(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管杭とコンクリート杭とを連結する継手において、筒状基体の下面にドーナツ形状の円盤を固定し、前記筒状基体の内面と円盤の上面との間に等間隔に、上面を有する複数の補強部材を形成してなり、前記補強部材の上面を上接続部とし、前記円盤の下面を下接続部とし、前記下接続部を前記コンクリート杭の上面の全面に当接できる形状とし、
前記筒状基体の内面外周を、前記鋼管杭の下面外周と略同一の形状及び寸法に形成し、前記鋼管杭が嵌挿できる形状としたことを特徴とする鋼管杭とコンクリート杭との連結継手。
【請求項２】
鋼管杭の下側に、連結継手を介してコンクリート杭を接合して、該鋼管杭に作用した鉛直方向の応力をコンクリート杭に一様に伝達するようにした連結杭であって、前記連結継手は、筒状基体の下面にドーナツ形状の円盤を固定し、前記筒状基体の内面と円盤の上面との間に等間隔に、上面を有する複数の補強部材を形成してなり、前記補強部材の上面に上接続部を形成すると共に、前記円盤の下面を下連結部とし、前記コンクリート杭の上面の全面に当接できる形状とし、前記筒状基体の内面外周を、前記鋼管杭の下面外周と略同一の形状及び寸法に形成し、前記鋼管杭が嵌挿できる形状として構成したことを特徴とする鋼管杭とコンクリート杭との連結杭構造。
【請求項３】
コンクリート杭の上面と、鋼管杭の下面とに、連結継手を介して連結して埋設する施工方法において、
(1) 先行して埋設するコンクリート杭の上面に、コンクリート杭の上端板と略同一底面形状及び寸法を有し、かつ鋼管杭の下面外周と略同一の形状及び寸法の上接続部を有する連結継手を接続する。前記連結継手は、筒状基体の下面にドーナツ形状の円盤を固定し、前記筒状基体の内面と円盤の上面との間に、等間隔に、上面を有する複数の補強部材を形成してなり、前記補強部材の上面を前記上接続部とし、前記筒状基体の内面外周を、前記鋼管杭の下面外周と略同一の形状及び寸法に形成し、前記鋼管杭が嵌挿できる形状とした。
(2) 続いて、前記連結継手の前記上接続部に前記鋼管杭を接続して、杭穴掘削孔の根固め部内に前記コンクリート杭の下端部を定着させて、埋設することを特徴とする鋼管杭とコンクリート杭との連結杭の施工方法。
【請求項４】
コンクリート杭の上面と、鋼管杭の下面とに、連結継手を介して連結して埋設する施工方法において、
(1) 予め鋼管杭の下面に、前記鋼管杭の下面外周と略同一の形状及び寸法を有する上接続部を有し、かつ前記コンクリート杭の上端板と略同一底面形状及び寸法を有する連結継手を接続する。前記連結継手は、筒状基体の下面にドーナツ形状の円盤を固定し、前記筒状基体の内面と円盤の上面との間に、等間隔に、上面を有する複数の補強部材を形成してなり、前記補強部材の上面を前記上接続部とし、前記筒状基体の内面外周を、前記鋼管杭の下面外周と略同一の形状及び寸法に形成し、前記鋼管杭が嵌挿できる形状とした。
(2) 続いて埋設する又は埋設中の前記コンクリート杭の上面に、前記鋼管杭と共に前記連結継手の下面を接続して、杭穴掘削孔の根固め部内に前記コンクリート杭の下端部を定着させて、埋設することを特徴とする鋼管杭とコンクリート杭との施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンクリート杭と鋼管杭とを接合する連結継手及びこの連結継手を使用したコンクリート杭と鋼管杭との連結構造、並びにコンクリート杭と鋼管杭との連結杭の施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土木建築の分野における基礎工事として、地中に既製杭や現場造成杭を打ち込んだり、地盤硬化剤等の薬液を注入して地盤改良する施工方法等が知られている。既製杭を使用した施工においては、各種コンクリート杭（いわゆるＰＨＣ杭、ＰＲＣ杭等）や鋼管杭が使用されている。
【０００３】
コンクリート杭は、一般に内部にＰＣ鋼棒や異形鋼棒等の鉄筋を配筋した中空の円筒状のものであり、コンクリート杭の肉厚を適切にすることで、打撃工法等で使用されるハンマーによる打設時の衝撃や施工後の地上構造物からの負荷に耐え得るように設計されている。
【０００４】
ところが、コンクリート杭は、鉄筋を配筋していてもコンクリート主体の構造物であることから、圧縮負荷（垂直荷重）には比較的大きな強度を持つものの、鋼管杭に比べて弾性に乏しく、水平力に対してはかなり強度が低下する。
【０００５】
一方、コンクリート杭等を直接又は杭孔の穿孔と共に、地中に打設して基礎杭を形成した場合、基礎杭に対する地上構造物の負荷は、基礎杭が鉛直の姿勢として打設されていれば、全長の全断面における圧縮応力は略一様な分布となる。しかし、地震等によって作用する水平力は基礎杭の長さ方向によって異なる。すなわち、基礎杭の長さ方向に見た水平力の分布は、上端側をピークに下端側に向けて減衰していくことが一般に知られている。
【０００６】
このことから、コンクリート杭の上部に鋼管杭を接続して過大な水平力に対抗する手段が採られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記コンクリート杭と鋼管杭を接続する方法として、特開平１１−１１７２９３号が提案されている。
