JPH01142122A - 小口径鋼管杭 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は中低層住宅等の建築物あるいは小規模の構築
物等の施工において、沖積地盤等、軟弱地盤用の基礎と
して用いられ、無騒音、無振動で施工できるスパイラル
ウィング付の小口径鋼管杭に関するものである。

〔従来の技術および問題点〕

近年、中低層住宅等の建設場所として、地盤耐力が小さ
く、何らかの対策が必要とされる建設工事、住宅の密集
地で道路が狭隘で、建設資材の搬出入が難しい場所が増
えると同時に住民の苦情等で無騒音、無振動が要望され
るケースが多くなってきた。また、建設排土をできるだ
け少なくすることも重要となってきたが、従来これらを
十分満足する工法が見当たらない。

無騒音、無振動工法としては穴を掘って、杭を差し込む
先掘り工法等が行われるが、これも土砂の搬出等で難し
くなってきている。また、杭材料的にもコンクリート抗
は重量が大きく、小規模工事には向かない、セメントス
ラリー等を利用した地盤改良杭も増えてきているが、本
質的な杭工法とはいえず、基礎コンクリートを含めた基
礎地業の費用が高く、そのために安易に流れて、家屋が
沈下したり、傾いたりの苦情が多（聞かれる。

一方、他の無騒音、無振動工法として、スパイラルウィ
ングを取り付けた杭を用いたものが種々開発されている
。

例えば、特公昭４９−１８９２２号公報、特開昭５１−
９４６１５号公報、特開昭５９−８５０２８号公報等に
は下端部にスパイラルウィングを設け、回転圧入できる
鋼管杭が開示されており、特開昭６２−２５６１２号公
報には先端のとがった杭で、後端部でのスクリューピッ
チを狭くしたものが開示されている。この他、特開昭５
７−６６２２５号公報にもらせん杭が開示されている。

また、特公昭５Ｂ−５８４９１号公報には送電線鉄塔等
の基礎として用いる地中杭として、径の異なる複数本の
同心円筒状の軸を嵌合連結するよう構成し、各軸の先端
に地表に向けて、順次径の大きくなるスクリューを設け
、回転圧入できるものが開示されており、実開昭６０−
１８１４３４号公報、実開昭６１−１５５４３０号等に
も、複数のスパイラルウィングを設けた杭が開示されて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

小規模建造物の場合は、設計上、杭１本当たりの許容耐
力が５〜１５を程度のものが、使い易いが、在来工法に
おける鋼管杭ではこのようなものが見当たらず、沖積地
盤等、軟弱地盤用の基礎として適するものがない。これ
は、在来技術が大型構造物の基礎技術からの派生的なも
のであり、小規模建造物を目的としたものがないからで
ある。

上述のスパイラルウィングを取り付けた杭にも一長一短
があり、特にスパイラルウィングを杭外周に連続的に設
けた場合、重量が太き（なり、また周囲の土砂との摩擦
が大きくなる他、排土が生ずるといった問題もある。

この発明は上述のような問題点を解決することを目的と
し、特に中低層住宅等の建築物あるいは小規模の構築物
等の施工に適し、沖積地盤等の軟弱地盤用においても所
要の耐力が確保でき、かつ無騒音、無振動、さらに無排
土で施工できる小口径鋼管杭を提供することを目的とし
たものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の小口径鋼管杭Ａは外径が１００〜２００ｍｍ
で、管厚３．２〜６．Ｏｎ＋＋＋の鋼管ｌの外面に、１
〜３ｍの間隔をおいて、鋼管１の外径の１．５〜２．５
倍の外径を有する１〜２巻のスパイラルウィング２を複
数、不連続的に溶着したものである。

上述のような構成により、杭としての性能はスパイラル
ウィング２の外径と同径の杭材とほぼ同じかそれ以上の
耐力が期待でき、抗Ａ本体は小径であることから、軽量
となる。また、抗Ａ１本の長さは、通常の場合６ｍ以内
とすることにより、さらに軽量化が図れ、施工機械もこ
れに対応して小型なものが利用できるので、狭隘な場所
での施工も可能となる。また、スパイラルウィング２を
連続させず、１〜３ｍの間隔で設けたことにより、土砂
が地上に排出されず、スパイラルウィング２と地盤内の
周囲の土砂との摩擦も少ないため、杭Ａに回転トルクを
与えることにより、無排土で簡単に施工することができ
る。

