WO2023181782A1 - ねじ込み式鋼管杭、ねじ込み式鋼管杭の設計方法、ねじ込み式鋼管杭の製造方法、およびねじ込み式鋼管杭の施工方法 - Google Patents

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wing
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雄登 大場
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Ｊｆｅスチール株式会社
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/56—Screw piles

Definitions

  • the present invention provides a threaded screw-type structure in which two or more circular arc-shaped rotor blades, which are formed by dividing a disc larger than the outer diameter of the steel pipe or a donut-shaped disc in the radial direction, are provided at the tip of the steel pipe in succession in the circumferential direction.
  • the present invention relates to a method for designing a steel pipe pile, a method for designing a steel pipe pile, a method for manufacturing a steel pipe pile, and a method for constructing a steel pipe pile.
  • a conventional screw-in steel pipe pile 21 has rotor blades 23 larger than the pile diameter attached to the tip or circumferential surface of a steel pipe 2.
  • this steel pipe pile 21 pushes up earth and sand scraped from the ground 25 below the rotor blade 23 to the upper part of the rotor blade 23, and uses the ground reaction force as a driving force to penetrate into the soil. This is how it was done.
  • the construction is completed by penetrating the support ground 27 from the tip of the steel pipe to one time the outer diameter D of the steel pipe (see FIG. 3).
  • the rotor blade 23 of the screw-in steel pipe pile 21 shown in FIG. 3 is composed of two blades, a lower blade 23a and an upper blade 23b, and the installation angle ⁇ 1 of the lower blade 23a and the installation angle ⁇ 2 of the upper blade 23b are equal. ing.
  • the entire rotary blade 23 (lower blade 23a, upper blade 23b) has an inclined surface, and the inclination angle of this slope is the mounting angle.
  • the attachment angle is an angle indicating how inclined the entire rotor blade is attached to the steel pipe 2.
  • the angle of inclination with respect to the orthogonal plane P that is perpendicular to is the mounting angle ⁇ ( ⁇ 1 or ⁇ 2 in FIG. 4).
  • the angle of inclination of the tip end surface of the steel pipe becomes the installation angle.
  • the main rotational resistance is the resistance near the blade tips when scraping away earth and sand, and large rotational torque is required to penetrate into the soil in hard ground. Additionally, after construction is complete, the rotor blades will provide greater support.
  • Such screw-in steel pipe piles include those with closed ends to prevent soil from being taken into the pile, such as those disclosed in Patent Document 1, and those with closed ends such as those disclosed in Patent Document 2, for example. Some piles have an opening at the tip to let dirt into the pile.
  • Pile tips with blocked piles can exert supporting capacity over the entire lower surface of the wing, including the pile diameter, but for soil inside the pile diameter, it is necessary not only to push it up but also to push it out to the outside of the pile diameter. This requires a very large rotational torque. Therefore, if the diameter is large, there may be a problem in workability.
  • piles with an opening at the tip can take in soil and sand into the pile body, so they can be constructed with a smaller rotational torque than those with a closed pile tip, but they cannot be expected to have sufficient bearing capacity at the opening.
  • the bearing capacity of the pile as a whole may decrease.
  • the pile body may become clogged with earth and sand, blocking the opening, but in that case, the situation is similar to the case where the tip of the pile is blocked as described above.
  • the diameter of the rotor blade is usually up to about three times the diameter of the pile.
  • Threaded steel pipe piles have the problem of poor workability depending on ground conditions. For example, in soft ground, the propulsion force due to the ground reaction force generated by pushing the earth and sand scraped from below the rotor blade up to the top of the rotor blade during construction may be reduced, and the pile may not penetrate. On the other hand, in hard ground, the resistance near the blade tip when scraping away earth and sand during construction and the frictional resistance during rotation become too large, and the applied rotational torque exceeds the torsional strength of the pile body, causing the pile body to twist and break. There are cases where this happens.
  • the present invention has been made to solve such problems, and provides a design for screw-in steel pipe piles and screw-in steel pipe piles that can be constructed to suit the type of ground, such as soft or hard ground, without adversely affecting the bearing capacity.
  • the present invention aims to provide a method for manufacturing a screw-type steel pipe pile, and a method for constructing a screw-type steel pipe pile.
  • the screw-type steel pipe pile according to the present invention has an arc-shaped rotor blade formed by dividing a disk larger than the outer diameter of the steel pipe or a donut-shaped disk in the radial direction at the tip of the steel pipe, and two arcuate rotors in the circumferential direction.
  • a screw-in type steel pipe pile having two or more consecutively installed screw-in steel pipe piles, wherein the mounting angle of the lowest wing, which is the rotor blade arranged at the lowest position of the steel pipe among the rotor blades, is the rotor blade arranged at the highest position above the steel pipe. This is smaller than the mounting angle of the uppermost wing.
  • the attachment angle of the lowermost wing is 3 degrees or more and 7 degrees or less.
  • two or more circular arc-shaped rotor blades which are formed by dividing a disc or a donut-shaped disc larger than the outer diameter of the steel pipe in the radial direction, are provided in succession in the circumferential direction.
  • the mounting angle of the lowermost wing which is the rotor vane disposed at the lowest position of the steel pipe among the rotary vanes, is greater than the mounting angle of the uppermost wing, which is the rotor vane disposed at the uppermost position. is also getting bigger.
  • the attachment angle of the uppermost wing is 3 degrees or more and 7 degrees or less.
  • the method for designing a screw-in steel pipe pile according to the present invention is such that the tip of the steel pipe has an arc-shaped rotor blade formed by dividing a disc larger than the outer diameter of the steel pipe or a donut-shaped disc in the radial direction.
  • the installation angle of the rotor blade between the lowermost wing and the uppermost wing is an angle between the mounting angle of the lowermost wing and the mounting angle of the uppermost wing.
  • the installation angle is the angle between the installation angle of the rotor blade that is located higher than the adjacent rotor blades and the installation angle of the rotor blade that is located lower than the adjacent rotor blades. do.
  • an arc-shaped rotor blade formed by dividing a disc larger than the outer diameter of the steel pipe or a donut-shaped disc in the radial direction is provided at the tip of the steel pipe.
  • the installation angle of the rotor blade between the lowermost wing and the uppermost wing is an angle between the mounting angle of the lowermost wing and the mounting angle of the uppermost wing.
  • the installation angle is the angle between the installation angle of the rotor blade that is located higher than the adjacent rotor blades and the installation angle of the rotor blade that is located lower than the adjacent rotor blades. do.
  • the mounting angle of the lowermost rotor which is the rotor located lowermost on the steel pipe, is smaller than the mounting angle of the uppermost rotor, which is the rotor located uppermost. This prevents the resistance near the blade tip and the frictional resistance during rotation from becoming too large during construction on hard ground, and ensures propulsion.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a screw-in steel pipe pile according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a screw-in steel pipe pile according to Embodiment 2.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a conventional screw-type steel pipe pile in a completed state.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the tip of the screw-in steel pipe pile shown in FIG. 3.
