(57)【要約】【課題】従来の螺旋羽根付き鋼管杭と同等の性能を有しながら、製作コストを安くできる鋼管杭を提供する。【解決手段】杭本体１の先端部に、所要形状の金属平板からなる１対の羽根板２が、杭本体１を両側から抱くように取り付けられると共に、両羽根板２，２は、杭本体１の長手方向と直交する面に対し所要角度傾斜し且つ杭本体１の長手方向に所要間隔をおいて互いに平行に位置するように取り付けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭本体の先端部に、所要形状の金属平板からなる１対の羽根板が、杭本体を両側から抱くように取り付けられると共に、両羽根板は、杭本体の長手方向と直交する面に対し所要角度傾斜し且つ杭本体の長手方向に所要距離ずれて互いに平行に位置するように取り付けられてなる鋼管杭。
【請求項２】
各羽根板は、鋼板によって略半円形状に形成されると共に、略半円形の弦側に杭本体の外周面部に係合する係合凹部が形成されてなる請求項１に記載の鋼管杭。
【請求項３】
各羽根板は、鋼板によって矩形状に形成されると共に、その一辺側に杭本体の外周面部に係合する係合凹部が形成されてなる請求項１に記載の鋼管杭。
【請求項４】
杭本体の先端部には、羽根板とは別個に切刃が取り付けられてなる請求項１〜３の何れかに記載の鋼管杭。
【請求項５】
杭本体は、上段側が径大となり、下段側が径小となるように径の異なる複数の円筒部材を複数段に同軸一体に連結して形成されてなる請求項１〜４の何れかに記載の鋼管杭。
【請求項６】
杭本体の先端部とこれより少し上方へ隔たった部位とに夫々１対の羽根板が取り付けられ、上方側の羽根板は先端側の羽根板よりも径大となっている請求項１〜４の何れかに記載の鋼管杭。
【請求項７】
最下段側の円筒部材の下端部とそれより一段上側の円筒部材の下端部とに夫々１対の羽根板が取り付けられ、一段上側円筒部材の羽根板は最下段側円筒部材の羽根板よりも径大となっている請求項５に記載の鋼管杭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として住宅構造物の基礎杭として使用される鋼管杭に関するもので、更に詳しくは、杭本体の先端部に羽根を取り付けて、この羽根付き杭本体を回転させながら地盤中に打ち込むのに使用される鋼管杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の鋼管杭として特許公報等の公知文献を具体的に挙げることはできないが、従来使用されている鋼管杭を図１０に示す。この鋼管杭は、杭本体１の先端部に、鋼板を螺旋状に加工して形成した螺旋羽根２２を溶接してなるものである。螺旋羽根２２の外径は、杭本体１の直径の２〜３倍となっている。
【０００３】
このように先端部に羽根２２を設けた杭本体１を回転させながら鋼管杭を地盤中に貫入する工法によれば、鋼管杭を地盤中に貫入する際に衝撃を発生せず、無騒音・無振動施工及び無排土施工を実現でき、また回転圧入工法による先端地盤の締め固め効果及び羽根の拡底効果により、大きな鉛直支持力を得ることができる。また、貫入時に羽根部に推進力として作用する受動抵抗力が、そのまま引き抜き抵抗力となるため、大きな引き抜き支持力が得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような従来の鋼管杭にあっては、鋼板を螺旋状に加工することにより螺旋羽根を形成し、これをを杭本体の先端部に取り付けているが、この螺旋羽根は三次元形状となっていることから、羽根の製作コストが高くついて、鋼管杭が高価となるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑み、従来の螺旋羽根付き鋼管杭と同等の性能を有しながら、製作コストを安くできる鋼管杭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】
【０００６】
上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明の鋼管杭は、杭本体１の先端部に、所要形状の金属平板からなる１対の羽根板２，２が、杭本体１を両側から抱くように取り付けられると共に、両羽根板２，２は、杭本体１の長手方向と直交する面に対し所要角度θ傾斜し且つ杭本体１の長手方向に所要距離ずれて互いに平行に位置するように取り付けられてなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２は、請求項１に記載の鋼管杭において、各羽根板２は、鋼板によって略半円形状に形成されると共に、略半円形の弦側に杭本体１の外周面部に係合する係合凹部４が形成されてなることを特徴とする。
