JP2015232210A - 回転圧入鋼管杭の接続金具 - Google Patents

Abstract

【課題】再使用が可能な断面略円形状の回転圧入鋼管杭と台座を構成する桁材とを連結可能な回転圧入鋼管杭の接続金具を提供する。
【解決手段】少なくとも下端が地中に捩じ込み貫入された複数本の回転圧入鋼管杭２０の上部のそれぞれに台座の上部構造を形成するためのＨ形鋼１０Ａ，１０Ｂを固定すべく用いられる回転圧入鋼管杭接続具１は、回転圧入鋼管杭２０の上部に取り付けられる下部金具３と、下部金具と対を成し、Ｈ形鋼１０Ａ，１０Ｂを押圧保持しながら下部金具３に係着される上部側固定部材６とを備えて構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転圧入鋼管杭の接続金具に関し、さらに詳しくは、建築資材を吊下げるタワークレーンを設置等するための仮設の架台である台座を地中に回転貫入される回転圧入鋼管杭に支持固定するための回転圧入鋼管杭の接続金具に関する。

建築現場などで資材運搬用のトラックの乗り入れや各種の建築資材を吊下げ搬送するタワークレーンを設置等するための台座を支持固定するために用いられる支持杭は、従来、Ｈ形鋼が用いられていた。例えば、特許文献１は支持杭と型枠を着脱容易に接続するための支持具を開示するものであるが、支持杭にはＨ形鋼が用いられている（特許文献１の図５，６参照）。タワークレーンが設置されるような台座を固定する支持杭の場合、Ｈ形鋼を垂直に地中深く埋設し、その周囲にセメント系懸濁液を流し込んで固化することにより地中にしっかりと固定していた。

一方、基礎杭の一つとして図６に示すような回転圧入鋼管杭が知られている。図示された回転圧入鋼管杭１００は、断面が円形状の鋼管１０１の先端側（下端側）に螺旋状の羽根１０２を取り付けた鋼管杭であり、施工に当たっては全旋回機等を用いて回転圧入鋼管杭１００を地中に回転圧入する。その際、先端羽根のくさび効果で推進力が発揮され、回転圧入鋼管杭１００のスムーズな打設が可能となる。この回転圧入鋼管杭１００は狭い場所での使用が可能であること、地中に静かに捻じ込むことが可能であること、先端の羽根によって硬い地盤へ確実に打設することが可能であること、残土が発生しないこと等の特徴を備えている。このような回転圧入鋼管杭１００としては、例えば「ＮＳエコパイル」（新日鉄住金エンジニアリング株式会社の登録商標）などがある。

特開平７−１９７６５０号公報

Ｈ形鋼を使用した従来の支持杭の場合、建築物の建築が終了してもセメント系懸濁液で地中に固定していたので容易に引き抜くことができず、従来は建築が完了した後でも撤去することなくそのまま放置されていた。また、支持杭としてＨ形鋼を用いた場合、フランジ面をどのような向きで打設するかをいちいち確認する必要があった。

一方、回転圧入鋼管杭を支持杭として使用すれば、作業が終了した後での引き抜きもＨ形鋼の場合に比べて容易であり、しかも引き抜いた後でも再び支持杭として再使用することもできるのでコストの低減に寄与することが推察される。また、セメント系懸濁液を使用ないことで環境にも配慮した工法を提供することができる。

しかしながら、回転打設が可能な断面円形状の回転圧入鋼管杭を支持杭として利用することは従来全く行われておらず、そのような発想もなかったことから、回転圧入鋼管杭と台座を構成する「覆工受桁」や「横継材」等の桁材に用いられるＨ形鋼とを接続するための接続金具は提供されていなかった。

そこで、本発明者はこのような従来の問題の解決を図るべく鋭意検討を行った結果、新たな回転圧入鋼管杭の接続金具に係る本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の目的とするところは、作業終了後に撤去が容易な回転圧入鋼管杭を支持杭として利用するために台座を構成する桁材であるＨ形鋼と回転圧入鋼管杭とを着脱容易に固定可能とする回転圧入鋼管杭の接続金具を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１に記載の本発明は、台座を構成する桁材に、側面に螺旋状の羽根を備えた断面略円筒形状の回転圧入鋼管杭を連結固定するための回転圧入鋼管杭の接続金具において、前記回転圧入鋼管杭の側面に取り付けるための取付部と、前記取付部から延伸するようにして形成された支持部を有する一対の保持部材と、一対の前記保持部材の互いの支持部同士を下側から支持可能な長さに形成された一対の下部側固定部材と、前記桁材の上部に配置される上部側固定部材と、前記上部側固定部材と一対の前記下側固定部材のそれぞれとを連結固定することにより前記桁部材を介して前記保持部材を挟持して前記転回圧入鋼管杭を前記桁部材に固定する締め付けボルトとを備えて構成されたことを特徴とする。

