説明

鋼管杭の継手

【課題】地中に回転貫入させる鋼管杭の継手構造において、現場溶接作業を廃止し、上下杭の芯合せ、及び係合をガイドリング等を用いることなく容易に行うことができ、継手部の曲げ強度と、回転トルク伝達能力を大幅に改善する。
【解決手段】 鋼管杭10a,10bの端部にフランジ20a,20bを設け、フランジの外径部に、円周2つ割りの第1のリング40とその外径テーパに外嵌して締めつける第2のリング50による杭結合構造を備えると共に、フランジ20a及び20bの内径部に円弧状片30a(及び30b)を杭軸方向に突出させてかつ円周に沿って設け、上下杭10a及び10bの円弧状片30a及び30bの周方向端面が互いに細隙を介して対面するように配設した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、地中に回転貫入させる鋼管杭の継手構造に関する。
【背景技術】
【0002】
鋼管杭の上下杭の継手構造としては、従来、ねじ継手、フランジ継手、現場溶接構造などが用いられていた。ねじ継手は、多重ねじ加工等を要するほか、継手部が曲げに弱いという問題がある。
【0003】
鋼管端部にフランジを設け、フランジ間に剪断プラグや剪断キーを介在させて接続する構造では、剪断プラグや剪断キーの位置合わせに手間を要し、上杭を案内するテーパを有する案内リングを下杭上端に仮設する必要があるほか、この継手構造では杭に作用する曲げや、上下引張力に対する抵抗力が小さいという問題がある。
【0004】
溶接構造は溶接技術者を必要とし、その作業は天候に支配され、溶接強度は作業者の技能に依存し、信頼性に欠ける場合もある。
【0005】
このような問題を解決した無溶接継手構造もある(例えば特許文献1参照。)。
【0006】
この技術は、接続すべき杭の端部に固着した上下フランジと、上下フランジに外嵌し、フランジを杭長手方向に締め付ける傾斜を有し、外径に円筒テーパを設けた2つ割りの内リングと、該内リングに外嵌し、杭軸方向に押圧して前記内リングを締め付けて杭を一体に接合する内径テーパを有する外リングとから成る杭の無溶接継手構造である。
【0007】
このような杭の無溶接継手構造に、さらに高い剪断強さを付与した技術もある。(例えば特許文献2参照。)。
【0008】
この技術は、圧入杭又は中堀工法杭に好適であるが、回転貫入する杭に対して回転トルク伝達機能が十分とは云えない。
【特許文献1】実用新案登録第2572753号公報
【特許文献2】特開平11−190020号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は地中に回転貫入させる鋼管杭の継手構造において、
a)現場溶接作業を行わない。
b)上下杭の芯合せ、及び係合をガイドリング等を用いることなく容易に行うことができるようにする。
c)継手部の曲げ強度を大きくすると共に、回転トルク伝達能力を大幅に改善し、かつ上下引抜荷重に対しても結合強度を大きくする。
d)継手部のせん断耐力を大幅に増強できるようにする。
と云う性能を付与した構造を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するための本願発明は、鋼管杭の端部にフランジを設け、該フランジは外径部に外嵌リング締付による杭結合構造を備えると共に、フランジの内径部に1又は複数個の円弧状片を杭軸方向に一部突出させてかつ円周に沿って設け、該円弧状片は、上下杭フランジを当接させて上下杭を結合したとき上下杭の円弧状片の周方向端面が細隙を介して互いに対面するように配設したことを特徴とする鋼管杭の継手である。
【0011】
前記外嵌リング締付による杭結合構造は、接続すべき上下杭の端部に固着した上下フランジに外嵌し、上下フランジを杭長手方向に締め付ける傾斜を有し、外径に円筒テーパを設けた2つ割りの第1のリングと、該第1のリングに外嵌し、杭軸方向に押圧して前記第1のリングを締め付けて杭を一体に接合する内径テーパを有する第2のリングとから構成されている構造が好適である。この構造は、現場溶接を用いることなく容易に強固な接続を行うことができる。
【0012】
また本願発明においては、1又は複数個の円弧状片を内円周に沿って等間隔に取付ける。この円弧状片は、フランジの内周に沿ってフランジの内側及び杭軸方向に突出して設けられる複数の円弧状片である。その横断面形状は限定されないが、正方形、矩形等とすればよい。この円弧状片は、円弧長が一定長さで、一定間隔を隔てて設けられ、対向する相手方のフランジ内周に取付ける円弧状片はこの一定間隔の中に進入する円弧長とする。そして、上下杭フランジを当接させて杭を結合したとき、上下杭の各円弧状片の周方向端面が互いに細隙を介して対面するように配設されている。
