(57)【要約】【課題】部品点数を減らすと共に製作の手間を省くことができ、接続強度を向上すると共に鋼管杭を容易に接続する。【解決手段】第１鋼管杭１に継ぎ足される第２鋼管杭１１を、長尺円筒状の上杭本体１２と、上杭本体１２の先端際の外面を先端方向に絞り込んだテーパ面１６を有する絞込部１３と、絞込部１３の先端に連設した短尺円筒状の杭接続部１４とを夫々の軸線が合致するように一体形成する。そして第１鋼管杭１の内部に第２鋼管杭１１の杭接続部１４を嵌入して、第１鋼管杭１の上方に第２鋼管杭１１を配置させ、第１鋼管杭１の上端面１５と第２鋼管杭１１のテーパ面１６とによりＶ字溝状の開先部１７を形成し、その溝を埋めるように溶接を行い、第１鋼管杭１と第２鋼管杭１１とを接続する。【選択図】図２
2005076415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺円筒状の杭本体と、
前記杭本体の先端際の外面を先端方向に絞り込んだテーパ面を有する絞込部と、
前記絞込部の先端に連設した短尺円筒状の杭接続部と、
を夫々の軸線が合致するように一体形成してなる鋼管杭。
【請求項２】
絞込部と杭接続部が、杭本体の先端外周面を削り出してなるものである
請求項１に記載の鋼管杭。
【請求項３】
地盤に埋設された第１鋼管杭の上側に、第２鋼管杭を接続するための鋼管杭の接続方法であって、
第２鋼管杭を、請求項１又は請求項２に記載の鋼管杭として、
前記第１鋼管杭の内部に、前記第２鋼管杭の杭接続部を嵌入し、
前記第１鋼管杭の上端面と前記第２鋼管杭のテーパ面とからなる開先部を溶接する、
鋼管杭の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基礎杭として建物地盤に埋設される鋼管杭と、それを用いた鋼管杭の接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基礎杭として建物地盤に埋設される鋼管杭は、支持層の深さや軟弱度等の地盤の諸条件に合わせて、適正な支持力を確保できるように、その杭径や杭長さが決定されている。従って、地盤の諸条件によっては、１０ｍを超えるような長尺の鋼管杭が必要とされることがある。このような場合、取り扱い性を向上させ現場までの搬送作業の手間を軽減するため、予め５〜６ｍ程度に短尺に形成した鋼管杭を用いて、これらを現場で複数本継ぎ足して所要の杭長さを得ることが一般的に行われている。ゆえに、鋼管杭の埋設においては、短尺の鋼管杭を埋設した後に、その鋼管杭の上方に、別の短尺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。
【０００３】
また、地盤の一般的な構造上、建物の基礎杭には、その先端側で鉛直方向の負荷がより強く掛かり、基端側では水平方向の負荷がより強く掛かることが知られている。このような負荷の偏在に対して適正な耐圧を備えた基礎杭を得るため、埋設した鋼管杭の上方に、それよりも肉厚で強度の高い異径の鋼管杭を溶接によって接続することが広く行われている。ここで、「異径」とは、上下杭の内径のみが異なることをいう。通常、上下杭の外径は、打ち込み容易の点から等しく形成される。
【０００４】
かかる鋼管杭の溶接による接続の際には、上下の鋼管杭の軸線方向が精度良く合致することが必要とされるため、埋設した鋼管杭の内部に、その鋼管杭の内径よりも若干小径で幅が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、接合部分の強度が低くなってしまうため、図３の如く、上下の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の間に数個のスペーサＳ，Ｓ・・を挟むことによって所定の間隔だけ離して開先部を形成し、その鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の間で溶接（斜線Ｙ部）が行われる。
【０００５】
また特許文献１に記載された、管内にテーパ面が形成された鋼管杭とテーパ面が形成された嵌合部を有する継手管とを備えた鋼管杭の継手構造のように、簡単に接続できる技術が使用されることもある。
【特許文献１】特開平７−１５０５５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、図３に示す従来の鋼管杭の接続方法においては、別体の内接管を鋼管杭に仮止めしていたため、上下の鋼管杭Ｐ１，Ｐ２の軸線方向の合致調整に手間がかかり、また溶接の間中、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ず、かかる作業が大変面倒であった。また、同方法は、異径の鋼管杭を内接管を介して接続する際には、内接管の形状も鋼管杭の内径に合わせて変えなければならず、接続治具の形状が複雑になっていた。また、特許文献１に記載の継手構造は、溶接するための開先部を形成できず、接合強度が弱くなる問題を有していた。
【０００７】
