(57)【要約】  【課題】  鋼管杭を掘進する際に、杭先端で地盤が乱されて地盤強度が低下する。この乱された地盤を押し広げ、強度を回復して増強させることができる鋼管杭を提供する。  【解決手段】  鋼管からなる杭本体１１の下端断面１４ａ，１４ｂのほぼ１／２ずつがそれぞれ異なる傾斜角度、且つ、それぞれ杭本体軸方向に直交せず、交差する傾斜角度で形成され、杭本体の下端断面のほぼ中央に同軸方向に延びるように板体が熔接されて軸方向突設刃１５が形成され、ほぼ１／２の下端断面よりも大きい二枚の板体それぞれの面上にほぼ１／２の下端断面がそれぞれ熔接されて、軸方向突設刃を挟む両側に径方向突設刃１６，１７が形成されてなる鋼管杭１０において、杭本体の上部区間１１の直径Ｄ１と、杭本体の下部区間１３の直径Ｄ２と、径方向突設刃が回転したときの外周円の直径Ｄ３とが、Ｄ３＞Ｄ１＞Ｄ２と成るべく形成された。【選択図】  図１
2005090128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管からなる杭本体の下端断面のほぼ１／２ずつがそれぞれ異なる傾斜角度、且つ、それぞれ杭本体軸方向に直交せず、交差する傾斜角度で形成され、前記杭本体の下端断面のほぼ中央に同軸方向に延びるように板体が熔接されて軸方向突設刃が形成され、前記ほぼ１／２の下端断面よりも大きい二枚の板体それぞれの面上に前記ほぼ１／２の下端断面がそれぞれ熔接されて、軸方向突設刃を挟む両側に径方向突設刃が形成されてなる鋼管杭において、前記杭本体の上部区間の直径Ｄ１と、前記杭本体の下部区間の直径Ｄ２と、前記径方向突設刃が回転したときの外周円の直径Ｄ３とが、Ｄ３＞Ｄ１＞Ｄ２と成るべく形成されたものである鋼管杭。
【請求項２】
前記径方向突設刃は、二枚の矩形板体がそれぞれ二つの隅を切り欠かれたものからなり、杭本体軸方向から見たときに切欠きが四隅に配置されるように設けられたものである請求項１に記載の鋼管杭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭本体が回転力と押圧力を受けて地盤に打設される鋼管杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管製の杭の本体下端部に、螺旋状の掘削刃と下方に突出する掘削刃とが設けられたものが従来から使用されており、この鋼管杭は、回転力と押圧力を与えながら推進させて地中へ打設するものであるが、螺旋状の掘削刃は打設時に変形が生じ易いという問題点があった。
かかる問題を解決するために、本出願人は、特許文献１に記載された鋼管杭５０を発明した。図５は、この鋼管杭５０の下端部分の側面図であり、図６は図５の鋼管杭５０を９０°回転させて見た側面図であり、図７は図５の鋼管杭５０を下方から見た図である。
鋼管杭５０は、図５〜図７に示したように、鋼管からなる杭本体５１の下端断面５１ａ，５１ｂのほぼ１／２ずつをそれぞれ異なる傾斜方向、且つ、それぞれ杭本体軸方向に直交しない傾斜方向に切断し、杭本体の下端断面のほぼ中央に同軸方向に延びるように板体を熔接して軸方向突設刃５２を形成し、ほぼ１／２の下端断面よりも大きい二枚の矩形板体のそれぞれの面上に、ほぼ１／２の各下端断面を熔接して、軸方向突設刃５２を挟む両側に径方向突設刃５３，５４を形成したものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３４０６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記鋼管杭５０では、軸方向突設刃５２の取り付けられた箇所を除いて、径方向突設刃５３，５４の面上に杭本体の下端断面のほぼ全域が熔接されているので、打設時に地盤からの抵抗力を受けても、径方向突設刃５３，５４は変形し難く、鋼管杭５０の掘進方向の精度を高めることができるものである。このように変形し難いことから径方向突設刃５３，５４を大きくすることが可能であり、径方向突設刃５３，５４を大きくすれば、打設後の鋼管杭５０の支持力を向上させることができる。
