JP2003094180A - 鋼管杭の杭頭処理方法 - Google Patents
鋼管杭の杭頭処理方法Info
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- JP2003094180A JP2003094180A JP2001286195A JP2001286195A JP2003094180A JP 2003094180 A JP2003094180 A JP 2003094180A JP 2001286195 A JP2001286195 A JP 2001286195A JP 2001286195 A JP2001286195 A JP 2001286195A JP 2003094180 A JP2003094180 A JP 2003094180A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 鋼管杭の頭部に鉄筋を溶接する杭頭処理方法
において、溶接品質を確保するとともに溶接作業効率の
向上を図る。 【解決手段】好ましくは特定形状の鉄筋１を鋼管杭の頭
部外周の鉛直方向に当接し、好ましくは特定の条件式の
範囲で、該鉄筋を取り囲むように銅製、鋼製、もしくは
セラミックス製の当て材（好ましくは、耐熱材を介し
て）５を設置した状態で、該鉄筋の下端部から上方に向
けてエレクトロスラグ溶接を行うことを特徴とする鋼管
杭の杭頭処理方法。
において、溶接品質を確保するとともに溶接作業効率の
向上を図る。 【解決手段】好ましくは特定形状の鉄筋１を鋼管杭の頭
部外周の鉛直方向に当接し、好ましくは特定の条件式の
範囲で、該鉄筋を取り囲むように銅製、鋼製、もしくは
セラミックス製の当て材（好ましくは、耐熱材を介し
て）５を設置した状態で、該鉄筋の下端部から上方に向
けてエレクトロスラグ溶接を行うことを特徴とする鋼管
杭の杭頭処理方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、建築構造物の基礎工事
などの建設現場において用いられる鋼管杭と上部構造の
コンクリートフーチングとを結合するために、鋼管杭の
頭部外周に鉄筋をフレア溶接する杭頭処理方法に関す
る。
などの建設現場において用いられる鋼管杭と上部構造の
コンクリートフーチングとを結合するために、鋼管杭の
頭部外周に鉄筋をフレア溶接する杭頭処理方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】鋼管杭の埋設工事では、鋼管杭と上部構
造のコンクリートフーチングとを鉄筋を介して結合する
杭頭処理が施される。杭頭処理工程では図１に示すよう
に、鉄筋１を鋼管杭の頭部外周面４に円環状に溶接接合
するが、溶接作業は鉄筋と鋼管外周面とをすみ肉溶接
（以下ではフレア溶接と呼ぶ）するものであり、従来は
溶接工による手棒溶接１９でフレア溶接１８が行われて
いた。しかし、溶接部が杭頭部という特殊な位置である
ため溶接作業者は無理な姿勢での作業を強いられ、また
溶接品質の確保が困難な立向き溶接となるため溶接作業
者の技量によって溶接品質がばらつくという問題があっ
た。さらに手溶接では１本の鉄筋を溶接するために２０
分程度の長時間を要するため工期の短縮が困難となり、
結果として工費が高くなるという問題もあった。
造のコンクリートフーチングとを鉄筋を介して結合する
杭頭処理が施される。杭頭処理工程では図１に示すよう
に、鉄筋１を鋼管杭の頭部外周面４に円環状に溶接接合
するが、溶接作業は鉄筋と鋼管外周面とをすみ肉溶接
（以下ではフレア溶接と呼ぶ）するものであり、従来は
溶接工による手棒溶接１９でフレア溶接１８が行われて
いた。しかし、溶接部が杭頭部という特殊な位置である
ため溶接作業者は無理な姿勢での作業を強いられ、また
溶接品質の確保が困難な立向き溶接となるため溶接作業
者の技量によって溶接品質がばらつくという問題があっ
た。さらに手溶接では１本の鉄筋を溶接するために２０
分程度の長時間を要するため工期の短縮が困難となり、
結果として工費が高くなるという問題もあった。
【０００３】これらの問題を解決するため溶接作業の自
動化を目指した技術が特開平５−２６９５７８に開示さ
れている。これは、溶接棒の移動や当接圧力などの諸条
件を設定することにより自動溶接を行うものである。一
般に、自動溶接は溶接作業者の負荷を低減し溶接品質の
