JP2008308856A

JP2008308856A - アンダーピニング用鋼管杭

Info

Publication number: JP2008308856A
Application number: JP2007156704A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Oba; 美則大場
Original assignee: Shintoku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Shintoku Kogyo Co Ltd
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2007-06-13
Publication date: 2008-12-25

Abstract

【課題】鋼管どうしの接続部分における接続強度や品質が確保されるとともに、現場作業性が改善されたアンダーピニング用鋼管杭を提供する。
【解決手段】両端面１１２から一定距離の位置にそれぞれ３つの貫通孔１１１を有する長さ２ｍ以下の鋼管１１０と、この鋼管１１０それぞれの内径に嵌入し鋼管１１０を接続する筒体１２１を備えた鋼継手１２０とから成り、鋼継手１２０は、３つの貫通孔１１１に対向する雌ねじ孔１２２を有するとともに雌ねじ孔１２２相互間に筒体１２１の両端から切り込んだ軸方向スリット１２３を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、傾いた構築物を水平に復帰させるアンダーピニングに用いるアンダーピニング用鋼管杭に関する。

従来より、不同沈下によって傾いた構築物を水平に復帰させるアンダーピニングが知られている。このアンダーピニングは、構築物の基礎下に竪穴を掘削し、この竪穴内に鋼管を立て込み、構築物の重量を反力としてジャッキにより鋼管を支持層まで圧入して支持力を得、支持層に反力をとって上記構築物の基礎の高さ位置を調整して構築物を水平に修正し、構築物の水平が確認されたら竪穴を埋め戻すといった一連の工程を経て、傾いた構築物を水平に復帰させる技術である。

このアンダーピニングで用いられる鋼管は、例えば、外径が１００ｍｍ〜２００ｍｍ程度、軸方向長さが５００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度の短尺な鋼管が一般的であって、この短尺な鋼管を竪穴内で順次継ぎ足しながら支持層まで圧入する。また、鋼管の継ぎ足しは、その短尺な鋼管を圧入する毎に、竪穴の底部で新たな短尺な鋼管を圧入した鋼管に溶接接合する方法が一般的である（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照。）。
"沈下修正工事（鋼管杭圧入工法／アンダーピニング）"、［ｏｎｌｉｎｅ］、株式会社第一工業、［平成１９年３月２６日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄａｉｉｃｈｉ−ｋｏｕｇｙｏ．ｃｏ．ｊｐ／ｐａｇｅ／ｐ３１．ｈｔｍ〉 "地盤の修正：鋼管杭底打工法"、［ｏｎｌｉｎｅ］、兼松日産農林株式会社、［平成１９年３月２６日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｎｎ．ｃｏ．ｊｐ／ｇｔ／ｗｏｒｋ＿ｓ／ｓ０１．ｈｔｍｌ〉

ここで、溶接接合は、溶接技術者を必要とし、溶接強度は溶接作業者の技術によるところが多く信頼性に欠ける。また、溶接作業は天候に支配され、現場作業における溶接時間の割合が多く非能率的である。

また、アンダーピニングにおける鋼管の溶接接合は、上述したように、構築物の基礎下に掘削した竪穴の底部で行うこととなるため、溶接箇所に正対して身を置くことが困難であり、熟練した溶接作業者であっても溶接の品質が劣るおそれがある。溶接の品質が劣ると接合部分における強度不足を招くこととなる。また、溶接作業において不可欠な、溶接箇所の目視確認が困難であるといった問題もある。さらに、溶接作業に伴って有毒ガスが発生したとしてもその有毒ガスが竪穴の外に拡散しづらく、竪穴内で溶接作業を行う溶接技術者の健康を害するおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑み、鋼管どうしの接続部分における接続強度や品質が確保されるとともに、現場作業性が改善されたアンダーピニング用鋼管杭を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成する本発明のアンダーピニング用鋼管杭は、両端面から一定距離の位置に複数の貫通孔を有する長さ２ｍ以下の鋼管と、この鋼管の内径に嵌入し鋼管を接続する筒体を備えた鋼継手とから成り、上記鋼継手は、上記複数の貫通孔に対向する雌ねじ孔を有するとともに雌ねじ孔相互間に上記筒体の両端から切り込んだ軸方向スリットを設けたことを特徴とする。

本発明のアンダーピニング用鋼管杭は、上記鋼管を接続する筒体を備えた鋼継手を、例えば設備の整った工場などで寸法や精度を規格化した一定品質とすることができ、このような鋼継手を用いて鋼管を接続するものであるため、現場で溶接接合する従来のアンダーピニング用鋼管杭における、溶接作業者の技術や作業環境に起因して接合部分の品質が劣るといった問題が改善される。

