(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部側をＶ形状に形成した３個の押し型を１２０度間隔で放射状に取付けた成形型をプレスのシリンダーの先端に取付け、前記押し型で鋼管の先端側外周から中心に向かって斜めに押圧することを特徴とする回転埋設杭の成形装置。
【請求項２】
３個の押し型を１２０度間隔で放射状に配置し、この押し型の一端側をそれぞれ回動自在に支持すると共に、この押し型の側面にシリンダーの先端をそれぞれ連結して、前記押し型を回動させて、鋼管の先端側外周から中心に向かって斜めに押圧することを特徴とする回転埋設杭の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は支持力を向上させた回転埋設杭の成形装置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１４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１５に示すように鋼管２を埋設する時の回転方向に沿って先端側を角度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、バックホー用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１６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、また紡錘部３と孔６との間隔は上方に向かって狭くなっているので、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、図１５に示すように鋼管２の先端を成形機で両側から押し潰して２枚のブレード４、４を同時に成形させるのでブレード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いる。このため外側に突出したブレード４、４が回転しながら土７をほぐしてしまうので貫入した回転埋設杭１の摩擦力が低下する問題があった。また地盤の支持力は、回転埋設杭１の底面の断面積に応じた底面支持力と回転埋設杭１の側面と接触する土７との間の摩擦力の合力となるが、従来の回転埋設杭１では周囲の土７を広い範囲でほぐしてしまうので、この摩擦力が低下し、全体の支持力が小さくなる問題がある。
【００１０】
更にブレード４の先端が鋼管２の外側に大きく突出しているので、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。またブレード４、４が捩じれているのでプレス型の構造が複雑で高価であるなどの欠点もあった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は２枚のブレードが外周側に大きく突出した従来の回転埋設杭の欠点を解消し、全く新しい着想に基づいて開発したもので、製造が容易で、製造装置の構造も簡単で安価であり、ブレードの変形もなく、垂直に埋設できると共に貫入速度が速く、その上、排出土がほとんどなく周囲地盤との密着性が高く摩擦力が増大して支持力を大幅に向上させた回転埋設杭の成形装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の回転埋設杭の成形装置は、下部側をＶ形状に形成した３個の押し型を１２０度間隔で放射状に取付けた成形型をプレスのシリンダーの先端に取付け、前記押し型で鋼管の先端側外周から中心に向かって斜めに押圧することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項２記載の回転埋設杭の成形装置は、３個の押し型を１２０度間隔で放射状に配置し、この押し型の一端側をそれぞれ回動自在に支持すると共に、この押し型の側面にシリンダーの先端をそれぞれ連結して、前記押し型を回動させて、鋼管の先端側外周から中心に向かって斜めに押圧することを特徴とするものである。
【００１４】
【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において８は回転埋設杭を示すもので、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、後方側が順次、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。
【００１５】
また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。
【００１６】
この回転埋設杭８の製造方法としては、図６（Ａ）に示すような成形装置１３で行なう。この成形装置１３は、押し型となる下部側をＶ形状に形成した３個の押し板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。更に下部側をＶ形状に形成した３個の押し板１４の対向する内側の傾斜面の傾斜角度は、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。
【００１７】
この成形装置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個の押し板１４の対向する内側の傾斜面で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、下部側をＶ形状に形成した押し板１４の対向する内側の傾斜面の傾斜角度に等しく成型される。
【００１８】
また押し板１４の対向する内側の傾斜面は傾斜しているので、形成されたブレード１０…は先端側が閉塞し、後方側が順次、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後方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。
【００１９】
また鋼管２の先端側を３個の押し板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、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を取り付けるだけで簡単に成型することができる。
【００２０】
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。
【００２１】
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、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、図８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き、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。
【００２２】
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５の（Ａ）〜（Ｄ）に示すように先端から後方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、排出された土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。