上記課題を解決するために請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の回転圧入鋼管杭の接続金具において、前記保持部材は、平板状の上部フランジと下部フランジを備え、前記上部フランジと下部フランジの略中間位置には前記回転圧入鋼管杭の外側曲面に即した形状の凹型ウェブが配置され、前記凹型ウェブには固定ボルトを挿通するためのボルト孔が複数設けられると共に、前記凹型ウェブの左右には平板状の平型ウェブがそれぞれ配置され、さらに、所定箇所に補強のためのリブが設けられていることを特徴とする。

上記課題を解決するために請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の回転圧入鋼管杭の接続金具において、前記上部側固定部材及び／又は前記下側固定部材は、断面が略四角形状の中空部を有する部材であることを特徴とする。

上記課題を解決するために請求項４に記載の本発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の回転圧入鋼管杭の接続金具において、前記保持部材の前記凹型ウェブには、当該凹型ウェブの曲面に即した凹面形状を有する外側補強板が配置されると共に、前記外側補強板に対向する位置の前記回転圧入鋼管杭の内側には前記回転圧入鋼管杭の曲面に即した凹面形状を有する内側補強板が配置されたことを特徴とする。

上記課題を解決するために請求項５に記載の本発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の回転圧入鋼管杭の接続金具において、前記桁材と前記保持部材との間に緩衝部材を配置したことを特徴とする。

本発明に係る回転圧入鋼管杭の接続金具によれば、台座を支持固定する支持杭として回転圧入鋼管杭を使用することができるので作業が終了した後に回転圧入鋼管杭を撤去することが可能となる。そのため、従来のように支持杭を放置することなく、回転圧入鋼管杭を再使用することができるので、台座設置に関するコストの削減を図ることができるという効果がある。また、支持杭に回転圧入鋼管杭を使用することで従来のＨ形鋼の場合のように、打設時におけるＨ形鋼の向きを気にすることも無くなる。さらに、支持杭をセメント系懸濁液で地中に固定することがなくなるので環境にも配慮した施工が可能となるという効果がある。

本発明に係る回転圧入鋼管杭の接続金具の好ましい一実施形態を示す斜視図である。 図１に示す回転圧入鋼管杭の接続金具の正面図である。 回転圧入鋼管杭の接続金具の詳細を示す斜視図である。 回転圧入鋼管杭と保持部材との取り付け状態を示す平面図である。 回転圧入鋼管杭の杭打ち工程を示す説明図である。 回転圧入鋼管杭の主要部の構成を示す斜視図である。

［回転圧入鋼管杭の接続金具の構成］
本発明に係る回転圧入鋼管杭の接続金具の好ましい一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る回転圧入鋼管杭の接続金具の好ましい一実施形態を示す斜視図、図２は図１に示す回転圧入鋼管杭の接続金具の正面図、図３は回転圧入鋼管杭の接続金具の詳細を示す斜視図である。初めに、図１〜図３に示すように、図示しない台座を構成する桁材は、Ｈ形鋼１０Ａ，１０Ｂを十文字に交差させるようにして形成されており、このＨ形鋼１０Ａ，１０Ｂの交点に図示しないタワークレーンを支持する柱材であるマスト３０が立設される。そして、マスト３０は保持具４０によってしっかりとＨ形鋼１０Ａ，１０Ｂに固定されている。

さて、図１に示すように、回転圧入鋼管杭の接続金具１は、桁材を構成する十文字状のＨ形鋼１０Ａ，１０Ｂの４つの端部近傍のそれぞれ４箇所に取り付けられている。そして、回転圧入鋼管杭の接続金具１は、図２に示すように、概略として、Ｈ形鋼１０Ａ，１０Ｂの下側に配置されて回転圧入鋼管杭２０を側面方向の両側から着脱可能に挟持する、例えば鋼鉄等の金属製の一対の保持部材３２，３２と、回転圧入鋼管杭２０の側面に向かい合うようにして取り付けられた互いの保持部材３２，３２の下部側に配置される一対の下側固定部材３１，３１と、Ｈ形鋼１０Ａ，１０Ｂの上側に配置される上部側固定部材６と、上部側固定部材６と下側固定部材３１，３１のそれぞれとを連結固定することによりＨ形鋼１０Ａ，１０Ｂを介して保持部材３２を挟持して回転圧入鋼管杭２０をＨ形鋼１０Ａ，１０Ｂに固定する締め付けボルト４ａ，４ｂを備えて構成されている。

