外殻鋼管付きコンクリート杭および同外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物
【課題】従来の円筒形の鋼管が有する、形状保持、生産性、および荷扱い性の問題を解消することは勿論、板厚が異なる分割鋼板を組み合わせた構成で鋼管を形成することにより、外力が一方向のみに作用する堰堤、護岸等の土木構造物の外力抵抗部材として好適に用いることができる、至極合理的で、柔軟性、経済性に非常に優れた外殻鋼管付きコンクリート杭および同外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物を提供する。
【解決手段】コンクリート杭の外殻を形成する鋼管１０は、周方向に複数に分割された分割鋼板１を周方向に連結して円筒形状に形成され、前記分割鋼板１のうち１枚または複数枚の分割鋼板１ａは、残りの分割鋼板１ｂより板厚が厚い構成とする。
【解決手段】コンクリート杭の外殻を形成する鋼管１０は、周方向に複数に分割された分割鋼板１を周方向に連結して円筒形状に形成され、前記分割鋼板１のうち１枚または複数枚の分割鋼板１ａは、残りの分割鋼板１ｂより板厚が厚い構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外殻鋼管付きコンクリート杭および同外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物の技術分野に属し、更に言えば、コンクリート杭の外殻を形成する鋼管を、厚さが異なる複数の分割鋼板で形成した外殻鋼管付きコンクリート杭および同外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
既製コンクリート杭の１つに、鋼管の内側にコンクリートをライニングした外殻鋼管付きコンクリート杭（ＳＣ杭）がある（例えば、特許文献１、２参照）。このＳＣ杭には、一般に、高炉メーカーが製造、販売する均等肉厚の円筒形状の鋼管が用いられる。市販の鋼管厚さ（ｔ）は、通常、板厚（ｔ）が４．５ｍｍ以上、或いは板厚径比（ｔ／Ｄ）が１％以上とされている。
板厚（ｔ）が４．５ｍｍ未満の鋼管が市販されない理由として、鋼管の形状的特性により、鋼管厚さを４．５ｍｍより薄くするとその分膨らみやすくなるため円筒形の形状保持が難しく、生産性、荷扱い性に問題があり、市販されていないという理由に基づく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２２０８４２号公報
【特許文献２】特開平１１−２８００６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
市販品では、板厚が４．５ｍｍ以上の均等肉厚の円筒形状の鋼管しかなく、杭に要求される曲げ耐力に応じた適正な厚さの鋼管は、現状では入手できない。
よって、構造設計上、板厚が４．５ｍｍ未満の鋼管を用いても十分に曲げ耐力を有するＳＣ杭が使用可能であったとしても、板厚が４．５ｍｍ以上の均等肉厚の鋼管を用いるほかなく、不合理、かつ不経済であった。
また、ＳＣ杭を、外力が一方向のみに作用する部位に外力抵抗部材として設置してなる堰堤、護岸等の土木構造物を構築する場合、ＳＣ杭の外殻を形成する鋼管について、外力が作用する管周面（表面）と外力が作用しない管周面（裏面）との間で、要求される耐力強度が異なることがある。このような場合、従来は、均等肉厚の一体物の円筒形状の鋼管しか存在しない故に、構造設計上、使用する鋼管の板厚を、もっとも耐力強度が要求される部位の板厚に合わせる必要があり、非常に不合理、かつ不経済であった。
【０００５】
本発明の目的は、外殻鋼管付きコンクリート杭の鋼管を複数の分割鋼板からなる構成で実施することにより、従来の円筒形の鋼管が有する、形状保持、生産性、および荷扱い性の問題を解消することは勿論、板厚が異なる分割鋼板を組み合わせた構成で鋼管を形成することにより、外力が一方向のみに作用する堰堤、護岸等の土木構造物の外力抵抗部材として好適に用いることができる、至極合理的で、柔軟性、経済性に非常に優れた外殻鋼管付きコンクリート杭および同外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る外殻鋼管付きコンクリート杭は、コンクリート杭の外殻を形成する鋼管は、周方向に複数に分割された分割鋼板を周方向に連結して円筒形状に形成されてなること、
前記分割鋼板のうち１枚または複数枚の分割鋼板は、残りの分割鋼板より板厚が厚いことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭において、 前記分割鋼板は、その両側縁に継手部が形成された杭軸方向に一定の長さを有する分割円弧鋼板であり、前記外殻を形成する鋼管は、当該分割円弧鋼板を前記継手部を介し周方向に連結して円筒形状に形成されていること、
前記円筒形状に形成された鋼管の杭軸方向の両端部にコンクリート注入用の開口部を有する端板が接合され、当該鋼管の内側面にコンクリートがライニングされてなることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭において、 前記コンクリート杭は既製コンクリート杭であること、
前記分割鋼板は、その両端縁に継手部が形成された杭軸方向に前記既製コンクリート杭と同等長さを有する分割円弧鋼板であり、前記外殻を形成する鋼管は、当該分割円弧鋼板を前記継手部を介し周方向に連結して円筒形状に形成されていること、
前記円筒形状に形成された鋼管の内側には、前記既製コンクリート杭が充填材を充填する隙間を確保してほぼ同心の配置に設けられ、当該鋼管と既製コンクリート杭とが形成する隙間に充填材が充填されてなることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭において、前記分割円弧鋼板の両側縁に形成した継手部のうち、一側縁の継手部はＵ字状の雄型継手とされ、他側縁の継手部はＵ字状の雌型継手とされ、隣接する分割円弧鋼板の対応するＵ字状の雌型継手又はＵ字状の雄型継手と互いに連結されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭において、
前記分割鋼板は、杭軸方向の全長にわたって周方向にコルゲート加工が施された分割コルゲート鋼板であり、前記外殻を形成する鋼管は、当該分割コルゲート鋼板を周方向の端部同士を重ね合わせ接合により連結して円筒形状に形成された合成コルゲート鋼管からなり、
前記合成コルゲート鋼管の杭軸方向の両端部にコンクリート注入用の開口部を有する端板が接合され、当該合成コルゲート鋼管の内側面にコンクリートがライニングされてなることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭において、
前記コンクリート杭は既製コンクリート杭であること、
前記分割鋼板は、杭軸方向の全長にわたって周方向にコルゲート加工が施された分割コルゲート鋼板であり、前記外殻を形成する鋼管は、当該分割コルゲート鋼板を周方向の端部同士を重ね合わせ接合により連結して円筒形状に形成された合成コルゲート鋼管からなり、
前記合成コルゲート鋼管の内側には、前記既製コンクリート杭がほぼ同心の配置に設けられ、当該合成コルゲート鋼管と既製コンクリート杭とが形成する隙間に充填材が充填されてなることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭において、前記複数の分割コルゲート鋼板の周方向の端部同士は、ドリルねじで重ね合わせ接合されることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭において、前記分割鋼板の板厚は、２．３ｍｍ〜９．０ｍｍ、或いは板厚径比が１％未満であることを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載した発明に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物は、前記請求項１〜８のいずれかに記載の外殻鋼管付きコンクリート杭を、外力が一方向のみに作用する部位に外力抵抗部材として設置してなる堰堤、護岸等の土木構造物であって、
前記外殻鋼管付きコンクリート杭は、円筒形状に形成された鋼管を形成する分割鋼板のうち、板厚が厚い１枚または複数枚の分割鋼板を、外力が作用する側に向けて設置されていることを特徴とする
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物において、前記板厚が厚い１枚または複数枚の分割鋼板は、前記円筒形状に形成された鋼管をほぼ半割りしたに等しい半円筒状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１〜８に係る外殻鋼管付きコンクリート杭によれば、外殻を形成する円筒形状の鋼管を、複数の分割鋼板を周方向に連結した構成で実施できるので、以下の効果を奏する。
（１）請求項２の外殻鋼管付きコンクリートについて（実施例１参照）
平板状に近い湾曲した分割円弧鋼板を多数積み重ねて（積層して）搬送できるので、搬送に伴う費用削減に大きく寄与すると共に、荷扱いも容易となる。
分割円弧鋼板を単にスライドさせるだけで円筒形状の鋼管を形成できるので、溶接、カシメも無用で施工性（生産性）に非常に優れている。
ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じた構造設計によって求められる適正な鋼管厚さ（例えば３．２ｍｍ、６．０ｍｍ）の分割円弧鋼板を用いて鋼管を形成できるので、合理的、且つ非常に経済的である。
（２）請求項３の外殻鋼管付きコンクリートについて（実施例２参照）
上記（１）の効果に加え、既製コンクリート杭は従来通りの製法、品質管理、および輸送方法のまま、鋼管（分割円弧鋼板）の厚さを２．３ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲内で変化させるだけで、所望の（曲げ）強度を有する外殻鋼管付きコンクリート杭を実現できる。即ち、同一径（単一種類）の既製コンクリート杭から多様な曲げ強度を有するバリエーションに富む外殻鋼管付きコンクリート杭を実現できるので、柔軟性に優れ、経済的、且つ合理的である。
鋼管と既製コンクリート杭との付着力を確認でき、且つ鋼管と既製コンクリート杭とを確実に同心配置にして生産できるので、品質性に優れた外殻鋼管付きコンクリート杭を提供することができる。
（３）請求項５の外殻鋼管付きコンクリートについて（実施例３参照）
分割コルゲート鋼板は、コルゲーションのない前記分割円弧鋼板と比し、鋼板自体の剛性が高いので、薄厚（例えば３．２ｍｍ）にも拘わらず、成形した鋼管の強度および剛性をさらに高めることができる。
分割コルゲート鋼板は、多数積み重ねて（積層して）搬送できるので、搬送に伴う費用削減に大きく寄与すると共に、荷扱いも容易となる。
隣接する分割コルゲート鋼板の端部同士をドリルねじで重ね合わせ接合するだけで円筒形状の合成コルゲート鋼管を形成できるので、溶接、カシメも無用で施工性（生産性）に非常に優れている。
ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じた構造設計によって求められる適正な鋼管厚さ（例えば３．２ｍｍ、６．０ｍｍ）の分割コルゲート鋼板を用いて鋼管を形成できるので、合理的、且つ非常に経済的である。
（４）請求項６の外殻鋼管付きコンクリートについて（実施例４参照）
上記（３）の効果に加え、上記（２）と同様の効果を有する。
【００１７】
さらに、請求項９、１０に記載した発明に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物によれば、前記分割鋼板のうち１枚または複数枚の分割鋼板を、残りの分割鋼板より板厚を厚くした外殻鋼管付きコンクリート杭を用いて実施できるので、以下の効果を奏する（実施例１〜実施例４参照）。
外殻鋼管付きコンクリート杭を、外力が一方向のみに作用する堰堤、護岸等の土木構造物の外力抵抗部材として用いる場合、板厚が厚いコルゲート鋼板を外力が作用する側に向けて設置することができる。
具体的に、外殻鋼管付きコンクリート杭を、外力が一方向のみに作用する部位に外力抵抗部材として設置してなる堰堤、護岸等の土木構造物を構築する場合、外殻鋼管付きコンクリート杭の外殻を形成する鋼管について、外力が作用する管周面（表面）と外力が作用しない管周面（裏面）との間で、要求される耐力強度が異なることがある。
このような場合、従来は、均等肉厚の一体物の円筒形状の鋼管しか存在しない故に、構造設計上、使用する鋼管の板厚を、もっとも耐力強度が要求される部位の板厚に合わせる必要があり、非常に不合理、かつ不経済であった。
しかし、本発明によれば、鋼管に要求される耐力強度に応じて、外力が作用する管周面には板厚が厚い分割鋼板を配置し、外力が作用しない管周面には板厚が薄い分割鋼板を配置して実施できるので、至極合理的な設計が可能となり、柔軟性に優れていることに加え、鋼管、ひいては外殻鋼管付きコンクリート杭全体の軽量化を図ることができ、非常に経済的な土木構造物を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を示した斜視図である。
【図２】図１の外殻鋼管付きコンクリート杭を正面方向からみた拡大図である。
【図３】図１の外殻鋼管付きコンクリート杭の鋼管を形成する１枚の分割円弧鋼板を示した正面図である。
【図４】Ａ〜Ｄは、円筒形状の鋼管を形成する工程を段階的に示した正面図である。
【図５】本発明の実施例１に係る外殻鋼管付きコンクリート杭の製造方法を説明するための概略図である。
【図６】Ａは、本発明に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物（堰堤）について、下流側からみた全体構造を示した概略図であり、Ｂは、同平面図である。ちなみに図６Ｂ中の符号Ｕは上流側、符号Ｄは下流側、矢印Ｆは外力が作用する方向を示す。
【図７】図６Ａの側面図である。
【図８】Ａは、本発明に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物（護岸）の全体構造を示した立面図であり、Ｂは、Ａを左方向からみた立面図であり、Ｃは、Ｂの平面図である。ちなみに、図８Ａ、Ｃ中の符号Ｋは河道側を示す。
【図９】本発明の実施例２に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を示した斜視図である。
【図１０】図９の外殻鋼管付きコンクリート杭を正面方向からみた拡大図である。
【図１１】Ａは、組立台の上に既製コンクリート杭を載置した段階を示した正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視図であり、Ｃは、ＡのＣ−Ｃ線矢視図である。なお、Ｂ、Ｃについて、ナイロンスリング１９の図示は省略した。
【図１２】Ａは、図１１の既製コンクリート杭の頂部に１枚目の分割円弧鋼板を設置した段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視図である。
【図１３】Ａは、図１２の既製コンクリート杭の両側面部に２枚目及び３枚目の分割円弧鋼板を連結した段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視図である。
【図１４】Ａ、Ｂは、既製コンクリート杭を半回転させる工程を示した図である。
【図１５】Ａは、図１４Ｂの既製コンクリート杭に４枚目の分割円弧鋼板を連結して円筒形状の鋼管を構成する段階を示した正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視図であり、Ｃは、ＡのＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図１６】Ａは、図１５の鋼管を被覆した既製コンクリート杭にスチールバンドを巻いた段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図１７】Ａは、図１６の鋼管を被覆した既製コンクリート杭を傾斜させて組立台に設置した段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視図である。
【図１８】Ａは、鋼管を被覆した既製コンクリート杭を水平状態に戻して養生させた段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図１９】Ａは、本発明の実施例３に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を示した正面図であり、Ｂは、同側面図である。
【図２０】図１９Ａの拡大図である。
【図２１】Ａは、図１９ＢのＸ−Ｘ線矢視を拡大して示した断面図であり、Ｂは、ＡのＹ部の拡大図である。
【図２２】Ａ〜Ｄは、隣接する分割コルゲート鋼板の端部同士を重ね合わせ接合して合成コルゲート鋼管を形成する工程を段階的に示した正面図である。
【図２３】本発明の実施例３に係る外殻鋼管付きコンクリート杭の製造方法を説明するための概略図である。
【図２４】Ａは、本発明の実施例４に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を示した正面図であり、Ｂは、同側面図である。なお、Ａでは図示の便宜上、リング材３５を省略した。
【図２５】図２４Ｂを正面方向から見た拡大図である。
【図２６】Ａは、図２４ＢのＸ−Ｘ線矢視を拡大して示した断面図であり、Ｂは、ＡのＹ部の拡大図である。