【０００８】
請求項３は、請求項１に記載の鋼管杭において、各羽根板２は、鋼板によって矩形状に形成されると共に、その一辺側に杭本体１の外周面部に係合する係合凹部４が形成されてなることを特徴とする。
【０００９】
請求項４は、請求項１〜３の何れかに記載の鋼管杭において、杭本体１の先端部には、羽根板２とは別個に切刃３，１３が取り付けられてなることを特徴とする。
【００１０】
請求項５は、請求項１〜４の何れかに記載の鋼管杭において、杭本体１は、上段側が径大となり、下段側が径小となるように径の異なる複数の円筒部材１３〜１５を複数段に同軸一体に連結して形成されてなることを特徴とする。
【００１１】
請求項６は、請求項１〜４の何れかに記載の鋼管杭において、杭本体１の先端部とこれより少し上方へ隔たった部位とに夫々１対の羽根板２，２、１２、１２が取り付けられ、上方側の羽根板１２，１２は先端側の羽根板２，２よりも径大となっていることを特徴とする。
【００１２】
請求項７は、請求項５に記載の鋼管杭において、最下段側の円筒部材１５の下端部とそれより一段上側の円筒部材１４の下端部とに夫々１対の羽根板２，２、１２，１２が取り付けられ、一段上側円筒部材の羽根板１２，１２は最下段側円筒部材１５の羽根板２，２よりも径大となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明の鋼管杭１Ａ，１１Ａ，２１Ａは、杭本体１の先端部に、金属平板からなる１対の羽根板２，２を、杭本体１を両側から抱くように取り付けると共に、杭本体長手方向と直交する面に対し所要角度θ傾斜し且つ杭本体長手方向に所要距離ずれて互いに平行に位置するように取り付けてなるものであって、１対の羽根板２，２は、従来の鋼管杭Ｂの杭本体１の先端部に取り付けられた螺旋羽根１２と同等の機能を有しながら、その螺旋羽根１２よりも製作が容易であるから、羽根板２の製作コストが安く、安価な鋼管杭を提供することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、各羽根板２が、鋼板によって略半円形状に形成されると共に、略半円形の弦側に杭本体１の外周面部に係合する係合凹部４が形成されてなる円形状の羽根板であるから、地盤中への鋼管杭１Ａ，１１Ａ，２１Ａの打ち込み、貫入が容易となる。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、各羽根板２は、鋼板によって矩形状に形成されると共に、その一辺側に杭本体１の外周面部に係合する係合凹部４が形成されてなる矩形状の羽根板であるから、円形状の羽根板に比べて、製作が容易になると共に、地盤支持力が大きくなる。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、杭本体１の先端部に、羽根板２とは別個に切刃３，１３を取り付けることにより、地盤中への鋼管杭１Ａ，１１Ａ，２１Ａの打ち込み、貫入が容易となる。
【００１７】
請求項５に係る発明のように、杭本体１が、径の異なる複数の円筒部材１３〜１５を複数段に同軸一体に連結して形成されたものによれば、地盤中で一種の楔効果を発揮して、ストレートの杭本体よりも大きな地盤支持力が得られる。
【００１８】
請求項６に係る発明のように、杭本体１の先端部とこれより少し上方へ隔たった部位とに夫々１対の羽根板２，２、１２，１２が取り付けられ、上方側の羽根板１２，１２は先端側の羽根板２，２よりも径大となっている鋼管杭では、杭先端側の羽根板２の径がその上方側の羽根板１２より径が小さいため、地盤中への貫入が容易になると共に、杭先端側の羽根板２による先端支持力と、これより上方にある径大の羽根板１２による大きな支持力とによって、より一層大きな地盤支持力が得られる。
【００１９】
請求項７に係る発明のように、最下段側の円筒部材１５の下端部とそれより一段上側の円筒部材１４の下端部とに夫々１対の羽根板２，２、１２，１２が取り付けられ、一段上側円筒部材の羽根板１２，１２は最下段側円筒部材１５の羽根板２，２よりも径大となっている鋼管杭では、径の異なる複数の円筒部材１３〜１５により一種の楔効果を発揮して大きな地盤支持力が得られるのに加え、最下段側円筒部材１５の羽根板２による先端支持力と、その一段上側の円筒部材１４の羽根板１２による大きな支持力とによって、より一層大きな地盤支持力が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明の好適な一実施形態を図面に基づいて説明すると、図１の(a) は本発明に係る鋼管杭１Ａの斜視図、(b) は同じく本発明に係る鋼管杭１１Ａの斜視図であり、図２の(a) は図１の(a) に示す鋼管杭１Ａの下端部側の拡大正面図、(b) は(a) のＸ−Ｘ線断面図であり、図３の(a) は図１の(b) に示す鋼管杭１１Ａの下端部側を示す拡大正面図、(b) は(a) のＹ−Ｙ線断面図である。
