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    • 专利摘要:
    本發明由於相對於葉片前端緣(3A)於掘進方向後方側形成有前端背面部(5)，故在將鋼管樁(1)旋轉壓入於地基時，藉由前端背面部抵抗以葉片前端緣(3A)為中心而旋轉之旋轉力矩，可一面防止鋼管樁(1)之芯偏移而確保直進性、一面穿入地基。又，由對於葉片前端緣(3A)於掘進方向前方側形成有傾斜開口部(4)，故可伴隨向地基之旋轉壓入而將挖掘之土自傾斜開口部(4)順暢地引入鋼管本體(2)內部，而可一面抑制伴隨掘進之地基阻力，一面藉由將引入鋼管本體(2)之土上推至上方，而降低因管內阻塞所致之穿入阻力之增加。
    公开号:TW201311972A
    申请号:TW101130291
    申请日:2012-08-21
    公开日:2013-03-16
    发明作者:Masamichi Sawaishi；Masatoshi Wada
    申请人:Nippon Steel Eng Co Ltd；
    IPC主号:E02D5-00
    专利说明:
    鋼管樁及鋼管樁之施工方法
    本發明係關於一種鋼管樁及鋼管樁之施工方法，詳細而言，本發明係關於一種具備圓筒狀且長條狀之鋼管本體，及固定於該鋼管本體之至少距前端部特定高度範圍之外周面之螺旋狀之葉片之鋼管樁，及藉由旋轉壓入而穿入地基之鋼管樁之施工方法。
    先前，提出有一種鋼管樁，其係於鋼管外周面具備螺旋狀之凸起，藉由旋轉穿入而穿入地基(例如參照文獻1：日本專利實開平4-41526號公報)。
    該鋼管樁中，以10°~50°之傾斜角傾斜地切斷鋼管前端，藉由形成該切斷部而謀求提高向地基之前端挖掘性能，並藉由抑制穿入阻力而謀求鋼管樁之施工性之提高。
    然而，文獻1中記載之先前之鋼管樁中，由於螺旋狀之凸起之突出尺寸較小，故因藉由該凸起所致之向地基之掘進性能不如預期高，因而即便設置前端傾斜部，對於施工性之提高而言亦存在一定極限。另一方面，作為鋼管樁，亦熟知有於鋼管樁外周面固定螺旋狀之葉片者，根據此種鋼管樁，藉由葉片一面切入地基一面掘進，可提高穿入性能而期待施工性之進一步之提高。然而，存在如下不良狀況，即，因葉片接受來自地基之阻力，故鋼管樁以葉片為中心進行旋轉(引起芯偏移)，尤其難以確保穿入初期階段之直進性。
    本發明之目的在於提供一種鋼管樁及鋼管樁之施工方法，其可一面確保穿入時之直進性一面提高穿入性能而謀求提高施工性。
    本發明之鋼管樁之特徵在於：其係具備長條圓筒狀且前端開口之鋼管本體，及固定於該鋼管本體之與前端部相距特定高度範圍之外周面之螺旋狀之葉片，並藉由旋轉壓入而穿入地基者；於上述鋼管本體之前端部形成有向前端緣之徑向一側朝上方傾斜且切斷該鋼管本體之傾斜開口部，及相對於該傾斜開口部在徑向另一側保留該鋼管本體之前端背面部；上述葉片具有與上述鋼管本體之前端部外周面交叉且向外側延伸之葉片前端緣，及與該葉片前端緣連續且向圓周方向一側朝上方延伸之葉片本體部；於與自上述葉片前端緣之一部分連結上述鋼管本體之中心之直線大致正交之上述另一側，且較該葉片前端緣更靠上述葉片本體部之側，設置上述前端背面部。
    根據以上之本發明，自於與葉片前端緣之方向大致正交且較葉片前端緣更靠葉片本體部側設有前端背面部，即，葉片掘進基地中時自最先切入地基之葉片前端緣觀察，前端背面部係位於旋轉方向之後方側。因此，將鋼管樁旋轉壓入地基時，對於以受到來自地基之阻力之葉片前端緣為中心而使鋼管樁全體旋轉之旋轉力矩，可自自前端背面部作用與與該旋轉力矩逆向之阻力，從而可一面防止鋼管樁之芯偏移而確保直進性一面穿入地基。又，於與前端背面部在徑向為相反之側設有傾斜開口部，即，自葉片前端緣觀察傾斜開口部係設於旋轉方向之前方側，因此，可將伴隨向地基之旋轉壓入而挖掘之土自傾斜開口部順暢地向鋼管本體內部引入，從而可一面抑制伴隨掘進之地基阻力，一面藉由將引入鋼管本體之土上推至上方而降低因管內阻塞所致的穿入阻力之增加。
