JP5867445B2 - Manufacturing method of rotating penetration steel pipe pile - Google Patents
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Description
本発明は、土木構造物や建築構造物などの基礎杭に用いられる回転貫入鋼管杭の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a rotary penetrating steel pipe pile used for foundation piles such as civil engineering structures and building structures.
土木構造物や建築構造物の基礎杭に用いられる鋼管杭工法として、従来、打撃工法、振動工法、埋込み杭工法（中掘り杭工法、鋼管ソイルセメント杭工法など）、圧入工法および耐震場所打ちコンクリート杭（TB杭）などが適用されてきた。
一方で近年、騒音・振動、残土処理、地下水汚染などに対する環境対策として、回転杭工法の採用が増加している。本工法は、低騒音・低振動での施工はもちろん、杭打設中に排土が発生せず、さらにセメントミルクなどを用いないため地下水汚染もないという特長を有している。
Conventional steel pipe pile methods used for foundation piles of civil engineering structures and building structures include hitting method, vibration method, embedding pile method (such as digging pile method, steel pipe soil cement pile method), press-in method and earthquake-resistant cast-in-place concrete. Pile (TB pile) has been applied.
On the other hand, in recent years, the adoption of the rotary pile method is increasing as an environmental measure against noise / vibration, residual soil treatment, groundwater contamination, and the like. This construction method is characterized by low noise and vibration, as well as no drainage during pile driving and no contamination of groundwater because cement milk is not used.
この回転杭工法は、鋼管の先端部に羽根や翼を取り付けて、この羽根や翼によって地盤への回転貫入時に杭に推進力を発生させたり、打設後の供用時に大きな先端支持力（押し込み・引き抜き）を発揮させる構造としたものである。
この回転杭工法に用いられる回転貫入鋼管杭として、特許文献１および２が提案されている。
In this rotary pile method, blades and wings are attached to the tip of the steel pipe, and the blades and wings generate propulsive force on the piles when they penetrate into the ground. -It has a structure that makes it possible to exhibit (drawing).
Patent documents 1 and 2 are proposed as a rotation penetration steel pipe pile used for this rotation pile construction method.
特許文献１の翼付き鋼管杭は、杭本体の下端部に、杭本体の内外側に突出するドーナツ形の螺旋翼を設け、さらにその下端部に、杭本体と同径の延長管を杭本体と同心に結合したものである。
また、特許文献２の翼付き鋼管杭は、特許文献１のドーナツ形の螺旋翼を、2以上に分割したドーナツ状の板からなる翼に置き換え、同様に延長管を結合したものである。
これら特許文献１、２に記載の鋼管杭は、杭本体（延長管を含む）の下端部より少し上方の位置（杭径の1.5倍前後とされる）に、螺旋翼またはドーナツ状板が、杭本体の内外側に突出して設けられたものとなっている。換言すると、杭下端部に翼を取り付けた従来の回転貫入鋼管杭の先端に、さらに短い鋼管杭が突出しているものであると言える。
The steel pipe pile with wings of Patent Document 1 is provided with a donut-shaped spiral wing projecting on the inner and outer sides of the pile main body at the lower end of the pile main body, and an extension pipe having the same diameter as the pile main body at the lower end. And concentrically combined.
Moreover, the steel pipe pile with a wing | blade of patent document 2 replaces the doughnut-shaped spiral wing | blade of patent document 1 with the wing | blade which consists of a donut-shaped board divided | segmented into 2 or more, and has similarly connected the extension pipe.
The steel pipe piles described in these Patent Documents 1 and 2 have a spiral wing or donut-shaped plate at a position slightly above the lower end of the pile body (including the extension pipe) (about 1.5 times the pile diameter). It is provided to protrude from the inside and outside of the pile body. In other words, it can be said that an even shorter steel pipe pile protrudes from the tip of a conventional rotary-penetrating steel pipe pile with a blade attached to the lower end of the pile.
このような構造により、上記特許文献１、２においては、杭に荷重が作用したときに、杭本体の外側の翼だけでなく内側の翼もその荷重を受けるため、杭本体に発生する曲げ応力が大幅に軽減され、杭本体の板厚を薄くすることができるとされている。
また、従来の回転貫入鋼管杭の施工時に生じていた、翼下の土砂の押さえ込みによる杭本体下端部の閉塞を回避でき、施工効率の向上を図ることができるとされている。
さらに、翼下面の延長管内の土砂の抵抗作用（アーチ作用）により、杭先端を閉塞した場合と同様の高い先端支持力が得られるとされている。
With such a structure, in Patent Documents 1 and 2, when a load is applied to the pile, not only the outer wing of the pile body but also the inner wing receives the load. It is said that the thickness of the pile body can be reduced.
In addition, it is said that it is possible to avoid the blockage of the lower end of the pile main body caused by pressing down the earth and sand under the wing, which has occurred during the construction of the conventional rotary penetration steel pipe pile, and to improve the construction efficiency.
Furthermore, it is said that a high tip support force similar to that obtained when the pile tip is closed is obtained by the resistance action (arch action) of the earth and sand in the extension pipe on the lower surface of the blade.
特許文献１および２では、螺旋翼またはドーナツ状板を設けた位置より、さらに上方の杭本体の外周に、複数の翼を突設したものも提案されている。
また、特許文献３には、半リング状の掘進翼を２枚１組として、杭全長に亘って杭外周に複数設けたものが提案されている。
これらはいずれも、杭外周の複数の翼により大きな支持力（鉛直支持力、水平力、引き抜き力）が得られるとされている。
Patent Documents 1 and 2 have proposed that a plurality of wings protrude from the position where the spiral wing or the doughnut-shaped plate is provided further on the outer periphery of the pile body.
