(57)【要約】【課題】固い層であってもスムーズに掘削を行うことができると共に、引き抜きの際も上方向への推進をスムーズにして作業を効率よく行うことができる鋼管杭を提供する。【解決手段】中空の鋼管２の軸方向における一端部の外周面に、当該鋼管２の軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度αで螺旋状の二枚の送り羽根３ａ、３ｂを配設し、当該二枚の送り羽根３ａ、３ｂが、夫々の始点３１ａ、３１ｂと終点３２ａ、３２ｂとが前記鋼管２の軸方向について同じ位置、且つ前記鋼管２の周方向に対して異なる位相であり、前記送り羽根３ａ、３ｂの始点３１ａ、３１ｂ、及び／又は終点３２ａ、３２ｂに前記送り羽根３ａ、３ｂの傾斜角度αよりも大きい傾斜角度βを有すると共に前記送り羽根３ａ、３ｂの幅よりも小さい幅を有する掘削刃５ａないし５ｄを配設する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空の鋼管の軸方向における一端部の外周面に、当該鋼管の軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度で螺旋状の二枚の送り羽根を配設し、当該二枚の送り羽根が、夫々の始点と終点とが前記鋼管の軸方向について同じ位置、且つ前記鋼管の周方向に対して異なる位相であり、前記送り羽根の先端部に前記送り羽根の任意の傾斜角度よりも大きい傾斜角度を有すると共に前記送り羽根の幅よりも小さい幅を有する第１の掘削刃を配設することを特徴とする鋼管杭。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼管杭において、
前記送り羽根の傾斜角度が１５度ないし２０度であり、前記第１の掘削刃の傾斜角度が３０度ないし４０度であることを特徴とする鋼管杭。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の鋼管杭において、
前記送り羽根の後端部に前記送り羽根の任意の傾斜角度よりも大きい傾斜角度を有すると共に前記送り羽根の幅よりも小さい幅を有する第２の掘削刃を配設することを特徴とする鋼管杭。
【請求項４】
請求項３に記載の鋼管杭において、
前記第２の掘削刃の傾斜角度が３０度ないし４０度であることを特徴とする鋼管杭。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の鋼管杭において、
前記鋼管の軸方向における一端部の先端に中心掘削刃を配設し、当該中心掘削刃が掘削方向に取り外し可能に配設されていることを特徴とする鋼管杭。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の鋼管杭において、
掘削時に前記鋼管の空洞部分から空気、及び／又は液体が注入されることを特徴とする鋼管杭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、螺旋状の２枚羽根を有する鋼管杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管の端部に螺旋状の送り羽根を配設した鋼管杭を回転させ、その推力を用いて地中に鋼管杭を埋設する工法が知られている。コンクリートの杭の場合は、建物が解体された後は、コンクリートを破砕するが、鋼管杭の場合は破砕することができないため、引き抜きを行う必要がある。
【０００３】
特許文献１に示す技術は、先端に螺旋翼などの回転貫入翼を備えた鋼管杭において、製作が容易で、品質が良く、運搬も容易で、コストの低減が図れる鋼管杭であり、先端部に杭外径より大径で杭軸方向に対して傾斜した螺旋翼等の回転貫入翼を設けられた鋼管杭を鋼管杭本体と、回転貫入翼を有する円筒状の杭先端部に分割し、杭先端部に杭本体の先端を嵌め込んで溶接等で固定する。回転貫入翼は、ほぼ半円リング状の平板を傾斜させて杭先端部の外周面に取付けると共に、１８０度位相をずらして２枚配設する。半円状のリング板は、回転掘進の先端部側の傾斜角を大きくし、掘進促進効果が得られるようにするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１７１９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示す技術は、回転掘進の先端部側の傾斜角を大きくすることで地中への食い込みを良くして掘削を促進しているが、羽根の傾斜角度が大きくなることで羽根への抵抗力が増大し、大きな負荷が掛かってしまう。そのため、特に固い層における掘削をスムーズ行えなくなってしまうという課題を有する。また、建物が解体された後に鋼管杭の引き抜きを行う必要があるが、上方向への推進については何も考慮されておらず、引き抜き作業が非常に困難で手間が掛かるものとなってしまうという課題を有する。
