(57)【要約】【課題】上記したような従来の鋼管の接続方法が有する問題点を解消し、工事現場での溶接作業が不要で、建造物の基礎の補修工事のように狭く地下水の多い環境下でもきわめて容易にかつ強固に接続することが可能な一組の鋼管からなる鋼管セットを提供する。【解決手段】鋼管セット１は、第一鋼管Ｐ１と第二鋼管Ｐ２とによって構成されている。第一鋼管Ｐ１は、筒状の管本体２の片端縁の内側に、管本体２の内径より小さな外径を有する筒状の内接管３が溶接されており、その内接管３を貫通するように一対のボルト挿通孔５，５が穿設されている。加えて、内接管３の内部であってボルト挿通孔５，５同士を結ぶ直線上には、内周にネジ溝８を螺刻した筒状のナット部材７が固着されている。一方、第二鋼管Ｐ２は、第一鋼管Ｐ１と略同一径を有する筒状に形成されており、片端縁際を貫通するように一対のボルト挿通孔９．９が穿設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の管本体の片端縁の内側に、管本体の内径より小さな外径を有する筒状の内接管を固着し、その内接管を貫通するように一対の第一挿通孔を穿設し、かつ、内接管の内部であって前記第一挿通孔同士を結ぶ直線上に、内周にネジ溝を螺刻した筒状の雌ネジ部材を固着させてなる第一鋼管と、
前記第一鋼管と略同一径を有する筒状に形成されており、片端縁際を貫通するように一対の第二挿通孔を穿設してなる第二鋼管とからなる相互接続可能な鋼管セット。
【請求項２】
筒状に形成された第一鋼管と、その第一鋼管と略同一径を有する筒状に形成された第二鋼管とを接続するための接続構造であって、
前記第一鋼管が、筒状の管本体の片端縁の内側に、管本体の内径より小さな外径を有する筒状の内接管を固着し、その内接管を貫通するように一対の第一挿通孔を穿設し、かつ、内接管の内部であって前記第一挿通孔同士を結ぶ直線上に、内周にネジ溝を螺刻した筒状の雌ネジ部材を固着させたものであるとともに、
前記第二鋼管が、片端際を貫通するように一対の第二挿通孔を穿設したものであり、
前記第一鋼管の内接管の外側に第二鋼管を嵌め込み、第二鋼管に穿設された各第二挿通孔を、第一鋼管の内接管に穿設された各第一挿通孔の外側に重なり合わせた状態で、
外周にネジ溝を螺刻してなる長尺な円柱状のボルト部材を、重なり合った第二鋼管の第二挿通孔および第一鋼管の第一挿通孔の穿設位置において、第一鋼管の内接管および第二鋼管に貫通させ、
ボルト部材のネジ溝を、前記第一鋼管の内接管の内部の雌ネジ部材に螺合させるとともに、ボルト部材の両端際の部分を、前記第二鋼管の各第二挿通孔の内部に挿通させたことを特徴とする鋼管の接続構造。
【請求項３】
ボルト部材の長さが、第二鋼管の外径と略同一になっており、
第一鋼管の内接管および第二鋼管に貫通させたボルト部材の両端の位置が、第二鋼管の外周面と合致していることを特徴とする請求項２に記載の鋼管の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤沈下した建造物の基礎の沈下補修工事等において好適に用いられる鋼管セット、および、その鋼管セットを用いた鋼管の接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地盤沈下（不同沈下）によって傾斜した建造物の基礎の傾きを修正する方法として、図６の如く、傾斜した建造物の基礎Ｂの下側を部分的に掘削し、その坑道部Ｖにおいて、鋼管（あるいは鋼管杭）Ｐを垂直にセットし、その鋼管Ｐの上にジャッキＪを載置し、建造物の荷重を反力として鋼管Ｐを支持層（地盤中の硬い地層）まで圧入して、当該鋼管Ｐを建造物の支持体として安定させた後に、さらに、ジャッキＪを操作して基礎Ｂを押し上げて水平化する方法（所謂、アンダーピニング工法）が知られている（特許文献１）。