【００２１】
先ず、図１の(a) に示す鋼管杭１Ａは、杭本体１の先端部に、略半円形状の鋼板からなる１対の羽根板２，２が、杭本体１を両側から抱くように取り付けられると共に、これら両羽根板２，２は、図２の(a) に示すように、杭本体１の長手方向と直交する仮想直交面Ｎに対して所要角度θ傾斜し且つ杭本体１の長手方向に所要間隔だけずらして互いに平行に位置するように取り付けられている。また図２の(a) ，(b) に示すように、杭本体１の先端部には直径方向に対向する位置に、小さな角形片からなる切刃３が、羽根板２とは別個に取り付けられている。
【００２２】
各羽根板２は、図４に示すように、鋼板によって略半円形状に形成されると共に、この半円形の弦側に杭本体１の外周面部に係合する円弧状の係合凹部４が形成されたもので、その係合凹部４が杭本体１の外周面部に係合されて溶接されるようになっている。
【００２３】
各半円形状の羽根板２は、図２の(b) から分かるように、１つの円板を真二つに割った場合の半割体より僅かに大きく形成され、そして杭本体１の外周面部に係合する円弧状係合凹部４は、その内周長さが杭本体１の外周長さの１／２よりも僅かに長くなるように形成されており、従って上側の半円形状羽根板２の端部と下側の半円形状羽根板２の端部とが上下方向に重なり合う（ラップする）ことになる。この場合、半円形状羽根板２の円の直径Ｄｗは、例えば杭本体１の直径Ｄの約３倍とされる。このように上側の半円形状羽根板２の端部と下側の半円形状羽根板２の端部とが上下方向にラップすることにより、地盤支持力が向上する。この実施形態では、各半円形状の羽根板２を、１つの円板を真二つに割った場合の半割体より少し大きい形状としているが、各半円形状の羽根板２は円板を真二つに割った時の半割体と同じ形状としてもよい。
【００２４】
しかして、鋼管杭１Ａの製作にあたり羽根板２を杭本体１の先端部に取り付けるには、図４に示すように、１対の羽根板２，２を、杭本体１の先端部に対しその両側から杭本体１を抱くように近づけて、その内周側の係合凹部４，４を杭本体１に係合させると共に、両羽根板２，２を、図２の(a) に示すように、杭本体１の長手方向と直交する仮想直交面Ｎに対して例えば１０°（傾斜角度θ）傾斜させると共に、杭本体１の長手方向に所要距離、例えば杭本体１の直径の１／２〜１／３に相当する分だけずらして互いに平行に位置させた状態で、両羽根板２，２の係合凹部４，４を杭本体１の外周面に対し溶接すればよい。
【００２５】
また、図１の(b) に示す鋼管杭１１Ａは、杭本体１の先端部に、矩形状の鋼板からなる１対の羽根板２，２が、杭本体１を両側から抱くように取り付けられると共に、両羽根板２，２は、図３の(a) に示すように、杭本体１の長手方向と直交する仮想直交面Ｎに対し所要角度傾斜し且つ杭本体１の長手方向に所要距離だけずらして互いに平行に位置するように取り付けられる。また、杭本体１の先端部には直径方向に対向する位置に、小さな角形片からなる切刃３が取り付けられる。
【００２６】
そして、各羽根板２は、図５に示すように、鋼板によって矩形状に形成されると共に、この矩形の一辺側に杭本体１の外周面部に係合する円弧状の係合凹部４が形成されたもので、その係合凹部４が杭本体１の外周面部に係合されて溶接されるようになっている。
【００２７】
各矩形状の羽根板２は、図３の(b) から分かるように、１つの矩形板を真二つに割った場合の半割体と同じ形状に形成されており、しかして杭本体１の外周面部に係合する円弧状係合凹部４は、その内周長さが杭本体１の外周長さのほぼ１／２となるように形成されている。各矩形状羽根板２の円の直径Ｄｗは、例えば杭本体１の直径Ｄの約２．５倍とされる。
【００２８】
この鋼管杭１１Ａの製作にあたって、羽根板２を杭本体１の先端部に取り付けるには、図５に示すように、１対の羽根板２，２を、杭本体１の先端部に対し、その両側から杭本体１を抱くように近づけて、その係合凹部４，４を杭本体１に係合させると共に、両羽根板２，２を、図３の(a) に示すように、杭本体１の長手方向と直交する仮想直交面Ｎに対し例えば１０°傾斜させると共に、杭本体１の長手方向に例えば杭本体１の直径の１／２〜１／３に相当する分だけずらして互いに平行に位置させた状態で、両羽根板２，２の係合凹部４，４を杭本体１の外周面に対し溶接すればよい。
