JPH0892956A

JPH0892956A - 多段螺旋翼付き角型柱鋼管杭

Info

Publication number: JPH0892956A
Application number: JP25956494A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Yoshida; 勝之吉田
Original assignee: Chiyoda Geotech Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Geotech Co Ltd
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】狭い現場での施工が容易にできる、支持力の
大きな螺旋翼付き鋼管杭を提供する。【構成】下端に底板２と掘削刃３，４を設けた角柱状
の杭本体１の外周に、大径の螺旋翼の複数５ａ〜５ｄ
を、隔設するとともに、それら螺旋翼５ａ〜５ｄの外径
を、上部にいくにしたがい一定比率で大径とする。施工
にあたっては、杭本体１の上下間の適所に回転押込装置
を取付け、回転させながら押圧する。それにより、杭先
端の掘削土砂は側方へ押し出されながら、螺旋翼４が地
盤に切り込み、回転推進により沈降してゆき、無排土で
杭の埋設が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、市街地に建設する構造
物の基礎杭として、支持力が大で経済的に施工ができる
ようにした、多段翼付き角型柱鋼管杭に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】都市の建築法規緩和により敷地の有効利
用から３〜４階建の建築物が増加する一方で、地下室の
建設が容積外として認可されることになり、地下室又
は、地下貯熱室等の地下構造物が増加し、基礎杭で支持
されていない建物に、近接掘削が増加し地下水位の変化
や、地下掘削土留め工法による、地盤の緩みから地盤沈
下等のトラブルが年々増え、建物建設数年後に建築物に
悪影響を及ぼすことが、沖積平野部に発達した都心の狭
小な敷地で容易に予想され、予め対策が必要とされる時
代となってきた。

【０００３】また、日本の大都市は、河川を中心に発達
した沖積平野に集中しており、地表面は特に圧密を受け
ていない極軟弱層が多く、下部に行くに従って上層部の
土砂等による圧密をうけ、杭の支持層ではないが比較的
地表面よりやや強度のある沖積があり、沖積層の杭を支
持する支持層は、深い所は60ｍ以上に及んでおり、沖積
平野に建築した都市の、中低層建築物の基礎は経済的に
も、長尺な支持杭は不可能で、年月の経過とともに、地
盤の不等沈下などにより、沈下、変形が起き、建築トラ
ブルを起こす事故が特に沖積都市に多発している。

【０００４】このような狭小敷地の軟弱地盤の改良工法
として、異形摩擦杭、ソイルセメント改良杭、小径コン
クリ−ト杭等の杭基礎と、通称ベタ基礎と言われる浮基
礎工法が採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの杭基
礎工法は、道路幅が大きく、施工敷地が大きい建設物に
主として用いられ、施工機械と設備並びに杭材料は、狭
小道路や狭小敷地には搬入できず、適切な施工方法がな
く従来の技術での施工は非常に困難である。

【０００６】また、沖積平野部に発展した都市の、狭小
道路や狭小敷地での地盤の地表面は、未圧密であり日時
の経過と共に水位変化や、上部の建物荷重によって収縮
がおきる。このような大都市の軟弱地盤に、住み慣れた
周辺環境から、他地域に移転は難しく、家族の増加や住
居広さ余裕の必要性と、敷地の有効なる利用の要望か
ら、建築高さの制限撤廃と共に、３〜４階建の建築物、
地下室の建設が容積外とて認可されることになり、地下
室または地下貯熱室等の地下構造物の建設要望が増加し
ているが、狭小道路や狭小敷地に容易に搬入と施工でき
る施工法がなく、残土が発生しない基礎杭工法の開発が
待たれているのが実情である。

