JP5577446B2 - Pile - Google Patents
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Description
本発明は、杭に関する。 The present invention relates to a pile.
従来、基礎として地面等にねじ込んで使用される杭として、様々な種類の杭が知られている。例えば、特許文献1には、先端部の外周に、螺旋状の複数の掘進翼を回転方向に対して互いに位相をずらせ、かつ、端縁部同士を軸方向に対してオーバーラップさせた鋼管杭が記載されている。こうすることにより、多重に設けられた掘進翼が土砂を左右に排除しながら突き進み、バランスよく鉛直姿勢に維持することができる。また、特許文献2には、杭本体の先端部に、一対の羽根板を杭の本体の長手方向と直交する面に対して所定角度傾斜し、かつ、長手方向に所定間隔をおいて互いに平行する位置に取り付けられた杭が記載されている。こうすることにより、従来の螺旋型の羽根と同程度の性能を有する杭を安価に制作することができる。
Conventionally, various types of piles are known as piles used by being screwed into the ground or the like as a foundation. For example,
上述したように、種々の形状を有する杭が知られているが、いずれの杭も地面等に埋設することのみについて着目しており、埋設された後のことには何ら着目されていない。特に、杭が埋設された後に、杭が引き抜かれる可能性については、何ら考慮されていない。これは、地面等に埋設する杭は、通常住宅等の基礎として使用されるため、一度埋設してしまえば、住宅等の自重により杭が地面に押さえつけられ、埋設した後に杭が引き抜かれることについては、想定する必要が無いためである。 As described above, piles having various shapes are known, but each pile pays attention only to being embedded in the ground or the like, and no attention has been paid to after being embedded. In particular, no consideration is given to the possibility of the pile being pulled out after the pile is buried. This is because the piles buried in the ground are usually used as the foundation of houses, etc., and once buried, the piles are pressed against the ground by their own weight, and the piles are pulled out after being buried This is because there is no need to assume.
一方、近年の自然エネルギーに対する需要の高まりから、自然エネルギーとして太陽光を利用する太陽光発電用パネルの設置の需要が高まっている。このような太陽光発電用パネルの基礎として杭を用いるためには、埋設時の施工性も要求されるが、埋設した後に抜けにくいことも必要とされる。太陽光発電用パネルの設置用の杭として用いた場合には、太陽光発電用パネルの下部を風が通過すると、風力により上方向への力がかかり、杭が抜ける可能性があるためである。 On the other hand, with the recent increase in demand for natural energy, there is an increasing demand for installing solar power generation panels that use sunlight as natural energy. In order to use a pile as a foundation of such a panel for photovoltaic power generation, workability at the time of embedding is also required, but it is also required that it is difficult to come off after being embedded. When used as a pile for installation of solar power generation panels, if the wind passes through the lower part of the solar power generation panel, an upward force is applied by the wind force, and the pile may come off. .
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、設置面に埋設しやすく、かつ、一度埋設した後には、抜け難い杭を提供することを主目的とする。 This invention is made | formed in view of such a subject, and it aims at providing the pile which is easy to embed | buy on an installation surface, and is hard to remove | eliminate once embed | buried.
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The present invention adopts the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の杭は、
筒状の本体部の側面に少なくとも二対の羽根板を有する杭であって、
前記本体部の一方端付近の位置である第一の位置の側面に設けられた第一羽根板対と、
前記第一の位置よりも他方端側の位置である第二の位置の側面に設けられた第二の羽根板と、
前記本体部の内側面に溶接され、前記本位部の一方端側に突出する一対の柱部材と、
を備え、
前記第一の羽根板対は、略半円形状又は略半楕円形状であって、同一形状の板状の第一羽根板からなり、
前記第一羽根板は、前記本体部を水平に切断する仮想切断面の直径を軸として、前記第一羽根板の直径が前記軸と直交する方向に、それぞれ逆向きに所定の角度回動した状態で固定され、
前記第二の羽根板対は、一対の略半円形状又は略半楕円形状であって、同一形状の板状の第二羽根板からなり、
前記第二羽根板は、前記本体部を水平に切断する仮想切断面の直径を軸として、前記第二羽根板の直径が前記軸と直交する方向に、それぞれ逆向きに所定の角度回動した状態で固定され、
一対の前記柱部材は、前記本体部の一方端側から視認した際、前記第一羽根板の一方の直線部の延長線と他方の直線部の延長線とが重なる仮想直線が前記柱部材と交わる位置に設けられている、
ものである。
The pile of the present invention is
A pile having at least two pairs of blades on the side surface of the cylindrical main body,
A first blade pair provided on a side surface of the first position, which is a position near one end of the main body,
A second blade provided on the side surface of the second position which is the position on the other end side from the first position;
A pair of column members welded to the inner surface of the main body and projecting to one end of the main part;
With
The first blade pair is a substantially semi-circular shape or a substantially semi-elliptical shape, and comprises a plate-shaped first blade of the same shape,
The first blade is rotated by a predetermined angle in the opposite direction in the direction perpendicular to the axis, with the diameter of the virtual cutting surface that horizontally cuts the main body as an axis. Fixed in state,
The second blade pair is a pair of substantially semicircular or semi-elliptical shapes, and consists of a plate-like second blade of the same shape,
The second blade is rotated by a predetermined angle in the opposite direction in the direction perpendicular to the axis, with the diameter of the virtual cutting surface that horizontally cuts the main body as an axis. Fixed in state,
When the pair of column members are viewed from one end side of the main body portion, an imaginary straight line in which an extension line of one straight portion of the first blade plate and an extension line of the other straight portion overlap each other is the column member. Provided at the intersection,
Is.
