JP2003301457A - 鋼管杭の継手構造および継杭方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 杭貫入時の抵抗を小さくできる鋼管杭の継手
構造及び継杭方法を得る。 【解決手段】 継杭する２本の鋼管杭３１，３３の端部
にそれぞれ接合されると共に内周面に凹凸部３５ａ，３
７ａを有する円筒状の外側継手管３５，３７と、外側継
手管３５，３７の内周面にこれら２つの外側継手管３
５，３７の両方に亘って配置できると共に外側継手管３
５，３７の凹凸部３５ａ，３７ａに嵌合可能な凹凸部３
９ａを有する円弧状部材３９とを備え、凹凸部３５ａ，
３７ａ，３９ａを相互に嵌合させるように外側継手管３
５，３７の内周部に円弧状部材３９を配置して両者を接
合することで２本の鋼管杭３１，３３を接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鋼管杭の継手構造及
び継杭方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ソイルセメント合成鋼管杭などの鋼管杭
の鋼管は施工現場において溶接接合により継杭して施工
されるのが一般的である。しかしながら、溶接による継
杭では、溶接部の品質が溶接工の技量に左右されるこ
と、施工が天候に左右されることなどから、溶接に替
わる継杭方法の開発が望まれている。

【０００３】溶接に替わる鋼管の接続方法として、例え
ば特開平１１−８１３０４号公報に鋼管の接続構造が提
案されている。図１０は同公報に開示された鋼管の接続
構造の説明図である。同公報に開示された鋼管の接続構
造は、図１０に示すように、接続する鋼管杭１０、１１
の突き合わせ端縁部１０ａ、１１ａにこの鋼管杭の径よ
り小さい外径の円筒状接続部１、２１を固定し、この円
筒状接続部１、２１の側面上にネジ孔３、２３を設け、
上記の円筒状接続部１、２１を突き合わせ、これらの円
筒状接続部１、２１の外周を、円弧状に分割され、ボル
ト挿通孔を穿った分割円筒状継手６で被い、この分割円
筒状継手６の各ボルト挿通孔と上記各ネジ孔３、２３を
合わせ、これらにボルト１２を通して締め付けることに
よって上記鋼管杭１０、１１同士を接続し、上記円筒状
接続部１、２１に固定された各分割円筒状継手６及び各
ボルト１２は上記接続する鋼管杭１０、１１の外径より
突出しないようにしたものである。また、これらのネジ
孔３に続く円筒状接続部１の外面には、環状凹凸部４が
設けられ、この環状凹凸部４は分割円筒状継手６の内面
に設けられた凹凸部９と係止して応力伝達を効果的にし
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１１−８１３０４号公報に記載の鋼管の接続構造には以
下のような問題点が有る。 （１）円筒状接続部１、２１の外周に分割円筒状継手６
を鋼管杭１０、１１の外径より突出しないようにボルト
接合するためには、図１０に示されるように、円筒状接
続部１、２１における分割円筒状継手６の取付部を内側
に凹ます必要があり、そのため円筒状接続部１、２１が
断面で見たときに屈曲した形状となり、強度上問題があ
る。 （２）上記継手構造においては建設現場において分割円
筒状継手６を保持しながらボルト接合する必要がある
が、どのような手段で保持するかに関しては記載がな
い。仮に人力で保持するとすれば安全上望ましくないの
は言うまでもなく、また人力で保持できるような大きさ
に分割する必要も生じ、大径、厚肉の鋼管杭の場合には
分割数が多くなり、現場での作業性を含めた継手費用が
高くなるという問題がある。本発明は上記課題を解決す
るためになされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る鋼管杭の継
手構造は、継杭する２本の鋼管杭の端部にそれぞれ接合
されると共に内周面に凹凸部を有する円筒状の外側継手
管と、該外側継手管の内周面にこれら２つの外側継手管
の両方に亘って配置できると共に前記外側継手管の凹凸
部に嵌合可能な凹凸部を有する円弧状部材とを備え、前
記凹凸部を相互に嵌合させるように前記外側継手管の内
周部に前記円弧状部材を配置して両者を接合することで
前記２本の鋼管杭を接合するものである。