Patent Document 3 proposes a set of two half ring-shaped digging blades provided on the outer periphery of the pile over the entire length of the pile.
In any of these, it is said that a large supporting force (vertical supporting force, horizontal force, pulling force) can be obtained by a plurality of wings on the outer periphery of the pile.
従来の回転貫入鋼管杭の多くは、半ドーナツ形に切断したり螺旋状にプレスしたりした翼を、その翼の形状と対応するように斜めに切断したり螺旋状に形成した杭本体下端部に溶接取付けしたものである。この翼の取付け加工費が高価で、回転杭の製造コストの大部分を占めているという課題があった。
特許文献１および２の翼付き鋼管杭は、この従来の回転貫入鋼管杭の先端にさらに延長管を溶接で取り付けるものである。
Many conventional rotary penetrating steel pipe piles have a wing cut into a half donut shape or pressed into a spiral shape. Welded and attached to. There was a problem that the installation cost of this wing was expensive and accounted for most of the manufacturing cost of the rotary pile.
In the winged steel pipe piles of Patent Documents 1 and 2, an extension pipe is further attached to the tip of this conventional rotary penetrating steel pipe pile by welding.
したがって、延長管の上端も、杭本体下端部と同様に、翼の形状と対応するように切断加工する必要がある。すなわち、翼を１つ取り付けるのに同じ加工を２度行う必要があるという煩わしさがある。
しかも、杭本体と同心状態にして延長管を溶接する必要があるが、端面が直角でも同心状態での正確な溶接取付けは難しいのに、まして端面は翼に対応する複雑な形状であり、溶接取付がより難しい。そのため、取付け精度の管理を十分に行わないと、延長管が杭本体の軸からずれて首折れなどの加工不良を起こす可能性がある。特に、杭径が大きい場合や、延長管が長い場合は、わずかな精度不良でもそれが顕著となる。
このため、従来の回転貫入鋼管杭は、もともと高い製造コストであったのにさらにコストがかさみ、しかも製造上の精度管理が難しくなるという課題があった。
Therefore, it is necessary to cut the upper end of the extension pipe so as to correspond to the shape of the wing, similarly to the lower end of the pile body. That is, there is an annoyance that it is necessary to perform the same processing twice to attach one wing.
In addition, it is necessary to weld the extension pipe concentrically with the pile body, but it is difficult to accurately weld and attach the concentric state even if the end face is perpendicular, but the end face has a complicated shape corresponding to the wing, More difficult to install. Therefore, if the installation accuracy is not sufficiently managed, the extension pipe may be displaced from the axis of the pile body and cause a processing failure such as neck breakage. In particular, when the pile diameter is large or when the extension pipe is long, even a slight inaccuracy is significant.
For this reason, although the conventional rotary penetration steel pipe pile was originally high manufacturing cost, there also existed a subject that cost increased further and also the precision control on manufacture became difficult.
また、特許文献１および２において、複数の翼が突設されたものが提案されているが、複数の翼のうち杭本体の内外側に翼が張り出すように設けられた翼は、杭本体下端部と延長管上端に挟まれた最下段の翼のみであり、その他の翼はすべて杭本体の外周のみに張出すように取り付けられている。
したがって、杭本体の外側の翼と内側の翼が共同して荷重を受けて、杭本体に発生する曲げ応力が大幅に軽減され、杭本体の板厚を薄くすることができるのは、特許文献1および2の最下段の翼の取付け位置のみである。つまり、特許文献１，２のものでは、複数の翼を設ける場合であっても、コスト低減効果は全体から見るとごくわずかである。このことは、特許文献１，２では杭本体の内外側に張り出すように翼を取り付けるのが難しいということに起因していると考えられる。
Patent Documents 1 and 2 propose that a plurality of wings project, but the wings provided so that the wings project on the inner and outer sides of the pile main body are the pile main bodies. Only the lowest wing sandwiched between the lower end and the upper end of the extension pipe is attached, and all other wings are attached so as to project only on the outer periphery of the pile body.
Therefore, the outer wing and the inner wing of the pile body receive a load jointly, the bending stress generated in the pile body is greatly reduced, and the thickness of the pile body can be reduced. Only the mounting positions of the lowest wings of 1 and 2 are shown. That is, in Patent Documents 1 and 2, even if a plurality of blades are provided, the cost reduction effect is negligible when viewed as a whole. This is considered to be due to the fact that in Patent Documents 1 and 2, it is difficult to attach the wings so as to project to the inner and outer sides of the pile body.
また、特許文献１および２では、翼が杭本体下端部から少し上方の位置（杭径の1.5倍前後）に設けられているため、翼下の土砂が杭側面に押し出されることで杭本体下端部を閉塞しないとされているが、少なくとも杭本体下端部に位置する土砂は、回転貫入に伴って杭本体下端部（延長管下端）から管内に侵入してくる。
この延長管内に侵入してきた土砂は、杭本体の内側に突設された最下段の翼の回転により、さらに上方に送られるため、ある深度までは能率よく施工可能と考えられる。
しかしながら、さらに深度が深くなり、土砂（管内土）の量が多くなるにつれて、その管内土自体の重量のために土砂が詰まり、内部閉塞状態となってしまう。
このことから、上段の翼も杭本体の内外側に張り出すように取り付けるのが好ましいが、そのようになっていないのは、杭本体の内外側に張り出す翼の取り付け方法が難しいという点に起因していると考えられる。
Moreover, in patent document 1 and 2, since the wing | blade is provided in the position a little above from the pile main body lower end part (around 1.5 times the diameter of a pile), when the earth and sand under a wing are pushed out to the pile side surface, a pile main body lower end part However, at least the earth and sand located at the lower end portion of the pile main body enter the pipe from the lower end portion of the pile main body (lower end of the extension pipe) with the rotation penetration.
