JPH10159087A

JPH10159087A - 翼付きねじ込み式鋼管杭

Info

Publication number: JPH10159087A
Application number: JP32254096A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Hayashi; 正宏林; Takashi Okamoto; 隆岡本; Toshio Shinohara; 敏雄篠原
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1996-12-03
Filing date: 1996-12-03
Publication date: 1998-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明に係る翼付きねじ込み式鋼管杭は、以
下の課題を解決することを目的としたものである。（１）翼を利用して大きな地盤支持力が得られること。（２）翼から伝達される曲げモーメントにより、鋼管杭
に過大な曲げ応力を発生させないこと。（３）強固な地盤まで鋼管杭をねじ込みにより埋設でき
ること。【解決手段】先端部に傾斜した１個又は複数個の取付
部６を有し、鋼管２の外径とほぼ等しい外径で鋼管２よ
り肉厚又は強度の大きい取付部材５と、鋼管２の直径よ
り大きい直径の１個若しくは複数個の螺旋状板１１又は
鋼製板とを有し、取付部材５の取付部６に螺旋状板１１
又は鋼製板を接合してほぼ螺旋状の翼１０を構成し、取
付部材５を鋼管２の先端部に溶接接合した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、翼付きねじ込み式
鋼管杭に係り、さらに詳しくは、鋼管の先端部に螺旋状
板あるいは複数の鋼製板を傾斜して取付けた鋼管杭に回
転力を与えることにより、無排土で地中に埋設すること
のできる翼付きねじ込み式鋼管杭に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼管の側面や先端部に翼状板を取付けた
鋼管杭に、地上に設置した機械によって回転力を与える
ことにより、ねじの作用で鋼管杭を地中に埋設する方法
は従来から多数提案されており、その一部は小径の杭を
対象としたものではあるが実用化されている。以下、従
来のこの種鋼管杭の一例について説明する。

【０００３】特公平２−６２６４８号公報に記載された
鋼管杭の埋設工法は、鋼管製の杭本体の下端部に底板を
固設し、該底板に掘削刃を設けると共に、杭本体の下端
部外周面に杭本体の外径のほぼ２倍強の外径を有する翼
幅の大きな杭ねじ込み用の螺旋翼を、ほぼ一巻きにわた
り突設した鋼管杭を、軟弱地盤にねじ込むように回転さ
せながら地中に押圧し、下端部の掘削刃によって杭本体
先端部の土砂を掘削軟化させて、杭側面の未掘削土砂中
に螺旋翼を食い込ませて、土の耐力を反力として杭体を
回転推進しつつ、掘削軟化した土砂を杭側面に押出して
圧縮し、無排土で地中に杭体をねじ込んでゆくようにし
たものである（従来技術１）。

【０００４】また、特開平７−２９２６６６号公報に記
載された鋼管杭は、一枚の長さが半巻きで、外径が杭本
体の１．５〜３倍程度である一対のラセン翼を、鋼管杭
の下端部外周面の同じ高さ位置でラセン方向を同じにし
て互いに相対的に複数枚不連続に固定したものである
（従来技術２）。

【０００５】さらに、特開昭６１−９８８１８号公報に
記載された回転圧入式鋼管杭は、鋼製円筒体の下部に、
上下方向に延長する押込用傾斜前面を有する刃を設ける
と共に、その傾斜前面の下端部から円筒体回転方向の後
方に向って斜めに上昇する傾斜ブレードを固定して環状
のドリルヘッドを構成し、そのドリルヘッドの上端部に
鋼管杭の下端部を取付けたものである（従来技術３）。
これら従来技術１〜３に示す螺旋翼又は傾斜ブレード
は、施工に際してねじとして機能すると共に、大きな地
盤支持力を得るための支持体として機能も備えている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来技術１及び２の鋼
管杭は、工事完了後上載建造物の重量や地震により鋼管
杭に鉛直力が作用すると、螺旋翼には翼面下の地盤から
強い反力を受ける。その結果、螺旋翼の付け根部分に大
きな曲げモーメントが生じ、これが鋼管に伝達されて大
きな曲げ応力が発生する。この曲げ応力は、従来技術２
の明細書に記載されているように、鋼管の外径が１００
〜２００ｍｍ程度の径の小さい鋼管杭であれば実用上大
きな問題にはならない。しかし、広く使用されている外
径が５００〜６００ｍｍの鋼管杭では、設計上大きな問
題となる。

【０００７】螺旋翼の外径は、従来技術１及び２に示さ
れるように、施工上あるいは支持力上、鋼管径の２倍程
度がよいとされている。ここで、鋼管径２００ｍｍの鋼
管杭と、６００ｍｍの鋼管杭とを比較する。いま、それ
ぞれの螺旋翼の外径を鋼管径の２倍である４００ｍｍ、
１２００ｍｍとすると、螺旋翼の幅｛（螺旋翼外径−鋼
管外径）／２｝は、それぞれ１００ｍｍ、３００ｍｍと
なる。螺旋翼に作用する単位面積当りの地盤反力が同じ
とすると、螺旋翼の付け根に作用する単位周長当りの曲
げモーメントは、螺旋翼の幅の２乗に比例するので、外
径６００ｍｍの鋼管杭では、外径２００ｍｍの鋼管杭に
比べて約９倍の大きさになる。このため、螺旋翼は大変
厚いものが要求される。

