無溶接杭継手およびその製造方法
【課題】 無溶接で、かつ簡単な作業で上下の杭を接続でき、また上下の杭間での軸力、曲げモーメント、剪断力の伝達が確実に行える無溶接杭継手を提供する。
【解決手段】 下杭２の上端外周に設けられた下杭ねじ筒４と、上杭３の下端外周に設けられた上杭ねじ筒５と、両ねじ筒４，５に渡って螺合するねじ筒からなるカプラ８とを有する。下杭２の上端面および上杭３の下端面に端板９，１０を設ける。いずれか一方の端板９，１０における円周方向の複数箇所に取付孔１１を設け、他方の端板９，１０に位置決め孔１２を設ける。前記取付孔１１に取付けられて位置決め孔に挿入される位置決め兼剪断力受けボルト１３を設ける。
【解決手段】 下杭２の上端外周に設けられた下杭ねじ筒４と、上杭３の下端外周に設けられた上杭ねじ筒５と、両ねじ筒４，５に渡って螺合するねじ筒からなるカプラ８とを有する。下杭２の上端面および上杭３の下端面に端板９，１０を設ける。いずれか一方の端板９，１０における円周方向の複数箇所に取付孔１１を設け、他方の端板９，１０に位置決め孔１２を設ける。前記取付孔１１に取付けられて位置決め孔に挿入される位置決め兼剪断力受けボルト１３を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建物の杭基礎等される杭、例えば鋼管杭、コンクリート杭、鋼管コンクリート併用杭等の各種の杭における上下の杭を接続する無溶接杭継手およびその製造方法、並びにこの無溶接杭継手を用いた杭接続体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の杭は、上部構造から基礎を介して杭が地盤に確実に力を伝達できる性能が求められている。１本の杭は、単一、または複数本の杭材で構成され、複数本の杭材で構成される場合は、上杭は曲げモーメントも負担し、各種の異なる杭材が用いられるケースも増加している。
また、従来、杭の継手は現場溶接が多用されていたが、現在では無溶接継手工法も見られるようになった（例えば、特許文献１，２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−６４２７３号公報
【特許文献２】特開平９−１１９１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の無溶接杭継手工法は、複雑な納まりになっており、取付作業もノウハウが必要な状況にある。また、上部構造から基礎を介して杭が地盤に確実に力を伝達できる性能を得るにつき、継手における力の伝達が不十分となる恐れがある。
【０００５】
これらの問題を解消するものとして、上下の杭にねじを設けてねじ筒で接続するものを試みた。しかし、ねじによる取付けは、上下の杭のねじ溝の位相を合わせなければ締め付けることができない。そのため、上側の杭の上下位置を変えながら、あるいは杭を回すことで、上下の杭のねじ溝の位相の合致点を見つけることが必要となる。このような作業が必要であるため、大型の重量物となる杭では、このねじ溝の位相の合致点を見つけるのは至難であり、実用化が難しい。
【０００６】
また、従来、杭頭と基礎の鉄筋との接続構造において、一部で無溶接化が図られているが、接続が不十分という問題点がある。
【０００７】
この発明の目的は、無溶接で、かつ簡単な作業で上下の杭を接続でき、また上下の杭間での軸力、曲げモーメント、剪断力の伝達が確実に行える無溶接杭継手を提供することである。
この発明の他の目的は、この発明の無溶接杭継手を簡単に、かつ各杭を互換性のあるものとして製造できる方法を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、杭頭における基礎の鉄筋との接続を簡単な構造で堅固に行えるようにした杭接続体構造を提供することがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の無溶接杭継手は、１本に接続される下杭と上杭とを相互に無溶接で接続する無溶接杭継手であって、前記下杭の杭本体の上端外周に設けられて外周面が雄ねじとされた下杭ねじ筒と、前記上杭の杭本体の下端外周に設けられて外周面が雄ねじとされた上杭ねじ筒と、これら下杭ねじ筒と上杭ねじ筒とに渡って外周に螺合するねじ筒からなるカプラと、前記下杭の上端面および上杭の下端面にそれぞれ設けられて互いに重なり状態に接触する一対の端板と、これら一対の端板のいずれか一方の端板における円周方向の複数箇所に設けられた内周が雌ねじの取付孔、および他方の端板に前記取付孔と整合して設けられた位置決め孔と、雄ねじ部およびダボを有し前記雄ねじ部で前記一方の端板の前記各取付孔に螺合してダボが前記他方の端板の前記位置決め孔に挿入される複数本の位置決め兼剪断力受けボルトとを備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、上下の杭は、重なり状態に接する端板があるため、軸方向には基準となる確固なる面が常に存在する。すなわち端板表面が基準面となる。また、一方の端板の取付孔に取付けられ位置決め兼剪断力受けボルトが、他方の端板の位置決め孔に挿入されるため、上下の杭の円周方向の位相の関係が常に一致する。このように軸方向位置および回転方向位置の関係が互いに常に一致するため、上下の杭の製造時にねじ筒のねじ溝の位相と、端板や位置決め孔との位置関係を正しく定めておけば、現場では、上下の杭を端板同士で接触させ、両端板の位置決め孔と取付孔を一致させることで、上下の杭のねじ筒におけるねじ溝の螺旋が連続する位置関係となる。したがってねじ筒からなるカプラによる接続が簡単に行える。
また、荷重伝達につき、軸力は杭本体から端板を通じて下部へ伝達され、曲げ力は、上下のねじ筒とカプラとを介して伝達される。剪断力は、両端板の接触面における摩擦力とカプラとで主に伝達され、剪断力による上下の杭間にある程度のずれが生じると、位置決め兼剪断力受けボルトを介しても伝達される。そのため、上下の杭間での軸力、曲げモーメント、剪断力の伝達も確実に行える。
【００１０】
この発明において、前記下杭の上端と上杭の下端とに、互いに円周方向の位相を合わせるためのマークが施され、前記下杭と上杭の前記端板が重なり、かつ前記上下の杭の前記マークの位相が合致した状態で、前記下杭ねじ筒と上杭ねじ筒とは、互いに雄ねじ部のねじ溝中心となる螺旋を成す線が連続する位置関係となるものとしても良い。
上記マークは、必ずしも設けなくても良いが、上記マークが施されていると、上下のマークが合う位置で、端板にねじ込まれている位置決め兼剪断力受けボルトを端板の位置決め孔に挿入すれば良い、現場作業性がより向上する。
【００１１】
この発明において、前記カプラを前記下杭ねじ筒と上杭ねじ筒に対して焼き嵌めしても良い。すなわち、カプラを加熱により一時的に拡径させた状態で、下杭ねじ筒と上杭ねじ筒にねじ込んで締結する。締結後、カプラが常温に冷却されて縮径すると、これらカプラの雌ねじと下杭ねじ筒および上杭ねじ筒の雄ねじの螺合部分における隙間が詰められ、カプラのガタツキが無くなる。なお、焼き嵌めする場合、カプラの内径は、常温で締結する場合より小さくし、上記のようにガタツキがなくなる結合状態となる寸法とする。
【００１２】