【図２７】Ａは、組立台の上に既製コンクリート杭を載置した段階を示した正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視図であり、Ｃは、ＡのＣ−Ｃ線矢視図である。なお、Ｂ、Ｃについては、Ａのナイロンスリング１９の図示は省略した。
【図２８】Ａは、図２７の既製コンクリート杭の頂部に１枚目の分割コルゲート鋼板を設置した段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視図である。
【図２９】Ａは、図２８の既製コンクリート杭の両側面部に２枚目及び３枚目の分割コルゲート鋼板を連結した段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視図である。
【図３０】Ａ、Ｂは、既製コンクリート杭を半回転させる工程を示した図である。
【図３１】Ａは、図３０Ｂの既製コンクリート杭に４枚目の分割コルゲート鋼板を連結して円筒形状の合成コルゲート鋼管を構成する段階を示した正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視図であり、Ｃは、ＡのＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図３２】Ａは、図３１の合成コルゲート鋼管を被覆した既製コンクリート杭にスチールバンドを巻いた段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図３３】Ａは、図３２の合成コルゲート鋼管を被覆した既製コンクリート杭を傾斜させて組立台に設置した段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図３４】Ａは、合成コルゲート鋼管を被覆した既製コンクリート杭を水平状態に戻して養生させた段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明に係る外殻鋼管付きコンクリート杭および同外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の請求項２に係る外殻鋼管付きコンクリート杭の斜視図を示している。 図２は、図１の外殻鋼管付きコンクリート杭を正面方向からみた拡大図を示している。
この外殻鋼管付きコンクリート杭は、コンクリート杭の外殻を形成する鋼管１０が、周方向に複数に分割された分割鋼板１を周方向に連結して円筒形状に形成されてなり、前記分割鋼板１のうち１枚または複数枚の分割鋼板１ａは、残りの分割鋼板１ｂより板厚が厚いことを特徴とする。
【００２１】
前記外殻鋼管付きコンクリート杭は、鋼管１０を外殻に有し、その内側にコンクリート１１をライニングしてなる。
前記分割鋼板１は、その両側縁に継手部１ｃ、１ｄが形成された杭軸方向に一定の長さを有する分割円弧鋼板１であり、前記外殻を形成する鋼管１０は、当該分割円弧鋼板１を前記継手部１ｃ、１ｄを介し周方向に連結して円筒形状に形成されている。
前記円筒形状に形成された鋼管１０の杭軸方向の両端部に、コンクリート１１注入用の開口部７ａを有する端板７（図５参照）が溶接接合され、当該鋼管１０の内側面にコンクリート１１がライニングされてなる。
ちなみに図１、２では図示の便宜上、前記端板７は省略した。
【００２２】
具体的に、前記分割円弧鋼板１は、鋼管１０を周方向に複数（図示例では４つ）に分割され、該分割円弧鋼板１のうち１枚または複数枚（図示例では隣接する２枚）の分割円弧鋼板１ａは、残り（図示例では隣接する２枚）の分割円弧鋼板１ｂより板厚を厚く形成して実施している。ちなみに本実施例では、一例として、前記分割円弧鋼板１ａの板厚を６．０ｍｍ、残りの分割円弧鋼板１ｂの板厚を３．２ｍｍで実施している。
【００２３】
前記外殻鋼管付きコンクリート杭（鋼管１０）は、通常、外径が４０ｃｍ〜１２０ｃｍ程度、杭軸方向長さが５００ｃｍ〜７００ｃｍ程度の大きさで実施されるが、大きさは勿論これに限定されない。
ちなみに、本実施例に係る円筒形状に形成された鋼管１０は、外径が５６ｃｍ程度、杭軸方向長さが５２０ｃｍ程度で実施されている。当該鋼管厚さは、ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じた構造設計によって求められるが、通常２．３ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲内、或いは板厚径比が１％未満で実施される。鋼管１０の内側面にライニングされたコンクリート１１の厚さは８ｃｍ程度で実施されているが勿論これに限定されず、ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じて適宜設計変更される。
【００２４】
前記鋼管１０は、本実施例では、周方向に略４等分割した分割円弧鋼板１、すなわち断面が略１／４円弧状で、杭軸方向長さが５２０ｃｍ程度の４枚の分割円弧鋼板１を、前記継手部１ｃ、１ｄを介して周方向に連結して円筒形状に形成されている。
略４等分割した場合の各分割円弧鋼板１のサイズについては、その一例を図３に示す。図３は、板厚が薄い分割円弧鋼板１ｂを示しており、符号Ｗ＝３．２ｍｍ、Ｘ＝４３８．４６ｍｍ、Ｙ＝３０．２ｍｍ、Ｚ＝４０．２ｍｍ、および曲率半径＝２７９．６８ｍｍである。板厚が厚い分割円弧鋼板１ａは、前記板厚が薄い分割円弧鋼板１ｂと比し、板厚（符号Ｗ）が６．０ｍｍであること以外は、ほぼ同様である。
前記分割円弧鋼板１は、ロール成形加工法、好ましくは冷間ロール成形加工法で適正な曲率に成形される。
【００２５】
前記分割円弧鋼板１の継手部１ｃ、１ｄの形状について説明すると、分割円弧鋼板１の一側縁（図示例では右側）の継手部１ｃは、円筒形状に形成する鋼管１０の外側へ相当する向きに屈曲させて折り返したＵ字状の雄型継手に形成し、他側縁（図示例では左側）の継手部１ｄは、隣接する分割円弧鋼板１の継手部（雄型継手）１ｃの先端部を巻き込むように鉤状に屈曲させたＵ字状の雌型継手に形成して実施されている。隣接する分割円弧鋼板１の対応する継手部１ｃ、１ｄを互いに連結する（掛け留める）ことにより、隣接する分割円弧鋼板１が周方向に連結されて円筒形状の鋼管１０が形成される（図２参照）。
【００２６】
なお、本実施例では、周方向に略４等分割したに等しい形状の分割円弧鋼板１を用いて鋼管１０を形成しているがこれに限定されず、周方向に略３等分割、略２等分割（半割り）、或いは５等分割以上に等分割した形状の分割円弧鋼板を用いても同様に実施できる。
また、本実施例では、製造コスト、荷扱い性、取扱性（作業性）の観点から板厚が異なる２種の分割円弧鋼板１（１ａ、１ｂ）を用いて実施しているがこれに限定されず、杭軸方向長さが一致していれば、周方向長さは異なっていても、周方向に連結した場合に円筒形状の鋼管１０を形成できればよい。
さらに、本実施例では、前記Ｕ字状の継手部１ｃ、１ｄに形成して実施しているがこれに限定されず、互いに連結した継手部１ｃ、１ｄ同士が離脱しない形態であればよい。要するに、分割円弧鋼板１に設けた継手部１ｃ、１ｄは、後述する遠心成形の際に、当該継手部１ｃ、１ｄ同士の連結状態を十分に保持できる形状、剛性を条件に、種々のバリエーションで実施可能である。
【００２７】
次に、上記した外殻鋼管付きコンクリート杭の製造方法の実施例について説明する。
先ず、複数（４枚）の分割円弧鋼板１を周方向に連結して円筒形状の鋼管１０を形成する。当該円筒形状の鋼管１０を形成する手法については種々のバリエーションが考えられる。また、分割円弧鋼板１の数量、大きさによっても適宜設計される。よって、本実施例では、その一例を図４と図５に段階的に示した。
【００２８】
図４Ａに示したように、本実施例では先ず、１枚目の分割円弧鋼板１（１ａ）を、形成する鋼管１０の外周面に相当する側を下向きにして作業場等に載置する。その両脇には、当該分割円弧鋼板１（１ａ）の揺動防止用の台木（組立台）９を載置する。この台木９は、前記分割円弧鋼板１（１ａ）の軸方向両端部にそれぞれ２個ずつ設けておくことが作業上好ましい。
次に、図４Ｂに示したように、２枚目の分割円弧鋼板１（１ａ）を、その継手部（雌型継手）１ｄと、前記１枚目の分割円弧鋼板１（１ａ）の継手部（雄型継手）１ｃとを嵌合させつつ軸方向へスライドさせる。このスライド作業は、分割円弧鋼板１の軸方向の長さが揃うまで、２人程度の作業員の手動操作により行う。
次に、図４Ｃに示したように、３枚目の分割円弧鋼板１（１ｂ）を、その継手部（雄型継手）１ｃと、前記１枚目の分割円弧鋼板１（１ａ）の継手部（雌型継手）１ｄとを嵌合させつつ軸方向へスライドさせる。このスライド作業もまた、分割円弧鋼板１の軸方向の長さが揃うまで、２人程度の作業員の手動操作により行う。なお、前記２枚目と３枚目の分割円弧鋼板１のスライド作業はほぼ同時に行ってもよい。
次に、図４Ｄに示したように、４枚目の分割円弧鋼板１（１ｂ）を、その両側縁に設けた継手部１ｃ、１ｄと、それぞれ対応する継手部１ｄ、１ｃとを嵌合させつつ軸方向へスライドさせる。このスライド作業もまた、分割円弧鋼板１の軸方向の長さが揃うまで、２人程度の作業員の手動操作により行う。
かくして、４枚の分割円弧鋼板１（１ａ、１ｂ）を周方向に連結してなる円筒形状の薄厚の鋼管１０を形成することができる。
【００２９】
ちなみに、図４Ｄ中の符号８は、外周に山部と谷部を交互に有する歯車状の形状保持部材を示している。この形状保持部材８は、金属製であり、少なくとも鋼管１０の管軸方向両端部に１枚ずつ設け、円筒形状に形成した薄厚の鋼管１０の形状を安定した状態で保持する役割を果たす。ただし、形状保持部材８の使用はあくまでも念のため（任意）であり、むしろ、円筒形状に形成した後の鋼管１０を作業場等で複数段積み重ねる場合に好適に用いられる。
すなわち、前記形状保持部材８は、鋼管１０を円筒形状に形成した後に設けてもよいし、その前段階の分割円弧鋼板１のスライド作業中に設けておいてもよい。この形状保持部材８は、遠心成形する前にはもちろん取り外される。なお、前記形状保持部材８の形態はもちろん図示例に限定されない。
【００３０】
次に、図５に示したように、円筒形状に形成した鋼管１０の管軸方向（杭軸方向）の両端部に金属製の端板７、７を設け、当該鋼管１０を上型枠１２と下型枠１３とで挟み込んで収容し、両型枠１２、１３をボルトで固定する。
本実施例に用いる端板７は、一例として外径が６０ｃｍ程度、内径が４４ｃｍ程度、厚みが２ｃｍ程度の開口部７ａを有するリング状に形成され、前記鋼管１０とほぼ同心円配置となるように溶接（全周隅肉溶接）で固定されている。
【００３１】
続いて、両型枠１２、１３内に収容された鋼管１０の端板７の開口部７ａからコンクリート１１を鋼管１０内に注入し、遠心成形用回転駆動機（図示省略）により所定の回転速度で所要時間回転させる等、汎用の遠心成形法を実施して外殻鋼管付きコンクリート杭を製造する。
【００３２】
したがって、実施例１に係る外殻鋼管付きコンクリート杭によれば、外殻を形成する鋼管１０を、複数の分割円弧鋼板１（１ａ、１ｂ）を継手部１ｃ、１ｄを介して周方向に連結し円筒形状に形成して実施することができるので、以下の効果を奏する。
平板状に近い湾曲した分割円弧鋼板１を多数積み重ねて搬送できるので、搬送に伴う費用削減に大きく寄与すると共に、荷扱いも容易となる。
分割円弧鋼板１を単にスライドさせるだけで円筒形状の鋼管１０を形成できるので、溶接、カシメも無用で施工性（生産性）に非常に優れている。
ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じた構造設計によって求められる鋼管厚さ（例えば３．２ｍｍ、６．０ｍｍ）の分割円弧鋼板１を用いて鋼管１０を形成できるので、合理的、且つ非常に経済的である。
【００３３】
図６と図７は、上述した外殻鋼管付きコンクリート杭（ＳＣ杭）を外力抵抗部材（支持杭）として設置してなる堰堤（土木構造物）の実施例を示している。
図示例に係る堰堤２は、縦横３列ずつにバランス良く整列させた計９本のＳＣ杭で安定した状態で支持されている。
前記ＳＣ杭は、すべて、板厚が厚い方の隣接する分割円弧鋼板１ａ、１ａを前記上流側Ｕへ向けて設置し、残りの分割円弧鋼板１ｂ、１ｂは、下流側Ｄへ向けて設置している。
ＳＣ杭に作用する主な外力（洪水流、土石流等の外力）Ｆは、上流側Ｕから下流側Ｄへの流水方向となり、よってＳＣ杭には、上流側Ｕから下流側Ｄへの曲げモーメントが作用する。つまり、ＳＣ杭の上流側Ｕには引張力が作用し、下流側Ｄには圧縮力が作用する。ＳＣ杭は、圧縮力はコンクリートが負担し、引張力、曲げ応力は鋼管が負担する構成なので、ＳＣ杭を合理的な構造設計で実施するには、引張側となる上流側Ｕの鋼管１０の板厚を厚くし、下流側Ｄの鋼管１０は、コンクリートが負担するので、板厚を特に厚くする必要はない。
そうすると、図示例に係る堰堤２を支持するＳＣ杭は、前記合理的な構造設計に合致する構成で実施しているといえ、構造設計上、要求される耐力強度に合致した実施を行うことができる。
よって、図６と図７に示した本発明に係るＳＣ杭、ひいては堰堤２は、至極合理的な設計で実施することができ、柔軟性に優れていることに加え、鋼管、ひいてはＳＣ杭全体の軽量化を図ることができ、非常に経済的である。
【００３４】
また、図８は、上述した外殻鋼管付きコンクリート杭（ＳＣ杭）を外力抵抗部材（護岸構成部材）として設置してなる河川護岸（土木構造物）を示している。
図示例に係る河川護岸３は、本発明に係るＳＣ杭を一列に多数（図８Ｂ、Ｃでは図示の便宜上、１０本）設置した構成で実施されている。具体的に、前記ＳＣ杭は、すべて、板厚が厚い方の隣接する分割円弧鋼板１ａ、１ａを前記河道側Ｋへ向けて設置し、残りの分割円弧鋼板１ｂ、１ｂは、堤防側４へ向けて設置している。
ＳＣ杭を河川護岸３に用いる場合、腐食や砂等の流下に伴う摩耗を考慮し、腐食代として板厚を厚くする必要があるが、図示例に係るＳＣ杭によれば、当該摩耗の影響が大きい河道側Ｋのみ、板厚を厚くした構成で実施できる。
よって、図８に示した本発明に係るＳＣ杭を構成部材とする河川護岸は、上述した堰堤の実施例と同様に、至極合理的な設計で実施することができ、柔軟性に優れていることに加え、鋼管、ひいてはＳＣ杭全体の軽量化を図ることができ、非常に経済的である。
【実施例２】
【００３５】
図９は、本発明の請求項３に係る外殻鋼管付きコンクリート杭の斜視図を示している。 図１０は、図９の外殻鋼管付きコンクリート杭を正面方向からみた拡大図を示している。
この外殻鋼管付きコンクリート杭は、上記実施例１と同様に、コンクリート杭の外殻を形成する鋼管１０が、周方向に複数に分割された分割鋼板１を周方向に連結して円筒形状に形成されてなり、前記分割鋼板１のうち１枚または複数枚の分割鋼板１ａは、残りの分割鋼板１ｂより板厚が厚いことを特徴とする。
【００３６】
前記コンクリート杭は、既製コンクリート杭１４である。
前記分割鋼板１は、上記実施例１と同様に、その両端縁に継手部１ｃ、１ｄが形成された杭軸方向に前記既製コンクリート杭１４と同等長さを有する分割円弧鋼板１であり、前記外殻を形成する鋼管１０は、当該分割円弧鋼板１を前記継手部１ｃ、１ｄを介し周方向に連結して円筒形状に形成されている。
前記円筒形状に形成された鋼管１０の内側には、前記既製コンクリート杭１４が充填材１５を充填する隙間を確保してほぼ同心の配置に設けられ、当該鋼管１０と既製コンクリート杭１４とが形成する隙間に充填材１５が充填されている。
【００３７】
具体的に、前記分割円弧鋼板１は、鋼管１０を周方向に複数（図示例では４つ）に分割され、該分割円弧鋼板１のうち１枚または複数枚（図示例では隣接する２枚）の分割円弧鋼板１ａは、残り（図示例では隣接する２枚）の分割円弧鋼板１ｂより板厚を厚く形成して実施している。ちなみに本実施例では、一例として、前記分割円弧鋼板１ａの板厚を６．０ｍｍ、残りの分割円弧鋼板１ｂの板厚を３．２ｍｍで実施している。
【００３８】
前記鋼管１０は、本実施例では、周方向に略４等分割した前記分割円弧鋼板１、すなわち上記実施例１と同様の構成とした分割円弧鋼板１が用いられる。よって、該分割円弧鋼板１（１ａ、１ｂ）及び、その両端部に設けた継手部１ｃ、１ｄの形態等の説明は割愛する（段落[0024]〜[0026]参照）。
【００３９】
前記外殻鋼管付きコンクリート杭（鋼管１０）は、通常、外径が４０ｃｍ〜１２０ｃｍ程度、杭軸方向長さが５００ｃｍ〜７００ｃｍ程度の大きさで実施されるが、大きさは勿論これに限定されない。
ちなみに、本実施例に係る円筒形状に形成された鋼管１０は、外径が５６ｃｍ程度、杭軸方向長さが５２０ｃｍ程度で実施されている。当該鋼管厚さは、ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じた構造設計によって求められるが、通常２．３ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲内、或いは板厚径比が１％未満で実施される。
【００４０】
本実施例に係る既製コンクリート杭１４は、外径が５５ｃｍ程度、内径が４５ｃｍ程度、杭軸方向長さが５２０ｃｍ程度、設計基準強度８０Ｎ／mm２以上の高強度コンクリート杭（本実施例ではＰＨＣ杭）で実施されているが勿論これに限定されず、ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じて適宜設計変更される。
なお、本実施例では、ＰＣ鋼材と、らせん状鉄筋を内蔵したＰＨＣ杭１４で実施しているが、杭軸方向にＰＣ鋼線、ＰＣ鋼棒が埋設されているタイプ、或いは無筋タイプの既製コンクリート杭でも同様に実施できる。また、本実施例は中空の既製コンクリート杭を用いるが、中実タイプでも同様に実施できる。
【００４１】
本実施例に係る充填材１５は、膨張コンクリート、モルタルが好適に用いられ、同心の配置とされた外側の鋼管１０と内側の既製コンクリート杭１４との隙間（本実施例では２５ｍｍ程度）に密実に充填され、当該鋼管１０と既製コンクリート杭１４とを一体化している。なお、前記充填材１５は、前記膨張コンクリート等に限定されず、杭本体のコンクリート強度と同等以上の強度のものであれば使用可能である。
