(57)【要約】【課題】節杭に短期最大杭周面摩擦支持力が作用したときでも、節部に作用するせん断力よりも節部のせん断耐力が大きい節杭及び継ぎ杭を提供する。【解決手段】節杭は、円筒形状の本体部と、本体部の外周面から突出する少なくとも１つの節部とを備え、本体部及び節部はコンクリートを含み、本体部の軸線方向における、本体部側の節部の根元の長さをＬｒとし、本体部の軸線方向における、本体部とは反対側の節部の頭部の長さをＬｔとし、本体部の外径をＤｐとし、本体部の径方向における本体部からの節部の突出高さをＬｈとし、コンクリートの短期せん断許容応力度をτとしたとき、以下の２つの式：Ｌｒ＞３８０×（Ｄｐ＋２×Ｌｈ）／（τ×Ｄｐ），Ｌｒ−２×（３＾０．５）×Ｌｈ≦Ｌｔ≦Ｌｒ−２／（３＾０．５）×Ｌｈで示される関係をそれぞれ満たす。【選択図】  図４
2018062787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状の本体部と、
前記本体部の外周面から突出する少なくとも１つの節部とを備え、
前記本体部及び前記節部はコンクリートを含み、
前記本体部の軸線方向における、前記本体部側の前記節部の根元の長さをＬｒとし、
前記本体部の軸線方向における、前記本体部とは反対側の前記節部の頭部の長さをＬｔとし、
前記本体部の外径をＤｐとし、
前記本体部の径方向における前記本体部からの前記節部の突出高さをＬｈとし、
前記コンクリートの短期せん断許容応力度をτとしたとき、
以下の２つの式：
Ｌｒ＞３８０×（Ｄｐ＋２×Ｌｈ）／（τ×Ｄｐ）
Ｌｒ−２×（３＾０．５）×Ｌｈ≦Ｌｔ≦Ｌｒ−２／（３＾０．５）×Ｌｈ
で示される関係をそれぞれ満たす
ことを特徴とする節杭。
【請求項２】
前記節部の根元の長さＬｒは２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、
前記節部の頭部の長さＬｔは１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、
前記節部の突出高さＬｈは５０ｍｍである
ことを特徴とする請求項１に記載の節杭。
【請求項３】
前記節部の根元の長さＬｒは３００ｍｍであり、
前記節部の頭部の長さＬｔは２００ｍｍであり、
前記節部の突出高さＬｈは５０ｍｍである
ことを特徴とする請求項２に記載の節杭。
【請求項４】
第１節杭と、前記第１節杭に連結された第２節杭とを備える継ぎ杭において、
前記第１節杭は、
円筒形状の第１本体部と、
前記第１本体部の外周面から突出する少なくとも１つの第１節部とを含み、
前記第１本体部及び前記第１節部は第１コンクリートを含み、
前記第１本体部の軸線方向における、前記第１本体部側の前記第１節部の根元の長さをＬｒ１とし、
前記第１本体部の軸線方向における、前記第１本体部とは反対側の前記第１節部の頭部の長さをＬｔ１とし、
前記第１本体部の外径をＤｐ１とし、
前記第１本体部の径方向における前記第１本体部からの前記第１節部の突出高さをＬｈ１とし、
前記第１コンクリートの短期せん断許容応力度をτ１としたとき、
以下の２つの式：
Ｌｒ１＞３８０×（Ｄｐ１＋２×Ｌｈ１）／（τ１×Ｄｐ１）
Ｌｒ１−２×（３＾０．５）×Ｌｈ１≦Ｌｔ１≦Ｌｒ１−２／（３＾０．５）×Ｌｈ１
で示される関係をそれぞれ満たし、
前記第１節部の根元の長さＬｒ１は２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、
前記第１節部の頭部の長さＬｔ１は１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、
前記第１節部の突出高さＬｈ１は５０ｍｍであり、
前記第２節杭は、
円筒形状の第２本体部と、
前記第２本体部の外周面から突出する少なくとも１つの第２節部とを含み、
前記第２本体部及び前記第２節部は第２コンクリートを含み、
前記第２本体部の軸線方向における、前記第２本体部側の前記第２節部の根元の長さをＬｒ２とし、
前記第２本体部の軸線方向における、前記第２本体部とは反対側の前記第２節部の頭部の長さをＬｔ２とし、
前記第２本体部の外径をＤｐ２とし、
前記第２本体部の径方向における前記第２本体部からの前記第２節部の突出高さをＬｈ２とし、
前記第２コンクリートの短期せん断許容応力度をτ２としたとき、
以下の２つの式：
Ｌｒ２＞３８０×（Ｄｐ２＋２×Ｌｈ２）／（τ２×Ｄｐ２）
Ｌｒ２−２×（３＾０．５）×Ｌｈ２≦Ｌｔ２≦Ｌｒ２−２／（３＾０．５）×Ｌｈ２
で示される関係をそれぞれ満たし、
前記第２節部の根元の長さＬｒ２は３００ｍｍであり、
前記第２節部の頭部の長さＬｔ２は１００ｍｍであり、
前記第２節部の突出高さＬｈ２は１００ｍｍであり、
前記第１本体部の外径Ｄｐ１は、前記第２本体部の外径Ｄｐ２よりも大きい
ことを特徴とする継ぎ杭。
【請求項５】
第１部分と、前記第１部分に一体に連なる第２部分とを備える節杭において、
前記第１部分は、
円筒形状の第１本体部と、
前記第１本体部の外周面から突出する少なくとも１つの第１節部とを含み、
前記第１本体部及び前記第１節部はコンクリートを含み、
前記第１本体部の軸線方向における、前記第１本体部側の前記第１節部の根元の長さをＬｒ１とし、
前記第１本体部の軸線方向における、前記第１本体部とは反対側の前記第１節部の頭部の長さをＬｔ１とし、
前記第１本体部の外径をＤｐ１とし、
前記第１本体部の径方向における前記第１本体部からの前記第１節部の突出高さをＬｈ１とし、
前記コンクリートの短期せん断許容応力度をτとしたとき、
以下の２つの式：
Ｌｒ１＞３８０×（Ｄｐ１＋２×Ｌｈ１）／（τ×Ｄｐ１）
Ｌｒ１−２×（３＾０．５）×Ｌｈ１≦Ｌｔ１≦Ｌｒ１−２／（３＾０．５）×Ｌｈ１
で示される関係をそれぞれ満たし、
前記第１節部の根元の長さＬｒ１は２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、
前記第１節部の頭部の長さＬｔ１は１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、
前記第１節部の突出高さＬｈ１は５０ｍｍであり、
前記第２部分は、
円筒形状の第２本体部と、
前記第２本体部の外周面から突出する少なくとも１つの第２節部とを含み、
前記第２本体部及び前記第２節部は前記コンクリートを含み、
前記第２本体部の軸線方向における、前記第２本体部側の前記第２節部の根元の長さをＬｒ２とし、
前記第２本体部の軸線方向における、前記第２本体部とは反対側の前記第２節部の頭部の長さをＬｔ２とし、
前記第２本体部の外径をＤｐ２とし、
前記第２本体部の径方向における前記第２本体部からの前記第２節部の突出高さをＬｈ２としたとき、
以下の２つの式：
Ｌｒ２＞３８０×（Ｄｐ２＋２×Ｌｈ２）／（τ×Ｄｐ２）
Ｌｒ２−２×（３＾０．５）×Ｌｈ２≦Ｌｔ２≦Ｌｒ２−２／（３＾０．５）×Ｌｈ２
で示される関係をそれぞれ満たし、
前記第２節部の根元の長さＬｒ２は３００ｍｍであり、
前記第２節部の頭部の長さＬｔ２は１００ｍｍであり、
前記第２節部の突出高さＬｈ２は１００ｍｍであり、
前記第１本体部の外径Ｄｐ１は、前記第２本体部の外径Ｄｐ２よりも大きい
ことを特徴とする節杭。
【請求項６】
第１節杭と、前記第１節杭に連結された第２節杭とを備える継ぎ杭において、
前記第１節杭は、
円筒形状の第１本体部と、
前記第１本体部の外周面から突出する少なくとも１つの第１節部とを含み、
前記第１本体部及び前記第１節部は第１コンクリートを含み、
前記第１本体部の軸線方向における、前記第１本体部側の前記第１節部の根元の長さをＬｒ１とし、
前記第１本体部の軸線方向における、前記第１本体部とは反対側の前記第１節部の頭部の長さをＬｔ１とし、
前記第１本体部の外径をＤｐ１とし、
前記第１本体部の径方向における前記第１本体部からの前記第１節部の突出高さをＬｈ１とし、
前記第１コンクリートの短期せん断許容応力度をτ１としたとき、
以下の２つの式：
Ｌｒ１＞３８０×（Ｄｐ１＋２×Ｌｈ１）／（τ１×Ｄｐ１）
Ｌｒ１−２×（３＾０．５）×Ｌｈ１≦Ｌｔ１≦Ｌｒ１−２／（３＾０．５）×Ｌｈ１
で示される関係をそれぞれ満たし、
前記第１節部の根元の長さＬｒ１は２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、
前記第１節部の頭部の長さＬｔ１は１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、
前記第１節部の突出高さＬｈ１は５０ｍｍであり、
前記第２節杭は、
円筒形状の第２本体部と、
前記第２本体部の外周面から突出する少なくとも１つの第２節部とを含み、
前記第２本体部及び前記第２節部は第２コンクリートを含み、
前記第２本体部の軸線方向における、前記第２本体部側の前記第２節部の根元の長さをＬｒ２とし、
前記第２本体部の軸線方向における、前記第２本体部とは反対側の前記第２節部の頭部の長さをＬｔ２とし、
前記第２本体部の外径をＤｐ２とし、
前記第２本体部の径方向における前記第２本体部からの前記第２節部の突出高さをＬｈ２とし、
前記第２コンクリートの短期せん断許容応力度をτ２としたとき、
以下の２つの式：
Ｌｒ２＞３８０×（Ｄｐ２＋２×Ｌｈ２）／（τ２×Ｄｐ２）
Ｌｒ２−２×（３＾０．５）×Ｌｈ２≦Ｌｔ２≦Ｌｒ２−２／（３＾０．５）×Ｌｈ２
で示される関係をそれぞれ満たし、
前記第２節部の根元の長さＬｒ２は２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、
前記第２節部の頭部の長さＬｔ２は１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、
前記第２節部の突出高さＬｈ２は５０ｍｍであり、
前記第１本体部の外径Ｄｐ１は、前記第２本体部の外径Ｄｐ２よりも大きい
ことを特徴とする継ぎ杭。
【請求項７】
第１部分と、前記第１部分に一体に連なる第２部分とを備える節杭において、
前記第１部分は、
円筒形状の第１本体部と、
前記第１本体部の外周面から突出する少なくとも１つの第１節部とを含み、
前記第１本体部及び前記第１節部はコンクリートを含み、
前記第１本体部の軸線方向における、前記第１本体部側の前記第１節部の根元の長さをＬｒ１とし、
前記第１本体部の軸線方向における、前記第１本体部とは反対側の前記第１節部の頭部の長さをＬｔ１とし、
前記第１本体部の外径をＤｐ１とし、
前記第１本体部の径方向における前記第１本体部からの前記第１節部の突出高さをＬｈ１とし、
前記コンクリートの短期せん断許容応力度をτとしたとき、
以下の２つの式：
Ｌｒ１＞３８０×（Ｄｐ１＋２×Ｌｈ１）／（τ×Ｄｐ１）
