鋼管杭: ASTM A252 グレード、仕様および適用ガイド
ビュー: 0 著者: サイト編集者 公開時刻: 2026-03-04 起源: サイト
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鋼管杭は、構造上の荷重を適切な支持層に伝達するために、大径で厚肉の溶接または継目のない鋼製シリンダーであり、地面に打ち込まれたり、ドリルで掘られたりします。これらは、高層ビル、橋、海上埠頭、海上プラットフォーム、風力タービンの基礎、港湾インフラなど、地表近くの土壌に構造物を建てることができない場所で使用されます。杭打ちパイプは構造用鋼であり、圧力がかかるパイプではなく、内圧ではなく軸方向の圧縮、横方向の曲げ、土壌誘発荷重に対して設計されています。
ZC Steel Pipe は、ASTM A252 および API 5L にグレード B から X70 までの鋼管杭を供給しており、FBE、3LPE、エポキシなどの防食コーティングを施した LSAW、SSAW、ERW 溶接管として製造されています。当社はアフリカ、中東、南米のインフラや建設プロジェクトに杭パイプを供給してきました。
1. 主な規格: ASTM A252 & EN 10219
ASTM A252 — 溶接継目無鋼管杭の標準仕様 構造用鋼管杭に関する米国の主要な規格。永久耐荷重構造部材または現場打ちコンクリート杭のシェルとして使用される円筒鋼管をカバーします。リンを唯一の管理された化学元素として、引張強度と降伏強度によって 3 つのグレード (1、2、3) を定義します。水圧試験は必要ありません - 杭打ちパイプには内部圧力ではなく構造負荷がかかります。サイズは公称外径 152 mm ～ 610 mm ですが、プロジェクト固有の直径は実際にはこの範囲をはるかに超えています。
ASTM A252 以外にも、プロジェクトの場所とクライアントの要件に応じて、杭打ちパイプは次の規格に基づいて指定されます。
標準
発行機関の
範囲
共用地域
ASTM A252
ASTMインターナショナル
溶接およびシームレス管杭、グレード 1 ～ 3
北アメリカ、中東、アフリカ、アジア
EN 10219-1/-2
CEN (ヨーロッパ)
冷間成形された溶接構造の中空セクション。 S235～S460グレード
ヨーロッパ、世界中でヨーロッパ仕様のプロジェクト
API 5L (PSL1/PSL2)
アメリカ石油協会
ラインパイプ標準;石油・ガスプロジェクトの杭打ちによく使用される
世界中の石油・ガスプロジェクト
AS 1163
オーストラリア規格
冷間成形構造用鋼中空セクション。 C350L0グレード共通
オーストラリア、ニュージーランド
JIS A 5525
日本工業規格
鋼管杭。 SKK400、SKK490グレード
日本、東南アジア
GB/T 9711
中国国家規格
石油および天然ガス産業のパイプライン輸送。 L245～L555
中国国内、中国資本のプロジェクト
調達メモ — 国際プロジェクトにおける標準の選択 国際 EPC プロジェクトでは、杭の標準は通常、パイプ供給者ではなく、登録構造技術者によって設定されます。エンジニアが ASTM A252 を指定しているが、EN 10219 がより容易に利用できる地域でプロジェクトが行われている場合は、置き換える前にエンジニアに正式な同等性比較を要求してください。グレードは直接交換可能ではなく、化学要件が異なります。アフリカおよび中東のプロジェクト所有者の多くは、MTC 審査の対象となる ASTM または EN グレードのいずれかを受け入れます。
2. ASTM A252 グレード仕様
グレード 1
分。降伏強度:
205 MPa (30 ksi)
分。引張強さ:
345 MPa (50 ksi)
分。伸び:
A252 表 1 を参照
化学:
P ≤ 0.050% のみ
水圧試験：
