(57)【要約】【課題】複数の鋼管を容易に、短時間で連結することができる鋼管杭における鋼管の連結構造及び連結方法を提供する。【解決手段】  複数の鋼管を上下方向に順次連結してなる鋼管杭の連結構造であって、上下方向に連続する２本の鋼管２、６の連結部３，７間を連結する連結手段１０を備え、該連結手段１０は、下方の鋼管２の連結部３外面に一体に設けられる複数の第１の羽根１１と、上方の鋼管６の連結部７外面に一体に設けられる複数の第２の羽根１３と、各第１の羽根１１と各第２の羽根１３とを一体に連結する連結部材１６とから構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の丸型鋼管を上下方向に順次連結してなる鋼管杭における鋼管の連結構造であって、
上下方向に連続する２本の鋼管の連結部間を連結する連結手段を備え、
該連結手段は、下方の鋼管の連結部外面に一体に設けられる複数の第１の羽根と、上方の鋼管の連結部外面に一体に設けられる複数の第２の羽根と、各第１の羽根と各第２の羽根とを一体に連結する連結部材とから構成されていることを特徴とする鋼管杭における鋼管の連結構造。
【請求項２】
前記各第１の羽根は、前記下方の鋼管の中心軸を中心した螺旋状に設けられ、前記第２の羽根は、前記上方の鋼管の中心軸を中心した前記下方の鋼管の螺旋と同一傾きの螺旋状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の鋼管杭における鋼管の連結構造。
【請求項３】
前記連結部材は、各第１の羽根に設けられた貫通孔と各第２の羽根に設けられた貫通孔との間を挿通するねじと、該ねじに螺着されるナットとからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼管杭における鋼管の連結構造。
【請求項４】
前記連結部材は、各第１の羽根又は各第２の羽根の一方に設けられた貫通孔と、各第１の羽根又は各第２の羽根の他方の設けられたねじ孔と、前記貫通孔を挿通して前記ねじ孔に螺着されるねじとからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼管杭における鋼管の連結構造。
【請求項５】
前記連結部材は、各第１の羽根に設けられた貫通孔と各第２の羽根に設けられた貫通孔との間を挿通し、この状態で両端部が各第１の羽根及び各第２の羽根の表面にかしめつけられるリベットからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼管杭における鋼管の連結構造。
【請求項６】
前記鋼管は、口径が３００ｍｍ以下、肉厚が６ｍｍ以下の小口径鋼管であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の鋼管杭における鋼管の連結構造。
【請求項７】
複数の丸型鋼管を上下方向に順次連結してなる鋼管杭における鋼管の連結方法であって、
地盤に第１の鋼管を貫入させ、該第１の鋼管の上方から第２の鋼管を下降させて、前記第１の鋼管の連結部外面に設けられた複数の第１の羽根と前記第２の鋼管の連結部外面に設けられた複数の第２の羽根とを互いに密着させ、各第１の羽根と各第２の羽根とを連結部材によって連結し、このような作業を複数の鋼管に対して順次行うことにより、複数の鋼管を上下方向に順次連結することを特徴とする鋼管杭における鋼管の連結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管杭における鋼管の連結構造及び連結方法に関し、特に、複数の小口径鋼管を上下方向に順次連結してなる鋼管杭に有効な鋼管の連結構造及び連結方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複数の小口径鋼管（以下、鋼管という。）を順次連結しながら地盤に貫入させる場合、鋼管同士を溶接によって連結する方法、鋼管同士をボルト等の締結部材で連結する方法、一方の鋼管の端部内周に雌ねじを設け、他方の鋼管の端部外周に雄ねじを設け、雌ねじと雄ねじとを互いに螺合させて締め付けることで連結する方法（例えば、特許文献１参照。）