Since the earth and sand that has entered the extension pipe is sent further upward by the rotation of the lowermost wing projecting from the inside of the pile body, it can be considered that it can be efficiently constructed to a certain depth.
However, as the depth becomes deeper and the amount of earth and sand (inner pipe) increases, the earth and sand are clogged due to the weight of the inner pipe itself, resulting in an internal blocking state.
For this reason, it is preferable to install the upper wings so that they protrude from the inner and outer sides of the pile body, but the reason for this is that it is difficult to attach the wings that protrude from the inner and outer sides of the pile body. It is thought to be caused.
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、杭本体の内外側に張り出す翼を簡易にかつ精度よく取り付けることができる回転貫入鋼管杭の製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a method for manufacturing a rotary penetrating steel pipe pile that can easily and accurately attach wings that project to the inside and outside of the pile body. The purpose is that.
（１）本発明に係る回転貫入鋼管杭の製造方法は、鋼管からなる杭本体の内外に突出する翼を有する回転貫入鋼管杭の製造方法であって、
円形またはドーナツ形の鋼板の外周から径方向に切り込みを入れて翼を製造する翼製造工程と、杭本体となる鋼管における前記翼が取り付く部位に略Ｖ字状のスリットを形成するスリット形成工程と、前記鋼管の前記スリットに前記翼製造工程で製造された翼を挿入して前記鋼管の内外に前記翼の一部が張り出すように前記翼を取り付ける翼取付工程と、
取付された翼を前記鋼管に溶接接合する翼接合工程とを備えてなることを特徴とするものである。
(1) The manufacturing method of the rotation penetration steel pipe pile which concerns on this invention is a manufacturing method of the rotation penetration steel pipe pile which has the wing | blade which protrudes in and out of the pile main body which consists of steel pipes,
A blade manufacturing process for manufacturing a blade by cutting in a radial direction from the outer periphery of a circular or donut-shaped steel plate, and a slit forming step for forming a substantially V-shaped slit at a portion to which the blade is attached in a steel pipe as a pile body; A blade attachment step of attaching the blade so that a part of the blade is projected into and out of the steel pipe by inserting the blade manufactured in the blade manufacturing step into the slit of the steel pipe;
And a blade joining step for welding the attached blade to the steel pipe.
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記スリット形成工程は、造管後の鋼管に該鋼管の外周部から切り込みをいれてスリットを形成することを特徴とするものである。 (2) Moreover, the thing as described in said (1) WHEREIN: The said slit formation process cuts into the steel pipe after pipe making from the outer peripheral part of this steel pipe, It is characterized by the above-mentioned.
（３）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記スリット形成工程は、予めスリットを設けた鋼管コイルをスパイラル造管することによって鋼管にスリットを形成することを特徴とするものである。 (3) Moreover, the thing as described in said (1) WHEREIN: The said slit formation process is characterized by forming a slit in a steel pipe by spiral-forming a steel pipe coil which provided the slit previously.
（４）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記スリット形成工程は、鋼管コイルをスパイラル造管する際に、前記スリットとなる部位を溶接せずにそれ以外を溶接することで当該部位にスリットを形成することを特徴とするものである。 (4) In addition, in the above-described (1), in the slit forming step, when the steel pipe coil is spirally piped, the portion to be the slit is welded without welding the portion to be the slit. A slit is formed in the substrate.
本発明においては、円形またはドーナツ形の鋼板の外周から径方向に切り込みを入れて翼を製造する翼製造工程と、杭本体となる鋼管における前記翼が取り付く部位に略Ｖ字状のスリットを形成するスリット形成工程と、前記鋼管の前記スリットに前記翼製造工程で製造された翼を挿入して前記鋼管の内外に前記翼の一部が張り出すように前記翼を取付する翼取付工程と、取付された翼を前記鋼管に溶接接合する翼接合工程とを備えてなるので、従来例のように、杭本体下端部および延長管上端の両方を翼の形状に対応するように別々に加工する必要がなく、鋼管側の加工はスリットを入れるだけでよく、極めて加工が容易になった。 In the present invention, a blade manufacturing process in which a blade is manufactured by cutting in a radial direction from the outer periphery of a circular or donut-shaped steel sheet, and a substantially V-shaped slit is formed in a portion where the blade is attached to a steel pipe that is a pile body. A slit forming step, and a blade attachment step of inserting the blade manufactured in the blade manufacturing step into the slit of the steel pipe and attaching the blade such that a part of the blade protrudes into and out of the steel pipe, And a blade joining step for welding the attached blade to the steel pipe, so that both the lower end of the pile body and the upper end of the extension pipe are separately processed so as to correspond to the shape of the blade as in the conventional example. There is no need, and it is only necessary to make a slit on the steel pipe side, making the process extremely easy.
また、鋼管はスリットを入れたとしても分断されないので、翼の取付け時に鋼管（杭本体）の軸芯がずれることはなく、精度管理が容易でかつ精度よく翼の取り付けを行うことができる。
その結果、スリットを入れることができる部位であれば鋼管のどこでも任意の箇所に翼を取り付けることが容易にでき、複数段のすべての翼を杭本体の内外に張り出すように取り付けることができ、すべての翼の取付け位置の杭本体の板厚を薄くすることが可能となり、大きなコスト低減効果を得られる。
さらに、上段の翼を杭本体の内外側に張り出すように取り付ければ、杭本体の内側に張り出す翼の回転により、管内土を順次上方に送ることができ、内部閉塞状態を起こさずに効率よく施工することも可能となる。
Further, since the steel pipe is not divided even if a slit is made, the axis of the steel pipe (pile main body) does not shift when the wing is attached, and the wing can be attached with accuracy and accuracy.
