JP5163711B2 - ねじ込み杭及びねじ込み杭の施工方法 - Google Patents
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(1)杭先端部を拡径し、翼を設けることにより小さな杭体径で大きな先端支持力を得ること。
(2)杭本体からの翼の張り出し長を短かくすることにより曲げの影響を少なくし、翼及び杭本体の板厚を薄くすることにより、経済的な設計を可能にすること。
(3)オーガーを併用して施工する場合、オーガーの挿入及び回収が容易であること。
上記のねじ込み杭において、翼の、拡径部より外方への張り出し長さと、内方への張り出し長さとが、ほぼ等しいものである。
上記のねじ込み杭において、翼を拡径部の内壁に接合した。
図1は本発明の実施の形態1に係るねじ込み杭の斜視図、図2は図1の模式的縦断面図である。
両図において、1はねじ込み杭で、3は鋼管からなる杭体、4は鋼板を曲げ加工してなり杭体3の先端部に溶接により接合されたテーパー状の拡径部で、これら杭体3と拡径部4とにより杭本体2を構成する。6は拡径部4の先端部に溶接により接合された翼である。
また、拡径部4の長さは、杭体3の外径や地盤の状態などによって異なるが、発明者らの実験の結果によれば、杭体3の外径の0.5〜5倍程度が望ましい。
このとき、翼6の下方にある土砂は翼により掘削軟化され、翼6のすき間8を通過して杭本体2の外周に移動して圧縮され、また、翼6の中央開口部7から杭本体2内にも取り込まれる。杭本体2の外周に移動した土砂は、施工中は翼6により軟化されるため摩擦抵抗が少なく、ねじ込み杭1をスムーズに貫入することができる。そして、時間の経過と共に地盤強度が回復し、基礎杭として供用時には大きな周面摩擦力が発揮され、また、翼6により大きな支持力を得ることができる。
さらに、翼6の拡径部4の内外への張り出し長(幅)をほぼ等しくすれば、拡径部4に作用する曲げモーメントを小さくすることができるので、上記のトルクの低減と相俟って、拡径部4及び翼6の板厚をより薄くすることができる。
図3は本発明の実施の形態2に係るねじ込み杭の模式的縦断面図である。なお、実施の形態1と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、実施の形態1のテーパー状の拡径部4に代えて、杭体3の外径より大径の鋼管等からなる円筒状の筒状体によって拡径部4aを形成し、継手部材9を介して杭体3に接合し、杭本体2を構成したものである。
上記の説明では、継手部材9をドーナツ状の鋼板で構成した場合を示したが、外径が拡径部4aとほぼ等しく中心部に開口部のない円板状の鋼板で構成してもよく、あるいは拡径部4aを断面楕円形の筒状体で構成し、楕円状の鋼板からなる継手部材により杭体3に接合してもよい。
本実施の形態に係るねじ込み杭の施工方法及び作用効果は、実施の形態1の場合とほぼ同様である。
図4は本発明の実施の形態3に係るねじ込み杭の模式的縦断面図である。なお、実施の形態2と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、実施の形態2のドーナツ状、円板状又は楕円状の鋼板からなる継手部材9に代えて、翼により継手部材9aを構成したものである。
図5は本発明の実施の形態4に係るねじ込み杭の模式的縦断面図である。
本実施の形態は、実施の形態1において、テーパー状の拡径部4の先端部に設けた螺旋状の切除部5及び翼6を省略し、拡径部4の内壁に例えば螺旋状の翼6aを溶接により接合したものである。
本実施の形態においても、拡径部4の先端部あるいは拡径部4や杭体3の外周に翼を設けてもよく、これにより地中への推進力及び支持力をさらに向上させることができる。なお、この場合、拡径部4の内壁に設けた翼6aをねじ込み杭1の貫入回転方向と逆向きに取付ければ、杭本体2内への土砂の侵入を抑制し、先端開口部の閉塞効果を得ることができる。
本実施の形態は、実施の形態2,3にも実施することができる。