等が採られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−１４２１２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、溶接によって連結する方法は、下方の鋼管と上方の鋼管との間を全周に亘って溶接しなければならないため、その作業に非常に手間がかかる。また、ボルト等の締結部材によって連結する方法は、鋼管の内面側からボルト等の締結部材を締め付けることができないため、ボルト等の締結部材の取付部の構造が非常に複雑になる。さらに、雌ねじと雄ねじとを螺合させる方法は、雌ねじ及び雄ねじを設ける分だけ鋼管の肉厚を厚くしなければならないため、鋼管の肉厚が必要以上に厚くなり、経済的でない。
【０００５】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、複数の鋼管を容易に、短時間で連結することができるとともに、必要以上に厚い肉厚の鋼管を使用する必要がなく、経済的に有利な鋼管杭における鋼管の連結構造及び鋼管杭の連結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】
【０００６】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、複数の丸型鋼管を上下方向に順次連結してなる鋼管杭における鋼管の連結構造であって、上下方向に連続する２本の鋼管の連結部間を連結する連結手段を備え、該連結手段は、下方の鋼管の連結部外面に一体に設けられる複数の第１の羽根と、上方の鋼管の連結部外面に一体に設けられる複数の第２の羽根と、各第１の羽根と各第２の羽根とを一体に連結する連結部材とから構成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の鋼管杭における鋼管の連結構造によれば、下方の鋼管の連結部外面の複数の第１の羽根の各第１羽根と、上方の鋼管の連結部外面の複数の第２の羽根の各第２の羽根とを互いに密着させ、この状態で各第１の羽根と各第２の羽根とを連結部材で一体に連結することで、下方の鋼管と上方の鋼管とを一体に連結することができる。そして、このような作業を複数の鋼管に対して順次行うことにより、複数の鋼管を上下方向に順次連結してなる鋼管杭を形成することができる。また、下方の鋼管の各第１の羽根と上方の鋼管の各第２の羽根とを連結部材で連結し、この状態で両鋼管と一体に複数の第１の羽根及び第２の羽根を回転させることにより、これらの羽根による推進力が付与され、両鋼管が地盤に貫入されることになる。
【０００８】
また、本発明において、前記各第１の羽根は、前記下方の鋼管の中心軸を中心した螺旋状に設けられ、前記第２の羽根は、前記上方の鋼管の中心軸を中心した前記下方の鋼管の螺旋と同一傾きの螺旋状に設けられていることとしてもよい。
【０００９】
本発明の鋼管杭における鋼管の連結構造によれば、鋼管杭の地盤への貫入の際に、第１の羽根及び第２の羽根によって鋼管杭に推進力を付与することができるとともに、地盤への貫入の完了後に、鋼管杭による支持力を第１の羽根及び第２の羽根を介して地盤へ伝達させることができる。
【００１０】
また、本発明において、前記連結部材は、各第１の羽根に設けられた貫通孔と各第２の羽根に設けられた貫通孔との間を挿通するねじと、該ねじに螺着されるナットとからなることとしてもよい。
【００１１】
本発明の鋼管杭における鋼管の連結構造によれば、各第１の羽根の貫通孔と各第２の羽根の貫通孔との間にねじを挿通させ、このねじにナットを螺合させて締め付けることで、第１の羽根と第２の羽根とを一体に連結することができる。
【００１２】
さらに、本発明において、前記連結部材は、各第１の羽根又は各第２の羽根の一方に設けられた貫通孔と、各第１の羽根又は各第２の羽根の他方の設けられたねじ孔と、前記貫通孔を挿通して前記ねじ孔に螺着されるねじとからなることとしてもよい。
【００１３】
本発明の鋼管杭における鋼管の連結構造によれば、各第１の羽根又は各第２の羽根の一方に設けた貫通孔内にねじを挿通させ、このねじを各第１の羽根又は各第２の羽根の他方のねじ孔に螺合させて締め付けることで、各第１の羽根と各第２の羽根とを一体に連結することができる。
