JP2800656B2

JP2800656B2 - 地すべり抑止用鋼管杭

Info

Publication number: JP2800656B2
Application number: JP5252601A
Authority: JP
Inventors: 敏雄篠原; 久壽島岡; 公寿高野; 慎吾水谷; 博之前野; 弘夫浅川
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1993-09-14
Filing date: 1993-09-14
Publication date: 1998-09-21
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: JPH0782738A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ネジ継手部により継
杭される地すべり抑止用鋼管杭に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地すべり抑止用鋼管杭は、地すべり地帯
に設置されるので、その施工場所は重機等の搬入が困難
な急斜地であることが多く、打撃により杭を打ち込むこ
とが不可能なため、オーガーなどによりプレボーリング
した孔に杭を建て込んでいる。ところで、地すべり抑止
用鋼管杭の全長は、現地の状況によって相違するが、一
般に２０〜３０ｍに達する場合が多い。しかし、輸送等
の制限があるため、８ｍ程度の鋼管杭を現場で継杭しな
がら施工するのが通常である。この継杭作業は、不安定
な環境下で行なわれるため、迅速且つ確実な作業が強く
要求される。また、地すべりの崩壊面は、どの面で起こ
るかを予測することが難しいため、地すべり抑止用鋼管
杭は継杭継手部を含むほぼ全長にわたって、どの部分で
も設計上必要な強度以上の断面諸性能を有していなけれ
ばならないことが多い。

【０００３】従来、地すべり抑止用鋼管杭の継杭は現場
での溶接作業によって実施されている。しかしながら、
このような作業環境が悪い所での現場溶接は、下記に示
す問題点を有している。現在の慣用サイズの鋼管は厚さが大きいため、１箇
所の溶接に時間が長くかかる。作業環境が悪いため、溶接品質が落ちやすく、継手
強度の確保が容易でない。労働条件が悪いため、優れた溶接技能工を確保しに
くい。現場溶接では溶接品質を確保することが困難なた
め、高張力鋼を使用しにくい。

【０００４】以上述べたことから、継杭作業を前提とす
る地すべり抑止用鋼管杭の施工においては、下記に示す
ような特性を全て満たすことが求められている。継杭作業が容易で、且つ、作業時間が短いこと。鋼管杭同士の継手部の品質が作業環境および技量に
影響されることなく良好に確保されること。継手部の強度が鋼管杭本体（以下、「杭本体」とい
う）と同等以上であること。継手部の外径が杭本体よりも大きくならないこと。杭本体が高張力鋼の場合でも適用できること。

【０００５】地すべり抑止用鋼管杭では、以上述べたよ
うに、溶接による継杭方法が従来使用されていたが、こ
れに代わって継杭にネジ継手を使用する方法が検討され
ている。これについては、既に、以下に示す技術が開示
されている。

【０００６】（１）実開昭５９−９８９２３号公報：
（以下、「先行技術１」という）先行技術１は継手管による地すべり抑止用鋼管杭に関す
るものであり、鞘管と称する継手管に両端より雌ネジの
テーパネジを設け、杭本体の端部には雄ネジのテーパネ
ジを設けて、これらの雌・雄のテーパネジにより継手管
を介して上下の杭本体を接続している。このような、先
行技術１のテーパネジ付継手管は、継手管の外径が杭本
体よりも大きいので、強度上は問題なく設計することが
できるが、ネジ継手部の外径が大きいと、地盤の削孔径
も大きくせざるを得ず、その結果、削孔量が増え、施工
費が増大する。このため、全体工事費が従来の溶接方法
よりも大きくなり、現実的でない。

【０００７】（２）実開平２−１１２７２８号公報：
（以下、「先行技術２」という）先行技術２は建造物等の基礎杭を対象としたネジ継手鋼
管杭に関するものであり、杭本体の一端側に雄ネジ部を
設け、他端側は拡径してから雌ネジ部を設けて杭本体同
士を接続するものである。従って、拡径部の外径が先行
技術１と同様に杭本体よりも大きくなり、しかも雄ネジ
部の各部で断面積と断面係数が小さくなるため、継手部
の引張耐力および曲げ耐力が杭本体よりも小さくならざ
るを得ないこととなり、特に大きな曲げ耐力を必要とす
る地すべり抑止用鋼管杭には適用できないものである。

