場所打ち鋼管コンクリート杭およびその施工方法

【課題】杭施工時における鋼管外側への突出量が小さく周辺地盤を緩める恐れがなく、最終的な鋼管相互の接合部は全強接合と同等な接合部とした場所打ち鋼管コンクリート杭およびその施工方法の提供。
【解決手段】下部が鉄筋コンクリート構造であり、上部が直列に配置された複数の鋼管にて被覆された鋼管コンクリート構造の場所打ち杭における鋼管同士の接合部において、上下の鋼管２内側に渡って周方向に複数に分割された接合用の添接板１１が配置され、各添接板１１と鋼管２に予め設けられたボルト孔を貫通した高力ボルト１４により締結されていることにより接合されていると共に、鋼管下部の内部には長尺鉄筋籠４の上部が配置され、上下の鋼管２の接合部の内側には上下方向に所定長さに渡って短尺補強鉄筋籠５を埋め込み配置することで、所定の耐力を有するように鋼管接合部を補強している場所打ち鋼管コンクリート杭１とその施工方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上部を鋼管コンクリート構造として耐震強度を高めた場所打ち杭に関し、特に、下部が鉄筋コンクリート構造で上部が鋼管にて被覆された鋼管コンクリート構造で、上部鋼管相互の接合部を有する場所打ちの鋼管コンクリート杭およびその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、杭上部の鋼管相互を接合する構造として下記（１）から（４）の方法が知られている。
（１）図１１に示すように、上下の鋼管２相互の接合を溶接Ｗによる溶接接合構造した現場打ち鋼管コンクリート杭２６とする場合（例えば、特許文献１参照）、（２）上下の鋼管相互の接合を鋼管の内外に添接板を配置し通常のボルト・ナット接合による全強継手構造とする場合（例えば、特許文献２参照）、（３）鋳鋼製の継手とロックピンを用いた接合や、その他機械継手とする場合（例えば、特許文献３、４参照）、（４）コンクリート充填の鋼管の接合構造として、上下の鋼管同士を接合せずに、鋼管内部のコンクリートに補強鉄筋を配置して接合する構造とする場合等が知られている（例えば、特許文献５参照）。なお、軸回転形トルシア形高力ボルトも知られている（例えば、特許文献６参照）。
【特許文献１】特開平１０−２４３９３号公報
【特許文献２】特開２００６−１５２７９６号公報
【特許文献３】特開２００５−４８５８３号公報
【特許文献４】特開２００４−３６３２９号公報
【特許文献５】特開平９−２９１５９８号公報
【特許文献６】特開２００２−１８１０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記（１）の上下の鋼管相互の接合を溶接とした場合、外径が１０００ｍｍから３０００ｍｍの大径の鋼管を溶接すると、接合時間が大幅にかかると共に、その間、高価な重機などが待ち状態となり重機の使用効率が低下し、工事費が増大するという問題がある。
また、前記（２）の上下の鋼管相互の接合を通常のボルト接合の場合で、図１０に示すような全強継手とするには、鋼管２４の内外に添接板１１を配置し、内外の添接板をボルト・ナット２５により摩擦接合し、内外２枚の添接板による２面せん断の摩擦接合となるため、添接板とボルト・ナットによる鋼管外部への突出量Ｔが大きくなり、鋼管２４を地盤中に押し込む際の抵抗が大きくなり、大型の機械が必要になり、また周辺地盤を緩めるなどの問題があり、好ましくない。
さらに前記（３）の鋳鋼製の継手とロックピンを用いた接合や、その他機械継手の場合は、特に大口径の鋼管相互の接合では、接合部品が高価であるため、鋼管をケーシング機能のみとして繰り返し使用する場合には使用されるが、埋め込む構造の杭では、コスト高になり使用できないという問題がある。
前記（４）のコンクリート充填の鋼管の接合構造として、上下の鋼管同士を接合せずに、鋼管内部のコンクリートに補強鉄筋を配置して接合する構造は、鋼管を接合しないので、施工時に鋼管を地盤に押し込んだり、引抜いたり出来ないという問題がある。