【００１４】
さらに、本発明において、前記連結部材は、各第１の羽根に設けられた貫通孔と各第２の羽根に設けられた貫通孔との間を挿通し、この状態で両端部が各第１の羽根及び各第２の羽根の表面にかしめつけられるリベットからなることとしてもよい。
【００１５】
本発明の鋼管杭における鋼管の連結構造によれば、各第１の羽根の貫通孔と各第２の羽根の貫通孔との間にリベットを挿通させ、このリベットの両端部を押し潰して各第１の羽根及び各第２の羽根の表面にかしめ付けることで、各第１の羽根と各第２の羽根とを一体に連結することができる。
【００１６】
さらに、本発明において、前記鋼管は、口径が３００ｍｍ以下、肉厚が６ｍｍ以下の小口径鋼管であることとしてもよい。
【００１７】
さらに、本発明は、複数の丸型鋼管を上下方向に順次連結してなる鋼管杭における鋼管の連結方法であって、地盤に第１の鋼管を貫入させ、該第１の鋼管の上方から第２の鋼管を下降させて、前記第１の鋼管の連結部外面に設けられた複数の第１の羽根と前記第２の鋼管の連結部外面に設けられた複数の第２の羽根とを互いに密着させ、各第１の羽根と各第２の羽根とを連結部材によって連結し、このような作業を複数の鋼管に対して順次行うことにより、複数の鋼管を上下方向に順次連結することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上、説明したように、本発明の鋼管杭における鋼管の連結構造及び連結方法によれば、上下方向に連続する下方の鋼管の第１の羽根と上方の鋼管の第２の羽根とを連結部材によって連結することで、下方の鋼管と上方の鋼管とを一体に連結することができる。そして、このような作業を複数の鋼管に対して順次行うことにより、複数の鋼管からなる所定の長さの鋼管杭を形成することができる。従って、複数の鋼管の連結作業を容易に短時間で行うことができるので、鋼管杭の貫入作業の効率を高めることができる。また、下方の鋼管の内周に雌ねじを設け、上方の鋼管の外周に雄ねじを設ける必要がないので、鋼管杭の肉厚を必要以上に厚くする必要がなく、経済的に有利なものを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による鋼管杭における鋼管の連結構造の一実施の形態を示した概略図である。
【図２】図１の第１の連結手段を示した概略図である。
【図３】第１の第１の連結手段の変形例を示した概略図である。
【図４】図１の第１の連結手段の他の変形例を示した概略図である。
【図５】本発明による鋼管杭における鋼管の連結方法を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図４には、本発明による鋼管杭における鋼管の連結構造の一実施の形態が示されている。この鋼管杭における鋼管の連結構造は、図１に示すように、同一の口径及び肉厚の複数の丸型鋼管（第１の鋼管２、第２の鋼管６、第３の鋼管）を上下方向に順次連結することによって所定の長さに形成される鋼管杭１に適用したものであって、上下方向に連続する２本の鋼管間（第１の鋼管２と第２の鋼管６との間、第２の鋼管６と第３の鋼管との間）を連結する連結手段（第１の連結手段１０、第２の連結手段）を備えている。
【００２１】
各鋼管（第１の鋼管２、第２の鋼管６、第３の鋼管）は、口径が３００ｍｍ以下、肉厚が６ｍｍ以下の小口径鋼管であって、本実施の形態においては、各鋼管に口径が２６７．４ｍｍ、肉厚が６ｍｍの一般構造用炭素鋼鋼管（ＳＴＫ４００）を使用している。
【００２２】
第１の鋼管２は、軸線方向の一端部（上端部）に連結部３が設けられ、他端部（下端部）に地盤への貫入部４が設けられている。第２の鋼管６及び第３の鋼管は、軸線方向の両端部に連結部７、８が設けられている。第１の鋼管２の上端部の連結部３と第２の鋼管６の下端部の連結部７とが第１の連結手段１０を介して互いに連結され、第２の鋼管６の上端部の連結部８と第３の鋼管の下端部の連結部とが第２の連結手段を介して互いに連結される。同様に、第３の鋼管の上端部の連結部と第４の鋼管の下端部の連結部とが第３の連結手段を介して互いに連結される。
【００２３】