安定化に寄与するものであるが、杭頭部の鉄筋溶接のよ
うな特殊な溶接対象では必ずしも溶接品質が安定せず実
用化には至っていない。また、立向き鋼板の溶接におい
て、エレクトロスラグガスアーク溶接法(以下エレクト
ロスラグ溶接という)が用いられている。この溶接法
は、溶接部を水冷銅板等によって囲い溶融金属の流れ出
しを防ぎつつ溶接するもので、溶接能率並びに溶接部の
信頼性に優れた技術として知られている。
動化を目指した技術が特開平５−２６９５７８に開示さ
れている。これは、溶接棒の移動や当接圧力などの諸条
件を設定することにより自動溶接を行うものである。一
般に、自動溶接は溶接作業者の負荷を低減し溶接品質の
安定化に寄与するものであるが、杭頭部の鉄筋溶接のよ
うな特殊な溶接対象では必ずしも溶接品質が安定せず実
用化には至っていない。また、立向き鋼板の溶接におい
て、エレクトロスラグガスアーク溶接法(以下エレクト
ロスラグ溶接という)が用いられている。この溶接法
は、溶接部を水冷銅板等によって囲い溶融金属の流れ出
しを防ぎつつ溶接するもので、溶接能率並びに溶接部の
信頼性に優れた技術として知られている。
【０００４】エレクトロスラグ溶接は、溶け込みが大き
く融合不良欠陥の発生し難い溶接法であることから、従
来、造船や建築構造物において用いられており、例えば
特開昭61-78577に示されるようなボックス柱のダイヤフ
ラム溶接に適用される例もある。しかしながら、杭頭処
理作業のような特殊な形状の鉄筋のフレア溶接にエレク
トロスラグ溶接を適用した例はなく、また鋼板と水冷銅
板の隙間をなくすことが溶接品質確保の上でのポイント
の一つとなっており、鉄筋のような凹凸のある対象に対
して適用することは極めて困難だった。
く融合不良欠陥の発生し難い溶接法であることから、従
来、造船や建築構造物において用いられており、例えば
特開昭61-78577に示されるようなボックス柱のダイヤフ
ラム溶接に適用される例もある。しかしながら、杭頭処
理作業のような特殊な形状の鉄筋のフレア溶接にエレク
トロスラグ溶接を適用した例はなく、また鋼板と水冷銅
板の隙間をなくすことが溶接品質確保の上でのポイント
の一つとなっており、鉄筋のような凹凸のある対象に対
して適用することは極めて困難だった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述のよう
な従来技術の問題点を解決し、鋼管杭の頭部に鉄筋を溶
接する杭頭処理方法において、溶接品質を確保するとと
もに溶接作業効率の向上を図ることを課題とする。具体
的には、従来の手溶接とは異なり高能率で技能レスな鋼
管杭への鉄筋のフレア溶接方法を提供するものである。
な従来技術の問題点を解決し、鋼管杭の頭部に鉄筋を溶
接する杭頭処理方法において、溶接品質を確保するとと
もに溶接作業効率の向上を図ることを課題とする。具体
的には、従来の手溶接とは異なり高能率で技能レスな鋼
管杭への鉄筋のフレア溶接方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、鋼管杭の頭部
に鉄筋を溶接する杭頭処理にエレクトロスラグ溶接を適
用する方法を提供することにより、溶接品質と溶接作業
効率の向上を図るものであり、その要旨は特許請求の範
囲に記載した下記の内容である。 （１）鋼管杭の頭部に鉄筋を溶接する杭頭処理方法にお
いて、鉄筋を鋼管杭の頭部外周の鉛直方向に当接し、該
鉄筋を取り囲むように銅製、鋼製、もしくはセラミック
ス製の当て材を設置した状態で、該鉄筋の下端部から上
方に向けてエレクトロスラグ溶接を行うことを特徴とす
る鋼管杭の杭頭処理方法。
に鉄筋を溶接する杭頭処理にエレクトロスラグ溶接を適
用する方法を提供することにより、溶接品質と溶接作業
効率の向上を図るものであり、その要旨は特許請求の範
囲に記載した下記の内容である。 （１）鋼管杭の頭部に鉄筋を溶接する杭頭処理方法にお
いて、鉄筋を鋼管杭の頭部外周の鉛直方向に当接し、該
鉄筋を取り囲むように銅製、鋼製、もしくはセラミック
ス製の当て材を設置した状態で、該鉄筋の下端部から上
方に向けてエレクトロスラグ溶接を行うことを特徴とす
る鋼管杭の杭頭処理方法。
【０００７】（２）鉄筋と鋼管杭との接点から鋼管杭と
当て材の当接位置までの距離：λが、（Ａ）式を満足
し、かつ、鉄筋と鋼管杭との接点から鉄筋と当て材の当
接位置までの距離をD/２とすることを特徴とする（１）
