JP7479187B2 - 翼を備えた鋼管杭 - Google Patents

Description

本発明は、他の鋼管杭の下端に接続し、あるいは単独で使用して、地中に埋めて地上の構造物を支持する鋼管本体の下端部に部分円状の翼を備えた鋼管杭に関する。

従来、鋼管杭を回転しながら降下させて埋設するために、鋼管本体の先端に掘削推進用の翼を設けた鋼管杭が提案され、多くは部分円状の鋼板をひねって翼として鋼管杭の先端部外周に溶接して固定していた（特許文献１、２）。この場合には、平面視では。翼の外周は略円形となっていた。鋼管杭は回転しながら埋設するので、一般に、翼の外周縁が地盤に当たる際に抵抗が少なく、地盤の中に翼を押し込むように、埋設する構造となっていた。
また、他の従来例では、長方形のような板を傾斜させた状態で、鋼管杭の先端部に固定して、翼付の鋼管杭を構成したものもあった（特許文献３、４）。これらは主に地盤を削りながら、埋設する構造となっていた。
従来の鋼管杭では、一般的に、鋼管杭の強度を増して、地盤を削り易く、埋設後に鋼管の支持力を増強することを目的に、様々な工夫がなされていた。また、鋼管杭の底を塞いだ場合に、一般に支持力が高まるが埋設し難いので、翼の形状を様々な工夫もなされていた（特許文献４）。

特開平９－３２４４１９公報 特開２０１９－８５８７２号公報 特開平１１－２００３６３号公報 特開２００５－２５６５００号公報

従来の発明では、適用される地盤が比較的浅く軟弱な地盤であり、翼と鋼管杭とで必要な支持力を発揮できる構造であった。したがって、底を開放した鋼管杭では、翼の構造を強固なものとしなければならず、結果として、鋼管杭を埋設し難い問題があった。
また、底を閉塞した鋼管杭では埋設し難いく、設計より鋼管杭が深く埋設できず、鋼管杭の上端部が設計より高く地上に露出するいわゆる高止まりを起こす場合もあった。この場合には、鋼管杭の上端部を切断するなどの処理が必要であった。また、鋼管杭の底を開放した場合には、施工性が高まるが、底が地中の掘削土で詰まった場合には、同様に施工性が低下する問題点があった。

この発明では、鋼管杭の鋼管本体自体で必要な支持力を得られる構造で、より鋼管本体を埋設し易くするために、翼を平面視で部分円状の外周縁を設けて、かつ地盤との抵抗を少なくした構造をベースとして、傾斜させた基準部分を鋼管杭の下端部に固定して作り易く、かつ排土を効率的に行うことにより、埋設し易さを考慮した。

第一の発明にあっては、３枚以上の略扇型の基準部分円板で回転方向前側の第一辺を第二辺より長く形成し、かつ隣接する基準部分円板の間に横間隙を形成して構成した。また、第二の発明にあっては、３枚以上の略扇型の基準部分円板を傾斜させ、かつ鋼管本体の中空部に連通する排土開口を設けた構造とした。また、第三の発明にあっては、２枚の略半円形の基準部分円板を傾斜させて、かつ、横間隙と鋼管本体の中空部に連通する排土開口を設けた構造とした。

即ち、この第一の発明は、円筒状で軸芯Ｏ１の中空部を有する鋼管本体を鉛直に配置して、前記鋼管の下端部に、水平に対して角度を与えて配置した部分円状翼を備え、以下のように構成したことを特徴とする翼を備えた鋼管杭である。
（１）前記鋼管杭を地盤中に下降させるための前記鋼管本体の回転方向を、一方向とする。
（２）前記部分円状翼は、中心Ｏ１の周りに、複数枚の基準部分円板を等角度で配置して構成した。
（３）前記基準部分円板は、第一辺と第二辺とを、滑らかな円弧状の外周縁で結んだ略扇形に形成した。
（４）前記基準部分円板は、略扇型の中心Ｏ２側を、平面視で前記鋼管本体の中空部に位置させて、かつ略扇型の外周縁を前記鋼管本体の外周側に位置させた。
（５）前記第一辺を前記一方向の回転時に回転方向前側に位置させた場合、
前記第一辺を第二辺より長く形成し、かつ前記第一辺が前記第二辺より下方に位置するように前記基準部分円板を傾斜して形成した。
（６）前記隣接する基準部分円板で、対向する第一辺と第二辺の間に横間隙を形成して、前記横間隙を鋼管本体の外周側および中空部側に位置させた。

