JP6505811B1 - 抵抗杭 - Google Patents

Abstract

【課題】予め削孔する作業を必要とせず、地面に押し込み、ないし打ち込みできる打ち込み抵抗杭において、構造強度( 耐力）の大きい抵抗杭を提供でき、作業効率に優れるとともに、引き抜き抵抗を格段に増大できる抵抗杭の提供。
【解決手段】複数の軸方向スリット５が等間隔に設けられた筒状本体２と、筒状本体２内に同軸的に配された軸体３と、軸体の先端部に先端側が軸支された複数の回動羽根４とを有する。回動羽根４は、先端部が軸体に軸支されたリブ板４１と、筒状本体２の外周に配された羽根板４２とからなる。筒状本体２に対し軸体３が後退すると、回動羽根の後端と筒状本体の外周面との間に隙間が形成され、さらに後退すると、前記回動羽根は後退しながら土中に回動し、土中に突き刺さりながら拡開する。
【選択図】図１

Description

この発明は、地中に圧入、押し込み、ないし打ち込み( 以下、打ち込み）して、アンカーとして使用するための抵抗杭に関する。

丘陵や山地近くの宅地開発では、図１５に示すような切土Ｋを行った後、土留めとしてコンクリート擁壁Ｗを設けることが多い。このコンクリート擁壁Ｗが側面Ｓからの土圧により転倒することを防ぐために側面に引張用アンカーとして抵抗杭Ａを設けるか、底面の引張り側に引張用アンカーとして抵抗杭１を設ける。抵抗杭１は、圧縮には抵抗力が大きいが、引張りには抵抗力が小さいのが一般的である。

抵抗杭のアンカーとしての抵抗力を増大させるため、特許文献１には、打ち込み用のハンマー等を使用するのみで地中でも拡開羽根を広げることができる拡開羽根付地中アンカーが提案されている。

この拡開羽根付地中アンカーは、偏平板材からなる杭体と、杭体の側面に回転軸で軸着されたくの字状の拡開羽根とで構成されている。この拡開羽根付地中アンカーは、構造が簡単で小型のアンカーには適するが、打ち込みの際の打撃に対する構造強度とアンカー本体の強固な耐力が得がたく、拡開羽根も大きな引き抜き抵抗を実現する考慮がなされていない。

特許文献２には、土中に支持力を得るためのアンカーであって、削孔された地中孔に挿入されるパイプ状のアンカー本体と、アンカー本体の全長よりやや長くアンカー本体に挿通された軸体と、アンカー本体の下端部から突出させた軸体の下端部に回動可能に軸支されて地中孔に挿入された左右一対の拡開羽根と、拡開羽根の先端部に形成された鋭利な刃部とからなり、軸体を上方に引き上げることにより、土圧および鋭利な刃部の作用によって拡開羽根を土中で拡開させるとともに軸体の下端部をアンカー本体の下端部に係止する土中アンカーが提案されている。

この土中アンカーは、あらかじめ削孔する作業と、軸体を上方に引き上げるセンターポールジャッキ等が必要であり、作業性ならびに削孔下でのアンカー本体の強固な耐力に問題がある。また、拡開羽根を支持する部材がないために引抜き抵抗力が小さく、無理に引き抜くと拡開羽根が過度に回転して破損しやすい欠点がある。

特開２０１３−１３６８９３号公報 特許公報 特許第３６７１１８４号

本発明の目的は、予め削孔する作業を必要とせず、地面に圧入、押し込み、ないし打ち込みできる抵抗杭において、構造強度( 耐力）が大きく、作業効率に優れるとともに、引き抜き抵抗が格段に大きい抵抗杭の提供にある。

（請求項１について）
この発明の抵抗杭は、先端頭部と、この先端頭部の後側に接続されるとともに、複数の軸方向スリットが等間隔に設けられた筒状本体と、筒状本体内に同軸的に配された軸体と、軸方向スリットに沿って設置され、軸体の先端部に先端側が軸支された複数の回動羽根とを有し、回動羽根は、先端部が軸体に軸支されるとともに軸方向スリットを挿通して配されたリブ板と、リブ板の外縁に一体に連結され、筒状本体の外周に配された羽根板とからなる。

