(57)【要約】【課題】鋼管杭本体と先端部材とが分離可能に構成された鋼管杭において、取付け作業が簡易であり、且つ加工等が低コストなものを提供する。【解決手段】本鋼管杭１００は、先端から軸線方向に切欠された切欠溝１０が複数設けられることにより先端片１１が形成された鋼管杭本体１０１と、円筒体２１の外周に螺旋翼２０が、内周に前記切欠溝１０と嵌合する凸部２２が設けられた先端部材１０２と、鋼管杭本体１０１の軸から前記各先端片１１に向かって羽根部３１が夫々延設され、各羽根部３１の鋼管杭本体１０１に圧入される側の径方向の幅が鋼管杭本体１０１の中空部の半径より小さく、反対側へ向かってテーパ状に拡幅し、最大幅が鋼管杭本体の中空部の半径より若干大きな土留め部材１０３とを具備してなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端から軸線方向に所定幅で切欠された切欠溝が、周方向に所定間隔で複数設けられることにより、先端部分に複数の先端片が形成された鋼管杭本体と、
該鋼管杭本体の先端部分に外嵌する円筒体の外周に螺旋翼が設けられ、且つ該円筒体の内周の前記先端片が所定長さ突出する位置に前記切欠溝と嵌合する凸部が設けられた先端部材と、
前記鋼管杭本体の軸線から前記各先端片に向かって羽根部が夫々延設され、各羽根部の鋼管杭本体に圧入される側の径方向の幅が鋼管杭本体の中空部の半径より小さく、反対側へ向かってテーパ状に拡幅し、最大幅が鋼管杭本体の中空部の半径より若干大きな土留め部材と、を具備してなり、
前記先端部材が取り付けられた前記鋼管杭本体の先端の中空部に前記土留め部材が圧入されることにより、該先端部材から突出した前記各先端片が、前記鋼管杭本体の径方向外側に折曲され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、地中に埋設されて建築物の基礎を支持する鋼管杭であり、特に鋼管杭本体と先端部材とが嵌合されて鋼管杭をなすものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築物の基礎を支持するための杭として、図９に示すように、鋼管１の先端部の外周に螺旋翼２を設けられ、鋼管杭１の先端に掘削爪３が設けられてなる鋼管杭４が従来より知られている。該鋼管杭４は、地上に設置したアースオーガ等の駆動機械（不図示）により回転されながら地中にねじ込まれるものであり、排土なく地中に埋設することができ、埋設後は螺旋翼２の水平方向の投影面積分だけ支持力が増加するという利点がある。他方、前記螺旋翼２は、一般に、鋼管１の外径の約２〜３倍の外径であるため、前記鋼管杭４を横積みして保管又は運搬する際に、横積みされた鋼管１間に螺旋翼２が突出した分だけ隙間が生じ、積載効率が悪いという問題があった。
【０００３】
これに対し、鋼管杭４の先端部における螺旋翼２が設けられた部分を先端部材として鋼管１と別個に構成し、保管や運搬時には分離状態とし、施工現場等において該先端部材を鋼管１に結合して鋼管杭４とする構成が考案されている。
【０００４】
例えば、図１０に示すように、先端部材５の上部に、鋼管１の内空に嵌合可能な嵌合部５ａを設け、該嵌合部５ａを鋼管１に嵌入させて溶接等により固定する構成がある（特許文献１参照）。これによれば、鋼管１と先端部材５とを別個に製造し、分離状態で運搬することができるので、積載効率を高め、保管や運送のコストを削減することができる。
【０００５】
また、図に示すように、先端部材５の先端は円盤状の蓋６により封止されており、これにより、鋼管杭４を地中に埋設する際に、鋼管杭４の内空に粘土等の軟弱な土砂が侵入することを防止でき、施工後に鋼管杭４の埋設深度等を容易にチェックすることができる。
【０００６】
さらに、施工現場において先端部材４と鋼管１とを溶接する作業をなくし、簡易な作業で鋼管１に先端部材４を固定できるように、様々な先端部材４と鋼管１との接続構造が考案されている。例えば、図１１に示すように、先端部材４の上部に、鋼管１の内空に嵌合可能であって、母線方向に挿通孔７ａが形成された嵌合部７を設け、鋼管１の先端にも該挿通孔７ａに対応する挿通孔１ａを形成し、両挿通孔１ａ，７ａが対応するように嵌合部７を鋼管１に嵌入させ、留め具８を各挿通孔１ａ，７ａに挿着させることにより、鋼管１の先端に先端部材５を結合するものがある（特許文献２参照）。
【０００７】
