(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材を略Ｕ字状に折曲げて形成したＵ字状プレートを鋼管杭の頭部外周面に対して該Ｕ字状プレートの開放端部に形成した傾斜面からなる開先部を当接しながら溶接するとともに、前記Ｕ字状プレートの上下端部に座金を固着し、それらの座金に形成した開孔部を介して該Ｕ字状プレートの内部空間に定着用鉄筋のネジ部を挿通して、前記座金を介して上下からナットにより締付け固定することを特徴とする鋼管杭の頭部に対する定着用鉄筋の固定構造。
【請求項２】
板材を略Ｕ字状に折曲げて形成したＵ字状プレートを鋼管杭の頭部外周面に対して該Ｕ字状プレートの開放端部に形成した傾斜面からなる開先部を当接するとともに、その開先部と前記鋼管杭の頭部外周面との間に形成される間隙の両端部を前記Ｕ字状プレートの上下端部に固着される座金に形成したエンドタブ部によって被った状態において溶接し、前記Ｕ字状プレートの内部空間に定着用鉄筋のネジ部を挿通して、前記座金を介して上下からナットにより締付け固定することを特徴とする鋼管杭の頭部に対する定着用鉄筋の固定構造。
【請求項３】
定着用鉄筋を請求項１又は２に記載された固定構造により鋼管杭の頭部外周部に対して固定したことを特徴とする定着用鉄筋付きの鋼管杭。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物を地盤に対して固定するために設置される鋼管杭の頭部に対して定着用鉄筋を固定するための固定技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から地盤に対して構造物を固定させる手法として、鋼管杭を地中に設置して、その頭部に定着用鉄筋を溶接するとともに、その定着用鉄筋を介して構造物の基礎部分を定着させることにより、構造物を地盤に対して固定するという方法が広く知られている。その定着用鉄筋の鋼管杭に対する固定構造としては、鋼管杭の上端部にリングプレートを溶接し、そのリングプレートに対して定着用鉄筋を直角に突合わせ溶接するという手法が開示されている（特許第２７３２２３８号公報）。しかしながら、この定着用鉄筋をリングプレートに直角に突合わせる突合わせ溶接を現場で実施するには、大きな作業負担がかかるだけでなく、良質の溶接精度を維持管理するために相当の技術的困難が伴った。また、前記溶接作業を工場で実施した場合には、鋼管杭の現場への運搬や現場での施工作業において、上端部に定着用鉄筋が突出した状態で鋼管杭を取扱うことになるので、その定着用鉄筋が作業の邪魔になったり、他部との接触によって変形されやすいといった問題があった。
【０００３】
さらに、定着用鉄筋の鋼管杭に対する固定構造として、工場において鋼管杭の頭部に外形が円筒形や六角形のネジ継手等からなるネジ付きカプラを溶接しておき、現場において前記カプラを介して定着用鉄筋を締付け固定するカプラ方式が知られている。また、そのカプラ方式の改良形として、工場において鋼管杭の頭部に鋼管を溶接しておき、現場において前記鋼管に対してネジフシ鉄筋からなる定着用鉄筋を挿通して上下からナットにより締付け固定する手法も開示されている（特開平１１−２４７１８４号公報）。しかしながら、これらの従来の手法は、鋼管杭の外周部に対して円筒形や六角形のネジ付きカプラあるいは鋼管を溶接することから、その溶接部は、円弧面と円弧面あるいは平面との組合せになる。したがって、溶接部のルート部に向って開先角度が急に小さくなり、ルート部への的確な溶け込みが期待できない、いわゆるフレアグルーブ溶接となるため、溶接強度に問題があった。そのため、すみ肉溶接と同様の許容応力度を採用して、のど厚を大きくとったり、カプラないし鋼管の長さを大きくするなどの対応策をとる必要があった。また、ネジ付きカプラの場合には、ネジを形成するためコスト高になりやすく、他方、鋼管として市販のものを用いる場合には、材質や寸法による制約が加わるため無駄のない最適のものを選定することは困難であった。