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公開番号2025157707
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-16
出願番号2024059864
出願日2024-04-03
発明の名称回転貫入杭
出願人千代田工営株式会社
代理人個人
主分類E02D 5/28 20060101AFI20251008BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】翼の厚みが過度に厚くならず、貫入抵抗を小さくできて、貫入効率に優れた回転貫入杭を提供する。
【解決手段】本発明に係る回転貫入杭1は、鋼管製の杭本体3と、杭本体3の下端に接続され下端径が杭本体3の径よりも大径の拡径部5と、拡径部5の下端に水平に取り付けられた鋼製翼7と、を有し、拡径部5は、上端が杭本体3に接続され、下端に向かって漸次拡径する円錐台形の短尺鋼管からなり、鋼製翼7は、円板状の一枚の鋼板を拡径部5の下端開口を覆うように取り付けられ、周縁部の一部に、斜め上方に屈曲した傾斜面から成る上刃15と、斜め下方に屈曲した傾斜面から成る下刃17を有し、上刃15は鋼製翼7の外縁から拡径部5の下端の外縁までの範囲に設けられ、下刃17は鋼製翼7の外縁から拡径部5よりも内側に延出して設けられており、下刃17を拡径部5よりも内側に延出することにより土砂を杭体内に取り込む開口部19を形成している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
鋼管製の杭本体と、該杭本体の下端に接続され下端径が前記杭本体の径よりも大径の拡径部と、該拡径部の下端に水平に取り付けられた鋼製翼と、を有する回転貫入杭であって、
前記拡径部は、上端径が前記杭本体下端と略同径で前記杭本体に接続され、下端に向かって漸次拡径する円錐台形の短尺鋼管からなり、
前記鋼製翼は、円板状の一枚の鋼板を前記拡径部の下端開口を覆うように取り付けられ、周縁部の一部に、斜め上方に屈曲した傾斜面から成る上刃と、斜め下方に屈曲した傾斜面から成る下刃を有し、前記上刃は鋼製翼外縁から前記拡径部の下端の外縁までの範囲に設けられ、前記下刃は鋼製翼外縁から前記拡径部よりも内側に延出して設けられており、
前記下刃を前記拡径部よりも内側に延出することにより土砂を杭体内に取り込む開口部を形成していることを特徴とする回転貫入杭。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
鋼製翼下面の中央付近を通り、径方向に延びる突起を有し、該突起の径方向の長さは前記杭本体の径の2/3以上であり、土砂のかく乱と鋼製翼の補剛の二つの機能を発揮しうることを特徴とする請求項１に記載の回転貫入杭。
【請求項３】
前記拡径部と前記下刃とを接続して、前記下刃を支持する下刃支持部材を前記拡径部の下端に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転貫入杭。
【請求項４】
前記拡径部と前記上刃とを接続して、前記上刃を支持する上刃支持部材を前記拡径部の外側面下部に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転貫入杭。
【請求項５】
前記上刃と前記下刃は対向して設けられており、対向した上刃と下刃を一組としたときに、前記鋼製翼は上刃と下刃の組を２組又は３組有することを特徴とする請求項１又は２に記載の回転貫入杭。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管製の杭本体と、該杭本体の下端に接続され下端径が前記杭本体の径よりも大径の拡径部と、該拡径部の下端に水平に取り付けられた鋼製翼と、を有する回転貫入杭に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
回転貫入杭は、杭の先端に杭本体よりも面積の大きい翼を設けることで、大きな鉛直支持力が得られるという特徴がある。
また、翼はねじ込み作用を有することから、杭体を回転するとねじの作用により地盤に貫入していく。その際、地表に排土が発生しないとともに、コンクリート杭のように施工中セメントを使用しないことから、環境に優しい工法として評価され、広く使用されるようになった。
【０００３】
回転貫入杭の最近の傾向として、より大きな鉛直支持力を得るために、翼の径を大きくする傾向がある。
この点、従来の翼倍率（杭本体径に対する翼径の比）は1.5～2.0倍が主流であったが、最近では翼倍率を2.5～4倍にする使用例が増えてきた。
【０００４】
翼倍率を大きくすると、以下の二つの問題が生じる。
一つ目の問題は、翼の必要厚さが大きくなり、経済性が低下することである。翼の厚さは、鋼管と翼との接合部（以下「付け根」という。）の曲げモーメントで決まる。
翼外径と杭本体外径の差が大きくなるほど曲げモーメントは大きくなり、翼の必要厚さが大きくなる。
【０００５】
二つ目の問題は、翼外径が大きくなると、回転貫入時に地盤から受ける抵抗力（以下「貫入抵抗」という）も大きくなる。翼の面積が大きくなると、地盤と翼面との摩擦力が増えるためである。
回転貫入杭は一般に、翼の面積に地盤への貫入長さを乗じた体積分の土砂量を翼の上側に移動させるとともに、杭体の体積に相当する量の土砂を圧縮して杭本体の側方に移動させねばならない。土砂の側方移動量が増えるほど、杭本体の回転トルクや施工時間が大きくなる。その結果、回転貫入に必要な杭打機が大型化し経済性が低下する。側方移動量を減らすために、翼部周辺に開口部を設けて土砂の一部を杭体内に取り込む方法も適用されている。
【０００６】
ところで、回転貫入杭の翼の形状を大別すると、Ａ．螺旋状に形成したもの、Ｂ．略半円状鋼板を交差させたもの、Ｃ．平板状の円盤の周縁部の一部を加工して傾斜した刃を設けたものの３種に分けられる。
本発明はＣタイプに属するものであり、その特徴として、翼が平板であるため、杭本体との接合が容易であることがあげられる。Ｃタイプの従来技術の例としては、以下に示す特許文献１、２がある。
【０００７】
特許文献１に開示の回転貫入鋼管杭は、「平板を折曲加工してなる鋼製翼を鋼管先端面に該鋼管の管軸方向に対して直角に固着してなる回転貫入鋼管杭であって、
前記鋼製翼は、杭本体の先端外周に沿うように所定範囲に切込みを設け、該切込みを含む所定範囲を扇形状に切除して切除部を形成し、前記切込みの各終端と杭中心を結ぶ線分の延長線を折曲げ線として前記切込みを設けた部位の一方を上方に折曲して上向き傾斜面部を形成し、前記切込みを設けた部位の他方を下方に折曲して下向き傾斜面部を形成してなり、前記上向き傾斜面部および前記下向き傾斜面部の切込み部における傾斜部と非傾斜部の交差部を溶接で接合したことを特徴とする」ものである（特許文献１の請求項１参照）
【０００８】
また、特許文献２に開示の鋼管杭は、「鋼管杭本体の下端を塞ぐ前記鋼管杭本体よりも大径の端板を備え、回転圧入工法により地盤に設置される鋼管杭において、
前記端板は、中央に形成された排土口と、周縁部に前記鋼管杭本体を挟んで対称配置された一対の切り欠き部とを備え、該両切り欠き部の周方向端縁に掘削用ビットが同一周方向の斜め下側に向けて支持されていることを特徴とする」ものである（特許文献２の請求項１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開2010-281205号公報
特開2022-167394号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に開示のものは、翼倍率が大きくなると、先に一つ目の問題として述べたように、付け根部の曲げモーメントが大きくなり、翼の厚さが大きくならざるをえない。
また、杭本体内に土砂を取り込めないため、貫入抵抗が大きくなるとともに、貫入効率が低下する。
さらに、硬い地盤に貫入する際、下方傾斜部（下刃）が土砂から水平方向の大きな力を受けて変形する恐れがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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