Ｌｒ１−２×（３＾０．５）×Ｌｈ１≦Ｌｔ１≦Ｌｒ１−２／（３＾０．５）×Ｌｈ１
で示される関係をそれぞれ満たし、
前記第１節部の根元の長さＬｒ１は２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、
前記第１節部の頭部の長さＬｔ１は１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、
前記第１節部の突出高さＬｈ１は５０ｍｍであり、
前記第２部分は、
円筒形状の第２本体部と、
前記第２本体部の外周面から突出する少なくとも１つの第２節部とを含み、
前記第２本体部及び前記第２節部は前記コンクリートを含み、
前記第２本体部の軸線方向における、前記第２本体部側の前記第２節部の根元の長さをＬｒ２とし、
前記第２本体部の軸線方向における、前記第２本体部とは反対側の前記第２節部の頭部の長さをＬｔ２とし、
前記第２本体部の外径をＤｐ２とし、
前記第２本体部の径方向における前記第２本体部からの前記第２節部の突出高さをＬｈ２としたとき、
以下の２つの式：
Ｌｒ２＞３８０×（Ｄｐ２＋２×Ｌｈ２）／（τ×Ｄｐ２）
Ｌｒ２−２×（３＾０．５）×Ｌｈ２≦Ｌｔ２≦Ｌｒ２−２／（３＾０．５）×Ｌｈ２
で示される関係をそれぞれ満たし、
前記第２節部の根元の長さＬｒ２は２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、
前記第２節部の頭部の長さＬｔ２は１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、
前記第２節部の突出高さＬｈ２は５０ｍｍであり、
前記第１本体部の外径Ｄｐ１は、前記第２本体部の外径Ｄｐ２よりも大きい
ことを特徴とする節杭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は節杭及び継ぎ杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
杭基礎に適用される既製杭には、大別すると、支持杭と摩擦杭とがある。支持杭の先端（底面）は支持層まで到達させられ、支持杭は、先端に作用する上向きの力によって上部構造を支持する。摩擦杭では、摩擦杭の周面に作用する摩擦力によって上部構造を支持する。
摩擦杭として、従来から節杭が用いられている。節杭は、本体部（軸部）と、本体部から径方向外方に突出する複数の環状の節部とを有している（例えば特許文献１参照）。節杭の使用方法としては、複数の節杭を連結して継ぎ杭として用いる方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２４１５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
節杭を囲むソイルセメント（根固め部又は杭周部）と杭孔の周面との間に生ずる杭周面摩擦支持力は、ソイルセメントを介して節杭に作用し、節杭の節部にせん断力が発生する。杭周面摩擦支持力は、砂質地盤における基礎杭の周面摩擦係数によっても変化するが、節部のせん断耐力は、短期時に生ずる杭周面摩擦支持力の最大値（短期最大杭周面摩擦支持力）よりも大きいことが望ましい。
一方、節杭において、水平耐力の向上のために、本体部の外径を大きくすることが考えられる。ただしこの場合、節部の形状を変更せずに、従来の節部の根元部分を囲むように本体部の外径を大きくすると、本体部と節部の接触面積（節部根元面積）が小さくなる。そしてこの結果として、節部のせん断耐力が低下してしまう。このように節部のせん断耐力が低下した場合、節部のせん断耐力が短期最大杭周面摩擦支持力よりも小さくなってしまう。
【０００５】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、節杭に短期最大杭周面摩擦支持力が作用したときでも、節部に作用するせん断力よりも節部のせん断耐力が大きい節杭及び継ぎ杭を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る節杭は、
円筒形状の本体部と、
前記本体部の外周面から突出する少なくとも１つの節部とを備え、
前記本体部及び前記節部はコンクリートを含み、
前記本体部の軸線方向における、前記本体部側の前記節部の根元の長さをＬｒとし、
前記本体部の軸線方向における、前記本体部とは反対側の前記節部の頭部の長さをＬｔとし、
前記本体部の外径をＤｐとし、
前記本体部の径方向における前記本体部からの前記節部の突出高さをＬｈとし、
前記コンクリートの短期せん断許容応力度をτとしたとき、
以下の２つの式：
Ｌｒ＞３８０×（Ｄｐ＋２×Ｌｈ）／（τ×Ｄｐ）
Ｌｒ−２×（３＾０．５）×Ｌｈ≦Ｌｔ≦Ｌｒ−２／（３＾０．５）×Ｌｈ
で示される関係をそれぞれ満たす。
【０００７】
上記構成（１）によれば、節部の根元の長さＬｒ、本体部の外径Ｄｐ、節部の突出高さＬｈ、及び、コンクリートの短期せん断許容応力度τが所定の関係を満たしている。このため、本体部と節部との接触面積（節部根元面積）が十分に確保され、節部のせん断耐力が十分に確保される。この結果として、節杭に短期最大杭周面摩擦支持力が作用したときでも、節部に作用するせん断力よりも節部のせん断耐力が大きい。
また、上記構成（１）によれば、節部の頭部の長さＬｔ、節部の根元の長さＬｒ、及び、節部の突出高さＬｈが所定の関係を満たしており、節部の頭部の長さＬｔが十分に確保される。このため、節部の外径に基づいて短期杭周面摩擦支持力を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力を実現することができる。
【０００８】
（２）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
前記節部の根元の長さＬｒは２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、
前記節部の頭部の長さＬｔは１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、
前記節部の突出高さＬｈは５０ｍｍである。
上記構成（２）によれば、節部の根元の長さＬｒが２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、節部の突出高さＬｈが５０ｍｍであるので、本体部と節部との接触面積が十分に確保され、節部のせん断耐力が十分に確保される。
また、上記構成（２）によれば、節部の頭部の長さＬｔが１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、節部の頭部の長さＬｔが十分に確保される。
【０００９】
（３）幾つかの実施形態では、上記構成（２）において、
前記節部の根元の長さＬｒは３００ｍｍであり、
前記節部の頭部の長さＬｔは２００ｍｍであり、
前記節部の突出高さＬｈは５０ｍｍである。
上記構成（３）によれば、節部の根元の長さＬｒが３００ｍｍであり、節部の突出高さＬｈが５０ｍｍであるので、本体部と節部との接触面積が十分に確保され、節部のせん断耐力が十分に確保される。
また、上記構成（３）によれば、節部の頭部の長さＬｔが２００ｍｍであり、節部の頭部の長さＬｔが十分に確保される。
【００１０】
（４）本発明の少なくとも一実施形態に係る継ぎ杭は、
第１節杭と、前記第１節杭に連結された第２節杭とを備える継ぎ杭において、
前記第１節杭は、
円筒形状の第１本体部と、
前記第１本体部の外周面から突出する少なくとも１つの第１節部とを含み、
前記第１本体部及び前記第１節部は第１コンクリートを含み、
前記第１本体部の軸線方向における、前記第１本体部側の前記第１節部の根元の長さをＬｒ１とし、
前記第１本体部の軸線方向における、前記第１本体部とは反対側の前記第１節部の頭部の長さをＬｔ１とし、
前記第１本体部の外径をＤｐ１とし、
前記第１本体部の径方向における前記第１本体部からの前記第１節部の突出高さをＬｈ１とし、
前記第１コンクリートの短期せん断許容応力度をτ１としたとき、
以下の２つの式：
Ｌｒ１＞３８０×（Ｄｐ１＋２×Ｌｈ１）／（τ１×Ｄｐ１）
Ｌｒ１−２×（３＾０．５）×Ｌｈ１≦Ｌｔ１≦Ｌｒ１−２／（３＾０．５）×Ｌｈ１
で示される関係をそれぞれ満たし、
前記第１節部の根元の長さＬｒ１は２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、
前記第１節部の頭部の長さＬｔ１は１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、
前記第１節部の突出高さＬｈ１は５０ｍｍであり、
前記第２節杭は、
円筒形状の第２本体部と、
前記第２本体部の外周面から突出する少なくとも１つの第２節部とを含み、
前記第２本体部及び前記第２節部は第２コンクリートを含み、
前記第２本体部の軸線方向における、前記第２本体部側の前記第２節部の根元の長さをＬｒ２とし、
前記第２本体部の軸線方向における、前記第２本体部とは反対側の前記第２節部の頭部の長さをＬｔ２とし、
前記第２本体部の外径をＤｐ２とし、
前記第２本体部の径方向における前記第２本体部からの前記第２節部の突出高さをＬｈ２とし、
前記第２コンクリートの短期せん断許容応力度をτ２としたとき、
以下の２つの式：
Ｌｒ２＞３８０×（Ｄｐ２＋２×Ｌｈ２）／（τ２×Ｄｐ２）
Ｌｒ２−２×（３＾０．５）×Ｌｈ２≦Ｌｔ２≦Ｌｒ２−２／（３＾０．５）×Ｌｈ２
で示される関係をそれぞれ満たし、
前記第２節部の根元の長さＬｒ２は３００ｍｍであり、
前記第２節部の頭部の長さＬｔ２は１００ｍｍであり、
前記第２節部の突出高さＬｈ２は１００ｍｍであり、
前記第１本体部の外径Ｄｐ１は、前記第２本体部の外径Ｄｐ２よりも大きい。
【００１１】
上記構成（４）によれば、第１節杭において、第１節部の根元の長さＬｒ１、第１本体部の外径Ｄｐ１、第１節部の突出高さＬｈ１、及び、第１コンクリートの短期せん断許容応力度τ１が所定の関係を満たした上で、第１節部の根元の長さＬｒ１が２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、第１節部の突出高さＬｈ１が５０ｍｍであるので、第１本体部と第１節部との接触面積（節部根元面積）が十分に確保され、第１節部のせん断耐力が十分に確保される。この結果として、第１節杭に短期最大杭周面摩擦支持力が作用したときでも、第１節部に作用するせん断力よりも第１節部のせん断耐力が大きい。