As a result, as long as it is a part that can be slit, it is easy to attach the wings to any location anywhere on the steel pipe, and all the wings of multiple stages can be attached so as to project inside and outside the pile body, It is possible to reduce the thickness of the pile body at all wing mounting positions, and a large cost reduction effect can be obtained.
In addition, if the upper wings are mounted so as to project to the inner and outer sides of the pile body, the soil in the pipe can be sent upward sequentially by the rotation of the wings projecting to the inside of the pile body. It is possible to construct well.
本発明の一実施の形態に係る回転貫入鋼管杭１の製造方法は、円形鋼板３またはドーナツ形鋼板５の外周から径方向に切り込み９を入れて翼７を製造する翼製造工程と（図１参照）、杭本体となる鋼管１１における翼７が取り付く部位に略Ｖ字状のスリット１３を形成するスリット形成工程と（図２参照）、鋼管１１のスリット１３に翼製造工程で製造された翼７を挿入して鋼管１１の内外に翼７の一部が張り出すように翼７を取り付ける翼取付工程と（図３〜図６参照）、取付された翼７を鋼管１１に溶接接合する翼接合工程（図７参照）とを備えてなることを特徴とするものである。
以下、各工程を詳細に説明する。
The manufacturing method of the rotary penetration steel pipe pile 1 which concerns on one embodiment of this invention is the blade | wing manufacturing process which cuts 9 from the outer periphery of the circular steel plate 3 or the donut-shaped steel plate 5, and manufactures the blade | wing 7 (FIG. 1). See), a slit forming step of forming a substantially V-shaped slit 13 in a portion of the steel pipe 11 that is a pile body to which the blade 7 is attached (see FIG. 2), and a blade manufactured in the blade manufacturing step in the slit 13 of the steel pipe 11 A blade attaching step for attaching the blade 7 so that a part of the blade 7 protrudes into and out of the steel pipe 11 by inserting 7 (see FIGS. 3 to 6), and a blade for welding the attached blade 7 to the steel pipe 11 And a joining step (see FIG. 7).
Hereinafter, each process will be described in detail.
＜翼製造工程＞
翼製造工程は、円形鋼板３またはドーナツ形鋼板５の外周から径方向に切り込み９を入れて翼７を製造する工程である。
円形鋼板３に切り込み９を入れて翼７を製造する例を図１（Ａ）に示し、ドーナツ形鋼板５に切り込み９を入れて翼７を製造する例を図１（Ｂ）に示す。
<Wing production process>
The blade manufacturing step is a step of manufacturing the blade 7 by making a cut 9 in the radial direction from the outer periphery of the circular steel plate 3 or the donut-shaped steel plate 5.
FIG. 1A shows an example of manufacturing the blade 7 by making the cut 9 in the circular steel plate 3, and FIG. 1B shows an example of manufacturing the blade 7 by making the cut 9 in the donut shaped steel plate 5.
製造された翼７の詳細を図８〜図１０に基づいて説明する。
図８〜図１０において、Dwは鋼板（翼７）の外径、Dpは鋼管１１の外径、wは切り込み９の幅をそれぞれ示している。図１０において、Dwiはドーナツ形鋼板５における開口部の直径を示している。
鋼板の外径Dwは、貫入性と支持力のバランスを考慮すると1.2Dp≦Dw≦3Dpの範囲が望ましい。また、ドーナツ形鋼板５の内径Dwiは、回転貫入時の土砂進入および支持層内での閉塞促進用突起としての機能を考慮すると0.25Dp≦Dwi≦0.9Dpの範囲が望ましい。
The details of the manufactured blade 7 will be described with reference to FIGS.
8 to 10, Dw represents the outer diameter of the steel plate (wing 7), Dp represents the outer diameter of the steel pipe 11, and w represents the width of the notch 9. In FIG. 10, Dwi indicates the diameter of the opening in the donut shaped steel plate 5.
The outer diameter Dw of the steel sheet is preferably in the range of 1.2Dp ≦ Dw ≦ 3Dp in consideration of the balance between penetration and support force. In addition, the inner diameter Dwi of the donut shaped steel plate 5 is preferably in the range of 0.25 Dp ≦ Dwi ≦ 0.9 Dp in consideration of the function of the sand penetration during rotation penetration and the function as a clogging promoting protrusion in the support layer.
切り込み９は、円形鋼板３またはドーナツ形鋼板５の外周部から中心を通り、中心から鋼管１１の半径分延出するように入れる。この場合、切り込み９の長さは、図８〜図１０に示すように、(Dw+Dp)/2となる。こうすることによって、翼７を鋼管１１に取り付けた状態において、翼７の中心と鋼管１１の中心とが一致する。 The notch 9 passes through the center from the outer periphery of the circular steel plate 3 or the donut-shaped steel plate 5 and extends from the center by the radius of the steel pipe 11. In this case, the length of the notch 9 is (Dw + Dp) / 2 as shown in FIGS. By doing so, the center of the blade 7 coincides with the center of the steel pipe 11 in a state where the blade 7 is attached to the steel pipe 11.
翼７は、その製造工程において、図１に示すように、切り込み９の左右の部分を、一方は下方に他方は上方に曲げることで切り込み９を広げて側面から見た時に略Y字形になるように曲げ加工しておいてもよい。
ドーナツ形の鋼板の場合には、図１０（ｂ）に示すように、翼７の端部７ａを水平になるように曲げ加工をしてもよい。
なお、翼７となる鋼板が薄い場合には、翼製造工程では略Y字形への曲げ加工はせずに、翼７を鋼管１１に挿入する翼取付工程で挿入と共に曲げるようにしてもよい。
In the manufacturing process, as shown in FIG. 1, the wing 7 is substantially Y-shaped when the left and right portions of the notch 9 are bent one side downward and the other upward to widen the notch 9 and viewed from the side. It may be bent as described above.
