(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空の第１の鋼管と、前記第１の鋼管の一端側から他端側方向に前記第１の鋼管の外周に一定で等しいピッチで少なくとも１周以上螺旋状に形成された第１の螺旋羽根とを有する第１の鋼管杭と、
中空の第２の鋼管と、前記第２の鋼管の一端側から他端側方向に前記第２の鋼管の外周に一定で等しいピッチで少なくとも１周以上螺旋状に形成された第２の螺旋羽根とを有し、前記第１の鋼管杭の他端と端部で接続される第２の鋼管杭とを備え、
前記第１の螺旋羽根のピッチと前記第２の螺旋羽根のピッチは等しく、前記第１の鋼管杭と前記第２の鋼管杭の接続部分において、前記第１の螺旋羽根と前記第２の螺旋羽根が仮想螺旋上で連続しており、
前記第１の鋼管の一端側において、前記第１の鋼管の全周のうち一部分の周が前記第１の螺旋羽根に沿って切欠かれた第１の切欠き部と、前記第１の鋼管の全周のうち前記一部分の周以外の他の部分の周が前記第１の切欠き部の始端部と終端部とを結んで切欠かれた第２の切欠き部とを更に備え、
前記第１の切欠き部は、前記第１の螺旋羽根から所定の距離だけ離隔して切欠かれたことを特徴とする、鋼管杭。
【請求項２】
前記第１の螺旋羽根と前記第２の螺旋羽根の間隔は、前記第１の螺旋羽根のピッチ又は前記第２の螺旋羽根のピッチの整数倍であること特徴とする、請求項１に記載の鋼管杭。
【請求項３】
前記第１の螺旋羽根の基部と同一の基部から前記第１の螺旋羽根の突出方向と反対方向に突出して、前記鋼管の内周に螺旋状に形成された第３の螺旋羽根を更に有し、前記第１の切欠き部は、前記第１の螺旋羽根と前記第３の螺旋羽根に沿って切欠かれたことを特徴とする、請求項１に記載の鋼管杭。
【請求項４】
前記鋼管の一端側において、前記第１の螺旋羽根の少なくとも先端部の羽根径は、前記第１の螺旋羽根の他の部分の羽根径より大きいことを特徴とする、請求項１に記載の鋼管杭。
【請求項５】
前記鋼管の一端側において、前記第１の螺旋羽根の少なくとも先端部の前記第１の螺旋羽根及び前記鋼管は、鋳造によって作製されたことを特徴とする、請求項１に記載の鋼管杭。
【請求項６】
前記第２の螺旋羽根は、基部から先端まで前記第１の螺旋羽根と異なる長さで突出していることを特徴とする、請求項１に記載の鋼管杭。
【請求項７】
中空の第１の鋼管と、
前記第１の鋼管の外周に一定で等しいピッチで螺旋状に形成された第１の螺旋羽根と、
前記第１の螺旋羽根と離隔した位置で、前記第１の鋼管の外周に一定で等しいピッチで螺旋状に形成された第４の螺旋羽根と、
を有し、
前記第１の螺旋羽根のピッチと前記第４の螺旋羽根のピッチは等しく、前記第１の螺旋羽根と前記第４の螺旋羽根が仮想螺旋上で連続しており、
前記第１の鋼管の一端側において、前記第１の鋼管の全周のうち一部分の周が前記第１の螺旋羽根に沿って切欠かれた第１の切欠き部と、前記第１の鋼管の全周のうち前記一部分の周以外の他の部分の周が前記第１の切欠き部の始端部と終端部とを結んで切欠かれた第２の切欠き部とを更に備え、
前記第１の切欠き部は、前記第１の螺旋羽根から所定の距離だけ離隔して切欠かれたことを特徴とする、鋼管杭。
【請求項８】
前記第１の螺旋羽根と前記第４の螺旋羽根の間隔は、前記第１の螺旋羽根のピッチ又は前記第４の螺旋羽根のピッチの整数倍であること特徴とする、請求項７に記載の鋼管杭。
【請求項９】
前記第４の螺旋羽根は、基部から先端まで前記第１の螺旋羽根と異なる長さで突出していることを特徴とする、請求項７に記載の鋼管杭。
【請求項１０】
前記第１、第２及び第４の螺旋羽根のいずれか又は全部は鉄筋から構成されることを特徴とする、請求項１又は７に記載の鋼管杭。
【請求項１１】
前記第１、第２及び第４の螺旋羽根の、羽根ピッチＰｃｈと突出長さｄｗの比Ｐｃｈ／ｄｗは、
Ｐｃｈ／ｄｗ≦２４
を満たすことを特徴とする請求項１又は７に記載の鋼管杭。
【請求項１２】
中空の第１の鋼管と、前記第１の鋼管の一端側から他端側方向に前記第１の鋼管の外周に一定で等しいピッチで少なくとも１周以上螺旋状に形成された第１の螺旋羽根とを有する第１の鋼管杭を埋設場所に回転圧入するステップと、
前記第１の鋼管杭を地盤に回転圧入する際、前記第１の鋼管杭の前記第１の螺旋羽根が、地盤中でほぼ同一経路を通過するように圧入速度を調節するステップと、
中空の第２の鋼管と、前記第２の鋼管の一端側から他端側方向に前記第２の鋼管の外周に一定で等しいピッチで少なくとも１周以上螺旋状に形成された第２の螺旋羽根とを有し、前記第１の鋼管杭の他端と端部で接続される第２の鋼管杭を、前記第１の螺旋羽根のピッチと前記第２の螺旋羽根のピッチは等しく、前記第１の鋼管杭と前記第２の鋼管杭の接続部分において、前記第１の螺旋羽根と前記第２の螺旋羽根が仮想螺旋上で連続するように、前記第１の鋼管杭と接続するステップと、
前記第１の鋼管杭と前記第２の鋼管杭とが接続された鋼管杭を埋設場所に回転圧入するステップと、
前記鋼管杭を地盤に回転圧入する際、前記鋼管杭の前記第１の螺旋羽根と前記第２の螺旋羽根が、地盤中でほぼ同一経路を通過するように圧入速度を調節するステップと
を有し、
前記第１の鋼管の一端側には、前記第１の鋼管の全周のうち一部分の周が前記第１の螺旋羽根に沿って切欠かれた第１の切欠き部と、前記第１の鋼管の全周のうち前記一部分の周以外の他の部分の周が前記第１の切欠き部の始端部と終端部とを結んで切欠かれた第２の切欠き部とが設けられ、
前記第１の切欠き部は、前記第１の螺旋羽根から所定の距離だけ離隔して切欠かれたことを特徴とする、鋼管杭の施工方法。
【請求項１３】
中空の第１の鋼管と、前記第１の鋼管の外周に一定で等しいピッチで螺旋状に形成された第１の螺旋羽根と、前記第１の螺旋羽根と離隔した位置で、前記第１の鋼管の外周に一定で等しいピッチで螺旋状に形成された第４の螺旋羽根とを有し、前記第１の螺旋羽根のピッチと前記第４の螺旋羽根のピッチは等しく、前記第１の螺旋羽根と前記第４の螺旋羽根が仮想螺旋上で連続している鋼管杭を埋設場所に回転圧入するステップと、
前記鋼管杭を地盤に回転圧入する際、前記鋼管杭の前記第１の螺旋羽根と前記第４の螺旋羽根が、地盤中でほぼ同一経路を通過するように圧入速度を調節するステップと
を有し、
