(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部にめねじ継手部を有する鋼管杭本体と、端部におねじ継手部を有する鋼管杭本体とを有し、前記めねじ継手部のめねじの先端部を延出してカラー部を設けると共に、前記おねじ継手部のねじ基端部に連続して前記カラー部に嵌入可能の円筒部を設け、前記カラー部と円筒部にねじ継手部のゆるみ防止手段を設けてなり、
該ゆるみ防止手段を、前記カラー部に設けた複数のピン穴又はねじ穴と、前記円筒部に設けた複数のピン穴又はねじ穴と、前記鋼管杭本体をねじ接合する際に前記カラー部と円筒部に設けたピン穴又はねじ穴が整合したときに該ピン穴に設置するピン又はネジ穴に螺入するボルトとによって構成し、前記円筒部に設けたピン穴又はねじ穴を前記ピン又はボルトの外径より大きい内径の有底穴としたことを特徴とするねじ継手部付き鋼管杭。
【請求項２】
前記円筒部に設けたねじ穴をボルトの外径より大きい内径の有底穴とすると共に、前記ボルトの前記有底穴に挿入される部分を円柱状に形成したことを特徴とする請求項１記載のねじ継手部付き鋼管杭。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ねじ継手部により継杭される鋼管杭に係り、さらに詳しくは、ねじ継手部にねじのゆるみ防止手段を設けたねじ継手部付き鋼管杭に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ねじ継手部によって継杭された鋼管杭は、地すべり抑止杭あるいは基礎杭として使用されることが多く、地すべり抑止杭として使用する場合は、通常、ダウンザホールハンマなどによってプレボーリングを行い、この掘削孔に鋼管杭を建込む工法によって施工されている。
一方、基礎杭として使用する場合は各種の工法が実施されているが、例えば、軟弱地盤に鋼管杭を設置する場合は、プレボーリングを行うと掘削孔が崩れるおそれがあるため、打込み方式あるいは圧入方式によって鋼管杭を建込む場合が多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようなねじ継手部によって継杭された鋼管杭は、正回転時にはねじが締め込まれてめねじ継手部とおねじ継手部のつき合せ部（ショルダー部）が当接し、これによって回転力を伝達することができるが、逆回転力が作用した場合は両ねじ継手部の間にゆるみが発生し、やがては外れてしまうことがある。
鋼管杭を基礎杭として使用する場合には、施工中に鋼管杭を正逆回転させることがあるため、従来の施工技術をそのまま適用するとねじ継手部にゆるみを生じ、この部分の強度の低下を招くばかりでなく、場合によってはねじ継手部が外れてしまうおそれがある。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、ねじ継手部にねじのゆるみ防止手段を設けることにより、ねじ継手部の耐力に影響を与えることなく、施工中に鋼管杭を逆回転してもねじ継手部がゆるむおそれがないねじ継手部付き鋼管杭を得ることを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るねじ継手部付き鋼管杭は、端部にめねじ継手部を有する鋼管杭本体と、端部におねじ継手部を有する鋼管杭本体とを有し、前記めねじ継手部のめねじの先端部を延出してカラー部を設けると共に、前記おねじ継手部のねじ基端部に連続して前記カラー部に嵌入可能の円筒部を設け、前記カラー部と円筒部にねじ継手部のゆるみ防止手段を設けてなり、該ゆるみ防止手段を、前記カラー部に設けた複数のピン穴又はねじ穴と、前記円筒部に設けた複数のピン穴又はねじ穴と、前記鋼管杭本体をねじ接合する際に前記カラー部と円筒部に設けたピン穴又はねじ穴が整合したときに該ピン穴に設置するピン又はネジ穴に螺入するボルトとによって構成し、前記円筒部に設けたピン穴又はねじ穴を前記ピン又はボルトの外径より大きい内径の有底穴としたものである。
【０００９】