【０００８】一方、螺旋翼の付け根付近の鋼管には、前
述のように螺旋翼から曲げモーメントが伝達され、曲げ
応力が発生する。鋼管に伝達される曲げモーメントの大
きさは鋼管の寸法によって異なるが、螺旋翼の付け根部
の曲げモーメントの５〜１０割程度の値になる。例え
ば、外径６００ｍｍの鋼管の場合、設計上４０ｍｍ以上
の厚さが必要な螺旋翼の曲げモーメント値の５〜１０割
の曲げモーメントが付け根付近の鋼管に作用する。外径
６００ｍｍの鋼管杭の場合、一般に使用されている肉厚
は９〜１２ｍｍ程度であり、螺旋翼の曲げモーメントに
よって生ずる鋼管の曲げ応力は設計許容曲げ応力を大き
く超過することになる。

【０００９】また、従来技術１及び２は、大きな地盤支
持力を得るために、鋼管の先端部に底板を取付ける必要
があり、そのためには、鋼管の先端部と底板を強固に溶
接結合しなければならず、そのコストも少なくない。

【００１０】従来技術３は、鋼製円筒体の先端部に蓋が
ないため、大きな地盤支持力を得ることができないとい
う大きな問題をもっている。また、傾斜ブレードの幅が
狭く、鋼製円筒体の先端部の内外に僅かに突出する構造
のため、傾斜ブレードを大きな地盤支持力の支持体とし
て期待することはできない。

【００１１】本発明は、上記従来技術の問題に鑑みて、
以下の課題を解決することを目的としたものである。（１）翼を利用して大きな地盤支持力が得られること。（２）翼から伝達される曲げモーメントにより、鋼管杭
に過大な曲げ応力を発生させないこと。（３）強固な地盤まで鋼管杭をねじ込みにより埋設でき
ること。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明に係るねじ込み式鋼管杭は、先端部に傾斜
した１個又は複数個の取付部を有し、鋼管の外径とほぼ
等しい外径で鋼管より肉厚又は強度の大きい取付部材
と、鋼管の直径より大きい直径の１個若しくは複数個の
螺旋状板又は鋼製板とを有し、取付部材の取付部に螺旋
状板又は鋼製板を接合してほぼ螺旋状の翼を構成し、取
付部材を鋼管の先端部に溶接接合したものである。

【００１３】（２）上記（１）の取付部材を、鋼管の周
長とほぼ等しい長さで鋼管より肉厚又は強度の大きい鋼
板を斜め若しくは複数のレ字状又は段部を介して斜めに
切断し、この鋼板を円筒状に曲げ加工してその当接部を
溶接接合し、鋼管の外径とほぼ等しい外径に形成した。

【００１４】（３）また、上記（１）の取付部材を、外
径が鋼管とほぼ等しく鋼管より肉厚又は強度の大きい鋼
管を、一方は直角に他方は斜め若しくは複数のレ字状又
は段部を介して斜めに短尺切断して構成した。

【００１５】（４）上記（１）の螺旋状板を、直径が鋼
管の直径より大きく鋼管より肉厚又は強度の大きいほぼ
円形の鋼板を取付部材の取付部の形状に対応した形状に
曲げ加工して構成した。

【００１６】（５）上記（１）の鋼製板を、直径が鋼管
の直径より大きい円形鋼板又は楕円形鋼板を複数に分割
して半円状又は扇形状に形成した。（６）また、上記（５）の鋼製板の内角の総和が３２０
°〜４００°になるように形成した。

【００１７】（７）上記（１）の取付部材の取付部に接
合した螺旋状板又は複数の鋼製板の食い違い部のうち、
取付部材と螺旋状板又は複数の鋼製板との間に形成され
た開口部を閉塞部材で閉塞した。

【００１８】

【発明の実施の形態】

実施形態１図１は本発明に係る翼付きねじ込み式鋼管杭の実施形態
１の斜視図である。図において、１は翼付きねじ込み式
鋼管杭（以下単に鋼管杭という）、２はこの鋼管杭１を
構成する鋼管、５は先端部に翼１０を構成する螺旋状板
１１が取付けられ、鋼管２の下端部に溶接接合された取
付け部材である。

【００１９】取付部材５は、図２に示すように、鋼管２
の肉厚より厚い板厚で、鋼管２の周長とほぼ同じ長さの
鋼板４を斜めに切断し、この鋼板４を円筒状に曲げ加工
して両端部を溶接接合し、図３に示すように、鋼管２の
直径とほぼ等しい直径に構成したものである。これによ
り、取付部材５の先端部には螺旋状の取付部６が形成さ
れる。