【００４２】
次に、実施例２に係る外殻鋼管付きコンクリート杭の製造方法の実施例について説明する。当該製造方法については種々のバリエーションが考えられる。また、分割円弧鋼板１の数量、大きさによっても適宜設計される。よって実施例２では、その一例を図１１〜図１８に段階的に示した。
【００４３】
先ず、図１１Ａに示したように、既製コンクリート杭１４の両端部の内寄り近傍位置に組立台（Ｈ形鋼）１７、１７を設置し、その上にナイロンスリング１９を利用して吊り上げた中空の既製コンクリート杭１４をバランス良く載置する。その両脇には、当該コンクリート杭１４の揺動防止用のずれ止め材（角材）１８を載置する。前記ナイロンスリング１９は適時に取り外す（図１１Ｂ、Ｃ参照）。
次に、既製コンクリート杭１４の杭軸方向の両端縁部にリング材１６を嵌め込み、当該リング材１６の内面側に、充填材１５の漏れ防止用のシーリング剤（図示略）を塗布する。
前記リング材１６は、当該既製コンクリート杭１４と、後に形成する円筒形状の鋼管１０とが形成する隙間（２５ｍｍ程度）を閉塞する寸法（外径５５０ｍｍ程度、内径５００ｍｍ程度、厚さ６ｍｍ程度）で実施される。また、充填材１５を注入する側（本実施例では左側）のリング材１６には、その底部に切欠部（注入孔）１６ａが設けられる（図１１Ｂ参照）。一方、充填材１５を排出する側（本実施例では右側）のリング材１６には、その頂部に切欠部（排出孔）１６ｂが設けられている（図１１Ｃ参照）。ちなみに、このリング材１６は予め、既製コンクリート杭１４を吊り上げた状態のときに当該コンクリート杭１４に取り付けておいてもよい。
【００４４】
続いて、図１２Ａ、Ｂに示したように、円筒形状の鋼管１０を形成する４枚の分割円弧鋼板１のうち、１枚目の分割円弧鋼板１（１ａ）を、既製コンクリート杭１４の上面部に設置する。具体的には、既製コンクリート杭１４の両端縁部に位置決めしたリング材１６、１６の頂部形状に沿うように載置し、当該リング材１６、１６との当接部を仮溶接して固定する。この段階で、底部に注入孔１６ａを設けた側のリング材１６の頂部に充填確認用の孔１６ｃを穿設する。
ちなみに図中の符号２０は、間隔調整ボルトであり、前記分割円弧鋼板１（１ａ）の中央の長手方向にバランス良く複数本（本実施例では４本）設けている。この間隔調整ボルト２０は、分割円弧鋼板１（１ａ）に穿設した孔部に設けた溶接ナットにねじ込み、所要の隙間（本実施例２５ｍｍ程度）を確保するのに供される。
【００４５】
続いて、図１３Ａ、Ｂに示したように、２枚目の分割円弧鋼板１（１ａ、本実施例では図１３Ｂの右側）を、その継手部（雌型継手）１ｄと、前記１枚目の分割円弧鋼板１（１ａ）の継手部（雄型継手）１ｃとを嵌合させつつ軸方向へスライドさせる。このスライド作業は、分割円弧鋼板１の軸方向の長さが揃うまで、２人程度の作業員の手動操作により行う。
次に、３枚目の分割円弧鋼板１（１ｂ、本実施例では図１３Ｂの左側）を、その継手部（雄型継手）１ｃと、前記１枚目の分割円弧鋼板１（１ａ）の継手部（雌型継手）１ｄとを嵌合させつつ軸方向へスライドさせる。このスライド作業もまた、分割円弧鋼板１の軸方向の長さが揃うまで、２人程度の作業員の手動操作により行う。
なお、前記２枚目と３枚目の分割円弧鋼板１、１のスライド作業はほぼ同時に行ってもよい。ちなみに当該分割円弧鋼板１、１にも、前記した間隔調整ボルト２０が同様の配置に設けられている。
【００４６】
続いて、４枚目の分割円弧鋼板１（１ｂ）の取付け作業を行うにあたり、図１４Ａ、Ｂに示したように、３枚の分割円弧鋼板１を取り付けた既製コンクリート杭１４をナイロンスリング（図示略）でバランス良く２箇所ほど縛って拘束し、前記ずれ止め材（角材）１８を撤去して組立台１７の上を半回転させる。事後、前記ずれ止め材１８は、移動した既製コンクリート杭１４の両脇に戻す。
次に、図１５Ａ〜Ｃに示したように、４枚目の分割円弧鋼板１（１ｂ）を、その両側縁に設けた継手部１ｃ、１ｄと、それぞれ対応する継手部１ｄ、１ｃとを嵌合させつつ軸方向へスライドさせる。このスライド作業もまた、分割円弧鋼板１の軸方向の長さが揃うまで、２人程度の作業員の手動操作により行う。ちなみに４枚目の分割円弧鋼板１（１ｂ）にも、前記した間隔調整ボルト２０が同様の配置に設けられている。
しかる後、軸方向の長さを揃えて円筒形状に連結した４枚の分割円弧鋼板１と、前記既製コンクリート杭１４の両端部に設けたリング材１６とを全周隅肉溶接にて一体化する。
【００４７】
続いて、充填材１５の注入作業を行うにあたり、前記間隔調整ボルト２０のすべての長さを調整し、その内側の既製コンクリート１４の外周面との間隔を確実に２５ｍｍに揃える。次に、図１６Ａ、Ｂに示したように、充填材１５の注入による鋼管１０（分割円弧鋼板１）のはらみ防止のため、当該鋼管１０の外周に所要の間隔をあけてスチールバンド２１をバランス良く（本実施例では５箇所）巻いて締め付ける。
【００４８】
続いて、図１７Ａ、Ｂに示したように、鋼管１０と既製コンクリート杭１４との隙間Ｈに前記充填材１５を密実に充填するべく、高さの異なる組立台１７ａ、１７ｂ（段差５０〜６０ｃｍ程度）を用意し、その上に鋼管１０を取り付けた既製コンクリート杭１４を傾斜させて載置する。その際、当該既製コンクリート杭１４の左側に設けたリング材１６の注入孔１６ａを下向きに位置決めする。
充填材１５の注入作業を安定した状態で行うべく、前記既製コンクリート杭１４（鋼管１０）と組立台１７ａ、１７ｂ及びずれ止め材１８には、ずり動きを防止する固定手段を施す。ちなみに本実施例では、前記組立台１７ａ、１７ｂと作業場の支持床とをボルト止めしている。
固定手段を施した後、左側のリング材１６の注入孔１６ａから、充填材１５（本実施例では膨張コンクリート）を注入する。この注入作業は、当該充填材１５が右側のリング材１６の頂部の排出孔１６ｂから排出されるまで行う。そして、充填材１５が前記隙間Ｈに密実に充填されたことを目視で確認し、２４時間程度経過した後、図１８Ａ、Ｂに示したように、水平状態に戻し、さらに一週間程度気中養生する。
【００４９】
かくして、既製コンクリート杭１４の外周面に充填材１５を介して薄厚の鋼管１０を被覆してなる高品質の外殻鋼管付きコンクリート杭を製造することができる。
なお、本実施例に係るリング材１６は、充填材２の漏れ防止のために用いるものであり、速硬性の充填材を用いる場合は特に必要としない。
【００５０】
したがって、実施例２に係る外殻鋼管付きコンクリート杭によれば、上記実施例１と同様に、外殻を形成する鋼管１０を、複数の分割円弧鋼板１（１ａ、１ｂ）を継手部１ｃ、１ｄを介して周方向に連結し円筒形状に形成して実施することができるので、上記実施例１と同様の効果を奏する（段落[0032]参照）。
加えて、既製コンクリート杭１４は従来通りの製法、品質管理、および輸送方法のまま、鋼管１０（分割円弧鋼板１）の厚さを２．３ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲内で変化させるだけで、所望の（曲げ）強度を有する外殻鋼管付きコンクリート杭を実現できる。即ち、同一径（単一種類）の既製コンクリート杭１４から多様な曲げ強度を有するバリエーションに富む外殻鋼管付きコンクリート杭を実現できるので、柔軟性に優れ、経済的、且つ合理的である。
鋼管１０と既製コンクリート杭１４との付着力を確認でき、且つ鋼管１０と既製コンクリート杭１４とを確実に同心配置にして生産できるので、品質性に優れた外殻鋼管付きコンクリート杭を提供することができる。
【００５１】
また、実施例２に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を外力抵抗部材（支持杭、護岸構成部材等）として設置してなる土木構造物（堰堤、護岸等）を実施する場合は、上記実施例１と同様に、板厚が厚い方の隣接する分割円弧鋼板１ａ、１ａを外力が作用する向き、或いは摩耗の影響が大きい向きに配置して設置できるので、やはり上記実施例１と同様の効果を奏する（図６〜図８を援用して参照、及び段落[0033]、[0034]参照）。
【実施例３】
【００５２】
図１９〜図２１は、本発明の請求項５に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を示している。
この外殻鋼管付きコンクリート杭は、上記実施例１と同様に、コンクリート杭の外殻を形成する鋼管４０が、周方向に複数に分割された分割鋼板３１を周方向に連結して円筒形状に形成されてなり、前記分割鋼板３１のうち１枚または複数枚の分割鋼板３１ａは、残りの分割鋼板３１ｂより板厚が厚いことを特徴とする。
【００５３】
前記外殻鋼管付きコンクリート杭は、鋼管４０を外殻に有し、その内側にコンクリート１１をライニングしてなる。
前記分割鋼板３１は、杭軸方向の全長にわたって周方向に山部と谷部が交互に連続するコルゲート加工が施された分割コルゲート鋼板３１であり、前記外殻を形成する鋼管４０は、当該分割コルゲート鋼板３１を周方向の端部同士を重ね合わせ接合により連結して円筒形状に形成された合成コルゲート鋼管４０からなる。
前記合成コルゲート鋼管４０の杭軸方向の両端部にコンクリート１１注入用の開口部３３ａを有する端板３３が溶接接合され、当該合成コルゲート鋼管４０の内側面にコンクリート１１がライニングされてなる。
ちなみに図１９Ａでは図示の便宜上、前記端板３３は省略した。
【００５４】
具体的に、前記分割コルゲート鋼板３１は、鋼管４０を周方向に複数（図示例では４つ）に分割され、該分割コルゲート鋼板３１のうち１枚または複数枚（図示例では隣接する２枚）の分割コルゲート鋼板３１ａは、残り（図示例では隣接する２枚）の分割コルゲート鋼板３１ｂより板厚を厚く形成して実施している。ちなみに本実施例では、一例として、前記分割コルゲート鋼板３１ａの板厚を６．０ｍｍ、残りの分割コルゲート鋼板３１ｂの板厚を３．２ｍｍで実施している。
【００５５】
前記外殻鋼管付きコンクリート杭は、通常、外径が４０ｃｍ〜１２０ｃｍ程度、杭軸方向長さが５００ｃｍ〜７００ｃｍ程度の大きさで実施されるが、大きさは勿論これに限定されない。
前記分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、３１ｂ）は、波のピッチ１５０ｍｍ程度、波の深さ４０ｍｍ程度で実施されているが、形態は勿論これに限定されず、ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じた構造設計によって求められる。
前記合成コルゲート鋼管４０は、外径（対向配置の谷部同士の距離）が５６ｃｍ程度、杭軸方向長さが５２０ｃｍ程度で実施されている。該鋼管厚さは、ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じた構造設計によって求められるが、通常２．３ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲内、或いは板厚径比が１％未満で実施される。
前記端板３３は、金属製であり、一例として外径が５８ｃｍ程度、内径が４２ｃｍ程度、厚みが２ｃｍ程度の開口部３３ａを有するリング状に形成され、外周面が前記分割コルゲート鋼板３１の山部を覆い、前記合成コルゲート鋼管４０とほぼ同心円配置となるように溶接（全周隅肉溶接）で固定されている。
前記合成コルゲート鋼管４０の内側面にライニングされたコンクリート１１の厚さは、谷部で７〜８ｃｍ程度で実施されているが勿論これに限定されず、ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じて適宜設計変更される。
【００５６】
前記合成コルゲート鋼管４０は、本実施例では、周方向に略４等分割し（厳密には必要な重ね代を確保する分だけ若干長い）、杭軸方向長さが５２０ｃｍ程度の４枚の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、３１ｂ）を、端部同士をドリルねじ３２で重ね合わせ接合され、周方向に連結して円筒形状に形成されている。該ドリルねじ３２は、杭軸方向に沿って、重ね合わせ接合に適正な間隔をあけて複数打ち込まれている（図１９Ｂ参照）。
【００５７】
なお、本実施例では、周方向に略４等分割したに等しい形状の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、３１ｂ）を用いて合成コルゲート鋼管４０を形成しているがこれに限定されない。周方向に略３等分割、略２等分割（半割り）、或いは略５等分割以上に等分割した形状の分割コルゲート鋼板を用いても同様に実施できる。
また、本実施例では、製造コスト、荷扱い性、取扱性（作業性）の観点から板厚が異なる２種の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、３１ｂ）を用いて実施しているがこれに限定されず、杭軸方向長さが一致していれば、周方向長さは異なっていても、周方向に連結した場合に円筒形状の合成コルゲート鋼管４０を形成できればよい。
【００５８】
次に、上記した外殻鋼管付きコンクリート杭の製造方法の実施例について説明する。当該製造方法については種々のバリエーションが考えられる。また、分割コルゲート鋼板３１の数量、形態によっても適宜設計される。よって、本実施例では、その一例を図２２と図２３に段階的に示した。
【００５９】
先ず、複数（図示例では４枚）の前記分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、３１ｂ）を、端部同士をドリルねじ３２で重ね合わせ接合することにより、周方向に連結して円筒形状の合成コルゲート鋼管４０を形成する。
【００６０】
具体的には、図２２Ａに示したように、１枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ）を、形成する合成コルゲート鋼管４０の外周面に相当する側を下向きにして作業場等に載置する。その両脇には、当該分割コルゲート鋼板３１（３１ａ）の揺動防止用の台木（組立台）９を載置する。この台木９は、前記分割コルゲート鋼板３１の軸方向両端部にそれぞれ２個ずつ設けておくことが作業上好ましい。
次に、図２２Ｂに示したように、２枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ）を、その周方向の一端部を、前記１枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ）の対応する周方向の端部へ重ね合わせ、ドリルねじ３２より重ね合わせ接合して取り付ける。同様に、図２２Ｃに示したように、３枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ｂ）を、その周方向の一端部を、前記１枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ）の対応する周方向の端部へ重ね合わせ、ドリルねじ３２より重ね合わせ接合して取り付ける。なお、前記２枚目と３枚目の分割コルゲート鋼板３１、３１の接合作業はほぼ同時に行ってもよい。
次に、図２２Ｄに示したように、４枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ｂ）を、その周方向の両端部を、２枚目と３枚目の分割コルゲート鋼板３１、３１の対応する周方向の端部へ重ね合わせ、ドリルねじ３２により重ね合わせ接合して取り付ける。
かくして、４枚の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、３１ｂ）を周方向に連結してなる円筒形状の合成コルゲート鋼管４０を形成する。
【００６１】
ちなみに、図２２Ｄ中の符号３４は、略歯車状の形状保持部材を示している。この形状保持部材３４は、上記実施例１に係る形状保持部材８と同様の作用を奏するので、その説明は割愛する（段落[0029]参照）。
【００６２】
次に、図２３に示したように、円筒形状に形成した合成コルゲート鋼管４０の管軸方向の両端部に前記端板３３、３３を全周隅肉溶接により取り付け、当該鋼管４０を上型枠１２と下型枠１３とで挟み込んで収容し、両型枠１２、１３をボルトで固定する。
続いて、両型枠１２、１３内に収容された合成コルゲート鋼管４０の端板３３の開口部３３ａからコンクリート１１を該鋼管４０内に注入し、遠心成形用回転駆動機（図示省略）により所定の回転速度で所要時間回転させる等、汎用の遠心成形法を実施して外殻鋼管付きコンクリート杭を製造する。
【００６３】
したがって、実施例３に係る外殻鋼管付きコンクリート杭によれば、外殻を形成する合成コルゲート鋼管４０を、複数の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、３１ｂ）を周方向に連結して形成できるので、以下の効果を奏する。
分割コルゲート鋼板３１は、コルゲーションのない前記分割円弧鋼板１と比し、鋼板自体の剛性が高いので、薄厚（例えば３．２ｍｍ）にも拘わらず、成形した鋼管の強度および剛性をさらに高めることができる。
分割コルゲート鋼板３１は、多数積み重ねて（積層して）搬送できるので、搬送に伴う費用削減に大きく寄与すると共に、荷扱いも容易となる。
隣接する分割コルゲート鋼板３１の端部同士をドリルねじ３２で重ね合わせ接合するだけで円筒形状の合成コルゲート鋼管４０を形成できるので、溶接、カシメも無用で施工性（生産性）に非常に優れている。
ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じた構造設計によって求められる適正な鋼管厚さ（例えば３．２ｍｍ、６．０ｍｍ）の分割コルゲート鋼板３１を用いて鋼管を形成できるので、合理的、且つ非常に経済的である。
