同じ形態のものが４つ周方向に間をおくようにして等間隔で備えられている。
【００２１】
なお、本実施形態では、これら内外の掘削刃部１１…，１２…が周方向に位相を同じにするようにして備えられているが、位相を異ならせるようにして備えられていてもよい。
【００２２】
また、本実施形態では、各掘削刃部１１…，１２…は、周方向に延び、それらの外方部である外周側１１ａ，１２ａが杭軸方向に向けられていて、打込み初期段階における側方への鋼杭先端部の振れを規制するようになされている。
【００２３】
また、各掘削刃部１１…，１２…の先端部は、刃が地中Ｇに食い込みやすくなるよう、周方向の中間部を谷部とするＶ型をしていて周方向の両端縁部を杭軸方向に向けた鋭角に形成されている。
【００２４】
全体が鋳造による鋼製の一体成形品である点、内掘削刃部１２…が外掘削刃部１１…よりも先端側に突出している点などは、第１実施形態の先端部品と同様である。
【００２５】
本第２実施形態の場合も同様に、先端部品２を鋼杭本体１の先端部に溶接Ｗで取り付けた鋼杭３を回転圧入によって地中に打ち込んでいくと、打込み初期段階において、まず、図７（イ）に示すように、内掘削刃部１２…が地中Ｇに食い込んでいき、次いで、図７（ロ）に示すように、外掘削刃部１１…が地中に食い込んでいき、打込み初期段階において鋼杭３の先端部が側方に振れ動いてしまうのが防がれ、鋼杭３を安定性良く地中Ｇに打ち込んでいくことができる。
【００２６】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で、各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、鋼杭本体１が円形鋼管である場合を示しているが、型鋼など各種鋼材からなっていてよい。また、内掘削刃部１２の数や外掘削刃部１１の数に制限はなく複数であればよく、内と外とで数を異ならせるようにしてもよい。また、上記の実施形態では、先端部品２の先端部にコーン状部分６が備えられている場合を示しているが、先端部が平坦、あるいは、空所などになっている先端部品に上記のような内外の掘削刃部を備えさせるようにしてもよい。また、鋼杭本体先端部への先端部品の取付けは溶接に限らす、ネジ式など、各種方式によって取り付けられてよい。また、本発明の先端部品は、先端部に側方に張り出す螺旋状などの支持翼部を備える翼付き鋼杭に備えさせてもよく、その場合に、支持翼部は先端部品に鋳造一体成形部分の一部として一体に備えられていてもよいし、鋼杭本体の側に備えられていてもよい。また、本発明は、先端部品が鋳造一体成形品からなるものでなくともよい。また、本発明の鋼杭の先端部構造は、先端部品を用いて構成されているものに限られないし、要は、内外の掘削刃部が上記のような関係で備えられているものであればよい。また、掘削刃部は内外二段に限らず、内外三段ないしはそれ以上であってもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、以上のとおりのものであるから、打込み初期段階において鋼杭の先端部が側方に振れ動いてしまうのを防いで、鋼杭を安定性良く地中に打ち込んでいくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の先端部品を示すもので、図（イ）は側面図、図（ロ）は先端面図である。
【図２】同先端部品を示すもので、図（イ）は図１（イ）のは見る角度を９０°異にした側面図、図（ロ）は図１（ロ）のＩ−Ｉ線断面矢視図である。
【図３】図（イ）は先端部品と鋼杭本体とを分離状態にして示す側面図、図（ロ）は先端部品を取り付けた鋼杭の断面側面図である。
【図４】図（イ）（ロ）は、図５（ハ）（ニ）とともに、鋼杭を地中に回転圧入していく打込み初期段階の過程を順次に示す断面側面図である。
【図５】図（ハ）（ニ）は、図４（イ）（ロ）とともに、鋼杭を地中に回転圧入していく打込み初期段階の過程を順次に示す断面側面図である。
【図６】第２実施形態の先端部品を示すもので、図（イ）は側面図、図（ロ）は先端面図である。
【図７】図（イ）（ロ）は、鋼杭を地中に回転圧入していく打込み初期段階の過程を順次に示す断面側面図である。
【符号の説明】
１…鋼杭本体
２…先端部品
３…鋼杭
１１…外掘削刃部
１２…内掘削刃部
１２ａ…外方部

Claims (2)

1. 先端側がコーン状に突出し、該コーン状の斜面部に掘削刃部が備えられ、
   該掘削刃部は、回転中心を通る直径線を挟む両側に隣接して同直径線と平行に下方に突出して延びる２条のベース掘削刃部を備え、
   一方のベース掘削刃部は、直径線方向の一方の外周側の位置から回転中心部を越えて回転中心部ともう一方の外周側の位置との間の中間位置までを延ばされると共に、もう一方のベース掘削刃部は、直径線方向のもう一方の外周側の位置から回転中心部を越えて回転中心部と前記一方の外周側の位置との間の中間位置までを延ばされ、
   各ベース掘削刃部の半径線方向外周側の端部から互いに同じ形態の外掘削刃部が先端側に突出すると共に、各ベース掘削刃部のもう一方の端部から互いに同じ形態の内掘削刃部が外掘削刃部よりも先端側に突出し、
   各内掘削刃部は、半径線方向の外方部が杭軸方向に向くように備えられていると共に、各外掘削刃部は、半径線方向の外方部が杭軸方向に向くように備えられて、内外の各掘削刃部の先端部は、半径線方向外方部の向きに対して鋭角に形成され、
   内外の掘削刃部を含むベース掘削刃部がコーン状の斜面部に対して鋳造により一体成形されていることを特徴とする回転圧入式鋼杭の先端部構造。
2. 鋼杭本体の先端部に取り付けられる先端部品であって、
   先端側がコーン状に突出し、該コーン状の斜面部に掘削刃部が備えられ、
   該掘削刃部は、回転中心を通る直径線を挟む両側に隣接して同直径線と平行に下方に突出して延びる２条のベース掘削刃部を備え、
   一方のベース掘削刃部は、直径線方向の一方の外周側の位置から回転中心部を越えて回転中心部ともう一方の外周側の位置との間の中間位置までを延ばされると共に、もう一方のベース掘削刃部は、直径線方向のもう一方の外周側の位置から回転中心部を越えて回転中心部と前記一方の外周側の位置との間の中間位置までを延ばされ、
   各ベース掘削刃部の半径線方向外周側の端部から互いに同じ形態の外掘削刃部が先端側に突出すると共に、各ベース掘削刃部のもう一方の端部から互いに同じ形態の内掘削刃部が外掘削刃部よりも先端側に突出し、
   各内掘削刃部は、半径線方向の外方部が杭軸方向に向くように備えられていると共に、各外掘削刃部は、半径線方向の外方部が杭軸方向に向くように備えられて、内外の各掘削刃部の先端部は、半径線方向外方部の向きに対して鋭角に形成され、
   全体が鋳造による鋼製の一体成形品からなっていることを特徴とする回転圧入式鋼杭用の先端部品。

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