上記の円筒部に設けたねじ穴をボルトの外径より大きい内径の有底穴とすると共に、前記ボルトの前記有底穴に挿入される部分を円柱状に形成した。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施形態１
図１は本発明の実施形態１の要部を示す一部断面図である。図において、１はめねじ継手部２を有する第１の鋼管杭本体で、めねじ５の先端部にはめねじ５に連続してカラー部６が延設されている。３はめねじ継手部２にねじ結合されるおねじ継手部４を有する第２の鋼管杭本体で、おねじ７の基端部にはめねじ継手部２のカラー部６に挿入自在の円筒部８が設けられており、円筒部８の基部にはショルダー部９が形成されている。
１０はねじ継手部のゆるみ防止手段で、めねじ継手部２のカラー部６に等間隔で貫設された複数のピン穴１１と、おねじ継手部３の円筒部８に等間隔で貫設された複数のピン穴１２と、両ピン穴１１，１２が整合したときに嵌入されるピン１３とからなっている。
【００１１】
上記のように構成した第１、第２の鋼管杭本体１，３を継杭するには、第１の鋼管杭本体１のめねじ継手部２に第２の鋼管杭本体３のおねじ継手部４を螺入する。そして、めねじ継手部２とおねじ継手部４のねじ接合の終端近傍、すなわち、カラー部６がショルダー部９に当接する前で、両継手部２，４のピン穴１１，１２が整合したときにねじ込みを中止し、ピン穴１１，１２にピン１３を圧入し又は叩き込んでセットする。これにより、鋼管杭が逆方向に回転してもねじ継手部１５はピン１３によって拘束されているため、ゆるむことはない。
【００１２】
この場合、ピン１３の端部はめねじ継手部２の外周面及びおねじ継手部４の内周面から突出しないことが望ましい。若し、外周面から突出していると、鋼管杭を回転施工する際、ピン１３と地盤との間に抵抗力が生じることになり、又、内周面から突出すると、鋼管杭内にモルタル注入管やトレミー管を配設する際に障害となるからである。
【００１３】
ところで、めねじ継手部２とおねじ継手部４をピン１３で固定するにあたり、両継手部２，４のカラー部６と円筒部８にそれぞれ１個のピン穴１１，１２を設けておき、両継手部２，４のねじ込み接合の完了、したがって、カラー部６の先端部がショルダー部９に当接すると同時に両ピン穴１１，１２を整合させ、これにピン１３をセットするようにできれば一番よいが、このようなことは実際問題として不可能である。
【００１４】
そこで、例えば、めねじ継手部２とおねじ継手部４を有する第１，第２の鋼管杭１，３をあらかじめ工場でねじ接合し、ショルダー部９が当接した状態でカラー部６と円筒部８に連通するピン穴１１，１２を穿孔することも考えられるが、このためには一工程増加することになり、好ましくない。
また、このようにした場合は、これら第１，第２の鋼管杭本体１，３の組合せが固定されてしまうため、同形状、同寸法の鋼管杭で互換性がなくなってしまう。このため、鋼管杭の製造過程において常に当該鋼管杭本体１，３の組合せを管理する必要があり、さらに、施工現場への搬入中及び施工現場においても常に組合せを管理しなければならない。このように、製造管理、施工管理がきわめて面倒であり、実際的でない。
【００１５】
本実施形態は、めねじ継手部２の先端部にカラー部６を設けると共に、おねじ継手部３のねじ基端部にカラー部６に挿入自在の円筒部８を設け、めねじ５及びおねじ７になんら加工することなく、ねじ継手部１５の耐力に影響を与えないカラー部６と円筒部８にそれぞれ複数個のピン穴１１，１２を設け、ねじ接合の終端近傍においてピン穴１１，１２が整合したときにねじ込みを中止し、ピン穴１１，１２にピン１３を挿入するようにしたので、容易かつ確実にピン１３をセットすることができる。
【００１６】
実施形態２
図２〜図６は本発明の実施形態２の要部を示す説明図である。実施形態１においては、ゆるみ防止手段１０として、めねじ継手部２のカラー部６と、おねじ継手部４の円筒部８にそれぞれ複数個のピン穴１１，１２を設け、両継手部２，４をねじ接合して整合したピン穴１１，１２にピン１３をセットする場合を示したが、本実施形態においては、ピン穴１１，１２に代えてねじ穴１６，１７を設け、ピン１３に代えてボルト１８を設けたものである。
【００１７】
