JPH1193159A - 節付き鋼管杭 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 杭の先端部を拡径した従来の鋼管杭は、拡径
内周面と固結された内周地盤との間に辷りが生じ、また
先端拡径部の外周地盤を締め硬めないため地盤強度を向
上できず、地震などの際に杭の十分な安定性を確保でき
ないという課題がある。 【解決手段】 杭先端を胴体と同径にするとともに、節
部を中空かつ下部が小径で上部が大径となるよう上向き
に径を拡大した構造とし、前記節部の少なくとも１つを
杭の先端近くに取り付けた節付き鋼管杭としたので、先
端上部の節部外周面で先端地盤、周面地盤を締め固めて
地盤強度を引き出すことができ、また節部中空部内面で
は上下動を抑制し杭の安定を高め支持力を増大させるこ
とができるので、地震の水平力、上下力に対し杭の安定
性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は胴体に節部を有する
鋼管杭に関し、さらに詳しくは下部が小径で上部が大径
の上向き拡径節部の少なくとも１個を杭の先端近くに設
けた節付き鋼管杭に関する。

【０００２】

【従来の技術】杭基礎は、既製の杭基礎、場所打ち杭基
礎などに分類されるが、この内、既製の杭基礎は、コン
クリート杭や鋼管杭を、打ち込み工法や埋め込み工法で
地盤に沈設するものである。従来、鋼管杭として、杭の
中空部にコンクリートや固結土を充填したときの先端部
の支持力を強化する目的で直管の胴体に比べて先端部の
径を拡大した先端拡径鋼管杭〔図５、特開平８−８５９
３９号〕が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の先端拡径鋼管杭
５１は、図５で示すように、中空のストレートな胴体５
２の先端に先端拡径部５３を連続形成したものであり、
拡径先端の内周面で地盤を押圧させ、支持耐力を高める
が、拡径内周面の地盤を圧縮させることで土の固結性が
増し、拡径内周面と内周地盤との間に辷りが生じるた
め、地震力などで加わる水平力、上下力が働けば杭躯体
の安定は期待できない。また先端拡径部の外周地盤にお
ける地盤強度を引き出せないため、支持層厚の薄い場合
には地盤に悪影響を与える。これはストレート杭もまた
同様である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の節付き鋼管杭
は、杭先端を胴体と同径にするとともに、節部を中空か
つ下部が小径で上部が大径となるよう上向きに径を拡大
した構造とし、前記節部の少なくとも１つを杭の先端近
くに取り付けたものである。これにより、本発明は、地
震力で水平力、上下力が働く際、節部先端部の杭体が軸
となり、先端上部の節部外周面で先端地盤、周面地盤を
締め固めて地盤強度を引き出すことができ、また節部中
空部内面では上下動を抑制し杭躯体の安定を高め支持力
を増大させることができる。

【０００５】請求項１に記載の発明は、少なくとも１個
の中空状節部を胴体に有する鋼管杭であって、該節部を
下部が小径で上部が大径の上向き拡径節部で構成し、該
節部の少なくとも１個は取付位置が杭先端近くであるこ
とを特徴としており、杭先端での支持力と安定性を強化
し、節部外周面での支持力の強化および節部内外周面で
の上下振動の抑止を目的としている。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、杭先端近くに設けた上向き拡径節部の下端小径部の
杭先端からの距離を、杭直径の少なくとも１．５倍以上
としたことを特徴としており、杭先端を支持層中に十分
食い込ませて支持力と安定性をより強化することを目的
としている。

【０００７】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２において、上向き拡径節部の最大直径を杭直径の１．
５倍以上としたことを特徴としており、節部での十分な
支持力と上下振動の十分な抑止力を実現することを目的
としている。

【０００８】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかにおいて、上向き拡径節部を略半球状としたこ
とを特徴としており、節部中空部にできるだけ多くの固
結土等を充填し杭の振動抑止力を強化することを目的と
している。

【０００９】請求項５に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかにおいて、上向き拡径節部を略ラッパ状とした
ことを特徴としており、節部外周面における支持力をよ
り強化することを目的としている。

【００１０】請求項６に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかにおいて、上向き拡径節部を略円錐状としたこ
とを特徴としており、節部内外周面での支持力や振動抑
止力をバランスよく確保し種々の地盤に使用可能とする
ことを目的としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態につい
て、図１から図４を用いて説明する。図１は上向き拡径
節部を半球状の節部（半球節部と略称）で形成した本発
明鋼管杭の左半部縦断面図を示す。図２は本発明鋼管杭
の埋め込み工法の概略を示す断面図、図３は上向き拡径
節部がラッパ形状である本発明鋼管杭の左半部縦断面
図、図４は上向き拡径節部が円錐形状である本発明鋼管
杭の左半部縦断面図である。