この発明の無溶接杭継手の製造方法は、この発明の無溶接杭継手を製造する方法であって、下杭ねじ筒と上杭ねじ筒のうちのいずれか一方のねじ筒における接続側端のねじ溝開始位置となる円周方向位置にねじ溝開始マークを施し、このねじ筒に前記端板を仮固定する過程と、この端板に他方の端板を重ねて、前記取付孔と位置決め孔とに渡って挿通される製造過程用ボルトにより両端板を結合し、かつこれら端板の外周に位置して、前記一方のねじ筒の端面に、定められた厚さの環状スペーサを配置する過程と、このスペーサに端面を接してもう片方のねじ筒を配置すると共に、両ねじ筒に渡って前記カプラを螺合させ、前記他方のねじ筒と端板とを仮固定する過程と、両ねじ筒に互いの現場接続での位相合わせのための前記マークを付す過程と、前記製造過程用ボルトを外し、両ねじ筒とそのねじ筒側の端板とをそれぞれ溶接し、ねじ筒と端板とでなる継手部品とする過程と、各継手部品を杭本体に取付ける過程とを含む。
この製造方法によると、上下の端板を製造過程用ボルトで接続して位相関係を定め、かつ定められた厚さの環状スペーサを介在させた状態で上下のねじ筒間の軸方向位置の関係を保ち、カプラを上下のねじ筒に渡って螺合させる。そのため、一方のねじ筒に対して、軸方向位置および位相の関係を保った状態で、ねじ筒と端板とでなる継手部品が製造される。したがって、この製造方法で製造された下杭と上杭とを複数本準備し、任意の下杭と上杭とを組み合わせても、上下の杭を端板同士で接触させ、両端板の位置決め孔と取付孔を一致させることで、上下の杭のねじ筒におけるねじ溝の螺旋が連続する位置関係となる。このため、各杭が互換性のあるものとなり、上下の杭を１対１の関係で準備する必要がなく、杭の保管や管理が容易に行える。
【００１３】
この発明の杭接続体構造は、この発明の上記いずれかの構成の無溶接杭継手を用いて複数本の杭を接続した杭接続体構造であって、上端の杭の上端面に端板を設け、この端板に複数のねじ孔を設け、杭上基礎の上下方向に延びる鉄筋の下端に雄ねじ部を設け、この雄ねじ部を前記上端の杭の端板のねじ孔に螺合させたものである。
この構成によると、杭頭と杭上基礎の鉄筋との接続について、ねじによる機械式定着工法を用いて、簡単な構造で堅固に行うことができる。
【００１４】
この発明の杭接続体構造において、前記鉄筋の上端に拡径頭部を設けても良い。拡径頭部を設けた場合、定着長さの確保等のためのＵ字状やＬ字状の屈曲部を設ける必要がなく、基礎の鉄筋が簡素され、上記鉄筋と基礎内に埋め込まれる他の物との干渉を回避して作業の簡素化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の無溶接杭継手は、１本に接続される下杭と上杭とを相互に無溶接で接続する無溶接杭継手であって、前記下杭の杭本体の上端外周に設けられて外周面が雄ねじとされた下杭ねじ筒と、前記上杭の杭本体の下端外周に設けられて外周面が雄ねじとされた上杭ねじ筒と、これら下杭ねじ筒と上杭ねじ筒とに渡って外周に螺合するねじ筒からなるカプラと、前記下杭の上端面および上杭の下端面にそれぞれ設けられて互いに重なり状態に接触する一対の端板と、これら一対の端板のいずれか一方の端板における円周方向の複数箇所に設けられたねじ孔、および他方の端板に前記ねじ孔と整合して設けられた位置決め孔と、雄ねじ部およびダボを有し前記雄ねじ部で前記一方の端板の前記各ねじ孔に螺合してダボが前記他方の端板の前記位置決め孔に挿入される複数本の位置決め兼剪断力受けボルトとを備えるため、無溶接で、かつ簡単な作業で上下の杭を接続でき、かつ上下の杭間での軸力、曲げモーメント、剪断力の伝達が確実に行われるという効果が得られる。
【００１６】
この発明の無溶接杭継手の製造方法は、この発明の無溶接杭継手を製造する方法であって、下杭ねじ筒と上杭ねじ筒のうちのいずれか一方のねじ筒における接続側端のねじ溝開始位置となる円周方向位置にねじ溝開始マークを施し、このねじ筒に前記端板を仮固定する過程と、この端板に他方の端板を重ねて、前記ねじ孔と位置決め孔とに渡って挿通される製造過程用ボルトにより両端板を結合し、かつこれら端板の外周に位置して、前記一方のねじ筒の端面に、定められた厚さの環状スペーサを配置する過程と、このスペーサに端面を接してもう片方のねじ筒を配置すると共に、両ねじ筒に渡って前記カプラを螺合させ、前記他方のねじ筒と端板とを仮固定する過程と、両ねじ筒に互いの現場接続での位相合わせのための前記マークを付す過程と、前記製造過程用ボルトを外し、両ねじ筒とそのねじ筒側の端板とをそれぞれ溶接し、ねじ筒と端板とでなる継手部品とする過程と、各継手部品を杭本体に取付ける過程とを含むであるため、上記無溶接杭継手を容易に製造でき、また各杭が互換性のあるものとなり、上下の杭を１対１の関係で準備する必要がなく、杭の保管や管理が容易に行える。
【００１７】
この発明の杭接続体構造は、この発明の無溶接杭継手を用いて複数本の杭を接続した杭接続体構造であって、上端の杭の上端面に端板を設け、この端板に複数のねじ孔を設け、杭上基礎の上下方向に延びる鉄筋の下端に雄ねじ部を設け、この雄ねじ部を前記上端の杭の端板のねじ孔に螺合させたものであるため、杭頭における杭上基礎の鉄筋との接続を簡単な構造で堅固に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の一実施形態に係る無溶接杭継手の破断正面図および部分正面図である。
【図２】同無溶接杭継手の接続作業途中の状態を示す破断正面図である。
【図３】同無溶接杭継手の下杭ねじ筒の一部省略正面図である。
【図４】同無溶接杭継手の製造過程の流れ図である。
【図５】同無溶接杭継手における位置決め兼剪断力受けボルトの周辺部の変形例を示す部分拡大断面図および部分分解斜視図である。
【図６】同無溶接杭継手を用いた杭接続体構造の部分省略分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。この無溶接杭継手１は、１本に接続される下杭２と上杭３とを相互に無溶接で接続する継手である。下杭２の杭本体２Ａの上端外周に、外周面が雄ねじとされた下杭ねじ筒４が設けられ、上杭３の杭本体３Ａの下端外周に、外周面が雄ねじとされた上杭ねじ筒５が設けられる。各ねじ筒４，５は鋼管からなる。各杭本体２Ａ，３Ａの構造は、図示の例では、鋼管６と、この鋼管６の内周に設けられたコンクリート７とでなる中空軸状の複合杭構造とされている。各杭本体２Ａ，３Ａは、この他に、鋼管のみからなるものであっても、コンクリートのみからなるものであっても良く、また上杭２の杭本体２Ａと下杭３の杭本体３Ａとが互いに異なる構造であっても良い。下杭ねじ筒４および上杭ねじ筒５は、それぞれ杭本体２Ａ，３Ａの鋼管６の内周に端部が嵌合し、その嵌合状態で隅肉溶接等の溶接部２１で接合されている。
【００２０】
下杭ねじ筒４と上杭ねじ筒５とに渡って、内周面が雌ねじとされたねじ筒からなるカプラ８が外周に螺合する。カプラ８は鋼管からなる。下杭２の上端面および上杭３の下端面には、一対の端板９，１０が設けられ、これら端板９，１０は、下杭２と上杭３の突き合わせ状態で、互いに重なり状態に接触する。これら端板９，１０は、鋼板からなる環状の板であり、下杭ねじ筒４の内周面の上端、および上杭ねじ筒５の下端に、それぞれ端面から突出して嵌合し、これら下杭ねじ筒４および上杭ねじ筒５に、隅肉溶接等の溶接部２２で接合されている。
