JP2003160932A - 鋼管杭の連結構造及び連結方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼管杭同士を特別な連結用部材を用いること
なく連結することができる鋼管杭の連結構造及び連結方
法を提供する。 【解決手段】 連結される２本の鋼管杭１０，２０とし
て、連結側端面が略一周分に亘って螺旋状を呈し、且
つ、この螺旋状部分に所定の断面形状を有する嵌合凸部
１１、嵌合凹部２１を設けたものを用いる。そして、嵌
合凸部１１と嵌合凹部２１の端部同士の位置合わせを行
った後、管軸廻りで回転させながら嵌合凸部１１と嵌合
凹部２１を嵌め合わせて連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管杭の連結構造
及び連結方法に係り、詳しくは、鋼管杭同士を特別な部
材を使用しなくても連結することができる鋼管杭の連結
構造及び連結方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば建造物の基礎として鋼管杭を使用
する場合、複数本の鋼管杭を連結して埋設するようにし
ている。

【０００３】従来より鋼管杭同士の連結は一般的に溶接
によって行われているが、鋼管杭を地盤に埋設する全施
工時間のうち、溶接時間の占める割合が大きく、この点
の改善が要望されていた。また、施工現場での溶接作業
は、熟練度によって、溶接部分の品質がバラ付く問題が
ある。その他、雨天では溶接作業が困難で、実質的に工
事を中止せざるを得ない等の問題がある。

【０００４】そこで、施工現場において溶接をせずに鋼
管杭同士を連結することが種々試みられている。

【０００５】例えば、実開平５−８１３２６号、特開平
７−１８９２４５号等で提案された、無溶接継手構造が
ある。この無溶接継手構造は、外周面に環状凹溝又は環
状凸条を設け、予め鋼管杭の端部に溶接される継足部
と、該継足部の環状凹溝又は環状凸条に噛み合う環状凸
条又は環状凹溝を内周面に形成し、また外周面をテーパ
ー状に形成し、複数の片に分割された円筒形状の内リン
グと、内周面にテーパー面を形成し、内リングに被せら
れる外リングとからなる。鋼管杭同士の接続に際して
は、まず継足部同士を突き合わせ、それらの外周面に複
数の片に分割された内リングを被せ、この後、外リング
を内リングの外側に被せ、内リングの外周面のテーパー
面と外リングの内周面のテーパー面との間の楔効果を利
用して内リングを継足部の外周面に締め付けるようにし
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した無溶接継手構
造は、外リングを内リングの外側に取り付ける際に、地
中に埋設された鋼管杭の回りに台座を介して複数の油圧
シリンダを配置し、これら油圧シリンダによって外リン
グを押し上げて内リングの外側に嵌め込む作業が必要と
なり、手間がかかる上に、複数の油圧シリンダを同時に
作動させて外リングを押し上げることは難しく、多少で
も外リングが傾くと内リングに嵌め込むことが困難であ
る等の不都合がある。

【０００７】また、複数の片に分割された円筒形状の内
リングと、この内リングに被せられる外リングといっ
た、複数の連結用部材を必要とするため、施工現場での
資材管理が煩雑になる問題もある。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、施工現場での溶接作業を無くすことができる上に、
特別な連結用部材を不要とする鋼管杭の連結構造及び連
結方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の鋼管杭の連結構造は、鋼管杭の連結構造であって、
連結される２本の鋼管杭は、連結側端縁が略一周分に亘
って螺旋状を呈しており、双方の鋼管杭の螺旋状部分に
それぞれ設けられている嵌合凸部と嵌合凹部とが嵌め合
わされていることを特徴とする。

【００１０】上記本発明の鋼管杭の連結構造において
は、「連結される２本の鋼管杭は、連結側端縁が多重螺
旋状を呈していること」、「前記嵌合凸部及び前記嵌合
凹部が、鋼管杭の内周面に設けられていること」、「前
記螺旋の端部間において、双方の鋼管杭の外周面にそれ
ぞれ設けられた固定用部材を介して鋼管杭同士が連結さ
れていること」、などが好ましい実施形態として挙げら
れる。

【００１１】また、上記目的を達成する本発明の鋼管杭
の連結方法は、鋼管杭の連結方法であって、連結される
２本の鋼管杭は、連結側端縁が略一周分に亘って螺旋状
を呈しており、双方の鋼管杭の螺旋状部分にそれぞれ設
けられている嵌合凸部と嵌合凹部の端部同士の位置合わ
せを行った後、管軸廻りで回転させながら、前記嵌合凸
部と前記嵌合凹部を嵌め合わせて連結することを特徴と
する。

