(57)【要約】      （修正有）【課題】複数本の杭鋼管を接合して地盤に基礎杭を施工する際に用いられる杭鋼管として、杭施工現場での溶接作業を不要とするとともに、接合部強度を一層高くすることが可能（大きな回転トルクを伝達可能）な杭鋼管を提供する。【解決手段】回転圧入工法を採用し、複数本の杭鋼管を接合して地盤に基礎杭を施工する際に用いられる杭鋼管であって、杭鋼管本体とこの杭鋼管本体に固定されたボルト接合構造部２とからなる。ボルト接合構造部２は、杭鋼管本体が溶接固定される当該杭鋼管本体と同径の短管部４を備え、この短管部４の他面側に、互いにボルト接合可能なフランジ部５ａを有する円板部５とこの円板部５の杭鋼管接合面側に形成された扇形角９０°の扇形凸部６とからなる噛み合い接合部７を備えている。前記短管部４の端面が円板部５に内外面とも全周溶接固定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転圧入工法を採用し、複数本の杭鋼管を接合して地盤に基礎杭を施工する際に用いられる前記杭鋼管であって、
杭鋼管本体とこの杭鋼管本体に固定されたボルト接合構造部とからなり、前記ボルト接合構造部は、前記杭鋼管本体が溶接固定される当該杭鋼管本体と同径の短管部を備え、この短管部の他面側に、互いにボルト接合可能なフランジ部を有する円板部とこの円板部の杭鋼管接合面側に形成された扇形角９０°の扇形凸部とからなと噛み合い接合部を備え、前記短管部の端面が前記円板部に内外面とも全周溶接固定されてなることを特徴とする杭鋼管。
【請求項２】
接合される一方の杭鋼管側における前記噛み合い接合部の前記扇形凸部にノックピンを、他方の杭鋼管側における、前記一方の杭鋼管側の扇形凸部に対応する円板部に前記ノックピンが嵌合するノックピン孔を設けたことを特徴とする請求項１記載の杭鋼管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、  回転圧入工法を採用し、複数本の杭鋼管を接合して地盤に基礎杭を施工する際に用いられる前記杭鋼管に関する。
【背景技術】
【０００２】
杭施工法として鋼管を地盤に回転圧入により貫入する工程を伴う種々の工法がある。この種の杭施工法として、例えば鋼管杭の施工であれば、地盤に貫入する鋼管杭として必要な長さのままでは通常、搬送や施工等に支障があるので、施工現場で複数の杭鋼管同士を直接溶接接合して１本の鋼管杭とすることが行われている。
この溶接接合による接合方式は、溶接技能者を確保しなければならない、溶接部の品質管理を必要とする、溶接作業に長時間を要する、これらからコストアップとなる等の問題があり、溶接接合でない種々の鋼管接合構造が提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１は、特許文献１中の符号を用いて説明すると、下方の基礎杭上端にはフランジ２ａを固定し、同じく上方の基礎杭下端にもフランジ２ｂを固定し、両フランジ２ａ，２ｂを互いに突合せてボルト締めするというものである。
これにより、杭施工現場では、従来の溶接ではなく、普通の打込み作業者であっても簡単に繋ぎ合わせることが出来るというものである。
この発明におけるフランジ２ａ，２ｂは、いわゆるフランジで鍔状（リング状）のものであり、工場にて鋼管の外周に溶接固定されたものである。
【０００４】
特許文献２は、やはり、杭施工現場での溶接作業を不要にするものであり、特許文献２中の符号を用いて説明すると、接合すべき一方の鋼管１の端部と他方の鋼管２の端部とに、互いにボルト接合可能なフランジ３、４をそれぞれ溶接固定してなり、各フランジ３、４はドーナツ形のフランジ基部（フランジ基板５）上に、回転方向に互いに当接可能な複数（図示例では２つ）の凸部（扇形凸部６）を設ける。両フランジ３、４は凸部６において互いに当接するので、特許文献１のような単なる平板フランジ同士をボルト接合する構造と異なり、小径ボルトでボルト接合しても大きな回転トルクの伝達が可能となるというものである。
この発明におけるフランジ３、４も、いわゆるフランジで鍔状（リング状）のものであり、工場で鋼管の外周に溶接固定されたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３０２９４０
【特許文献２】特開２０１８−２０４１８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２の発明はいずれもボルト接合構造とすることによって、現場での溶接作業を不要にするという効果が得られる。