【０００８】
この方法によると、節付きのコンクリート杭の節部に鋼管杭の下端部を載置して接続したり、コンクリート杭頭部の端面板に直接つき合わせて接続したり、また鋼管杭よりも外径の大きいコンクリート杭と鋼管杭の間に継手治具を用いて接続した例が示されている。
【０００９】
そもそも、コンクリート杭と鋼管杭の外径を同径とした場合、それぞれの杭肉厚が異なる。そのため、上記したように節付きコンクリート杭の節部に鋼管杭を載置したり、つき合わせて接続したり、コンクリート杭と鋼管杭の間に円管状の継手治具を用いて接続する方法では地上構造物からの鉛直方向の応力が一様に伝わらない問題点があった。しかも、継手接続した基礎杭を杭穴に回転して埋設する場合、肉厚の異なるものを接合したので、接続部分に大きな「ねじれ」が生じ、それぞれの肉厚に適合させた連結継手を用いなければコンクリート杭と鋼管杭が破断するおそれがある。
【００１０】
また、前記各従来例では、鋼管杭の下面（小さな断面積）が、直接コンクリート杭の上端板等に当接して接合されるので、鋼管杭からコンクリート杭へ応力が伝わる際に不均衡が生じ、コンクリート杭側の接続部直下のコンクリートに破損等を生じる問題点があった。
【００１１】
また、作業性の面からも、コンクリート杭と鋼管杭を接続する際の位置合わせが難しく、施工効率が悪い問題点もあった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
然るにこの発明では、鋼管杭の下面外径及び肉厚と略同一の外径及び寸法を有する上接続部と、コンクリート杭の上面の全面に当接できる下接続部とを有する連結継手を構成し、あるいは中空部を有する応力拡散盤から連結継手を構成したので、前記問題点を解決した。
【００１３】
即ちこの発明は、鋼管杭とコンクリート杭とを連結する継手において、筒状基体の下面にドーナツ形状の円盤を固定し、前記筒状基体の内面と円盤の上面との間に等間隔に、上面を有する複数の補強部材を形成してなり、前記補強部材の上面を上接続部とし、前記円盤の下面を下接続部とし、前記下接続部を前記コンクリート杭の上面の全面に当接できる形状とし、前記筒状基体の内面外周を、前記鋼管杭の下面外周と略同一の形状及び寸法に形成し、前記鋼管杭が嵌挿できる形状としたことを特徴とする鋼管杭とコンクリート杭との連結継手である。
【００１６】
また、他の発明は、鋼管杭の下側に、連結継手を介してコンクリート杭を接合して、該鋼管杭に作用した鉛直方向の応力をコンクリート杭に一様に伝達するようにした連結杭であって、前記連結継手は、筒状基体の下面にドーナツ形状の円盤を固定し、前記筒状基体の内面と円盤の上面との間に等間隔に、上面を有する複数の補強部材を形成してなり、前記補強部材の上面に上接続部を形成すると共に、前記円盤の下面を下連結部とし、前記コンクリート杭の上面の全面に当接できる形状とし、前記筒状基体の内面外周を、前記鋼管杭の下面外周と略同一の形状及び寸法に形成し、前記鋼管杭が嵌挿できる形状として構成したことを特徴とする鋼管杭とコンクリート杭との連結杭構造である。
【００１９】
また、他の発明は、コンクリート杭の上面と、鋼管杭の下面とに、連結継手を介して連結して埋設する施工方法において、
(1) 先行して埋設するコンクリート杭の上面に、コンクリート杭の上端板と略同一底面形状及び寸法を有し、かつ鋼管杭の下面外周と略同一の形状及び寸法の上接続部を有する連結継手を接続する。前記連結継手は、筒状基体の下面にドーナツ形状の円盤を固定し、前記筒状基体の内面と円盤の上面との間に、等間隔に、上面を有する複数の補強部材を形成してなり、前記補強部材の上面を前記上接続部とし、前記筒状基体の内面外周を、前記鋼管杭の下面外周と略同一の形状及び寸法に形成し、前記鋼管杭が嵌挿できる形状とした。
(2) 続いて、前記連結継手の前記上接続部に前記鋼管杭を接続して、杭穴掘削孔の根固め部内に前記コンクリート杭の下端部を定着させて、埋設することを特徴とする鋼管杭とコンクリート杭との連結杭の施工方法である。
【００２０】
更に、コンクリート杭の上面と、鋼管杭の下面とに、連結継手を介して連結して埋設する施工方法において、
(1) 予め鋼管杭の下面に、前記鋼管杭の下面外周と略同一の形状及び寸法を有する上接続部を有し、かつ前記コンクリート杭の上端板と略同一底面形状及び寸法を有する連結継手を接続する。前記連結継手は、筒状基体の下面にドーナツ形状の円盤を固定し、前記筒状基体の内面と円盤の上面との間に、等間隔に、上面を有する複数の補強部材を形成してなり、前記補強部材の上面を前記上接続部とし、前記筒状基体の内面外周を、前記鋼管杭の下面外周と略同一の形状及び寸法に形成し、前記鋼管杭が嵌挿できる形状とした。
(2) 続いて埋設する又は埋設中の前記コンクリート杭の上面に、前記鋼管杭と共に前記連結継手の下面を接続して、杭穴掘削孔の根固め部内に前記コンクリート杭の下端部を定着させて、埋設することを特徴とする鋼管杭とコンクリート杭との施工方法である。
【００２１】
前記において、「直列して一体に重ね」とは、杭の長さ方向（上下方向）に重ねることを指す。
【００２２】