【００２０】また、螺旋状の取付部６を形成する段部７
の高さｈは、鋼管杭１を埋設する地盤の状態、鋼管２の
外径などによって異なるが、一般にｈ＝０．１〜０．３
Ｄ（Ｄは鋼管２の外径）程度であることが望ましい。こ
の段部７の高さｈが０．１Ｄ未満の場合は、鋼管杭１の
１回転当りの貫入量が低下し、また、０．３Ｄを超える
と１回転当りの貫入量が大きくなりすぎるため、鋼管杭
１を回転させるためのトルクが過大になり、さらに翼１
０で掘削する地盤の深さが大きくなるために、支持力が
若干低下する。

【００２１】翼１０を構成する螺旋状板１１は、図４に
示すように、鋼管２の直径Ｄより大きい外径Ｄ₁（例え
ば、Ｄ₁＝２Ｄ）の円形鋼板又は楕円形鋼板の中心を通
る線の一部を切断し、取付部材５の取付部６の下面形状
に対応した形状に曲げ加工して構成したものである。な
お、螺旋状板１１の大きさは、鋼管杭１を埋設する地盤
の状態、鋼管２の直径などによって異なるが、一般に鋼
管２の直径の１．５〜３倍程度が望ましい。このような
螺旋状板１１は、図５に示すように、取付部材５の先端
部の取付部６の下面に当接され、溶接等により取付部材
５に剛接合される。そして、螺旋状板１１が取付けられ
た取付部材５は、図１に示すように、溶接等により鋼管
２の下端部に溶接接合される。

【００２２】なお、この螺旋状板１１は、図６に示すよ
うに、円形鋼板又は楕円形鋼板の中心部に穴１２を設
け、この穴１２から外周部まで切断すれば、螺旋状板１
１の曲げ加工が容易で、より正確な形状に形成すること
ができる。なお、この穴１２は、曲げ加工終了後鋼板等
で閉塞することが望ましい。また、螺旋状板１１は、円
形鋼板又は楕円形鋼板を複数の片に分割し、それぞれの
片を曲げ加工したのち各片を溶接により接合して取付部
材５の取付部６に取付けてもよく、あるいはそれぞれの
片を曲げ加工して取付部材５の取付部６に取付けたの
ち、隣接する片を溶接により接合してもよい。

【００２３】上記のように構成した鋼管杭１は、例えば
図２４に示すように、ベースマシン２０に搭載したオー
ガー２１に連結され、オーガー２１によって回転されて
翼１０（螺旋状板１１）のねじ作用により地中にねじ込
まれ、埋設される。このとき、螺旋状板１１の曲げ加工
によって形成された食い違い部の開口部１３が小さいた
め、鋼管２内には土砂はほとんど侵入しない。

【００２４】実施形態２本実施形態は、実施形態１において、螺旋状板１１の両
端部の食い違いによって形成された開口部１３のうち、
取付部材５に囲まれた部分を、図７に示すように、鋼板
等からなる閉塞部材１４によって閉塞し、併せて螺旋状
板１１の両端部を剛接合したものである。

【００２５】上記のように構成した実施形態１に係る鋼
管杭１は、螺旋状板１１が鋼管２の下部開口部の大部分
を閉塞すると共に、鋼管２の外周面から大きく突出して
いるため、地中へのねじ込み施工時には、螺旋状板１１
が下方の地盤に食い込んで鋼管杭１を地中にねじ込む機
能と、鋼管２の下方の土砂を食い違い部で掘削して鋼管
２の周囲に押出し、かつこれを圧縮する機能との両機能
を備えている。また、施工後において、上載建造物等に
よる鉛直荷重を支持する杭として機能するときは、螺旋
状板１１は、鋼管２の下端開口部を閉塞する底板として
の部分と、鋼管２の外周から突出した部分とを合わせた
全面積が支持体として機能し、大きな地盤支持力を得る
ことができる。

【００２６】このように、螺旋状板１１は、鋼管２の外
周に突出して地盤へ食い込む機能と、鋼管先端部の開口
部を閉塞する底板としての機能との両機能を備えてお
り、先端部を閉塞した鋼管杭の地盤支持力は、閉塞面積
に比例することが知られている。したがって、本発明に
係る鋼管杭１は、例えば、螺旋状板１１の外径を鋼管２
の外径の２倍にすると、螺旋状板１１の面積は、これが
ない場合の４倍の面積となり、非常に大きな地盤支持力
が得られる。

【００２７】また、実施形態２に示すように、螺旋状板
１１の両端部の食い違いによって形成された開口部１３
のうち取付部材５に囲まれた部分を、閉塞板１４で閉塞
することにより、鋼管２内への土砂の侵入を防止できる
ので、鋼管杭１の先端部の下方にあるすべての土砂は、
鋼管杭１の側方に押し出しされ、圧縮されて密度の高い
土砂になるため、鋼管杭１の周面摩擦による地盤支持力
を大きくすることができる。