本発明は、これらの課題を有利に解決することができ、鋼管相互の接合時間が短縮でき、安価で、鋼管を地盤に押し込む際に大きな抵抗とならないように、鋼管外側への突出量が小さな鋼管相互の安価な接合構造にでき、また、鋼管相互の接合部は鋼管外部への突出量が少なく周辺地盤を緩める恐れもなく、施工時における鋼管の押し込みおよび引き抜きを容易にでき、最終的な鋼管相互の接合部は全強継手構造と同等な接合部とした場所打ち鋼管コンクリート杭およびその施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明の場所打ち鋼管コンクリート杭では、下部が鉄筋コンクリート構造であり、上部が直列に配置された複数の鋼管にて被覆された鋼管コンクリート構造の場所打ち杭における鋼管同士の接合部において、上下の鋼管内側に渡って周方向に複数に分割された接合用の添接板が配置され、各添接板と鋼管に予め設けられたボルト孔を貫通した高力ボルトにより締結されていることにより接合されていると共に、鋼管下部の内部には長尺鉄筋籠の上部が配置され、上下の鋼管の接合部の内側には上下方向に所定長さに渡って短尺補強鉄筋籠を埋め込み配置することで、所定の耐力を有するように鋼管接合部を補強したことを特徴とする。
第２発明では、第１発明の場所打ち鋼管コンクリート杭において、前記高力ボルトが軸回転トルシア形高力ボルトであることを特徴とする。
第３発明では、第１発明または第２発明の場所打ち鋼管コンクリート杭において、上下の鋼管の接合部の内側に上下方向に所定長さに渡って配置された短尺補強鉄筋籠と、杭下部の鉄筋コンクリート構造部の長尺鉄筋籠とは、吊り下げ兼組み立て用の鉄筋により一体として籠状に形成されていることを特徴とする。
第４発明では、第３発明の場所打ち鋼管コンクリート杭において、上下方向に直列に３つ以上鋼管が配置されて、上下方向の接合部が複数箇所ある場合に、各接合部に配置された短尺補強鉄筋籠同士は、吊り下げ兼組み立て用鉄筋により一体とされていることを特徴とする。
第５発明の場所打ち鋼管コンクリート杭の施工方法においては、複数の鋼管を鋼管の内側に配置された添接板および高力ボルトにより締結すると共に鋼管内部を掘削しながら鋼管を地中に設置し、下端部に位置する長尺鉄筋籠と、その長尺鉄筋籠よりも上位に位置し、かつ上下の鋼管の接合部の内側に上下方向に所定長さに渡って位置するように配置された短尺補強鉄筋籠とを、吊り下げ兼組み立て用鉄筋により一体として籠状とした短尺補強鉄筋籠付き籠状体を前記鋼管内に配置し、次いで、前記鋼管内にコンクリートを打設すると共に、鋼管継手部が短尺補強鉄筋籠の位置に位置するように、鋼管を所定高さ引き上げ、上部側に位置する所定長さに渡る鋼管を撤去することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
第１発明によると、鋼管の接合時間を、溶接接合などに比べて、大幅に短縮できるとともに、上下の鋼管同士の接合を鋼管内側にのみ配置した添接板により接合強度を施工時に必要とする強度に限定することで、コストの削減が図れる。しかも、接合構造の鋼管の外側への突出量はボルト頭のみであるため、鋼管を地盤に押し込む際の抵抗を最小限に留めることができ、さらに、継ぎ手部に配置されコンクリートに埋め込まれる短尺補強鉄筋籠により鋼管杭継ぎ手部を補強した設計上合理的で経済的に安価な場所打ち鋼管コンクリート杭とすることができる。
また本発明の場所打ち鋼管コンクリート杭は、鋼管相互の接合部は鋼管外部への突出量が少なく周辺地盤を緩める恐れもなく、品質のよい場所打ち鋼管コンクリート杭とすることができる。また、鋼管相互は圧縮および引張に抵抗できる連結構造とされているため、施工時における鋼管の押し込みおよび引き抜きを容易にでき、さらに最終的な鋼管相互の接合部は全強継手構造と同等な接合部とすることができる。
