JP2003306932A - 杭の接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上杭と下杭を簡単かつ確実に接合することが
できる作業性の高い杭の接続構造を提供すること。 【解決手段】 上杭１と下杭３を接合する杭の接続構造
において、一方の杭３の端部金属板４から複数の筒状突
起５を杭３の軸方向に突設するとともに、他方の杭１の
端部金属板２に補助金属板２１を固定し、これら端部金
属板２及び補助金属板２１に、筒状突起５が嵌挿される
凹部６を形成し、筒状突起５にピン７を圧入して凹部６
内で拡開させることにより、筒状突起５の外周面を凹部
６の内周面に押し付け、筒状突起５を凹部６内に固定す
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、杭の接続構造に関
し、特に、上杭と下杭を簡単かつ確実に接合することが
できる作業性の高い杭の接続構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上杭と下杭を接合する杭の接続構
造としては、上杭と下杭の端部金属板同士を溶接により
接合する方法が汎用されている。この溶接による杭の接
続構造は、溶接に時間を要したり、天候によっては施工
現場において溶接作業を行うことができなかったり、さ
らに、溶接の欠陥や溶接部の脆化を防止するためには、
所要の設備と熟練した技術者を必要とし、コストがかか
ったり、技術者が不足がちになるという問題があった。

【０００３】また、この問題点に対処するため、上杭の
端部と下杭の端部に、一対の内嵌部と外嵌部を振り分け
て設けるとともに、これら内嵌部と外嵌部にそれぞれね
じを形成し、内嵌部と外嵌部を螺合接続するようにした
杭の接続構造が知られている。しかしながら、上杭の端
部と下杭の端部に設けた内嵌部と外嵌部を螺合接続する
杭の接続構造は、大径となる内嵌部と外嵌部にねじを形
成するための機械加工がコスト高を招き、また、重量物
である杭の螺合接続作業は作業性が悪く、多大な手間を
要し、さらに、内嵌部と外嵌部に形成したねじが損傷を
受けやすく、この場合には、螺合接続作業が困難になる
という問題を有していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
杭の接続構造が有する問題点に鑑み、上杭と下杭を簡単
かつ確実に接合することができる作業性の高い杭の接続
構造を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の杭の接続構造は、上杭と下杭を接合する杭
の接続構造において、一方の杭の端部金属板から複数の
筒状突起を杭の軸方向に突設するとともに、他方の杭の
端部金属板に補助金属板を固定し、該端部金属板及び補
助金属板に、前記筒状突起が嵌挿される凹部を形成し、
前記筒状突起にピンを圧入して凹部内で拡開させること
により、筒状突起の外周面を凹部の内周面に押し付け、
筒状突起を凹部内に固定するようにしたことを特徴とす
る。

【０００６】この杭の接続構造は、ピンを筒状突起に合
わせた状態で、筒状突起と凹部を位置決めし、上杭を下
杭に突き合わせることにより、上杭の自重でピンが凹部
の底部に当接し、筒状突起内に圧入されることよって筒
状突起が拡開し、これにより、筒状突起の外周面を凹部
の内周面に押し付けて筒状突起を凹部内に固定し、この
筒状突起が凹部内に固定されることによって上杭と下杭
を接合することができる。そして、一方の杭の端部金属
板から複数の筒状突起を杭の軸方向に突設するととも
に、他方の杭の端部金属板に補助金属板を固定し、該端
部金属板及び補助金属板に、前記筒状突起が嵌挿される
凹部を形成することから、凹部を深く形成して筒状突起
との接触面積を増大させることができ、これにより、端
部金属板同士の固定を強化して杭を強固に接合すること
ができる。

【０００７】この場合において、筒状突起に軸方向にス
リットを形成することができる。

【０００８】これにより、筒状突起の拡開を、容易かつ
正確に行うことができる。

【０００９】また、凹部の内周面を逆テーパ状に形成す
ることができる。

【００１０】これにより、拡開した筒状突起の凹部内で
の固定を確実にすることができる。

【００１１】また、筒状突起の外周面をテーパ状に形成
することができる。

【００１２】これにより、筒状突起の凹部への位置決め
と嵌挿を容易に行うことができる。

【００１３】また、筒状突起の外周面に突部及び／又は
溝を形成するとともに、凹部の内周面に、筒状突起が拡
開したときに前記突部が嵌合する溝及び／又は前記溝に
嵌合する突部を形成することができる。