【０００５】
以上のように杭本体の下端に掘削刃を有する鋼管杭を地中に打設する場合、掘削刃は地盤を掘り起こして乱し、地盤強度を低下させ、この地盤を押し広げるように杭本体が掘進する。したがって、杭本体の直径が小さすぎると地盤の押し広げによる締固めが足りず、充分な地盤強度が得られなくなる一方で、杭本体の直径が大きすぎると掘進の妨げになるという問題がある。
本発明の課題は、掘削刃により掘り起こされて乱された地盤を充分に締固めることができると共に、掘進作業を比較的容易に行うことができる鋼管杭を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明では、鋼管からなる杭本体の下端断面のほぼ１／２ずつがそれぞれ異なる傾斜角度、且つ、それぞれ杭本体軸方向に直交せず、交差する傾斜角度で形成され、前記杭本体の下端断面のほぼ中央に同軸方向に延びるように板体が熔接されて軸方向突設刃が形成され、前記ほぼ１／２の下端断面よりも大きい二枚の板体それぞれの面上に前記ほぼ１／２の下端断面がそれぞれ熔接されて、軸方向突設刃を挟む両側に径方向突設刃が形成されてなる鋼管杭において、前記杭本体の上部区間の直径Ｄ１と、前記杭本体の下部区間の直径Ｄ２と、前記径方向突設刃が回転したときの外周円の直径Ｄ３とが、Ｄ３＞Ｄ１＞Ｄ２と成るべく形成されたものである鋼管杭提供される。
本発明の鋼管杭に回転力と押圧力とを与えて掘進させると、軸方向突設刃と径方向突設刃が地盤を乱し、地盤強度は低下し、この乱れた地盤が比較的小径の下部区間の鋼管により押し広げられる。次いで、上部区間を構成する比較的大径の杭部材により地盤が更に押し広げられると、地盤の粒子密度は高められ、軸方向突設刃と径方向突設刃に乱された地盤は当初の強度よりも増強される。
【０００７】
また本発明の鋼管杭において、前記径方向突設刃は、二枚の矩形板体がそれぞれ二つの隅を切り欠かれたものからなり、杭本体軸方向から見たときに切欠きが四隅に配置されるように設けることが好ましい。
このように、四隅に切欠きを有するように径方向突設刃を形成すれば、特許文献１に記載した鋼管杭と比較して、打設時に地盤から受ける抵抗力を減少させることができて、径方向突設刃はさらに変形し難くなり、鋼管杭の掘進方向の精度を、さらに高めることができるものである。
【発明の効果】
【０００８】
上述のような構成により、本発明の鋼管杭は、掘削刃により乱された地盤を、下部区間の鋼管により押し広げた後に、下部区間よりも直径が大きい上部区間の杭部材により地盤を更に押し広げるようにするため、掘進作業は比較的容易に行うことができて、しかも、掘削刃により掘り起こされて乱された地盤は充分に締固められて、地盤は当初の強度よりも増強され得るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本発明の鋼管杭１０の側面図であり、図２は鋼管杭１０の下端を拡大した側面図であり、図３は鋼管杭下端を下方から見上げた図であり、図４は図３におけるIV−IV線に沿った断面図である。
本発明の鋼管杭１０では、鋼管からなる杭本体１１が上部区間１２と縮径接続部１３と下部区間１４とで構成され、下部区間１４の下端中央には同軸方向に突出する軸方向突設刃１５が熔接で固定され、この軸方向突設刃１５を挟む両側に径方向突設刃１６，１７が熔接で固定されている。
【００１０】