第２発明によると、前記高力ボルトが軸回転トルシア形高力ボルトであるので、所定のトルクでボルト頭部の軸部を捻り切断して締め付けトルクを管理された摩擦接合とすることができ、添接板による上下の鋼管を確実に接合した場所打ち鋼管コンクリート杭とすることができる。
第３発明によると、上下の鋼管の接合部の内側に上下方向に所定長さに渡って配置された短尺補強鉄筋籠と、杭下部の鉄筋コンクリート構造部の長尺鉄筋籠とは、吊り下げ兼組み立て用の鉄筋により一体として籠状に形成されているので、短尺補強鉄筋籠と下部の長尺鉄筋籠を確実に所定の位置に埋め込み配置することができる。
第４発明によると、上下方向の接合部が複数箇所ある場合にも、吊り下げ兼組み立て用の鉄筋により各短尺補強鉄筋籠が一体とされているので、短尺補強鉄筋籠を確実に継ぎ手部の所定の位置に埋め込み配置することができる。
第５発明によると、上下の鋼管同士の接合を鋼管内側にのみ配置した添接板により接合強度を施工時に必要とする強度とした複数の鋼管をその鋼管内の土砂を排土し、上位に位置する短尺補強鉄筋籠の挿入は下部の長尺鉄筋籠の挿入と同時に行うことが出来るため、工程及びコストに対する影響が最小限であり、結果としてコスト及び工程を削減しつつ、強固な接合構造が構築できる。また、上位に位置する短尺補強鉄筋籠と下部の長尺鉄筋籠とを吊り下げ兼組み立て用鉄筋により一体として籠状とした短尺補強鉄筋籠付き籠状体を挿入する施工方法であるので、施工も簡単である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
＜鉄筋籠の形態＞
まず、本発明の場所打ち鋼管コンクリート杭１（図１から３参照）の一実施形態において使用され、鋼管２内に配置される短尺補強鉄筋籠付き籠状体３の一実施形態について、図７および図８を参照して説明する。
短尺補強鉄筋籠付き籠状体３は、最下部の鋼管２の下部に位置する長尺鉄筋籠４と、上下の各鋼管２の接合部に渡って各鋼管２の内側に配置される短尺補強鉄筋籠５を備えていると共に、これらを接続し一体化している複数の吊り下げ兼組み立て用鉄筋６とからなっている。
鋼管２の下部より下方に配置される長尺鉄筋籠４は、周方向にほぼ等角度間隔をおいて設置された長尺縦鉄筋７とこれらの外側に設置された多数の環状鉄筋８を上下方向に間隔をおいて一体に備えた籠状体とされ、また、短尺補強鉄筋籠５は、周方向にほぼ等角度間隔をおいて設置された短尺縦鉄筋９とこれらの外側に配置されて固定された多数の環状鉄筋８とを上下方向に間隔をおいて備えた短尺籠状体とされ、長尺鉄筋籠４と、一つまたは複数の短尺補強鉄筋籠５とを、これらの環状鉄筋８の内側に配置されて一体化された複数の吊り下げ兼組み立て用鉄筋６を備えた短尺補強鉄筋籠付き籠状体３とされている。
【０００７】
前記の吊り下げ兼組み立て用鉄筋６は、長尺鉄筋籠４と短尺補強鉄筋籠５との上下方向および前後左右方向の位置を保持し、短尺補強鉄筋籠付き籠状体３全体の形状を保持するために使用され、また、短尺補強鉄筋籠付き籠状体３を組み立てる場合に、長尺鉄筋籠４側と短尺補強鉄筋籠５側とが順次組み立てる場合に、鉄筋籠の中心軸から半径方向の所定の位置になるように（位置ずれしないように）使用されていると共に吊り下げ部材として、短尺補強鉄筋籠付き籠状体３の組み立て時に組み込まれている。吊り下げ兼組み立て用鉄筋６の下端側は、長尺鉄筋籠４側の軸方向全長に渡って配置してもよく、長尺鉄筋籠４の軸方向中央部あたりから設置するようにすることも可能である。鉄筋相互の交差部は結束線や溶接等の固定手段により固定される。
【０００８】