不同沈下を起こすような建造物の地盤では、支持層（地盤中の硬い地層）が地表から深い所に存在しているので、アンダーピニング工法により沈下補修工事を行う際には、鋼管の先端を支持層へ到達させるために長い鋼管が必要になる。それゆえ、図６（ｂ）の如く、先に地盤中に圧入した鋼管Ｐの上方に、別の鋼管Ｐ’を継ぎ足すことが必要となる。そのように鋼管Ｐ’を継ぎ足す場合には、圧入された鋼管Ｐの上端に、同一径の鋼管Ｐ’を載置し、それらの鋼管Ｐ，Ｐ’の接合部分を溶接によって接続する方法が採用される（溶接部分Ｙ）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８２７４１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したような建造物の基礎の補修工事においては、狭く、かつ、地下水が湧き出して滞留した坑道部内で鋼管を接続する必要があるため、上記したような溶接による鋼管の接続方法では、容易に鋼管の接続作業を進めることができず、作業精度・作業品質を確保することが困難である上、作業効率の向上を図ることもできない。
【０００５】
本発明は、上記建造物の基礎の補修工事における従来の鋼管の接続方法が有する問題点を解消し、工事現場での溶接作業が不要で、建造物の基礎の補修工事のように狭く地下水の滞留した環境下でもきわめて容易にかつ強固に接続することが可能な一組の鋼管からなる鋼管セットを提供することを目的とするものである。また、工事現場での溶接作業を必要とせず、きわめて容易にかつ強固に鋼管同士を接続することができ、建造物の基礎の沈下修正工事にも好適に利用可能な鋼管の接続構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載された発明は、筒状の管本体の片端縁の内側に、管本体の内径より小さな外径を有する筒状の内接管を固着し、その内接管を貫通するように一対の第一挿通孔を穿設し、かつ、内接管の内部であって前記第一挿通孔同士を結ぶ直線上に、内周にネジ溝を螺刻した筒状の雌ネジ部材を固着させてなる第一鋼管と、前記第一鋼管と略同一径を有する筒状に形成されており、片端縁際を貫通するように一対の第二挿通孔を穿設してなる第二鋼管とからなる相互接続可能な鋼管セットである。
【０００７】
請求項２に記載された発明は、筒状に形成された第一鋼管と、その第一鋼管と略同一径を有する筒状に形成された第二鋼管とを接続するための接続構造であって、前記第一鋼管が、筒状の管本体の片端縁の内側に、管本体の内径より小さな外径を有する筒状の内接管を固着し、その内接管を貫通するように一対の第一挿通孔を穿設し、かつ、内接管の内部であって前記第一挿通孔同士を結ぶ直線上に、内周にネジ溝を螺刻した筒状の雌ネジ部材を固着させたものであるとともに、前記第二鋼管が、片端際を貫通するように一対の第二挿通孔を穿設したものであり、前記第一鋼管の内接管の外側に第二鋼管を嵌め込み、第二鋼管に穿設された各第二挿通孔を、第一鋼管の内接管に穿設された各第一挿通孔の外側に重なり合わせた状態で、外周にネジ溝を螺刻してなる長尺な円柱状のボルト部材を、重なり合った第二鋼管の第二挿通孔および第一鋼管の第一挿通孔の穿設位置において、第一鋼管の内接管および第二鋼管に貫通させ、ボルト部材のネジ溝を、前記第一鋼管の内接管の内部の雌ネジ部材に螺合させるとともに、ボルト部材の両端際の部分を、前記第二鋼管の各第二挿通孔の内部に挿通させたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