(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管の先端側を外周の３又は４方向から中心に向かって斜めに陥没した谷部を形成し、これら谷部の間に、先端側が閉塞し、杭頭側が順次、周方向に膨出した３又は４枚のブレードを放射状に突設し、隣接するブレードの間に形成された谷部が、鋼管の中心軸に対して３０〜６０度の範囲に傾斜し、且つ放射状に突設した前記ブレードの集合した中心部が、外周側の先端部より軸方向に短く形成されていると共に、各ブレードの先端部が同一円周上に形成された回転埋設杭において、前記ブレードの杭頭側の上部外周に、リング状の底面積拡大板を接合し、この底面積拡大板の外周側に、杭の回転方向に対して土に食い込んで下方に推進する複数個の推進刃を形成したことを特徴とする回転埋設杭。
【請求項２】
鋼管の先端側を外周の３又は４方向から中心に向かって斜めに陥没した谷部を形成し、これら谷部の間に、先端側が閉塞し、杭頭側が順次周方向に膨出した３又は４枚のブレードを放射状に突設し、隣接するブレードの間に形成された谷部が、鋼管の中心軸に対して３０〜６０度の範囲に傾斜し、且つ放射状に突設した前記ブレードの集合した中心部が、外周側の先端部より軸方向に短く形成されていると共に、各ブレードの先端部が同一円周上に形成され、鋼管の後端側をラッパ状に拡大させて、ここに別の鋼管の先端を挿入して一体に接合した回転埋設杭において、前記ラッパ状に拡大した部分に接合した別の鋼管の先端外周に、リング状の底面積拡大板を接合し、この底面積拡大板の外周側に、杭の回転方向に対して土に食い込んで下方に推進する複数個の推進刃を形成したことを特徴とする回転埋設杭。
【請求項３】
推進刃が、底面積拡大板の外周側に放射状にスリットを設け、このスリットの片側を平面Ｖ形状に下方に傾斜して切り起こして形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の回転埋設杭。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は底面積拡大板を取付けて支持力を向上させた回転埋設杭に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、埋立地や盛り土した地盤の弱い土地に、木造住宅や鉄骨低層建築を建てる場合には、コンクリート基礎の形状に沿って所定の間隔で、予め地中に杭を打ち込む杭地業を行なってからコンクリート基礎を施工している。
【０００３】
この杭地業としては従来から種々の方法が行なわれているが、例えば腐朽しにくい松の木を打ち込む松杭がある。これは松の木の調達が難しく、品質にばらつきがあるので支持力計算ができず、また施工時には重錘による打設しかできないので振動や騒音の問題がある。
【０００４】
また従来行なわれている杭打工法は、コンクリート杭や鋼管杭を地中にハンマーで打設する工法で、打設時の振動や騒音により近隣に建物があるところでは施工できない。またこの方法では杭重量も重く運搬が面倒で、価格も高く、しかも３ｍ程度の短いものがないので、施工深さによってはパイルカッターによって杭頭部を切断しなければならず、施工に手間がかかる問題があった。また鋼管の先端にスクリュー羽根を取付けて、これを回転させながら埋設するスクリューパイルもあるが、スクリュー羽根の製作や溶接に手間がかかる上、スクリュー羽根の外径が大きくなるので運搬や保管にかさばり、残土処理の問題もあった。
【０００５】
このため本発明者は、図１２に示す回転埋設杭１を先に開発した（特許第２８９３４４３号）。この回転埋設杭１は鋼管２の先端を紡錘状に形成し、この紡錘部３の周側面に２枚のブレード４、４が対向して突設され、更にこのブレード４、４は図１３に示すように鋼管２を埋設する時の回転方向に先端側を角度αで捩じって湾曲させたもので、鋼管２の先端を成形機で押し潰して２枚のブレード４、４を同時に成形できるものである。
【０００６】