【００１４】これにより、拡開した筒状突起の凹部内で
の固定を確実にすることができる。

【００１５】また、筒状突起の外周面及び／又は凹部の
内周面を、粗面に形成することができる。ここで、「粗
面」とは、規則的な凹凸のほか、不規則な凹凸も含むも
のとする。

【００１６】これにより、拡開した筒状突起の凹部内で
の固定を確実にすることができる。

【００１７】また、ピンを凹部の底部に固定することが
できる。

【００１８】これにより、筒状突起をピン又は凹部の何
れか一方に合わせるだけで、ピンと凹部の両方に筒状突
起を位置決めすることができる。

【００１９】また、筒状突起を一方の杭の端部金属板に
形成された緊張用ボルトのねじ孔に螺設するとともに、
凹部を他方の杭の端部金属板に形成された緊張用ボルト
のねじ孔を利用して形成することができる。

【００２０】これにより、プレストレストコンクリート
杭に配設される端部金属板に形成された緊張用ボルトの
ねじ孔を利用して、筒状突起と凹部を簡易に設けること
ができる。

【００２１】また、ねじ孔に螺合する筒状突起のねじ部
を大径に形成して、ねじ部とねじ山を形成していない部
分とをなだらかな曲面からなるアール部を介して接続す
ることができる。

【００２２】これにより、杭の接合部に外力が加わった
場合における筒状突起のねじ部のねじ山の谷で生じる応
力集中による破壊を防止し、筒状突起の強度を保持し
て、杭の接合をより強固にすることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の杭の接続構造の実
施の形態を図面に基づいて説明する。

【００２４】図１〜図４に、本発明の杭の接続構造の一
実施例を示す。この杭の接続構造は、コンクリート杭か
らなる上杭１の端部金属板２と、同じくコンクリート杭
からなる下杭３の端部金属板４を介して、上杭１と下杭
３を接合するようにしたものである。

【００２５】本実施例の杭の接続構造は、かかる構造を
基本として、下杭３の端部金属板４に形成したねじ孔９
に複数の筒状突起５を螺設することにより、下杭３の端
面から筒状突起５が下杭３の軸方向に突設している。ま
た、上杭１の端部金属板２には、略同形の補助金属板２
１を固定し、該端部金属板２及び補助金属板２１に、前
記筒状突起５が嵌挿される凹部６を形成するようにして
いる。そして、筒状突起５に逆テーパ状のピン７を圧入
し、筒状突起５を凹部６内で拡開させることにより、筒
状突起５の外周面を凹部６の内周面に押し付け、筒状突
起５を凹部６内に固定し、この筒状突起５が凹部６内に
固定されることによって、端部金属板２、補助金属板２
１及び端部金属板４を介して、上杭１と下杭３を接合す
るようにしている。

【００２６】筒状突起５は、塑性変形可能な金属等の円
筒状のものからなり、基部に形成したねじ部５ａを端部
金属板４に形成したねじ孔９に螺合させることにより固
定されている。この場合、図３〜図４に示すように、筒
状突起５には、ねじ孔９に螺合する筒状突起のねじ部５
ａの上部にはねじ山を形成せず、かつ、ねじ部５ａを大
径に形成して、ねじ部５ａとねじ山を形成していない部
分とをなだらかな曲面からなるアール部５１を介して接
続するようにしている。これにより、杭の接合部に外力
が加わった場合における筒状突起５のねじ部５ａのねじ
山の谷で生じる応力集中による破壊を防止し、筒状突起
５の強度を保持して、杭の接合をより強固にすることが
できる。また、筒状突起５には、図４に示すように、軸
方向にスリット８が形成されており、これにより、ピン
７を圧入したとき、筒状突起５の拡開が、容易かつ正確
に行うことができるようにしている。なお、図４に示す
筒状突起５においては、４本のスリット８を等しい角度
間隔に形成したが、スリット８の本数は、４本に限定さ
れず、５本以上あるいは３本以下にも設定することがで
きる。

【００２７】凹部６は、奥側に拡がる逆テーパ状に形成
されており、この凹部６の逆テーパの角度は、ピン７の
逆テーパの角度に合わせることが好適である。このよう
に、凹部６を逆テーパ状に形成することにより、拡開し
た筒状突起５の凹部６内での固定を確実にすることがで
きる。

【００２８】ピン７は、筒状突起５に嵌挿することによ
り仮固定することができるようにされており、このた
め、逆テーパ状に形成した逆テーパ部７ｂの下部に若干
小径の案内用軸部７ａを一体に備えるようにしている。
また、ピン７は、少なくとも、端部金属板２及び端部金
属板４の接合部を跨ぐ長さのものを用いることが望まし
い。これにより、上杭１の端部金属板２と下杭３の端部
金属板４の接合部の剪断強度を向上することができるも
のとなる。