そこで、本発明は固い層であってもスムーズに掘削を行うことができると共に、引き抜きの際も上方向への推進をスムーズにして作業を効率よく行うことができる鋼管杭を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本願に開示する鋼管杭は、中空の鋼管の軸方向における一端部の外周面に、当該鋼管の軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度で螺旋状の二枚の送り羽根を配設し、当該二枚の送り羽根が、夫々の始点と終点とが前記鋼管の軸方向について同じ位置、且つ前記鋼管の周方向に対して異なる位相であり、前記送り羽根の先端部に前記送り羽根の任意の傾斜角度よりも大きい傾斜角度を有すると共に前記送り羽根の幅よりも小さい幅を有する第１の掘削刃を配設することを特徴とするものである。
【０００７】
このように、本願に開示する鋼管杭においては、鋼管の軸方向と垂直な方向に対して任意の傾斜角度で螺旋状の二枚の送り羽根を配設し、当該送り羽根の先端部に送り羽根の任意の傾斜角度よりも大きい傾斜角度を有すると共に前記送り羽根の幅よりも小さい幅を有する第１の掘削刃を配設するため、掘削開始時は、第１の掘削刃により地中へ食い込みを容易にすると共に、一旦地中への食い込みが完了すると第１の掘削刃よりも傾斜角度が小さい二枚の送り羽根により、緩やかな角度でそれぞれの送り羽根の負荷を低減しつつスムーズな掘削を行うことができるという効果を奏する。
【０００８】
また、第１の掘削刃の幅は送り羽根の幅よりも小さいため、傾斜角度が多少大きくても地中を掘り進める際には抵抗力を抑え、負荷を低減することができる。そのため、掘削の妨げにならず、スムーズな掘削を実現することができる。
【０００９】
（２）本願に開示する鋼管杭は、前記送り羽根の傾斜角度が１５度ないし２０度であり、前記第１の掘削刃の傾斜角度が３０度ないし４０度であることを特徴とするものである。
このように、本願に開示する鋼管杭においては、送り羽根の傾斜角度が１５度ないし２０度であり、第１の掘削刃の傾斜角度が３０度ないし４０度であるため、地中への食い込みや掘削をスムーズに行うことができ、作業を効率よく行うことができるという効果を奏する。
【００１０】
（３）本願に開示する鋼管杭は、前記送り羽根の後端部に前記送り羽根の任意の傾斜角度よりも大きい傾斜角度を有すると共に前記送り羽根の幅よりも小さい幅を有する第２の掘削刃を配設することを特徴とするものである。
このように、本願に開示する鋼管杭においては、送り羽根の後端部に送り羽根の任意の傾斜角度よりも大きい傾斜角度を有すると共に前記送り羽根の幅よりも小さい幅を有する第２の掘削刃を配設するため、上記と同様に上方向への引き抜きをスムーズに行うことができるという効果を奏する。
【００１１】
（４）本願に開示する鋼管杭は、前記第２の掘削刃の傾斜角度が３０度ないし４０度であることを特徴とするものである。
このように、本願に開示する鋼管杭においては、第２の掘削刃の傾斜角度が３０度ないし４０度であるため、地中からの引き抜きをスムーズに行うことができ、作業を効率よく行うことができるという効果を奏する。
【００１２】
（５）本願に開示する鋼管杭は、前記鋼管の軸方向における一端部の先端に中心掘削刃を配設し、当該中心掘削刃が掘削方向に取り外し可能に配設されていることを特徴とするものである。
このように、本願に開示する鋼管杭においては、鋼管の軸方向における一端部の先端に配設された中心掘削刃が、掘削方向と反対の方向に取り外し可能であるため、引き抜きを行う際に鋼管の空洞部分に詰め込まれた土や石等を鋼管から抜きやすくなり、引き抜き作業を効率よく行うことができるという効果を奏する。
【００１３】
（６）本願に開示する鋼管杭は、掘削時に前記鋼管の空洞部分から空気、及び／又は液体が注入されることを特徴とするものである。
このように、本願に開示する鋼管杭においては、掘削時に前記鋼管の空洞部分から空気、及び／又は液体が注入されるため、地中の中間にあるような硬質な層に対して掘削しやすくなり、掘削を効率よく行うことができるという効果を奏する。
【００１４】
なお、空気や液体の注入は層に応じて変更することができ、例えば硬質な層の場合は水を注入し、粘土のように羽根が空回りしやすいような層であれば空気により吹き上げを行うことで掘削を行いやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る鋼管杭の側面図である。