このような地盤に、施工機械により上記のねじ込み杭に回転力を与えて貫入したところ、通常のねじ込み杭と変らない効率で施工することができ、貫入後引き抜いて点検したところ、翼の変形その他異常は全くみられなかった。
図6は本発明の実施の形態5に係るねじ込み杭の施工方法の説明図である。なお、実施の形態1と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
図において、1は拡径部4に開放型の翼6を設けたねじ込み杭、10はねじ込み杭1内に挿入されたオーガーで、11はオーガーヘッド、12はスパイラル羽根である。15は地上に設置した施工機械(図示せず)に設けられたモータで、互いに反対方向に回転する2個の回転軸(外軸16と内軸17)を備えている。
図7は本発明の実施の形態6に係るねじ込み杭の施工方法の説明図である。なお、実施の形態5と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態においては、オーガー10の中心部の軸方向に、後述のセメントミルクや地盤固化用薬液などの硬化性流動物を先端部に圧送するための貫通穴13が設けられており、また、オーガーヘッド11にはこの硬化性流動物を噴出する噴出口14が設けられている。
20は例えばセメントミルクや地盤固化用薬液などの硬化性流動物のプラント(以下、硬化材プラントという)で、オーガー10に設けた貫通穴13とはホース21によりオーガー10が回転自在に連結されている。
そして、モータ15をねじ込み杭1から外し、ねじ込み杭1を地中に残置した状態でオーガー10を反対方向に回転させながらモータ15を上昇させれば、オーガー10はねじ込み杭1から引き抜かれ、ねじ込み杭は地盤中に埋設されて施工は終了する。
2 杭本体
3 杭体
4,4a 拡径部
6,6a 翼
7 中央開口部
9 継手部材
9a 翼状の継手部材
10 オーガー
11 オーガーヘッド
13 貫通穴
14 噴出口
15 モータ
18 施工機械
20 硬化材プラント
Claims (6)
- 翼を設けた杭体を回転し、該杭体を前記翼の作用により地中に貫入するねじ込み杭において、
前記杭体の先端部に、その下端部の内径が前記杭体の内径より大径の拡径部を設け、少なくとも該拡径部の先端部に翼を設け、
前記翼は、前記拡径部より外方および内方へ所定の長さの張り出し部を有し、
前記拡径部を、上端部の外径が杭体の外径とほぼ等しく、下端部の外径が前記杭体の外径より大径で、且つ、前記上端部の外径と前記下端部の外径とがなす拡径角度が5゜〜20゜である截頭円錐状に形成し、該拡径部の上端部を前記杭体の先端部に接合したことを特徴とするねじ込み杭。 - 翼を設けた杭体を回転し、該杭体を前記翼の作用により地中に貫入するねじ込み杭において、
前記杭体の先端部に、その下端部の内径が前記杭体の内径より大径の拡径部を設け、少なくとも該拡径部の先端部に翼を設け、
前記翼は、前記拡径部より外方および内方へ所定の長さの張り出し部を有し、
前記拡径部を、杭体の外径より大径で、且つ、その外径が前記杭体の外径の1.1〜2.5倍である筒状体で形成し、該拡径部をドーナツ状、円板状又は楕円状の継手部材を介して前記杭体の先端部に接合したことを特徴とするねじ込み杭。 - 前記翼の、前記拡径部より外方への張り出し長さと、内方への張り出し長さとが、ほぼ等しいことを特徴とする請求項1または2記載のねじ込み杭。
- 翼を拡径部の内壁に接合したことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のねじ込み杭。
- 翼及び継手部材に中央開口部を有する請求項1乃至4のいずれかのねじ込み杭内にオーガーを挿入してそのオーガーヘッドを杭先端部から突出させ、該オーガーと前記翼の作用によりねじ込み杭を地中に貫入することを特徴とするねじ込み杭の施工方法。
- オーガーの軸方向に貫通穴を設けると共にオーガーヘッドに噴出口を設け、前記貫通穴から硬化性流動物を圧送して前記噴出口から噴出させることを特徴とする請求項5記載のねじ込み杭の施工方法。
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