【００２１】
下杭２の端板９における円周方向の複数箇所には内周が雌ねじの取付孔１１が設けられ、上杭３の端板１０は、取付孔１１と整合して位置決め孔１２が設けられている。各取付孔１１には、位置決め兼剪断力受けボルト１３の雄ねじ部１３ａが螺合して取付けられ、位置決め兼剪断力受けボルト１３のダボ１３ｂが、上杭２側の端板１０の位置決め孔１２に嵌まり込んでいる。なお、上記とは逆に、取付孔１１を上杭３の端板１０に設け、位置決め孔１２を下杭２の端板９に設けても良い。図示の例では、取付孔１１と位置決め孔１２は、いずれもねじ孔で互いに同径とされ、両端板９，１０を互いに同じ構成で互換性のある部品としている。位置決め兼剪断力受けボルト１３のダボ１３ｂは、雄ねじ部１３ａの溝底径と同じかまたは若干小径の丸軸部とされている。取付孔１１および位置決め孔１２の個数は、３つ以上であることが好ましく、杭径に応じて、例えば６箇所ないし８箇所程度に設けられる。
【００２２】
下杭２の外周面の上端と、上杭３の外周面の下端とには、図１（Ｂ）のように、互いに円周方向の位相を合わせるためのマークＭ１，Ｍ２が施される。マークＭ１，Ｍ２は、端板９，１０の外周面に設けても良く、またねじ筒４，５または杭本体２Ａ，３Ａの外周面に設けても良い。この例では、端板９，１０の外周面に設けている。マークＭ１，Ｍ２は、例えば軸方向に沿う線とされる。下杭２と上杭３の端板９，１０が重なり、かつ両側の杭２，３の前記マークＭ１，Ｍ２の位相が合致した状態で、下杭ねじ筒４と上杭ねじ筒５とは、互いに雄ねじ部のねじ溝中心となる螺旋を成す線が連続する。
【００２３】
この構成の無溶接杭継手１の現場接続作業においては、図２に示すように、下杭２の端板９の各取付孔１１に、位置決め兼剪断力受けボルト１３を雄ねじ部１３ａを螺合させて取付け、カプラ８はその全体を下杭ねじ筒４にねじ込んでおく。カプラ８はその全体を上杭ねじ筒５にねじ込んでおいてもよい。この状態で、下杭２に取付けられている各位置決め兼剪断力受けボルト１３のダボ１３ｂが上杭３の端板１０の位置決め孔１２に嵌まり込むようにして、上杭３を下杭２上に端板９，１０が重なるように載置する。このとき、上記マークＭ１，Ｍ２が一致するダボ１３ｂと位置決め孔１２が嵌まり合うようにすることで、下杭ねじ筒４と上杭ねじ筒５のねじ溝の螺旋を成す線が繋がる位置関係になる。したがって、下杭ねじ筒４の外周にあるカプラ８は、ねじ戻すことで上杭ねじ筒５に螺合する。このようにして、カプラ８を、図１のように下杭ねじ筒４と上杭ねじ筒５の両者に渡って螺合する状態とすることで、下杭２と上杭３とが接続された状態となる。
【００２４】
この場合に、上下の杭３，２は、重なり状態に接する端板９，１０があるため、軸方向には基準となる確固なる面が常に存在する。すなわち端板９，１０の表面が基準面となる。また、一方の端板９の取付孔１１に取付けられ位置決め兼剪断力受けボルト１３が、他方の端板１０の位置決め孔１２に挿入されるため、上下の杭３，２の円周方向の位相の関係が常に一致する。このように軸方向位置および回転方向位置の関係が互いに常に一致するため、上下の杭２，３の製造時にねじ筒４，５のねじ溝の位相と、端板９，１０や取付孔１１，位置決め孔１２との位置関係を正しく定めておけば、現場では、上下の杭２，３を端板９，１０同士で接触させ、両端板９，１０の位置決め孔１２と取付孔１２を一致させることで、上下の杭９，１０のねじ筒４，５におけるねじ溝の螺旋が連続する位置関係となる（ただし、位相の合う位置決め孔１２と取付孔１２を選ぶ必要はある）。したがってねじ筒からなるカプラ８による接続が簡単に行える。
【００２５】
この接続状態で、上杭３に作用する上部構造体などによる軸力は、コンクリート６と鋼管６とでなる杭本体３Ａから、端板１０、９を通じて、下杭２の杭本体２Ａに伝達される。曲げモーメントは、上杭ねじ筒５、下杭ねじ筒４、およびカプラ８を介して伝達される。剪断力は、両端板９，１０の接触面における摩擦力と、カプラ８とで主に伝達され、剪断力による上下の杭３，２間にある程度のずれが生じると、位置決め兼剪断力受けボルト１３のダボ１３ｂが位置決め孔１２の内周面に接するため、位置決め兼剪断力受けボルト１３を介しても伝達される。
【００２６】
上記の例では、カプラ８は常温で締結するようにしたが、カプラ８は、下杭ねじ筒５と上杭ねじ筒４に対して焼き嵌めしても良い。すなわち、カプラ８を加熱により一時的に拡径させた状態で、下杭ねじ筒４と上杭ねじ筒５にねじ込んで締結しても良い。この場合、締結後、カプラ８が常温に冷却されると、縮径してカプラ８の雌ねじと下杭ねじ筒および上杭ねじ筒の雄ねじの螺合部分における隙間が詰められ、カプラガタツキが無くなる。なお、焼き嵌めする場合、カプラ８の内径は、常温で締結する場合より小さくし、上記のようにガタツキがなくなる結合状態となる寸法とする。また、焼き嵌めする場合は、上下の杭２，３の保管時は、そのねじ筒４，５のいずれかにねじ込んでおくことができないため、杭２，３から外れた状態で保管し、杭接続時に、図２のようにねじ込み、図１のようにねじ戻す。
【００２７】
次に、図４と共に、この無溶接杭継手１の製造方法を説明する。まず、いずれか一方の端板９，１０、例えば図４（Ａ）のように、下側の端板９とこの端板に対応するねじ筒である下杭ねじ筒４とにつき、円周方向および軸方向の位置を定めて仮溶接部２３で仮付けする。円周方向については、下杭ねじ筒４の接続側端のねじ溝の開始位置Ｓ（図３）となる円周方向位置に、ねじ溝の開始位置を示すマークとして、開始位置マークＭ３（図４（Ａ）の（ａ））を下杭ねじ筒４の端面などに施す。この開始位置マークＭ３は、上記位相合わせ用のマークＭ１と兼用されるものであっても、また別に設けたものであっても良い。この開始位置マークＭ３と、端板９のいずれかの取付孔１１の中心（端板９に位置決め孔を設ける場合は位置決め孔の中心）とが合うように、端板９と下杭ねじ筒４との円周方向の位置を定める。この場合に、端板９の外周縁に取付孔１１の中心を示すマークＭ４を付しておいても良く、その場合、両マークＭ３，Ｍ４を合わせることで、より精度良く、簡単に円周方向の位置を定めることができる。軸方向については、下杭ねじ筒４の端面から端板９の上面が、定められた距離ａだけ突出するようにする。この距離ａは、次の過程で用いるスペーサ５１の厚さ２ａの１／２であるが、厚さ２ａは、任意に定められた距離で良い。
【００２８】
ついで、図４（Ｂ）のようにもう１枚の端板１０を、端板９の上に重ね、これら端板９，１０の取付孔１１と位置決め孔１２に渡って挿通させた製造過程用ボルト５２とナット５２Ａとで、両端板９，１０を結合する。これら端板９，１０の外周に位置して、下杭ねじ筒４の端面上には、上記の定められた厚さ２ａの環状のスペーサ５３を置く。
【００２９】
この後、図４（Ｃ）のように、スペーサ５３に他方のねじ筒である上杭ねじ筒５を配置し、カプラ８を両ねじ筒４，５に渡って螺合させる。カプラ８は、製品として用いられるものを用いても、また製造過程専用のものであっても良い。この状態で、上杭ねじ筒５と上側の端板１０とを仮溶接部２４で仮付けする。この状態で、両ねじ筒４，５はカプラ８で接続されているため、互いに分離させた後も、この軸方向および円周方向の位置が再現できれば、両ねじ筒４，５のねじ溝はその螺旋形状が連続した関係にあって、カプラ８で接続可能となる。この再現の容易のために、両ねじ筒４，５には、互いの現場接続での位相合わせのための前記マークＭ１，Ｍ２（図１（Ｂ））を施す。なお、軸方向位置は、端板９，１０で接すれば、自然に両ねじ筒４，５の位置関係が再現されるため、特にマークは不要である。