前記の長尺鉄筋籠４および短尺補強鉄筋籠５は、上下の鋼管２相互の接合部の内側に挿通可能な外径寸法にされ、前記の短尺補強鉄筋籠５は、本発明においては、上下の鋼管２相互の接合部の内側に配置され、コンクリート１０に埋め込まれて、鋼管２の接合部を補強するために使用される。短尺補強鉄筋籠付き籠状体３は、予め地上の作業場にて、鉄筋を籠状に組み立てて製作される。前記の短尺補強鉄筋籠付き籠状体３はクレーンにて吊り上げて、掘削した杭孔に挿入されるため、短尺補強鉄筋籠付き籠状体３の外径寸法は、場所打ち鋼管コンクリート杭１における半径方向の添接板１１の内側に配置されるナット１２あるいはボルト軸先端部より内側になるように外径寸法は設定される。
【０００９】
本発明では、場所打ち鋼管コンクリート杭１において、設計上必要となる鉄筋は、存置させる鋼管２の下部の位置する鉄筋コンクリート構造部分の鉄筋（長尺鉄筋籠４）と、上下の鋼管２の接合部の上下所定長さにわたり設置される鉄筋（短尺補強鉄筋籠５）としている。
【００１０】
本発明では、上下の鋼管２の接合部において、その接合強度は、鋼管２または連結された上下方向の複数の鋼管２を施工するのに、施工上必要な強度以上であり、場所打ち鋼管コンクリート杭１としての完成系の設計上必要な強度以下として経済的に設定されているので、場所打ち鋼管コンクリート杭１の完成系の接合部の強度が設計上必要な耐力を有するように、耐力の不足分を補うように、上下の鋼管２の接合部の上下方向に渡り所定長さ設置される短尺補強鉄筋籠５の必要鉄筋量が設定される。
【００１１】
前記の長尺鉄筋籠４は、鉄筋コンクリート構造部の下部杭体１３の長尺縦鉄筋７と、接合部の短尺補強鉄筋籠５とを吊り下げ兼組み立て用鉄筋６により一体として籠状に形成する。そして、一体として形成された長尺鉄筋籠４を杭孔上方より、吊り下げ杭孔に設置するが、上下の鋼管の接合部の短尺補強鉄筋籠５による鉄筋が、鋼管接合部の上下所定長さに渡って設置されるように予め短尺補強鉄筋籠５および長尺鉄筋籠４を含めた鉄筋籠全体を形成する必要がある。短尺補強鉄筋籠付き籠状体３の設置施工誤差などを考慮して、短尺補強鉄筋籠５における短尺縦鉄筋９の長さを多少長めに設定するなどにより、十分な耐力の確保を図ることができる。このように短尺補強鉄筋籠５は、下部の長尺鉄筋籠４を杭頭から吊りおろして挿入するときに、吊り下げ兼組み立て用鉄筋６の途中の所定の位置（最終的に上下の鋼管２の接合部が配置される場所）に、予め地上の作業場で装着しておくことで、短尺補強鉄筋籠５の設置のために、場所打ち鋼管コンクリート杭１全体の工程が延長されることはない。
【００１２】
＜上下の鋼管の接合＞
次に、本発明においては、場所打ち鋼管コンクリート杭１における上下の鋼管２の接合部の構造にも特徴があるので、この部分の構造について説明する。
【００１３】
上下の鋼管２相互の接合部は、図５および図６に示すように、上下の鋼管２同士を添接板１１を介した接合部において、上下の鋼管２の内側に接合用の複数の添接板１１が、接続される上下の鋼管２に渡って、周方向に複数に分割されて配置され、前記添接板１１と各鋼管本体に予め設けられたボルト孔を貫通し、高力ボルト１４により締結されている。
【００１４】
上下の鋼管２のボルト接合では、高力ボルト１４を鋼管外側（片側）から挿入・本締めするため、事前に各鋼管２内部の添接板１１にナットを設置しておく必要があるが、接合用の添接板１１の内側には、ナット１２が予め溶接により固着されているか、もしくは図示を省略するが、添接板１１にナットホルダーを固定して、そのナットホルダーによりナット１２が保持されることにより、ナット１２は先行設置されている。
【００１５】
前記の添接板１１は、予め上部の鋼管２の下端部に添接板１１の下半分が上部鋼管の下から突出した形態にてボルトで仮締め固定し、下位に位置する鋼管の上に、該添接板１１の下半分を下位鋼管２内に挿入するように建て込んだ後、下位の鋼管の上端部に予め設けられたボルト孔からボルトを挿入し、該添接板１１の下部と下位鋼管の上端部をボルトにて本締めして接合するとともに、上部鋼管の下端部に仮締め固定したボルトを本締めすることでよい。