    此時，較佳為，本發明之鋼管樁中，上述傾斜開口部之前端部係形成於上述鋼管樁本體之前端緣之過半之範圍內。
    進而，較佳為，上述傾斜開口部之上端部係形成於自上述鋼管本體之前端緣至相對於該鋼管本體之直徑為1倍以上且3倍以下之範圍內。
    根據此種構成，藉由於鋼管本體之前端緣之過半之範圍形成傾斜開口部，可一面銳利地形成鋼管本體之前端而提高向地基之穿入性，一面藉由使傾斜開口部之前端部位置大於鋼管樁之直徑，而確保傾斜開口部之開口面積從而提高挖掘土之引入性能。因此，可一面提高穿入性一面抑制穿入阻力，故可提高施工性。
    進而，較佳為，本發明之鋼管樁中，自上述前端背面部之上述葉片前端緣下表面至上述前端緣之長度係設定為對於上述葉片之寬度尺寸之1/2倍以上。
    根據此種構成，藉由將前端背面部之距葉片前端緣下表面之長度尺寸確保為特定長度以上，而可進而提高向地基之穿入性並提高直進性。
    另一方面，本發明之鋼管樁之施工方法之特徵在於：其係上述任一鋼管樁之施工方法，且，將上述鋼管樁之前端背面部刺入地基並定位後，使上述鋼管本體旋轉而藉由上述葉片進行掘進從而穿入地基。
    根據此種發明，藉由將前端背面部刺入地基而進行定位後使鋼管本體旋轉而藉由葉片進行掘進，故如上述般由前端背面部之阻力抑制鋼管樁全體之旋轉，因而可不偏移已定位之樁芯地於特定位置對鋼管樁進行施工，並且可藉由葉片之掘進提高穿入性能從而提高施工性。
    根據如以上所述之本發明之鋼管樁及鋼管樁之施工方法，藉由使螺旋狀之葉片掘進地基並銳利地形成鋼管本體之前端部而提高穿入性能，並且藉由自傾斜開口部引入挖掘土而可抑制穿入阻力，且對於來自作用於葉片之地基之阻力，藉由前端背面部之阻力而抑制鋼管全體之旋轉(芯偏移)，從而可一面確保直進性一面提高施工性。
    以下，基於圖式對本發明之一實施形態進行說明。
    圖1中，鋼管樁1係構成為具備：鋼管本體2，其係沿軸向X之長條圓筒狀且前端開口；及螺旋狀之葉片3，其係固定於該鋼管本體2之距前端部特定高度範圍之外周面2A。該鋼管樁1係一面藉由把持位於軸向X上方之樁頭部之適宜之旋轉壓入裝置而旋轉，一面藉由向下方推壓，而獲得利用葉片3之挖掘力且穿入地基。於鋼管本體2之前端部形成有：傾斜開口部4，其係向前端緣2B之徑向一側(圖1之左側)朝上方傾斜且切斷鋼管本體2；及前端背面部5，其係相對於該傾斜開口部4在徑向另一側(圖1之右側)保留鋼管本體2之周面。葉片3具有：葉片前端緣3A，其係交叉於鋼管本體2之前端外周面2A且向外側延伸；及葉片本體部3B，其係連續於該葉片前端緣3A而向圓周方向一側且朝上方延伸；即，該葉片3自鋼管本體2之前端側觀察係形成為朝樁頭部順時針(右旋)之螺旋狀。
    圖1之鋼管樁1中，於鋼管本體2之前端緣2B中之相對於鋼管本體2之直徑D一半以上(L1≧D/2)之另一側設有傾斜開口部4之前端位置，於自前端緣2B相對於直徑D之1倍以上(L2≧D)之上方設有傾斜開口部4之上端位置。又，自葉片前端緣3A之下表面至前端背面部5之前端部之距離L3係設定為相對於葉片3之寬度尺寸B之1/2倍以上(L3≧D/2)。再者，各距離L1，L2非限於圖1所示者，距離L1只要為直徑D之1/2倍以上且1倍以下(D/2≦L1≦D)便可，距離L2只要為直徑D之1倍以上且3倍以下(D≦L2≦3D)便可，例如，亦可為圖2所示之鋼管樁1之形態。圖2之鋼管樁1中，傾斜開口部4之前端位置係以鋼管本體2之直徑D之僅約1倍(L1=D)之程度設於另一側，傾斜開口部4之上端係自前端緣2B起以直徑D之僅約2倍(L2=2D)之程度設於上方。