【００２９】
図６は、杭本体１の先端部に略二等辺三角形状の切刃１３を取り付けた鋼管杭１Ａ又は１１Ａを示している。尚、図１の(a) ，(b) において、５は杭本体１の上端部（杭頭部）の直径方向両側部に突設された両側一対の回転駆動伝達金具である。
【００３０】
上述のように構成される鋼管杭１Ａ，１１Ａを地盤中に打ち込むには、クローラクレーン等を利用し、鋼管杭１Ａ，１１Ａを吊り込んでオーガマシンにセットする。この際に、杭本体１の上端部突設された両側一対の回転駆動伝達金具５，５を、図示しないオーガマシンの回転軸部の被係合部に係合させる。次いで、鋼管杭１Ａ，１１Ａの先端部を所定の位置に振れ止め手段で固定し、鋼管杭１Ａ，１１Ａの鉛直性を確認した後、オーガマシンによって鋼管杭１Ａ，１１Ａに回転を与えながら、地盤中に回転圧入させる。鋼管杭１Ａ，１１Ａは適宜継ぎ足してゆき、下側の鋼管杭１Ａ，１１Ａを所定の深度まで回転貫入させたならば、回転圧入を停止して、施工を終了する。
【００３１】
以上説明した鋼管杭１Ａ，１１Ａは、杭本体１の先端部に、所要形状の金属平板からなる１対の羽根板２が、杭本体１を両側から抱くように取り付けられると共に、両羽根板２，２は、杭本体１の長手方向と直交する面に対して所要角度θ傾斜し且つ杭本体１の長手方向に所要間隔をおいて互いに平行に位置するように取り付けられてなるものであって、１対の羽根板２，２は、図８に示す従来の鋼管杭Ｂの杭本体１の先端部に取り付けられた螺旋羽根１２と同等の機能を有する。即ち、１対の羽根板２，２の拡底効果によって羽根板２の面積による大きな鉛直方向地盤支持力を得ることができ、また鋼管杭を地盤中に貫入する際に衝撃を発生せず、無騒音・無振動施工及び無排土施工を実現でき、また杭本体１の貫入時に羽根板２，２に推進力として作用する受動抵抗力が、そのまま引き抜き抵抗力となるため、大きな引き抜き支持力が得られる。
【００３２】
このように鋼管杭１Ａ，１１Ａは、従来の鋼管杭Ｂの杭本体１の先端部に取り付けられた螺旋羽根１２と同等の機能を有しながら、その螺旋羽根１２よりも製作が容易であるから、羽根板２の製作コストが安く、安価な鋼管杭を提供することができる。即ち、羽根板２は金属平板からなる二次元形状のものであるため、従来の鋼管杭Ｂにおける三次元形状の羽根板１２に比べ、羽根の製作が容易となり、鋼管杭１Ａ，１１Ａの製作コストを安くできる。
【００３３】
また、鋼管杭１Ａの場合に半円形状の羽根板２を製作するには、例えば矩形状の鋼板材を半円状に切断加工して羽根板２の外形を形成すると共に、この半円の弦の部分に係合凹部４を切断加工により形成するだけでよいから、簡単且つ容易に製作できるものである。また、鋼管杭１１Ａの場合に矩形状の羽根板２を製作するには、鋼板材を所定サイズの矩形状に切断加工し、その所定の一辺に係合凹部４を切断加工により形成すればよいから、簡単容易に製作できる。しかも、矩形状羽根板２の場合には、半円形状羽根板２の場合に比べて、切断して捨てる部分が少なく、鋼板材を有効に使用できるために、製作コストを一層安くできる。
【００３４】
また円形状の羽根板２，２を備えた鋼管杭１Ａの場合には、地盤中への杭本体１の打ち込み、貫入が容易となる。また矩形状の羽根板２，２を備えた鋼管杭１１Ａの場合には、円形状の羽根板を備えた鋼管杭１１Ａ比べ、各羽根板２の製作が容易になると共に、地盤支持力が大きくなる。
【００３５】
図７は、上段側が径大となり、下段側が径小となるように径の異なる複数の鋼管製円筒部材を複数段に同軸一体に連結して形成した杭本体１の先端部に、上述した鋼管杭１Ａ，１１Ａと同様な１対の羽根板２，２を取り付けた鋼管杭２１Ａを示している。
【００３６】
この鋼管杭２１Ａは、夫々の外径が順次小さくなっている上段側円筒部材１３と中段側円筒部材１４と下段側円筒部材１５とからなる３段円筒状に形成され、上段側円筒部材１３と中段側円筒部材１４とは、両円筒部材１３，１４間に段部１６を形成する鋼板製のリング部材１７を介して溶接によって連結され、中段側円筒部材１４と下段側円筒部材１５とは、両円筒部材１４，１５間に段部１８を形成する鋼板製のリング部材１９を介して溶接によって連結され、そして下段側円筒部材１５の下端部に鋼管杭１Ａ，１１Ａと同様な１対の羽根板２，２が取り付けられている。尚、この図７は、杭本体１を上段側と中段側と下段側との３段形に形成したものであるが、杭本体１を、上段側と下段側との２段形にしてもよいし、４段以上としてよい。