複数本の杭鋼管を接合して基礎杭を施工する工法では、接合部の強度が高い（大きな回転トルクを伝達可能）こと重要であり、一層の強度の高い接合構造が望まれる。
【０００７】
本発明は上記従来の欠点を解消するためになされたもので、複数本の杭鋼管を接合して地盤に基礎杭を施工する際に用いられる杭鋼管として、杭施工現場での溶接作業を不要とするとともに、接合部強度を一層高くすることが可能（大きな回転トルクを伝達可能）な杭鋼管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する請求項１の発明は、回転圧入工法を採用し、複数本の杭鋼管を接合して地盤に基礎杭を施工する際に用いられる前記杭鋼管であって、
杭鋼管本体とこの杭鋼管本体に固定されたボルト接合構造部とからなり、前記ボルト接合構造部は、前記杭鋼管本体が溶接固定される当該杭鋼管本体と同径の短管部を備え、この短管部の他面側に、互いにボルト接合可能なフランジ部を有する円板部とこの円板部の杭鋼管接合面側に形成された扇形角９０°の扇形凸部とからなと噛み合い接合部を備え、前記短管部の端面が前記円板部に内外面とも全周溶接固定されてなることを特徴とする。
【０００９】
請求項２は、請求項１記載の杭鋼管において、接合される一方の杭鋼管側における前記噛み合い接合部の前記扇形凸部にノックピンを、他方の杭鋼管側における、前記一方の杭鋼管側の扇形凸部に対応する円板部に前記ノックピンが嵌合するノックピン孔を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、杭鋼管同士を接合するボルト接合構造部が、単なる鍔状のものではなく、互いにボルト接合可能なフランジ部を有する円板部なので、鍔状のものと比べて大きな回転トルクを伝達可能である。
また、直接のトルク伝達部（噛み合い接合部）が扇形角９０°の扇形凸部同士の噛み合いによるものであるから、この点でも大きな回転トルクを伝達可能である。
また、杭鋼管本体を円板部に直接溶接するとすれば、杭鋼管本体の外面からの全周溶接しかできないが、本発明では杭鋼管本体は、ボルト接合構造部に内外面全周溶接された短管部に突合せ溶接することができるので（すなわち、杭鋼管同士の直接の突合せ溶接と同じ条件になるので）、杭鋼管接合部が弱点となることがない。
また、トルク伝達は鍔部ではなく円板部であるから前記の通り大きな回転トルクを伝達可能であるが、そのことは円板部の外径をあまり大きくしなくても、所望のトルク伝達を確保することも可能とという効果も得られる。
また、鍔状のフランジ部ではなく円板部に短管部を溶接固定するものであるから、上側又は下側の短管部として異なる径のものを用いることが容易であり、異径鋼管杭接続構造とすることが容易であり、杭頭部側が大径の拡頭杭、あるいは杭底側が大径の拡底杭とする必要がある場合に、容易に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例の杭鋼管におけるボルト接合構造部（上下の杭鋼管のボルト接合構造部）を示す斜視図である。
【図２】図１における上側のボルト接合構造部を示すもので、（イ）は平面図、（ロ）は正面図、（ハ）は底面図である。
【図３】図１における下側のボルト接合構造部を示すもので、（イ）は平面図、（ロ）は正面図、（ハ）は底面図である（上側のボルト接合構造部と同形状のものであるが、図１の姿勢に合わせて示した図（図２とは９０°向きを変えて示した図に相当））である。
【図４】（イ）は図２のＡ−Ａ断面図（断面線は中間部を図で水平線にして屈曲させたものである）、（ロ）は図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】（イ）は上下のボルト接合構造部にそれぞれ上側の杭鋼管本体、下側の杭鋼管本体を溶接接合した状態で示した上下の杭鋼管の部分切欠き断面図（噛み合い接合部は断面としていない）である。
【図６】図５の上下の杭鋼管のボルト接合構造部をボルトで接合した状態で示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の杭鋼管を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
