JP5298574B2 - Screwed pile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼管の先端部又はその近傍に翼が取り付けられ、その鋼管に回転力を与えることにより、翼の木ねじ作用によって、地中に埋設するねじ込み式杭に関するものである。 The present invention relates to a screwed pile that is buried in the ground by a wood screw action of a wing by attaching a wing to the tip of the steel pipe or in the vicinity thereof and applying a rotational force to the steel pipe.
鋼管の先端部又はその近傍に翼が取り付けられ、その鋼管に回転力を与えることにより、翼の木ねじ作用によって地中に埋設するねじ込み式杭は、これまで多数提案されている(例えば、特許文献1、2)。 Many screw-in type piles that have been buried in the ground by the wood screw action of the wing by attaching a wing to the tip of the steel pipe or in the vicinity thereof and applying rotational force to the steel pipe have been proposed so far (for example, Patent Documents). 1, 2).
まず、特許文献1に記載の回転圧入式鋼管杭(ねじ込み式杭)は、鋼製円筒体の下部に上下方向に延長する押込用傾斜前面を有する刃が設けられ、その傾斜前面の下端部から円筒体回転方向の後方に向かって斜めに上昇する傾斜ブレードが固着されて環状のドリルヘッドが構成され、そのドリルヘッドの上端部に鋼管杭の下端部が取り付けられている。 First, the rotary press-fit type steel pipe pile described in Patent Document 1 (screw-in type pile) is provided with a blade having an inclined front surface for pushing extending in the vertical direction at the lower part of a steel cylindrical body, and from the lower end of the inclined front surface. An inclined drill head that rises obliquely toward the rear in the direction of rotation of the cylindrical body is fixed to form an annular drill head, and the lower end portion of the steel pipe pile is attached to the upper end portion of the drill head.
この構造では、鋼製円筒体の下部に設けられた狭幅円弧状の傾斜ブレードを地盤に切込侵入させるとともに、円筒体の横断面積に相当する少量の土を押込用傾斜前面により横方向に押込むだけでよく、従来の回転圧入杭に比べて同一の圧入力では圧入速度を速くすることができ、同一の圧入速度では小さな圧入力で済む。また、杭体が開端状態であるので、管内に土を取り込むことができ、施工性の向上が期待できる。 In this structure, a narrow arc-shaped inclined blade provided at the bottom of the steel cylinder is cut into the ground, and a small amount of soil corresponding to the cross-sectional area of the cylinder is laterally moved by the inclined inclined front surface for pushing. It only needs to be pushed in, and the press-in speed can be increased with the same press input as compared with the conventional rotary press-fit pile, and a small press input is sufficient at the same press-in speed. Moreover, since a pile body is an open end state, soil can be taken in in a pipe | tube and the improvement of workability can be expected.
また、特許文献2に記載の翼付きねじ込み式鋼管杭は、鋼管の外径とほぼ等しい外径で、鋼管より肉厚又は強度の大きい取り付け部材と、鋼管の直径より大きい直径の1個若しくは複数個の螺旋状板又は鋼製板とを有し、その取り付け部に螺旋状板又は鋼製板を接合してほぼ螺旋状の翼を構成して、鋼管の先端部に溶接接合した構造である。
In addition, the screwed steel pipe pile with wings described in
通常、螺旋状板又は鋼製板より曲げモーメントが発生するが、このような構成では、肉厚又は強度の大きい取り付け部材により大きな曲げ応力が発生することがない。また、鋼管の端部近傍が取り付け部材によって補強されるため、この範囲の肉厚を増すだけで鋼管全長の肉厚を増す必要がなく、経済的である。
しかし、上記特許文献1においては、その第1図に見られるように、傾斜ブレードの杭体からの張り出し量が小さいため、杭体を地中に貫入させるための推進力が不足し、硬い支持層などでは貫入困難となり、また、杭貫入後の鉛直支持力は小さくなるという問題がある。また、傾斜ブレードが取り付けられたドリルヘッドは、杭本体より厚肉のものが用いられ、別体で製作する必要があるため、コストが上昇してしまう問題がある。
However, in the above-mentioned
また、特許文献2においても、特許文献1と同様に、先端部を別途製作して鋼管本体に取り付けており、鋼管本体との溶接が手間となり、経済的でない。
Moreover, also in
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもので、鋼管の先端部又はその近傍に翼が取り付けられ、鋼管に回転力を与えることにより地中に貫入して埋設されるねじ込み式杭として、施工性および耐久性に優れるとともに経済的なねじ込み式杭を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and is a screw-in type pile that is embedded and embedded in the ground by applying a rotational force to the steel pipe with a wing attached to or near the tip of the steel pipe. The present invention aims to provide an economical screw-in pile with excellent workability and durability.
