(57)【要約】【課題】継手管に下鋼管杭と上鋼管杭を挿入し、継手間と両鋼管杭の間にグラウト材を充填した鋼管杭の継手構造において、上下鋼管杭を回転圧入するとき、グラウト材が破壊されない構造の継手構造を提供すること。【解決手段】下鋼管杭１１と上鋼管杭１２を継手管３に挿入し、継手管３と上下鋼管杭１１，１２の間にグラウト材４３を充填してある。継手管３は、上側と下側に夫々一対の回転キー３３１ａ、３３２ａを備えている。下鋼管杭１１は、回転キー３３１ａと係合する回転キー３３１ｂを備え、上鋼管杭１２は、回転キー３３２ａと係合する回転キー３３２ｂを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面の上側と下側に回転キーを固着した継手管を、外周面に回転キーを固着した下鋼管杭及び上鋼管杭に装着し、継手管と両鋼管杭の間にグラウト材を充填してあり、継手管の下側の回転キーは下鋼管杭の回転キーに係合し、継手管の上側の回転キーは上鋼管杭の回転キーに係合していることを特徴とする鋼管杭の継手構造。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼管杭の継手構造において、下鋼管杭は下端にスクリュー状の翼を取付けてあることを特徴とする鋼管杭の継手構造。
【請求項３】
請求項１叉は請求項２に記載の鋼管杭の継手構造において、継手管は管部と底部からなり、底部は漏斗状で下鋼管杭の回転キーが通過できる隙間を形成してあることを特徴とする鋼管杭の継手構造。
【請求項４】
請求項１、請求項２叉は請求項３に記載の鋼管杭の継手構造において、継手管の回転キー及び両鋼管杭の回転キーの双方叉は一方の回転キーは継手管と両鋼管杭のスペーサーであることを特徴とする鋼管杭の継手構造。
【請求項５】
内面の上側と下側に回転キーを固着した継手管を、外周面に回転キーを固着した下鋼管杭にその回転キーが継手管の下側の回転キーと係合するように装着し、次に前記継手管に、外周面に回転キーを固着した上鋼管杭をその回転キーが継手管の上側の回転キーと係合するように挿入し、継手管と両鋼管杭の間にグラウト材を充填して両鋼管杭を接続することを特徴とする鋼管杭の接続方法。
【請求項６】
請求項５に記載の鋼管杭の接続方法において、下鋼管杭は下端にスクリュー状の翼を取付けてあることを特徴とする鋼管杭の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、地盤（地中）に埋設した鋼管杭に別の鋼管杭を接続するときの鋼管杭の継手構造と鋼管杭の接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来鋼管杭を接続する手段の一つとして、接着剤を用いた継手構造が提案されている（例えば特許文献１参照）。
図４は、従来の接着剤を用いた鋼管杭の継手構造の軸方向の断面を示す。
継手構造を構築するときは、まず工場等において、図４（ａ）のように下鋼管杭１１を打設する前にその頭部に継手管２１を溶接して固着する。即ちまず継手管２１を下鋼管杭１１に装着し、溶接部２２ａ，２２ｂにおいて下鋼管杭１１に固着する。
図４（ａ）の下鋼管杭１１は、施工現場に搬入して地盤に所定の深さまで打設し、図４（ｂ）のように、継手管２１に上鋼管杭１２を挿入し、上鋼管杭１２と継手管２１の間にエポキシ系等の接着剤２３を充填して上鋼管杭１２と継手管２１を接着する。下鋼管杭１１と上鋼管杭１２は、継手管２１と接着剤２３により接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−４９８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図４の鋼管杭の継手構造は、継手構造を構築する前に継手管２１を固着した下鋼管杭１１を地盤中へ打設するから、継手管２１の開口部は、その打設により変形してしまい上鋼管杭１２の挿入の支障になる場合がある。また接続した上下鋼管杭１１，１２を回転圧入する場合、接着剤２３が破壊されて上鋼管杭１２が空回りしてしまい、上下鋼管杭１１，１２を回転圧入できない場合がある。また図４の鋼管杭の継手構造は、継手管２１の内部の溶接部２２ａの溶接作業が困難である等の問題がある。