こうした問題に鑑み、本発明は、別体の内接管等の接続治具を不要にして、部品点数を減らすと共に製作の手間を省くことができ、さらに、接続強度を向上させると共に鋼管杭を容易に接続することができる接続方法を提供することにある。また、そのような接続方法に好適に使用できる鋼管杭を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明による鋼管杭は、長尺円筒状の杭本体と、前記杭本体の先端際の外面を先端方向に絞り込んだテーパ面を有する絞込部と、前記絞込部の先端に連設した短尺円筒状の杭接続部と、を夫々の軸線が合致するように一体形成してなるように構成される。
【０００９】
請求項２の発明による鋼管杭は、絞込部と杭接続部が、杭本体の先端際の外面を削り出してなるように構成される。
【００１０】
請求項３の発明による鋼管杭の接続方法は、地盤に埋設された第１鋼管杭の上側に、第２鋼管杭を接続するための鋼管杭の接続方法であって、第２鋼管杭を、請求項１又は請求項２に記載の鋼管杭として、前記第１鋼管杭の内部に、前記第２鋼管杭の杭接続部を嵌入し、前記第１鋼管杭の上端面と前記第２鋼管杭のテーパ面とからなる開先部を溶接することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、杭本体の先端に絞込部及び杭接続部を一体形成したので、他の鋼管杭に接続する際に、別体の接続治具が不要となり、使用する部品点数を減らすことができる。また杭本体、絞込部及び杭接続部の夫々の軸線が合致するように形成したので、上下の鋼管杭を高い精度で簡単に合致できる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、杭本体の先端際の外面を削り出して絞込部と杭接続部を形成したので、安価かつ容易に製造できる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、第１鋼管杭の上端面と第２鋼管杭のテーパ面とで開先部を形成できるので、別部材で開先部を形成する手間を省くことができ、現場溶接の作業時間を短縮でき、接続作業が容易になる。また開先部の溝を埋めるように溶接することができ、高い接続強度を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る鋼管杭、及びその接続方法の一実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）は、地盤に先に打ち込まれる杭、すなわち第１鋼管杭を示す側面図であり、また同図（ｂ）は、第１鋼管杭に継ぎ足される杭、すなわち第２鋼管杭を示す側面図である。
【００１５】
第１鋼管杭（以下「下杭」とする）１は、下杭本体２、バイト３、螺旋翼４によって、いわゆる羽付き鋼管杭として構成されている。下杭本体２は、鉄によって、外径φＡ１（＝約１６５．４ｍｍ）、内径φＢ１（＝約１５３．４ｍｍ）、長さＬ１（＝約６ｍ）の筒状（筒厚ｔ１＝約６．０ｍｍ）に形成されている。そして、下杭本体２の先端には、鉄製で四角柱状（幅約２０ｍｍ、厚さ約１２ｍｍ）の２つのバイト３，３が取り付けられており（下杭本体２の内壁に溶接されており）、下杭本体２の先端から約２０ｍｍ突出した状態になっている。なお、各バイト３，３の先端は、中央が尖った状態になっている。
【００１６】
また、下杭本体２の先端際の部分には、厚さ約６．０ｍｍの鉄板からなる螺旋翼４が、外径約２６５ｍｍの円形フランジ状に、溶接によって一体的に取り付けられている。そして、螺旋翼４は、下杭本体２の外周を、約１５０ｍｍの間隔で、右向きに（すなわち、上から見た場合に上端から下端にかけて右方向に回転する向きに）、約１周捲回した状態になっている。
【００１７】
次に、第２鋼管杭（以下「上杭」とする）１１は、上杭本体１２と、絞込部１３と杭接続部１４とを、夫々の軸線が合致するように一体形成してなるように構成されている。上杭本体１２は、例えば下杭本体２と同様の鉄によって、外径φＡ２（＝約１６５．４ｍｍ）、内径φＢ２（＝約１４３．４ｍｍ）、長さＬ２（＝約６．０ｍ）の筒状（筒厚ｔ２＝約１１．０ｍｍ）に形成されている。この上杭本体１２は、下杭本体２よりも強度が高くなるように、肉厚に形成されている。以下、上記の下杭１と上杭１１のように、杭の外径が等しく内径が異なることを、「異径」であるとする。
【００１８】
絞込部１３は、上杭本体１２の外面を先端方向に絞り込んだテーパ面１６を有するように、上杭本体１３の先端外面を切削装置等の切削加工手段によって削り出すことにより形成されている。さらに絞込部１３の先端には、短尺円筒状の杭接続部１４が、絞込部１３と同様の切削加工手段による削り出しによって連設されている。杭接続部１４は、その外径φＡ３が第１鋼管杭の内径φＢ１よりも若干小径に、その内径φＢ３が上杭本体１２の内径φＢ２と等しく、筒長さＬ３で形成されている。
【００１９】
また、絞込部１３は、上杭本体１２の先端と杭接続部１４の基端とを連結するように形成されるものであるから、上杭本体１２の外径φＡ２と同一径の円を上面とし、杭接続部１４の外径φＡ２と同一径の円を底面とし、高さｈ（＝約５．０ｍｍ）とする円錐台形となるように形成され、その円錐台形の斜面がテーパ面１６となる。
【００２０】
以下、上記下杭及び上杭１，１１の接続方法について、図にしたがって説明する。図２は、下杭１に上杭１１を接続した状態を示す継手部の拡大断面図である。
【００２１】