図２において、１６はめねじ継手部２のカラー部６に設けた複数のねじ穴、１７はおねじ継手部４の円筒部８に設けた複数のねじ穴、１８は両ねじ穴１６，１７が整合したときにこれに螺入するボルトである。
本実施形態においても、実施形態１の場合とほぼ同様に、第１の鋼管杭本体１のめねじ継手部２に第２の鋼管杭本体３のおねじ継手部４を螺入し、ねじ接合の終端前において整合したねじ穴１６，１７にボルト１８を螺入し、ゆるみ防止手段１０を構成したものである。
【００１８】
図３の例は、めねじ継手部２のカラー部６とおねじ継手部４の円筒部８に、両鋼管杭本体１，３の中心部側が縮径した複数のテーパーねじ穴１９，２０を設け、このテーパーねじ穴１９，２０にテーパーねじを有するボルト２１を螺入するようにしたもので、その作用効果は図２の例の場合と同様であるが、ボルト２１の突き抜けを防止することができる。
【００１９】
図４の例は、図２の例のおねじ継手部４の円筒部６に設けたねじ穴１７を有底ねじ穴１７ａとし、ボルト１８ａをこの有底ねじ穴１７ａに合わせて短くしたものである。これにより、ボルト１８ａを一杯に螺入しても、その先端部がおねじ継手部４の円筒部６から内面に突出し、あるいは突き抜けるのを防止できる。
【００２０】
図５の例は、図４の例のおねじ継手部４の円筒部８に有底ねじ穴１７ａに代えて、ボルト１８ａの外径より大きい内径の有底穴２２を設けたものである。なお、図示してないが、めねじ継手部２のカラー部６に設けたねじ穴１６をボルト１８ａの外径より大きい内径の貫通穴とし、おねじ継手部４の円筒部８に有底ねじ穴を設けてもよい。
このように構成することにより、有底穴２２又は貫通穴の施工性が向上し、また、鋼管杭を正回転するときはボルト１８ａに荷重に加わることがなく、逆方向に回転したときのみねじ継手部１５のゆるみ防止機能を発揮する。
【００２１】
図６の例は、図５の例において、ボルト１８ａに代えてねじ穴１６に螺入する部分のみにねじを設け、その下部を円柱状に形成したボルト２３を用いたものである。なお、図５の例で説明したように、ねじ穴１６を貫通穴とし、有底穴２２を有底ねじ穴とした場合は、有底ねじ穴に螺入する部分のみにねじを設け、その上部を円柱状に形成したボルトを用いればよい。
ところで、ねじ継手部付き鋼管杭において、施工などによりねじ継手部１５に回転力が加わったのち、なんらかの理由でねじ継手部１５を解体することがある。このような場合、ボルトに設けたねじ山が回転力によって破壊されてしまい、抜けなくなって解体不可能となるおそれがある。本例においては、ボルトの鋼管杭の回転時に荷重が加わる部分のねじ山をなくして円柱状に形成したので、ボルトが抜けなくなるおそれがない。
【００２２】
本実施の形態においても実施形態１の場合とほぼ同様の作用効果が得られるが、ゆるみ防止手段１０をねじ穴とボルトで構成したので、施工時にボルトが脱落するのを防止することができる。
なお、実施形態１においても本実施形態の図３〜図５の例に準じて、ピン穴１１，１２及びピン１３をテーパー状に形成し、又はピン穴１２を有底ピン穴とし、さらには、ピン穴１１，１２の一方の内径をピン１３の外径より大きくすることができる。
また、本実施形態の図３の例においても、図４〜図６の例を適用することができる。
【００２３】
実施形態３
本実施形態は、図７に示すように、めねじ継手部２のねじ基端部に連続して円筒部８ａを設けると共に、おねじ継手部４のおねじ７の先端部にカラー部６ａを延設し、この円筒部８ａとカラー部６ａにそれぞれ複数個のねじ穴１６ａ，１７ａを設け、このねじ穴１６ａ，１７ａが整合したときにボルト１８を螺入してゆるみ防止手段１０を構成したものである。なお、実施形態１の場合と同様に、ねじ穴１６ａ，１７ａに代えてピン穴を設け、このピン穴にピンをセットするようにしてもよく、また、実施形態２の図３〜図６の各例を適用することもできる。本実施形態においても、実施形態１又は２とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００２４】
実施形態４