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。 In order to solve the above problems, the present invention has the following features.
[1]鋼管の先端部又はその近傍に翼が取り付けられ、前記鋼管に回転力を与えることにより地中に貫入して埋設されるねじ込み式杭において、
翼が取り付けられている近傍の鋼管内周面または鋼管外周面に、その周面に沿ってほぼ全周を覆うように補強用鋼板が溶接接合されていることを特徴とするねじ込み式杭。
[1] In a screwed pile in which a wing is attached at or near the tip of a steel pipe and embedded in the ground by applying a rotational force to the steel pipe,
A screwed pile, wherein a reinforcing steel plate is welded and joined to an inner peripheral surface or an outer peripheral surface of a steel pipe in the vicinity of which a wing is attached so as to cover almost the entire circumference along the peripheral surface.
本発明のねじ込み式杭においては、翼が取り付けられている近傍の鋼管内周面または鋼管外周面に、その周面にそってほぼ全周を覆うように補強用鋼板を溶接接合するようにしているので、鋼管の先端部の厚さを大きくすることなく、加工も少なくして、低コストで、大きな回転トルクにも耐えられるような構造になっている。また、この補強用鋼板を溶接接合することにより、鉛直荷重に対して、翼から伝達される曲げモーメントにも鋼管部が耐えることができるので、供用時にも曲げモーメントによる鋼管の応力増加を軽減できる。 In the screwed pile according to the present invention, the reinforcing steel plate is welded and joined to the inner peripheral surface of the steel pipe or the outer peripheral surface of the steel pipe in the vicinity where the wing is attached so as to cover the entire circumference along the peripheral surface. Therefore, the structure is such that the thickness of the tip of the steel pipe is not increased, the processing is reduced, the cost is low, and it can withstand a large rotational torque. Also, by welding this reinforcing steel plate, the steel pipe can withstand the bending moment transmitted from the blade against vertical loads, so the increase in steel pipe stress due to the bending moment can be reduced even during service. .
したがって、本発明のねじ込み式杭は、施工性および耐久性に優れるとともに経済的なねじ込み式杭となっている。 Therefore, the screwed pile according to the present invention is excellent in workability and durability and is an economical screwed pile.
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の一実施形態に係るねじ込み式杭を図1、図2に示す。図1は、この実施形態に係るねじ込み式杭の斜視図であり、図2は図1において矢印X方向にみた側面図である。 A screw-type pile according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS. FIG. 1 is a perspective view of a screw-in type pile according to this embodiment, and FIG. 2 is a side view seen in the direction of arrow X in FIG.