【００１２】図１で示すように、本実施の形態による半
球節部付き鋼管杭１は、鋼製または他の金属からなる中
空の直管状鋼管の胴体２下部の先端４近くに上部が大径
で下部が小径の上向き拡径節部３を設けたもので、該節
部３は大径部３ａおよび小径部３ｂを有する略半球状で
あり、小径部３ｂの下端には取付部３ｃが節部３と一体
形成により、又は熔接などにより取り付けられている。
そして、該取付部３ｃは胴体２の所定の位置に熔接また
はボルト止めなどの方法で取り付けられる。前記大径部
３ａの直径は杭直径の１．５倍以上である。また、前記
節部３を杭胴体２へ取り付ける際の該節部３下端（すな
わち小径部３ｂ下端）の杭先端４からの距離は、杭直径
の１．５倍以上である。

【００１３】次に本実施の形態による上向き拡径節を有
する杭の施工方法について、図２の（ａ）〜（ｃ）を用
いて説明する。本発明の節付き鋼管杭１を埋め込み工法
で施工するには、図２（ａ）で示すように、先ず、先端
に掘削ヘッドを有し、周面に攪拌翼を有するオーガドリ
ル６を回転させながら、該ドリルのヘッドが地盤の支持
層５ｃに到達するまで、表層５ａ、中間層５ｂを掘削す
る。符号７は掘削孔を示す。次に、前記掘削孔７にセメ
ントミルクなどの固結材を所定量注入し、オーガドリル
７を回転させて土砂と固結材とをよく攪拌して固結土８
とする。前記オーガドリル６を逆転させながら引き上げ
る（図示なし）。図２（ｂ）は掘削孔７に所定量の固結
土８が注入された状態を示す。注入量は鋼管杭１の体
積、地盤の土質などから適宜、決定される。その後、図
２（ｃ）で示すように、本発明の鋼管杭１を、掘削孔７
中に回転させながら圧入する。杭先端４が支持層５ｃに
当接した後は、杭先端４および前記半球節部３の下部が
支持層５ｃ中の一定の深さに貫入するまで該支持層５ｃ
を締め固めつつ圧入し、本発明鋼管杭１の沈設を終了す
る。なお、セメントミルクの投入時期は、オーガドリル
６による地盤の掘削中でも、掘削後オーガドリルをを引
き上げる前でもよい。

【００１４】半球節部３を有する本発明の鋼管杭１は、
図２で示すように、杭下端４が硬質地盤の支持層５ｃ中
に食い込んでおり、半球節部３の傾斜した外周面もま
た、支持層５ｃ中に達している。しかも、半球節部３は
打設時に外周面で地盤を圧搾するため周囲地盤や支持層
５ｃは締め固められて強度が高くなり、支持力が増大し
ている。このように、半球節部３の外周面は、硬質かつ
締め固められた支持層５ｃに支えられているため、鋼管
杭１の沈下および下方への振動が抑止される。また半球
節部３の上部は中空状で、セメントミルクなどによる固
結土８やコンクリート、土砂などが内部に充填されるた
め、上方への振動が抑止される。すなわち、鋼管杭１は
半球節部３の内外周面における作用により上下振動や沈
降が有効に抑えられ、地震などに対しても安定する。さ
らに、鋼管杭１の先端部においては、杭下端４が硬質か
つ締め固められた支持層５ｃ中に食い込んでいるため、
杭下端での地盤反力および杭先端部内外の周面摩擦力に
より、地震などの振動や揺れに対しても安定する。すな
わち、本発明の鋼管杭１は、杭先端部や半球節部３の内
外周面の作用により、杭の沈下や、上下振動、揺れが強
力に抑止される。

【００１５】前記実施の形態における鋼管杭１におい
て、略半球状の節部３は該鋼管杭１を打設する地盤によ
り、または目的などにより、前記節部３の杭先端からの
取付位置を１．５倍より離してもよく、また節部３のサ
イズを適宜変更して使用しても良い。

【００１６】前記実施の形態における略半球状の節部３
は、先端部の近く以外に胴体２の任意の位置、例えば地
盤の中間層５ｂの位置に、さらに１個ないし複数個設け
てもよく、この場合には、杭の支持力と安定力をさらに
増大させることができる。

【００１７】図３で示す鋼管杭１０は本発明の他の実施
の形態を示すもので、上向き拡径節部３０が上部に大径
部３０ａを下部に小径部３０ｂを有する内部が中空の略
ラッパ状のものであり、取付部３０ｃで杭の胴体２に熔
接あるいは螺着により取り付けられている。鋼管杭１０
は、節部３０の外周面での地盤の支持力がより大きくな
るため、本発明の鋼管杭１０は支持層での支持力が比較
的弱い地盤にも好適に使用できる。