前記第１の鋼管の一端側には、前記第１の鋼管の全周のうち一部分の周が前記第１の螺旋羽根に沿って切欠かれた第１の切欠き部と、前記第１の鋼管の全周のうち前記一部分の周以外の他の部分の周が前記第１の切欠き部の始端部と終端部とを結んで切欠かれた第２の切欠き部とが設けられ、
前記第１の切欠き部は、前記第１の螺旋羽根から所定の距離だけ離隔して切欠かれたことを特徴とする、鋼管杭の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管杭及び鋼管杭の施工方法に関し、特に鋼管周囲に螺旋状羽根が設けられた鋼管杭及び鋼管杭の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管杭は、例えば、建築物や、道路、鉄道高架橋、橋台、鉄塔等の土木構造物の上部構造物を支持するため、地盤に施工される。このとき、鋼管杭は、例えば全旋回オールケーシング掘削機や自走式の小型重機などの鋼管杭回転圧入装置を使用して、回転されながら地盤に圧入される。このような回転圧入用鋼管杭には、例えば、杭先端に螺旋状羽根を設けたものがある。【０００３】
特許文献１には、鋼管杭を地中に圧入する方法として、鋼管杭の先端に螺旋状羽根を設けて、鋼管杭を回転させながら、地表から地中に垂直方向に埋設していく方法が開示されている。また、特許文献２〜４には、杭の周囲に螺旋板（螺旋翼）が設けられた杭が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４６７４１号公報
【特許文献２】特開平８−３５２２８号公報
【特許文献３】特開平８−２８４１６０号公報
【特許文献４】特開平１０−１８３６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
螺旋翼が鋼管に周囲に設けられる鋼管杭を地盤に貫入する場合、螺旋翼のピッチが一定で、かつピッチどおりの貫入量にて杭を施工しないと、地盤を通過する螺旋翼の位置が地中で上下するため、施工中に杭周囲の地盤を乱し、杭の支持力が低下するという問題がある。すなわち、杭の支持力を向上させるためには、できるだけ杭周囲の地盤を乱さずに、螺旋翼間に充填される土砂は密実であることが望ましい。【０００６】
ところで、鋼管杭は、特許文献３のように、複数の螺旋翼が鋼管周囲に設けられ、１つ１つの螺旋翼が互いに所定の距離だけ離隔して取り付けられる場合がある。しかし、１つの螺旋翼が鋼管周囲の地盤を通過した後、他の螺旋翼が鋼管周囲の地盤を通過するとき、ピッチどおりの施工をしても、他の螺旋翼は異なる位置を通過する可能性があるため、地盤を乱す可能性がある。【０００７】
また、複数の螺旋翼が１つの鋼管周囲に設けられる鋼管杭だけでなく、１つの連続した螺旋翼が１つの鋼管周囲に設けられた鋼管杭の場合にも、鋼管杭を他の鋼管杭に接続して地盤に杭を貫入する場合に上述した同様の問題が発生する。例えば、１つの鋼管杭の螺旋翼が鋼管周囲の地盤を通過した後、他の鋼管杭の螺旋翼が鋼管周囲の地盤を通過するとき、ピッチどおりの施工をしても、他の螺旋翼は異なる位置を通過する可能性があるため、地盤を乱す可能性がある。【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、杭施工時に周囲地盤を乱さずに、杭の支持力を確保することが可能な、新規かつ改良された鋼管杭及び鋼管杭の施工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、中空の第１の鋼管と、第１の鋼管の一端側から他端側方向に第１の鋼管の外周に一定で等しいピッチで少なくとも１周以上螺旋状に形成された第１の螺旋羽根とを有する第１の鋼管杭と、中空の第２の鋼管と、第２の鋼管の一端側から他端側方向に第２の鋼管の外周に一定で等しいピッチで少なくとも１周以上螺旋状に形成された第２の螺旋羽根とを有し、第１の鋼管杭の他端と端部で接続される第２の鋼管杭とを備え、第１の螺旋羽根のピッチと第２の螺旋羽根のピッチは等しく、第１の鋼管杭と第２の鋼管杭の接続部分において、第１の螺旋羽根と第２の螺旋羽根が仮想螺旋上で連続しており、第１の鋼管の一端側において、第１の鋼管の全周のうち一部分の周が第１の螺旋羽根に沿って切欠かれた第１の切欠き部と、第１の鋼管の全周のうち一部分の周以外の他の部分の周が第１の切欠き部の始端部と終端部とを結んで切欠かれた第２の切欠き部とを更に備え、第１の切欠き部は、第１の螺旋羽根から所定の距離だけ離隔して切欠かれたことを特徴とする、鋼管杭が提供される。
【００１０】
この構成によれば、第１の鋼管杭が有する第１の螺旋羽根と、第２の鋼管杭が有する第２の螺旋羽根は、それらの羽根ピッチが等しく、第１の鋼管杭と第２の鋼管杭の接続部分において、第１の螺旋羽根と第２の螺旋羽根が仮想螺旋上で連続しているので、鋼管杭を地盤に圧入する杭施工時、周囲地盤を乱すことがない。その結果、鋼管杭の支持力を向上させることができる。【００１１】
上記第１の螺旋羽根と第２の螺旋羽根の間隔は、第１の螺旋羽根のピッチ又は第２の螺旋羽根のピッチの整数倍であってもよい。【００１３】
上記第１の螺旋羽根の基部と同一の基部から第１の螺旋羽根の突出方向と反対方向に突出して、鋼管の内周に螺旋状に形成された第３の螺旋羽根を更に有し、第１の切欠き部は、第１の螺旋羽根と第３の螺旋羽根に沿って切欠かれてもよい。【００１５】
また、上記鋼管の一端側において、上記第１の螺旋羽根の少なくとも先端部の羽根径は、他の部分の羽根径より大きくてよい。さらに、上記鋼管の一端側において、第１の螺旋羽根の少なくとも先端部の第１の螺旋羽根及び鋼管は、鋳造によって作製されてもよい。
【００１６】
上記第２の螺旋羽根は、基部から先端まで第１の螺旋羽根と異なる長さで突出していてもよい。【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、中空の第１の鋼管と、第１の鋼管の外周に一定で等しいピッチで螺旋状に形成された第１の螺旋羽根と、第１の螺旋羽根と離隔した位置で、第１の鋼管の外周に一定で等しいピッチで螺旋状に形成された第４の螺旋羽根と、を有し、第１の螺旋羽根のピッチと第４の螺旋羽根のピッチは等しく、第１の螺旋羽根と第４の螺旋羽根が仮想螺旋上で連続しており、第１の鋼管の一端側において、第１の鋼管の全周のうち一部分の周が第１の螺旋羽根に沿って切欠かれた第１の切欠き部と、第１の鋼管の全周のうち一部分の周以外の他の部分の周が第１の切欠き部の始端部と終端部とを結んで切欠かれた第２の切欠き部とを更に備え、第１の切欠き部は、第１の螺旋羽根から所定の距離だけ離隔して切欠かれたことを特徴とする、鋼管杭が提供される。