本実施形態は、実施形態２と３を併用し、ねじ継手部１０の両側にゆるみ防止手段１０ａ，１０ｂを設けたものである。本実施形態においても、実施形態１又は実施形態２の図３〜図６の例を適用することができる。
本実施形態によれば、実施形態１〜３と同様の作用効果が得られると共にねじのゆるみ防止機能をさらに向上させることができる。
【００２５】
本発明においては、めねじ継手部２のカラー部６とおねじ継手部４の円筒部８にそれぞれ複数個のピン穴１１，１２又はねじ穴１６，１７等（以下ピン穴等という）を設け、現場での両継手部２，４のねじ接合時に、ねじ接合の終端の手前においてピン穴等１１，１２が整合した位置でねじ込みを中止し、ピン穴等１１，１２にピン１３又はボルト１８等（以下ピン等という）を嵌入又は螺入するようにしたので、ねじ継手部１５はショルダー部９が当接しなくても十分な耐力を有するように設計することが必要である。特に、圧縮耐力について、ショルダー部９による荷重の伝達を期待せず、ねじ山のみで耐えられるように十分なねじ山を確保しなければならない。
【００２６】
ショルダー部の隙間量＝ねじ山の重なり量＝圧縮力の伝達量であることから、ねじ継手部１５が十分な圧縮耐力を有するための最大ショルダー部隙間量（図１のｇ）は、有効ねじ山数、ねじ山形状、材料強度等によって決定される。
一方、ピン穴等１１，１２が整合するまでにねじ継手部１５が軸方向に移動する距離は、ピン穴等１１，１２とねじ継手部１５のねじ山のピッチとによって決定される。すなわち、ショルダー部９が当接する手前でピン穴等１１，１２を整合させた場合のショルダー隙間量ｇは、「ねじ山ピッチ÷ピン穴等の数」で計算される。
【００２７】
（実施例）
実施例では、外径６００mm、肉厚１６mmのHITEN ７８０製のめねじ継手部２及びおねじ継手部４に、継杭時に最大２．１mmのショルダー部隙間量ｇが発生することを前提としてねじ継手部１５を設計した。
すなわち、図１のめねじ継手部２とおねじ継手部４に、ピッチ８．４mm、山数７（ねじ部の長さ６０mm）のめねじ５及びおねじ７を設け、めねじ継手部２の先端部に長さ１００mm、厚さ１０mmのカラー部６を設け、おねじ継手部４のねじ基端部に連続して長さ１００mmの円筒部８を設けた。また、カラー部６及び円筒部８に径２５mmのピン穴１１，１２を等間隔にそれぞれ４個設けると共に、外径２５mm、長さ１５mmのピン１３を４本設けた。
【００２８】
そして、このめねじ継手部２とおねじ継手部４をねじ接合して、ショルダー部９を当接したもの、ショルダー部９の隙間量ｇを２．１mmとしたもの、及びショルダー部９の隙間量ｇを２．１mmとしかつ各ピン穴１１，１２にそれぞれピン１３をセットしたものの３体の鋼管杭を試験体とし、継手耐力を確認するための圧縮試験と曲げ試験を行った。
【００２９】
圧縮試験は、ねじ継手部１５のみを鋼板で挟み、中心軸に圧縮力を載荷した結果、３体ともほぼ同様の挙動を示し、かつ設計荷重以上の耐力を有することが確認された。
また、曲げ試験は、４点曲げ試験とし、ねじ継手部１５以上の耐力を有する鋼管杭本体をめねじ継手部２とおねじ継手部４にそれぞれ溶接して接合した。そして、ねじ継手部１５の最弱断面について縁降伏荷重、全面降伏荷重を計算した結果、３体とも計算値以上の耐力を有することを確認した。
【００３０】
上記の実施例では、ピン穴１１，１２をそれぞれ４個とし、ピン１３を４本としたため、ねじ継手部１５のショルダー部９への当接前においてピン１３をセットしたときのショルダー部隙間量ｇは２．１mmであったが、ねじ継手部１５に耐力低下を及ぼさない範囲で、めねじ継手部２、おねじ継手部４の両者又は何れか一方のピン穴１１，１２を多数設けておくことにより、ピン穴１１，１２が整合するまでの回転角を小さくすることができる。これにより、ショルダー部隙間量ｇを小さくすることができる。
【００３１】
上述の実施例では、めねじ継手部２とおねじ継手部４にピン穴１１，１２を設け、これにピン１３をセットした場合について述べたが、ピン穴１１，１２に代えてねじ穴１６，１７等、ピン１３に代えてボルト１８等を用いた場合も同様である。
【００３２】