【００１２】上記本発明の鋼管杭の連結方法において
は、「連結される２本の鋼管杭は、連結側端縁が多重螺
旋状を呈していること」、「前記嵌合凸部及び前記嵌合
凹部が、鋼管杭の内周面に設けられていること」、「前
記嵌合凸部と前記嵌合凹部を嵌め合わせた後、前記螺旋
の端部間において、双方の鋼管杭にそれぞれ設けられた
固定用部材を介して鋼管杭同士を連結すること」、など
が好ましい実施形態として挙げられる。

【００１３】上記のように本発明の鋼管杭の連結構造及
び連結方法においては、連結される２本の鋼管杭とし
て、連結側端縁が略一周分に亘って螺旋状（多重螺旋状
を含む。）を呈し、且つ、この螺旋状部分に所定の断面
形状を有する嵌合凸部もしくは嵌合凹部を設けたものを
用いる。このような構造を有する２本の鋼管杭は、螺旋
状部分にそれぞれ設けられている嵌合凸部と嵌合凹部の
端部同士の位置合わせを行った後、管軸廻りで回転させ
ながら嵌合凸部と嵌合凹部を徐々に嵌め合わせていくこ
とにより、これらの鋼管杭を略一周分の螺旋状の部分に
おいて十分な連結強度をもって連結することができる。
このため、施工現場で溶接作業をしなくても済み、また
特別な連結用部材も必要とせず、施工時間の大幅な短縮
を図ることができる。

【００１４】また、連結時と逆方向の回転力が鋼管杭に
加わった場合にも、その連結状態を維持できるようにす
るために、例えば嵌合凸部と嵌合凹部を完全に嵌め合わ
せた後、螺旋の端部間において鋼管杭同士を連結する場
合にも、双方の鋼管杭の適宜の位置にアングル材等の固
定用部材を予め取り付けておくことにより、ボルト締め
作業のような簡単な作業だけで済み、特別な工具、設備
を必要とせず、手間もかからない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好適な実施の形態
を例示的に説明する。ただし、本発明はこれらの形態例
に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で適
宜の変更を許容するものである。

【００１６】（第１の実施形態例）本発明の第１の実施
形態例として、連結側端縁が単純螺旋状（螺旋が分割さ
れておらず多重螺旋状でないもの。）を呈する鋼管杭を
用いる例を添付図面を参照して説明する。

【００１７】本例に係る鋼管杭の構造を図１に示す。図
１において、１０と２０は鋼管杭、１１は嵌合凸部、２
１は嵌合凹部、１２と２２は固定用部材である。

【００１８】図１に示すように、本例の鋼管杭１０，２
０は、連結側の端縁が一周分に亘って螺旋状に加工され
ている。そして、鋼管杭１０と鋼管杭２０の螺旋状部分
には、図示のような断面形状を有する嵌合凸部１１と嵌
合凹部２１がそれぞれ形成されており、これらの嵌合凸
部１１と嵌合凹部２１は、互いに丁度嵌め合うような形
状を有している。また、双方の鋼管杭の螺旋の端部間の
外周面には、アングル材からなる固定用部材１２、２２
が予め溶接されている。

【００１９】上記のような構造を有する２本の鋼管杭
は、嵌合凸部１１と嵌合凹部２１の端部同士の位置合わ
せを行った後、管軸廻りで相対的に回転させることによ
り、嵌合凸部１１と嵌合凹部２１を徐々に嵌め合わせて
いくことができる。

【００２０】具体的には、下側の鋼管杭２０に対して上
側の鋼管杭１０を連結する場合には、先ず図２に示すよ
うに、鋼管杭２０の嵌合凹部２１の上端部と、鋼管杭１
０の嵌合凸部１１の下端部の位置合わせを行い、嵌合凹
部２１に嵌合凸部１１を僅かに差し込む。この状態で、
上側の鋼管杭１０を管軸廻りで回転させながら下降させ
ていくことにより、図３に示すように、嵌合凹部２１と
嵌合凸部１１を徐々に嵌め合わせていくことができる。
このようにして上側の鋼管杭１０を１回転させることに
より、最終的に図４（ａ）に示すように、２本の鋼管杭
を連結することができる。尚、図４（ｂ）は嵌合凹部２
１と嵌合凸部１１を嵌め合わせた連結部の断面図であ
る。