この杭には、筒状の本体部の第一の位置に第一の羽根板対が、第二の位置に第二の羽根板対が、それぞれ設けられている。この第一の羽根板対は、一対の略半円形状又は略半楕円形状であって、同一形状の板状の第一羽根板からなる。この一対の第一羽根板は、互いに本体部を水平に切断する仮想切断面の直径を軸として、第一羽根板の直径が軸と直交する方向に、それぞれ逆向きに所定の角度回動した状態で固定されている。こうすることにより、一対の第一羽根板は本体部を挟んで、互いに反対方向に同一の角度だけ傾いた状態で固定されることになる。言い換えると、第一羽根板は、お互いの上面側が互いに交差する位置関係に配置されていると言える。このため、杭を鉛直に回転させて埋入する際には、両側に設けられた一対の第一羽根板の下部が同時に設置面を掘削することになるため、容易に鉛直に杭を埋入することができる。一方、杭を設置面に埋設した後に、杭に上方向の力がかかった場合には、杭が上方向に移動するに伴って、一対の第一羽根板の上面に傾きに沿った力がかかることになるが、一対の第一羽根板の上面にそれぞれ反対方向に回転する力が加えられるため、杭が回転することはない。このため、杭が容易に抜けることはない。なお、一対の第二羽根板からなる第二羽根板対についても、第一羽根板対と同様であるため、ここでは説明を省略する。 The pile is provided with a first blade pair at a first position of the cylindrical main body and a second blade pair at a second position. This first blade pair is a pair of substantially semicircular or substantially semi-elliptical shapes, and is composed of plate-shaped first blades having the same shape. The pair of first blades are rotated by a predetermined angle in the opposite directions in the direction perpendicular to the axis, with the diameter of the virtual cutting surface that horizontally cuts the main body part as the axis. It is fixed in the state. By doing so, the pair of first blades are fixed in a state where they are inclined at the same angle in opposite directions with the main body portion interposed therebetween. In other words, it can be said that the first blades are arranged in a positional relationship in which the upper surface sides of each other intersect each other. For this reason, when the pile is rotated vertically and embedded, the lower part of the pair of first blades provided on both sides simultaneously excavates the installation surface, so the pile is easily embedded vertically. can do. On the other hand, when an upward force is applied to the pile after the pile is buried in the installation surface, the force along the inclination is applied to the upper surfaces of the pair of first blades as the pile moves upward. However, since the force which rotates in the opposite direction is applied to the upper surfaces of the pair of first blades, the pile does not rotate. For this reason, a pile does not come off easily. In addition, since it is the same as that of a 1st blade pair also about the 2nd blade pair which consists of a pair of 2nd blade, description is abbreviate | omitted here.
このとき、前記本体部の内側面に溶接され、前記本位部の一方端側に突出する一対の柱部材と、を備え、一対の前記柱部材は、前記本体部の一方端側から視認した際、前記第一羽根板の一方の直線部の延長線と他方の直線部の延長線とが重なる仮想直線が前記柱部材と交わる位置に設けられているため、杭を埋入する際に、設置面に対して杭の角度が変化したり、設置面の表面を杭が移動して設置位置が移動したりする可能性を未然に低減することができる。
A pair of pillar members welded to the inner side surface of the main body and projecting to one end of the main part, and the pair of pillar members are viewed from one end of the main body Since the virtual straight line where the extension line of one straight part of the first blade and the extension line of the other straight part overlap is provided at the position where the pillar member intersects , The possibility that the angle of the pile changes with respect to the surface or the pile moves on the surface of the installation surface and the installation position moves can be reduced in advance.
本発明の杭において、前記第一羽根板と前記第二羽根板とは、いずれも形状が同一であってもよい。こうすれば、本体部に取り付けられる全ての羽根板の形状が同一となり、杭を設置面に埋入する際に杭の中心方向に均等に力が加えられることになる。こうすることにより、抜けにくい杭を設置面に対して杭を鉛直に埋入することができる。 In the pile according to the present invention, the first blade plate and the second blade plate may have the same shape. If it carries out like this, the shape of all the blades attached to a main-body part will become the same, and when embedding a pile in an installation surface, force will be equally applied to the center direction of a pile. By doing so, it is possible to embed a pile that is difficult to remove vertically to the installation surface.
