(57)【要約】【課題】容易に鋼管杭を接続することを可能とする接続用治具を提供する。【解決手段】鋼管杭の接続用治具１は、支持体２と５個のピン３，３・・とによって構成されている。支持体２は、外径約１００ｍｍで厚さ約４ｍｍの円筒状の鉄製パイプを、約５０ｍｍの幅に切断することによって形成されている。また、支持体２は、円筒の中心軸方向に沿ってスリット７が設けられているとともに、中央線に沿って、５個のピン挿通孔３，３・・が、等間隔となるように、穿設されている。そして、それらのピン挿通孔３，３・・には、支持体２の内側から、鉄製のピン４，４・・が挿通されており、支持体２の外側へ放射状に突出した状態になっている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のピン挿通孔を同一高さになるように等間隔で穿設した扁平な円筒状の支持体と、
先端が支持体の外側へ突出するように支持体の内部から各ピン挿通孔に挿通させた複数のピンとからなる鋼管杭接続用治具。
【請求項２】
ピンの本体が円柱状になっていることを特徴とする請求項１に記載の鋼管杭接続用治具。
【請求項３】
支持体が、円筒の中心軸方向に沿ったスリットを有していることを特徴とする請求項１、または請求項２に記載の鋼管杭接続用治具。
【請求項４】
地盤に打ち込まれた第１の鋼管杭の上側に、第１の鋼管杭と略同径の第２の鋼管杭を接続するための接続方法であって、
請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管杭接続用治具を用い、
第１の鋼管杭の内部に、接続用治具の支持体の下側部分を嵌入し、接続用治具の各ピンを、第１の鋼管杭の上端面に、各ピンの長手方向が第１の鋼管杭の上端面と平行になるように載置した状態で、第２の鋼管杭を接続用治具の支持体の上側部分に外嵌して、第１の鋼管杭の上端面と第２の鋼管杭の下端面とによって、接続用治具の各ピンを挟み込んだ状態で、第１の鋼管杭と第２の鋼管杭とを溶接す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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管杭を接続するための治具、およびその治具を用いた鋼管杭の接続方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
軟弱地盤を強固な地盤に改良するための方法として、軟弱地盤に筒状の鋼管杭を打ち込み、鋼管杭の内部にセメントミルクを流し込む方法が開発されている。かかる鋼管杭の打ち込みによる軟弱地盤の改良には、１０ｍを超えるような長尺な鋼管杭が必要とされることもあるが、汎用の鋼管杭は、５〜６ｍ程度の長さのものが多い。したがって、鋼管杭の打ち込みによる軟弱地盤の改良においては、鋼管杭を打ち込んだ後に、その打ち込んだ鋼管杭の上方に、同一径の別の鋼管杭を溶接によって接続した後にさらに打ち込む方法が広く採用されている。かかる鋼管杭の溶接による接続の際には、上下の鋼管杭の長手方向が精度良く合致することが必要とされるため、打ち込んだ鋼管杭の内部に、鋼管杭の径より若干小径で幅が２０〜１００ｍｍ程度の扁平な内接管を嵌入して仮止めし（部分的に溶接し）、その内接管の上側部分に、継ぎ足す別の鋼管杭内を外嵌し、上下２つの鋼管杭を溶接するという方法が採用されている。また、上下の鋼管杭を完全に接合させた状態で溶接すると、溶接部分の強度が低くなってしまうため、図６の如く、上下の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の間に数個のスペーサＳ，Ｓ・・を挟んで、上下の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の間を所定の間隔（３〜１０ｍｍ程度）だけ離した状態で、溶接が行われる（斜線部Ｙ）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の鋼管杭の接続方法においては、溶接の間中、上下の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の間に数個のスペーサＳ、Ｓ・・を挟み込んだ状態で保持し続けなければならないため、かかる作業が大変面倒であった。