また、不十分な溶接により、鋼管杭４を地中にねじ込む際に、掘削爪３が岩石等と衝突して外れることを防止するとともに、掘削爪３や蓋６の溶接作業をなくすために、図１２に示すように鋼管１の先端に複数の切欠溝１ａを形成して掘削片１ｂを突設し、該切欠溝１ａと嵌合する先端片９ａが外周に設けられ、該先端片９ａの先端が下方へ曲折されてなる底板９を備えてなる先端構造が考案されている（特許文献３参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００３−２７４６５号公報
【特許文献２】
特開２００３−２７４６８号公報
【特許文献３】
特開２００３−６４６７６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、鋼管杭の先端部材４と鋼管１と別個に構成して分離可能とし、施工現場等において先端部材４を鋼管１に結合するようにして、保管や運搬時の積載効率を高めることができる鋼管杭においては、施工現場等において一層簡易な作業で鋼管に先端部材を固定でき、加工等が低コストなものが望まれている。
【００１０】
本発明は、これらの点に鑑みてなされたものであり、鋼管杭本体と先端部材とが分離可能に構成された鋼管杭において、取付け作業が簡易であり、且つ加工等が低コストなものを提供することを目的とする。また、取付け作業が簡易であり、且つ加工等が低コストな鋼管杭の掘削爪や蓋を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る鋼管杭は、先端から軸線方向に所定幅で切欠された切欠溝が、周方向に所定間隔で複数設けられることにより、先端部分に複数の先端片が形成された鋼管杭本体と、該鋼管杭本体の先端部分に外嵌する円筒体の外周に螺旋翼が設けられ、且つ該円筒体の内周の前記先端片が所定長さ突出する位置に前記切欠溝と嵌合する凸部が設けられた先端部材と、前記鋼管杭本体の軸線から前記各先端片に向かって羽根部が夫々延設され、各羽根部の鋼管杭本体に圧入される側の径方向の幅が鋼管杭本体の中空部の半径より小さく、反対側へ向かってテーパ状に拡幅し、最大幅が鋼管杭本体の中空部の半径より若干大きな土留め部材と、を具備してなり、前記先端部材が取り付けられた前記鋼管杭本体の先端の中空部に前記土留め部材が圧入されることにより、該先端部材から突出した前記各先端片が、前記鋼管杭本体の径方向外側に折曲されたものである。
【００１２】
鋼管杭本体に先端部材を外嵌するとともに切欠溝と凸部とを嵌合させることにより、鋼管杭本体の先端部分に先端部材が、鋼管杭のねじ込み方向及び回転方向に対して固定された状態で取り付けられ、該鋼管杭本体に土留め部材を圧入することにより、各先端片が鋼管杭本体の径方向外側に折曲され、先端部材が鋼管杭から脱離することが防止される。また、先端部材から突出した各先端片は掘削爪として機能する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき具体的に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る鋼管杭の構成を示す正面図である。図に示すように、本鋼管杭１００は、円筒状の鋼管杭本体１０１の先端部分に、螺旋翼２０が突設されてなる先端部材１０２が取り付けられ、該鋼管杭本体１０１の先端に土留め部材１０３が圧入されてなるものである。鋼管杭本体１０１、先端部材１０２、及び土留め部材１０３は夫々別個の部材として構成されており、施工現場において容易に取付け可能であるので、例えば、鋼管本体１０１と先端部材１０２及び土留め部材１０３とを別の工場で夫々製造するような場合でも、最終組立を行う工場等に各部材を運搬等する必要がなく、夫々を直接施工現場に搬入することができ、これにより、運送費用等を削減することができる。また、鋼管本体１０１をトラックの荷台等に積載して運搬する際に、螺旋翼２０により鋼管本体１０１間に隙間が生ずることが無く、効率的に横積みすることができるので、運搬効率を高めることができる。このような本鋼管杭１００の構成について更に詳細に説明する。
【００１４】