〔作　用〕

この発明の小口径鋼管杭Ａの抗耐力はスパイラルウィン
グ２の翼面積による土の支圧力と鋼管１本体と周囲土の
付着によるせん断力の和によって定まるものと考えられ
る。

ところで、第７図は小口径鋼管杭Ａの外周に取り付けた
スパイラルウィング２の間隔と極限荷重との関係を示し
たもので、スパイラルウィング２の間隔が３ｍ程度まで
は、極限荷重にあまり差が見られず、３ｍ以上では極限
荷重が小さくなる。

一方、スパイラルウィング２を連続的に密に設けた状態
から、スパイラルウィング２の間隔が１ｍ程度までは、
スパイラルウィング２と土砂との摩擦等から施工時に大
きなトルクを必要とし、使用鋼材量、製作の手間等が多
くなるという欠点がある。このようなことから、この発
明ではスパイラルウィング２の間隔を１〜３ｍと限定し
た。

また、従来の杭ではその先端を、Ｎ値３０以上の硬地盤
で支持させるのが普通であるが、この発明の杭Ａの場合
は、Ｎ値２０以下程度を目標としており、地業により杭
頭レベルを揃えることが可能となる。中低層住宅、小規
模構築物としては、１本当たり、５〜１５を程度の許容
耐力が得られれば、十分であり、この杭Ａの適用範囲は
広い。

〔実施例〕

次に、図示した実施例について説明する。

第１図はこの発明の小口径鋼管杭Ａの一実施例を示した
もので、第２図にはその先端部の構造を示しである。

この実施例における小口径鋼管杭Ａは杭本体を、外径１
６５．２ｍｍで、管厚５．抛−１長さ５．０ｍの鋼構造
用鋼管１の３本継ぎとし、杭長を１５．０ｍとした。

また、スパイラルウィング２は外径３５０ｍ−１板厚６
　、　Ｏｍａ＋、スパイラルピッチ１００−―としたの
ものを用い、鋼管１の外面に各１巻、２ｍ間隔で溶着し
た。また、抗Ａ先端には第２図に示すような掘削補助金
具３および支持金具４を取り付けである。

掘削補助金具３はビットの役目をするもので、抗Ａの先
端外周部に複数斜めに取り付け、杭Ａの回転によるスパ
イラルウィング２の掘進を補助する。

また、台形状の支持金具４は杭Ａの先端中央部より、下
向きに突出し、抗Ａの埋設に先立ち、地盤面に貫入され
、杭Ａを鉛直に支持する際の安定性を高めることができ
る。

第３図はこの発明のスパイラルウィング２付きの杭Ａを
施工するための杭打ち機の概要を示したものである。

この杭打ち機は杭打ち機本体５から立ち上がるリーダー
６に沿って、油圧モーター７等が昇降し、油圧モーター
７に接続したキャップ８により杭Ａの頭部をつかむこと
ができる。油圧モーター７を作動させることにより、抗
Ａを回転させ、スパイラルウィング２および先端の掘削
補助金具３の作用で、抗Ａを地中に埋設して行くことが
できる。