また、前記において、以下のように構成したことを特徴とする鋼管杭である。
（１）鋼管本体の下端部に、前記鋼管本体の外周側および中空部側に位置する補強具を固定した。
（２）隣接する基準部分円板の横間隙に前記補強具を位置させて、かつ、前記基準部分円板を前記補強具に固定した。
（３）前記基準部分円板で、前記鋼管本体の中空部側に位置する部分の一部を切り欠いて、排土開口を形成した。

また、前記第一の発明において、以下のように構成したことを特徴とする翼を備えた鋼管杭である。
（１）基準部分円板は、第一辺の外周縁付近を、中心側に比して下方に位置するように傾斜させ、かつ第二辺の外周縁付近を、中心側に比して上方に位置するように、傾斜させて鋼管本体に固定した。

この発明は、第一の発明にあっては、３枚以上の略扇型の基準部分円板で回転方向前側の第一辺を第二辺より長く形成し、かつ隣接する基準部分円板の間に横間隙を形成して構成した。また、第二の発明にあっては、３枚以上の略扇型の基準部分円板を傾斜させ、かつ鋼管本体の中空部に連通する排土開口を設けた構造とした。また、第３の発明にあっては、２枚の略半円形の基準部分円板を傾斜させて、かつ、横間隙と鋼管本体の中空部に連通する排土開口を設けた構造としたので、翼で掘削した掘削土を地上に揚げて排土し、あるいは掘削土を攪拌して積極的に鋼管杭の中空部に入れて、排土量を減らして、結果として施工性を改善した。

この発明の三枚の基準部分円板からなる部分円状翼を用いた実施態様で、（ａ）は上方から見た斜視図、（ｂ）は下方から見た斜視図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は正面図、（ｅ）は右側面図、を表す。 この発明の三枚の基準部分円板からなる部分円状翼を用いた実施態様に使用する部材で、（ａ）は鋼管本体の下方から見た斜視図、（ｂ）は鋼管本体の正面図、（ｃ）は部分円状翼の配置を表す上方から見た斜視図、（ｄ）は部分円状翼の配置を表す平面図、（ｅ）は補強具の下方から見た斜視図および平面図を表す。 この発明の基準部分円板の構造を概略説明する図を表す。 （ａ）は基準部分円板の一の傾斜構造を示す概略した鋼管杭の斜視図と基準部分円板の斜視図、（ｂ）は基準部分円板の他の傾斜構造を示す概略した鋼管杭の斜視図と基準部分円板の斜視図、（ｃ）は基準部分円板の傾斜構造を説明する斜視図を表す。 この発明の基準部分円板の傾斜構造による効果を説明する図を表す。 異なる排土開口を設けた実施形態で、（ａ）は部分円状翼の配置を表す平面図、（ｂ）は鋼管杭の平面図、を表す。 この発明の三枚の基準部分円板からなる部分円状翼を用いた他の実施態様で、（ａ）（ｂ）は他の基準部分円板を使用した平面図、を表す。 この発明の二枚の基準部分円板からなる部分円状翼を用いた実施態様で、（ａ）は上方から見た斜視図、（ｂ）は下方から見た斜視図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は正面図、（ｅ）は右側面図、を表す。 この発明の二枚の部分円状翼を用いた実施態様に使用する部材で、（ａ）は鋼管本体の下方から見た斜視図、（ｂ）は鋼管本体の正面図、（ｃ）は部分円状翼の配置を表す上方から見た斜視図、（ｄ）は補強具の上方から見た斜視図を表す。 この発明の二枚の部分円状翼を用いた他の実施態様で、（ａ）は上方から見た斜視図、（ｂ）は下方から見た斜視図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は正面図、（ｅ）は右側面図、を表す。

図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。

［実施形態１］第一の実施形態／３枚以上の基準部分円板１１から部分円状翼１０を構成する鋼管杭の実施形態

（Ａ）鋼管本体１の構成

使用する現場に対応して、所定の支持力を発揮できる外径Ｄ０および肉厚を有し、かつ上下が開放した鋼管本体１を形成する。鋼管本体１の下縁に、使用する基準部分円板１１、１１およびその傾斜構造に合わせて、回転対称に３つの翼受け切り欠き５、５を形成する。翼受け切り欠き５は、水平な鋼管本体１の下縁に角度θ１で斜めに切り欠いて、あるいは下縁に３角形状の部材を溶接して、形成される。各翼受け切り欠き５に連続して（翼受け切り欠き５の上端に連続して）、補強具２１を受ける（部分円状翼１０の横間隙３１に対応した）水平の補強具受け切り欠き６（補強具受け部）を形成してある。また、隣接する翼受け切り欠き５、５は、補強具受け切り欠き６部分で、略垂直の段差縁７が形成される。
この実施形態では、角度θ１は、１２°程度で形成する（図２（ａ）（ｂ））。また、通常は、鋼板本体１に他の鋼管（通常は鋼管本体１と外径Ｄ０および肉厚が同一）を溶接して必要な長さを確保して使用するが長さがそれほどの必要ない場合には、単独で使用することもできる。