  • the screw-in steel pipe pile 1 according to the first embodiment is suitable for use in hard ground where rotational resistance during rotational penetration is large.
  • the screw-type steel pipe pile 1 has an arc-shaped rotor blade 3, which is formed by dividing a donut-shaped disk larger than the outer diameter of the steel pipe 2 in the radial direction, at the tip of the steel pipe 2. Two consecutive sheets are provided.
  • the attachment angle ⁇ 1 of the lowermost wing 3a which is the rotor wing 3 which is disposed and attached to the lowermost part of the steel pipe 2 among the two rotor wings 3, is arranged at the uppermost position. It is smaller than the attachment angle ⁇ 2 of the uppermost blade 3b, which is the attached rotor blade 3.
  • the steel pipe 2 is the main component of the pile, and the tip may be closed or open. Furthermore, the steel pipe 2 does not need to be a single pile, and may be connected during construction by welding, mechanical joints, or the like.
  • the rotor blade 3 is for obtaining propulsive force by rotation, and is made of a disk larger than the outer diameter of the steel pipe 2 or an arc-shaped flat plate obtained by dividing a donut-shaped disk in the radial direction.
  • the arc-shaped plate is attached to the tip of the steel pipe 2 in a pseudo-spiral shape from the deeper plate (lowermost wing 3a) to the shallower plate (uppermost wing 3b) during construction. ing.
  • the mounting angle of the rotor blade 3 greatly affects the rotational torque and propulsive force.
  • the main rotational resistance is the resistance near the blade tip when earth and sand is scraped from the ground, so the magnitude of the attachment angle of the lowermost blade 3a has a large effect on the rotational torque.
  • the mounting angle of the lowermost blade 3a is large, the slope of the lowermost blade 3a becomes steeper, and the height difference H between the lower end and the upper end of the lowermost blade 3a increases, so that when the rotary blade 3 makes one rotation, The amount of dirt to be removed increases, rotational resistance increases, and rotational torque increases.
  • the larger the mounting angle the greater the amount of earth and sand on the upper surface of the rotor blade 3, and the greater the propulsive force obtained as ground reaction force.
  • the smaller the mounting angle the smaller the amount of dirt on the rotary blade 3, and the smaller the propulsive force obtained as ground reaction force.
  • the attachment angle ⁇ 1 of the lowermost wing 3a is made small, and the attachment angle ⁇ 2 of the uppermost wing 3b is made large. That is, the mounting angle ⁇ 1 of the lowermost wing 3a is smaller than the mounting angle ⁇ 2 of the uppermost wing 3b.
  • the uppermost blade 3b with a large installation angle ⁇ 2 collects a lot of soil at the shallower depth that has already been disturbed and softened, and pushes it up to the top of the rotary blade 3, thereby obtaining a large ground reaction force. You can get great momentum with this.
  • the relationship between the mounting angle ⁇ 1 of the lowermost wing 3a and the mounting angle ⁇ 2 of the uppermost wing 3b is set to ⁇ 1 ⁇ 2, so that it can be easily mounted on hard ground. This makes it possible to secure propulsive force while suppressing rotational torque.
  • the mounting angle ⁇ 1 of the lowermost blade 3a smaller and the mounting angle ⁇ 2 of the uppermost blade 3b larger, it is possible to prevent clogging with earth and sand and prevent an increase in rotational torque caused by clogging with earth and sand. It is being This point will be explained below. If only reducing the rotational torque is considered, it may be sufficient to reduce both the mounting angle ⁇ 1 of the lowermost blade 3a and the mounting angle ⁇ 2 of the uppermost blade 3b. However, if both the mounting angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are reduced, the interval k (see FIG. 1) between the uppermost blade 3b and the lowermost blade 3a becomes smaller, causing clogging with earth and sand, and conversely increasing the rotational torque.
  • the mounting angle ⁇ 1 of the lowermost blade 3a is reduced to reduce rotational torque
  • the mounting angle ⁇ 2 of the uppermost blade 3b is increased to increase the distance k between the uppermost blade 3b and the lowermost blade 3a. This prevents an increase in rotational torque due to dirt clogging.
  • the rotary blade 3 of this embodiment has the lowermost blade 3a and the uppermost blade 3b arranged asymmetrically so that ⁇ 1 ⁇ 2, so that the behavior of earth and sand during construction of the screw-type steel pipe pile 1 can be rationally reduced. It has a shape.
  • the mounting angle ⁇ 1 of the lowermost wing 3a is 3 degrees or more and 7 degrees or less.
  • the mounting angle ⁇ 2 of the uppermost wing 3b is desirably larger from the perspective of propulsive force, and desirably 11 degrees or less from the perspective of ensuring supporting force.
  • the height h (see FIG. 1) from the tip of the steel pipe 2 to the upper surface of the uppermost wing 3b is within 1 times the outer diameter D of the steel pipe.
  • the distance k between the end of the lowermost blade 3a and the end of the uppermost blade 3b is greater than 75 mm.
  • the mounting angle ⁇ 1 of the lowermost blade 3a is small, and from this point of view, the mounting angle ⁇ 1 is desirably 7 degrees or less.
  • the mounting angle ⁇ 1 is 3 degrees or more.
  • the screw-in steel pipe pile 1 is usually constructed so that the height from the tip of the steel pipe to one times the outer diameter D of the steel pipe penetrates into the supporting ground. Therefore, if the mounting angle ⁇ 2 of the lowermost wing 3a is too large, the height from the lower end of the lowermost wing 3a to the upper end of the uppermost wing 3b will increase, and the upper end of the uppermost wing 3b will not fit within the supporting ground.
  • the rotor blade 3 is located within the supporting ground, and from this point of view, the height h from the tip of the steel pipe 2 to the upper surface of the uppermost blade 3b is 1 times the outer diameter D of the steel pipe. It is desirable that it be within the range.
  • the maximum grain size in the ground where the screw-type steel pipe pile 1 is normally constructed is 75 mm, which is the maximum diameter of gravel.
  • the screw-type steel pipe pile 1 pushes up the earth and sand scraped from the ground below the rotor blade 3 to the upper part of the rotor blade 3, and uses the ground reaction force as a driving force to push it into the soil. It is designed to penetrate. If the distance k between the end of the lowermost blade 3a and the end of the uppermost blade 3b is small, clogging with earth and sand occurs and rotational torque increases.
  • the distance k between the end of the lowermost blade 3a and the end of the uppermost blade 3b be larger than the maximum diameter of the gravel, 75 mm. It should be noted that construction is not impossible on ground where the grain size exceeds 75 mm, and construction can be carried out by using additional auxiliary construction methods.
