特開 2022-190512 先端翼付回転貫入鋼管杭

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022190512

(43)【公開日】2022-12-26

(54)【発明の名称】先端翼付回転貫入鋼管杭

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/28 20060101AFI20221219BHJP

   E02D 5/56 20060101ALI20221219BHJP

   E02D 5/72 20060101ALI20221219BHJP

【ＦＩ】

E02D5/28

E02D5/56

E02D5/72

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021098871

(22)【出願日】2021-06-14

(71)【出願人】

【識別番号】519367924

【氏名又は名称】株式会社ガイアＦ１

(74)【代理人】

【識別番号】100079050

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 憲秋

(74)【代理人】

【識別番号】100201879

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 大輝

(72)【発明者】

【氏名】山下 功治

【テーマコード（参考）】

2D041

【Ｆターム（参考）】

2D041AA02

2D041BA11

2D041BA33

2D041CA05

2D041CB06

2D041DB02

2D041FA14

(57)【要約】

【課題】回転貫入時に翼部に作用する反力の影響を抑制して、回転貫入時の破損を発生しにくくした先端翼付回転貫入鋼管杭を提供する。
【解決手段】鋼管本体１１の先端１２に溶接固定される鋳造部材２０よりなる先端翼付回転貫入鋼管杭１０であって、鋳造部材２０は鋼管本体１１の直径よりも大径の筒部２１と鋼管本体１１の先端１２に接続される接続部３０とが一体に形成され、接続部３０は鋼管本体１１の直径から筒部２１の直径にまで下方に向かって拡径されてなり、鋳造部材２０の先端近傍に筒部２１の直径に対して１．５ないし６倍の直径を有する翼部４０とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼管本体の先端に溶接固定される鋳造部材よりなる先端翼付回転貫入鋼管杭であって、
前記鋳造部材は前記鋼管本体の直径よりも大径の筒部と前記鋼管本体の先端に接続される接続部とが一体に形成され、
前記接続部は前記鋼管本体の直径から前記筒部の直径にまで下方に向かって拡径されてなり、
前記鋳造部材の先端近傍に前記筒部の直径に対して１．５ないし６倍の直径を有する翼部とを備える
ことを特徴とする先端翼付回転貫入鋼管杭。

【請求項2】

前記鋳造部材は、前記筒部の先端近傍に中心軸を含む仮想平面に対し互いに対称に傾斜する２つの傾斜状切欠き溝を有するとともに、前記筒部の先端開口から先端部が突出し前記筒部の管体内周面と前記仮想平面が交差した先端近傍の取付位置に板厚面が溶接固定される平板鋼板からなる掘削部材を有し、
前記翼部が平面半円形状に形成された２つの半円盤状翼部からなり、前記２つの半円盤状翼部が前記鋳造部材の２つの傾斜状切欠き溝を介して前記鋳造部材の管体内部に交差状に挿入されるとともに前記半円盤状翼部と前記掘削部材との当接部及び前記切欠き溝の挿入部とが溶接固定されている請求項１に記載の先端翼付回転貫入鋼管杭。

【請求項3】

前記掘削部材が前記取付位置と同一幅の板状部材よりなり尖端部を備える請求項２に記載の先端翼付回転貫入鋼管杭。

【請求項4】

前記取付位置には傾斜状切欠き溝が形成されていない請求項２又は３に記載の先端翼付回転貫入鋼管杭。

【請求項5】

鋼管本体の先端に溶接固定される鋳造部材よりなる先端翼付回転貫入鋼管杭であって、
前記鋳造部材は前記鋼管本体の直径よりも大径の筒部と前記鋼管本体の先端に接続される接続部と前記筒部の先端近傍にその直径に対して１．５ないし６倍の直径を有する翼部とが一体に形成され、
前記接続部は前記鋼管本体の直径から前記筒部の直径にまで下方に向かって拡径されてなる
ことを特徴とする先端翼付回転貫入鋼管杭。