また、前記において、リブ（補強部材）の形状は種々あり、例えば側面が四角のもの、三角のもの、台形のもの等がある（図３（ａ）〜（ｇ））。
【００２３】
上記リブ１１の形状を長方形板状として連結継手１６を構成した場合（図３（ａ）、図８（ａ）（ｂ））、上方の鋼管杭２０から圧縮荷重を作用させた場合の、下方のコンクリート杭２５、連結継手１６への応力の伝搬状況を解析実験で明らかにした。その応力解析モデルを図７に示す。
【００２４】
１つのリブ１１を、上から断面１〜断面８に分割し、かつ内周側から外周側に向けブロック１（Ｂ１）〜ブロック５（Ｂ５）まで分割して、格子状に区分して各区分での応力解析を試みた。各断面１〜８毎の各ブロックでの応力（引張又は圧縮）の作用状況を図９〜図１２に示す。これによれば、上方からの圧縮応力は、連結継手１６の筒状基体１の内面から徐々に、円盤７の肉厚に向けて作用するので、リブ１１の上部内側の部分（断面１・Ｂ１、断面２・Ｂ１、断面１・Ｂ２など）の部分は、引張応力が生じて、有効に作用していないことが分かる。よって、一点鎖線４６から矢示４７側の部分を使用した場合に効果的である（図８（ｂ））。
【００２５】
従って、リブ１１の形状としては、正面が三角のもの、上底が小さい台形のものが最適であると考えられる。リブ１１の大きさ、厚さは地上構造物等から基礎杭に作用する鉛直方向の荷重により適宜選択できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
従来の鋼管杭２０の下面２１とコンクリート杭２５の上面（上端板２６）とを突き合わせて接合する構造では、両杭２０、２５の肉厚が一致していない（図２１（ａ））。従って、鉛直荷重Ｐが作用したした際に、鋼管杭２０から、コンクリート杭２５の外周側では、圧縮応力σc 、σc が作用するが、コンクリート杭２５の内周側では、逆に引張応力σt が作用する。このような、コンクリート杭２５の内周側と外周側の応力の不一致により、連結した基礎杭（鋼管杭２０とコンクリート杭２５）を回転させて圧入した場合、この応力の不一致が顕著にみられ、接続部分の破断を生じ易かった。
【００２７】
本発明では、連結継手１６の上面（上接続部１３）を鋼管杭２０の下面２１外径及び肉厚と略同一とし、下面（下接続部１４）をコンクリート杭２５の上面（上端板２６）の全面に当接できる形状として連結継手１６を構成した（図２）。よって、鋼管杭２０の肉厚とコンクリート杭２５の肉厚を一致させることができる。従って、鉛直荷重Ｐは、鋼管杭２０からコンクリート杭２５の内周及び外周の両側で圧縮応力σc が作用し、引張応力は生じにくく、ほぼ均一な鉛直荷重の伝搬が見られる（図２１（ｂ））。
【００２８】
【実施例１】
図１〜３、図６に基づきこの発明の実施例を説明する。
【００２９】
この発明の連結に使用する鋼管杭２０は、外径Ｄ0 で、肉厚ｔ0 で形成されている（図１（ｂ））。コンクリート杭２５は肉厚ｔ2 で、上面を塞ぐ上端板２６を有する。
【００３０】
鋼管製の筒状基体１の下面３に、コンクリート杭２５の上端板２６と同一形状のドーナツ状の円盤７を固定する。
【００３１】
前記筒状基体１の上面２と鋼管杭２０の下面２１とは、略同一に形成され、即ち筒状基体１の外径Ｄ1 、肉厚ｔ1 は、鋼管杭２０の外径Ｄ0 、肉厚ｔ0 と、夫々同一に形成されている（図１（ｂ））。
【００３２】
前記筒状基体１の内面４と、円盤７の上面８との間に、直角三角形平板状のリブ（補強部材）１１、１１を等間隔環状に８枚固定する（図３（ｅ））。前記リブ１１の上縁は筒状基体１の上面２とほぼ同一としてあり、リブ１１の内縁は、円盤７の内縁１０とほぼ同一に形成されている（図２（ａ））。
【００３３】
以上のようにして、この発明の連結継手１６を構成する（図１（ｂ）、図２（ａ））。ここで、前記筒状基体１の上面２が上接続部１３を構成し、円盤７の下面９が下接続部１４を構成する。
【００３４】
また、前記において、例えば、
鋼管杭２０の肉厚ｔ0 ＝１９ｍｍ、
コンクリート杭２５の肉厚ｔ2 ＝９０ｍｍ
とした場合、連結継手１６の筒状基体１の肉厚ｔ1 を略１９ｍｍ、高さ２００ｍｍとし、円盤７の幅を、前記コンクリート杭２５の肉厚ｔ2 と略同一の９０ｍｍとする。また、リブ１１の肉厚は、鋼管杭２０の肉厚ｔ0 と同等以上であることが望ましい。
【００３５】
前記連結継手１６は、円盤７の下面９をコンクリート杭２５の上端板２６にボルト又は溶接で固定し、筒状基体１の上面２を鋼管杭２０の下面２１に当接して溶接して固定する（図１（ｂ））。この場合、鋼管杭２０の外面２２、筒状基体１の外面５、コンクリート杭２５の外面２７はほぼ面一に形成される。
【００３６】
前記において、ドーナツ状の円盤７をコンクリート杭２５の上端板２６と同一形状とすることにより、中掘工法などで、杭の中空部に掘削ロッドを挿入して施工する際に、連結継手１６が掘削ロッドとの接触により破損することを防止できる。
【００３７】
前記実施例において、リブ１１は８枚使用したが、複数枚あれば、枚数は適宜選択して使用する。
【００３８】
また、前記実施例において、リブ１１は三角形板状としたが、リブ１１の形状は平板状に限らず立体状など任意であり、例えば、長方形板状（図２（ｂ））、底面が内側に向けて厚肉に形成した三角形状とすることもできる（図２（ｃ））。
