(57)【要約】【課題】本発明は、掘削された土砂を効果的に上部に移送して回転負荷を低減することが出来、これにより大きな回転トルクを必要とせず、また、十分な鉛直支持力が得られる鋼管杭を提供することを可能にすることを目的としている。【解決手段】鋼管杭１の先端部外周に設けられた第１の螺旋状の羽根１ａに略連続して該第１の螺旋状の羽根１ａの外径Ｄ２よりも小さい外径Ｄ３を有する第２の螺旋状羽根１ｂ，１ｃを設けて構成したことを特徴とする。【選択図】　　　図１
2004011204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管杭の先端部外周に設けられた第１の螺旋状羽根に略連続して、該第１の螺旋状羽根の外径よりも小さい外径を有する第２の螺旋状羽根を設けたことを特徴とする鋼管杭。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中底層住宅等の建築物或いは小規模構造物等の基礎として用いられる羽根付き鋼管杭に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図２に示すように、先端部に切削刃、掘削爪、螺旋状羽根１ａを取り付けた鋼管杭１を回転駆動装置３により回転推進することによって該鋼管杭１を地盤４にねじり込み推進させて該鋼管杭１本体の体積分の土砂を自動的に杭側面方向に押圧し、無振動、無排土で所定の地盤４に基礎杭を設置する工法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来例では、鋼管杭１の先端部外周のみに設けられた螺旋状羽根１ａにより掘削された土砂が該螺旋状羽根１ａの上部に溜まって回転負荷となり、大きな回転トルクを必要とする。また、粘土質の地盤４では鋼管杭１の螺旋状羽根１ａが滑って推進し難いため施工時間がかかるという問題があった。
【０００４】
例えば、特開平７−３３１６５４号公報や特開平８−３５２２８号公報には、鋼管杭の外周に同じ外径の螺旋状羽根を多数巻きで構成した技術が開示されており、このような螺旋状羽根により掘削した土砂を上方へ移送することが出来る。しかしながら、同じ外径で多数巻きの螺旋状羽根を設けた場合、該螺旋状羽根の外径が大きい場合には掘削した土砂を上方へ移送する際の回転負荷が大きくなり、螺旋状羽根の外径が小さい場合には鉛直支持力が不足するという問題がある。
【０００５】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、掘削された土砂を効果的に上部に移送して回転負荷を低減することが出来、これにより大きな回転トルクを必要とせず、また、十分な鉛直支持力が得られる鋼管杭を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係る鋼管杭は、鋼管杭の先端部外周に設けられた第１の螺旋状羽根に略連続して、該第１の螺旋状羽根の外径よりも小さい外径を有する第２の螺旋状羽根を設けたことを特徴とする。
【０００７】
本発明は、上述の如く構成したので、鋼管杭の先端部外周に設けられた第１の螺旋状羽根により掘削された土砂を第２の螺旋状羽根により上部に移送して回転負荷を低減することが出来、これにより大きな回転トルクを必要とせず、また、粘土質の地盤に対しても滑りを低減して施工時間を短縮することが出来る。
【０００８】
また、鋼管杭の先端部外周に設けられた第１の螺旋状羽根の外径よりも、該第１の螺旋状羽根に略連続する第２の螺旋状羽根の外径が小さいため掘削土を上方へ移送する際の回転負荷を軽減することが出来、鋼管杭を上方に引き上げる際の引き上げ負荷を軽減することが出来る。
【０００９】
また、鋼管杭の先端部外周に設けられた第１の螺旋状羽根の外径が大きいため該第１の螺旋状羽根により垂直支持力を向上することが出来る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係る鋼管杭の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る鋼管杭の第１実施形態の構成を示す側面説明図である。
