(57)【要約】【課題】上部構造物の結合プレートと結合する杭頭プレートを溶接した羽根付鋼管杭の回転圧入施工方法において、両プレートのボルト孔の置合せを容易にすること。【解決手段】杭頭プレート５１（５１ａ）を溶接した羽根付鋼管杭４１（４１ａ）を回転圧入し、回転圧入が終了したとき、鋼管杭は、鉛直な位置の鋼管杭４１ａから鋼管杭４１ｂの位置へ傾き、杭心が杭頭プレート５１ａの杭心ＰａからＰｂへ移動した場合、杭頭プレート５１ｂに、杭心Ｐａを中心に、上部構造物の結合プレートとの結合に用いる結合用ボルト孔５１１ｃを形成する。        【選択図】図３
2014134016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
事前に杭頭に杭頭プレートを溶接した羽根付鋼管杭を埋設現場に搬入して杭頭プレートに回転圧入冶具を取付け、回転圧入冶具を回転して羽根付鋼管杭を回転圧入し、羽根付鋼管杭が所定の深さに達したとき回転圧入を停止し、杭頭プレートから回転圧入冶具を取り外し、杭頭プレートの所定の位置に上部構造物の結合プレートとの結合に用いる結合用ボルト孔を形成することを特徴とする羽根付鋼管杭の回転圧入施工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の羽根付鋼管杭の施工方法において、前記結合用ボルト孔の位置は、羽根付鋼管杭の杭軸が鉛直のときの杭心を中心に墨出しすることを特徴とする羽根付鋼管杭の回転圧入施工方法。
【請求項３】
請求項１叉は請求項２に記載の羽根付鋼管杭の回転圧入施工方法において、前記杭頭プレートは、円形であることを特徴とする羽根付鋼管杭の回転圧入施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上部構造物（例えば倉庫、ソーラパネルの架台、アンテナ、信号機、広告等）を結合する羽根付鋼管杭の回転圧入施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上部構造物を建設するとき、地中梁等を排してスクリュウ状の羽根を取付けた鋼管杭（羽根付鋼管杭）を地中（地盤）に回転圧入して埋設し、その羽根付鋼管杭の頭部に上部構造物の支柱用鋼管を結合する施工方法が提案されている。そしてその施工方法において、羽根付鋼管杭を埋設するとき、その埋設現場における溶接作業をなくすため、工場等の加工設備が整っている場所において、事前に羽根付鋼管杭に杭頭プレートを溶接して埋設現場に搬入し、地中に回転圧入する羽根付鋼管杭の回転圧入施工方法が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
図４により従来の回転圧入施工方法を説明する。
図４（ａ）は、地中に回転圧入した鋼管杭の頭部に、上部構造物の支柱用鋼管を取付けた状態の杭軸方向の断面図であり、図４（ｂ１），（ｂ２）は、図４（ａ）において矢印Ｗ１方向の平面図である。図4は、鋼管杭の先端に取付けたスクリュウ状の羽根は、図示を省略してある。なお「羽根付鋼管杭」は、以下において単に「鋼管杭」と呼ぶことがある。
まず図４（ａ）において、事前に四角形の杭頭プレート２１を杭頭に溶接した円筒状の鋼管杭１１を埋設現場に搬入して、回転圧入機（図示せず）により地中（地盤）３１２に回転圧入して埋設する。なお杭頭プレート２１には、ボルト孔２１１を形成してある。
鋼管杭１１を所定の深さまで回転圧入し、杭頭プレート２１が地面３１１から所定の高さに達すると回転圧入を終了する。鋼管杭１１の回転圧入が終了すると、杭頭プレート２１に上部構造物の支柱用鋼管１２を取付けた四角形の結合プレート２２を重ね、杭頭プレート２１のボルト孔２１１と結合プレート２２のボルト孔２２１にボルト２３を嵌め、ボルト２３にナット２４１，２４２を取付けて杭頭プレート２１と結合プレート２２を結合する。なお上部構造物は、支柱用鋼管１２を用いずに直接結合プレート２２に取付けてもよい。
杭頭プレート２１のボルト孔２１１は、鋼管杭１１の回転圧入後、杭頭プレート２１に結合プレート２２を重ねると、結合プレート２２のボルト孔２２１と一致するように形成してある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８１０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図５により図４の鋼管杭１１の回転圧入施工方法の問題点を説明する。