【００１８】
この構成によれば、第１の鋼管の外周に形成された第１の螺旋羽根と第４の螺旋羽根は、それらの羽根ピッチが等しく、第１の螺旋羽根と第４の螺旋羽根が仮想螺旋上で連続しているので、鋼管杭を地盤に圧入する杭施工時、周囲地盤を乱すことがない。その結果、鋼管杭の支持力を向上させることができる。【００１９】
上記第１の螺旋羽根と第４の螺旋羽根の間隔は、第１の螺旋羽根のピッチ又は第４の螺旋羽根のピッチの整数倍であってもよい。【００２０】
上記第４の螺旋羽根は、基部から先端まで第１の螺旋羽根と異なる長さで突出していてもよい。【００２２】
上記第１〜第４の螺旋羽根のいずれか又は全部は鉄筋から構成されてもよい。【００２３】
中空の第１の鋼管と、第１の鋼管の一端側から他端側方向に第１の鋼管の外周に一定で等しいピッチで少なくとも１周以上螺旋状に形成された第１の螺旋羽根とを有する第１の鋼管杭を埋設場所に回転圧入するステップと、第１の鋼管杭を地盤に回転圧入する際、第１の鋼管杭の第１の螺旋羽根が、地盤中でほぼ同一経路を通過するように圧入速度を調節するステップと、中空の第２の鋼管と、第２の鋼管の一端側から他端側方向に第２の鋼管の外周に一定で等しいピッチで少なくとも１周以上螺旋状に形成された第２の螺旋羽根とを有し、第１の鋼管杭の他端と端部で接続される第２の鋼管杭を、第１の螺旋羽根のピッチと第２の螺旋羽根のピッチは等しく、第１の鋼管杭と第２の鋼管杭の接続部分において、第１の螺旋羽根と第２の螺旋羽根が仮想螺旋上で連続するように、第１の鋼管杭と接続するステップと、第１の鋼管杭と第２の鋼管杭とが接続された鋼管杭を埋設場所に回転圧入するステップと、鋼管杭を地盤に回転圧入する際、鋼管杭の第１の螺旋羽根と第２の螺旋羽根が、地盤中でほぼ同一経路を通過するように圧入速度を調節するステップとを有し、第１の鋼管の一端側には、第１の鋼管の全周のうち一部分の周が第１の螺旋羽根に沿って切欠かれた第１の切欠き部と、第１の鋼管の全周のうち一部分の周以外の他の部分の周が第１の切欠き部の始端部と終端部とを結んで切欠かれた第２の切欠き部とが設けられ、第１の切欠き部は、第１の螺旋羽根から所定の距離だけ離隔して切欠かれたことを特徴とする、鋼管杭の施工方法が提供される。
【００２４】
中空の第１の鋼管と、第１の鋼管の外周に一定で等しいピッチで螺旋状に形成された第１の螺旋羽根と、第１の螺旋羽根と離隔した位置で、第１の鋼管の外周に一定で等しいピッチで螺旋状に形成された第４の螺旋羽根とを有し、第１の螺旋羽根のピッチと第４の螺旋羽根のピッチは等しく、第１の螺旋羽根と第４の螺旋羽根が仮想螺旋上で連続している鋼管杭を埋設場所に回転圧入するステップと、鋼管杭を地盤に回転圧入する際、鋼管杭の第１の螺旋羽根と第４の螺旋羽根が、地盤中でほぼ同一経路を通過するように圧入速度を調節するステップとを有し、第１の鋼管の一端側には、第１の鋼管の全周のうち一部分の周が第１の螺旋羽根に沿って切欠かれた第１の切欠き部と、第１の鋼管の全周のうち一部分の周以外の他の部分の周が第１の切欠き部の始端部と終端部とを結んで切欠かれた第２の切欠き部とが設けられ、第１の切欠き部は、第１の螺旋羽根から所定の距離だけ離隔して切欠かれたことを特徴とする、鋼管杭の施工方法が提供される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、杭施工時に周囲地盤を乱さずに、杭の支持力を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る鋼管杭１００を示す側面図である。
【図２】同実施形態に係る鋼管杭１００の下杭１０２を示す側面図である。
【図３】同実施形態に係る鋼管杭１００の下杭１０２を示す側面図である。
【図４】同実施形態に係る鋼管杭１００の下杭１０２を示す側面図である。
【図５】同実施形態に係る鋼管杭１００の下杭１０２を示す展開図である。
【図６】同実施形態に係る鋼管杭１００の下杭１０２を示す下面図である。
【図７】同実施形態に係る鋼管杭１００の下杭１０２を示す断面図である。
【図８】同実施形態に係る鋼管杭１００の上杭１０４を示す側面図である。
【図９】同実施形態に係る鋼管杭１００の下杭１０２の変更例を示す展開図である。
【図１０】同実施形態に係る鋼管杭１００の下杭１０２及び上杭１０４を示す側面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る鋼管杭２００の上杭２０４を示す側面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る鋼管杭３００を示す側面図である。
【図１３】本発明の第１〜第３の実施形態の第１の変更例に係る下杭４０２を示す側面図である。
【図１４】同実施形態の第１の変更例に係る下杭４０２を示す側面図である。
【図１５】同実施形態の第１の変更例に係る下杭４０２を示す下面図である。
【図１６】同実施形態の第１の変更例に係る下杭４０２を示す断面図である。
【図１７】同実施形態の第２の変更例に係る下杭５０２を示す側面図である。
【図１８】同実施形態の第２の変更例に係る下杭５０２を示す側面図である。
【図１９】同実施形態の第２の変更例に係る下杭５０２を示す下面図である。
【図２０】同実施形態の第２の変更例に係る下杭５０２を示す断面図である。
【図２１】同実施形態の第３の変更例に係る杭先端部６０２及び上杭１０４を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２８】
（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る鋼管杭１００の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る鋼管杭１００を示す側面図である。図１は、鋼管杭１００が地中に埋設されている状態を示す。
【００２９】