したがって、従来の手法は、溶接にかかる作業時間や部材コストの増大を招来して、施工コストを押上げるといった問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来技術の問題点を解決するために開発したもので、簡便な手法により鋼管杭の外周部に対する溶接強度を改善し得るとともに、施工コストの削減にも有効な定着用鉄筋の鋼管杭の頭部に対する固定技術を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、板材を略Ｕ字状に折曲げてＵ字状プレートを形成するとともに、そのＵ字状プレートの開放端部に傾斜面からなる開先部を形成して鋼管杭の頭部外周面との間の開先角度を大きくとるという技術手段を共通に採用した。本発明においては、以上のように板材から折曲げて形成したＵ字状プレートを用いるという技術手段を採用したので、従来の円筒形や六角形のネジ付きカプラや鋼管を用いる場合と異なり素材の寸法に拘束されないから、市販のものから選定し得る自由度が大きく、溶接性などを考慮して、溶接強度やプレート自体として必要な強度を充足し得る無駄のないコストの安い最適の素材を容易に選定することができる。また、Ｕ字状プレートの開放端部に傾斜面からなる開先部を形成したので、鋼管杭の頭部外周面との間に大きな開先角度を容易にとることができる。したがって、従来のネジ付きカプラや鋼管の場合のように溶接部のルート部に向って開先角度が急に小さくなってルート部への的確な溶け込みが期待できないフレアグルーブ溶接になることは回避されることから、溶け込みのよい良質の溶接状態が簡便に得られる。したがって、Ｕ字状プレートとしての全長を従来より縮小することも可能であり、材料費の削減や溶接作業にかかる所要時間を短縮して施工コストを削減することも可能である。
【０００６】
しかも、前記鋼管杭の頭部外周面に対するＵ字状プレートの溶接時におけるセットの仕方に関して、請求項１の発明では、Ｕ字状プレートの開放端部に形成した傾斜面からなる開先部を鋼管杭の頭部外周面に対して当接しながら溶接するとともに、前記Ｕ字状プレートの上下端部に座金を固着して、それらの座金に形成した開孔部を介して該Ｕ字状プレートの内部空間に定着用鉄筋のネジ部を挿通した状態で、前記座金を介して上下からナットにより締付け固定するように構成したので、傾斜面からなる開先部による上述の溶接上の効果と共に、座金に形成した開孔部によって定着用鉄筋の正確な位置決めや設置方向も簡便に確保できるという効果を実現することが可能である。また、請求項２の発明では、前記Ｕ字状プレートの開放端部に形成した開先部と前記鋼管杭の頭部外周面との間に形成される間隙の両端部を前記Ｕ字状プレートの上下端部に固着される座金に形成したエンドタブ部によって被った状態において溶接するようにしたので、傾斜面からなる開先部による上述の溶接上の効果と共に、その溶接の始端部や終端部で生じやすい溶接欠陥を的確に予防することができ、所期の溶接強度を簡便に確保することができる。さらに、請求項３の発明の定着用鉄筋付きの鋼管杭では、それらの請求項１又は２の定着用鉄筋の固定構造を採用したので、同様の効果が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、鋼管杭であれば構造物に応じて使用される各種の大きさのものに広く適用可能である。また、前記定着用鉄筋に関しては、少なくとも端部に前記Ｕ字状プレートの内部空間に挿通して上下からナットにより締付け可能なネジ部が形成されているものであれば、ネジフシ鉄筋や各種の異形鉄筋あるいは丸鋼からなる鉄筋など、各種の鉄筋を用いることができる。鋼管杭の頭部外周部に対するＵ字状プレートの取付け高さは、そのＵ字状プレートの上端部を鋼管杭の上端部に合わせてもよいし、上方に一部を突出させてもよく、以下の実施例のように若干下方に引込めてもよい。また、前記開先部に裏当て部を設ける場合には、Ｕ字状プレートに一体的に形成してもよいし、別部材を付設するようにしてもよい。さらに、上述のように、Ｕ字状プレートの上下面に固着する座金の開孔部に定着用鉄筋を挿通することにより、定着用鉄筋の正確な位置決めや設置状態を簡便に保持できる。なお、前記開先部を構成する傾斜面は必ずしも厳格な平面に限られず、多少の湾曲は構わない。その傾斜角度に関しては、鋼管杭の外周面の具体的な曲率などに応じて適度の角度を選定する。