【００２１】また、嵌合凹部２１と嵌合凸部１１を完全
に嵌め合わせた後に、螺旋の端部間において双方の鋼管
杭の外周面にそれぞれ設けられた固定用部材１２，２２
を介してボルト１３止めすることにより、鋼管杭同士を
連結している。

【００２２】本発明の連結構造及び連結方法において
は、嵌合凹部２１と嵌合凸部１１を嵌め合わせるだけで
も十分な連結強度を得ることが可能である。しかしなが
ら、例えば回転圧入装置によって鋼管杭を回転させなが
ら埋設する際、連結時と逆方向の回転力が上側の継ぎ足
し鋼管杭１０に加わると、連結が解かれ鋼管杭１０が抜
けてしまう場合がある。この様の場合にも、上記のよう
に固定用部材１２，２２を介してボルト止めによる連結
を行うことにより、連結状態を維持することができる。

【００２３】また本発明において、鋼管杭の連結側端縁
の螺旋ピッチ（即ち、螺旋の端部間の段差）は、連結強
度の面からすると小さいほど良い。この螺旋のピッチが
大きすぎると、螺旋の端部間（即ち、段差部分）におけ
る連結強度が低下し、連結杭に加わる曲げによって段差
部分が開いてしまう畏れがある。この様な場合にも、上
記のように固定用部材１２，２２を介してボルト止めに
よる連結を行うことにより、螺旋の端部間（段差部分）
における連結強度を十分に高めることができる。

【００２４】螺旋の端部間（段差部分）の補強方法は、
上記のようなアングル材を用いる他にも様々な形態が可
能である。その幾つかの例を図５（ａ）、（ｂ）を用い
て説明する。尚、図５（ａ）、（ｂ）は、螺旋の端部間
（段差部分）における断面図である。

【００２５】図５（ａ）は、一方の鋼管杭１０の内周面
に固定用部材１２、外周面に突起１２’を設け、他方の
鋼管杭２０の内周面に固定用部材２２、外周面に突起２
２’を設け、固定用部材１２と突起２２’、固定用部材
２２と突起１２’がそれぞれ嵌着することによって段差
部分の連結強度を高める構造となっている。

【００２６】また、図５（ｂ）は、一方の鋼管杭１０の
内周面にネジ穴を有する固定用部材１２を設け、他方の
鋼管杭２０の外周面に固定用部材２２を設け、これらを
介してボルト１３止めすることによって段差部分の連結
強度を高める構造となっている。

【００２７】以上説明したように、連結される２本の鋼
管杭として、連結側端縁が略一周分に亘って螺旋状を呈
し、且つ、この螺旋状部分に所定の断面形状を有する嵌
合凸部もしくは嵌合凹部を設けたものを用い、かかる２
本の鋼管杭の嵌合凸部と嵌合凹部の端部同士の位置合わ
せを行った後、管軸廻りで回転させながら嵌合凸部と嵌
合凹部を徐々に嵌め合わせていくことにより、これらの
鋼管杭を略一周分の螺旋状の部分において十分な連結強
度をもって連結することができる。このため、施工現場
で溶接作業をしなくても済み、また特別な連結用部材も
必要とせず、施工時間の大幅な短縮を図ることができ
る。

【００２８】（第２の実施形態例）第１の実施形態例で
は、連結側端縁が単純螺旋状の鋼管杭を用い、略一周分
の螺旋状の嵌合凸部と嵌合凹部を嵌め合わせるために管
軸廻りで継ぎ足し鋼管杭を１回転させている。

【００２９】本例では、第１の実施形態例よりもより少
ない回転で鋼管杭を連結できるように、連結側端縁が多
重螺旋状を呈する鋼管杭を用いる例を添付図面を参照し
て説明する。

【００３０】本例に係る鋼管杭を図６に示す。尚、図で
は省略しているが、第１の実施形態例と同様、鋼管杭３
０，４０の螺旋状部分にはそれぞれ嵌合凸部もしくは嵌
合凹部が形成され、螺旋の端部間の外周面にはアングル
材からなる固定用部材が予め溶接されているものであ
る。

【００３１】図６に示すように、本例の鋼管杭３０，４
０は、連結側端縁を２重螺旋状に加工し、螺旋状部分を
半周分づつ２つに分離して形成している。

【００３２】上記のような構造を有する２本の鋼管杭
は、第１の実施形態例と同様、下側の鋼管杭４０に対し
て上側の鋼管杭３０を連結する場合には、先ず図７に示
すように、鋼管杭４０の嵌合凹部の上端部２箇所と、鋼
管杭３０の嵌合凸部の下端部２箇所の位置合わせを行
い、嵌合凹部に嵌合凸部を僅かに差し込む。この状態
で、上側の鋼管杭３０を管軸廻りで回転させながら下降
させ、最終的に半回転させることより、図８に示すよう
に２本の鋼管杭を連結することができる。