In the case of a donut-shaped steel plate, as shown in FIG. 10B, the end portion 7a of the blade 7 may be bent so as to be horizontal.
In addition, when the steel plate used as the wing | blade 7 is thin, you may make it bend with insertion in the wing | blade attachment process which inserts the wing | blade 7 in the steel pipe 11, without bending to a substantially Y shape in a wing | blade manufacturing process.
＜スリット形成工程＞
スリット形成工程は、杭本体となる鋼管１１における翼７が取り付く部位に略V字状のスリット１３を形成する工程である（図２参照）。
なお図２（ｂ）は、図２（ａ）の状態から図２（ａ）中の矢印Ｘが正面に来るように鋼管１１を９０°回転させた状態を示したものである。
スリット形成工程は、造管後の鋼管１１に鋼管１１の外周部から切り込みをいれることでスリット１３を形成する。具体的には、翼７端部の段差が所定の翼ピッチhとなるように略V字の開き部を設け、開き部から180°反対側は翼７の切り込み幅w分を残すようにして、鋼管１１にガス切断もしくはワイヤーソー切断などでスリット１３を入れる。なお、スリット１３幅は取り付ける翼７の板厚程度とする。
<Slit formation process>
A slit formation process is a process of forming the substantially V-shaped slit 13 in the site | part which the wing | blade 7 attaches in the steel pipe 11 used as a pile main body (refer FIG. 2).
FIG. 2B shows a state in which the steel pipe 11 is rotated by 90 ° from the state of FIG. 2A so that the arrow X in FIG. 2A comes to the front.
A slit formation process forms the slit 13 by notching the steel pipe 11 after pipe making from the outer peripheral part of the steel pipe 11. FIG. Specifically, an approximately V-shaped opening is provided so that the step at the end of the blade 7 has a predetermined blade pitch h, and the cut width w of the blade 7 is left on the opposite side 180 ° from the opening. The slit 13 is made in the steel pipe 11 by gas cutting or wire saw cutting. The width of the slit 13 is about the thickness of the blade 7 to be attached.
上記の例は、造管後の鋼管１１にスリット１３を形成する場合であるが、スパイラル鋼管１５の場合には造管の過程でスリット１３を形成するようにしてもよい。
この方法を図１１〜図１６に基づいて説明する。
スパイラル鋼管１５は、図１１に示すように、コイル１７（熱延コイル）を一旦巻き戻して両端を開先加工した後、成形ロールなどでスパイラル状に成形され、互いに接するコイル端部（スパイラルビード部）を外面および内面から溶接して製造される。
そこで、コイル１７にあらかじめ所定のスリット１３を設けておけば、スパイラル造管した時にはすでにスリット１３が入った状態となる。具体的なスリット１３の入れ方を図１２に示す。
The above example is a case where the slit 13 is formed in the steel pipe 11 after pipe making, but in the case of the spiral steel pipe 15, the slit 13 may be formed in the process of pipe making.
This method will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 11, the spiral steel pipe 15 is formed by spirally winding a coil 17 (hot rolled coil) and beveling both ends, then forming a spiral shape with a forming roll or the like, and coil end portions (spiral beads) contacting each other. Part) is welded from the outer surface and the inner surface.
Therefore, if a predetermined slit 13 is provided in the coil 17 in advance, the slit 13 has already entered when the spiral pipe is formed. A specific method of inserting the slit 13 is shown in FIG.
図１２は、左巻きスパイラル（図１１において矢印で示す方向）によりスパイラル鋼管１５を製造する場合に用いるコイル１７の例である。コイル幅Wおよびスパイラル角度αとすると、図１２のように、角度αに対して反時計周りに角度γほどずらし、かつ切り込み幅wを残したスリット１３をコイル１７に入れる。
このコイル１７を左巻きで巻いていくと、図１２中の星印の位置が一致した状態で両コイル端部が溶接される。これにより、スパイラル造管後には左回転で貫入する回転貫入杭として翼ピッチhがπDp・tanγとなる略V字状のスリット１３が入った状態となる。
FIG. 12 shows an example of the coil 17 used when the spiral steel pipe 15 is manufactured by the left-handed spiral (the direction indicated by the arrow in FIG. 11). Assuming that the coil width W and the spiral angle α are as shown in FIG. 12, the slit 13 shifted by an angle γ counterclockwise with respect to the angle α and leaving the cut width w is inserted into the coil 17.
When the coil 17 is wound leftward, both coil ends are welded in a state where the positions of the star marks in FIG. As a result, after spiral pipe forming, a substantially V-shaped slit 13 having a blade pitch h of πDp · tanγ is entered as a rotary penetration pile that penetrates in the left direction.
上記の例は、左巻きスパイラルの場合であったが、上記とは逆に、右巻きスパイラル（図１４の矢印で示す方向）によりスパイラル鋼管１５を製造する場合も同様であり、図１５に示すようにスリット１３を入れておけば、スパイラル造管後には右回転で貫入する回転貫入杭として翼ピッチhがπDp・tanγとなる略V字状のスリット１３が入った状態となる（図１６参照）。 The above example is the case of the left-handed spiral, but contrary to the above, the same applies to the case where the spiral steel pipe 15 is manufactured by the right-handed spiral (the direction indicated by the arrow in FIG. 14), as shown in FIG. If the slit 13 is inserted in the tube, after the spiral pipe forming, a substantially V-shaped slit 13 having a blade pitch h of πDp · tanγ is entered as a rotary penetration pile that penetrates in the right direction (see FIG. 16). .