【０００８】（３）実開昭５６−１３００３４号公報、
実開昭５７−１３３６４５号公報：（以下、「先行技術
３」という）先行技術３は内側にネジ継手管を有する鋼管杭に関する
ものであり、この先行技術３では以下に図４で示すよう
に、ネジ継手部の外径は杭本体と同じである。杭本体に
設けられた雌ネジ継手部は、鋼管杭端部を増肉してから
ネジ切り加工を施しているように判断できる。従って、
雌ネジ継手部での断面積および断面係数は、杭本体と同
等に確保されている。一方、雄ネジ継手部の内側継手管
の中央付近においては、杭本体と同じ曲げ耐力を確保す
るのは困難である。または、可能であっても、厚さが著
しく大きくなって不経済になる。

【０００９】図４は先行技術３の杭の継手部を示す断面
図である。図４において、１４は雄ネジ継手部３を有す
る内側継手管、そして、１５は雌ネジ継手部２を有する
杭本体である。内側継手管１４の部分１３は、杭本体１
５と同じ曲げ耐力が要求される。しかし、この部分１３
は、外径が杭本体１５より大幅に小さくなるので著しく
厚くならざるを得ない。例えば、杭本体１５を、外径φ
３００ｍｍ×厚さｔ３０ｍｍとすると、その断面係数Ｚ
は、“Ｚ＝１５７０ｍ³”になる。今、ネジ山高さを図
４のように５ｍｍとすると、内側継手管１４のネジ谷部
における外径は、“３００−２×（３０＋５）＝２３０
ｍｍ”となる。内側継手管１４の材料強度が杭本体１５
と同じである場合、内側継手管１４の断面係数は杭本体
１５と同じ値が必要になる。しかし、内側継手管１４の
外径が２３０ｍｍでは、内側継手管１４の厚さＴを最大
限の１１５ｍｍにしても、“Ｚ＝１５７０ｍ³”を確保
することができない。即ち、設計不可能ということにな
る。また、内側継手管１４の材料強度が杭本体１５の
１．４倍とすると、内側継手管１４の必要断面係数は、
“Ｚ＝１５７０÷１．４＝１１２１ｃｍ³”となる。こ
のときの内側継手管１４の厚さＴは５８ｍｍになる。材
料強度が高くこのように厚さが大きい鋼管を製造するこ
とは可能ではあるが、製造コストが著しく高くならざる
を得ず、経済的に不利である。

【００１０】（４）特開平４−７０４１４号公報：（以
下、「先行技術４」という）先行技術４は、先行技術３と同様に内側継手管を有する
鋼管杭に関すものである。この先行技術４では、外側雌
ネジ継手部を若干外側に増肉することにより曲げ耐力を
確保しようとしている。しかし、内側雄ネジ継手部は、
先行技術３と同じ問題点を有しており、地すべり抑止用
の鋼管杭としては実現性は著しく低い。

【００１１】以上述べた先行技術１から４は、先行技術
１を除き、一般の鋼管杭を対象としたものであり、これ
らを外径が小さく厚さが大きいという特徴を有する地す
べり抑止用鋼管杭に適用しても、継手部において杭本体
と同じ曲げ耐力を確保することが困難または著しく不経
済になり、実現性が低い。

【００１２】（５）次に、コンクリート杭について比較
説明する。コンクリート杭においては、次に示すよう
な、ネジ継手により継杭する技術が開示されている。実開昭６０−１９５３２８号公報、実開昭６１−８４７
３４号公報、実開昭６２−１９０７３０号公報、特開昭
６２−２５８０１７号公報、特開昭６４−２１１１６号
公報：（以下、「先行技術５」という）上記のコンクリ
ート杭用ネジ継手に関する先行技術５は、建造物の基礎
杭を対象としたものであり、地すべり抑止用としての用
途は配慮されていないと思われる。実開昭６２−１９０
７３０号公報を除いて、継手部の外径は杭本体と同じで
あるが、鋼管杭の場合のように、継手部の曲げ耐力の確
保は大きな問題とならない。その理由は、コンクリート
杭と鋼管杭との材料強度の違いにある。ちなみに、材料
強度は、コンクリート杭が３００〜１０００ｋｇ／ｃｍ
²で、鋼管杭は４０００〜８０００ｋｇ／ｃｍ²であ
る。コンクリート杭の場合、継手部は鋼材で形成される
ため、継手部の断面係数が杭本体よりも著しく小さくて
も強度が前述のように本体強度の数十倍高いため、杭本
体と同じ曲げ耐力が確保されやすい。（曲げ耐力＝断面
係数×材料強度）。