  • the screw-type steel pipe pile 11 according to the second embodiment is suitable for cases where there is a concern about poor penetration of the pile body due to insufficient propulsion in soft ground, and as shown in FIG.
  • two arc-shaped rotor blades 3, which are formed by dividing a donut-shaped disk larger than the outer diameter of the steel pipe 2 in the radial direction, are provided in succession in the circumferential direction.
  • the attachment angle ⁇ 1 of the lowermost blade 3a which is the rotor blade 3 placed and attached to the lowermost part of the steel pipe 2
  • the attachment angle ⁇ 1 of the uppermost blade 3b which is the rotor blade 3 placed and attached to the uppermost position. It is larger than ⁇ 2.
  • the reason why the mounting angle ⁇ 1 of the lowermost wing 3a is made larger than the mounting angle ⁇ 2 of the uppermost wing 3b will be explained below.
  • the amount of dirt scraped off by the lowest wing 3a is increased and the propulsive force is increased. From the perspective of propulsive force, it is desirable that ⁇ 2 is also large. However, if ⁇ 2 is also increased, the height from the lower end of the lowermost wing 3a to the upper end of the uppermost wing 3b will increase, and it will no longer fit within the supporting ground, leading to a fear that the supporting force will decrease. Therefore, the mounting angle ⁇ 1 of the lowermost wing 3a, which makes a large contribution to the propulsive force, is increased to ensure the supporting force so that the entire rotary wing 3 is contained within the supporting ground. That is, in this embodiment, by setting ⁇ 1> ⁇ 2, it is possible to obtain both propulsive force and supporting force on soft ground.
  • the mounting angle ⁇ 2 of the uppermost blade 3b is desirably 3 degrees or more so that the soil particles can move on the blade without any stagnation. Further, the attachment angle ⁇ 2 of the uppermost wing 3b is desirably 7 degrees or less from the viewpoint of ensuring supporting force. On the other hand, the attachment angle ⁇ 1 of the lowermost wing 3a is desirably larger from the perspective of propulsive force, and desirably 11 degrees or less from the perspective of ensuring supporting force.
  • the height h from the tip of the steel pipe 2 to the upper surface of the uppermost wing 3b be within 1 times the outer diameter D of the steel pipe.
  • the distance k between the end of the lowermost blade 3a and the end of the uppermost blade 3b be larger than 75 mm.
  • the first stage rotor blade 3 was composed of two blades, but the present invention is not limited to this.
  • the rotary blade 3 may be composed of three or more blades.
  • the attachment angle of the blades between the lowermost blade 3a and the uppermost blade 3b may be an angle between ⁇ 1 and ⁇ 2. That is, in the case of the first embodiment, the attachment angle of the blades between the lowermost blade 3a and the uppermost blade 3b may be greater than or equal to ⁇ 1 and less than or equal to ⁇ 2, and in the case of the second embodiment, it may be greater than or equal to ⁇ 2 and less than or equal to ⁇ 1. do it.
  • a specific rotor blade located between the lowermost blade 3a and the uppermost blade 3b (especially when there are multiple blades between the lowermost blade 3a and the uppermost blade 3b) is placed above the adjacent rotor blades. It is sufficient that the mounting angle is between the mounting angle of the rotor blade located at the lower end of the rotor blade and the mounting angle of the rotor blade located lower among the adjacent rotor blades. This point will be specifically explained below using an example in which there are four rotary blades.
  • the mounting angle ⁇ 3 of the rotary blade 3c is between the mounting angles ⁇ 1 and ⁇ 2 and between the mounting angles ⁇ 1 and ⁇ 4.
  • the mounting angle ⁇ 4 of the rotary blade 3d is between the mounting angles ⁇ 1 and ⁇ 2 and between the mounting angles ⁇ 3 and ⁇ 2.
  • the mounting angle ⁇ 3 of the rotor blade 3c may be greater than or equal to ⁇ 1 and less than or equal to ⁇ 2, and greater than or equal to ⁇ 1 and less than ⁇ 4, and the attachment angle ⁇ 4 of the rotor blade 3d may be greater than or equal to ⁇ 1 and less than or equal to ⁇ 2, and greater than or equal to ⁇ 3 and less than or equal to ⁇ 2.
  • the attachment angle ⁇ 3 of the rotor blade 3c may be greater than or equal to ⁇ 2 and less than or equal to ⁇ 1 and greater than or equal to ⁇ 4 and less than ⁇ 1
  • the attachment angle ⁇ 4 of the rotor blade 3d may be greater than or equal to ⁇ 2 and less than or equal to ⁇ 1 and greater than or equal to ⁇ 2 and less than or equal to ⁇ 3. And it is sufficient.
  • the outer diameter Dw of the rotary blade 3 should be up to about 3 times as large as the conventional screw-type steel pipe pile 21, considering the influence on nearby structures.
  • the rotor blade 3 is exemplified as having one stage, but the rotor blade 3 may have multiple stages for the purpose of improving the supporting force, and when it is multi-stage, the behavior From the viewpoint of stability, it is desirable that the shape be the same as that of the tip wing.
  • the shape of the rotor blade 3 in the first and second embodiments described above was made of a flat plate attached along the mounting surface defined by the mounting angle, but the rotor blade 3 is out of plane with respect to the mounting surface. Even if it is curved in the direction, it is included in the present invention if it satisfies the installation angle condition of the rotor blade 3 stipulated by the present invention.
  • each mounting angle of each rotor blade may be set in relation to this reference ground hardness.
  • the design method is as follows.
  • a screw-in steel pipe pile in which two or more arc-shaped rotor blades, which are formed by dividing a disk larger than the outer diameter of the steel pipe or a donut-shaped disk in the radial direction, are provided at the tip of the steel pipe in succession in the circumferential direction.
  • the installation angle of the lowermost rotor blade which is the rotor blade installed at the lowest position, will be set at the uppermost position.
  • the installation angle should be larger than that of the uppermost rotor blade.
  • the mounting angle of the rotor blade between the lowermost wing and the uppermost wing is an angle between the mounting angle of the lowermost wing and the mounting angle of the uppermost wing.
  • the installation angle is the angle between the installation angle of the rotor blade that is located higher than the adjacent rotor blades and the installation angle of the rotor blade that is located lower than the adjacent rotor blades. do.
  • the angle between the mounting angle of the lowermost wing and the mounting angle of the uppermost wing in (B) above is the same as the mounting angle of either the lowermost wing or the uppermost rotor. Including angles.
  • the angle between the mounting angle of the rotor blade located higher than the adjacent rotor blades and the mounting angle of the rotor blade located lower than the adjacent rotor blades is Includes the same angle as the mounting angle of one of the rotor blades.
  • the screw-type steel pipe pile it is preferable to manufacture it by taking the hardness of the ground into consideration.
  • a standard ground hardness is set in advance, and this standard
  • the mounting angle of each rotor blade may be set depending on the hardness of the ground.