載された発明において、ボルト部材の長さが、第二鋼管の外径と略同一になっており、第一鋼管の内接管および第二鋼管に貫通させたボルト部材の両端の位置が、第二鋼管の外周面と合致していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る鋼管セットは、第一鋼管の内接管に、第二鋼管の下端を外嵌させ、内接管の各第一挿通孔と第二鋼管の各第二挿通孔とを合致させて、片方の第一挿通孔からボルト部材を挿入して、ボルトの先端を雌ネジ部材に螺合させるだけで、第一鋼管と第二鋼管とを接続させることができる。したがって、請求項１に係る鋼管セットによれば、沈下した基礎の補修工事の現場等の限られたスペースにおいても、第一鋼管と第二鋼管とを、溶接を必要とすることなく非常に容易に接続することができる。加えて、請求項１に係る鋼管セットによれば、上方からの荷重（圧縮力）に対して高い耐力を発現するように第一鋼管と第二鋼管とを接続することができる。
【００１０】
請求項２に係る鋼管の接続構造によれば、第一鋼管の内接管に、第二鋼管の下端を外嵌させ、内接管の各第一挿通孔と第二鋼管の各第二挿通孔とを合致させて、片方の第一挿通孔からボルト部材を挿入して、当該ボルト部材の先端を雌ネジ部材に螺合させるだけで、工事現場での溶接を必要とすることなく、第一鋼管と第二鋼管とを、非常に容易に、しかも、上方からの荷重（圧縮力）に対して高い耐力を発現するように接続することが可能となる。
【００１１】
請求項３に係る鋼管の接続方法によれば、接続後に、鋼管の外周から外側へ大きく突出する部分が形成されないため（第一鋼管と第二鋼管とを接続したボルト部材の両端縁が鋼管の外周から外側に突出しないため）、接続後の鋼管を地盤中にスムーズに圧入することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】鋼管セットを示す説明図（正面図）である。
【図２】第一鋼管を示す説明図である（ａは正面図であり、ｂは鉛直断面図（ａにおけるＡ−Ａ線断面図）であり、ｃは平面図である）。
【図３】第二鋼管を示す説明図である（ａは正面図であり、ｂは鉛直断面図（ａにおけるＢ−Ｂ線断面図）であり、ｃは平面図である）。
【図４】ボルト部材を示す説明図である（ａは左側面図であり、ｂは背面図である）。
【図５】第一鋼管と第二鋼管とを接続した状態を示す説明図である（ａは正面図であり、ｂは鉛直断面図（ａにおけるＣ−Ｃ線断面図）であり、ｃは水平断面図（ａにおけるＤ−Ｄ線断面図）である）。
【図６】沈下した建造物の基礎の補修工事の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る鋼管セット、およびそれを用いた鋼管の接続構造の一実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る鋼管セットを示したものであり、鋼管セット１は、内接管３を固着させた第一鋼管Ｐ１と、第二鋼管Ｐ２と、それらの鋼管Ｐ１，Ｐ２を接続させるためのボルト部材１０によって構成されている。
【００１５】
図２は、第一鋼管Ｐ１を示したものであり、第一鋼管Ｐ１の管本体２は、鋼鉄によって、外径（外面の直径）１６５．２ｍｍ、厚さ６．０ｍｍ、長さ７５０ｍｍの円筒状に形成されている。そして、当該管本体２の上端際には、第一鋼管Ｐ１に接続させるための内接管３が固着されている。
【００１６】
