(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に端面側に向かって径が拡大するテーパ部を形成すると共に該テーパ部の小径部側の円周上に所定のピッチで複数のネジ穴を設けた上下一対の杭と、前記杭の外周を所定数に分割したときの弧の長さよりも狭い幅を有し且つ内面の所定位置に前記杭に形成されたテーパ部の一部と略等しい形状と前記杭に於ける端面からテーパ部までの距離の２倍よりも僅かに小さい間隔を持った一対のテーパ状部を形成すると共に該テーパ状部の近傍に少なくとも一対のボルト穴を形成した複数の継手プレートとを、前記上下の杭の端面を相互に当接させて長手方向に接続し且つこれらの杭のテーパ部に前記継手プレートのテーパ状部を当接させて配置すると共に継手プレートのボルト穴にボルトを挿通し前記杭に形成したネジ穴に螺合して、締結したことを特徴とする杭の継手構造。
【請求項２】
前記上下の杭の端部に設けられた鋼製端板の外周に溶接用の開先溝を設けたことを特徴とする請求項１の杭の継手構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、杭基礎に用いられる既製杭の継手部の構造に関し、特に杭の接続作業を実施する際の労力を軽減させて作業性を向上させると共に天候の影響を排除して工期を安定させることが出来る杭の継手構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
杭基礎に用いる既製杭は長手方向の両端に鋼製の端板が設けられており、杭どうしを接続する場合には、既に地中に打ち込まれた杭の端板に新たな杭の端板を当接させて外周を溶接するのが一般である。このような杭を接続する場合、溶接は所謂横向き姿勢の溶接であり高度な技能が要求されるという問題や、杭基礎の施工現場は屋外であるのが一般であり、工程の進捗が天候の影響を受けざるを得ないという問題がある。
【０００３】
杭を接続するに際し、溶接を省くことで上記問題を解決する技術が提案されている（実開平６-87430号公報）。この技術は、接続すべき杭の突き合わせ端部近傍の外径に１条もしくは数条の円環溝を夫々設け、該円環溝に嵌合する円環突条を内径に有し外径に円錐テーパを付し円周を２つ割りした円筒状の内リングを両方の杭にまたがって杭の外径に外嵌し、内径に前記内リングの外径に外嵌する内径円錐テーパをもつ円筒形状の外リングを前記内リングにはめ、杭軸方向に内リング上を摺動移動させ、内リングを締めつけるようにしたものである。
【０００４】
上記技術では、外リングを杭軸方向に摺動移動させたとき、該リングのテーパが内リングのテーパに圧接することにより、内リングを締めつけて杭を溶接することなく接続することが出来る。このため、天候の影響を受けることなく杭の接続作業を実施することが出来、且つ作業時間を短縮することが出来る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
然し、上記技術では、杭を接続するに際し、既に打ち込まれた杭に外リングを挿通する作業，当接させた２本の杭の端板に２個の内リングを外嵌させて保持する作業，保持された内リングに外嵌させた外リングを軸方向に摺動移動させる作業等の諸作業を作業員が行うこととなる。前記各リングは夫々かなりの重量を有しており、作業員に大きな負担を強いるという問題が生じている。
【０００６】
また内リングに外嵌させた外リングを軸方向に移動させるに際し、外リングの周の複数位置に同時に等しい力を作用させることが必要であり、この作業を複数の作業員によって行うことは困難であるという問題が生じている。
【０００７】
本発明の目的は、天候の影響を受けることなく作業を実施することが出来、且つ作業員の負担を軽減させて作業性の向上をはかることが出来る杭の継手構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る杭の継手構造の第１発明の要旨は、端部に端面側に向かって径が拡大するテーパ部を形成すると共に該テーパ部の小径部側の円周上に所定のピッチで複数のネジ穴を設けた上下一対の杭と、前記杭の外周を所定数に分割したときの弧の長さよりも狭い幅を有し且つ内面の所定位置に前記杭に形成されたテーパ部の一部と略等しい形状と前記杭に於ける端面からテーパ部までの距離の２倍よりも僅かに小さい間隔を持った一対のテーパ状部を形成すると共に該テーパ状部の近傍に少なくとも一対のボルト穴を形成した複数の継手プレートとを、前記上下の杭の端面を相互に当接させて長手方向に接続し且つこれらの杭のテーパ部に前記継手プレートのテーパ状部を当接させて配置すると共に継手プレートのボルト穴にボルトを挿通し前記杭に形成したネジ穴に螺合して、締結したものである。
【０００９】
また、第２発明の要旨は、前記上下の杭の端部に設けられた鋼製端板の外周に溶接用の開先溝を設けたことを特徴とする請求項１の杭の継手構造である。
【００１０】