記載の鋼管杭の杭頭処理方法。 -２D＋112 ＞ λ ＞ −２D＋８６・・・・（Ａ） ここに、Ｄ：鉄筋の直径（ｍｍ） λ：鉄筋と鋼管杭との接点から鋼管杭と当て材の当接位
置までの距離（ｍｍ） （３） 鉄筋と当て材とを伸縮性のある耐熱材を介して
当接させることを特徴とする（１）または（２）記載の
鋼管杭の杭頭処理方法。 （４）鉄筋の外面に機械加工または圧延加工を施すこと
により、当て材に当接する鉄筋の外面の凹凸を無くした
ことを特徴とする（１）乃至（３）記載の鋼管杭の杭頭
処理方法。
当て材の当接位置までの距離：λが、（Ａ）式を満足
し、かつ、鉄筋と鋼管杭との接点から鉄筋と当て材の当
接位置までの距離をD/２とすることを特徴とする（１）
記載の鋼管杭の杭頭処理方法。 -２D＋112 ＞ λ ＞ −２D＋８６・・・・（Ａ） ここに、Ｄ：鉄筋の直径（ｍｍ） λ：鉄筋と鋼管杭との接点から鋼管杭と当て材の当接位
置までの距離（ｍｍ） （３） 鉄筋と当て材とを伸縮性のある耐熱材を介して
当接させることを特徴とする（１）または（２）記載の
鋼管杭の杭頭処理方法。 （４）鉄筋の外面に機械加工または圧延加工を施すこと
により、当て材に当接する鉄筋の外面の凹凸を無くした
ことを特徴とする（１）乃至（３）記載の鋼管杭の杭頭
処理方法。
【０００８】ここに、鋼管杭とは、鋼管単体を杭として
用いた場合だけでなく、鋼管コンクリート杭（ＳＣ杭：
鋼管の中にコンクリートを遠心成形したもの）を含む。
また、鉄筋とは、異形鉄筋（外形が凸凹の鉄筋）だけで
なく、外形が丸い丸鋼を含む。丸鋼は外形が一定してい
るので、溶接性に優れている。丸鋼の場合には定着部が
必要になるので、上部をＵの字に折り曲げたフックとし
たり、ねじを施し、ナット形式の定着材を先端に取り付
けることが好ましい。また、定着部以外の部分をコンク
リートとの付着を切る（アンボンド）ことで、丸鋼の伸
びを期待できるので、大きな変形応力に対して、丸鋼が
伸びて追従して破断し難いので安定した性能が保持され
る。
用いた場合だけでなく、鋼管コンクリート杭（ＳＣ杭：
鋼管の中にコンクリートを遠心成形したもの）を含む。
また、鉄筋とは、異形鉄筋（外形が凸凹の鉄筋）だけで
なく、外形が丸い丸鋼を含む。丸鋼は外形が一定してい
るので、溶接性に優れている。丸鋼の場合には定着部が
必要になるので、上部をＵの字に折り曲げたフックとし
たり、ねじを施し、ナット形式の定着材を先端に取り付
けることが好ましい。また、定着部以外の部分をコンク
リートとの付着を切る（アンボンド）ことで、丸鋼の伸
びを期待できるので、大きな変形応力に対して、丸鋼が
伸びて追従して破断し難いので安定した性能が保持され
る。
【０００９】発明者等は杭頭鉄筋のフレア溶接の施工能
率向上を達成するための手段として図２に示すようなエ
レクトロスラグ溶接の適用化を図った。鉄筋１を鋼管の
外周面４に配置し、鉄筋の外周面を囲うように当て材５
を設置した状態で、溶接部にエレクトロスラグ溶接用の
ノズル６を挿入し、溶融スラグ８および溶融金属９の垂
れ落ちを当て材５によって防止しつつ鉄筋下端部から杭
頭部に向かって溶接を行う。なお、当て材５の下端部に
は、底板が設置されており、溶融スラグ８および溶融金
属９の底からの垂れ落ちを防止する。この底板は、当て
材５の下端をＬ字型に曲げることにより、当て材と一体
の構造とすることが好ましい。
率向上を達成するための手段として図２に示すようなエ
レクトロスラグ溶接の適用化を図った。鉄筋１を鋼管の
外周面４に配置し、鉄筋の外周面を囲うように当て材５
を設置した状態で、溶接部にエレクトロスラグ溶接用の
ノズル６を挿入し、溶融スラグ８および溶融金属９の垂
れ落ちを当て材５によって防止しつつ鉄筋下端部から杭
頭部に向かって溶接を行う。なお、当て材５の下端部に
は、底板が設置されており、溶融スラグ８および溶融金
属９の底からの垂れ落ちを防止する。この底板は、当て
材５の下端をＬ字型に曲げることにより、当て材と一体
の構造とすることが好ましい。
【００１０】図２に示す断面図のように、溶融スラグの
保有熱および対流によって鋼管側壁及び鉄筋に十分な溶
け込みが得られるため、溶接中は無監視でよく効率的な
溶接作業が可能となる。図３は、鉄筋が溶接された状態
を上から見た図である。鉄筋の溶接にエレクトロスラグ
溶接を適用する場合、鉄筋１と当て材５との隙間からの
溶融スラグ及び溶融金属の流れ出し防止が不可欠とな