【００１３】一方、鋼管杭においては、継手部の材料強
度は杭本体と同じか、または、高くても２倍程度までの
違いであるため、継手部の断面係数が杭本体より著しく
小さいと曲げ耐力の確保が難しくなる。

【００１４】このようなことから、基礎杭に比べて、外
径が小さく厚さが大きいという特徴を有する地すべり抑
止用鋼管杭の場合、ネジ継手部の外径が杭本体より大き
くならないという制限のもとでは、雄ネジ継手部におけ
る断面係数を大きくとることは容易でない。また、先行
技術１を除き先行技術２から５の例にみられるように、
ネジが杭本体の軸心と平行になるようなネジ継手では、
特に難しい。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従って、この発明は、
地すべり抑止用鋼管杭に要求される特性として、継手部
の外径が杭本体より大きくならないという制限のもと
で、下記に示す全ての条件を満たすことを課題としてい
る。継杭作業の能率が上がること。継手部の品質が作業環境や作業者の技量等に左右さ
れることなく一定の高品質に確保できること。継手部の曲げ強度が杭本体と同等以上であること。杭本体が高張力鋼の場合でも適用可能であること。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、端部に雌ネ
ジ継手部を有する鋼管杭本体と、端部に雄ネジ継手部を
有する鋼管杭本体とをネジ込み結合してなる地すべり抑
止用鋼管杭であって、前記雌ネジ継手部および前記雄ネ
ジ継手部の外径は前記鋼管杭本体の外径と実質的に同一
であり、前記雌ネジ継手部および前記雄ネジ継手部は、
数回転でネジ込みが完了するように設定された傾斜およ
びネジ山高さとネジ山間隔を有するテーパ状のネジ継手
からなり、且つ、前記雌ネジ継手部および前記雄ネジ継
手部のネジ終点部における断面係数と材料強度の積が、
前記鋼管杭本体の断面係数と材料強度の積よりも大であ
ることに特徴を有するものである。この場合において、
具体的には、前記雌ネジ継手部および前記雄ネジ継手部
の材料強度を前記鋼管杭本体の材料強度より大きくし、
または前記ネジ終点部における肉厚を前記鋼管杭本体の
肉厚より大きくする。前記雄ネジ継手部には、ネジ込み
完了時に前記雌ネジ継手部の先端面が当接する位置にシ
ョルダー部が設けられていることが好ましい。前記雌ネ
ジ維手部および前記雄ネジ継手部は、前記鋼管杭本体の
端部をアップセット加工によりまたは遠心力鋳造法によ
り増肉した部分に形成することが好ましい。前記雌ネジ
継手部および前記雄ネジ継手部は、前記鋼管杭本体より
も材料強度が高い鋼管にネジ加工を施した継手管を、前
記鋼管杭本体に溶接してなることが好ましい。前記雌ネ
ジ継手部および前記雄ネジ継手部は、前記鋼管杭本体よ
りも厚さが大きい鋼管にネジ加工を施した継手管を、前
記鋼管杭本体に溶接してなることが好ましい。更に、前
記雄ネジ継手部は、その先端部に非ネジ部を有すること
が好ましい。

【００１７】

【作用】次に、この発明を、上述のように構成した理由
を、図面を参照しながら説明する。

【００１８】（１）鋼管杭同士は、ネジ継手により継杭
される。図１はこの発明の地すべり抑止用鋼管杭の継手部を示す
断面図である。この発明の地すべり抑止用鋼管杭は、管
端に雌ネジ継手部２を有する鋼管杭本体１ａと、管端に
雄ネジ継手部３を有する鋼管杭本体１ｂとを継杭するこ
とにより形成される。継杭作業は、先行鋼管杭１ａの雌
ネジ継手部２に、後行鋼管杭１ｂの雄ネジ継手部３を当
接し、後行鋼管杭１ｂを回転させネジ込んで結合するこ
とにより実施される。このように、雄ネジ継手部３と雌
ネジ継手部２とによるネジ継手構造とすることにより、
継杭に溶接が不要となり、作業環境または作業員の技量
に左右されずに、所定の強度の継手を有する地すべり抑
止用鋼管杭を得ることができる。