【０００６】また、外側継手管と円弧状部材の接合をボ
ルト接合とし、該ボルトは前記円弧状部材を前記外側継
手管に対して離接可能に保持できるものである。

【０００７】また、互いに当接する外側継手管の端部に
相互に嵌合可能な嵌合部を設け、該嵌合部をテーパー状
にしたものである。

【０００８】また、互いに当接する外側継手管の端部に
回転に対して抵抗となるトルク抵抗要素を設けたもので
ある。

【０００９】また、外側継手管の内周部に、施工時にお
いて円弧状部材を仮保持可能な張出部を設けたものであ
る。

【００１０】本発明に係る継杭方法は、継杭する２本の
鋼管杭の端部にそれぞれ接合されると共に内周部に凹凸
部を有する円筒状の外側継手管と、該外側継手管の内周
面にこれら２つの外側継手管の両方に亘って配置できる
と共に前記外側継手管の凹凸部に嵌合可能な凹凸部を有
する円弧状部材とを用いたものであって、下側の前記外
側継手管の内周部に前記円弧状部材を仮置き可能な張出
部を設けておき、前記円弧状部材を前記張出部に仮置き
した状態で前記内側継手管にボルトにより仮固定して、
上杭を下杭の上部に設置した後に、前記ボルトを締め付
けることにより前記円弧状部材と前記外側継手管の凹凸
部を相互に嵌合させるものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の鋼
管杭の継手構造であり、杭の中心から左半分を示してい
る。本実施の形態に係る鋼管杭の継手構造は、接続する
上下の鋼管３１，３３の端部にそれぞれ円筒状の外側継
手管３５，３７を溶接し、この外側継手管３５，３７の
端部をつき合わせた状態で、外側継手管３５，３７の内
周部に両方の外側継手管３５，３７に亘って配置される
円弧状部材３９をボルト４１で接合したものである。

【００１２】図２は外側継手管３５，３７及び円弧状部
材３９の分解図であり、この図２及び図１に基づいて各
部材及び構造をさらに詳細に説明する。外側継手管３
５，３７における鋼管３１，３３との接続部の反対側の
端部には段部が形成されており、互いに突き合わせる外
側継手管３５，３７の先端が互いに嵌合できるように雄
型・雌型になっている。この嵌合部は、図３の拡大図に
示すように、端部がテーパ状になっており、建設現場に
おいて外側継手管３５，３７を接続する際に位置決めや
芯合わせを容易にできるようになっている。

【００１３】また、外側継手管３５，３７の基端側の内
周部には内側に出っ張る張出部３５ｂ，３７ｂが形成さ
れている。さらに、外側継手管３５，３７の内周面には
環状の凹凸部３５ａ，３７ａが形成されており、この凹
凸部３５ａ，３７ａが円弧状部材３９に形成した環状の
凹凸部３９ａと嵌合可能になっている。円弧状部材３９
は円筒体を円周方向に４分割した形状のものである。外
側継手管３５，３７と円弧状部材３９にはこれらを接合
するボルト４１を挿入するためのボルト穴４５，４７，
４９，５１が設けられている。

【００１４】ボルト４１は、図４に示すように、頭部に
六角穴４１ａを有し、かつ頭部４１ｂの外周部及び軸部
４１ｃの先端側にネジ加工したものである。上側の外側
継手管３５に設けられたボルト穴４５は、図２に示すよ
うに、ボルト４１の頭部が挿入可能な大径部４５ａと、
これより小径の小径部４５ｂとからなる。下側の外側継
手管３７に設けられたボルト穴４７は、図２に示すよう
に、ボルト４１の頭部が挿入可能に形成され、その内周
面にはボルト４１の頭部のネジが螺合可能なようにネジ
加工がなされている。

【００１５】円弧状部材３９の上側のボルト穴４９はボ
ルト４１の軸部のネジが螺合可能なようにネジ加工がな
されている。円弧状部材３９の下側のボルト穴５１はボ
ルト４１の軸部が挿入可能な小径部５１ａと、これより
大径でボルト４１の軸部に螺合するナット５３（図１，
図５参照）が挿入可能な大径部５１ｂからなる。