【０００４】
本発明の目的は、上記従来の鋼管杭の接続方法が有する問題点を解消し、容易に鋼管杭を接続することが可能な接続方法を提供することにある。また、そのような鋼管杭の接続方法に好適に使用できる接続用治具を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる本発明の構成のうち、請求項１に記載された発明の構成は、複数のピン挿通孔を同一高さになるように等間隔で穿設した扁平な円筒状の支持体と、先端が支持体の外側へ突出するように支持体の内部から各ピン挿通孔に挿通させた複数のピンとからなる鋼管杭接続用治具にある。
【０００６】
請求項２に記載された発明の構成は、請求項１に記載された発明において、ピンの本体が円柱状になっていることにある。
【０００７】
請求項３に記載された発明の構成は、請求項１、または請求項２に記載された発明において、支持体が、円筒の中心軸方向に沿ったスリットを有していることにある。
【０００８】
請求項４に記載された発明の構成は、地盤に打ち込まれた第１の鋼管杭の上側に、第１の鋼管杭と略同径の第２の鋼管杭を接続するための接続方法であって、請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管杭接続用治具を用い、第１の鋼管杭の内部に、接続用治具の支持体の下側部分を嵌入し、接続用治具の各ピンを、第１の鋼管杭の上端面に、各ピンの長手方向が第１の鋼管杭の上端面と平行になるように載置した状態で、第２の鋼管杭を接続用治具の支持体の上側部分に外嵌して、第１の鋼管杭の上端面と第２の鋼管杭の下端面とによって、接続用治具の各ピンを挟み込んだ状態で、第１の鋼管杭と第２の鋼管杭とを溶接することにある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る鋼管杭の接続方法、および鋼管杭接続用治具（以下、接続用治具という）の一実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１、図２は、接続用治具１を示したものであり、接続用治具１は、支持体２と５個のピン４，４・・とによって構成されている。支持体２は、直径（外径）約１００ｍｍで厚さ約４ｍｍの円筒状の鉄製パイプを、約５０ｍｍの幅に切断することによって形成されている。また、支持体２は、円筒の中心軸方向に沿ってスリット７が設けられているとともに、中央線（半分の高さの点を結んだ線、図１の波線）に沿って、５個のピン挿通孔３，３・・が、等間隔となるように、穿設されている。なお、各ピン挿通孔３，３・・は、直径約４ｍｍの円形状になっている。そして、それらのピン挿通孔３，３・・には、支持体２の内側から、鉄製のピン４，４・・が挿通されており、支持体２の外側へ放射状に突出した状態になっている。各ピン４，４・・は、直径約３ｍｍの円柱状の本体の基端に、大径のヘッドが付設されている。なお、各ピン４，４・・は、鉄のみによって形成されており、亜鉛メッキ等が施されておらず、他の金属成分を含んでいない。
【００１１】
以下、上記接続用治具１を用いて、２つの鋼管杭を接続する方法について、図３〜図８にしたがって説明する。図３は、先に地盤に打ち込む第１の鋼管杭Ｐ１、および打ち込まれた第１の鋼管杭Ｐ１の上方に接続する第２の鋼管杭Ｐ２を示したものである。第１の鋼管杭Ｐ１の先端際には、螺旋翼５が取り付けられている。また、第１の鋼管杭Ｐ１の先端には、バイト６，６が取り付けられている。加えて、第１の鋼管杭Ｐ１、第２の鋼管杭とも、長さ約６ｍで、外径約１１０ｍｍ、内径約１０５．３ｍｍの円筒状に設計されている。