ここで、杭本体上部区間１２は、その直径Ｄ１が杭本体下部区間１４の直径Ｄ２よりも大きく形成されており、また縮径接続部材１３は、直径Ｄ１の管体１３ａが縮径部１３ｂを介して直径Ｄ２の管体１３ｃに熔接で一体に固定されたものである。これら杭本体上部区間１２の直径Ｄ１と、杭本体下部区間１４の直径Ｄ２とは、径方向突設刃１６，１７を回転させたときの外周円の直径Ｄ３よりも小さくなるように設定されている。また杭本体１１の全長が長くなるときには、杭本体上部区間１２と杭本体下部区間１４とは、それぞれ打設工程の途中で複数の鋼管を熔接で接合しながら形成するものである。
【００１１】
前記杭本体１１の下部区間１４は、下端断面１４ａ，１４ｂをほぼ１／２ずつにそれぞれ異なる傾斜角度、且つ、杭本体軸方向に直交せず、交差する２つの傾斜角度に切断して形成する。つまり、下端断面１４ａ，１４ｂに、それぞれ径方向突設刃１６，１７を構成する鋼板の面を当接させて固定した場合、この径方向突設刃１６，１７が、図２に示したような傾斜角度α，βになるように、下端断面１４ａ，１４ｂを形成する。
【００１２】
また前記径方向突設刃１６，１７では、図３に示したように、長辺が鋼管径Ｄ２のほぼ二倍、短辺が鋼管径Ｄ２とほぼ同じ長さの長方形の鋼板を、点線１６ａ，１７ａで示した部分で切欠いて形成した鋼板二枚を使用し、杭本体１１の下部区間１４の下端断面１４ａ，１４ｂを、図３に点線で示したような配置で、それぞれ鋼板の面上に当接させて熔接１８で固定すると共に、各鋼板の長辺の中央部を軸方向突設刃１５の両面にそれぞれ当接させて熔接１９で固定する。このように形成された径方向突設刃１６，１７は、図３に示したように、これを下方から見上げると、八角形平面になるように切欠き１６ａ，１７ａが四隅に配置される。
【００１３】
上記構成の鋼管杭１０の寸法について例示すれば、全長は３０００〜３００００ｍｍ程度にすることができ、その時の上部区間１２の長さは１０００〜６０００ｍｍ程度、直径Ｄ１は１５０〜２５０ｍｍ程度、下部区間１４の長さは１０００〜２５０００ｍｍ程度、直径Ｄ２は１００〜２００ｍｍ程度、径方向突設刃が回転したときの外周円の直径Ｄ３は２５０〜５００ｍｍ程度にすることができる。
【００１４】
次に鋼管杭１０の作用について説明する。
鋼管杭１０を打設する際には、下端に軸方向突設刃１５と径方向突設刃１６，１７を備え、杭本体１１の下部区間１４を構成する所定長の杭部材に、正逆両方向の回転を加えながら下方に押圧し、０．５ｍ〜１．０ｍ程度地中に貫入したら、一方向のみの回転を与えて杭部材を掘進させる。この杭部材が地中に埋設されたら、この上端に新たな杭部材を熔接で接合して、さらに、回転を加えながら下方に押圧する工程を繰り返して、杭本体上部区間１２まで打設すれば、鋼管杭１０の構築が完了する。
以上のような鋼管杭１０の打設工程において、下部区間１４を構成する杭部材に回転力と押圧力とを与えて掘進させているときには、軸方向突設刃１４と径方向突設刃１６，１７が地盤を乱し、地盤強度は低下し、この乱れた地盤が下部区間１４の鋼管により押し広げられる。次いで、縮径接続部材１３により杭径が徐々に拡大し、上部区間１２を構成する杭部材により地盤が更に押し広げられると、地盤の粒子密度は高められ、軸方向突設刃１４と径方向突設刃１６，１７に乱された地盤は、当初の強度よりも増強される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の鋼管杭の側面図である。
【図２】鋼管杭の下端を拡大した側面図である。
【図３】鋼管杭下端を下方から見上げた図である。
【図４】図３におけるIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】従来の鋼管杭の下端部分の側面図である。
【図６】図５の鋼管杭を９０°回転させて見た側面図である。