（Ｂ）部分円状翼１０の構成

（１） この実施形態では３枚の基準部分円板１１、１１から部分円状翼１０を構成する。

（２） 基準部分円板１１は、中心Ｏ２で半径辺１３、１４とそれらを結ぶ円弧部１２を備える略扇型で、一方の半径辺１３が長さＬ２１で形成され、他方の半径辺１４は長さＬ２２（＜Ｌ２１）で形成されている。３枚の基準部分円板１１、１１から部分円状翼１０を構成するので、半径辺１３と半径辺１４とのなす角θ２は、
θ２≒１２０°
で形成されている。また、円弧部１２は、半径辺１３の放射方向の外縁１３ａと半径辺１４の放射方向の外縁１４ａとを結ぶなめらかな円弧状の形状となっている。
より具体的には、以下のように形成する（図３）。中心Ｏ２を中心とする半径Ｌ２２の基準円１８Ａ（大円）と半径Ｌ２２の基準円（小円）１８Ｂを形成する。基準円１８Ａの一半径にあたる半径辺１３と、基準円１８Ｂの一半径にあたる半径辺１４とを角度θ２（約１２０°）で設定する。半径辺１３の放射縁１３ａ（基準円１８Ａにある）と、半径辺１４の放射縁１４ａ（基準円１８Ｂにある）とを、基準円１８Ａ、１８Ｂとの間を通る滑らかな曲線で結んで、曲線を円弧部１２とする（図３）

（３） また、基準部分円板１１で、中心Ｏ２を含み、長さの長い半径辺１３に寄せて、円弧状の排土開口１５を形成する（図３）。ここで、排土開口１５は、半径辺１３上に中心のある半円（円弧）、あるいは半径辺１３の近傍に中心のある半円（円弧）で形成されている。

（４） ３枚の基準部分円板１１、１１の所定の間隔および傾斜を保った状態で、鋼管本体１に固定するための部材を補強具２１とする。補強具２１は、厚さｔ１の直角三角形の板材を基材２４として、基材２４、２４の３枚を、直角三角形の直角部分を上に向けて、平面視で角度１２０°に並べて、中心側を固定した構造となっている（図２（ｅ））。ここで、各基材２４、２４は、前記直角三角形の直放射側の鋭角部分を略垂直に切断して、台形に形成してある。

（Ｃ）翼を備えた鋼管杭３０の構成

（１） 扇型の基準部分円板１１、１１を中心Ｏ３周りに円状に配置して、かつ隣接する扇本体１１の半径辺１３と半径辺１４の間に、平面視Ｌ１（＝ｔ１）の間隙を設けて配置する。この間隙を横間隙３１、３１とする。
また、各基準部分円板１１は、長さが長い半径辺１３側が下方に、長さが短い半径辺１４側が上方に位置するように傾斜して配置されている。さらに、半径辺１３の放射縁１３ａを基準に、半径辺１４の放射縁１４ａを上昇させるように角度θ１で傾斜させてある（図１（ｅ））。したがって、半径辺１３では、放射縁１３ａに対して、中心Ｏ２側が上方の位置となっている。また、半径辺１４は、放射縁１４ａが中心Ｏ２側に比して、上方に位置している（図４（ｂ）。
ここで、各基準部分円板１１で、上側（鋼管本体１側）を上面１１ａ、下側（鋼管本体の他側）を下面１１ｂとする。

（２） 鋼管本体１の下面の３つの翼受け切り欠き５、５の補強具受け切り欠き６、６に補強具２１を固定する。ここで、補強具２１の各基材２４の上面が補強具受け切り欠き６に当接して、かつ各基材２４の略垂直の側面が鋼管本体の略垂直の段差縁７に当接して、補強具２１と鋼管本体１とは密着できるので、鋼管本体１に補強具２１を強固に固定できる。さらに各基材２４、２４の内周側（先端２２側）が鋼管本体１の中空部３側に位置し、各基材２４、２４の放射側（放射方向端部２３側）が鋼管本体１の外面１ａ側に位置する。また、補強具２１の先端２２が鋼管本体１の中心Ｏ１に位置する。