内接管３は、鋼鉄によって、外径（外面の直径）１５２．７ｍｍ、厚さ６．０ｍｍ、長さ（高さ）７０．０ｍｍの扁平な円筒状に形成されており、上端縁が、内側から外側にかけて下向きに傾斜したテーパ面４になっている。また、内接管３の高さ方向の略中央には（内接管３の上端から３０ｍｍ下方の位置を中心として）、内接管３の直径方向を貫通するように直径２１．０ｍｍのボルト挿通孔５，５が穿設されている。そして、それらのボルト挿通孔５，５の内の片方の付近には、２つの支持体６，６を利用して、ナット部材７が固着されている。
【００１７】
各支持体６，６は、鋼鉄によって、幅×奥行き×長さ＝１９ｍｍ×１９ｍｍ×４０ｍｍの大きさを有する四角柱状に形成されている。そして、長手方向を鉛直に向けた状態で、溶接によって内接管３の内面に固着されており、約３０ｍｍの距離を隔てて、平行に配置された状態になっている。すなわち、各支持体６，６の長手方向に沿った稜線が、内接管３の内面に当接した状態になっており、それらの稜線の前方側、後方側において、内接管３の内面と支持体６の側面との間に溶接が施されている（溶接部分Ｙ）。また、各支持体６，６の上面、下面と内接管３の内面との間に溶接が施されている。
【００１８】
ナット部材７は、鋼鉄によって、１５ｍｍの厚みを有する扁平な六角柱状に形成されており、軸方向から見ると、一辺の長さが１８ｍｍの正六角形状になっている。そして、中央の貫通孔の外周にネジ溝８が刻設されている。当該ナット部材７は、内接管３の内面に固着（溶接）された２つの支持体６，６に挟持された状態で溶接によって固着されている。すなわち、支持体６，６の背面、および、当該背面と面一になったナット部材７の背面に跨るように溶接が施されているとともに、向かい合った２つの支持体６，６の内面、および、当該内面と隣接したナット部材７の前面との間に溶接が施されている（溶接部分Ｙ）。そして、ナット部材７の貫通孔の方向が、内接管３に穿設された２つのボルト挿通孔５，５を結んだ方向と合致した状態になっている。かかる内接管３は、下端から１０ｍｍ上方までの部分が管本体２の内部に嵌め込まれた状態で、内接管３の下端面と、隣接した管本体２の内面との空間に溶接が施されており、管本体２の上端際に固着された状態になっている。
【００１９】
また、図３は、第二鋼管Ｐ２を示したものであり、第二鋼管Ｐ２は、第一鋼管Ｐ１と同様に、鋼鉄によって、外径（外面の直径）１６５．２ｍｍ、厚さ６．０ｍｍ、長さ７５０ｍｍの円筒状に形成されている。また、第二鋼管Ｐ２の下端際には（第二鋼管Ｐ２の下端から２０ｍｍ上方の位置を中心として）、第二鋼管Ｐ２の直径方向を貫通するように直径２１．０ｍｍのボルト挿通孔９，９が穿設されている。
【００２０】
一方、図４は、ボルト部材１０を示したものであり、ボルト部材１０は、所謂首無しボルトであり、鋼鉄によって直径約２０ｍｍの円柱状に形成されており、第一鋼管Ｐ１、第二鋼管Ｐ２の外径と同じ１６５．２ｍｍの長さを有している。そして、先端際の外周（先端から４５．０ｍｍ内側（基端側）の位置まで）には、ナット部材７のネジ溝８と螺合するネジ溝１１が刻設されている。また、基端面には、幅３．０ｍｍで深さ５．０ｍｍの凹溝１２が形成されている。
【００２１】
＜鋼管セットの接続方法＞
上記鋼管セット１の接続は、主に、地盤沈下した建造物の基礎を補修する工事等の現場において、地盤に鉛直に立て込んだ（ジャッキ等により圧力を加えて押し込んだ）第一鋼管Ｐ１の上部に、第二鋼管Ｐ２を接続して継ぎ足す態様にて実施される。鋼管セット１を接続する場合には、まず、第二鋼管Ｐ２の下端を、地盤に鉛直に圧入した第一鋼管Ｐ１の上端に固着された内接管３に外嵌させる。
【００２２】