リブ板の後端縁は傾斜面となっており、この傾斜面はスリットの後端側縁に係合している。このため、筒状本体に対し軸体が相対的に後退すると、後端縁が後端側縁をスライドして、回動羽根が支軸回りに回動する付勢力が生じる。この結果、回動羽根の羽根板後端と筒状本体の外周面との間に隙間が形成される。筒状本体に対し軸体がさらに後退すると、回動羽根は後退しながら土中に突き刺さり、土中を回動しながら拡開する。

すなわち抵抗杭は、作業の前および打ち込み中は、軸体が筒状本体に対し先端側に設定され、各回転羽根の羽根板は筒状本体の外周に当接している。打ち込み後は、筒状本体に対し軸体を後方に少し変位させる。これにより、回転羽根は土圧に対抗してわずかに回動し、回転羽根の後端と筒状本体との間に隙間が生じる。つづいて軸体をさらに後方に変位させると、隙間に加わる土の抵抗で回転羽根は外側に開きながら地中に突き刺さる。

これにより、回転羽根が土中に拡開し、引き抜き抵抗が大きい抵抗杭となる。リブ板は、引き抜き抵抗を受ける際に、羽根板の曲がり変形を防止し、引き抜き抵抗力を強化する補強リブとして作用する。

（請求項２について）
羽根板は、後端が外側に傾斜した楔面となっていることを特徴とする。
これにより、回転羽根の羽根板後端と筒状本体との間に隙間が生じる。リブ板の後端縁は傾斜面とスリットの後端側縁との係合により、筒状本体に対し軸体が後退すると、後端縁が後端側縁をスライドして、回動羽根が支軸回りに回動し、回動羽根の後端と筒状本体の外周面との間に隙間が形成される作用と同様な効果を有する。軸体を後方に変位させると、隙間に加わる土の抵抗で回転羽根は外側に開きながら地中に突き刺さる。

（請求項３について）
羽根板は、筒状本体の外周面に緊密に重なる筒断面を有することを特徴とする。
これにより、抵抗杭の断面積が小さくでき、打ち込み時の抵抗を減少できるとともに、拡開時に凹断面となるため、羽根板の構造強度が向上できる。

（請求項４について）
羽根板の先端部の外側と、筒状本体の先端部の外側との間に、回転羽根の支持棒を両端ジョイント結合で付設する。
これにより、回転羽根の拡開角度を正確に設定できるとともに、回転羽根の土圧による作用力を筒状本体に伝えるので、引き抜き抵抗を増大できる。

抵抗杭の設置後の引抜き力を受けた状態を示す正面図である。（実施例１） 抵抗杭の設置前の打込み時の状態を示す正面図である。（実施例１） 抵抗杭の組付図である。（実施例１） 抵抗杭の要部を示す正面図である。（実施例１） 抵抗杭の要部を示す正面断面図および平面図である。（実施例１） 抵抗杭の部品の断面図である。（実施例１） 抵抗杭の部品の断面図および斜視図である。（実施例１） 抵抗杭の部品の三面図である。（実施例１） 抵抗杭の打ち込み工程図である。（実施例１） 抵抗杭の打ち込み工程図である。（実施例１） 回動羽根の三面図である。（実施例２） 回動羽根の平面図である。（変形例） 抵抗杭の要部を示す正面断面図である。（実施例３） 抵抗杭の要部を示す正面断面図および平面図である。（実施例３） 抵抗杭の用途説明である。

この発明の抵抗杭は、先端頭部と、この頭部の後側に接続され、複数の軸方向スリットが等間隔に設けられた筒状本体を有する。筒状本体内には軸体が、同軸的に配設されている。軸体の先端部には、複数の軸方向スリットに沿って設置され、先端側が軸支された複数の回動羽根が設置されている。

回動羽根は、先端部が軸体に軸支されるとともにスリットを挿通して配されたリブ板と、リブ板の外縁に一体に連結され、筒状本体の外周に配された羽根板とからなる。筒状本体の外周に羽根板が配されるため、先端頭部の外径は、筒状本体の外径より、少なくとも羽根板の厚さ分だけ、大きいことが望ましい。

リブ板の後端縁は傾斜面となっており、この傾斜面はスリットの後端側縁に係合している。このため、筒状本体に対し軸体が後退すると、後端縁が後端側縁をスライドして、回動羽根が支軸回りに回動する。この結果、回動羽根の後端と筒状本体の外周面との間に隙間が形成される。筒状本体に対し軸体がさらに後退すると、回動羽根は後退しながら土中に回動し、土中に突き刺さりながら拡開する。