締め付け用の高力ボルト１４としては、図９に示すように、ボルト頭部１５とピンテ−ル１６との間の軸部に断面Ｖ字状の環状溝による破断用小断面軸部１６ａを有する軸回転トルシア形超高力ボルト１４を用いることができる。軸回転トルシア形超高力ボルト１４は、専用回動工具にてボルト頭部先端のピンテ−ル１６を掴み、ボルト自身を回転させて行う。この際、六角座金１７は軸回転トルシア形超高力ボルト１４を締め付けるための反力を採るために利用している。反力は六角座金１７と被接合材としての鋼管２との接触面での摩擦力で被接合材側へ伝達し処理している。最終的に小断面軸部１６ａで破断させてピンテ−ル１６を除去して、締付作業を完了する。
【００１６】
前記の場合、一般的な、摩擦接合用の高力六角ボルトや構造用トルシア形高力ボルトでは、ナットを回転させて締め付けるシステムであるため、鋼管２の外側からの締付作業を行うためには、鋼管２にハンドホール等を設け、鋼管２の内側からボルトを差し込み外側からナットを締め付ける作業を行う必要があるが、鋼管外側にはナットと、ナットからボルト軸部先端部が所定長さ飛び出るため、鋼管２からの突出長が大きくなるという欠点もある。また人が鋼管２の内側に入って締付け作業等を行う方法も考えられるが、安全面で大きな課題となる。
【００１７】
次に、図１〜図３を参照して、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１〜図３は本発明の一実施形態の場所打ち鋼管コンクリート杭１を示すものであって、地盤１８に削孔された縦孔１９に、下部に鉄筋コンクリート構造の下部杭体１３が設けられ、その鉄筋コンクリート構造の下部杭体１３に接続するように、上部が直列に配置された複数の鋼管２にて被覆された鋼管コンクリート構造の場所打ち鋼管コンクリート杭１とされ、さらに、上部の複数の鋼管２同士の接合部は、上下の各鋼管２の内側に渡って周方向に複数に分割された接合用の鋼製の添接板１１が配置され、各添接板１１と上下の各鋼管２に予め設けられたボルト孔を貫通した高力ボルト１４を、杭半径方向で添接板１１の内側に溶接等により固定したナット１２に締結されていることにより接合されている。
【００１９】
前記の高力ボルト１４は、軸回転トルシア形高力ボルト１４とされ、上下の各鋼管２の外側に軸回転トルシア形高力ボルト１４の頭部が位置するように設置されて、鋼管２の外側から軸回転トルシア形高力ボルト１４のピンテール１６を電動式回動工具（図示を省略）に係合可能にされ、上下の各鋼管２の内側に渡って配置された添接板１１に配置されたナット１２に、鋼管２および添接板１１のボルト孔に渡って挿通した高力ボルト１４の軸部をねじ込みピンテール１６を捻り破断させることにより、締め付けトルクを管理した状態で上下の鋼管２相互が連結されて一体化されている。
【００２０】
なお、図示を省略するが、前記の添接板１１にナットホルダーを溶接等により固定しておき、そのナットホルダーに各ナット１２を回転不能に保持させておくと、ナットの回転を防止して、高力ボルト１４のねじ込み接合作業を容易にでき、個々のナット１２を溶接により固定する場合よりも正確に添接板１１の所定の位置に設置することができる。
【００２１】
下部杭体１３と鋼管２下部の内部には、長尺鉄筋籠４の上部が配置され、上下の鋼管の接合部の内側には上下方向に所定長さに渡って短尺補強鉄筋籠５を埋め込み配置することで、所定の耐力を有するように鋼管接合部を補強している場所打ち鋼管コンクリート杭１とされている。
【００２２】
上下の鋼管２の接合部の内側に上下方向に所定長さに渡って配置された短尺補強鉄筋籠５と、杭下部の鉄筋コンクリート構造部の長尺鉄筋籠４とは、吊り下げ兼組み立て用鉄筋６により一体として籠状に形成されている。この実施形態では、上下の鋼管２相互の接合部が２箇所あるため、上下方向に間隔をおいて複数の短尺補強鉄筋籠５が設けられている。上下の鋼管２相互の接合部が３つ以上ある場合には、複数の吊り下げ兼組み立て用鉄筋６を短尺補強鉄筋籠５における環状鉄筋８に溶接により固定し、短尺補強鉄筋５を吊り下げ兼組み立て用鉄筋６に保持させた状態で吊り下げ配置される。