【００６４】
また、実施例３に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を外力抵抗部材（支持杭、護岸構成部材等）として設置してなる土木構造物（堰堤、護岸等）を実施する場合は、上記実施例１に倣い、板厚が厚い方の隣接する分割コルゲート鋼板３１ａ、３１ａを外力が作用する向き、或いは摩耗の影響が大きい向きに配置して設置できるので、やはり上記実施例１と同様の効果を奏する（図６〜図８を援用して参照、及び段落[0033]、[0034]参照）。
【実施例４】
【００６５】
図２４〜図２６は、本発明の請求項６に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を示している。
この外殻鋼管付きコンクリート杭は、上記実施例１と同様に、コンクリート杭の外殻を形成する鋼管４０が、周方向に複数に分割された分割鋼板３１を周方向に連結して円筒形状に形成されてなり、前記分割鋼板３１のうち１枚または複数枚の分割鋼板３１ａは、残りの分割鋼板３１ｂより板厚が厚いことを特徴とする。
【００６６】
前記コンクリート杭は、既製コンクリート杭１４である。
前記分割鋼板３１は、上記実施例３と同様に、杭軸方向の全長にわたって周方向にコルゲート加工が施された分割コルゲート鋼板３１であり、前記外殻を形成する鋼管４０は、当該分割コルゲート鋼板３１を周方向の端部同士を重ね合わせ接合により連結して円筒形状に形成された合成コルゲート鋼管４０からなる。
前記合成コルゲート鋼管４０の内側には、前記既製コンクリート杭１４がほぼ同心の配置に設けられ、当該合成コルゲート鋼管４０と既製コンクリート杭１４とが形成する隙間に充填材１５が充填されている。
ちなみに、図２６Ａ中の符号３７は、スペーサーを示している。このスペーサー３７は、前記既製コンクリート１４の外周面と一致する曲率で、例えば、幅１５０ｍｍ程度、長さ１５０ｍｍ程度、厚さ１０ｍｍ程度の寸法で実際され、前記分割コルゲート鋼板３１の谷部と既製コンクリート１４の外周面との間に適宜の間隔で点在させることにより、充填材１５の流路を確保する役割を果たす。
【００６７】
具体的に、前記分割コルゲート鋼板３１は、上記実施例３と同様に、合成コルゲート鋼管４０を周方向に複数（図示例では４つ）に分割され、該分割コルゲート鋼板３１のうち１枚または複数枚（図示例では隣接する２枚）の分割コルゲート鋼板３１ａは、残り（図示例では隣接する２枚）の分割コルゲート鋼板３１ｂより板厚を厚く形成して実施している。ちなみに本実施例では、一例として、前記分割コルゲート鋼板３１ａの板厚を６．０ｍｍ、残りの分割コルゲート鋼板３１ｂの板厚を３．２ｍｍで実施している。
【００６８】
前記合成コルゲート鋼管４０は、本実施例では、周方向に略４等分割した前記分割コルゲート鋼板３１、すなわち上記実施例３と同様の構成とした分割コルゲート鋼板３１が用いられる。よって、該分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、３１ｂ）の形態等の説明は割愛する（段落[0056]、[0057]参照）。
【００６９】
前記外殻鋼管付きコンクリート杭は、通常、外径が４０ｃｍ〜１２０ｃｍ程度、杭軸方向長さが５００ｃｍ〜７００ｃｍ程度の大きさで実施されるが、大きさは勿論これに限定されない。
前記合成コルゲート鋼管４０は、外径（対向配置の谷部同士の距離）が５６ｃｍ程度、杭軸方向長さが５２０ｃｍ程度で実施されている。該鋼管厚さは、ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じた構造設計によって求められるが、通常２．３ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲内、或いは板厚径比が１％未満で実施される。
前記リング材３５は、金属製であり、一例として外径が５８ｃｍ程度、内径が４０ｃｍ程度、厚みが２ｃｍ程度の開口部３５ａを有するリング状に形成され、外周面が前記分割コルゲート鋼板３１の山部を覆い、前記合成コルゲート鋼管４０とほぼ同心円配置となるように溶接（全周隅肉溶接）で固定されている。
【００７０】
本実施例に係る既製コンクリート杭１４、及び充填材１５は、上記実施例２と同様なので、同一の符号を付してその説明を割愛する（段落[0040]、[0041]参照）。
【００７１】
次に、実施例４に係る外殻鋼管付きコンクリート杭の製造方法の実施例について説明する。当該製造方法については種々のバリエーションが考えられる。また、分割コルゲート鋼板３１の数量、形態によっても適宜設計される。よって、本実施例では、その一例を図２７〜図３４に段階的に示した。
【００７２】
先ず、図２７Ａに示したように、既製コンクリート杭１４の両端部の内寄り近傍位置に組立台（Ｈ形鋼）１７、１７を設置し、その上にナイロンスリング１９を利用して吊り上げた中空の既製コンクリート杭１４をバランス良く載置する。その両脇には、当該コンクリート杭１４の揺動防止用のずれ止め材（角材）１８を載置する。前記ナイロンスリング１９は適時に取り外す（図２７Ｂ、Ｃ参照）。
次に、既製コンクリート杭１４の杭軸方向の両端縁部にリング材３５を嵌め込み、当該リング材３５の内面側に、充填材１５の漏れ防止用のシーリング剤（図示略）を塗布する。
前記リング材３５は、既製コンクリート杭１４と、後に形成する円筒形状の合成コルゲート鋼管４０とが形成する隙間を十分に閉塞する寸法（外径５５０ｍｍ程度、内径４００ｍｍ程度、厚さ６ｍｍ程度）で実施される。また、充填材１５を注入する側（本実施例では左側）のリング材３５には、その底部に切欠部（注入孔）３５ａが設けられる（図２７Ｂ参照）。一方、充填材１５を排出する側（本実施例では右側）のリング材３５には、その頂部に切欠部（排出孔）３５ｂが設けられている（図２７Ｃ参照）。ちなみに、このリング材３５は予め、既製コンクリート杭１４を吊り上げた状態のときに当該コンクリート杭１４に取り付けておいてもよい。
【００７３】
続いて、図２８Ａ、Ｂに示したように、合成コルゲート鋼管４０を形成する４枚の分割コルゲート鋼板３１のうち、１枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ）を、該鋼板３１に点付け溶接された前記スペーサー３７を介して既製コンクリート杭１４の上面部に設置する。具体的に、前記分割コルゲート鋼板３１（３１ａ）は、その軸方向両端部と、既製コンクリート杭１４の両端縁部に嵌め込んだリング材３５、３５との当接部を仮溶接して固定する。この段階で、底部に注入孔３５ａを設けた側のリング材３５の頂部に充填確認用の孔３５ｃを穿設する。
【００７４】
続いて、図２９Ａ、Ｂに示したように、２枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、本実施例では図２９Ｂの右側）を、その周方向の一端部を、前記１枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ）の対応する周方向の端部へ重ね合わせ、ドリルねじ３２により重ね合わせ接合して取り付ける。次に、３枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ｂ、本実施例では図２９Ｂの左側）を、その周方向の一端部を、前記１枚目の分割コルゲート鋼板３１の対応する周方向の端部へ重ね合わせ、ドリルねじ３２により重ね合わせ接合して取り付ける。なお、前記２枚目と３枚目の分割コルゲート鋼板３１、３１の接合作業はほぼ同時に行ってもよい。ちなみに、２枚目と３枚目の分割コルゲート鋼板３１、３１にも、前記スペーサー３７が設けられている。
【００７５】
続いて４枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ｂ）の取付け作業を行うにあたり、図３０Ａ、Ｂに示したように、３枚の分割コルゲート鋼板３１を取り付けた既製コンクリート杭１４をナイロンスリング（図示略）でバランス良く２箇所ほど縛って拘束し、前記ずれ止め材（角材）１８を撤去して組立台１７の上を半回転させる。事後、前記ずれ止め材１８は、移動した既製コンクリート杭１４の両脇に戻す。
次に、図３１Ａ〜Ｃに示したように、４枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ｂ）を、その周方向両端部を、２枚目と３枚目の分割コルゲート鋼板３１の対応する周方向の端部へ重ね合わせ、ドリルねじ３２により重ね合わせ接合して取り付ける。
しかる後、円筒形状に連結した４枚の分割コルゲート鋼板３１と、前記既製コンクリート杭１４の両端部に設けたリング材３とを全周隅肉溶接にて一体化する。
【００７６】
続いて、充填材１５の注入作業を行うにあたり、図３２Ａ、Ｂに示したように、充填材５の注入による合成コルゲート鋼管４０（分割コルゲート鋼板３１）のはらみ防止のため、当該鋼管４０の外周に所要の間隔をあけてスチールバンド２１をバランス良く（本実施例では５箇所）巻いて締め付ける。なお、図３２Ｂは、スチールバンド２１の図示を省略した。
【００７７】
続いて、図３３Ａ、Ｂに示したように、合成コルゲート鋼管４０と既製コンクリート杭１４との隙間に前記充填材１５を密実に充填するべく、高さの異なる組立台１７ａ、１７ｂ（段差５０〜６０ｃｍ程度）を用意し、その上に前記鋼管４０を取り付けた既製コンクリート杭１４を傾斜させて載置する。その際、当該既製コンクリート杭１４の左側に設けたリング材３５の注入孔３５ａを下向きに位置決めする。
充填材１５の注入作業を安定した状態で行うべく、前記既製コンクリート杭１４（合成コルゲート鋼管４０）と組立台１７ａ、１７ｂ及びずれ止め材１８には、ずり動きを防止する固定手段を施す。ちなみに本実施例では、前記組立台１７ａ、１７ｂと作業場の支持床とをボルト止めしている。
固定手段を施した後、左側のリング材３５の注入孔３５ａから、充填材１５（本実施例では膨張コンクリート）を注入する。この注入作業は、当該充填材１５が右側のリング材３５の頂部の排出孔３５ｂから排出されるまで行う。そして、充填材１５が前記隙間に密実に充填されたことを目視で確認し、２４時間程度経過した後、図３４Ａ、Ｂに示したように、水平状態に戻し、さらに一週間程度気中養生する。
かくして、既製コンクリート杭１４の外周面に充填材１５を介して薄厚の合成コルゲート鋼管４０を被覆してなる高品質の外殻鋼管付きコンクリート杭を製造することができる。
【００７８】
したがって、実施例４に係る外殻鋼管付きコンクリート杭によれば、上記実施例３と同様に、外殻を形成する合成コルゲート鋼管４０を、複数の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、３１ｂ）を周方向に連結して形成できるので、上記実施例３と同様の効果を奏する（段落[0063]参照）。
加えて、既製コンクリート杭１４は従来通りの製法、品質管理、および輸送方法のまま、鋼管４０（分割コルゲート鋼板３１）の厚さを２．３ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲内で変化させるだけで、所望の（曲げ）強度を有する外殻鋼管付きコンクリート杭を実現できる。即ち、同一径（単一種類）の既製コンクリート杭１４から多様な曲げ強度を有するバリエーションに富む外殻鋼管付きコンクリート杭を実現できるので、柔軟性に優れ、経済的、且つ合理的である。
合成コルゲート鋼管４０と既製コンクリート杭１４との付着力を確認でき、且つ該鋼管４０と既製コンクリート杭１４とを確実に同心配置にして生産できるので、品質性に優れた外殻鋼管付きコンクリート杭を提供することができる。
【００７９】
また、実施例４に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を外力抵抗部材（支持杭、護岸構成部材等）として設置してなる土木構造物（堰堤、護岸等）を実施する場合は、上記実施例１に倣い、板厚が厚い方の隣接する分割コルゲート鋼板３１ａ、３１ａを外力が作用する向き、或いは摩耗の影響が大きい向きに配置して設置できるので、やはり上記実施例１と同様の効果を奏する（図６〜図８を援用して参照、及び段落[0033]、[0034]参照）。
【００８０】
以上、実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。
【符号の説明】
【００８１】
１ 分割円弧鋼板
１ａ 板厚が厚い分割円弧鋼板
１ｂ 板厚が薄い分割円弧鋼板
１ｃ 継手部（雄型継手）
１ｄ 継手部（雌型継手）
７ 端板
７ 開口部
８ 形状保持部材
９ 台木
１０ 鋼管
１１ コンクリート
１２ 上型枠
１３ 下型枠
２ 堰堤
３ 河川護岸
４ 堤防
１４ 既製コンクリート杭
１５ 充填材
１６ リング材
１６ａ 注入孔
１６ｂ 排出孔
１６ｃ 充填確認用の孔
１７、１７ａ、１７ｂ 組立台（Ｈ形鋼）
１８ ずれ止め材（角材）
１９ ナイロンスリング
２０ 間隔調整ボルト
２１ スチールバンド
３１ 分割コルゲート鋼板
３１ａ 板厚が厚い分割コルゲート鋼板
３１ｂ 板厚が薄い分割コルゲート鋼板
３２ ドリルねじ
３３ 端板
３３ａ 開口部
３４ 形状保持部材
３５ リング材
３５ａ 注入孔
３５ｂ 排出孔
３５ｃ 充填確認用の孔
３７ スペーサー
４０ 鋼管（合成コルゲート鋼管）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外殻鋼管付きコンクリート杭および同外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物の技術分野に属し、更に言えば、コンクリート杭の外殻を形成する鋼管を、厚さが異なる複数の分割鋼板で形成した外殻鋼管付きコンクリート杭および同外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
既製コンクリート杭の１つに、鋼管の内側にコンクリートをライニングした外殻鋼管付きコンクリート杭（ＳＣ杭）がある（例えば、特許文献１、２参照）。このＳＣ杭には、一般に、高炉メーカーが製造、販売する均等肉厚の円筒形状の鋼管が用いられる。市販の鋼管厚さ（ｔ）は、通常、板厚（ｔ）が４．５ｍｍ以上、或いは板厚径比（ｔ／Ｄ）が１％以上とされている。
板厚（ｔ）が４．５ｍｍ未満の鋼管が市販されない理由として、鋼管の形状的特性により、鋼管厚さを４．５ｍｍより薄くするとその分膨らみやすくなるため円筒形の形状保持が難しく、生産性、荷扱い性に問題があり、市販されていないという理由に基づく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２２０８４２号公報
【特許文献２】特開平１１−２８００６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
市販品では、板厚が４．５ｍｍ以上の均等肉厚の円筒形状の鋼管しかなく、杭に要求される曲げ耐力に応じた適正な厚さの鋼管は、現状では入手できない。
よって、構造設計上、板厚が４．５ｍｍ未満の鋼管を用いても十分に曲げ耐力を有するＳＣ杭が使用可能であったとしても、板厚が４．５ｍｍ以上の均等肉厚の鋼管を用いるほかなく、不合理、かつ不経済であった。
また、ＳＣ杭を、外力が一方向のみに作用する部位に外力抵抗部材として設置してなる堰堤、護岸等の土木構造物を構築する場合、ＳＣ杭の外殻を形成する鋼管について、外力が作用する管周面（表面）と外力が作用しない管周面（裏面）との間で、要求される耐力強度が異なることがある。このような場合、従来は、均等肉厚の一体物の円筒形状の鋼管しか存在しない故に、構造設計上、使用する鋼管の板厚を、もっとも耐力強度が要求される部位の板厚に合わせる必要があり、非常に不合理、かつ不経済であった。
【０００５】
本発明の目的は、外殻鋼管付きコンクリート杭の鋼管を複数の分割鋼板からなる構成で実施することにより、従来の円筒形の鋼管が有する、形状保持、生産性、および荷扱い性の問題を解消することは勿論、板厚が異なる分割鋼板を組み合わせた構成で鋼管を形成することにより、外力が一方向のみに作用する堰堤、護岸等の土木構造物の外力抵抗部材として好適に用いることができる、至極合理的で、柔軟性、経済性に非常に優れた外殻鋼管付きコンクリート杭および同外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る外殻鋼管付きコンクリート杭は、コンクリート杭の外殻を形成する鋼管は、周方向に複数に分割された分割鋼板を周方向に連結して円筒形状に形成されてなること、
前記分割鋼板のうち１枚または複数枚の分割鋼板は、残りの分割鋼板より板厚が厚いことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭において、 前記分割鋼板は、その両側縁に継手部が形成された杭軸方向に一定の長さを有する分割円弧鋼板であり、前記外殻を形成する鋼管は、当該分割円弧鋼板を前記継手部を介し周方向に連結して円筒形状に形成されていること、
前記円筒形状に形成された鋼管の杭軸方向の両端部にコンクリート注入用の開口部を有する端板が接合され、当該鋼管の内側面にコンクリートがライニングされてなることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭において、 前記コンクリート杭は既製コンクリート杭であること、
前記分割鋼板は、その両端縁に継手部が形成された杭軸方向に前記既製コンクリート杭と同等長さを有する分割円弧鋼板であり、前記外殻を形成する鋼管は、当該分割円弧鋼板を前記継手部を介し周方向に連結して円筒形状に形成されていること、