図５（ａ１）は、図４の鋼管杭１１を回転圧入し終わった状態の側面図を示し（地盤の図示は省略）、図５（ａ２）は、図５（ａ１）のＷ２方向の平面図（鋼管杭１１の図示は省略）を示す。図５（ｂ）は、図５（ａ２）の場合と別の原因によるボルト孔の位置ずれを説明する図である。
まず図５（ａ１），（ａ２）について説明する。
鋼管杭１１の回転圧入を終了したとき、鋼管杭１１は、回転圧入の過程で杭軸が傾くことがある。例えば鋼管杭１１の杭軸を鉛直に回転圧入した場合の鋼管杭と杭頭プレートを鋼管杭１１a、杭頭プレート２１ａとし、鋼管杭１１aから傾いた場合の鋼管杭と杭頭プレートを鋼管杭１１ｂ、杭頭プレート２１ｂとすると、杭頭プレート２１ｂの杭心Ｐｂは、水平面（鋼管杭１１ａの杭軸と直交する面）において、杭頭プレート２１ａの杭心Ｐａからｘ，ｙ軸方向へ移動したことになる。
杭心が、杭頭プレート２１ａの杭心Ｐａから杭頭プレート２１ｂの杭心Ｐｂへ移動すると、杭頭プレート２１のボルト孔は、ボルト孔２１１ａからボルト孔２１１ｂへ移動する。その結果、鋼管杭１１の杭頭プレート２１と上部構造物の結合プレート２２とを結合するとき、結合プレート２２のボルト孔２２１と杭頭プレート２１ｂのボルト孔２１１ｂとを一致させなければならないが、その両プレートのボルト孔の位置合わせ作業が大変難しく、場合によってはボルト２３の台直しが必要になるなど、両プレートの結合に長時間を要することがある。
【０００６】
杭頭プレート２１と結合プレート２２のボルト孔の位置ずれは、図５（ｂ）の場合にも生じる。
鋼管杭１１は、回転圧入を終了したときに傾いていない場合、即ち杭心が杭頭プレート２１ａの杭心Ｐａから移動していない場合であっても、鋼管杭１１の回転圧入終了時に、杭頭プレート２１の位置が、杭頭プレート２１ｃであるときは、杭頭プレート２１ｃのボルト孔２１１ｃは、杭頭プレート２１ａのボルト孔２１１ａからずれてしまう。
鋼管杭１１は、回転させながら圧入し、所定の深さに達すると回転を停止し圧入を停止するから、その回転を停止したとき杭頭プレート２１の位置は、杭頭プレート２１ａから杭頭プレート２１ｃへずれてしまうことがある。
そのため図５（ｂ）の場合にも、図５（ａ２）の場合と同様に、結合プレート２２のボルト孔２２１と杭頭プレート２１ｂのボルト孔２１１ｂとを一致させる作業が、大変難しく、長時間を要することがある。
【０００７】
本発明は、従来の羽根付鋼管杭の回転圧入施工方法の前記問題点に鑑み、事前に杭頭に結合プレートを溶接した鋼管杭を回転圧入するとき、鋼管杭の回転圧入停止後、鋼管杭の杭頭プレートと上部構造物の結合プレートとのボルト孔の位置合わせが容易で、鋼管杭を所定の深さに正確に回転圧入できる羽根付鋼管杭の回転圧入施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、その目的を達成するため、請求項１に記載の羽根付鋼管杭の回転圧入施工方法は、事前に杭頭に杭頭プレートを溶接した羽根付鋼管杭を埋設現場に搬入して杭頭プレートに回転圧入冶具を取付け、回転圧入冶具を回転して羽根付鋼管杭を回転圧入し、羽根付鋼管杭が所定の深さに達したとき回転圧入を停止し、杭頭プレートから回転圧入冶具を取り外し、杭頭プレートの所定の位置に上部構造物の結合プレートとの結合に用いる結合用ボルト孔を形成することを特徴とする。
請求項２に記載の羽根付鋼管杭の回転圧入施工方法は、請求項１に記載の羽根付鋼管杭の回転圧入施工方法において、前記結合用ボルト孔の位置は、羽根付鋼管杭の杭軸が鉛直のときの杭心を中心に墨出しすることを特徴とする。
請求項３に記載の羽根付鋼管杭の回転圧入施工方法は、請求項１叉は請求項２に記載の羽根付鋼管杭の回転圧入施工方法において、前記杭頭プレートは、円形であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、羽根付鋼管杭の回転圧入前の杭頭プレートには、回転圧入冶具を取付けるボルト孔を形成し、回転圧入終了後に、上部構造物の結合プレートとの結合に用いる結合用ボルト孔を、杭頭プレートの所定の位置に新たに形成するから、回転圧入時に杭軸の傾きや杭心の移動があっても、杭頭プレートと結合プレートのボルト孔の位置合わせを容易に行うことができる。