  • the manufacturing method is as follows.
  • a screw-in steel pipe pile in which two or more arc-shaped rotor blades, which are formed by dividing a disk larger than the outer diameter of the steel pipe or a donut-shaped disk in the radial direction, are provided at the tip of the steel pipe in succession in the circumferential direction.
  • a manufacturing method for a screw-in steel pipe pile comprising: forming the mounting angle of the rotary blade so as to satisfy the following conditions (A) to (C). (A) If the hardness of the ground exceeds a predetermined hardness, the mounting angle of the lowermost rotor, which is the rotor installed lowermost, is changed to the uppermost rotor, which is the rotor installed uppermost.
  • the installation angle of the lowermost rotor blade which is the rotor blade installed at the lowest position, will be set at the uppermost position.
  • the installation angle should be larger than that of the uppermost rotor blade.
  • the mounting angle of the rotor blade between the lowermost wing and the uppermost wing is an angle between the mounting angle of the lowermost wing and the mounting angle of the uppermost wing.
  • the installation angle is the angle between the installation angle of the rotor blade that is located higher than the adjacent rotor blades and the installation angle of the rotor blade that is located lower than the adjacent rotor blades. do.
  • the angle between the mounting angle of the lowermost wing and the mounting angle of the uppermost wing in (B) above is the same as the mounting angle of either the lowermost wing or the uppermost rotor. Including angles.
  • the angle between the mounting angle of the rotor blade located higher than the adjacent rotor blades and the mounting angle of the rotor blade located lower than the adjacent rotor blades is Includes the same angle as the mounting angle of one of the rotor blades.
  • Embodiment 1 or 2 the hardness of the ground to be constructed is investigated, and based on the results of this investigation, either Embodiment 1 or 2 is selected. You should choose screw-in steel pipe piles. Specifically, in the method for constructing a screw-type steel pipe pile according to either Embodiment 1 or 2, the hardness of the ground to be constructed is investigated, and the method according to Embodiment 1 is carried out based on the results of this investigation. or 2 is selected, and the upper end of the steel pipe of the selected screwed steel pipe pile is gripped and rotated to penetrate into the ground.
  • the present invention is a screw-in type in which two or more arc-shaped rotor blades, which are formed by dividing a disk larger than the outer diameter of the steel pipe or a donut-shaped disk in the radial direction, are provided at the tip of the steel pipe in succession in the circumferential direction. It is suitable for application to steel pipe piles.

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Abstract

支持力に悪影響が生じず、柔らかい地盤や硬い地盤といった地盤の態様に適合した施工ができるねじ込み式鋼管杭、設計方法、製造方法、および施工方法を提供する。本発明に係るねじ込み式鋼管杭１は、鋼管２の先端に、鋼管２の外径より大きい円盤またはドーナツ状の円盤を径方向に分割してなる円弧状の回転翼３が、周方向に２枚以上連続して設けられたものであって、回転翼３のうち鋼管２の最も下方に配置された回転翼３である最下翼３ａの取付角度が、最も上方に配置された回転翼３である最上翼３ｂの取付角度よりも小さくなっている。