る。鉄筋には節による凹凸があるため当て材との密着性
が悪くなる。しかし、一般的に鉄筋には長手方向に２本
の平坦部が設けられており、この平坦部（以下ではリフ゛
と呼ぶ）を利用することによって、鉄筋と当て材との密
着性を高めることができる。すなわち、鉄筋の左右のリ
ブ２に当て材５が接するように配置することによって、
当て材と鉄筋の隙間を無くし溶融金属の流れ出しを防止
する。
保有熱および対流によって鋼管側壁及び鉄筋に十分な溶
け込みが得られるため、溶接中は無監視でよく効率的な
溶接作業が可能となる。図３は、鉄筋が溶接された状態
を上から見た図である。鉄筋の溶接にエレクトロスラグ
溶接を適用する場合、鉄筋１と当て材５との隙間からの
溶融スラグ及び溶融金属の流れ出し防止が不可欠とな
る。鉄筋には節による凹凸があるため当て材との密着性
が悪くなる。しかし、一般的に鉄筋には長手方向に２本
の平坦部が設けられており、この平坦部（以下ではリフ゛
と呼ぶ）を利用することによって、鉄筋と当て材との密
着性を高めることができる。すなわち、鉄筋の左右のリ
ブ２に当て材５が接するように配置することによって、
当て材と鉄筋の隙間を無くし溶融金属の流れ出しを防止
する。
【００１１】次に、溶接部の品質について述べる。前述
の通りエレクトロスラグ溶接は溶け込みが大きく融合不
良欠陥の発生し難い溶接法であるが、適度の溶け込みを
得るためには溶接入熱を適正に保つ必要がある。溶接入
熱は一般的に、溶接電流×溶接電圧／溶接速度で表され
るが、本願発明の鉄筋と鋼管の溶接では溶接部の形状が
特異であり、溶接速度を決める溶接部の断面積が重要と
なる。図４は溶接部の断面積を決める指標として、鉄筋
と鋼管杭の接点から鋼管杭と当て材の当接位置までの距
離：λを用い、各サイズの鉄筋に対し、溶接欠陥の発生
状況を調べた結果である。ここにλは、図３のλ１およ
びλ２の距離をいう。
の通りエレクトロスラグ溶接は溶け込みが大きく融合不
良欠陥の発生し難い溶接法であるが、適度の溶け込みを
得るためには溶接入熱を適正に保つ必要がある。溶接入
熱は一般的に、溶接電流×溶接電圧／溶接速度で表され
るが、本願発明の鉄筋と鋼管の溶接では溶接部の形状が
特異であり、溶接速度を決める溶接部の断面積が重要と
なる。図４は溶接部の断面積を決める指標として、鉄筋
と鋼管杭の接点から鋼管杭と当て材の当接位置までの距
離：λを用い、各サイズの鉄筋に対し、溶接欠陥の発生
状況を調べた結果である。ここにλは、図３のλ１およ
びλ２の距離をいう。
【００１２】なお、鉄筋と当て材の当接位置を当て材の
取り付け易さを考慮して、鉄筋の側方位置としたため、
鉄筋と鋼管杭との接点から鉄筋と当て材の当接位置まで
の距離はD/２となる。溶接電流は一般的なエレクトロス
ラグ溶接の条件として３５０Ａ〜４００Ａとした。鉄筋
の直径に対してλが小さすぎると、溶接入熱が低下する
結果、溶け込み不足となり融合不良が発生する。一方、
鉄筋の直径に対してλが大きすぎると溶接入熱課題とな
り鋼管の壁面に溶け落ちが生じる。以上の結果から -２D＋112 ＞ λ ＞ −２D＋８６・・・・（Ａ）が
適正条件となる。 ここに、Ｄ：鉄筋の直径（ｍｍ） λ：鉄筋と鋼管杭との接点から鋼管杭と当て材の当接位
置までの距離（ｍｍ） 具体的には、λは図３中に表示している距離を示す。
取り付け易さを考慮して、鉄筋の側方位置としたため、
鉄筋と鋼管杭との接点から鉄筋と当て材の当接位置まで
の距離はD/２となる。溶接電流は一般的なエレクトロス
ラグ溶接の条件として３５０Ａ〜４００Ａとした。鉄筋
の直径に対してλが小さすぎると、溶接入熱が低下する
結果、溶け込み不足となり融合不良が発生する。一方、
鉄筋の直径に対してλが大きすぎると溶接入熱課題とな
り鋼管の壁面に溶け落ちが生じる。以上の結果から -２D＋112 ＞ λ ＞ −２D＋８６・・・・（Ａ）が
適正条件となる。 ここに、Ｄ：鉄筋の直径（ｍｍ） λ：鉄筋と鋼管杭との接点から鋼管杭と当て材の当接位
置までの距離（ｍｍ） 具体的には、λは図３中に表示している距離を示す。
【００１３】鉄筋の種類によっては、リブ２にも多少の
凹凸があり、当て材５との密着性が悪くなる場合が生じ
る。このような場合は、図５に示すように鉄筋１と当て
材５の間にカオウールやガラスウール等の伸縮性のある
耐熱材１０を挟み込み、隙間をなくすことによって溶融
金属や溶融スラグの漏れを防止する。また、図６に示す
