(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端板と円筒側板とよりなる継手部材を端部に固着してなる一対の杭を相互に接続する杭の接続方法であって、下方の杭の前記継手部材の周りに複数のガイド片を起立突設させてガイド治具を取り付け、上方の杭の下端部を前記ガイド片間に挿入し下方の杭と上方の杭との軸芯を合致させるとともに、一方の杭の継手部材の端板の外面に設けた単数のガイドピンを他方の杭の継手部材の端板の外面に設けた単数のピン穴あるいは複数のピン穴のうちのいずれか一つのピン穴に挿入して嵌合することにより、両方の杭の継手部材の円筒側板に設けられたネジ穴を軸方向に一致させて接続することを特徴とする杭の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートパイル等の杭を長手方向に接続する際の作業を容易に実施し得るように構成した杭の接続方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
杭基礎に用いるコンクリート杭は長手方向の両端に鋼製の端板が設けられており、杭どうしを接続する場合には、既に打ち込まれた杭の端板に新たな杭の端板を当接させて外周を溶接するのが一般的である。しかし、前記溶接作業は所謂横向き姿勢の溶接であり高度な技能が要求されるという問題や、杭基礎の施工現場は屋外であるのが一般であり、工程の進捗が天候の影響を受けざるを得ないという問題がある。
【０００３】
そこで溶接によることなく杭を接続することで上記問題を解決する技術が提案されている。例えば実開平6-87430 号公報に開示された技術は、接続すべき杭の端部近傍の外周に１条或いは多数条の円環溝を設け、この円環溝に嵌合する円環突条を内径に有し外径に円錐テーパを付し円周を２つ割りした円筒状の内リングを両方の杭に跨がって杭に外嵌し、内径に前記内リングの外径に外嵌する内径円錐テーパを持つ円筒形状の外リングを前記内リングに嵌め、杭軸方向に内リング上を摺動させて該内リングを締め付けるようにしたものである。
【０００４】
上記技術では、外リングを杭の軸方向に摺動移動させたとき、該リングのテーパが内リングのテーパに圧接することにより内リングを締め付け、杭を溶接することなく接続することが出来る。このため、天候の影響を受けることなく杭の接続作業を実施することが出来、且つ作業時間を短縮することが出来る。
【０００５】
しかし、上記技術では、杭を接続する際に、既に打ち込まれた杭に外リングを挿通する作業、当接させた杭の端板に２個の内リングを外嵌させて保持する作業、保持された内リングに外嵌された外リングを軸方向に摺動移動させる作業等の作業が必要となる。これらの作業は全て作業員が行うこととなるが、１人の作業員が全ての作業を行うことは出来ず、狭い場所に数人の作業員が交錯して作業を行うこととなり作業が煩雑化するという問題や、内リング及び外リング等の重量物を扱うため作業員に負担を強いることとなるという問題がある。
【０００６】
また、外リングは、内リングに外嵌された後、軸方向に摺動移動するため、内面に形成されたテーパ部の小径側は少なくとも杭の外径よりも充分に大きい径を有することが必要である。即ち、外リングは杭の外周から大きく突出することとなり、該杭を打ち込む際の抵抗となるという問題がある。更に、外リングに上方から何らかの力が作用した場合に、該外リングが外れてしまう虞もある。また予め外リングを下杭の周りに挿入する際に、外リングの内周面に設けられたテーパの傾きを間違えて挿入させてしまうという問題もあった。この場合には外リングの差し直し等をしなければならないので、その作業が大変になるという問題があった。
【０００７】