この回転埋設杭１は、バックホーのアームの先端に取付けた油圧モータにより、回転埋設杭１を図１４に示すように回転させながら地中に埋め込む。回転埋設杭１の先端には、２枚のブレード４、４が突設されているので、ブレード４、４で土７を掻き取りながら孔６が形成され、またブレード４、４の先端がキリのように側面Ｖ形状に形成されているので地中に短時間で埋め込むことができる。
【０００７】
この時、ブレード４、４は、先端側が回転埋設杭１の回転方向に捩じられているので、掻き取られた土７がブレード４、４によって上方外側に寄せられ、寄せられた土７は孔６の内壁面に押し付けられて周囲地盤を締め固めるので回転埋設杭１の支持強度を向上させることができる。また掻き取られた土７は孔６の内壁面に押し付けられるので排出土がほとんどなく残土処理も不要である。
【０００８】
またこの回転埋設杭１は、鋼管２を地盤調査に基づいて必要な長さに切断し、その先端をプレス成形してブレード４、４を一体に形成できるので製造コストが安く、また２〜５ｍ程度の短い回転埋設杭１を工場で生産することができ、現場での杭頭部の切断作業が不要になるなど種々の利点がある。
【０００９】
しかしながらこの回転埋設杭１は、鋼管２の先端を成形機で両側から押し潰して２枚の捩じれたブレード４、４を同時に成形させるのでプレス型の構造が複雑で、しかもブレード４、４の先端が鋼管２の半径の１．４倍程度外側に突出してしまう。
【００１０】
特に鋼管２の管径が３００ｍｍを超える太いものでは、ブレード４の先端が鋼管２の外側に大きく突出するので、固い地盤に回転させながら貫入するとブレード４が折り曲げられて円滑に埋設できないことがある。またブレード４、４の先端がキリのように側面Ｖ形状に形成されているので、石などの固いものに当たると芯がずれて垂直に埋設できないこともあった。
【００１１】
このため本発明者は更に改良して、図１５に示す回転埋設杭８を開発した（特願２００１−１４１９６）。この回転埋設杭８は鋼管２の先端側を外周の３方向から中心に向かって斜めに陥没した谷部９を形成し、これら谷部９の間に、先端側が閉塞し、杭頭側（図中下側）が順次、周方向に膨出した３枚のブレード１０を放射状に突設したものである。
【００１２】
この回転埋設杭８は、ブレード１０が鋼管２の外周側にほとんど突設していないので硬い地盤に貫入してもブレード１０の変形もなく、短時間で垂直に貫入することができる。
【００１３】
しかしながらこの回転埋設杭８は、底面積が鋼管２の断面積に等しいので、底面積を拡大することができない。このためスクリュー羽根を鋼管２の外周に取付けることも考えられるが、スクリュー羽根の製作や溶接に手間がかかる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を改善し、製造が容易で、底面積を拡大して底面支持力を大幅に向上させることができると共に貫入速度が速い回転埋設杭を提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の回転埋設杭は、鋼管の先端側を外周の３又は４方向から中心に向かって斜めに陥没した谷部を形成し、これら谷部の間に、先端側が閉塞し、杭頭側が順次、周方向に膨出した３又は４枚のブレードを放射状に突設し、隣接するブレードの間に形成された谷部が、鋼管の中心軸に対して３０〜６０度の範囲に傾斜し、且つ放射状に突設した前記ブレードの集合した中心部が、外周側の先端部より軸方向に短く形成されていると共に、各ブレードの先端部が同一円周上に形成された回転埋設杭において、前記ブレードの杭頭側の上部外周に、リング状の底面積拡大板を接合し、この底面積拡大板の外周側に、杭の回転方向に対して土に食い込んで下方に推進する複数個の推進刃を形成したことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項２記載の回転埋設杭は、鋼管の先端側を外周の３又は４方向から中心に向かって斜めに陥没した谷部を形成し、これら谷部の間に、先端側が閉塞し、杭頭側が順次周方向に膨出した３又は４枚のブレードを放射状に突設し、隣接するブレードの間に形成された谷部が、鋼管の中心軸に対して３０〜６０度の範囲に傾斜し、且つ放射状に突設した前記ブレードの集合した中心部が、外周側の先端部より軸方向に短く形成されていると共に、各ブレードの先端部が同一円周上に形成