【請求項6】

前記翼部が平面半円形状に形成された２つの半円盤状翼部からなり、前記２つの半円盤状翼部が前記筒部の先端近傍に交差状に形成されている請求項５に記載の先端翼付回転貫入鋼管杭。

【請求項7】

前記半円盤状翼部と管体の中心軸に直交する平面との交差角度が５度ないし２０度である請求項２ないし４又は６のいずれか１項に記載の先端翼付回転貫入鋼管杭。

【請求項8】

前記翼部が前記筒部の直径に対して２．５ないし５．５倍の直径を有する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の先端翼付回転貫入鋼管杭。

【請求項9】

前記接続部が外側に凸の湾曲面からなる請求項１ないし８のいずれか１項に記載の先端翼付回転貫入鋼管杭。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、先端に回転掘削用の翼部を有する先端翼付回転貫入鋼管杭に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、建築物の基礎工事等で使用される鋼管杭は、管体からなる鋼管本体の先端側に回転掘削用の円盤状の翼部を有するものであり、先端翼付回転貫入鋼管杭とも称される。この鋼管杭は、施工装置により地盤に多数打ち込まれて回転貫入され、建築物の基礎を支持するように構成される。その際、翼部の直径や面積が大きいほど、より大きな荷重を支持することが可能となる。そこで、鋼管本体の先端にその直径より大径の円筒状に形成された先端部材を溶接して取り付け、先端部材の外周に翼部を設けて翼部の直径や面積を大きくした鋼管杭が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

鋼管杭では、回転貫入の際に翼部に対して地盤からの反力が作用し、鋼管本体と先端部材との溶接個所やその近傍の部位に負荷がかかる。しかしながら、より大きな荷重を支持可能とするために翼部の直径や面積を大きくしようとした場合、翼部の直径や面積の大きさに比例して翼部に作用する反力も増大し、それに比例して先端部材の溶接個所等への負荷も増大する。そのため、先端部材の溶接個所等が負荷に耐えられなくなって破損する場合があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－１７３０２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、前記の点に鑑みなされたものであって、回転貫入時に翼部に作用する反力の影響を抑制して、回転貫入時の破損を発生しにくくした先端翼付回転貫入鋼管杭を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

すなわち、請求項１の発明は、鋼管本体の先端に溶接固定される鋳造部材よりなる先端翼付回転貫入鋼管杭であって、前記鋳造部材は前記鋼管本体の直径よりも大径の筒部と前記鋼管本体の先端に接続される接続部とが一体に形成され、前記接続部は前記鋼管本体の直径から前記筒部の直径にまで下方に向かって拡径されてなり、前記鋳造部材の先端近傍に前記筒部の直径に対して１．５ないし６倍の直径を有する翼部とを備えることを特徴とする先端翼付回転貫入鋼管杭に係る。

【0007】

請求項２の発明は、前記鋳造部材は、前記筒部の先端近傍に中心軸を含む仮想平面に対し互いに対称に傾斜する２つの傾斜状切欠き溝を有するとともに、前記筒部の先端開口から先端部が突出し前記筒部の管体内周面と前記仮想平面が交差した先端近傍の取付位置に板厚面が溶接固定される平板鋼板からなる掘削部材を有し、前記翼部が平面半円形状に形成された２つの半円盤状翼部からなり、前記２つの半円盤状翼部が前記鋳造部材の２つの傾斜状切欠き溝を介して前記鋳造部材の管体内部に交差状に挿入されるとともに前記半円盤状翼部と前記掘削部材との当接部及び前記切欠き溝の挿入部とが溶接固定されている請求項１に記載の先端翼付回転貫入鋼管杭に係る。