【００１２】
地盤に打ち込まれた第１の鋼管杭Ｐ１の上方に、第２の鋼管杭Ｐ２を接続する場合には、まず、図４、図５の如く、第１の鋼管杭Ｐ１の内部に、接続用治具１の支持体２の下側部分を嵌入（支持体２の外面が第１の鋼管杭Ｐ１の内面と接合するように嵌入）し、接続用治具１の各ピン４，４・・を、第１の鋼管杭Ｐ１の上端面に、各ピン４，４・・の長手方向が第１の鋼管杭Ｐ１の上端面と平行になるように載置する。
【００１３】
次に、図６、図７の如く、工具を利用して、扁平な直方体状に形成された鉄製のスペーサ８，８を、支持体２のスリット７に（第１の鋼管杭Ｐ１内に入り込んだ部分に）嵌め込む（圧入する）。なお、スペーサ８，８を嵌め込む際には、各スペーサ８，８の下端を、支持体２の各ピン挿通孔３，３の下端よりも下方に位置させるとともに、各スペーサ８，８の上端を、支持体２の各ピン挿通孔３，３の上端よりも上方に位置させる。また、各スペーサ８，８・・も、各ピン４，４と同様に、鉄のみによって形成されており、亜鉛メッキ等が施されておらず、他の金属成分を含んでいない。そのように、スペーサ８，８を支持体２のスリット７に嵌め込むことによって、支持体２の径が拡張され、支持体２の外面と第１の鋼管杭Ｐ１の内面との密着性が向上する。しかる後に、バーナを用いて、嵌入した支持体２の下端、およびスリット７のスペーサ８，８の嵌入部分を、第１の鋼管杭Ｐ１の内面に強固に溶接する。
【００１４】
さらに、図８の如く、第１の鋼管杭Ｐ１の上端に嵌入された接続用治具１の支持体２の上側部分に、第２の鋼管杭Ｐ２を外嵌（支持体２の外面が第２の鋼管杭Ｐ２の内面と接合するように外嵌）して、第１の鋼管杭Ｐ１の上方に、第２の鋼管杭Ｐ２を配置させる。そのように第２の鋼管杭Ｐ２を配置させることによって、第１の鋼管杭Ｐ１の上端面と第２の鋼管杭Ｐ２の下端面とが、接続用治具１の各ピン４，４・・の直径分の間隔を隔てて対峙した状態となる。また、かかる状態においては、第１の鋼管杭Ｐ１と第２の鋼管杭Ｐ２との間に位置したスリット７は、スペーサ８，８によって塞がれた状態になっている。
【００１５】
そして、そのように第１の鋼管杭Ｐ１の上端面と第２の鋼管杭Ｐ２の下端面との間に、接続用治具１の各ピン４，４・・を挟み込んだ状態で、図９（ａ）の如く、第１の鋼管杭Ｐ１と第２の鋼管杭Ｐ２とを、各ピン４，４・・と離れた２，３箇所において溶接する（斜線部Ｙ，Ｙ）。しかる後、図９（ｂ）の如く、第１の鋼管杭Ｐ１と第２の鋼管杭Ｐ２との隙間を埋めるように、外周全体に亘って十分に溶接を行って（斜線部Ｙ）、第１の鋼管杭Ｐ１と第２の鋼管杭Ｐ２との接続を完了する。なお、第１の鋼管杭Ｐ１と第２の鋼管杭Ｐ２との間から放射状に突出している各ピン４，４・・は、溶接する際に溶けてしまい、第１の鋼管杭Ｐ１と第２の鋼管杭Ｐ２との隙間を埋める金属となる。
【００１６】
上記の如き鋼管杭の接続方法によれば、第１の鋼管杭と第２の鋼管杭とを、長手方向が合致するように（くの字に折れ曲がらないように）、しかも短時間の内に非常に容易に接続することができる。
【００１７】
一方、接続用治具１は、複数のピン挿通孔３，３・・を同一高さになるように等間隔で穿設した扁平な円筒状の支持体２と、先端が支持体２の外側へ突出するように支持体２の内部から各ピン挿通孔３，３・・に挿通させた複数のピン４，４・・とからなるものであるため、上記の如き方法による鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の接続に好適に用いることができる。また、接続用治具１は、非常にシンプルな構造であるので、安価かつ容易に製造することができる。
【００１８】
さらに、接続用治具１は、各ピン４，４・・の本体が円柱状になっているため、第１の鋼管杭Ｐ１に支持体２を嵌入したときに、第１の鋼管杭Ｐ１の上端面に載置される各ピン４，４・・の向きを揃えなくても、第１の鋼管杭Ｐ１と第２の鋼管杭Ｐ２との間隔を一定にすることができる。
【００１９】