前記円筒形状に形成された鋼管の内側には、前記既製コンクリート杭が充填材を充填する隙間を確保してほぼ同心の配置に設けられ、当該鋼管と既製コンクリート杭とが形成する隙間に充填材が充填されてなることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭において、前記分割円弧鋼板の両側縁に形成した継手部のうち、一側縁の継手部はＵ字状の雄型継手とされ、他側縁の継手部はＵ字状の雌型継手とされ、隣接する分割円弧鋼板の対応するＵ字状の雌型継手又はＵ字状の雄型継手と互いに連結されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭において、
前記分割鋼板は、杭軸方向の全長にわたって周方向にコルゲート加工が施された分割コルゲート鋼板であり、前記外殻を形成する鋼管は、当該分割コルゲート鋼板を周方向の端部同士を重ね合わせ接合により連結して円筒形状に形成された合成コルゲート鋼管からなり、
前記合成コルゲート鋼管の杭軸方向の両端部にコンクリート注入用の開口部を有する端板が接合され、当該合成コルゲート鋼管の内側面にコンクリートがライニングされてなることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭において、
前記コンクリート杭は既製コンクリート杭であること、
前記分割鋼板は、杭軸方向の全長にわたって周方向にコルゲート加工が施された分割コルゲート鋼板であり、前記外殻を形成する鋼管は、当該分割コルゲート鋼板を周方向の端部同士を重ね合わせ接合により連結して円筒形状に形成された合成コルゲート鋼管からなり、
前記合成コルゲート鋼管の内側には、前記既製コンクリート杭がほぼ同心の配置に設けられ、当該合成コルゲート鋼管と既製コンクリート杭とが形成する隙間に充填材が充填されてなることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭において、前記複数の分割コルゲート鋼板の周方向の端部同士は、ドリルねじで重ね合わせ接合されることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭において、前記分割鋼板の板厚は、２．３ｍｍ〜９．０ｍｍ、或いは板厚径比が１％未満であることを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載した発明に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物は、前記請求項１〜８のいずれかに記載の外殻鋼管付きコンクリート杭を、外力が一方向のみに作用する部位に外力抵抗部材として設置してなる堰堤、護岸等の土木構造物であって、
前記外殻鋼管付きコンクリート杭は、円筒形状に形成された鋼管を形成する分割鋼板のうち、板厚が厚い１枚または複数枚の分割鋼板を、外力が作用する側に向けて設置されていることを特徴とする
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物において、前記板厚が厚い１枚または複数枚の分割鋼板は、前記円筒形状に形成された鋼管をほぼ半割りしたに等しい半円筒状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１〜８に係る外殻鋼管付きコンクリート杭によれば、外殻を形成する円筒形状の鋼管を、複数の分割鋼板を周方向に連結した構成で実施できるので、以下の効果を奏する。
（１）請求項２の外殻鋼管付きコンクリートについて（実施例１参照）
平板状に近い湾曲した分割円弧鋼板を多数積み重ねて（積層して）搬送できるので、搬送に伴う費用削減に大きく寄与すると共に、荷扱いも容易となる。
分割円弧鋼板を単にスライドさせるだけで円筒形状の鋼管を形成できるので、溶接、カシメも無用で施工性（生産性）に非常に優れている。
ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じた構造設計によって求められる適正な鋼管厚さ（例えば３．２ｍｍ、６．０ｍｍ）の分割円弧鋼板を用いて鋼管を形成できるので、合理的、且つ非常に経済的である。
（２）請求項３の外殻鋼管付きコンクリートについて（実施例２参照）
上記（１）の効果に加え、既製コンクリート杭は従来通りの製法、品質管理、および輸送方法のまま、鋼管（分割円弧鋼板）の厚さを２．３ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲内で変化させるだけで、所望の（曲げ）強度を有する外殻鋼管付きコンクリート杭を実現できる。即ち、同一径（単一種類）の既製コンクリート杭から多様な曲げ強度を有するバリエーションに富む外殻鋼管付きコンクリート杭を実現できるので、柔軟性に優れ、経済的、且つ合理的である。
鋼管と既製コンクリート杭との付着力を確認でき、且つ鋼管と既製コンクリート杭とを確実に同心配置にして生産できるので、品質性に優れた外殻鋼管付きコンクリート杭を提供することができる。
（３）請求項５の外殻鋼管付きコンクリートについて（実施例３参照）
分割コルゲート鋼板は、コルゲーションのない前記分割円弧鋼板と比し、鋼板自体の剛性が高いので、薄厚（例えば３．２ｍｍ）にも拘わらず、成形した鋼管の強度および剛性をさらに高めることができる。
分割コルゲート鋼板は、多数積み重ねて（積層して）搬送できるので、搬送に伴う費用削減に大きく寄与すると共に、荷扱いも容易となる。
隣接する分割コルゲート鋼板の端部同士をドリルねじで重ね合わせ接合するだけで円筒形状の合成コルゲート鋼管を形成できるので、溶接、カシメも無用で施工性（生産性）に非常に優れている。
ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じた構造設計によって求められる適正な鋼管厚さ（例えば３．２ｍｍ、６．０ｍｍ）の分割コルゲート鋼板を用いて鋼管を形成できるので、合理的、且つ非常に経済的である。
（４）請求項６の外殻鋼管付きコンクリートについて（実施例４参照）
上記（３）の効果に加え、上記（２）と同様の効果を有する。
【００１７】
さらに、請求項９、１０に記載した発明に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物によれば、前記分割鋼板のうち１枚または複数枚の分割鋼板を、残りの分割鋼板より板厚を厚くした外殻鋼管付きコンクリート杭を用いて実施できるので、以下の効果を奏する（実施例１〜実施例４参照）。
外殻鋼管付きコンクリート杭を、外力が一方向のみに作用する堰堤、護岸等の土木構造物の外力抵抗部材として用いる場合、板厚が厚いコルゲート鋼板を外力が作用する側に向けて設置することができる。
具体的に、外殻鋼管付きコンクリート杭を、外力が一方向のみに作用する部位に外力抵抗部材として設置してなる堰堤、護岸等の土木構造物を構築する場合、外殻鋼管付きコンクリート杭の外殻を形成する鋼管について、外力が作用する管周面（表面）と外力が作用しない管周面（裏面）との間で、要求される耐力強度が異なることがある。
このような場合、従来は、均等肉厚の一体物の円筒形状の鋼管しか存在しない故に、構造設計上、使用する鋼管の板厚を、もっとも耐力強度が要求される部位の板厚に合わせる必要があり、非常に不合理、かつ不経済であった。
しかし、本発明によれば、鋼管に要求される耐力強度に応じて、外力が作用する管周面には板厚が厚い分割鋼板を配置し、外力が作用しない管周面には板厚が薄い分割鋼板を配置して実施できるので、至極合理的な設計が可能となり、柔軟性に優れていることに加え、鋼管、ひいては外殻鋼管付きコンクリート杭全体の軽量化を図ることができ、非常に経済的な土木構造物を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を示した斜視図である。
【図２】図１の外殻鋼管付きコンクリート杭を正面方向からみた拡大図である。
【図３】図１の外殻鋼管付きコンクリート杭の鋼管を形成する１枚の分割円弧鋼板を示した正面図である。
【図４】Ａ〜Ｄは、円筒形状の鋼管を形成する工程を段階的に示した正面図である。
【図５】本発明の実施例１に係る外殻鋼管付きコンクリート杭の製造方法を説明するための概略図である。
【図６】Ａは、本発明に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物（堰堤）について、下流側からみた全体構造を示した概略図であり、Ｂは、同平面図である。ちなみに図６Ｂ中の符号Ｕは上流側、符号Ｄは下流側、矢印Ｆは外力が作用する方向を示す。
【図７】図６Ａの側面図である。
【図８】Ａは、本発明に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物（護岸）の全体構造を示した立面図であり、Ｂは、Ａを左方向からみた立面図であり、Ｃは、Ｂの平面図である。ちなみに、図８Ａ、Ｃ中の符号Ｋは河道側を示す。
【図９】本発明の実施例２に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を示した斜視図である。
【図１０】図９の外殻鋼管付きコンクリート杭を正面方向からみた拡大図である。
【図１１】Ａは、組立台の上に既製コンクリート杭を載置した段階を示した正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視図であり、Ｃは、ＡのＣ−Ｃ線矢視図である。なお、Ｂ、Ｃについて、ナイロンスリング１９の図示は省略した。
【図１２】Ａは、図１１の既製コンクリート杭の頂部に１枚目の分割円弧鋼板を設置した段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視図である。
【図１３】Ａは、図１２の既製コンクリート杭の両側面部に２枚目及び３枚目の分割円弧鋼板を連結した段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視図である。
【図１４】Ａ、Ｂは、既製コンクリート杭を半回転させる工程を示した図である。
【図１５】Ａは、図１４Ｂの既製コンクリート杭に４枚目の分割円弧鋼板を連結して円筒形状の鋼管を構成する段階を示した正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視図であり、Ｃは、ＡのＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図１６】Ａは、図１５の鋼管を被覆した既製コンクリート杭にスチールバンドを巻いた段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図１７】Ａは、図１６の鋼管を被覆した既製コンクリート杭を傾斜させて組立台に設置した段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視図である。
【図１８】Ａは、鋼管を被覆した既製コンクリート杭を水平状態に戻して養生させた段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図１９】Ａは、本発明の実施例３に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を示した正面図であり、Ｂは、同側面図である。
【図２０】図１９Ａの拡大図である。
【図２１】Ａは、図１９ＢのＸ−Ｘ線矢視を拡大して示した断面図であり、Ｂは、ＡのＹ部の拡大図である。
【図２２】Ａ〜Ｄは、隣接する分割コルゲート鋼板の端部同士を重ね合わせ接合して合成コルゲート鋼管を形成する工程を段階的に示した正面図である。
【図２３】本発明の実施例３に係る外殻鋼管付きコンクリート杭の製造方法を説明するための概略図である。
【図２４】Ａは、本発明の実施例４に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を示した正面図であり、Ｂは、同側面図である。なお、Ａでは図示の便宜上、リング材３５を省略した。
【図２５】図２４Ｂを正面方向から見た拡大図である。
【図２６】Ａは、図２４ＢのＸ−Ｘ線矢視を拡大して示した断面図であり、Ｂは、ＡのＹ部の拡大図である。
【図２７】Ａは、組立台の上に既製コンクリート杭を載置した段階を示した正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視図であり、Ｃは、ＡのＣ−Ｃ線矢視図である。なお、Ｂ、Ｃについては、Ａのナイロンスリング１９の図示は省略した。
【図２８】Ａは、図２７の既製コンクリート杭の頂部に１枚目の分割コルゲート鋼板を設置した段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視図である。
【図２９】Ａは、図２８の既製コンクリート杭の両側面部に２枚目及び３枚目の分割コルゲート鋼板を連結した段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視図である。
【図３０】Ａ、Ｂは、既製コンクリート杭を半回転させる工程を示した図である。
【図３１】Ａは、図３０Ｂの既製コンクリート杭に４枚目の分割コルゲート鋼板を連結して円筒形状の合成コルゲート鋼管を構成する段階を示した正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視図であり、Ｃは、ＡのＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図３２】Ａは、図３１の合成コルゲート鋼管を被覆した既製コンクリート杭にスチールバンドを巻いた段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図３３】Ａは、図３２の合成コルゲート鋼管を被覆した既製コンクリート杭を傾斜させて組立台に設置した段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図３４】Ａは、合成コルゲート鋼管を被覆した既製コンクリート杭を水平状態に戻して養生させた段階を示す正面図であり、Ｂは、ＡのＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明に係る外殻鋼管付きコンクリート杭および同外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の請求項２に係る外殻鋼管付きコンクリート杭の斜視図を示している。 図２は、図１の外殻鋼管付きコンクリート杭を正面方向からみた拡大図を示している。
この外殻鋼管付きコンクリート杭は、コンクリート杭の外殻を形成する鋼管１０が、周方向に複数に分割された分割鋼板１を周方向に連結して円筒形状に形成されてなり、前記分割鋼板１のうち１枚または複数枚の分割鋼板１ａは、残りの分割鋼板１ｂより板厚が厚いことを特徴とする。
【００２１】
前記外殻鋼管付きコンクリート杭は、鋼管１０を外殻に有し、その内側にコンクリート１１をライニングしてなる。
前記分割鋼板１は、その両側縁に継手部１ｃ、１ｄが形成された杭軸方向に一定の長さを有する分割円弧鋼板１であり、前記外殻を形成する鋼管１０は、当該分割円弧鋼板１を前記継手部１ｃ、１ｄを介し周方向に連結して円筒形状に形成されている。
前記円筒形状に形成された鋼管１０の杭軸方向の両端部に、コンクリート１１注入用の開口部７ａを有する端板７（図５参照）が溶接接合され、当該鋼管１０の内側面にコンクリート１１がライニングされてなる。
ちなみに図１、２では図示の便宜上、前記端板７は省略した。
【００２２】
具体的に、前記分割円弧鋼板１は、鋼管１０を周方向に複数（図示例では４つ）に分割され、該分割円弧鋼板１のうち１枚または複数枚（図示例では隣接する２枚）の分割円弧鋼板１ａは、残り（図示例では隣接する２枚）の分割円弧鋼板１ｂより板厚を厚く形成して実施している。ちなみに本実施例では、一例として、前記分割円弧鋼板１ａの板厚を６．０ｍｍ、残りの分割円弧鋼板１ｂの板厚を３．２ｍｍで実施している。
【００２３】
前記外殻鋼管付きコンクリート杭（鋼管１０）は、通常、外径が４０ｃｍ〜１２０ｃｍ程度、杭軸方向長さが５００ｃｍ〜７００ｃｍ程度の大きさで実施されるが、大きさは勿論これに限定されない。
ちなみに、本実施例に係る円筒形状に形成された鋼管１０は、外径が５６ｃｍ程度、杭軸方向長さが５２０ｃｍ程度で実施されている。当該鋼管厚さは、ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じた構造設計によって求められるが、通常２．３ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲内、或いは板厚径比が１％未満で実施される。鋼管１０の内側面にライニングされたコンクリート１１の厚さは８ｃｍ程度で実施されているが勿論これに限定されず、ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じて適宜設計変更される。
【００２４】
前記鋼管１０は、本実施例では、周方向に略４等分割した分割円弧鋼板１、すなわち断面が略１／４円弧状で、杭軸方向長さが５２０ｃｍ程度の４枚の分割円弧鋼板１を、前記継手部１ｃ、１ｄを介して周方向に連結して円筒形状に形成されている。
略４等分割した場合の各分割円弧鋼板１のサイズについては、その一例を図３に示す。図３は、板厚が薄い分割円弧鋼板１ｂを示しており、符号Ｗ＝３．２ｍｍ、Ｘ＝４３８．４６ｍｍ、Ｙ＝３０．２ｍｍ、Ｚ＝４０．２ｍｍ、および曲率半径＝２７９．６８ｍｍである。板厚が厚い分割円弧鋼板１ａは、前記板厚が薄い分割円弧鋼板１ｂと比し、板厚（符号Ｗ）が６．０ｍｍであること以外は、ほぼ同様である。
前記分割円弧鋼板１は、ロール成形加工法、好ましくは冷間ロール成形加工法で適正な曲率に成形される。
【００２５】