【0008】

請求項３の発明は、前記掘削部材が前記取付位置と同一幅の板状部材よりなり尖端部を備える請求項２に記載の先端翼付回転貫入鋼管杭に係る。

【0009】

請求項４の発明は、前記取付位置には傾斜状切欠き溝が形成されていない請求項２又は３に記載の先端翼付回転貫入鋼管杭に係る。

【0010】

請求項５の発明は、鋼管本体の先端に溶接固定される鋳造部材よりなる先端翼付回転貫入鋼管杭であって、前記鋳造部材は前記鋼管本体の直径よりも大径の筒部と前記鋼管本体の先端に接続される接続部と前記筒部の先端近傍にその直径に対して１．５ないし６倍の直径を有する翼部とが一体に形成され、前記接続部は前記鋼管本体の直径から前記筒部の直径にまで下方に向かって拡径されてなることを特徴とする先端翼付回転貫入鋼管杭に係る。

【0011】

請求項６の発明は、前記翼部が平面半円形状に形成された２つの半円盤状翼部からなり、前記２つの半円盤状翼部が前記筒部の先端近傍に交差状に形成されている請求項５に記載の先端翼付回転貫入鋼管杭に係る。

【0012】

請求項７の発明は、前記半円盤状翼部と管体の中心軸に直交する平面との交差角度が５度ないし２０度である請求項２ないし４又は６のいずれか１項に記載の先端翼付回転貫入鋼管杭に係る。

【0013】

請求項８の発明は、前記翼部が前記筒部の直径に対して２．５ないし５．５倍の直径を有する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の先端翼付回転貫入鋼管杭に係る。

【0014】

請求項９の発明は、前記接続部が外側に凸の湾曲面からなる請求項１ないし８のいずれか１項に記載の先端翼付回転貫入鋼管杭に係る。

【発明の効果】

【0015】

請求項１の発明に係る先端翼付回転貫入鋼管杭は、鋼管本体の先端に溶接固定される鋳造部材よりなる先端翼付回転貫入鋼管杭であって、前記鋳造部材は前記鋼管本体の直径よりも大径の筒部と前記鋼管本体の先端に接続される接続部とが一体に形成され、前記接続部は前記鋼管本体の直径から前記筒部の直径にまで下方に向かって拡径されてなり、前記鋳造部材の先端近傍に前記筒部の直径に対して１．５ないし６倍の直径を有する翼部とを備えるため、回転貫入時に翼部に作用する反力による負荷を軽減することができ、回転貫入時に破損が発生しにくくなるとともに、大きな荷重の支持を可能としながら地盤からの反力にも耐えることができる。

【0016】

請求項２の発明は、請求項１において、前記鋳造部材は、前記筒部の先端近傍に中心軸を含む仮想平面に対し互いに対称に傾斜する２つの傾斜状切欠き溝を有するとともに、前記筒部の先端開口から先端部が突出し前記筒部の管体内周面と前記仮想平面が交差した先端近傍の取付位置に板厚面が溶接固定される平板鋼板からなる掘削部材を有し、前記翼部が平面半円形状に形成された２つの半円盤状翼部からなり、前記２つの半円盤状翼部が前記鋳造部材の２つの傾斜状切欠き溝を介して前記鋳造部材の管体内部に交差状に挿入されるとともに前記半円盤状翼部と前記掘削部材との当接部及び前記切欠き溝の挿入部とが溶接固定されているため、鋳造部材と翼部との固定強度を大幅に向上させることができ、直径が大きい各翼部が回転貫入時に作用する反力や回転貫入を停止して逆回転させる場合等にも耐えることができて鋳造部材から翼部が脱落するおそれがない鋼管杭を確実かつ簡易に製造することが可能となる。

【0017】

請求項３の発明は、請求項２において、前記掘削部材が前記取付位置と同一幅の板状部材よりなり尖端部を備えるため、鋼管杭本体の管体内の中央に適切に配置しやすくなるとともに、回転貫入時に効率的に地盤を掘削することができる。