本件出願人等は、上記各問題を解決して天候の影響を受けることなく作業を実施することが出来、且つ作業員の負担を軽減させて作業性の向上をはかることが出来る杭の継手構造を開発して特許出願している（特願平１０−１２１４６７号）。しかし、この技術であっても未だ完全なものではなく、既に打ち込まれた杭に新たな杭を接続する際に、両者の継手部材に形成されたネジ穴を軸方向に正確に一致させるのが容易ではないという問題、即ち、新たな杭を吊り下げた状態で微妙に回転させつつ、両杭の周方向の位置合わせを行わなければならないという問題が生じている。
【０００８】
そこで本件特許出願人等は前述の継手構造をより発展させて、一対の杭の位置合わせを容易に行うことが出来る杭の継手構造として次の技術を既に開発し、特許出願をしている（特開平１０−２９８９７８号）。
【０００９】
この特許出願に係る杭の継手構造は、杭の断面形状と対応した形状を有する端板と該端板の内面側の所定位置に突設され所定の肉厚を持った円筒側板とからなり、前記端板の外周面に円筒側板を突設した内面側から端面側に向かって径が拡大するテーパ部を形成すると共に外面の少なくとも２か所にガイドピンを嵌合させるピン穴を形成し更に前記円筒側板に所定のピッチで且つピン穴の位置と対応させて複数のネジ穴を形成した継手部材を端部に固着した一対の杭と、前記継手部材の端板の外周を複数に分割した円弧状に形成され内面に継手部材の端板外周に形成したテーパ部と略等しい一対のテーパ部を対向して形成すると共に該テーパ部の近傍であって円筒側板に形成したネジ穴と等しいピッチで複数のボルト穴を形成した接続部材とを有し、前記一対の杭の継手部材を対向させ、一方の継手部材のピン穴に嵌合させたガイドピンを他方の継手部材のピン穴に嵌合させると共に継手部材の外周に複数の接続部材を配置し、該接続部材のボルト穴にボルトを挿通して継手部材の円筒側板に形成されたネジ穴に締結したものである。
【００１０】
上記継手構造では、端板の内面側の所定位置に所定の厚さを持った円筒側板を突設してなり、端板の外周には端面側に向かって径が拡大するテーパ部を形成すると共に外面の少なくとも２か所にピン穴を形成し、円筒側板には所定のピッチで且つピン穴の位置と対応させて複数のネジ穴を形成した継手部材を端部に固着して杭を構成し、一対の杭を互いに継手部材を対向させ、一方の継手部材のピン穴に嵌合させたガイドピンに他方の継手部材のピン穴に嵌合させることで、一対の杭を互いに位置合わせした状態で連結することが出来る。
【００１１】
そして、一対の杭をガイドピンを介して接続したとき両者のボルト穴が互いに軸方向に一致するように、ピン穴の位置とネジ穴の位置を対応させて形成することで、一対の杭を連結すると同時に両者のネジ穴を軸方向に一致させることが出来る。従って、端板の外周に複数の接続部材を当接させて該部材に形成したボルト穴にボルトを挿通すると共に継手部材に形成したネジ穴に締結することで既に打ち込まれた杭に新たな杭を接続することが出来るようにした構造である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、本件特許出願人等が開発した前述の特開平１０−２９８９７８号公報に示す技術に於いては、一対の杭の夫々の端板の外面の少なくとも２ケ所にピン穴を形成し、かつこれ等の複数のピン穴に嵌合させることが出来る複数のガイドピンを用意し、これ等を相互に組み合わせることによって、一対の杭の軸芯を合致させると同時に、両方の杭の継手部材のネジ穴を軸方向に一致させていた。
【００１３】
従って、前述の技術を実現するためには、夫々の杭の端板の外面に複数のピン穴を穿設し、かつこれ等のピン穴に嵌合することが出来る複数のガイドピンを用意し、かつこれ等のピン穴とガイドピンとを相互に正確に組み合わせなければならないので、資材費が嵩むと共に、これ等の複数のピン穴とガイドピンとを正確に嵌合させる作業が繁雑である等の問題があった。
【００１４】