本願発明は、従来の鋼管杭の継手構造の前記問題点に鑑み、継手管に下鋼管杭と上鋼管杭を挿入し、両鋼管杭と継手管の間にグラウト材を充填して硬化させるだけで両鋼管杭を接続でき、また両鋼管杭を埋設するとき上鋼管杭を回転してもグラウト材が破壊されることのない構造の継手構造と鋼管杭の接続方法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】
【０００５】
本願発明は、その目的を達成するため、請求項１に記載の鋼管杭の継手構造は、内面の上側と下側に回転キーを固着した継手管を、外周面に回転キーを固着した下鋼管杭及び上鋼管杭に装着し、継手管と両鋼管杭の間にグラウト材を充填してあり、継手管の下側の回転キーは下鋼管杭の回転キーに係合し、継手管の上側の回転キーは上鋼管杭の回転キーに係合していることを特徴とする。
請求項２に記載の鋼管杭の継手構造は、請求項１に記載の鋼管杭の継手構造において、下鋼管杭は下端にスクリュー状の翼を取付けてあることを特徴とする。
請求項３に記載の鋼管杭の継手構造は、請求項１叉は請求項２に記載の鋼管杭の継手構造において、継手管は管部と底部からなり、底部は漏斗状で下鋼管杭の回転キーが通過できる隙間を形成してあることを特徴とする。
請求項４に記載の鋼管杭の継手構造は、請求項１、請求項２叉は請求項３に記載の鋼管杭の継手構造において、継手管の回転キー及び両鋼管杭の回転キーの双方叉は一方の回転キーは継手管と両鋼管杭のスペーサーであることを特徴とする。
請求項５に記載の鋼管杭の接続方法は、内面の上側と下側に回転キーを固着した継手管を、外周面に回転キーを固着した下鋼管杭にその回転キーが継手管の下側の回転キーと係合するように装着し、次に前記継手管に、外周面に回転キーを固着した上鋼管杭をその回転キーが継手管の上側の回転キーと係合するように挿入し、継手管と両鋼管杭の間にグラウト材を充填して両鋼管杭を接続することを特徴とする。
請求項６に記載の鋼管杭の接続方法は、請求項５に記載の鋼管杭の接続方法において、下鋼管杭は下端にスクリュー状の翼を取付けてあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本願発明は、上下鋼管杭に継手管を装着して、継手管と上下鋼管杭の間にグラウト材を充填するだけで継手管と上下鋼管杭を一体的に結合できるから、上下鋼管杭を簡単に接続できる。そして継手管と上下鋼管杭は、回転キーを備え、上鋼管杭の回転力は、それらの回転キーを介して下鋼管杭へ伝達されるから、上下鋼管杭を回転圧入するときグラウト材が破壊されることがない。
本願発明は、工場等の作業し易い場所において継手管を作製し、上下鋼管杭に回転キーを固着できるから、施工現場おいて溶接する必要がない。また施工現場おいて地盤に埋設した下鋼管杭に回転キーを固着することもできるが、その場合でも簡単な構造の回転キーを下鋼管杭の外周面に溶接するだけでよいから、施工現場の溶接作業は簡単になる。
本願発明の継手管や上下鋼管杭の回転キーは、スペーサーの機能も有するから、別途スペーサーを設ける必要がなく、かつ上下鋼管杭を継手管の中心に簡単に装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本願発明の実施例に係る鋼管杭の継手構造の管軸方向の断面図である。
【図２】図２は、図１の継手構造の管軸に直交する方向の断面図である。
【図３】図３は、図１の継手構造の変形例を示す図である。
【図４】図４は、従来の鋼管杭の継手構造の管軸方向の断面図である
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１〜図３により本願発明の実施例に係る鋼管杭の継手構造を説明する。
なお図１〜図３において、共通の部分は、同じ符号を使用している。
【実施例】
【０００９】
まず図１、図２について説明する。
図１（ａ）は、継手構造の管軸方向の断面を、図１（ｂ）は、図１（ａ）の鋼管杭のみの断面を、図１（ｃ）は、図１（ａ）の継手管のみの断面を示す。
また図２（ａ）は、図１（ａ）のＸ１部分の断面を、図２（ｂ）は、図１（ａ）のＸ２部分の断面を、図２（ｃ）は、図１（ａ）のＸ３部分の断面（グラウト材４３、シール材４４は図示せず）を、図２（ｄ）は、図１（ａ）のＸ３部分の断面（グラウト材４３は図示せず）を示す。
【００１０】
図１において、継手構造は、地盤中に埋設した下鋼管杭１１、継足した上鋼管杭１２、継手管３を備え、上下鋼管杭１１，１２と継手管３の間にはグラウト材４３を充填してあり、上下鋼管杭１１，１２の間には、継手板４２が介在している。なお継手板４２は、必要に応じて設ける。
