特開 2023-180983 端面板に回転安定化部材を設けた鋼管杭

(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】P2023180983

(43)【公開日】2023-12-21

(54)【発明の名称】端面板に回転安定化部材を設けた鋼管杭

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/56 20060101AFI20231214BHJP

   E02D 5/28 20060101ALI20231214BHJP

   E02D 7/22 20060101ALI20231214BHJP

【ＦＩ】

E02D5/56

E02D5/28

E02D7/22

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022094696

(22)【出願日】2022-06-10

(71)【出願人】

【識別番号】512283575

【氏名又は名称】株式会社シグマベース

(74)【代理人】

【識別番号】100090549

【弁理士】

【氏名又は名称】加川 征彦

(72)【発明者】

【氏名】榎本隆彦

【テーマコード（参考）】

2D041

2D050

【Ｆターム（参考）】

2D041AA02

2D041CA05

2D041CB06

2D041DB02

2D041FA14

2D050AA06

2D050AA16

2D050CB08

2D050CB23

(57)【要約】

【課題】上下逆向きの傾斜面部を備えた端面板を持つ鋼管杭において、端面板の下向き傾斜面部に作用する荷重により端面板が傾いてしまうことを防止する。
【解決手段】軸部２の先端に固定された端面板４の鍔部６に互いに上下逆向きに傾斜した傾斜面部７、８を有する。下向きに傾斜した傾斜面部８の裏面に、端面板４を安定した水平姿勢で回転させるための回転安定化部材１５を設ける。回転安定化部材１５は、端面板４の弧状外縁と平行に沿う弧状を成すとともに、下向き傾斜面部８の先端より突出して鋭角をなす鋭角先端部１５ａを有する。鋼管杭を回転圧入する際に、下向き傾斜の傾斜面部８には水平方向に大きな力が作用し、端面板４を傾けるように作用するが、下向き傾斜の傾斜面部８の裏面に固定した鋭角先端部を１５ａが下向き傾斜面部８に作用する水平方向の力が軽減する作用をして、端面板４が傾くことを防止する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼管からなる軸部の先端に回転により推進力を発揮する先端部材が固定された回転圧入工法により地盤に設置される鋼管杭であって、
前記先端部材は、前記軸部の先端面に固定されるとともに軸部の外周面より外側部分である鍔部に互いに上下逆向きに傾斜した傾斜面部を端面板直径方向の片側にのみ有する端面板を備え、
下向きに傾斜した前記傾斜面部の裏面に、端面板を安定した水平姿勢で回転させるための回転安定化部材を固定してなり、前記回転安定化部材は、端面板の弧状外縁と平行に沿う弧状を成すとともに、下向き傾斜面部の先端より突出して鋭角をなす鋭角先端部を有することを特徴とする鋼管杭。

【請求項2】

前記下向き傾斜面部の先端部をその上面側がテーパをなす鋭角にしたことを特徴とする請求項１記載の鋼管杭。

【請求項3】

前記端面板の下面における、端面板中心を挟んで前記回転安定化部材と反対側に、端面板の回転安定の補助機能を果たすためのブロックを固定したことを特徴とする請求項１又は２記載の鋼管杭。

【請求項4】

前記回転安定化部材を、端面板の半径方向の複数個所に並べて設けたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の鋼管杭。

【請求項5】

前記端面板の下面中央に垂直に固定された、先端の尖った板状の掘削刃を備えたことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の鋼管杭。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、杭本体である鋼管を回転圧入することにより地盤に貫入させる回転圧入工法に用いられる鋼管杭に関し、特に、杭本体である鋼管の下端に固定される端面板を備えた先端部材に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の鋼管杭として図７に示した引用文献１の鋼管杭がある。引用文献１中の符号を付して説明すると、この鋼管杭は鋼管杭の軸部である鋼管５の先端面に、互いに上下逆向きに傾斜した傾斜面部１３、１５を有する端面板（特許文献１では鋼製翼）３を溶接固定している。この鋼管杭において、鋼管を回転圧入する際に鋼管の回転により、上下逆向きに傾斜した傾斜面部１３、１５が推進力を発揮する。
この端面板は、素材の円板に切り込みを入れ、所定範囲を扇形状に切除し、切除した部分の両側に互いに上下逆向きに傾斜した傾斜面部１３、１５を形成して製作することができる。