本発明に係る杭の接続方法は、前述の問題点に鑑み開発された全く新しい技術であって、特に緊結リングの上縁に沿って複数のガイド片を起立突設したガイド治具を用いることによって、相互に接合する一対の杭の軸芯を合致させ、かつ一方の杭の端板の外面に設けられた単数のガイドピンと他方の杭の端板に設けられた単数或いは複数のピン穴とを合致嵌合させることによって、両方の杭の継手部の円筒側板に設けられたネジ穴を軸方向に一致させるようにした全く新しい杭の接続方法の技術を提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る杭の接続方法は、端板と円筒側板とよりなる継手部材を端部に固着してなる一対の杭相互に接続する杭の接続方法であって、下方の杭の前記継手部材の周りに複数のガイド片を起立突設させてガイド治具を取り付け、上方の杭の下端部を前記ガイド片間に挿入し下方の杭と上方の杭との軸芯を合致させるとともに、一方の杭の継手部材の端板の外面に設けた単数のガイドピンを他方の杭の継手部材の端板の外面に設けた単数のピン穴あるいは複数のピン穴のうちのいずれか一つのピン穴に挿入して嵌合することにより、両方の杭の継手部材の円筒側板に設けられたネジ穴を軸方向に一致させて接続することを特徴とする杭の接続方法である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係る杭の接続方法の一実施例を図により具体的に説明すると、図１は本発明に係る杭の接続方法に用いられるガイド治具と一対の杭端部を示す簡略斜視説明図、図２は図１のガイド治具を用いて杭の接続方法の工程を示す説明図である。
【００１７】
また、図３は一対の杭を接続した状態の要部の斜視図、図４は継手構造を説明する軸方向の断面拡大説明図、図５は継手部材とガイドピンとの関係を部分的に示す縦断面説明図である。
【００１８】
図１〜図５に於いて、杭Ａは予め設定された長さと径を持ったコンクリートパイルとして形成されている。この杭Ａは、型枠に於ける該杭Ａの両端部に対応する位置に継手部材Ｂを配置すると共に張力を付与した図示しないＰＣ棒材を配置し、更に、型枠にコンクリートを打設して硬化させることで、コンクリート本体１の両端部に継手部材Ｂを固着して製造されている。
【００１９】
継手部材Ｂは、端板２と円筒側板３及びスカート８とによって構成されている。端板２は、予め設定された肉厚と、杭Ａの断面形状に対応する形状を持って形成されている。コンクリート本体１が所定の肉厚を持ったリング状である場合、端板２も同様に所定の厚さを持ったリング状に形成されている。端板２の外周面には予め設定された角度を持ったテーパ部２ａが形成されている。このテーパ部２ａは端板２の外周面から内面２ｂ側にかけて形成されている。
【００２０】
端板２の内面２ｂの所定の位置に円筒側板３が形成されている。円筒側板３は予め設定された肉厚を有する円筒状の部材によって構成されており、この部材を端板２の内面２ｂに溶接することで円筒側板３が形成されている。即ち、端板２と円筒側板３は異なる材料を溶接して一体化して構成することで継手部材Ｂを形成している。しかし、継手部材Ｂに於ける端板２と円筒側板３は大型の鋼材を機械加工することで削り出して形成しても良いことは当然である。
【００２１】
端板２の外面２ｃにはガイドピン４を嵌合させるピン穴５が一個所或いは複数個所に形成されている。これらのガイドピン４及びピン穴５は、対向させた一対の杭Ａを軸方向に連結するに際し、両杭Ａの円筒側板３に形成されたネジ穴６の位置を軸方向に一致させるように位置合わせする機能を有するものである。前記実施例に於いては、ピン穴５を一個所に設けたが、ピン穴５は複数個所に設けることも可能である。その場合には、例えば従来の如く、等分された３個所に設けることが出来る。
【００２２】
このため、ピン穴５の形成位置、即ち、杭Ａの軸心を中心とするピン穴５とネジ穴６の位置関係はネジ穴６の数や形成位置（円周方向の角度）に対応して予め設定されている。このピン穴５は単数或いは複数個形成すれば良い。複数のネジ穴６が等角度で形成されていない場合には、適宜の位置にピン穴５を形成することが好ましい。