不要
軽荷重、仮積み、低スペック用途
グレード2
分。降伏強度:
241 MPa (35 ksi)
分。引張強さ:
414 MPa (60 ksi)
分。伸び:
A252 表 1 を参照
化学:
P ≤ 0.050% のみ
水圧試験:
不要
標準建築物、商業ビル、橋梁
グレード 3 ★ 最指定
分。降伏強度:
310 MPa (45 ksi)
分。引張強さ:
455 MPa (66 ksi)
分。伸び:
A252 表 1 を参照
化学:
P ≤ 0.050% のみ
水圧試験:
不要
大型インフラ、海洋、海洋、高層ビル
エンジニアリングの洞察 — A252 化学物質が非常に最小限である理由 ASTM A252 はリン (P ≤ 0.050%) のみを管理し、炭素、マンガン、シリコン、硫黄、または炭素当量 (CE) については何も述べていません。これは、構造杭の規格としての起源を反映しています。主な関心事は、圧力抑制や溶接の品質ではなく、打ち込み抵抗と支持力です。しかし、この緩い化学反応は現実世界の問題を引き起こします。異なる工場で製造された A252 パイプは炭素当量が大幅に異なる可能性があり、現場での溶接品質と予熱要件が予測できないことを意味します。大規模な現場接合が必要なプロジェクトでは、多くの構造エンジニアは現在、特にこの変数を制御するために、A252 グレード 3 の代わりに CE 制限のある API 5L X42 または EN S355 を指定しています。
3. ASTM A252 と API 5L — どちらを指定するか?
API 5L パイプは、余剰のライン パイプが利用可能であるため、または API 仕様に精通したエンジニアがその厳格な化学制御を好むため、石油およびガス施設プロジェクトの杭打ちに日常的に使用されています。以下の比較は、それぞれがどのような場合に優れた選択であるかを示しています。
基準
ASTM A252 グレード 3
API 5L X42 (PSL1)
API 5L X52 (PSL1)
分。降伏強さ
310 MPa (45 ksi)
290 MPa (42 ksi)
358 MPa (52 ksi)
分。抗張力
455 MPa (66 ksi)
414 MPa (60 ksi)
455 MPa (66 ksi)
化学的管理
P のみ (≤0.050%)
C、Mn、P、S、CEをすべて管理
C、Mn、P、S、CEをすべて管理
炭素当量（CE）
指定なし — 工場によって異なります
≤0.43 (通常)
≤0.43 (通常)
現場溶接性
可変 — 予熱が必要な場合があります
予測可能 — 予熱なしでも良好
予測可能 — 予熱なしでも良好
静水圧試験が必要
いいえ
API 5L に従ってはい (免除可能)
API 5L に従ってはい (免除可能)
相対コスト
より低い
わずかに高い (約 5 ～ 10%)
中程度のプレミアム
最適な使用例
標準的な土木/建設杭、最小限の現場接合
O&G施設の杭打ち、大規模な現場溶接を伴うプロジェクト
A252 グレード 3 では強度が不足している場合の高荷重杭打ち
フィールドノート — A252 グレード 3 / API 5L X42 グレード同等性トラップ A252 グレード 3 (収量 310 MPa / 45 ksi) と API 5L X42 (収量 290 MPa / 42 ksi) は現場では同等として扱われることがよくありますが、これらは同一ではありません。 A252 グレード 3 は最小降伏強度が高く、X42 はより緊密な化学的性質を持っています。構造設計が 310 MPa の降伏に基づいており、請負業者が 290 MPa の X42 を代替する場合、耐荷重の計算を再確認する必要があります。逆に、X42 の制御された CE は、溶接の修理が減り、現場の進行が速くなることを意味します。正しい選択は、杭の打ち込みと杭の接合のどちらが現場でのより大きな課題であるかによって決まります。