【００２８】ところで、螺旋状板１１によって大きな地
盤反力を受けるためには、螺旋状板１１は高い剛性が要
求される。例えば、鋼管２の外径が５００ｍｍ、螺旋状
板１０の外径が１０００ｍｍの場合、螺旋状板１０に
は、地盤反力により大きな曲げモーメントが発生するた
め、設計上、厚さ４０ｍｍ程度の鋼板を用いることが要
求され、この曲げモーメントは鋼管２に伝達されて大き
な曲げ応力が生ずることになる。この曲げモーメントの
大きさは、鋼管２の直径と螺旋状板の直径との関係や地
盤反力の分布状態によって、鋼管２の内側と外側に加え
られる曲げモーメントに大きなアンバランスが生じ、こ
れが鋼管２に伝達されて、図８に示すように、鋼管２に
大きな曲げ応力が発生することが考えられる。

【００２９】本発明においては、鋼管杭１の曲げ応力の
影響がある部分について、鋼管２の肉厚より厚い板厚の
鋼板４によって構成した取付部材５を使用することによ
り、曲げ応力の影響がある部分に関して発生応力を許容
応力内に収めることができるので、鋼管２には大きな曲
げ応力は生じない。

【００３０】取付部材５の板厚及びその長さＬは、想定
される地盤反力を考慮して、数値解析により決定するこ
とになる。例えば、鋼管２の直径が５００ｍｍ、螺旋状
板１１の直径が１０００ｍｍで、５００ｔの鉛直荷重が
作用した場合、通常の鋼管では、軸力のみが作用する部
分では１４ｍｍの肉厚で降伏応力（２４００ｋｇｆ／ｃ
ｍ²）内に収まるところを、軸力と曲げモーメントの両
者が作用する部分の応力を許容応力内に収めるために
は、２０ｍｍ程度の肉厚の鋼管を必要とする。このた
め、鋼管の肉厚を厚くして螺旋状板１１を直接鋼管に取
付ける方法では、不経済となってしまう。

【００３１】そこで、曲げモーメントが作用する部分に
肉厚の厚い取付部材５を用いれば、鋼管２の肉厚を厚く
する必要がないので経済的であり、その上曲げモーメン
トにも十分対応できることになる。また、取付部材５は
鋼管４を切断及び曲げ加工するだけなので、作用荷重に
対応して各種サイズのものを用いるこができる。

【００３２】図９は、鋼管杭１を地中にねじ込んで埋設
する際、螺旋状板１１の端部が変形するのを防止するた
め、螺旋状板１１の回転方向側の端部に、補強用鋼板１
５を取付けたものである。また、図１０は、鋼管杭１の
ねじ込み効率を向上するために、螺旋状板１１の回転方
向側の端部に、螺旋状板１１の掘削を補助するための掘
削刃１６を取付けたものである。なお、これら補強用鋼
板１５及び掘削刃１６は、本発明に必須のものではな
い。

【００３３】図２４は実施形態１及び２に係る鋼管杭１
を地中に埋設する場合の施工試験の一例を示すものであ
る。鋼管杭１を構成する鋼管２の寸法は、外径Ｄ＝５０
０ｍｍ、肉厚ｔ＝１４ｍｍ、長さ３５ｍであり、取付部
材５の板厚を２０ｍｍ、長さ（高さ）を２５０ｍｍと
し、取付部６の段部７の高さをｈ＝０．１２５Ｄとし
た。また、螺旋状板１１は外径１０００ｍｍ、板厚４０
ｍｍとした。

【００３４】鋼管杭１の回転力は、図２４に示すベース
マシン２０に搭載したオーガー２１により杭頭に伝達し
た。また、試験場所の地盤は、地表から８ｍまでは埋立
土、８ｍ〜３０ｍまではＮ値２程度の軟弱粘性土、３０
ｍ以深はＮ値５０以上の強固な細砂層であった。この施
工試験の結果、鋼管杭１は短時間でスムーズに所定の深
さまで埋設することができた。

【００３５】実施形態３図１１は本発明の実施形態３の斜視図、図１２はその平
面図である。上述の実施形態１，２においては、翼１０
に螺旋状板１１を用いた場合を示したが、本実施形態に
おいては、翼１０を複数の鋼製板１１ａ，１１ｂで構成
し、これを取付部材５の取付部６ａ，６ｂに取付けたも
のである。

【００３６】取付部材５は、図１３に示すように、鋼管
２の肉厚より厚い板厚で、鋼管２の周長とほぼ同じ長さ
の鋼板４を２つのレ字状に切断し、この鋼板４を円筒状
に曲げ加工し、図１４に示すように、鋼管２の直径とほ
ぼ等しい直径に形成したものである。これにより、取付
部材５の先端部には螺旋状の傾斜面からなる取付部６
ａ，６ｂが形成される。この取付部６ａ，６ｂを形成す
る段部７ａ，７ｂの高さｈ₁は、鋼管杭１を埋設する地
盤の状態、鋼管２の直径などによって異なるが、一般
に、ｈ＝０．１〜０．３Ｄ（Ｄは鋼管２の外径）程度で
あることが望ましい。

