JP5959445B2

JP5959445B2 - 排土式先端形状を有する鋼管杭の製造方法

Info

Publication number: JP5959445B2
Application number: JP2013004361A
Authority: JP
Inventors: 亨藤田; 昌史武川
Original assignee: 株式会社双葉工業社
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2016-08-02
Anticipated expiration: 2033-01-15
Also published as: JP2014136868A

Description

本発明は一般に、杭の製造方法に関する。より詳細には、本発明は、先端が排土式形状を有する鋼管杭の製造方法に関する。

杭の施工時（すなわち、地中への回転圧入時）に地中内に応力が発生するが、発生する応力が等しくなる点を連ねた等応力線は、杭先端を上端とした球根状の形状を有するため、圧力球根と呼ばれている。

杭の施工時には、上述のように地中内に応力が発生するため、杭の直進性を保持しつつ回転圧入するのは、容易ではないという課題がある。一方、地中内応力に抵抗すべく、杭材を補強すると、コスト高になるという課題がある。

本発明は、このような状況に鑑みて開発されたものであって、特に鋼管杭の施工時に杭先端に発生する圧力球根を軽減して杭の容易な回転圧入を可能にする、排土式先端形状を有する鋼管杭の製造方法を提供することを目的としている。

本願請求項１に記載の排土式先端形状を有する鋼管杭の製造方法は、外径Ｄの鋼管の先端の対の部分Ａを切除する第１段階と、前記第１段階において前記部分Ａ以外の部分Ｂと部分Ｃを互いに接触させるように傾斜させる第２段階と、前記部分Ｂと前記部分Ｃの接触縁を溶接する第３段階とを含み、前記部分Ａが、正投影面で頂点Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ 、Ｐ₄、Ｐ₅ 、Ｐ₆ 、Ｐ₇ によって形成される不等辺七角形であり、前記頂点Ｐ₁ が、前記鋼管の端辺上における右端と左端の中間に位置する点であり、前記頂点Ｐ₂ が、前記鋼管の前記端辺上の前記右端を起点として第１稜線に沿って長さ（１．０５〜１．１０）Ｄの箇所から、前記端辺と平行に延長した前記第１線上の長さ（０．０１〜０．０５）Ｄの箇所であり、前記頂点Ｐ₃ が、前記頂点Ｐ₁ から前記端辺と直交して延長した第２線と、前記頂点Ｐ₂ から前記第１線に対して角度αをなすように延長した第３線との交点であり、前記頂点Ｐ₄ が、前記端辺上における前記左端と同一の箇所であり、前記頂点Ｐ₅ が、前記頂点Ｐ₄ を起点として前記第２稜線に沿って長さ（１．０５〜１．１０）Ｄの箇所から、前記第１線上の長さ（０．０１〜０．０５）Ｄの箇所であり、前記頂点Ｐ₆ が、前記頂点Ｐ₄ から、前記第２稜線に対して角度βをなすように延長した第４線と、前記端辺から長さ（０．８０〜０．８５）Ｄのところに前記端辺と平行に引かれた第５線との交点であり、前記頂点Ｐ₇ が、前記頂点Ｐ₅ から前記第１線に対して角度γをなすように延長した第６線と、前記第６線に対して角度δをなすように前記頂点Ｐ₆ から延長された第７線との交点であり、前記角度αが２４°〜２８°、前記角度βが２２°〜２６°、前記角度γが２４°〜２８°、前記角度δが６２°〜６６°であることを特徴とするものである。

本願請求項２に記載の排土式先端形状を有する鋼管杭の製造方法は、前記請求項１の製造方法において、前記角度αが２６°、前記角度βが２４°、前記角度γが２６°、前記角度δが６４°であることを特徴とするものである。

本願請求項３に記載の排土式先端形状を有する鋼管杭の製造方法は、前記請求項１又は２の製造方法において、前記第４線が、前記第２線の方へ僅かに湾曲していることを特徴とするものである。

本発明の方法によって製造された鋼管杭は、施工時に杭先端に発生する圧力球根を軽減することができ、これにより杭の直進性を保持しつつ、容易に回転圧入させることができる。本発明の製造方法によれば、１つの鋼管の加工のみで足りるので、別材の発注や寸法調整が不要であり、比較的手間をかけずに低コストで所要の鋼管杭を製造することができる。また、本発明の方法によって製造された鋼管杭は、同材から加工されるので、品質が安定し、溶接性も優れている。