また、上記構成（４）によれば、第１節杭において、第１節部の頭部の長さＬｔ１、第１節部の根元の長さＬｒ１、及び、第１節部の突出高さＬｈ１が所定の関係を満たした上で、第１節部の頭部の長さＬｔ１が１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、第１節部の頭部の長さＬｔ１が十分に確保される。このため、第１節部の外径に基づいて短期杭周面摩擦支持力を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力を実現することができる。
一方、上記構成（４）によれば、第２節杭において、第２節部の根元の長さＬｒ２、第２本体部の外径Ｄｐ２、第２節部の突出高さＬｈ２、及び、第２コンクリートの短期せん断許容応力度τ２が所定の関係を満たした上で、第２節部の根元の長さＬｒ２が３００ｍｍであり、第２節部の突出高さＬｈ２が１００ｍｍであるので、第２本体部と第２節部との接触面積（節部根元面積）が十分に確保され、第２節部のせん断耐力が十分に確保される。この結果として、第２節杭に短期最大杭周面摩擦支持力が作用したときでも、第２節部に作用するせん断力よりも第２節部のせん断耐力が大きい。
また、上記構成（４）によれば、第２節杭において、第２節部の頭部の長さＬｔ２、第２節部の根元の長さＬｒ２、及び、第２節部の突出高さＬｈ２が所定の関係を満たした上で、第２節部の頭部の長さＬｔ２が１００ｍｍであり、第２節部の頭部の長さＬｔ２が十分に確保される。このため、第２節部の外径に基づいて短期杭周面摩擦支持力を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力を実現することができる。
かくして、上記構成（４）によれば、第１節杭及び第２節杭によって構成される継ぎ杭全体としても、第１本体部と第１節部との接触面積及び第２本体部と第２節部との接触面積が十分に確保され、継ぎ杭に短期最大杭周面摩擦支持力が作用したときでも、第１節部及び第２節部に作用するせん断力よりも第１節部及び第２節部のせん断耐力がそれぞれ大きい。
また、上記構成（４）によれば、第１節杭及び第２節杭によって構成される継ぎ杭全体としても、第１節部及び第２節部の外径に基づいて短期杭周面摩擦支持力を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力を実現することができる。
更に、上記構成（４）によれば、第１本体部の外径Ｄｐ１が第２本体部の外径Ｄｐ２よりも大きいので、第１節杭の水平耐力を第２節杭よりも大きくすることができる。
【００１２】
（５）本発明の少なくとも一実施形態に係る節杭は、
第１部分と、前記第１部分に一体に連なる第２部分とを備える節杭において、
前記第１部分は、
円筒形状の第１本体部と、
前記第１本体部の外周面から突出する少なくとも１つの第１節部とを含み、
前記第１本体部及び前記第１節部はコンクリートを含み、
前記第１本体部の軸線方向における、前記第１本体部側の前記第１節部の根元の長さをＬｒ１とし、
前記第１本体部の軸線方向における、前記第１本体部とは反対側の前記第１節部の頭部の長さをＬｔ１とし、
前記第１本体部の外径をＤｐ１とし、
前記第１本体部の径方向における前記第１本体部からの前記第１節部の突出高さをＬｈ１とし、
前記コンクリートの短期せん断許容応力度をτとしたとき、
以下の２つの式：
Ｌｒ１＞３８０×（Ｄｐ１＋２×Ｌｈ１）／（τ×Ｄｐ１）
Ｌｒ１−２×（３＾０．５）×Ｌｈ１≦Ｌｔ１≦Ｌｒ１−２／（３＾０．５）×Ｌｈ１
で示される関係をそれぞれ満たし、
前記第１節部の根元の長さＬｒ１は２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、
前記第１節部の頭部の長さＬｔ１は１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、
前記第１節部の突出高さＬｈ１は５０ｍｍであり、
前記第２部分は、
円筒形状の第２本体部と、
前記第２本体部の外周面から突出する少なくとも１つの第２節部とを含み、
前記第２本体部及び前記第２節部は前記コンクリートを含み、
前記第２本体部の軸線方向における、前記第２本体部側の前記第２節部の根元の長さをＬｒ２とし、
前記第２本体部の軸線方向における、前記第２本体部とは反対側の前記第２節部の頭部の長さをＬｔ２とし、
前記第２本体部の外径をＤｐ２とし、
前記第２本体部の径方向における前記第２本体部からの前記第２節部の突出高さをＬｈ２としたとき、
以下の２つの式：
Ｌｒ２＞３８０×（Ｄｐ２＋２×Ｌｈ２）／（τ×Ｄｐ２）
Ｌｒ２−２×（３＾０．５）×Ｌｈ２≦Ｌｔ２≦Ｌｒ２−２／（３＾０．５）×Ｌｈ２
で示される関係をそれぞれ満たし、
前記第２節部の根元の長さＬｒ２は３００ｍｍであり、
前記第２節部の頭部の長さＬｔ２は１００ｍｍであり、
前記第２節部の突出高さＬｈ２は１００ｍｍであり、
前記第１本体部の外径Ｄｐ１は、前記第２本体部の外径Ｄｐ２よりも大きい。
【００１３】
上記構成（５）によれば、第１部分において、第１節部の根元の長さＬｒ１、第１本体部の外径Ｄｐ１、第１節部の突出高さＬｈ１、及び、コンクリートの短期せん断許容応力度τが所定の関係を満たした上で、第１節部の根元の長さＬｒ１が２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、第１節部の突出高さＬｈ１が５０ｍｍであるので、第１本体部と第１節部との接触面積（節部根元面積）が十分に確保され、第１節部のせん断耐力が十分に確保される。この結果として、第１部分に短期最大杭周面摩擦支持力が作用したときでも、第１節部に作用するせん断力よりも第１節部のせん断耐力が大きい。
また、上記構成（５）によれば、第１部分において、第１節部の頭部の長さＬｔ１、第１節部の根元の長さＬｒ１、及び、第１節部の突出高さＬｈ１が所定の関係を満たした上で、第１節部の頭部の長さＬｔ１が１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、第１節部の頭部の長さＬｔ１が十分に確保される。このため、第１節部の外径に基づいて短期杭周面摩擦支持力を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力を実現することができる。
一方、上記構成（５）によれば、第２部分において、第２節部の根元の長さＬｒ２、第２本体部の外径Ｄｐ２、第２節部の突出高さＬｈ２、及び、コンクリートの短期せん断許容応力度τが所定の関係を満たした上で、第２節部の根元の長さＬｒ２が３００ｍｍであり、第２節部の突出高さＬｈ２が１００ｍｍであるので、第２本体部と第２節部との接触面積（節部根元面積）が十分に確保され、第２節部のせん断耐力が十分に確保される。この結果として、第２部分に短期最大杭周面摩擦支持力が作用したときでも、第２節部に作用するせん断力よりも第２節部のせん断耐力が大きい。
また、上記構成（５）によれば、第２部分において、第２節部の頭部の長さＬｔ２、第２節部の根元の長さＬｒ２、及び、第２節部の突出高さＬｈ２が所定の関係を満たした上で、第２節部の頭部の長さＬｔ２が１００ｍｍであり、第２節部の頭部の長さＬｔ２が十分に確保される。このため、第２節部の外径に基づいて短期杭周面摩擦支持力を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力を実現することができる。
かくして、上記構成（５）によれば、第１部分及び第２部分によって構成される節杭全体としても、第１本体部と第１節部との接触面積及び第２本体部と第２節部との接触面積が十分に確保され、節杭に短期最大杭周面摩擦支持力が作用したときでも、第１節部及び第２節部に作用するせん断力よりも第１節部及び第２節部のせん断耐力がそれぞれ大きい。
また、上記構成（５）によれば、第１部分及び第２部分によって構成される節杭全体としても、第１節部及び第２節部の外径に基づいて短期杭周面摩擦支持力を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力を実現することができる。
更に、上記構成（５）によれば、第１本体部の外径Ｄｐ１が第２本体部の外径Ｄｐ２よりも大きいので、第１部分の水平耐力を第２部分よりも大きくすることができる。
【００１４】
（６）本発明の少なくとも一実施形態に係る継ぎ杭は、
第１節杭と、前記第１節杭に連結された第２節杭とを備える継ぎ杭において、
前記第１節杭は、
円筒形状の第１本体部と、
前記第１本体部の外周面から突出する少なくとも１つの第１節部とを含み、
前記第１本体部及び前記第１節部は第１コンクリートを含み、
前記第１本体部の軸線方向における、前記第１本体部側の前記第１節部の根元の長さをＬｒ１とし、
前記第１本体部の軸線方向における、前記第１本体部とは反対側の前記第１節部の頭部の長さをＬｔ１とし、
前記第１本体部の外径をＤｐ１とし、
前記第１本体部の径方向における前記第１本体部からの前記第１節部の突出高さをＬｈ１とし、
前記第１コンクリートの短期せん断許容応力度をτ１としたとき、
以下の２つの式：
Ｌｒ１＞３８０×（Ｄｐ１＋２×Ｌｈ１）／（τ１×Ｄｐ１）
Ｌｒ１−２×（３＾０．５）×Ｌｈ１≦Ｌｔ１≦Ｌｒ１−２／（３＾０．５）×Ｌｈ１
で示される関係をそれぞれ満たし、
前記第１節部の根元の長さＬｒ１は２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、
前記第１節部の頭部の長さＬｔ１は１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、
前記第１節部の突出高さＬｈ１は５０ｍｍであり、
前記第２節杭は、
円筒形状の第２本体部と、
前記第２本体部の外周面から突出する少なくとも１つの第２節部とを含み、
前記第２本体部及び前記第２節部は第２コンクリートを含み、
前記第２本体部の軸線方向における、前記第２本体部側の前記第２節部の根元の長さをＬｒ２とし、
前記第２本体部の軸線方向における、前記第２本体部とは反対側の前記第２節部の頭部の長さをＬｔ２とし、
前記第２本体部の外径をＤｐ２とし、
前記第２本体部の径方向における前記第２本体部からの前記第２節部の突出高さをＬｈ２とし、
前記第２コンクリートの短期せん断許容応力度をτ２としたとき、
以下の２つの式：
Ｌｒ２＞３８０×（Ｄｐ２＋２×Ｌｈ２）／（τ２×Ｄｐ２）
Ｌｒ２−２×（３＾０．５）×Ｌｈ２≦Ｌｔ２≦Ｌｒ２−２／（３＾０．５）×Ｌｈ２
で示される関係をそれぞれ満たし、
前記第２節部の根元の長さＬｒ２は２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、
前記第２節部の頭部の長さＬｔ２は１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、