本発明の杭において、前記第一羽根板と前記第二羽根板は、それぞれ平行に設けられていてもよい。こうすれば、杭が設置面に埋入される際に、杭の埋入速度と杭の回転速度を所定の速度にすることにより、第一羽根板と第二羽根板とが同一の軌跡を描くことになり、杭を設置面に埋入する際に、第一羽根板及び第二羽根板によって掘削される領域を最小限にすることができる。このため、杭を設置した後に上向きの力が加えられた場合には、杭が引き抜かれるためには埋入時に掘削されていない部分を第二羽根板が通過する必要があるため、杭の引き抜きに対する抵抗力が大きくなり、より杭が抜けにくい。 In the pile of the present invention, the first blade plate and the second blade plate may be provided in parallel. In this way, when the pile is embedded in the installation surface, the first blade plate and the second blade plate have the same trajectory by setting the pile insertion speed and the pile rotation speed to a predetermined speed. As a result, the area excavated by the first blade plate and the second blade plate can be minimized when the pile is embedded in the installation surface. For this reason, if an upward force is applied after the pile is installed, the second blade must pass through the part that has not been excavated at the time of embedding in order for the pile to be pulled out. The resistance to is increased and the piles are more difficult to pull out.
本発明の杭において、前記第一羽根板対及び前記第二羽根板対は、前記本体部の一方端側から視認した際に、円又は楕円形状に視認されてもよい。こうすれば、少なくとも杭の周囲全体に第一羽根板及び第二羽根板が位置することになるため、杭を設置する際に均等に力がかかることになるため、杭を埋入する際に設置面に対して鉛直に埋入することができる。 In the pile of the present invention, the first blade plate pair and the second blade plate pair may be visually recognized in a circular or elliptical shape when viewed from one end side of the main body portion. If this is done, the first and second blades will be located at least around the entire periphery of the pile, so that when the pile is installed, force will be applied evenly. It can be embedded perpendicular to the installation surface.
本発明の杭において、前記第一羽根板同士、又は前記第二羽根板同士は、前記本体部の一方端側から視認した際に、互いに重ならなくともよい。 In the pile according to the present invention, the first slats or the second slats may not overlap each other when viewed from one end side of the main body.
次に、図1及び図2を用いて、本発明の杭の実施の形態の一例である鋼管杭20の構成について詳しく説明する。ここで、図1は、鋼管杭20の構成の概略を示す斜視図であり、図2は、鋼管杭20の構成の概略を示す側面図である。本発明の実施の形態の一例である鋼管杭20は、筒状の本体部30と、本体部30の側面にそれぞれ2対設けられた羽根板40(羽根板40a〜羽根板40d)と、を備えている。この鋼管杭20としては、全長が1500mm、本体部30の径が約90mm、鋼管厚が約4mm程度のものが多く用いられるが、この大きさに限定されるものではなく、使用用途に応じて適宜自由なサイズを用いることができる。
Next, the structure of the
本体部30は、図1に示すように、鋼鉄製の筒状部材であり、一端側(図1中下方側であって、設置面に埋設する際の進行方向側)には、一端側に突出するビット32が設けられている(図2参照)。このビット32は、本体部30の一端側であって、本体部30の内側面に溶接された鋼鉄製の部材である。また、ビット32は、略五角形形状の板状部材であり、ビット32の頂点の一つは、本体部30の回転軸上に突出して設けられている。このため、鋼管杭20を設置面に回転して埋入すると、鋼管杭20の回転に伴ってビット32も回転し、本体部30の回転軸を中心として設置面を掘削する。こうすることにより、鋼管杭20を容易に埋入することができる。
As shown in FIG. 1, the
羽根板40a〜羽根板40dは、図3に示すように、中心部が略半円形に取り除かれた略半円形を有する鋼鉄製の板状部材であり、全て同一の形状を有する扇面形状の部材である(図3A参照)。この羽根板40は、厚さが約6mm、半円の半径が約250mmの鋼鉄製の板状部材であり、半円の半径に相当する位置には、本体部30の外径と同一の半円が切り抜かれており、本体部30の側面に密接することが可能である。また、羽根板40の表面と側面とは直角に形成されており、テーパ等の傾斜面を有していない。このため、鋼管杭20が地中等に埋設された状態で本体部30の回転に伴って羽根板40が回転すると、羽根板40の側面が土等に押圧され、テーパ等の傾斜面を有している場合と比較して、本体部30が回転しにくい。この羽根板40は、本体部30の側面に溶接されることによって本体部30の所定の位置に取り付けられる(図1参照)。このように、羽根板40を板状に形成することにより、羽根板40を螺旋状に形成する場合と比較して、製造時の労力を低減することができる。
As shown in FIG. 3, the
