擰入式鋼管樁、擰入式鋼管樁的設計方法、擰入式鋼管樁的制造方法和擰入式鋼管樁的施工方法與流程

本發明涉及擰入式鋼管樁、擰入式鋼管樁的設計方法、擰入式鋼管樁的制造方法和擰入式鋼管樁的施工方法，所述擰入式鋼管樁在鋼管的前端沿周向連續設置有兩片以上的圓弧狀的旋轉葉片，所述旋轉葉片是將比所述鋼管的外徑大的圓盤或環狀的圓盤沿徑向分割而成的旋轉葉片。

背景技術：

1、如圖3所示，以往的擰入式鋼管樁21在鋼管2的前端或周面安裝有比樁徑大的旋轉葉片23。該鋼管樁21通過使樁體旋轉，從而將從旋轉葉片23的下方的地基25削取的砂土上推到旋轉葉片23的上部，并將該地基反作用力作為推進力而貫入到土中。然后，通過將從鋼管前端到鋼管外徑d的一倍的部分貫入支承地基27而完成施工（參照圖3）。圖3所示的擰入式鋼管樁21的旋轉葉片23由下葉片23a和上葉片23b這兩片構成，下葉片23a的安裝角度α1與上葉片23b的安裝角度α2相等。

2、旋轉葉片23（下葉片23a、上葉片23b）為其整體傾斜的傾斜面，該傾斜面的傾斜角度為安裝角度。安裝角度是表示旋轉葉片整體相對于鋼管2以何種程度傾斜地安裝的角度。例如，如圖4所示，在沿著鋼管前端的外周面安裝有旋轉葉片23的情況下，鋼管2的外周面中的包含與旋轉葉片23的內周面相切的曲線的面相對于與鋼管軸正交的正交面p的傾斜角度成為安裝角度α（在圖4中為α1或α2）。另外，在使鋼管前端面傾斜而進行切斷并將旋轉葉片23與鋼管前端面抵接地進行安裝的情況下，鋼管前端面的傾斜角度成為安裝角度。

3、擰入式鋼管樁的在削取砂土時的葉片刀尖附近的阻力成為主要的旋轉阻力，為了在硬的地基中向土中貫入，需要大的旋轉轉矩。另外，在施工完成后，能夠通過旋轉葉片得到大的支承力。

4、在這樣的擰入式鋼管樁中，存在例如專利文獻1所公開的那樣前端被封閉以使砂土不進入樁內的擰入式鋼管樁、例如專利文獻2所公開的那樣在前端設置有開口部以使砂土進入樁內的擰入式鋼管樁。

5、樁前端被封閉的擰入式鋼管樁能夠在包括樁徑量在內的葉片下表面整面發揮支承力，但對于比樁徑靠內側的砂土，不僅需要向上部上推，還需要向樁徑的外側推出，需要非常大的旋轉轉矩。因此，在直徑大的情況下，有可能在施工性方面產生問題。

6、另一方面，在樁前端設置有開口部的擰入式鋼管樁由于在樁體內也取入砂土，因此能夠以比樁前端被封閉的擰入式鋼管樁小的旋轉轉矩進行施工，但由于無法期待開口部處的支承力，因此作為樁整體的支承力有可能降低。不過，存在在施工過程中砂土塞滿樁體內而堵塞開口部的情況，但在該情況下，與上述的樁前端被封閉的擰入式鋼管樁相同。

7、另外，為了提高推進力而增大旋轉葉片的葉片直徑，增加旋轉一圈時上推到旋轉葉片的上部的土的量是有效的，但相應地旋轉阻力也上升。因此，由于與樁體的扭轉強度、旋轉葉片的強度之間的關系，通常，旋轉葉片的葉片直徑為樁徑的三倍左右。

8、現有技術文獻

9、專利文獻

10、專利文獻1：日本特許第2861937號公報

11、專利文獻2：日本特開2009-209674號公報

技術實現思路

1、發明所要解決的課題

2、擰入式鋼管樁存在施工性根據地基條件而惡化的問題。例如，在柔軟的地基中，存在通過地基反作用力而產生的推進力降低，從而樁無法貫入的情況，該地基反作用力是通過在施工時將從旋轉葉片的下方削取的砂土上推到旋轉葉片的上部而產生的。另一方面，在硬的地基中，存在在施工時削取砂土時的葉片刀尖附近的阻力、旋轉時的摩擦阻力變得過大，作用的旋轉轉矩超過樁體的扭轉耐力而導致樁體被扭斷而斷裂的情況。

3、本發明是為了解決該課題而完成的，其目的在于提供一種擰入式鋼管樁、擰入式鋼管樁的設計方法、擰入式鋼管樁的制造方法和擰入式鋼管樁的施工方法，能夠不對支承力產生惡劣影響地進行適合于柔軟的地基、硬的地基等地基的形態的施工。