4. 製造タイプ: LSAW、SSAW、ERW
杭打ちパイプはほぼ溶接のみで行われます。継ぎ目のない杭打ちは、小径 (168 mm 以下) または特殊な地盤工学的用途を除いて、非常にまれです。 3 つの溶接タイプはそれぞれ、異なる杭径範囲とプロジェクト要件に適合します。
タイプ
外径範囲
肉厚
シームタイプ
最適な用途
ERW（電縫溶接）
168–610 mm (6'–24')
4.8～19mm
縦方向の直線 1 本の縫い目、フィラーメタルなし
中小規模の杭打ち、構造負荷の軽減
LSAW（縦方向SAW）
406–1,626 mm (16'–64')
6～50mm以上
1 本の縦方向の直線縫い目、SAW フィラー
中～大型杭、洋上、厚壁
SSAW（スパイラルSAW）
508–2,500+ mm (20'–100'+)
6～25mm
連続スパイラルシーム、SAWフィラー
超大径杭、モノパイル、港湾構造物
エンジニアリングの洞察 — 大型モノパイル用の SSAW スパイラル SAW (SSAW) は、直径が 1,500 mm を超える非常に大口径の海洋モノパイル基礎、港湾フェンダー パイル、および深海の海洋構造物に最適な製造プロセスです。スパイラル形成プロセスには実際的な外径制限はありません。洋上風力タービンの基礎では、直径 2,000 ～ 2,500 mm の杭が定期的に製造されます。スパイラルシームは杭打ち時に曲げ応力の影響を受けますが、設置後の静的耐荷重用途では、これは制約になりません。動的疲労荷重 (洋上風力タービンの周期荷重など) がかかる杭打ち用途では、SSAW よりも LSAW が推奨されます。これは、直線状の縦方向の継ぎ目が周期荷重下での応力集中係数が低いためです。
5. 寸法、肉厚、公差
ASTM A252 に基づく標準サイズ
公称外径 (mm)
公称外径 (インチ)
一般的な肉厚 (mm)
重量範囲 (kg/m)
152.4
6'
6.4 – 12.7
22.6 – 43.8
203.2
8」
6.4 – 15.9
30.3 – 74.5
254.0
10'
6.4 – 19.1
38.3 – 111.8
323.9
12¾'
9.5～25.4
74.4 – 190.0
406.4
16'
9.5～31.8
93.3～293.8
457.2
18インチ
9.5 – 38.1
105.2～413.5
508.0
20'
9.5～50.8
117.1 – 588.6
609.6
24'
9.5～50.8
140.7 – 713.2
610 mm を超える直径は、プロジェクト固有の LSAW または SSAW 杭として利用できます。一般的なプロジェクト直径には、762 mm (30')、914 mm (36')、1,016 mm (40')、1,219 mm (48')、1,524 mm (60')、および最大 2,500 mm 以上のモノパイル直径が含まれます。
ASTM A252 公差
パラメータ
ASTM A252 公差に関する
注記
外径
指定された外径の±1%
パイプ端で測定
肉厚
公称値の−12.5%
API 5L シームレスと同じ。許容不足は重要な側面です
単位長さあたりの重量
理論値の +15% / −5%
広い許容範囲 - 受け入れられる材料の重量を量り、MTC と照合してチェックします
長さ
SRL、DRL、またはユニフォーム
オフショア/打ち込み杭の均一な長さ。詳細なプロジェクト向けの SRL/DRL
真直度
全長の0.2%
パイル全長に沿ったストリングラインの測定によりチェック