この羽根板40は、本体部30を水平に切断する仮想断面に対して、この仮想断面状の軸A(図1中の破線A)を軸として、羽根板40a及び羽根板40cは約15°、羽根板40b及び羽根板40dは−15°それぞれ傾いて取り付けられている。このように、一対の羽根板40aと羽根板40b(本発明の、第一羽根板対に相当)、羽根板40cと羽根板40d(本発明の、第二羽根板対に相当)が、それぞれ同一の軸を中心に傾いて取り付けられているため、羽根板40aと羽根板40c、羽根板40bと羽根板40dはそれぞれ平行の関係となる。同時に羽根板40aと羽根板40cの上端及び下端となる位置も、羽根板40aと羽根板40cとで同一平面上となる。このため、鋼管杭20を設置面に対して鉛直に埋入する際には、羽根板40aと羽根板40cとの下端が同一平面上に位置することになり、鋼管杭20が傾くことなく、容易に鉛直に埋入することができる。
The
また、それぞれ略半円の扇形形状の羽根板40a及び羽根板40bは、本体部30を挟んで互いに反対側に溶接されているため、図3Bに示すように、先端側から視認した際には、羽根板40a及び羽根板40bにより、円形に見える。このとき、羽根板40a及び羽根板40bは略半円形状であり、それぞれ本体部30の反対側に設けられているため、羽根板40aと羽根板40bが重なる位置がない。こうすることにより、鋼管杭20を地中等に設置した後に、鋼管杭20に対して上方向の力がかかった場合であっても、地中からの力が羽根板40の上面側に均等に係ることになり、鋼管杭20が回転する可能性を未然に低減することができる。なお、羽根板40cと羽根板40dについては、羽根板40aと羽根板40bと同様であるため、ここでは説明を省略する。
Moreover, since the substantially semicircular fan-shaped
ここで、本体部30に取り付けられる羽根板40の位置について、詳しく説明する。羽根板40は、図1に示すように、本体部30の右側側面及び左側側面であって、一端側の先端位置(本発明の、第一の位置に相当する位置)に羽根板40a及び羽根板40bが、一端側の先端から所定の距離だけ離間した中間位置(本発明の、第二の位置に相当する位置)に羽根板40c及び羽根板40dが、それぞれ一対ずつ溶接されている。なお、ここで中間位置とは、一端側から任意の距離だけ離れた位置であり、例えば、500mm離れた位置であってもよい。この中間位置は、一端側から離れていることが望ましいが、鋼管杭20が設置面に埋入された際に設置面よりも下方にある必要があることから、300mm〜700mmが好ましく、400mm〜500mmがより好ましい。
Here, the position of the
続いて、鋼管杭20を地面に埋入する埋入方法について、図4を用いて説明する。図4は、鋼管杭20を地面に埋入する方法を模式的に示した模式図である。鋼管杭20を地面に埋入する際には、鋼管杭20の他端側(図4中、上方側)に図示しないフランジを取り付け、このフランジを重機に固定して回転させることにより、鋼管杭20を回転させて地面に埋入する(図4(A)参照)。
Then, the embedding method which embeds the
鋼管杭20の回転に伴い、鋼管杭20の進行方向側の先端に位置するビット32が回転し、地面を掘削する。ビット32が回転することにより柔らかくなった土は、鋼管杭20が埋入するに従って、筒上の鋼管杭20の内部に導入されることになる。
As the
同時に、本体部30の一端側に設けられた羽根板40も、鋼管杭20の回転に伴って、本体部30の周囲の地面を掘削する(図4(B)参照)。このとき、羽根板40は、それぞれ本体部30の鉛直断面に対して、一端側方向及び他端側方向にそれぞれ同じ角度(例えば、15°)の角度で同一の位置に付けられているため、羽根板40aの最下端部と羽根板40bの最下端部の位置は本体部30の鉛直断面と平行な平面上に位置する(図4(A)中の破線Bの位置)。この状態で鋼管杭20を回転させることにより、側面方向を均等に掘削することができるため、鋼管杭20が地面に対して傾くことなく、鉛直に埋入することができる。
At the same time, the
続いて、一度埋入した鋼管杭20が、引き抜かれる際について詳説する。例えば、鋼管杭20の他端側に太陽光発電用のパネルを設置した場合には、太陽光発電用パネルの下側を風が吹き抜けると太陽光発電用パネルに上向きの力がかかり、鋼管杭20が地面から引き抜かれる方向(上向き)に力がかかる。鋼管杭20に対して上向きの力がかかると、羽根板40のそれぞれの上面側が土等に引っかかって鋼管杭20が抜けることを防止する。このとき、羽根板40aと羽根板40b及び羽根板40cと羽根板40dは、それぞれ反対方向に傾いた状態で本体部30に溶接されているため、羽根板40aと羽根板40cの上面側が土等によって下方向に押圧されて本体部30を回転させようとする方向と、羽根板40bと羽根板40dの上面側が土等によって下方向に押圧されて本体部30を回転させようとする方向が反対方向になるため、本体部30が一方に回転することがない。このため、螺旋状の羽根板を有している杭の場合には、杭が回転することにより上方向に移動して抜けやすくなるが、鋼管杭20の場合には、そのような可能性がないため、螺旋状の羽根板を有する杭と比較して、抜けにくいと言える。加えて、羽根板40にかかる力は本体部30と羽根板40との溶接部にかかることになるが、鋼管杭20には2対で合計4枚の羽根板40(羽根板40a〜羽根板40d)が設けられているため、1対(2枚)備えられたものと比較して、より強い力まで耐えることができる。言い換えると、より抜けにくいと言える。
Subsequently, the
ここで、上方向に力がかかった場合に、どの程度の力まで耐えることができるかを行った実験結果を以下に示す。ここでは、鋼管杭20(実験例1)、螺旋状の羽根板を備えた鋼管杭(比較例1)、図5に示すような先端部に1対(2枚)の羽根板を備えた鋼管杭(比較例2)のそれぞれの杭を、同一の条件で地中に埋入し、上方向に力を加えて実験を行った。 Here, the experimental results of how much force can be endured when a force is applied in the upward direction are shown below. Here, a steel pipe pile 20 (Experimental Example 1), a steel pipe pile provided with a spiral blade (Comparative Example 1), and a steel pipe provided with a pair of (two) blades at the tip as shown in FIG. Each pile of the pile (Comparative Example 2) was embedded in the ground under the same conditions, and an experiment was performed by applying a force upward.