【０００７】本発明は、従来の工法における欠点を改善
し、特に都市の沖積地盤の狭小敷地に基礎杭として無振
動・無騒音・無排土で確実な支持力を発揮する、多段螺
旋翼付き鋼製角型柱基礎杭を提供しようとするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の構成について、実施例に対応する図面を参
照して説明すると、請求項１の鋼管杭は、角型鋼管によ
り形成した杭本体１の下端に、底板２と掘削刃３，４を
設けるとともに、杭本体１の外周面に、その長さ方向に
ほぼ等間隔をおいて、杭本体の一辺の長さの２倍以上の
径としたほぼ一巻きにわたる杭ネジ込用の螺旋翼５ａ〜
５ｄを突設し、かつ、それら螺旋翼５ａ〜５ｄの外径
を、上部にいくにしたがい一定比率で大径としたことを
特徴とするものである。

【０００９】また、請求項２の鋼管杭は、請求項１のも
のにおいて、杭本体１の下端を開放し、その下端に、杭
本体１の側方及び下方に突出する掘削刃４，４を設けた
ことを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項３の鋼管杭は、請求項２のも
のにおいて、杭本体１の下端部内に、ほぼ一巻きにわた
る内部螺旋翼８を設けたことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】本発明鋼管杭の埋設にあたっては、杭本体１の
上部に、図示を省略した回転押込装置を取り付け、その
駆動によって杭本体１をネジ込むように回転させながら
地盤に押圧する。それにより、下端の掘削刃３，４が杭
先端の土砂を掘削軟化させ、杭本体外周面に突設したネ
ジ込み用螺旋翼５ａ〜５ｄが、地盤に食い込み、土の組
成を反力として回転推進し、地上に土砂を排出せず、所
定の深度まで鋼管杭をネジリ込んで埋設がおこなわれ
る。

【００１２】その際、請求項１の鋼管杭では、杭先端の
掘削、軟化された土砂は、杭側方に押し出され周囲の地
盤を圧密することになる。また、請求項２及び３の鋼管
杭では、掘削土砂の一部は杭本体１内に流入する。特に
請求項３の鋼管杭では、内部螺旋翼の存在によって、杭
本体１内に入った土砂が搬送されるとともに、施工終了
時には、内部螺旋翼８ａ，８ｂと土砂とにより、杭本体
１下部は閉塞されることになる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明鋼管杭の実施例について図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施例を示す斜視
図、図２は同底面図、図３は同要部の側断面図である。

【００１４】図中１は杭本体で、断面四角形の角型鋼管
により所要長さに形成されている。この杭本体１の下端
には、底板２が溶接により設けられているとともに、杭
本体１の下端部側面及び下方に突出する、複数個の掘削
刃３，３と杭本体１の側面に突出して傾斜した掘削刃
４，４とが溶接により設けられている。

【００１５】また、杭本体１の外周には、その下端部か
ら上方に向けて、ほぼ等間隔をおき、ほぼ一巻きにわた
り連続して形成した螺旋翼５ａ〜５ｄが複数突設されて
いる。それらの螺旋翼５ａ〜５ｄは、その外径がいずれ
も杭本体１の一辺の長さＤの２倍以上となっている。ま
た、各螺旋翼５ａ〜５ｄのピッチＰは同様である。さら
に、各螺旋翼５ａ〜５ｄは、最下部の螺旋翼５ａから上
部のもの５ｂ〜５ｄになるにしたがい、一定の比率で順
次大径のものとし、それら螺旋翼５ａ〜５ｄの外側端を
結ぶ線ａが逆円錐状をなすようにされている。また、各
螺旋翼５ａ〜５ｄの間隔は、螺旋翼のピッチＰの倍数の
長さに設定するのがよい。

【００１６】図示の実施例では、１本の杭本体１に４個
の螺旋翼５ａ〜５ｄを設けたものとなっているが、螺旋
翼の数は適宜増減できる。鋼管杭の埋設深さが長くなる
にあたっては、この鋼管杭に他の杭を接続して使用す
る。