しかる後には、第二鋼管Ｐ２を中心軸の周りに回転させて、第一鋼管Ｐ１の内接管３に穿設されたボルト挿通孔５，５の位置と、第二鋼管Ｐ２のボルト挿通孔９，９の位置とを合致させる（内接管３のボルト挿通孔５，５の外側に、第二鋼管Ｐ２のボルト挿通孔９，９を重ね合わせる）。そして、重なり合った内接管３のボルト挿通孔５，５および第二鋼管Ｐ２のボルト挿通孔９，９の内の片方（ナット部材７の非固着側）から、ボルト部材１０の先端を挿入し、ボルト部材１０を回転させることによって、ボルト部材１０の先端（ネジ溝１１の刻設部分）をナット部材７に螺合させる（図５参照）。
【００２３】
ボルト部材１０は、上記の如く、１６５．２ｍｍの長さを有しており、先端から４５．０ｍｍ内側（基端側）の位置までネジ溝１１が刻設されているため、当該ネジ溝１１の刻設部分の長さが、ナット部材７の基端面から内接管３の表層（近い側の表層）よりも６．０ｍｍ長くなっており（すなわち、第二鋼管Ｐ２の厚み分だけ長くなっており）、ネジ溝８を刻設していない部分の長さが、ナット部材１０の基端面から内接管３の表層（遠い側の表層）よりも６．０ｍｍ長くなっている（すなわち、第二鋼管Ｐ２の厚み分だけ長くなっている）。したがって、ボルト部材１０の先端をナット部材７に十分に螺合させると（第二鋼管Ｐ２の外周面までねじ込むと）、ボルト部材１０の先端および基端が、第二鋼管Ｐ２の各ボルト挿通孔９，９の内部を概ね貫通して第二鋼管Ｐ２の外周面（表面）と合致した状態となることによって、第二鋼管Ｐ２が第一鋼管Ｐ１に対して接続された状態となる。そのように接続された第一鋼管Ｐ１と第二鋼管Ｐ２は、上方からの圧縮力に対して高い耐力を発現させる。
【００２４】
＜鋼管セット、鋼管の接続構造の効果＞
鋼管セット１は、上記の如く、筒状の管本体２の片端縁の内側に、管本体２の内径より小さな外径を有する筒状の内接管３を溶接し、その内接管３を貫通するように一対のボルト挿通孔（第一挿通孔）５，５を穿設し、かつ、内接管３の内部であってボルト挿通孔５，５同士を結ぶ直線上に、内周にネジ溝８を螺刻した筒状のナット部材（雌ネジ部材）７を固着させてなる第一鋼管Ｐ１と、当該第一鋼管Ｐ１と略同一径を有する筒状に形成されており、片端縁際を貫通するように一対のボルト挿通孔（第二挿通孔）９．９を穿設してなる第二鋼管Ｐ２とからなるものである。
【００２５】
それゆえ、鋼管セット１は、第一鋼管Ｐ１の内接管３に、第二鋼管Ｐ２の下端を外嵌させ、内接管３の各ボルト挿通孔５，５と第二鋼管Ｐ２の各ボルト挿通孔９，９とを合致させて、片方のボルト挿通孔５からボルト部材１０を挿入して、ボルト部材１０の先端をナット部材７に螺合させるだけで、第一鋼管Ｐ１と第二鋼管Ｐ２とを接続させることができる。したがって、鋼管セット１によれば、不同沈下した基礎の補修工事の現場等の限られたスペースにおいても、第一鋼管Ｐ１と第二鋼管Ｐ２とを、溶接を必要とすることなく非常に容易に接続することができる。加えて、鋼管セット１によれば、上方からの圧縮力に対して高い耐力を発現するように第一鋼管Ｐ１と第二鋼管Ｐ２とを接続することができる。
【００２６】
一方、鋼管セット１を用いた鋼管Ｐ１，Ｐ２の接続構造によれば、第一鋼管Ｐ１と第二鋼管Ｐ２とを、非常に容易に、上方からの圧縮力に対して高い耐力を発現するように接続することが可能となる。また、鋼管セット１を用いた鋼管の接続方法によれば、接続後に、鋼管Ｐ１，Ｐ２の外周から外側へ突出する部分が全く存在しなくなり、平坦な管外周面が形成されるため、接続後の鋼管Ｐ１，Ｐ２を地盤中にスムーズに圧入することが可能となる。
【００２７】
＜変更例＞
なお、本発明に係る鋼管セット、およびそれを用いた鋼管の接続構造の構成は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、第一鋼管、第二鋼管、ボルト部材の形状・構造、材質等の構成を、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することができる。