また、図１７に示すように、コイル１７をスパイラル造管する際に、コイル幅方向端部においてスリット１３となる部位に切欠き部１９を設けこの部分は造管する際に溶接せずにそれ以外を溶接することで当該部位にスリット１３を形成することもできる。 In addition, as shown in FIG. 17, when the coil 17 is spirally formed, a notch 19 is provided in a portion that becomes the slit 13 at the end in the coil width direction, and this portion is not welded when the tube is formed. It is also possible to form the slit 13 in the part by welding other than the above.
スパイラル鋼管１５の場合は、上記のようにコイル１７に加工することにより造管が完了した時点で所定のスパイラル鋼管１５の周面にスリット１３ができた状態となるため、他の製法の鋼管のように造管後の鋼管の状態からスリット１３を入れる必要がなく、別途のスリット１３加工が不要となり、特に大径の鋼管では加工が容易となる。
なお、もちろんスパイラル鋼管１５でも、造管後に別途スリット１３を入れるようにしてもよい。
In the case of the spiral steel pipe 15, the slit 13 is formed on the peripheral surface of the predetermined spiral steel pipe 15 when the pipe making is completed by processing the coil 17 as described above. Thus, it is not necessary to insert the slit 13 from the state of the steel pipe after pipe making, and no separate slit 13 processing is required, and processing is particularly easy with a large-diameter steel pipe.
Of course, the spiral steel pipe 15 may be provided with a separate slit 13 after pipe making.
＜翼取付工程＞
翼取付工程は、鋼管１１に形成したスリット１３に翼製造工程で製造された翼７を挿入して鋼管１１の内外に翼７の一部が張り出すように翼７を取り付ける工程である。
略Y字形に折り曲げ加工した翼７を取り付ける場合を例に挙げて翼取付工程について図３〜図６に基づいて説明する。
製造された翼７と、スリット１３が形成された鋼管１１を準備し（図３参照）、まず略Y字形に曲げ加工した翼７を一旦平板状に戻し（図４参照）、略V字状のスリット１３を設けた鋼管１１における翼７の切り込み幅w分を残した側から、翼７をその切り込み幅を跨いで挿入する（図５参照）。
その後は、スリット１３の形状なりに翼７を曲げ戻しながら、翼７の切り込み９端部が翼７と鋼管１１外周の取付け部に位置するまで挿入する（図６参照）。
<Wing installation process>
The blade attachment process is a process in which the blade 7 manufactured in the blade manufacturing process is inserted into the slit 13 formed in the steel pipe 11 and the blade 7 is attached so that a part of the blade 7 protrudes into and out of the steel pipe 11.
The wing attachment process will be described with reference to FIGS. 3 to 6 by taking as an example the case of attaching the wing 7 bent into a substantially Y shape.
A manufactured wing 7 and a steel pipe 11 having slits 13 are prepared (see FIG. 3). First, the wing 7 bent into a substantially Y shape is temporarily returned to a flat plate shape (see FIG. 4), and is substantially V-shaped. The blade 7 is inserted across the cut width from the side where the cut width w of the blade 7 in the steel pipe 11 provided with the slit 13 is left (see FIG. 5).
Thereafter, while the blade 7 is bent back in the shape of the slit 13, the blade 9 is inserted until the end 9 of the notch 9 is positioned at the attachment portion on the outer periphery of the blade 7 and the steel pipe 11 (see FIG. 6).
なお、前述したように、翼７の板厚が薄い場合や翼ピッチhが小さい場合など、切り込み９を入れただけの平板の翼７を鋼管１１に挿入しながらスリット１３に合わせて曲げていくことができればそれでもよい。 In addition, as described above, when the blade 7 is thin or the blade pitch h is small, the flat blade 7 having the notch 9 is inserted into the steel pipe 11 and bent along the slit 13. If you can, that's fine.
＜翼接合工程＞
翼接合工程は、取付された翼７を鋼管１１に溶接接合する工程である。
具体的には図７に示すように、溶接ワイヤ２１を用いて翼７と鋼管１１の取付け部の上下隅角部に溶接接合部２３を形成する。溶接方法としては、隅肉溶接または開先を取って部分溶け込み溶接あるいは完全溶け込み溶接を行う。
ここで、回転貫入鋼管杭１の施工時の回転トルクの伝達という点から言うと、本発明のように鋼管１１にスリット１３を入れることは鋼管断面を欠損させるため不利に働くが、その断面欠損分を溶接断面で補うようにすればよい。
<Blade joining process>
The blade joining step is a step of welding and joining the attached blade 7 to the steel pipe 11.
Specifically, as shown in FIG. 7, weld joints 23 are formed at the upper and lower corners of the attachment portion of the blade 7 and the steel pipe 11 using the welding wire 21. As a welding method, fillet welding or a groove is taken and partial penetration welding or complete penetration welding is performed.
Here, in terms of transmission of rotational torque during construction of the rotary penetrating steel pipe pile 1, the slit 13 in the steel pipe 11 as in the present invention works disadvantageously because the cross section of the steel pipe is lost. What is necessary is just to supplement a part with a weld cross section.
なお、鋼管１１の外面から溶接する方が作業は容易であるため、原則は外面溶接とするが、鋼管１１の板厚が厚くて隅肉溶接や部分溶け込み溶接の溶接断面が不足する場合などは、鋼管１１の内面からも溶接する。
また、鋼管１１の強度よりも高強度の溶接ワイヤ２１を用いて、溶接断面自体を減少させることも効果的である。
なお本発明では、鋼管１１の内外面に翼７が張り出すようにしているが、翼７と鋼管１１の溶接に必要な長さを張り出すようにする。
In addition, since it is easier to work from the outer surface of the steel pipe 11, the principle is outer surface welding. However, when the steel pipe 11 is thick and the weld cross section of fillet welding or partial penetration welding is insufficient. Also, welding is performed from the inner surface of the steel pipe 11.