まず、実験例1の結果を図6に示す。図6は、鋼管杭20を地中に埋入した後に、2.0KN毎に30.0KNまで上方向に力を加え、続いて上方向に加える力を徐々に減少させた際に、それぞれの力を加えた状態で具体的に何ミリ移動するかを測定した結果である。図6から明らかなように、鋼管杭20を使用した場合には、30KNで約1.31mm移動したのみであり、ほとんど引き抜かれていないことは明らかである。
First, the result of Experimental Example 1 is shown in FIG. FIG. 6 shows that when the
次に、比較例1の結果を図7に示す。図7は、先端部から500mmの領域に螺旋状の羽根板を有する鋼管杭を地中に埋入した後に、2.0KN毎に25.0KNまで上方向に力を加えたさせた際に、それぞれの力を加えた状態で具体的に何ミリ移動するかを測定した結果である。図7から明らかなように、比較例1の鋼管杭を使用した場合には、25KNで約10mm引き抜かれている。 Next, the result of Comparative Example 1 is shown in FIG. FIG. 7 shows that when a steel pipe pile having a spiral blade plate is buried in the ground in a region of 500 mm from the tip portion, a force is applied upward to 25.0 KN every 2.0 KN. It is the result of measuring how many millimeters it specifically moves with each force applied. As is apparent from FIG. 7, when the steel pipe pile of Comparative Example 1 is used, it is pulled out by about 10 mm at 25 KN.
最後に、比較例2の結果を図8に示す。図8は、図5に示した鋼管杭を地中に埋入した後に、2.0KN毎に30.0KNまで上方向に力を加え、続いて上方向に加える力を徐々に減少させた際に、それぞれの力を加えた状態で具体的に何ミリ移動するかを測定した結果である。図8から明らかなように、比較例2の鋼管杭を使用した場合には、30KNで約3.42mm引き抜かれている。 Finally, the result of Comparative Example 2 is shown in FIG. FIG. 8 shows a state in which after the steel pipe pile shown in FIG. 5 is buried in the ground, an upward force is applied up to 30.0 KN every 2.0 KN, and then the upward force is gradually reduced. In addition, it is a result of measuring how many millimeters are specifically moved with each force applied. As is apparent from FIG. 8, when the steel pipe pile of the comparative example 2 is used, it is pulled out by about 3.42 mm at 30 KN.
実験例1と比較例1とを比較すると、比較例1では25KNで約10mm引き抜かれていることに対し、実施例1では比較例1の場合より大きな力である30KNの力を加えても、約1.31mmしか引き抜かれておらず、10倍近く引き抜かれにくいと言える。このような結果が得られる理由は定かではないが、発明者らは、以下のような理由であると考えている。比較例1のように、螺旋状の羽根板を有する場合、鋼管杭に上方向の力が加えられると、地中に埋められた螺旋状の羽根板に、螺旋に沿って地中から力が加えられる。このとき、例えば、羽根板が右回転の螺旋であれば羽根板の上面に力が加えられることにより杭が左回転することになり、杭が回転することにより羽根板40の下面が地面を押圧し、杭が上方向に移動し、容易に抜けてしまう。一方、鋼管杭20の場合には、羽根板が螺旋状の場合と異なり、板状の羽根板40がそれぞれ交差するように本体部30に溶接されているため、鋼管杭20に上方向の力が加えられた場合であっても、鋼管杭20は回転しない。このため、比較例1と比較して、実験例1では引き抜かれにくいと考えられる。
Comparing Experimental Example 1 and Comparative Example 1, in Comparative Example 1, it was pulled out by about 10 mm at 25 KN, whereas in Example 1, even when a force of 30 KN, which is a larger force than in Comparative Example 1, was applied, Only about 1.31 mm is pulled out, and it can be said that it is difficult to pull out nearly 10 times. The reason why such a result is obtained is not clear, but the inventors believe that it is as follows. When it