【００１１】
図１に示す鋼管杭１は、その先端部外周に大きな外径直径Ｄ２を有する第１の螺旋状羽根１ａと、該第１の螺旋状羽根１ａに略連続して、小さな外径直径Ｄ３を有する第２の螺旋状羽根１ｂ，１ｃとを有して構成したものである。
【００１２】
ここで、鋼管杭１本体の外径直径Ｄ１、第１の螺旋状羽根１ａの外径直径Ｄ２、第２の螺旋状羽根１ｂ，１ｃの外径直径Ｄ３、第１の螺旋状羽根１ａの鋼管杭１本体から突出した幅Ｗ２、第２の螺旋状羽根１ｂ，１ｃの鋼管杭１本体から突出した幅Ｗ３とすれば、第２の螺旋状羽根１ｂ，１ｃの外径直径Ｄ３は、｛第１の螺旋状羽根１ａの外径直径Ｄ２−鋼管杭１本体の外径直径Ｄ１｝の１／３以上、且つ２／３以下の値に鋼管杭１本体の外径直径Ｄ１を加えた値に設定すれば好ましい。
【００１３】
即ち、第２の螺旋状羽根１ｂ，１ｃの鋼管杭１本体から突出した幅Ｗ３は、第１の螺旋状羽根１ａの鋼管杭１本体から突出した幅Ｗ２の１／３以上、且つ２／３以下が好ましい。
【００１４】
第１の螺旋状羽根１ａは、ピッチ幅（ストローク長さ）Ｐ１で１周（１巻）分設けられており、第２の螺旋状羽根１ｂ，１ｃは該螺旋状羽根１ａに略連続して該螺旋状羽根１ａのピッチ幅Ｐ１と異なるピッチ幅（ストローク長さ）Ｐ２，Ｐ３を有して構成されている。
【００１５】
図１に示す鋼管杭１では、第２の螺旋状羽根１ｂ，１ｃのピッチ幅Ｐ２，Ｐ３は、第１の螺旋状羽根１ａのピッチ幅Ｐ１の１．５倍〜２倍程度に設定されている。また、第２の螺旋状羽根１ｂ，１ｃは１枚（１周（１巻）分）〜３枚（３周（３巻）分）程度が好ましい。
【００１６】
尚、図１に示す鋼管杭１では、第２の螺旋状羽根１ｂ，１ｃのピッチ幅Ｐ２，Ｐ３が同じピッチ幅で構成された場合の一例を示したが、螺旋状羽根１ａ，１ｂ，１ｃの順にピッチ幅Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が徐々に大きくなるように構成しても良いし、逆に螺旋状羽根１ａ，１ｂ，１ｃの順にピッチ幅Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が徐々に小さくなるように構成しても良い。
【００１７】
また、必要に応じて螺旋状羽根１ａ，１ｂ，１ｃのピッチ幅Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の大小を適宜組み合わせて配置することも出来る。
【００１８】
各螺旋状羽根１ａ，１ｂ，１ｃのピッチ幅Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、鋼管杭１の該螺旋状羽根１ａの外径直径Ｄ２の１／５以上、且つ３／５以下で設定すれば好ましい。また、螺旋状羽根１ａの外径直径Ｄ２は鋼管杭１本体の外径直径Ｄ１の２倍程度に設定される。
【００１９】
また、第１の螺旋状羽根１ａは垂直支持力を発揮するために板厚は９ｍｍ〜２８ｍｍ程度に設定され、第２の螺旋状羽根１ｂ，１ｃは掘削土の上方への移送を行なうだけで良いので、その板厚は９ｍｍ以下に設定することが出来る。
【００２０】
本実施形態では、螺旋状羽根１ａ，１ｂ，１ｃは１巻き毎に分割されたものを円筒状の鋼管杭１本体に挿通して溶接により固定され、各螺旋状羽根１ａ，１ｂ，１ｃの接続端部が溶接により連結された一例について説明したが、他の構成として、螺旋状羽根１ａ，１ｂ，１ｃは１巻を２分割或いは多数分割したものを円筒状の鋼管杭１本体の外周面に溶接により固定しても良い。
【００２１】
その際、各螺旋状羽根１ａ，１ｂ，１ｃの接続端部が溶接により連結されていても良いし、相互間が離間していても良い。
【００２２】
また、螺旋状羽根１ａ，１ｂ，１ｃが一体的に形成されたものを鋼管杭１本体の外周面に固定した構成でも良いし、ピッチ幅Ｐ２，Ｐ３が大きく、且つ幅Ｗ３が小さい螺旋状羽根１ｂ，１ｃを一体的に形成すると共に、ピッチ幅Ｐ１が小さく、且つ幅Ｗ２が大きい螺旋状羽根１ａを別体で構成し、それ等を略連続的（完全に連続しても良いし、相互間に多少の隙間があっても良い）に鋼管杭１本体の外周面に固定した構成でも良い。
【００２３】