【００３９】
また、前記実施例において、筒状基体１は上下同径に形成したが、上部が細径で下部が太径となるように徐々に口径が変化するコーン状の形状とすることもできる（図示していない）。
【００４０】
また、前記実施例において、連結継手１６の円盤７に、コンクリート杭２５の上端板２６のボルト孔２９、２９と連通する透孔３２、３２を穿設することもできる（図６（ｂ））。この場合には、連結継手１６の円盤７側からボルト３３をコンクリート杭２５の上端板２５のボルト孔２９に螺合緊結して、連結継手１６とコンクリート杭２５とを接合する（図６（ａ））。尚、この構造でも、円盤７と上端板２６とを溶接で接合することもできる。
【００４１】
【実施例２】
次に図５に基づき、この発明の他の実施例を説明する。
【００４２】
鋼管製の筒状基体１の下面３に、コンクリート杭２５の上端板２６と同一形状のドーナツ状の円盤７を固定する。
【００４３】
前記筒状基体１の内面４（内径Ｄ2 ）と鋼管杭２０の外面２２（外径Ｄ0 ）とは、略同一に形成され、即ち筒状基体１の内側に、鋼管杭２０が嵌挿できるように形成されている（図５（ｂ））。
【００４４】
前記筒状基体１の内面４下部と、円盤７の上面８との間に、上面１２が狭い台形平板状のリブ１１、１１を等間隔環状に８枚固定する（図３（ｆ））。前記リブ１１の上面１２の長さＬ2 は、鋼管杭２０の肉厚ｔ0 より大きく形成されている。また、リブ１１の下内縁は、円盤７の内縁１０とほぼ同一に形成されている（図５（ａ））。
【００４５】
また、筒状基体１に、鋼管杭２０の貫通孔２４、２４に対応した貫通孔１７、１７が穿設されている。
【００４６】
以上のようにして、この発明の連結継手１６を構成する（図５（ｂ））。ここで、前記リブ１１の上面１２が上接続部１３を構成し、円盤７の下面９が下接続部１４を構成する。
【００４７】
前記連結継手１６の使用について説明する。連結継手１６とコンクリート杭２５の接合は、前記実施例１と同様である。また、鋼管杭２０は連結継手１６の筒状基体１の内側に嵌装して、鋼管杭２０の下面２１は、リブ１１の上面１２（上接続部１３）に当接する。続いて連通した貫通孔１７、２４間にボルト３０（又はピン）を挿通して固定する（図５（ａ））。
【００４８】
前記連結継手の筒状基体１は鋼管杭２０が挿入でき、リブ１１は鋼管杭２０の下面２１が定着できるような構造、強度を持ち合わせる必要がある。
【００４９】
これによって、コンクリート杭２５よりも外径が小径の鋼管杭２０を適宜用いることができ、材料コストを低減できる。
【００５０】
この連結継手１６を鋼管杭またはコンクリート杭の端部に取付けておく。または、施工時においてコンクリート杭を杭穴に挿入後、該連結継手を溶接や種々の無溶接手段を用いて接続し、その上に鋼管杭を同様にして接続してもよい。あるいは、予め該連結継手によってコンクリート杭と鋼管杭を１本の基礎杭として接続しておいてもよい。これらは、現場の広さや作業性等から適宜選択すればよい。
【００５１】
また、前記実施例１の図６のように、連結継手１６の円盤７に、コンクリート杭２５の上端板２６のボルト孔２９、２９と連通する透孔３２、３２を穿設し（図６（ｂ）参照）、ボルト３３で上端板２５のボルト孔２９に螺合緊結して、連結継手１６とコンクリート杭２５とを接合することもできる（図６（ａ）参照）。
【００５２】
【実施例３】
次ぎに図４に基づき施工方法について説明する。既製杭の施工方法は種々あるが、ここではプレボーリング拡大根固め工法を用いた例を示す。
【００５３】
(1) 練付手段３６、撹拌手段３７を有する杭穴掘削ロッド３５の先端に掘削ヘッド３８を取付け、杭穴掘削ロッド３５を正回転して先端から掘削液を吐出しつつ杭穴３９を掘削し、掘削によって生じる掘削土を杭穴壁に練付けつつ掘進する（図４（ａ））。
(2) 支持層に到達し、所定深度掘削後、杭穴掘削ロッド３５を逆転させ拡大球根部４０を造成する（図４（ｂ））。
(3) その後、拡大球根部４０に所定強度の根固め液を注入し、次に杭穴軸部４１に所定強度の杭周固定液を注入して、杭穴掘削ロッド３５を引き上げる。
(4) 次ぎに先端部に拡大部４２を有するコンクリート杭２５を杭穴３９に挿入し、所定高さで保持する（図４（ｃ））。
(5) 下端部に予め連結継手１６を取付けた鋼管杭２０をコンクリート杭の上端板２６に建て込み、溶接等の手段によって接続する。
(5) その後、杭穴３９の拡大球根部４０にコンクリート杭２５の拡大部４２が所定位置に定着するように埋設し、連結杭構造４４を構成する（図４（ｄ））。
【００５４】
これによって、連結杭構造４４の先端部で大きな先端支持力がとれ、地上４３付近で大きく作用する水平力に対し、鋼管杭２５を用いることによって大きな水平耐力をとることができる。
【００５５】
また、コンクリート杭２５、鋼管杭２０、連結継手１６は中空部を有するため、注入したセメントミルクが該中空部内にも充填される。連結継手１６の内面には複数のリブ１１、１１が取付けられているため、リブ１１とセメントミルクが強固に固結し、一体性が向上し、基礎構造としての強度が上がる。
【００５６】
