JP5024701B2 - 既製杭 - Google Patents

Description

この発明は、主にコンクリート製の既製杭に関する。

従来、礫が多く存在することが予想される地盤で、縦先端シューと横先端シューとを組み合わせて、杭穴底にある礫を既製杭の中空部に導き入れ、礫が杭穴底部に残置されることを防止する提案がなされていた（特許文献１）。
特開２００５−３１４８９６

既製杭を挿入した際に、杭穴の底部、即ち既製杭の下方に発生しているスライム類（一般的には、ベントナイトの泥水と掘削土とが混ざった軟泥状のもの）をその位置から既製杭の中空部に取り込んで除去することができたが、同時に、杭周固定液（充填したセメントミルクやソイルセメント）も取り込み、既製杭の外周と杭穴壁との間に杭周固定液が充分に充填されない場合も考えられた。

そこで、この発明は、シューを傾斜して取付け傾斜方向を既製杭の正回転時の回転方向を基準にして設定し、あるいは端板の内径を既製杭基体の内径よりも狭く設定したので、セメントミルクの既製杭中空部への流入を抑えて前記問題点を解決した。

即ちこの発明は、外径Ｄ_１、内径Ｄ_２の既製杭基体の下端面にドーナツ状で鋼板製の端板を固定して、該端板の下面に前記既製杭の軸に対して略放射状で、かつ回転対称にシューを突設してなる既製杭において、以下のように構成したことを特徴とする既製杭である。
(1) 前記シューが前記既製杭の内周と交わる点をＸとし、
(2) 「前記軸と前記点Ｘとを結ぶ線の外方への延長線」から「前記シューの長さ方向の線の外方への延長線」に向けた角度方向が、前記既製杭の回転方向と反対の方向とした。

また、他の発明は、外径Ｄ_１、内径Ｄ_２の既製杭基体の下端面にドーナツ状で鋼板製の端板を固定して、該端板の下面に前記既製杭の軸に対して略放射状で、かつ回転対称にシューを突設してなる既製杭において、以下のように構成したことを特徴とする既製杭である。
(1) 前記シューは半径方向に対して所定角度だけ傾斜して配置され、
(2) 前記既製杭の回転方向に対して、内周側が先に進行して、外周側が後から進行するように、前記所定角度を設定した。

また、前記において、外径Ｄ_１、内径Ｄ_２の既製杭基体の下端面にドーナツ状で鋼板製の端板を固定して、該端板の下面に前記既製杭の軸に対して略放射状で、かつ回転対称にシューを突設してなる既製杭において、以下のように構成したことを特徴とする既製杭である。
(1) 前記既製杭をコンクリート製の既製杭とし、
(2) 前記端板の内径Ｃを、 Ｃ＜Ｄ_２
とする。

更に、前記において、シューの基端を、端板の内周縁よりも、既製杭の軸側に位置させた既製杭である。

前記における既製杭は、主にコンクリート杭の場合が最適であるが、コンクリート杭の外周を鋼管で覆ったＳＣ杭や、鋼管杭などに適用することもできる。

シューを半径に対して傾斜させ、「シュー中間部の点Ｘに対して、軸Ｏと点Ｘとを結ぶ線ＯＸとシューのなす角θを、既製杭の回転方向と反対の方向」とし、あるいは、「既製杭の回転方向に対して、内周側が先に進行して、外周側が後から進行する」ように、角度θを設定し、あるいは、「端板の内径Ｃ＜端板の内径Ｄ_２」としたので、杭穴底部内の杭周固定液（根固め液）を効率的かつ確実に、杭穴内壁と既製杭の外壁との間に充填して、かつスライム類を拡底部から除去できる。よって、既製杭を埋設した工法で、高品質の根固め部を構築でき、確実に設計通りの性能を発揮できる。

(1) 外径Ｄ_１、内径Ｄ_２のコンクリート製の既製杭基体１の下面２に、内径Ｃ１のドーナツ状で鋼板製の端板７を固定する。端板７の下面に既製杭基体１の軸Ｏに対して略放射状で、かつ回転対称に３つのシュー１５、１５を突設して、既製杭２０を構成する。

(2) 端板７の内径Ｃ_１とし、
端板７の内径Ｃ_１＜既製杭基体１の内径Ｄ_２
とする。また、シュー７の基端１６は、端板７の内周縁６ａよりも、既製杭２０（既製杭本体１）の軸Ｏ側に位置させてある（図１、図２、図３）。