【００２３】
前記の長尺鉄筋籠４および短尺補強鉄筋籠５を有する短尺補強鉄筋籠付き籠状体３を所定の位置に配置可能にしているのは、前記の吊り下げ兼組み立て用鉄筋６であり、これを地盤１８上に設置された支持部に支持させることにより、短尺補強鉄筋籠付き籠状体３の各部を所定の位置に配置可能にしている。
【００２４】
上下の鋼管２を添接板１１を介して一体化している高力ボルト１４は、例えば、ボルト強度が１４００Ｎ／ｍｍ^２の軸回転トルシア形超高力ボルト１４が使用され、その軸回転形高力ボルト１４におけるピンテ−ル１６が鋼管２の外側に位置するように配置され、前記ピンテ−ル１６が所定の回動工具によりねじり切断された接合部とされている。
【００２５】
本発明では、鋼管２は、場所打ち鋼管コンクリート杭１として必要な長さ寸法のみ残され、縦孔１９内における泥水あるいは安定液と置き換えるようにトレミー管２０（図４参照）によりコンクリート１０を打設する場合に、徐々に連結されている各鋼管２は引き上げられ、所定の長さ寸法のみ残されて、場所打ち鋼管コンクリート杭１として上部の必要な耐震性能を確保するようにしている。また、上下の鋼管２の接合部は、鋼管相互の内側に渡って配置された添接板１１により一面せん断構造部とその内側の鉄筋コンクリート構造部が共同して耐震性能を確保するようにしている。図示の場所打ち鋼管コンクリート杭１では、最終的に残される上下の鋼管２の接合部が、杭軸方向に２箇所であるために、短尺補強鉄筋籠５を２箇所設ける形態としているが、上下方向に最終的に残される上下の鋼管２の接合部が３箇所以上である場合には、これに対応して、適宜、短尺補強鉄筋籠５を３箇所以上に設けるようにすればよい。
【００２６】
図示の実施形態で、複数の短尺補強鉄筋籠５と、長尺鉄筋籠４とは、前記のように、吊り下げ兼組み立て鉄筋６により一体的に組み立てられ、クレーンにより搬送して、杭孔内に挿入設置される。
【００２７】
上下方向に直列に３つ以上鋼管が配置されて、上下方向の接合部が複数箇所ある場合は、各接合部に配置された短尺補強鉄筋籠同士は、吊り下げ兼組み立て用鉄筋６により一体とされている場所打ち鋼管コンクリート杭１とされる。
【００２８】
したがって、本発明の場所打ち鋼管コンクリート杭１では、上部は、鋼管コンクリート構造であり、鋼管相互の接合部は、鋼管２とその内側に配置された添接板１１との一面せん断の鋼管相互の接合部で、その内側が短尺補強鉄筋籠５とコンクリートによる複合構造で、杭下部は鉄筋コンクリート構造とされている。
【００２９】
本発明による場所打ち鋼管コンクリート杭１の施工要領を、図４の施工順序に基づき説明する。
（１）図４（ａ）（ｂ）に示すように、掘削機２１を水平に据付け、鋼管中心と杭芯を合わせるように設置する。
（２）図４（ｂ）に示すように、所定長さの鋼管２を地盤１８に揺動（回転）・押し込みながらハンマーグラブ２２で鋼管２内の土砂を掘削する。
（３）図４（ｃ）に示すように、鋼管２を所定長さ押し込んだら、該鋼管２の上端にさらに所定長さの鋼管２を、鋼管内側に配置される添接板１１および鋼管２外側からねじ込まれる高力ボルトにより鋼管相互を縦方向に接合して、さらに掘削と鋼管２の揺動（回転）・押し込みを繰り返し、掘削全長にわたって鋼管２を押し込む。
（４）図４（ｄ）に示すように、鋼管２下端部が支持層２３に到達確認後、根入れ掘削を行う。
（５）図４（ｅ）に示すように、底ざらい掘削後、沈殿バケット２７を縦孔１９の孔底へ投入し、沈殿待ちの後スライムと共に引き上げる。
（６）図４（ｆ）に示すように、地上で、かご状に加工した短尺補強鉄筋籠付き籠状体３を、杭孔内中央に鉛直に建て込む。
（７）図４（ｇ）に示すようにトレミー管２０を挿入する。
（８）図４（ｈ）に示すようにトレミー管２０でコンクリートを打込む。