【0018】

請求項４の発明は、請求項２又は３において、前記取付位置には傾斜状切欠き溝が形成されていないため、取付位置に対する掘削部材の位置決めが容易となる。

【0019】

請求項５の発明に係る先端翼付回転貫入鋼管杭は、鋼管本体の先端に溶接固定される鋳造部材よりなる先端翼付回転貫入鋼管杭であって、前記鋳造部材は前記鋼管本体の直径よりも大径の筒部と前記鋼管本体の先端に接続される接続部と前記筒部の先端近傍にその直径に対して１．５ないし６倍の直径を有する翼部とが一体に形成され、前記接続部は前記鋼管本体の直径から前記筒部の直径にまで下方に向かって拡径されてなるため、回転貫入時に翼部に作用する反力による負荷を軽減することができ、回転貫入時に破損が発生しにくくなるとともに、大きな荷重の支持を可能としながら地盤からの反力にも耐えることができる。

【0020】

請求項６の発明は、請求項５において、前記翼部が平面半円形状に形成された２つの半円盤状翼部からなり、前記２つの半円盤状翼部が前記筒部の先端近傍に交差状に形成されているため、鋳造によって形成しやすい。

【0021】

請求項７の発明は、請求項２ないし４又は６において、前記半円盤状翼部と管体の中心軸に直交する平面との交差角度が５度ないし２０度であるため、鋳造部材の外側の地盤を効率よく掘削することに加え、荷重を適切に支持することができる。

【0022】

請求項８の発明は、請求項１ないし７において、前記翼部が前記筒部の直径に対して２．５ないし５．５倍の直径を有するため、より大きな荷重を支持することができるとともに、回転貫入時の地盤からの反力に耐えることができる。

【0023】

請求項９の発明は、請求項１ないし８において、前記接続部が外側に凸の湾曲面からなるため、より効果的に翼部５０，６０に対する反力による負荷の軽減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態に係る先端翼付回転貫入鋼管杭の分解斜視図である。

【図2】図１の鋼管杭の側面図である。

【図3】図１の鋼管杭の正面図である。

【図4】図１の鋼管杭の要部横断面図である。

【図5】鋳造部材の接続部と鋼管本体との溶接状態を表す要部断面図である。

【図6】他の実施形態に係る先端翼付回転貫入鋼管杭の分解斜視図である。

【図7】従来の鋼管杭の要部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

図１～３に示す本発明の一実施形態に係る鋼管杭１０は、回転杭工法等の建築物の基礎工事等において、施工装置により地盤に対して回転貫入され、多数打ち込まれて建築物の基礎を支持するための部材であり、先端翼付回転貫入鋼管杭と称される。この鋼管杭１０は、鋼管本体１１と、鋳造部材２０と、翼部４０とを有する。

【0026】

鋼管本体１１は、地中に回転貫入される管体からなる。この鋼管本体１１は、地盤の掘削面積に影響しない部位であることから、後述の鋳造部材２０より小径に形成されることにより、軽量化やコスト低減を図ることができる。図１において、符号１２は鋼管本体１１の先端である。

【0027】

鋳造部材２０は、鋼管本体１１の先端１２に溶接される部材であり、筒部２１と接続部３０とが鋳造により一体に形成されてなる。筒部２１は鋼管本体１１の直径より大径に形成された円筒状の部位である。実施形態の鋳造部材２０は、図２に示すように、筒部２１の先端近傍に中心軸Ｃを含む仮想平面Ｄに対し互いに対称に傾斜する２つの傾斜状切欠き溝２２，２３を有するとともに、内部に掘削部材２５を有する。鋳造部材２０の中心軸Ｃは、鋼管杭１０の回転貫入時の回転中心に相当する。

【0028】

傾斜状切欠き溝２２，２３は、後述する半円盤状翼部５０，６０が取り付けられる部位である。傾斜状切欠き溝２２，２３は、図３に示すように、半円盤状翼部５０（６０）と管体の中心軸Ｃに直交する平面Ｐとの交差角度（θ）を規定する。傾斜状切欠き溝２２，２３は、公知の切断装置等によって形成される。

