(57)【要約】【課題】地盤の硬さに拘わらず杭打ち作業を効率よく行うことができ、また、杭打ち時の杭の芯ぶれを少なくし、さらに地震に対する建物の揺れを低減させることも可能な掘削刃付き鋼管杭を提供することにある。【解決手段】  杭用管材２の少なくとも先端部に、下面に突起物４を設けた掘削刃３ａ，３ｂ、を杭用管材２の筒孔を塞ぐことなく掘削可能に設け、また、杭用管材２の後端部寄りに、下面に突起物４を設けた掘削刃３ａ，３ｂを設け、また、杭用管材２の先端部に、筒孔を横切るようにして先端の尖った尖頭部材１０を設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に回転させて貫入する掘削刃を備えた鋼管杭において、掘削刃を杭用管材の少なくとも先端部の外周に設け、かつ、上記掘削刃には下面に突起物が設けられていることを特徴とする掘削刃付き鋼管杭。
【請求項２】
杭用管材の後端部寄りの外周に上記掘削刃を設けたことを特徴とする請求項1記載の掘削刃付き鋼管杭。
【請求項３】
杭用管材の先端部に、筒孔を横切るようにして先端の尖った板状の尖頭部材を設けたことを特徴とする請求項1または2記載の掘削刃付き鋼管杭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木や建築等の工事現場で地盤の所望箇所に回転貫入する基礎杭（無排土杭）の一種である掘削刃付き鋼管杭の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に土木工事現場や、ビル等の構造物の建設現場では、基礎工事として地盤の所望箇所に鉄筋籠杭や鋼管杭等の基礎杭を貫入している。
【０００３】
従来、例えば下記の特許文献１に開示のように所定長さの杭用管材の先端部に、２枚1組の掘削刃を杭用管材の筒孔を塞ぐことなく掘削可能に交差させて設けた掘削刃付き鋼管杭等が使用されている。
【０００４】
しかしながら、従来の削刃を杭用管材の筒孔を塞ぐことなく掘削可能に交差させて設けたでは、硬い地盤や玉石の混ざった地盤に上記した従来の掘削刃付き鋼管杭を杭貫入装置で回転させながら土を掘削刃で掘削して地中に貫入する場合、地盤が硬いと貫入速度が遅く効率よく貫入できないといった懸念があり、また、地盤の中に石が混ざっている場合には、掘削刃の底面に石が当たって貫入しにくくなるといった問題点があった。
【０００５】
また、掘削刃付き鋼管杭を地盤に回転させながら貫入する際に、鋼管杭が芯ぶれを起こさないように鋼管杭の先端に筒孔を封じるようにして円錐形のコーンを設けたものも開発されているが、コーンで鋼管杭の先端で塞いでしまうと、地盤に貫入する鋼管杭の分だけ土が地上に盛り上がり、その盛り上がった土を除去しなければならないことも考えられ
無排土杭としての効果が損なわれ、さらに、鋼管杭内に土が入り込まないと、鋼管杭内に土が入り込む鋼管杭と比べ基礎杭として強度的な効果が損なわれるといった懸念がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３３６２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記のような点に鑑みて開発されたものである。その目的は、地盤の硬さに拘わらず鋼管杭の地盤への貫入作業を効率よく行うことができ、また、鋼管杭の貫入時の鋼管杭の芯ぶれを少なくし、また地震に対する建物の揺れを低減させることができ、さらに基礎杭としての効果を損ねることもない掘削刃付き鋼管杭を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような目的を有効に達成するために請求項１に記載の掘削刃付き鋼管杭は、地盤に回転させて貫入する掘削刃を備えた鋼管杭において、掘削刃を杭用管材の少なくとも先端部の外周に設け、かつ、上記掘削刃には下面に突起物が設けられていることを特徴とする構成にしてある。
【０００９】
また、請求項２記載の掘削刃付き鋼管杭は、請求項1記載の掘削刃付き鋼管杭において、杭用管材の後端部寄りの外周に上記掘削刃を設けたことを特徴とする構成にしてある。
【００１０】
また、請求項３記載の掘削刃付き鋼管杭は、請求項1または2記載の掘削刃付き鋼管杭において、杭用管材の先端部に、筒孔を横切るようにして先端の尖った板状の尖頭部材を設けたことを特徴とする構成にしてある。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の掘削刃付き鋼管杭は、回転させながら地盤に貫入するときに掘削刃によって掘削される土を突起物でほぐすと共に土に混ざっている石を砕きながら貫入することができるため、硬い地盤や石の混ざった地盤に対しても貫入速度が遅くなることなく効率よく鋼管杭を貫入することができる。
【００１２】