鋼管杭１００は、例えば、建築物や、道路、鉄道高架橋、橋台、鉄塔等の土木構造物の上部構造物を支持するため、地盤に施工される。このとき、鋼管杭１００は、例えば全旋回オールケーシング掘削機や自走式の小型重機などの鋼管杭回転圧入装置を使用して、回転されながら地盤に圧入される。鋼管杭１００は、水平面に対して鉛直方向に圧入されてもよいし、水平面に対して鉛直方向以外の所定の角度で斜めに圧入されてもよい。
【００３０】
鋼管杭１００は、図１に示すように、例えば、１つの下杭１０２と複数の上杭１０４からなる。下杭１０２は、切欠き形状を有する先端側を下にして埋設され、先端側と反対の上端側で上杭１０４の一端と接続される。上杭１０４は、下杭１０２と接続された下端側と反対の上端側で、他の上杭１０４の一端と接続される。下杭１０２と上杭１０４、又は２つの上杭１０４は、例えば、鋼管杭１００の圧入施工の現場で溶接や機械式継手によって接続される。
【００３１】
下杭１０２及び上杭１０４の長さは、地盤に圧入する鋼管杭１００の長さに応じて任意に決めることができる。図１では、下杭の長さが５８００ｍｍであり、上杭の長さが６０００ｍｍであるが、図１に示した例に限定されない。また、鋼管杭１００は、下杭１０２のみからなる場合もあるし、下杭１０２の上部に連接される上杭１０４の数が１本又は３本以上の場合もある。
【００３２】
次に、図２〜図７を参照して、本実施形態に係る鋼管杭１００の下杭１０２について説明し、図８を参照して、本実施形態に係る鋼管杭１００の上杭１０４について説明する。
【００３３】
図２〜図４は、本実施形態に係る鋼管杭１００の下杭１０２を示す側面図である。図２〜図４は、それぞれ同一の下杭１０２の側面を示しており、異なる方向から見た図である。図５は、本実施形態に係る鋼管杭１００の下杭１０２を示す展開図である。図５は、下杭１０２の軸方向と平行な線Ａで下杭１０２を切断して展開した図である。図６は、本実施形態に係る鋼管杭１００の下杭１０２を示す下面図である。図７は、本実施形態に係る鋼管杭１００の下杭１０２を示す断面図である。図７は、下杭１０２を軸方向に切断して示した図である。図８は、本実施形態に係る鋼管杭１００の上杭１０４を示す側面図である。
【００３４】
下杭１０２は、鋼管１１２と、螺旋羽根１１４と、コマ１１６と、第１の切欠き部１２２と、第２の切欠き部１２４などからなる。上杭１０４は、鋼管１１２と、螺旋羽根１１４と、コマ１１６などからなる。
【００３５】
鋼管１１２は、例えば、中空の円形鋼管である。図１に示す例では、鋼管の直径である杭径Ｄｐが４００ｍｍである場合について示している。なお、杭径Ｄｐは、図１に示す例に限定されず、例えば４０ｍｍ〜１２００ｍｍのサイズであり、構造物の強度設計等に応じてサイズが決定される。
【００３６】
螺旋羽根１１４は、板状部材であり、鋼管１１２の一端側から他端側まで連続して、鋼管１１２の外周に一定で等しいピッチで少なくとも１周以上螺旋状に設けられる。螺旋羽根１１４が設けられることによって、鋼管杭１００の先端のみに螺旋状羽根が設けられる場合に比べて、下杭１０２又は上杭１０４に、より高い推進力を与えることができる。また、後述する通り、羽根径Ｄｗを摩擦力による支持力算定に必要な杭の外径とみなすことができ、螺旋羽根１１４によって杭外径を太くできるため、鋼管径を太くして支持力を向上させる必要がない。その結果、鋼管杭１００の作製に必要な鋼材の量を低減できる。
【００３７】
羽根径Ｄｗを摩擦力による支持力算定に必要な杭とみなすことができるためには、羽根ピッチＰｃｈと羽根の突出長さｄｗの比Ｐｃｈ／ｄｗが、Ｐｃｈ／ｄｗ≦２４を満たす必要がある。Ｐｃｈ／ｄｗが２４を超えると、羽根外形を直径とする円筒面で摩擦力を評価することが出来なくなり、円筒面外側の土からの影響を大きく受けることになり、その結果、羽根板厚が過大になる、支持力のばらつきが大きくなるなどの不都合が生じる。
【００３８】
螺旋羽根１１４は、螺旋羽根１１４の板部分の短辺が鋼管１１２と接続する。鋼管１１２と螺旋羽根１１４との接続は、例えば、溶接によって行われる。螺旋羽根１１４は、例えば、鉄筋を巻きつけて溶接することによって形成してもよい。螺旋羽根１１４は、鋼管１１２との接続部分である基部１１４ｂから先端１１４ｃまで突出しており、螺旋羽根１１４の突出長さｄｗと杭径Ｄｐを合わせて、外径は羽根径Ｄｗとして表される。図１に示す例では、羽根径Ｄｗが６００ｍｍである場合について示している。なお、羽根径Ｄｗは、図１に示す例に限定されず、例えば１．２Ｄｐ〜１．５Ｄｐのサイズであり、場合によっては、２．０Ｄｐまでのサイズとすることができる。羽根径Ｄｗを１．５Ｄｐのように大きくすることによって、下杭１０２、上杭１０４を地盤に圧入する際、推進力を増加させることができる。
【００３９】
螺旋羽根１１４が鋼管１１２の外周を１周したときの隣接する螺旋羽根１１４間の距離を羽根ピッチＰｃｈとすると、図１に示す例では、羽根ピッチＰｃｈは６００ｍｍである場合について示している。羽根ピッチＰｃｈは、後述する通り、下杭１０２と上杭１０４のいずれも同一としたほうがよい。なお、羽根ピッチＰｃｈは、図１に示す例に限定されず、例えば０．６Ｄｗ〜２．０Ｄｗとすることができるが、好ましくは０．６Ｄｗ〜１．２Ｄｗである。但し、羽根ピッチＰｃｈが大きくなりすぎると、ほぼ羽根ピッチどおりの貫入施工が難しくなることもある。また、鉛直力作用時に羽根一周分あたりに作用する荷重が大きくなりすぎることも考えられる。従って、羽根径Ｄｗ（杭径Ｄｐ）の大きさに合わせて、羽根ピッチＰｃｈを広げすぎないほうがよい場合もある。なお、羽根ピッチＰｃｈが小さくなりすぎると、鋼材の量が増加するため、羽根ピッチＰｃｈは得られる推進力と鋼材の量とのバランスで決定することができる。
【００４０】
コマ１１６は、ここでは、詳細に説明しないが、鋼管１１２の外周に突出して取り付けられた部材であり、吊り金具又は鋼管回転用金具など用途に応じた形状を有している。吊り金具としてのコマ１１６は、下杭１０２又は上杭１０４をクレーン等によって吊り下げて、鋼管杭回転圧入装置に下杭１０２又は上杭１０４を設置する場合に用いられる。また、鋼管回転用金具としてのコマ１１６は、鋼管杭回転圧入装置によって、下杭１０２又は上杭１０４を地盤に圧入する際、鋼管杭回転圧入装置の回転力を下杭１０２又は上杭１０４に伝達する場合に用いられる。なお、コマは、外コマとして鋼管１１２の外周に取り付けられる場合に限定されない。コマは、内コマとして、鋼管１１２の内周面に内側向きに突出して取り付けられてもよい。コマが鋼管１１２の内周面に設けられることによって、下杭１０２又は上杭１０４の上端又は下端と螺旋羽根１１４の取り付け先端までの螺旋羽根１１４が設けられていない領域の長さを短くすることができる。