4、用于解決課題的技術方案

5、（1）本發明所涉及的擰入式鋼管樁在鋼管的前端沿周向連續設置有兩片以上的圓弧狀的旋轉葉片，該旋轉葉片是將比所述鋼管的外徑大的圓盤或環狀的圓盤沿徑向分割而成的旋轉葉片，其中，所述旋轉葉片中的配置于所述鋼管的最下方的旋轉葉片即最下方葉片的安裝角度比配置于最上方的旋轉葉片即最上方葉片的安裝角度小。

6、（2）另外，在上述（1）所記載的擰入式鋼管樁中，將所述最下方葉片的安裝角度設為3度以上且7度以下。

7、（3）另外，一種擰入式鋼管樁，在鋼管的前端沿周向連續設置有兩片以上的圓弧狀的旋轉葉片，該旋轉葉片是將比所述鋼管的外徑大的圓盤或環狀的圓盤沿徑向分割而成的旋轉葉片，其中，所述旋轉葉片中的配置于所述鋼管的最下方的旋轉葉片即最下方葉片的安裝角度比配置于最上方的旋轉葉片即最上方葉片的安裝角度大。

8、（4）另外，在上述（3）所記載的擰入式鋼管樁中，將所述最上方葉片的安裝角度設為3度以上且7度以下。

9、（5）另外，本發明所涉及的擰入式鋼管樁的設計方法中，所述擰入式鋼管樁在鋼管的前端沿周向連續設置有兩片以上的圓弧狀的旋轉葉片，該旋轉葉片是將比所述鋼管的外徑大的圓盤或環狀的圓盤沿徑向分割而成的旋轉葉片，其中，所述擰入式鋼管樁的設計方法將所述旋轉葉片的安裝角度設定為滿足以下的（a）至（c）的條件：

10、（a）在作為施工對象的地基的硬度超過預定的硬度的情況下，使安裝于最下方的旋轉葉片即最下方葉片的安裝角度比安裝于最上方的旋轉葉片即最上方葉片的安裝角度小，在作為施工對象的地基的硬度為預定的硬度以下的情況下，使安裝于最下方的旋轉葉片即最下方葉片的安裝角度比安裝于最上方的旋轉葉片即最上方葉片的安裝角度大；

11、（b）所述最下方葉片與所述最上方葉片之間的旋轉葉片的安裝角度為所述最下方葉片的安裝角度與所述最上方葉片的安裝角度之間的角度；及

12、（c）在特定的旋轉葉片中，將相鄰的旋轉葉片中的配置于更靠上方的旋轉葉片的安裝角度與配置于更靠下方的旋轉葉片的安裝角度之間的角度設為安裝角度。

13、（6）另外，在上述（1）或（3）所述的擰入式鋼管樁的施工方法中，調查成為施工對象的地基的硬度，基于該調查結果選擇上述（1）或（3）的擰入式鋼管樁，把持該選擇出的擰入式鋼管樁的鋼管的上端而使所述擰入式鋼管樁旋轉貫入到所述地基中。

14、（7）另外，本發明所涉及的擰入式鋼管樁的制造方法中，所述擰入式鋼管樁在鋼管的前端沿周向連續設置有兩片以上的圓弧狀的旋轉葉片，該旋轉葉片是將比所述鋼管的外徑大的圓盤或環狀的圓盤沿徑向分割而成的旋轉葉片，其中，所述擰入式鋼管樁的制造方法將所述旋轉葉片的安裝角度形成為滿足以下的（a）至（c）的條件：

15、（a）在作為施工對象的地基的硬度超過預定的硬度的情況下，使安裝于最下方的旋轉葉片即最下方葉片的安裝角度比安裝于最上方的旋轉葉片即最上方葉片的安裝角度小，在作為施工對象的地基的硬度為預定的硬度以下的情況下，使安裝于最下方的旋轉葉片即最下方葉片的安裝角度比安裝于最上方的旋轉葉片即最上方葉片的安裝角度大；

16、（b）所述最下方葉片與所述最上方葉片之間的旋轉葉片的安裝角度為所述最下方葉片的安裝角度與所述最上方葉片的安裝角度之間的角度；及

17、（c）在特定的旋轉葉片中，將相鄰的旋轉葉片中的配置于更靠上方的旋轉葉片的安裝角度與配置于更靠下方的旋轉葉片的安裝角度之間的角度設為安裝角度。

18、發明效果

19、在本發明中，通過使旋轉葉片中的配置于所述鋼管的最下方的旋轉葉片即最下方葉片的安裝角度比配置于最上方的旋轉葉片即最上方葉片的安裝角度小，從而在對硬的地基進行施工時葉片刀尖附近的阻力、旋轉時的摩擦阻力不會變得過大，并且能夠確保推進力。