図１（ａ）は、本発明の好ましい実施の形態に係る製造方法によって製造された鋼管杭の斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の鋼管杭の正面図、図１（ｃ）は、図１（ｂ）の線１ｃ−１ｃに沿って見た底面図である。本発明の好ましい実施の形態に係る製造方法の手順を示した一連の図である。図１（ａ）の線３−３に沿って見た図である。図３の線４ａ−４ａ又は線４ｂ−４ｂに沿って見た図である。本発明の変形形態に係る製造方法によって製造された鋼管杭の図４と同様な図である。

次に、本発明の好ましい実施の形態に係る鋼管杭の製造方法について詳細に説明する。図２は、本発明の好ましい実施の形態に係る製造方法の手順を示した一連の図である。まず最初に、素材となる鋼管（外径Ｄ）を準備し（図２（ａ））、鋼管の先端の所定部分Ａを切除する（図２（ｂ））。部分Ａの切除は、ガス切断などの任意の公知の方法で行われる。

図４は、図３の線４ａ−４ａ又は線４ｂ−４ｂに沿って見た図、すなわち切除される部分Ａを示した正面図である。換言すると、図４に示されるのは、切除される部分Ａの正投影面である。切除される対の部分Ａは、正投影面で頂点Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ 、Ｐ₄ 、Ｐ₅ 、Ｐ₆ 、Ｐ₇ によって形成される不等辺七角形（図２（ｂ）及び図４において薄墨で示された部分）である。なお、図３の線４ａ−４ａに沿って見た場合、及び図３の線４ｂ−４ｂに沿って見た場合のいずれの場合においても、切除される部分Ａの形状は、同一である。

頂点Ｐ₁ は、鋼管１０の端辺１２上における右端１２ａと左端１２ｂの中間に位置する点である。従って、右端１２ａと頂点Ｐ₁ との長さ、及び左端１２ｂと頂点Ｐ₁ との長さは、それぞれ０．５Ｄである。

頂点Ｐ₂ は、鋼管１０の端辺１２上の右端１２ａを起点として第１稜線（右側の稜線）１４に沿って長さ（１．０５〜１．１０）Ｄ（最も好ましくは、１．０７Ｄ）の箇所１４ａから、端辺１２と平行に延長した第１線１８上の長さ（０．０１〜０．０５）Ｄ（最も好ましくは、０．０３Ｄ）の箇所である。

頂点Ｐ₃ は、頂点Ｐ₁ から端辺１２と直交方向に延長した第２線２０と、頂点Ｐ₂ から第１線１８に対して角度αをなすように延長した第３線２２との交点である。角度αは２４°〜２８°であり、最も好ましくは２６°である。

頂点Ｐ₄ は、端辺１２上における左端１２ｂと同一の箇所である。

頂点Ｐ₅ は、端辺１２上における左端１２ｂ、即ち頂点Ｐ₄ を起点として第２稜線（左側の稜線）１６に沿って長さ（１．０５〜１．１０）Ｄ（最も好ましくは、１．０７Ｄ）の箇所１６ａから、第１線１８上の長さ（０．０１〜０．０５）Ｄ（最も好ましくは、０．０３Ｄ）の箇所である。頂点Ｐ₅ は、図４を参照すると明らかなように、鋼管１０の中心軸線Ｘ−Ｘに対して頂点Ｐ₂ と対象の箇所に位置する。

頂点Ｐ₆ は、頂点Ｐ₄ から、第２稜線１６に対して角度βをなすように延長した第４線２４と、端辺１２から長さ（０．８０〜０．８５）Ｄ（最も好ましくは、０．８２Ｄ）のところに端辺１２と平行に引かれた第５線２６との交点である。角度βは、２２°〜２６°であり、最も好ましくは２４°である。

頂点Ｐ₇ は、頂点Ｐ₅ から第１線１８に対して角度γをなすように延長した第６線２８と、第６線２８に対して角度δをなすように頂点Ｐ₆ から延長された第７線３０との交点である。角度γは、２４°〜２８°であり、最も好ましくは、２６°である。また、角度δは、６２°〜６６°であり、最も好ましくは６４°である。