（実施例１）
本発明の実施例１に係る抵抗杭１の構成を、図１から図１０に基づいて説明する。図１は、抵抗杭１が打ち込まれて抵抗杭として使用している状態を示し、図２は抵抗杭１が打ち込まれる前の状態を示す。抵抗杭１は、筒状本体２と、筒状本体２内に同軸的に配された軸体３と、この実施例では４個の回動羽根４とを有する。

筒状本体２は、鉄製の先端頭部２１と、先端頭部２１の後端側に連結された円筒状の鋼製筒部２２からなる。筒部２２は、先端頭部２１に連結された先筒部２３、先筒部２３に連結された中筒部２４、中筒部２４に連結された後筒部２５からなる。

この実施例では、先端頭部２１は、略砲弾型を呈しており、その後端部の外径は、先筒部２３、中筒部２４、後筒部２５の外径より幾分径大に設定されている。これは、打ち込みの際に回動羽根４および後述する羽根支持棒６に加わる土の抵抗を低減する作用を有する。抵抗杭１は、打ち込み前の状態では、軸体３は、筒状本体２の最も先端側の位置に設定され、回動羽根４は、筒状本体２の外周に密着するか、わずかな隙間で重なっている。このとき、ロッド６４も筒状本体２の外周に近接している。

先筒部２３、中筒部２４、後筒部２５は、同一外径の鋼管で形成され、先筒部２３、中筒部２４はそれぞれ連結筒２６に外嵌めされて、中筒部２４、後筒部２５は、連結筒２７に外嵌めされて連結されている。なお、嵌合連結の代わりに管用ネジによる螺合であってもよい。この実施例では、図６に示す如く、中筒部２４の外周には、４つのスリット５が等間隔に形成されている。各スリット５の後端は、後述する係合縁５１となっている。

軸体３は、この実施例では全体にネジが形成された全ネジ棒が使用されているが、先端および後端にネジを設けた構造であってもよい。軸体３の先端部３０にはジョイント部材７が外嵌めされ、ジョイント部材７は、図３に示すようにナット３３、３３で両端が挟持され固定されている。ジョイント部材７は、中筒部２４の先端側に摺動可能に嵌め込まれており、軸体３が筒状本体２の最も先端側の位置に設定されているとき、図３に示すように連結筒２６の後端に当接して、ストッパーとして機能することもできる。

図３に示すように軸体３の中間部には、ワッシャ３５がナット３６、３６の間に挟持され固定されている。軸体３が筒状本体２の最も後端側の位置に設定されているとき、ワッシャ３５は連結筒２６の先端側に当接してストッパーとして機能することもできる。このストッパーの配設位置は、回動羽根４の拡開終了位置を決定する。図２に示すように、ワッシャ３５の外径は、筒状本体２の内径より小さく、かつ連結筒２７の内径より大きく設定されている。

図７に示す如く、ジョイント部材７は、円柱状を呈し、後端面には溝７１が十字形に形成され、溝７１に直交するピン孔７２が開けられている。４個の回動羽根４は、その先端部４３が溝７１に嵌め込まれ、ピン孔７２に差し込まれたピン７３にピンジョイントされ、回動自在に連結されている。ジョイント部材７の外径は、筒状本体２の内径より小さく、かつ連結筒２６の内径より大きく設定されている。

筒状本体２の地上に露出した後端部３７には、図１に示す如く、Ｃ型チャンネル状の蓋部材８が設置される。軸体３の後端部３２は、蓋部材８の貫通孔８１を挿通して配され、２つのナット３４、３４が螺合されて蓋部材８がダブルナットロックされる。蓋部材８は、開口している後端部３７を塞ぐ作用を有する。

回動羽根４は、図８に示す如く、羽根板４２と板状のリブ板４１および板状のステイ板６３とからなる。羽根板４２は、図示の如く、横断面が円弧状の湾曲板であり、筒状本体２の外周面に密接するよう寸法が設定されていることが望ましい。羽根板４２は、断面が円弧状であることと、先端がスコップ状に尖っていることにより、土中に差し込み易く、かつ土圧の耐力が大幅に増大する構造である。

羽根板４２は、図６に示す如く、スリット５を挿通して配された板状のリブ板４１と、リブ板４１の外縁に溶接などにより一体に形成される。リブ板４１の先端部４３は、ジョイント部材７の溝７１に嵌め込まれるとともに、ピン７２によりピンジョイントされている。リブ板４１と羽根板４２とは、鋳造により一体形成されてもよい。リブ板４１の後端は傾斜した係合縁４４となっており、スリット５の後端の係合縁５１にスライド可能に当接するようになっている。