また、本発明のアンダーピニング用鋼管杭は、鋼管が長さ２ｍ以下であることから、構築物の基礎下に掘削する竪穴内での鋼管の立て込みが容易である。

また、本発明のアンダーピニング用鋼管杭では、上記複数の貫通孔に上記雌ねじ孔を対向させて鋼管の内径に鋼継手を嵌入しその雌ねじ孔に螺合するねじボルトを用いて締結すれば、鋼管の接続が完了するため、現場作業における接続作業時間が溶接接合による従来の技術に比して少なく、現場作業の高能率化が図られる。

さらに、本発明のアンダーピニング用鋼管杭は、上記鋼継手に上記軸方向スリットが設けられていることから、上記雌ねじ孔に螺合するねじボルトを用いて締結すると、その鋼継手における雌ねじ孔周辺部分が、鋼管の内壁側に引き寄せられて、内壁における貫通孔周辺部分に密着することとなる。従って、その密着した部分で摩擦接合の効果を得ることができ、鋼管どうしの接続部分における高い接続強度が確保される。

ここで、上記本発明のアンダーピニング用鋼管杭は、上記鋼継手が、上記鋼管の端面に当接するリングを軸方向中間に設けたものであることが好ましい。

このような好ましい形態によれば、上記鋼継手を上記鋼管に嵌入したときに、上記リングが鋼管の端面に当接することによって、鋼継手が鋼管内に落下することが防止される。また、ボルト孔位置合わせが容易であり、鋼管側のボルト孔をバカ孔とすればよく、杭の鉛直荷重伝達も確実となる。

また、上記本発明のアンダーピニング用鋼管杭は、上記鋼継手の嵌入部肉厚が、上記鋼管の肉厚よりも厚いことも好ましい形態である。

例えば地層変動のような、アンダーピニング用鋼管杭に作用する水平荷重（せん断力）に対しては、鋼継手の嵌入部肉厚を鋼管の肉厚よりも厚くすることによって、上記鋼管どうしの接続部分におけるせん断耐力が高められ、鋼管自体のせん断耐力と同等又はそれ以上のせん断耐力を確保することができる。尚、このような好ましい形態によれば、杭を回転圧入する場合のトルクの伝達にも問題がなく、また、鋼継手の結合ボルトのねじ強度を確保することができる。

さらに、上記本発明のアンダーピニング用鋼管杭は、上記鋼管および上記鋼継手をねじボルトで結合した連接体から成り、地中に鉛直に配設され、補強すべき構築物の基礎下面を支持する支持体である。

このような形態によれば、鋼管どうしの接続部分における接続強度や品質が確保されるとともに、地中に配設する現場作業性が改善される。

本発明のアンダーピニング用鋼管杭によれば、現場で溶接接合する従来のアンダーピニング用鋼管杭における、溶接作業者の技術や作業環境に起因して接合部分の品質が劣るといった問題が改善される。また、現場作業における接続作業時間が溶接接合による従来の技術に比して少なく、現場作業の高能率化が図られる。さらに、鋼管どうしの接続部分における高い接続強度が確保される。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明のアンダーピニング用鋼管杭の実施例であるアンダーピニング用鋼管杭１００の分解斜視図である。また、図２は、図１に示すアンダーピニング用鋼管杭１００の縦断面図である。

図１，図２には、両端面１１２から一定距離の位置にそれぞれ３つの貫通孔１１１を有する２つの鋼管１１０と、この鋼管１１０それぞれの内径に嵌入し２つの鋼管１１０を接続する筒体１２１を備えた鋼継手１２０とから構成されたアンダーピニング用鋼管杭１００が示されている。

鋼管１１０は、この実施例では、外径が１６５．２ｍｍ、軸方向長さが７５０ｍｍ、肉厚が５ｍｍとされている。

鋼継手１２０は、絞り加工によって形成されたものであって、鋼管１１０の３つの貫通孔１１１に対向する雌ねじ孔１２２を有するとともに雌ねじ孔１２２相互間に筒体１２１の両端から切り込んだ軸方向スリット１２３を有する。

また、この鋼継手１２０には、鋼管１１０の端面１１２に当接するリング１２４が軸方向中間に設けられている。鋼継手１２０を鋼管１１０に嵌入したときに、このリング１２４が鋼管１１０の端面１１２に当接することによって、鋼継手１２０が鋼管１１０内に落下することが防止される。また、ボルト孔位置合わせが容易であり、アンダーピニング用鋼管杭１００の鉛直荷重伝達も確実となる。