され、鋼管の後端側をラッパ状に拡大させて、ここに別の鋼管の先端を挿入して一体に接合した回転埋設杭において、前記ラッパ状に拡大した部分に接合した別の鋼管の先端外周に、リング状の底面積拡大板を接合し、この底面積拡大板の外周側に、杭の回転方向に対して土に食い込んで下方に推進する複数個の推進刃を形成したことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項３記載の回転埋設杭は、請求項１または２において、推進刃が、底面積拡大板の外周側に放射状にスリットを設け、このスリットの片側を平面Ｖ形状に下方に傾斜して切り起こして形成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図１ないし図８を参照して詳細に説明する。図１は底面積拡大板１１を取付けた回転埋設杭８を示すもので、この回転埋設杭８は、鋼管２の先端側を外周の３方向から中心に向かって斜めに陥没した谷部９…を形成し、これら谷部９…の間に、先端側が閉塞し、杭頭側（図中下側）が順次、径方向に膨出した３枚のブレード１０…を放射状に突設したものである。
【００１９】
この放射状に突設したブレード１０…の先端位置は図２に示すように、鋼管２の外径Ｄの１．１〜０．７に形成されている。また隣接するブレード１０、１０の間に形成された谷部９の傾斜角度βは、図３に示すように鋼管２の中心軸に対して３０〜６０度の範囲に傾斜していると共に、３枚のブレード１０…が集合した中心部が、ブレード１０…の外周側の先端部より軸方向に沿って短く形成されている。
【００２０】
この回転埋設杭８の製造方法としては、例えば図６（Ａ）に示すような成型装置１３で行なう。この成型装置１３は下端が三角形状に形成した３枚の押し板１４を１２０度間隔で放射状に取付けた成形型１５をプレスのシリンダー１６の先端に取付けたものである。更に三角形状に形成した３枚の押し板１４の傾斜角度は、シリンダー１６の中心軸に対して３０〜６０度の範囲に規定されている。
【００２１】
この成型装置１３の下方に鋼管２を配置して固定し、シリンダー１６を伸出させていくと、図６（Ｂ）に示すように鋼管２の先端側が３枚の押し板１４で３方向から次第に押し潰され、押し板１４で押された部分に谷部９が形成されると共に、これら谷部９…の間に、３枚のブレード１０…が放射状に形成される。この場合、谷部９の傾斜角度βは、三角形状に形成した押し板１４の傾斜角度に等しく成型される。
【００２２】
また押し板１４は傾斜していると共に板厚が薄いので、鋼管２に形成されたブレード１０…は先端側が閉塞し、杭頭側が順次、膨出した形状となる。つまり図４のａーａ、ｂーｂ、ｃーｃ、ｄーｄ断面を示すと、図５の（Ａ）〜（Ｄ）に示すように先端から杭頭側に向かってブレード１０…が順次、周方向に膨出した形状となる。
【００２３】
また鋼管２の先端側を３枚の押し板１４で３方向から次第に押し潰すので、押し板１４で押された部分は、内側に下降しながら中心部で３方向から集合し、図４に示すように、ブレード１０…の集合した中心部が、ブレード１０…の外周側の先端部より軸方向に沿って短く形成される。このようにプレスで成型する場合には、ブレード１０が捩れていないので、従来のように複雑な型が不要で、通常のプレス装置に押し板１４を組合せた成形型１５を取付けるだけで簡単に成型することができる。
【００２４】
また図１に示すように前記ブレード１０の杭頭側（図中下側）の上部外周には、鋼板で形成されたリング状の底面積拡大板１１が杭頭側から差し込まれて溶接されている。前記底面積拡大板１１の直径は回転埋設杭８の直径の約２倍程度に形成されている。この底面積拡大板１１の外周側には、回転埋設杭８の回転方向に回転して土に食い込んで下方に推進する２個の推進刃１２が形成されている。
【００２５】
この推進刃１２は、スリット１７を放射状に形成し、このスリット１７の基端部から約４５度の角度で平面Ｖ形状に傾斜して切り起こして形成されている。
【００２６】
上記構成の回転埋設杭８を埋設する場合、埋設現場では図７に示すように、バックホーのアーム１７の先端に油圧モータ１８を取付け、ここにブレード１０…を下にして回転埋設杭８の上端を押えて垂直に支持させる。