前記分割円弧鋼板１の継手部１ｃ、１ｄの形状について説明すると、分割円弧鋼板１の一側縁（図示例では右側）の継手部１ｃは、円筒形状に形成する鋼管１０の外側へ相当する向きに屈曲させて折り返したＵ字状の雄型継手に形成し、他側縁（図示例では左側）の継手部１ｄは、隣接する分割円弧鋼板１の継手部（雄型継手）１ｃの先端部を巻き込むように鉤状に屈曲させたＵ字状の雌型継手に形成して実施されている。隣接する分割円弧鋼板１の対応する継手部１ｃ、１ｄを互いに連結する（掛け留める）ことにより、隣接する分割円弧鋼板１が周方向に連結されて円筒形状の鋼管１０が形成される（図２参照）。
【００２６】
なお、本実施例では、周方向に略４等分割したに等しい形状の分割円弧鋼板１を用いて鋼管１０を形成しているがこれに限定されず、周方向に略３等分割、略２等分割（半割り）、或いは５等分割以上に等分割した形状の分割円弧鋼板を用いても同様に実施できる。
また、本実施例では、製造コスト、荷扱い性、取扱性（作業性）の観点から板厚が異なる２種の分割円弧鋼板１（１ａ、１ｂ）を用いて実施しているがこれに限定されず、杭軸方向長さが一致していれば、周方向長さは異なっていても、周方向に連結した場合に円筒形状の鋼管１０を形成できればよい。
さらに、本実施例では、前記Ｕ字状の継手部１ｃ、１ｄに形成して実施しているがこれに限定されず、互いに連結した継手部１ｃ、１ｄ同士が離脱しない形態であればよい。要するに、分割円弧鋼板１に設けた継手部１ｃ、１ｄは、後述する遠心成形の際に、当該継手部１ｃ、１ｄ同士の連結状態を十分に保持できる形状、剛性を条件に、種々のバリエーションで実施可能である。
【００２７】
次に、上記した外殻鋼管付きコンクリート杭の製造方法の実施例について説明する。
先ず、複数（４枚）の分割円弧鋼板１を周方向に連結して円筒形状の鋼管１０を形成する。当該円筒形状の鋼管１０を形成する手法については種々のバリエーションが考えられる。また、分割円弧鋼板１の数量、大きさによっても適宜設計される。よって、本実施例では、その一例を図４と図５に段階的に示した。
【００２８】
図４Ａに示したように、本実施例では先ず、１枚目の分割円弧鋼板１（１ａ）を、形成する鋼管１０の外周面に相当する側を下向きにして作業場等に載置する。その両脇には、当該分割円弧鋼板１（１ａ）の揺動防止用の台木（組立台）９を載置する。この台木９は、前記分割円弧鋼板１（１ａ）の軸方向両端部にそれぞれ２個ずつ設けておくことが作業上好ましい。
次に、図４Ｂに示したように、２枚目の分割円弧鋼板１（１ａ）を、その継手部（雌型継手）１ｄと、前記１枚目の分割円弧鋼板１（１ａ）の継手部（雄型継手）１ｃとを嵌合させつつ軸方向へスライドさせる。このスライド作業は、分割円弧鋼板１の軸方向の長さが揃うまで、２人程度の作業員の手動操作により行う。
次に、図４Ｃに示したように、３枚目の分割円弧鋼板１（１ｂ）を、その継手部（雄型継手）１ｃと、前記１枚目の分割円弧鋼板１（１ａ）の継手部（雌型継手）１ｄとを嵌合させつつ軸方向へスライドさせる。このスライド作業もまた、分割円弧鋼板１の軸方向の長さが揃うまで、２人程度の作業員の手動操作により行う。なお、前記２枚目と３枚目の分割円弧鋼板１のスライド作業はほぼ同時に行ってもよい。
次に、図４Ｄに示したように、４枚目の分割円弧鋼板１（１ｂ）を、その両側縁に設けた継手部１ｃ、１ｄと、それぞれ対応する継手部１ｄ、１ｃとを嵌合させつつ軸方向へスライドさせる。このスライド作業もまた、分割円弧鋼板１の軸方向の長さが揃うまで、２人程度の作業員の手動操作により行う。
かくして、４枚の分割円弧鋼板１（１ａ、１ｂ）を周方向に連結してなる円筒形状の薄厚の鋼管１０を形成することができる。
【００２９】
ちなみに、図４Ｄ中の符号８は、外周に山部と谷部を交互に有する歯車状の形状保持部材を示している。この形状保持部材８は、金属製であり、少なくとも鋼管１０の管軸方向両端部に１枚ずつ設け、円筒形状に形成した薄厚の鋼管１０の形状を安定した状態で保持する役割を果たす。ただし、形状保持部材８の使用はあくまでも念のため（任意）であり、むしろ、円筒形状に形成した後の鋼管１０を作業場等で複数段積み重ねる場合に好適に用いられる。
すなわち、前記形状保持部材８は、鋼管１０を円筒形状に形成した後に設けてもよいし、その前段階の分割円弧鋼板１のスライド作業中に設けておいてもよい。この形状保持部材８は、遠心成形する前にはもちろん取り外される。なお、前記形状保持部材８の形態はもちろん図示例に限定されない。
【００３０】
次に、図５に示したように、円筒形状に形成した鋼管１０の管軸方向（杭軸方向）の両端部に金属製の端板７、７を設け、当該鋼管１０を上型枠１２と下型枠１３とで挟み込んで収容し、両型枠１２、１３をボルトで固定する。
本実施例に用いる端板７は、一例として外径が６０ｃｍ程度、内径が４４ｃｍ程度、厚みが２ｃｍ程度の開口部７ａを有するリング状に形成され、前記鋼管１０とほぼ同心円配置となるように溶接（全周隅肉溶接）で固定されている。
【００３１】
続いて、両型枠１２、１３内に収容された鋼管１０の端板７の開口部７ａからコンクリート１１を鋼管１０内に注入し、遠心成形用回転駆動機（図示省略）により所定の回転速度で所要時間回転させる等、汎用の遠心成形法を実施して外殻鋼管付きコンクリート杭を製造する。
【００３２】
したがって、実施例１に係る外殻鋼管付きコンクリート杭によれば、外殻を形成する鋼管１０を、複数の分割円弧鋼板１（１ａ、１ｂ）を継手部１ｃ、１ｄを介して周方向に連結し円筒形状に形成して実施することができるので、以下の効果を奏する。
平板状に近い湾曲した分割円弧鋼板１を多数積み重ねて搬送できるので、搬送に伴う費用削減に大きく寄与すると共に、荷扱いも容易となる。
分割円弧鋼板１を単にスライドさせるだけで円筒形状の鋼管１０を形成できるので、溶接、カシメも無用で施工性（生産性）に非常に優れている。
ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じた構造設計によって求められる鋼管厚さ（例えば３．２ｍｍ、６．０ｍｍ）の分割円弧鋼板１を用いて鋼管１０を形成できるので、合理的、且つ非常に経済的である。
【００３３】
図６と図７は、上述した外殻鋼管付きコンクリート杭（ＳＣ杭）を外力抵抗部材（支持杭）として設置してなる堰堤（土木構造物）の実施例を示している。
図示例に係る堰堤２は、縦横３列ずつにバランス良く整列させた計９本のＳＣ杭で安定した状態で支持されている。
前記ＳＣ杭は、すべて、板厚が厚い方の隣接する分割円弧鋼板１ａ、１ａを前記上流側Ｕへ向けて設置し、残りの分割円弧鋼板１ｂ、１ｂは、下流側Ｄへ向けて設置している。
ＳＣ杭に作用する主な外力（洪水流、土石流等の外力）Ｆは、上流側Ｕから下流側Ｄへの流水方向となり、よってＳＣ杭には、上流側Ｕから下流側Ｄへの曲げモーメントが作用する。つまり、ＳＣ杭の上流側Ｕには引張力が作用し、下流側Ｄには圧縮力が作用する。ＳＣ杭は、圧縮力はコンクリートが負担し、引張力、曲げ応力は鋼管が負担する構成なので、ＳＣ杭を合理的な構造設計で実施するには、引張側となる上流側Ｕの鋼管１０の板厚を厚くし、下流側Ｄの鋼管１０は、コンクリートが負担するので、板厚を特に厚くする必要はない。
そうすると、図示例に係る堰堤２を支持するＳＣ杭は、前記合理的な構造設計に合致する構成で実施しているといえ、構造設計上、要求される耐力強度に合致した実施を行うことができる。
よって、図６と図７に示した本発明に係るＳＣ杭、ひいては堰堤２は、至極合理的な設計で実施することができ、柔軟性に優れていることに加え、鋼管、ひいてはＳＣ杭全体の軽量化を図ることができ、非常に経済的である。
【００３４】
また、図８は、上述した外殻鋼管付きコンクリート杭（ＳＣ杭）を外力抵抗部材（護岸構成部材）として設置してなる河川護岸（土木構造物）を示している。
図示例に係る河川護岸３は、本発明に係るＳＣ杭を一列に多数（図８Ｂ、Ｃでは図示の便宜上、１０本）設置した構成で実施されている。具体的に、前記ＳＣ杭は、すべて、板厚が厚い方の隣接する分割円弧鋼板１ａ、１ａを前記河道側Ｋへ向けて設置し、残りの分割円弧鋼板１ｂ、１ｂは、堤防側４へ向けて設置している。
ＳＣ杭を河川護岸３に用いる場合、腐食や砂等の流下に伴う摩耗を考慮し、腐食代として板厚を厚くする必要があるが、図示例に係るＳＣ杭によれば、当該摩耗の影響が大きい河道側Ｋのみ、板厚を厚くした構成で実施できる。
よって、図８に示した本発明に係るＳＣ杭を構成部材とする河川護岸は、上述した堰堤の実施例と同様に、至極合理的な設計で実施することができ、柔軟性に優れていることに加え、鋼管、ひいてはＳＣ杭全体の軽量化を図ることができ、非常に経済的である。
【実施例２】
【００３５】
図９は、本発明の請求項３に係る外殻鋼管付きコンクリート杭の斜視図を示している。 図１０は、図９の外殻鋼管付きコンクリート杭を正面方向からみた拡大図を示している。
この外殻鋼管付きコンクリート杭は、上記実施例１と同様に、コンクリート杭の外殻を形成する鋼管１０が、周方向に複数に分割された分割鋼板１を周方向に連結して円筒形状に形成されてなり、前記分割鋼板１のうち１枚または複数枚の分割鋼板１ａは、残りの分割鋼板１ｂより板厚が厚いことを特徴とする。
【００３６】
前記コンクリート杭は、既製コンクリート杭１４である。
前記分割鋼板１は、上記実施例１と同様に、その両端縁に継手部１ｃ、１ｄが形成された杭軸方向に前記既製コンクリート杭１４と同等長さを有する分割円弧鋼板１であり、前記外殻を形成する鋼管１０は、当該分割円弧鋼板１を前記継手部１ｃ、１ｄを介し周方向に連結して円筒形状に形成されている。
前記円筒形状に形成された鋼管１０の内側には、前記既製コンクリート杭１４が充填材１５を充填する隙間を確保してほぼ同心の配置に設けられ、当該鋼管１０と既製コンクリート杭１４とが形成する隙間に充填材１５が充填されている。
【００３７】
具体的に、前記分割円弧鋼板１は、鋼管１０を周方向に複数（図示例では４つ）に分割され、該分割円弧鋼板１のうち１枚または複数枚（図示例では隣接する２枚）の分割円弧鋼板１ａは、残り（図示例では隣接する２枚）の分割円弧鋼板１ｂより板厚を厚く形成して実施している。ちなみに本実施例では、一例として、前記分割円弧鋼板１ａの板厚を６．０ｍｍ、残りの分割円弧鋼板１ｂの板厚を３．２ｍｍで実施している。
【００３８】
前記鋼管１０は、本実施例では、周方向に略４等分割した前記分割円弧鋼板１、すなわち上記実施例１と同様の構成とした分割円弧鋼板１が用いられる。よって、該分割円弧鋼板１（１ａ、１ｂ）及び、その両端部に設けた継手部１ｃ、１ｄの形態等の説明は割愛する（段落[0024]〜[0026]参照）。
【００３９】
前記外殻鋼管付きコンクリート杭（鋼管１０）は、通常、外径が４０ｃｍ〜１２０ｃｍ程度、杭軸方向長さが５００ｃｍ〜７００ｃｍ程度の大きさで実施されるが、大きさは勿論これに限定されない。
ちなみに、本実施例に係る円筒形状に形成された鋼管１０は、外径が５６ｃｍ程度、杭軸方向長さが５２０ｃｍ程度で実施されている。当該鋼管厚さは、ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じた構造設計によって求められるが、通常２．３ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲内、或いは板厚径比が１％未満で実施される。
【００４０】
本実施例に係る既製コンクリート杭１４は、外径が５５ｃｍ程度、内径が４５ｃｍ程度、杭軸方向長さが５２０ｃｍ程度、設計基準強度８０Ｎ／mm２以上の高強度コンクリート杭（本実施例ではＰＨＣ杭）で実施されているが勿論これに限定されず、ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じて適宜設計変更される。
なお、本実施例では、ＰＣ鋼材と、らせん状鉄筋を内蔵したＰＨＣ杭１４で実施しているが、杭軸方向にＰＣ鋼線、ＰＣ鋼棒が埋設されているタイプ、或いは無筋タイプの既製コンクリート杭でも同様に実施できる。また、本実施例は中空の既製コンクリート杭を用いるが、中実タイプでも同様に実施できる。
【００４１】
本実施例に係る充填材１５は、膨張コンクリート、モルタルが好適に用いられ、同心の配置とされた外側の鋼管１０と内側の既製コンクリート杭１４との隙間（本実施例では２５ｍｍ程度）に密実に充填され、当該鋼管１０と既製コンクリート杭１４とを一体化している。なお、前記充填材１５は、前記膨張コンクリート等に限定されず、杭本体のコンクリート強度と同等以上の強度のものであれば使用可能である。
【００４２】
次に、実施例２に係る外殻鋼管付きコンクリート杭の製造方法の実施例について説明する。当該製造方法については種々のバリエーションが考えられる。また、分割円弧鋼板１の数量、大きさによっても適宜設計される。よって実施例２では、その一例を図１１〜図１８に段階的に示した。
【００４３】
先ず、図１１Ａに示したように、既製コンクリート杭１４の両端部の内寄り近傍位置に組立台（Ｈ形鋼）１７、１７を設置し、その上にナイロンスリング１９を利用して吊り上げた中空の既製コンクリート杭１４をバランス良く載置する。その両脇には、当該コンクリート杭１４の揺動防止用のずれ止め材（角材）１８を載置する。前記ナイロンスリング１９は適時に取り外す（図１１Ｂ、Ｃ参照）。
次に、既製コンクリート杭１４の杭軸方向の両端縁部にリング材１６を嵌め込み、当該リング材１６の内面側に、充填材１５の漏れ防止用のシーリング剤（図示略）を塗布する。
前記リング材１６は、当該既製コンクリート杭１４と、後に形成する円筒形状の鋼管１０とが形成する隙間（２５ｍｍ程度）を閉塞する寸法（外径５５０ｍｍ程度、内径５００ｍｍ程度、厚さ６ｍｍ程度）で実施される。また、充填材１５を注入する側（本実施例では左側）のリング材１６には、その底部に切欠部（注入孔）１６ａが設けられる（図１１Ｂ参照）。一方、充填材１５を排出する側（本実施例では右側）のリング材１６には、その頂部に切欠部（排出孔）１６ｂが設けられている（図１１Ｃ参照）。ちなみに、このリング材１６は予め、既製コンクリート杭１４を吊り上げた状態のときに当該コンクリート杭１４に取り付けておいてもよい。
【００４４】
続いて、図１２Ａ、Ｂに示したように、円筒形状の鋼管１０を形成する４枚の分割円弧鋼板１のうち、１枚目の分割円弧鋼板１（１ａ）を、既製コンクリート杭１４の上面部に設置する。具体的には、既製コンクリート杭１４の両端縁部に位置決めしたリング材１６、１６の頂部形状に沿うように載置し、当該リング材１６、１６との当接部を仮溶接して固定する。この段階で、底部に注入孔１６ａを設けた側のリング材１６の頂部に充填確認用の孔１６ｃを穿設する。
ちなみに図中の符号２０は、間隔調整ボルトであり、前記分割円弧鋼板１（１ａ）の中央の長手方向にバランス良く複数本（本実施例では４本）設けている。この間隔調整ボルト２０は、分割円弧鋼板１（１ａ）に穿設した孔部に設けた溶接ナットにねじ込み、所要の隙間（本実施例２５ｍｍ程度）を確保するのに供される。
【００４５】
続いて、図１３Ａ、Ｂに示したように、２枚目の分割円弧鋼板１（１ａ、本実施例では図１３Ｂの右側）を、その継手部（雌型継手）１ｄと、前記１枚目の分割円弧鋼板１（１ａ）の継手部（雄型継手）１ｃとを嵌合させつつ軸方向へスライドさせる。このスライド作業は、分割円弧鋼板１の軸方向の長さが揃うまで、２人程度の作業員の手動操作により行う。
次に、３枚目の分割円弧鋼板１（１ｂ、本実施例では図１３Ｂの左側）を、その継手部（雄型継手）１ｃと、前記１枚目の分割円弧鋼板１（１ａ）の継手部（雌型継手）１ｄとを嵌合させつつ軸方向へスライドさせる。このスライド作業もまた、分割円弧鋼板１の軸方向の長さが揃うまで、２人程度の作業員の手動操作により行う。
なお、前記２枚目と３枚目の分割円弧鋼板１、１のスライド作業はほぼ同時に行ってもよい。ちなみに当該分割円弧鋼板１、１にも、前記した間隔調整ボルト２０が同様の配置に設けられている。
【００４６】
続いて、４枚目の分割円弧鋼板１（１ｂ）の取付け作業を行うにあたり、図１４Ａ、Ｂに示したように、３枚の分割円弧鋼板１を取り付けた既製コンクリート杭１４をナイロンスリング（図示略）でバランス良く２箇所ほど縛って拘束し、前記ずれ止め材（角材）１８を撤去して組立台１７の上を半回転させる。事後、前記ずれ止め材１８は、移動した既製コンクリート杭１４の両脇に戻す。
次に、図１５Ａ〜Ｃに示したように、４枚目の分割円弧鋼板１（１ｂ）を、その両側縁に設けた継手部１ｃ、１ｄと、それぞれ対応する継手部１ｄ、１ｃとを嵌合させつつ軸方向へスライドさせる。このスライド作業もまた、分割円弧鋼板１の軸方向の長さが揃うまで、２人程度の作業員の手動操作により行う。ちなみに４枚目の分割円弧鋼板１（１ｂ）にも、前記した間隔調整ボルト２０が同様の配置に設けられている。
しかる後、軸方向の長さを揃えて円筒形状に連結した４枚の分割円弧鋼板１と、前記既製コンクリート杭１４の両端部に設けたリング材１６とを全周隅肉溶接にて一体化する。
【００４７】
続いて、充填材１５の注入作業を行うにあたり、前記間隔調整ボルト２０のすべての長さを調整し、その内側の既製コンクリート１４の外周面との間隔を確実に２５ｍｍに揃える。次に、図１６Ａ、Ｂに示したように、充填材１５の注入による鋼管１０（分割円弧鋼板１）のはらみ防止のため、当該鋼管１０の外周に所要の間隔をあけてスチールバンド２１をバランス良く（本実施例では５箇所）巻いて締め付ける。
【００４８】
続いて、図１７Ａ、Ｂに示したように、鋼管１０と既製コンクリート杭１４との隙間Ｈに前記充填材１５を密実に充填するべく、高さの異なる組立台１７ａ、１７ｂ（段差５０〜６０ｃｍ程度）を用意し、その上に鋼管１０を取り付けた既製コンクリート杭１４を傾斜させて載置する。その際、当該既製コンクリート杭１４の左側に設けたリング材１６の注入孔１６ａを下向きに位置決めする。