has a spiral blade like Comparative Example 1, when an upward force is applied to the steel pipe pile, a force is applied to the spiral blade buried in the ground from the ground along the spiral. Added. At this time, for example, if the blade is a right-handed spiral, the force is applied to the upper surface of the blade to rotate the pile to the left, and the lower surface of the
次に、実験例1と比較例2とを比較すると、比較例1では30KNで約3.4mm引き抜かれていることに対して、実験例1では約1.31mmしか引き抜かれておらず、約3倍程度引き抜かれにくいと言える。このような結果が得られる理由は定かではないが、発明者らは、以下のような理由であると考えている。比較例2の場合には、図9Aに示すように、鋼管杭に上方向の力が加えられた場合には、点線よりも鋼管杭に近い側の土に引き抜きが妨げられ、この部分に相当する力が、本体部30と羽根板40との溶接部に対して加えられることになる。一方で、実験例1の場合には、図9Bに示すように、鋼管杭20に上方向の力が加えられた場合には、点線よりも鋼管杭に近い側の土に引き抜きが妨げられ、この部分に相当する力が、本体部30と羽根板40との溶接部に対して加えられることになる。図9Aと図9Bとを比較すると明らかなように、実験例1の場合には、1枚当たりの羽根板40と本体部30との溶接部に加えられる力(つまり、点線で囲まれる範囲)が小さくなるため、比較例2の場合と比較して、実験例1の場合にはより引き抜かれにくくなると考えられる。
Next, comparing Experimental Example 1 and Comparative Example 2, in Comparative Example 1, about 3.4 mm was pulled out at 30 KN, whereas in Experimental Example 1, only about 1.31 mm was pulled out. It can be said that it is hardly pulled out about 3 times. The reason why such a result is obtained is not clear, but the inventors believe that it is as follows. In the case of Comparative Example 2, as shown in FIG. 9A, when an upward force is applied to the steel pipe pile, the pulling out is hindered by the soil closer to the steel pipe pile than the dotted line, which corresponds to this portion. A force to be applied is applied to the welded portion between the
次に、実験例1と比較例2とを、上方向への力が一度30KN加えられた後の場合について比較する。実験例1では、上方向への力が加えられた後に再び0KNまで加える力を戻すと、約0.48mmまで戻っている。一方、比較例2の場合には、同様の場合であっても、約2.64mmまでしか戻っていない。このことから、上方向への力が繰り返し加えられた場合には、実験例1では約0.48mmずつ引き抜かれることに対して、比較例2の場合には2.6mmずつ引き抜かれることになり、比較例2は、実験例1の場合と比較して、約5倍以上引き抜きにくいと言える。 Next, Experimental Example 1 and Comparative Example 2 are compared in the case after the upward force is once applied by 30 KN. In Experimental Example 1, when an upward force is applied and then the force applied to 0 KN is restored, the force returns to about 0.48 mm. On the other hand, in the case of the comparative example 2, even if it is the same case, it has returned only to about 2.64 mm. From this, when an upward force is repeatedly applied, in Experimental Example 1, it is pulled out by about 0.48 mm, whereas in Comparative Example 2, it is pulled out by 2.6 mm. It can be said that Comparative Example 2 is difficult to pull out about 5 times or more as compared with Experimental Example 1.