    如圖3所示，傾斜開口部4係設於葉片前端緣3A之掘進方向前方側(一側)，對於該傾斜開口部4夾持鋼管本體2之中心(X軸之位置)而形成前端背面部5於相反側(為另一側，掘進方向後方側)。具體而言，如圖4所示，對於連結葉片前端緣3A之基端部O1與鋼管本體2之中心之直線A1，正交於該直線A1且通過鋼管本體2之中心而延伸於葉片本體部3B側之直線A2包含與鋼管本體2交叉之位置P1而設有前端背面部5。再者，如圖5所示，對於連結葉片前端緣3A之外端部O2與鋼管本體2之中心之直線A3，正交於該直線A3且通過鋼管本體2之中心而延伸於葉片本體部3B側之直線A4包含與鋼管本體2交叉之位置P2而設有前端背面部5。即，前端背面部5係與自葉片前端緣3A內之任一位置連結鋼管本體2之中心之直線正交且形成於葉片本體部3B側(掘進方向後方側)。
    根據以上之鋼管樁1，旋轉壓入地基時自地基之挖掘阻力作用於葉片前端緣3A，即便鋼管樁1全體旋轉移動(芯偏移)，亦可由前端背面部5壓接於地基而產生阻力來防止芯偏移。具體而言，如圖4所示，以葉片前端緣3A之基端部O1為中心鋼管樁1全體向箭頭所示之方向旋轉之旋轉力矩產生作用之情形時，藉由前端背面部5位於上述旋轉方向之前方側之直線A2上，來自地基之按壓力作為對旋轉移動之阻力而作用於該前端背面部5，從而可抑制鋼管樁1全體之芯偏移。又，如圖5所示，即便於旋轉力矩以葉片前端緣3A之外端部O2為中心而作用於鋼管樁1全體之情形時，亦可藉由位於上述旋轉方向之前方側之直線A4上之前端背面部5之阻力而抑制鋼管樁1全體之芯偏移。即，即便以葉片前端緣3A之任一位置為中心而旋轉力矩產生作用之情形時，只要包含位置P1、P2而形成前端背面部5，便可發揮對於旋轉移動之阻力，從而可有效防止鋼管樁1全體之芯偏移。
    又，鋼管樁1之施工之際，首先，將鋼管樁1自樁頭側以錘子敲打或使用旋轉壓入裝置等壓至下方，將前端背面部5之前端向地基刺入而進行定位後，開始鋼管樁1之旋轉。其後，藉由葉片3掘進地基，並根據其掘進距離而壓入下方，藉此將鋼管樁1穿入地基。進行此種穿入之際，因傾斜開口部4位於葉片前端緣3A之掘進方向前方側，故可容易將挖掘之土自傾斜開口部4引入鋼管本體2內部，並且可將進入之土壓至鋼管本體2之上方而防止管內阻塞。即，因傾斜開口部4係自鋼管本體2之前端緣2B至僅距離L2高之位置為止開口，故與由壓入所致之鋼管樁1沈降量及鋼管本體2之內部截面積所決定之土之體積(必要引入土量)相比，可使自傾斜開口部4引入之土之體積(可引入之土量)較大。因此，可將由葉片3挖掘而為鬆軟狀態之土引入鋼管本體2內部，無需壓密該土便可壓至鋼管本體2之上方，故可防止管內阻塞而抑制壓入阻力之增大。
    根據如以上所述之本實施形態，可獲得以下之效果。
    即，因對於葉片前端緣3A於掘進方向後方側形成有前端背面部5，故將鋼管樁1旋轉壓入地基之際，藉由前端背面部5抵抗以葉片前端緣3A為中心之旋轉力矩，藉此可一面防止鋼管樁1之芯偏移而確保直進性一面穿入地基。又，因相對於葉片前端緣3A於掘進方向前方側形成有傾斜開口部4，故可將伴隨向地基之旋轉壓入而挖掘之土自傾斜開口部4順暢地引入鋼管本體2內部，從而可一面抑制伴隨掘進之地基阻力，一面藉由將引入鋼管本體2之土上推至上方而降低因管內阻塞所致的穿入阻力之增加。因此，可一面防止鋼管樁1之芯偏移，且亦可抑制穿入阻力之增大，故可提高施工性。
    再者，本發明並非限於上述實施形態者，而包含可達成本發明之目的之其他構成等，且如下所示之變形等亦包含於本發明。
