(57)【要約】【課題】杭が大径化した場合においても充分な閉塞効果を確保し、鉛直支持力および引抜き抵抗力を向上させた回転圧入杭を提供する。【解決手段】鋼管２の内径Ｄ１よりも小さな内径Ｗ１を有するとともに、鋼管２の外径Ｄ２よりも大きな外径Ｗ２を有する螺旋形状の杭支持板３が杭先端部に同心状に固着された回転圧入鋼管杭１であって、前記杭支持板３の外周側縁部には帯状の外周鋼板４が前記杭支持板３の上下両方向に突出した状態で設けられていることを特徴とする。また、杭支持板３の内周側縁部に帯状の内周鋼板６を設けてもよい。【選択図】　図１
2004107978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管の内径よりも小さな内径を有するとともに、鋼管の外径よりも大きな外径を有する螺旋形状の杭支持板が杭先端部に同心状に固着された回転圧入鋼管杭であって、前記杭支持板の外周側縁部には帯状の外周鋼板が前記杭支持板の上下両方向に突出した状態で設けられていることを特徴とする回転圧入鋼管杭。
【請求項２】
杭支持板の内周側縁部に帯状の内周鋼板が杭支持板の上下両方向に突出した状態で設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転圧入鋼管杭。
【請求項３】
杭支持板の内周側縁部に帯状の内周鋼板が杭支持板の下方向のみに突出した状態で設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転圧入鋼管杭。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟弱地盤上に建造物を築造する場合などに広く適用される回転圧入鋼管杭の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、回転圧入鋼管杭１２を支持地盤まで回転圧入により無振動、無騒音、無排土にて建て込む回転圧入工法が注目を集めている。この回転圧入工法では、回転圧入鋼管杭１２の先端支持力を最大限発揮させることを目的として、回転圧入鋼管杭１２の先端近傍に、杭の直径より大きな外径を有する杭支持板１３が設けられている。
【０００３】
この回転圧入鋼管杭１２に多大な支持力を期待する場合には杭支持板１３を大径化すればよい。しかし、杭支持板１３を大径化した場合には、地盤１０において図５に点線１３ａで示すように杭支持板１３が大きく撓まないようにするため、杭支持板１３の板厚増および加工手間の増加によってコスト的に不利となる。このため、杭支持板１３の径は鋼管杭の径に対して２倍程度までが一般的な限界とされている。
【０００４】
本発明の発明者らは上記問題を改善した回転圧入鋼管杭１２ａを既に提案している（特許文献１参照）。この特許文献１に記載の回転圧入鋼管杭１２ａは、杭先端部に杭支持板１３を杭外周側に広がるように固定し、この杭支持板１３の外周に外周鋼板１４を上下両方向に突出するように取り付けて構成されている。このため、杭支持板１３の撓み量ならびに曲げモーメントの抑制による杭支持板の大径化と杭支持力の向上を図り、また鋼管杭のコストダウンが実現できる点で非常に優れた発明である。
【０００５】
【特許文献１】
特願平１１−１６６４４８号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に記載の回転圧入鋼管杭１２ａでは杭支持板１３が杭外周のみに設けられているので、鋼管杭を大径化した場合には杭先端における開口面積が大きくなって管内土１１が充分に閉塞しないこともある。そのため、前記従来技術では鋼管杭を大径化した場合に、杭の支持力が低下するおそれがある点で改善の余地があった。
【０００７】
本発明は前記従来技術の欠点を除くためにされたものであり、その目的は杭が大径化した場合においても充分な閉塞効果を確保し、もって鉛直支持力および引抜き抵抗力を向上させた回転圧入杭を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、杭支持板および杭の薄肉化を可能とし、かつ回転圧入時の地盤への貫入性を低下させることのない、コスト面で優れた回転圧入杭を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（１）　第１の発明は、鋼管２の内径Ｄ１よりも小さな内径Ｗ１を有するとともに、鋼管２の外径Ｄ２よりも大きな外径Ｗ２を有する螺旋形状の杭支持板３が杭先端部に同心状に固着された回転圧入鋼管杭１であって、前記杭支持板３の外周側縁部には帯状の外周鋼板４が前記杭支持板３の上下両方向に突出した状態で設けられていることを特徴とする。
