JP2003232035A

JP2003232035A - 回転埋設鋼管杭用の拡底板、及びこの拡底板の回転埋設鋼管杭への取付け方法

Info

Publication number: JP2003232035A
Application number: JP2002032536A
Authority: JP
Inventors: Chiaki Kageyama; 千秋影山
Original assignee: JUKANKYO SEKKEISHITSU KK
Current assignee: JUKANKYO SEKKEISHITSU KK
Priority date: 2002-02-08
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2003-08-19
Anticipated expiration: 2022-02-08
Also published as: JP3661863B2

Abstract

(57)【要約】【課題】保管、運搬に優れ、取付けが容易な回転埋設鋼
管杭用の拡底板、及びこの拡底板の回転埋設鋼管杭への
取付け方法を提供する。【解決手段】拡底板１は、嵌合口３を開設した基体板２
と、基体板の外周縁２０を切り欠いた複数の扇形の排土
口４と、該排土口の回転方向側の縁辺４０から反回転方
向の上方へ傾斜して屈曲形成した上刃４２と、反回転方
向側の縁辺４１から回転方向の下方へ傾斜し、かつ回転
方向に後退角をもって屈曲形成した下刃４３から構成す
る。また、基体板の下面の回転方向にリブ５を配置し、
嵌合口はその短径が取付ける鋼管杭６の直径より小径の
楕円形とし、長径両側に鋼管杭のブレード６１が通る切
欠き口３０を形成する。鋼管杭への取付けは、杭先端側
を地面に載置した拡底板の嵌合口及び切欠き口から嵌入
させ、鋼管杭を軸回転させその先端部６０と嵌合口を摩
擦固着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、建築又は土木構
造物の基礎となる地盤部分の補強を行うために使用する
基礎杭の先端付近に配設する基礎杭用拡底板に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築、土木構造物の構築においては、従
来から建築物の基礎となる地盤部分の支持力を高めるた
めにプレストレスコンクリートや鋼管等からなる基礎杭
を埋設して地盤を補強する施工が各種行われていた。

【０００３】かかる目的の基礎杭の埋設は、いわゆる打
撃式によるものが主流であったが、近年は環境被害を考
慮して、無排出土、低振動、低騒音、高支持力の回転埋
設型（又は回転貫入型）の鋼管杭へと変遷してきてい
る。そして、これらの回転埋設鋼管杭の施工はアースオ
ーガ用の油圧モータ等に取付けて、軸回転及び押圧力に
て地盤に埋設されていた。

【０００４】この回転埋設型の鋼管杭の構成は、例え
ば、図９の（Ａ）に示すような、鋼管杭本体の下端側の
外周面に螺旋翼Ｐ１ａ（スクリュ）を設け、軸回転によ
り地盤にねじり込むようにし、かつ下端の掘削刃Ｐ１ｂ
によって土砂を掘削して軟化させる一方、螺旋翼Ｐ１ａ
を鋼管杭の本体側面の未掘削土砂に食い込ませることに
より、土の耐力を反力として地中に回転埋設させる構造
である（以下、「螺旋翼杭Ｐ１」と称する。）。この例
と同様な構成のものは特開平７−１７３８３２に開示さ
れている。

【０００５】また、他の例として、図９の（Ｂ）に示す
ように、杭本体の先端部又は外周面に杭本体の軸中心か
ら偏心させて傾斜翼Ｐ２ａを取付け、この傾斜翼Ｐ２ａ
で地盤を掘削すると共に傾斜翼Ｐ２ａの傾斜角をもった
配置により生ずる間隙から上方に掘削土を排出させ地中
に回転埋設させる構造のもの（以下、「翼杭Ｐ２」と称
する。）もあった。この例と同様な構成のものは特開２
０００−１７０１５９に開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
螺旋翼杭Ｐ１には、鋼管杭本体の側面の未掘削土砂と鋼
管杭本体の側面全体及び螺旋翼Ｐ１ａの螺旋面全体とか
ら生じる摩擦抵抗力が、掘削深度に比例して増大するこ
とになり、その施工には大きな押圧力と鋼管杭を回転さ
せるために強大なトルクとそれらの動力エネルギーが必
要となる欠点があった。このため、Ｎ値（地盤の強さを
示す指標の一つ。）の高い硬質地盤に対する施工は困難
なものとなり、施工費の増大を招いていた。さらには、
鋼管杭の側面に螺旋翼Ｐ１ａを溶接固定するため、その
製造の困難性から鋼管杭自体も高コストとなるばかりで
なく、螺旋翼Ｐ１ａによりその側方向の場積が増大する
ことから保管や施工現場への運搬においての取扱いは不
便であった。