    例如，上述實施形態中，在與鋼管樁1之軸向X傾斜之平面上切斷鋼管本體2而形成傾斜開口部4，但傾斜開口部4並非限於直線狀切斷者，亦可藉由沿適宜之曲線或曲面切斷而形成。
    又，上述實施形態中，作為螺旋狀之葉片3，雖例示有自鋼管本體2之前端部向樁頭部經複數周環繞而連續地形成者，但並不限於此，其可為以螺旋狀形成僅1周之葉片，亦可為間斷性地形成之葉片。又，作為葉片3之寬度尺寸B，雖無特別限定，但就掘進性之方面而言，較理想的是具有鋼管本體2之直徑D之1/3~1/2左右以上之寬度尺寸B。
    此外，用於實施本發明之最佳構成、方法等雖揭示於以上之記載中，但本發明並不限於此。即，本發明雖主要針對特定之實施形態而進行特定圖示，且進行說明，但在不違背本發明之技術思想及目的之範圍，對於以上所述之實施形態，形狀、材質、數量、其他之詳細構成中，本領域技術人員可施以各種變形。
    因此，限定為上述揭示之形狀、材質等之記載係為容易理解本發明而例示地記載者，並非限定本發明者，故在該等之形狀、材質等之限定之一部分或全部之限定以外之構件之名稱之記載亦包含於本發明。
    1‧‧‧鋼管樁
    2‧‧‧鋼管本體
    2A‧‧‧外周面
    2B‧‧‧前端緣
    3‧‧‧葉片
    3A‧‧‧葉片前端緣
    3B‧‧‧葉片本體部
    4‧‧‧傾斜開口部
    5‧‧‧前端背面部
    O1‧‧‧基端部
    O2‧‧‧外端部
    A1‧‧‧直線
    A2‧‧‧直線
    A3‧‧‧直線
    A4‧‧‧直線
    圖1係表示本發明之一實施形態之鋼管樁之前端部之側視圖。
    圖2係表示與圖1相比前端形狀不同之實施形態之鋼管樁之側視圖。
    圖3係表示上述鋼管樁之立體圖。
    圖4係說明上述鋼管樁之作用之圖。
    圖5係說明上述鋼管樁之作用之圖。
    1‧‧‧鋼管樁
    2‧‧‧鋼管本體
    2A‧‧‧外周面
    2B‧‧‧前端緣
    3‧‧‧葉片
    3A‧‧‧葉片前端緣
    3B‧‧‧葉片本體部
    4‧‧‧傾斜開口部
    5‧‧‧前端背面部
    权利要求:
    Claims (5)
    [1] 一種鋼管樁，其特徵在於：其係具備長條圓筒狀且前端開口之鋼管本體，及固定於該鋼管本體之與前端部相距特定高度範圍之外周面之螺旋狀之葉片，且藉由旋轉壓入而穿入地基者；於上述鋼管本體之前端部形成有向前端緣之徑向一側朝上方傾斜且切斷該鋼管本體之傾斜開口部，及相對於該傾斜開口部在徑向另一側保留該鋼管本體之前端背面部；上述葉片具有與上述鋼管本體之前端部外周面交叉而向外側延伸之葉片前端緣，及與該葉片前端緣連續且向圓周方向一側朝上方延伸之葉片本體部；於與自上述葉片前端緣之一部分連結上述鋼管本體之中心之直線大致正交之上述另一側，且較該葉片前端緣更靠上述葉片本體之側，設置上述前端背面部。
    [2] 如請求項1之鋼管樁，其中上述傾斜開口部之前端部係形成於上述鋼管樁本體之前端緣之過半之範圍內。
    [3] 如請求項1之鋼管樁，其中上述傾斜開口部之前端部係形成於自上述鋼管本體之前端緣至相對於該鋼管本體之直徑為1倍以上且3倍以下之範圍內。
    [4] 如請求項1之鋼管樁，其中上述前端背面部之自上述葉片前端緣下表面至上述前端緣之長度係設定為上述葉片之寬度尺寸之1/2倍以上。
    [5] 一種鋼管樁之施工方法，其特徵在於：其係如請求項1至4中任一項之鋼管樁之施工方法，且將上述鋼管樁之前端背面部刺入地基並定位後，使上述鋼管本體旋轉，藉由上述葉片進行掘進而穿入地基。
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