【図２】第１の実施形態に係る鋼管杭に配設される送り羽根の上面図である。
【図３】第２の実施形態に係る鋼管杭の測面図である。
【図４】第３の実施形態に係る鋼管杭の先端部における測断面図及び下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明は多くの異なる形態で実施可能である。従って、本実施形態の記載内容のみで本発明を解釈すべきではない。また、本実施形態の全体を通して同じ要素には同じ符号を付けている。
【００１７】
（本発明の第１の実施形態）
本実施形態に係る鋼管杭について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る鋼管杭の側面図、図２は、本実施形態に係る鋼管杭に配設される送り羽根の上面図である。
【００１８】
図１（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ９０度異なる方向から見た場合の鋼管杭１の測面図である。内部に空洞部分を有する中空の鋼管２の軸方向（図１における上下方向）の下端部の外周面に、上下方向と垂直な左右方向に対して１５度ないし２０度の傾斜角度αで螺旋状に２枚の送り羽根３ａ、３ｂが配設されている。この２枚の送り羽根３ａ、３ｂは、それぞれの始点３１ａ、３１ｂの位置が鋼管２の上下方向について同一の位置となり、且つ終点３２ａ、３２ｂの位置が鋼管２の上下方向について同一の位置となるように配設されている。
【００１９】
送り羽根３ａ、３ｂの傾斜角度を１５度ないし２０度程度と小さくすることで、送り羽根３ａ、３ｂが左右方向に対して平坦に近くなり、上方からの負荷に対して鋼管杭１を強固に支持することができる。
【００２０】
送り羽根３ａ、３ｂは、それぞれ中心角が約２７０度程度のリング状となっており（図２（Ａ）、（Ｂ）を参照）、上方から見て約１８０度異なる位相で配設される（図２（Ｃ）を参照）。つまり、２枚の送り羽根３ａ、３ｂの重なり部分の面積は、半円のリング状分程度の面積となる。重なり部分の面積を半円のリング状分程度の面積とすることで、上方からの負荷が２枚の送り羽根３ａ、３ｂで支持され軸を安定させることができる。
【００２１】
鋼管２の下端部には、逆台形状の中心掘削刃４が配設されており、この中心掘削刃４による掘削を中心として、鋼管杭１全体の掘削が行われる。
【００２２】
送り羽根３ａ、３ｂの終点３２ａ、３２ｂには、地中への食い込みを良くするための掘削刃５ａ、５ｂが配設されており、この掘削刃５ａ、５ｂは左右方向に対して３０度ないし４０度の傾斜角度βとなっている。つまり、送り羽根３ａ、３ｂの傾斜角度αよりも大きくすることで、掘削開始時の地中への食い込みを良くしている。
【００２３】
また、掘削刃５ａ、５ｂの幅は、送り羽根３ａ、３ｂの幅よりも小さく形成されている。これは、傾斜角度が大きい掘削刃５ａ、５ｂが大きい抵抗力を受けやすいためであり、送り羽根３ａ、３ｂの幅よりも小さい幅とすることで、抵抗力を小さくし、掘削開始時以降の掘削動作をスムーズに行うことができる。
【００２４】
このように、本実施形態に係る鋼管杭１によれば、鋼管２の左右方向に対して任意の傾斜角度で螺旋状の二枚の送り羽根３ａ、３ｂを配設し、当該送り羽根３ａ、３ｂの終点３２ａ、３２ｂに送り羽根３ａ、３ｂの任意の傾斜角度よりも大きい傾斜角度を有すると共に前記送り羽根３ａ、３ｂの幅よりも小さい幅を有する掘削刃５ａ、５ｂを配設するため、掘削開始時は、掘削刃５ａ、５ｂにより地中へ食い込みを容易にすると共に、一旦地中への食い込みが完了すると掘削刃５ａ、５ｂよりも傾斜角度が小さい二枚の送り羽根３ａ、３ｂにより、緩やかな角度でそれぞれの送り羽根３ａ、３ｂの負荷を低減しつつスムーズな掘削を行うことができる。
【００２５】
また、掘削刃５ａ、５ｂの幅は送り羽根３ａ、３ｂの幅よりも小さいため、傾斜角度が多少大きくても地中を掘り進める際には抵抗力を抑え、負荷を低減することができる。そのため、掘削開始時以降における掘削の妨げにならず、スムーズな掘削を実現することができる。
【００２６】
さらに、送り羽根３ａ、３ｂの傾斜角度が１５度ないし２０度であり、掘削刃５ａ、５ｂの傾斜角度が３０度ないし４０度であるため、適切な角度で地中への食い込みや掘削を行うことができ、作業を効率よく行うことができる。
【００２７】
（本発明の第２の実施形態）
本実施形態に係る鋼管杭について、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る鋼管杭の測面図である。本実施形態に係る鋼管杭は、前記第１の実施形態に係る鋼管杭１において、送り羽根３ａ、３ｂの始点３１ａ、３１ｂにも掘削刃を配設する構成としたものである。