It is also effective to reduce the weld cross section itself using a welding wire 21 having a strength higher than that of the steel pipe 11.
In the present invention, the blades 7 project from the inner and outer surfaces of the steel pipe 11, but the length necessary for welding the blade 7 and the steel pipe 11 is projected.
以上のように本実施の形態によれば、鋼管１１に設けた略V字状のスリット１３に、円形鋼板３又はドーナツ形鋼板５を挿入し、円形鋼板３又はドーナツ形鋼板５が鋼管１１の内外面に張り出すように溶接取り付けするようにしたので、従来例のように杭本体下端部および延長管上端の両方を翼７の形状に対応するように別々に加工する必要はなく、鋼管１１側の加工はスリット１３を入れるだけでよく、加工が極めて容易になった。 As described above, according to the present embodiment, the circular steel plate 3 or the donut-shaped steel plate 5 is inserted into the substantially V-shaped slit 13 provided in the steel pipe 11, and the circular steel plate 3 or the donut-shaped steel plate 5 is formed of the steel pipe 11. Since it is welded and attached so as to project on the inner and outer surfaces, it is not necessary to separately process both the lower end of the pile body and the upper end of the extension pipe so as to correspond to the shape of the wing 7 as in the conventional example. The processing on the side only requires the slit 13, and the processing becomes extremely easy.
また、鋼管１１はスリット１３を入れたとしても分断されないので、翼７の取付け時に杭本体の軸芯がずれることがなく、精度管理が容易でかつ精度よく翼７の取り付けを行うことができる。
その結果、スリット１３を入れることができる部位であれば鋼管１１のどこでも任意の箇所に翼７を取り付けることが容易にでき、複数段のすべての翼７を鋼管１１の内外に張り出すように取り付けることができる。そのため、すべての翼７の取付け位置の鋼管１１の板厚を薄くすることが可能となり、大きなコスト低減効果を得られる。
さらに、上段の翼７を鋼管１１の内外側に張り出すように取り付ければ、鋼管１１の内側に張り出す翼７の回転により、管内土を順次上方に送ることができ、内部閉塞状態を起こさずに効率よく施工することも可能となる。
Further, since the steel pipe 11 is not divided even if the slit 13 is inserted, the axis of the pile main body is not displaced when the blade 7 is attached, and the blade 7 can be attached with high accuracy and accuracy.
As a result, it is possible to easily attach the wings 7 to any location of the steel pipe 11 as long as the slits 13 can be inserted, and attach all the wings 7 in a plurality of stages so as to project inside and outside the steel pipe 11. be able to. For this reason, it is possible to reduce the plate thickness of the steel pipe 11 at the mounting positions of all the blades 7, and a large cost reduction effect can be obtained.
Further, if the upper wing 7 is attached so as to project to the inner and outer sides of the steel pipe 11, the rotation of the wing 7 projecting to the inner side of the steel pipe 11 can sequentially feed the soil in the pipe upward without causing an internal blocking state. It is also possible to perform the construction efficiently.
上述のように、本発明の製造方法では、スリット１３が入れられれば、鋼管１１のどこでも任意の箇所に翼７を取り付けることが可能であるが、回転貫入鋼管杭１の最下端の翼７（第1の翼７）の取付け位置Lは、鋼管先端から1Dpの範囲（0≦L≦1Dp）とし（図１８参照）、支持層内の翼７による地盤の撹乱を最小限とするため、鋼管先端を1Dp根入れした後に翼７全体がちょうど支持層内に入り終わるように、1Dp直上に取付け位置を設定し（図１９参照）、図２０に示すように、1Dp＋翼ピッチh以上支持層に根入れするのが望ましい。 As described above, in the manufacturing method of the present invention, if the slit 13 is inserted, it is possible to attach the blade 7 to any location of the steel pipe 11, but the lowermost blade 7 ( The mounting position L of the first blade 7) is in the range of 1Dp from the tip of the steel pipe (0 ≦ L ≦ 1Dp) (see FIG. 18), and in order to minimize the disturbance of the ground by the blade 7 in the support layer, Set the mounting position directly above 1Dp so that the entire blade 7 finishes in the support layer once the tip is inserted 1Dp (see FIG. 19), and as shown in FIG. It is desirable to incorporate it.
支持層内への鋼管先端の貫入時に、鋼管１１の推進力が不足すると想定される場合には、支持層内の地盤の撹乱を助長しない範囲で、鋼管先端に掘削補助刃２５を取り付けたり（図２１参照）、翼７より下の鋼管先端の外周に鉄筋２７を取り付けてもよい（図２２参照）。 When it is assumed that the propulsive force of the steel pipe 11 is insufficient when the steel pipe tip penetrates into the support layer, the excavation auxiliary blade 25 is attached to the steel pipe tip within a range that does not promote disturbance of the ground in the support layer ( A rebar 27 may be attached to the outer periphery of the steel pipe tip below the blade 7 (see FIG. 21).
略Y字形の翼７の、下側の翼７および上側の翼７の水平面に対する傾斜角度γ1・γ2（図１９参照）は、角度が異なっても製造は可能だが貫入時の地盤の撹乱を最小限とするため、原則同じ角度とする。また、角度は0°≦γ≦45°程度、特に貫入性を考慮すると2.5°≦γ≦15°の範囲が望ましい。これは、翼ピッチhで言うと0.1Dp≦h≦0.5Dpに相当する。 Inclination angles γ1 and γ2 (see Fig. 19) of the substantially Y-shaped wing 7 with respect to the horizontal plane of the lower wing 7 and the upper wing 7 can be manufactured at different angles, but the disturbance of the ground during penetration is minimized In principle, the angle is the same. Further, the angle is preferably about 0 ° ≦ γ ≦ 45 °, and particularly in the range of 2.5 ° ≦ γ ≦ 15 ° in consideration of penetration. This corresponds to 0.1 Dp ≦ h ≦ 0.5 Dp in terms of blade pitch h.