【００１９】（２）雌ネジ継手部および雄ネジ継手部の
外径は、杭本体の外径と同一、または、ほぼ同一とす
る。雌ネジ継手部および雄ネジ継手部の外径を杭本体の外径
より大きくすれば、雌ネジ継手部および雄ネジ継手部か
らなる継手部の曲げ強度を容易に大きくすることができ
る。しかしながら、地すべり抑止用鋼管杭の場合、杭の
外径は地盤を先行削孔する孔の径（以下、「削孔径」と
いう）よりも小でなければならないので、継手部外径を
大きくすれば削孔径も大きくする必要がある。継手部の
構造上の都合で削孔径を大きくすることは、削孔量およ
び費用も増大し、著しく不経済な工法になり、実用上実
現不可能である。従って、雌ネジ継手部および雄ネジ継
手部の外径は、杭本体の外径と実質的に同一とする。

【００２０】（３）雌ネジ継手部および雄ネジ継手部
は、数回転でネジ込みが完了するように設定された傾斜
およびネジ山高さとネジ山間隔を有するテーパ状に形成
する。現場での継杭作業は、孔の中に雌ネジ継手部を上端
に位置させて先行杭を設置した後、雄ネジ継手部を下端
に位置させて後行杭をクレーン等で吊り下げて上下杭の
ネジ継手部を当接して噛み合わせネジ込むことにより行
なわれる。しかしながら、長尺重量物である後行杭がブ
ラブラ揺れて両者を合わせにくいため、雌ネジ継手部２
および雄ネジ継手部３が、図２に示すような一般に用い
られる平行状の平行ネジの場合、上下杭の芯が数ｍｍで
も合わないと、ネジ同士を噛み合わせることができな
い。一方、図１、図３に示すように、テーパ状のテーパ
ネジにすれば、容易に噛み合わせることができる。多少
のずれがあっても噛み合わせ可能である。図１におい
て、１６はテーパを示す。

【００２１】必要なネジ山の数は、そのピッチ等に
より異なるが、我々の試設計によれば、１５〜３０山程
度になる。図２に示すような平行ネジの場合、噛み合わ
せてからネジ込み完了までにネジ山の数だけ後行杭を回
転させる必要がある。地すべり抑止用鋼管杭の施工現場
は、一般に山腹の狭い斜面上であるため、作業環境が極
めて悪く、特殊なあるいは大型の機械を使用しにくく、
平行ネジは不適である。一方、図３に示すようなテーパ
ネジは、テーパの傾斜とネジ山の高さと間隔を適当に調
整することにより、人力により数回転でネジ込みを完了
させることができる作用を有している。実用上、回転数
は２〜６回程度に設定するのが好ましい。また、ネジ込
みに必要な回転数は一般に良く知られている次式で求め
られる。

【００２２】（４）雌ネジ継手部および雄ネジ継手部の
ネジ終点部における断面係数と材料強度の積を杭本体の
断面係数と材料強度の積よりも大とする。これによっ
て、地すべり抑止用鋼管杭のネジ継手部において杭本体
と同等以上の曲げ強度を確保することができる。地すべり抑止用鋼管杭の特性として、地中における極め
て高い曲げ力に耐え得ることが要求されるから、ネジ継
手部においても高い曲げ強度を確保することが不可欠な
条件となる。ネジ継手部において杭本体と同等以上の高
い曲げ強度を確保するためには、雌ネジ継手部および雄
ネジ継手部は、一般には下記（ａ）および（ｂ）の条件
のうち、何れか１つまたは両方を満足することが必要で
ある。（ａ）雌ネジ継手部および雄ネジ継手部は、その材料強
度が、杭本体の材料強度よりも大であること。（ｂ）雌ネジ継手部および雄ネジ継手部は、そのネジ終
点部の厚さが、杭本体の厚さよりも大であること。

【００２３】図５は従来技術による継手部における力の
伝達機構を説明する断面図であり、端部に雌ネジ継手部
２を有する杭本体１同士が、雄ネジ継手部３を有する内
側継手管１４を介して継杭されている。図５に示すよう
に、継手部９付近にはＭｏという曲げモーメントが作用
しているとき、断面Ａ，Ｂ，Ｇ，Ｋ，Ｍ部には、それぞ
れＭｏの曲げモーメントが作用し、断面Ｄ，Ｅ，Ｉ，Ｊ
部にはそれぞれ約１／２Ｍｏの曲げモーメントが作用す
る。また、断面Ｃ，Ｆ，Ｈ，Ｌ部の曲げモーメントは殆
ど零である。従って、雄ネジ継手部３においては、Ｇ部
断面の耐荷力が問題となるが、Ｇ部の外径は杭本体１よ
り相当小さくなるため、必要断面係数の確保が容易でな
い。一方、Ｃ，Ｆ，Ｈ，Ｌ部は、余裕が十分ある。この
特性を生かした継手が、本発明鋼管杭に係る継手構造で
ある。