前記第２節部の突出高さＬｈ２は５０ｍｍであり、
前記第１本体部の外径Ｄｐ１は、前記第２本体部の外径Ｄｐ２よりも大きい。
【００１５】
上記構成（６）によれば、第１節杭において、第１節部の根元の長さＬｒ１、第１本体部の外径Ｄｐ１、第１節部の突出高さＬｈ１、及び、第１コンクリートの短期せん断許容応力度τ１が所定の関係を満たした上で、第１節部の根元の長さＬｒ１が２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、第１節部の突出高さＬｈ１が５０ｍｍであるので、第１本体部と第１節部との接触面積（節部根元面積）が十分に確保され、第１節部のせん断耐力が十分に確保される。この結果として、第１節杭に短期最大杭周面摩擦支持力が作用したときでも、第１節部に作用するせん断力よりも第１節部のせん断耐力が大きい。
また、上記構成（６）によれば、第１節杭において、第１節部の頭部の長さＬｔ１、第１節部の根元の長さＬｒ１、及び、第１節部の突出高さＬｈ１が所定の関係を満たした上で、第１節部の頭部の長さＬｔ１が１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、第１節部の頭部の長さＬｔ１が十分に確保される。このため、第１節部の外径に基づいて短期杭周面摩擦支持力を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力を実現することができる。
一方、上記構成（６）によれば、第２節杭において、第２節部の根元の長さＬｒ２、第２本体部の外径Ｄｐ２、第２節部の突出高さＬｈ２、及び、第２コンクリートの短期せん断許容応力度τ２が所定の関係を満たした上で、第２節部の根元の長さＬｒ２が２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、第２節部の突出高さＬｈ２が５０ｍｍであるので、第２本体部と第２節部との接触面積（節部根元面積）が十分に確保され、第２節部のせん断耐力が十分に確保される。この結果として、第２節杭に短期最大杭周面摩擦支持力が作用したときでも、第２節部に作用するせん断力よりも第２節部のせん断耐力が大きい。
また、上記構成（６）によれば、第２節杭において、第２節部の頭部の長さＬｔ２、第２節部の根元の長さＬｒ２、及び、第２節部の突出高さＬｈ２が所定の関係を満たした上で、第２節部の頭部の長さＬｔ２が１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、第２節部の頭部の長さＬｔ２が十分に確保される。このため、第２節部の外径に基づいて短期杭周面摩擦支持力を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力を実現することができる。
かくして、上記構成（６）によれば、第１節杭及び第２節杭によって構成される継ぎ杭全体としても、第１本体部と第１節部との接触面積及び第２本体部と第２節部との接触面積が十分に確保され、継ぎ杭に短期最大杭周面摩擦支持力が作用したときでも、第１節部及び第２節部に作用するせん断力よりも第１節部及び第２節部のせん断耐力がそれぞれ大きい。
また、上記構成（６）によれば、第１節杭及び第２節杭によって構成される継ぎ杭全体としても、第１節部及び第２節部の外径に基づいて短期杭周面摩擦支持力を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力を実現することができる。
更に、上記構成（６）によれば、第１本体部の外径Ｄｐ１が第２本体部の外径Ｄｐ２よりも大きいので、第１節杭の水平耐力を第２節杭よりも大きくすることができる。
【００１６】
（７）本発明の少なくとも一実施形態に係る節杭は、
第１部分と、前記第１部分に一体に連なる第２部分とを備える節杭において、
前記第１部分は、
円筒形状の第１本体部と、
前記第１本体部の外周面から突出する少なくとも１つの第１節部とを含み、
前記第１本体部及び前記第１節部はコンクリートを含み、
前記第１本体部の軸線方向における、前記第１本体部側の前記第１節部の根元の長さをＬｒ１とし、
前記第１本体部の軸線方向における、前記第１本体部とは反対側の前記第１節部の頭部の長さをＬｔ１とし、
前記第１本体部の外径をＤｐ１とし、
前記第１本体部の径方向における前記第１本体部からの前記第１節部の突出高さをＬｈ１とし、
前記コンクリートの短期せん断許容応力度をτとしたとき、
以下の２つの式：
Ｌｒ１＞３８０×（Ｄｐ１＋２×Ｌｈ１）／（τ×Ｄｐ１）
Ｌｒ１−２×（３＾０．５）×Ｌｈ１≦Ｌｔ１≦Ｌｒ１−２／（３＾０．５）×Ｌｈ１
で示される関係をそれぞれ満たし、
前記第１節部の根元の長さＬｒ１は２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、
前記第１節部の頭部の長さＬｔ１は１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、
前記第１節部の突出高さＬｈ１は５０ｍｍであり、
前記第２部分は、
円筒形状の第２本体部と、
前記第２本体部の外周面から突出する少なくとも１つの第２節部とを含み、
前記第２本体部及び前記第２節部は前記コンクリートを含み、
前記第２本体部の軸線方向における、前記第２本体部側の前記第２節部の根元の長さをＬｒ２とし、
前記第２本体部の軸線方向における、前記第２本体部とは反対側の前記第２節部の頭部の長さをＬｔ２とし、
前記第２本体部の外径をＤｐ２とし、
前記第２本体部の径方向における前記第２本体部からの前記第２節部の突出高さをＬｈ２としたとき、
以下の２つの式：
Ｌｒ２＞３８０×（Ｄｐ２＋２×Ｌｈ２）／（τ×Ｄｐ２）
Ｌｒ２−２×（３＾０．５）×Ｌｈ２≦Ｌｔ２≦Ｌｒ２−２／（３＾０．５）×Ｌｈ２
で示される関係をそれぞれ満たし、
前記第２節部の根元の長さＬｒ２は２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、
前記第２節部の頭部の長さＬｔ２は１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、
前記第２節部の突出高さＬｈ２は５０ｍｍであり、
前記第１本体部の外径Ｄｐ１は、前記第２本体部の外径Ｄｐ２よりも大きい。
【００１７】
上記構成（７）によれば、第１部分において、第１節部の根元の長さＬｒ１、第１本体部の外径Ｄｐ１、第１節部の突出高さＬｈ１、及び、コンクリートの短期せん断許容応力度τが所定の関係を満たした上で、第１節部の根元の長さＬｒ１が２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、第１節部の突出高さＬｈ１が５０ｍｍであるので、第１本体部と第１節部との接触面積（節部根元面積）が十分に確保され、第１節部のせん断耐力が十分に確保される。この結果として、第１部分に短期最大杭周面摩擦支持力が作用したときでも、第１節部に作用するせん断力よりも第１節部のせん断耐力が大きい。
また、上記構成（７）によれば、第１部分において、第１節部の頭部の長さＬｔ１、第１節部の根元の長さＬｒ１、及び、第１節部の突出高さＬｈ１が所定の関係を満たした上で、第１節部の頭部の長さＬｔ１が１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、第１節部の頭部の長さＬｔ１が十分に確保される。このため、第１節部の外径に基づいて短期杭周面摩擦支持力を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力を実現することができる。
一方、上記構成（７）によれば、第２部分において、第２節部の根元の長さＬｒ２、第２本体部の外径Ｄｐ２、第２節部の突出高さＬｈ２、及び、コンクリートの短期せん断許容応力度τが所定の関係を満たした上で、第２節部の根元の長さＬｒ２が２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、第２節部の突出高さＬｈ２が５０ｍｍであるので、第２本体部と第２節部との接触面積（節部根元面積）が十分に確保され、第２節部のせん断耐力が十分に確保される。この結果として、第２部分に短期最大杭周面摩擦支持力が作用したときでも、第２節部に作用するせん断力よりも第２節部のせん断耐力が大きい。
また、上記構成（７）によれば、第２部分において、第２節部の頭部の長さＬｔ２、第２節部の根元の長さＬｒ２、及び、第２節部の突出高さＬｈ２が所定の関係を満たした上で、第２節部の頭部の長さＬｔ２が１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、第２節部の頭部の長さＬｔ２が十分に確保される。このため、第２節部の外径に基づいて短期杭周面摩擦支持力を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力を実現することができる。
かくして、上記構成（７）によれば、第１部分及び第２部分によって構成される節杭全体としても、第１本体部と第１節部との接触面積及び第２本体部と第２節部との接触面積が十分に確保され、節杭に短期最大杭周面摩擦支持力が作用したときでも、第１節部及び第２節部に作用するせん断力よりも第１節部及び第２節部のせん断耐力がそれぞれ大きい。
また、上記構成（７）によれば、第１部分及び第２部分によって構成される節杭全体としても、第１節部及び第２節部の外径に基づいて短期杭周面摩擦支持力を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力を実現することができる。
更に、上記構成（７）によれば、第１本体部の外径Ｄｐ１が第２本体部の外径Ｄｐ２よりも大きいので、第１部分の水平耐力を第２部分よりも大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、節杭に短期最大杭周面摩擦支持力が作用したときでも、節部に作用するせん断力よりも節部のせん断耐力が大きい節杭及び継ぎ杭が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る節杭が、ストレート杭とともに地盤に埋設された状態を概略的に示す図である。
【図２】図１中の節杭を相互に連結して構成された継ぎ杭を概略的に示す側面図である。
【図３】図１中の節杭を概略的に示す図であり、左半分は側面図、右半分は断面図である。
【図４】図３中の領域ＩＶの概略的な拡大図である。
【図５】図１中の節杭を概略的に示す図であり、左半分は側面図、右半分は断面図である。
【図６】図５中の領域ＶＩの概略的な拡大図である。