充填材１５の注入作業を安定した状態で行うべく、前記既製コンクリート杭１４（鋼管１０）と組立台１７ａ、１７ｂ及びずれ止め材１８には、ずり動きを防止する固定手段を施す。ちなみに本実施例では、前記組立台１７ａ、１７ｂと作業場の支持床とをボルト止めしている。
固定手段を施した後、左側のリング材１６の注入孔１６ａから、充填材１５（本実施例では膨張コンクリート）を注入する。この注入作業は、当該充填材１５が右側のリング材１６の頂部の排出孔１６ｂから排出されるまで行う。そして、充填材１５が前記隙間Ｈに密実に充填されたことを目視で確認し、２４時間程度経過した後、図１８Ａ、Ｂに示したように、水平状態に戻し、さらに一週間程度気中養生する。
【００４９】
かくして、既製コンクリート杭１４の外周面に充填材１５を介して薄厚の鋼管１０を被覆してなる高品質の外殻鋼管付きコンクリート杭を製造することができる。
なお、本実施例に係るリング材１６は、充填材２の漏れ防止のために用いるものであり、速硬性の充填材を用いる場合は特に必要としない。
【００５０】
したがって、実施例２に係る外殻鋼管付きコンクリート杭によれば、上記実施例１と同様に、外殻を形成する鋼管１０を、複数の分割円弧鋼板１（１ａ、１ｂ）を継手部１ｃ、１ｄを介して周方向に連結し円筒形状に形成して実施することができるので、上記実施例１と同様の効果を奏する（段落[0032]参照）。
加えて、既製コンクリート杭１４は従来通りの製法、品質管理、および輸送方法のまま、鋼管１０（分割円弧鋼板１）の厚さを２．３ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲内で変化させるだけで、所望の（曲げ）強度を有する外殻鋼管付きコンクリート杭を実現できる。即ち、同一径（単一種類）の既製コンクリート杭１４から多様な曲げ強度を有するバリエーションに富む外殻鋼管付きコンクリート杭を実現できるので、柔軟性に優れ、経済的、且つ合理的である。
鋼管１０と既製コンクリート杭１４との付着力を確認でき、且つ鋼管１０と既製コンクリート杭１４とを確実に同心配置にして生産できるので、品質性に優れた外殻鋼管付きコンクリート杭を提供することができる。
【００５１】
また、実施例２に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を外力抵抗部材（支持杭、護岸構成部材等）として設置してなる土木構造物（堰堤、護岸等）を実施する場合は、上記実施例１と同様に、板厚が厚い方の隣接する分割円弧鋼板１ａ、１ａを外力が作用する向き、或いは摩耗の影響が大きい向きに配置して設置できるので、やはり上記実施例１と同様の効果を奏する（図６〜図８を援用して参照、及び段落[0033]、[0034]参照）。
【実施例３】
【００５２】
図１９〜図２１は、本発明の請求項５に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を示している。
この外殻鋼管付きコンクリート杭は、上記実施例１と同様に、コンクリート杭の外殻を形成する鋼管４０が、周方向に複数に分割された分割鋼板３１を周方向に連結して円筒形状に形成されてなり、前記分割鋼板３１のうち１枚または複数枚の分割鋼板３１ａは、残りの分割鋼板３１ｂより板厚が厚いことを特徴とする。
【００５３】
前記外殻鋼管付きコンクリート杭は、鋼管４０を外殻に有し、その内側にコンクリート１１をライニングしてなる。
前記分割鋼板３１は、杭軸方向の全長にわたって周方向に山部と谷部が交互に連続するコルゲート加工が施された分割コルゲート鋼板３１であり、前記外殻を形成する鋼管４０は、当該分割コルゲート鋼板３１を周方向の端部同士を重ね合わせ接合により連結して円筒形状に形成された合成コルゲート鋼管４０からなる。
前記合成コルゲート鋼管４０の杭軸方向の両端部にコンクリート１１注入用の開口部３３ａを有する端板３３が溶接接合され、当該合成コルゲート鋼管４０の内側面にコンクリート１１がライニングされてなる。
ちなみに図１９Ａでは図示の便宜上、前記端板３３は省略した。
【００５４】
具体的に、前記分割コルゲート鋼板３１は、鋼管４０を周方向に複数（図示例では４つ）に分割され、該分割コルゲート鋼板３１のうち１枚または複数枚（図示例では隣接する２枚）の分割コルゲート鋼板３１ａは、残り（図示例では隣接する２枚）の分割コルゲート鋼板３１ｂより板厚を厚く形成して実施している。ちなみに本実施例では、一例として、前記分割コルゲート鋼板３１ａの板厚を６．０ｍｍ、残りの分割コルゲート鋼板３１ｂの板厚を３．２ｍｍで実施している。
【００５５】
前記外殻鋼管付きコンクリート杭は、通常、外径が４０ｃｍ〜１２０ｃｍ程度、杭軸方向長さが５００ｃｍ〜７００ｃｍ程度の大きさで実施されるが、大きさは勿論これに限定されない。
前記分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、３１ｂ）は、波のピッチ１５０ｍｍ程度、波の深さ４０ｍｍ程度で実施されているが、形態は勿論これに限定されず、ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じた構造設計によって求められる。
前記合成コルゲート鋼管４０は、外径（対向配置の谷部同士の距離）が５６ｃｍ程度、杭軸方向長さが５２０ｃｍ程度で実施されている。該鋼管厚さは、ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じた構造設計によって求められるが、通常２．３ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲内、或いは板厚径比が１％未満で実施される。
前記端板３３は、金属製であり、一例として外径が５８ｃｍ程度、内径が４２ｃｍ程度、厚みが２ｃｍ程度の開口部３３ａを有するリング状に形成され、外周面が前記分割コルゲート鋼板３１の山部を覆い、前記合成コルゲート鋼管４０とほぼ同心円配置となるように溶接（全周隅肉溶接）で固定されている。
前記合成コルゲート鋼管４０の内側面にライニングされたコンクリート１１の厚さは、谷部で７〜８ｃｍ程度で実施されているが勿論これに限定されず、ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じて適宜設計変更される。
【００５６】
前記合成コルゲート鋼管４０は、本実施例では、周方向に略４等分割し（厳密には必要な重ね代を確保する分だけ若干長い）、杭軸方向長さが５２０ｃｍ程度の４枚の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、３１ｂ）を、端部同士をドリルねじ３２で重ね合わせ接合され、周方向に連結して円筒形状に形成されている。該ドリルねじ３２は、杭軸方向に沿って、重ね合わせ接合に適正な間隔をあけて複数打ち込まれている（図１９Ｂ参照）。
【００５７】
なお、本実施例では、周方向に略４等分割したに等しい形状の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、３１ｂ）を用いて合成コルゲート鋼管４０を形成しているがこれに限定されない。周方向に略３等分割、略２等分割（半割り）、或いは略５等分割以上に等分割した形状の分割コルゲート鋼板を用いても同様に実施できる。
また、本実施例では、製造コスト、荷扱い性、取扱性（作業性）の観点から板厚が異なる２種の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、３１ｂ）を用いて実施しているがこれに限定されず、杭軸方向長さが一致していれば、周方向長さは異なっていても、周方向に連結した場合に円筒形状の合成コルゲート鋼管４０を形成できればよい。
【００５８】
次に、上記した外殻鋼管付きコンクリート杭の製造方法の実施例について説明する。当該製造方法については種々のバリエーションが考えられる。また、分割コルゲート鋼板３１の数量、形態によっても適宜設計される。よって、本実施例では、その一例を図２２と図２３に段階的に示した。
【００５９】
先ず、複数（図示例では４枚）の前記分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、３１ｂ）を、端部同士をドリルねじ３２で重ね合わせ接合することにより、周方向に連結して円筒形状の合成コルゲート鋼管４０を形成する。
【００６０】
具体的には、図２２Ａに示したように、１枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ）を、形成する合成コルゲート鋼管４０の外周面に相当する側を下向きにして作業場等に載置する。その両脇には、当該分割コルゲート鋼板３１（３１ａ）の揺動防止用の台木（組立台）９を載置する。この台木９は、前記分割コルゲート鋼板３１の軸方向両端部にそれぞれ２個ずつ設けておくことが作業上好ましい。
次に、図２２Ｂに示したように、２枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ）を、その周方向の一端部を、前記１枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ）の対応する周方向の端部へ重ね合わせ、ドリルねじ３２より重ね合わせ接合して取り付ける。同様に、図２２Ｃに示したように、３枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ｂ）を、その周方向の一端部を、前記１枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ）の対応する周方向の端部へ重ね合わせ、ドリルねじ３２より重ね合わせ接合して取り付ける。なお、前記２枚目と３枚目の分割コルゲート鋼板３１、３１の接合作業はほぼ同時に行ってもよい。
次に、図２２Ｄに示したように、４枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ｂ）を、その周方向の両端部を、２枚目と３枚目の分割コルゲート鋼板３１、３１の対応する周方向の端部へ重ね合わせ、ドリルねじ３２により重ね合わせ接合して取り付ける。
かくして、４枚の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、３１ｂ）を周方向に連結してなる円筒形状の合成コルゲート鋼管４０を形成する。
【００６１】
ちなみに、図２２Ｄ中の符号３４は、略歯車状の形状保持部材を示している。この形状保持部材３４は、上記実施例１に係る形状保持部材８と同様の作用を奏するので、その説明は割愛する（段落[0029]参照）。
【００６２】
次に、図２３に示したように、円筒形状に形成した合成コルゲート鋼管４０の管軸方向の両端部に前記端板３３、３３を全周隅肉溶接により取り付け、当該鋼管４０を上型枠１２と下型枠１３とで挟み込んで収容し、両型枠１２、１３をボルトで固定する。
続いて、両型枠１２、１３内に収容された合成コルゲート鋼管４０の端板３３の開口部３３ａからコンクリート１１を該鋼管４０内に注入し、遠心成形用回転駆動機（図示省略）により所定の回転速度で所要時間回転させる等、汎用の遠心成形法を実施して外殻鋼管付きコンクリート杭を製造する。
【００６３】
したがって、実施例３に係る外殻鋼管付きコンクリート杭によれば、外殻を形成する合成コルゲート鋼管４０を、複数の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、３１ｂ）を周方向に連結して形成できるので、以下の効果を奏する。
分割コルゲート鋼板３１は、コルゲーションのない前記分割円弧鋼板１と比し、鋼板自体の剛性が高いので、薄厚（例えば３．２ｍｍ）にも拘わらず、成形した鋼管の強度および剛性をさらに高めることができる。
分割コルゲート鋼板３１は、多数積み重ねて（積層して）搬送できるので、搬送に伴う費用削減に大きく寄与すると共に、荷扱いも容易となる。
隣接する分割コルゲート鋼板３１の端部同士をドリルねじ３２で重ね合わせ接合するだけで円筒形状の合成コルゲート鋼管４０を形成できるので、溶接、カシメも無用で施工性（生産性）に非常に優れている。
ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じた構造設計によって求められる適正な鋼管厚さ（例えば３．２ｍｍ、６．０ｍｍ）の分割コルゲート鋼板３１を用いて鋼管を形成できるので、合理的、且つ非常に経済的である。
【００６４】
また、実施例３に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を外力抵抗部材（支持杭、護岸構成部材等）として設置してなる土木構造物（堰堤、護岸等）を実施する場合は、上記実施例１に倣い、板厚が厚い方の隣接する分割コルゲート鋼板３１ａ、３１ａを外力が作用する向き、或いは摩耗の影響が大きい向きに配置して設置できるので、やはり上記実施例１と同様の効果を奏する（図６〜図８を援用して参照、及び段落[0033]、[0034]参照）。
【実施例４】
【００６５】
図２４〜図２６は、本発明の請求項６に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を示している。
この外殻鋼管付きコンクリート杭は、上記実施例１と同様に、コンクリート杭の外殻を形成する鋼管４０が、周方向に複数に分割された分割鋼板３１を周方向に連結して円筒形状に形成されてなり、前記分割鋼板３１のうち１枚または複数枚の分割鋼板３１ａは、残りの分割鋼板３１ｂより板厚が厚いことを特徴とする。
【００６６】
前記コンクリート杭は、既製コンクリート杭１４である。
前記分割鋼板３１は、上記実施例３と同様に、杭軸方向の全長にわたって周方向にコルゲート加工が施された分割コルゲート鋼板３１であり、前記外殻を形成する鋼管４０は、当該分割コルゲート鋼板３１を周方向の端部同士を重ね合わせ接合により連結して円筒形状に形成された合成コルゲート鋼管４０からなる。
前記合成コルゲート鋼管４０の内側には、前記既製コンクリート杭１４がほぼ同心の配置に設けられ、当該合成コルゲート鋼管４０と既製コンクリート杭１４とが形成する隙間に充填材１５が充填されている。
ちなみに、図２６Ａ中の符号３７は、スペーサーを示している。このスペーサー３７は、前記既製コンクリート１４の外周面と一致する曲率で、例えば、幅１５０ｍｍ程度、長さ１５０ｍｍ程度、厚さ１０ｍｍ程度の寸法で実際され、前記分割コルゲート鋼板３１の谷部と既製コンクリート１４の外周面との間に適宜の間隔で点在させることにより、充填材１５の流路を確保する役割を果たす。
【００６７】
具体的に、前記分割コルゲート鋼板３１は、上記実施例３と同様に、合成コルゲート鋼管４０を周方向に複数（図示例では４つ）に分割され、該分割コルゲート鋼板３１のうち１枚または複数枚（図示例では隣接する２枚）の分割コルゲート鋼板３１ａは、残り（図示例では隣接する２枚）の分割コルゲート鋼板３１ｂより板厚を厚く形成して実施している。ちなみに本実施例では、一例として、前記分割コルゲート鋼板３１ａの板厚を６．０ｍｍ、残りの分割コルゲート鋼板３１ｂの板厚を３．２ｍｍで実施している。
【００６８】
前記合成コルゲート鋼管４０は、本実施例では、周方向に略４等分割した前記分割コルゲート鋼板３１、すなわち上記実施例３と同様の構成とした分割コルゲート鋼板３１が用いられる。よって、該分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、３１ｂ）の形態等の説明は割愛する（段落[0056]、[0057]参照）。
【００６９】
前記外殻鋼管付きコンクリート杭は、通常、外径が４０ｃｍ〜１２０ｃｍ程度、杭軸方向長さが５００ｃｍ〜７００ｃｍ程度の大きさで実施されるが、大きさは勿論これに限定されない。
前記合成コルゲート鋼管４０は、外径（対向配置の谷部同士の距離）が５６ｃｍ程度、杭軸方向長さが５２０ｃｍ程度で実施されている。該鋼管厚さは、ＳＣ杭に要求される曲げ耐力に応じた構造設計によって求められるが、通常２．３ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲内、或いは板厚径比が１％未満で実施される。
前記リング材３５は、金属製であり、一例として外径が５８ｃｍ程度、内径が４０ｃｍ程度、厚みが２ｃｍ程度の開口部３５ａを有するリング状に形成され、外周面が前記分割コルゲート鋼板３１の山部を覆い、前記合成コルゲート鋼管４０とほぼ同心円配置となるように溶接（全周隅肉溶接）で固定されている。
【００７０】
本実施例に係る既製コンクリート杭１４、及び充填材１５は、上記実施例２と同様なので、同一の符号を付してその説明を割愛する（段落[0040]、[0041]参照）。
【００７１】
次に、実施例４に係る外殻鋼管付きコンクリート杭の製造方法の実施例について説明する。当該製造方法については種々のバリエーションが考えられる。また、分割コルゲート鋼板３１の数量、形態によっても適宜設計される。よって、本実施例では、その一例を図２７〜図３４に段階的に示した。
【００７２】
先ず、図２７Ａに示したように、既製コンクリート杭１４の両端部の内寄り近傍位置に組立台（Ｈ形鋼）１７、１７を設置し、その上にナイロンスリング１９を利用して吊り上げた中空の既製コンクリート杭１４をバランス良く載置する。その両脇には、当該コンクリート杭１４の揺動防止用のずれ止め材（角材）１８を載置する。前記ナイロンスリング１９は適時に取り外す（図２７Ｂ、Ｃ参照）。
次に、既製コンクリート杭１４の杭軸方向の両端縁部にリング材３５を嵌め込み、当該リング材３５の内面側に、充填材１５の漏れ防止用のシーリング剤（図示略）を塗布する。