【００２４】図６は従来技術による継手部における力の
伝達機構を説明する断面図であり、端部に雌ネジ継手部
２を有する杭本体１と、端部に雄ネジ継手部３を有する
杭本体１とが、雌ネジ継手部２と雄ネジ継手部３とを介
して継杭されている。図６に示すように、継手部９付近
にＭｏという曲げモーメントが作用しているとき、断面
Ａ，Ｂ，Ｇ，Ｈ部には、それぞれＭｏの曲げモーメント
が作用し、断面Ｄ，Ｅ部にはそれぞれ約１／２Ｍｏの曲
げモーメントが作用する。また、断面Ｃ，Ｆ部の曲げモ
ーメントは殆ど零であり、Ｇ部はその外径が小さいた
め、必要断面係数を確保するのが容易でない。

【００２５】図７は本発明鋼管杭の継手部における力の
伝達機構を説明する断面図であり、端部にテーパネジの
雌ネジ継手部２を有する杭本体１と、端部にテーパネジ
の雄ネジ継手部３を有する杭本体１とが、雌ネジ継手部
２と雄ネジ継手部３とを介して継杭されている。断面Ｇ
部は、杭本体のＡ，Ｈ部と同じ曲げ耐荷力を要求される
が、殆ど耐荷力を必要としないＦ部を薄くすることによ
り、Ｇ部の外径を大きくとることができる。その結果、
Ｇ部の厚さを杭本体より若干大きくするか、雄ネジ継手
部３（または雄ネジ継手部３および雌ネジ継手部２）の
材料強度を上げることにより容易に杭本体と同じ曲げ強
度を確保できる。

【００２６】図８は上記（ａ）および（ｂ）のいずれの
条件も満足しないこの発明範囲外の雄ネジ継手部と雌ネ
ジ継手部との継手部構造を示す断面図である。図８にお
いて、雄ネジ継手部３および雌ネジ継手部２は、杭本体
１と同じ強度である（杭本体１にそのままテーパネジの
ネジ継手部２、３が形成されている）。雄ネジ継手部３
のネジ終点部３ａ、雌ネジ継手部２のネジ終点部２ａの
厚さは、杭本体１の厚さよりもやや小さくなっている。
図８のような継手部構造では、ネジ終点部２ａ，３ａの
双方とも、断面積および断面係数が杭本体１よりも小さ
くならざるを得ない。このため、ネジ継手部２、３の剪
断耐荷力、引張耐荷力および曲げ耐荷力は杭本体１より
も小さくなる。この場合には、杭の設計強度は継手部の
耐力で決まり、不経済な設計となる。

【００２７】図９は上記（ａ）の条件を満足するこの発
明の雄ネジ継手部と雌ネジ継手部との継手部構造を示す
断面図である。図９は、雌ネジ継手部２および雄ネジ継
手部３の材料強度が杭本体１よりも大となっている。

【００２８】図１０および図１１は上記（ｂ）の条件を
満足するこの発明の雄ネジ継手部と雌ネジ継手部との継
手部構造を示す断面図である。図１０は、雌ネジ継手部
２および雄ネジ継手部３のネジ終点部２ａおよび３ａの
厚さが杭本体１の厚さよりも大である。また、図１１
は、雄ネジ継手部３のネジ終点部３ａの厚さが杭本体１
の厚さよりも大である。

【００２９】上記（ａ）および（ｂ）の条件のうちのど
ちらを用いるかは、継手部のテーパの傾斜、ネジ山の間
隔（ピッチ）、ネジ山の高さ、ネジ部の長さ、ネジの設
計条件、加工性および製作コスト等から適宜選ぶことが
できる。