筒状本体２に対し軸体３を後退させると、図８に示すリブ板４１の係合縁４４が図６に示す係合縁５１をスライドして、回動羽根４がピンジョイントを中心に回動する。この回動により、羽根板４２の後端４５と筒状本体２の外周面との間に、図９（ｃ）に示す隙間４６が強制的に形成される。さらに筒状本体２に対し軸体３を後退させると、図１０（ｄ）に示す回動羽根４は後方に変位しながら隙間４６から入り込む土の抵抗により、土中に突き刺さりながら土中を回動して、自由に拡開する。

回動羽根４と先筒部２３との間には、図２、図３に示す如く、羽根支持棒６が付設されている。羽根支持棒６は、先筒部２３の外周に外嵌めされた可動筒６１、可動筒６１の外周に等間隔に溶接された４個のステイ板６２、羽根板４２の後端部外周に溶接されたステイ板６３、および各ステイ板６２、６３のそれぞれに両端が回動自在にピン接続されたロッド６４からなる。

図３に示す如く、ステイ板６２は、先端側が傾斜した鉄板製で後端側にピン孔が形成されている。図３、図４、図８に示す如く、ステイ板６３は、鉄板製で先端側にピン孔が形成されている。各ステイ板６２、６３の周方向の位置は、各スリット５と同一となっている。ロッド６４は、この実施例では、両端に各ステイ板６２、６３に外嵌め可能な溝が形成された丸棒構造を採用している。

つぎに抵抗杭１の打ち込み作業を工程順に図９、図１０とともに説明する。図９( ａ) に示す如く、地面Ｇに抵抗杭１を垂直に立てておき、上端に筒状本体２に嵌合する押込み治具Ｃを配置した上で、上端をハンマーもしくは重機などで加圧して、抵抗杭１を所定の深さまで地中に押し込むと、図９( ｂ) の状態となる。この状態で、軸体３の後端にナット３４を螺合する。

ナット３４を右回転させると、軸体３は筒状本体２に対して図示上方に相対変位する。相対変位は、まず、図９（ｃ）に示す如く、第１段階で１０〜４０ｍｍの距離（第１リフト）で行われる。これにより、回動羽根４は、リブ板４１の係合縁４４が、スリット５の 係合縁５１に接してスライドし、後端４５が外側に回動する強制拡開Ｓ１がなされる。

つぎに、軸体３の後端にアイナットＦを螺合する。このアイナットＦに上方への引張力を印加し、軸体３を上方に引上げると、図１０（ｄ）に示す如く、強制拡開した隙間４６に土が侵入し、回動羽根４は、その後端４５が土中に突き刺さりながら上方に後退し、そ の土の抵抗に逆らってわずかに外側に拡がるように回動する。そして、この後端４５の後 退と回動は、軸体３の中間部に固定されたワッシャ３５が連結筒２７に当接するまで持続 する。なお、土の固さ、軟らかさ次第で回動の程度は変わるものの、回動羽根４のリブ板 ４１とスリット５の係合縁５１とがスライドする構成でもあることから、回動羽根４を外 側に押し出して回動羽根４の後端４５にわずかなすきまを形成することは可能である。
そして、図１０（ｅ）に示す如く、さらに軸体３に取付けたアイナットＦに上方への引 張力を印加すると、ワッシャ３５が連結筒２７に当接したことにより 筒状本体２と軸体 ３がともに（一体的に）引張力によって、上方に引抜かされるように後退する。すると、 回動羽根４の先端部４３がピンジョイントされているため、上方に後退するに際し、回動 羽根４の後端４５は土中に突き刺さりながら後退し、その土の抵抗に逆らって外側に拡が るように所定の開度まで回動する（自由拡開Ｓ２）。
そして、図１０（ｆ）に示す如く、さらに引張力を印加すれば、筒状本体２と軸体３は 一体となって上方に後退し、回動羽根４は、その後端４５が土中に突き刺さりながら後退 し、その土の抵抗に逆らって外側に拡がるように拡開する。そして、羽根支持棒６のロッ ド６４にピン接続された可動筒６１が先端頭部２１に当接するまで回動羽根４の拡開に伴 って抵抗杭１の先端側に移動し、先端頭部２１に当接して回動羽根４の拡開は所定の開度 で固定される。それ以後は、アイナットＦへの引張力を印加しても、所定の開度で拡開し た回動羽根４に作用する土の抵抗と羽根支持棒６の支持により上方へ引抜くことが困難と なる。つまり、引抜き抵抗が格段に大きい抵抗杭１が実現できる。このとき、羽根板４２の拡開角度は６０度から９０度が好適であり、ストッパー位置は任意に調整可能である。
なお、図１０（ｆ）に記載された後端４５に係る太点線Ｘの表示は、後端４５の初期押 込み時から最終後退時に至る一般的な固さの土中での変位軌跡を模式的に示したものであ る。