【００２３】
ガイドピン４の直径や長さは特に限定するものではない。しかし、既に打ち込まれた杭Ａに新たな杭Ａを接続するに際し、端板２のピン穴５に嵌合させたガイドピン４に新たな杭Ａを嵌合させる際に、該ピン４が簡単に曲がったり折れたりすることは好ましいことではない。従って、充分な曲げ強度と剪断強度を有することが必要である。本実施例では、ガイドピン４の直径を約16mm，長さを約13mmに設定し、両端部にテーパ４ａを設けている。
【００２４】
円筒側板３には単数のネジ穴６が形成されている。ネジ穴６は設計段階で設定された条件を満足し得る仕様に基づいて形成されている。即ち、地耐力や水平荷重或いは引張力等の設計条件を満足し得るようにネジ穴６の径及び数が設定される。そして設定されたネジ径から円筒側板３の肉厚が設定される。従って、ネジ穴６の径や数、円筒側板３の肉厚等は一義的に設定されるものではなく、地盤に応じて変化する仕様に基づいて設定される。特に、円筒側板３の肉厚が端板２の仕様に関わらず、ネジ穴６の仕様に基づいて設定されるため、不必要な肉厚となることがなく、合理的な重量に設定することが可能である。
【００２５】
円筒側板３の内周面側であってネジ穴６に対応する位置には、該ネジ穴６を閉塞するための閉塞部材となる盲プレート７が溶接されている。この盲プレート７は杭Ａを製造する際に、継手部材Ｂに充填されるモルタルがネジ穴６に浸入することを防止するためのものであり、個々のネジ穴６を閉塞し得るような径を持った円板状の部材であっても良く、また、全てのネジ穴６を閉塞し得るようなリング状の部材であっても良い。これ等のネジ穴６に着脱自在に螺合し得るネジでも良い。
【００２６】
本実施例に於いて、円筒側板３の杭本体側の外周には薄肉パイプからなるスカート８が溶接されており、このスカート８によって杭Ａのコンクリート本体１の端部に於ける外径を規定している。
【００２７】
接続部材Ｃは、継手部材Ｂの端板２を対向させて長手方向に接合した一対の杭Ａの継手部材Ｂの外周に配置されてこれらを接続するものであり、所定数の接続片９によって構成されている。この接続片９は、継手部材Ｂに於ける端板２の外周を所定数に分割した円弧状に形成されている。かつその内面には端板２のテーパー部２ａに対応したテーパー部９ａが設けられている。
【００２８】
接続片９の内周面は、一対の継手部材Ｂを当接させたとき、２枚の端板２の外周面に構成される一対のテーパ２ａを含んで形成される台形形状と等しい形状に形成されている。
【００２９】
また接続片９には、継手部材Ｂの円筒側板３に形成されたネジ穴６の円周方向のピッチと等しいピッチで、且つ端板２の当接面から継手部材Ｂに於ける軸方向の距離の２倍のピッチで複数のボルト穴10が形成されている。ボルト穴10であって接続片９の外周面側には、所定の深さを持った座ぐり部10ａが形成されており、ネジ穴６に六角ボルト11を螺合することによって接続片９と継手部材Ｂが定着されるように構成されている。
【００３０】
接続部材Ｃに於ける接続片９の数（継手部材Ｂの端板２の外周の分割数）は特に限定するものではない。即ち、作業性を考慮するためには、個々の接続片９の重量が過大になることは好ましいことではない。従って、接続片９の取り扱いの容易さを考慮して適度な重量となるように適宜設定することが好ましい。
【００３１】
次に本発明に係る杭の接続方法の作業手順について説明する。
【００３２】
先ず、本発明の接続方法を実施するに当たっては、図１及び図２に示すようなガイド治具１４を使用する。このガイド治具１４は、杭Ａの継手部材Ｂの周りに巻き付けて緊結し得る緊結リング１５と、この緊結リング１５の上縁に沿って起立突設した複数のガイド片１６とより形成されている。これ等のガイド片１６の上端部１６ａは緊結リング１５の軸芯方向に傾斜しており、これ等の複数のガイド片１６によって囲まれた空間に杭Ａの端部をガイドし得るように構成されている。
【００３３】