また、この鋼継手１２０の嵌入部肉厚は、鋼管１１０の肉厚（５ｍｍ）よりも厚い６ｍｍである。例えば地層変動のような、アンダーピニング用鋼管杭１００に作用する水平荷重（せん断力）に対しては、鋼継手１２０の嵌入部肉厚を鋼管１１０の肉厚よりも厚くすることによって、鋼管１１０どうしの接続部分におけるせん断耐力が高められ、鋼管１１０自体のせん断耐力と同等又はそれ以上のせん断耐力を確保することができる。尚、このような形態であれば、アンダーピニング用鋼管杭１００を回転圧入する場合であってもトルクの伝達にも問題がなく、また、鋼継手１２０のねじボルト１３０のねじ強度を確保することができる。

また、この鋼継手１２０の嵌入部外径は、鋼管１１０の内径よりも僅かに小さい。ここでは、その外径とその内径との差が０．５ｍｍ未満とされている。

尚、図１，図２には、２つの鋼管１１０と、これらを接続する鋼継手１２０とから構成されたアンダーピニング用鋼管杭１００を示したが、このアンダーピニング用鋼管杭１００は、複数の鋼管１１０と、これら複数の鋼管１１０を接続する複数の鋼継手１２０をねじボルト１３０で結合した連接体から成るものである。また、このアンダーピニング用鋼管杭１００は、地中に鉛直に配設され、補強すべき構築物の基礎下面を支持する支持体である。

本実施形態のアンダーピニング用鋼管杭１００は、鋼管１１０を接続する筒体１２１を備えた鋼継手１２０を、例えば設備の整った工場などで寸法や精度を規格化した一定品質とすることができ、このような鋼継手１２０を用いて鋼管１１０を接続するものであるため、現場で溶接接合する従来のアンダーピニング用鋼管杭における、溶接作業者の技術や作業環境に起因して接合部分の品質が劣るといった問題が改善される。また、鋼管１１０どうしの接続部分における接続強度や品質が確保されるとともに、地中に配設する現場作業性が改善される。

次に、図１，図２に示すアンダーピニング用鋼管杭１００の施工方法を説明する。

まず、図示しない構築物の基礎下に竪穴を掘削する。次に、この竪穴内に鋼管１１０を立て込み、構築物の重量を反力として図示しないジャッキにより鋼管１１０を圧入する。１つの鋼管１１０を圧入する毎に、圧入した鋼管１１０の内径に鋼継手１２０を挿入し、ねじボルト１３０で両者を仮組する。そして、新たな鋼管１１０の内径にその鋼継手１２０を挿入させ、ねじボルト１３０で両者を仮組する。その後、構築物の重量を反力として図示しないジャッキにより新たな鋼管１１０に若干の荷重を加え、圧入した鋼管１１０と鋼継手１２０と新たな鋼管１１０とを密着させ、軸芯を一致させ、ねじボルト１３０を本締めする。次に、構築物の重量を反力として、図示しないジャッキにより、鋼継手１２０を介して接続した鋼管１１０を圧入する。このように、鋼管１１０を順次継ぎ足しながら支持層まで圧入して支持力を得る。次に、支持層に反力をとって構築物の基礎の高さ位置を調整して構築物を水平に修正する。最後に、構築物の水平が確認されたら竪穴を埋め戻す。

図３は、ねじボルト１３０を締め付ける過程の図２に示すＡ部の拡大縦断面図であり、図４は、ねじボルト１３０を締め付けた後の図２に示すＡ部の拡大縦断面図である。

上述したように、鋼継手１２０に軸方向スリット１２３（図１，図２参照）が設けられていることから、図３，図４に示すように、雌ねじ孔１２２に螺合するねじボルト１３０を用いて締結すると、その鋼継手１２０における雌ねじ孔１２２の周辺部分１２５が、鋼管１１０の内壁１１３側に引き寄せられて、内壁１１３における貫通孔１１１の周辺部分１１３１に密着することとなる。従って、その密着した部分で摩擦接合の効果を得ることができ、鋼管１１０どうしの接続部分における高い接続強度が確保される。

本実施形態のアンダーピニング用鋼管杭１００では、３つの貫通孔１１１に雌ねじ孔１２２を対向させて鋼管１１０の内径に鋼継手１２０を嵌入しその雌ねじ孔１２２に螺合するねじボルト１３０を用いて締結すれば、鋼管１１０の接続が完了するため、現場作業における接続作業時間が溶接接合による従来の技術に比して少なく、現場作業の高能率化が図られる。