【図７】図２の領域ＶＩＩの概略的な拡大図であり、左半分は側面図、右半分は断面図である。
【図８】基礎杭に短期時に作用する杭周面摩擦支持力（短期杭周面摩擦支持力）Ｒ１と節部に作用するせん断力を説明するための図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る節杭を概略的に示す側面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る継ぎ杭を概略的に示す側面図である。
【図１１】図１０の継ぎ杭に用いられた第２節杭を概略的に示す図であり、左半分は側面図、右半分は断面図である。
【図１２】図１１中の領域ＸＩＩの拡大図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る節杭を概略的に示す側面図である。
【図１４】実施例及び比較例の節杭における、節部の外径、本体部の外径、コンクリート設計基準強度、節部のせん断耐力、短期最大杭周面摩擦支持力、及び、Ｆ１がＲｍａｘよりも大きいか否かを示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係る節杭２ａ，２ｂが、ストレート杭４とともに地盤６に埋設された状態を概略的に示す図である。図２は、節杭２ａ，２ｂを相互に連結して構成された継ぎ杭８ａを概略的に示す側面図である。図３は、節杭２ａを概略的に示す図であり、左半分は側面図、右半分は断面図である。図４は、図３中の領域ＩＶの概略的な拡大図である。図５は、節杭２ｂを概略的に示す図であり、左半分は側面図、右半分は断面図である。図６は、図５中の領域ＶＩの概略的な拡大図である。図７は、図２の領域ＶＩＩの概略的な拡大図であり、左半分は側面図、右半分は断面図である。
【００２２】
図１に示したように、２本の節杭２ａ，２ｂ及びストレート杭４は直列に連結されて１本の継ぎ杭１０を構成している。継ぎ杭１０は、図示しない上部構造を支持可能である。
【００２３】
より詳しくは、継ぎ杭１０は、地盤６に予め掘削された杭孔１１の内部に沈設されている。杭孔１１の底部には、根固め液が注入され、根固め液が硬化することによって、継ぎ杭１０の下端部を囲む根固め部１２が形成されている。また、杭孔１１の底部よりも上方には、杭周液が注入され、杭周液が硬化することによって、継ぎ杭１０を囲む杭周部１４が形成される。継ぎ杭１０は、根固め部１２及び杭周部１４を介して地盤６によって支持されている。根固め液及び杭周液は、それぞれセメント成分を含んでおり、セメント成分が地盤６の掘削によって発生した土砂と混合されてから硬化することによって根固め部１２及び杭周部１４がそれぞれ形成される。節杭２ａ，２ｂ、ストレート杭４、根固め部１２及び杭周部１４は１つの基礎杭１５を構成する。
【００２４】
図３及び図４に示したように、節杭２ａは、本体部（軸部）１６ａと、本体部１６ａと一体に成形された少なくとも１つの節部１８ａとを有する。本体部１６ａ及び節部１８ａは、コンクリートによって構成されている。本体部１６は、円筒形状を有している。本体部１６の各上下端面には環状の端板２０ａが固定されていてもよく、端板２０ａ同士の間に第１本体部１６ａを貫通してＰＣ鋼棒２２ａが架け渡されていてもよい。また、本体部１６ａの両端部の外周面は金属製の円筒形状のカバー２４ａによって覆われていてもよく、本体部１６ａの内部には、図示しないけれども螺旋形状若しくは直線形状の補強筋が埋設されていてもよい。
【００２５】
第１節部１８ａは、第１本体部１６ａの円筒形状の外周面２６ａから第１本体部１６ａの径方向に突出している。第１節部１８ａは、第１本体部１６ａの外周面２６ａの一部を囲むように環形状を有する。第１節部１８ａは、例えば円筒形状の外周面２８ａを有し、第１本体部１６ａの外周面２６ａと第１節部１８ａの外周面２８ａは同心上に配置されている。また、第１節部１８ａは、第１本体部１６ａの軸線方向にて両側に、テーパ形状の段差面３０ａを有し、第１本体部１６ａの外周面２６ａと第１節部１８ａの外周面２８ａは、段差面３０ａを介して連なっている。例えば、第１本体部１６ａの外周面２６と段差面３０ａとがなす角度θａは３０°〜６０°であり、好ましくは４５°である。
【００２６】
節杭２ａでは、本体部１６ａの軸線方向における、本体部１６ａ側の節部１８ａの根元の長さをＬｒとし、本体部１６ａの軸線方向における、本体部１６ａとは反対側の節部１８ａの頭部の長さをＬｔとし、本体部１６ａの外径をＤｐとし、本体部１６ａの径方向における本体部１６ａからの節部１８ａの突出高さをＬｈとし、コンクリートの短期せん断許容応力度をτとしたとき、以下の２つの式：
Ｌｒ＞３８０×（Ｄｐ＋２×Ｌｈ）／（τ×Ｄｐ）
Ｌｒ−２×（３＾０．５）×Ｌｈ≦Ｌｔ≦Ｌｒ−２／（３＾０．５）×Ｌｈ
で示される関係がそれぞれ満たされている。
また、節部１８ａの外径をＤｎとすると、突出高さＬｈは次式：Ｌｈ＝（Ｄｎ−Ｄｐ）／２にて表される。
【００２７】
なお、本明細書では、節杭２ａ、本体部１６ａ及び節部１８ａをそれぞれ第１節杭２ａ、第１本体部１６ａ及び第１節部１８ａとも称し、第１本体部１６ａ及び第１節部１８ａを構成するコンクリートを第１コンクリートとも称する。そして、第１本体部１６ａ側の第１節部１８ａの根元の長さＬｒをＬｒ１とも称し、第１節部１８ａの頭部の長さＬｔをＬｔ１とも称し、第１本体部１６ａの外径ＤｐをＤｐ１とも称し、第１節部１８ａの外径ＤｎをＤｎ１とも称し、第１節部１８ａの突出高さＬｈをＬｈ１とも称し、第１コンクリートの短期せん断許容応力度τをτ１とも称する。
【００２８】
図５及び図６に示したように、節杭２ｂは、本体部（軸部）１６ｂと、本体部１６ｂと一体に成形された少なくとも１つの節部１８ｂとを有する。本体部１６ｂ及び節部１８ｂは、コンクリートによって構成されている。本体部１６ｂは、円筒形状を有している。本体部１６ｂの各上下端面には環状の端板２０ｂが固定されていてもよく、端板２０ｂ同士の間に本体部１６ｂを貫通してＰＣ鋼棒２２ｂが架け渡されていてもよい。また、本体部１６ｂの両端部の外周面は金属製の円筒形状のカバー２４ｂによって覆われていてもよく、本体部１６ｂの内部には、図示しないけれども螺旋形状若しくは直線形状の補強筋が埋設されていてもよい。
【００２９】
第２節部１８ｂは、第２本体部１６ｂの円筒形状の外周面２６ｂから第２本体部１６ｂの径方向に突出している。第２節部１８ｂは、第２本体部１６ｂの外周面２６ｂの一部を囲むように環形状を有する。第２節部１８ｂは、例えば円筒形状の外周面２８ｂを有し、第２本体部１６ｂの外周面２６ｂと第２節部１８ｂの外周面２８ｂは同心上に配置されている。また、第２節部１８ｂは、第２本体部１６ｂの軸線方向にて両側に、テーパ形状の段差面３０ｂを有し、第２本体部１６ｂの外周面２６ｂと第２節部１８ｂの外周面２８ｂは、段差面３０ｂを介して連なっている。例えば、第２本体部１６ｂの外周面２６ｂと段差面３０ｂとがなす角度θｂは３０°〜６０°であり、好ましくは４５°である。
【００３０】
節杭２ｂでは、本体部１６ｂの軸線方向における、本体部１６ｂ側の節部１８ｂの根元の長さをＬｒとし、本体部１６ｂの軸線方向における、本体部１６ｂとは反対側の節部１８ｂの頭部の長さをＬｔとし、本体部１６ｂの外径をＤｐとし、本体部１６ｂの径方向における本体部１６ｂからの節部１８ｂの突出高さをＬｈとし、コンクリートの短期せん断許容応力度をτとしたとき、以下の２つの式：
Ｌｒ＞３８０×（Ｄｐ＋２×Ｌｈ）／（τ×Ｄｐ）
Ｌｒ−２×（３＾０．５）×Ｌｈ≦Ｌｔ≦Ｌｒ−２／（３＾０．５）×Ｌｈ
で示される関係がそれぞれ満たされている。
また、節部１８ｂの外径をＤｎとすると、突出高さＬｈは次式：Ｌｈ＝（Ｄｎ−Ｄｐ）／２にて表される。
【００３１】
なお、本明細書では、節杭２ｂ、本体部１６ｂ及び節部１８ｂをそれぞれ第２節杭２ｂ、第２本体部１６ｂ及び第２節部１８ｂとも称し、第２本体部１６ｂ及び第２節部１８ｂを構成するコンクリートを第２コンクリートとも称する。そして、第２本体部１６ｂ側の第２節部１８ｂの根元の長さＬｒをＬｒ２とも称し、第２節部１８ｂの頭部の長さＬｔをＬｔ２とも称し、第２本体部１６ｂの外径ＤｐをＤｐ２とも称し、第２節部１８ｂの外径ＤｎをＤｎ２とも称し、第２節部１８ｂの突出高さＬｈをＬｈ２とも称し、第２コンクリートの短期せん断許容応力度τをτ２とも称する。
また、本明細書では、節杭２ａ，２ｂ、本体部１６ａ，１６ｂ、節部１８ａ，１８ｂ及び角度θａ，θｂをそれぞれ一括して節杭２、本体部１６、節部１８及び角度θとも称する。
【００３２】
図７は、節杭２ａと節杭２ｂを連結するための継手装置３２の一例を概略的に示している。継手装置３２は、内側リング３４と、外側リング３６とを有している。
内側リング３４は、節杭２ａ及び節杭２ｂの端部を囲む環状部３８と、環状部３８の内周面から径方向内側に向けて突出する２条の環状突起４０とを有する。節杭２ａ及び節杭２ｂの端部には、端板２０ａ，２０ｂに隣接して周方向溝４２ａ，４２ｂが形成され、内側リング３４は、環状突起４０が周方向溝４２ａ，４２ｂと噛み合うように配置される。かかる配置を可能とするため、内側リング３４は、２つの半割部材３４ａ，３４ｂによって構成される。
【００３３】
外側リング３６は、内側リング３４の外側に嵌合させられている。ここで、内側リング３４の外周面は、内側リング３４の軸線方向に対し傾斜した傾斜面によって構成され、外側リング３６の内周面も、外側リング３６の軸線方向に対し傾斜した傾斜面によって構成されている。外側リング３６は、傾斜面同士をすり合わせながら内側リング３４に嵌合させられることにより、内側リング３４を楔効果により締め付ける。なお、内側リング３４の外周面及び外側リング３６の内周面には凹凸（不図示）が形成されており、これら凹凸が噛み合うことによって、内側リング３４からの外側リング３６の脱落が防止される。
【００３４】
ここで、図８は、基礎杭１５に短期時に作用する杭周面摩擦支持力（短期杭周面摩擦支持力）Ｒ１と節部１８に作用するせん断力を説明するための図である。図８に示すように、短期杭周面摩擦支持力Ｒ１は、杭周部１４を介して節部１８に伝達され、節部１８にせん断力が発生する。このため、節部１８のせん断耐力Ｆ１は、想定される短期杭周面摩擦支持力Ｒ１の最大値（短期最大杭周面摩擦支持力Ｒｍａｘ）より大きいことが望ましい（Ｆ１＞Ｒｍａｘ）。
【００３５】
以下、上記所望の条件（Ｆ１＞Ｒｍａｘ）について検討する。
短期杭周面摩擦支持力Ｒ１は、次式：
Ｒ１＝２／３×Ｎａｖｅ×β×Ｌｓ×φ      ・・・（１）
にて表される。
上記式（１）中、Ｎａｖｅは、節杭２の周囲の地盤６における、標準貫入試験により得られるＮ値の平均値である。ただし、Ｎａｖｅ＞３０の場合、Ｎａｖｅ＝３０とする。