Description

ねじ込み式鋼管杭、ねじ込み式鋼管杭の設計方法、ねじ込み式鋼管杭の製造方法、およびねじ込み式鋼管杭の施工方法
　本発明は、鋼管の先端に、該鋼管の外径より大きい円盤またはドーナツ状の円盤を径方向に分割してなる円弧状の回転翼が、周方向に２枚以上連続して設けられたねじ込み式鋼管杭、ねじ込み式鋼管杭の設計方法、ねじ込み式鋼管杭の製造方法、およびねじ込み式鋼管杭の施工方法に関する。
　従来のねじ込み式鋼管杭２１は、図３に示すように、鋼管２の先端や周面に杭径よりも大きい回転翼２３を取り付けたものである。この鋼管杭２１は、杭体を回転させることにより、回転翼２３の下方の地盤２５から削り取った土砂を回転翼２３の上部に押し上げ、その地盤反力を推進力として土中に貫入していくようにしたものである。そして、鋼管先端から鋼管外径Ｄの１倍までの部分が支持地盤２７に貫入されることで施工が完了する（図３参照）。図３に示したねじ込み式鋼管杭２１の回転翼２３は下翼２３ａと上翼２３ｂの２枚で構成されており、下翼２３ａの取付角度α１と上翼２３ｂの取付角度α２とは等しくなっている。
　回転翼２３（下翼２３ａ、上翼２３ｂ）は、その全体が傾斜した傾斜面となっており、この傾斜面の傾斜角度が取付角度である。取付角度は回転翼全体が鋼管２に対してどの程度傾斜して取り付けられているかを示す角度である。例えば、図４に示すように、回転翼２３が鋼管先端の外周面に沿って取り付けられた場合には、鋼管２の外周面における回転翼２３の内周面が接する曲線を含む面の鋼管軸に直交する直交面Ｐに対する傾斜角度が取付角度α（図４中では、α１またはα２）となる。また、鋼管先端面を傾斜させて切断し、回転翼２３を鋼管先端面に当接させて取り付ける場合には、鋼管先端面の傾斜角度が取付角度となる。
　ねじ込み式鋼管杭は、土砂を削り取る際の翼刃先付近の抵抗が主な回転抵抗となり、硬い地盤で土中へ貫入させるためには大きな回転トルクが必要となる。また、施工完了後は、回転翼により大きな支持力を得ることができる。
　このようなねじ込み式鋼管杭には、例えば特許文献１に開示されたもののように、杭内に土砂を取り込まないように先端が閉塞されたものや、例えば特許文献２に開示されたもののように、杭内に土砂を取り込むように、先端に開口部を設けたものがある。
　杭先端が閉塞されているものは、杭径分を含む翼下面全面で支持力を発揮できるが、杭径より内側の土砂については、上部に押し上げるだけでなく杭径の外側に押し出すことが必要であり、非常に大きな回転トルクを要する。そのため、径が大きい場合には施工性に問題が生じる恐れがある。
　他方、杭先端に開口部を設けたものは、杭体内にも土砂を取り込めるため、杭先端が閉塞されたものより小さな回転トルクで施工できるが、開口部のところでの支持力が期待できないので、杭全体としての支持力が低下する恐れがある。もっとも、施工中に杭体内に土砂が詰まって開口部を塞いでしまうことがあるが、その場合には上述した杭先端が閉塞されたものと同様になる。
　なお、推進力を上げるためには回転翼の翼径を大きくし、一回転で回転翼の上部に押し上げる土の量を増やすことが効果的であるが、その分回転抵抗も上昇する。そのため、杭体のねじり強度や回転翼の強度との関係で、通常、回転翼の翼径は杭径の３倍程度までとなっている。
特許第２８６１９３７号公報 特開２００９－２０９６７４号公報
　ねじ込み式鋼管杭は地盤条件によって施工性が悪化する問題がある。例えば、柔らかい地盤においては施工時に回転翼の下方から削り取った土砂を回転翼の上部に押し上げることで発生する地盤反力による推進力が低下して杭が貫入しなくなる場合がある。一方、硬い地盤においては施工時に土砂を削り取る際の翼刃先付近の抵抗や回転時の摩擦抵抗が大きくなりすぎ、作用する回転トルクが杭体のねじり耐力を超えて杭体がねじ切れて破断してしまう場合がある。
　本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、支持力に悪影響が生じず、柔らかい地盤や硬い地盤といった地盤の態様に適合した施工ができるねじ込み式鋼管杭、ねじ込み式鋼管杭の設計方法、ねじ込み式鋼管杭の製造方法、およびねじ込み式鋼管杭の施工方法を提供することを目的としている。
　（１）本発明に係るねじ込み式鋼管杭は、鋼管の先端に、該鋼管の外径より大きい円盤またはドーナツ状の円盤を径方向に分割してなる円弧状の回転翼が、周方向に２枚以上連続して設けられたねじ込み式鋼管杭であって、前記回転翼のうち前記鋼管の最も下方に配置された回転翼である最下翼の取付角度が、最も上方に配置された回転翼である最上翼の取付角度よりも小さくなっているものである。
　（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記最下翼の取付角度を３度以上７度以下としたものである。
　（３）また、鋼管の先端に、該鋼管の外径より大きい円盤またはドーナツ状の円盤を径方向に分割してなる円弧状の回転翼が、周方向に２枚以上連続して設けられたねじ込み式鋼管杭であって、前記回転翼のうち前記鋼管の最も下方に配置された回転翼である最下翼の取付角度が、最も上方に配置された回転翼である最上翼の取付角度よりも大きくなっているものである。
　（４）また、上記（３）に記載のものにおいて、前記最上翼の取付角度を３度以上７度以下としたものである。
　（５）また、本発明に係るねじ込み式鋼管杭の設計方法は、鋼管の先端に、該鋼管の外径より大きい円盤またはドーナツ状の円盤を径方向に分割してなる円弧状の回転翼が、周方向に２枚以上連続して設けられたねじ込み式鋼管杭の設計方法であって、前記回転翼の取付角度を、以下の（Ａ）から（Ｃ）の条件を満たすように設定するものである。
　（Ａ）施工対象である地盤の硬さが予め定めた硬さ超えの場合には、最も下方に取り付けられた回転翼である最下翼の取付角度を、最も上方に取り付けられた回転翼である最上翼の取付角度よりも小さくし、施工対象である地盤の硬さが予め定めた硬さ以下の場合には、最も下方に取り付けられた回転翼である最下翼の取付角度を、最も上方に取り付けられた回転翼である最上翼の取付角度よりも大きくする。
　（Ｂ）前記最下翼と前記最上翼との間の回転翼の取付角度は、前記最下翼の取付角度と前記最上翼の取付角度の間の角度とする。
　（Ｃ）特定の回転翼においては、隣接する回転翼の内より上方に配置されている回転翼の取付角度とより下方に配置されている回転翼の取付角度との間の角度を取付角度とする。
　（６）また、上記（１）または（３）に記載のねじ込み式鋼管杭の施工方法であって、施工対象となる地盤の硬さを調査し、この調査結果に基づいて上記（１）または（３）のねじ込み式鋼管杭を選択し、該選択したねじ込み式鋼管杭の鋼管の上端を把持して前記地盤中に回転貫入させるものである。