（９）図４（ｉ）に示すように、コンクリート打込みに伴い鋼管２およびトレミー管２０を引抜き回収するが、鋼管２については、設計上必要な長さを地中に存置させ、それ以降はトレミー管２０のみを引き上げつつコンクリート１０を打込む。
（１０）図４（ｊ）に示すように、空堀部分の埋め戻し２８を行う。
【００３０】
＜前記の本発明の鋼管２相互の接合形態と他の接合形態との相違について＞
上下の鋼管２を従来のように、溶接により接合した場合と、半径方向で鋼管２の内外両側に２枚の添接板１１を配置して、鋼管２の内外２枚の添接板による２面せん断構造とした場合と、本発明のように、鋼管２の内側に１枚の添接板１１を配置して、鋼管２の外側から高力ボルト１４により接合する形態とした場合で、鋼管２の直径（Ｄ）が１６００ｍｍで厚さ２２ｍｍ、下記人数の作業者にて作業した場合の差異は以下のようになる。
（１）溶接接合の場合は、作業者２人で、接合時間が2.5時間、鋼管２の外面への突出長はほとんど０ｍｍ。
（２）2面せん断高力ボルト摩擦接合(全強接合の場合)、 M30の高力ボルトが150本（上下の各鋼管にそれぞれ75本を使用して接合するとした場合、７５×2上下）。
この場合の接合時間は、60分程度（作業者２人）、鋼管外面への突出長は54mm+α（添板16mm+ナット頭ワッシャー38mm）となる。
前記の高力ボルトは、摩擦接合用高力六角ボルト（例えばJIS B1186使用）、また、αはボルトのナットからの飛び出し長さである。
３）本発明の1面せん断高力ボルト接合（施工時荷重のみ＝全強強度の約半分）
M30の高力ボルトが150本（上下の各鋼管にそれぞれ75本を使用して接合するとした場合、75本×2上下）
この場合の接合時間は60分程度（作業者２人）で、鋼管外面への突出長は25mm（ボルト頭19mm+ワッシャー6mmのみ）となる。ただし、軸回転トルシア形超高力ボルト使用。
４）本発明の1面せん断高力ボルト接合（施工時荷重のみ＝全強強度の約1/4の場合）
M30の高力ボルトが76本（上下の各鋼管にそれぞれ38本を使用して接合するとした場合、38本×2上下）で２人作業で作業した場合。
この場合の接合時間は30分程度で、鋼管外面への突出長は25mm（ボルト頭19mm+ワッシャー6mmのみ）となる。ただし、軸回転トルシア形超高力ボルト使用。
前記（３）および（４）に示すように、本発明の場合は、高力ボルト本数と鋼管２の内側に配置する添接板の強度との各種の組合せ設計ができ、設計の自由度が高い。
【００３１】
（本発明のポイント）
前記のように、本発明では、場所打ち鋼管コンクリート杭１を構築すべく施工する場合、上下方向の鋼管２相互の継手構造は、施工時には、地盤掘削時の孔壁保護のために地中に押し込み、コンクリート打設時に引抜くときに必要となる必要最低限の強度のみあればよく、一方で、場所打ち鋼管コンクリート杭１の完成時には、鋼管２内部に充填されたコンクリート１０と鋼管２とが合成構造としての部材の耐力を発揮するように、強固に接合されていなければならない。
そこで、施工時には、上下の鋼管２相互の接合構造として、鋼管２の内側に添接板１１を添接した一面せん断のボルト接合構造とし、鋼管２の地盤１８中への施工時に必要最小限の強度を確保するようにしている。このとき、鋼管２の外側への突出部はボルトの頭のみであるので、鋼管２を地盤１８に押し込む際に大きな抵抗とならない。
【００３２】
しかし、このままでは、上下の鋼管２相互の接合構造は、一面せん断のボルト摩擦接合構造であるので、鋼管肉厚程度の添接板１１によっても全強接合とならない（少なくとも鋼管に設けるボルト孔の孔欠損分の耐力が不足する。）ので、鋼管２内部にコンクリート１０を充填した完成系では、鋼管相互の接合部に所定長さにわたり、短尺補強鉄筋籠５を内蔵することにより不足する強度を補強する。短尺補強鉄筋籠５は、下部の長尺鉄筋籠４を杭頭から吊りおろして挿入するときに、吊り下げ兼組み立て鉄筋６の途中の所定の位置（最終的に鋼管の接合部が配置される内側の場所）に溶接等により固定して装着しておくことで、設置できるので、短尺補強鉄筋籠５の設置のために工程が延長されることなく、低コストである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態の鋼管コンクリート杭を示す縦断正面図である。