なお、本実施形態において、前記第１の実施形態と重複する説明については省略する。
【００２８】
図３に示すように、本実施形態に係る鋼管杭１の送り羽根３ａ、３ｂには、終点３２ａ、３２ｂに掘削刃５ａ、５ｂを配設すると共に、始点３１ａ、３１ｂにも掘削刃５ｃ、５ｄを配設している。これは、建物を解体した後に鋼管杭１を回収するために引き抜きを行う必要があるが、その引き抜き作業を軽減するためのものである。つまり、送り羽根３ａ、３ｂの始点３１ａ、３１ｂにも掘削刃５ｃ、５ｄを配設することで、上方向への引き抜き開始時の土への食い込みを容易にし、作業をスムーズに開始することができる。
【００２９】
この掘削刃５ｃ、５ｄは、掘削刃５ａ、５ｂと同様に、左右方向に対して３０度ないし４０度の傾斜角度βとなっており、送り羽根３ａ、３ｂの傾斜角度αよりも大きくすることで、引き抜き開始時の土への食い込みを良くしている。また、掘削刃５ｃ、５ｄの幅は、送り羽根３ａ、３ｂの幅よりも小さく形成されており、掘削刃５ｃ、５ｄへの抵抗力を小さくし、引き抜き開始時以降の引き抜き動作をスムーズに行うことができる。
【００３０】
このように、本実施形態に係る鋼管杭１によれば、送り羽根３ａ、３ｂの始点３１ａ、３１ｂに送り羽根３ａ、３ｂの任意の傾斜角度よりも大きい傾斜角度を有すると共に前記送り羽根３ａ、３ｂの幅よりも小さい幅を有する掘削刃５ｃ、５ｄを配設するため、掘削の場合と同様に上方向への引き抜きをスムーズに行うことができる。
また、掘削刃５ｃ、５ｄの傾斜角度が３０度ないし４０度であるため、地中からの引き抜きをスムーズに行うことができ、作業を効率よく行うことができる。
【００３１】
（本発明の第３の実施形態）
本実施形態に係る鋼管杭について、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態に係る鋼管杭の先端部における測断面図及び下面図である。本実施形態に係る鋼管杭は、前記第１、又は第２の実施形態に係る鋼管杭１において、鋼管２の先端部に配設される中心掘削刃４を掘削方向に取り外し可能に配設して構成したものである。
なお、本実施形態において、前記第１又は第２の実施形態と重複する説明については省略する。
【００３２】
図４（Ａ）は、鋼管杭１の先端部における側断面図であり、図４（Ｂ）は、鋼管杭１の先端部における下面図である。図４に示すように、上方からの力に対しては、断面凹状の鋼管２における凹溝に中心掘削刃４が嵌合することで、それぞれが離隔することがなく、下方向に力を伝達しながら掘削を推進することができる。
【００３３】
一方、引き抜きの際には、鋼管２と中心掘削刃４との間に遊びの空間を有していることで、鋼管２のみが上方に引き抜かれ、中心掘削刃４はその場に滞留する。つまり、下方向に掘削する際には確実に力を伝達しつつ、引き抜きの際には鋼管２のみを引き抜くことで鋼管２の空洞に埋め込まれた土等を下方向に効率よく排出しながら引き抜きを行うことができる。
【００３４】
このように、本実施形態に係る鋼管杭によれば、鋼管２の軸方向における一端部の先端に配設された中心掘削刃４が、掘削方向と反対の方向に取り外し可能であるため、引き抜きを行う際に鋼管２の空洞部分に詰め込まれた土や石等を鋼管２から抜きやすくなり、引き抜き作業を効率よく行うことができる。
【００３５】
なお、上記各実施形態において、掘削時に鋼管２の空洞部分から空気、及び／又は液体が注入される構成としてもよい。そうすることで、地中の中間にあるような硬質な層に対して掘削しやすくなり、掘削を効率よく行うことができる。また、この場合、空気や液体の注入は層に応じて変更することができ、例えば硬質な層の場合は水を注入し、粘土のように送り羽根３ａ、３ｂが空回りしやすいような層であれば空気により吹き上げを行うことで掘削を行いやすくなる。
以上の前記各実施形態により本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は実施形態に記載の範囲には限定されず、これら各実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  鋼管杭
２  鋼管
３ａ、３ｂ  送り羽根
３１ａ、３１ｂ  始点
３２ａ、３２ｂ  終点
４  中心掘削刃
５ａ〜５ｄ  掘削刃
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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