【００３７】翼１０を構成する鋼製板１１ａ，１１ｂ
は、図１５（ａ），（ｂ）に示すように、鋼管２の直径
Ｄより大きい直径Ｄ₁（例えば、Ｄ₁＝２Ｄ）の円形鋼
板又は楕円形鋼板を中心部から２分割して平坦な半円状
に形成したものである。この鋼製板１１ａ，１１ｂの大
きさは、鋼管２の直径、構成板１１ａ，１１ｂの数、鋼
管杭１を埋設する地盤の状態などによって異なるが、一
般に鋼管２の外径の１．５〜３倍程度が望ましい。

【００３８】このような鋼製板１１ａ，１１ｂは、取付
部材５の取付部６ａ，６ｂに沿ってその内部を塞ぐよう
に載置し、溶接等により取付部材５に傾斜して取付けら
れる。そして、この取付部材５を鋼管２の下端部に溶接
によって接合すれば、鋼管杭１が完成する。

【００３９】上記の説明では、取付部材５に２つのレ字
状の取付部６ａ，６ｂを設け、この取付部６ａ，６ｂに
それぞれ鋼製板１１ａ，１１ｂを接合した場合を示した
が、取付部材５に３つ又はそれ以上の取付部を設け、円
形鋼板又は楕円形鋼板を取付部の数に対応して分割した
扇形状の鋼製板をそれぞれ取付部材５の取付部に接合す
るようにしてもよい。なお、本実施形態においても、鋼
製板１１ａ，１１ｂの食い違いによって形成された開口
部１３のうち、取付部材５に囲まれた部分を、実施形態
２で説明した閉塞部材１４で閉塞してもよく、これによ
り実施形態２の場合と同様の効果が得られる。また、鋼
製板１１ａ，１１ｂの回転方向の端部に、図９に示すよ
うな補強用鋼板１５、あるいは図１０に示すような掘削
刃１６を取付けてもよい。

【００４０】上記のように構成した本実施形態において
も、実施形態１，２の場合と同様に、鋼管杭１を短時間
でスムーズに所定の深さまで埋設することができる。ま
た、翼１０を半円状又は扇形状の平坦な鋼製板１１ａ，
１１ｂで構成したので、曲げ加工を行う必要がなく、製
作が容易でコストを低減することができる。さらに、鋼
製板１１ａ，１１ｂによって発生する曲げモーメントに
対しては、実施形態１の場合と同様の効果を得ることが
できる。

【００４１】実施形態４図１６は本発明の実施形態４の斜視図である。本実施形
態における取付部材５は実施形態１の取付部材５（図
２，図３）とほぼ同じ構造のものであるが、段部７の高
さｈがこれより若干低く、ｈ＝０．１〜０．４Ｄに形成
されている。また、翼１０を構成する鋼製板１１ａ，１
１ｂは、実施形態３の鋼製板１１ａ，１１ｂと同様に、
円形鋼板又は楕円形鋼板を複数等分して半円状又は扇形
状に形成したものである。

【００４２】上記のような鋼製板１１ａ，１１ｂは、そ
の縁部（半円状の場合は直線縁、扇形状の場合は尖端
部）を取付部材５の取付部６のほぼ中心部に位置させて
取付部６上に載置し、溶接等により取付部６に取付け
る。ついで、この取付部材５を鋼管２の下端部に溶接等
により接合すれば、鋼管杭１が構成される。この場合、
隣接する鋼製板１１ａ，１１ｂの当接部近傍を溶接によ
り接合すれば、力学的安定性を増すことができる。

【００４３】実施形態５上記の実施形態４では、円形鋼板又は楕円形鋼板を複数
等分して内角の総和が３６０°の鋼製板１１ａ，１１ｂ
を成形して翼１０を構成した場合を示したが、本実施形
態は、各鋼製板１１ａ，１１ｂの内角の総和を３６０°
より小さく、又は３６０°より大きく形成したものであ
る。図１７、図１８は各鋼製板１１ａ，１１ｂの内角の
総和を３６０°より小さくしたもので、鋼製板１１ａと
１１ｂとの間にはすき間１７が生じる。また、図１９、
図２０は各鋼製板１１ａ，１１ｂの内角の総和３６０°
より大きくしたもので、鋼製板１１ａと１１ｂとの間に
は重なり１８が生じる。なお、この場合、例えば、鋼製
板１１ｂの取付けにあたっては、段部７の上部において
取付部６に連続する溝６ａを設け、この溝６ａに鋼製板
１１ｂの一部を嵌入すればよい。