【００４１】
第１の切欠き部１２２は、鋼管１１２の一端側において、鋼管１１２の全周長さのうち一部分が螺旋羽根１１４に沿って切欠かれて形成される。このときの第１の切欠き部１２２のうち下杭１０２の端部に位置する部分を始端部１２２ａとし、第１の切欠き部１２２の始端部１２２ａと反対の端部を終端部１２２ｂとする。また、本実施形態の第１の切欠き部１２２は、図２〜図５や図７に示すように、第１の螺旋羽根１１４から下杭１０２の下端部のほうに所定の距離だけ離隔して切欠かれている。
【００４２】
第２の切欠き部１２４は、鋼管１１２の一端側において、鋼管１１２の全周長さのうち、第１の切欠き部１２２を形成する部分以外の部分で、第１の切欠き部１２２の始端部１２２ａと終端部１２２ｂとを結んで切欠かれて形成される。
【００４３】
図１〜図７に示す例では、第１の切欠き部１２２は、鋼管１１２の全周長さ（Ｄｐ×π）のうち、３／４Ｄｐ×πの周長さの部分を占め、第２の切欠き部１２４は、鋼管１１２の全周長さ（Ｄｐ×π）のうち、１／４Ｄｐ×πの周長さの部分を占める。
【００４４】
下杭１０２を図５に示すように展開したときの第１の切欠き部１２２と第２の切欠き部１２４のなす角度は、図中に示すように角度Ｂである。角度Ｂは、角の頂点が螺旋羽根１１４近傍であることから、角の頂点の位置（即ち、第１の切欠き部１２２や第２の切欠き部１２４が占める周長さ）によって変化する。角度Ｂは、鋭角の場合よりより鈍角の場合のほうが、鋼管杭１００を地盤に圧入する際に耐久性を高くすることができる。
【００４５】
なお、図５では、第１の切欠き部１２２と第２の切欠き部１２４の交差位置（１２２ｂ）が、頂点を有する例を示したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、図９に示すように、第２の切欠き部１２４が直線部分１２４Ａと曲線部分１２４Ｂからなるようにして、第１の切欠き部１２２と第２の切欠き部１２４の交差位置（１２２ｂ）近傍は滑らかに連続する形状としてもよい。図９は、本発明の第１の実施形態に係る鋼管杭１００の下杭１０２の変更例を示す展開図である。これにより、第１の切欠き部１２２と第２の切欠き部１２４の交差部分にかかる力を分散することができ、下杭１０２の先端部分の強度を向上させることができる。
【００４６】
鋼管杭１００が地盤に圧入されるときは、第２の切欠き部１２４と螺旋羽根１１４の先端部１１４ａがまず地盤に入っていく。そして、鋼管杭回転圧入装置の駆動力と螺旋羽根１１４による推進力によって鋼管杭１００が地盤に圧入されていく。このとき、図７に示すように、地盤は中空の下杭１０２や上杭１０４の中にも侵入していく。この際、鋼管端部において、螺旋羽根の少なくとも１周分の羽根径を他の部分の羽根径より大きくすることによって、より大きな推進力を得ることができ、鋼管杭の圧入を容易にすることができる。
【００４７】
このように、下杭１０２の先端部が鋼管１１２を切り欠いた形状を有し、鋼管１１２が中空であることで、杭先端が閉塞した形状を有している場合に比べて、鋼管杭１００の貫入性が向上する。そして、貫入性が良いことから、簡潔な形状によって先端部分を形成でき、鋼管杭に必要な強度を確保できる。更に、先端部分は簡潔な形状であるため、切欠き形状の加工が比較的容易であり、加工コストを低減することができる。
【００４８】
次に、図１０を参照して、下杭１０２と上杭１０４との接続、又は上杭１０４間の接続について説明する。図１０は、本実施形態に係る鋼管杭１００の下杭１０２及び上杭１０４を示す側面図である。
【００４９】
下杭１０２と上杭１０４は、下杭１０２の上端と上杭１０４の下端が、例えば溶接や機械式継手によって接続される。また、２つの上杭１０４は、一方の上杭１０４の上端と他方の上杭１０４の下端が、例えば溶接や機械式継手によって接続される。
【００５０】
このとき、下杭１０２の上端や、上杭１０４の上端や下端では、図１０に示すように、螺旋羽根１１４が端部まで到達して設けられていないことがある。このような場合でも、下杭１０２（上杭１０４）の螺旋羽根１１４と上杭１０４の螺旋羽根１１４が仮想の螺旋上で連続するように接続されるとよい。即ち、下杭１０２（上杭１０４）の螺旋羽根１１４の端部と、上杭１０４の螺旋羽根１１４の端部との間隔は、下杭１０２又は上杭１０４の羽根ピッチＰｃｈと等しく又は整数倍になるように接続する。その結果、下杭１０２と上杭１０４の羽根ピッチＰｃｈが等しく、下杭１０２（上杭１０４）の螺旋羽根１１４と上杭１０４の螺旋羽根１１４が連続する。また、下杭１０２や上杭１０４を回転圧入するときに、螺旋羽根１１４が羽根ピッチＰｃｈ（羽根ピッチ±１０％程度の許容）どおりに埋設できるように、即ち、螺旋羽根１１４が地盤中でほぼ同一経路を通過するように圧入速度を調節する。
【００５１】
その結果、鋼管杭１００を地盤に圧入する際、螺旋羽根１１４は地盤中において常に同じ位置を通過することになる。従って、螺旋羽根１１４間の地盤Ｓ２をかき乱すことがなく、螺旋羽根１１４間に地盤Ｓ２が密実に充填される。そして、鋼管杭１００は、鋼管杭１００の周囲の地盤Ｓ１と、密実な螺旋羽根１１４間の地盤Ｓ２との土のせん断強度によって、上からの荷重を支持することができる。このとき、羽根径Ｄｗが鋼管杭１００の外径とみなして、支持力を計算してもよい。
【００５２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る鋼管杭２００について説明する。
鋼管杭２００は、例えば、上杭２０４と下杭（図示せず。）からなる。上述した第１の実施形態では、下杭１０２や上杭１０４は、図１及び図８に示したように、１つの螺旋羽根１１４が一端部近傍から他端部近傍まで連続して鋼管１１２の外周面に形成されるとしたが、本実施形態は螺旋羽根２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃの形成において異なる。以下、図１１を参照して、本実施形態に係る鋼管杭２００の上杭２０４について説明する。図１１は、本発明の第２の実施形態に係る鋼管杭２００の上杭２０４を示す側面図である。
