JPH01146011A - ドリル鋼管杭 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は鋼管杭に関する。

「従来の技術」 不良地盤にかかわらず建物を不同沈下させることなく支
持できる支持杭は貴重である。

当初、支持杭というとモンケン直打ちの既製コンクリー
ト杭（ＰＣ，ＲＣ）であって、その施工のためには大型
機械を必要として、進入できない宅地の場合もあり、工
事費用も多く必要とし、近隣への影響も大きい。

叙上諸難点を全く解消したのが開放端のドリル鋼管杭で
ある。

当該鋼管杭は回転圧入にて沈設される。

すなわち、鋼管の先端をノコ歯状とするか若しくはバイ
トを付設するとして杭頭を回転装置で把んで回転力によ
りねしこむ。

これにより下記の諸効果が奏される。

・無振動、無騒音工法である。

・施工性が良く、低コストである。

・狭小敷地に適した工法である。

・支持杭としても摩擦杭としても利用できる。

又、以上のねじこみが一層容易に施工できる基礎杭とし
て、開放端の鋼管の外周と内周との掘進用の羽根または
螺子を先端若しくは中間部に設けた鋼管杭が特開昭６２
−８６２２４号等に提案されている。

「発明が解決しようとする問題点」 しかるに、開放端の鋼管であるので、管内に土が充満す
ることとなるが、杭内への土の貫入は、貫入上の内壁と
の摩擦抵抗により制限され、杭の貫入速度を限定する。

一方抗貫入後、杭先端支持力は、杭内壁摩擦抗力により
発現すると考えられ、杭先端から、ある範囲（一般に径
の約２倍以上）の杭内壁摩擦抵抗が先端支持力に有効に
働くが、それ以上の高さの管内土の杭内壁摩擦抵抗は抗
貫入時に抵抗となり杭貫入速度を減殺している。

以上の点からして、以上の前者にあっては、杭内への土
の貫入については非常に不利である。

これに対し、以上の後者にあっては内周ばかりでなく外
周にあってもフリクション・カットがなされるので杭内
への土の貫入については有利であるが、以下列挙の不都
合がある。

ｉ）内外周に設けられた掘進用羽根により、抗体を回動
すると抗体の自重とあいまって抗体が地層を掘り進み、
あたかも螺子針の如く自然に地中に貫入されるとしてい
るが、貫入後の支持力発現について問題がある。すなわ
ち、上記の掘進羽根は掘進能を重視してあたかも包丁の
如く板状で且つ巾を広く設計されており、スピード掘進
は実現できるが、その際に杭内外周表土を剥取り排土し
てしまう。かかる排土は単にその処理を要するとの手間
の問題だけではなく、杭を支持する地盤の疎密化をきた
すので重大であり、このようにして乱した地盤が元の密
度を復元するのには相当の日数が必要で、支持力を発揮
させる周面摩擦力の回復に時間を要し、十分な支持力が
得られないのが実状である。

ｉｉ）上記の如く巾広の板状に形成される掘進羽根を所
望の強度を具備し得るように製作取付するには極めてコ
スト高とならざるを得ない。

ｉｉｉ　）抗生間部にも掘進羽根を設けることを考慮し
ているが、ネガティブフリクシ目ンに対しては抵抗にな
り、杭強度が問題になる。

「問題点を解決するための手段」、「作用」本発明は以
上の事情に鑑みなされたものでその要旨とするところは
、開放端の鋼管杭の先端部所定長の内径寸法を小さくし
て管厚を若干厚くして、狭ばまるごとで高められた先端
の摩擦抗力で先端支持力を維持し、内径が太い部分では
先端で形成された細径の管内土をルーズに通過させて貫
入上の内壁摩擦を減らし、貫入性を良くしてねじ込み時
の所要トルクを減らすとし、又上記の鋼管杭の先端部外
周に管直径の１０倍以下程度の長さに渡って突起高が２
０ｗ以下の丸棒ないし角棒材よりなる螺旋状突起を周設
し、さらには先端部内周にも上記突起を周設するとして
、回転圧入の際、既述の掘進羽根を付けたものとは異な
り、杭周表土の土砂を剥取り排土することなく、螺旋突
起の破砕した杭周表土の土砂をほとんど移動させること
なく溜めておき、杭周面に押えつける作用によって、排
土を伴なわないクリーンな圧入にし、かつ地盤撹乱の大
巾低減により周面摩擦力回復時間を短くでき、十分な支
持力が得られるとし、さらには内周に於いても杭内壁の
表土を乱すことなく杭内への土の貫入を促進し、貫入速
度を上げると共に内周面摩擦抗力を増し、大なる先端支
持力を発揮させることが出来るとした点にある。

「実施例」 以下、これを図に基づいて詳細に説明する。

第１図ａ、ｂは本発明ドリル鋼管杭の先端部縦断図で、
ａ図は丸棒ないし角棒材よりなる螺旋状突起を設けてい
ない場合、ｂ図は設けている場合を夫々示す。

本発明のドリル鋼管杭１　（ａ図）、１°（ｂ図）にあ
っては図示の如く先端部の所定長２の内径寸法を故意に
小さくし、この部分のみの管厚ｔ２を他の部分の管厚ｔ
、に比して若干厚くしている。