【0003】

特許文献１の端面板３は、上下逆向き傾斜の傾斜面部１３、１５を端面板３の直径方向の片側に設けているが、上下逆向き傾斜の傾斜面部１３、１５を端面板３の直径方向両側に設ける場合もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０－２８１２０５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の鋼管杭において、鋼管の回転により上下逆向きに傾斜した傾斜面部１３、１５の特に下向き傾斜面部１５が推進力を発揮するが、一定以上の硬い地盤の場合や障害物がある場合等において、特に下向き傾斜面部１５に作用する荷重により端面板３が傾いてしまうという問題がある。
また、上下逆向きの傾斜面部１３、１５を端面板３の直径方向の両側に設ければ、そのような問題を回避できると思われるが、製造コストが高くなるという問題がある。

【0006】

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、上下逆向きの傾斜面部を端面板の直径方向の片側に備えた先端部材を持つ鋼管杭において、特に下向き傾斜面部に作用する荷重により端面板が傾いてしまうことを防止できる鋼管杭を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決する請求項１の発明は、
鋼管からなる軸部２の先端に回転により推進力を発揮する先端部材３が固定された回転圧入工法により地盤に設置される鋼管杭１であって、
前記先端部材３は、前記軸部２の先端面に固定されるとともに軸部２の外周面より外側部分である鍔部６に互いに上下逆向きに傾斜した傾斜面部７，８を端面板直径方向の片側にのみ有する端面板４を備え、
下向きに傾斜した前記傾斜面部８の裏面に、端面板４を安定した水平姿勢で回転させるための回転安定化部材１５を固定してなり、前記回転安定化部材１５は、端面板４の弧状外縁と平行に沿う弧状を成すとともに、下向き傾斜面部８の先端より突出して鋭角をなす鋭角先端部を有することを特徴とする。

【0008】

請求項２は、請求項１の鋼管杭において、前記下向き傾斜面部８の先端部をその上面側がテーパをなす鋭角にしたことを特徴とする。

【0009】

請求項３は、請求項１又は２の鋼管杭において、前記端面板４の下面における、端面板中心を挟んで前記回転安定化部材１５と反対側に、端面板の回転安定の補助機能を果たすためのブロック２１を固定したことを特徴とする。

【0010】

請求項４は、請求項１～３のいずれか一項の鋼管杭において、前記回転安定化部材１５を、端面板４の半径方向の複数個所に並べて設けたことを特徴とする。

【0011】

請求項５は、請求項１～４のいずれか１項の鋼管杭において、前記端面板４の下面中央に垂直に固定された、先端の尖った板状の掘削刃５を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

請求項１の発明において、鋼管杭を回転圧入する際に、上下逆向きに傾斜した傾斜面部における特に下向き傾斜の傾斜面部８には水平方向に大きな力が作用する。上下逆向きに傾斜した傾斜面部が端面板の直径方向両側に設けられている場合には、両側の傾斜面部に作用する力が釣り合うと思われるが、片側だけに設けられている場合には、端面板が傾く（水平を保てなくなる）場合がある。
しかし、本発明では、下向きに傾斜した傾斜面部８の裏面に、端面板４の弧状外縁と平行に沿う弧状を成すとともに下向き傾斜面部８の先端より突出して鋭角をなす鋭角先端部を１５ａ有する回転安定化部材１５を固定しているので、この回転安定化部材１５の存在で下向き傾斜面部８に作用する水平方向の力が軽減され、端面板４が傾くことを防止できる。