上述のように、対の部分Ａを切除することによって、鋼管の先端には、切除されない部分Ｂ、Ｃが残ることとなる（図２（ｃ））。切除されない部分Ｂと部分Ｃは、実質的に同一の形状を有している。なお、部分Ａの切除の際に部分Ｂ、Ｃの形状が歪んだ場合には、部分Ｂ、Ｃが未だ熱いうちに、ハンマー等を用いて整形するのがよい。

次いで、切除されない部分Ｂと部分Ｃを、互いに接触させるように傾斜させる（図２（ｄ））。

次いで、互いに接触した部分Ｂと部分Ｃの接触縁を溶接することによって、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるように、鋼管の先端に排土式形状が形成されることとなる。

上述のようにして製造された鋼管杭の先端は、湾曲してやや上方に向いた対の翼部分、すなわち排土式形状を有するように形作られており、この鋼管杭を回転圧入させると、対の翼部分が土砂を斜め上方に押し上げるため、杭先端に生ずる圧力を和らげ、圧力球根を軽減し、杭孔側壁の強度を保持しつつ、鋼管杭を直線的に推進させることが可能になる。

本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

たとえば、前記実施の形態では、第４線２４が直線状のものとして示されているが、図５に示されるように、第４線２４′が第２線２０の方へ僅かに湾曲するように形成してもよい。このようにすることにより、切除されない部分Ｂと部分Ｃを互いに接触させるように傾斜させたときに密接し易くなるため、より良好な先端形状を形作ることができる。

１０鋼管
１２端辺
１２ａ右端
１２ｂ左端
１４第１稜線
１６第２稜線
１８第１線
２０第２線
２２第３線
２４、２４′ 第４線
２６第５線
２８第６線
３０第７線
Ａ切除される部分
Ｂ、Ｃ切除されない部分
Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ 、Ｐ₄ 、Ｐ₅ 、Ｐ₆ 、Ｐ₇ 頂点

Claims

排土式先端形状を有する鋼管杭の製造方法であって、
外径Ｄの鋼管の先端の対の部分Ａを切除する第１段階と、
前記第１段階において前記部分Ａ以外の部分Ｂと部分Ｃを互いに接触させるように傾斜させる第２段階と、
前記部分Ｂと前記部分Ｃの接触縁を溶接する第３段階とを含み、
前記部分Ａが、正投影面で頂点Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ 、Ｐ₄ 、Ｐ₅ 、Ｐ₆ 、Ｐ₇ によって形成される不等辺七角形であり、
前記頂点Ｐ₁ が、前記鋼管の端辺上における右端と左端の中間に位置する点であり、
前記頂点Ｐ₂ が、前記鋼管の前記端辺上の前記右端を起点として第１稜線に沿って長さ（１．０５〜１．１０）Ｄの箇所から、前記端辺と平行に延長した前記第１線上の長さ（０．０１〜０．０５）Ｄの箇所であり、
前記頂点Ｐ₃ が、前記頂点Ｐ₁ から前記端辺と直交して延長した第２線と、前記頂点Ｐ₂ から前記第１線に対して角度αをなすように延長した第３線との交点であり、
前記頂点Ｐ₄ が、前記端辺上における前記左端と同一の箇所であり、
前記頂点Ｐ₅ が、前記頂点Ｐ₄ を起点として前記第２稜線に沿って長さ（１．０５〜１．１０）Ｄの箇所から、前記第１線上の長さ（０．０１〜０．０５）Ｄの箇所であり、
前記頂点Ｐ₆ が、前記頂点Ｐ₄ から、前記第２稜線に対して角度βをなすように延長した第４線と、前記端辺から長さ（０．８０〜０．８５）Ｄのところに前記端辺と平行に引かれた第５線との交点であり、
前記頂点Ｐ₇ が、前記頂点Ｐ₅ から前記第１線に対して角度γをなすように延長した第６線と、前記第６線に対して角度δをなすように前記頂点Ｐ₆ から延長された第７線との交点であり、
前記角度αが２４°〜２８°、前記角度βが２２°〜２６°、前記角度γが２４°〜２８°、前記角度δが６２°〜６６°であることを特徴とする方法。
前記角度αが２６°、前記角度βが２４°、前記角度γが２６°、前記角度δが６４°であることを特徴とする請求項１に記載された方法。
前記第４線が、前記第２線の方へ僅かに湾曲していることを特徴とする請求項１又は２に記載された方法。