本発明は、羽根付鋼管杭の回転圧入終了後に、杭頭プレートの所定の位置に結合用ボルト孔を新たに形成するから、回転停止時の杭頭プレートの位置を考慮することなく、羽根付鋼管杭を所定の深さまで回転圧入することができる。したがって本発明は、羽根付鋼管杭を所定の深さまで正確に回転圧入することができる。
本発明の杭頭プレートは、鋼管杭の埋設現場に搬入する前に鋼管杭に溶接してあるから、溶接は、高精度で確実に行うことができ、かつ埋設現場の作業負担を大幅に軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施例に係る鋼管杭の回転圧入施工方法に用いる鋼管杭を示す。
【図２】図２は、本発明の実施例に係る鋼管杭の回転圧入施工方法における鋼管杭の回転圧入経過を説明する図である。
【図３】図３は、本発明の実施例に係る鋼管杭の回転圧入施工方法において、鋼管杭の杭頭プレートに結合用のボルト孔を形成する手順を説明する図である。
【図４】図４は、従来の鋼管杭の回転圧入施工方法を説明する図である。
【図５】図５は、従来の鋼管杭の回転圧入施工方法の問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、上部構造物の結合プレートと結合する杭頭プレートを備えた羽根付鋼管杭の回転圧入施工方法において、まず回転圧入冶具を結合するボルト孔を形成した杭頭プレートを溶接した羽根付鋼管杭を準備する。その羽根付鋼管杭を埋設現場に搬入して、結合プレートに回転圧入冶具を取付け（結合し）、回転圧入冶具を回転圧入機で回転して羽根付鋼管杭を地中に回転圧入する。羽根付鋼管杭が所定の深さに達すると、回転を停止し圧入を停止して羽根付鋼管杭から回転圧入冶具を取外す。次に杭頭プレートに、上部構造物の結合プレートと結合する結合用ボルト孔を形成する。結合用ボルト孔は、羽根付鋼管杭を鉛直に回転圧入したときの杭頭プレートの杭心を中心にして結合用ボルト孔の位置を墨出し、結合用ボルト孔をドリル等で形成する。
なお上部構造物の結合プレートには、上部構造物を直接取付けてもよいし、上部構造物の支柱用鋼管を取付けてもよい。
【実施例】
【００１２】
図１〜３により本発明の実施例に係る羽根付鋼管杭の回転圧入施工方法を説明する。なお図１〜３において、共通の部分は、同じ符号を使用している。
まず図１について説明する。
図１（ａ）は、羽根付鋼管杭の杭軸方向の断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）において矢印Ｗ３方向の平面図である。なお羽根の図示は、省略してある。また以下において羽根付鋼管杭を、単に鋼管杭と呼ぶことがある。
まず加工設備の整っている工場等において、事前に、先端に羽根を取付けた鋼管杭４１の杭頭に杭頭プレート５１を溶接する。杭頭プレート５１には、回転圧入冶具を取付ける（結合する）ボルト孔５１１を形成してある。
次に図１の鋼管杭４１を、埋設現場に搬入して、図２のように鋼管杭４１を回転圧入して埋設する。
【００１３】
図２（a１）は、鋼管杭４１の回転圧入開始時の状態を示し、図２（a２）は、鋼管杭４１の回転圧入終了時の状態を示す。
図２（a１）において、鋼管杭４１の杭頭プレート５１には、回転圧入冶具を取付けてある。回転圧入冶具は、鋼管４２と鋼管４２に溶接したプレート５２とからなり、プレート５２には、杭頭プレート５１のボルト孔５１１に対向する位置にボルト孔を形成してある。杭頭プレート５１とプレート５２は、ボルト６３とナット６４１，６４２とによって結合されている。なおナット６４１，６４２は、一方のナットをボルト６３と一体的に形成してもよい。
【００１４】
回転圧入冶具を取付けた鋼管杭４１は、図２（a１）のように鉛直に地面に据え付け、回転圧入機（図示せず）により回転圧入冶具の鋼管４２を回転して、地盤３１２に圧入する。
鋼管杭４１は、杭頭プレート５１と地盤３１２の地面との距離が所定の距離Ｈになるまで回転させて圧入する。即ち鋼管杭４１の回転圧入が進み、その距離が距離Ｈになると（鋼管杭４１が所定の深さに達すると）、鋼管杭４１の回転圧入は終了する。