回転貫入鋼管杭１に引き抜き抵抗を期待する場合には翼７を多段に取り付けるのが望ましく、図２３、図２４に示すように、第1の翼７の上方に第2以降の翼７を設けることも可能である。その際の翼７の間隔Hは、引き抜き抵抗に関する翼７相互の影響を考慮すると1Dp≦H≦5Dpの範囲が望ましい。
なお、回転貫入中の中間地盤の撹乱を最小限とするために、翼ピッチhで地盤に貫入した際に取り付けた翼７が同じ箇所を通過するように、図２３および図２４に示すように翼７の間隔と方向を考慮して設けるとともに、極力、翼ピッチhに近い1回転当たりの貫入量で施工することが望ましい。
When pulling resistance is expected for the rotary penetrating steel pipe pile 1, it is desirable to install the blades 7 in multiple stages, and as shown in FIGS. 23 and 24, the second and subsequent blades 7 are provided above the first blade 7. It is also possible. In this case, the distance H between the blades 7 is preferably in the range of 1Dp ≦ H ≦ 5Dp in consideration of the mutual influence of the blades 7 on the drawing resistance.
In order to minimize the disturbance of the intermediate ground during the rotation penetration, as shown in FIG. 23 and FIG. 24, the blade 7 attached when passing through the ground at the blade pitch h passes through the same location. It is desirable to provide the blade 7 in consideration of the interval and direction of the blades 7 and to perform the installation with the penetration amount per rotation as close to the blade pitch h as possible.
１ 回転貫入鋼管杭
３ 円形鋼板
５ ドーナツ形鋼板
７ 翼
７ａ 端部
９ 切り込み
１１ 鋼管
１３ スリット
１５ スパイラル鋼管
１７ コイル
１９ 切欠き部
２１ 溶接ワイヤ
２３ 溶接接合部
２５ 掘削補助刃
２７ 鉄筋
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotation penetration steel pipe pile 3 Circular steel plate 5 Donut-shaped steel plate 7 Wing 7a End part 9 Notch 11 Steel pipe 13 Slit 15 Spiral steel pipe 17 Coil 19 Notch part 21 Welding wire 23 Welding joint 25 Excavation auxiliary blade 27 Reinforcing bar
Claims (2)
円形またはドーナツ形の鋼板の外周から径方向に切り込みを入れて翼を製造する翼製造工程と、杭本体となる鋼管における前記翼が取り付く部位に略Ｖ字状のスリットを形成するスリット形成工程と、前記鋼管の前記スリットに前記翼製造工程で製造された翼を挿入して前記鋼管の内外に前記翼の一部が張り出すように前記翼を取り付ける翼取付工程と、取付された翼を前記鋼管に溶接接合する翼接合工程とを備え、
前記スリット形成工程は、予めスリットを設けた鋼管コイルをスパイラル造管することによって鋼管にスリットを形成することを特徴とする回転貫入鋼管杭の製造方法。 A method of manufacturing a rotary penetrating steel pipe pile having wings projecting into and out of a pile body made of a steel pipe,
A blade manufacturing process for manufacturing a blade by cutting in a radial direction from the outer periphery of a circular or donut-shaped steel plate, and a slit forming step for forming a substantially V-shaped slit at a portion to which the blade is attached in a steel pipe as a pile body; A blade attaching step of inserting the blades so that a part of the blades protrudes into and out of the steel pipe by inserting the blades manufactured in the blade manufacturing process into the slit of the steel pipe, and the attached blades A blade joining process for welding to a steel pipe ,
The said slit formation process forms a slit in a steel pipe by spirally pipe-forming the steel pipe coil which provided the slit previously , The manufacturing method of the rotation penetration steel pipe pile characterized by the above-mentioned.
円形またはドーナツ形の鋼板の外周から径方向に切り込みを入れて翼を製造する翼製造工程と、杭本体となる鋼管における前記翼が取り付く部位に略Ｖ字状のスリットを形成するスリット形成工程と、前記鋼管の前記スリットに前記翼製造工程で製造された翼を挿入して前記鋼管の内外に前記翼の一部が張り出すように前記翼を取り付ける翼取付工程と、取付された翼を前記鋼管に溶接接合する翼接合工程とを備え、
前記スリット形成工程は、鋼管コイルをスパイラル造管する際に、前記スリットとなる部位に切欠き部を設け、この部分は溶接せずにそれ以外を溶接することで当該部位にスリットを形成することを特徴とする回転貫入鋼管杭の製造方法。 A method of manufacturing a rotary penetrating steel pipe pile having wings projecting into and out of a pile body made of a steel pipe,
A blade manufacturing process for manufacturing a blade by cutting in a radial direction from the outer periphery of a circular or donut-shaped steel plate, and a slit forming step for forming a substantially V-shaped slit at a portion to which the blade is attached in a steel pipe as a pile body; A blade attaching step of inserting the blades so that a part of the blades protrudes into and out of the steel pipe by inserting the blades manufactured in the blade manufacturing process into the slit of the steel pipe, and the attached blades A blade joining process for welding to a steel pipe ,
In the slit forming step, when a steel pipe coil is spirally formed, a notch portion is provided in a portion to be the slit, and this portion is not welded but the other portion is welded to form a slit in the portion. The manufacturing method of the rotation penetration steel pipe pile characterized by this.
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