【0013】

請求項２によれば、下向き傾斜面部８の先端部が直角面ではなく上面側がテーパをなす鋭角にしているので、下向き傾斜面部８の先端部に作用する水平方向の力も軽減され、回転安定化部材１５の存在と相まって端面板４が傾くことを有効に防止できる。

【0014】

請求項３によれば、端面板中心を挟んで回転安定化部材１５と反対側に、端面板４の回転安定の補助機能を果たすためのブロック２１を固定しているので、端面板４が傾くことを防止する効果を高めることができる。

【0015】

請求項４によれば、回転安定化部材１５を端面板の半径方向の複数個所に並べて設けることで、端面板４が傾くことを防止する効果が高まる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施例の鋼管杭の下端部近傍を示すもので、（イ）は正面図、（ロ）は（イ）のＡ－Ａ断面による平面図である。

【図2】図１の鋼管杭の底面図（図１（ロ）を下面側から見た図）である。

【図3】（イ）は本発明の作用を説明し易いように図２を右側に角度αだけ回転させて示した図、（ロ）は（イ）のＢ矢視図、（ハ）は（イ）のＣ矢視図である。

【図4】本発明の作用を説明し易いように、図３（ロ）を上下反転させかつ拡大して示した図である（なお、図１（ロ）におけるＤ矢視図では図４と左右反対になるが、説明し易いように図３（ロ）を単に反転させた図とした）。

【図5】本発明の要部である回転安定化部材１５を説明する図であり、（イ）、（ロ）は板材から切り出して先端を鋭角（角度β（図示例では２０°））にした平板段階のもので、（イ）は平面図、（ロ）は側面図である。（ハ）は角度βの傾斜を付けて回転安定化部材１５にした状態の側面図である。

【図6】長さの異なる２つの回転安定化部材を端面板の半径方向の２個所に並べて設けた実施例を示す図である。

【図7】従来の鋼管杭（特許文献１）の下端部近傍を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の鋼管杭を実施するための形態について、図面を参照して説明する。

【実施例0018】

図１は本発明の一実施例の鋼管杭１の下端部近傍を示すもので、（イ）は正面図、（ロ）は（イ）のＡ－Ａ断面による平面図である。図２は図１の鋼管杭１の底面図（図１（ロ）を下から見た図）である。
この鋼管杭１は、鋼管からなる軸部２の先端に回転圧入時の回転により推進力を発揮する先端部材３を固定している。
前記先端部材３は、前記軸部２の先端面に溶接固定された端面板４と、前記端面板４の下面中央に垂直に溶接固定された先端の尖った板状の掘削刃５とを備えている。
前記端面板４は、軸部２の外周面より外側部分である鍔部６に、互いに上下逆向きに傾斜した傾斜面部、すなわち上向きに傾斜した上向き傾斜面部７及び下向きに傾斜した下向き傾斜面部８を有している。端面板４のこの上下逆向きに傾斜した傾斜面部７、８が回転圧入時の回転により推進力を発揮する。
前記端面板４は中心部に円形の中心穴９を有し、前記掘削刃５には前記中心穴９に合わせた切欠き５ａを設けている。掘削刃５の両側に補強部材１０を設けている。

【0019】

本発明では、下向きに傾斜した前記傾斜面部８の裏面に、端面板６を安定した水平姿勢で回転させるための回転安定化部材１５を溶接固定している。
図３（イ）は、本発明の作用を説明し易いように図２を左向きに角度αだけ回転させて示した図、（ロ）は（イ）のＢ矢視図、（ハ）は（イ）のＣ矢視図である。なお、角度αは、図２における下向き傾斜面部８の幅方向中心線L₁が図３に示すように図面上で垂直線となるような角度である。
この回転安定化部材１５は、平面視で端面板４の弧状外縁と平行に沿う弧状を成すとともに、図４に示すように、下向き傾斜面部８の先端より突出して鋭角をなす鋭角先端部１５ａを有している。図示例の鋭角先端部１５ａは下面１５ａａを水平にしている。
前記下向き傾斜面部８の先端部も、上面側がテーパをなす鋭角先端部８ａとしている。
なお、図３（ロ）、図４では、上向き傾斜面部７の図示は省略して端面板４の平坦部を示している。