（３）各基準部分円板１１、１１を、傾斜角度（θ１）、横間隙３１、３１など上記相対位置を保った状態で、鋼管本体１に固定する。
この際、各基準部分円板１１の上面１１ａで中心Ｏ３側（Ｏ２側）は鋼管本体１の翼受け切り欠き５の傾斜（θ１）に合わせて当接して固定されるので、各基準部分円板１１の傾斜角度θ１が維持された状態で部分円状翼１０が鋼管本体１に固定される。また、各基準部分円板１１の半径辺１３、１４の厚さ方向の端面で中心Ｏ３側（Ｏ２側）は、補強具の各基材２４の外面に当接して固定され、さらに、部分円状翼１０の各基準部分円状板１１、１１間の横間隙３１、３１に補強具２１の基材２４、２４が挿入されるので、各基準部分円状板１１、１１の相対位置、横間隙３１が維持された状態で、部分円状翼１０が鋼管本体１に固定される。

（４） また、この状態で、補強具２１の放射状端部２３は、鋼管本体１の外面１ａより外方（放射方向）に突出するので、確実に、鋼管本体１と各基準部分円板１１、１１とを固定できる。また、この状態で、各基準部分円板１１、１１の排土開口１５、１５は、平面視で鋼管本体１の中空部３内に収まっている（図１（ｃ））。
また、この状態で、基準部分円板１１にはθ１の傾斜があるので、隣接する基準部分円板１１、１１で、半径辺１３の放射縁１３ａと半径辺１４の放射縁１４ａとの間に高さ方向で、最大で長さＬ４の縦間隙３３が形成される（図１（ｅ））。

（５） 以上のようにして、鋼管杭３０を構成する（図１）。なお、鋼管杭３０は、鋼管本体１と部分円状翼１０（基準部分円板１１、１１と補強具２１）とを備える構成となっている（図１）。

（Ｄ）翼を備えた鋼管杭３０の作動

（１） このように形成した鋼管杭３０は、従来のいわゆる翼杭と同様に使用する。

（２） すなわち、鋼管本体１を、使用する現場の必要な長さ（例えば１０ｍ）・径・厚さなどで形成し、あるいは、他の鋼管杭４０の下端に、この発明の鋼管杭３０を溶接などで固定して必要な長さを確保して（図１（ｅ））、矢示４４方向に回転しながら地盤に埋設する（図１）。
この際、比較的硬い地盤であれば、所定外径で予め杭穴を掘削した後にこの鋼管杭３０を回転しながら埋設するが、比較的柔らかい地盤であれば、予め杭穴を掘削せずに、直接に地上から部分円状翼１０で地盤を掘削しながら鋼管杭３０、４０を埋設する。

（３） この場合、各基準部分円板１１、１１で、まず長い半径辺１３の放射縁１３ａが地盤に当接し続いて半径辺１３の全体が地盤に当接するので、半径辺１３の長さＬ２１に対応した掘削穴４２を掘削しつつ鋼管杭３０．４０を降下できる（図１（ｃ）。この際、半径辺１３で掘削した土砂は、略平行な横間隙３１および連続した縦間隙３３を通して、傾斜θ１で形成された基準部分円板１１の上面１１ａに移動してして、地上に排土される。また、略平行な横間隙３１が形成されているので、各基準部分円板１１の半径辺１３で削られた土砂が基準部分円板１１の上面１１ａに詰まることなく、攪拌されてほぐされるので、掘削効率が高められる。
また、略平行な横間隙３１、縦間隙３３から基準部分円板１１の下面１１ｂ側に移動した土砂は、基準部分円板１１の下面１１ｂ側に留まることなく、排土開口１５から鋼管本体１の中空部３に揚げられるので、半径辺１３、１３での掘削効率が低下することを防止できる。さらに、補助具２１の先端２２が水平に対して角度を持って形成されているので、半径辺１３、１３が及ばない中心Ｏ１（Ｏ３）付近を掘削でき、補助具２１で掘削されてほぐされた土砂も半径辺１３、１３に至り排土され、あるいは、中心側の土砂は補強具２１により直接に排土開口１５から鋼管本体１の中空部３に排土される。
また、半径辺１３を長く、半径辺１４を短く形成したので、円弧部１２は真円ではなく半径辺１４側は中心Ｏ１（Ｏ３）側に寄っているので、基準部分円板１１、１１への摩擦抵抗が少なく、掘削効率、排土効率を高められる（図１（ｃ））。また、半径辺１３の回転軌跡（すなわち基準円１８Ａ（図３）、掘削穴４２（図１（ｃ））に対して、半径辺１４の放射縁１４ａの放射側に第二横間隙３５を形成できるので（図１（ｃ））、横間隙３１と相まって、掘削杭穴内の圧力増加を防止して、掘削効率を高めることができる。また、第二横間隙３５から掘削穴の穴壁周辺の掘削土を上方に排土できる。
また、基準部分円板１１の円弧部１２を滑らかな円弧状に形成したので、尖ったあるいは角となった部分がないので、地盤内に滑らかに突入されるので、掘削効率、排土効率もさらに高められる。
また、基準部分円板１１の排土開口１５は全部鋼管本体１の中空部３内に位置し、基準部分円板１１で鋼管本体１の外面１ａ側に開口が形成されないので、基準部分円板１１の上面１１ａ全体を使って上方に排土できる。