加えて、接続用治具１は、支持体２が、円筒の中心軸方向に沿ったスリット７を有しているため、支持体２の径を、容易に拡張させたり、収縮させたりすることができるので、種々のサイズの鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の接続に好適に用いることができる。
【００２０】
また、接続用治具１は、各ピン４，４・・が、鉄のみによって形成されており、他の金属成分を含んでいないので、第１の鋼管杭Ｐ１と第２の鋼管杭Ｐ２とを接続する際に、各ピン４，４・・が溶けて、第１の鋼管杭Ｐ１と第２の鋼管杭Ｐ２との隙間に入り込んでも、第１の鋼管杭Ｐ１と第２の鋼管杭Ｐ２との接続強度が低下したりしない。
【００２１】
なお、本発明に係る鋼管杭の接続方法の構成は、上記した各実施例の態様に何ら限定されるものではなく、第１の鋼管杭、第２の鋼管杭の形状、溶接する部位等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更できる。
【００２２】
たとえば、本発明に係る鋼管杭の接続方法においては、必ずしも、第１の鋼管杭の内部に嵌入した接続用治具の支持体の下端を第１の鋼管杭の内壁に溶接する必要はなく、単に、嵌入するだけでも良い。また、第１の鋼管杭と第２の鋼管杭との間から放射状に突出している各ピンを、必ずしも、接続用治具の支持体の内部に退入させるように打ち込む必要はなく、突出した部分だけ切断する方法や、焼き切る方法を採用することも可能である。さらに、場合によっては、突出させたままにしておくことも可能である。加えて、第１の鋼管杭は、先端にバイトを付設したものに限定されず、バイトのないものでも良い。また、螺旋翼の形状も、必要に応じて適宜変更することができる。すなわち、本発明に係る鋼管杭の接続方法は、螺旋翼等を有さない一般的な鋼管杭同士の接続にも好適に用いることができる。
【００２３】
一方、接続用治具の構成も、上記した各実施例の態様に何ら限定されるものではなく、支持体、ピンの形状・構造等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更できる。
【００２４】
たとえば、接続用治具は、支持体に５本のピンを挿通させたものに限定されず、３本あるいは４本のピンを挿通させたものや６本以上のピンを挿通させたものでも良い。また、ピンを等間隔で挿通させたものに限定されず、不規則な間隔で挿通させたものに変更することも可能である。さらに、円柱状のピンを支持体に挿通させたものに限定されず、所定の厚みに調整した扁平なピンを挿通させたものでも良い。なお、上記実施形態の如く、本体が円柱状のピンを支持体に挿通させたものを利用する場合には、第１の鋼管杭に支持体を嵌入したときに第１の鋼管杭の上端面に載置される各ピンの向きを揃える必要がなくなる、というメリットがある。加えて、接続用治具は、鉄製のピンを挿通させたものに限定されず、アルミニウム等の他の金属からなるピンを挿通させたものでも良い。なお、上記実施形態の如く、鉄のみからなるピン（亜鉛メッキ等が施されておらず、他の金属成分を含有しないピン）を挿通させた場合には、第１の鋼管杭Ｐ１と第２の鋼管杭Ｐ２とを溶接する際に、ピンが溶けて、第１の鋼管杭Ｐ１と第２の鋼管杭Ｐ２との隙間に入り込んでも、第１の鋼管杭Ｐ１と第２の鋼管杭Ｐ２との接続強度が低下しない、というメリットがある。加えて、アルミニウム等の鉄以外の金属からなるピンを挿通させた場合には、第１の鋼管杭Ｐ１と第２の鋼管杭Ｐ２とを溶接する途中で、ハンマー等を利用して、各ピンを支持体の内部に退入させて落とし込む方法を用いることも可能である。
【００２５】
一方、支持体は、上記実施形態の如く、所定の径（接続する第１の鋼管杭、第２の鋼管杭の内径と略同一径）の円周状に形成されたものに限定されず、径を調節できるように帯状体の両端を係着したもの等に変更することも可能である。かかる構成を採用した場合には、接続する鋼管杭の径に合わせて容易に支持体の径を調節することができる、というメリットがある。