ついで、製造過程用ボルト５２を外し、両ねじ筒４，５とそのねじ筒４，５側の端板９，１０とをそれぞれ本溶接の溶接部２２（図１）で溶接し、下杭ねじ筒４と端板９とでなる継手部品２５、および上杭ねじ筒５と端板１０とでなる継手部品２６とする。このように製造された継手部品２５，２６を杭本体２Ａ，３Ａに取付けることで、下杭２および上杭３となる。
【００３０】
この製造方法で下杭２および上杭３を製造することにより、無溶接杭継手１を容易に製造することができる。また、複数本の下杭２および上杭３を製造する場合、上記の工程でを製造し、同じ厚さ２ａのスペーサを用いて製造することにより、複数本製造しても、その複数本間で、下杭２と上杭３の組み合わせにつき、自由に組み合わせても接続可能となる互換性のあるものとして製造できる。したがって、下の杭３，２を１対１の関係で準備して保管する必要がなく、杭２，３の保管や管理が容易に行える。
【００３１】
なお、上記実施形態では、図１のように位置決め兼剪断力受けボルト１３のダボ１３ｂが、上杭２側の端板１０の位置決め孔１２に直接に嵌まり込むようにしたが、図５に示すように、上杭２側の端板１０のねじ孔からなる位置決め孔１２に、外周が雄ねじとなった円筒形の隙間埋め筒２９をねじ込み、この隙間埋め筒２９に位置決め兼剪断力受けボルト１３のダボ１３ｂを嵌まり込ませても良い。施工順は、隙間埋め筒２９を位置決め孔１２にねじ込んだ後にダボ１３ｂを嵌まり込ませても、また置決め孔１２にダボ１３ｂを嵌まり込ませた後、隙間埋め筒２９がダボ１３ｂに嵌まるように、隙間埋め筒２９を位置決め孔１２にねじ込んでも良い。このように隙間埋め筒２９を設けることで、ダボ１３ｂの周囲の遊びが詰められ、そのためせん断力を伝達をより確実に行うことができる。図５におけるその他の構成は、図１の例と同じである。
【００３２】
図６は、杭接続体構造の実施形態を示す。この杭接続体構造は、図１の実施形態の無溶接杭継手１を用いて、複数本の杭３０を接続した杭接続体構造であって、次に述べるように、杭上基礎（図示せず）との接続構造を備える。各杭３０は、上記の下杭２または上杭３となる。３本以上の杭３０を接続した杭接続体では、中間の杭３０は、その中間の杭３０の上側の無溶接杭継手１においては下杭２となり、下側の無溶接杭継手１においては上杭３となる。無溶接杭継手１については、同図においては簡略して図示している。
【００３３】
この杭接続体からなる杭基礎において、この杭基礎の上に設けられる杭上基礎（図示せず）との鉄筋の接続のために、上端の杭３０Ａの上端面に端板３１を設ける。この端板３１に複数のねじ孔３２を設け、杭上基礎の上下方向に延びる主筋となる各鉄筋３４の下端には雄ねじ部３４ａを設ける。この雄ねじ部３４ａを上端の杭３０Ａの端板３１のねじ孔３２に螺合させる。図では１本の鉄筋３４のみを図示し、他の鉄筋の図示を省略している。雄ねじ部３４ａは、例えば、鉄筋３４の鉄筋本体３４ｂよりも大径の丸棒に雄ねじを切り、鉄筋本体３４ｂの端面に摩擦圧接等により接合したものである。鉄筋３４の他端には、定着用の拡径頭部３４ｃが設けられている。上記杭上基礎は、杭基礎と併用される基礎であれば特に問わず、独立基礎であっても、基礎梁が接続される柱状基礎であっても、また布基礎であっても良い。
【００３４】
この構成の杭接続体構造によると、杭頭と杭上基礎の鉄筋３４と接続について、ねじによる機械式定着工法を用いて、簡単な構造で堅固に行うことができる。また、鉄筋３４の上端に拡径頭部３４ｃを設けたため、定着長さの確保等のためのＵ字状やＬ字状の屈曲部を設ける必要がなく、杭上基礎の配筋が簡素され、上記鉄筋３４と杭上基礎内に埋め込まれる他の物との干渉を回避して作業の簡素化を図ることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１…無溶接杭継手
２…下杭
３…上杭
２Ａ，３Ａ…杭本体
４…下杭ねじ筒
５…上杭ねじ筒
６…鋼管
７…コンクリート
８…カプラ
９，１０…端板
１１…取付孔
１２…位置決め孔
１３…位置決め兼剪断力受けボルト
３１…端板
３４…鉄筋
３４ａ…雄ねじ部
３２…ねじ孔
５３…スペーサ
Ｍ１，Ｍ２…マーク
Ｍ３…開始位置マーク
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建物の杭基礎等される杭、例えば鋼管杭、コンクリート杭、鋼管コンクリート併用杭等の各種の杭における上下の杭を接続する無溶接杭継手およびその製造方法、並びにこの無溶接杭継手を用いた杭接続体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の杭は、上部構造から基礎を介して杭が地盤に確実に力を伝達できる性能が求められている。１本の杭は、単一、または複数本の杭材で構成され、複数本の杭材で構成される場合は、上杭は曲げモーメントも負担し、各種の異なる杭材が用いられるケースも増加している。
また、従来、杭の継手は現場溶接が多用されていたが、現在では無溶接継手工法も見られるようになった（例えば、特許文献１，２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−６４２７３号公報
【特許文献２】特開平９−１１９１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の無溶接杭継手工法は、複雑な納まりになっており、取付作業もノウハウが必要な状況にある。また、上部構造から基礎を介して杭が地盤に確実に力を伝達できる性能を得るにつき、継手における力の伝達が不十分となる恐れがある。
【０００５】
これらの問題を解消するものとして、上下の杭にねじを設けてねじ筒で接続するものを試みた。しかし、ねじによる取付けは、上下の杭のねじ溝の位相を合わせなければ締め付けることができない。そのため、上側の杭の上下位置を変えながら、あるいは杭を回すことで、上下の杭のねじ溝の位相の合致点を見つけることが必要となる。このような作業が必要であるため、大型の重量物となる杭では、このねじ溝の位相の合致点を見つけるのは至難であり、実用化が難しい。
【０００６】
また、従来、杭頭と基礎の鉄筋との接続構造において、一部で無溶接化が図られているが、接続が不十分という問題点がある。
【０００７】
この発明の目的は、無溶接で、かつ簡単な作業で上下の杭を接続でき、また上下の杭間での軸力、曲げモーメント、剪断力の伝達が確実に行える無溶接杭継手を提供することである。