【０００７】また、上記の翼杭Ｐ２は、所定の傾斜角度
で配設した傾斜翼Ｐ２ａによって拡底板と同様に地盤に
対して高支持力を得るが、傾斜翼Ｐ２ａの下端側が掘削
刃の役割をなすため、貫入性が悪く高トルクを必要と
し、いわゆる圧密効果が低いものであった。また、杭本
体に翼を偏心させて取付けているため、杭本体の翼取付
け部を加工すると共に、溶接を行っている。このため、
螺旋翼杭Ｐ１と同様にその製造は高コストであり、保管
や運搬においてもその取扱いは不便であった。

【０００８】

【目的】そこで、本願発明はかかる課題に着目して為さ
れたものであり、地盤への高支持力を有しながら効率的
な貫入性及び圧密作用を確保すると共に、鋼管杭への取
付け方法が簡易であり、かつ保管及び運搬等の取扱い性
に優れた回転埋設鋼管杭用の拡底板、及びこの拡底板の
回転埋設鋼管杭への取付け方法を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願発明の回転埋設鋼管杭用の拡底板は、以下のよ
うに構成している。即ち、回転埋設する鋼管杭の先端付
近に一体化させるフランジ状の拡底板において、中央部
に嵌合口（３）を開設した板状の基体板（２）と、基体
板（２）の外周縁（２０）の一カ所または複数カ所を切
り欠いた排土口（４）と、該排土口（４）の回転方向側
の縁辺（４０）から反回転方向の上方へ向かって傾斜配
設した上刃（４２）と、該排土口（４）の反回転方向側
の縁辺（４１）から回転方向の下方へ向かって傾斜し、
かつ回転方向に対して後退角をもって配設した下刃（４
３）と、から成ることを特徴としている。

【００１０】また、上刃（４２）と下刃（４３）の形成
において、基体板（２）に形成した排土口（４）の縁辺
（４０、４１）を所定方向へ屈曲させて形成したことを
特徴としている。

【００１１】さらに、排土口（４）の形成において、周
縁（２０）から基体板（２）の半径線上を通る直線をも
って扇形に削除して形成したことを特徴としている。

【００１２】さらにまた、基体板（２）の上面又は（及
び）下面に回転方向に沿う面をもった板状のリブ（５）
を立設したことを特徴としている。

【００１３】加えて、杭の先端部（６０）が円錐形をな
し、かつ所定の掬い角をもったブレード（６１）を上記
円錐形の母線に沿って配設してなる回転埋設鋼管杭
（６）を嵌合させる場合の嵌合口（３）において、短径
を回転埋設鋼管杭（６）の直径より小径に設定した楕円
形を成し、かつ内周縁には先端部挿入時にブレード（６
１）が通過し得る大きさの切欠き口（３０）を形成した
ことを特徴としている。

【００１４】次に、上記のように構成した拡底板の回転
埋設鋼管杭への取付け方法は以下のように行う。この拡
底板（１）を埋設施工する地面に載置し、杭の先端部
（６０）が円錐形をなしかつ所定の掬い角をもったブレ
ード（６１）を上記円錐形の母線に沿って配設してなる
回転埋設鋼管杭（６）を、先端から嵌合口（３）及び切
欠き口（３０）に嵌入させた後、前記回転埋設鋼管杭
（６）を軸回転させて先端部（６０）と嵌合口（３）と
を摩擦固着させ、これにより拡底板（１）と回転埋設鋼
管杭（６）とを一体化するようにしたことを特徴として
いる。

【００１５】なお、上記の特許請求の範囲及び課題を解
決するための手段の欄で記載した括弧付き符号は、発明
の構成の理解を容易にするため参考として図面符号を付
記したもので、この図面上の形態に限定するものでない
ことはもちろんである。

【００１６】

【作用】請求項１から５の構成を採ることにより、拡底
板は回転埋設鋼管杭へと適宜に取付け可能になると共
に、取付け後は鋼管杭と一体となり、地盤に回転埋設さ
れることになる。また、回転埋設時において、下刃によ
り掘削軟化した掘削土砂は拡底板の排土口より拡底板の
上方及び側方に排出されると共に、拡底板の上刃により
側方周辺に排出される。