【００１６】下側の外側継手管３７及び円弧状部材３９
にそれぞれ上記構成のボルト穴４７、５１を設け、これ
らを上記構成のボルト４１で接合するようにしたこと
で、外側継手管３７及び円弧状部材３９にボルト４１を
挿通してボルト４１を回転させることにより外側継手管
３７と円弧状部材３９とを接触させたり離したりするこ
とができる（本発明においてこれを「離接可能」と表現
している）。

【００１７】次に、これらの外側継手管３５，３７及び
円弧状部材３９を使って鋼管杭３１，３３を接続する手
順を図５に基づいて説明する。予め工場等において、上
側の鋼管３１の端部に雄型の外側継手管３５の一方の端
縁部を溶接する。下側の鋼管３３の端部には雌型の外側
継手管３７の一方の端部を溶接する。また、円弧状部材
３９を外側継手管３７の張出部３７ｂに保持させた状態
で円弧状部材３９をボルト４１で仮固定しておく。つま
り、外側継手管３７のボルト穴４７にボルト４１の頭部
を螺合させ、ボルト４１の軸部を円弧状部材３９のボル
ト穴５１に挿入し、さらにボルト４１の軸部にナット５
３を螺合させた状態で該ナット５３を円弧状部材３９の
ボルト穴５１の大径部５１ｂに収納する。このとき、ナ
ット５３はボルト４１のネジ部の最も奥にねじ込んで締
めた状態にしておき、ナットが容易に回転しないように
しておく。

【００１８】上記のような状態で鋼管３１，３３を建設
現場に持ち込み、下側の鋼管３３の外側継手管３７を固
着していない方の先端を土中に打ち込む（図５
（ａ））。打ち込みが進み、上側の鋼管３１を接続する
段になったときには、ボルト４１を回転させてねじ込む
ことにより、円弧状部材３９を外側継手管３７に形成し
た張出部３７ｂ上を滑らせて内側に移動する。このと
き、ナット５３はボルト４１の軸部に固く締め込まれて
いるので、ボルト４１と共にボルト穴５１の大径部５１
ｂ内で回転する。円弧状部材３９を内側に移動した状態
で、上側の鋼管３１に接合した雄型の外側継手管３５を
円弧状部材３９の外側を滑らすようにして挿入して（図
５（ｂ））、外側継手管３５，３７の先端部どうしを当
接させる（図５（ｃ））。

【００１９】この状態で、ボルト４１を逆回転させるこ
とにより、円弧状部材３９がナット５３に押されるよう
にして張出部３７ｂ上を滑って外側に移動し、円弧状部
材３９の凹凸部３９ａと外側継手管３５，３７の凹凸部
３５ａ，３７ａを相互に嵌合させる。最後に上側のボル
ト４１を締め付ける。これにより、二つの鋼管は強固に
連結される。

【００２０】以上のように連結された鋼管３１，３３の
連結部分の応力は、圧縮力に対しては外側継手管３５，
３７間の接触面で抵抗する。また、引張力に対しては外
側継手管３５，３７の内面に設けられた凹凸部３５ａ，
３７ａと円弧状部材３９の外周面に設けられた凹凸部３
９ａの剪断、支圧で抵抗する。曲げ力に対しては最大応
力となる箇所の応力的性状が圧縮と引張力の場合と同じ
であるため、圧縮力、引張力と同様な機構で抵抗し、剪
断曲げの場合の剪断力は外側継手管３５，３７間の当接
面の凹凸部で抵抗する。

