JP7269277B2

JP7269277B2 - 鋼管杭

Info

Publication number: JP7269277B2
Application number: JP2021073159A
Authority: JP
Inventors: 正史片岡; 勝実河邊; 和幸高橋; 昌範野上
Original assignee: Manac Inc
Current assignee: Manac Inc
Priority date: 2021-04-23
Filing date: 2021-04-23
Publication date: 2023-05-08
Anticipated expiration: 2041-04-23
Also published as: JP2022167394A

Description

本発明は、所謂回転貫入工法に使用される鋼管杭に関する。

従来、鋼管杭の下端に円形の拡径円盤を溶接で固定し、鋼管杭を回転させつつ地盤に貫入する鋼管杭の回転貫入工法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

この種の鋼管杭には、拡径円盤の周縁部に沿って一端側をそれぞれ下方および上方に向けて立ち上げた切起こし羽根部を設けるとともに、切起こし羽根部を切起こしたことによって拡径円盤の周縁部に切り欠き部が形成されている。

また、この鋼管杭は、拡径円盤の下面中央に掘削ビットを備え、地盤に対し鋼管を回転させつつ下向きに圧入することによって、上下逆向きに傾斜した切起こし羽根部が推進力を発揮しつつ、下向きの切起こし羽根部と掘削ビットによって掘削した土砂を切り欠き部より上方に移動させ、圧密させることによって、排土せずに鋼管杭を地盤に貫入できるようになっている。

特開２０１０－２８１２０５号公報

しかしながら、上述の如き従来の技術では、地中に礫やその他の地中障害（以下、礫等という）が存在する場合、排土開口部へ礫等が絡み掘進が難航するという問題があった。

また、従来の技術では、拡径円盤の周縁部の一方に掘削用ビットを備える構造であるため、芯だしを正確に行う必要があり、その分、準備に時間を要するという問題があった。

そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、礫層等でも効率よく掘削することができ、製作が容易な鋼管杭の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、鋼管杭本体の下端を塞ぐ前記鋼管杭本体よりも大径の端板を備え、回転圧入工法により地盤に設置される鋼管杭において、前記端板は、中央に形成された排土口と、周縁部に前記鋼管杭本体を挟んで対称配置された一対の切り欠き部とを備え、該両切り欠き部の周方向端縁に前記端板とは別個に前記端板と同じ曲率半径の円弧板状に形成された前記地盤の障害となる個所を掘削可能な高剛性の掘削用ビットが、周方向基端が前記切り欠き部の周方向端縁に固定され、先端部を同一周方向の斜め下側に向けて支持されていることにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記端板は、前記排土口を挟んで対称配置に支持された一対の掘削刃を備えていることにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項２の構成に加え、前記端板は、前記掘削刃と周方向に間隔をおいて一対の排土用チップを対称配置に備えていることにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項１～３の何れか一の構成に加え、前記掘削用ビットは、基端が前記切り欠き部の周方向端縁に溶接されていることにある。

請求項５に記載の発明の特徴は、請求項４の構成に加え、前記掘削用ビットは、前記端板の下面に固定された補強部材に側部が支持されていることにある。

本発明に係る鋼管杭は、請求項１に記載の構成を具備することによって、礫層等の硬い地盤においても掘削効率が損なわれず、少ない回転数で効率よく掘削することができる。

また、本発明において、請求項２に記載の構成を具備することによって、効率よく地盤を掘削することができる。

また、本発明において、請求項３に記載の構成を具備することによって、掘削した土砂を端板の外側に押しやり、切り欠き部を通して効率よく土砂を上方に移動させることができる。

さらに、請求項４乃至５の構成を具備することによって、掘削用ビットが強固に支持され、礫層等の堅固な地盤に対応する場合にも掘削用ビットの破損を防止することができる。

本発明に係る鋼管杭の実施態様の一例を示す正面図である。同上の鋼管杭の下部を示す部分拡大正面図である。同上の部分拡大側面図である。同上の部分拡大平面図である。同上の部分拡大底面図である。同上の掘削用ビット部分を示す部分拡大斜視図である。

次に、本発明に係る鋼管杭の実施態様を図１～図６に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号１は鋼管杭である。

この鋼管杭１は、図１に示すように、鋼管からなる鋼管杭本体２と、鋼管杭本体２の下端を塞ぐ端板３とを備え、鋼管杭１を回転させつつ地盤４に貫入するようになっている。

端板３は、一定の厚みを有する鋼管杭本体２より大径の円盤状に形成され、鋼管杭本体２の下端に溶接等によって同軸配置に固定されている。

この端板３には、中央に形成された排土口５と、周縁部に対称配置された一対の切り欠き部６，６とを備えている。

また、この端板３には、排土口５を挟んで対称配置に支持された一対の掘削刃７，７と、掘削刃７，７と間隔をおいて対称配置された一対の排土用チップ８，８と、両切り欠き部６，６の周方向端縁に同一周方向の斜め下側に向けて支持された掘削用ビット９，９とを備えている。

排土口５は、鋼管杭本体２の内径よりも小さい丸孔状に形成され、端板３の厚み方向に貫通し鋼管杭本体２と連通している。

切り欠き部６，６は、端板３の周縁部に沿って上下及び外周側が開口した扇形凹状に形成され、両切り欠き部６，６の回転方向後方側の周方向端縁に掘削用ビット９，９が同一周方向の斜め下側に向けて支持されている。