【００２７】
次に油圧モータ１８により回転埋設杭８を回転させながら地中５に埋め込んでいく。回転埋設杭８の先端には、３枚のブレード１０…が等間隔に突設されているので、図８に示すようにブレード１０で土７を掻き取りながら孔６が形成されていく。この場合、ブレード１０…の集合した中心部が外周側の先端部より軸方向に短く形成されているので、ブレード１０…の先端部の３か所が同一円周上を回転しながら先に食い込んで行くので、従来のキリ状に尖った回転埋設杭８のように石などに当っても芯ずれすることがなく垂直に貫入することができる。
【００２８】
またブレード１０は回転しながら先端で土７を掻き取り、図４および図５の（Ａ）〜（Ｄ）に示すように先端から杭頭側に向かってブレード１０…が順次、周方向に膨出した形状となっているので、掻き取られた土７は速やかに外側に排出される。
【００２９】
また谷部９の傾斜角度βは図３に示すように、鋼管２の中心軸に対して３０〜６０度の範囲に傾斜しているので、土７の掻き取り作用と、円滑な排出作用を同時に行なう最適なブレード１０の長さに設定することができる。この場合、谷部９の傾斜角度βが鋼管２の中心軸に対して３０度未満であるとブレード１０が長くなり土７が円滑に排出されず土７が谷部９に詰まって共回りしてしまう恐れがある。また谷部９の傾斜角度βが６０度を越えるとブレード１０が短くなり、土７の掻き取り作用が低下して貫入速度が遅くなる。
【００３０】
この埋設過程でブレード１０の杭頭側に水平に取付けられた底面積拡大板１１も一緒に回転する。この底面積拡大板１１の回転に伴って、この外周側に下方に傾斜して形成されている推進刃１２、１２が土７に食い込んで、スリット１７との間の隙間から上面側に順次送る作用により、底面積拡大板１１が回転しながら下方に推進していく。
【００３１】
この結果、所定の深さまで埋設した回転埋設杭８は、その先端側に底面積拡大板１１が一体に取付けられているので、底面積が回転埋設杭単独の場合に比べて約４倍に拡大し、底面支持強度を大幅に向上させることができる。また本発明の回転埋設杭８は、回転させて埋設する時も、逆転させて抜く時にも残土の排出がない。
【００３２】
図９は本発明の他の実施の形態を示すもので、短い鋼管２ａの先端側を外周の３方向から中心に向かって斜めに陥没した谷部９を形成し、これら谷部９の間に、先端側が閉塞し、杭頭側が順次膨出した３枚のブレード１０…を放射状に突設すると共に、鋼管２ａの後端側をラッパ状に形成したものである。これは鋼管２の下部内側に下型を置いて図６の成型装置１３でプレス加工すると、ブレード１０…とラッパ状拡大部１９とを同時に成形することができる。
【００３３】
このようにブレード１０とラッパ状拡大部１９を形成した短い鋼管２ａを別に成型しておき、これを図１０に示すように、ラッパ状拡大部１９の内側に長い直状鋼管２の先端を挿入して溶接し一体に接合して回転埋設杭８とし、このラッパ状拡大部１９との接合部分の長い鋼管２の先端外周に底面積拡大板１１を取付けたものである。
【００３４】
この回転埋設杭８は短い鋼管２ａを別個に成型するのでプレス作業が容易であり、またこの状態で現場に搬入して、現場で長い鋼管２と底面積拡大板１１を溶接しても良い。
【００３５】
図１１は本発明の他の実施の形態を示すもので、鋼管２の先端側を外周の４方向から中心に向かって斜めに陥没した谷部９…を形成し、これら谷部９…の間に、先端側が閉塞し、杭頭側が順次、径方向に膨出した４枚のブレード１０…を放射状に突設したものである。
【００３６】
なおブレード１０…が５枚以上になるとブレード１０…の幅が狭くなり、谷部９に土７が詰まって共回りしてしまうので、土７を掻き取る作用が低下してくる。このため本発明では、ブレード１０…の枚数を３又は４枚に規定した。
【００３７】