【0013】
複数の円弧状片は、2個、3個、4個、…でもよいが、最も簡単には、約1/4円弧長の等円弧長の2個の円弧状片を各フランジ内周に円周角約90°の間隔をあけて配設するとよい。
【0014】
円弧状片は、フランジの内周に溶接等によって取付けることができる。もちろんフランジと一体成形で切削等により切り出したものであってもよい。
【0015】
円弧状片は、杭の回転トルクを伝達すると共に接続した杭の相手方のフランジ内面に細隙を介して挿入され、曲げ及び捩じりに対して大きな抵抗力を有している。また、上下杭の芯合せに際して芯合わせガイドの作用を有し、上下杭の結合が容易となる。
【0016】
なお、本発明が適用される鋼管杭としては杭下端外周にスクリュー羽根を備えた貫入杭が最も適切である。このような鋼管杭に対して本発明の杭は大きな回転トルク伝達能力がある。また、杭継手部の外径が鋼管杭自身の外径より大きくなるが、スクリュー羽根が貫入杭まわりの地層を撹拌して沈下するので、なんらのトラブルを生ずることもない。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、本発明は地中に回転貫入させる鋼管杭の継手構造において、現場溶接作業が不必要となり、上下杭の芯合せ、及び係合をガイドリング等を用いることなく容易に芯合わせを行うことができる。また、継手部の曲げ強度を大きくすると共に、回転トルク伝達能力を大幅に改善し、かつ上下引抜荷重に対しても結合強度が大きくなるというすぐれた効果を奏する。さらに、円弧状片を杭軸方向に一部突出させて、上下杭を接続することによって、見掛上リング片が挿入している状態となり、せん断耐力の向上に大きく効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0019】
図5、図6は本発明を好適に適用することができる鋼管杭10の側面図及びそのA−A矢視図を示す例である。鋼管杭10は杭下端部にスクリュー羽根12を備えた回転貫入杭である。杭径は100〜300mm程度である。スクリュー羽根12の外半径Rは杭半径の約3倍となっている。
【0020】
図1は、本発明の実施例の鋼管杭継手部の縦断面図(端面図)である。上杭10aの下端部にフランジ20aが取付けられ、下杭10bの上端部にフランジ20bが取付けられている。円周を2つ割りした第1のリング40をフランジ20a,20bの外周に外嵌し、第1のリング40の外周の円錐テーパ面に第2のリング50の内径円錐テーパ面が接するように外嵌して第1のリングを締めつけ、上杭10aと下杭10bとを結合している。
【0021】
この2つ割りの第1のリング40とその外周を締めつける第2のテーパリング50によってフランジの外周部を締め付ける構造は本出願人らの所有する技術と同様のものである。図4はこれを示す上下杭の結合部の断面図である。PC上杭60aの下端に設けたフランジ20cとPC下杭60bの上端に設けたフランジ20bとを当接させ、その外径に円周2つ割りの第1のリング40を外嵌してフランジ20c,20bを包囲し、第1のリング40の外面テーパに第2のリング50を外嵌して、杭軸方向に押圧し、第1のリング40を締め付ける。この締付けによって第1のリングの内径部に設けた杭軸方向の円錐テーパがフランジ20c,20dの肩部に作用して杭軸方向に押圧し、上下杭60a,60bを強固に結合する構造である。
【0022】
この結合構造は、杭10a,10bの外径から外方に突出した大径のものとなるが、上記図5,図6に示した回転貫入杭では、スクリュー羽根12が杭周囲の地盤を攪拌するので杭の貫入が困難になるなどの問題はない。
【0023】
本発明では、図1に示すように、フランジ20aの内周面に円弧状片30aが取付けられている。図2は上杭10aの下端部近傍を示す縦断面図、図3はその底面図である。円弧状片30aはこの例ではフランジ20aの内周の1/4長の円弧状片で、その横断面の形状は図2に示すように正方形状である。この円弧状片30aはフランジ20aの内面に沿って取付けられ、フランジ20aの内周側に突出すると共に杭軸方向下方に突出し、その外周面は図示しない下杭のフランジ内周面内に挿入され、上下杭が係合する。そして上下杭が係合して結合されたとき、円弧状片30aの周方向端面31aは、相手方のフランジに取付けられた円弧状片の周方向端面と隙間を介して対面する。
【0024】
図1はこの状態でフランジ20a,20bの外周を第1のリング40、第2のリング50によって結合した状態を示している。
