旋转压入桩用前端刀具以及具有该前端刀具的旋转压入桩 【技术领域】
本发明涉及一种用于建筑物及土木结构物的基础支撑的旋转压入桩用前端刀具以及具有该前端刀具的旋转压入桩。
背景技术
旋转压入桩是一面向立起于地基上的桩施加垂直方向的荷重一面将其旋转压入地基中，顺序连接多个桩，并压入到能获得充分支撑力的深度所形成的。
以往的旋转压入桩，例如，如图8、9所示，在由钢管构成的桩主体31的前端设置用于挖掘地基的刀具32、32，即使地基中有瓦砾等障碍物时，也能利用刀具将障碍物粉碎，并将其挤压到外侧。
如果压入旋转压入桩时的旋转阻力小，可以顺畅地旋转压入更硬、更深的地基中，能够期望缩短工期和因此而达到的施工成本的降低，并且可以得到更大支撑力，同时也可使用于旋转桩的动力源小型化。
但是，以往的旋转压入桩，桩下端的砂土不易向桩周围排出，成为形成旋转阻力的原因，并成为顺畅进行旋转压入作业的障碍。
上述的地基中的障碍物和桩地旋转阻力是造成桩偏心的原因，桩一偏心，不仅可能得不到充分的支撑力，而且使得设在桩上的建筑物等结构物的基础不能准确施工，可能是造成结构物强度降低的原因。
【发明内容】
本发明之目的在于，提供一种旋转压入桩用前端刀具以及具有该前端刀具的旋转压入桩，可以使桩下端的砂土容易顺畅地排出到桩周围，旋转压入桩时的旋转阻力小，容易施工，并且可以准确进行桩的定心(中心)。
为了达到上述目的，本发明涉及的旋转压入桩用前端刀具的结构如下，在连接圆筒部件下端而形成的底部的中央具有向下方延伸的导向刀具，在所述底部的导向刀具周围，使形成为板状的多个外刀具以导向刀具为中心呈放射状下垂，使所述导向刀具的下端从外刀具的下缘向下方突出，使所述底部形成前头细的锥体状，所述外刀具由厚度朝向外侧变小的形状物构成，所述导向刀具由方柱状物品构成。
本发明涉及的旋转压入桩是通过使上述结构的前端刀具连接由钢管构成的桩主体的下端而构成的。
【附图说明】
图1是表示本发明涉及的前端刀具的第1实施例的局部剖断正视图。
图2是本发明涉及的第1实施例的前端刀具的底视图。
图3是具有第1实施例的前端刀的旋转压入桩的局部剖断正视图。
图4是表示桩主体的连接部位的局部剖断正视图。
图5是表示本发明涉及的前端刀具的第2实施例的局部剖断正视图。
图6是本发明涉及的第2实施例的前端刀具的底视图。
图7是具有第2实施例的前端刀的旋转压入桩的局部剖断正视图。
图8是表示以往的旋转压入桩的一个示例的正视图。
图9是以往的旋转压入桩的底视图。
实施方式
以下，参照附图所示具体示例详细说明本发明涉及的前端刀具的实施例。
前端刀具1具有尖头部件3，连接至用于连接钢管桩的圆筒部件2的下端，形成前端刀具的底部即前头细的圆锥体，在该尖头部件3的中央设置方柱状例如四方柱状的导向刀具4。
导向刀具有时是圆柱状或锥体状，但经实验确认得知，四方柱等方柱状导向刀具向地基中的进刀深度良好。
在尖头部件3的上述导向刀具4周围设置形成为板状的多个(图2中是两个)外刀具5、5，并呈向轴周围的放射状。
如图2所示，上述外刀具5、5的厚度形成从中心部向外周部变小的状态，外周侧的一部分伸出至尖头部件的外侧。这样，外刀具的厚度向外侧变小，被外刀具挤压在导向刀具周围的砂土容易沿着外刀具表面被挤压向外侧，可以顺畅地排出砂土，另外，外刀具的一部分伸出至尖头部件的外侧，所以能充分挤压桩周围的砂土，可以增大桩和砂土之间的摩擦支撑力。
外刀具的数目根据地基中的障碍物的多少和地基的N值或桩的直径来适宜决定，但数目过多时，会给砂土排出带来障碍，所以合适的数目是2～4个。