　（７）また、本発明に係るねじ込み式鋼管杭の製造方法は、鋼管の先端に、該鋼管の外径より大きい円盤またはドーナツ状の円盤を径方向に分割してなる円弧状の回転翼が、周方向に２枚以上連続して設けられたねじ込み式鋼管杭の製造方法であって、前記回転翼の取付角度を、以下の（Ａ）から（Ｃ）の条件を満たすように形成するものである。
　（Ａ）施工対象である地盤の硬さが予め定めた硬さ超えの場合には、最も下方に取り付けられた回転翼である最下翼の取付角度を、最も上方に取り付けられた回転翼である最上翼の取付角度よりも小さくし、施工対象である地盤の硬さが予め定めた硬さ以下の場合には、最も下方に取り付けられた回転翼である最下翼の取付角度を、最も上方に取り付けられた回転翼である最上翼の取付角度よりも大きくする。
　（Ｂ）前記最下翼と前記最上翼との間の回転翼の取付角度は、前記最下翼の取付角度と前記最上翼の取付角度の間の角度とする。
　（Ｃ）特定の回転翼においては、隣接する回転翼の内より上方に配置されている回転翼の取付角度とより下方に配置されている回転翼の取付角度との間の角度を取付角度とする。
　本発明においては、回転翼のうち前記鋼管の最も下方に配置された回転翼である最下翼の取付角度が、最も上方に配置された回転翼である最上翼の取付角度よりも小さくなっていることで、硬い地盤に対して施工時に翼刃先付近の抵抗や回転時の摩擦抵抗が大きくなりすぎず、かつ推進力を担保できる。
図１は、実施の形態１に係るねじ込み式鋼管杭の説明図である。 図２は、実施の形態２に係るねじ込み式鋼管杭の説明図である。 図３は、従来のねじ込み式鋼管杭の施工完了状態の説明図である。 図４は、図３に示すねじ込み式鋼管杭の先端部の説明図である。
［実施の形態１］
　実施の形態１に係るねじ込み式鋼管杭１は、硬い地盤で回転貫入時の回転抵抗が大きい場合に好適なものである。ねじ込み式鋼管杭１は、図１に示すように、鋼管２の先端に、鋼管２の外径より大きいドーナツ状の円盤を径方向に分割してなる円弧状の回転翼３が、周方向に２枚連続して設けられたものである。さらに、ねじ込み式鋼管杭１は、２枚の回転翼３のうち鋼管２の最も下方に配置されて取り付けられた回転翼３である最下翼３ａの取付角度α１が、最も上方に配置されて取り付けられた回転翼３である最上翼３ｂの取付角度α２よりも小さくなっている。以下、各構成を詳細に説明する。
＜鋼管＞
　鋼管２は杭の主な構成要素であり、先端は閉塞していても、開口していてもよい。また、鋼管２は１本杭である必要はなく、溶接や機械式継手等により施工途中で接続してもよい。
＜回転翼＞
　回転翼３は、回転によって、推進力を得るためのものであり、鋼管２の外径より大きい円盤またはドーナツ状の円盤を径方向に分割した円弧状の平板からなる。円弧状の板は、鋼管２の先端部に、施工時において深度の深い側の板（最下翼３ａ）から、深度の浅い側の板（最上翼３ｂ）に向かって疑似螺旋状に取り付けられている。
　α１＜α２とした理由を説明する。ねじ込み式鋼管杭１は、鋼管２を回転させることにより、回転翼３の下方の地盤から削り取った土砂を回転翼３の上面に押し上げ、その地盤反力を推進力として土中に貫入していくようにしたものである。
　そのため、回転翼３の取付角度が回転トルクや推進力に大きく影響する。回転トルクに関しては、地盤から土砂を削り取った際の翼刃先付近の抵抗が主な回転抵抗となるため、最下翼３ａの取付角度の大小が回転トルクに大きく影響する。例えば、最下翼３ａの取付角度が大きいと、最下翼３ａの傾斜が急になり、最下翼３ａの下端と上端の高低差Ｈが大きくなるので、回転翼３が１回転する際に削り取る土砂量が多くなり、回転抵抗が大きくなって回転トルクが大きくなる。逆に、最下翼３ａの取付角度が小さいと、最下翼３ａの傾斜が緩くなり、最下翼３ａの下端と上端の高低差Ｈが小さくなるので、回転翼３が１回転する際に削り取る土砂量が少なくなり、回転抵抗が小さくなって回転トルクが小さくなる。
　また、推進力についても、取付角度が大きいほど回転翼３の上面の土砂量が多くなり、地盤反力として得られる推進力が大きくなる。逆に取付角度が小さいほど回転翼３の土砂量が少なくなり、地盤反力として得られる推進力が小さくなる。
　この点、実施形態１に係るねじ込み式鋼管杭１は、最下翼３ａの取付角度α１を小さくし、最上翼３ｂの取付角度α２を大きくしている。すなわち、最下翼３ａの取付角度α１が最上翼３ｂの取付角度α２よりも小さくなっている。これにより、地盤が硬く回転トルクの増大により杭体の破損が懸念される場合において、最下翼３ａにより深度の深い側の硬い地盤から土砂を削り取る量を減らすことで翼刃先付近の抵抗を減らし、回転抵抗を下げることができる。一方、推進力に関しては取付角度α２が大きい最上翼３ｂにより、既に乱されて柔らかくなった深度の浅い側の土砂を多く回収し、回転翼３の上部に押し上げることで大きな地盤反力を得ることで大きな推進力を得ることができる。
　このように、本実施の形態のねじ込み式鋼管杭１においては、最下翼３ａの取付角度α１と最上翼３ｂの取付角度α２との関係を、α１＜α２としたことで、硬い地盤に対して回転トルクを抑えつつ、推進力を担保できるようになっている。
　また、最下翼３ａの取付角度α１を小さく、最上翼３ｂの取付角度α２を大きくしたことで、土砂の詰まりを防止して、土砂詰まりに起因する回転トルクの増加を防止するという効果も得られている。この点について以下説明する。回転トルクを小さくすることだけを考えれば、最下翼３ａの取付角度α１と最上翼３ｂの取付角度α２の両方を小さくすればよいとも思われる。しかし、取付角度α１、α２の両方を小さくすると、最上翼３ｂと最下翼３ａの間隔ｋ（図１参照）が小さくなり、土砂の詰まりが生じ、逆に回転トルクが増大してしまう。
　この点、本実施の形態では、最下翼３ａの取付角度α１を小さくして回転トルクを低減すると共に、最上翼３ｂの取付角度α２を大きくして最上翼３ｂと最下翼３ａの間隔ｋを十分に確保し、これによって、土砂詰まりに起因する回転トルクの増加を防止している。
　すなわち、本実施の形態の回転翼３は、α１＜α２となるように最下翼３ａと最上翼３ｂを非対称配置することで、ねじ込み式鋼管杭１の施工時における土砂挙動に対して合理的な形状となっている。
　なお、さらに望ましい形態として以下の条件がある。
（ａ）最下翼３ａの取付角度α１が３度以上７度以下であること。一方、最上翼３ｂの取付角度α２については、推進力の観点から大きい方が望ましく、支持力確保の観点からは１１度以下とすることが望ましい。
（ｂ）鋼管２の先端から最上翼３ｂの上面までの高さｈ（図１参照）が鋼管外径Ｄの１倍以内であること。
（ｃ）最下翼３ａの端部と最上翼３ｂの端部の間隔ｋが７５ｍｍより大きいこと。
　以下に、上述した（ａ）～（ｃ）の条件の理由を説明する。
（ａ）について
　回転トルクの低減効果を十分に発揮するためには、最下翼３ａの取付角度α１が小さい方が望ましく、この観点からは取付角度α１は７度以下が望ましい。
　一方、取付角度α１が小さすぎると地盤から土砂を削り取る作用を確保することができず、この観点から取付角度α１は３度以上が望ましい。
（ｂ）について