（４） 前述のように、翼受け切り欠き５の傾斜θ１は、基準部分円板１１の必要な傾斜θ１に合わせて、角度１２°で形成されているが、基準部分円板１１の傾斜は、掘削効率、排土効率などに応じて選択され、実験では、角度θ１＝１２°程度が好ましいが、適用する現場の地盤性状などにより
１０°＜θ１＜１５°
程度で調整できる。

（Ｅ）他の構成

（１） 前記実施形態において、半径辺１３の放射縁１３ａから半径辺１４の放射縁１４ａに向けて角度θ１となるように傾斜させたが（図５（対角方向傾斜））、下方に位置する半径辺１３を略水平に位置させることが望ましいが、半径辺１４が上方に位置するように傾斜させることもできる（図５（回転方向への傾斜。ｙ方向傾斜））。この場合、同じ基準部分円板１１を使用して同じ傾斜角度θ１（＝１２°）で、基準部分円板１１の底面１１ｂ側で、点Ａ（すなわち半径辺１３の放射縁１３ａ）、点Ｂ（すなわち半径辺１４の放射縁１４ａ）、点Ｃ（すなわち半径辺１３の扇型の中心Ｏ２）の高さを、点Ａをゼロとして、Ｚ方向（すなわち上下方向）の高さを計算してみると、
回転方向（ｙ方向）傾斜：４９．５５
対角方向傾斜：１１１．４７
となった。この場合、基準部分円板１１のΦ＝２６７．４、厚さ２８ｍｍである。
したがって、対角方向の傾斜の場合、点Ｂ（すなわち半径辺１４の放射縁１４ａ）の高さは
１１１．４７／４９．５５≒２，２５
となり、最初に地盤に当接する（最下端）点Ａ（半径辺１３の放射縁１３ａ）から、最も上方に位置する点Ｂ（半径辺１４の放射縁１４ａ）が２倍以上大きくできるので、縦間隙３３のスペースを多くとれるので望ましいが、回転方向（ｙ方向）の傾斜とすることもできる。
すなわち、基準部分円板１１は、下方に位置する半径辺１３の外周縁１３ａを、中心Ｏ２側と同じ高さ（半径辺１３を略水平）とすることもできる（図５）。

（２） また、排土開口１５は、長さが長い半径辺１３側に寄せて形成したが（図３（ａ））、短い半径辺１４側に寄せることもできる（図６（ａ））。この場合も排土開口１５は部分円状とすることが望ましく、部分円状の中止は半径辺１４上に位置させる。
また、この場合も、排土開口１５、１５は鋼管本体１の中空部３内に位置する（図６（ａ）（ｂ））。
また、排土開口１５は部分円状（特に半円）としたので、基準部分円板１１の裏面１１ｂ側から鋼管本体１の中空部３への排土効率が良いが、排土開口１５の開口形状は他の形状とすることもできる（図示していない）。

（３） また、前記実施形態において、掘削効率、排土効率は低下するが、横間隙３１を省略して隣接する基準部分円板１１の半径辺１３と他の基準部分円板１１の半径辺１４とを当接することもできる（図４（（ｂ））。なお、この場合には、基準部分円板１１を切り欠いて形成した排土開口１５を省略して、隣接する基準部分円板１１の頂点をずらして重ねて、三角形の排土開口１６を形成して、鋼管本体１の中空部３に臨ませることもできる（図４（ｂ））。

（４） また、前記実施形態において、補強具２１は放射状端部２３を鋼管本体１の外面１ａより放射方向に突出させることが望ましいが、隣接する基準部分円板１１、１１を連結補強できれば、補強具２１の放射状端部２３を鋼管本体１の中空部３内に収めることもできる（図示していない）。
また、台形状の補強具２１を使用したが、横間隙３１に嵌挿され、隣接する基準部分円板１１、１１を連結補強できれば、形状は任意である（図示していない）。
また、上記のように横間隙３１を省略した場合には、補強具３１を省略することもできる（図４（ｂ））。

（５） また、前記実施形態において、基準部分円板１１、１１を３つ使用して、部分円状翼１０を形成したが、３枚以上の基準部分円板１１から部分円状翼１０を構成することもできる（図示していない）。例えば、基準円１７Ａ（１７Ｂ）を四分割して、４枚の基準部分円板１１とする場合には、半径辺１３、１４のなす角θ２は９０°となる（図示していない）。