【0020】

前記端面板４の下面における、端面板中心を挟んで前記回転安定化部材１５と反対側に、端面板４の安定回転に寄与する補助機能を果たす一対の板状のブロック１６、１６を固定している。この一対のブロック１６、１６は、下向き傾斜面部８の幅方向中心線L₁を挟んで左右対称に設けられており、図３（ハ）に示すように中心線L₁を挟むそれぞれの外側上部を切り欠いた矩形状をなしている。
なお、前記一対のブロック１６、１６が繋がり一体化した一つのブロックとすることもできる。

【0021】

上述の鋼管杭１において、鋼管杭１を回転圧入する際に、上下逆向きに傾斜した傾斜面部７、８における特に下向き傾斜の傾斜面部８には水平方向に大きな力が作用する。上下逆向きに傾斜した傾斜面部７、８が平面視で端面板４の直径方向両側に設けられている場合には、両側の傾斜面部に作用する力が釣り合うと思われるが、片側だけに設けられている場合には、解決しようとする課題の項で前述したように端面板が傾く（水平を保てなくなる）場合がある。
しかし、本発明では、下向きに傾斜した傾斜面部８の裏面に、端面板４の弧状外縁と平行に沿う弧状を成すとともに下向き傾斜面部８の先端より突出して鋭角をなす鋭角先端部１５ａを有する回転安定化部材１５を固定しているので、この回転安定化部材１５の存在で下向き傾斜面部８の先端部に作用する水平方向の力が軽減され、端面板４が傾くことを防止できる。
また、下向き傾斜面部８の先端部が直角のままではなく上面側をテーパ面８ａとして鋭角にしているので、下向き傾斜面部８の先端部に作用する水平方向の力も軽減され、回転安定化部材１５の存在と相まって端面板４が傾くことを有効に防止できる。
また、端面板中心を挟んで回転安定化部材１５と反対側に、端面板４の回転安定の補助機能を果たすための左右一対のブロック１６、１６を固定しているので、端面板４が傾くことを防止する効果を高めることができる。

【0022】

実施例の先端部材３の各部の寸法を一例として説明すると、端面板４の直径は８００ｍｍ、板厚は４５ｍｍ、回転安定化部材１５の板厚は３０ｍｍ、下向き傾斜面部８及び回転安定化部材１５の傾斜角度は２０°、高さｈは２０ｍｍである。
回転安定化部材１５の位置は端面板４の外周位置から半径方向の位置は端面板４の外周から１０ｍｍ離している。
なお、上述の各寸法は一実施例であり、それらの限定されるものではない。

【0023】

図５に回転安定化部材１５の加工要領を示す。
図５（イ）は回転安定化部材１５の曲げ加工前の平面図、図５（ロ）は同側面図、図５（ハ）は曲げ加工した状態の側面図である。

【実施例0024】

図６に先端部材の他の実施例を示す。
この先端部材３’は、図２の先端部材３において、下向き傾斜面部８における幅方向の端面板中心側にも回転安定化部材１５’を設けたものである。
２つの回転安定化部材１５、１５’を下向き傾斜面部８における幅方向の外周側と内周側の両方に設けたことで、端面板４が傾くことを防止する効果が高くなるだけでなく、下向き傾斜面部８の先端部１５ａ’に作用する水平方向の力をバランスよく軽減して、端面板４が傾くことを効果的に防止できる。
また、図示は省略するが、下向き傾斜面部８の幅に近い広幅の１つの回転安定化部材とすることもできる。