また、請求項２記載の掘削刃付き鋼管杭は、杭用管材の少なくとも先端部と後端部寄りに突起物を設けた掘削刃を設けてあるので、鋼管杭を地盤に貫入してその上に上記鋼管杭と連結した構造物を建築した場合、地震等の揺れに対しても両端部側の掘削刃によって鋼管杭に対する揺れ抑制することができる。
【００１３】
また、請求項３記載の掘削刃付き鋼管杭は、板状の尖頭部材の尖頭部が地盤に突き刺さるようにして地中に貫入していけるので、芯ぶれすることなく円滑に且つ貫入速度も遅くなることなく効率よく杭打ち作業を行うことができる。また、尖頭部材は板材を加工して尖頭部を形成することによって安い製作コストで簡単に作ることができる。さらに、尖頭部材は板状であり杭用管材の筒孔を横切るようにして設けてあるので、杭用管材の筒孔を先端で塞ぐこともなく、地盤に貫入中の土は尖頭部材と杭用管材の外周端面との間から杭用管材の孔内に入り込み無排土杭としての効果を損なうこともない。また、尖頭部材を設けても地盤への貫入の際に鋼管杭内に土が入り込むので基礎杭として強度的な効果が損なわれることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図に基いて説明する。掘削刃
図１（Ａ）は本発明にかかる第１例の掘削刃付き鋼管杭に関する図であり、この掘削刃付き鋼管杭１は、所定長さの円筒鋼管等からなる杭用管材２と、２枚１組の掘削刃３ａ、３ｂと、各掘削刃３ａ、３ｂの下面(底面)に設けた複数の突起物４等によって構成されている。
【００１５】
より具体的に説明すると、上記の杭用管材２は所定長さ（例えば１０ｍ位）の鋼管であり、先端部２ａの外周面に２枚１組の掘削刃３ａ、３ｂ（拡底掘削刃）を溶接によって固定してある。この各掘削刃３ａ、３ｂは、鋼板によって半環状形に形成するとともに両端に土を切る刃部５を形成し、さらに外周の一部に円弧状や長方形状等に切欠した凹所である切欠部６を形成したものある。掘削刃３ａ、３ｂに切欠部６を形成することによって、鋼管杭１を回転させて掘削刃３ａ、３ｂで地盤を掘削する時、摩擦抵抗が少なくなって貫入速度の低下を軽減できる。
【００１６】
上記の各掘削刃３ａ、３ｂの下面には、金属製のサイコロ形の突起物４が複数個所に溶接によって固定してある。複数の突起物４の配置は、同一円周上に所定間隔をもって配するも、あるいはランダムに配するも自由であり、また、突起物４の大きさ、形状、配置する数も特に限定されるものではない。また、杭用管材２の先端面７にも一箇所以上に上記と同様の突起物４を溶接によって固定してある。
【００１７】
上記した各掘削刃３ｂ、３ａは、杭用管材２の先端部２ａの外周面（先端面７の近傍の杭用管材２の外周面）に、互いに地盤に対して鋼管杭１の回転貫入時に掘削可能なように交差させ、内周面を当接させて溶接してある。なお、各掘削刃３ａ、３ｂの刃部５どうしの交差角度は３０度位である。この角度は３０度以上または３０度以下の角度であってもよい。
【００１８】
上記のような構成からなる第１例の掘削刃付き鋼管杭１では、複数の突起物４を備えた掘削刃３ａ、３ｂを杭用管材２の先端部２ａに設けてあるので、杭貫入装置によって回転させながら地盤に貫入する際に、各掘削刃３ａ、３ｂによって地盤を掘削し、さらに各掘削刃３ａ、３ｂおよび杭用管材２の先端面７に設けた突起物４によって土をほぐすとともに石を砕きながら貫入することができ、硬い地盤は勿論のこと石の混ざった地盤に対しても貫入速度が遅くなることもなく、効率よく貫入することができる。
【００１９】
次に図１（Ｂ）は本発明にかかる第２例の掘削刃付き鋼管杭に関する図である。なお、第１例の掘削刃付き鋼管杭１と同一の構成部分については同一箇所に同一符号を付して説明を省略する。
【００２０】
この第２例の掘削刃付き鋼管杭１は、第１例の掘削刃付き鋼管杭１の後端部２ｂ寄り(例えば後端から３ｍ位の位置)に、突起物４を備えた上記した構成と同様の２枚の掘削刃３ａ、３ｂ（拡頭掘削刃）を、杭用管材２の外周面に上記の第１例と同様にして溶接によって固定してある。
【００２１】
このような構成からなる第２例の掘削刃付き鋼管杭１では、杭用管材２の両端部２ａ、２ｂ側にそれぞれ掘削刃３ａ、３ｂを設けたことにより、上記した第１例の掘削刃付き鋼管杭１と同様の効果を奏することができる。また、基礎杭として地盤に貫入しその上に、後述する連結構造体９を介して連結した構造物８(図５)を建築した場合、地震等の揺れがあった時でも杭用管材２の両端部２ａ、２ｂの側方に拡がる掘削刃３ａ、３ｂによって揺れを抑制することができる。
【００２２】
図１（Ｃ）は本発明にかかる第３例の掘削刃付き鋼管杭に関する図である。
この第３例の掘削刃付き鋼管杭１は、第１例の掘削刃付き鋼管杭１の先端部２ａに尖頭部材１０を設けた構成のものである。他の構成は第１例の掘削刃付き鋼管杭１と同様であり説明を省略する。
【００２３】