【００２１】以上のように、本実施の形態おいては、外
側継手管３５，３７を接合する円弧状部材３９を外側継
手管３５，３７の内側に配置するようにしたので、外側
継手管３５，３７の外側に円弧状部材３９が出っ張るこ
とがない。そのため、鋼管３１，３３と外側継手管３
５，３７を面一にして杭貫入時の抵抗を小さくできる。
もっとも、この実施の形態においては、鋼管３１，３３
の板厚中心と、外側継手管３５，３７と円弧状部材３９
の接合部の径方向中心とを杭軸に平行な同軸上に配置し
て、内側継手管に作用する付加モーメントの影響を可及
的に小さくし、これによって、内側継手管板厚を薄くす
ることを優先しているため、外側継手管３５，３７が鋼
管３１，３３の外周面より若干だけ出っ張っている。し
かし、貫入抵抗を小さくすることを優先させようとすれ
ば、外側継手管３５，３７の外周面が鋼管３１，３３の
外周面と一致するように設定すればよく、この場合には
付加モーメントを考慮して各部材の板厚を設定すればよ
い。

【００２２】また、ボルト４１によって外側継手管３７
に円弧状部材３９を離接可能に保持できるようにしたの
で、鋼管３１，３３の接合に際して円弧状部材３９を別
途保持する必要がなく、作業効率が向上する。

【００２３】なお、上記の実施の形態においては、ボル
ト４１として図４に示した同様の形式のものを使用した
が、外側継手管３５と円弧状部材３９を接合するボルト
は頭部にネジのない通常のものを使用してもよい。

【００２４】実施の形態２．図６は本発明の他の実施の
形態の説明図、図７は図６の分解図であり、図１、図２
と同一部分には同一の符号を付している。この実施の形
態２においては、雌型の外側継手管３７の長さを雄型の
外側継手管３５の長さよりも長く設定して、円弧状部材
３９と雌型の外側継手管３７を１本のボルト４１で接合
するようにしたものである。

【００２５】その他の構成は実施の形態１と同様であ
り、また作業手順も図８に示す通りで、実施の形態１と
同様である。

【００２６】本実施の形態によれば、固定用のボルト本
数を低減することができ、またその分作業工数も減らす
ことができ、作業効率を向上させることができる。

【００２７】実施の形態３．図９は本発明の他の実施の
形態の説明図であり、図１と同一部分には同一の符号を
付している。この実施の形態３においては、一方の外側
継手管３５の先端部に複数の突起５５を設け、他方の外
側継手管３７の先端部に前記複数の突起５５が挿入でき
る孔５７を設けたものである。

【００２８】このように外側継手管３５，３７の先端部
に複数の突起５５及び孔５７を設けることで、これらが
トルク抵抗要素として作用し、外力（トルク）に抵抗す
ることができる。

【００２９】なお、上記実施の形態では、本発明の継手
構造を鋼管杭の連結に使用しているが、鋼管杭に限ら
ず、広く杭以外の鋼管を連結する場合に採用できるもの
である。また、円弧状部材３９として円筒状部材を４分
割したものを採用したが、４分割に限定されるものでは
ない。さらに、外側継手管３５，３７の内周面に形成す
る凹凸部３５ａ，３７ａ、円弧状部材３９に形成する凹
凸部３９ａとして環状のものを示したが、これは環状に
繋がっていなくて、断続的になっていてもよい。

【００３０】

【実施例】上記実施の形態で述べた継手構造を実際に設
計した場合の例を以下に示す。外径φ６０９．６ｍｍ×
板厚ｔ１２ｍｍの鋼管（材質ＳＫＫ４００）に対して７
８０Ｎ／ｍｍ²材で継手を製造した場合、以下の形状と
なる。 ・外側継手管：外径φ６２０．６ｍｍ×板厚ｔ３１ｍｍ×長さＬ１３４．５ｍｍ 環状凹凸部：高さｈ５ｍｍ×幅ｂ１１．４ｍｍ、各管に２段 ・円弧状部材：外径φ６０２．６ｍｍ×板厚ｔ２２ｍｍ×長さＬ１７９．２ｍｍ 環状凹凸部：高さｈ５ｍｍ×幅ｂ１１．４ｍｍ、４段 （注）環状凹凸部の凹と凸には、施工性を考慮して０．
５ｍｍ程度のクリアランスを設けておく。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
外側継手管同士を接合する円弧状部材を外側継手管の内
側に配置するようにしたので、外側継手管の外側に円弧
状部材が出っ張ることがない。そのため、鋼管杭と外側
継手管を面一にして杭貫入時の抵抗を小さくできる。