【0029】

掘削部材２５は、地盤掘削用の平板鋼板からなり、図４に示すように、筒部２１の管体内周面と仮想平面Ｄが交差した先端近傍の取付位置Ｆ，Ｆに板厚面２６，２６が溶接固定される。この掘削部材２５は、図２，３に示すように、先端部が筒部２１の先端開口２１ａから突出するように配置されている。

【0030】

また、掘削部材２５は、図４に示すように、取付位置Ｆ，Ｆと同一幅の板状部材よりなる。すなわち、掘削部材２５は、筒部２１の内周の直径と略同一幅に形成される。そのため、板状の掘削部材２５は、仮想平面Ｄに沿った筒部２１の管体内の中央に適切に配置される。掘削部材２５の厚さは特に限定されないが、強度等の観点から、例えば約９ｍｍとされる。また、掘削部材２５は、図３に示すように、先端部が鋭角に形成された尖端部２７を備える。この尖端部２７は、中心軸Ｃに位置している。そのため、回転貫入時に効率的に地盤を掘削することができる。

【0031】

図２に示すように、掘削部材２５の取付位置Ｆ（仮想平面Ｄが交差した鋳造部材２０の管体内周面の先端部近傍）には、傾斜状切欠き溝２２，２３が形成されていないことが好ましい。特に、取付位置Ｆ，Ｆにおける傾斜状切欠き溝２２，２３が形成されていない範囲（幅）は、掘削部材２５の厚さと略等しく形成することがより好ましい。これにより、傾斜状切欠き溝２２，２３の各端部を目安として、取付位置Ｆ，Ｆに対する掘削部材２５の位置決めが容易となる。

【0032】

接続部３０は、鋼管本体１１の先端１２に溶接により接続される部位であり、鋼管本体１１の直径から筒部２１の直径にまで下方に向かって拡径されている。この接続部３０は、図５に示すように、上部側（鋼管本体１１側）が水平部３１として形成され、下部側（筒部２１側）が筒部２１と一体に連設されている。また、接続部３０では、必要に応じて、図２，３，５に示すように、外面３２に全周にわたって一又は複数の段部３３が形成される。なお、実施形態では、接続部３０の外面３２が外側に凸の湾曲面３２ａからなる形状とされる。

【0033】

接続部３０では、図５（ａ）に示すように、上部側の水平部３１に該水平部３１と略同径の鋼管本体１１Ａの先端１２ａが当接されて、水平部１３と鋼管本体１１Ａの先端１２ａとの溶接が行われる。また、接続部３０では、外面３２が拡径していることにより、図５（ｂ）に示すように、水平部３１の直径より大径の鋼管本体１１Ｂを溶接させることも可能である。すなわち、接続部３０の水平部３１が鋼管本体１１Ｂより小径であることにより、水平部３１が鋼管本体１１Ｂ内に進入して、鋼管本体１１Ｂの先端１２ｂが接続部３０の外面３２に当接される。そして、接続部３０の外面３２と鋼管本体１１Ｂの先端１２ｂとを溶接して両者を固定することができる。その際、鋼管本体１１Ｂの先端１２ｂを接続部３０の外面３２に形成された段部３３に載置させることにより、大径の鋼管本体１１Ｂを安定して溶接固定することができる。

【0034】

また、接続部３０では、水平部３１が略中央に位置し、外面３２（湾曲面３２ａ）が水平部３１から下方へ均等に拡径される。そのため、水平部３１と略同径の鋼管本体１１Ａと水平部３１より大径の鋼管本体１１Ｂのいずれであっても、鋳造部材２０との溶接に際して鋼管本体１１（１１Ａ，１１Ｂ）を鋳造部材２０の中心に容易に位置決めすることが可能となる。