βは、砂質・礫質地盤中の杭周面摩擦力係数であり、杭周液が膨張型の場合、β＝９．５ωで表される。
ωは、次式：ω＝Ｄｅ／Ｄｓにて表され、１．０〜２．０である。
Ｄｅは杭孔１１の掘削径（拡大掘削径）である。
Ｄｓは、節部１８の外径をＤｎとしたとき、次式：Ｄｓ＝Ｄｎ＋０．０５にて表される。
Ｌｓは、地盤６に接する長さである。
φは、節部１８の周長であり、次式：
φ＝π×Ｄｎ・・・（２）
にて表される。
節部１８のピッチＬｐが１ｍの場合、１ｍ当たりの短期最大杭周面摩擦支持力Ｒｍａｘは、式（１）にＮａｖｅ＝３０、β＝９．５×２．０、及びＬｓ＝１を代入することにより、次式：
Ｒｍａｘ＝２／３×３０×９．５×２×１．０×φ      ・・・（３）
にて表される。
【００３６】
一方、日本建築学会「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説」によれば、コンクリートの短期せん断許容応力度τは、次式：
τ＝（０．４９＋Ｆｃ／１００）×Ｋ      ・・・（４）
で求められる。
上記式中、Ｆｃは、コンクリート設計基準強度（単位：Ｎ／ｍｍ２）であり、Ｋは定数（１．５又は２．０）である。本実施形態ではＫ＝１．５とする。
節部１８と本体部１６との接触面積（節部根元面積）をＡ１（単位：ｍｍ２）とすると、Ａ１は次式：
Ａ１＝Ｌｒ×π×Ｄｐ      ・・・（５）
にて表される。
節部１８のせん断耐力Ｆ１（単位：ｋＮ）は次式：
Ｆ１＝（τ×Ａ１）／１０００      ・・・（６）
にて表される。
【００３７】
節部１８のせん断耐力Ｆ１が短期最大杭周面摩擦支持力Ｒｍａｘよりも大きくなるためには、次式：
Ｆ１＞Ｒｍａｘ      ・・・（７）
を満たす必要がある。そこで、式（７）に式（３）〜（６）を代入すると、次式：
Ｌｒ＞３８０×（Ｄｐ＋２×Ｌｈ）／（τ×Ｄｐ）      ・・・（８）
が得られる。
【００３８】
一方、角度θは３０°以上６０°以下であることから、次式：
Ｌｒ−２×（３＾０．５）×Ｌｈ≦Ｌｔ≦Ｌｒ−２／（３＾０．５）×Ｌｈ・・・（９）
が得られる。
【００３９】
上記構成の節杭２（２ａ，２ｂ）では、節部１８の根元の長さＬｒ、本体部１６の外径Ｄｐ、節部１８の突出高さＬｈ、及び、コンクリートの短期せん断許容応力度τが、上記式（８）で表される所定の関係を満たしている。このため、本体部１６と節部１８との接触面積（節部根元面積）が十分に確保され、節部１８のせん断耐力Ｆ１が十分に確保される。この結果として、節杭２に短期最大杭周面摩擦支持力Ｒｍａｘが作用したときでも、節部１８に作用するせん断力よりも節部のせん断耐力Ｆ１が大きい。
また、上記構成の節杭２（２ａ，２ｂ）では、節部１８の頭部の長さＬｔ、節部１８の根元の長さＬｒ、及び、節部１８の突出高さＬｈが、上記式（９）で表される所定の関係を満たしており、節部１８の頭部の長さＬｔが十分に確保される。このため、節部１８の外径に基づいて短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を実現することができる。
【００４０】
幾つかの実施形態では、節部１８の根元の長さＬｒは２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、節部１８の頭部の長さＬｔは１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、節部１８の突出高さＬｈは５０ｍｍである。
上記構成によれば、節部１８の根元の長さＬｒが２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、節部１８の突出高さＬｈが５０ｍｍであるので、本体部１６と節部１８との接触面積が十分に確保され、節部１８のせん断耐力Ｆ１が十分に確保される。
また、上記構成によれば、節部１８の頭部の長さＬｔが１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、節部１８の頭部の長さＬｔが十分に確保される。
【００４１】
幾つかの実施形態では、節部１８の根元の長さＬｒは３００ｍｍであり、節部１８の頭部の長さＬｔは２００ｍｍであり、節部１８の突出高さＬｈは５０ｍｍである。
上記構成によれば、節部１８の根元の長さＬｒが３００ｍｍであり、節部１８の突出高さＬｈが５０ｍｍであるので、本体部１６と節部１８との接触面積が十分に確保され、節部１８のせん断耐力Ｆ１が十分に確保される。
また、上記構成によれば、節部１８の頭部の長さＬｔが２００ｍｍであり、節部１８の頭部の長さＬｔが十分に確保される。
【００４２】
幾つかの実施形態では、本体部１６の外径Ｄｐは６００ｍｍ以上１４００ｍｍ以下である。
幾つかの実施形態では、節部１８の根元の長さＬｒは４００ｍｍ以下であり、好ましくは３００ｍｍ以下である。
幾つかの実施形態では、節部１８のピッチＬｐは、５００ｍｍ以上１２００ｍｍ以下であり、好ましくは１０００ｍｍである。
幾つかの実施形態では、コンクリート設計基準強度Ｆｃは、８５Ｎ／ｍｍ２以上１２３Ｎ／ｍｍ２以下であり、例えば、８５Ｎ／ｍｍ２、１０５Ｎ／ｍｍ２、又は１２３Ｎ／ｍｍ２である。コンクリート設計基準強度Ｆｃは、好ましくは、８５Ｎ／ｍｍ２である。
【００４３】
幾つかの実施形態では、節部１８の突出高さＬｈは、４０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、好ましくは４０ｍｍ以上６０ｍｍ以下であり、より好ましくは５０ｍｍである。
幾つかの実施形態では、節杭２は、中空既製杭であり、高強度プレストレストコンクリート杭（ＰＨＣ杭）であるが、鉄筋コンクリート杭（ＲＣ杭）、又は、高強度プレストレスト鉄筋コンクリート杭（ＰＲＣ杭）であってもよい。
【００４４】
幾つかの実施形態では、節杭２の本体部１６の外径Ｄｐは、節部１８を除き一定であってもよいが（標準タイプ）、節杭２の一端部の外径は、節杭２の中央又は他端部における本体部１６の外径Ｄｐよりも大きくてもよい。例えば、節杭２の一端部の外径は、節杭２の中央又は他端部における本体部１６の外径Ｄｐよりも大きく、且つ、節部１８の外径Ｄｎよりも小さくてよく（拡頭中間径タイプ）、或いは、節部１８の外径Ｄｎと同じであってもよい（拡頭タイプ）。
【００４５】
以下、本発明の一実施形態に係る継ぎ杭８ａについて説明する。
継ぎ杭８ａは、図２に示したように、それぞれ上述した第１節杭２ａと第２節杭２ｂとを備え、第１節杭２ａと第２節杭２ｂが、例えば継手装置３２によって、相互に連結されている。
具体的には、第１節杭２ａは、以下の２つの式：
Ｌｒ１＞３８０×（Ｄｐ１＋２×Ｌｈ１）／（τ１×Ｄｐ１）
Ｌｒ１−２×（３＾０．５）×Ｌｈ１≦Ｌｔ１≦Ｌｒ１−２／（３＾０．５）×Ｌｈ１
で示される関係をそれぞれ満たしている。
そして、第１節部１８ａの根元の長さＬｒ１は２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、第１節部１８ａの頭部の長さＬｔ１は１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、第１節部１８ａの突出高さＬｈ１は５０ｍｍである。
一方、第２節杭２ｂは、上述したように、以下の２つの式：
Ｌｒ２＞３８０×（Ｄｐ２＋２×Ｌｈ２）／（τ２×Ｄｐ２）
Ｌｒ２−２×（３＾０．５）×Ｌｈ２≦Ｌｔ２≦Ｌｒ２−２／（３＾０．５）×Ｌｈ２
で示される関係をそれぞれ満たしている。
そして、第２節部１８ｂの根元の長さＬｒ２は２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、第２節部１８ｂの頭部の長さＬｔ２は１３０ｍｍ以上２００ｍｍであり、第２節部１８ｂの突出高さＬｈ２は５０ｍｍである。
更に、継ぎ杭８ａにおいては、第１本体部１６ａの外径Ｄｐ１は、第２本体部１６ｂの外径Ｄｐ２よりも大きい。
また、第１節部１８ａの外径Ｄｎ１は第２節部１８ｂの外径Ｄｎ２よりも大きく（Ｄｎ１＞Ｄｎ２）、第１節部１８ａの高さＬｈ１は第２節部１８ｂの高さＬｈ１に等しい（Ｌｈ１＝Ｌｈ２）。
なお、本実施形態では、Ｄｎ１＞Ｄｎ２としたが、Ｄｎ１≦Ｄｎ２としてもよい。
【００４６】
上記した継ぎ杭８ａによれば、第１節杭２ａにおいて、第１節部１８ａの根元の長さＬｒ１、第１本体部１６ａの外径Ｄｐ１、第１節部１８ａの突出高さＬｈ１、及び、第１コンクリートの短期せん断許容応力度τ１が所定の関係を満たした上で、第１節部１８ａの根元の長さＬｒ１が２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、第１節部１８ａの突出高さＬｈ１が５０ｍｍであるので、第１本体部１６ａと第１節部１８ａとの接触面積（節部根元面積）が十分に確保され、第１節部１８ａのせん断耐力Ｆ１が十分に確保される。この結果として、第１節杭２ａに短期最大杭周面摩擦支持力Ｒｍａｘが作用したときでも、第１節部１８ａに作用するせん断力よりも第１節部１８ａのせん断耐力Ｆ１が大きい。
【００４７】
また、上記した継ぎ杭８ａによれば、第１節杭２ａにおいて、第１節部１８ａの頭部の長さＬｔ１、第１節部１８ａの根元の長さＬｒ１、及び、第１節部１８ａの突出高さＬｈ１が所定の関係を満たした上で、第１節部１８ａの頭部の長さＬｔ１が１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、第１節部１８ａの頭部の長さＬｔ１が十分に確保される。このため、第１節部１８ａの外径Ｄｎ１に基づいて短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を実現することができる。
【００４８】
一方、上記した継ぎ杭８ａによれば、第２節杭２ｂにおいて、第２節部１８ｂの根元の長さＬｒ２、第２本体部１６ｂの外径Ｄｐ２、第２節部１８ｂの突出高さＬｈ２、及び、第２コンクリートの短期せん断許容応力度τ２が所定の関係を満たした上で、第２節部１８ｂの根元の長さＬｒ２が２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、第２節部１８ｂの突出高さＬｈ２が５０ｍｍであるので、第２本体部１６ｂと第２節部１８ｂとの接触面積（節部根元面積）が十分に確保され、第２節部１８ｂのせん断耐力Ｆ１が十分に確保される。この結果として、第２節杭２ｂに短期最大杭周面摩擦支持力Ｒｍａｘが作用したときでも、第２節部１８ｂに作用するせん断力よりも第２節部のせん断耐力Ｆ１が大きい。
【００４９】