回転貫入により地盤に埋設された下杭１の上方に、上杭１１を接続する場合には、その下杭１の内部に上杭１１の杭接続部１４を嵌入（杭接続部１４の外面が下杭１の内面と接合するように嵌入）して、下杭１の上方に上杭１１を配置させる。そのように上杭１１を配置させることで、下杭１の上端面１５と上杭１１のテーパ面１６とにより全周にＶ字溝状の開先部１７が形成される。バーナを用いて、開先部１７の２、３箇所を仮止め溶接し、しかる後に、開先部１７の溝を埋めるように、全周に亘って十分に溶接を行い、下杭１と上杭１１との接続を完了する。
【００２２】
上記の上杭１１のような鋼管杭によれば、上杭本体１２の先端に絞込部１３及び杭接続部１４を一体形成したので、下杭１のような異径の鋼管杭に接続する際に、従来のような別体の接続治具が不要となり、接続作業に使用する部品点数を減らすことができる。また上杭本体１２、絞込部１３及び杭接続部１４の夫々の軸線が合致するように形成したので、下杭１と上杭１１とを高い精度で簡単に合致できる。
【００２３】
また、上杭本体１２の先端際の外面を削り出して絞込部１３及び杭接続部１４を形成したので、上杭本体１２が備えている外径及び内径の同軸度の精度を、絞込部１３及び杭接続部１４にも反映させることができる。したがって、上杭１１を製造する際、上杭本体１２、絞込部１３及び杭接続部１４の夫々の軸線の合致作業を省いて、製造工程を簡素化できる。さらに、この場合には、一般的な切削用工作機械を使用して、簡単かつ安価に製造することができる。
【００２４】
一方、上記の如き下杭１と上杭１１との接続方法によれば、上下杭１，１１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）、非常に容易に接続することができる。また下杭１に対する上杭１１の嵌入操作だけで、下杭１の上端面１５と上杭１１のテーパ面１６とによって開先部１７を形成できるので、別部材で開先部を形成する手間を省くことができ、現場溶接の作業時間を短縮でき、接続作業が容易になる。また開先部の溝を埋めるように溶接することができ、高い接続強度を得ることができる。
【００２５】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成を適宜に変更して実施することも可能である。
（１）本発明に係る鋼管杭は、上杭本体１２、絞込部１３及び杭接続部１４を別体に形成し、夫々の軸線を合致させて構成しても良い。この鋼管杭によっても、従来のような接続治具が不要となり、接続作業に使用する部品点数を減らすことができる。
（２）本発明は、異径の鋼管杭に限らず、同径の鋼管杭同士の接続にも適用可能である。この場合の上杭１１は、例えば、下杭１の内径よりも若干小径に形成した杭接続部１４を別体に形成し、下杭本体２の先端に、別体に形成した絞込部１３を介して連結してなるものが考えられる。この鋼管杭においても、異径の場合の場合と同様の作用効果を得ることができる。
（３）本発明は、回転圧入工法に限らず、打込み工法等の他の基礎杭工法に使用することも可能である。
（４）下杭１は、羽付き鋼管杭に限らず、例えば螺旋翼を取り除いた単なる円筒杭等、打込み工法等の形態の鋼管杭を用いても良い。
（５）上杭１１は、上杭本体１２の外径が下杭本体２と略同一寸法となるものを使用して構成するだけでなく、下杭本体２よりも小径或いは大径のものを使用して構成することもできる。
（６）本発明に係る鋼管杭は、下杭１及び上杭１１の２本に限らず、３本、４本等の複数本の接続方法にも適用することができる。例えば上杭１１の上側に接続する第３鋼管杭を、上杭１１と同様に、長尺円筒状の杭本体と、前記杭本体の先端際の外面を先端方向に絞り込んだテーパ面を有する絞込部と、前記絞込部の先端に連設した短尺円筒状の杭接続部と、を夫々の軸線が合致するように一体形成する。この第３鋼管杭の杭接続部は、上杭１１の内部に嵌入可能に形成されている。そして、この第３鋼管杭を用いた接続は、上杭１１の上方に第３鋼管杭を軸線が合致するように嵌入配置する。そのように配置させることで、上杭１１の上端面と第３鋼管杭のテーパ面とにより全周にＶ字溝状の開先部を形成し、この開先部を溶接して接続を完了する。この場合の第３鋼管杭及び上杭１１の接続方法によっても、下杭１及び上杭１１の接続方法と同様の作用効果を得ることができる。
（７）上杭１１の杭接続部１４を、その先端面が、図１，２のように筒軸線に対して直交面となるように形成するだけでなく、切断等によって、斜面となるように形成しても良い。この場合には、下杭１の内部に上杭１１の杭接続部１４を嵌入し易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る鋼管杭の一実施形態を示す、（ａ）は第１鋼管杭の側面図、（ｂ）は第２鋼管杭の側面図である。
【図２】本発明に係る鋼管杭の接続方法の一実施形態を示す構造説明図である。
【図３】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】
【００２７】
１  第１鋼管杭としての下杭
２  下杭本体
３  バイト
４  螺旋翼
５  上端部
１１  第２鋼管杭としての上杭
１２  上杭本体
１３  絞込部
１４  杭接続部
１６  テーパ面
１７  開先部
【図１】
2005076415.tif 000003
【図２】
2005076415.tif 000004
【図３】
2005076415.tif 000005