上鋼管杭１２，下鋼管杭１１は、グラウト材４３により継手管３と一体的に強固に結合し接続する。
【００１１】
継手管３は、管部３１、底部３２からなり、内面の管軸方向の上側下側に回転キー３３１ａ，３３２ａを備えている。底部３２には、下鋼管杭１１を挿入する開口３２１を形成してある。底部３２は、図２（ｃ），（ｄ）のようにリング状で、半リング状部材３２ａ，３２ｂからなり、リング状部材３２ａ，３２ｂの間には、隙間３２ｓを設けてある。隙間３２ｓは、継手管３を下鋼管杭１１に装着するとき、下鋼管杭１１の回転キー３３１ｂを通過させる開口である。半リング状部材３２ａ，３２ｂは、管部３１の下端の内面に溶接してある。なお半リング状部材３２ａ，３２ｂは、管部３１の下端面にその下端面を覆うように固着してもよい。また管部３１の内面には、上下に回転キー３３１ａ，３３２ａを溶接してある。回転キー３３１ａ，３３２ａは、夫々２個の回転キーからなり、図２（ａ），（ｂ）のように管軸の両側に対向するように配置してある。
なお管部３１と底部３２は、別々に形成せずに一体的に成形することもできる。
【００１２】
鋼管杭１１の外周面には、一対の回転キー３３１ｂを、上鋼管杭１２の外周面には、一対の回転キー３３２ｂを夫々溶接してある。下鋼管杭１１の回転キー３３１ｂは、図２（ｂ）のように継手管３の下側の回転キー３３１ａに係合し、上鋼管杭１２の回転キー３３２ｂは、図２（ａ）のように継手管３の上側の回転キー３３２ａに係合している。
回転キー３３１ａ，３３２ａと回転キー３３１ｂ，３３２ｂの長さ（管軸と直交する方向の長さ）は、継手管３を上下鋼管杭１１，１２に装着するとき、装着の障害にならない程度に、継手管３と上下鋼管杭１１，１２の間隔よりも少し短く形成してある。
なお回転キー３３１ａ，３３２ａと回転キー３３１ｂ，３３２ｂは、夫々２個に限らず２個以上複数個設けるのが望ましい。
【００１３】
また下鋼管杭１１の外周面には、継手管３を受止める継手管受部材４１を２個溶接してある。継手管受部材４１は、図２（ｄ）の破線のように、リング状部材３２ａ，３２ｂの隙間３２ｓを覆うように配置し、隙間３２ｓを塞ぐシール部材４４を保持する機能も備えている。シール部材４４は、グラウト材４３を注入したとき、グラウト材４３が隙間３２ｓから漏洩するのを防止する部材である。継手管受部材４１の個数は、２個に限らないし、またその形状は、図１，２の形状に限らない。
【００１４】
なお継手管３は、下鋼管杭１１に装着するとき、通常地盤に圧入するから少なくともその下端部は地盤に埋設され、隙間３２ｓは地盤の土により塞がれるから、シール部材４４は、省略することができる。また継手管３と下鋼管杭１１の間には、わずかに隙間（通常１ｍｍ程度）ができるから、グラウト材４３が漏洩する恐れのある場合には、その隙間にシール材を詰めるが、その隙間は、通常地盤の土により塞がれるからシール材を省略できる。また継手管３は、地盤に圧入したとき地盤が継手管３の受止部材の作用を奏するから、その場合には、継手管受部材４１を省略することができる。
【００１５】
ここで回転キー３３１ａ，３３２ａと回転キー３３１ｂ，３３２ｂの作用について説明する。
図１（ａ）のように接続した上下鋼管杭１１，１２を回転圧入する場合、図２（ａ）において、上鋼管杭１２を時計方向へ回転すると、上鋼管杭１２の回転キー３３２ｂは、継手管３の回転キー３３２ａを時計方向へ回転するから、継手管３も時計方向へ回転する。継手管３の回転に伴い、図２（ｂ）において、継手管３の回転キー３３１ａは、下鋼管杭１１の回転キー３３１ｂを時計方向へ回転するから、下鋼管杭１１も時計方向へ回転する。即ち上鋼管杭１２の回転力は、回転キー３３２ｂ，３３２ａ，３３１ａ，３３１ｂを介して下鋼管杭１１へ伝達されるから、グラウト材４３は、上鋼管杭１２の回転力の伝達に直接関与しない。したがって上鋼管杭１２を回転してもグラウト材４３が破壊されることはない。
【００１６】
また継手管３と上下鋼管杭１１，１２の間隔は、回転キー３３１ａ，３３２ａと回転キー３３１ｂ，３３２ｂの長さによって規定されるから、上下鋼管杭１１，１２は、継手管３の中心と略一致するように簡単に挿入できる。即ち回転キー３３１ａ，３３２ａと回転キー３３１ｂ，３３２ｂは、継手管３と上下鋼管杭１１，１２の間のスペーサーとしての機能も有する。