【００３３】また、嵌合凹部と嵌合凸部を完全に嵌め合
わせた後は、第１の実施形態例と同様に螺旋の端部間
（段差部分）の補強を行い、鋼管杭同士を連結するのが
好ましい。尚、本例の場合には、２箇所の螺旋の端部間
においてそれぞれ補強するのが良い。

【００３４】このように、連結される２本の鋼管杭とし
て、連結側端縁が２重螺旋状を呈し、螺旋状部分が半周
分づつ２つに分離され、且つ、各螺旋状部分に所定の断
面形状を有する嵌合凸部もしくは嵌合凹部を設けたもの
を用いることにより、鋼管杭を管軸廻りで半回転させる
だけで、トータルで一周分の螺旋状の部分において十分
な連結強度をもって２本の鋼管杭を連結することができ
る。

【００３５】尚、本例では鋼管杭の連結側端縁を２重螺
旋状に形成しているが、さらに３重螺旋もしくはそれ以
上の多重螺旋とすることもできる。例えば、鋼管杭の連
結側端縁を３重螺旋状に形成した場合には、鋼管杭を１
／３回転させるだけで連結させることができる。いずれ
の場合であっても、トータルで連結部の略全周に渡って
鋼管杭同士を連結することができるため、十分な連結強
度を得ることが可能である。

【００３６】但し、螺旋数が多くなればなる程、嵌合凹
部と嵌合凸部の位置合わせをする箇所が増えるため、位
置合わせ作業が難しくなる。このため、特に大口径の鋼
管杭を扱う場合には、嵌合凹部と嵌合凸部の位置合わせ
作業と、鋼管杭の回転作業の作業性を考慮して、螺旋数
を適宜決定するのが好ましい。

【００３７】以上説明した各実施形態例では、連結側端
縁の管軸方向に図４（ｂ）に示したような円形の断面形
状を有する嵌合凸部と嵌合凹部を設けているが、互いに
嵌め合わせることによって十分な連結強度が得られるも
のであれば、この嵌合凸部と嵌合凹部の断面形状等は特
に限定されるものではない。

【００３８】図９は、本発明で適用可能な嵌合凸部１１
と嵌合凹部２１の別の構成例を示す断面図である。図９
（ａ）は、先の例と同様、連結側端縁の管軸方向に矩形
の断面形状で形成した例である。また、図９（ｂ）及び
（ｃ）は、連結側端縁の内周面にそれぞれ円形及び矩形
の断面形状で形成した例である。

【００３９】例えば回転圧入工法により鋼管杭の先端を
地盤の所定の深さに定着させる場合には、図９（ｂ）及
び（ｃ）に示したように、鋼管杭の内周面に嵌合凸部及
び嵌合凹部を設けることが好ましい。このように構成す
ることにより、連結部分が鋼管杭の外周面から突出する
ことがなく、鋼管杭を地盤中に埋設する際の貫入抵抗が
大きくならず、鋼管杭の外周に空間が生じてしまうなど
の問題も発生しない。

【００４０】一方、鋼管杭の管内にスパイラルオーガを
挿入して回転させながら、杭先端部の土砂を連続的に排
土し、杭を所定の位置まで沈設する中堀工法の場合に
は、図９（ｂ）及び（ｃ）に示した例とは逆に、鋼管杭
の外周面に嵌合凸部及び嵌合凹部を設けることが好まし
い。

【００４１】また、以上説明した各実施形態例では、一
方の鋼管杭に嵌合凸部のみを設け、他方の鋼管杭に嵌合
凹部のみを設けているが、例えば連結側端縁を多重螺旋
状にした場合には、双方の鋼管杭に嵌合凸部と嵌合凹部
の両方を設けても良い。

【００４２】具体的には、連結側端縁が例えば図６に示
したような２重螺旋状の場合、一方の半周分の螺旋状部
分に嵌合凸部を形成し、他方の半周分の螺旋状部分に嵌
合凹部を形成することもできる。このようにすると、２
本の鋼管杭を全く同一形状に構成することができ、生
産、保管、運搬、施工管理等が容易となる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の鋼管杭の
連結構造及び連結方法によれば、以下の効果を奏する。