（２）　第２の発明は、第１の発明において、杭支持板３の内周側縁部に帯状の内周鋼板６が杭支持板３の上下両方向に突出した状態で設けられていることを特徴とする。
（３）　第３の発明は、第１の発明において、杭支持板３の内周側縁部に帯状の内周鋼板６が杭支持板３の下方向のみに突出した状態で設けられていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施形態】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１に示すように本発明に係る回転圧入鋼管杭１の主要部はその先端部の構成にあり、鋼管２の内径側と外径側の両側に張り出した杭支持板３を有する回転圧入鋼管杭１において、杭支持板３の外周側縁部に帯状の外周鋼板４を設けてなる。
【００１１】
第１実施形態の回転圧入鋼管杭１では、杭支持板３が固着される鋼管２の先端は螺旋状に切断され、螺旋状切断部の始端と終端とが段差状に形成されている。そして鋼管２の内径Ｄ１よりも小さな内径Ｗ１を有するとともに、鋼管の外径Ｄ２よりも大きな外径Ｗ２を有する杭支持板３が、鋼管２の先端の螺旋状切断部に鋼管２と同心状で固着されている。この杭支持板３は、半径方向で一部切り欠いた円盤状の鋼板を鋼管２（杭本体）に溶接して形成してもよく、または杭本体と一体成形で形成してもよい。
【００１２】
ここで杭支持板３の外径Ｗ２は、鋼管２の外径Ｄ２の１．２倍から３倍の範囲で設定するのが好ましい。また回転圧入鋼管杭１の加工を容易にするためには、杭支持板３の内径Ｗ１を鋼管２の内径Ｄ１の０．５倍以上から１倍未満の範囲で設定するのが好ましい。
【００１３】
また杭支持板３の外周側縁部では、杭支持板３の外周に沿って帯状の外周鋼板４が溶接されている。この外周鋼板４は杭支持板３の外周形状に合致するように帯板を曲げ加工したものであり、杭支持板３の上下両方向に突出した状態となるように杭支持板３に固定されている。
【００１４】
この回転圧入鋼管杭１は、全旋回オールケーシング掘削機などによって回転させながら、図２（ｂ）に示すように地盤１０中に貫入施工される。本発明の回転圧入鋼管杭１は回転圧入中は開端杭として機能し、貫入抵抗がさほど大きくないため施工性にも優れている。
【００１５】
また第１実施形態の回転圧入鋼管杭１は、杭の内側に杭支持板３が張り出しているため、鋼管杭先端の開口部における管内土１１の閉塞効果が高まって、杭の鉛直支持力が向上する。特に回転圧入鋼管杭１が大径化する場合には前述の管内土１１の閉塞効果が顕著である。
【００１６】
また回転圧入鋼管杭１に押し込み荷重５が作用する場合、鋼管２から伝達された押し込み荷重５によって杭支持板３が図示点線３ａで示すように下側に撓むこととなる。このとき、鋼管２と杭支持板３に作用する曲げモーメントと杭の撓み量を、杭支持板３の外周部における外周鋼板４の変位拘束効果と回転拘束効果によって有効に抑制できる。
【００１７】
これを具体的に説明すると、杭支持板３の外周部から下側に突出した外周鋼板４の下部荷重抵抗部４ａが地盤１０をしっかりとつかみ、そのアンカー効果（地盤拘束効果）によって地盤の側方流動抑制による杭の沈下抑制（すなわち支持力の向上）が発揮される。さらに、下部荷重抵抗部４ａと杭支持板４の外周部より上側に突出した外周鋼板４の上部荷重抵抗部４ｂが、周辺地盤１０からの地盤拘束を受けて回転拘束されることにより、杭支持板３に作用する曲げモーメントが抑制される。したがって、第１実施形態の回転圧入鋼管杭１では、杭支持板３に発生する変位と曲げモーメントとを抑制できることから、杭支持板３の薄肉化および大径化や、杭先端部の鋼管２の薄肉化をすることが可能となる。
【００１８】
なお、回転圧入鋼管杭１に引き抜き荷重が作用する場合についても、上部荷重抵抗部４ａと下部荷重抵抗部４ｂの働きが相方入れ替わることで同様の効果が発揮される。
【００１９】
＜第２実施形態＞
図３は第２実施形態の回転圧入鋼管杭１ａを示した図である。なお、以下の実施形態では第１実施形態と共通の構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００２０】
第２実施形態は、第１実施形態の回転圧入鋼管杭において、鋼管２の内側に位置する杭支持板３の内周に沿って帯状の内周鋼板６を溶接したものである。この内周鋼板６も杭支持板３の内周形状に合致するように帯板を曲げ加工したものであり、杭支持板３の上下両方向に突出した状態となるように杭支持板３に固定されている。
【００２１】