このとき、鋼管杭２０の長さは基礎杭全体に作用する水平力を考慮して適宜選択し、少なくとも過大な水平力が作用する地盤に鋼管杭２０の一部あるいは全部が位置するように設置する。
【００５７】
前記において、杭穴３９に拡大球根部４０を形成したが、ストレート状（杭穴軸部４１と同等の径）の根固め部とすることもできる。また、支持層に直接、杭を打ち込む打撃工法の場合には、根固め部を設けなくともよい（いすれも図示していない）。
【００５８】
【実施例４】
図１３乃至図１７に基づきこの発明の他の実施例を説明する。この実施例は、応力拡散盤として、所要強度（上端板２６と略同強度）をもつドーナツ状の円盤５０を複数重ねて連結継手５７を構成する実施例で、かつ連結継手５７をコンクリート杭２５の製造時に一体に形成する場合である。
【００５９】
［連結継手］
【００６０】
コンクリート杭２５の上端板２６の形状と同一の平面形状厚さのドーナツ状の鋼製の円盤５０を使用する。円盤５０は、端板２６に対応した中空部５３を有し、かつ上端板２６のＰＣ鋼棒用の挿通孔６６に対応した位置（連通できる位置）に、円盤５０のＰＣ鋼棒用の挿通孔６６ａを穿設してある。以上のようにして形成した円盤５０、５０の４枚を直列（上下方向）に重ねて使用して、連結継手とする（図１３（ａ）（ｂ））。前記において、最上に位置する円盤５０の上面５１で、ＰＣ鋼棒用の挿通孔６６ａの上部を拡径して収容部６７を形成して、ナット又はボルトの頭部が収容できるようになっている。
【００６１】
［コンクリート杭の製造］
【００６２】
（１）  コンクリート杭の骨組みとなる構造鉄筋、ＰＣ鋼棒５９を鉄筋篭６３として編成する。
前記鉄筋篭６３のＰＣ鋼棒５９は、上端部を連結継手の厚さ分だけ長く形成して接続部６０を構成し、接続部６０の上部に上螺糸部６１を形成する。またＰＣ鋼棒５９で、上側に使用する端板（鋼管杭を接合する側の端板）に位置する付近の外面に螺糸を形成し、中間螺糸部６２とする。ＰＣ鋼棒５９の中間螺糸部６２に、ずれ防止用のナット６４を螺合する。
【００６３】
（２）  使用する端板には、ＰＣ鋼棒用の挿通孔６６が形成されている。端板２６、２６を、鉄筋篭６３の上下に、挿通孔６６からＰＣ鋼棒５９を挿通しながら取付ける。上側の端板２６は、ＰＣ鋼棒５９の中間螺糸部６２のナット６４に係止めされる。また、下側の端板では従来と同様にＰＣ鋼棒５９の他端部が定着される（図示していない）。
【００６４】
（３）  上端板２６側に、４枚の円盤５０、５０を直列（杭の長さ方向）に重ね、ＰＣ鋼棒５９、５９の各接続部６０、６０をＰＣ鋼棒用の挿通孔６６ａに挿入し、ＰＣ鋼棒５９の接続部６０に定着用のナット６８を螺合して、最上に位置する円盤５０の収容部６７に収容する。以上で、鉄筋篭６３、上下端板２６、連結継手５７を一体に結合する。円盤５０、５０間に水分等が浸入すること及び錆を防止するために、グリース等を塗布することが好ましい。
【００６５】
（４）  続いて、所定の型枠（図示していない）内に、連結継手（円盤）５７、端板２６が一体となった鉄筋篭６３を設置して、従来の方法により型枠内に、コンクリートを投入して、プレストレスを導入して、遠心成形する。この際、ＰＣ鋼棒５９の中間螺糸部６２のナット６４が上端板２６に係止するので、製造中に円盤５０、５０が鉄筋篭６３側に移動することを防止できる。
【００６６】
（５）  その後、所定の養生を施した後脱型すれば、４枚の円盤５０、５０からなる連結継手５７が一体に連結されたコンクリート杭２５を構成する（図１３（ｂ））。
【００６７】
［鋼管杭２０とコンクリート杭２５との連結］
【００６８】
前記実施例３と同様に、杭穴３９内に、連結継手５７を固定したコンクリート杭２５を挿入し、コンクリート杭２５の上方から鋼管杭２０を下降させ（図４、図１３（ｂ））、鋼管杭２０の下面２１を連結継手５７の上面（最上に位置する円盤５０の上面）５１に当接して、連結継手５７の上面に鋼管杭２０を溶接等の手段により接合する。以上のようにして、鋼管杭２０とコンクリート杭２５とが連結した連結杭構造４４を構成する（図１４）。
【００６９】
このようにして、構成した連結杭構造４４では、各杭より比較的大きな圧縮応力や曲げ応力が作用する連結部分で、大きな圧縮応力や曲げ応力に耐えることができる。従って、コンクリート杭のひび割れ抵抗、破壊抵抗を向上させることができる。
【００７０】
［実験例］
【００７１】
（１）  鋼管杭２０とコンクリート杭２５とを、応力拡散盤としての円盤５０、５０からなる連結継手５７で連結した連結杭構造（基礎杭）４４において（図２０（ｂ））、鋼管杭２０からコンクリート杭２５に、円滑に応力が拡散し、伝達しているか否かを確認するため、軸力載荷時の挙動の解析を行った。
【００７２】
解析に使用する鋼管杭（上杭）２０とコンクリート杭２５（図２０（ａ））の仕様は、下記表１に示す。
【００７３】
【表１】
0004771244.tif 000002
【００７４】
また、連結継手５７として、上端板２６と同じ（外径４００ｍｍ、厚さ３６ｍｍ）円盤５０、５０を４枚使用して、全厚さＨ＝１４４ｍｍとして、コンクリート杭２５の肉厚ｔ２（６５ｍｍ）の２倍程度となるように構成した。
【００７５】