第１の鋼管２の貫入部４の外面には、複数枚（本実施の形態では４枚）の推進羽根５が一体に設けられ、この推進羽根５によって第１の鋼管２を地盤に貫入させる際に第１の鋼管２に推進力が付与される。
【００２４】
各推進羽根５は、略円弧板状をなすものであって、第１の鋼管２の貫入部４の外面に溶接等により、第１の鋼管２の軸線を中心とした螺線状に一体に設けられている。
【００２５】
第１の連結手段１０は、第１の鋼管２の連結部３の外面に一体に設けられる複数枚（本実施の形態では４枚）の第１の羽根１１と、第２の鋼管６の連結部７の外面に一体に設けられる複数枚（本実施の形態では４枚）の第２の羽根１３と、各第１の羽根１１と各第２の羽根１３とを一体に連結する連結部材１６とから構成されている（図５参照）。
【００２６】
なお、第２の鋼管６と第３の鋼管とを連結する第２の連結手段、第３の鋼管と第４の鋼管とを連結する第３の連結手段は、第１の連結手段１０と同一の構成を有しているので、その詳細な説明は省略する。
【００２７】
各第１の羽根１１は、略円弧板状をなすものであって、第１の鋼管２の連結部３の外面に溶接等により、第１の鋼管２の中心軸を中心とした螺線状に一体に設けられている。各第１の羽根１１には、上下面間を貫通する貫通孔１２が複数箇所（本実施の形態では２箇所）に設けられ、各貫通孔１２内を連結部材１６のねじ１７が挿通可能に構成されている。
【００２８】
各第２の羽根１３は、各第１の羽根１１と同一大きさの略円弧板状をなすものであって、第２の鋼管６の連結部７の外面に溶接等により、第１の羽根１１と同一傾きで第２の鋼管６の中心軸を中心した螺旋状に一体に設けられている。各第２の羽根１３の各第１の羽根１１の各貫通孔１２に対応する位置には、上下面間を貫通する貫通孔１４がそれぞれ設けられ、各貫通孔１４内を連結部材１６のねじ１７が挿通可能に構成されている。
【００２９】
第１の鋼管２の連結部３の各第１の羽根１１の上面と第２の鋼管６の連結部７の各第２の羽根１３の下面とを密着させ、各第１の羽根１１の各貫通孔１２と各第２の羽根１３の各貫通孔１４との間に連結部材１６のねじ１７を挿通させ、各第２の羽根１３の各貫通孔１４から突出させたねじ１７の部分にナット１８を螺合させて締め付けることにより、各第１の羽根１１と各第２の羽根１３とが一体に連結され、第１の鋼管２の連結部３と第２の鋼管６の連結部７とが一体に連結される。
【００３０】
なお、連結部材１６のねじ１７を各第２の羽根１３側から挿通させ、各第１の羽根１１側に突出させたねじ１７の部分にナット１８を螺合させて締め付けるようにしてもよい。
【００３１】
図３に第１の連結手段１０の変形例を示す。この変形例は、第１の羽根１１又は第２の羽根１３の一方(図２では第１の羽根１１)に上下面間を貫通する貫通孔１２を設け、第１の羽根１１又は第２の羽根１３の他方（図２では第２の羽根１３）に上下面間を貫通するねじ孔１５を設け、第１の羽根１１又は第２の羽根１３の一方の貫通孔１２を挿通させたねじ１７を第１の羽根１１又は第２の羽根１３の他方のねじ孔１５に螺合させて締め付けることにより、第１の羽根１１と第２の羽根１３とを一体に連結するように構成したものである。
【００３２】
図４に第１の連結手段１０の他の変形例を示す。この変形例は、第１の羽根１１の貫通孔１２と第２の羽根１３の貫通孔１４との間にリベット１９を挿通させ、リベットの頭部を押し潰して第１の羽根１１及び第２の羽根１３の表面にかしめ付けることにより、第１の羽根１１と第２の羽根１３とを一体に連結したものである。
【００３３】
次に、本実施の形態の鋼管杭における鋼管の連結方法について説明する。
まず、図５（ａ）に示すように、第１の鋼管２を回転させながら下方に押圧することによって地盤に貫入させ、連結部３の外面の第１の羽根１１が地表から突出した状態で、第１の鋼管２の貫入作業を停止する。
【００３４】
次に、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の鋼管２の上方から第２の鋼管６を下降させて、第１の鋼管２の連結部３の各第１の羽根１１の上面と第２の鋼管６の連結部７の各第２の羽根１３の下面とを互いに密着させ、各第１の羽根１１の各貫通孔１２と各第２の羽根１３の各貫通孔１４とを合致させ、各第１の羽根１１の各貫通孔１２と各第２の羽根１３の各貫通孔１４との間にねじ１７を挿通させ、第２の羽根１３の各貫通孔１４から突出させたねじ１７の部分にナット１８を螺合させて締め付ける。