ように、鉄筋の外面の一部に機械加工または圧延加工を
施して、鉄筋の溶接部のリフ゛を５〜１０ｍｍ程度の幅Ｗ
で平坦に加工することによって鉄筋と当て材の密着性を
よりいっそう高めることができる。
凹凸があり、当て材５との密着性が悪くなる場合が生じ
る。このような場合は、図５に示すように鉄筋１と当て
材５の間にカオウールやガラスウール等の伸縮性のある
耐熱材１０を挟み込み、隙間をなくすことによって溶融
金属や溶融スラグの漏れを防止する。また、図６に示す
ように、鉄筋の外面の一部に機械加工または圧延加工を
施して、鉄筋の溶接部のリフ゛を５〜１０ｍｍ程度の幅Ｗ
で平坦に加工することによって鉄筋と当て材の密着性を
よりいっそう高めることができる。
【００１４】さらに、機械加工もしくは圧延加工によっ
て鉄筋全周に加工を施し、図７に示すように、鉄筋の溶
接部分の断面形状を多角形とする（以下では多角鉄筋と
呼ぶ）ことによって当て材との密着性をさらに向上させ
ることも可能である。多角鉄筋は密着性の向上のみなら
ず、溶接部の溶け込み向上による高品質化を可能とす
る。一般的にフレア溶接では、図３に示すように鋼板と
棒綱の当接部付近の溶け込みが不十分となるが、多角形
の鉄筋を鋼管杭外周に当接させることによって比較的大
きな開先角度が実現できるため、図８に示すように開先
角部の溶け込み拡大による品質安定化が可能となる。
て鉄筋全周に加工を施し、図７に示すように、鉄筋の溶
接部分の断面形状を多角形とする（以下では多角鉄筋と
呼ぶ）ことによって当て材との密着性をさらに向上させ
ることも可能である。多角鉄筋は密着性の向上のみなら
ず、溶接部の溶け込み向上による高品質化を可能とす
る。一般的にフレア溶接では、図３に示すように鋼板と
棒綱の当接部付近の溶け込みが不十分となるが、多角形
の鉄筋を鋼管杭外周に当接させることによって比較的大
きな開先角度が実現できるため、図８に示すように開先
角部の溶け込み拡大による品質安定化が可能となる。
【００１５】（実施例）以下に本発明の杭頭鉄筋の溶接
方法を図９に示す実施例により説明する。鋼管はφ１５
００ｍｍ、肉厚１０ｍｍのものを使用し、鉄筋は直径３
５ｍｍの異形鉄筋を使用した。エレクトロスラグ溶接用
の消耗ノズルは外形が８ｍｍと細径のものを使用した。
先ず、鋼管に異形鉄筋を仮付け溶接した状態で溶接部を
囲うように水冷式の銅当て材を取り付けた。銅当て材は
図５に示すように、鉄筋の外周に接する曲面、鉄筋のリフ
゛に接する平面、鋼管の外周に接する曲面、並びに溶接
金属を保持するための平面および底面からなり、溶接金
属９の漏れを防ぐため鉄筋外周面および鉄筋リフ゛面に伸
縮性のある耐熱材をはさんだ。
方法を図９に示す実施例により説明する。鋼管はφ１５
００ｍｍ、肉厚１０ｍｍのものを使用し、鉄筋は直径３
５ｍｍの異形鉄筋を使用した。エレクトロスラグ溶接用
の消耗ノズルは外形が８ｍｍと細径のものを使用した。
先ず、鋼管に異形鉄筋を仮付け溶接した状態で溶接部を
囲うように水冷式の銅当て材を取り付けた。銅当て材は
図５に示すように、鉄筋の外周に接する曲面、鉄筋のリフ
゛に接する平面、鋼管の外周に接する曲面、並びに溶接
金属を保持するための平面および底面からなり、溶接金
属９の漏れを防ぐため鉄筋外周面および鉄筋リフ゛面に伸
縮性のある耐熱材をはさんだ。
【００１６】次に、溶接部にエレクトロスラグ溶接用の
消耗ノズル６を溶接部に挿入する。消耗ノズルは鋼製の
ノズル６−１の周りにフラックスを被覆したもの６−２
で、溶接の進行に伴いフラックスが溶融し溶融スラグ８
となる。溶接ワイヤ７はコンジットケーブル、消耗ノズ
ル６を通って溶接部に送給され、鉄筋下端部から杭頭部
に向かって消耗ノズルを溶融させつつ溶接を行う。な
お、溶接は、鉄筋の両側の溶接を同時に実施した。片側
ずつ溶接する場合に比べて、溶接時間が著しく短縮でき
るうえ、溶接温度のばらつきなどの問題が少ないからで
ある。
消耗ノズル６を溶接部に挿入する。消耗ノズルは鋼製の
ノズル６−１の周りにフラックスを被覆したもの６−２
で、溶接の進行に伴いフラックスが溶融し溶融スラグ８
となる。溶接ワイヤ７はコンジットケーブル、消耗ノズ
ル６を通って溶接部に送給され、鉄筋下端部から杭頭部
に向かって消耗ノズルを溶融させつつ溶接を行う。な
お、溶接は、鉄筋の両側の溶接を同時に実施した。片側
ずつ溶接する場合に比べて、溶接時間が著しく短縮でき