【００２３】
この場合、ブレード１０…の先端位置は図２に示すように、鋼管２の半径Ｒの  １．１〜０．７に形成され、従来のブレード４、４のように鋼管２の外周から大きく突出していないので周囲の土７を広い範囲にわたってほぐすことがなく地盤を強く締め固めるので、埋設された回転埋設杭８と周囲地盤との間の摩擦力を大幅に増大させることができる。なおブレード１０の先端位置が鋼管半径Ｒの１．１を超えると周囲の土７が広い範囲にわたってほぐされるので埋設した回転埋設杭８の摩擦力が小さくなる上、固い地盤ではブレード１０が折れ曲がる恐れがあり、また鋼管半径Ｒの０．７より小さいとブレード１０の幅が狭くなり土７を掻き取る効率が悪くなる。
【００２４】
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。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。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ので、押し板１４の傾斜角度も３０〜６０度の範囲に規定されている。
【００２５】
図９は本発明の他の成形装置１３を示すもので、押し型となる３個の押し板１４を１２０度間隔で放射状に配置し、この押し板１４の一端側をそれぞれ回動自在に支持すると共に、この側面にシリンダー１６の先端をそれぞれ連結したものである。この成形装置１３は図９（Ａ）に示すように、放射状に配置した３個の押し板１４…の間に鋼管２の先端を設置し、シリンダー１６…を伸出させて押し板１４を回動させることにより、図９（Ｂ）に示すように鋼管２の先端側外周を押し潰して谷部９を形成するようにしたものである。
【００２６】
図１０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、後方側が順次膨出した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してラッパ状拡大部２２を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の成形装置１３でプレス加工すると、ブレード１０…とラッパ状拡大部２２とを同時に成形することができる。
【００２７】
このようにブレード１０とラッパ状拡大部２２を形成した短い鋼管２ａを別に成型しておき、これを図１１に示すように、ラッパ状拡大部２２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としたものである。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と溶接しても良い。この回転埋設杭８はプレス成形が容易な上、摩擦力が大きく、しかもラッパ状拡大部２２の断面積が拡大しているので底面支持力が増大する。この底面支持力は半径の二乗に比例するので、ラッパ状拡大部２２が僅かに大きくなるだけで底面支持力を大幅に向上させることができる。
【００２８】
図１２および図１３は本発明の他の実施の形態を示すもので、後端側にラッパ状拡大部２２を形成した上記構成の短い鋼管２ａの、ラッパ状拡大部２２に等間隔で３カ所にＶ形スリット２３を形成し、ここの部分を先端側に切り起こして推進刃２４を形成したものである。このように形成した鋼管２ａのラッパ状拡大部２２の内側に長い鋼管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としたものである。
【００２９】
この回転埋設杭８は、ラッパ状拡大部２２に推進刃２４が等間隔で形成されているので、回転埋設杭８の回転に伴い、下方に傾斜して切り起こした推進刃２４が土に食い込んで、Ｖ形スリット２３の隙間から土が上方側に円滑に送られ、効率よく下方に推進して埋設することができる。従ってラッパ状拡大部２２を多少大きくしても円滑に貫入できると共に、底面支持力を大幅に向上させることができる。
【００３０】
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枚に規定した。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明に係る回転埋設杭の製造方法によれば、極めて簡単な構造により、鋼管の先端側を外周の３方向から中心に向かって斜めに陥没した谷部を形成して、３枚のブレードを放射状に突設したので、製造が容易で、ブレードが鋼管の外周側にほとんど突設していないのでブレードの変形もなく、垂直に埋設できると共に貫入速度が速く、その上、排出土がほとんどなく周囲地盤との密着性が高く摩擦力が増大して支持力を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による３枚ブレードの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】成形装置により回転埋設杭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】本発明の他の成形装置により回転埋設杭を成形する状態を示す説明図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態による拡大部を形成した回転埋設杭の頭部を示す斜視図である。
【図１１】図１０の成形した鋼管に、直状の鋼管の先端に接合した回転埋設杭の断面図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態による拡大部に推進刃を形成した回転埋設杭の頭部を示す斜視図である。
【図１３】図１２の成形した鋼管を示す平面図である。
【図１４】従来の回転埋設杭を示す正面図である。
【図１５】図１４の回転埋設杭を示す底面図である。
【図１６】図１５の回転埋設杭を埋設している状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１    回転埋設杭
４    ブレード
８    回転埋設杭
９    谷部
１０  ブレード
１１  膨出部
１３  成形装置
１４  押し板
１５  成形型
１６  シリンダー
２３  Ｖ形スリット
２４  推進刃
【図１】
0003788293.tif 000002
【図２】
0003788293.tif 000003
【図３】
0003788293.tif 000004
【図４】
0003788293.tif 000005
【図５】
0003788293.tif 000006
【図６】
0003788293.tif 000007
【図７】
0003788293.tif 000008
【図８】
0003788293.tif 000009
【図９】
0003788293.tif 000010
【図１０】
0003788293.tif 000011
【図１１】
0003788293.tif 000012
【図１２】
0003788293.tif 000013
【図１３】
0003788293.tif 000014
【図１４】
0003788293.tif 000015
【図１５】
0003788293.tif 000016
【図１６】
0003788293.tif 000017