また、上記した継ぎ杭８ａによれば、第２節杭２ｂにおいて、第２節部１８ｂの頭部の長さＬｔ２、第２節部１８ｂの根元の長さＬｒ２、及び、第２節部１８ｂの突出高さＬｈ２が所定の関係を満たした上で、第２節部１８ｂの頭部の長さＬｔ２が１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、第２節部１８ｂの頭部の長さＬｔ２が十分に確保される。このため、第２節部１８ｂの外径Ｄｐ２に基づいて短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を実現することができる。
【００５０】
かくして、上記した継ぎ杭８ａによれば、第１節杭２ａ及び第２節杭２ｂによって構成される継ぎ杭８ａ全体としても、第１本体部１６ａと第１節部１８ａとの接触面積及び第２本体部１６ｂと第２節部１８ｂとの接触面積が十分に確保され、継ぎ杭８ａに短期最大杭周面摩擦支持力Ｒｍａｘが作用したときでも、第１節部１８ａ及び第２節部１８ｂに作用するせん断力よりも第１節部１８ａ及び第２節部１８ｂのせん断耐力Ｆ１がそれぞれ大きい。
また、上記した継ぎ杭８ａによれば、第１節杭２ａ及び第２節杭２ｂによって構成される継ぎ杭８ａ全体としても、第１節部１８ａ及び第２節部１８ｂの外径Ｄｐ１，Ｄｐ２に基づいて短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を実現することができる。
更に、上記した継ぎ杭８ａによれば、第１本体部１６ａの外径Ｄｐ１が第２本体部１６ｂの外径Ｄｐ２よりも大きいので、第１節杭２ａの水平耐力を第２節杭２ｂよりも大きくすることができる。
【００５１】
以下、本発明の一実施形態に係る節杭２ｃについて説明する。なお、以下の実施形態の説明では、先行する実施形態の構成と同一又は類似の構成については、同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
図９は、節杭２ｃを概略的に示す側面図である。節杭２ｃは、継ぎ杭８ａを構成する第１節杭２ａと第２節杭２ｂを一体に成形したものに略相当する。
具体的には、図９に示したように、節杭２ｃは、第１部分４４ａと、第１部分４４ａに一体に連なる第２部分４４ｂとを備える。第１部分４４ａは第１節杭２ａに略相当し、第２部分４４ｂは第２節杭２ｂに略相当する。
【００５２】
第１部分４４ａは、第１本体部（軸部）１６ａと、第１本体部１６ａと一体に成形された少なくとも１つの第１節部１８ａとを有する。第１本体部１６ａ及び第１節部１８ａは、コンクリートによって構成されている。第１本体部１６は、円筒形状を有している。
【００５３】
第１節部１８ａは、第１本体部１６ａの円筒形状の外周面２６ａから第１本体部１６ａの径方向に突出している。第１節部１８ａは、第１本体部１６ａの外周面２６ａの一部を囲むように環形状を有する。第１節部１８ａは、例えば円筒形状の外周面２８ａを有し、第１本体部１６ａの外周面２６ａと第１節部１８ａの外周面２８ａは同心上に配置されている。また、第１節部１８ａは、第１本体部１６ａの軸線方向にて両側に、テーパ形状の段差面３０ａを有し、第１本体部１６ａの外周面２６ａと第１節部１８ａの外周面２８ａは、段差面３０ａを介して連なっている。例えば、第１本体部１６ａの外周面２６と段差面３０ａとがなす角度θａは３０°〜６０°であり、好ましくは４５°である。
【００５４】
第１部分４４ａでは、第１本体部１６ａの軸線方向における、第１本体部１６ａ側の第１節部１８ａの根元の長さをＬｒ１とし、第１本体部１６ａの軸線方向における、本体部１６ａとは反対側の第１節部１８ａの頭部の長さをＬｔ１とし、第１本体部１６ａの外径をＤｐ１とし、第１本体部１６ａの径方向における第１本体部１６ａからの第１節部１８ａの突出高さをＬｈ１とし、コンクリートの短期せん断許容応力度をτとしたとき、以下の２つの式：
Ｌｒ１＞３８０×（Ｄｐ１＋２×Ｌｈ１）／（τ×Ｄｐ１）
Ｌｒ１−２×（３＾０．５）×Ｌｈ１≦Ｌｔ１≦Ｌｒ１−２／（３＾０．５）×Ｌｈ１
で示される関係がそれぞれ満たされている。
そして、第１部分４４ａでは、第１節部１８ａの根元の長さＬｒ１は２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、第１節部１８ａの頭部の長さＬｔ１は１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、第１節部１８ａの突出高さＬｈ１は５０ｍｍである。
【００５５】
一方、第２部分４４ｂは、第２本体部（軸部）１６ｂと、第２本体部１６ｂと一体に成形された少なくとも１つの第２節部１８ｂとを有する。第２本体部１６ｂ及び第２節部１８ｂは、コンクリートによって構成されている。第２本体部１６ｂは、円筒形状を有している。
【００５６】
第２節部１８ｂは、第２本体部１６ｂの円筒形状の外周面２６ｂから第２本体部１６ｂの径方向に突出している。第２節部１８ｂは、第２本体部１６ｂの外周面２６ｂの一部を囲むように環形状を有する。第２節部１８ｂは、例えば円筒形状の外周面２８ｂを有し、第２本体部１６ｂの外周面２６ｂと第２節部１８ｂの外周面２８ｂは同心上に配置されている。また、第２節部１８ｂは、第２本体部１６ｂの軸線方向にて両側に、テーパ形状の段差面３０ｂを有し、第２本体部１６ｂの外周面２６ｂと第２節部１８ｂの外周面２８ｂは、段差面３０ｂを介して連なっている。例えば、第２本体部１６ｂの外周面２６ｂと段差面３０ｂとがなす角度θｂは３０°〜６０°であり、好ましくは４５°である。
【００５７】
第２部分４４ｂでは、第２本体部１６ｂの軸線方向における、第２本体部１６ｂ側の節部１８ｂの根元の長さをＬｒとし、第２本体部１６ｂの軸線方向における、第２本体部１６ｂとは反対側の第２節部１８ｂの頭部の長さをＬｔ２とし、第２本体部１６ｂの外径をＤｐ２とし、第２本体部１６ｂの径方向における第２本体部１６ｂからの第２節部１８ｂの突出高さをＬｈとし、コンクリートの短期せん断許容応力度をτとしたとき、以下の２つの式：
Ｌｒ２＞３８０×（Ｄｐ２＋２×Ｌｈ２）／（τ×Ｄｐ２）
Ｌｒ２−２×（３＾０．５）×Ｌｈ２≦Ｌｔ２≦Ｌｒ２−２／（３＾０．５）×Ｌｈ２
で示される関係がそれぞれ満たされている。
また、第１節部１８ａの外径Ｄｎ１は第２節部１８ｂの外径Ｄｎ２よりも大きく（Ｄｎ１＞Ｄｎ２）、第１節部１８ａの高さＬｈ１は第２節部１８ｂの高さＬｈ１に等しい（Ｌｈ１＝Ｌｈ２）。
なお、本実施形態では、Ｄｎ１＞Ｄｎ２としたが、Ｄｎ１≦Ｄｎ２としてもよい。
【００５８】
そして、第２部分４４ｂでは、第２節部１８ｂの根元の長さＬｒ２は２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、第２節部１８ｂの頭部の長さＬｔ２は１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、第２節部１８ｂの突出高さＬｈ２は５０ｍｍである。
更に、節杭２ｃでは、第１本体部１６ａの外径Ｄｐ１は、第２本体部１６ｂの外径Ｄｐ２よりも大きい。
【００５９】
なお、第１本体部１６ａ及び第２本体部１６ｂは同軸に連なるように一体に成形されており、同一のコンクリートによって構成されている。
また、節杭２ｃの両端に位置する第１本体部１６ａの端面及び第２本体部１６ｂの端面には環状の端板２０ａ，２０ｂが固定されていてもよく、端板２０ａ，２０ｂ同士の間に第１本体部１６ａ及び第２本体部１６ｂを貫通してＰＣ鋼棒（不図示）が架け渡されていてもよい。また、節杭２ｃの両端に位置する第１本体部１６ａの端部及び第２本体部１６ｂの端部の外周面は金属製の円筒形状のカバー２４ａ，２４ｂによって覆われていてもよく、第１本体部１６ａ及び第２本体部１６ｂの内部には、図示しないけれども螺旋形状若しくは直線形状の補強筋が埋設されていてもよい。
【００６０】
上記した節杭２ｃによれば、第１部分４４ａにおいて、第１節部１８ａの根元の長さＬｒ１、第１本体部１６ａの外径Ｄｐ１、第１節部１８ａの突出高さＬｈ１、及び、コンクリートの短期せん断許容応力度τが所定の関係を満たした上で、第１節部１８ａの根元の長さＬｒ１が２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、第１節部の突出高さＬｈ１が５０ｍｍであるので、第１本体部と第１節部との接触面積（節部根元面積）が十分に確保され、第１節部のせん断耐力Ｆ１が十分に確保される。この結果として、第１部分４４ａに短期最大杭周面摩擦支持力Ｒｍａｘが作用したときでも、第１節部１８ａに作用するせん断力よりも第１節部１８ａのせん断耐力Ｆ１が大きい。
【００６１】
また、上記した節杭２ｃによれば、第１部分４４ａにおいて、第１節部１８ａの頭部の長さＬｔ１、第１節部１８ａの根元の長さＬｒ１、及び、第１節部１８ａの突出高さＬｈ１が所定の関係を満たした上で、第１節部１８ａの頭部の長さＬｔ１が１３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、第１節部１８ａの頭部の長さＬｔ１が十分に確保される。このため、第１節部１８ａの外径Ｄｐ１に基づいて短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を実現することができる。
【００６２】
一方、上記した節杭２ｃによれば、第２部分４４ｂにおいて、第２節部１８ｂの根元の長さＬｒ２、第２本体部１６ｂの外径Ｄｐ２、第２節部１８ｂの突出高さＬｈ２、及び、コンクリートの短期せん断許容応力度τが所定の関係を満たした上で、第２節部１８ｂの根元の長さＬｒ２が２３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、第２節部１８ｂの突出高さＬｈ２が５０ｍｍであるので、第２本体部１６ｂと第２節部１８ｂとの接触面積（節部根元面積）が十分に確保され、第２節部１８ｂのせん断耐力Ｆ１が十分に確保される。この結果として、第２節杭に短期杭周面摩擦支持力が作用したときでも、第２節部１８ｂに作用するせん断力よりも第２節部１８ｂのせん断耐力Ｆ１が大きい。
【００６３】
また、上記した節杭２ｃによれば、第２部分４４ｂにおいて、第２節部１８ｂの頭部の長さＬｔ２、第２節部１８ｂの根元の長さＬｒ２、及び、第２節部１８ｂの突出高さＬｈ２が所定の関係を満たした上で、第２節部１８ｂの頭部の長さＬｔ２が１３０ｍｍ以上２００ｍｍであり、第２節部１８ｂの頭部の長さＬｔ２が十分に確保される。このため、第２節部１８ｂの外径Ｄｐ２に基づいて短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を実現することができる。
【００６４】