（２）  鋼管杭、コンクリート杭（ＰＨＣ杭）それぞれが許容応力度に達するときの軸力を計算すると表２のようになる。実験での設計荷重は、表２より軸力の低い方を考慮して長期の検討では、コンクリート杭２５側の応力集中度を評価し、短期側では鋼管杭２０側の応力集中度を評価した。
【００７６】
【表２】
0004771244.tif 000003
【００７７】
（３）実験結果
短期・長期荷重において、鋼管杭２０、コンクリート杭２５及び連結継手５７のいずれにも顕著な応力集中は、認められなかった。従って、連結継手５７を円盤５０、５０の全厚さをコンクリート杭２６の肉厚ｔ２の２倍程度あれば、鋼管杭２０からコンクリート杭２６に伝わる応力は、鋼管杭２０の肉厚、コンクリート杭２５の肉厚が異なっていても、連結継手５７が緩衝材の役割を成し、応力を的確に伝達することができ（図２０（ｂ））、コンクリート杭のコンクリート部分のひび割れ抵抗・破壊抵抗も向上していることが認められた。
【００７８】
また、杭端板を所要枚数積層することにより、所要強度の連結継手を容易に製作できることも確かめられた。
【００７９】
［他の実施例］
【００８０】
前記実施例では、円盤５０は４枚使用したが、円盤５０の厚さにもよるが、コンクリート杭２５の肉厚の２倍程度の厚さになることが望ましく、係る厚さに構成できれば、単位円盤の厚さや枚数は任意である。また、前記実施例で、円盤５０の厚さは、端板２６と同一としたが、異なる厚さとすることもでき、また個々の円盤５０の厚さも違えることもできる（図示していない）。
【００８１】
要は、円盤を積層して、連結継手を構成した時、上杭（鋼管杭）の応力が下杭（コンクリート杭）へ的確に伝達できる形状と厚さの盤状であればよい。
【００８２】
また、前記実施例において、鉄筋篭６３のＰＣ鋼棒５９を延長して円盤５０、５０の接合に使用したが、他の軸方向の鋼材、例えばいわゆる軸方向の構造鉄筋（異形鉄筋等）を延長して、円盤５０、５０の接合に使用することもできる（図示していない）。
【００８３】
また、前記実施例において、総ての円盤５０（連結継手５７）の内面４９の全面に円筒状の補強鋼材７０で被覆補強し（図１５（ａ）（ｂ））、あるいは円盤５０の外面４９ａの全面に円筒状の補強鋼材７で被覆補強すすこともできる（図１５（ｃ）（ｄ））。あるいは、内面４９及び外面４９ａの両面を補強鋼材７０で補強することもできる（図示していない）。この場合には、円筒状の補強鋼材７０もずれ防止手段を構成し、連結部分でせん断耐力が増加し、地震時等に比較的大きく作用する水平耐力に有効に耐えることができる。
【００８４】
また、ここで、補強鋼材を使用する場合、円筒状の形状に代えて上下方向でほぼ全体に係る位置であれば、部分円筒状の補強鋼材を使用することもできる（図示していない）。
【００８５】
また、前記実施例において、他のずれ防止手段を使用することもできる（図１６）。即ち、最上に位置する円盤５０ａの下面に環状凹条を形成し、最下に位置する円盤５０ｂの上面に環状凸条を形成し、中間に位置する円盤の上面に、前記環状凹条に嵌合する環状凸条を、下面に嵌合凸条に勘合する環状凹条を形成して、隣接する上下の端板が横方向にずれないように形成することもできる（図１６（ａ））。この場合に環状凸条、環状凹条がずれ防止手段を構成する。
【００８６】
また、逆に、最上に位置する円盤５０ａの下面に環状凸条を形成し、最下に位置する円盤５０ｂの上面に環状凹条を形成し、中間に位置する円盤の上面に、前記環状凸条に嵌合する環状凹条を、下面に嵌合凹条に勘合する環状凸条を形成して、隣接する上下の端板が横方向にずれないように形成することもできる（図１６（ｂ））。この場合に環状凸条、環状凹条がずれ防止手段を構成する。
【００８７】
また、前記実施例において、接合面に環状凸条、環状凹条を形成したが、ずれを防止できれば、環状凸条、環状凹条に代えて、互いに嵌合できる凸部又は凹部を形成して、ずれ防止手段とすることもできる（図示していない）。また、一方の接合面に、環状凹条及び環状凸条（または、凸部及び凹部）を混在させることもできる（図示していない）。
【００８８】
また、前記実施例において、円盤５０、５０の各接合面に環状凹条７１、７１を形成し、上下両接合面の環状凹条７１、７１に、共通する環状部材７３を嵌挿して、ずれ防止手段を構成することもできる（図１７（ａ）（ｂ））。この場合、前記と同様に環状凹条７１、７１及び環状嵌合部材７３に代えて、凹部及び嵌合部材を使用することもできる（図示していない）。
【００８９】
【実施例５】
前記実施例４では、応力拡散盤としての円盤５０、５０を使用した連結継手５７をコンクリート杭２５の製造時にコンクリート杭２５と一体に固定したが、この実施例では連結継手５７をコンクリート杭２５と別に構成する。
【００９０】
［連結継手５７の構成］
【００９１】
前記実施例４と同様に、コンクリート杭２５の上端板２６の形状と同一の平面形状厚さのドーナツ状の鋼製の円盤５０を４枚重ねて、連結継手５７とする（図１８（ａ）（ｂ））。円盤５０は、上端板２６に対応した中空部５３を有し、かつ上端板２６のボルト孔２９に対応した位置（連通できる位置）に、ねじ孔５４、５４を穿設してあり、最上に位置する円盤５０の上面５１で、ねじ孔５４の上部を拡径して収容部５５を形成して、ナット又はボルトの頭部が収容できるようになっている。