尚、図中２はノコ歯を示す。

しかして、ａ図のものにあっては杭内貫入上は従来のも
のよりも小径に切り取りされることとなり、貫入上の内
壁摩擦が低減し、所要トルクを減少させる。

抗貫入試験の結果、本発明の杭の最大トルクは通常の形
状と比較し、かなり低いことが判明した。

杭径３００φの試験結果を示す。

最大トルク比較 また先端内径が狭ばまることで先端の摩擦抗力が高まり
載荷試験結果でも十分な支持力発揮が確認されている。

ｂ図に於いて、鋼管杭１”にあっては、その先端部外周
には管直径の１０倍以下程度の長さに渡り突起高が２０
ｍｍ以下の丸棒ないし角棒材よりなる螺旋状突起３が溶
接等にて周設される。

畝上螺旋状突起３の付設長については、長すぎると回転
圧入用の所要トルクをいたずらに増大させて貫入時間を
遅らせ、又、地盤撹乱の度合を太きくして周面の摩擦抗
力回復に長時間を要するので、短い方が良い。

しかし、あまり短いと掘進能並びに周面摩擦抗力が奏さ
れない。

種々実験究明の結果上述の範囲が導びかれた。

又、畝上突起高については、貫入後の摩擦抗力復帰時間
に関連し、突起高の度合により杭の支持力に大きな影響
があることが載荷試験結果から確認されていて、高い方
が好ましい。

しかし、貫入時のトルクは著しく大きくなってしまう。

貫入時のトルクを太き（しない範囲で且つ有効な支持力
が得られる高さを種々実験究明の結果、上述の範囲が導
かれた。

尚、砂層にあっては摩擦面は抗外周面であり、僅かな突
起高さでも螺子効果を発揮し得るので、突起高は小さく
て良いので、−層排土を無くすことが出来得た。

畝上構成に於ける最大の特徴は掘進羽根が丸棒ないし角
棒材で構成されている点であるが、コスト安と共に簡単
な溶接にて大なる付設強度が得られ、経済上有利である
。この結果、螺旋状突起３の付設範囲を先端部に限定し
、さらに、その高さをも限定することにより、施工性支
持力発揮に有利な経済性のある回転圧入工法用ドリル鋼
管杭が提供された。

硬い地層に貫入させる際で、貫入時間が延びる場合等に
は坑内に螺子突起４を設けることが有効であり、杭内螺
子推力は貫入時間を短縮する。さらに貫入後は突起４が
桃内土に対して摩擦抗力を増し先端支持力をだす。

杭内螺子突起４は、先端荷重が杭先端側壁荷重の増加に
作用する少なくとも径の２倍以上の範囲に付ける必要が
あるが、螺子効果発揮のため径の５倍以上付ける。また
螺旋のピッチ、長さ等螺旋の形状は必ずしも外周と同一
でなくて良いがその選定は貫入速度トルクに影響する。

突起３．４を付設したものにあって本発明の如く杭先端
部の管厚を若干厚くしたものとそうでないものとに於け
る貫入トルクの差を第２図に示す。

図中５の線は比較例の同じ肉厚の鋼管先端の外周にピッ
チ３００ｍｍ、長さ３．０００ａｍの突起３並びに内周
にピッチ３００ｍｎ＋、長さ３．０００ａｍ＋の突起４
を設けたドリル鋼管杭の場合を示し、 図中６の線は先端部の内径を小さくして管厚を厚くした
杭に上記と同じ突起３．４を設けた本発明のものを示す
。

トルクの低減が明らかである。

次に、第３図に突起４の長さと貫本速度との関係を示す
。

図中７．８の線は前回の５．６のものであり、９は５並
びに７のものの突起４を２の１，５００ｍｍの長さとし
たものである。

突起４の長さが貫入速度に著しい影響を与えることが明
らかである。

「発明の効果」 以上の如く、本発明によるならば、先端部の管厚の加工
のみで、貫入並びに支持力の双方の点で有利なドリル鋼
管杭を提供し得、さらに、極めて経済的な掘削刃付設加
工でほとんど排土を伴わないクリーンな施工が期し得、
適度な貫入トルクですみ、大なる支持力を得ることの出
来るドリル鋼管杭が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは本発明ドリル鋼管杭の先端部縦断図、第
２図は貫入トルクと管厚との相関図表、第３図は貫入速
度と杭内螺子突起の長さとの相関図表である。 １・・・ドリル鋼管杭、　２・・・ノコ歯、　３・・・
螺旋状突起、　４・・・杭内螺子突起。 ヲ懸４坊 ａ、　　　　　　　　　　　　　ｂ。 ７をろ勿

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）開放端の鋼管杭の先端部所定長の内径寸法を小さ
   くして管厚を若干厚くしてなることを特徴とするドリル
   鋼管杭。
2. （２）先端部所定長の内径寸法を小さくして管厚を若干
   厚くしてなる開放端の鋼管杭の先端部外周に管直径の１
   ０倍以下程度の長さに渡って突起高が２０ｍｍ以下の丸
   棒ないし角棒材よりなる螺旋状突起を周設してなること
   を特徴とするドリル鋼管杭。
3. （３）開放端の鋼管抗の先端部所定長の内径寸法を小さ
   くして管厚を若干厚くしてなる開放端の鋼管杭の先端部
   外周に管直径の１０倍以下程度の長さに渡って突起高が
   ２０ｍｍ以下の丸棒ないし角棒材よりなる螺旋状突起を
   周設し、さらには先端部内周にも上記突起を周設すると
   してなることを特徴とするドリル鋼管杭。