前記リング材３５は、既製コンクリート杭１４と、後に形成する円筒形状の合成コルゲート鋼管４０とが形成する隙間を十分に閉塞する寸法（外径５５０ｍｍ程度、内径４００ｍｍ程度、厚さ６ｍｍ程度）で実施される。また、充填材１５を注入する側（本実施例では左側）のリング材３５には、その底部に切欠部（注入孔）３５ａが設けられる（図２７Ｂ参照）。一方、充填材１５を排出する側（本実施例では右側）のリング材３５には、その頂部に切欠部（排出孔）３５ｂが設けられている（図２７Ｃ参照）。ちなみに、このリング材３５は予め、既製コンクリート杭１４を吊り上げた状態のときに当該コンクリート杭１４に取り付けておいてもよい。
【００７３】
続いて、図２８Ａ、Ｂに示したように、合成コルゲート鋼管４０を形成する４枚の分割コルゲート鋼板３１のうち、１枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ）を、該鋼板３１に点付け溶接された前記スペーサー３７を介して既製コンクリート杭１４の上面部に設置する。具体的に、前記分割コルゲート鋼板３１（３１ａ）は、その軸方向両端部と、既製コンクリート杭１４の両端縁部に嵌め込んだリング材３５、３５との当接部を仮溶接して固定する。この段階で、底部に注入孔３５ａを設けた側のリング材３５の頂部に充填確認用の孔３５ｃを穿設する。
【００７４】
続いて、図２９Ａ、Ｂに示したように、２枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、本実施例では図２９Ｂの右側）を、その周方向の一端部を、前記１枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ）の対応する周方向の端部へ重ね合わせ、ドリルねじ３２により重ね合わせ接合して取り付ける。次に、３枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ｂ、本実施例では図２９Ｂの左側）を、その周方向の一端部を、前記１枚目の分割コルゲート鋼板３１の対応する周方向の端部へ重ね合わせ、ドリルねじ３２により重ね合わせ接合して取り付ける。なお、前記２枚目と３枚目の分割コルゲート鋼板３１、３１の接合作業はほぼ同時に行ってもよい。ちなみに、２枚目と３枚目の分割コルゲート鋼板３１、３１にも、前記スペーサー３７が設けられている。
【００７５】
続いて４枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ｂ）の取付け作業を行うにあたり、図３０Ａ、Ｂに示したように、３枚の分割コルゲート鋼板３１を取り付けた既製コンクリート杭１４をナイロンスリング（図示略）でバランス良く２箇所ほど縛って拘束し、前記ずれ止め材（角材）１８を撤去して組立台１７の上を半回転させる。事後、前記ずれ止め材１８は、移動した既製コンクリート杭１４の両脇に戻す。
次に、図３１Ａ〜Ｃに示したように、４枚目の分割コルゲート鋼板３１（３１ｂ）を、その周方向両端部を、２枚目と３枚目の分割コルゲート鋼板３１の対応する周方向の端部へ重ね合わせ、ドリルねじ３２により重ね合わせ接合して取り付ける。
しかる後、円筒形状に連結した４枚の分割コルゲート鋼板３１と、前記既製コンクリート杭１４の両端部に設けたリング材３とを全周隅肉溶接にて一体化する。
【００７６】
続いて、充填材１５の注入作業を行うにあたり、図３２Ａ、Ｂに示したように、充填材５の注入による合成コルゲート鋼管４０（分割コルゲート鋼板３１）のはらみ防止のため、当該鋼管４０の外周に所要の間隔をあけてスチールバンド２１をバランス良く（本実施例では５箇所）巻いて締め付ける。なお、図３２Ｂは、スチールバンド２１の図示を省略した。
【００７７】
続いて、図３３Ａ、Ｂに示したように、合成コルゲート鋼管４０と既製コンクリート杭１４との隙間に前記充填材１５を密実に充填するべく、高さの異なる組立台１７ａ、１７ｂ（段差５０〜６０ｃｍ程度）を用意し、その上に前記鋼管４０を取り付けた既製コンクリート杭１４を傾斜させて載置する。その際、当該既製コンクリート杭１４の左側に設けたリング材３５の注入孔３５ａを下向きに位置決めする。
充填材１５の注入作業を安定した状態で行うべく、前記既製コンクリート杭１４（合成コルゲート鋼管４０）と組立台１７ａ、１７ｂ及びずれ止め材１８には、ずり動きを防止する固定手段を施す。ちなみに本実施例では、前記組立台１７ａ、１７ｂと作業場の支持床とをボルト止めしている。
固定手段を施した後、左側のリング材３５の注入孔３５ａから、充填材１５（本実施例では膨張コンクリート）を注入する。この注入作業は、当該充填材１５が右側のリング材３５の頂部の排出孔３５ｂから排出されるまで行う。そして、充填材１５が前記隙間に密実に充填されたことを目視で確認し、２４時間程度経過した後、図３４Ａ、Ｂに示したように、水平状態に戻し、さらに一週間程度気中養生する。
かくして、既製コンクリート杭１４の外周面に充填材１５を介して薄厚の合成コルゲート鋼管４０を被覆してなる高品質の外殻鋼管付きコンクリート杭を製造することができる。
【００７８】
したがって、実施例４に係る外殻鋼管付きコンクリート杭によれば、上記実施例３と同様に、外殻を形成する合成コルゲート鋼管４０を、複数の分割コルゲート鋼板３１（３１ａ、３１ｂ）を周方向に連結して形成できるので、上記実施例３と同様の効果を奏する（段落[0063]参照）。
加えて、既製コンクリート杭１４は従来通りの製法、品質管理、および輸送方法のまま、鋼管４０（分割コルゲート鋼板３１）の厚さを２．３ｍｍ〜９．０ｍｍの範囲内で変化させるだけで、所望の（曲げ）強度を有する外殻鋼管付きコンクリート杭を実現できる。即ち、同一径（単一種類）の既製コンクリート杭１４から多様な曲げ強度を有するバリエーションに富む外殻鋼管付きコンクリート杭を実現できるので、柔軟性に優れ、経済的、且つ合理的である。
合成コルゲート鋼管４０と既製コンクリート杭１４との付着力を確認でき、且つ該鋼管４０と既製コンクリート杭１４とを確実に同心配置にして生産できるので、品質性に優れた外殻鋼管付きコンクリート杭を提供することができる。
【００７９】
また、実施例４に係る外殻鋼管付きコンクリート杭を外力抵抗部材（支持杭、護岸構成部材等）として設置してなる土木構造物（堰堤、護岸等）を実施する場合は、上記実施例１に倣い、板厚が厚い方の隣接する分割コルゲート鋼板３１ａ、３１ａを外力が作用する向き、或いは摩耗の影響が大きい向きに配置して設置できるので、やはり上記実施例１と同様の効果を奏する（図６〜図８を援用して参照、及び段落[0033]、[0034]参照）。
【００８０】
以上、実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。
【符号の説明】
【００８１】
１ 分割円弧鋼板
１ａ 板厚が厚い分割円弧鋼板
１ｂ 板厚が薄い分割円弧鋼板
１ｃ 継手部（雄型継手）
１ｄ 継手部（雌型継手）
７ 端板
７ 開口部
８ 形状保持部材
９ 台木
１０ 鋼管
１１ コンクリート
１２ 上型枠
１３ 下型枠
２ 堰堤
３ 河川護岸
４ 堤防
１４ 既製コンクリート杭
１５ 充填材
１６ リング材
１６ａ 注入孔
１６ｂ 排出孔
１６ｃ 充填確認用の孔
１７、１７ａ、１７ｂ 組立台（Ｈ形鋼）
１８ ずれ止め材（角材）
１９ ナイロンスリング
２０ 間隔調整ボルト
２１ スチールバンド
３１ 分割コルゲート鋼板
３１ａ 板厚が厚い分割コルゲート鋼板
３１ｂ 板厚が薄い分割コルゲート鋼板
３２ ドリルねじ
３３ 端板
３３ａ 開口部
３４ 形状保持部材
３５ リング材
３５ａ 注入孔
３５ｂ 排出孔
３５ｃ 充填確認用の孔
３７ スペーサー
４０ 鋼管（合成コルゲート鋼管）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート杭の外殻を形成する鋼管は、周方向に複数に分割された分割鋼板を周方向に連結して円筒形状に形成されてなること、
前記分割鋼板のうち１枚または複数枚の分割鋼板は、残りの分割鋼板より板厚が厚いことを特徴とする、外殻鋼管付きコンクリート杭。
【請求項２】
前記分割鋼板は、その両側縁に継手部が形成された杭軸方向に一定の長さを有する分割円弧鋼板であり、前記外殻を形成する鋼管は、当該分割円弧鋼板を前記継手部を介し周方向に連結して円筒形状に形成されていること、
前記円筒形状に形成された鋼管の杭軸方向の両端部にコンクリート注入用の開口部を有する端板が接合され、当該鋼管の内側面にコンクリートがライニングされてなることを特徴とする、請求項１に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭。
【請求項３】
前記コンクリート杭は既製コンクリート杭であること、
前記分割鋼板は、その両端縁に継手部が形成された杭軸方向に前記既製コンクリート杭と同等長さを有する分割円弧鋼板であり、前記外殻を形成する鋼管は、当該分割円弧鋼板を前記継手部を介し周方向に連結して円筒形状に形成されていること、
前記円筒形状に形成された鋼管の内側には、前記既製コンクリート杭が充填材を充填する隙間を確保してほぼ同心の配置に設けられ、当該鋼管と既製コンクリート杭とが形成する隙間に充填材が充填されてなることを特徴とする、請求項１に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭。
【請求項４】
前記分割円弧鋼板の両側縁に形成した継手部のうち、一側縁の継手部はＵ字状の雄型継手とされ、他側縁の継手部はＵ字状の雌型継手とされ、隣接する分割円弧鋼板の対応するＵ字状の雌型継手又はＵ字状の雄型継手と互いに連結されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭。
【請求項５】
前記分割鋼板は、杭軸方向の全長にわたって周方向にコルゲート加工が施された分割コルゲート鋼板であり、前記外殻を形成する鋼管は、当該分割コルゲート鋼板を周方向の端部同士を重ね合わせ接合により連結して円筒形状に形成された合成コルゲート鋼管からなり、
前記合成コルゲート鋼管の杭軸方向の両端部にコンクリート注入用の開口部を有する端板が接合され、当該合成コルゲート鋼管の内側面にコンクリートがライニングされてなることを特徴とする、請求項１に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭。
【請求項６】
前記コンクリート杭は既製コンクリート杭であること、
前記分割鋼板は、杭軸方向の全長にわたって周方向にコルゲート加工が施された分割コルゲート鋼板であり、前記外殻を形成する鋼管は、当該分割コルゲート鋼板を周方向の端部同士を重ね合わせ接合により連結して円筒形状に形成された合成コルゲート鋼管からなり、
前記合成コルゲート鋼管の内側には、前記既製コンクリート杭がほぼ同心の配置に設けられ、当該合成コルゲート鋼管と既製コンクリート杭とが形成する隙間に充填材が充填されてなることを特徴とする、請求項１に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭。
【請求項７】
前記複数の分割コルゲート鋼板の周方向の端部同士は、ドリルねじで重ね合わせ接合されることを特徴とする、請求項５又は６に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭。
【請求項８】
前記分割鋼板の板厚は、２．３ｍｍ〜９．０ｍｍ、或いは板厚径比が１％未満であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭。
【請求項９】
前記請求項１〜８のいずれかに記載の外殻鋼管付きコンクリート杭を、外力が一方向のみに作用する部位に外力抵抗部材として設置してなる堰堤、護岸等の土木構造物であって、
前記外殻鋼管付きコンクリート杭は、円筒形状に形成された鋼管を形成する分割鋼板のうち、板厚が厚い１枚または複数枚の分割鋼板を、外力が作用する側に向けて設置されていることを特徴とする、外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物。
【請求項１０】
前記板厚が厚い１枚または複数枚の分割鋼板は、前記円筒形状に形成された鋼管をほぼ半割りしたに等しい半円筒状に形成されていることを特徴とする、請求項９に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物。
【請求項１】
コンクリート杭の外殻を形成する鋼管は、周方向に複数に分割された分割鋼板を周方向に連結して円筒形状に形成されてなること、
前記分割鋼板のうち１枚または複数枚の分割鋼板は、残りの分割鋼板より板厚が厚いことを特徴とする、外殻鋼管付きコンクリート杭。
【請求項２】
前記分割鋼板は、その両側縁に継手部が形成された杭軸方向に一定の長さを有する分割円弧鋼板であり、前記外殻を形成する鋼管は、当該分割円弧鋼板を前記継手部を介し周方向に連結して円筒形状に形成されていること、
前記円筒形状に形成された鋼管の杭軸方向の両端部にコンクリート注入用の開口部を有する端板が接合され、当該鋼管の内側面にコンクリートがライニングされてなることを特徴とする、請求項１に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭。
【請求項３】
前記コンクリート杭は既製コンクリート杭であること、
前記分割鋼板は、その両端縁に継手部が形成された杭軸方向に前記既製コンクリート杭と同等長さを有する分割円弧鋼板であり、前記外殻を形成する鋼管は、当該分割円弧鋼板を前記継手部を介し周方向に連結して円筒形状に形成されていること、
前記円筒形状に形成された鋼管の内側には、前記既製コンクリート杭が充填材を充填する隙間を確保してほぼ同心の配置に設けられ、当該鋼管と既製コンクリート杭とが形成する隙間に充填材が充填されてなることを特徴とする、請求項１に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭。
【請求項４】
前記分割円弧鋼板の両側縁に形成した継手部のうち、一側縁の継手部はＵ字状の雄型継手とされ、他側縁の継手部はＵ字状の雌型継手とされ、隣接する分割円弧鋼板の対応するＵ字状の雌型継手又はＵ字状の雄型継手と互いに連結されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭。
【請求項５】
前記分割鋼板は、杭軸方向の全長にわたって周方向にコルゲート加工が施された分割コルゲート鋼板であり、前記外殻を形成する鋼管は、当該分割コルゲート鋼板を周方向の端部同士を重ね合わせ接合により連結して円筒形状に形成された合成コルゲート鋼管からなり、
前記合成コルゲート鋼管の杭軸方向の両端部にコンクリート注入用の開口部を有する端板が接合され、当該合成コルゲート鋼管の内側面にコンクリートがライニングされてなることを特徴とする、請求項１に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭。
【請求項６】
前記コンクリート杭は既製コンクリート杭であること、
前記分割鋼板は、杭軸方向の全長にわたって周方向にコルゲート加工が施された分割コルゲート鋼板であり、前記外殻を形成する鋼管は、当該分割コルゲート鋼板を周方向の端部同士を重ね合わせ接合により連結して円筒形状に形成された合成コルゲート鋼管からなり、
前記合成コルゲート鋼管の内側には、前記既製コンクリート杭がほぼ同心の配置に設けられ、当該合成コルゲート鋼管と既製コンクリート杭とが形成する隙間に充填材が充填されてなることを特徴とする、請求項１に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭。
【請求項７】
前記複数の分割コルゲート鋼板の周方向の端部同士は、ドリルねじで重ね合わせ接合されることを特徴とする、請求項５又は６に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭。
【請求項８】
前記分割鋼板の板厚は、２．３ｍｍ〜９．０ｍｍ、或いは板厚径比が１％未満であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭。
【請求項９】
前記請求項１〜８のいずれかに記載の外殻鋼管付きコンクリート杭を、外力が一方向のみに作用する部位に外力抵抗部材として設置してなる堰堤、護岸等の土木構造物であって、
前記外殻鋼管付きコンクリート杭は、円筒形状に形成された鋼管を形成する分割鋼板のうち、板厚が厚い１枚または複数枚の分割鋼板を、外力が作用する側に向けて設置されていることを特徴とする、外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物。
【請求項１０】
前記板厚が厚い１枚または複数枚の分割鋼板は、前記円筒形状に形成された鋼管をほぼ半割りしたに等しい半円筒状に形成されていることを特徴とする、請求項９に記載した外殻鋼管付きコンクリート杭を用いた土木構造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
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【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【公開番号】特開２０１３−２１４７（Ｐ２０１３−２１４７Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３４４９１（Ｐ２０１１−１３４４９１）
【出願日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【出願人】（０００００６８３９）日鐵住金建材株式会社 (371)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【出願人】（０００００６８３９）日鐵住金建材株式会社 (371)
【Ｆターム（参考）】
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