【００３０】（５）雄ネジ継手部の、ネジ込み完了時に
雌ネジ継手部の先端面が当接する位置にショルダー部を
設ける。図９から図１１に示すように、雄ネジ継手部３の付け根
の、ネジ込み完了時に雌ねじ継手部２の先端面が当接す
る位置には、ショルダー部８が設けられている。図１２
は曲げモーメントを受けた継手部を示す断面図、図１３
はショルダー部がない場合の継手部の圧縮側を示す断面
図、図１４はショルダー部がある場合の継手部の圧縮側
を示す断面図である。図１２に示すように、ネジ継手部
２、３に鋼材の降伏応力度を超えるような大きな曲げモ
ーメントが作用すると、ネジ継手部２、３の円環状断面
は変形を生じ、図１３に示すように、圧縮側では、雌ネ
ジ継手部２のネジ山が矢印Ｃの方向に動き、雄ネジ継手
部３のネジ山は矢印Ｄの方向に動き、互いにネジ山を乗
り越えて外れようとし、ついには急激に曲げ耐荷力が低
下する。一般用鋼管杭の設計においては、鋼材の降伏応
力度を超えない範囲で設計されるが、地すべり抑止用鋼
管杭においては、杭に実際に作用する地すべり力を正確
に推定することは極めて難しいために、設計上設定した
値よりも大きな曲げモーメントが杭に発生することがし
ばしば生じる。従って、地すべり抑止用鋼管杭の継手部
には、鋼材が降伏した後も杭本体と同程度の耐荷性能が
要求される。そこで、図１４に示すように、雌ネジ継手
部２の先端面が雄ネジ継手部３のショルダー部８に当接
していると、ネジ山を乗り越えようとする動きが拘束さ
れ、継手部も杭本体と同程度の曲げ耐荷性能を有するこ
とができる。また、雌ネジ継手部の先端面がショルダー
部に突き当たることで、所定の長さまでネジ込んだこと
を確認できるという施工管理上の重要な役割も果たす。

【００３１】（６）雌ネジ継手部および雄ネジ継手部
は、下記（ａ）、（ｂ）および（ｃ）のうち、少なくと
も何れか１つにより製造されることが好ましい。（ａ）雌ネジ継手部および雄ネジ継手部は、杭本体の端
部をアップセット加工または遠心力鋳造法により増肉し
た部分に形成する。（ｂ）雌ネジ継手部および雄ネジ継手部は、杭本体より
も材料強度が高い鋼管にネジ加工を施した継手管を、杭
本体に溶接して形成する。（ｃ）雌ネジ継手部および雄ネジ継手部は、杭本体より
も厚さが大きい鋼管にネジ加工を施した継手管を、杭本
体に溶接して形成する。

【００３２】図１５から図１７は、上記（ａ）のアップ
セット加工によるネジ継手部形成工程を示す断面図であ
る。図１５に示す杭本体１の端部に、図１６に示すよう
に増肉加工（アップセット加工）を施し、次いで、図１
７に示すようにネジ加工を施す。

【００３３】図１８は、上記（ｂ）、（ｃ）の溶接によ
るネジ継手部形成を示す断面図である。図１８中の４が
溶接部である。溶接は工場において実施することがで
き、現場溶接と異なり、良好な溶接品質が得られる。ま
た、高張力鋼でも良好に溶接ができる。

【００３４】（７）雄ネジ継手部の先端部に非ネジ部を
設ける。図１９は雄ネジ継手部の先端部を示す断面図である。図
１９に示すように、雄ネジ継手部３の先端部にネジの損
傷を防止するため、および、雌ネジ継手部に雄ネジ継手
部３を装入し易くするガイドにするため、突起状の非ネ
ジ部７を設ける。鋼管杭を孔中にクレーン６あるいはウ
インチで建て込む場合、図２０に示すように、その上端
をワイヤ５で結んで吊り上げるため、杭下端は地面上を
引きずられる。ネジ継手部を有する杭の場合、継手の噛
み合わせの都合から、雄ネジ継手部３が下端側になるの
が一般的であるため、そのネジ下端が損傷する恐れがあ
る。非ネジ部７は、その損傷を防止する作用も有してい
る。

【００３５】

【実施例】次に、この発明を図面に示す実施例に基づい
て、更に詳細に説明する。地すべり抑止杭には、曲げモ
ーメント、剪断力、引張力が作用し、継手部はこれらの
力に対して、杭本体部と同等またはそれ以上の耐荷力を
有する必要がある。この発明の鋼管杭のように、継手部
の外径が杭本体の外径と実質的に同じ場合には、曲げモ
ーメントに対する耐荷力が最大の問題となる。そこで、
継手部の曲げ強度について調べた。