保持部材３２は、平板状の上部フランジ３２ａと下部フランジ３２ｂを備え、図２に示すように、上部フランジ３２ａと下部フランジ３２ｂの略中間位置に回転圧入鋼管杭２０の外側曲面形状に即した半円状の凹型ウェブ３２ｃが配置されている。また、凹型ウェブ３２ｃには回転圧入鋼管杭２０の側面に固定するための固定ボルト２ａ〜２ｃを挿通するためのボルト孔が２段にわたって複数設けられている。この凹型ウェブ３２ｃが保持部材３２を回転圧入鋼管杭２０へ取り付けるための取付部となる。尚、回転圧入鋼管杭２０の上部側の所定の位置には固定ボルト２ａ〜２ｃを挿通するための孔部が穿設されている。また、凹型ウェブ３２ｃの左右は外側へ延伸するようにして形成されており、平板状の平型ウェブ３２ｄ，３２ｄがそれぞれ配置されている。この部分が後述する下部側固定部材３１，３１によって支持固定される支持部となる。さらに、上部フランジ３２ａと下部フランジ３２ｂの間には補強のためのリブ３２ｅ，３２ｅが複数の箇所に設けられている。そして、保持部材３２，３２は、図３に示すように、二個一対として回転圧入鋼管杭２０の側面に対向するようにして取り付けられる。

保持部材３２の凹型ウェブ３２ｃには、凹型ウェブ３２ｃの曲面に即した凹面形状を有する外側補強板３６が配置されると共に、外側補強板３６に対向する位置の回転圧入鋼管杭２０の内側には回転圧入鋼管杭２０の曲面に即した凹面形状を有する内側補強板３５が配置される。そして、保持部材３２，３２は、内側補強板３５及び外側補強板３６を介在させた状態で回転圧入鋼管杭２０の側面に上下２段に配置された３本の固定ボルト２ａ〜２ｃによってしっかりと取り付けられる。また、Ｈ形鋼１０Ａ，１０Ｂの下面と保持部材３２，３２の上面との間にはガタつきなく固定するために緩衝部材３４が配設されている。

下部側固定部材３１，３１は、一対の保持部材３２，３２の互いの支持部同士を下側から支持するための部材であり、回転圧入鋼管杭２０の側面に対向するようにして取り付けられた一対の保持部材３２，３２の互いの支持部同士を下側から支持可能な長さに形成された断面が略四角形状の中空部を有する部材、例えば角筒部材によって形成されている。下部側固定部材３１の略中央には後述する長尺の締め付けボルト４ａ，４ｂを挿通するための孔部が穿設されている。尚、本実施形態では下部側固定部材３１は、強度を確保するために角筒部材を用いることとしたが、これに限るものではなく、平板状の金属製プレートを用いることもできる。

上部側固定部材６は、下部側固定部材３１と同様に、断面が略四角形状の中空部を有する部材、例えば角筒部材によって形成され、左右の端部近傍の所定箇所には後述する長尺の締め付けボルト４ａ，４ｂを挿通するための孔部が穿設されている。尚、本実施形態では上部側固定部材６は、下部側固定部材３１と同様に、強度を確保するために角筒部材を用いることとしたが、これに限るものではなく、平板状の金属製プレートを用いることもできる。上部側固定部材６は、Ｈ形鋼１０Ａ，１０Ｂに対して直交するようにしてその上部側に配置される。

締め付けボルト４ａ，４ｂは、上部側固定部材６と下部側固定部材３１とを連結固定するための長尺のボルト材である。締め付けボルト４ａ，４ｂによって上部側固定部材６と下部側固定部材３１をＨ形鋼１０Ａ，１０Ｂに押圧固定することにより桁材であるＨ形鋼１０Ａ，１０Ｂは回転圧入鋼管杭２０にしっかりと固定される。尚、締め付けボルト４ａ，４ｂを固定するナット５ａ〜５ｄは緩みが生じないように２つのナットによって固定するようにしている。