また上記説明では、底面積拡大板１１の外周側に推進刃１２、１２を２枚対向して設けたが、３枚以上を等間隔に形成した構造でも良い。また推進刃１２はプレス成形して切り起こした場合について示したが、Ｖ形状のスリットを形成し、この片側に別個に作製した推進刃１２を溶接しても良い。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明の請求項１記載の回転埋設杭によれば、底面積を拡大して回転埋設杭の支持力を大幅に向上させ、長期間に亘って安定して基礎を支持することができる。更に本発明の回転埋設杭は構造が簡単で製作費が安く、しかも施工時間が短く、埋設時に残土の発生がなく施工費用も安くすることができる。
【００３９】
また谷部の傾斜角度βは、鋼管の中心軸に対して３０〜６０度の範囲に傾斜しているので、土の掻き取り作用と、円滑な排出作用を同時に行なう最適なブレードの長さに設定することができる。またブレードの集合した中心部が外周側の先端部より軸方向に短く形成され、ブレードの先端部が同一円周上を回転しながら先に食い込んで行くので、キリ状に尖った杭のように石などに当っても芯ずれすることがなく垂直に貫入することができる。
【００４０】
また請求項２記載の回転埋設杭によれば、鋼管の後端側をラッパ状に拡大させて、ここに別の鋼管の先端を挿入して一体に接合したので、ブレードとラッパ状拡大部を形成した短い鋼管を別個に成型するのでプレス作業が容易であり、またこの状態で現場に搬入して、現場で長い鋼管と底面積拡大板を溶接することもできる。
【００４１】
本発明の請求項３記載の回転埋設杭は、推進刃が、円板外周側に放射状のスリットを形成し、このスリットの片側を平面Ｖ形状に下方に傾斜して切り起こして形成されているので製造が容易であり、切り起こした推進刃が回転しながら土に食い込んで、スリットとの間の隙間から土が上面側に送られて、底面積拡大板が回転しながら効率よく下方に推進して埋設することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による底面積拡大板を取付けた回転埋設杭を示す斜視図である。
【図２】図１の回転埋設杭を示す平面図である。
【図３】図１の回転埋設杭を示す縦断面図である。
【図４】図１の回転埋設杭を示す正面図である。
【図５】図４の回転埋設杭を、高さの異なる位置で水平に破断した断面図である。
【図６】成型装置によりブレードを成形する状態を示す説明図である。
【図７】回転埋設杭を地中に貫入している状態を示す正面図である。
【図８】回転埋設杭が地中に貫入していく状態を示す説明図である。
【図９】本発明の他の実施の形態によるラッパ状拡大部を成形した回転埋設杭に底面積拡大板を取付けた状態を示す斜視図である。
【図１０】図９の縦断面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態による４枚ブレードの回転埋設杭を示す平面図である。
【図１２】従来の回転埋設杭を示す正面図である。
【図１３】図１２の回転埋設杭を示す側面図である。
【図１４】図１３の回転埋設杭を埋設している状態を示す説明図である。
【図１５】３枚ブレードの回転埋設杭を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    回転埋設杭
２    鋼管
４    ブレード
７    土
８    回転埋設杭
９    谷部
１０  ブレード
１１  底面積拡大板
１２  推進刃
１３  成型装置
１７  スリット
１９  ラッパ状拡大部
【図１】
0004750964.tif 000002
【図２】
0004750964.tif 000003
【図３】
0004750964.tif 000004
【図４】
0004750964.tif 000005
【図５】
0004750964.tif 000006
【図６】
0004750964.tif 000007
【図７】
0004750964.tif 000008
【図８】
0004750964.tif 000009
【図９】
0004750964.tif 000010
【図１０】
0004750964.tif 000011
【図１１】
0004750964.tif 000012
【図１２】
0004750964.tif 000013
【図１３】
0004750964.tif 000014
【図１４】
0004750964.tif 000015
【図１５】
0004750964.tif 000016