【００５３】
上杭２０４は、鋼管１１２と、螺旋羽根２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃと、コマ１１６などからなる。鋼管１１２、コマ１１６については、第１の実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。
【００５４】
上杭２０４には、螺旋羽根が複数設けられ、図１１に示す例では、３つの螺旋羽根２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃが設けられる。螺旋羽根２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃは、互いに離隔して鋼管１１２の外周面に形成される。螺旋羽根２１４Ａ、２１４Ｂ及び／又は２１４Ｃは、例えば、鉄筋を巻きつけて溶接することによって形成してもよい。このとき、上杭２０４の螺旋羽根２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃは、それぞれピッチが等しく、仮想の螺旋上で連続するように配置されるとよい。即ち、上杭２０４の螺旋羽根２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃのそれぞれの端部の間隔は、螺旋羽根２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃの羽根ピッチＰｃｈと等しく又は整数倍になるように、螺旋羽根２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃを配置する。
【００５５】
その結果、螺旋羽根２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃの羽根ピッチＰｃｈが等しいとき、上杭２０４の螺旋羽根２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃが仮想螺旋上で連続する。また、上杭２０４を回転圧入するときに、螺旋羽根２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃがほぼ羽根ピッチＰｃｈ（羽根ピッチ±１０％程度の許容）どおりに埋設できるように、即ち、螺旋羽根２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃが地盤中でほぼ同一経路を通過するように圧入速度を調節する。
【００５６】
その結果、鋼管杭２００を地盤に圧入する際、螺旋羽根２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃは地盤中において常に同じ位置を通過することになる。その結果、螺旋羽根２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃ間の地盤Ｓ２をかき乱すことなく、螺旋羽根２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃ間に地盤Ｓ２が密実に充填される。なお、図１１では、上杭２０４の例を示したが、下杭についても同様にこの変更例を適用できる。
【００５７】
図示しない下杭については、上杭２０４の螺旋羽根２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃと同様に、螺旋羽根が複数設けられる。上杭２０４と下杭は溶接によって接続される。なお、上述した鋼管杭２００は、上杭２０４及び下杭共に複数の螺旋羽根からなるとしたが、本発明はこの例に限定されない。例えば、第１の実施形態の下杭１０２と本実施形態の上杭２０４の組み合わせ、又は本実施形態の下杭と第１の実施形態の上杭１０４の組み合わせなどによって、鋼管杭を構成してもよい。
【００５８】
（第３の実施形態）
次に、図１２を参照して、本発明の第３の実施形態に係る鋼管杭３００について説明する。鋼管杭３００は、第１の実施形態の鋼管杭１００と比べて螺旋羽根１１４の構成が異なる。図１２は、本実施形態に係る鋼管杭３００を示す側面図である。図１２は、鋼管杭３００が地中に埋設されている状態を示す。
【００５９】
鋼管杭３００は、図１２に示すように、例えば、１つの下杭３０２と上杭３０４、３０５からなる。下杭３０２及び上杭３０４は下杭１０２及び上杭１０４と同様に、下杭３０２は、鋼管１１２と、螺旋羽根３１３と、コマ１１６と、第１の切欠き部１２２と、第２の切欠き部１２４などからなる。また、上杭３０４は、鋼管１１２と、螺旋羽根３１４と、コマ１１６などからなり、上杭３０５は、鋼管１１２と、螺旋羽根３１５と、コマ１１６などからなる。螺旋羽根３１３、３１４，３１５は、例えば、鉄筋を巻きつけて溶接することによって形成してもよい。
【００６０】
下杭３０２の螺旋羽根３１３は羽根径Ｄｗ１を有し、上杭３０４の螺旋羽根３１４は羽根径Ｄｗ２を有し、上杭３０５の螺旋羽根３１５は羽根径Ｄｗ３を有する。羽根径Ｄｗ２は羽根径Ｄｗ１より大きく、羽根径Ｄｗ３は羽根径Ｄｗ２より大きい。杭径Ｄｐと羽根ピッチは、下杭３０２、上杭３０４、３０５全てにおいて同一である。また、下杭３０２の螺旋羽根１１４、上杭３０４、３０５の螺旋羽根１１４が仮想の螺旋上で連続するように接続される。
【００６１】
図１２に示した例は、地盤の深度方向の地盤強度（Ｎ値）に応じて羽根径を変化させた場合である。鋼管杭３００を施工した結果、地盤強度が高い深度では比較的羽根径が小さい螺旋羽根３１３が位置するようにし、地盤強度が低い深度では比較的羽根径が大きい螺旋羽根３１４、３１５が位置するようにする。このように、螺旋羽根３１３、３１４、３１５の大きさを、例えば、地盤の深度方向の地盤強度に応じて羽根径を変化させることで、地盤に応じた支持力を確保できる。また、地盤強度が高い部分で羽根径を小さくすることによって、螺旋羽根３１３に作用する上からの力を低減することができ、羽根径が大きい場合に比べて螺旋羽根３１３の板厚を薄くできる。そして、羽根径を小さくすることで、施工時の地盤内における摩擦力を低減できるため、施工性を向上させることができる。