【００２６】
また、接続用治具は、スリットを設けたものに限定されず、単純な円筒状のものでも良い。さらに、接続用治具は、上記実施形態の如く、円筒状の鉄製パイプを、所定の幅に切断することによって形成したものに限定されず、鉄板を丸めて形成することも可能である。
【００２７】
加えて、接続用治具は、第１の鋼管杭や第２の鋼管杭の内部へ挿入し易いものとすべく、図１０（ａ）の如く、支持体の片側の開口部を絞って径を小さくしたり、図１０（ｂ）の如く、支持体の両側の開口部を絞って径を小さくしたりすることも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１に記載された接続用治具によれば、第１の鋼管杭と第２の鋼管杭との接続部に支持体を嵌め込み、第１の鋼管杭の上端面と第２の鋼管杭の下端面との間に各ピンを挟み込ませることにより、第１の鋼管杭と第２の鋼管杭とを所定の間隔に離して保持することが可能となるので、第１の鋼管杭と第２の鋼管杭との溶接による接続を容易なものとすることができる。
【００２９】
請求項２に記載された接続用治具によれば、第１の鋼管杭に支持体を嵌入したときに第１の鋼管杭の上端面に載置される各ピンの向きを揃える必要がなくなるため、第１の鋼管杭と第２の鋼管杭との溶接による接続をより一層容易なものとすることができる。
【００３０】
請求項３に記載された接続用治具は、支持体が円筒の中心軸方向に沿ったスリットを有しているため、支持体の径を、容易に拡張させたり、収縮させたりすることができるので、種々のサイズの鋼管杭の接続に好適に用いることができる。
【００３１】
請求項４に記載された鋼管杭の接続方法によれば、地盤に打ち込まれた第１の鋼管杭と第２の鋼管杭とを、長手方向が合致するように、しかも短時間の内に非常に容易に接続することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】接続用治具を示す斜視図である。
【図２】接続用治具を示す平面図である。
【図３】第１の鋼管杭および第２の鋼管杭を示す説明図である。
【図４】第１の鋼管杭と第２の鋼管杭とを接続する様子（第１の鋼管杭に接続用治具を嵌め込んだ状態）を示す説明図である。
【図５】第１の鋼管杭と第２の鋼管杭とを接続する様子（第１の鋼管杭に接続用治具を嵌め込んだ状態）を示す説明図（平面図）である。
【図６】第１の鋼管杭と第２の鋼管杭とを接続する様子（第１の鋼管杭に嵌め込んだ接続用治具の支持体のスリットにスペーサを嵌め込んだ状態）を示す説明図（平面図）である。
【図７】第１の鋼管杭と第２の鋼管杭とを接続する様子（第１の鋼管杭に嵌め込んだ接続用治具の支持体のスリットにスペーサを嵌め込んだ状態）を示す説明図（図６におけるＡ−Ａ線断面図）である。
【図８】第１の鋼管杭と第２の鋼管杭とを接続する様子（接続用治具に第２の鋼管杭を外嵌した状態）を示す説明図である。
【図９】第１の鋼管杭と第２の鋼管杭とを接続する様子（第１の鋼管杭と第２の鋼管杭との隙間を溶接する様子）を示す説明図である。
【図１０】接続用治具の変更例を示す斜視図である。
【図１１】従来の鋼管杭の接続方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・接続用治具、２・・支持体、３・・ピン挿通孔、４・・ピン、５・・螺旋翼、６・・バイト、７・・スリット、８・・スペーサ、Ｐ１・・第１の鋼管杭、Ｐ２・・第２の鋼管杭、Ｇ・・地盤、Ｓ・・スペーサ。
【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】
2004068503.tif 000010
【図９】
2004068503.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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