【００３２】また、ボルトによって外側継手管に円弧状
部材を離接可能に保持できるようにしたので、鋼管杭の
接合に際して円弧状部材を別途保持する必要がなく、作
業効率が向上する。

【００３３】さらに、互いに当接する外側継手管の端部
に相互に嵌合可能な嵌合部を設け、該嵌合部をテーパー
状にしたので、建設現場において外側継手管相互を接続
する際に位置決めや芯合わせを容易にできる。また、互
いに当接する外側継手管の端部に回転に対して抵抗とな
るトルク抵抗要素を設けたので、外力（トルク）に対し
ても十分に抵抗することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態に係る鋼管の継手構造
を説明する縦断面図である。

【図２】 図１に示した実施の形態の分解図である。

【図３】 図１の一部拡大図である。

【図４】 本発明の一実施の形態に用いるボルトの説明
図である。

【図５】 図１に示した実施の形態の作業工程の説明図
である。

【図６】 本発明の他の実施の形態に係る鋼管の継手構
造を説明する縦断面図である。

【図７】 図６に示した他の実施の形態の分解図であ
る。

【図８】 図６に示した他の実施の形態の作業工程の説
明図である。

【図９】 本発明の他の実施の形態の説明図である。

【図１０】 従来の鋼管の継手構造の説明図である。

【符号の説明】

３１，３３ 鋼管 ３５，３７ 外側継手管 ３５ａ，３７ａ 凹凸部 ３９ 円弧状部材 ４１ ボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊原 陽登志 東京都千代田区内幸町二丁目２番３号 川 崎製鉄株式会社内 (72)発明者 辰見 夕一 東京都千代田区内幸町二丁目２番３号 川 崎製鉄株式会社内 Ｆターム(参考） 2D041 DB02 DB13

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 継杭する２本の鋼管杭の端部にそれぞれ
   接合されると共に内周面に凹凸部を有する円筒状の外側
   継手管と、該外側継手管の内周面にこれら２つの外側継
   手管の両方に亘って配置できると共に前記外側継手管の
   凹凸部に嵌合可能な凹凸部を有する円弧状部材とを備
   え、前記凹凸部を相互に嵌合させるように前記外側継手
   管の内周部に前記円弧状部材を配置して両者を接合する
   ことで前記２本の鋼管杭を接合することを特徴とする鋼
   管杭の継手構造。
2. 【請求項２】 外側継手管と円弧状部材の接合をボルト
   接合とし、該ボルトは前記円弧状部材を前記外側継手管
   に対して離接可能に保持できることを特徴とする請求項
   １記載の鋼管杭の継手構造。
3. 【請求項３】 互いに当接する外側継手管の端部に相互
   に嵌合可能な嵌合部を設け、該嵌合部をテーパー状にし
   たことを特徴とする請求項１又は２記載の鋼管杭の継手
   構造。
4. 【請求項４】 互いに当接する外側継手管の端部に回転
   に対して抵抗となるトルク抵抗要素を設けたことを特徴
   とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼管杭の継手構
   造。
5. 【請求項５】 外側継手管の内周部に、施工時において
   円弧状部材を仮保持可能な張出部を設けたことを特徴と
   する請求項１〜４のいずれかに記載の鋼管杭の継手構
   造。
6. 【請求項６】 継杭する２本の鋼管杭の端部にそれぞれ
   接合されると共に内周部に凹凸部を有する円筒状の外側
   継手管と、該外側継手管の内周面にこれら２つの外側継
   手管の両方に亘って配置できると共に前記外側継手管の
   凹凸部に嵌合可能な凹凸部を有する円弧状部材とを用い
   た継杭方法であって、 下側の前記外側継手管の内周部に前記円弧状部材を仮置
   き可能な張出部を設けておき、前記円弧状部材を前記張
   出部に仮置きした状態で前記内側継手管にボルトにより
   仮固定して、上杭を下杭の上部に設置した後に、前記ボ
   ルトを締め付けることにより前記円弧状部材と前記外側
   継手管の凹凸部を相互に嵌合させることを特徴とする鋼
   管杭の継杭方法。