上記第１発明の継手構造では、杭の端部に端面に向かって径が拡大するテーパ部と該テーパ部の小径部側の円周上に所定のピッチを持ったネジ穴を形成し、且つ杭の外周を所定数に分割したときの弧の長さよりも狭い幅を有する継手プレートを形成して該プレートの内面所定位置に杭のテーパ部と略等しい形状を持ち且つ杭に於ける端面からテーパ部までの距離の２倍よりも僅かに小さい間隔を持った一対のテーパ状部と一対のボルト穴を形成し、２本の杭の端面どうしを当接させてネジ穴を直線上に配置した後、各杭の端部に形成されたテーパ部に継手プレートのテーパ状部を当接させ、更に、該プレートのボルト穴にボルトを挿通して杭のネジ穴に螺合して継手プレートを締結することでボルトの締め付け力を継手プレート及び杭のテーパ角度に応じて軸方向の力に変換し、杭を接続することが出来る。
【００１１】
上記第２発明の継手構造では、第１発明の継手構造を有する上に、更に上下杭の端部に設けられた鋼製端板の外周に溶接用の開先溝を設けたので、これ等の開先溝を使用して溶接をすることによって、上下の杭を相互に連結することが出来る。従って、第１発明のような継手プレートを使用して上下杭の連結を行なわない場合には、溶接のみで上下杭を連結することが出来る。また、継手プレートの使用と溶接とを併用して実施することも可能である。第２発明のように、杭の端部に取付けられた鋼製端板に開先溝を設けることは容易であり、かつこの開先溝が継手プレートとボルトとによる締結に邪魔になるものでない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、上記杭の継手構造の好適な実施形態について図を用いて説明する。図１は本願の第１発明の継手構造を説明するために要部を杭の軸方向に断面した図、図２は継手プレートの構成を説明する図、図３は継手構造の他の例を示す図、図４は本願の第２発明を実施した場合の例を示す図である。
【００１３】
図１に示す杭Ａは、予め設定された長さと径を持って形成されており、両端部には予め設定された厚さを有する鋼製の端板１が設けられている。端板１の杭本体２側の外周には、予め設定された数値を有する小径部３とテーパ角度を有するテーパ部４が端面１ａ側に向けて径が拡大するように形成されている。
【００１４】
前記杭本体２の外周であって端板１との接合部位には、鋼製のスカート５が設けられている。このスカート５は、杭Ａの外径と等しい外径を持った胴部５ａと、端板１の小径部３の径と等しい外径を有し、且つ予め設定された長さを持った絞り部５ｂとからなり、絞り部５ｂが端板１側に配置されて小径部３に溶接されている。本発明に於いて、スカート５は必ずしも必要なものではなく、杭本体２を露出させた構成であっても良い。
【００１５】
端板１の小径部３側にはネジ穴となるナット６が配置され杭本体２に埋設されている。ナット６は杭Ａの円周を予め設定された角度で分割した半径上に配置されており、夫々端板１の小径部３側の面に溶接されている。またナット６の端部は実質的に小径部３と同一面となるように配置されている。
【００１６】
継手プレート10には、内面の所定位置に杭Ａに形成されたテーパ部４，４の一部と略等しい形状を持った一対のテーパ状部12，12が形成されている。即ち、図２に示すように、継手プレート10の内面に形成された一対の突起11にテーパ状部12，12が形成され、且つ突起11であって杭Ａの端面１ａからナット６の中心までの距離の２倍に相当する位置に一対のボルト穴13が形成されている。
【００１７】
継手プレート10は、杭Ａの外周を所定数に分割してときの弧の長さよりも狭い幅を有しており、内面は杭Ａの外周の曲率と等しい曲率を持った円弧状に形成されている。即ち、２本の杭Ａを接続するに際し、継手プレート10は必ずしも接続部位の全周に渡って配置される必要はなく、杭Ａの接続強度を満足すれば周方向に隣接した継手プレート10の間に間隙が形成されていても良い。
【００１８】
継手プレート10の内面には一対の突起11が設けられており、該突起11の互いに対向する面は端板１の端面１ａからテーパ部４までの距離の２倍の値よりも僅かに小さい間隔を持って形成され、これらの面にテーパ部４のテーパ角度と略等しい角度を有するテーパ状部12が形成されている。
【００１９】
上記の如く構成された杭Ａを継手プレート10によって接続する手順について説明する。先ず、地中に打ち込まれた杭Ａの端板１に新たな杭Ａの端板１を当接させると共に両方の杭Ａに設けたナット６を杭軸方向に一致させて保持する。
【００２０】
次に、継手プレート10のボルト穴13をナット６に対向させて配置する。このとき、継手プレート10に形成された一対の突起11が夫々の杭Ａに設けたスカート５の絞り部５ｂに嵌合し、一対の突起11の対向する面に形成されたテーパ状部12が端板１のテーパ部４に当接する。
【００２１】
次いで、継手プレート10のボルト穴13にボルト14を挿通してナット６に螺合させ、所定のトルクで締め付けることで継手プレート10を締結する。ボルト14の締め付けに伴ってテーパ状部12が端板１のテーパ部４に圧接し、テーパ部４の角度に応じた杭軸方向の分力が生じ、この杭軸方向の力によって２本の杭Ａは強固に接続される。
【００２２】