【0035】

翼部４０は、回転貫入時に鋳造部材２０の外側の地盤を掘削する部材であり、鋳造部材２０の筒部２１の先端近傍に溶接される。この翼部４０は、直径や面積が大きいほどより大きな荷重を支持することができる反面、回転貫入時に地盤からの反力の影響が大きくなる。そこで翼部４０は、より大きな荷重の支持を可能としながら地盤からの反力にも耐え得るようにするために、鋳造部材２０の筒部２１の直径に対して１．５ないし６倍の直径、より好ましくは２．５ないし５．５倍の直径を有するように設けられる。翼部４０の直径が小さすぎる場合は十分に荷重を支持することができなくなるおそれがあり、直径が大きすぎる場合は地盤からの反力の影響が大きくなりすぎて不具合が生じやすくなる。

【0036】

翼部４０の形状は、筒部２１の外周にらせん状や円盤状に形成される等、筒部２１の外周に翼状に突出して設けられて回転により地盤の掘削が可能であれば特に限定されない。実施形態の翼部は、図１，４に示すように、平面半円形状に形成された２つの半円盤状翼部５０，６０からなる。半円盤状翼部５０（６０）は、平面半円形状の翼本体５１（６１）と、刃部５５（６５）とを有する。刃部５５（６５）は、鋳造部材２０の外側の地盤を掘削するための部位であり、翼本体５１（６１）の弦部５２（６２）の一端側に形成される。刃部５５（６５）の刃角は、例えば４５度である。

【0037】

２つの半円盤状翼部５０，６０は、図２～４に示すように、２つの傾斜状切欠き溝２２，２３を介して管体内部に交差状に挿入されるとともに、半円盤状翼部５０，６０と掘削部材２５との当接部２８，２９及び切欠き溝２２，２３の挿入部２２ａ，２３ａとが溶接固定されている。各半円盤状翼部５０，６０は、鋳造部材２０の中央に相当する取付位置Ｆ，Ｆに固定された掘削部材２５により、対称的に配置される。また、２つの半円盤状翼部５０，６０は、図３に示すように、各刃部５５，６５がそれぞれ下方側となるように正面視交差状に配置される。各刃部５５，６５を下方側とすることにより、地盤を掘削しやすくなる。

【0038】

半円盤状翼部５０，６０は、鋳造部材２０の切欠き溝２２，２３から管体内部に挿入された状態で溶接される。その際、半円盤状翼部５０，６０は、切欠き溝２２，２３との溶接に加え、鋳造部材２０内部への挿入状態で掘削部材２５との当接部２８，２９での溶接も行われる。そのため、単に鋳造部材２０の外周に翼部５０，６０を溶接する場合と比較して、鋳造部材２０に対する翼部５０，６０の固定強度が大幅に向上される。

【0039】

半円盤状翼部５０，６０は、鋳造部材２０の外側の地盤を効率よく掘削することに加え、荷重を適切に支持することを可能とするために、図３に示すように、管体の中心軸Ｃに直交する平面Ｐとの交差角度（θ）が５度ないし２０度であることが好ましい。半円盤状翼部５０，６０の交差状角度（θ）が小さすぎる場合は、２つの翼部５０，６０の傾斜が小さく水平に近い状態となって、鋳造部材２０の外側の地盤の掘削効率が悪くなるおそれがある。半円盤状翼部５０，６０の交差状角度（θ）が大きすぎる場合は、２つの翼部５０，６０の面部が急勾配となって水平方向に対する面積が小さくなり、十分に荷重を支持することができなくなるおそれがある。

【0040】

次に、鋼管杭１０を用いた作業工程について説明する。まず、地上に設置した施工装置（図示せず）により、鋼管杭１０を地面に対して起立させ、鋼管杭１０を回転させながら下方へ押圧させる。その際、鋳造部材２０の筒部２１の先端開口２１ａから掘削部材２５が突出していることにより、掘削部材２５により地盤の掘削が開始される。掘削部材２５に掘削された鋳造部材２０の下方の土砂は、掘削部材２５及び２つの半円盤状翼部５０，６０により外周側に押し退けられる。それとともに、２つの半円盤状翼部５０，６０により、鋳造部材２０の外側の地盤が掘削され、鋼管杭１０が地中に回転貫入される。