［回転圧入鋼管杭の接続金具の使用方法］
次に、上述した回転圧入鋼管杭の接続金具の使用方法について説明する。初めに、回転圧入鋼管杭２０を打設するための杭打機５０の構成について説明する。図５は杭打機５０の構成及び杭打ち工程を示す説明図である。杭打機５０は、図５に示すように、運転室を有する車体５１と、この車体５１より立設可能なリーダ５２と、このリーダ５２を支えるステー５３と、リーダ５２の頂部より下降しながら１本目の回転圧入鋼管杭２０ａを地中に貫入するオーガ５４と、回転圧入鋼管杭２０ａの下端を保持して回転圧入鋼管杭２０が振れるのを防止する振れ止め５５とを備えて構成されている。

次に、杭打機５０による回転圧入鋼管杭２０の打設について説明する。初めに、図示しないタワークレーンの建設予定地に杭打機５０を搬入する。そして、図５（ａ）に示すように、１本目の回転圧入鋼管杭２０ａの上端を杭打機５０のオーガ５４に取り付け、回転圧入鋼管杭２０ａの下端を振れ止め５５の内部に挿通する。次に、オーガ５４を駆動して回転圧入鋼管杭２０ａを回転させながら下降させ、その過程で螺旋状の羽根１０２を地中にねじ込ませながら回転圧入鋼管杭２０ａを徐々に下降させていく。図５（ｂ）に示すように、オーガ５４が地表近くまで下降した時点でオーガ５４の駆動を停止する。そして、必要があれば２本目の回転圧入鋼管杭２０ｂの上端をオーガ５４に取り付けて溶接によって回転圧入鋼管杭２０ｂの下端を１本目の回転圧入鋼管杭２０ａの上端に連結する。その後、圧入鋼回転管杭２０ａの場合と同様にして回転圧入鋼管杭２０ｂの圧入を実施する。この状態が図５（ｃ）である。以下、同様にして回転圧入鋼管杭２０を桁材であるＨ形鋼１０Ａ，１０Ｂに対応する所定位置に打設する。

次に、図１を参照しつつ、回転圧入鋼管杭の接続金具１の取り付け手順について説明する。図示しない台座の桁材であるＨ形鋼１０Ａ，１０Ｂに対応する所定位置（本実施形態では４箇所）に打設された４本の回転圧入鋼管杭２０，２０に対し、図１〜図４に示すように回転圧入鋼管杭２０の上端に回転圧入鋼管杭の接続金具１を取り付ける。具体的には、回転圧入鋼管杭２０の上端側の側面に保持部材３２，３２の凹型ウェブ３２ｃを当接させて固定ボルト２ａ〜２ｃによって固定する。そして、同様にしてもう一方の保持部材３２も対向する位置に取り付ける。これをＨ形鋼１０Ａ，１０Ｂの４箇所について実行する。このとき、保持部材３２，３２とＨ形鋼１０Ａ（または１０Ｂ）の下面の間に緩衝部材３４を介在させておく。

次に、Ｈ形鋼１０Ａ（または１０Ｂ）の上面の所定位置に上部側固定部材６を配置し、保持部材３２，３２の下の所定位置に一対の下部側固定部材３１，３１を配置し、上部側固定部材６と下部側固定部材３１，３１に設けられた締め付けボルト４ａ，４ｂを挿通するための孔部をそれぞれ合致させ、この孔部に締め付けボルト４ａ，４ｂを貫通させる。このとき、締め付けボルト４ａ，４ｂの上端に予めナット５ｃ，５ｄを取り付けておくとよい。そして、締め付けボルト４ａ，４ｂを上部側固定部材６と下部側固定部材３１，３１の孔部に挿通した後、締め付けボルト４ａ，４ｂの下側にナット５ａ，５ｂをねじ込み、上部側固定部材６と下部側固定部材３１，３１が水平になり、且つ、下面全域がＨ形鋼１０Ａ（または１０Ｂ）の上面に密着するようにナット５ａ，５ｂを締着して上部側固定部材３及び一対の下部側固定部材３１，３１によってＨ形鋼１０Ａ，１０Ｂにしっかりと固定する。これを４箇所について実行することにより回転圧入鋼管杭の接続金具１の取り付けが完了する。最後に、図示しないタワークレーンを支持するマスト３０の下端をＨ形鋼１０Ａ，１０Ｂの保持具４０に挿入して固定する。

建築作業が終了し、図示しないタワークレーン及びマスト３０を撤去した後、ナット５ａ〜５ｄを緩めてＨ形鋼１０Ａ，１０Ｂから上部側固定部材３及び一対の下部側固定部材３１，３１を取り外す。次いで、固定ボルト２ａ〜２ｃを緩めて保持部材３２，３２を回転圧入鋼管杭２０から取り外す。回転圧入鋼管杭の接続金具１が取り外されたら杭打機５０によって打ち込み方向とは反対方向に回転圧入鋼管杭２０を回転させて回転圧入鋼管杭２０を引き抜く。そして、引き抜かれた回転圧入鋼管杭２０及び回転圧入鋼管杭の接続金具１を他の施工現場へ搬送し、上述した打設工程及び回収工程を繰り返す。