【００３６】内径φ３１８．５ｍｍ×厚さｔ２５ｍｍの
寸法を有する鋼管を杭本体として使用した。前記杭本体
を２本用意し、１本の端部にテーパ状の雌ネジ継手部２
を、もう１本の端部にテーパ状の雄ネジ継手部３を、そ
れぞれ接続した。テーパは１／６であった。そして、こ
の２本を雌ネジ継手部２と雄ネジ継手部３とによりネジ
結合し（１０はネジ螺合部）、この発明の範囲内の地す
べり抑止用鋼管杭（以下、「本発明鋼管杭」という）を
調製した。調製した本発明鋼管杭の継手部の軸方向の断
面形状を図２１に示す。本発明鋼管杭は、杭本体１が６
８ｋｇ鋼、雌ネジ継手部２および雄ネジ継手部３が杭本
体１より材料強度が高い８０ｋｇ鋼からなっており、杭
本体１と雌ネジ継手部２、雄ネジ継手部３とは工場にお
いて溶接によって接続を実施した。４はその溶接部であ
る。

【００３７】次いで、図２２に示すように継手部９を中
心にして両端を支点１１の上に載置した。次いで、継手
部９の両側上面の載荷点１２から下方に荷重Ｐをかける
ことにより、４点載荷純曲げ試験を実施し、曲げ耐荷力
を調べた。その結果を図２３に示す。なお、試験におい
ては、図２２に示すように、支点１１，１１間の距離は
５４００ｍｍ、荷重をかける載荷点１２，１２間の距離
は１５００ｍｍであった。比較のため、本発明鋼管杭に
使用した鋼管杭１と同寸法、同材質の鋼管（以下、「比
較用鋼管」という）を使用し、同条件の４点載荷純曲げ
試験を実施した。その結果を図２３に併せて示す。な
お、図２３において、Ａは本発明鋼管杭、そして、Ｂは
比較用鋼管を示し、全断面降伏荷重（１１８．４５ｔ
ｆ）、縁降伏荷重（８６．１５ｔｆ）は、鋼材の理論上
の耐荷力を示す。

【００３８】図２３に示すように、本発明鋼管杭はその
継手部において、比較用鋼管と同等以上の曲げ耐荷力を
有していた。この結果、本発明鋼管杭は、継手部を含む
ほば全長にわたってどの部分でも継手部なしの鋼管杭の
曲げ耐力と同等の耐荷力を均一に有していることがわか
る。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、以下に示す工業上有利な効果がもたらされる。継手部の外径が杭本体の外径と同じでありながら、
継手部は杭本体と同等以上の曲げ強度を確保することが
でき、継手部を含むほぼ全長にわたって継手部なしの鋼
管杭と同等の曲げ耐力が得られる。雌ネジ継手部および雄ネジ継手部からなる継手部の
外径が杭本体の外径と同じであるため、地盤の削孔径が
大きくならず、工事費が増大しない。継手部はテーパネジで結合するため、数回転でネジ
込みが完了し、継杭に要する施工時間が大幅に短縮され
る。即ち、外径φ３１８．５ｍｍ、厚さ２５ｍｍの鋼管
杭の場合で示すと、従来の溶接工法では、継杭１回に１
時間４０分程度の時間を消費したのに対し、本発明で
は、５分で終了する。特殊な機械および高度な技量を必要とせず、天候に
も左右されずに作業ができ、且つ、信頼性が高い継手構
造が得られる。ネジ込み作業は、一般的な作業員が、２
〜３人で人力によって実施することができる。杭本体が高張力鋼（例えば、６８ｋｇ鋼）の場合で
も、容易に継手部を設計、製造できる。ショルダー部により、ネジ山が互いに相手のネジ山
を乗り越えようとする動きが拘束され、継手部も杭本体
と同程度の曲げ耐荷性能を有することができ、また、雌
ネジ継手部の先端面がショルダー部に突き当たること
で、所定の長さまでネジ込んだことを確認でき、施工管
理上有利である。雄ネジ継手部の先端部に非ネジ部を設けることによ
り、施工時に万が一先端部が地面、あるいは重機その他
の機械等に衝突しても、雄ネジ継手部のネジ下端の損傷
が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の地すべり抑止用鋼管杭の１実施態様
を示す断面図である。