【００１７】上記の鋼管杭の施工にあたっては、杭本体
１の上端部或は上下間の適所に、図示を省略した回転押
込装置を取付け、その駆動によって杭本体１を回動しな
がら押し込んで地中に埋設する。この場合、杭本体１は
断面角形であるため、杭本体１の中間部でも回転力を容
易に伝達することができる。

【００１８】杭本体１を回動しながら押し込んでやれ
ば、下端の掘削刃３，４の作用で杭の先端地盤は掘削、
軟化して流動化され、杭の沈降が容易となる。そして、
まず杭本体１の最下部に突設した螺旋翼５ａが地盤に食
い込み、地盤の地耐力を反力として回転推進し、その
際、掘削、軟化した土砂は杭側面に押し出され圧密され
る。それにより、杭は無排土で地中にネジリ込まれて行
く。この場合、杭の１回転毎の推進長さは螺旋翼５ａの
ピッチＰの長さとほぼ等しくなる。

【００１９】鋼管杭の推進、沈降が進むことにより、上
方に設けられた螺旋翼５ｂ〜５ｄも次々と地盤に食い込
み、同様に回転推進することになる。この場合、図９に
示すように、それらの螺旋翼５ｂ〜５ｄは下端部の螺旋
翼５ａと連続した螺旋軌跡ｂ上にあるので、地盤への食
い込みも良好で、容易に行われることになる。

【００２０】したがって、本発明の鋼管杭では、螺旋翼
５ａ〜５ｄの回転推進によって杭の沈降を行うので、杭
の埋設は無排土で行われ、しかも杭周りの地盤は圧密さ
れたものとなる。そして、埋設された鋼管杭は、隔設し
た螺旋翼５ａ〜５ｄが、上部のものになるにしたがい順
次大径となっていることから、全体的に上方に広がった
円錐状の螺旋翼を形成することになるため、螺旋翼５ａ
〜５ｄによる垂直方向支圧力ばかりでなく、その円錐形
状によるクサビ効果が働いて、斜め方向に対する支圧力
も付加されることになり、大きな支持力が得られること
になる。

【００２１】さきにも述べたように、本発明では、鋼管
杭の埋設深さが長くなるにあたっては、この鋼管杭に他
の杭、例えば、一般に使用されている翼なしの鋼管製上
杭６を接続して埋設を続行する。本発明の鋼管杭は、そ
の効果をよりあげるためには、その円錐状の各翼部が地
表に近い末圧密地盤をさけ、一定値以上の強度のある安
定した深部の地層に埋設させることが望ましい。そのよ
うにすれば、各翼巾の大きな螺旋翼５ａ〜５ｄによる、
翼の支圧効果に加え各螺旋翼５ａ〜５ｄ全体の円錐状く
さび効果が地層に働き、一層大きな摩擦力とくさび効果
による合成、支持力が得られることになる。また、本発
明の鋼管杭は、杭本体１が角型であるため、建物の角柱
の位置に合わせて埋設すれば、その角柱と接続が容易に
できる。

【００２２】図４は、本発明の他の実施例を示したもの
で、さきの実施例における底板２が除外され、杭本体１
の下端は開放７されている。この実施例のものでは、杭
先端が硬質地盤に当った場合、掘削された土砂は開放部
６から杭本体１内に入るので、それだけ貫入抵抗が少な
く、硬質地盤に対しても、確実、容易に沈設できる。

【００２３】図５、図６は、本発明のさらに他の実施例
を示したもので、杭本体１の開放７された下端部の内周
面に、ほぼ一巻きにわたって内部螺旋翼８が突設されて
いる。この実施例の場合、掘削された土砂の一部は杭本
体１内に流入して、内部の螺旋翼８によって上方へ送ら
れるようになる。そのため、杭側方の地盤の圧密を要さ
ないような硬質地盤での施工も容易に行えることにな
る。