第４図（ａ）〜（ｅ）は小口径鋼管杭Ａの施工手順を示
したもので、次のような手順で作業が行われる。

■抗建て込み（第４図（ａ）） 杭Ａを吊り込んで、杭芯に合わせて抗Ａをセットする。

■杭の固定（第４図（ｂ）） 抗Ａ先端を杭芯ヘセント完了したら、抗体を先端の支持
金具４を利用して固定する。

■回転埋設（第４図（Ｃ）） 杭Ａの鉛直性を確認したら、正転（右回転）を抗Ａに与
えて、スパイラルウィング２の掘進力で杭Ａを貫入する
。

■継手部溶接（第４図（ｄ）） １本目を埋設したら２本目、３本目を順次、溶接または
ねじ継手等により、継ぎ足し、回転埋設して行く。

■埋設完了（第４図（ｅ）） 所定の深さまで達したら、オーガーを逆転（左回転）さ
せ、キャップ８を外して施工を完了する。

なお、キャップ８には第４図（ｅ）に示すように切欠き
ｌＯがあり、これを抗Ａ頭部の突起１１と係合させて、
回転力を伝達している。

第５図はこの発明のスパイラルウィング２を取り付けた
小口径鋼管杭と、比較例としてスパイラルウィングを取
り付けない杭について、荷重と沈下量との関係を調べ、
スパイラルウィング２の杭耐力に及ぼす影響を調べたも
のである。グラフから明らかなように、スパイラルウィ
ング２を取り付けた抗（Ａ＞はそれを付けない杭（Ｂ）
に比べ、最大耐力が２倍以上あり、この発明の抗Ａの優
れた性能を示している。施工した地盤は軟弱な沖積地盤
であり、従来の技術では所要の耐力を得るために、高゛
い工費を要したが、この発明の小口径鋼管杭により、そ
のような地盤での杭基礎の施工が簡単になり、工費の低
減およびドライエ法による工期短縮が図れる。

第６図は杭Ａを複数本継ぎ足して行く場合の継手部の一
例を示したものである。すなわち、この例では上抗１ａ
上端に雄ねじ１２を上杭１ｂ下端に雌ねじ１３を形成し
たものである。抗Ａの埋設は上述のように回転トルクに
よって行われるため、ねじ式継手とすることにより、杭
Ａの回転で上下抗の接続も行え、施工時間の短縮が図れ
る。このねじ式の継手部は鋼管１の本体端部を転造塑性
加工したり、あるいは鉄板をプレス加工するなどして形
成することができる。なお、この発明では抗Ａの接続は
必ずしもねじ式の継手による必要はなく、溶接継手でも
よい。

〔発明の効果〕

■　小口径の杭で十分な耐力が期待でき、軽量化が図れ
、施工機械も小型のもので対処できるので、狭隘な場所
でも機材を搬入することができる。

■　杭施工を回転トルクのみで行えるので、騒音、振動
公害がない。

■　スパイラルウィングは連続しないので、地上に土砂
の排出がなく、抗体積分だけ周辺地盤が圧密されること
になり、地盤改良効果も期待できる。

■　杭耐力としては、スパイラルウィングにより、軟弱
な地盤でも所要の耐力が期待できるので、軟弱沖積地盤
でも杭の設計が容易となる。

０　スパイラルウィングを鋼管全体に連続的に設ける場
合と同程度の耐力が期待でき、かつスパイラルウィング
を不連続とした分、重量および材料の節減が図れ、溶接
等による組み立ても容易となる。

■　杭頭径は小口径鋼管杭本体のみであるから、地中梁
、布基礎の幅も小さく済み、土砂掘削量、コンクリート
量も少な（、経済的な施工が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の小口径鋼管杭の一実施例を示す正面
図、第２図は先端部の詳細を示す正面図、第３図は杭打
ち機の構造を示す側面図、第４図（ａ）〜（ｅ）は施工
手順を示す正面図、第５図は荷重と沈下量との関係から
スパイラルウィングの効果を示したグラフ、第６図は抗
継手部の構造の一例を示す正面図（左半分は断面図）、
第７図はスパイラルウィングの間隔と極限荷重との関係
を示すグラフである。 Ａ・・・杭、 ｌ・・・鋼管、２・・・スパイラルウィング、３・・・
掘削補助金具、４・・・支持金具、５・・・杭打ち機本
体、６・・・リーダー、７・・・油圧モーター、８・・
・キャンプ、９・・・杭振れ止め、１０・・・切欠き、
１１・・・突起、１２・・・雄ねじ、１３・・・雌ねじ 第１図 （ａ）　　　　　　　（ｂ） Ｑ− （ａ）　　　　　　　（ｂ） 第４図 （ｃ）　　　　　　　（ｄ）　　　　　　　（ｅ）第６
図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）外径が１００〜２００ｍｍで、管厚３．２〜６．
   ０ｍｍの鋼管の外面に、１〜３ｍの間隔をおいて、鋼管
   の外径の１．５〜２．５倍の外径を有する１〜２巻のス
   パイラルウィングを複数、不連続的に溶着したことを特
   徴とする小口径鋼管杭。