【００６２】
本実施形態によれば、羽根径Ｄｗ１、Ｄｗ２、Ｄｗ３を鋼管杭３００の外径とみなすことができ、羽根径Ｄｗ１、Ｄｗ２、Ｄｗ３に基づいて鋼管杭３００の支持力算定に必要な鋼管杭３００の外周面積を算出できる。そして、実際に杭径Ｄｐを太くすることなく、羽根径を大きくするだけで、鋼管杭３００の外周面積を広くすることができ、支持力を向上できる。従って、本実施形態の鋼管杭３００は、螺旋羽根がない鋼管杭において杭径を太くして外径を広げる場合に比べて、鋼管杭を構成するために必要な鋼板の量を低減でき、少ない材料で高い支持力を確保できる。
【００６３】
なお、下杭３０２、上杭３０４、３０５それぞれの羽根径は一定であり、杭によって羽根径が異なる例を示したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、下杭又は上杭は、下杭又は上杭の中間部で羽根径が変化する構成を有するとしてもよい。また、鋼管杭３００の下部から上部に向かって、羽根径が大きくなる例について説明したが、本発明はこの例に限定されない。鋼管杭３００の上部にある上杭が下部にある上杭又は下杭より羽根径が小さくなってもよい。
【００６４】
（第１〜第３の実施形態の変更例）
次に、図１３〜図１６を参照して、本発明の第１〜第３の実施形態の第１の変更例に係る下杭４０２について説明する。
図１３及び図１４は、本実施形態の第１の変更例に係る下杭４０２を示す側面図であり、異なる方向から見た図である。図１５は、本実施形態の第１の変更例に係る下杭４０２を示す下面図である。図１６は、本実施形態の第１の変更例に係る下杭４０２を示す断面図である。
【００６５】
本変更例の下杭４０２は、鋼管１１２と、螺旋羽根１１４と、螺旋羽根４１４と、コマ１１６と、第１の切欠き部１２２と、第２の切欠き部１２４などからなる。下杭４０２は、第１の実施形態の下杭１０２と異なり、下杭４０２の内周面にも螺旋状に螺旋羽根４１４が設けられる。鋼管１１２、螺旋羽根１１４、コマ１１６、第１の切欠き部１２２及び第２の切欠き部１２４については、第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６６】
下杭４０２の内周に設けられる螺旋羽根４１４は、螺旋羽根１１４の基部１１４ｂと同一の基部から、螺旋羽根１１４の突出方向と反対方向に突出している。螺旋羽根４１４のピッチは、螺旋羽根１１４のピッチと同一である。螺旋羽根４１４が内部側に基部４１４ｂから先端４１４ｃまで突出することによって、図１６に示すように羽根内径Ｄｗｉを杭径Ｄｐより小さくすることができる。鋼管１１２から外部方向に一方向に螺旋羽根１１４の突出長さを長くして羽根面積を広くしようとすると、鋼管１１２と螺旋羽根１１４の接続部分にかかるモーメントが増加する。一方、本実施形態のように外部方向だけでなく内部方向に螺旋羽根４１４を突出させることによって、鋼管１１２と螺旋羽根１１４の接続部分にかかるモーメントを減少させることができるだけでなく、杭径Ｄｐを保ちながら、杭先端の羽根面積を増加させることができる。その結果、第１の実施形態の鋼管杭１００の下杭１０２の先端の鋼管厚より薄い鋼管厚で先端が構成される下杭４０２としても、鋼管杭１００の下杭１０２と同等以上の先端支持力が得られる。
【００６７】
なお、図１６では、下杭４０２の内周に設けられる螺旋羽根４１４が、下杭４０２の下部に位置する先端部４１４ａから連続して約２周分に設けられるとしたが、本発明はこの例に限定されない。例えば、螺旋羽根４１４は、先端部４１４ａから１周分のみ、又は先端部４１４ａから下杭４０２の中間部分までなど任意の長さで設けられてもよい。
【００６８】
次に、図１７〜図２０を参照して、本実施形態の第２の変更例に係る下杭５０２について説明する。下杭５０２は、図１３〜図１６を参照して説明した下杭４０２と比べて切欠き部分が異なる。
【００６９】
図１７及び図１８は、本実施形態の第２の変更例に係る下杭５０２を示す側面図である。図１９は、本実施形態の第２の変更例に係る下杭５０２を示す下面図である。図２０は、本実施形態の第２の変更例に係る下杭５０２を示す断面図である。
【００７０】
本変更例の下杭５０２は、鋼管１１２と、螺旋羽根１１４と、螺旋羽根５１４と、コマ１１６と、第１の切欠き部５２２と、第２の切欠き部５２４などからなる。下杭５０２は、上述した第２の実施形態の下杭４０２と同様に、下杭４０２の内周面にも螺旋状に螺旋羽根５１４が設けられる。鋼管１１２と螺旋羽根１１４については、詳細な説明は省略する。
【００７１】
第１の切欠き部５２２は、鋼管１１２の一端側において、鋼管１１２の全周長さのうち一部分が螺旋羽根１１４に沿って切欠かれて形成される。このときの第１の切欠き部５２２のうち下杭１０２の端部に位置する部分を始端部５２２ａとし、第１の切欠き部５２２の始端部５２２ａと反対の端部を終端部５２２ｂとする。
【００７２】
第２の切欠き部５２４は、鋼管１１２の一端側において、鋼管１１２の全周長さのうち、第１の切欠き部５２２を形成する部分以外の部分で、第１の切欠き部５２２の始端部５２２ａと終端部５２２ｂとを結んで切欠かれて形成される。
【００７３】
そして、本実施形態は、下杭１０２、４０２と異なり、第１の切欠き部５２２が、図１７〜図１９に示すように、螺旋羽根１１４、５１４の外面内で切欠かれて形成される。これにより、下杭５０２の最下端部で、螺旋羽根１１４と螺旋羽根５１４によって平面Ｐが形成される。
【００７４】
次に、図２１を参照して、本実施形態の第３の変更例に係る杭先端部６０２について説明する。図２１は、本実施形態の第３の変更例に係る杭先端部６０２及び上杭１０４を示す断面図である。
【００７５】
図２１に示すように、杭先端部６０２は上杭１０４と接続される。杭先端部６０２は、鋼管６１２と、螺旋羽根６１４と、第１の切欠き部６２２と、第２の切欠き部（図示せず。）などからなる。第１の切欠き部６２２と第２の切欠き部は、第１の実施形態の鋼管杭１００の第１の切欠き部１２２と第２の切欠き部１２４の構成と同様である。
【００７６】