【００２９】そして、補助金属板２１は、図１〜図２に
示すように、端部金属板２に予め穿設された緊張用ボル
トのねじ孔９を利用し、このねじ孔９にボルト１３を螺
合することにより、端部金属板２に一体に固定されてい
る。なお、補助金属板２１の端部金属板２への固定は、
このような締結具以外に、溶接等の適宜の手段によって
実施することができる。

【００３０】ところで、この杭の接続構造では、図２
（ｂ）に示すように、ピン７を筒状突起５に挿入した状
態で、筒状突起５と凹部６を位置決めし、上杭１の端部
金属板２を下杭３の端部金属板４に突き合わせることに
より、上杭１の自重でピン７が凹部６の底部６ａに当接
して、筒状突起５内に圧入されることから、図２（ａ）
に示すように、筒状突起５が拡開し、これによって、筒
状突起５の外周面を凹部６の内周面に押し付け、筒状突
起５を凹部６内に固定し、この筒状突起５が凹部６内に
固定されることによって、端部金属板２及び端部金属板
４を介して、上杭１と下杭３を簡単かつ確実に接合する
ことができる。

【００３１】一方、図５に示すように、筒状突起５の外
周面を先細のテーパ状に形成することも可能であり、こ
れにより、筒状突起５の凹部６への位置決めと嵌挿を容
易に行うことができるものとなる。なお、この杭の接続
構造では、後述する緊張用ボルトのねじ孔９を利用し、
スペーサ１０を併用することにより、筒状突起５と凹部
６を設けるようにしている。

【００３２】また、図６に示すように、ピン７を予め凹
部６の底部６ａの中心に固定しておくことも可能であ
り、これにより、筒状突起５をピン７に挿入するだけ
で、筒状突起５を凹部６に容易に位置決めすることがで
きるものとなる。この場合、ピン７の案内用軸部７ａを
凹部６から所要長さ突出させるとともに、この案内用軸
部７ａを、筒状突起５に挿入しやすいように若干小径に
形成することができる。また、ピン７を短くして凹部６
から出ないように固定した場合は、筒状突起５を凹部６
に位置決めするだけで、筒状突起５をピン７に自動的に
位置合わせすることができる。

【００３３】ところで、プレストレストコンクリート杭
の端部金属板２、４には、図７（ａ）に示すように、プ
レストレストコンクリート杭の製造時に使用した緊張用
ボルトのねじ孔９が、位相を同じくして等間隔で複数形
成されている。この緊張用ボルトのねじ孔９は、プレス
トレストコンクリート杭の製造時に使用したもので、杭
の打設時には不要のものであるが、本実施例は、この端
部金属板２、４に形成された緊張用ボルトのねじ孔９を
利用して、筒状突起５と凹部６を簡易に設けることがで
きるようにしたものである。すなわち、図７（ｂ）に示
すように、筒状突起５の基部にねじ部５ａを形成し、下
杭３の端部金属板４に形成された緊張用ボルトのねじ孔
９に螺設するとともに、凹部６を上杭１の端部金属板２
に形成された緊張用ボルトのねじ孔９を利用して形成す
るようにしている。なお、凹部６は、緊張用ボルトのね
じ孔９をそのまま用いることもできるが、逆テーパ状に
形成することもできる。この場合、内部を逆テーパ状に
形成したナット状のスペーサ１０を設け、このスペーサ
１０を緊張用ボルトのねじ孔９に螺合させることによ
り、凹部６を逆テーパ状に形成することができる。ま
た、図７（ａ）に示すように、プレストレストコンクリ
ート杭の端部金属板２、４に形成されている緊張用ボル
トのねじ孔９を用いずに、別途ねじ孔等を形成すること
により、筒状突起５及び凹部６を設けることもできる。

【００３４】また、図８（ａ）に示すように、筒状突起
５の外周面に環状の突部１１を形成するとともに、凹部
６の内周面に、筒状突起５が拡開したときに突部１１が
嵌合する環状の溝１２を形成することができる。この場
合、筒状突起５の外周面に形成する環状の突部１１とし
ては、例えば、コイルスプリング等の別部材を利用する
こともできる。また、突部１１及び溝１２は、必ずし
も、環状に形成する必要はなく、断続的に形成すること
もできる。これにより、拡開した筒状突起５の凹部６内
での固定を確実にすることができる。