【0025】
この例では、図3に示すように、円弧状片30は2個の円弧状片から成り、その円弧長は、杭の中心角で90°−e(eは微小寸法 例えば0〜2mm)である。また図2に示すように、その外径寸法32は、フランジ20bの内径寸法に対して微小寸法だけ小さくなっており、図1に示すように上下杭10a,10bを係合させる。
【0026】
図1では下フランジ20bに取付けられた円弧状片は示されていないが、上フランジに取付けられた円弧状片30aの円周方向端面(図3に示す31a)に微小間隙を以て円周方向端面が対面している。
【0027】
上杭10aに加えられた回転トルクは上下フランジ20a,20bに取付けられた円弧状片30a(及び図示されていない相手方の30b)を介して伝達される。この回転トルクは地盤にもよるが、例えば、267.4mmφの鋼管杭で最大175kN・mが作用する。
【0028】
なお、円弧状片30a(及び図示されていない相手方の円弧状片30b)は上下杭10a,10bの接続時に下部杭10bのフランジ20b(及び上部杭10aのフランジ20a)内に進入し、セルフセンタリングの作用を有する。従って、ガイドリング等の上下杭芯合わせ用の治具が不要となり、上下杭の接続作業が容易となる。
【0029】
また円弧状片30a(及び図示されていない相手方の円弧状片30b)は、杭継手部の剪断及び曲げに対して大きな抵抗力を有する。フランジ20a,20bの外周締付構造は第1のリング40、第2のリング50から構成され、上下フランジ20a,20bを圧着させると共に、強固に結合する。
【0030】
従って、曲げ及び軸方向引張に対して安全、強固な結合構造となっている。
【0031】
なお、図3は例示であって本発明の円弧状片は、各フランジについて2個に限られるものではなく、1個若しくは3個以上でもよい。また、上下杭の対向する円弧状片が同一円弧寸法のものに限定される訳ではなく、上下杭が係合したとき合計して1円周を形成して係合するようになっていればよい。しかし、製造の容易性、互換性、作業の容易性等に鑑みると、図3に例示した実施態様のものが最適である。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】実施例の鋼管杭継手部の縦断面図(端面図)である。
【図2】上杭の下端部近傍を示す縦断面図である。
【図3】図2の底面図である。
【図4】外径締付構造の例を示す縦断面図である。
【図5】本発明を好適に適用することができる鋼管杭の例を示す側面図である。
【図6】図5のA−A矢視図である。
【符号の説明】
【0033】
10 鋼管杭
10a 上杭
10b 下杭
12 スクリュー羽根
20a,20b フランジ
30a,30b 円弧状片
31a 周方向端面
32 外径寸法
40 第1のリング
50 第2のリング

【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼管杭の端部にフランジを設け、該フランジは外径部に外嵌リング締付による杭結合構造を備えると共に、フランジの内径部に1又は複数個の円弧状片を杭軸方向に一部突出させてかつ円周に沿って設け、該円弧状片は、上下杭フランジを当接させて上下杭を結合したとき上下杭の円弧状片の周方向端面が細隙を介して互いに対面するように配設したことを特徴とする鋼管杭の継手。
【請求項2】
前記外嵌リング締付による杭結合構造は、接続すべき上下杭の端部に固着した上下フランジに外嵌し、上下フランジを杭長手方向に締め付ける傾斜を有し、外径に円筒テーパを設けた2つ割りの第1のリングと、該第1のリングに外嵌し、杭軸方向に押圧して前記第1のリングを締め付けて杭を一体に接合する内径テーパを有する第2のリングとから成る継手構造であることを特徴とする請求項1記載の鋼管杭の継手。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2009−191522(P2009−191522A)
【公開日】平成21年8月27日(2009.8.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−33672(P2008−33672)
【出願日】平成20年2月14日(2008.2.14)
【出願人】(591082362)シントク工業株式会社 (14)
【出願人】(591197699)日本高圧コンクリート株式会社 (20)
【出願人】(505408686)ジャパンパイル株式会社 (67)
【出願人】(000201504)前田製管株式会社 (35)
【出願人】(595071036)株式会社三誠 (11)
【Fターム(参考)】