（６） また、前記実施例において、基準部分円板１１の形状および配置は、半径辺１３、１４を、中心Ｏ２の円部１２の半径に較べて斜めに形成し、あるいは横間隙３１が長方形状ではなく三角形状になるなど斜めに基準部分円板１１を配置するなど、さまざまな形状および配置を採用することもできる（図示していない）。

［実施形態２］第二の実施形態／２枚の基準部分円板から部分円状翼を構成する実施形態

前記第一の実施形態では、３枚以上の基準部分円板から部分円状翼を形成したが、この実施形態では、２枚の基準部分円板から部分円状翼を構成する。

（Ａ）鋼管本体１の構成

前記３枚以上の実施形態と同様に、必要な外径Ｄ０および肉厚を有する鋼管本体１の下縁に、使用する基準部分円板１１、１１およびその傾斜構造に合わせて、回転対称に２つの翼受け切り欠き５、５、および略垂直の段差縁７が形成された補強具受け切り欠き６を形成する。
また。この実施形態では、角度θ１は、１２°程度で形成する（図８（ｄ）（ｅ））。また、第一の実施形態と同様に、鋼板本体１の構成は任意である。

（Ｂ）部分円状翼１０の構成

（１） この実施形態では２枚の基準部分円板１１、１１から部分円状翼１０を構成する。

（２） 基準部分円板１１は、中心Ｏ２で半径辺１３、１４とそれらを結ぶ円弧部１２を備える半円型（扇の角度を１８０°にした略扇型ともいえる）で、半径辺１３、半径辺１４とも長さＬ２３で形成される。すなわち、円弧部１２の中心Ｏ２は半径辺１３、１４を結ぶ直線上にあることが望ましいが、半径辺１３、１４を結ぶ直線上の外方（円弧部１２の反対側）、または円弧部１２に近い側に形成することもできる。
また、円弧部１２は、半径辺１３の放射方向の外縁１３ａと半径辺１４の放射方向の外縁１４ａとを結ぶ円弧（ほぼ真円）となっている。

（３） また、基準部分円板１１で、中心Ｏ２を含み、一方の半径辺１３に寄せて（半径辺１４の同じ長さＬ２３であるので、半径辺１４側に寄せても同じ構造である）、円弧状の排土開口１５を形成する（図３）。ここで、排土開口１５は、半径辺１３上に中心のある半円（円弧）で形成されている。

（４） ２枚の基準部分円板１１、１１の所定の間隔および傾斜を保った状態で、鋼管本体１に固定するための部材を補強具２１とする。補強具２１は、厚さｔ１で、上面が略水平、側面が略垂直、下面の先端２２が先が尖った形状である５角形板材から構成する（図９（ｄ））。また、略垂直の側面を放射方向端部２３とする。

（Ｃ）翼を備えた鋼管杭３０の構成

（１） 扇型の基準部分円板１１、１１を、隣接する扇本体１１の半径辺１３と半径辺１４の間に、平面視Ｌ１（＝ｔ１）の間隙を設けて配置する。この間隙を横間隙３１、３１とする。
また、各基準部分円板１１は、一方の半径辺１３側が下方に、他方の半径辺１４側が上方に位置するように水平に対して角度θ１で傾斜して配置されている。
ここで、各基準部分円板１１で、上側（鋼管本体１側）を上面１１ａ、下側（鋼管本体の他側）を下面１１ｂとする。

（２） 鋼管本体１の下面の２つの翼受け切り欠き５、５の補強具受け切り欠き６、６に補強具２１を固定する。ここで、前記実施形態１と同様に、補強具２１（基材２４）の上面が補強具受け切り欠き６に当接して、かつ補強具２１（基材２４）の略垂直の側面が鋼管本体１の略垂直の段差縁７に当接して、補強具２１と鋼管本体１とは密着できるので、鋼管本体１に補強具２１を強固に固定できる。さらに補強具２１（基材２４）の先端２２が鋼管本体１の中心Ｏ１に位置し、かつ補強具２１（基材２４）の放射側が鋼管本体１の外面１ａ側に位置する。（３）各基準部分円板１１、１１を、傾斜角度（θ１）、横間隙３１など上記相対位置を保った状態で、鋼管本体１に固定する。
この際、各基準部分円板１１の上面１１ａが鋼管本体１の翼受け切り欠き５の傾斜（θ１）に合わせて当接して固定されるので、各基準部分円板１１の傾斜角度θ１が維持された状態で部分円状翼１０が鋼管本体１に固定される。また、各基準部分円板１１の半径辺１３、１４の厚さ方向の端面で、補強具２１の外面に当接して固定され、さらに、部分円状翼１０の各基準部分円状板１１、１１間の横間隙３１、３１に補強具２１（基材２４）が挿入されるので、各基準部分円状板１１、１１の相対位置、横間隙３１が維持された状態で、部分円状翼１０が鋼管本体１に固定される。