重要なエンジニアリング ポイント — 肉厚不足公差 ASTM A252 の -12.5% 肉厚不足公差は、設計時に見落とされることがよくあります。公称壁 12.7 mm で指定された杭は、最小 11.1 mm (12.7 mm × 0.875) で供給することができ、依然として準拠しています。理論上のモーメント容量を使用した打ち込み杭の設計では、公称値ではなく、常に最小供給壁 (公称 × 0.875) に対して計算してください。大規模な橋梁や海洋プロジェクトでは、検査官は受領時に校正済みの UT ゲージを使用して壁の厚さを検証する必要があります。竣工時の杭容量の文書化では公称寸法に依存しないでください。
6. オープンエンド管杭とクローズドエンド管杭
特長
オープンエンド
クローズエンド（平板先端）
クローズエンド（円錐先端）
土壌侵入
打ち込み中の杭内部の土詰まり
横にずれた土
平板よりも少ない抵抗で土壌を移動
走行抵抗
最初は低くします。プラグが発達するにつれて増加します
より高い - 完全な土壌置換
中程度 — コーンがチップの抵抗を軽減します
端部支持力
高 — 土壌プラグがエンドベアリングに寄与
高 — ベースエリア全体のベアリング
高 — ベースエリア全体のベアリング
密な/硬い土壌での使用
推奨 - 開放端が貫通可能
目標深度に到達する前に杭打ちが拒否されるリスク
平らなプレートよりは優れていますが、それでも限界があります
内部コンクリート充填
可能 — トレミーコンクリートの配置が必要
推奨 — 打設中にプレートにコンクリートが含まれる
推奨 - 先端にコンクリートが含まれている
オフショア・マリン用
打ち込み式海洋杭の規格
オフショアではあまり一般的ではない
密な砂の打ち込み杭に使用されます。
料金
最低 — チップ製造なし
中程度 - 平板溶接
最高 - 円錐先端の加工と溶接
フィールドノート — オープンエンド杭における土壌の 詰まり オープンエンドパイプパイルが打ち込み中に完全に閉塞するかどうか、したがってクローズドエンド杭に近い端部支持力が得られるかどうかは、杭の直径、土壌の種類、および打ち込み速度によって異なります。緩い砂から中程度の密度の砂にある大径杭（600 mm 以上）は、打ち込み中に完全に閉塞しないことがよくあります。これは、端部支持力の寄与が杭の総面積よりも低いことを意味します。地質工学技術者は、プラグ長さ比 (PLR) を使用して、プラグの確率を評価します。特定の土壌調査と分析を行わずに、大径オープンエンド杭の完全な閉塞を決して想定しないでください。閉塞が想定され、実際に閉塞が発生しない場合、容量が大幅に過大予測される可能性があります。
7. プロジェクトの種類別の申請
用途
一般的な外径範囲
一般的な壁の
グレード
パイプの種類
主要な要件
高層建築物の基礎
400～800mm
12～25mm
A252グループ3
LSAWまたはSSAW
高いアキシアル荷重容量。コンクリートで満たされていることが多い
橋脚と橋台
400～1,200mm
12～40mm
A252グループ3またはX52
LSAW
耐震・横荷重設計。現場溶接スプライス
マリン埠頭・桟橋
500～1,000mm
12～30mm
A252グループ3
LSAWまたはSSAW
腐食防止（スプラッシュゾーン）。船舶からの影響
オフショアプラットフォームジャケット
600～2,000mm
25～80mm
API 5L X52–X65
LSAW
疲労設計。完全な臨死実験溶接検査。グラウト接続
洋上風力モノパイル
4,000～10,000mm
60～100mm以上
EN S355 / S420
LSAWまたはロールプレート
繰返し疲労寿命。厳格な臨死体験。寸法精度
港湾コンテナターミナル
600～1,200mm
14～30mm
A252グループ3
LSAWまたはSSAW
海洋腐食;クレーンレールの荷重。大量の
擁壁・矢板
300～800mm
9.5～16mm
A252グループ2またはGr. 3
ERWまたはLSAW
横方向の土圧。インターロックまたはタイバック接続
太陽光発電所の地面への設置
60～200mm
3～8mm
A252グループ2 / API 5L グレード B