【００４４】発明者らが行った現場試験や数値解析等に
よる検討結果によれば、各鋼製板１１ａ，１１ｂの内角
の総和が３２０°より小さいと、鋼管杭１のねじ込み施
工の際の貫入速度が低下すると共に、支持力が低下す
る。また、４００°を超えると、粒径の大きい砂礫地盤
では施工性が悪くなることがわかった。このようなこと
から、翼１０を構成する鋼製板１１ａ，１１ｂの内角の
総和は、３２０°〜４００°の範囲内とすることが望ま
しい。

【００４５】この場合、翼１０を構成する各鋼製板１１
ａ，１１ｂの内角をすべて等しくする必要はなく、若干
異なってもよい。また、すき間１７又は重なり１８は１
か所に集中する必要はなく、隣接する鋼製板１１ａ，１
１ｂの間に適宜設けてもよい。

【００４６】実施形態６図２１は本発明の実施形態６の斜視図である。本実施形
態においては、取付部材５は、図２２に示すように、鋼
管２の肉厚より厚い板厚で、鋼管２の周長とほぼ同じ長
さの鋼板４を中央部に段部７ｂを設けて同じ角度で斜め
に切断し、この鋼板４を円筒状に曲げ加工して両端部を
溶接接合し、図２３に示すように、鋼管２とほぼ同じ直
径で第１の段部７ａと第２の段部７ｂとにより、同方向
に向う斜面からなる第１の取付部６ａと第２の取付部６
ｂを形成したものである。

【００４７】取付部材５の第１の段部７ａの高さｈは、
鋼管杭１を埋設する地盤の状態、鋼管２の外径などによ
って異なるが、一段にｈ＝０．１〜０．３Ｄ（Ｄは鋼管
２の直径）程度が望ましく、また、第２の段部７ｂの高
さｈ₁は、翼１０を構成する鋼製板１１ａ，１１ｂの厚
みより若干高く形成されている。なお、翼１０を構成す
る鋼製板１１ａ，１１ｂは、実施形態３〜５の鋼製板１
１ａ，１１ｂと同じである。

【００４８】このような取付部材５の先端部に鋼製板１
１ａ，１１ｂを接合して翼１０を構成するには、例え
ば、一方の鋼製板１１ａを第１の取付部６ａ上に載置し
てその直線縁を段部７ａ，７ｂの上端部と一致させ、溶
接等により取付部材５に接合する。次に、他方の鋼製板
１１ｂを第２の取付部６ｂ上に載置してその直線縁を段
部７ａ，７ｂに当接させ、溶接等により取付部材５に接
合する。

【００４９】このとき、両鋼製板１１ａ，１１ｂの段部
７ａ側は食い違いを生じるが、段部４ｂ側の端部はほぼ
同一平面上で当接する。この状態で鋼製板１１ａ，１１
ｂの当接部を溶接すれば、鋼製板１１ａ，１１ｂの取付
けが終了し、ほぼ螺旋状の翼１０が得られる。最後に取
付部材５を鋼管２の下端部に接合すれば、鋼管柱１を構
成することができる。

【００５０】上述の実施形態４，５においては、取付部
材５に設けた取付部６に２個の鋼製板１１ａ，１１ｂを
接合して翼１０を構成した場合を示したが、円形鋼板又
は楕円形鋼板を３個以上に分割した扇形状の鋼製板を取
付部６に接合して翼１０を構成してもよい。また、実施
形態６においては、取付部材５に４個以上の偶数個の取
付部６ａ，６ｂ，…を設け、各取付部に扇形状の鋼製板
を取付けるようにしてもよい。

【００５１】さらに、実施形態４〜６においても、鋼製
板１１ａ，１１ｂの食い違いによって形成された開口部
１３のうち、取付部材５に囲まれた部分を、実施形態２
で説明した閉塞部材１４で閉塞してもよく、これにより
実施形態２の場合と同様の効果が得られる。また、鋼製
板１１ａ，１１ｂの回転方向の端部に、図９に示すよう
な補強用鋼板１５、あるいは図１０に示すような掘削刃
１６を取付けてもよい。

【００５２】実施形態７上述の各実施形態では、鋼管２の肉厚より厚い板厚で、
鋼管２の周長とほぼ同じ長さの鋼板４を、斜め若しくは
複数のレ字状又は段部を介して斜めに切断し、鋼管４を
円筒状に曲げ加工して端部を溶接接合して取付部材５を
構成した場合を示したが、本実施形態は、鋼管により取
付部材を構成したものである。

【００５３】本実施形態においては、直径が鋼管杭１を
構成する鋼管２とほぼ等しく、肉厚が鋼管２の肉厚より
厚い鋼管を、一端は長手方向と直角に、他端は斜め若し
くは複数のレ字状又は段部を介して斜めに短尺切断して
取付部材を構成したものである。本実施形態によれば、
螺旋状に折曲げ加工する必要がなく、その上縦向き姿勢
で斜面加工が可能なため加工機械の制約が少なくなるの
で製作が容易であり、コストを低減することができる。