【００１８】図４の鋼管杭１１は本発明の他の実施の形
態を示すもので、上向き拡径節部３１が上部に大径部３
１ａを下部に小径部３１ｂを有する内部が中空の円錐形
状であり、取付部３１ｃで杭の胴体２に熔接あるいは螺
着により取り付けられている。本発明の鋼管杭１１は、
節部３１の内周面および外周面における支持力のバラン
スがとれているため、支持層での支持力の如何を問わず
使用でき、また構造が簡単であるため製造が容易であ
る。

【００１９】前記他の実施の形態における上向き拡径節
部３０、３１は、同節部３同様に、上記した先端近くの
位置以外に、胴体２の任意の位置、例えば地盤の中間層
５ｂの位置に、さらに１個ないし複数個設けてもよく、
この場合には、杭の支持力と安定力をさらに増大させる
ことができる。また、打設する地盤により、または目的
などにより、前記節部３０、３１のサイズや先端部の取
付位置も適宜、変更することも可能である。

【００２０】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は、杭先端部分が
硬質かつ締め固められた支持層に食い込んでいるため杭
の沈下を防止し振動に対して安定する。また上向き拡径
節部の外周面が打設時に圧搾強化された地盤の支持力で
支えられ、かつ節部中空部にはコンクリートや固結土が
充填されるため、杭の沈下および地震などの上下振動や
揺れを効果的に抑制できる効果がある。

【００２１】請求項２に記載の発明は、杭先端部を支持
力の高い支持層に十分な深さまで食い込ませることがで
き、地盤による杭の支持力および安定力を高めることが
できる効果がある。

【００２２】請求項３に記載の発明は、節部外周面での
支持力および節部内外周面での上下振動の抑止力を十分
に高めることができる効果がある。

【００２３】請求項４に記載の発明は、節部に充填され
た固結土などと節部内周面の作用により上方への振動を
効率的に防止できる効果がある。

【００２４】請求項５に記載の発明は、節部外周面にお
ける地盤支持力をより増大できるという効果を有する。

【００２５】請求項６に記載の発明は、節部の内外周面
における支持力や上下振動の抑止力がバランスよく強化
されるという効果を有する。

【００２６】本発明の鋼管杭は、杭先端部および節部の
支持力および安定力が強いため、振動や揺れにより杭が
不等沈下したり浮き上がったりすることが少なく、打ち
込み工法用として極めて有用である。また地盤や使用目
的に応じて、節部の取付位置や取付個数を任意に変更可
能であり、各種建築物の基礎杭として広範囲に使用でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】略半球形状の上向き拡径節部を有する本発明鋼
管杭の１実施例を示す左半部断面正面図である。

【図２】本発明の施工方法を示す概略断面図である。図
２（ａ）はオーガドリルて地盤を回転掘削し掘削孔を得
る工程を示し、図２（ｂ）は同掘削孔に固結土が充填さ
れている状態を示し、図２（ｃ）は本発明の鋼管杭を掘
削孔に入れ回転掘削している工程を示す。

【図３】本発明の他の実施例である略ラッパ状の上向き
拡径節部を有する鋼管杭の左半部断面正面図である。

【図４】本発明の他の実施例である略円錐形状の上向き
拡径節部を有する鋼管杭の左半部断面正面図である。

【図５】従来の先端拡径部を有する鋼管杭の一部断面正
面図である。

【符号の説明】

１、１０、１１ 鋼管杭 ２ 胴体 ３、３０、３１ 節部 ３ａ、３０ａ、３１ａ 大径部 ３ｂ、３０ｂ、３１ｂ 小径部 ３ｃ、３０ｃ、３１ｃ 取付部 ４ 先端

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１個の中空状節部を胴体に有
   する鋼管杭であって、該節部を下部が小径で上部が大径
   の上向き拡径節部で構成し、該節部の少なくとも１個は
   取付位置が杭の先端近くである節付き鋼管杭。
2. 【請求項２】 杭の先端近くに設けた上向き拡径節部の
   下端小径部の杭先端からの距離が、杭直径の少なくとも
   １．５倍以上である請求項１記載の節付き鋼管杭。
3. 【請求項３】 上向き拡径節部の最大直径が杭直径の
   １．５倍以上である請求項１または２記載の鋼管杭。
4. 【請求項４】 上向き拡径節部が半球状である請求項１
   〜３のいずれか記載の鋼管杭。
5. 【請求項５】 上向き拡径節部がラッパ状である請求項
   １〜３のいずれか記載の鋼管杭。
6. 【請求項６】 上向き拡径節部が円錐状である請求項１
   〜３のいずれか記載の鋼管杭。