ERW
アキシアル荷重が軽い。油圧ハンマーによって駆動されます。亜鉛メッキまたは塗装
8. 腐食防止
鋼管杭は、その耐用年数を通じて、腐食性の土壌に埋められたり、海水に浸されたり、大気飛沫帯にさらされたりするなど、腐食環境にさらされます。腐食保護の選択は露出ゾーンに依存し、同じ杭に沿って異なるゾーンでは異なる戦略が必要となります。
腐食ゾーンと適切な保護
ゾーン
環境
腐食速度
推奨保護
大気圏
満潮時・地上部
低～中程度
ペイント システム、エポキシ コーティング、または TSA (溶射アルミニウム)
スプラッシュ・タイダルゾーン
増水と減水の間 - 周期的に湿潤と乾燥
最高 — 海水中で 0.3 ～ 0.5 mm/年
肉厚の増加 (腐食代) + TSA またはポリウレタン ラップ
水没地帯
恒久的に平均干水を下回ります
中程度 - 陰極防食効果あり
犠牲アノード陰極防食 (SACP) ± FBE またはエポキシ コーティング
埋設（陸上）
地面の下の土の中
低～中程度 (土壌に依存)
攻撃的な土壌には FBE、コール タール エポキシ、または 3LPE。重要な杭の SACP
埋設（海洋/泥濘）
海底下
非常に低い - 嫌気的条件
裸のスチールまたは軽いコーティング。陰極防食システムを泥水域まで拡張
重要なエンジニアリングポイント — スプラッシュゾーンは重要な設計ゾーンです 潮汐スプラッシュゾーン (平均水位の上下約 1 ～ 2 m) には、保護酸化層を維持するための連続的な水膜がなく、陰極保護電流が確実に到達することもありません。このゾーンは、永久に浸漬された鋼鉄の 3 ～ 5 倍の速度で腐食します。 25 ～ 50 年間使用し続けることが予想される海洋杭の場合、スプラッシュ ゾーンの壁厚を 4 ～ 8 mm 追加する腐食代を考慮して設計するか、衝撃や摩耗に対して接着力が実証された堅牢な溶射アルミニウム (TSA) または厚膜ポリウレタン コーティングを適用します。杭の耐用年数中にこのゾーンを検査して再コーティングすることは通常は実現不可能であるため、初期設計では腐食への曝露を完全に考慮する必要があります。
杭打ち管の一般的なコーティングシステム
コーティングの
塗布
厚さに関する
注意事項
融着エポキシ (FBE)
陸上杭埋設、水没
350～500μm
優れた接着力。脆い - 耐衝撃性オーバーコートなしで打ち込み杭打ちには理想的ではありません
3層ポリエチレン(3LPE)
埋もれた海洋土壌、攻撃的な土壌
合計2.5～5mm
最高の機械的衝撃耐性。岩だらけの土壌を通る打ち込み杭に適しています
コールタールエポキシ
海洋水没、飛沫ゾーン
1回あたり250～400μm
費用対効果が高い。発展途上市場の海上杭打ちに広く使用されています
溶射アルミニウム (TSA)
沖合スプラッシュゾーン、大気中
150～200μm
犠牲的な保護。スプラッシュゾーンに最適。溶射プロセスによって適用される
溶融亜鉛めっき
軽量、ソーラーパイル、小外径
85～100μm
小さな外径の太陽光発電/構造杭に適しています。大口径パイプには実用的ではありません
9. よくある質問
ASTM A252 グレード 2 とグレード 3 の違いは何ですか?
グレード 2 の最小降伏強度は 241 MPa (35 ksi)、最小引張強度は 414 MPa (60 ksi) です。グレード 3 の最小降伏強度は 310 MPa (45 ksi)、最小引張強度は 455 MPa (66 ksi) です。グレード 3 は、耐荷重基礎、橋梁、海洋杭、海洋用途向けに最も一般的に指定されています。グレード 2 は、軽量の構造用途、仮設工事、または構造設計に高い強度が必要ない場合に使用されます。どちらのグレードも同じ最小化学要件 (リン ≤ 0.050% のみ) を共有しています。
API 5Lパイプは杭打ちに使用できますか?