るうえ、溶接温度のばらつきなどの問題が少ないからで
ある。
【００１７】表１に、本発明の効果を確認するため、従
来の手溶接の場合（No.1）とエレクトロスラグ溶接を適
用した場合（No.2〜5）について、鉄筋１本当たりの溶
接時間および溶接欠陥の発生状況についてまとめた。溶
接欠陥として、溶接終端部の鉄筋母材部が溶接時の熱に
よってえぐれた状態となるアンダーカット欠陥、溶接金
属と鉄筋母材または鋼管母材の界面が未溶融となる融合
不良欠陥、エレクトロスラグ溶接中に銅当てから溶融金
属が流れ出すため溶接不能となる溶融金属の漏れについ
て評価した。評価方法は、同一条件で鉄筋１０本の溶接
を行いそのときの欠陥発生本数で評価した。
来の手溶接の場合（No.1）とエレクトロスラグ溶接を適
用した場合（No.2〜5）について、鉄筋１本当たりの溶
接時間および溶接欠陥の発生状況についてまとめた。溶
接欠陥として、溶接終端部の鉄筋母材部が溶接時の熱に
よってえぐれた状態となるアンダーカット欠陥、溶接金
属と鉄筋母材または鋼管母材の界面が未溶融となる融合
不良欠陥、エレクトロスラグ溶接中に銅当てから溶融金
属が流れ出すため溶接不能となる溶融金属の漏れについ
て評価した。評価方法は、同一条件で鉄筋１０本の溶接
を行いそのときの欠陥発生本数で評価した。
【００１８】No.1は従来の手溶接による杭頭鉄筋溶接を
示すが、溶接時間が２０分と長かった。また、アンダー
カット欠陥も多発していた。No.２〜３はエレクトロス
ラグ溶接において溶接部の断面積、即ちλの影響を比較
したものである。λが小さい場合は鋼管側の壁面に融合
不良が発生し、λが大きい場合は鋼管の壁面の溶融が大
きくなり溶け落ちにつながった。λを適正範囲に保つと
良好な結果であった。ただし、λを適正に保っても鉄筋
の形状が悪くリフ゛に凹凸がある場合は、溶接中の溶融ス
ラグの流れ出しによって作業性が劣化する場合があっ
た。
示すが、溶接時間が２０分と長かった。また、アンダー
カット欠陥も多発していた。No.２〜３はエレクトロス
ラグ溶接において溶接部の断面積、即ちλの影響を比較
したものである。λが小さい場合は鋼管側の壁面に融合
不良が発生し、λが大きい場合は鋼管の壁面の溶融が大
きくなり溶け落ちにつながった。λを適正範囲に保つと
良好な結果であった。ただし、λを適正に保っても鉄筋
の形状が悪くリフ゛に凹凸がある場合は、溶接中の溶融ス
ラグの流れ出しによって作業性が劣化する場合があっ
た。
【００１９】No.4はエレクトロスラグ溶接において鉄筋
と当て材の間に伸縮性耐熱材を挟んだ場合を示す。伸縮
性耐熱材の無い場合は、鉄筋形状によって溶融スラグの
流れ出しが発生する場合があったが、伸縮性耐熱材を挿
入することによって溶融スラグの流れ出しを防止するこ
とができた。No.６、No.７はいずれも機械加工によって
鉄筋表面の凹凸を平坦に仕上げたものであるが、No.６
はリフ゛位置のみを平坦に仕上げた鉄筋を使用した場合、N
o.７は多角鉄筋（ここでは6角形とした）を使用した場
合を示す。いずれの場合も溶融スラグや溶融金属の流れ
出しが無く良好な結果であった。また、多角鉄筋は溶け
込み深さが深くなり極めて信頼性の高い溶接部が得られ
た。
と当て材の間に伸縮性耐熱材を挟んだ場合を示す。伸縮
性耐熱材の無い場合は、鉄筋形状によって溶融スラグの
流れ出しが発生する場合があったが、伸縮性耐熱材を挿
入することによって溶融スラグの流れ出しを防止するこ
とができた。No.６、No.７はいずれも機械加工によって
鉄筋表面の凹凸を平坦に仕上げたものであるが、No.６
はリフ゛位置のみを平坦に仕上げた鉄筋を使用した場合、N
o.７は多角鉄筋（ここでは6角形とした）を使用した場
合を示す。いずれの場合も溶融スラグや溶融金属の流れ
出しが無く良好な結果であった。また、多角鉄筋は溶け
込み深さが深くなり極めて信頼性の高い溶接部が得られ
た。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【発明の効果】以上のように、本発明は、鋼管杭の頭部
に鉄筋を溶接する杭頭処理方法において、溶接品質を確
保するとともに溶接作業効率の向上を図ることができ
る。具体的には、従来の手溶接とは異なり、溶接能率の
向上及び溶接工の技量に依存した品質のばらつきを低減
することができる。すなわち、従来の手溶接に代わり大
電流のエレクトロスラグ溶接を用いることによって溶接