すなわち、杭用管材２の先端部２ａに、２枚の掘削刃３ａ、３ｂの切れ目箇所と一致する位置（図２）で、筒孔１１の中央を横切るようにして先端の尖った板状の尖頭部材１０（図３）を、尖頭部１２を杭用管材２の先端部２ａから突き出すようにして両側面（または下面）を杭用管材２に溶接によって固定してある。
【００２４】
このような構成からなる第３例の掘削刃付き鋼管杭１では、杭用管材２の先端部２ａに尖頭部材１０を設けてあるので、杭貫入装置によって回転させながら地盤に貫入する際に、尖頭部材１０の尖頭部１２が地盤に突き刺さるようにして貫入していくので、芯ぶれすることなく正確な杭打ち位置に円滑に且つ貫入速度も遅くなることなく効率よく貫入することができる。また、尖頭部材１０は安い製作コストで簡単に作ることができる。さらに、尖頭部材１０は板状であり杭用管材２の筒孔１１を横切るようにして設けてあるので、杭用管材２の筒孔１１を先端で塞ぐこともなく、地盤に貫入中の土は尖頭部材１０と杭用管材２の外周端面との間から杭用管材２の筒孔１１内に入り込むため無排土杭としての効果を有して基礎杭としての強度的な効果を損なうこともない。
【００２５】
図１（Ｄ）は本発明にかかる第４例の掘削刃付き鋼管杭に関する図である。
この第４例の掘削刃付き鋼管杭１は、第２例の掘削刃付き鋼管杭１の先端部に尖頭部材１０を設けた構成のものである。各部の構成は第２例の掘削刃付き鋼管杭１および第３例の掘削刃付き鋼管杭１と同様であり、同一箇所に同一符号を付して説明を省略する。
【００２６】
このような構成からなる第４例の掘削刃付き鋼管杭１では、上記した第２例、第３例の掘削刃付き鋼管１の作用効果を併せ備えた効果を奏することができる。
【００２７】
上記した各例の掘削刃付き鋼管杭１の杭用管材２の後端部２ｂには、上方に構築される構造物８と連結するための連結構造体９（図４）が設けられる。
【００２８】
すなわち、図４に示すように杭用管材２の後端部２ｂの外周面には、連結構造体９を係止するために適宜間隔を以って複数の係止片１３が固着されている。連結構造体９は、鋼管杭１の外径より僅かに大きい内径から成る扁平な一対の環状体１４ａ、１４ｂと、複数本の鉄筋１５とからなり、環状体１４ａには所定間隔を以って貫通孔１６を設けるとともに、上記の所定間隔毎に各鉄筋１５の一端をもう一方の環状体１４ｂに溶接で固定し、上記の環状体１４ａの各貫通孔１６に各鉄筋１５を通し、環状体１４ａの各貫通孔１６から各鉄筋１５を所定長さだけ突出させて環状体１４ａと各鉄筋１５とを溶接で固定したものである。さらに、環状体１４ｂには、上記した杭用管材２の各係止片１３を通す切欠孔１７が形成してある。この連結構造体９は、環状体１４ｂの切欠孔１７に対応する各係止片１３を通して少し回すことにより、環状体１４ｂの切欠孔１７を通った各係止片１３は上方の環状体１４ａの下面に当たって係止する。このことにより連結構造体９は杭用管材２の後端部２ｂに係止され、連結構造体９と杭用管材２との適宜箇所を溶接することによって連結固定することができる。上方に構築される構造物８の鉄筋や柱等は、連結構造体９の各鉄筋１５と溶接によって連結固定される。
【００２９】
なお、本発明の掘削刃付き鋼管杭にあっては、杭用管材２の３箇所以上に掘削刃は設けるように設計変更してもよい。また、杭用管材２の材質や径や厚みや長さは、特に限定されるものではない。また、掘削刃の形状・大きさ・厚み・材質等も特に限定されるものではなく任意に設計変更してよい。また、各例の掘削刃付き鋼管杭１においては、杭用管材２内に管を設けて鋼管杭１の貫入時に上記管から杭先側に水を供給して掘削し易いようにしてもよい。さらに、掘削刃は、環状の一部を切断してその端部を刃部とした１枚のものであって、この底面(下面)に突起物を設けた構成のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明にかかる掘削刃付き鋼管杭の斜視図であり、（Ａ）は第１例の掘削刃付き鋼管杭の斜視図、（Ｂ）は第２例の掘削刃付き鋼管杭の斜視図、（Ｃ）は第３例の掘削刃付き鋼管杭の斜視図、（Ｄ）は第４例の掘削刃付き鋼管杭の斜視図である。
【図２】本発明にかかる1例の掘削刃の底面図である。
【図３】本発明にかかる尖頭部材の斜視図である。
【図４】上方に構築される構造物と本発明にかかる掘削刃付き鋼管杭とを連結するための連結構造体を示す説明図である。
【図５】本発明にかかる掘削刃付き鋼管杭を使用した場合の簡略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    掘削刃付き鋼管杭
２    杭用管材
３ａ、３ｂ  掘削刃
４    突起物
３ａ  先端部
１１  筒孔
３ｂ  端部
１０  尖頭部材
【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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