【００１７】請求項６の方法を採ることにより、軸回転
により杭が地盤に貫入し始め、拡底板の杭に対する位置
が上昇し、杭の先端部の円錐部が嵌合口の短径側と摩擦
固着して一体となり地盤に回転埋設されることになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本願発明に係る回転埋設
鋼管杭用の拡底板１の具体的な実施形態例について、図
面に基づき詳細に説明する。

【００１９】図１は本実施形態例の拡底板の全体外観を
示す斜視図であり、図２は本実施形態例の拡底板の排土
口を示す部分拡大斜視図であり、図３は本実施形態例の
拡底板のリブの変形例（Ａ）、（Ｂ）を示す拡大斜視図
であり、図４は本実施形態例の拡底板の形成方法を示す
説明図であり、図５は本実施形態例の回転埋設鋼管杭と
拡底板の取付け方法を示す説明図であり、図６は本実施
形態例の回転埋設鋼管杭と拡底板とが一体となって地盤
に回転埋設する作業状態を示す一部切欠き斜視図であ
る。

【００２０】なお、本実施形態例の説明においては、地
面に貫入させるための回転方向（矢印ａ）を回転埋設鋼
管杭（以下、「鋼管杭」と略称する。）の「回転方
向」、逆方向を「反回転方向」と規定している。

【００２１】また、本実施形態例で用いる拡底板１を取
付ける鋼管杭６は、杭の先端部が円錐形をなす円錐部６
０を有し、かつ所定の掬い角をもったブレード６１を上
記円錐部６０の母線に沿って配設している構成のもので
ある。これについては、本願出願人が先に特許第２８９
３４４３号の特許として取得し、公開しているものと同
様の構成であるため、その詳細な構成の説明は省略す
る。

【００２２】本実施形態例の拡底板１は、図１に示すよ
うに、鋼管杭６の外径に対し２〜３倍程度の外径をもっ
てなる板状の基体板２を主体とし、その中央部に嵌合口
３、並びその周辺部に排土口４、上刃４２、下刃４３、
及びリブ５を形成して成るものである。

【００２３】先ず、嵌合口３は、基体板２の中央部に開
設した略楕円状の開口形をなし、該嵌合口３の短径は鋼
管杭６の直径より小さい寸法としている。また、嵌合口
３の長径側の対向縁には鋼管杭６のブレード６１が通過
し得る程度の矩形状の切欠き口３０を形成している。

【００２４】排土口４は、図１、２に示すように、上記
の嵌合口３の短径側の対向両側であって、基体板２の周
縁２０から嵌合口３の短径線上を通る直線をもって所定
角度（α＋β）の略扇形に削除し、さらに反回転方向側
へ所定距離分λだけ平行移動させて切欠いた形状を成す
ものである。

【００２５】上刃４２は、排土口４の回転方向側の縁辺
４０から反回転方向側上方へ延びる所定の傾斜角をもっ
て取付けている。下刃４３は、排土口４の反回転方向側
の縁辺４１に回転方向側下方へ延びる所定の傾斜角をも
って取付けている。

【００２６】最後に、リブ５は嵌合口３の長径側の対向
する周縁２０に配設され、屈曲させて基体板２の下面側
へ延びる板状体を成している。なお、このリブ５の配設
は、拡底板１の剛性向上を目的とするもので、この形態
に限らず、上面側へ屈曲させるようにしても良く（図示
省略）、また図３（Ａ）に示すようにリブ５０の回転方
向側の角部を鋭角にして掘削刃５０ａとして機能させて
も良く、さらには図３（Ｂ）に示すように基体板２の周
縁２０より内部側の上面又は下面に溶接して配置するリ
ブ５１のようにしても良い。

【００２７】なお、本実施形態例では上記の上刃４２、
下刃４３、リブ５の形成を材料の歩留まりを考慮して基
体板２の一部を屈曲（曲げ）加工する一体成形として形
成している。その加工は、例えば、図４（Ａ）に示すよ
うに、嵌合口３における短径線の延長線上の基準点４４
に向かって、短径線に対して所定の後退角βをもって縁
部からガス溶断等で切断する（ｂ切断線）。次に、ｂ切
断線を反回転方向側へ所定距離λにおいて平行移動した
時に基準点が描く軌跡を同様に切断する（ｃ切断線）方
法による。