能率が３倍程度に向上するとともに、エレクトロスラグ
溶接は溶け込みが大きいため溶接技能に依存しない無監
視での溶接を可能とするため溶接欠陥のない信頼性の高
い溶接が可能となるなど、産業上きわめて有益な効果を
奏する。
に鉄筋を溶接する杭頭処理方法において、溶接品質を確
保するとともに溶接作業効率の向上を図ることができ
る。具体的には、従来の手溶接とは異なり、溶接能率の
向上及び溶接工の技量に依存した品質のばらつきを低減
することができる。すなわち、従来の手溶接に代わり大
電流のエレクトロスラグ溶接を用いることによって溶接
能率が３倍程度に向上するとともに、エレクトロスラグ
溶接は溶け込みが大きいため溶接技能に依存しない無監
視での溶接を可能とするため溶接欠陥のない信頼性の高
い溶接が可能となるなど、産業上きわめて有益な効果を
奏する。
【図１】 従来の手溶接を用いた従来の杭頭鉄筋の溶接
方法を示す図である。
方法を示す図である。
【図２】 本発明のエレクトロスラグ溶接を用いた杭頭
鉄筋の溶接方法を示す図である。
鉄筋の溶接方法を示す図である。
【図３】 本発明の杭頭鉄筋の溶接法による溶接部の断
面溶け込み状況を示す図である。
面溶け込み状況を示す図である。
【図４】 本発明における鉄筋の直径と鋼管側脚長との
適正範囲を示す図である。
適正範囲を示す図である。
【図５】溶融金属の漏れ防止のために伸縮性のある断熱
材を鉄筋と当て材の間に挿入した状況を示す図である。
材を鉄筋と当て材の間に挿入した状況を示す図である。
【図６】機械加工もしくは圧延加工によって鉄筋リフ゛位
置の凹凸をなくした状況を示す図である。
置の凹凸をなくした状況を示す図である。
【図７】 機械加工もしくは圧延加工によって鉄筋の外
周形状を多角形とした状況を示す図である。
周形状を多角形とした状況を示す図である。
【図８】 多角形の鉄筋を使用することによって開先角
部の溶け込みが拡大した状況を示す図である。
部の溶け込みが拡大した状況を示す図である。
【図９】 本発明の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１ 鉄筋
２ 鉄筋の節
３ 鉄筋のリフ゛
４ 鋼管杭の側頭部
５ 溶接金属漏れ防止用の当て材
６ エレクトロスラグ溶接用のノズル
６−１ 鋼製ノズル
６−２ フラックスの被覆
７ 溶接ワイヤ
８ 溶融スラグ
９ 溶融金属
１０ 溶接金属漏れ防止用の伸縮性のある断熱材
１１ 機械加工または圧延加工によって作製したリフ゛位
置の平坦部 １２ 機械加工または圧延加工によって鉄筋外周形状を
多角形とした部分 １３ 開先角部 １４ 溶接ワイヤ送給ローラ １５ 通電検出装置 １６ 溶接電源 １７ 溶接部終端位置検出端子 １８ 従来法による杭頭鉄筋の溶接部 １９ 手溶接棒 Ｄ 鉄筋直径 λ 鉄筋と鋼管杭との接点から鋼管杭と当て材の当接
位置までの距離 ｔ 鋼管肉厚
置の平坦部 １２ 機械加工または圧延加工によって鉄筋外周形状を
多角形とした部分 １３ 開先角部 １４ 溶接ワイヤ送給ローラ １５ 通電検出装置 １６ 溶接電源 １７ 溶接部終端位置検出端子 １８ 従来法による杭頭鉄筋の溶接部 １９ 手溶接棒 Ｄ 鉄筋直径 λ 鉄筋と鋼管杭との接点から鋼管杭と当て材の当接
位置までの距離 ｔ 鋼管肉厚
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 一山 靖友
千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式
会社技術開発本部内
(72)発明者 立川 博
東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本
製鐵株式会社内
(72)発明者 江良 嘉之
千葉県習志野市谷津３−１−47−407
(72)発明者 大垣 正之
埼玉県加須市久下１−39−６
(72)発明者 遠藤 年誠
千葉県松戸市松戸新田609−１−320
Ｆターム(参考） 2D041 AA02 BA19 CA01 CB06 DB02
DB05
2D046 CA04
Claims (4)
- 【請求項１】 鋼管杭の頭部に鉄筋を溶接する杭頭処理
方法において、鉄筋を鋼管杭の頭部外周の鉛直方向に当
接し、該鉄筋を取り囲むように銅製、鋼製、もしくはセ
ラミックス製の当て材を設置した状態で、該鉄筋の下端
部から上方に向けてエレクトロスラグ溶接を行うことを