かくして、上記した節杭２ｃによれば、第１部分４４ａ及び第２部分４４ｂによって構成される節杭２ｃ全体としても、第１本体部１６ａと第１節部１８ａとの接触面積及び第２本体部１６ｂと第２節部１８ｂとの接触面積が十分に確保され、節杭２ｃに短期最大杭周面摩擦支持力Ｒｍａｘが作用したときでも、第１節部１８ａ及び第２節部１８ｂに作用するせん断力よりも第１節部１８ａ及び第２節部１８ｂのせん断耐力Ｆ１がそれぞれ大きい。
また、上記した節杭２ｃによれば、第１部分４４ａ及び第２部分４４ｂによって構成される節杭２ｃ全体としても、第１節部１８ａ及び第２節部１８ｂの外径Ｄｐ１，Ｄｐ２に基づいて短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を実現することができる。
更に、上記した節杭２ｃによれば、第１本体部１６ａの外径Ｄｐ１が第２本体部１６ｂの外径Ｄｐ２よりも大きいので、第１部分４４ａの水平耐力を第２部分４４ｂよりも大きくすることができる。
【００６５】
以下、本発明の一実施形態に係る継ぎ杭８ｂについて説明する。図１０は、継ぎ杭８ｂを概略的に示す側面図である。図１１は、継ぎ杭８ｂに用いられた第２節杭２ｂを概略的に示す図であり、左半分は側面図、右半分は断面図である。図１２は、図１１中の領域ＸＩＩの概略的な拡大図である。
継ぎ杭８ｂは、第２節部１８ｂの根元の長さＬｒ２が３００ｍｍであり、第２節部１８ｂの頭部の長さＬｔ２が１００ｍｍであり、第２節部１８ｂの突出高さＬｈ２が１００ｍｍである点において、上述した継ぎ杭８ａと異なっている。
また、第１本体部１６ａの外径Ｄｐ１を第２本体部１６ｂの外径Ｄｐ１よりも大きくし（Ｄｐ１＞Ｄｐ２）、第１節部１８ａの外径Ｄｎ１を第２節部１８ｂの外径Ｄｎ２と等しくした（Ｄｎ１＝Ｄｎ２）。
なお、本実施形態では、Ｄｎ１＝Ｄｎ２としたが、Ｄｎ１＞Ｄｎ２、又は、Ｄｎ１＜Ｄｎ２としてもよい。
【００６６】
上記した継ぎ杭８ｂによれば、第１節杭２ａに短期最大杭周面摩擦支持力Ｒｍａｘが作用したときでも、第１節部１８ａに作用するせん断力よりも第１節部１８ａのせん断耐力Ｆ１が大きい。
また、上記した継ぎ杭８ｂによれば、第１節杭２ａにおいて、第１節部１８ａの外径Ｄｎ１に基づいて短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を実現することができる。
【００６７】
一方、上記した継ぎ杭８ｂによれば、第２節杭２ｂにおいて、第２節部１８ｂの根元の長さＬｒ２、第２本体部１６ｂの外径Ｄｐ２、第２節部１８ｂの突出高さＬｈ２、及び、第２コンクリートの短期せん断許容応力度τ２が所定の関係を満たした上で、第２節部１８ｂの根元の長さＬｒ２が３００ｍｍであり、第２節部１８ｂの突出高さＬｈ２が１００ｍｍであるので、第２本体部１６ｂと第２節部１８ｂとの接触面積（節部根元面積）が十分に確保され、第２節部１８ｂのせん断耐力Ｆ１が十分に確保される。この結果として、第２節杭２ｂに短期最大杭周面摩擦支持力Ｒｍａｘが作用したときでも、第２節部１８ｂに作用するせん断力よりも第２節部のせん断耐力Ｆ１が大きい。
【００６８】
また、上記した継ぎ杭８ｂによれば、第２節杭２ｂにおいて、第２節部１８ｂの頭部の長さＬｔ２、第２節部１８ｂの根元の長さＬｒ２、及び、第２節部１８ｂの突出高さＬｈ２が所定の関係を満たした上で、第２節部１８ｂの頭部の長さＬｔ２が１００ｍｍであり、第２節部１８ｂの頭部の長さＬｔ２が十分に確保される。このため、第２節部１８ｂの外径Ｄｐ２に基づいて短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を実現することができる。
【００６９】
かくして、上記した継ぎ杭８ｂによれば、第１節杭２ａ及び第２節杭２ｂによって構成される継ぎ杭８ｂ全体としても、第１本体部１６ａと第１節部１８ａとの接触面積及び第２本体部１６ｂと第２節部１８ｂとの接触面積が十分に確保され、継ぎ杭８ｂに短期最大杭周面摩擦支持力Ｒｍａｘが作用したときでも、第１節部１８ａ及び第２節部１８ｂに作用するせん断力よりも第１節部１８ａ及び第２節部１８ｂのせん断耐力Ｆ１がそれぞれ大きい。
また、上記した継ぎ杭８ｂによれば、第１節杭２ａ及び第２節杭２ｂによって構成される継ぎ杭８ｂ全体としても、第１節部１８ａ及び第２節部１８ｂの外径Ｄｐ１，Ｄｐ２に基づいて短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を実現することができる。
更に、上記した継ぎ杭８ｂによれば、第１本体部１６ａの外径Ｄｐ１が第２本体部１６ｂの外径Ｄｐ２よりも大きいので、第１節杭２ａの水平耐力を第２節杭２ｂよりも大きくすることができる。
【００７０】
以下、本発明の一実施形態に係る節杭２ｄについて説明する。図１３は、節杭２ｄを概略的に示す側面図である。
節杭２ｄは、継ぎ杭８ｂ構成する第１節杭２ａと第２節杭２ｂを一体に成形したものに略相当する。従って、節杭２ｄは、第２節部１８ｂの根元の長さＬｒ２が３００ｍｍであり、第２節部１８ｂの頭部の長さＬｔ２が１００ｍｍであり、第２節部１８ｂの突出高さＬｈ２が１００ｍｍである点において、上述した節杭２ｃと異なっている。
また、第１本体部１６ａの外径Ｄｐ１を第２本体部１６ｂの外径Ｄｐ１よりも大きくし（Ｄｐ１＞Ｄｐ２）、第１節部１８ａの外径Ｄｎ１を第２節部１８ｂの外径Ｄｎ２と等しくした（Ｄｎ１＝Ｄｎ２）。
なお、本実施形態では、Ｄｎ１＝Ｄｎ２としたが、Ｄｎ１＞Ｄｎ２、又は、Ｄｎ１＜Ｄｎ２としてもよい。
【００７１】
上記した節杭２ｄによれば、第１部分４４ａに短期最大杭周面摩擦支持力Ｒｍａｘが作用したときでも、第１節部１８ａに作用するせん断力よりも第１節部１８ａのせん断耐力Ｆ１が大きい。
また、上記した節杭２ｄによれば、第１部分４４ａにおいて、第１節部１８ａの外径Ｄｐ１に基づいて短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を実現することができる。
【００７２】
一方、上記した節杭２ｄによれば、第２部分４４ｂにおいて、第２節部１８ｂの根元の長さＬｒ２、第２本体部１６ｂの外径Ｄｐ２、第２節部１８ｂの突出高さＬｈ２、及び、コンクリートの短期せん断許容応力度τが所定の関係を満たした上で、第２節部１８ｂの根元の長さＬｒ２が３００ｍｍであり、第２節部１８ｂの突出高さＬｈ２が１００ｍｍであるので、第２本体部１６ｂと第２節部１８ｂとの接触面積（節部根元面積）が十分に確保され、第２節部１８ｂのせん断耐力Ｆ１が十分に確保される。この結果として、第２節杭に短期杭周面摩擦支持力が作用したときでも、第２節部１８ｂに作用するせん断力よりも第２節部１８ｂのせん断耐力Ｆ１が大きい。
【００７３】
また、上記した節杭２ｄによれば、第２部分４４ｂにおいて、第２節部１８ｂの頭部の長さＬｔ２、第２節部１８ｂの根元の長さＬｒ２、及び、第２節部１８ｂの突出高さＬｈ２が所定の関係を満たした上で、第２節部１８ｂの頭部の長さＬｔ２が１００ｍｍであり、第２節部１８ｂの頭部の長さＬｔ２が十分に確保される。このため、第２節部１８ｂの外径Ｄｐ２に基づいて短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を実現することができる。
【００７４】
かくして、上記した節杭２ｄによれば、第１部分４４ａ及び第２部分４４ｂによって構成される節杭２ｄ全体としても、第１本体部１６ａと第１節部１８ａとの接触面積及び第２本体部１６ｂと第２節部１８ｂとの接触面積が十分に確保され、節杭２ｄに短期最大杭周面摩擦支持力Ｒｍａｘが作用したときでも、第１節部１８ａ及び第２節部１８ｂに作用するせん断力よりも第１節部１８ａ及び第２節部１８ｂのせん断耐力Ｆ１がそれぞれ大きい。
また、上記した節杭２ｄによれば、第１部分４４ａ及び第２部分４４ｂによって構成される節杭２ｄ全体としても、第１節部１８ａ及び第２節部１８ｂの外径Ｄｐ１，Ｄｐ２に基づいて短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を設定することができ、所望の大きさの短期杭周面摩擦支持力Ｒ１を実現することができる。
更に、上記した節杭２ｄによれば、第１本体部１６ａの外径Ｄｐ１が第２本体部１６ｂの外径Ｄｐ２よりも大きいので、第１部分４４ａの水平耐力を第２部分４４ｂよりも大きくすることができる。
【００７５】
〔実施例及び比較例〕
図１４は、実施例及び比較例の節杭における、節部１８の外径Ｄｎ、本体部１６の外径Ｄｐ、コンクリート設計基準強度Ｆｃ、節部１８のせん断耐力Ｆ１、短期最大杭周面摩擦支持力Ｒｍａｘ、及び、Ｆ１がＲｍａｘよりも大きいか否かを示す表である。なお、節部１８のせん断耐力Ｆ１及び短期最大杭周面摩擦支持力Ｒｍａｘは、上記式（６）及び式（３）によってそれぞれ求められた計算値である。
図１４に示したように、節部１８の外径Ｄｎが６００ｍｍ、本体部１６の外径Ｄｐが５００ｍｍ、コンクリート設計基準強度Ｆｃが８５Ｎ／ｍｍ２であるとき、節部１８の根元の長さＬｒが２３０ｍｍ以上になると、節部１８のせん断耐力Ｆ１が短期最大杭周面摩擦支持力Ｒｍａｘよりも大きくなることがわかる。
【００７６】
最後に、本発明は上述した幾つかの実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【符号の説明】
【００７７】
２，２ｃ，２ｄ          節杭
２ａ          第１節杭
２ｂ          第２節杭
４            ストレート杭
６            地盤
８ａ，８ｂ    継ぎ杭
１０          継ぎ杭
１１          杭孔
１２          根固め部
１４          杭周部
１５          基礎杭
１６          本体部（軸部）
１６ａ        第１本体部（軸部）
１６ｂ        第２本体部（軸部）
１８          節部
１８ａ        第１節部
１８ｂ        第２節部
２０ａ，２０ｂ          端板
２２ａ，２２ｂ          ＰＣ鋼棒
２４ａ，２２ｂ          カバー
２６ａ，２６ｂ          外周面
２８ａ，２８ｂ          外周面
３０ａ，３０ｂ          段差面
３２          継手装置
３４          内側リング
３４ａ，３４ｂ          半割部材
３６          外側リング
３８          環状部
４０          環状突起
４２ａ，４２ｂ          周方向溝
４４ａ        第１部分
４４ｂ        第２部分
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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