如图3所示，上述结构的前端刀具1用于被焊接在由钢管构成的桩主体6的下端从而构成旋转压入桩，把形成于前端刀具的圆筒部件2上端的坡口2a对焊在桩主体6的开口下端。该图3中的标号7表示焊接部位。
在桩主体6的上端设置和其他桩的连接用接头8，如图4所示，该接头8由设在下方桩主体6上端的阴螺纹体9和设在用于连接其上方的桩10下端的阳螺纹体11构成，通过使阴螺纹体和阳螺纹体螺合，可以顺序连接桩。
形成于这些阴螺纹体和阳螺纹体中的螺纹适合用耐荷重性高的方螺纹，螺纹的卷绕方向是顺着桩压入时的旋转方向拧紧的方向。旋转压入桩时，如果压入阻力大，有可能出现逆旋转，所以优选设置贯通阴螺纹体和阳螺纹体的键等锁紧部件。
上述的连接用接头8，在现场把前端刀具1焊接至桩主体6时使用的已焊接安装在同一桩上的接头。这样，省略了现场中的桩彼此间的焊接作业，可以进行不受现场天气影响的高精度焊接，而且焊接作业员不用到现场去，所以具有能够缩短施工工期，同时降低施工成本的优点。
如果桩主体6的长度是获得必要的支撑力所需的足够长度，而不需要连接桩时，有时不设置上述连接用接头，有时也象以往那样在现场焊接连接各个桩。
上述实施例中，前端刀具1的圆筒部件2、尖头部件3、导向刀具4和外刀具5，例如可以用同一材料通过铸造来一体形成，但这些部件全部或一部分是用其他部件进行制造时，有时也通过焊接进行装配而构成。
下面，根据图5～图7说明本发明涉及的前端刀具的其他实施例。
该实施例的前端刀具12适合于在地基硬度(N值)小即地基松软且支撑地基深的现场使用的旋转压入桩，使圆筒部件13在轴方向长于第1实施例的圆筒部件2，在该圆筒部件13的外周设置左右一对阶梯式防沉下用叶片14、14。
各叶片形成是把在椭圆中央加工了与外周同心的椭圆形孔的部件在长轴方向截成一半而得的形状，使朝向旋转压入桩时的旋转方向向下倾斜。
上述的防沉下用叶片14、14也有不倾斜的，还有设置多对左右叶片的，另外也有在圆筒部件13的全周设置圆形叶片的。这种叶片的数目、形状变化和叶片直径根据现场的N值来适宜决定。
上述实施例的前端刀具12和第1实施例的相同，用于被焊接在由钢管构成的桩主体6的下端，从而构成旋转压入桩，把形成于前端刀具的圆筒部件13上端的坡口132a对焊在桩主体6的开口下端。
在桩主体6的上端设置构成和其他桩的连接用接头8的阴螺纹体9。
在上述第2实施例中，前端刀具12的圆筒部件13、尖头部件3、导向刀具4、外刀具5和叶片14、14，例如可以用同一材料通过铸造来一体形成，但这些部件全部或一部分有时是用其他部件进行制造，也通过焊接进行装配而构成。
上述各实施例的旋转压入桩的上端周围由旋转压入装置的液压卡盘等桩保持机构保持着被旋转压入，在桩的上端周围没有特别设置与旋转压入装置的配合部件，但也有利用旋转压入装置的桩保持机构来设置与该桩保持机构配合用的突片等配合部件的场合。
发明效果
根据本发明涉及的前端刀具和旋转压入桩，导向刀具可以准确捕捉桩打入位置的中心，防止桩的偏心，位于前端刀具下方的砂土通过外刀具被掘走，并通过由外刀具和锥体构成的尖头部件的倾斜面被顺畅排出到桩外侧，能够降低压入桩时的旋转阻力。
而且，使外刀具形成为厚度朝向外侧变小的结构，所以能够进一步使砂土顺畅排出到桩周围，因此降低压入桩时的旋转阻力。
另外，从桩下方排出到外侧的砂土在桩周围被挤压固定，增大了桩的摩擦支撑力。
所以，能够无偏心地迅速进行桩的旋转压入，可以寄期望于桩的施工期间的缩短和施工成本的降低。
前端刀具是以一般的广泛使用的普通钢管桩为桩主体，仅在该桩主体的前端进行焊接，即可简单地使用。