【００９２】
［コンクリート杭２６の構成］
【００９３】
この実施例で使用するコンクリート杭は従来のコンクリート杭である。即ち、コンクリート杭２５の上端板２６は、ＰＣ鋼棒挿通用のボルト孔に隣接して、横方向で連通する、ＰＣ鋼棒定着用の係止縁を有する定着孔が形成されている。ボルト孔と定着孔とで平面ひょうたん状に形成されている（図１９（ａ））。ＰＣ鋼棒の上端部には膨出部６２ａが形成されている。鉄筋篭６３と端板２６とを組む際に、上端板２６のボルト孔２９を挿通したＰＣ鋼棒５９を定着孔７６側にずらし、ＰＣ鋼棒５９の膨出部６２ａを上端板２６に定着させてある（図１９（ｂ））。従って、上端板２６のボルト孔２９は、空いている。
【００９４】
［コンクリート杭２５と連結継手５７の接合］
【００９５】
コンクリート杭２５の上端板２６に連結継手５７の円盤５０、５０を重ね、最上に位置する円盤５０の各ねじ孔５４、５４からボルト７５を螺合し、ボルト７５は各円盤５０、５０の連通しているねじ孔５４、５４に螺合しながら、上端板２６のボルト孔２９に螺合される。従って、上端板２６と各円盤５０、５０とはボルト７５により、一体に螺合緊結される（図１８（ｂ））。
【００９６】
前記におけるコンクリート杭２５と連結継手５７の接合は、予めコンクリート杭２５の製造工場で行い、あるいは杭の施工現場で行うこともいずれでも可能である。従って、コンクリート杭２５の製造後であっても、地上構造物の荷重、鋼管杭の仕様などに応じて、連結継手５７を構成する円盤５０、５０の枚数を適宜選択することもできる。
【００９７】
また、ここではコンクリート杭２５の上端板２６のＰＣ鋼棒挿通用のボルト孔２９を利用して連結継手５７を接合したが、上端板２６に別途ボルト７５を螺合するためのボルト孔を設けてもよい。
【００９８】
［鋼管杭２０とコンクリート杭との連結］
【００９９】
鋼管杭２０とコンクリート杭との連結は、前記実施例４と同様である。即ち、杭穴３９内に、連結継手５７を固定したコンクリート杭２５を挿入し、コンクリート杭２５の上端板２６に固定した連結継手５７の上面（最上に位置する円盤５０の上面）５１に鋼管杭２０を溶接等の手段により接合する。以上のようにして、鋼管杭２０とコンクリート杭２５とが連結した連結杭構造４４を構成する（図１４と同様）。
【０１００】
このようにして、構成した連結杭構造４４では、前記実施例４と同様に、各杭より比較的大きな圧縮応力や曲げ応力が作用する連結部分で、大きな圧縮応力や曲げ応力に耐えることができる。従って、コンクリート杭のひび割れ抵抗、破壊抵抗を向上させることができる。
【０１０１】
［他の実施例］
【０１０２】
この発明の連結継手の補強鋼材７０、環状凹条７１、環状凸条７２を初めとした他の構成は、実施例４と同様である（図１５〜図１７）。
【０１０３】
【発明の効果】
この発明の連結継手は、鋼管杭の下面外径と略同一の外径を有する上接続部、コンクリート杭の上面の全面に当接できる下接続部を有する形状としたので、鋼管杭とコンクリート杭のそれぞれの肉厚に合わせた連結継手を用いることによって、地上構造物等から作用する鉛直方向の応力を基礎杭全体で一様に伝播させることができる効果がある。これによって、基礎杭の局部的な損傷を防止することができる。
【０１０４】
また、鋼管杭とコンクリート杭のそれぞれの肉厚に合わせた連結継手を用いることによって、施工時において接続した杭を回転して埋設する際に生じるネジレによって接続部が破断することが防止できる効果がある。
【０１０５】
また、一般に、鋼管杭は高価なものであるため、地盤状況を考慮して、コンクリート杭と併用することによってコストが低減され、鋼管杭を水平力が大きく作用する地上付近にのみ設置すれば比較的大きな水平力に対抗することができる。
また、連結継手のリブと杭穴内に充填されたセメントミルク等の充填物とが強固に固結し、基礎構造全体としての強度が増加する。
【０１０６】
また、応力拡散盤を重ねて構成した連結継手又は連結杭構造では、鋼管杭から円盤を通してコンクリート杭に均等に応力を伝搬させることができる。従って、比較的大きく圧縮応力や曲げ応力が連結継手部分に作用した場合であっても、連結継手部分の破壊や、連結継手に当接したコンクリート杭に生じるひび割れや破壊を防止することができる効果がある。
【０１０７】
また、隣接する応力拡散盤及びコンクリート杭の端板は、コンクリート杭のＰＣ鋼棒等の軸方向の鋼材で接合し、あるいは他のボルトで接合したので、連結継手に水平力が作用した際にも、応力拡散盤同士がずれるおそれなく、水平力に耐えることができる。また、応力拡散盤の内面及び／又は外面に補強鋼材を取付け、あるいは応力拡散盤の接合面に凹部や凸部を形成して互いに嵌合させずれ防止手段を形成した場合には、更に水平力に耐えることができる。また、応力拡散盤をボルトで接合した場合には、構築現場の状況に応じた厚さや枚数の応力拡散盤を適宜選択して連結継手を構成できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はこの発明の実施例の連結継手を使用した連結状態を示す端面図であり、（ｂ）は連結前の構成を示す端面図である。