この発明の他の目的は、この発明の無溶接杭継手を簡単に、かつ各杭を互換性のあるものとして製造できる方法を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、杭頭における基礎の鉄筋との接続を簡単な構造で堅固に行えるようにした杭接続体構造を提供することがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の無溶接杭継手は、１本に接続される下杭と上杭とを相互に無溶接で接続する無溶接杭継手であって、前記下杭の杭本体の上端外周に設けられて外周面が雄ねじとされた下杭ねじ筒と、前記上杭の杭本体の下端外周に設けられて外周面が雄ねじとされた上杭ねじ筒と、これら下杭ねじ筒と上杭ねじ筒とに渡って外周に螺合するねじ筒からなるカプラと、前記下杭の上端面および上杭の下端面にそれぞれ設けられて互いに重なり状態に接触する一対の端板と、これら一対の端板のいずれか一方の端板における円周方向の複数箇所に設けられた内周が雌ねじの取付孔、および他方の端板に前記取付孔と整合して設けられた位置決め孔と、雄ねじ部およびダボを有し前記雄ねじ部で前記一方の端板の前記各取付孔に螺合してダボが前記他方の端板の前記位置決め孔に挿入される複数本の位置決め兼剪断力受けボルトとを備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、上下の杭は、重なり状態に接する端板があるため、軸方向には基準となる確固なる面が常に存在する。すなわち端板表面が基準面となる。また、一方の端板の取付孔に取付けられ位置決め兼剪断力受けボルトが、他方の端板の位置決め孔に挿入されるため、上下の杭の円周方向の位相の関係が常に一致する。このように軸方向位置および回転方向位置の関係が互いに常に一致するため、上下の杭の製造時にねじ筒のねじ溝の位相と、端板や位置決め孔との位置関係を正しく定めておけば、現場では、上下の杭を端板同士で接触させ、両端板の位置決め孔と取付孔を一致させることで、上下の杭のねじ筒におけるねじ溝の螺旋が連続する位置関係となる。したがってねじ筒からなるカプラによる接続が簡単に行える。
また、荷重伝達につき、軸力は杭本体から端板を通じて下部へ伝達され、曲げ力は、上下のねじ筒とカプラとを介して伝達される。剪断力は、両端板の接触面における摩擦力とカプラとで主に伝達され、剪断力による上下の杭間にある程度のずれが生じると、位置決め兼剪断力受けボルトを介しても伝達される。そのため、上下の杭間での軸力、曲げモーメント、剪断力の伝達も確実に行える。
【００１０】
この発明において、前記下杭の上端と上杭の下端とに、互いに円周方向の位相を合わせるためのマークが施され、前記下杭と上杭の前記端板が重なり、かつ前記上下の杭の前記マークの位相が合致した状態で、前記下杭ねじ筒と上杭ねじ筒とは、互いに雄ねじ部のねじ溝中心となる螺旋を成す線が連続する位置関係となるものとしても良い。
上記マークは、必ずしも設けなくても良いが、上記マークが施されていると、上下のマークが合う位置で、端板にねじ込まれている位置決め兼剪断力受けボルトを端板の位置決め孔に挿入すれば良い、現場作業性がより向上する。
【００１１】
この発明において、前記カプラを前記下杭ねじ筒と上杭ねじ筒に対して焼き嵌めしても良い。すなわち、カプラを加熱により一時的に拡径させた状態で、下杭ねじ筒と上杭ねじ筒にねじ込んで締結する。締結後、カプラが常温に冷却されて縮径すると、これらカプラの雌ねじと下杭ねじ筒および上杭ねじ筒の雄ねじの螺合部分における隙間が詰められ、カプラのガタツキが無くなる。なお、焼き嵌めする場合、カプラの内径は、常温で締結する場合より小さくし、上記のようにガタツキがなくなる結合状態となる寸法とする。
【００１２】
この発明の無溶接杭継手の製造方法は、この発明の無溶接杭継手を製造する方法であって、下杭ねじ筒と上杭ねじ筒のうちのいずれか一方のねじ筒における接続側端のねじ溝開始位置となる円周方向位置にねじ溝開始マークを施し、このねじ筒に前記端板を仮固定する過程と、この端板に他方の端板を重ねて、前記取付孔と位置決め孔とに渡って挿通される製造過程用ボルトにより両端板を結合し、かつこれら端板の外周に位置して、前記一方のねじ筒の端面に、定められた厚さの環状スペーサを配置する過程と、このスペーサに端面を接してもう片方のねじ筒を配置すると共に、両ねじ筒に渡って前記カプラを螺合させ、前記他方のねじ筒と端板とを仮固定する過程と、両ねじ筒に互いの現場接続での位相合わせのための前記マークを付す過程と、前記製造過程用ボルトを外し、両ねじ筒とそのねじ筒側の端板とをそれぞれ溶接し、ねじ筒と端板とでなる継手部品とする過程と、各継手部品を杭本体に取付ける過程とを含む。
この製造方法によると、上下の端板を製造過程用ボルトで接続して位相関係を定め、かつ定められた厚さの環状スペーサを介在させた状態で上下のねじ筒間の軸方向位置の関係を保ち、カプラを上下のねじ筒に渡って螺合させる。そのため、一方のねじ筒に対して、軸方向位置および位相の関係を保った状態で、ねじ筒と端板とでなる継手部品が製造される。したがって、この製造方法で製造された下杭と上杭とを複数本準備し、任意の下杭と上杭とを組み合わせても、上下の杭を端板同士で接触させ、両端板の位置決め孔と取付孔を一致させることで、上下の杭のねじ筒におけるねじ溝の螺旋が連続する位置関係となる。このため、各杭が互換性のあるものとなり、上下の杭を１対１の関係で準備する必要がなく、杭の保管や管理が容易に行える。
【００１３】
この発明の杭接続体構造は、この発明の上記いずれかの構成の無溶接杭継手を用いて複数本の杭を接続した杭接続体構造であって、上端の杭の上端面に端板を設け、この端板に複数のねじ孔を設け、杭上基礎の上下方向に延びる鉄筋の下端に雄ねじ部を設け、この雄ねじ部を前記上端の杭の端板のねじ孔に螺合させたものである。
この構成によると、杭頭と杭上基礎の鉄筋との接続について、ねじによる機械式定着工法を用いて、簡単な構造で堅固に行うことができる。
【００１４】
この発明の杭接続体構造において、前記鉄筋の上端に拡径頭部を設けても良い。拡径頭部を設けた場合、定着長さの確保等のためのＵ字状やＬ字状の屈曲部を設ける必要がなく、基礎の鉄筋が簡素され、上記鉄筋と基礎内に埋め込まれる他の物との干渉を回避して作業の簡素化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の無溶接杭継手は、１本に接続される下杭と上杭とを相互に無溶接で接続する無溶接杭継手であって、前記下杭の杭本体の上端外周に設けられて外周面が雄ねじとされた下杭ねじ筒と、前記上杭の杭本体の下端外周に設けられて外周面が雄ねじとされた上杭ねじ筒と、これら下杭ねじ筒と上杭ねじ筒とに渡って外周に螺合するねじ筒からなるカプラと、前記下杭の上端面および上杭の下端面にそれぞれ設けられて互いに重なり状態に接触する一対の端板と、これら一対の端板のいずれか一方の端板における円周方向の複数箇所に設けられたねじ孔、および他方の端板に前記ねじ孔と整合して設けられた位置決め孔と、雄ねじ部およびダボを有し前記雄ねじ部で前記一方の端板の前記各ねじ孔に螺合してダボが前記他方の端板の前記位置決め孔に挿入される複数本の位置決め兼剪断力受けボルトとを備えるため、無溶接で、かつ簡単な作業で上下の杭を接続でき、かつ上下の杭間での軸力、曲げモーメント、剪断力の伝達が確実に行われるという効果が得られる。
【００１６】