以上の結果から、鋼管杭20は、螺旋状の羽根板を有する比較例1と比較して、10倍近く引き抜かれにくいという非常に優れた性能を有することは明らかである。一方、先端部に一対の羽根板を有する比較例2と比較しても、1回の引き抜きに対して約3倍引き抜かれにくいという優れた性質を有する。加えて、鋼管杭20は、比較例2の杭と比較して、上方向に移動した場合であっても再び下方向により移動しやすいため、繰り返し力が加えられた場合には、比較例2と比較して約5倍以上引き抜かれにくい。例えば、太陽光発電用パネルの設置のために使用した場合には、繰り返して風等の力で上方高への力が加えられることが想定されることから、繰り返して力が加えられた場合に優れた性能を有する鋼管杭20が特に有用であることは明らかである。
From the above results, it is apparent that the
次に、第二の実施の形態の鋼管杭120について、図10及び図11を用いて説明する。ここで、図10は、鋼管杭120を一方端側から視認した状態を示す底面図であり、図11は、鋼管杭120の構成の概略を示す側面図である。第二の実施の形態の鋼管杭120は、第一の実施の形態の鋼管杭20と比較して、鋼管杭20の一端側に設けられているビット32を一対の柱部材132に変更したこと以外は第一の実施の形態の鋼管杭20と同様であるため、鋼管杭20と同様の部分については、同様の符号を付して説明を省略する。
Next, the
第二の実施の形態における鋼管杭120は、筒状の本体部30と、本体部30の側面にそれぞれ2対設けられた羽根板40(羽根板40a〜羽根板40d)と、を備えている。また、本体部30は、図11に示すように、鋼鉄製の筒状部材であり、一端側(図11中下方側であって、設置面に埋設する際の進行方向側)には、一端側に突出する一対の柱部材132(柱部材132a及び柱部材132b)が設けられている。この一対の柱部材132は、図10に示すように、鋼鉄製の柱条部材であり、略直方体形状を有している。また、一対の柱部材132は、それぞれ本体部30の内側面と溶接されることにより、本体部30に取り付けられる。このとき、それぞれの柱部材132の形状は同様であり、本体部30の同様の位置に取り付けられているため、柱部材132a及び柱部材132bは、本体部30からそれぞれ同じ長さだけ一方側に突出することになる。このため、鋼管杭120を設置面に埋入する際、設置面に柱部材132を当接させると、設置面に対して鋼管杭120が垂直に位置することになるため、頂点を有するビット32と比較して、設置面に対して鋼管杭120を垂直に配置しやすい。加えて、この柱部材132の少なくとも一部を予め設置面に埋入することで、鋼管杭120を埋入する前に、仮の位置決めをすることができる。このとき、柱部材132は鋼管杭120の先端部と比較して小さいため、柱部材132の一方側の一部を埋入して埋入位置を仮決めする場合と比較して、仮決めしやすい。
The
以上詳述した本実施の形態の鋼管杭20によれば、本体部30の一端側に羽根板40a及び羽根板40bが本体部30の両側に同じ角度だけ傾いた状態で固定されているため、鋼管杭20を回転させて埋入する際には、同時に掘削することになり、容易に鉛直に埋入することができる。また、埋設した後に、鋼管杭20に上向きの力が加えられた場合であっても、4枚の羽根板40にそれぞれ下向きの力が加えられることになるため、鋼管杭20が回転しない。つまり、鋼管杭20を抜き出すためには、鉛直方向にそのまま引き抜かれることになるため、鋼管杭20は非常に抜けにくい。更に、鋼管杭20には、羽根板40a及び羽根板40bだけでなく、約500m離れた位置に羽根板40c及び羽根板40dがそれぞれ設けられているため、より抜けにくい。
According to the
また、第一の実施の形態の本体部30の先端にはビット32が設けられているため、鋼管杭20を回転させて埋入する際には、ビット32によって掘削されることになり、ビット32を有しない場合と比較して、より容易に埋入することができる。また、第二の実施の形態の本体部30の先端には一対の柱部材132が設けられているため、鋼管杭120を埋入する際に、埋入しやすい。
Moreover, since the
更に、本体部30に固定された羽根板40は全て同一の形状であるため、鋼管杭20を埋入する際には、羽根板40a及び羽根板40bが埋入する際に掘削された領域を羽根板40c及び羽根板40dが通過することになり、羽根板40の形状が異なる場合と比較して、埋入する際の労力をより低減することができる。
Furthermore, since all the
更にまた、羽根板40aと羽根板40c、羽根板40bと羽根板40dはそれぞれ平行に設けられているため、鋼管杭20を埋入する際に鋼管杭20の埋入速度と鋼管杭20の回転速度を所定の速度にすることにより、羽根板40a及び羽根板40bが描く軌跡と羽根板40c及び羽根板40dが描く軌跡とが同一となり、これらの軌跡が異なる場合と比較して、埋入する際の労力をより低減することができる。
Furthermore, since the
そして、鋼管杭20を先端方向から視認した際に羽根板40が円形に見える位置に羽根板40が固定されているため、鋼管杭20を設置する際には均等に力がかかることになり、容易に鋼管杭20を鉛直に埋入することができる。
And, since the
そしてまた、鋼管杭20を先端方向から視認した際に、羽根板40aと羽根板40b、羽根板40cと羽根板40dは、それぞれ重ならない位置に固定されているため、最小の面積の羽根板40で鋼管杭20の周囲全域を覆うことができる。
Further, when the
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes as long as it belongs to the technical scope of the present invention.