【００３５】一方、図８（ｂ）に示すように、筒状突起
５の外周面に環状の溝１２を形成するとともに、凹部６
の内周面に、筒状突起５が拡開したときに溝１２に嵌合
する環状の突部１１を形成することができる。この場合
も、凹部６の内周面に形成する環状の突部１１として
は、例えば、コイルスプリング等の別部材を利用するこ
ともできる。また、突部１１及び溝１２は、必ずしも、
環状に形成する必要はなく、断続的に形成することもで
きる。これにより、拡開した筒状突起５の凹部６内での
固定を確実にすることができる。

【００３６】このほか、筒状突起の外周面及び／又は凹
部の内周面を、粗面に形成する（図示省略）ことができ
る。ここで、「粗面」とは、環状等の規則的な凹凸のほ
か、不規則な凹凸も含むものとする。これにより、拡開
した筒状突起の凹部内での固定を確実にすることができ
る。

【００３７】さらに、上記各実施例においては、筒状突
起５を円筒状のもので、また、凹部６を筒状突起５が嵌
挿される円穴状のもので説明したが、筒状突起５の形状
は、三角筒や四角筒、略多角形の断面を有する筒体のほ
か、楕円や他の任意の断面形状を有する筒体を適宜に選
択して構成することができ、凹部６もこれら筒状突起５
の形状に対応した三角穴や四角穴、略多角形の断面を有
する穴のほか、楕円や他の任意の断面形状を有する穴に
形成することができる。この場合、ピン７も、筒状突起
５の形状に合わせて、三角柱や四角柱、略多角形の断面
を有する柱体のほか、楕円や他の任意の断面形状を有す
る柱体に形成したものを用いるようにする。

【００３８】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明の杭の接続構造は、この実施例に記載した構成に限定
されるものではなく、実施例に記載した構成を適宜組み
合わせるようにしたり、筒状突起５を端部金属板４に突
設するに当たり螺設することに代えて、溶接、焼嵌め等
の固着手段を適用する等、その趣旨を逸脱しない範囲に
おいて適宜その構成を変更することができる。また、本
発明の杭の接続構造は、コンクリート杭のほか、鋼管杭
等にも採用することができる。なお、筒状突起５は上杭
又は下杭の何れにも形成することができ、凹部６もこれ
に対応して上杭又は下杭の何れにも形成することができ
る。何れの杭に筒状突起５又は凹部６を形成するかは、
施工条件等に応じて、適宜選択することができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明の杭の接続構造によれば、ピンを
筒状突起に合わせた状態で、筒状突起と凹部を位置決め
し、上杭を下杭に突き合わせることにより、上杭の自重
でピンが凹部の底部に当接し、筒状突起内に圧入される
ことよって筒状突起が拡開し、これにより、筒状突起の
外周面を凹部の内周面に押し付けて筒状突起を凹部内に
固定し、この筒状突起が凹部内に固定されることによっ
て上杭と下杭を接合することができる。そして、一方の
杭の端部金属板から複数の筒状突起を杭の軸方向に突設
するとともに、他方の杭の端部金属板に補助金属板を固
定し、該端部金属板及び補助金属板に、前記筒状突起が
嵌挿される凹部を形成することから、凹部を深く形成し
て筒状突起との接触面積を増大させることができ、これ
により、端部金属板同士の固定を強化して杭を強固に接
合することができる。

【００４０】また、筒状突起に軸方向にスリットを形成
することにより、筒状突起の拡開を、容易かつ正確に行
うことができる。

【００４１】また、凹部の内周面を逆テーパ状に形成す
ることにより、拡開した筒状突起の凹部内での固定を確
実にすることができる。

【００４２】また、筒状突起の外周面をテーパ状に形成
することにより、筒状突起の凹部への位置決めと嵌挿を
容易に行うことができる。

【００４３】また、筒状突起の外周面に突部及び／又は
溝を形成するとともに、凹部の内周面に、筒状突起が拡
開したときに前記突部が嵌合する溝及び／又は前記溝に
嵌合する突部を形成することにより、拡開した筒状突起
の凹部内での固定を確実にすることができる。

【００４４】また、筒状突起の外周面及び／又は凹部の
内周面を、粗面に形成することにより、拡開した筒状突
起の凹部内での固定を確実にすることができる。

【００４５】また、ピンを凹部の底部に固定することに
より、筒状突起をピン又は凹部の何れか一方に合わせる
だけで、ピンと凹部の両方に筒状突起を位置決めするこ
とができる。