図1、図2に示すように、この実施形態に係るねじ込み式杭1は、鋼管2の先端部に、内角の総和が360°になる2枚の扇形状平板(鋼板)11a、11bによって形成されたほぼ螺旋状の翼10が取り付けられ、鋼管2に回転力を与えることにより地中に貫入して埋設されるねじ込み式杭である。ここで、最初に地中に貫入する側の扇形状平板11aを下側翼11a、他方の扇形状平板11bを上側翼11bと呼ぶことにする。そして、鋼管2の先端部には、螺旋状の翼10の始端(下側翼11aの傾斜下端部)と終端(上側翼11bの傾斜上端部)とが取り付けられている第1の段差部4aと、螺旋状の翼10の中間部(下側翼11aの傾斜上端部と上側翼11bの傾斜下端部との接続部)が取り付けられている第2の段差部4bが設けられている。また、螺旋状の翼10の中心付近には開口部30が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the screw-in
その上で、この実施形態に係るねじ込み式杭1は、翼10が取り付けられている鋼管先端部の近傍の鋼管外周面に、その周面のほぼ全周を覆うように補強用鋼板20が取り付けられている。
In addition, in the
なお、ここでは、補強用鋼板20を鋼管外周面に取り付けているが、図3に示すように、補強用鋼板20を鋼管内周面に取り付けてもよい。
Although the reinforcing
そして、補強用鋼板20は、予め鋼板を鋼管2の周方向の曲面(外周面または内周面)に合わせて曲げ加工しておき、鋼管2の周方向に沿って隅肉溶接することで取り付けるものとする。なお、鋼管2の軸方向は必ずしも溶接しなくてもよい。
The reinforcing
ちなみに、鋼管外周面または内周面のほぼ全周を覆うとは、全周360°を完全に覆うことが望ましいが、補強用鋼板20の始端と終端の間に若干の隙間があることを許容するという意味である。周面の350°以上を覆うようにすることが好ましい。
Incidentally, covering almost the entire circumference of the outer peripheral surface or inner peripheral surface of the steel pipe is desirable to completely cover the entire circumference of 360 °, but it is allowed to have a slight gap between the start end and the end of the reinforcing
また、運搬や加工を容易にするため、補強用鋼板20を鋼管2の周方向に複数枚に分割して取り付けても良く、鋼管2と補強用鋼板20とがほぼ一体となるように取り付ければよい。
Further, in order to facilitate transport and processing, the reinforcing
ここで、補強用鋼板20の板厚は、作用する回転トルクなどの外力に応じて決められ、例えば、φ1200mmの鋼管杭の場合、鋼管2の板厚18mmに対して、板厚9mm程度の補強用鋼板20を取り付ければ、3500kN・m程度までのトルクに耐えることができる。ちなみに、補強用鋼板20がない場合は、2500kN・m程度のトルクで局部的に鋼管2が降伏してしまう。補強用鋼板20の適切な板厚はFEM解析などにより決定するのが望ましいが、通常、鋼管2と鋼板20の板厚の和が鋼管2の直径の2%〜3%程度となる。
Here, the plate thickness of the reinforcing
なお、施工時には、図4に示すように、段差部4a付近と段差部4b付近(特に、段差部4a付近)に応力集中部51が生じ、時として、それを起点とした亀裂52が発生するので、この付近では鋼板20に切れ目がないのが望ましい。
At the time of construction, as shown in FIG. 4, a
そして、供用時は、図5に示すように、地盤反力61により、翼10(下側翼11a、上側翼11b)から鋼管2に曲げモーメントが伝達されるため、鋼管2の先端部は軸力と曲げモーメントを負担しなければならないが、補強用鋼板20がその一部を負担することにより、対処することができる。なお、通常、曲げモーメントの影響範囲は鋼管2の先端から最大で1.5D(Dは鋼管2の直径)程度までであり、図6に示すように、補強用鋼板20の高さHは、鋼管2の先端から0.5D〜1.5D程度が望ましい。
When in service, as shown in FIG. 5, since the bending moment is transmitted from the blade 10 (the
なお、鋼管2の先端部には、図7に示すように、円周方向に第1の段部4aと第2の段部4bを介して2分割して形成され、ほぼ同じ角度で同方向に向う傾斜面からなる第1の取り付け部3a(鋼管2の先端部側)と、第2の取り付け部3bとが設けられている。なお、これら第1の取り付け部3aと第2の取り付け部3bとは、不連続ではあるがほぼ螺旋状をなしている。そして、第1の段差部4aの高さh1は、杭1を貫入する地盤の状態、鋼管2の外径などによって異なるが、一般にh1=0.1〜0.5D(Dは鋼管2の直径)程度が望ましく、また、第2の段差部4bの高さh2は、翼10を構成する扇形状平板11a、11bの厚みより若干高く形成されている。第1の段部4aの高さh1が0.1D未満の場合は、杭1の1回転当りの貫入量が著しく低下し、また、0.5Dを超えると1回転当りの貫入量が大きくなりすぎるため、杭1を回転するためのトルクが過大になる。
In addition, as shown in FIG. 7, it forms in the front-end | tip part of the