鋼管杭４１の回転圧入が終了すると、杭頭プレート５１から回転圧入冶具を取外して、    図３の新たな結合用ボルト孔の形成作業を行う。
【００１５】
図３（ａ）は、回転圧入が終了したときの鋼管杭４１の埋設状態を説明する鋼管杭４１の正面図であり（地盤の図示は省略）、図３（ｂ１），（ｂ２）は、図３（ａ）においてＷ３方向の平面図である（鋼管杭の図示は省略）。
図３（ａ）において、４１ａは、鋼管杭４１の回転圧入終了時に、杭軸が傾いていない場合（杭軸が鉛直の場合）の鋼管杭４１を示し、４１ｂは、杭軸が傾いている場合の鋼管杭４１を示す。また図３（ｂ１）において、５１ａは、鋼管杭４１ａの杭頭プレートを、５１ｂは、鋼管杭４１ｂの杭頭プレートを示し、Ｐａは、杭頭プレート５１ａの杭心を、Ｐｂは、杭頭プレート５１ｂの杭心を示す。
【００１６】
図３（ｂ１）において、杭頭プレート５１ｂの杭心Ｐｂは、杭頭プレート５１ａの杭心Ｐａから水平面においてｘ，ｙ軸方向へずれているから、ボルト孔５１１ｂも杭頭プレート５１ａのボルト孔５１１ａの位置からずれている。
そこでボルト孔５１１ｂは、上部構造物の結合プレートとの結合には使用しないで、杭頭プレート５１ｂに、上部構造物の結合プレートとの結合に用いる結合用ボルト孔５１１ｃを新たに形成する。
結合用ボルト孔５１１ｃは、図３（ｂ２）において、杭頭プレート５１ｂに、杭頭プレート５１ａの杭心Ｐａを中心に所定の位置に墨入れして、ドリル等により形成する。結合用ボルト孔５１１ｃの位置は、上部構造物の結合プレートのボルト孔（例えば図４のボルト孔２２１）の位置を勘案して墨入れする。
なお水平面におけるｘ，ｙ軸方向のずれが、許容値を超えている場合には、鋼管杭は、引き抜いて再度回転圧入する。また杭心の位置や杭軸の傾きは、従来実施している測量によって計測する。
【００１７】
図３（ｂ１），（ｂ２）のボルト孔５１１ｂの位置ずれは、杭軸の傾きにより杭心が移動したことによるものであるが、鋼管杭を回転圧入する場合、鋼管杭の回転を停止する位置の違いによっても生じる。その場合にも、鋼管杭の回転圧入終了後に、図３（ｂ２）の結合用ボルト孔５１１ｃと同様に新たな結合用ボルト孔を所定の位置に形成することにより、鋼管杭の回転停止位置の違いによるボルト孔の位置ずれの問題を解消できる。したがって鋼管杭は、回転停止位置を考慮せずに、所定の深さまで回転圧入できるから、鋼管杭を所定の深さまで正確に圧入できる。
【００１８】
本実施例の杭頭プレート５１は、円形であるから、例えば四角形のように角の位置（方向）を考慮する必要がなく、鋼管杭４１が所定の深さに圧入された位置において、結合用ボルト孔５１１ｃを形成することができる。即ち円形の杭頭プレート５１は、方向性がないから、いずれの位置においても鋼管杭の回転を停止することができ、回転圧入作業が容易になる。
【００１９】
本実施例の鋼管杭の回転圧入施工方法は、鋼管杭の回転圧入作業が終了したときの杭頭プレート５１ｂに、結合用ボルト孔５１１ｃを形成するから、杭心が水平面においてｘ，ｙ軸方向へ移動しても、結合用ボルト孔５１１ｃは、高精度で位置決めできるし、また杭頭プレートの地面からの高さ（鋼管杭の圧入の深さ）も、高精度で制御できる。
本実施例の杭頭プレート５１は、鋼管杭の埋設現場に搬入する前に鋼管杭４１に溶接してあるから、溶接は、高精度で確実に行うことができ、かつ埋設現場の作業負担を大幅に軽減できる。
【００２０】
前記実施例は、円形の杭頭プレートについて説明したが、四角形の杭頭プレートであってもよい。四角形の杭頭プレートは、方向性が問題になる場合には、円形の杭頭プレートの方が望ましい。
【符号の説明】
【００２１】
３１２    地盤
４１      羽根付鋼管杭
４２      回転圧入冶具の鋼管
５１      杭頭プレート
５１１    回転圧入冶具の取付け用のボルト孔
５１１ｃ  上部構造物の結合プレートとの結合に用いる結合用ボルト孔
５２      回転圧入冶具のプレート
６３      ボルト
Ｐａ，Ｐｂ杭心
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図３】
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