【００２８】そして、図４（Ｂ）に示すように、上刃４
２は、切断線ｂによって分離された回転方向側の切片
を、基準点４４を頂点とし、かつ短径線に対して所定の
前進角αをもって上方に屈曲させて形成する（矢印
ｄ）。下刃４３は、基準点４４を切断線ｃに沿ってλだ
け平行移動した点を頂点として、かつ切断線ｂと同じ後
退角βをもって下方に屈曲させて形成する（矢印ｅ）。

【００２９】また、基体板２に対向させて配設したリブ
５の形成は、長径側の周縁２０に予め矩形状の延出片と
して残して基体板２の材料取りを行い、その後にこの部
分を下側へ屈曲させるようにしている（矢印ｆ）。

【００３０】

【本実施形態例の作用】次に、上記のように構成した拡
底板の鋼管杭への取付け方法について説明する。先ず、
鋼管杭６の埋設地点の地面に拡底板１を載置する。そし
て、油圧モータＭを具備した油圧式ショベルＳ等の回転
貫入装置を介して把持した鋼管杭６を垂直に保持しなが
ら、図５に示すように、拡底板１の嵌合口３及び切欠き
口３０に鋼管杭の先端側およびブレード６１を嵌入させ
る。

【００３１】次に、油圧モータＭを起動させて鋼管杭６
を地面に押し付けながら軸回転させると、鋼管杭６は地
盤を掘削しながら埋設し始める。この時、ブレード６１
は切欠き口３０と係合しているため、拡底板１は地面上
を鋼管杭６と共回りするが、鋼管杭６の地面への没入に
従ってブレード６１は切欠き口３０を通過して外れて、
嵌合口３の楕円形状の短径側と鋼管杭６の円錐部６０と
が摩擦固着する。その後は、図６に示すように、拡底板
１が鋼管杭６と一体となって回転し、押圧力が作用する
下刃４３も掘削を行って地盤に回転埋設して行くことと
なる。

【００３２】ここで上記した回転埋設時において、拡底
板１は鋼管杭６と共に以下のように地盤に作用する。す
なわち、鋼管杭６のブレード６１により掘削された掘削
土砂はブレード６１に沿って上方及び側方に送り出さ
れ、拡底板１の上刃４２と下刃４３を配置した排土口４
の構成により、掘削土砂は後方上部へ導かれる。また、
排土口４を通過できない大きさの礫等は、下刃４３が回
転方向に対して後退角βで取付けられているため、拡底
板１の側方へ積極的に押し出される。さらに、平面視に
おいて、上刃４２と下刃４３とが排土口４を塞ぐように
重なることにより、鋼管杭６は地盤に対して十分な垂直
抗力が確保される。

【００３３】

【他の実施形態の可能性】本願発明の目的の実現におい
ては、実施形態を以下のように変更することも可能であ
る。まず、図７に示すように、鋼管杭７が３つのブレー
ド７０を有している場合には、嵌合口３の形状を各辺が
内部側に張り出した略正三角形の形状とすると共に、３
箇所の切欠き口３０を形成してもよい。また、同様に鋼
管杭が４つのブレードを有する場合にも、これに対応さ
せて嵌合口３の形状を各辺が内部側に張り出した略正方
形の形状とすると共に、４箇所の切欠き口３０を形成す
るようにしてもよい（図示省略）。なお、これらの鋼管
杭７を使用する場合の拡底板１の排土口４及びリブ５の
配置及び個数は、上記実施形態例に限定することなく適
宜なものである。

【００３４】さらにまた、鋼管杭８が角形パイプである
場合には、図８に示すように、嵌合口３を角形の鋼管杭
８と適合する矩形状に形成すると共に、拡底板１には図
中に示す閂（かんぬき）８０等の鋼管杭８との係止手段
を配設するようにしても良い。

【００３５】

【効果】上記構成により、本願発明にかかる拡底板は、
無排出土、低振動、低騒音、及び高支持力の確保と従来
の拡底板付き鋼管杭と同様効果を損なうことなく、拡底
板の鋼管杭への取付けが施工現場で簡易に行うことがで
き、かつ保管及び運搬等の取扱い性に優れ、さらには製
造コストの低減も図れるなどの優れた効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態例の拡底板の全体外観を示す斜視
図である。