【0041】

鋼管杭１０の回転貫入時には、垂直方向上向き及び回転の反対方向の反力が地盤から各翼部５０，６０に作用する。この翼部５０，６０に対する反力により、鋼管本体１１と鋳造部材２０との溶接個所やその近傍の部位には、負荷が生じる。

【0042】

ここで、図６に示す従来の鋼管杭１００では、先端部材１２０が円筒形状の先端本体１２１の後端に円形平板状の天板部材１２２が溶接され、先端本体１２１の内周に切削部材１２５と外周に翼部１４０とが溶接されるとともに、天板部材１２２に鋼管本体１１１が溶接されている。特に、鋼管本体１１１は天板部材１２２に対して略垂直に溶接されるため、翼部１４０に鋼管杭１００の軸回転と反対方向の反力が作用すると、先端本体１２１や天板部材１２２の面に対してねじれ方向に負荷がかかる。その際、溶接部分よりその近傍の部位の強度が劣ることから、鋼管本体１１１と天板部材１２２との溶接部分の近傍や先端本体１２１と天板部材１２２との溶接部分の近傍等に破損が生じることがある。

【0043】

これに対し、本発明の鋼管杭１０は、鋳造部材２０の接続部３０が鋼管本体１１側から筒部２１側へ下方に向かって拡径されている。そのため、鋳造部材２０の鋼管本体１１との溶接部分近傍となる接続部３０の外面３２は、鋼管本体１１に対して傾斜方向（非垂直方向）の面となり、翼部５０，６０に対する反力によって鋳造部材２０の鋼管本体１１との溶接部分近傍に生じるねじれ方向の負荷を軽減させることができる。また特に、接続部３０が外側に凸の湾曲面３２ａであることによって、より効果的に反力による負荷の軽減が可能となる。したがって、回転貫入時の翼部５０，６０への反力による影響を抑制することができ、回転貫入時に破損が発生しにくくなる。さらに、鋳造部材２０は、筒部２１と接続部３０とが鋳造により一体に形成されていることにより、鋳造部材２０自体に溶接部分が形成されないため、溶接部分との強度差による破損が発生するおそれがない。

【0044】

また、鋼管杭１０では、翼部５０，６０が鋳造部材２０内部への挿入状態で鋳造部材２０と掘削部材２５と溶接固定されていることにより、鋳造部材２０に対する各翼部５０，６０の固定強度が大幅に向上されている。従って、各翼部５０，６０の直径を鋳造部材２０の直径に対して１．５ないし６倍、より好ましくは２．５ないし５．５倍と大きくして、地盤から作用する反力が累進的に大きくなったとしても、各翼部５０，６０の鋳造部材２０に対する固定強度が不足せず、各翼部５０，６０が鋳造部材２０から脱落するおそれがない。

【0045】

また、各翼部５０，６０が鋳造部材２０の切欠き溝２２，２３から管体内部に挿入された状態で固定されていることにより、各翼部５０，６０には、鋳造部材２０の内側と外側において地盤から垂直方向上向きの反力が作用することとなる。そのため、翼部５０，６０の外周側のみが変形する等の部分的に変形する不具合が発生しにくくなる。これにより、鋼管杭１０の進行方向がずれにくくなり、進行方向のずれ等による鋳造部材２０の変形等の不具合の発生が抑制される。

【0046】

さらに、地盤に回転貫入された鋼管杭１０に対し、その上に建築物等の荷重が加わると、各翼部５０，６０には地盤から垂直方向上向きの反力が作用し、この反力により鋳造部材２０を介して建築物等が地盤に支持される。鋼管杭１０は、鋳造部材２０や各翼部５０，６０に変形等による不具合が発生しにくいため、鋼管杭１０が支持できる重量が設計値から減少しない。また、回転貫入を停止して逆回転させる場合等にも耐えることができる。