なお継手管３の回転キー３３１ａ，３３２ａの長さと上下鋼管杭の１１，１２の回転キー３３１ｂ，３３２ｂの長さは、相違してもよい。即ち回転力の伝達には、継手管３の回転キーと両鋼管杭の回転キーが係合できればよいし、またスペーサーとしては、いずれか一方の回転キーが継手管３と両鋼管杭の間隔を規定できればよい。
【００１７】
次に図１の継手構造を構築する、或いは鋼管杭を接続する手順について説明する。
まず工場等の作業し易い場所において、継手管３を作製し、上下鋼管杭１１，１２に回転キー３３１ｂ，３３２ｂ、継手管受部材４１を固着する。なお継手管受部材４１は、前述したように省略することもできる。
次に施工現場に継手管３、上下鋼管杭１１，１２を搬入し、鋼管杭の埋設、接続作業を行う。施工現場では、下鋼管杭１１を地盤に回転圧入或いは打設して所定の深さまで埋設し、その埋設した下鋼管杭１１に継手管３を装着する。その際継手管３は、底部３２の隙間３２ｓが下鋼管杭１１の回転キー３３１ｂを通過できるように位置決めし、かつ回転キー３３１ａ，３３１ｂが係合（接触）するように位置決めする。
【００１８】
次いで継手管３に上鋼管杭１２を挿入し、回転キー３３２ａ，３３２ｂが係合するように位置決めする。継手管３を上下鋼管杭１１，１２に装着した後、継手管３と上下鋼管杭１１，１２の間にグラウト材４３を注入して充填する。なお継手板４２やシール部材４４は、必要に応じて用いる。
グラウト材４３が硬化したら、上鋼管杭１２を回転圧入或いは打設して上下鋼管杭１１，１２を地盤へ進入させる。なお上下鋼管杭１１，１２を回転圧入する場合、下鋼管杭１１は、一般に下端にスクリュー状の翼を取付けたものを用いる。
【００１９】
前記手順では、工場等において上下鋼管杭１１，１２に回転キー３３１ｂ，３３２ｂ、継手管受部材４１を固着する例について説明したが、それらの作業は、施工現場で行ってもよい。即ち回転キー３３１ｂ、継手管受部材４１は、施工現場において鋼管杭１１を地盤へ所定の深さまで埋設してから下鋼管杭１１に固着してもよいし、上鋼管杭１２の回転キー３３２ｂも、施工現場において上鋼管杭１２に固着してもよい。
【００２０】
次に図３により図１の鋼管杭の継手構造の変形例について説明する。
まず図（ａ１）、（ａ２）について説明する。
図３（ａ１）は、継手管の管軸方向の断面図であり、図３（ａ２）は、図３（ａ１）のＸ４部分の断面図である。
図３（ａ１），（ａ２）の継手管３は、底部３４を漏斗状に形成してあり、その底部３４には、下鋼管杭１１を挿入する開口３４１と図１の下鋼管杭１１の回転キー３３１ｂが通過できる隙間３４ｓを形成してある。管部３１と底部３４は、別々に形成して一体的に接合してもよいし、一体的に成形してもよい。
底部３４は、漏斗状であるから継手管３を回転圧入或いは打設するとき、地盤に対する抵抗が小さくなり、上下鋼管杭１１，１２の埋設が容易になる。
【００２１】
次に図３（ｂ１），（ｂ２）について説明する。
図３（ｂ１）は、継手構造の管軸方向の断面図であり、図３（ｂ２）は、図３（ｂ１）の継手管受具の平面図である。なお回転キーの符号は、省略してある。
図３（ｂ１），（ｂ２）の継手構造は、図１の継手管受部材４１に代えて着脱可能の継手管受具５１ａ，５１ｂを用いている。継手管受具５１ａ，５１ｂは、下鋼管杭１１の周囲に装着し、ボルト孔５２にボルト５３を挿入し、ナット５４により下鋼管杭１１に固着する。
【００２２】
継手管受具５１ａ，５１ｂは、着脱可能であるから、継手管受手段が必要なときに用いることができる。また継手管受具５１ａ，５１ｂは、下鋼管杭１１に固着するとき溶接を要しないし、その取付け位置を任意に調節することもできる。また継手管受具５１ａ，５１ｂは、継手管３と上下鋼管杭１１，１２の間に充填したグラウト材４３が硬化した後取外すこともできるから、何回でも繰返し使用できる。
【符号の説明】
【００２３】
１１    下鋼管杭
１２    上鋼管杭
３    継手管
３１    管部
３２    底部
３２ｓ    隙間
３３１ａ，３３１ｂ，３３２ａ，３３２ｂ    回転キー
３４    底部
３４１    隙間
４１    継手管受部材
４２    継手板
４３    グラウト材
４４    シール部材
５１ａ，５１ｂ    継手管受具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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