第２実施形態の回転圧入鋼管杭１ａでは、上記の第１実施形態の効果に加えて以下の効果が期待できる。すなわち、第２実施形態では、杭支持板３の外周側と内周側との両側に下側に突出するように内周鋼板６が設けられているので、杭支持板３と、外周鋼板４の下部荷重抵抗部４ａおよび内周鋼板６の下部荷重抵抗部６ａとによって、杭支持板３の下面の土砂が拘束されるため、鋼管杭先端の開口部の閉塞効果をより高めることができる。そのため、第２実施形態では回転圧入鋼管杭１ａの鉛直支持力がより向上する点で有利である。
【００２２】
また第２実施形態の回転圧入鋼管杭１ａでは、内周鋼板６が杭の内側に張り出した杭支持板３の補強を兼ねるため、杭の内側に張り出した杭支持板３についても薄肉化などが可能となって、よりコスト面で有利な設計が可能となる。
【００２３】
＜第３実施形態＞
図４は第３実施形態の回転圧入鋼管杭１ｂを示した図である。第３実施形態は、杭支持板３の内周に沿って溶接された内周鋼板６が杭支持板３の下方向のみに突出している点で第２実施形態と相違している。この第３実施形態においても、第２実施形態と同様に、杭支持板２の下面の土砂の拘束効果や、杭の内側の杭支持板３の補強効果を得ることが可能である。
【００２４】
以上のようにして本発明の実施形態を説明してきたが、本発明の特許請求の範囲はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、杭支持板３は１枚ではなく複数枚配置されていてもよい。また２枚に分割した鋼板を螺旋形状に配置して１つの杭支持板３を形成してもよく、さらに杭支持板３が連続的になっていない場合も本発明の螺旋形状に包含される［いずれも図示を省略する］。
【００２５】
【発明の効果】
本発明では、外周鋼板の存在によって、杭に作用する押し込み荷重と引き抜き荷重に対して、地盤の拘束効果により杭支持板に発生する変位と曲げモーメントを抑制できることから、杭支持板の薄肉化と大径化並びに、杭先端部の鋼管の薄肉化が可能となるとともに、杭支持板の大径化による杭の押し込みならびに引き抜き支持力の増大を期待できる。これらにより、材料コストの低減、さらには杭径の細径化によるコスト低減を図ることが可能となる。
【００２６】
また本発明では杭の内側に杭支持板が張り出しているため、鋼管杭先端の開口部における管内土の閉塞効果が高まって、杭の鉛直支持力が向上する。特に回転圧入鋼管杭が大径化する場合には前記閉塞効果が顕著である。
【００２７】
さらに杭支持板の内周縁部に内周鋼板を設けた場合には、杭支持板と、外周鋼板の下部荷重抵抗部および内周鋼板の下部荷重抵抗部とによって、杭支持板の下面の土砂が拘束されるため、鋼管杭先端の開口部の閉塞効果をより高めることができる。そのため、回転圧入鋼管杭の鉛直支持力がより向上する点で有利である。
【００２８】
また前記内周鋼は杭の内側に張り出した杭支持板の補強を兼ねるため、杭の内側に張り出した杭支持板についても肉薄化などが可能となり、よりコスト面で有利な設計が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は第１実施形態の回転圧入鋼管杭における先端部の斜視図であり（ｂ）はその断面図である。
【図２】（ａ）は第１実施形態の回転圧入鋼管杭における平面図であり、（ｂ）は地盤圧入時における回転圧入鋼管杭の断面図である。
【図３】（ａ）は第２実施形態の回転圧入鋼管杭における平面図であり、（ｂ）は地盤圧入時における回転圧入鋼管杭の断面図である。
【図４】（ａ）は第３実施形態の回転圧入鋼管杭における平面図であり、（ｂ）は地盤圧入時における回転圧入鋼管杭の断面図である。
【図５】従来の回転圧入鋼管杭を示した図である。
【図６】特許文献１（特願平１１−１６６４４８号）に開示された回転圧入鋼管杭を示した図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ　回転圧入鋼管杭
２　　鋼管（杭本体）
３　　杭支持板
３ａ　撓み位置
４　　外周鋼板
４ａ　下部荷重抵抗部
４ｂ　上部荷重抵抗部
５　　押し込み荷重
６　　内周鋼板
６ａ　下部荷重抵抗部
６ｂ　上部荷重抵抗部
１０　地盤
１１　管内土
１２，１２ａ　回転圧入鋼管杭（従来例）
１３　　杭支持板
１３ａ　撓み位置
【図１】
2004107978.tif 000003
【図２】
2004107978.tif 000004
【図３】
2004107978.tif 000005
【図４】
2004107978.tif 000006
【図５】
2004107978.tif 000007
【図６】
2004107978.tif 000008