（３） また、この状態で、補強具２１の放射状端部２３、２３は、鋼管本体１の外面１ａより外方（放射方向）に突出するので、確実に、鋼管本体１と各基準部分円板１１、１１とを固定できる。また、この状態で、各基準部分円板１１、１１の排土開口１５、１５は、平面視で鋼管本体１の中空部３内に収まっている（図８（ｃ））。
また、この状態で、基準部分円板１１にはθ１の傾斜があるので、隣接する基準部分円板１１、１１で、半径辺１３の放射縁１３ａと半径辺１４の放射縁１４ａとの間に高さ方向で、最大で長さＬ４の縦間隙３３が形成される（図８（ｄ））。

（４） 以上のようにして、鋼管杭３０を構成する（図８）。なお、鋼管杭３０は、鋼管本体１と部分円状翼１０（基準部分円板１１、１１と補強具２１）とを備える構成となっている（図８）。

（Ｄ）翼を備えた鋼管杭３０の作動

（１） このように形成した鋼管杭３０は、前記実施形態１の鋼管杭３０と同様に使用する。

（２） すなわち、鋼管本体１を、使用する現場の必要な長さ（例えば１０ｍ）・径・厚さなどで形成し、あるいは、他の鋼管杭４０の下端に、この発明の鋼管杭３０を溶接などで固定して必要な長さを確保して（図８（ｄ））、矢示４４方向に回転しながら地盤に埋設する（図８）。
この際、比較的硬い地盤であれば、所定外径で予め杭穴を掘削した後にこの鋼管杭３０を回転しながら埋設するが、比較的柔らかい地盤であれば、予め杭穴を掘削せずに、直接に地上から部分円状翼１０で地盤を掘削しながら鋼管杭３０、４０を埋設する。

（３） この場合、各基準部分円板１１、１１で、下方に位置する半径辺１３の放射縁１３ａが地盤に当接し続いて半径辺１３の全体が地盤に当接するので、半径辺１３の長さＬ２３に対応した杭穴４２を掘削しつつ鋼管杭３０．４０を降下できる（図８（ｃ）（ｄ））。この際、半径辺１３で掘削した土砂は、前記実施形態１と同様に、略平行な横間隙３１および連続した縦間隙３３を通して、傾斜θ１で形成された基準部分円板１１の上面１１ａに移動してして、地上に排土される。また、略平行な横間隙３１が形成されているので、各基準部分円板１１の半径辺１３で削られた土砂が基準部分円板１１の上面１１ａに詰まることなく、攪拌されてほぐされるので、掘削効率が高められる。
また、略平行な横間隙３１、縦間隙３３から基準部分円板１１の下面１１ｂ側に移動した土砂は、基準部分円板１１の下面１１ｂ側に留まることなく、排土開口１５から鋼管本体１の中空部３に揚げられるので、半径辺１３、１３での掘削効率が低下することを防止できる。さらに、補助具２１の先端２２が尖って（すなわち、水平に対して角度を持って）形成されているので、半径辺１３、１３が及ばない中心Ｏ１（Ｏ３）付近を掘削でき、補助具２１で掘削されてほぐされた土砂も半径辺１３、１３に至り排土され、あるいは、中心側の土砂は補強具２１により直接に排土開口１５から鋼管本体１の中空部３に排土される。
また、基準部分円板１１の円弧部１２を真円に近い円弧状に形成したので、尖ったあるいは角となった部分がないので、地盤内に滑らかに突入されるので、掘削効率、排土効率もさらに高められる。
また、基準部分円板１１の排土開口１５は全部鋼管本体１の中空部３内に位置し、基準部分円板１１で鋼管本体１の外面１ａ側に開口が形成されないので、基準部分円板１１の上面１１ａ全体を使って上方に排土できる。

（４） 前記実施形態１と同様に、翼受け切り欠き５の傾斜θ１は、基準部分円板１１の必要な傾斜θ１に合わせて、角度１２°で形成されているが、基準部分円板１１の傾斜は、掘削効率、排土効率などに応じて選択され、実験では、角度θ１＝１２°程度が好ましいが、適用する現場の地盤性状などにより
１０°＜θ１＜１５°
程度で調整できる。