図５に本発明の一実施例の上下の杭鋼管１、１’を示す。（イ）は上下のボルト接合構造部２、２’にそれぞれ上側の杭鋼管本体３、下側の杭鋼管本体３’を溶接接合した状態で示す。  図では上下の杭鋼管３、３’の部分切欠き断面図である（噛み合い接合部は断面としていない）である。
図１に前記上側のボルト接合構造部２、及び、下側のボルト接合構造部２’を斜視図で示す。
上側のボルト接合構造部２は、図２（イ）〜（ハ）、図４（イ）、（ロ）、図５に示すように、前記杭鋼管本体３が溶接固定される当該杭鋼管本体３と同径の短管部４を備え、この短管部４の他面側（下側）に、互いにボルト接合可能なフランジ部（短管部４の外側部分）５aを有する円板部５とこの円板部５の杭鋼管接合面側（下側）に形成された扇形角θ＝９０°の扇形凸部６とからなと噛み合い接合部７を備えている。扇形凸部６のない部分の領域の角度θ’も９０°である。
前記フランジ部５ａには、図示例では等間隔の８個のボルト挿通孔５ｂが開けられている。
また、扇形凸部６のない部分の直径方向の２箇所に後述する下側のボルト接合構造部２’に設けたノックピン８が嵌合するノックピン孔５ｃをあけている。
【００１４】
前記短管部４は、図４（イ）、（ロ）、図５（イ）に示すように、円板部５に内外面全周溶接で固定されている。内面側は単なる隅肉溶接、外面側は開先を形成した隅肉溶接をしている。
【００１５】
図３に下側のボルト接合構造部２’を示す。（イ）はボルト接合構造部２’の平面図、（ロ）は正面図、（ハ）は底面図である。
下側のボルト接合構造部２’の形状自体は上側のボルト接合構造部２と同形状のものである。図３に示したボルト接合構造部２’は、図１の姿勢に合わせて示した図であり、図２とは９０°向きを変えて示した図に相当する。形状自体は上側のボルト接合構造部２と同じなので、上側のボルト接合構造部２の符号にダッシュ（’）を付けて示し、再度の説明は省略する。
但し、下側のボルト接合構造部２’の扇形凸部６’には、上側のボルト接合構造部２におけるノックピン孔５ｃに嵌合するノックピン８を設けている。
【００１６】
杭鋼管本体３、３’にボルト接合構造部２、２’を溶接固定して杭鋼管１、１’とする作業は工場に行う。施工現場では地盤に回転圧入した下側の杭鋼管１’に図６のように上側の杭鋼管１をボルト１０とナット１１で接合する。
上記の杭鋼管１（１’も含めていう）によれば、杭鋼管１同士を接合するボルト接合構造部２が、単なる鍔状のものではなく、互いにボルト接合可能なフランジ部５ａを有する円板部５なので、鍔状のものと比べて大きな回転トルクを伝達可能である。
また、直接のトルク伝達部（噛み合い接合部）が扇形角９０°の扇形凸部６同士の噛み合いによるものであるから、この点でも大きな回転トルクを伝達可能である。
また、杭鋼管本体３を円板部５に直接溶接するとすれば、杭鋼管本体３の外面からの全周溶接しかできないが、上記の杭鋼管１では杭鋼管本体３が、ボルト接合構造部２に内外面全周溶接された短管部４に突合せ溶接することができるので（すなわち、杭鋼管同士の直接の突合せ溶接と同じ条件になるので）、杭鋼管接合部が弱点となることがない。
また、トルク伝達は鍔部ではなく円板部５であるから前記の通り大きな回転トルクを伝達可能であるが、そのことは円板部の外径をあまり大きくしなくても、所望のトルク伝達を確保することも可能という効果も得られる。
また、鍔状のフランジ部ではなく円板部５に短管部４を溶接固定するものであるから、上側又は下側の短管部４として異なる径のものを用いることが容易であり、異径鋼管杭接続構造とすることが容易であり、杭頭部側が大径の拡頭杭、あるいは杭底側が大径の拡底杭とする必要がある場合に、容易に対応できる。
【００１７】
本発明で対象とする鋼管杭の外径は特に限定されないが、例えば１０１．６ｍｍφ〜４５７．２φ等の鋼管杭を対象とすることが可能である。
【符号の説明】
【００１８】
１  （上側の）杭鋼管  
１’  （下側の）杭鋼管  
２  （上側の）ボルト接合構造部
２’  （下側の）ボルト接合構造部
３  （上側の）杭鋼管本体
３’  （下側の）杭鋼管本体
４  （上側の）短管部
４’  （下側の）短管部
５、５’  円板部
５ａ、５ａ’  フランジ部
５ｃ  ノックピン孔
６、６’扇形凸部
７  噛み合い接合部
８  ノックピン
１０  ボルト
１１  ナット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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