例えば、上述した実施の形態では、一対の羽根板40を本体部30の側面に本体部30の水平断面に対してそれぞれ15°づつ反対方向に傾けるものとしたが、この角度は、15°に限定されるものではなく、5°以上30°未満の角度であっても良いし、15°以上20°未満の角度であってもよい。羽根板40を傾ける角度を大きくすることにより、引き抜かれる際に羽根板40が土より受ける力(図6B中の点線より本体部30に近い側の容積)が大きくなるため引き抜き力に対する抵抗は大きくなるが、本体部30と羽根板40との溶接部の負荷も大きくなるため、羽根板40の強度や土壌の状態、想定される引き抜き力を勘案して、羽根板40を傾ける角度を適宜定めることができる。
For example, in the above-described embodiment, the pair of
上述した実施の形態では、一対の羽根板40同士の間隔を500mmとしたが、この間隔は、500mmに限定されるものではなく、400mm以上500mm未満であってもよいし、450mm以上500mm未満であってもよい。この間隔が短くなると、上方側に設けられた一対の羽根板40が土から受ける力と下方側に設けられた一対の羽根板40が土から受ける力の差(図9B中、斜線部分の容積の差)が小さくなるため、上方側の羽根板40と本体部30との溶接部の負荷が大きくなる。このため、この間隔が400mmの場合と比較すると、500mmの場合の方が、より引き抜き力に対する抵抗が大きくなる。
In the embodiment described above, the distance between the pair of
上述した実施の形態では、全ての羽根板40が同じ大きさであるものとしたが、下方側に取り付ける一対の羽根板40が上方側に取り付けられる一対の羽根板40よりも小さくても良い。こうすれば、鋼管杭20を地中に埋入する際には、まず下方側に設けられた小さな羽根板40で掘削した後に上方側に設けられた大きな羽根板40で掘削することになるため、埋入際の労力を低減することができる。一方、鋼管杭20が引き抜かれる際には、上方側に設けられた大きな羽根板40によって広い範囲の土から力を受けることができるため、引き抜かれにくい。言い換えると、全ての羽根板40の大きさが同一である場合と比較して、より埋入しやすく引き抜きにくいと言える。
In the embodiment described above, all the
上述した実施の形態では、2対の羽根板40を本体部30の側面に溶接するものとしたが、羽根板40は、3対であっても、それ以上であっても良い。このような場合であっても、上述した実施の形態と同様の効果が得られる。
In the above-described embodiment, two pairs of
上述した実施の形態では、羽根板40は半円形状の板材であるものとしたが、楕円形状の板材であってもよい。このとき、本体部30に取り付けられた羽根板40の径が鋼管杭20の進行方向側に向かうにつれて短くなるように本体部30にとりつけることにより、埋入する際には進行方向側の羽根板40の側面積が小さくなるため、埋入しやすい。一方、上方向に力がかかった場合には、本体部30の回転方向における羽根板40の側面積が大きくなるため、回転に対する抵抗力が大きくなり、より引き抜かれにくいと言える。言い換えると、羽根板40が半円形状の板材である場合と比較して、埋入しやすく引き抜きにくいと言える。
In the embodiment described above, the
上述した実施の形態で示すように、地中に埋設する杭として、特に、太陽光発電用パネルを設置するための鋼管杭として利用することができる。 As shown in the embodiment described above, it can be used as a steel pipe pile for installing a panel for photovoltaic power generation, particularly as a pile buried in the ground.
20…鋼管杭、30…本体部、32…ビット、40…羽根板、40a…羽根板、40b…羽根板、40c…羽根板、40d…羽根板、120…鋼管杭、132a…柱部材、132b…柱部材。 20 ... Steel pipe pile, 30 ... Main body part, 32 ... Bit, 40 ... Blade, 40a ... Blade, 40b ... Blade, 40c ... Blade, 40d ... Blade, 120 ... Steel pipe pile, 132a ... Column member, 132b ... pillar members.
Claims (5)
前記本体部の一方端付近の位置である第一の位置の側面に設けられた第一羽根板対と、
前記第一の位置よりも他端側の位置である第二の位置の側面に設けられた第二の羽根板と、
前記本体部の内側面に溶接され、前記本位部の一方端側に突出する一対の柱部材と、
を備え、
前記第一の羽根板対は、略半円形状又は略半楕円形状であって、同一形状の板状の第一羽根板からなり、
前記第一羽根板は、前記本体部を水平に切断する仮想切断面の直径を軸として、前記第一羽根板の直径が前記軸と直交する方向に、それぞれ逆向きに所定の角度回動した状態で固定され、
前記第二の羽根板対は、一対の略半円形状又は略半楕円形状であって、同一形状の板状の第二羽根板からなり、
前記第二羽根板は、前記本体部を水平に切断する仮想切断面の直径を軸として、前記第二羽根板の直径が前記軸と直交する方向に、それぞれ逆向きに所定の角度回動した状態で固定され、
一対の前記柱部材は、前記本体部の一方端側から視認した際、前記第一羽根板の一方の直線部の延長線と他方の直線部の延長線とが重なる仮想直線が前記柱部材と交わる位置に設けられている、
杭。 A pile having at least two pairs of blades on the side surface of the cylindrical main body,
A first blade pair provided on a side surface of the first position, which is a position near one end of the main body,
A second blade provided on the side surface of the second position which is the position on the other end side from the first position;
A pair of column members welded to the inner surface of the main body and projecting to one end of the main part;
With
The first blade pair is a substantially semi-circular shape or a substantially semi-elliptical shape, and comprises a plate-shaped first blade of the same shape,
The first blade is rotated by a predetermined angle in the opposite direction in the direction perpendicular to the axis, with the diameter of the virtual cutting surface that horizontally cuts the main body as an axis. Fixed in state,
The second blade pair is a pair of substantially semicircular or semi-elliptical shapes, and consists of a plate-like second blade of the same shape,
The second blade is rotated by a predetermined angle in the opposite direction in the direction perpendicular to the axis, with the diameter of the virtual cutting surface that horizontally cuts the main body as an axis. Fixed in state,
When the pair of column members are viewed from one end side of the main body portion, an imaginary straight line in which an extension line of one straight portion of the first blade plate and an extension line of the other straight portion overlap each other is the column member. Provided at the intersection,
Pile.
請求項1に記載の杭。The pile according to claim 1.
請求項1又は2に記載の杭。The pile according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の杭。The pile according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載の杭。The pile according to claim 4.
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