次に、本発明のアンダーピニング用鋼管杭の他の実施形態について説明する。尚、以下説明する他の実施形態は、本発明のアンダーピニング用鋼管杭における鋼継手に特徴があるため、鋼継手のみを取り上げ、上述した実施形態との相違点に注目し、同じ要素については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

図５は、他の実施形態における鋼継手２２０の縦断面図であり、図６は、図５に示す鋼継手２２０のＢ−Ｂ矢視図である。

図５，図６に示す鋼継手２２０は、鋳造加工あるいは鍛造加工によって形成されたものであって、上述した鋼継手１２０と同様に、鋼管１１０の３つの貫通孔１１１に対向する雌ねじ孔１２２を有するとともに雌ねじ孔１２２相互間に筒体１２１の両端から切り込んだ軸方向スリット１２３を有する。また、上述した鋼継手１２０と同様に、この鋼継手２２０にも、鋼管１１０の端面１１２に当接するリング２２４が軸方向中間に設けられている。

次に、本発明のアンダーピニング用鋼管杭のさらに他の実施形態について説明する。尚、以下説明するさらに他の実施形態は、本発明のアンダーピニング用鋼管杭における鋼継手に特徴があるため、鋼継手のみを取り上げ、上述した各実施形態との相違点に注目し、同じ要素については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

図７は、さらに他の実施形態における鋼継手３２０の縦断面図であり、図８は、図７に示す鋼継手３２０のＣ−Ｃ矢視図である。

図７，図８に示す鋼継手３２０は、上述した鋼継手１２０や鋼継手２２０と同様に、鋼管１１０の３つの貫通孔１１１に対向する雌ねじ孔１２２を有するとともに雌ねじ孔１２２相互間に筒体１２１の両端から切り込んだ軸方向スリット１２３を有する。但し、この鋼継手３２０には、上述した鋼継手１２０や鋼継手２２０における軸方向中間に設けられていたリング１２４は設けられていない。そのため、この鋼継手３２０を用いる場合は、鋼継手３２０を鋼管１１０に嵌入したときに、鋼継手３２０が鋼管１１０内に落下することを防止するために、鋼継手３２０を接続する鋼管１１０にねじボルト１３０を用いて予め仮組するといった対策をとることが好ましい。

尚、上述した各実施形態では、本発明にいう鋼管が、両端面１１２から一定距離の位置にそれぞれ３つの貫通孔１１１を有する例を挙げて説明したが、本発明にいう鋼管は、これに限られるものではなく、両端面から一定距離の位置に複数の貫通孔を有していればよい。

本発明のアンダーピニング用鋼管杭の実施例であるアンダーピニング用鋼管杭の分解斜視図である。図１に示すアンダーピニング用鋼管杭の縦断面図である。ねじボルトを締め付ける過程の図２に示すＡ部の拡大縦断面図である。ねじボルトを締め付けた後の図２に示すＡ部の拡大縦断面図である。他の実施形態における鋼継手の縦断面図である。図５に示す鋼継手のＢ−Ｂ矢視図である。さらに他の実施形態における鋼継手の縦断面図である。図７に示す鋼継手のＣ−Ｃ矢視図である。

符号の説明

１００アンダーピニング用鋼管杭
１１０鋼管
１１１貫通孔
１１２端面
１１３内壁
１１３１周辺部分
１２０鋼継手
１２１筒体
１２２雌ねじ孔
１２３軸方向スリット
１２４リング
１２５周辺部分
１３０ねじボルト
２２０鋼継手
２２４リング
３２０鋼継手

Claims

両端面から一定距離の位置に複数の貫通孔を有する長さ２ｍ以下の鋼管と、該鋼管の内径に嵌入し鋼管を接続する筒体を備えた鋼継手とから成り、前記鋼継手は、前記複数の貫通孔に対向する雌ねじ孔を有するとともに雌ねじ孔相互間に前記筒体の両端から切り込んだ軸方向スリットを設けたことを特徴とするアンダーピニング用鋼管杭。
前記鋼継手が、前記鋼管の端面に当接するリングを軸方向中間に設けたものであることを特徴とする請求項１記載のアンダーピニング用鋼管杭。
前記鋼継手の嵌入部肉厚が、前記鋼管の肉厚よりも厚いことを特徴とする請求項１または２記載のアンダーピニング用鋼管杭。