【図７】図５の鋼管杭を下方から見た図である。
【符号の説明】
【００１６】
１０  鋼管杭
１１  杭本体
１２  上部区間
１４  下部区間
１５  軸方向突設刃
１６，１７  径方向突設刃
【図１】
2005090128.tif 000003
【図２】
2005090128.tif 000004
【図３】
2005090128.tif 000005
【図４】
2005090128.tif 000006
【図５】
2005090128.tif 000007
【図６】
2005090128.tif 000008
【図７】
2005090128.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成16年1月5日(2004.1.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管からなる杭本体の下端に掘削刃が形成されてなる鋼管杭において、前記杭本体の上部区間の直径Ｄ１と、前記杭本体の下部区間の直径Ｄ２と、前記下端の掘削刃が回転したときの外周円の直径Ｄ３とが、Ｄ３＞Ｄ１＞Ｄ２と成るべく形成されたものである鋼管杭。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼管杭において、前記杭本体の下端断面のほぼ１／２ずつをそれぞれ杭本体軸方向に直交せず、且つ交差する傾斜角度に形成し、前記杭本体の下端断面のほぼ中央に同軸方向に延びるように板体を熔接して軸方向突設刃を形成し、前記ほぼ１／２の下端断面よりも大きい二枚の板体それぞれの面上に前記ほぼ１／２の下端断面をそれぞれ熔接することにより、軸方向突設刃を挟む両側に径方向突設刃を形成し、該径方向突設刃は、二枚の矩形板体がそれぞれ二つの隅を切り欠かれたものであって、杭本体軸方向から見たときに切欠きが四隅に配置されるように設けられたものである鋼管杭。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明では、鋼管からなる杭本体の下端に掘削刃が形成されてなる鋼管杭において、前記杭本体の上部区間の直径Ｄ１と、前記杭本体の下部区間の直径Ｄ２と、前記下端の掘削刃が回転したときの外周円の直径Ｄ３とが、Ｄ３＞Ｄ１＞Ｄ２と成るべく形成されたものである鋼管杭が提供される。
ここで、鋼管杭は、杭本体の下端断面のほぼ１／２ずつがそれぞれ杭本体軸方向に直交せず、且つ交差する傾斜角度で形成され、前記杭本体の下端断面のほぼ中央に同軸方向に延びるように板体が熔接されて軸方向突設刃が形成され、前記ほぼ１／２の下端断面よりも大きい二枚の板体それぞれの面上に前記ほぼ１／２の下端断面がそれぞれ熔接されて、軸方向突設刃を挟む両側に径方向突設刃が形成されたものであっても良い。
したがって、かような鋼管杭に回転力と押圧力とを与えて掘進させると、軸方向突設刃と径方向突設刃が地盤を乱し、地盤強度は低下し、この乱れた地盤が比較的小径の下部区間の鋼管により押し広げられる。次いで、上部区間を構成する比較的大径の杭部材により地盤が更に押し広げられると、地盤の粒子密度は高められ、軸方向突設刃と径方向突設刃に乱された地盤は当初の強度よりも増強される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
前記杭本体１１の下部区間１４は、下端断面１４ａ，１４ｂをほぼ１／２ずつにそれぞれ杭本体軸方向に直交せず、且つ交差する２つの傾斜角度に切断して形成する。つまり、下端断面１４ａ，１４ｂに、それぞれ径方向突設刃１６，１７を構成する鋼板の面を当接させて固定した場合、この径方向突設刃１６，１７が、図２に示したような傾斜角度α，βになるように、下端断面１４ａ，１４ｂを形成する。