掘削用ビット９，９は、端板３の半径と略同じ曲率半径の円弧板状に形成され、基端が切り欠き部６，６の周方向端縁に溶接９ａによって所定の角度で固定され、螺旋状を成し、且つ、先端側が端板３の下面より螺旋状斜め下向きに突出している。

尚、この掘削用ビット９，９は、端板３とは別個に鋳造等によって一定の厚みを有する円弧板状に形成され、高い剛性を備えている。

この掘削用ビット９，９には、周方向の先端部に刃部９ｂが一体に形成され、鋼管杭本体２の回転に伴い、刃部９ｂで土砂を掘削するとともに、推進力が得られるようになっている。

また、掘削用ビット９，９は、端板３の下面に固定された補強部材１０に側部が支持され、補強部材１０を介して端板３に強固に固定されている。

補強部材１０は、円弧状の斜面１０ａを有するブロック状に形成され、端板３の下面に切り欠き部６，６の内側縁部に沿って溶接等によって固定され、その側面に掘削用ビット９，９の先端部側面が溶接等によって固定されている。

尚、補強部材１０は、斜面１０ａが掘削用ビット９，９の刃部９ｂの向きと周方向の反対側に向けて端板３に固定されている。

掘削刃７，７は、先端のエッジ７ａより傾斜した刃を有し、エッジ７ａ側を外側に向けて直径方向に対称配置に固定されている。

排土用チップ８，８は、下面部に傾斜部８ａを有する平板状に形成され、傾斜部８ａは、外側が端板３下面からの距離が低くなるように形成されている。

各排土用チップ８，８は、掘削刃７，７に対し、掘削用ビット９，９の刃部９ｂの向きと同じ側、即ち、鋼管杭１の回転方向と反対側に所定の間隔をおいて配置されている。

尚、排土用チップ８の態様は、上述の如き実施例に限定されず、例えば、排土用チップ８を角棒状に形成してもよい。

このように構成された鋼管杭１は、鋼管杭本体２及び端板３を所定の方向、即ち、掘削用ビット９，９の刃部側を回転方向前方として回転させることにより、螺旋状を成す掘削用ビット９，９によって推進力を得て、掘削用ビット９，９及び掘削刃７，７によって地盤４を掘削し、掘削孔４ａを形成しつつ地盤４下方に向けて圧入される。

その際、掘削刃７，７及び掘削用ビット９，９によって掘削された土砂１１ａは、掘削刃７，７周辺の土砂が排土口５を通して鋼管杭本体２内に導入されるとともに、その他の部分の土砂１１ｂが排土用チップ８，８によって掘削用ビット９，９側に押しやられ、螺旋状を成す掘削用ビット９，９の上面に誘導され、切り欠き部６，６を通して鋼管杭本体２の外周側方、即ち掘削孔４ａ内に強制的に排出させて圧密され、無排出土、低振動、低騒音で鋼管杭１を地盤４に埋設することができる。

また、地盤４の途中に礫層等の障害となる箇所が存在している場合においても、切り欠き部６，６の端縁に強固な掘削用ビット９，９を支持させた構造であるので、掘削用ビット９，９によって礫層等を少ない回転数で効率よく掘削できるようになっている。

また、掘削用ビット９は、補強部材１０によって強固に支持されているので、堅い礫等に対して好適に刃が入り、破損を防止できるようになっている。

さらに、このように構成された鋼管杭１は、掘削用ビット９，９が直径方向に対称配置されているので、芯だしが容易で容易に製作することができる。

尚、上述の実施例では、端板３の下面に排土用チップ８，８を設けた場合について説明したが、必要に応じて排土用チップ８，８を省略してもよい。

また、上述の実施例では、端板３の下面に掘削刃７，７を設けた場合について説明したが、必要に応じて掘削刃７，７を省略してもよい。

また、上述の実施例では、端板３を鋼管杭本体２に直接固定した場合について説明したが、端板をアタッチメント化してもよい。

１鋼管杭
２鋼管杭本体
３端板
４地盤
５排土口
６切り欠き部
７掘削刃
８排土用チップ
９掘削用ビット
１０補強部材

Claims

鋼管杭本体の下端を塞ぐ前記鋼管杭本体よりも大径の端板を備え、回転圧入工法により地盤に設置される鋼管杭において、
前記端板は、中央に形成された排土口と、周縁部に前記鋼管杭本体を挟んで対称配置された一対の切り欠き部とを備え、該両切り欠き部の周方向端縁に前記端板とは別個に前記端板と同じ曲率半径の円弧板状に形成された前記地盤の障害となる個所を掘削可能な高剛性の掘削用ビットが、周方向基端が前記切り欠き部の周方向端縁に固定され、先端部を同一周方向の斜め下側に向けて支持されていることを特徴とする鋼管杭。
前記端板は、前記排土口を挟んで対称配置に支持された一対の掘削刃を備えている請求項１に記載の鋼管杭。
前記端板は、前記掘削刃と周方向に間隔をおいて一対の排土用チップを対称配置に備えている請求項２に記載の鋼管杭。
前記掘削用ビットは、基端が前記切り欠き部の周方向端縁に溶接されている請求項１～３の何れか一に記載の鋼管杭。
前記掘削用ビットは、前記端板の下面に固定された補強部材に側部が支持されている請求項４に記載の鋼管杭。