　通常ねじ込み式鋼管杭１は、鋼管先端から鋼管外径Ｄの１倍までの高さが支持地盤内に貫入されるように施工される。そのため、最下翼３ａの取付角度α２が大きすぎると、最下翼３ａの下端から最上翼３ｂの上端までの高さが大きくなり、最上翼３ｂの上端が支持地盤内に収まらなくなる。支持力を十分に発揮するために回転翼３は、支持地盤内となることが望ましく、この観点から、鋼管２の先端から最上翼３ｂの上面までの高さｈが鋼管外径Ｄの１倍以内となることが望ましい。
（ｃ）について
　通常ねじ込み式鋼管杭１が施工される地盤における最大の粒径は、礫の最大径の７５ｍｍである。上述したように、ねじ込み式鋼管杭１は鋼管２を回転させることにより、回転翼３の下方の地盤から削り取った土砂を回転翼３の上部に押し上げ、その地盤反力を推進力として土中に貫入していくようにしたものである。最下翼３ａの端部と最上翼３ｂの端部における間隔ｋが小さい場合に、土砂の詰まりが生じ、回転トルクが増大する。このため施工時の詰まりによる回転トルクの増大を抑制するため、最下翼３ａの端部と最上翼３ｂの端部における間隔ｋを礫の最大径７５ｍｍより大きくすることが望ましい。なお、粒径７５ｍｍを超えるような地盤で施工が不可能なわけではなく、別途補助工法を併用する等により、施工を行うことはできる。
［実施の形態２］
　実施の形態２に係るねじ込み式鋼管杭１１は、柔らかい地盤で推進力の不足により杭体の貫入不良が懸念される場合に好適なものであって、図２に示すように、鋼管２の先端に、鋼管２の外径より大きいドーナツ状の円盤を径方向に分割してなる円弧状の回転翼３が、周方向に２枚連続して設けられたものであって、２枚の回転翼３のうち鋼管２の最も下方に配置されて取り付けられた回転翼３である最下翼３ａの取付角度α１が、最も上方に配置されて取り付けられた回転翼３である最上翼３ｂの取付角度α２よりも大きくなっている。以下、最下翼３ａの取付角度がα１を最上翼３ｂの取付角度α２より大きくした理由を説明する。
　α１を大きくすることで、最下翼３ａが削り取る土砂量を多くして推進力を大きくしている。推進力の観点からはα２も大きい方が望ましい。しかしながら、α２も大きくすると、最下翼３ａの下端から最上翼３ｂの上端までの高さが大きくなり、支持地盤内に収まらなくなり、支持力の低下が懸念される。そこで、推進力に対する寄与の大きい最下翼３ａの取付角度α１を大きくして、回転翼３全体が支持地盤内に収まるようにして支持力を担保している。すなわち、本実施の形態においては、α１＞α２とすることで、柔らかい地盤に対して推進力と支持力の両方を得られるようにしたものである。
　なお、最上翼３ｂの取付角度α２は、土粒子が滞りなく翼上を移動するよう３度以上とすることが望ましい。また、最上翼３ｂの取付角度α２は、支持力の確保の観点から７度以下とすることが望ましい。一方、最下翼３ａの取付角度α１については、推進力の観点から大きい方が望ましく、支持力確保の観点からは１１度以下とすることが望ましい。
　なお、支持力確保の観点から、本実施の形態においても、鋼管２の先端から最上翼３ｂの上面までの高さｈが鋼管外径Ｄの１倍以内となることが望ましい。
　また、最下翼３ａの端部と最上翼３ｂの端部の間隔ｋが７５ｍｍより大きいことが望ましい点は、実施の形態１と同様である。
　なお、上記の実施の形態１、２においては、１段の回転翼３が２枚の翼によって構成されているものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、１段の回転翼３が３枚以上の翼によって構成されるものであってもよい。この場合、最下翼３ａと最上翼３ｂとの間の翼の取付角度については、α１とα２の間の角度であればよい。すなわち、実施の形態１の場合、最下翼３ａと最上翼３ｂとの間の翼の取付角度は、α１以上α２以下とすればよく、実施の形態２の場合には、α２以上α１以下とすればよい。
　また、最下翼３ａと最上翼３ｂの間（特に、最下翼３ａと最上翼３ｂの間に複数枚ある場合）にある特定の回転翼においては、隣接する回転翼の内より上方に配置されている回転翼の取付角度と、隣接する回転翼のうちより下方に配置されている回転翼の取付角度との間の取付角度であればよい。この点を回転翼が４枚の場合を例に挙げて以下において具体的に説明する。
　最下翼３ａと最上翼３ｂの間には、下から上へ順に取付角度α３を持った回転翼３ｃと取付角度α４を持った回転翼３ｄとがあったとする。この場合、回転翼３ｃの取付角度α３は、取付角度α１とα２の間で、かつ取付角度α１とα４の間の角度となる。同様に、回転翼３ｄの取付角度α４は、取付角度α１とα２の間で、かつ取付角度α３とα２の間の角度となる。すなわち、実施の形態１の場合、回転翼３ｃの取付角度α３はα１以上α２以下かつα１以上α４以下とすればよく、回転翼３ｄの取付角度α４はα１以上α２以下かつα３以上α２以下とすればよい。同様に実施の形態２の場合には、回転翼３ｃの取付角度α３はα２以上α１以下かつα４以上α１以下とすればよく、回転翼３ｄの取付角度α４はα２以上α１以下かつα２以上α３以下とすればよい。
　なお、回転翼３外径Ｄｗは近接構造物への影響を考慮し、従来のねじ込み式鋼管杭２１と同様に３倍程度までが妥当である。また、上記の実施の形態１、２においては、回転翼３は１段のものを例示しているが、回転翼３は支持力向上を目的に多段としてもよく、多段にした場合には挙動の安定性の観点から先端翼と同形状が望ましい。
　上記の実施の形態１、２における回転翼３の形状は、取付角度で規定される取付面に沿って取り付けられた平板からなるものであったが、回転翼３が取付面に対して面外方向に湾曲等するものであっても、本発明が規定する回転翼３の取付角度の条件を満たす場合には、本発明に含まれる。
　なお、以上の説明から分かるように、本発明に係るねじ込み式鋼管杭を設計するには、地盤の硬度を考慮して設計することが好ましく、このためには、あらかじめ基準となる地盤硬度を設定しておき、この基準となる地盤の硬さとの関係で、各回転翼における各取付角度を設定するようにすればよい。具体的には、以下のような設計方法となる。
　鋼管の先端に、該鋼管の外径より大きい円盤またはドーナツ状の円盤を径方向に分割してなる円弧状の回転翼が、周方向に２枚以上連続して設けられたねじ込み式鋼管杭の設計方法であって、前記回転翼の取付角度を、以下の（Ａ）から（Ｃ）の条件を満たすように設定するねじ込み式鋼管杭の設計方法。
　（Ａ）前記地盤の硬さが予め定めた硬さ超えの場合には、最も下方に取り付けられた回転翼である最下翼の取付角度を、最も上方に取り付けられた回転翼である最上翼の取付角度よりも小さくし、施工対象である地盤の硬さが予め定めた硬さ以下の場合には、最も下方に取り付けられた回転翼である最下翼の取付角度を、最も上方に取り付けられた回転翼である最上翼の取付角度よりも大きくする。
　（Ｂ）前記最下翼と前記最上翼との間の回転翼の取付角度は、前記最下翼の取付角度と前記最上翼の取付角度との間の角度とする。
　（Ｃ）特定の回転翼においては、隣接する回転翼の内より上方に配置されている回転翼の取付角度とより下方に配置されている回転翼の取付角度との間の角度を取付角度とする。
　ここで、上記（Ｂ）の「前記最下翼の取付角度と前記最上翼の取付角度の間の角度」は、最下翼または最上翼の内、いずれか一方の回転翼の取付角度と同じ角度を含む。同様に、（Ｃ）の「隣接する回転翼の内より上方に配置されている回転翼の取付角度とより下方に配置されている回転翼の取付角度との間の角度」は、隣接する回転翼の内、いずれか一方の回転翼の取付角度と同じ角度を含む。