【０００８】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例に関して説明する。図１は本発明の一実施例の適用状態を示した部分拡大図である。図中、１は鋼管杭であり、本実施例では、この鋼管杭１の上端部から若干引込めた高さにＵ字状プレート２を溶接している。なお、このＵ字状プレート２は、鋼管杭１の外周部に所定の間隔で適宜数設置される。３は溶接部を示したもので、後述のように、Ｕ字状プレート２の開放端部に形成した傾斜面からなる開先部に溶接した状態を示したものである。また、本実施例では、Ｕ字状プレート２の上下部に座金４，５を固着し、その座金４，５の開孔部を介してＵ字状プレート２の内部空間にネジフシ鉄筋からなる定着用鉄筋６を挿通して上下からナット７，８により締付け固定するように構成している。
【０００９】
図２はＵ字状プレートに関する第１実施例を示した平面図であり、図３はその製造方法を示した概略説明図である。本実施例に係るＵ字状プレート２は、図３に示したように、両端部を傾斜面とした板材９を反力治具１０に押し当てて略Ｕ字状に折曲げることにより簡単に製造でき、その開放端部には傾斜面からなる開先部１１，１２が形成される。これらの開先部１１，１２によって、ルート部に向って開先角度が急に小さくなるフレアグルーブ溶接は回避されるので、溶け込みのよい良質の溶接状態が簡便に得られる。なお、Ｕ字状プレート２の内部空間１３に前記定着用鉄筋６が挿通されることになる。
【００１０】
図４はＵ字状プレートに関する第２実施例を示した平面図である。本実施例は前記第１実施例の変形例で、Ｕ字状プレート１４の開放端部に開先部１５，１６を形成するとともに、それらの開先部１５，１６に続けて裏当て部１７，１８を一体的に折曲げ形成したものである。また、図５はＵ字状プレートに関する第３実施例を示した平面図であり、本実施例は、Ｕ字状プレート１９の開放端部に形成した開先部２０，２１部分に別体の裏当て部２２，２３を溶接した場合を示したものである。
【００１１】
図６はＵ字状プレートに関する第４実施例を示した平面図である。本実施例は、Ｕ字状プレート２４の内面形状を内部空間２５に挿通される定着用鉄筋の設置方向を保持し得るように円弧状に形成し、その開放端部を折曲げてそれぞれの端部に傾斜面からなる開先部２６，２７を形成した場合を示したものである。
【００１２】
図７及び図８は座金に関する実施例を示したもので、図７は平面図、図８は正面図である。なお、本実施例では、前記第１実施例にかかるＵ字状プレート２に適用した場合に関して例示するが、他のＵ字状プレートにも適用可能である。図示のように、本実施例に係る座金２８，２９は、外形が円形に形成され、それぞれの中央部に前記定着用鉄筋６挿通用の開孔部３０，３１が形成されいる。これらの座金２８，２９は、Ｕ字状プレート２の上下に溶接され、それぞれの開孔部３０，３１に前記定着用鉄筋６を挿通して前記ナット７，８により上下から締付け固定することになる。したがって、定着用鉄筋６は開孔部３０，３１により位置決めされるので、正確な位置決めや設置方向を簡便に確保することができる。
【００１３】