(3) 前記において、シュー７が既製杭２０（既製杭基体１）の内周３と交わる点をＸとし、軸Ｏと点Ｘとを結ぶ線をＯＸとする。線ＯＸと「シュー１５の長さ方向の線の外方への延長線」との成す角をθとする。「軸Ｏと点Ｘとを結ぶ線ＯＸの外方への延長線」と、「シュー１５の長さ方向の線の外方への延長線」とに向けた角θの角度方向が、既製杭２０の回転方向３０とを反対の方向とした（図１（ｂ））。

(4) 換言すれば、シュー１５、１５は半径方向に対して所定角度だけ傾斜して配置され、 既製杭２０の回転方向３０に対して、シュー１５の基端１６（内周側）が先に進行して、先端１７（外周側）が後から進行するように、前記所定角度を設定してある（図１（ｂ）。

図面に基づきこの発明の実施例を説明する。

（１）既製杭２０の構成

中空部５を有し、外径Ｄ_１、内径Ｄ_２の既製杭基体１の下面２に、外径Ｄ_１、内径Ｃ_１のドーナツ状の端板７の上面９を当設して取り付ける。ここで、Ｃ_１＜Ｄ_２、としてあり、既製杭基体１の中空部５の外周側６を、端板７の内周１０側が覆っている構造となっている。また、端板７の内径Ｃ１は、端板７の中空部１１（既製杭基体１の中空部５）への杭穴収容物が入らないことを防止するために、好ましくは、
（２分の１）×Ｄ_２＜Ｃ_１
としてある。

端板７の下面８に、短冊状（長方形）の３つのシュー１５、１５を略放射状に固定する。シュー１５は、既製杭基体１の軸Ｏ（中空部の中心）に対して円周方向に等間隔に配置する。シュー１５の先端１７は端板７の外周縁１０から外方に突出し、シュー１５の基端１６は内方（既製杭基体１の軸Ｏ側、端板７の中心側）に突出している。内方へのシューの基端１６の突出長さは、各シュー１５、１５の基端１６、１６が互いに触れない程度とし、実施例では、端板７の内径Ｃ_１の４分の１程度としてある。

また、各シュー１５の高さＨ_１、Ｈ_２、Ｈ_３は、２〜１５ｃｍ 程度としてある。

また、各シュー１５、１５の長さ方向が既製杭基体１の内周３と交わる点をＸ_１、Ｘ_２、Ｘ_３とした場合、軸ＯとＸ_１、Ｘ_２、Ｘ_３と交わる仮想線ＯＸ_１、ＯＸ_２、ＯＸ_３とする。仮想線ＯＸ_１、ＯＸ_２、ＯＸ_３と各シュー１５、１５とが成す角θ_１、θ_２、θ_３が形成されるように、軸Ｏに対して放射状よりも傾斜して配置される。この場合、θ_１、θ_２、θ_３は、５〜３０度程度に形成する。また、θ_１、θ_２、θ_３の方向は、既製杭の正転方向３０に対して、仮想線ＯＸ_１、ＯＸ_２、ＯＸ_３の外方への延長線から逆方向となるように設定する。即ち、「ＯＸ_１（ＯＸ_２、ＯＸ_２）の外方への延長線」から「シュー１５の長さ方向で外方への延長線」に向かう角θ_１（θ_２、θ_３）が、既製杭の正転方向３０に対して、逆方向となるように設定されている（図１（ｂ））。

従って、既製杭基体１を正回転すると、半径方向に対して、シュー１５の先行する面１８が、半径方向に対して、基端１７側が先行し、先端１６側が遅れて回転するように配置される。

以上のようにして、この発明の既製杭２０を構成する（図１）。図中１３は補強バンドで端板７に固定してある。

（２）既製杭２０の使用

この既製杭２０は、通常の既製杭と同様に使用する。

即ち、予め掘削した杭穴２２内に、セメントミルクを充填し、あるいは更に撹拌してソイルセメントを形成する。その後、杭穴２２内に既製杭２０を埋設する。

この場合、既製杭２０を矢示３０方向に正回転させると、既製杭２０の回転方向に対して、半径を基準にして、シュー１５の基端１６（内周側）が先に進行して、先端１７（外周側）が後から進行するようにシュー１５が移動するので、シュー１５の面１８により、基端１６側（内周側）に位置するセメントミルクを徐々に先端１６側（外周側）に送ることができる。従って、既製杭２０（既製杭基体１）の外周３ａと杭穴２２の内壁２３との間にセメントミルクを効率良く、充填させることができる。

また、この際、杭穴２２内にスライム類が存在する場合には、一般に、中空部１１から既製杭２０（既製杭基体１）の中空部５に導き入れられる前に、スライム類はセメントミルク類よりも比重が軽いので、スライム類はシュー１５に沿って既製杭１０の外周側３ａに移動させられ、既製杭２０の外周３ａ側に沿って上昇する。従って、スライム類は、杭穴２２の根固め部２５（即ち、既製杭２０の下面２及び下端部よりも下方の位置）から除去される（図１（ｂ））。