【図２】本実施形態例の拡底板の排土口を示す部分拡
大斜視図である。

【図３】本実施形態例の拡底板のリブの変形例
（Ａ）、（Ｂ）を示す拡大斜視図である。

【図４】本実施形態例の拡底板の形成方法を示す説明
図（Ａ）、（Ｂ）である。

【図５】本実施形態例の回転埋設鋼管杭と拡底板の取
付け方法を示す説明図である。

【図６】本実施形態例の回転埋設鋼管杭と拡底板とが
一体となって地盤に回転埋設する作業状態を示す一部切
欠き斜視図である。

【図７】他の実施形態例の回転埋設鋼管杭と拡底板と
を示す斜視図である。

【図８】他の実施形態例の回転埋設鋼管杭と拡底板と
を示す斜視図である。

【図９】従来の回転埋設鋼管杭を示す斜視図である。

【符号の説明】

１拡底板２基体板２０周縁３嵌合口３０切欠き口４排土口４０縁辺（回転方向側）４１縁辺（反回転方向側）４２上刃４３下刃４４基準点５リブ５０リブ（変形例）５０ａ掘削刃５１リブ（上面配置）６鋼管杭（円錐タイプ）６０円錐部６１ブレード７鋼管杭（３枚ブレード）７０ブレード８鋼管杭（角形パイプ）８０閂Ｐ１螺旋翼杭（従来例）Ｐ１ａ螺旋翼Ｐ１ｂ掘削刃Ｐ２翼杭（従来例）Ｐ２ａ傾斜翼Ｍ油圧モータＳ油圧式ショベル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転埋設する鋼管杭の先端付近に一体化さ
せるフランジ状の拡底板において、中央部に嵌合口（３）を開設した板状の基体板（２）
と、基体板（２）の外周縁（２０）の一カ所または複数カ所
を切り欠いた排土口（４）と、該排土口（４）の回転方
向側の縁辺（４０）から反回転方向の上方へ向かって傾
斜配設した上刃（４２）と、該排土口（４）の反回転方向側の縁辺（４１）から回転
方向の下方へ向かって傾斜し、かつ回転方向に対して後
退角をもって配設した下刃（４３）と、から成ることを特徴とする回転埋設鋼管杭用の拡底板。
【請求項２】上刃（４２）と下刃（４３）の形成におい
て、基体板（２）に形成した排土口（４）の縁辺（４０、４
１）を所定方向へ屈曲させて形成したことを特徴とする
請求項１記載の回転埋設鋼管杭用の拡底板。
【請求項３】排土口（４）の形成において、周縁（２０）から基体板（２）の半径線上を通る直線を
もって扇形に削除して形成したことを特徴とする請求項
１、又は２記載の回転埋設鋼管杭用の拡底板。
【請求項４】基体板（２）の上面又は（及び）下面に回
転方向に沿う面をもった板状のリブ（５）を立設したこ
とを特徴とする請求項１、２、又は３記載の回転埋設鋼
管杭用の拡底板。
【請求項５】杭の先端部（６０）が円錐形をなし、かつ
所定の掬い角をもったブレード（６１）を上記円錐形の
母線に沿って配設して成る回転埋設鋼管杭（６）を嵌合
させる場合の嵌合口（３）において、短径を回転埋設鋼管杭（６）の直径より小径に設定した
楕円形を成し、かつ内周縁には先端部挿入時にブレード
（６１）が通過し得る大きさの切欠き口（３０）を形成
してなることを特徴とする請求項１、２、３、又は４記
載の回転埋設鋼管杭用の拡底板。
【請求項６】請求項１、２、３、４又は５記載の回転埋
設鋼管杭用の拡底板（１）を埋設施工する地面に載置
し、杭の先端部（６０）が円錐形をなしかつ所定の掬い
角をもったブレード（６１）を上記円錐形の母線に沿っ
て配設してなる回転埋設鋼管杭（６）を、先端から嵌合
口（３）及び切欠き口（３０）に嵌入させた後、前記回
転埋設鋼管杭（６）を軸回転させて先端部（６０）と嵌
合口（３）とを摩擦固着させ、これにより拡底板（１）
と回転埋設鋼管杭（６）とを一体化するようにしたこと
を特徴とする拡底板の回転埋設鋼管杭への取付け方法。