【図２】図１における上下の鋼管接合部を拡大して示す縦断正面図である。
【図３】図１の横断平面図である。
【図４】鋼管コンクリート杭の施工手順を示す説明図である。
【図５】上下の鋼管の接合部を拡大して示す縦断正面図である。
【図６】図５の横断平面図である。
【図７】短尺補強鉄筋籠付き鉄筋籠を示す一部縦断正面図である。
【図８】短尺補強鉄筋籠付き鉄筋籠の横断平面図である。
【図９】軸回転形トルシア形超高力ボルトを示すものであって、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図１０】従来の上下の鋼管相互の接合構造を説明するための説明図である。
【図１１】従来の鋼管コンクリート杭の一形態を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１鋼管コンクリート杭
２鋼管
３短尺補強鉄筋籠付き籠状体
４長尺鉄筋籠
５短尺補強鉄筋籠
６吊り下げ兼組み立て用鉄筋
７長尺縦鉄筋
８環状鉄筋
９短尺縦鉄筋
１０コンクリート
１１添接板
１２ナット
１３下部杭体
１４高力ボルト
１５ボルト頭部
１６ピンテ−ル
１６ａ破断用小断面軸部
１７六角座金
１８地盤
１９縦孔
２０トレミー管
２１掘削機
２２ハンマーグラブ
２３支持層
２４鋼管
２５ボルト・ナット
２６鋼管コンクリート杭
２７沈殿バケット
２８埋め戻し

【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部が鉄筋コンクリート構造であり、上部が直列に配置された複数の鋼管にて被覆された鋼管コンクリート構造の場所打ち杭における鋼管同士の接合部において、上下の鋼管内側に渡って周方向に複数に分割された接合用の添接板が配置され、各添接板と鋼管に予め設けられたボルト孔を貫通した高力ボルトにより締結されていることにより接合されていると共に、鋼管下部の内部には長尺鉄筋籠の上部が配置され、上下の鋼管の接合部の内側には上下方向に所定長さに渡って短尺補強鉄筋籠を埋め込み配置することで、所定の耐力を有するように鋼管接合部を補強したことを特徴とする場所打ち鋼管コンクリート杭。
【請求項２】
前記高力ボルトが軸回転トルシア形高力ボルトであることを特徴とする請求項１に記載の場所打ち鋼管コンクリート杭。
【請求項３】
上下の鋼管の接合部の内側に上下方向に所定長さに渡って配置された短尺補強鉄筋籠と、杭下部の鉄筋コンクリート構造部の鉄筋籠とは、吊り下げ兼組み立て用の鉄筋により一体として籠状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の場所打ち鋼管コンクリート杭。
【請求項４】
上下方向に直列に３つ以上鋼管が配置されて、上下方向の接合部が複数箇所ある場合は、各接合部に配置された短尺補強鉄筋籠同士は、吊り下げ兼組み立て用鉄筋により一体とされていることを特徴とする請求項３に記載の場所打ち鋼管コンクリート杭。
【請求項５】
複数の鋼管を鋼管の内側に配置された添接板および高力ボルトにより締結すると共に鋼管内部を掘削しながら鋼管を地中に設置し、下端部に位置する長尺鉄筋籠と、その長尺鉄筋籠よりも上位に位置し、かつ上下の鋼管の接合部の内側に上下方向に所定長さに渡って位置するように配置された短尺補強鉄筋籠とを、吊り下げ兼組み立て用鉄筋により一体として籠状とした短尺補強鉄筋籠付き籠状体を前記鋼管内に配置し、次いで、前記鋼管内にコンクリートを打設すると共に、鋼管継手部が短尺補強鉄筋籠の位置に位置するように、鋼管を所定高さ引き上げ、上部側に位置する所定長さに渡る鋼管を撤去することを特徴とする場所打ち鋼管コンクリート杭の施工方法。

【図１】