　上記のように設計することで、施工対象の地盤に最も適したねじ込み式鋼管杭を設計することができる。
　また、本発明に係るねじ込み式鋼管杭を製造するには、地盤の硬度を考慮して製造することが好ましく、このためには、あらかじめ基準となる地盤硬度を設定しておき、この基準となる地盤の硬さとの関係で、各回転翼における各取付角度を設定するようにすればよい。具体的には、以下のような製造方法となる。
　鋼管の先端に、該鋼管の外径より大きい円盤またはドーナツ状の円盤を径方向に分割してなる円弧状の回転翼が、周方向に２枚以上連続して設けられたねじ込み式鋼管杭の製造方法であって、前記回転翼の取付角度を、以下の（Ａ）から（Ｃ）の条件を満たすように形成するねじ込み式鋼管杭の製造方法。
　（Ａ）前記地盤の硬さが予め定めた硬さ超えの場合には、最も下方に取り付けられた回転翼である最下翼の取付角度を、最も上方に取り付けられた回転翼である最上翼の取付角度よりも小さくし、施工対象である地盤の硬さが予め定めた硬さ以下の場合には、最も下方に取り付けられた回転翼である最下翼の取付角度を、最も上方に取り付けられた回転翼である最上翼の取付角度よりも大きくする。
　（Ｂ）前記最下翼と前記最上翼との間の回転翼の取付角度は、前記最下翼の取付角度と前記最上翼の取付角度の間の角度とする。
　（Ｃ）特定の回転翼においては、隣接する回転翼の内より上方に配置されている回転翼の取付角度とより下方に配置されている回転翼の取付角度との間の角度を取付角度とする。
　ここで、上記（Ｂ）の「前記最下翼の取付角度と前記最上翼の取付角度の間の角度」は、最下翼または最上翼の内、いずれか一方の回転翼の取付角度と同じ角度を含む。同様に、（Ｃ）の「隣接する回転翼の内より上方に配置されている回転翼の取付角度とより下方に配置されている回転翼の取付角度との間の角度」は、隣接する回転翼の内、いずれか一方の回転翼の取付角度と同じ角度を含む。
　上記のように製造することで、施工対象の地盤に最も適したねじ込み式鋼管杭を製造することができる。
　また、ねじ込み式鋼管杭を施工する場合にも地盤の硬度を考慮することが好ましく、施工対象となる地盤の硬さを調査し、この調査結果に基づいて、実施の形態１または２のいずれかのねじ込み式鋼管杭を選択するようにすればよい。具体的には、実施の形態１または２のいずれかに記載のねじ込み式鋼管杭の施工方法であって、施工対象となる地盤の硬さを調査し、この調査結果に基づいて実施の形態１または２のいずれかのねじ込み式鋼管杭を選択し、該選択したねじ込み式鋼管杭の鋼管の上端を把持して前記地盤中に回転貫入させるようにする。
　上記のように施工することで、施工対象の地盤に最も適したねじ込み式鋼管杭の施工ができる。
　本発明は、鋼管の先端に、鋼管の外径より大きい円盤またはドーナツ状の円盤を径方向に分割してなる円弧状の回転翼が、周方向に２枚以上連続して設けられたねじ込み式鋼管杭に適用して好適なものである。
　１　ねじ込み式鋼管杭（実施の形態１）
　２　鋼管
　３　回転翼
　　３ａ　最下翼
　　３ｂ　最上翼
１１　ねじ込み式鋼管杭（実施の形態２）
２１　ねじ込み式鋼管杭（従来例）
２３　回転翼
　２３ａ　下翼
　２３ｂ　上翼
２５　地盤
２７　支持地盤
α、α１、α２　取付角度
Ｐ　直交面

Claims (7)

  1. 　鋼管の先端に、該鋼管の外径より大きい円盤またはドーナツ状の円盤を径方向に分割してなる円弧状の回転翼が、周方向に２枚以上連続して設けられたねじ込み式鋼管杭であって、
    　前記回転翼のうち前記鋼管の最も下方に配置された回転翼である最下翼の取付角度が、最も上方に配置された回転翼である最上翼の取付角度よりも小さい
    　ねじ込み式鋼管杭。
  2. 　前記最下翼の取付角度が３度以上７度以下である
    　請求項１に記載のねじ込み式鋼管杭。
  3. 　鋼管の先端に、該鋼管の外径より大きい円盤またはドーナツ状の円盤を径方向に分割してなる円弧状の回転翼が、周方向に２枚以上連続して設けられたねじ込み式鋼管杭であって、
    　前記回転翼のうち前記鋼管の最も下方に配置された回転翼である最下翼の取付角度が、最も上方に配置された回転翼である最上翼の取付角度よりも大きい
    　ねじ込み式鋼管杭。
  4. 　前記最上翼の取付角度が３度以上７度以下である請求項３に記載のねじ込み式鋼管杭。
  5. 　鋼管の先端に、該鋼管の外径より大きい円盤またはドーナツ状の円盤を径方向に分割してなる円弧状の回転翼が、周方向に２枚以上連続して設けられたねじ込み式鋼管杭の設計方法であって、
    　前記回転翼の取付角度を、以下の（Ａ）から（Ｃ）の条件を満たすように設定するねじ込み式鋼管杭の設計方法。
    　（Ａ）施工対象である地盤の硬さが予め定めた硬さ超えの場合には、最も下方に取り付けられた回転翼である最下翼の取付角度を、最も上方に取り付けられた回転翼である最上翼の取付角度よりも小さくし、施工対象である地盤の硬さが予め定めた硬さ以下の場合には、最も下方に取り付けられた回転翼である最下翼の取付角度を、最も上方に取り付けられた回転翼である最上翼の取付角度よりも大きくする。
    　（Ｂ）前記最下翼と前記最上翼との間の回転翼の取付角度は、前記最下翼の取付角度と前記最上翼の取付角度の間の角度とする。
    　（Ｃ）特定の回転翼においては、隣接する回転翼の内より上方に配置されている回転翼の取付角度とより下方に配置されている回転翼の取付角度との間の角度を取付角度とする。
  6. 　請求項１または３に記載のねじ込み式鋼管杭の施工方法であって、
    　施工対象となる地盤の硬さを調査し、この調査結果に基づいて請求項１または３のねじ込み式鋼管杭を選択し、該選択したねじ込み式鋼管杭の鋼管の上端を把持して前記地盤中に回転貫入させる
    　ねじ込み式鋼管杭の施工方法。
  7. 　鋼管の先端に、該鋼管の外径より大きい円盤またはドーナツ状の円盤を径方向に分割してなる円弧状の回転翼が、周方向に２枚以上連続して設けられたねじ込み式鋼管杭の製造方法であって、
    　前記回転翼の取付角度を、以下の（Ａ）から（Ｃ）の条件を満たすように形成する
    　ねじ込み式鋼管杭の製造方法。
    　（Ａ）施工対象である地盤の硬さが予め定めた硬さ超えの場合には、最も下方に取り付けられた回転翼である最下翼の取付角度を、最も上方に取り付けられた回転翼である最上翼の取付角度よりも小さくし、施工対象である地盤の硬さが予め定めた硬さ以下の場合には、最も下方に取り付けられた回転翼である最下翼の取付角度を、最も上方に取り付けられた回転翼である最上翼の取付角度よりも大きくする。
    　（Ｂ）前記最下翼と前記最上翼との間の回転翼の取付角度は、前記最下翼の取付角度と前記最上翼の取付角度の間の角度とする。
    　（Ｃ）特定の回転翼においては、隣接する回転翼の内より上方に配置されている回転翼の取付角度とより下方に配置されている回転翼の取付角度との間の角度を取付角度とする。
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