また、上述の手順とは異なる回転圧入鋼管杭の接続金具１の別の取付方法として以下に示す手順を用いることもできる。４本の回転圧入鋼管杭２０を所定の箇所に打設し、一対の保持部材３２，３２を取り付けた後、締め付けボルト４ａ，４ｂの下端側に下部側固定部材３１，３１を挿通すると共に、上端側に上部側固定部材６に挿通し、ナット５ａ〜５ｄによってそれぞれ仮止め状態とする。そして、上部側固定部材６をＨ形鋼１０Ａ（または１０Ｂ）の上面に配置すると共に、一対の下部側固定部材３１，３１を保持部材３２，３２の下側に配置する。そして、ナット５ａ〜５ｄを締着することにより、上部側固定部材３及び一対の下部側固定部材３１，３１によってＨ形鋼１０Ａ，１０Ｂにしっかりと固定する。これを４箇所について実行することにより回転圧入鋼管杭の接続金具１の取り付けが完了する。最後に、図示しないタワークレーンを支持するマスト３０の下端をＨ形鋼１０Ａ，１０Ｂの保持具４０に挿入して固定する。

以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。

１ 回転圧入鋼管杭接続金具
２ａ〜２ｆ 固定ボルト
４ａ，４ｂ 締め付けボルト
５ａ〜５ｄ ナット
６ 上部側固定部材
１０Ａ，１０Ｂ Ｈ形鋼
２０，２０ａ，２０ｂ 回転圧入鋼管杭
３０ マスト
３１ 下部側固定部材
３２ 保持部材
３２ａ 上部フランジ
３２ｂ 下部フランジ
３２ｃ 凹型ウェブ
３２ｄ 平型ウェブ
３２ｅ リブ
３４ 緩衝部材
３５ 内側補強板
３６ 外側補強板
４０ 保持具
５０ 杭打機
１０２ 羽根

Claims (5)

1. 台座を構成する桁材に、側面に螺旋状の羽根を備えた断面略円筒形状の回転圧入鋼管杭を連結固定するための回転圧入鋼管杭の接続金具において、
   前記回転圧入鋼管杭の側面に取り付けるための取付部と、前記取付部から延伸するようにして形成された支持部を有する一対の保持部材と、
   一対の前記保持部材の互いの支持部同士を下側から支持可能な長さに形成された一対の下部側固定部材と、
   前記桁材の上部に配置される上部側固定部材と、
   前記上部側固定部材と一対の前記下側固定部材のそれぞれとを連結固定することにより前記桁部材を介して前記保持部材を挟持して前記転回圧入鋼管杭を前記桁部材に固定する締め付けボルトと、
   を備えて構成されたことを特徴とする回転圧入鋼管杭の接続金具。
2. 請求項１に記載の回転圧入鋼管杭の接続金具において、
   前記保持部材は、
   平板状の上部フランジと下部フランジを備え、
   前記上部フランジと下部フランジの略中間位置には前記回転圧入鋼管杭の外側曲面に即した形状の凹型ウェブが配置され、前記凹型ウェブには固定ボルトを挿通するためのボルト孔が複数設けられると共に、前記凹型ウェブの左右には平板状の平型ウェブがそれぞれ配置され、さらに、所定箇所に補強のためのリブが設けられていることを特徴とする回転圧入鋼管杭の接続金具。
3. 請求項１又は２に記載の回転圧入鋼管杭の接続金具において、
   前記上部側固定部材及び／又は前記下側固定部材は、断面が略四角形状の中空部を有する部材であることを特徴とする回転圧入鋼管杭の接続金具。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の回転圧入鋼管杭の接続金具において、
   前記保持部材の前記凹型ウェブには、当該凹型ウェブの曲面に即した凹面形状を有する外側補強板が配置されると共に、前記外側補強板に対向する位置の前記回転圧入鋼管杭の内側には前記回転圧入鋼管杭の曲面に即した凹面形状を有する内側補強板が配置されたことを特徴とする回転圧入鋼管杭の接続金具。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の回転圧入鋼管杭の接続金具において、
   前記桁材と前記保持部材との間に緩衝部材を配置したことを特徴とする回転圧入鋼管杭の接続金具。

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