図２に示す如く、下方の杭Ａの継手部材Ｂの周りに緊結リング１５を巻き付けてガイド治具１４を取り付け、この状態でクレーン等によって吊り上げられた上方の杭Ａの下端部をガイド治具１４の複数のガイド片１６間に挿入し、下方の杭Ａと上方の杭Ａとの軸芯を合致させる。
【００３４】
かつ、同時に下方の杭Ａの端板２の外面２ｃのピン穴５に嵌入されて起立突設されたガイドピン４を、上方の杭Ａの端板２の外面２ｃに設けられたピン穴５内に嵌入して、両方の杭Ａの継手部材Ｂの円筒側板３に設けられたネジ穴６を軸方向に一致させることが出来る。その後でガイド治具１４を下方の杭Ａの継手部材Ｂより取り外す。
【００３５】
上記状態で接続片９を継手部材Ｂの周囲に配置し、接続片９のボルト穴10にワッシャー12を装着すると共に六角ボルト11を挿通して継手部材Ｂのネジ穴６に螺合する。この作業を順に行って、継手部材Ｂの周囲を所定数の接続片９によって接続することで、既に打ち込まれた下方の杭Ａに新たな上方の杭Ａを接続することが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明に係る杭の接続方法は、前述の如く、端板と円筒側板とよりなる継手部材を端部に固着してなる一対の杭相互に接続する杭の接続方法であって、下方の杭の前記継手部材の周りに複数のガイド片を起立突設させてガイド治具を取り付け、上方の杭の下端部を前記ガイド片間に挿入し下方の杭と上方の杭との軸芯を合致させるとともに、一方の杭の継手部材の端板の外面に設けた単数のガイドピンを他方の杭の継手部材の端板の外面に設けた単数のピン穴あるいは複数のピン穴のうちのいずれか一つのピン穴に挿入して嵌合することにより、両方の杭の継手部材の円筒側板に設けられたネジ穴を軸方向に一致させて接続することにより、両方の杭の継手部材の円筒側板に設けられたネジ穴を軸方向に一致させて接続する。
【００３７】
これによって、下方の杭と上方の杭との軸芯を合致させるとともに、両方の杭の継手部材の円筒側板に設けられたネジ穴を軸方向に一致させることが出来るので、構造が極めて簡単であると共に資材費を節減することが出来、かつ両方の杭の接合作業を容易にすることが出来る。
【００３８】
また、前記ガイド片の上端部は緊結リングの軸芯方向に傾斜しており、複数の前記ガイド片によって囲まれた空間に杭の端部をガイドし得るように構成されている。これによって、上下両方の杭の軸芯を自動的に合致させることが出来、更に接合作業を容易にすることが出来る。
【００３９】
従って、前述の単数のガイドピンと単数或いは複数のピン穴を組み合わせると共に、前記ガイド治具を使用することによって、現場に於ける杭の接続作業を極めて容易にして、作業能率を高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る杭の接続方法に用いるガイド治具と一対の杭の端部とを示す簡略斜視説明図である。
【図２】  図１のガイド治具を用いて杭の接続方法の工程を示す説明図である。
【図３】  一対の杭を接続した状態の要部の斜視図である。
【図４】  継手構造を説明する軸方向の断面拡大説明図である。
【図５】  継手部材とガイドピンとの関係を部分的に示す縦断面説明図である。
【符号の説明】
Ａ 杭
Ｂ 継手部材
Ｃ 接続部材
１ コンクリート本体
２ 端板
２ａ テーパ部
２ｂ 内面
２ｃ 外面
２ｄ 開先溝
３ 円筒側板
３ａ テーパ部
３ｂ フランジ
４ ガイドピン
４ａ テーパ
５ ピン穴
６ ネジ穴
７ 盲プレート
８ スカート
９ 接続片
９ａ テーパ部
10 ボルト穴
10ａ 座ぐり部
11 六角ボルト
12 ワッシャー
13 外郭鋼管
14 ガイド治具
15 緊結リング
16 ガイド片
【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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