ねじ継手部１５の圧縮耐力はねじ山数、曲げ耐力はねじ基端部の断面係数で決定されるため、本発明のように、カラー部６及び円筒部８にピン穴１１，１２又はねじ穴１６，１７等を設けた場合は、ねじ継手部１５の耐力に及ぼす影響はほとんどない。
また、鋼管杭の建込み施工完了後における軸力及び曲げモーメント等の外力は、本発明においてはねじ継手部１５で受け持つため、施工後にピン１３又はボルト１８等に大きな外力が作用することはない。
【００３３】
また、軸方向力に対しては、ねじ継手部１５のねじ山同士が先行して接触するため、ピン１１，１２又はボルト１８等には軸方向力は作用しない。ただし、ショルダー部９が当接しないため、ねじ山の傾斜による軸方向力の分力が回転力となってピン１１，１２又はボルト１８等に作用する。
【００３４】
しかしながら、例えば、φ６００、ｔ１６のＳＫＫ４００の鋼管杭に、許容応力１，４００kg／cm2 相当の軸力が作用した場合、ねじ山の傾き（ピッチ８．４mmとして）による回転力は、約１．５ｔｍである。また、ねじ山間の摩擦係数や、地盤係数や、地盤中に設置された鋼管杭には周面摩擦力が抵抗力として働くため、鋼管杭設置後の軸方向力によりねじ山の傾きから発生する回転力は、施工中の回転力に比べて微々たるものであり、施工条件から設計されているピン又はボルト等は、これに耐えうる十分な耐力を有する。さらに、基礎杭は、通常、荷重作用点において回転力が拘束されており、地盤中に設置した後鋼管杭に回転力が作用しあるいは発生することはない。
【００３５】
【発明の効果】
（１）本発明に係るねじ継手部付き鋼管杭は、端部にめねじ継手部を有する鋼管杭本体と、端部におねじ継手部を有する鋼管杭本体とを有し、めねじ継手部のめねじの先端部を延出してカラー部を設けると共に、おねじ継手部のねじ基端部に連続してカラー部に嵌入可能の円筒部を設け、カラー部と円筒部にねじ継手部のゆるみ防止手段を設けたので、ねじ継手部の耐力に影響を与えることなく、建込み施工中に鋼管杭に逆方向の回転力を与えてもねじ継手部のゆるみを防止することができる。
【００４２】
（２）上記（１）のおねじ継手部の円筒部に設けたねじ穴をボルトの外径より大きい内径の有底穴とすると共に、ボルトの有底穴に挿入される部分を円筒状に形成したので、鋼管杭の建込み施工中にピン又はボルトの大きい穴内の部分に荷重が加わることがなく、逆方向に回転したときのみゆるみ止め機能を発揮する。また、ピン又はボルトのセット時に内側への突抜けを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の要部を示す一部断面図である。
【図２】本発明の実施形態２の要部を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態２の他の例の要部を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態２の他の例の要部を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態２の他の例の要部を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態２の他の例の要部を示す説明図である。
【図７】本発明の実施形態３の要部を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態４の要部を示す説明図である。
【符号の説明】
１  第１の鋼管杭本体
２  めねじ継手部
３  第２の鋼管杭本体
４  おねじ継手部
６  カラー部
８  円筒部
９  ショルダー部
１０  ゆるみ防止手段
１１，１２  ピン穴
１３  ピン
１５  ねじ継手部
１６，１７  ねじ穴
１７ａ  有底ねじ穴
１８，１８ａ  ボルト
１９，２０  テーパーねじ穴
２１  テーパーねじを有するボルト
２２  穴
２３  一部に円柱部を有するボルト
【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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