【００４４】（１）連結される２本の鋼管杭として、連
結側端縁が略一周分に亘って螺旋状を呈し、且つ、この
螺旋状部分に所定の断面形状を有する嵌合凸部もしくは
嵌合凹部を設けたものを用いているため、この嵌合凸部
と嵌合凹部の端部同士の位置合わせを行った後、管軸廻
りで回転させながら嵌合凸部と嵌合凹部を徐々に嵌め合
わせていくことにより、これらの鋼管杭を略一周分の螺
旋状の部分において十分な連結強度をもって連結するこ
とができる。このため、施工現場で溶接作業をしなくて
も済み、また特別な連結用部材も必要とせず、施工時間
の大幅な短縮を図ることができる。 （２）連結側端縁を多重螺旋状に形成した場合には、よ
り少ない回転で鋼管杭の連結を行うことができ、施工時
間のさらなる短縮を図ることができる。 （３）連結時と逆方向の回転力が鋼管杭に加わった場合
にも、その連結状態を維持できるようにするために、例
えば嵌合凸部と嵌合凹部を完全に嵌め合わせた後、螺旋
の端部間において鋼管杭同士を連結する場合にも、双方
の鋼管杭の外周面の適宜の位置にアングル材等の固定用
部材を予め取り付けておくことにより、ボルト締め作業
のような簡単な作業だけで済み、特別な工具、設備を必
要とせず、手間もかからない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態例に係る鋼管杭の構造
を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施形態例における連結初期の
状態を示す図である。

【図３】本発明の第１の実施形態例における連結途中の
状態を示す図である。

【図４】本発明の第１の実施形態例における連結が完了
した状態を示す図である。

【図５】鋼管杭の連結部に生じる段差部分の補強例を説
明するための断面図である。

【図６】本発明の第２の実施形態例に係る鋼管杭の構造
を示す図である。

【図７】本発明の第２の実施形態例における連結初期の
状態を示す図である。

【図８】本発明の第２の実施形態例における連結が完了
した状態を示す図である。

【図９】本発明で適用可能な嵌合凸部と嵌合凹部の構成
例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０，４０ 鋼管杭 １１ 嵌合凸部 １２，２２ 固定用部材 １２’，２２’ 突起 １３ ボルト ２１ 嵌合凹部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼管杭の連結構造であって、連結される
   ２本の鋼管杭は、連結側端縁が略一周分に亘って螺旋状
   を呈しており、双方の鋼管杭の螺旋状部分にそれぞれ設
   けられている嵌合凸部と嵌合凹部とが嵌め合わされてい
   ることを特徴とする鋼管杭の連結構造。
2. 【請求項２】 連結される２本の鋼管杭は、連結側端縁
   が多重螺旋状を呈していることを特徴とする請求項１に
   記載の鋼管杭の連結構造。
3. 【請求項３】 前記嵌合凸部及び前記嵌合凹部が、鋼管
   杭の内周面に設けられていることを特徴とする請求項１
   又は２に記載の鋼管杭の連結構造。
4. 【請求項４】 前記螺旋の端部間において、双方の鋼管
   杭にそれぞれ設けられた固定用部材を介して鋼管杭同士
   が連結されていることを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれか一項に記載の鋼管杭の連結構造。
5. 【請求項５】 鋼管杭の連結方法であって、連結される
   ２本の鋼管杭は、連結側端縁が略一周分に亘って螺旋状
   を呈しており、双方の鋼管杭の螺旋状部分にそれぞれ設
   けられている嵌合凸部と嵌合凹部の端部同士の位置合わ
   せを行った後、管軸廻りで回転させながら、前記嵌合凸
   部と前記嵌合凹部を嵌め合わせて連結することを特徴と
   する鋼管杭の連結方法。
6. 【請求項６】 連結される２本の鋼管杭は、連結側端縁
   が多重螺旋状を呈していることを特徴とする請求項５に
   記載の鋼管杭の連結方法。
7. 【請求項７】 前記嵌合凸部及び前記嵌合凹部が、鋼管
   杭の内周面に設けられていることを特徴とする請求項５
   又は６に記載の鋼管杭の連結方法。
8. 【請求項８】 前記嵌合凸部と前記嵌合凹部を嵌め合わ
   せた後、前記螺旋の端部間において、双方の鋼管杭にそ
   れぞれ設けられた固定用部材を介して鋼管杭同士を連結
   することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に
   記載の鋼管杭の連結方法。