【００５４】このように、本発明に係る鋼管杭は、鋼管
杭１に回転力を与えてねじ込みにより地中に埋設する
際、螺旋状板１１又は鋼製板１１ａ，１１ｂで構成した
翼１０のうち鋼管２の側面の外側の部分は、ねじの作用
と同様に周囲の地盤からの反力により、鋼管杭１を下方
へ推進させる機能を備えている。また、鋼管２の内側の
部分は、従来技術に示された底板と異なり、食い違い部
を有する螺旋状板１１又は鋼製板１１ａ，１１ｂが配置
されているため、鋼管先端部の下方の地盤を掘削する機
能を有する。さらに、鋼管杭１は翼１０の全面積による
大きな支持力を得ることができる。また、翼１０から伝
達される曲げモーメントは厚い板厚の取付部材５により
受け持つため、鋼管２に過大な曲げ応力を発生すること
がない。さらに、鋼管杭１の下方にあるすべての土砂は
鋼管２の側方に押し出されて圧縮され、密度の高い土砂
となり、鋼管杭１は翼１０の支持力に加えて周面摩擦に
よる大きな支持力が得られる。

【００５５】上記の説明では、取付部材５を、鋼管２の
肉厚より厚い板厚の鋼板４を曲げ加工して構成した場合
を示したが、取付部材５は鋼管２より強度が大であれば
よい。

【００５６】また、上記の説明では鋼管２の下端部に設
けた取付部材５に、複数個の螺旋状板１１又は鋼製板１
１ａ，１１ｂを接合して翼１０を構成した場合を示した
が、翼１０の上方において鋼管の外周に螺旋状の翼又は
平板状の翼を取付けてもよい。これにより、鋼管２を下
方に推進させる機能及び支持機能をさらに向上させると
いうことができる。

【００５７】

【発明の効果】

（１）本発明に係る翼付きねじ込み式鋼管杭は、先端部
に傾斜した１個又は複数個の取付部を有し、鋼管の外径
とほぼ等しい外径でこの鋼管より肉厚又は強度の大きい
取付部材と、鋼管の直径より大きい直径の１個若しくは
複数個の螺旋状板又は鋼製板とを有し、取付部材の取付
部に螺旋状板又は鋼製板を接合してほぼ螺旋状の翼を構
成し、取付部材を鋼管の先端部に溶接接合して構成した
ので、次のような効果を得ることができる。

【００５８】Ａ．鋼管の底面と推進翼の両方の機能を備
えた螺旋状板又は鋼製板が、鉛直力の作用時に支持体と
して機能し、大きな支持力を得ることができる。Ｂ．螺旋状板又は鋼製板より発生する曲げモーメントが
伝達される鋼管の部分に取付部材を配置することによ
り、鋼管に大きな曲げ応力が発生することがない。

【００５９】Ｃ．鋼管の端部近傍が取付部材によって補
強されるため、この範囲の肉厚を増すだけで鋼管全長の
肉厚を増す必要がなく、経済的である。Ｄ．取付部材を含む翼付き端部を工場で製作することが
できるので、製作が容易である。

【００６０】（２）上記（１）の取付部材を、鋼管の周
長とほぼ等しい長さで前記鋼管より肉厚又は強度の大き
い鋼板を斜め若しくは複数のレ字状又は段部を介して斜
めに切断し、該鋼板を円筒状に曲げ加工してその当接部
を溶接接合し、前記鋼管の外径とほぼ等しい外径に形成
し、（３）あるいは、上記（１）の取付部材を、外径が鋼管
とほぼ等しく該鋼管より肉厚又は強度の大きい鋼管を、
一方は直角に他方は斜め若しくは複数のレ字状又は段部
を介して斜めに短尺切断して構成したので、端部の斜面
加工が容易であり、特に鋼管を短尺切断した場合は、螺
旋状に曲げ加工する必要がなく、その上縦向き姿勢で斜
面加工が可能なため加工機械の制約が少なくなるので製
作が容易であり、コストを低減できる。また、何れの場
合も縦向き姿勢で螺旋状板又は鋼製板を接合できるの
で、作業が容易である。

【００６１】（４）上記（１）の螺旋状板を、直径が鋼
管の直径より大きく該鋼管より肉厚又は強度の大きいほ
ぼ円形の鋼板を取付部材の取付部の形状に対応した形状
に曲げ加工して構成し、（５）あるいは、上記（１）の鋼製板を、直径が鋼管の
直径より大きい円形鋼板又は楕円形鋼管を複数に分割し
て半円状又は扇形状に形成したので、製作が容易であ
り、特に、鋼製板の場合は、螺旋状に曲げ加工する必要
がないため、製作が容易でコストを低減できる。