また、端板７の内径Ｃ_１を、既製杭基体１の内径Ｄ_２より小さくして、中空部１１を狭く形成したので、既製杭基体１の中空部５に入るよりも、既製杭２０（既製杭基体１）の外周３ａ側に移動できる。

この場合、根固め部２５は、求める支持力にもよるが、一般に、既製杭２０の下端部が根入りされる杭穴内の部分であって、比較的富配合のセメントミルク又はソイルセメント等が充填された杭穴の下端部をいう。

（３）他の実施例

前記実施例において、各シュー１５の長さ、角度θ_１、θ_２、θ_３、高さＨ_１、Ｈ_２、Ｈ_３は総てのシュー１５で同一の構成としたが、異なる構成とすることもできる（図示していない）。

また、前記実施例において、端板７の内径Ｃ_１、既製杭基体１の内径Ｄ_２ とした場合、
（２分の１）×Ｄ_２＜Ｃ_１＜Ｄ_２
とすることが好ましいが、杭周固定液の外周側への移動のみを考えれば、
Ｃ_１＜Ｄ_２
という条件でも可能である（図示していない）。また、更に、シュー１５の長さや基端１６及び先端１７の位置、角度θ_１、θ_２、θ_３を調節した場合には、Ｄ_２≒Ｃ_１とすることもきる（図示していない）。

更に、前記実施例において、シュー１５の傾斜角度θ_１、θ_２、θ_３は、前記のように、シュー１５の基端１６（内周側）が先に進行して先端１７（外周側）が後から進行するようにシュー１５が移動するように傾斜させたが、
Ｄ_２＜Ｃ_１
とした場合、シュー１５の傾斜を、任意とすることもできる（図２、図３）。即ち、θ_１、θ_２、θ_３の方向を、既製杭の正転方向３０に対して、仮想線ＯＸ_１、ＯＸ_２、ＯＸ_３から同一方向となるように設定する。

この発明の実施例の既製杭の下端部で、（ａ）は一部縦断面図、（ｂ）は底面図である。 この発明の他の実施例の既製杭の下端部で、（ａ）は一部縦断面図、（ｂ）は底面図である。 この発明の他の実施例の既製杭の下端部で、（ａ）は一部縦断面図、（ｂ）は底面図である。

符号の説明

１ 既製杭基体
２ 既製杭基体の下面
３ 既製杭基体の内周
５ 既製杭基体の中空部
６ 既製杭基体の中空部の外周側
６ａ 既製杭基体の中空部の内周側
７ 端板
８ 端板の下面
９ 端板の上面
１０ 端板の内周
１１ 端板の中空部
１３ 補強バンド
１５ シュー
１６ シューの基端
１７ シューの先端
１８ シューの面
２０ 既製杭
２２ 杭穴
２３ 杭穴の底
２５ 杭穴の根固め部

Claims (4)

1. 外径Ｄ_１、内径Ｄ_２の既製杭基体の下端面にドーナツ状で鋼板製の端板を固定して、該端板の下面に前記既製杭の軸に対して略放射状で、かつ回転対称にシューを突設してなる既製杭において、以下のように構成したことを特徴とする既製杭。
   (1) 前記シューが前記既製杭の内周と交わる点をＸとし、
   (2) 「前記軸と前記点Ｘとを結ぶ線の外方への延長線」から「前記シューの長さ方向の線の外方への延長線」に向けた角度方向が、前記既製杭の回転方向と反対の方向とした。
2. 外径Ｄ_１、内径Ｄ_２の既製杭基体の下端面にドーナツ状で鋼板製の端板を固定して、該端板の下面に前記既製杭の軸に対して略放射状で、かつ回転対称にシューを突設してなる既製杭において、以下のように構成したことを特徴とする既製杭。
   (1) 前記シューは半径方向に対して所定角度だけ傾斜して配置され、
   (2) 前記既製杭の回転方向に対して、内周側が先に進行して、外周側が後から進行するように、前記所定角度を設定した。
3. 外径Ｄ_１、内径Ｄ_２の既製杭基体の下端面にドーナツ状で鋼板製の端板を固定して、該端板の下面に前記既製杭の軸に対して略放射状で、かつ回転対称にシューを突設してなる既製杭において、以下のように構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の既製杭。
   (1) 前記既製杭をコンクリート製の既製杭とし、
   (2) 前記端板の内径Ｃを、 Ｃ＜Ｄ_２
   とする。
4. シューの基端を、端板の内周縁よりも、既製杭の軸側に位置させた請求項１〜３のいずれか１項記載の既製杭。

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