この発明の無溶接杭継手の製造方法は、この発明の無溶接杭継手を製造する方法であって、下杭ねじ筒と上杭ねじ筒のうちのいずれか一方のねじ筒における接続側端のねじ溝開始位置となる円周方向位置にねじ溝開始マークを施し、このねじ筒に前記端板を仮固定する過程と、この端板に他方の端板を重ねて、前記ねじ孔と位置決め孔とに渡って挿通される製造過程用ボルトにより両端板を結合し、かつこれら端板の外周に位置して、前記一方のねじ筒の端面に、定められた厚さの環状スペーサを配置する過程と、このスペーサに端面を接してもう片方のねじ筒を配置すると共に、両ねじ筒に渡って前記カプラを螺合させ、前記他方のねじ筒と端板とを仮固定する過程と、両ねじ筒に互いの現場接続での位相合わせのための前記マークを付す過程と、前記製造過程用ボルトを外し、両ねじ筒とそのねじ筒側の端板とをそれぞれ溶接し、ねじ筒と端板とでなる継手部品とする過程と、各継手部品を杭本体に取付ける過程とを含むであるため、上記無溶接杭継手を容易に製造でき、また各杭が互換性のあるものとなり、上下の杭を１対１の関係で準備する必要がなく、杭の保管や管理が容易に行える。
【００１７】
この発明の杭接続体構造は、この発明の無溶接杭継手を用いて複数本の杭を接続した杭接続体構造であって、上端の杭の上端面に端板を設け、この端板に複数のねじ孔を設け、杭上基礎の上下方向に延びる鉄筋の下端に雄ねじ部を設け、この雄ねじ部を前記上端の杭の端板のねじ孔に螺合させたものであるため、杭頭における杭上基礎の鉄筋との接続を簡単な構造で堅固に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の一実施形態に係る無溶接杭継手の破断正面図および部分正面図である。
【図２】同無溶接杭継手の接続作業途中の状態を示す破断正面図である。
【図３】同無溶接杭継手の下杭ねじ筒の一部省略正面図である。
【図４】同無溶接杭継手の製造過程の流れ図である。
【図５】同無溶接杭継手における位置決め兼剪断力受けボルトの周辺部の変形例を示す部分拡大断面図および部分分解斜視図である。
【図６】同無溶接杭継手を用いた杭接続体構造の部分省略分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。この無溶接杭継手１は、１本に接続される下杭２と上杭３とを相互に無溶接で接続する継手である。下杭２の杭本体２Ａの上端外周に、外周面が雄ねじとされた下杭ねじ筒４が設けられ、上杭３の杭本体３Ａの下端外周に、外周面が雄ねじとされた上杭ねじ筒５が設けられる。各ねじ筒４，５は鋼管からなる。各杭本体２Ａ，３Ａの構造は、図示の例では、鋼管６と、この鋼管６の内周に設けられたコンクリート７とでなる中空軸状の複合杭構造とされている。各杭本体２Ａ，３Ａは、この他に、鋼管のみからなるものであっても、コンクリートのみからなるものであっても良く、また上杭２の杭本体２Ａと下杭３の杭本体３Ａとが互いに異なる構造であっても良い。下杭ねじ筒４および上杭ねじ筒５は、それぞれ杭本体２Ａ，３Ａの鋼管６の内周に端部が嵌合し、その嵌合状態で隅肉溶接等の溶接部２１で接合されている。
【００２０】
下杭ねじ筒４と上杭ねじ筒５とに渡って、内周面が雌ねじとされたねじ筒からなるカプラ８が外周に螺合する。カプラ８は鋼管からなる。下杭２の上端面および上杭３の下端面には、一対の端板９，１０が設けられ、これら端板９，１０は、下杭２と上杭３の突き合わせ状態で、互いに重なり状態に接触する。これら端板９，１０は、鋼板からなる環状の板であり、下杭ねじ筒４の内周面の上端、および上杭ねじ筒５の下端に、それぞれ端面から突出して嵌合し、これら下杭ねじ筒４および上杭ねじ筒５に、隅肉溶接等の溶接部２２で接合されている。
【００２１】
下杭２の端板９における円周方向の複数箇所には内周が雌ねじの取付孔１１が設けられ、上杭３の端板１０は、取付孔１１と整合して位置決め孔１２が設けられている。各取付孔１１には、位置決め兼剪断力受けボルト１３の雄ねじ部１３ａが螺合して取付けられ、位置決め兼剪断力受けボルト１３のダボ１３ｂが、上杭２側の端板１０の位置決め孔１２に嵌まり込んでいる。なお、上記とは逆に、取付孔１１を上杭３の端板１０に設け、位置決め孔１２を下杭２の端板９に設けても良い。図示の例では、取付孔１１と位置決め孔１２は、いずれもねじ孔で互いに同径とされ、両端板９，１０を互いに同じ構成で互換性のある部品としている。位置決め兼剪断力受けボルト１３のダボ１３ｂは、雄ねじ部１３ａの溝底径と同じかまたは若干小径の丸軸部とされている。取付孔１１および位置決め孔１２の個数は、３つ以上であることが好ましく、杭径に応じて、例えば６箇所ないし８箇所程度に設けられる。
【００２２】
下杭２の外周面の上端と、上杭３の外周面の下端とには、図１（Ｂ）のように、互いに円周方向の位相を合わせるためのマークＭ１，Ｍ２が施される。マークＭ１，Ｍ２は、端板９，１０の外周面に設けても良く、またねじ筒４，５または杭本体２Ａ，３Ａの外周面に設けても良い。この例では、端板９，１０の外周面に設けている。マークＭ１，Ｍ２は、例えば軸方向に沿う線とされる。下杭２と上杭３の端板９，１０が重なり、かつ両側の杭２，３の前記マークＭ１，Ｍ２の位相が合致した状態で、下杭ねじ筒４と上杭ねじ筒５とは、互いに雄ねじ部のねじ溝中心となる螺旋を成す線が連続する。
【００２３】
この構成の無溶接杭継手１の現場接続作業においては、図２に示すように、下杭２の端板９の各取付孔１１に、位置決め兼剪断力受けボルト１３を雄ねじ部１３ａを螺合させて取付け、カプラ８はその全体を下杭ねじ筒４にねじ込んでおく。カプラ８はその全体を上杭ねじ筒５にねじ込んでおいてもよい。この状態で、下杭２に取付けられている各位置決め兼剪断力受けボルト１３のダボ１３ｂが上杭３の端板１０の位置決め孔１２に嵌まり込むようにして、上杭３を下杭２上に端板９，１０が重なるように載置する。このとき、上記マークＭ１，Ｍ２が一致するダボ１３ｂと位置決め孔１２が嵌まり合うようにすることで、下杭ねじ筒４と上杭ねじ筒５のねじ溝の螺旋を成す線が繋がる位置関係になる。したがって、下杭ねじ筒４の外周にあるカプラ８は、ねじ戻すことで上杭ねじ筒５に螺合する。このようにして、カプラ８を、図１のように下杭ねじ筒４と上杭ねじ筒５の両者に渡って螺合する状態とすることで、下杭２と上杭３とが接続された状態となる。
【００２４】
この場合に、上下の杭３，２は、重なり状態に接する端板９，１０があるため、軸方向には基準となる確固なる面が常に存在する。すなわち端板９，１０の表面が基準面となる。また、一方の端板９の取付孔１１に取付けられ位置決め兼剪断力受けボルト１３が、他方の端板１０の位置決め孔１２に挿入されるため、上下の杭３，２の円周方向の位相の関係が常に一致する。このように軸方向位置および回転方向位置の関係が互いに常に一致するため、上下の杭２，３の製造時にねじ筒４，５のねじ溝の位相と、端板９，１０や取付孔１１，位置決め孔１２との位置関係を正しく定めておけば、現場では、上下の杭２，３を端板９，１０同士で接触させ、両端板９，１０の位置決め孔１２と取付孔１２を一致させることで、上下の杭９，１０のねじ筒４，５におけるねじ溝の螺旋が連続する位置関係となる（ただし、位相の合う位置決め孔１２と取付孔１２を選ぶ必要はある）。したがってねじ筒からなるカプラ８による接続が簡単に行える。
【００２５】
この接続状態で、上杭３に作用する上部構造体などによる軸力は、コンクリート６と鋼管６とでなる杭本体３Ａから、端板１０、９を通じて、下杭２の杭本体２Ａに伝達される。曲げモーメントは、上杭ねじ筒５、下杭ねじ筒４、およびカプラ８を介して伝達される。剪断力は、両端板９，１０の接触面における摩擦力と、カプラ８とで主に伝達され、剪断力による上下の杭３，２間にある程度のずれが生じると、位置決め兼剪断力受けボルト１３のダボ１３ｂが位置決め孔１２の内周面に接するため、位置決め兼剪断力受けボルト１３を介しても伝達される。