【００２４】また、図７、図８は、上記内部螺旋翼８の
構造を異にしたものである。すなわち、上記の螺旋翼８
と同様に、杭本体１の下端部の内周面に、ほぼ一巻きに
わたって２枚の内部螺旋翼８ａ，８ｂが突設されてい
る。そして、それらの螺旋翼８ａ，８ｂは、その下端位
置を互いにほぼ半周違えて周面に対向させているととも
に、側面からみてＸ字状に交差した形で突設されてい
る。この場合は、杭本体１内に流入した土砂に両内部螺
旋翼８ａ，８ｂの下端が周面上に対向した位置から同時
に食い込むことになるので、流入した土砂の搬送効果が
向上されるとともに、杭先端部閉塞効果もより大とな
る。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明における鋼
管杭は、下端に掘削刃を設けた杭本体の外周に、杭本体
の長さ方向にほぼ等間隔をおいて、鋼管杭本体の外径の
２倍以上の径としたほぼ一巻きにわたるネジ込用螺旋翼
を突設し、且つそれらの隔設した螺旋翼の外径を、上部
にいくにしたがい一定比率で大径とした構成としたの
で、回転押し込み駆動により杭は地中にネジリ込み、埋
設が容易で能率よく安価に施工でき、各螺旋翼の支圧力
と、各螺旋全体の円錐形状による地中のクサビ効果が有
効多大であり、また、構造は簡単なので安価に製作する
ことができる。

【００２６】しかも、その埋設は、鋼管杭を直接地中に
回転押圧させるだけの操作で極めて簡単かつ無騒音、無
振動でしかも無排土で深くまで行うことができ、特に軟
弱地盤上に建設する住宅等の基礎杭として優れたもので
ある。

【００２７】また、杭本体は角柱状となっているので、
杭本体の中間位置においても容易に回転力を伝達するこ
とが可能となり、したがって、施工機械の杭タワ−が低
いものを使って施工することができ、狭い敷地や建屋内
での杭施工も容易にできる。

【００２８】特に、請求項１の鋼管杭においては、杭先
端の掘削土砂は、杭側面に押し出されて周囲の地盤を圧
密するので、軟弱地盤での施工に適するとともに、軟弱
な地盤の改良の一助にもなる。また、請求項２の鋼管杭
では、掘削土砂の一部が杭本体内に流入するので、硬質
地盤での施工も確実、容易にできる。また、請求項３の
鋼管杭では、内部螺旋翼を設けたことにより、掘削土砂
の一部を杭本体内に搬送することができるとともに、杭
本体内に入った土砂と内部螺旋翼との併合によって、杭
先端部の閉塞効果が発揮され、杭下端の開放による支持
力の低下が抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】同底面図である。

【図３】同下部の縦断面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す下部の縦断面図であ
る。

【図５】本発明のさらに他の実施例を示す下部の縦断面
図である。

【図６】同底面図である。

【図７】同別の例を示す縦断面図である。

【図８】同底面図である。

【図９】本発明鋼管杭の埋設状態の説明図である。

【符号の説明】

１杭本体２底板３，４掘削刃５ａ〜５ｄ螺旋翼６上杭７開放部８，８ａ，８ｂ内部螺旋翼

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】角型鋼管により形成した杭本体の下端
に、底板と掘削刃を設けるとともに、杭本体の外周面
に、その長さ方向にほぼ等間隔をおいて、杭本体の一辺
の長さの２倍以上の径としたほぼ一巻きにわたる杭ネジ
込み用の螺旋翼を突設し、かつ、それら螺旋翼の外径
を、上部にいくにしたがい一定比率で大径としたことを
特徴とする、多段螺旋翼付き角型柱鋼管杭。
【請求項２】杭本体の下端を開放し、その下端に、杭
本体の側方及び下方に突出する掘削刃を設けたことを特
徴とする、請求項１記載の多段螺旋翼付き角型柱鋼管
杭。
【請求項３】杭本体の下端部内に、ほぼ一巻きにわた
る内部螺旋翼を設けたことを特徴とする、請求項２記載
の多段螺旋翼付き角型柱鋼管杭。