各螺旋状羽根１ａ，１ｂ，１ｃを単独に構成した場合には、各螺旋状羽根１ａ，１ｂ，１ｃの板厚（肉厚）や螺旋角度を任意に設定することが出来るため好ましい。
【００２４】
そして、本実施形態では、鋼管杭１の先端部が閉塞板１ｄにより閉塞され、更に該閉塞板１ｄに切削刃２ａが設けられ、更に螺旋状羽根１ａの始端部に掘削爪２ｂを取り付け、該螺旋状羽根１ａの始端下部に縦爪２ｃを設けた鋼管杭１を、図２に示して前述したように、回転駆動装置３により回転推進することによって該鋼管杭１を地盤４にねじり込み推進させて該鋼管杭１本体の体積分の土砂を自動的に杭側面方向に押圧し、無振動、無排土で所定の地盤４に基礎杭を設置することが出来る。
【００２５】
尚、切削刃２ａ、掘削爪２ｂ及び縦爪２ｃは適宜選択的に取り付けたものでも良いし、これ等を省略したものでも良い。また、閉塞板１ｄを省略して、先端部が開放された鋼管杭１にも適用出来る。
【００２６】
上記構成によれば、鋼管杭１の先端部外周に設けられた第１の螺旋状羽根１ａにより掘削された土砂を第２の螺旋状羽根１ｂ，１ｃにより上部に移送して回転負荷を低減することが出来、これにより大きな回転トルクを必要とせず、また、粘土質の地盤４に対しても滑りを低減して施工時間を短縮することが出来る。
【００２７】
また、第２の螺旋状羽根１ｂ，１ｃの幅Ｗ３を第１の螺旋状羽根１ａの幅Ｗ２よりも小さくすると共に、該第２の螺旋状羽根１ｂ，１ｃの板厚を薄く出来るので材料コストを低減することが出来、製造コストも低減出来る。
【００２８】
特に、粘土質の地盤４を掘削する場合には、同じ外径の螺旋状羽根では、掘削された粘土質の掘削土が螺旋状羽根の間に団子状に固まってしまい、上部への移送が困難になる場合も生じるが、鋼管杭１の先端部外周に設けられる第１の螺旋状羽根１ａの幅Ｗ２よりも該第１の螺旋状羽根１ａに略連続して設けられる第２の螺旋状羽根１ｂ，１ｃの幅Ｗ３を小さくすることで、先端部外周に設けられる第１の螺旋状羽根１ａにより掘削された粘土質の掘削土を幅の小さい第２の螺旋状羽根１ｂ，１ｃにより効果的に上部に移送することが出来る。
【００２９】
また、砂や砂礫質の地盤４を掘削する場合には、同じ幅の螺旋状羽根では、硬い地盤に対する推進力が大きいため回転トルクが増大し、回転負荷が大きくなるが、鋼管杭１の先端部外周に設けられる第１の螺旋状羽根１ａの幅Ｗ２よりも該第１の螺旋状羽根１ａに略連続して設けられる第２の螺旋状羽根１ｂ，１ｃの幅Ｗ３を小さくすることで、推進力を低減することが出来、回転トルクの増加を抑制し、回転負荷を安定化することが出来る。
【００３０】
また、砂や砂礫質等の硬い地盤４を掘削する場合には、鋼管杭１を上下に移動して掘削する場合もあるが、上記構成によれば、鋼管杭１を上げる際の引き上げ負荷が小さくなるため好ましい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、鋼管杭の先端部外周に設けられた第１の螺旋状羽根により掘削された土砂を第２の螺旋状羽根により上部に移送して回転負荷を低減することが出来、これにより大きな回転トルクを必要とせず、また、粘土質の地盤に対しても滑りを低減して施工時間を短縮することが出来る。
【００３２】
また、鋼管杭の先端部外周に設けられた第１の螺旋状羽根の外径よりも、該第１の螺旋状羽根に略連続する第２の螺旋状羽根の外径が小さいため掘削土を上方へ移送する際の回転負荷を軽減することが出来、鋼管杭を上方に引き上げる際の引き上げ負荷を軽減することが出来る。
【００３３】
また、鋼管杭の先端部外周に設けられた第１の螺旋状羽根の外径が大きいため該第１の螺旋状羽根により垂直支持力を向上することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鋼管杭の構成を示す側面説明図である。
【図２】鋼管杭の施工方法を説明する図である。
【符号の説明】
１…鋼管杭
１ａ〜１ｃ…螺旋状羽根
１ｄ…閉塞板
２ａ…切削刃
２ｂ…掘削爪
２ｃ…縦爪
３…回転駆動装置
４…地盤
【図１】
2004011204.tif 000003
【図２】
2004011204.tif 000004