【００２６】
上記の例では、カプラ８は常温で締結するようにしたが、カプラ８は、下杭ねじ筒５と上杭ねじ筒４に対して焼き嵌めしても良い。すなわち、カプラ８を加熱により一時的に拡径させた状態で、下杭ねじ筒４と上杭ねじ筒５にねじ込んで締結しても良い。この場合、締結後、カプラ８が常温に冷却されると、縮径してカプラ８の雌ねじと下杭ねじ筒および上杭ねじ筒の雄ねじの螺合部分における隙間が詰められ、カプラガタツキが無くなる。なお、焼き嵌めする場合、カプラ８の内径は、常温で締結する場合より小さくし、上記のようにガタツキがなくなる結合状態となる寸法とする。また、焼き嵌めする場合は、上下の杭２，３の保管時は、そのねじ筒４，５のいずれかにねじ込んでおくことができないため、杭２，３から外れた状態で保管し、杭接続時に、図２のようにねじ込み、図１のようにねじ戻す。
【００２７】
次に、図４と共に、この無溶接杭継手１の製造方法を説明する。まず、いずれか一方の端板９，１０、例えば図４（Ａ）のように、下側の端板９とこの端板に対応するねじ筒である下杭ねじ筒４とにつき、円周方向および軸方向の位置を定めて仮溶接部２３で仮付けする。円周方向については、下杭ねじ筒４の接続側端のねじ溝の開始位置Ｓ（図３）となる円周方向位置に、ねじ溝の開始位置を示すマークとして、開始位置マークＭ３（図４（Ａ）の（ａ））を下杭ねじ筒４の端面などに施す。この開始位置マークＭ３は、上記位相合わせ用のマークＭ１と兼用されるものであっても、また別に設けたものであっても良い。この開始位置マークＭ３と、端板９のいずれかの取付孔１１の中心（端板９に位置決め孔を設ける場合は位置決め孔の中心）とが合うように、端板９と下杭ねじ筒４との円周方向の位置を定める。この場合に、端板９の外周縁に取付孔１１の中心を示すマークＭ４を付しておいても良く、その場合、両マークＭ３，Ｍ４を合わせることで、より精度良く、簡単に円周方向の位置を定めることができる。軸方向については、下杭ねじ筒４の端面から端板９の上面が、定められた距離ａだけ突出するようにする。この距離ａは、次の過程で用いるスペーサ５１の厚さ２ａの１／２であるが、厚さ２ａは、任意に定められた距離で良い。
【００２８】
ついで、図４（Ｂ）のようにもう１枚の端板１０を、端板９の上に重ね、これら端板９，１０の取付孔１１と位置決め孔１２に渡って挿通させた製造過程用ボルト５２とナット５２Ａとで、両端板９，１０を結合する。これら端板９，１０の外周に位置して、下杭ねじ筒４の端面上には、上記の定められた厚さ２ａの環状のスペーサ５３を置く。
【００２９】
この後、図４（Ｃ）のように、スペーサ５３に他方のねじ筒である上杭ねじ筒５を配置し、カプラ８を両ねじ筒４，５に渡って螺合させる。カプラ８は、製品として用いられるものを用いても、また製造過程専用のものであっても良い。この状態で、上杭ねじ筒５と上側の端板１０とを仮溶接部２４で仮付けする。この状態で、両ねじ筒４，５はカプラ８で接続されているため、互いに分離させた後も、この軸方向および円周方向の位置が再現できれば、両ねじ筒４，５のねじ溝はその螺旋形状が連続した関係にあって、カプラ８で接続可能となる。この再現の容易のために、両ねじ筒４，５には、互いの現場接続での位相合わせのための前記マークＭ１，Ｍ２（図１（Ｂ））を施す。なお、軸方向位置は、端板９，１０で接すれば、自然に両ねじ筒４，５の位置関係が再現されるため、特にマークは不要である。
ついで、製造過程用ボルト５２を外し、両ねじ筒４，５とそのねじ筒４，５側の端板９，１０とをそれぞれ本溶接の溶接部２２（図１）で溶接し、下杭ねじ筒４と端板９とでなる継手部品２５、および上杭ねじ筒５と端板１０とでなる継手部品２６とする。このように製造された継手部品２５，２６を杭本体２Ａ，３Ａに取付けることで、下杭２および上杭３となる。
【００３０】
この製造方法で下杭２および上杭３を製造することにより、無溶接杭継手１を容易に製造することができる。また、複数本の下杭２および上杭３を製造する場合、上記の工程でを製造し、同じ厚さ２ａのスペーサを用いて製造することにより、複数本製造しても、その複数本間で、下杭２と上杭３の組み合わせにつき、自由に組み合わせても接続可能となる互換性のあるものとして製造できる。したがって、下の杭３，２を１対１の関係で準備して保管する必要がなく、杭２，３の保管や管理が容易に行える。
【００３１】
なお、上記実施形態では、図１のように位置決め兼剪断力受けボルト１３のダボ１３ｂが、上杭２側の端板１０の位置決め孔１２に直接に嵌まり込むようにしたが、図５に示すように、上杭２側の端板１０のねじ孔からなる位置決め孔１２に、外周が雄ねじとなった円筒形の隙間埋め筒２９をねじ込み、この隙間埋め筒２９に位置決め兼剪断力受けボルト１３のダボ１３ｂを嵌まり込ませても良い。施工順は、隙間埋め筒２９を位置決め孔１２にねじ込んだ後にダボ１３ｂを嵌まり込ませても、また置決め孔１２にダボ１３ｂを嵌まり込ませた後、隙間埋め筒２９がダボ１３ｂに嵌まるように、隙間埋め筒２９を位置決め孔１２にねじ込んでも良い。このように隙間埋め筒２９を設けることで、ダボ１３ｂの周囲の遊びが詰められ、そのためせん断力を伝達をより確実に行うことができる。図５におけるその他の構成は、図１の例と同じである。
【００３２】
図６は、杭接続体構造の実施形態を示す。この杭接続体構造は、図１の実施形態の無溶接杭継手１を用いて、複数本の杭３０を接続した杭接続体構造であって、次に述べるように、杭上基礎（図示せず）との接続構造を備える。各杭３０は、上記の下杭２または上杭３となる。３本以上の杭３０を接続した杭接続体では、中間の杭３０は、その中間の杭３０の上側の無溶接杭継手１においては下杭２となり、下側の無溶接杭継手１においては上杭３となる。無溶接杭継手１については、同図においては簡略して図示している。
【００３３】
この杭接続体からなる杭基礎において、この杭基礎の上に設けられる杭上基礎（図示せず）との鉄筋の接続のために、上端の杭３０Ａの上端面に端板３１を設ける。この端板３１に複数のねじ孔３２を設け、杭上基礎の上下方向に延びる主筋となる各鉄筋３４の下端には雄ねじ部３４ａを設ける。この雄ねじ部３４ａを上端の杭３０Ａの端板３１のねじ孔３２に螺合させる。図では１本の鉄筋３４のみを図示し、他の鉄筋の図示を省略している。雄ねじ部３４ａは、例えば、鉄筋３４の鉄筋本体３４ｂよりも大径の丸棒に雄ねじを切り、鉄筋本体３４ｂの端面に摩擦圧接等により接合したものである。鉄筋３４の他端には、定着用の拡径頭部３４ｃが設けられている。上記杭上基礎は、杭基礎と併用される基礎であれば特に問わず、独立基礎であっても、基礎梁が接続される柱状基礎であっても、また布基礎であっても良い。
【００３４】
この構成の杭接続体構造によると、杭頭と杭上基礎の鉄筋３４と接続について、ねじによる機械式定着工法を用いて、簡単な構造で堅固に行うことができる。また、鉄筋３４の上端に拡径頭部３４ｃを設けたため、定着長さの確保等のためのＵ字状やＬ字状の屈曲部を設ける必要がなく、杭上基礎の配筋が簡素され、上記鉄筋３４と杭上基礎内に埋め込まれる他の物との干渉を回避して作業の簡素化を図ることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１…無溶接杭継手