鋼管杭本体１０１は、従来の鋼管杭と同様の径及び長さの鋼管を使用することができ、その先端部分に先端部材１０２を取り付けるために、図２（ａ）に示すように、先端から軸線方向に切欠溝１０が形成されている。該切欠溝１０は、鋼管杭本体１０１の周方向に一定幅若しくは上側へ向かって若干狭くなるように形成されており、その切欠深さは、図１に示すように、鋼管杭本体１０１の先端部分に先端部材１０２を取り付けた場合に、鋼管杭本体１０１の先端片１１が先端部材１０２から突出する程度の深さである。該先端片１１を先端部材１０２から突出させることにより、該先端片１１が掘削爪として機能し、また、先端片１１を径方向外側へ曲折して先端部材１０２の落下を防止することが可能となる。
【００１５】
このような切欠溝１０が、図２（ｂ）に示すように、鋼管杭本体１０１の周方向に所定間隔で３ヶ所に形成されている。切欠溝１０を形成する個数や位置は特に限定されるものではないが、鋼管杭本体１０１の先端片１１を掘削爪として機能させ、また、先端片１１の曲折の容易さを考慮すると、２〜５ヶ所の切欠溝１０を周方向に等間隔で形成することが好適である。また、該切欠溝１０は、金切り用の電動のこぎり等により容易に形成することができ、工場等において予め形成しておくことが好ましい。
【００１６】
先端部材１０２は、図３に示すように、円筒体２１の外周に螺旋翼２０が設けられ、円筒体２１の内周には前記切欠溝１０と嵌合する凸部２２が設けられたものである。円筒体２１は、鋼管杭本体１０１の外径と略同一の内径を有する鋼管であり、鋼管杭本体１０１に外嵌可能となっている。また、円筒体２１の内径を鋼管杭本体１０１の外径より若干大きなものとして、円筒体２１を鋼管杭本体１０１に対して摺動容易な程度に、鋼管杭本体１０１と円筒体２１との間に数ミリメートルの隙間を設ければ、施工現場において先端部材１０２を鋼管杭本体１０１に嵌挿し易くなるので好ましい。円筒体２１の長さは特に限定されるものではないが、螺旋翼２０を固定するに十分な長さであり、且つ、取付作業の容易からは軽量且つ取扱い容易となるように短いことが好ましい。
【００１７】
螺旋翼２０は、円筒体２１の外周に固定されて螺旋形状の面を構成するものであり、鋼管杭１００が地中にねじ込まれながら埋設される際には、鋼管杭１００を下方へ推進する役割を果たし、鋼管杭１００が埋設された後は、鋼管杭１００を支持する役割を果たす。このような螺旋翼２０は、一定厚さの平板状部材を略一定幅の螺旋形状に形成して、円筒体２１の外周に溶接等により固定されている。また、螺旋翼２０の下側の端部は、図３（ｂ）に示すように、内側から次第に拡幅するような鋭角状に加工されており、これにより螺旋翼２０が地面へねじ込み易くなり、また、螺旋翼２０の端部が地中の岩石等と衝突した際に変形し難いという利点がある。なお、本実施の形態で示した螺旋翼２０の形状は一例であり、例えば、螺旋翼を複数に分割したり、巻数を増やす等、鋼管杭の埋設作業の容易や加工の容易を考慮して種々の変更が可能である。
【００１８】
凸部２２は、先端部材１０２を鋼管杭本体１０１の先端部分に取り付ける際に、前記切欠溝１０と嵌合するものであり、鋼管杭本体１０１の先端片１１が所定長さ突出する位置に、円筒体２１の内周面から径方向内側へ突出するように設けられている。該凸部２２は、円筒体２１に内周面に沿って湾曲された平板からなるものであり、図３（ａ）に示すように、円筒体２１の軸線方向中央より下方であって、図３（ｂ）に示すように、前記鋼管杭本体１０１の切欠溝１０に対応して、周方向に一定間隔で３ヶ所に、溶接等により固定されている。勿論、前述したように前記切欠溝１０を２〜５ヶ所へ適宜変更すれば、それに応じて凸部２２の個数及び位置も変更される。なお、円筒体２１への螺旋翼２０及び凸部２２の溶接等による固定は、工場等において予め行っておくことが好ましい。
【００１９】
また、凸部２２の周方向の幅は、鋼管杭本体１０１の切欠溝１０との嵌合を容易とするために、該切欠溝１０の周方向の幅より若干小さいものであり、一定幅又は上側へ向かって若干狭くなっている。一方、凸部２２の軸線方向の長さは特に限定されないが、円筒体２１の内周面との溶接等による固定力を十分に確保できる長さとすることが好ましく、凸部２２の径方向の厚みは、鋼管杭本体１０１の肉厚と同等以上であることが好ましい。
【００２０】
図４は、鋼管杭本体１０１の切欠溝１０と先端部材１０２の凸部２２とを嵌合させた状態を示すものであるが、切欠溝１０の上端１０ａと凸部２２の上端２２ａとが当接することにより、鋼管杭本体１０１の先端部分における先端部材１０２の嵌挿位置が決定され、且つ、鋼管杭１００の埋設時には下方向への力が、埋設後には建築物等からの圧縮力が鋼管杭本体１０１から先端部材１０２へ伝達されるようになっている。一方、切欠溝１０の側端１０ｂと凸部２２の側端２２ｂとの間には前述したように若干の隙間があるが、鋼管杭１００の埋設時に鋼管杭本体１０１が回転されることにより、該側端１０ｂと側端２２ｂとが当接して、鋼管杭本体１０１の回転力が先端部材１０１へ伝達されるようになっている。