（Ｅ）他の構成

（１） 前記実施形態において、基準部分円板１１の排土開口１５を円弧状に形成したが、地盤を掘削でき、あるいは排土を鋼管本体１の中空部３に導くことがえきれば、長方形状など他の形状でも可能である（図示していない）。
また、排土開口１５は、傾斜状態で下方に位置する半径辺１３側に寄せて形成したが（図８（ｃ））、短い半径辺１４側に寄せることもできる（（図示していない）。
また、この場合も、排土開口１５、１５は鋼管本体１の中空部３内に位置する。
また、排土開口１５は部分円状（特に半円）としたので、基準部分円板１１の裏面１１ｂ側から鋼管本体１の中空部３への排土効率が良いが、排土開口１５の開口形状は他の形状とすることもできる（図示していない）。

（２） また、前記実施形態において、補強具２１は放射状端部２３を鋼管本体１の外面１ａより放射方向に突出させることが望ましいが、隣接する基準部分円板１１、１１を連結補強できれば、補強具２１の放射状端部２３を鋼管本体１の中空部３内に収めることもできる（図示していない）。
また、台形状の補強具２１を使用したが、横間隙３１に嵌挿され、隣接する基準部分円板１１、１１を連結補強できれば、形状は任意である（図示していない）。

（３） 前記実施形態において、基準部分円板１１は、半径辺１３、１４上に中心Ｏ２のある略真円としたが、楕円の長軸で半割にした部分楕円状に形成することもできる（図１０）。この場合には、楕円の短軸方向（円弧部１２の放射方向で半径辺１３、１４に直角な付近）、に第二横間隙３５を形成できる。したがって、鋼管杭３０を降下させる際に、実施形態１と同様に、横間隙３１と相まって、掘削杭穴内の圧力増加を防止して、掘削効率を高めることができる。また、第二横間隙３５から掘削穴の穴壁周辺の掘削土を上方に排土できる。

１ 鋼管本体
１ａ 鋼管本体の外面
２ 鋼管本体の上縁
３ 鋼管本体の中空部
５ 鋼管本体の翼受け切り欠き
６ 鋼管本体の補強具受け切り欠き
７ 鋼管本体の段差縁
１０ 部分円状翼
１１ 基準部分円板
１１ａ 基準部分円板の上面
１１ｂ 基準部分円板の下面
１２ 基準部分円板の円弧部
１３ 基準部分円板の半径辺（長い）
１３ａ 半径辺の放射縁
１４ 基準部分円板の半径辺（短い）
１４ａ 半径辺の放射縁
１５ 基準部分円板の排土開口
１６ 排土開口
１８Ａ、１８Ｂ 基準円
２１ 補強具
２２ 補強具の先端
２３ 補強具の放射方向端部
２４ 補強具を構成する基材
３０ 鋼管杭
３１ 横間隙
３３ 縦間隙
３５ 第二横間隙
４０ 他の鋼管
４２ 掘削穴
４４ 回転方向矢示

Claims (3)

1. 円筒状で軸芯Ｏ１の中空部を有する鋼管本体を鉛直に配置して、前記鋼管の下端部に、水平に対して角度を与えて配置した部分円状翼を備え、以下のように構成したことを特徴とする翼を備えた鋼管杭。
   （１）前記鋼管杭を地盤中に下降させるための前記鋼管本体の回転方向を、一方向とする。
   （２）前記部分円状翼は、中心Ｏ１の周りに、複数枚の基準部分円板を等角度で配置して構成した。
   （３）前記基準部分円板は、第一辺と第二辺とを、滑らかな円弧状の外周縁で結んだ略扇形に形成した。
   （４）前記基準部分円板は、略扇型の中心Ｏ２側を、平面視で前記鋼管本体の中空部に位置させて、かつ略扇型の外周縁を前記鋼管本体の外周側に位置させた。
   （５）前記第一辺を前記一方向の回転時に回転方向前側に位置させた場合、
   前記第一辺を第二辺より長く形成し、かつ前記第一辺が前記第二辺より下方に位置するように前記基準部分円板を傾斜して形成した。
   （６）前記隣接する基準部分円板で、対向する第一辺と第二辺の間に横間隙を形成して、前記横間隙を鋼管本体の外周側および中空部側に位置させた。
2. 以下のように構成したことを特徴とする請求項１に記載した翼を備えた鋼管杭。
   （１）鋼管本体の下端部に、前記鋼管本体の外周側および中空部側に位置する補強具を固定した。
   （２）隣接する基準部分円板の横間隙に前記補強具を位置させて、かつ、前記基準部分円板を前記補強具に固定した。
   （３）前記基準部分円板で、前記鋼管本体の中空部側に位置する部分の一部を切り欠いて、排土開口を形成した。
3. 以下のように構成したことを特徴とする請求項１に記載した翼を備えた鋼管杭。
   （１）基準部分円板は、第一辺の外周縁付近を、中心側に比して下方に位置するように傾斜させ、かつ第二辺の外周縁付近を、中心側に比して上方に位置するように、傾斜させて鋼管本体に固定した。

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