２…下杭
３…上杭
２Ａ，３Ａ…杭本体
４…下杭ねじ筒
５…上杭ねじ筒
６…鋼管
７…コンクリート
８…カプラ
９，１０…端板
１１…取付孔
１２…位置決め孔
１３…位置決め兼剪断力受けボルト
３１…端板
３４…鉄筋
３４ａ…雄ねじ部
３２…ねじ孔
５３…スペーサ
Ｍ１，Ｍ２…マーク
Ｍ３…開始位置マーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本に接続される下杭と上杭とを相互に無溶接で接続する無溶接杭継手であって、
前記下杭の杭本体の上端外周に設けられて外周面が雄ねじとされた下杭ねじ筒と、前記上杭の杭本体の下端外周に設けられて外周面が雄ねじとされた上杭ねじ筒と、これら下杭ねじ筒と上杭ねじ筒とに渡って外周に螺合するねじ筒からなるカプラと、前記下杭の上端面および上杭の下端面にそれぞれ設けられて互いに重なり状態に接触する一対の端板と、これら一対の端板のいずれか一方の端板における円周方向の複数箇所に設けられた内面が雌ねじの取付孔、および他方の端板に前記取付孔と整合して設けられた位置決め孔と、雄ねじ部およびダボを有し前記雄ねじ部で前記一方の端板の前記各取付孔に螺合してダボが前記他方の端板の前記位置決め孔に挿入される複数本の位置決め兼剪断力受けボルトとを備えることを特徴とする無溶接杭継手。
【請求項２】
請求項１において、前記下杭の上端と上杭の下端とに、互いに円周方向の位相を合わせるためのマークが施され、前記下杭と上杭の前記端板が重なり、かつ前記上下の杭の前記マークの位相が合致した状態で、前記下杭ねじ筒と上杭ねじ筒とは、互いに雄ねじ部のねじ溝中心となる螺旋を成す線が連続する位置関係となる無溶接杭継手。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記カプラは、前記下杭ねじ筒と上杭ねじ筒に対して焼き嵌めした無溶接杭継手。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の無溶接杭継手の製造方法であって、下杭ねじ筒と上杭ねじ筒のうちのいずれか一方のねじ筒における接続側端のねじ溝開始位置となる円周方向位置にねじ溝開始マークを施し、このねじ筒に前記端板を仮固定する過程と、この端板に他方の端板を重ねて、前記取付孔と位置決め孔とに渡って挿通される製造過程用ボルトにより両端板を結合し、かつこれら端板の外周に位置して、前記一方のねじ筒の端面に、定められた厚さの環状スペーサを配置する過程と、このスペーサに端面を接してもう片方のねじ筒を配置すると共に、両ねじ筒に渡って前記カプラを螺合させ、前記他方のねじ筒と端板とを仮固定する過程と、両ねじ筒に互いの現場接続での位相合わせのための前記マークを付す過程と、前記製造過程用ボルトを外し、両ねじ筒とそのねじ筒側の端板とをそれぞれ溶接し、ねじ筒と端板とでなる継手部品とする過程と、各継手部品を杭本体に取付ける過程とを含む無溶接杭継手の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の無溶接杭継手を用いて複数本の杭を接続した杭接続体構造であって、上端の杭の上端面に端板を設け、この端板に複数のねじ孔を設け、杭上基礎の上下方向に延びる鉄筋の下端に雄ねじ部を設け、この雄ねじ部を前記上端の杭の端板のねじ孔に螺合させた杭接続体構造。
【請求項１】
１本に接続される下杭と上杭とを相互に無溶接で接続する無溶接杭継手であって、
前記下杭の杭本体の上端外周に設けられて外周面が雄ねじとされた下杭ねじ筒と、前記上杭の杭本体の下端外周に設けられて外周面が雄ねじとされた上杭ねじ筒と、これら下杭ねじ筒と上杭ねじ筒とに渡って外周に螺合するねじ筒からなるカプラと、前記下杭の上端面および上杭の下端面にそれぞれ設けられて互いに重なり状態に接触する一対の端板と、これら一対の端板のいずれか一方の端板における円周方向の複数箇所に設けられた内面が雌ねじの取付孔、および他方の端板に前記取付孔と整合して設けられた位置決め孔と、雄ねじ部およびダボを有し前記雄ねじ部で前記一方の端板の前記各取付孔に螺合してダボが前記他方の端板の前記位置決め孔に挿入される複数本の位置決め兼剪断力受けボルトとを備えることを特徴とする無溶接杭継手。
【請求項２】
請求項１において、前記下杭の上端と上杭の下端とに、互いに円周方向の位相を合わせるためのマークが施され、前記下杭と上杭の前記端板が重なり、かつ前記上下の杭の前記マークの位相が合致した状態で、前記下杭ねじ筒と上杭ねじ筒とは、互いに雄ねじ部のねじ溝中心となる螺旋を成す線が連続する位置関係となる無溶接杭継手。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記カプラは、前記下杭ねじ筒と上杭ねじ筒に対して焼き嵌めした無溶接杭継手。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の無溶接杭継手の製造方法であって、下杭ねじ筒と上杭ねじ筒のうちのいずれか一方のねじ筒における接続側端のねじ溝開始位置となる円周方向位置にねじ溝開始マークを施し、このねじ筒に前記端板を仮固定する過程と、この端板に他方の端板を重ねて、前記取付孔と位置決め孔とに渡って挿通される製造過程用ボルトにより両端板を結合し、かつこれら端板の外周に位置して、前記一方のねじ筒の端面に、定められた厚さの環状スペーサを配置する過程と、このスペーサに端面を接してもう片方のねじ筒を配置すると共に、両ねじ筒に渡って前記カプラを螺合させ、前記他方のねじ筒と端板とを仮固定する過程と、両ねじ筒に互いの現場接続での位相合わせのための前記マークを付す過程と、前記製造過程用ボルトを外し、両ねじ筒とそのねじ筒側の端板とをそれぞれ溶接し、ねじ筒と端板とでなる継手部品とする過程と、各継手部品を杭本体に取付ける過程とを含む無溶接杭継手の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の無溶接杭継手を用いて複数本の杭を接続した杭接続体構造であって、上端の杭の上端面に端板を設け、この端板に複数のねじ孔を設け、杭上基礎の上下方向に延びる鉄筋の下端に雄ねじ部を設け、この雄ねじ部を前記上端の杭の端板のねじ孔に螺合させた杭接続体構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−８７４７０（Ｐ２０１２−８７４７０Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３２５８２（Ｐ２０１０−２３２５８２）
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（５１０１２１４８８）
【出願人】（５０８００７０２０）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（５１０１２１４８８）
【出願人】（５０８００７０２０）
【Ｆターム（参考）】
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