はい — API 5L パイプは、溶接性が重要な石油・ガス施設プロジェクトや大規模インフラプロジェクトでの杭打ち用に定期的に指定されています。 API 5L X42 (降伏量 290 MPa) は ASTM A252 グレード 3 (降伏量 310 MPa) に最も近い同等品であり、API 5L のより厳密な炭素当量制御により予熱要件がより予測可能になり、溶接補修が少なくなるため、重要な現場溶接杭接合を伴うプロジェクトでの使用がますます好まれています。 API 5L は、同等の外径と壁のコストが A252 よりわずかに高くなりますが、現場での溶接品質管理のコストを節約できます。以下も参照してください。 ZC溶接ラインパイプ(ERW/LSAW/SSAW) →
鋼管杭の標準サイズ範囲はどれくらいですか？
ASTM A252 は公称 152 mm ～ 610 mm (6' ～ 24') の外径をカバーします。実際には、大規模プロジェクトの杭の直径はこれをはるかに超えており、一般的なプロジェクトのサイズには、762 mm (30')、914 mm (36')、1,016 mm (40')、1,219 mm (48')、1,524 mm (60') 以上が含まれます。洋上風力モノパイルの基礎は現在、日常的に 5,000 ～ 10,000 mm で製造されています。標準的な杭打ちパイプの範囲外であり、カスタム構造セクションとして製造される厚板からの直径。標準的な民間および海洋杭の場合、ZC は LSAW および SSAW で最大約 2,500 mm の直径を供給できます。
オープンエンド管杭とクローズドエンド管杭の違いは何ですか?
オープンエンド杭は、底部を開いた状態で打ち込まれます。つまり、土壌が入り込み、端部支持力に寄与する土壌プラグを形成します。それらはオフショア打ち込み杭の標準であり、閉鎖端が早期拒否を引き起こす密な土壌で好まれます。クローズドエンド杭の底部には平板または円錐が溶接されており、打ち込み中に土壌を移動させ、コンクリート充填のための明確な基礎を提供します。閉じた端は、特定の地層に端を支える必要がある場合や、目詰まりが確実に発生しない緩い土壌で使用されます。先端のタイプは地盤工学的な設計で決定されます。指定する前に必ず現場調査データを参照してください。
ASTM A252 では静水圧試験が必要ですか?
いいえ、ASTM A252 は静水圧試験を必要としません。杭打ちパイプには内圧ではなく、構造的な軸方向および横方向の荷重がかかります。 A252 に基づく必要な試験は、引張試験 (降伏強度、引張強度、伸び) およびリン含有量の化学分析に限定されています。これにより、A252 杭打ちパイプは、すべてのパイプ接合部に水圧試験を義務付ける API 5L などのラインパイプ規格とは区別されます。重要な海洋または港湾構造物のプロジェクト仕様では、A252 がベースラインとして義務付けている内容を超えて、溶接シーム UT または RT、本体 UT、シャルピー衝撃試験などの補助的な非破壊検査要件が頻繁に追加されます。
鋼管杭にはどのような防食処理が施されていますか?
サービスゾーンにより異なります。陸上に埋設された杭には通常、FBE または 3LPE コーティングが使用されます。永久水没ゾーンの海洋杭では、犠牲陽極陰極防食 (SACP) が使用され、多くの場合コーティングと組み合わせられます。最も重要なゾーンは、効果的な陰極防食なしで永続的に濡れたり乾燥したりする飛沫/潮汐ゾーンであり、そこでは、溶射アルミニウム (TSA) または厚いポリウレタン コーティングと組み合わせた追加の壁厚 (腐食代) が、耐用年数を長くするための標準的なアプローチとなります。具体的な腐食許容量は、現場の水質と設計耐用年数に基づいて腐食技術者が決定する必要があります。