【００２８】
たとえば、本発明に係る鋼管セットは、上記実施形態の如く、一対の挿通孔を穿設して雌ネジ部材を固着した内接管を固着した第一鋼管と、一対の挿通孔を穿設した第二鋼管とからなるものに限定されず、先に圧入する第一鋼管に一対の挿通孔を穿設し、一対の挿通孔を穿設して雌ネジ部材を固着した内接管を第二鋼管に固着させたものでも良い。加えて、片端縁際に一対の挿通孔を穿設し、他端縁際に内接管（一対の挿通孔を穿設して雌ネジ部材を固着したもの）を固着してなる同一形状の２本以上の鋼管からなるもの（すなわち、どちらの端縁側にも他の鋼管を接続可能としたもの）等にすることも可能である。
【００２９】
また、第一鋼管は、上記実施形態の如く、支持体を介して雌ネジ部材を内接管に固着（溶接）したものに限定されず、雌ネジ部材を直接的に内接管に固着（溶接）したものに変更することも可能である。加えて、支持体を介して雌ネジ部材を内接管に固着（溶接）する場合には、支持体は、上記実施形態の如く、四角柱状のものに限定されず、内接管の内面に接合させる稜線際の部分を内接管の内面と同じ曲率半径の曲面としたもの等に変更することも可能である。
【００３０】
さらに、先に圧入する第一鋼管は、上記実施形態の如く、単純な円筒形状のものに限定されず、先端を槍状に尖らせたものや、掘削用のバイトを先端に付設したもの等に変更することも可能である。
【００３１】
加えて、本発明に係る鋼管セットは、上記実施形態の如く、第一鋼管の内接管および第二鋼管の直径方向を貫通させた１本のボルト部材によって第一鋼管と第二鋼管とを接続するものに限定されず、第一鋼管の直径方向を貫通するように上下に配置させた複数本のボルト部材（たとえば、第一鋼管の内接管および第二鋼管の直径方向を貫通し、かつ、互いに直交する上下２本のボルト部材）によって第一鋼管と第二鋼管とを接続するものや、第一鋼管の内接管および第二鋼管の直径方向以外の方向に貫通させた１本以上のボルト部材によって第一鋼管と第二鋼管とを接続するもの等に変更することも可能である。なお、それらの構成を採用する場合には、貫通させるボルト部材の個数、配置（貫通態様）に応じて、第一鋼管の内接管および第二鋼管に穿設するボルト挿通孔の個数・位置およびナット部材の個数・位置を変更する必要がある。
【００３２】
一方、本発明に係る鋼管の接続構造は、上記実施形態の如く、ボルト部材の両端の位置を第二鋼管の外周面（表面）に合致させたものに限定されず、ボルト部材の両端あるいは片端を第二鋼管の外周面から外部へ突出させたものに変更することも可能であるし、厚肉な鋼管を用いる場合には、ボルト部材の両端あるいは片端を第二鋼管の外周面から内部に没入させることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係る鋼管セットは、上記の如く優れた効果を奏するものであるから、不同沈下した基礎の補修工事の現場等の限られたスペースにおいて相互接続させる２本以上の鋼管として、好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１・・鋼管セット
２・・管本体
３・・内接管
５・・ボルト挿通孔（第一挿通孔）
７・・ナット部材（雌ネジ部材）
８・・ネジ溝
９・・ボルト挿通孔（第二挿通孔）
１０・・ボルト部材
１１・・ネジ溝
Ｐ１・・第一鋼管
Ｐ２・・第二鋼管
Ｙ・・溶接部分
【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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