【００２１】
このように、鋼管杭本体１０１に先端部材１０２が取り付けられた後、該鋼管杭本体１０１に土留め部材１０３が取り付けられる。土留め部材１０３は、図５に示すように、棒状の芯部３０を軸として３つの羽根部３１が放射状に延設されることにより、矢羽根状に構成されてなるものである。３つの羽根部３１は、前記鋼管杭本体１０１の３つの先端片１１に対応したものであり、芯部３０が鋼管杭本体１０１の軸線と略一致するように土留め部材１０３を鋼管杭本体１０１に取り付けた場合に、各羽根部３１の側面３１ａが各先端片１１の内面に圧接するようになっている。従って、先端片１１の数や位置が変更されれば、羽根部３１の数や位置も、それ対応して変更される。なお、羽根部３１は芯部３０に溶接等により固定されている。
【００２２】
該羽根部３１は、平板状の鋼板等から形成されたものであり、図５において上側が鋼管杭本体１０１への圧入側である。羽根部３１の圧入側であって、鋼管杭本体１０１に対して径方向となる幅ｄ１は、鋼管杭本体１０１の中空部の半径ｄ２（図６参照）より小さいものであり、これにより、土留め部材１０３が鋼管杭本体１０１の中空部に容易に挿入できるようになっている。一方、羽根部３１の反対側、即ち鋼管杭本体１０１の先端側の径方向の幅ｄ３は、鋼管杭本体１０１の中空部の半径ｄ２より若干大きく、羽根部３１の最大幅となっている。また、圧入側から最大幅部にかけてはテーパ状に拡幅されており、これにより、テーパ面３１ｂが形成されている。
【００２３】
従って、鋼管杭本体１０１に挿入された土留め部材１０３は、図６に示すように、各羽根部３１のテーパ面３１ｂが鋼管杭本体１０１の各先端片１１の先端と当接した状態となる。この状態から、ハンマ等で叩き込むようにして土留め部材１０３を鋼管杭本体１０１の中空部に圧入する。これにより、各先端片１１は、テーパ面３１ｂ及び側面３１ａに沿って径方向外側へ次第に折曲される。土留め部材１０３を鋼管杭本体１０１の中空部に完全に圧入することにより、図７に示すように、各先端片１１であって先端部材１０２から突出した部分が、鋼管杭本体１０１の径方向外側に折曲され、鋼管杭本体１０１の外径が先端方向へ拡径されるので、先端部材１０２が鋼管杭本体１０１から脱離する方向に対して固定される。従って、鋼管杭本体１０１を先端片１１を下側にして起立させても、先端部材１０２が自重により脱離して落下することがない。
【００２４】
なお、鋼管杭１００を地中に埋設する際には、該先端片１１が掘削爪として機能し、地中の土砂等が鋼管杭本体１０１の中空部に圧入されて先端片１１を径方向外側へ更に曲折するので、先端部材１０２を鋼管杭本体１０１に取り付けた後、鋼管杭１００を地中に埋設するまでの間において先端部材１０２の脱離を防止すれば十分であり、先端片１１の曲折が径方向外側へ数ミリメートル程度となるように、羽根部３１の最大幅ｄ３を設定する。
【００２５】
また、土留め部材１０３を鋼管杭本体１０１の先端に圧入することにより、鋼管杭１００を地中に埋設する際に、鋼管杭本体１０１の中空部に粘土等の軟弱な土砂が侵入することを防止できる。図７に示すように、土留め部材１０３の各羽根部３１間には若干の空間が存在するが、該空間は、鋼管杭１００を埋設する際に表面層の土砂が噛んで封止されるので、鋼管杭本体１０１の中空部を土留め部材１０３により完全に封止する必要はない。鋼管杭本体１０１の中空部への土砂の侵入が防止されることにより、施工後に、鋼管杭１００の基端から該中空部を通じて土留め部材１０３の位置を計測することが可能となり、鋼管杭１００の埋設深度等を容易にチェックすることができる。
【００２６】
なお、本実施の形態では芯部３０に各羽根部３１を溶接等により固定するものとしたが、かかる構成は一例であり、例えば芯部３０を設けずに、鋼板等を折曲及び溶接等して羽根部３１を形成したり、羽根部３１を４つ設ける場合には、対向する２つの羽根部３１を一体として形成した鋼板を十字状に組み合わせて土留め部材１０３とすることも可能である。
【００２７】