【図２】（ａ）乃至（ｃ）は、夫々この発明の連結継手の平面図及び対応するＡ−Ａ断面図である。
【図３】（ａ）乃至（ｇ）は、この発明の実施に使用するリブの正面図及び対応する底面図である。
【図４】（ａ）乃至（ｂ）は、施工方法を説明する概略した縦断面図である。
【図５】（ａ）はこの発明の他の実施例の連結継手を使用した連結状態を示す端面図であり、（ｂ）は連結前の構成を示す端面図である。
【図６】  この発明の他の実施例で、（ａ）は連結継手を使用した連結状態を示す端面図、（ｂ）は連結継手の平面図である。
【図７】解析実験で使用した解析モデルである。
【図８】同じく解析モデルのリブで、（ａ）は平面図、（ｂ）は解析区分を示す拡大した斜視図である。
【図９】同じく解析結果を示すグラフで、（ａ）は断面１、（ｂ）は断面２のブロック毎の応力伝搬状況を夫々表す。
【図１０】同じく解析結果を示すグラフで、（ａ）は断面３、（ｂ）は断面４のブロック毎の応力伝搬状況を夫々表す。
【図１１】同じく解析結果を示すグラフで、（ａ）は断面５、（ｂ）は断面６のブロック毎の応力伝搬状況を夫々表す。
【図１２】同じく解析結果を示すグラフで、（ａ）は断面７、（ｂ）は断面８のブロック毎の応力伝搬状況を夫々表す。
【図１３】この発明の実施例４で、（ａ）は連結継手の平面図、（ｂ）は連結継手を接合したコンクリート杭の一部を破折した正面図である。
【図１４】同じく鋼管杭とコンクリート杭とを接合した連結杭構造の一部を破折した正面図である。
【図１５】同じく他の連結継手を使用した連結杭構造の概略した図で、（ａ）（ｃ）は横断面図、（ｂ）（ｃ）は縦端面図である。
【図１６】（ａ）（ｂ）は、同じく他の連結継手を使用した連結杭構造の概略した縦端面図である。
【図１７】（ａ）同じく他の連結継手を使用した連結杭構造の概略した縦端面図で、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図１８】この発明の実施例５で、（ａ）は連結継手の平面図、（ｂ）は連結継手を接合したコンクリート杭の一部を破折した正面図である。
【図１９】（ａ）は、図１８（ｂ）のＣ−Ｃ線における断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線における一部拡大断面図である。
【図２０】この発明の実施例４の実験例を説明する概略した縦断面図で、（ａ）は鋼管杭の連結前、（ｂ）は鋼管杭を連結した連結杭構造を表す。
【図２１】応力伝搬を示す概念図（縦断面図）で、（ａ）従来例を、（ｂ）はこの発明の実施例を夫々表す。
【符号の説明】
１  筒状基体
２  上面（筒状基体）
３  下面（筒状基体）
４  内面（筒状基体）
５  外面（筒状基体）
７  円盤
８  上面（円盤）
９  下面（円盤）
１０  内縁（円盤）
１１  リブ（補強部材）
１２  リブの上面
１３  上接続部
１４  下接続部
１６  連結継手
１７  貫通孔
２０  鋼管杭
２１  下面（鋼管杭）
２２  外面（鋼管杭）
２３  内面（鋼管杭）
２４  貫通孔（鋼管杭）
２５  コンクリート杭
２６  上端板（コンクリート杭）
２７  外面（コンクリート杭）
３０  ボルト
３２  透孔（円盤）
３３  ボルト
３５  杭穴掘削ロッド
３８  掘削ヘッド
３９  杭穴
４０  拡大球根部
４４  連結杭構造
４９  円盤の内面
４９ａ  円盤の外面
５０  円盤
５３  円盤の中空部
５４  円盤のねじ孔
５７  連結継手
５９  ＰＣ鋼棒（コンクリート杭）
６０  接続部（ＰＣ鋼棒）
６１  上螺糸部（ＰＣ鋼棒）
６２  中間螺糸部（ＰＣ鋼棒）
６３  鉄筋篭（コンクリート杭）
７０  補強鋼材（連結継手）
７１  環状凹条
７２  環状凸条
７３  環状嵌合部材
７５  ボルト
【図１】
0004771244.tif 000004
【図２】
0004771244.tif 000005
【図３】
0004771244.tif 000006
【図４】
0004771244.tif 000007
【図５】
0004771244.tif 000008
【図６】
0004771244.tif 000009
【図７】
0004771244.tif 000010
【図８】
0004771244.tif 000011
【図９】
0004771244.tif 000012
【図１０】
0004771244.tif 000013
【図１１】
0004771244.tif 000014
【図１２】
0004771244.tif 000015
【図１３】
0004771244.tif 000016
【図１４】
0004771244.tif 000017
【図１５】
0004771244.tif 000018
【図１６】
0004771244.tif 000019
【図１７】
0004771244.tif 000020
【図１８】
0004771244.tif 000021
【図１９】
0004771244.tif 000022
【図２０】
0004771244.tif 000023
【図２１】
0004771244.tif 000024