図９〜図１１は座金に関する他の実施例を示したもので、図９は平面図、図１０は正面図、図１１は左側面図である。本実施例に係る座金３２は、それぞれのＵ字状プレートの上面を完全に被う平面形状を有しており、前記各開先部の両端部を被うようにエンドタブ部３３，３４が折曲げ形成されている。すなわち、本実施例に係る座金３２では、その座金３２に形成したエンドタブ部３３，３４によって前記各実施例のＵ字状プレートの開放端部に形成した開先部と前記鋼管杭１の頭部外周面との間に形成される間隙の両端部を被った状態において溶接するようにしたので、その溶接の始端部や終端部で生じやすい溶接欠陥を的確に予防して所期の溶接強度を確保することができる。したがって、この座金３２をＵ字状プレートの上下に溶接すれば、開孔部３５による定着用鉄筋６の位置決め機能のほかに、エンドタブ部３３，３４による溶接時のエンドタブ機能を同時に得ることができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は、以上の構成に基づいて次の効果を得ることができる。
（１）板材から折曲げて形成したＵ字状プレートを用いるという技術手段を採用したので、従来の円筒形や六角形のネジ付きカプラや鋼管を用いる場合と異なり素材の寸法に拘束されないから、市販のものから選定し得る自由度が大きく、溶接性などを考慮して、溶接強度やプレート自体として必要な強度を充足し得る無駄のないコストの安い最適の素材を容易に選定することができる。
（２）また、Ｕ字状プレートの開放端部に傾斜面からなる開先部を形成したので、鋼管杭の頭部外周面との間に大きな開先角度を容易にとることができ、フレアグルーブ溶接になることを回避できるので、ルート部に対する溶け込みのよい良質の溶接状態が簡便に得られる。
（３）しかも、請求項１の発明では、Ｕ字状プレートの上下端部に座金を固着して、それらの座金に形成した開孔部を介して該Ｕ字状プレートの内部空間に定着用鉄筋のネジ部を挿通した状態で、前記座金を介して上下からナットにより締付け固定するように構成したので、傾斜面からなる開先部による上述の溶接上の効果と共に、座金に形成した開孔部によって定着用鉄筋の正確な位置決めや設置方向が簡便に確保され、その定着用鉄筋の垂直度も簡便に確保できるという効果をも実現できる。
（４）同様に、請求項２の発明では、Ｕ字状プレートの上下端部に固着される座金に形成したエンドタブ部によってＵ字状プレートの開放端部に形成した開先部と鋼管杭の頭部外周面との間に形成される間隙の両端部を被った状態において溶接するように構成したので、傾斜面からなる開先部による上述の溶接上の効果と共に、その溶接の始端部や終端部で生じやすい溶接欠陥を的確に予防して所期の溶接強度を確保することができ、溶接状態の維持管理が更に容易になるという効果をも実現できる。
（５）請求項３の発明では、請求項１又は２の定着用鉄筋の固定構造を採用しているので、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例の適用状態を示した部分拡大図である。
【図２】  Ｕ字状プレートに関する第１実施例を示した平面図である。
【図３】  同実施例の製造方法を示した概略説明図である。
【図４】  Ｕ字状プレートに関する第２実施例を示した平面図である。
【図５】  Ｕ字状プレートに関する第３実施例を示した平面図である。
【図６】  Ｕ字状プレートに関する第４実施例を示した平面図である。
【図７】  座金に関する実施例を示した平面図である。
【図８】  同実施例を示した正面図である。
【図９】  座金に関する他の実施例を示した平面図である。
【図１０】  同実施例を示した正面図である。
【図１１】  同実施例を示した側面図である。
【符号の説明】
１…鋼管杭、２…Ｕ字状プレート、３…溶接部、４，５…座金、６…定着用鉄筋、７，８…ナット、９…板材、１０…反力治具、１１，１２…開先部、１３…内部空間、１４…Ｕ字状プレート、１５，１６…開先部、１７，１８…裏当て部、１９…Ｕ字状プレート、２０，２１…開先部、２２，２３…裏当て部、２４…Ｕ字状プレート、２５…内部空間、２６，２７…開先部、２８，２９…座金、３０，３１…開孔部、３２…座金、３３，３４…エンドタブ部、３５…開孔部
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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