【0047】

図６は、他の実施形態に係る先端翼付回転貫入鋼管杭１０Ａであって、鋳造部材２０Ａが、筒部２１と接続部３０と翼部４０Ａとが一体に形成されてなるものである。以下の説明において、同一符号は同一の構成を表すものとして説明を省略する。

【0048】

翼部４０Ａは、鋳造により筒部２１の先端近傍に一体に形成されて、回転貫入時に鋳造部材２０の外側の地盤を掘削する部位である。翼部４０Ａが鋳造により筒部２１と一体に形成されるため、翼部の溶接工程を省略することができ、効率的に鋼管杭１０Ａを形成することができる。

【0049】

翼部４０Ａの形状は、筒部２１の外周にらせん状や円盤状に形成される等、筒部２１の外周に翼状に突出して設けられて回転により地盤の掘削が可能であれば特に限定されない。例えば、翼部４０Ａは平面半円形状に形成された２つの半円盤状翼部５０Ａ，６０Ａからなり、２つの半円盤状翼部５０Ａ，６０Ａが筒部２１の先端近傍に交差状に形成することが鋳造によって形成しやすくて好ましい。

【0050】

筒部２１に交差状に形成された半円盤状翼部５０Ａ，６０Ａは、図２，３に示す鋼管杭１０の各翼部５０，６０溶接後の外観形状と略同一に構成される。そこで、半円盤状翼部５０Ａ，６０Ａでは、筒部２１の直径に対して１．５ないし６倍の直径、より好ましくは２．５ないし５．５倍の直径を有するように一体に形成することにより、前記の各翼部５０，６０と同様に大きな荷重を支持しながら地盤からの反力に耐えることが可能となる。また、半円盤状翼部５０Ａ，６０Ａは、管体の中心軸Ｃに直交する平面Ｐとの交差角度（θ）を５度ないし２０度とすることにより、図２，３に示す鋼管杭１０の各翼部５０，６０と同様に、鋳造部材２０の外側の地盤を効率よく掘削でき、荷重を適切に支持することができる。

【0051】

以上図示し説明したように、本発明の先端翼付回転貫入鋼管杭は、鋼管本体の先端に溶接固定される鋳造部材よりなり、鋳造部材は鋼管本体の直径よりも大径の筒部と鋼管本体の先端に接続される接続部とが一体に形成され、接続部は鋼管本体の直径から筒部の直径にまで下方に向かって拡径されてなるため、回転貫入時に翼部に作用する反力による負荷を軽減することができ、回転貫入時に破損が発生しにくくなる。また、鋳造部材の先端近傍に筒部の直径に対して１．５ないし６倍の直径を有する翼部を有するため、大きな荷重の支持を可能としながら地盤からの反力にも耐え得る鋼管杭を提供することができる。

【産業上の利用可能性】

【0052】

以上の通り、本発明の先端翼付回転貫入鋼管杭では、回転貫入時の翼部に作用する反力による負荷が軽減されて破損の発生を抑制することができる。そのため、従来の鋼管杭の代替品として有望である。

【符号の説明】

【0053】

１０，１０Ａ 鋼管杭
１１，１１Ａ，１１Ｂ 鋼管本体
１２，１２ａ，１２ｂ 鋼管本体の先端
２０，２０Ａ 鋳造部材
２１ 筒部
２１ａ 筒部の先端開口
２２，２３ 傾斜状切欠き溝
２２ａ，２３ａ 傾斜状切欠き溝の挿入部
２５ 掘削部材
２６ 板厚面
２７ 尖端部
２８，２９ 当接部
３０ 接続部
３１ 水平部
３２ 接続部の外面
３２ａ 湾曲面
３３ 段部
４０，４０Ａ 翼部
５０，５０Ａ，６０，６０Ａ 半円盤状翼部
５１，６１ 翼本体
５２，６２ 弦部
５５，６５ 刃部
Ｃ 鋳造部材の中心軸
Ｄ 仮想平面
Ｆ 掘削部材の取付位置
Ｐ 管体の中心軸に直交する平面
θ 交差角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】