上記の如くして接続された杭Ａに軸方向の力が作用したとき、この力はボルト14に対する剪断力或いは曲げ力として作用するものの、主として端板１のテーパ部４と継手プレート10のテーパ状部12との接触面を介して伝達され、継手プレート10に対する引張力或いは圧縮力として作用する。このため、継手プレート10の厚さ寸法，幅寸法，材質を適宜設定することで、高い強度を発揮させることが可能である。
【００２３】
また継手プレート10を可及的に小さく設定することで軽量化をはかることが可能であり、取り扱いが容易となって作業性を向上させることが可能である。またボルト14の締め付けに際しトルクレンチを用いることが可能であり、容易に締め付け力を管理を行うことが可能となる。
【００２４】
図３は杭Ａの外周を８分割して夫々半径上にナット６を配置すると共に、４枚の継手プレート20を用いて２本の杭Ａを接続した場合の例を示すものである。杭Ａの両端には図１と同様に構成された端板１が設けられている。
【００２５】
継手プレート20は全体が杭Ａの外周の曲率と等しい曲率を持った円弧状に形成されており、幅寸法は杭Ａを４分割したときの弧の長さよりも小さい値を有している。継手プレート20の内面には図１に示す継手プレート10と同様の突起及びテーパ状部が形成されると共に、杭Ａに配置されたナット６のピッチと等しいピッチを有する２対のボルト穴13が形成されている。
【００２６】
上記の如く構成された継手プレート20を用いる場合であっても、前述の例と同様の手順で作業を実施することで、ボルト14による締め付け力を杭軸方向の力に変換して容易に２本の杭Ａを接続することが可能である。
【００２７】
本発明に係る杭の継手構造は、図４に示すような第２発明の構造に構成することも可能である。即ち、図４に示す杭Ａに於いては、鋼製の端板１の端面１ａに隣接する外周部に、端板１を溶接する際に使用し得るように、開先溝１５が外周面に沿ってリング状に形成されている。
【００２８】
従って、図４に示す杭Ａは、この開先溝１５を使用してこの溝内に溶接することによって、上下の杭Ａを溶接で相互に連結することが出来る。前述のような継手プレート１０，２０を使用して上下杭Ａの連結を行なわない場合には、この溶接のみで上下杭の締結を行なうことが出来る。また、継手プレート１０，２０の使用と溶接とを併用して、杭Ａの結合をより強固にすることも出来る。かつ、杭Ａの端板１にこのような開先溝１５を設けることは容易であり、更にこの開先溝１５は継手プレート１０，２０の使用に邪魔になるものではない。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係る杭の接続構造では、２本の杭を接続するに際し、杭の外周を所定数に分割したときの弧の長さよりも小さい幅を持った複数の継手プレートを用いるので、個々の継手プレートの重量を小さくすることが出来る。このため、取り扱いが容易となり、作業員の労力を軽減させて作業性の向上をはかることが出来る。
【００３０】
また２本の杭を接続する際に溶接作業を排除することが出来るため天候の影響を受けることなく、工期の安定化をはかると共に短縮化をはかることが出来る。また、第２発明のように、杭の端板に開先溝を設けた場合には、この開先溝を使用して杭を溶接のみで、或いは継手プレートと溶接とを併用して連結することが出来る。この場合には、溶接用の開先溝が継手プレートの使用を邪魔するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願の第１発明の継手構造を説明するために要部を杭の軸方向に断面した図である。
【図２】  継手プレートの構成を説明する図である。
【図３】  継手構造の他の例を示す図である。
【図４】  本願の第２発明の継手構造を示す図である。
【符号の説明】
Ａ                          杭
１                          端板
１ａ                        端面
２                          杭本体
３                          小径部
４                          テーパ部
５                          スカート
５ａ                        胴部
５ｂ                        絞り部
６                          ナット
10，20                      継手プレート
11                          突起
12                          テーパ状部
13                          ボルト穴
14                          ボルト
15                          開先溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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