【図２】平行状の雄ネジ継手部と雌ネジ継手部との継手
部構造を示す断面図である。

【図３】テーパ状の雄ネジ継手部と雌ネジ継手部との継
手部構造を示す断面図である。

【図４】先行技術３の杭の継手部を示す断面図である。

【図５】従来技術による継手部における力の伝達機構を
説明する断面図である。

【図６】従来技術による継手部における力の伝達機構を
説明する断面図である。

【図７】本発明鋼管杭の継手部における力の伝達機構を
説明する断面図である。

【図８】この発明範囲外の雄ネジ継手部と雌ネジ継手部
との継手部構造を示す断面図である。

【図９】この発明の雄ネジ継手部と雌ネジ継手部との継
手部構造を示す断面図である。

【図１０】この発明の雄ネジ継手部と雌ネジ継手部との
継手部構造を示す断面図である。

【図１１】この発明の雄ネジ継手部と雌ネジ継手部との
継手部構造を示す断面図である。

【図１２】曲げモーメントを受けた継手部を示す断面図
である。

【図１３】ショルダー部がない場合の継手部の圧縮側を
示す断面図である。

【図１４】ショルダー部がある場合の継手部の圧縮側を
示す断面図である。

【図１５】アップセット加工によるネジ継手部形成工程
を示す断面図である。

【図１６】アップセット加工によるネジ継手部形成工程
を示す断面図である。

【図１７】アップセット加工によるネジ継手部形成工程
を示す断面図である。

【図１８】溶接によるネジ継手部形成を示す断面図であ
る。

【図１９】雄ネジ継手部の先端部を示す断面図である。

【図２０】杭を吊り上げる状況を示す側面図である。

【図２１】実施例に使用された本発明鋼管杭の継手部を
示す断面図である。

【図２２】実施例における試験方法を示す説明図であ
る。

【図２３】曲げ試験における本発明鋼管杭と比較用鋼管
の試験結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ鋼管杭本体２雌ネジ継手部２ａネジ終点部３雄ネジ継手部３ａネジ終点部４溶接部５ワイヤ６クレーン７非ネジ部８ショルダー部９継手部１０ネジ螺合部１１支点１２荷重をかける載荷点１３内側継手管の部分１４内側継手管１５杭本体１６テーパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者水谷慎吾東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者前野博之東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者浅川弘夫東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (56)参考文献特開昭64−71916（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−225422（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−151692（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E02D 5/24 101

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】端部に雌ネジ継手部を有する鋼管杭本体
と、端部に雄ネジ継手部を有する鋼管杭本体とをネジ込
み結合してなる地すべり抑止用鋼管抗であって、前記雌ネジ継手部および前記雄ネジ継手部の外径は前記
鋼管杭本体の外径と実質的に同一であり、前記雌ネジ継手部および前記雄ネジ継手部は、数回転で
ネジ込みが完了するように設定された傾斜およびネジ山
高さとネジ山間隔を有するテーパ状のネジ継手からな
り、且つ、前記雌ネジ継手部および前記雄ネジ継手部のネジ終点部
における断面係数と材料強度の積が、前記鋼管杭本体の
断面係数と材料強度の積よりも大であることを特徴とす
る地すべり抑止用鋼管抗。
【請求項２】前記雌ネジ継手部および前記雄ネジ継手
部の材料強度を前記鋼管杭本体の材料強度より大きく
し、または前記ネジ終点部における肉厚を前記鋼管杭本
体の肉厚より大きくしてなる請求項１記載の地すべり抑
止用鋼管杭。
【請求項３】前記雄ネジ継手部には、ネジ込み完了時
に前記雌ネジ継手部の先端面が当接する位置にショルダ
ー部が設けられている請求項１または２記載の地すべり
抑止用鋼管杭。
【請求項４】前記雌ネジ継手部および前記雄ネジ継手
部は、前記鋼管杭本体の端部をアップセット加工により
または遠心力鋳造法により増肉した部分に形成する請求
項１、２または３記載の地すべり抑止用鋼管杭。
【請求項５】前記雌ネジ継手部および前記雄ネジ継手
部は、前記鋼管杭本体よりも材料強度が高い鋼管にネジ
加工を施した継手管を、前記鋼管杭本体に溶接してなる
請求項１、２または３記載の地すべり抑止用鋼管杭。
【請求項６】前記雌ネジ継手部および前記雄ネジ継手
部は、前記鋼管杭本体よりも厚さが大きい鋼管にネジ加
工を施した継手管を、前記鋼管杭本体に溶接してなる請
求項１、２、３または４記載の地すべり抑止用鋼管杭。
【請求項７】前記雄ネジ継手部は、その先端部に非ネ
ジ部を有する請求項１から６のいずれか１つに記載の地
すべり抑止用鋼管杭。