このように構成された鋼管杭１００は、図８に示すように、アースオーガ等の駆動機械２００により、鋼管杭本体１０１の先端片１１を下側にして垂直に吊り下げされ、鋼管杭１００の軸線中心に回転されながら地面にねじ込まれることにより、地中の所定深度に埋設される。前述したように、鋼管杭本体１０１の先端片１１は径方向外側へ曲折されているので、鋼管杭１００を吊り下げた状態でも先端部材１０２が自重により落下することはない。また、鋼管杭本体１０１を軸線中心に回転させると、鋼管杭本体１０１の切欠溝１０と先端部材１０２の凸部２２との嵌合により、該回転力が先端部材１０２に伝達され、鋼管杭本体１０１と先端部材１０２とが一体となって回転して地中にねじ込まれる。このように、鋼管杭１００を駆動機械２００により埋設する方法は従来と同様であり、本鋼管杭１００は従来と同様に施工可能なものである。また、鋼管杭本体１０１への先端部材１０２及び土留め部材１０３の取付けには溶接を必要としないので、施工現場での取付作業が容易である。
【００２８】
【発明の効果】
このように、本発明に係る鋼管杭によれば、先端から軸線方向に所定幅で切欠された切欠溝が、周方向に所定間隔で複数設けられることにより、先端部分に複数の先端片が形成された鋼管杭本体と、該鋼管杭本体の先端部分に外嵌する円筒体の外周に螺旋翼が設けられ、且つ該円筒体の内周の前記先端片が所定長さ突出する位置に前記切欠溝と嵌合する凸部が設けられた先端部材と、前記鋼管杭本体の軸線から前記各先端片に向かって羽根部が夫々延設され、各羽根部の鋼管杭本体に圧入される側の径方向の幅が鋼管杭本体の中空部の半径より小さく、反対側へ向かってテーパ状に拡幅し、最大幅が鋼管杭本体の中空部の半径より若干大きな土留め部材と、を具備してなり、前記先端部材が取り付けられた前記鋼管杭本体の先端の中空部に前記土留め部材が圧入されることにより、該先端部材から突出した前記各先端片が、前記鋼管杭本体の径方向外側に折曲されたものとしたので、鋼管杭本体と先端部材とが分離可能で、保管や運搬時の積載効率を高めることができる鋼管杭において、施工現場において簡易な作業で先端部材を鋼管本体に取り付けることができる。また、鋼管杭本体及び先端部材の構成が簡易であるので、その加工コストを抑制することができる。さらに、土留め部材により先端片が拡径方向へ折曲されて、先端部材の脱離防止を簡易且つ低コストで実現することができる。また、該先端片を掘削爪として機能させることができ、掘削爪を溶接等により別途に設ける必要がないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【符号の説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る鋼管杭１００の概略構成を示す正面図である。
【図２】（ａ）は、鋼管杭本体１０１の構成を示す正面図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ断面図である。
【図３】（ａ）は、先端部材１０２の構成を示す正面図であり、（ｂ）は、先端部材１０２の構成を示す平面図である。
【図４】鋼管杭本体１０１と先端部材１０２とを嵌合させた状態を示す拡大正面図である。
【図５】土留め部材１０３の構成を示す斜視図である。
【図６】土留め部材１０３を取り付ける状態を示す正面図である。
【図７】土留め部材１０３を取り付けた状態を示す底面図である。
【図８】鋼管杭１００の施工方法を説明するための図面である。
【図９】従来の鋼管杭４の概略構成を示す正面図である。
【図１０】先端部材５が分離可能な従来の鋼管杭の構成を示す拡大図である。
【図１１】先端部材４が分離可能な従来の鋼管杭の別の構成を示す拡大図である。
【図１２】鋼管１に底板９が嵌合された従来の鋼管杭の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
１００  鋼管杭
１０１  鋼管杭本体
１０２  先端部材
１０３  土留め部材
１０  切欠溝
１１  先端片
２０  螺旋翼
２１  円筒体
２２  凸部
３１  羽根部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004332234.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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