特徴とする鋼管杭の杭頭処理方法。 - 【請求項２】 鉄筋と鋼管杭との接点から鋼管杭と当て
材の当接位置までの距離：λが、（Ａ）式を満足し、か
つ、鉄筋と鋼管杭との接点から鉄筋と当て材の当接位置
までの距離をD/２とすることを特徴とする請求項１記載
の鋼管杭の杭頭処理方法。 -２D＋112 ＞ λ ＞ −２D＋８６・・・・（Ａ） ここに、Ｄ：鉄筋の直径（ｍｍ） λ：鉄筋と鋼管杭との接点から鋼管杭と当て材の当接位
置までの距離（ｍｍ） - 【請求項３】 鉄筋と当て材とを伸縮性のある耐熱材を
介して当接させることを特徴とする請求項１または請求
項２記載の鋼管杭の杭頭処理方法。 - 【請求項４】 鉄筋の外面に機械加工または圧延加工を
施すことにより、当て材に当接する鉄筋の外面の凹凸を
無くしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の
鋼管杭の杭頭処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001286195A JP2003094180A (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | 鋼管杭の杭頭処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001286195A JP2003094180A (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | 鋼管杭の杭頭処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003094180A true JP2003094180A (ja) | 2003-04-02 |
Family
ID=19109224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001286195A Withdrawn JP2003094180A (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | 鋼管杭の杭頭処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003094180A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006169787A (ja) * | 2004-12-15 | 2006-06-29 | Fujita Corp | 杭とフーチングの接合構造 |
| JP2010090570A (ja) * | 2008-10-06 | 2010-04-22 | D B S:Kk | 杭頭接合構造 |
| CN113977144A (zh) * | 2021-11-14 | 2022-01-28 | 李昭瑩 | 一种建筑钢筋增效焊接器 |
-
2001
- 2001-09-20 JP JP2001286195A patent/JP2003094180A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006169787A (ja) * | 2004-12-15 | 2006-06-29 | Fujita Corp | 杭とフーチングの接合構造 |
| JP4508854B2 (ja) * | 2004-12-15 | 2010-07-21 | 株式会社フジタ | 杭とフーチングの接合構造 |
| JP2010090570A (ja) * | 2008-10-06 | 2010-04-22 | D B S:Kk | 杭頭接合構造 |
| CN113977144A (zh) * | 2021-11-14 | 2022-01-28 | 李昭瑩 | 一种建筑钢筋增效焊接器 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060808 |
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| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060905 |
|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081202 |