【００３５】
このようにして、第１の鋼管２の連結部３の各第１の羽根１１と第２の鋼管６の連結部７の各第２の羽根１３とを一体に連結することで、第１の鋼管２と第２の鋼管６とを第１の連結手段１０を介して一体に連結することができる。
【００３６】
次に、第１の鋼管２と第２の鋼管６とを第１の連結手段１０を介して一体に連結した状態で、第１の鋼管２及び第２の鋼管６を回転させながら下方に押圧し、第１の鋼管２及び第２の鋼管６を地盤に更に貫入させ、第２の鋼管６の連結部８の第１の羽根１１が地表から突出した状態で第１の鋼管２及び第２の鋼管６の貫入作業を停止させる。
【００３７】
次に、第２の鋼管６の上方から第３の鋼管（図示せず）を下降させて、第２の鋼管６の連結部８の各第１の羽根の上面と第３の鋼管の連結部の各第２の羽根の下面とを互いに密着させ、各第１の羽根の各貫通孔と各第２の羽根の各貫通孔とを合致させ、各第１の羽根の各貫通孔と各第２の羽根の各貫通孔との間にねじを挿通させ、各第２の羽根の各貫通孔から突出させたねじの部分にナットを螺合させて締め付ける。
【００３８】
このようにして、第２の鋼管６の連結部８の各第１の羽根と第３の鋼管の下端部の連結部の各第２の羽根とを一体に連結することで、第２の鋼管６と第３の鋼管とを第２の連結手段を介して一体に連結することができる。
【００３９】
そして、このような貫入、連結作業を連続して行うことにより、複数の鋼管（第１の鋼管２、第２の鋼管６、第３の鋼管）を上下方向に順次連結した所定の長さの鋼管杭１を地盤に貫入させることができ、この鋼管杭１によって地盤上の構造物を支持することができる。
【００４０】
上記のように構成した本実施の形態による鋼管杭における鋼管の連結構造及び連結方法にあっては、複数の鋼管を上下方向に順次連結して所定の長さの鋼管杭１を形成する場合に、第１の鋼管２の第１の羽根１１と第２の鋼管６の第２の羽根１３とを連結部材１６によって一体に連結し、第２の鋼管６の第１の羽根と第３の鋼管の第２の羽根とを連結部材によって一体に連結し、このような作業を連続して行えばよいことになる。
【００４１】
従って、従来のように、隣接する鋼管同士を溶接によって連結する必要はなく、また、複雑な構造のボルト等の締結部材によって連結する必要もなく、さらに、雌ねじと雄ねじとを設けるために肉厚を必要以上に厚くする必要もない。このため、複数の鋼管の連結作業を容易に、短時間で行うことができ、鋼管杭１の貫入作業を効率良く行うことができ、また、鋼管の材料費を抑制することができるので、工費を削減することができる。
【００４２】
また、第１の羽根１１及び第２の羽根１３によって推進力を付与することができるので、鋼管杭１の地盤への貫入を効率良く行うことができる。さらに、鋼管杭１による支持力を第１の羽根１１及び第２の羽根１３によって地盤に伝達させることもできる。
【００４３】
なお、前記の説明においては、第１鋼管２の貫入部４の外面に４枚の推進羽根５を設け、第１の鋼管２の上端部の連結部３に４枚の第１の羽根１１を設け、第２の鋼管６の下端部の連結部７に４枚の第２の羽根１３を設けたが、図示はしないが、第１鋼管２の貫入部４の外面に２枚、３枚、又は５枚以上の推進羽根を設け、第１の鋼管２の上端部の連結部３に２枚、３枚、又は５枚以上の第１の羽根１１を設け、第２の鋼管６の下端部の連結部７に２枚、３枚、又は５枚以上の第２の羽根を設けてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  鋼管杭
２  第１の鋼管
３  連結部
４  貫入部
５  推進羽根
６  第２の鋼管
７  連結部
８  連結部
１０  第１の連結手段
１１  第１の羽根
１２  貫通孔
１３  第２の羽根
１４  貫通孔
１５  ねじ孔
１６  連結部材
１７  ねじ
１８  ナット
１９  リベット
【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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