第１の実施形態では、鋼管１１２の肉厚や螺旋羽根１１４の板厚が、下杭１０２と上杭１０４ともに同一である場合について説明したが、本実施形態では、上杭１０４の鋼管１１２の肉厚に比べて、杭先端部６０２の鋼管６１２の肉厚は厚い。また、上杭１０４の螺旋羽根１１４の板厚ｔｗ１に比べて、杭先端部６０２の螺旋羽根６１４の板厚ｔｗ２は厚い。図２１に示す例では、鋼管６１２の外周の１周分に螺旋羽根６１４が設けられている。なお、螺旋羽根６１４は、外周の１周分以上設けられるとしてもよい。また、鋼管６１２、螺旋羽根６１４共に上杭１０４の鋼管１１２や螺旋羽根１１４に比べて厚い場合について示したが、鋼管６１２、螺旋羽根６１４のいずれか一方が厚く、他方は同一厚さであるとしてもよい。
【００７７】
このように鋼管杭６００の先端部を厚くすることによって、鋼管杭６００の先端支持力を増加させることができる。鋼管杭の先端の螺旋羽根は他の部分の螺旋羽根より大きな鉛直反力が作用する。本実施形態のように、鋼管杭６００の杭先端部６０２の螺旋羽根６１４の板厚や鋼管６１２の肉厚を厚くすることによって、大きな先端支持力が確保できるだけでなく、先端部の変形も防止することができる。
【００７８】
本実施形態の杭先端部６０２の作製方法としては、（１）螺旋羽根６１４及び鋼管６１２のどちらか又は両方の板厚をそれぞれ他の螺旋羽根１１４又は鋼管１１２の板厚よりも厚いものを使用して作成する方法、（２）杭先端部６０２全体を鋳造によって作製する方法などが挙げられる。
【００７９】
上述した通り、本発明の第１の実施形態やその変更例によれば、下杭１０２、３０２、４０２、５０２、６０２の先端部が鋼管１１２を切り欠いた形状を有し、鋼管１１２が中空であることで、杭先端が閉塞した形状を有している場合に比べて、鋼管杭１００の貫入性が向上する。そして、貫入性が良いことから、簡潔な形状によって先端部分を形成でき、必要な強度を確保できる。更に、先端部分が簡潔な形状であるため、切欠き形状の加工は比較的容易であり、加工コストを低減できる。
【００８０】
従来の先端部分のみ螺旋状羽根を設ける鋼管杭は、杭支持力のうち大半を杭先端に期待した杭となっているため、先端部分の螺旋状羽根や鋼管の板厚が本実施形態に比べ厚くなっている。また、従来の先端部分のみ螺旋状羽根を設ける鋼管杭は、本実施形態のように杭全長に渡って螺旋羽根を設けることをそもそも考えず、先端の羽根により大きな荷重を支えることに主眼を置いているため、羽根ピッチは小さくむしろ平坦形状に近い方が望ましい。
【００８１】
一方、本実施形態では、鋼管１１２周囲に螺旋羽根１１４を連続して形成し、杭の周面摩擦を大きくすることに主眼をおいているため、羽根ピッチＰｃｈは従来のものより大きくなっている。また、本実施形態は、螺旋羽根１１４の羽根径Ｄｗを鋼管杭１００の外径とみなして、鋼管杭１００の支持力計算をすることが可能となるため、杭先端のみならず杭周面摩擦にも大きな支持力を期待できる杭となっている。更に、本実施形態の鋼管杭１００は、杭先端１周分に作用する力に比べ、杭中間部の羽根１周分に作用する力は小さくなることが多いため、螺旋羽根１１４の板厚は従来の杭先端１枚羽根のものより薄くすることが可能である。但し、杭先端に特に大きな支持力を期待する場合には、杭先端の羽根・鋼管板厚のみを増加させることもある。
【００８２】
また、従来の先端部分のみ螺旋状羽根を設ける鋼管杭を用いて、従来の螺旋状羽根のように小さい羽根ピッチを維持したまま鋼管の中間部分の周囲にも螺旋状羽根を形成すると、羽根が鋼管の周りに密に配されることになるため、鋼材量が増大することとなる。更に、羽根ピッチが小さいため施工効率も低下する。従って、従来の先端部分のみ螺旋状羽根を設ける鋼管杭をもとに、螺旋状羽根が連続して形成された鋼管杭に到達することはできなかったと考えられる。
【００８３】
そして、本発明の第１〜第３の実施形態によれば、離隔して設けられた異なる螺旋羽根が仮想の螺旋上で連続するように配置される。即ち、１の螺旋羽根の端部と、他の螺旋羽根の端部との間隔は、羽根ピッチＰｃｈと等しく又は整数倍になるように配置する。その結果、羽根ピッチＰｃｈが等しく、複数の螺旋羽根が仮想螺旋上で連続しているため、鋼管杭１００を地盤に圧入する際、螺旋羽根は地盤中において常に同じ位置を通過することになる。その結果、螺旋羽根間の地盤をかき乱すことがなく、螺旋羽根間に地盤が密実に充填される。そして、鋼管杭１００は、鋼管杭１００の周囲の地盤と、密実な螺旋羽根１１４間の地盤との土のせん断強度によって、上からの荷重を支持することができる。
【００８４】
一方、従来は、羽根ピッチや隣接する螺旋翼間の距離が考慮されてなかったため、１つの螺旋翼が鋼管周囲の地盤を通過した後、他の螺旋翼が鋼管周囲の地盤を通過するとき、他の螺旋翼が異なる位置を通過する可能性があるため、地盤を乱す可能性があった。これに対し、本実施形態によれば、地盤を乱すことなく、従来に比べて支持力を向上させることができる。
【００８５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、鋼管杭及び鋼管杭の施工方法に適用可能であり、特に鋼管周囲に螺旋状羽根が設けられた鋼管杭及び鋼管杭の施工方法に適用可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１００    鋼管杭
１０２    下杭
１０４    上杭
１１２    鋼管
１１４    螺旋羽根
１１４ａ  先端部
１１６    コマ
１２２    第１の切欠部
１２４    第２の切欠き部
２００    鋼管杭
２１４Ａ  螺旋羽根
２１４Ｂ  螺旋羽根
２１４Ｃ  螺旋羽根
３００    鋼管杭
３０２    下杭
３０４    上杭
３０５    上杭
３１３    螺旋羽根
３１４    螺旋羽根
３１５    螺旋羽根
４００    鋼管杭
４０２    下杭
４１４    螺旋羽根
４１４ａ  先端部
５００    鋼管杭
５０２    杭先端部
５１４    螺旋羽根
５１４ａ  先端部
５２２    第１の切欠き部
５２４    第２の切欠き部
６００    鋼管杭
６０２    杭先端部
６１２    鋼管
６１４    螺旋羽根
６２２    第１の切欠き部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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