その後、図１０（ｇ）に示す如く、アイナットＦを軸体３より外し、さらにナット３４を軸体３の後端に螺合させ軸体３をダブルナットロックする。このとき、羽根支持棒６は、先端頭部２１に当接し、羽根板４２に作用する作用力を支持する。

( 実施例２)
図１１は、実施例２の羽根板４２を示す。この実施例の抵抗杭１は、羽根板４２の後端４５を外側に傾斜させて傾斜部４７を設けている。この傾斜部４７は、筒状本体２の外周と羽根板４２の後端４５と間に、隙間４６を形成している。この傾斜部４７は、打ち込まれた抵抗杭１の軸体３を上方に変位させる第１段階の操作において、初動から隙間４６に土が侵入して回動羽根４が回動する付勢力がえられる。

図１２は、回動羽根４の変形例を示す。回動羽根４は、図１２( ａ) 〜( ｄ) に示す如くに示す如く、２、３、４、６枚であってもよい。。

( 実施例３)
図１３、図１４は、実施例３を示す。この実施例では、回動羽根４、４Ａの受圧面積を増加させて耐力( 支持力）を増大させるものであり、図１３に示すように回動羽根４を上下２段に設けたものである。また図１４に示す実施例では、回動羽根４を同心状に２重に設け、しかもピン支持を半ピッチずらした位置に設けたものである。これらは共に、回動羽根のピン支持位置を半ピッチずらすので、図１４( ｂ) に示すように投影平面では、８個の回動羽根４として作用し、抵抗力の増大効果が期待できる。

この発明では、予め削孔する作業を必要とせず、地面に押し込み、ないし打ち込みできる打ち込み抵抗杭において、構造強度( 耐力）の大きい抵抗杭を提供でき、作業効率に優れるとともに、引き抜き抵抗を格段に増大できる。

１ 抵抗杭
２ 筒状本体
３ 軸体
４ 回転羽根
５ スリット
６ 羽根支持棒
７ ジョイント部材
２１ 先端頭部
３０ 軸体の先端部
４１ リブ板
４２ 羽根板
４３ リブ板の先端部
４４ 傾斜した係合縁
４５ 羽根板の後端部
４６ 隙間
５１ 係合縁
６４ 棒ロッド

Claims (4)

1. 先端頭部と、前記先端頭部の後側に接続されるとともに、複数の軸方向スリットが等間隔に設けられた筒状本体と、前記筒状本体内に同軸的に配された軸体と、前記軸方向スリットに沿って設置され、前記軸体の先端部に先端側が軸支された複数の回動羽根とを有し、
   前記回動羽根は、先端部が前記軸体に軸支されたるとともに前記軸方向スリットを挿通して配されたリブ板と、前記リブ板の外縁に一体に連結され、前記筒状本体の外周に配された羽根板とからなり、
   前記リブ板の後端縁は傾斜面となっており、前記傾斜面は前記軸方向スリットの後端側縁に係合しており、前記筒状本体に対し前記軸体が後退すると、前記後端縁が前記後端側縁をスライドして、前記回動羽根が支軸回りに回動し、前記回動羽根の後端と前記筒状本体の外周面との間に隙間が形成され、前記筒状本体に対し前記軸体がさらに後退すると、前記回動羽根は後退しながら土中に回動し、土中に突き刺さりながら拡開することを特徴とする抵抗杭。
2. 前記羽根板は、後端が外側に傾斜した楔面となっていることを特徴とする請求項１に記載の抵抗杭。
3. 前記羽根板は、前記筒状本体の外周面に緊密に重なる筒断面を有することを特徴とする請求項１に記載の抵抗杭。
4. 前記羽根板の先端部の外側と、前記筒状本体の先端部の外側との間に、前記回転羽根の支持棒を両端ジョイント結合で付設する請求項１に記載の抵抗杭。