【００３７】
このような鋼管杭２１Ａによれば、杭本体１が、径の異なる複数の円筒部材１３〜１５を複数段に同軸一体に連結して形成されたものによれば、地盤中で一種の楔効果を発揮して、ストレートの杭本体よりも大きな地盤支持力が得られる。
【００３８】
図８は、ストレート状杭本体１の先端部（下端部）とこれより少し上方へ隔たった部位とに夫々１対の羽根板２，２、１２，１２を取り付けた鋼管杭３１Ａを示すもので、上方側の羽根板１２，１２は先端側の羽根板２，２よりも径大となっている。羽根板２，１２の構造については、図１〜図５によって説明した鋼管杭１Ａ，１１Ａの羽根板２と同様である。
【００３９】
この鋼管杭３１Ａのように、杭本体１の先端部とこれより少し上方へ隔たった部位とに１対の羽根板２，２、１２，１２を取り付けた場合は、杭先端側の羽根板２の径がその上方側の羽根板１２より径が小さいため、地盤中への貫入が容易になると共に、杭先端側の羽根板２による先端支持力と、これより上方にある径大の羽根板１２による大きな支持力とによって、より一層大きな地盤支持力が得られる。
【００４０】
図９は、図７に示されるような径の異なる複数の円筒部材１３〜１５において、最下段側円筒部材１５の下端部とそれより一段上側の円筒部材１４の下端部とに夫々１対の羽根板２，２、１２，１２が取り付た鋼管杭４１Ａを示したもので、一段上側円筒部材の羽根板１２，１２は最下段側円筒部材１５の羽根板２，２よりも径大となっている。円筒部材１３〜１５の構造については、図７に示す鋼管杭２１Ａと同様である。
【００４１】
このような鋼管杭４１Ａによれば、径の異なる複数の円筒部材１３〜１５により一種の楔効果を発揮して大きな地盤支持力が得られるのに加え、最下段側円筒部材１５の羽根板２による先端支持力と、その一段上側の円筒部材１４の羽根板１２による大きな支持力とによって、より一層大きな地盤支持力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】(a) は本発明の一実施形態による鋼管杭の斜視図、(b) は本発明の他の実施形態による鋼管杭の斜視図である。
【図２】(a) は図１の(a) に示す鋼管杭の下端部側の拡大正面図、(b) は(a) のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】(a) は図１の(b) に示す鋼管杭の下端部側を示す拡大正面図、(b) は(a) のＹ−Ｙ線断面図である。
【図４】図１の(a) に示す鋼管杭の２つ半円形状羽根板を杭本体に取り付ける前の状態を示す平面図である。
【図５】図１の(b) に示す鋼管杭の２つの矩形状羽根板を杭本体に取り付ける前の状態を示す平面図である。
【図６】(a) は本発明の鋼管杭の他の実施形態を示す要部正面図、(b) は(a) のＺ−Ｚ線断面図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態による鋼管杭の正面図である。
【図８】本発明の更に他の実施形態による鋼管杭の正面図である。
【図９】本発明の更に他の実施形態による鋼管杭の正面図である。
【図１０】(a) は従来の鋼管杭の正面図、(b) は(a) のＶ−Ｖ線断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１Ａ          本発明の鋼管杭
１            杭本体
２            羽根板
４            係合凹部
１１Ａ        本発明の鋼管杭
１２          羽根板
２１Ａ        本発明の鋼管杭
３１Ａ        本発明の鋼管杭
４１Ａ        本発明の鋼管杭
Ｂ            従来の鋼管杭
【図１】
2008291523.tif 000003
【図２】
2008291523.tif 000004
【図３】
2008291523.tif 000005
【図４】
2008291523.tif 000006
【図５】
2008291523.tif 000007
【図６】
2008291523.tif 000008
【図７】
2008291523.tif 000009
【図８】
2008291523.tif 000010
【図９】
2008291523.tif 000011
【図１０】
2008291523.tif 000012