【００６２】（６）上記（５）の鋼製板の内角の総和を
３２０°〜４００°になるようにしたので、良好なねじ
込み施工性と安定した支持力を得ることができる。（７）上記（１）の取付部材の取付部に接合した螺旋状
板又は複数の鋼製板の食い違い部のうち、取付部材と螺
旋状板又は複数の鋼製板との間に形成された開口部を閉
塞部材で閉塞したので、鋼管杭の地中へのねじ込みに際
して鋼管内への土砂の侵入を完全に防止することができ
る。また、鋼管杭の先端部の下方にある土砂は側方に押
出されて密度の高い土砂になるため、鋼管杭の周面摩擦
による地盤支持力を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の斜視図である。

【図２】図１の取付部材の製作過程を示す説明図であ
る。

【図３】図１の取付部材の斜視図である。

【図４】図１の螺旋状板の製作過程を示す説明図であ
る。

【図５】取付部材に螺旋状板を接合した状態を示す斜視
図である。

【図６】図１の螺旋状板の製作過程の他の例を示す説明
図である。

【図７】本発明の実施形態２の斜視図である。

【図８】翼に発生する曲げモーメントの伝達によって鋼
管杭に生ず曲げ応力と、鋼管杭の先端部からの距離との
関係を示す線図である。

【図９】翼に補強用鋼板を取付けた状態を示す斜視図で
ある。

【図１０】翼に掘削刃を取付けた状態を示す斜視図であ
る。

【図１１】本発明の実施形態３の斜視図である。

【図１２】図１１の平面図である。

【図１３】図１１の取付部材の製作過程を示す説明図で
ある。

【図１４】図１１の取付部材の斜視図である。

【図１５】図１１の鋼製板の製作過程を示す説明図及び
鋼製板の斜視図である。

【図１６】本発明の実施形態４の斜視図である。

【図１７】本発明の実施形態５の斜視図である。

【図１８】図１７の下面図である。

【図１９】本発明の実施形態５の他の例の斜視図であ
る。

【図２０】図１９の下面図である。

【図２１】本発明の実施形態６の斜視図である。

【図２２】図２１の取付部材の製作過程を示す説明図で
ある。

【図２３】図２１の取付部材の斜視図である。

【図２４】本発明に係る鋼管杭の施工例を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１鋼管杭２鋼管４鋼板５取付部材６，６ａ，６ｂ取付部７，７ａ，７ｂ段部１０翼１１螺旋状板１１ａ，１１ｂ鋼製板１３開口部１４閉塞部材１５補強用鋼板１６掘削板１７すき間１８重なり

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼管の下部に取付けた翼を利用して地盤
中にねじ込んで埋設する翼付きねじ込み式鋼管杭におい
て、先端部に傾斜した１個又は複数個の取付部を有し、鋼管
の外径とほぼ等しい外径で該鋼管より肉厚又は強度の大
きい取付部材と、前記鋼管の直径より大きい直径の１個若しくは複数個の
螺旋状板又は鋼製板とを有し、前記取付部材の取付部に前記螺旋状板又は鋼製板を接合
してほぼ螺旋状の翼を構成し、前記取付部材を鋼管の先
端部に溶接接合したことを特徴とする翼付きねじ込み式
鋼管杭。
【請求項２】取付部材を、鋼管の周長とほぼ等しい長
さで前記鋼管より肉厚又は強度の大きい鋼板を斜め若し
くは複数のレ字状又は段部を介して斜めに切断し、該鋼
板を円筒状に曲げ加工してその当接部を溶接接合し、前
記鋼管の外径とほぼ等しい外径に構成したことを特徴と
する請求項１記載の翼付きねじ込み式鋼管杭。
【請求項３】取付部材を、外径が鋼管とほぼ等しく該
鋼管より肉厚又は強度の大きい鋼管を一方は直角に他方
は斜め若しくは複数のレ字状又は段部を介して斜めに短
尺切断して構成したことを特徴とする請求項１記載の翼
付きねじ込み式鋼管杭。
【請求項４】螺旋状板を、直径が鋼管の直径より大き
く該鋼管より肉厚又は強度の大きいほぼ円形の鋼板を取
付部材の取付部の形状に対応した形状に曲げ加工して構
成したことを特徴とする請求項１記載の翼付きねじ込み
式鋼管杭。
【請求項５】鋼製板を、直径が鋼管の直径より大きい
円形鋼板又は楕円形鋼板を複数に分割して半円状又は扇
形状に形成したことを特徴とする請求項１記載の翼付き
ねじ込み式鋼管杭。
【請求項６】鋼製板の内角の総和が３２０°〜４００
°になるように形成したことを特徴とする請求項５記載
の翼付きねじ込み式鋼管杭。
【請求項７】取付部材の取付部に接合した螺旋状板又
は複数の鋼製板の食い違い部のうち、取付部材と螺旋状
板又は複数の鋼製板との間に形成された開口部を閉塞部
材で閉塞したことを特徴とする請求項１記載の翼付きね
じ込み式鋼管杭。