【００４６】また、筒状突起を一方の杭の端部金属板に
形成された緊張用ボルトのねじ孔に螺設するとともに、
凹部を他方の杭の端部金属板に形成された緊張用ボルト
のねじ孔を利用して形成することにより、プレストレス
トコンクリート杭に配設される端部金属板に形成された
緊張用ボルトのねじ孔を利用して、筒状突起と凹部を簡
易に設けることができる。

【００４７】また、ねじ孔に螺合する筒状突起のねじ部
を大径に形成して、ねじ部とねじ山を形成していない部
分とをなだらかな曲面からなるアール部を介して接続す
ることにより、杭の接合部に外力が加わった場合におけ
る筒状突起のねじ部のねじ山の谷で生じる応力集中によ
る破壊を防止し、筒状突起の強度を保持して、杭の接合
をより強固にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の杭の接続構造の一実施例を示す分解斜
視図である。

【図２】同実施例の杭の接続構造を示し、（ａ）は接続
した状態を示す要部の断面図、（ｂ）は接続前の状態を
示す拡大断面図である。

【図３】同実施例の杭の接続構造において、ピンが挿入
される前の状態を示す拡大断面図である。

【図４】同実施例の筒状突起とピンを示す斜視図であ
る。

【図５】筒状突起をテーパ状に形成した実施例を示し、
（ａ）は接続前の状態を示す拡大断面図、（ｂ）は接続
後の状態を示す拡大断面図である。

【図６】ピンを凹部の底部に固定した実施例を示す拡大
断面図である。

【図７】緊張用ボルトのねじ孔を用いて筒状突起と凹部
を設けた実施例を示し、（ａ）は端部金属板の平面図、
（ｂ）は接続前の状態を示す拡大断面図である。

【図８】筒状突起と凹部に環状の突部と溝を設けた実施
例を示し、（ａ）は筒状突起に突部を設けた実施例を示
す拡大断面図、（ｂ）は筒状突起に溝を設けた実施例を
示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 上杭 ２ 端部金属板 ２１ 補助金属板 ３ 下杭 ４ 端部金属板 ５ 筒状突起 ５ａ ねじ部 ５１ アール部 ６ 凹部 ６ａ 凹部の底部 ７ ピン ７ａ 案内用軸部 ７ｂ 逆テーパ部 ８ スリット ９ 緊張用ボルトのねじ孔 １０ スペーサ １１ 環状の突部 １２ 環状の溝 １３ ボルト

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上杭と下杭を接合する杭の接続構造にお
   いて、一方の杭の端部金属板から複数の筒状突起を杭の
   軸方向に突設するとともに、他方の杭の端部金属板に補
   助金属板を固定し、該端部金属板及び補助金属板に、前
   記筒状突起が嵌挿される凹部を形成し、前記筒状突起に
   ピンを圧入して凹部内で拡開させることにより、筒状突
   起の外周面を凹部の内周面に押し付け、筒状突起を凹部
   内に固定するようにしたことを特徴とする杭の接続構
   造。
2. 【請求項２】 筒状突起に軸方向にスリットを形成した
   ことを特徴とする請求項１記載の杭の接続構造。
3. 【請求項３】 凹部の内周面を逆テーパ状に形成したこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の杭の接続構造。
4. 【請求項４】 筒状突起の外周面をテーパ状に形成した
   ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の杭の接続構
   造。
5. 【請求項５】 筒状突起の外周面に突部及び／又は溝を
   形成するとともに、凹部の内周面に、筒状突起が拡開し
   たときに前記突部が嵌合する溝及び／又は前記溝に嵌合
   する突部を形成したことを特徴とする請求項１、２、３
   又は４記載の杭の接続構造。
6. 【請求項６】 筒状突起の外周面及び／又は凹部の内周
   面を、粗面に形成したことを特徴とする請求項１、２、
   ３、４又は５記載の杭の接続構造。
7. 【請求項７】 ピンを凹部の底部に固定したことを特徴
   とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の杭の接続
   構造。
8. 【請求項８】 筒状突起を一方の杭の端部金属板に形成
   された緊張用ボルトのねじ孔に螺設するとともに、凹部
   を他方の杭の端部金属板に形成された緊張用ボルトのね
   じ孔を利用して形成するようにしたことを特徴とする請
   求項１、２、３、４、５、６又は７記載の杭の接続構
   造。
9. 【請求項９】 ねじ孔に螺合する筒状突起のねじ部を大
   径に形成して、ねじ部とねじ山を形成していない部分と
   をなだらかな曲面からなるアール部を介して接続するよ
   うにしたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、
   ６、７又は８記載の杭の接続構造。