また、翼10は、鋼管2の外径Dより大きい外径の円形鋼板又は楕円形鋼板を中央から2分割した扇形状平板11a、11bを用いて構成したものである。なお、翼10の大きさは、ねじ込み式杭1を貫入する地盤の状態、鋼管2の外径などによって異なるが、ねじ込み施工性と支持力の大きさとのバランスを考慮して、鋼管2の外径Dの1.2〜3倍程度が望ましい。
The
そして、この実施形態では、前述したように、翼10の中心に開口部30が設けられており、それによって、鋼管2内へ土砂を取り込むようにしているが、場合によっては、閉塞してもよい。
And in this embodiment, as above-mentioned, the opening
開口部30を設ける場合は、翼10の中心にほぼ円形に開口させるのがよい。その開口部30の直径は、鋼管2の外径Dの0.25〜0.9倍程度であるが、鋼管2の外径Dの0.4倍以上開口すると開口による土の取り込み効果が大きくなる。ただし、開口部30を大きくすると施工性は向上するが、支持力は低下するので、双方のバランスで形状を決めるのがよい。また、翼10の径を大きくして鋼管2からの張り出しが大きくなると、供用時の地盤反力により生じる曲げモーメントのバランスも悪くなるため、張り出しが大きいときは開口部30を小さくするのが望ましい。
In the case where the
一方、閉塞する場合は、下側翼11aと上側翼11bとの隙間をふさぐ閉塞板が取り付けられるため、下側翼11aと上側翼11bが一体化されトルク等に強い構造となるが、より大きなトルクによる施工を実施する場合は、施工性を向上させるために、補剛材40を取り付ける方がよい。
On the other hand, in the case of closing, since a closing plate that closes the gap between the
このようにして、この実施形態に係るねじ込み式杭1においては、翼10が取り付けられている鋼管先端部近傍の内周面または外周面に、その周面に沿ってほぼ全周を覆うように補強用鋼板20を溶接接合するようにしているので、鋼管2の先端部の厚さを大きくすることなく、加工も少なくして、低コストで、大きな回転トルクにも耐えられるような構造になっている。また、この補強用鋼板20を溶接接合することにより、鉛直荷重に対して、翼10から伝達される曲げモーメントにも鋼管2が耐えることができるので、供用時にも曲げモーメントによる鋼管2の応力増加を軽減できる。
Thus, in the screw-in
したがって、この実施形態に係るねじ込み式杭1は、施工性および耐久性に優れるとともに経済的なねじ込み式杭となっている。
Therefore, the screwed
なお、この実施形態においては、翼10の形状は、2枚の鋼板11a、11bで形成した螺旋状の翼であるが、翼の形状はこれに限ったものではなく、2枚の鋼板を交差して取り付けた翼、鋼板を螺旋状に曲げ加工して取り付けた翼、3枚以上の鋼板や曲げ加工した鋼材によって形成した翼など、どのような形状のものにも適用することができる。
In this embodiment, the shape of the
1 ねじ込み式杭
2 鋼管
3a 第1の取り付け部
3b 第2の取り付け部
4a 第1の段差部
4b 第2の段差部
10 翼
11a 下側翼
11b 上側翼
12 第2の翼
20 補強用鋼板
30 開口部
51 応力集中部
52 亀裂
61 地盤反力
DESCRIPTION OF
Claims (1)
翼が取り付けられている近傍の鋼管内周面または鋼管外周面に、その周面に沿ってほぼ全周を覆うように補強用鋼板が溶接接合され、
前記補強用鋼板は、前記鋼管の先端から、前記鋼管の直径の1.5倍以下の長さであり、
螺旋状の翼の始端と終端が取り付けられている段差部及び当該段差部付近に、前記補強用鋼板の切れ目が配置されていないことを特徴とするねじ込み式杭。 In the screwed pile that is attached to the tip of the steel pipe or the vicinity thereof, and is embedded in the ground by giving a rotational force to the steel pipe,
A steel plate for reinforcement is welded and joined to the inner peripheral surface of the steel pipe or the outer peripheral surface of the steel pipe in the vicinity where the blades are attached so as to cover almost the entire circumference along the peripheral surface .
The reinforcing steel plate has a length not more than 1.5 times the diameter of the steel pipe from the tip of the steel pipe,
A screw-type pile characterized in that a cut portion of the reinforcing steel plate is not disposed near a step portion to which a starting end and a terminal end of a spiral wing are attached and in the vicinity of the step portion .
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