JP3180610U - 杭の継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】杭に曲げモーメントが作用したときに外リングに大きな円周方向引張力や外側への離脱力が作用することが回避された杭の継手構造を提供する。
【解決手段】杭の継手構造が、反接続側の面の外周部に杭軸と直角な平面形状の肩部５ａ，５ｂを仕上げ形成し杭端に取り付けた端板２ａ，２ｂと、端板２ａ，２ｂの肩部５ａ，５ｂに遊嵌するとともに端板２ａ，２ｂの外周面に当接する円周凹溝１０を内周面に有し、杭長手方向の円錐テーパ１１を外面に有する、円周方向に複数分割された円筒状の内リング９と、内リング９に外嵌する杭長手方向の円錐テーパ１３を内面に有する円筒状の単一の外リング１２とからなる。
【選択図】 図２

Description

本考案は、杭の継手構造に関する。

従来より、杭は、現場溶接、または後述する特許文献１に示すような現場溶接が不要な機械式継手によって上下杭を接続し、例えば、長尺の基礎支持材等として供用されている。

溶接接合では溶接技能者を必要とし、その作業は天候に支配され、また溶接部の強度は作業者の技能によるところが多く信頼性に欠ける問題点があり、また溶接に長時間を要する問題がある。さらには、溶接資格者の確保の点でも難点がある。

これを解決するために本出願人らは、現場溶接が不要な機械式継手を開示している。この機械式継手は、杭の突き合わせ端部近傍の円周上に１条または複数条の断面台形状の溝又は突条を設け、その外径にこれと係合する突条又は溝を有し杭長手方向の円錐テーパを外面に有する円周分割円筒状の内リングを嵌め、この内リングに外嵌する杭長手方向の円錐テーパを内面に有する円筒状の外リングで締め付けることによって、上記突条と溝とを噛み合わせ、上下杭を圧着させると共に強固に締め付けるものである（例えば、特許文献１参照。）。上下杭の圧着は、外リングで内リングを締め付けたとき、断面台形状の溝の側壁とこれと噛み合う突条の側壁のテーパにより、杭に杭軸方向圧着力を与えるようになっている。

特許第３２７１７２５号公報

特許文献１に開示された機械式継手は、優れた特性を有し、賞用されているが、さらに改善すべき点として、次の問題があった。

杭端部近傍に設けた凹溝の側壁と突条の側壁面との接触部の勾配により生ずる分力により、上下の杭を杭軸方向に圧着させるので、強固な継手を実現することが出来るが、杭に曲げモーメントが作用した場合に、この曲げモーメントにより、内リングを押し開く大きな力が端板の肩部の接触部に加算されて作用する。このとき、内リングには外方に開く方向に大きな力（離脱力）が作用する。このため、外リングに大きな円周方向引張力や外側への離脱力が作用することとなるので、杭の耐力を確保するためには、外リングを強大にする必要があった。そうすると、外リングの質量が大きくなり、特に大径の杭では外リングを人力で取り扱うことが困難となる問題があった。また、外リングを強大にするために外リングを肉厚にすると、外リングの外径が杭の外径よりかなり大きくなるので、杭を中堀工法によって地中に沈設する時に、外リングの部分の沈設抵抗が増大し、杭の沈設作業能率が低下するという問題があり、地層や地盤の条件によっては沈設抵抗が過大となり、杭が高止まりする場合もあった。

本考案は、上記事情に鑑み、杭に曲げモーメントが作用したときに外リングに大きな円周方向引張力や外側への離脱力が作用することが回避された杭の継手構造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考案の杭の継手構造は、反接続側の面の外周部に杭軸と直角な平面形状の肩部を仕上げ形成し杭端に取り付けた端板と、上下杭のそれぞれの端板の上記平面形状の肩部に遊嵌するとともにその端板の外周面に当接するコの字状断面の円周凹溝を内周面に有し、杭長手方向の円錐テーパを外面に有する、円周方向に複数分割された円筒状の内リングと、この内リングに外嵌する杭長手方向の円錐テーパを内面に有する円筒状の単一の外リングとからなることを特徴とする。

本考案の杭の継手構造によれば、内リング内周面のコの字状断面の円周凹溝が、上下杭のそれぞれの端板の上記平面形状の肩部に遊嵌させるとともにその端板の外周面に当接させた状態で、内リングを外リングで締め付けることによって、上下杭を連結することとなるため、杭に曲げモーメントが作用したときに、外リングに大きな円周方向引張力や外側への離脱力が作用することが回避される。また、内リングの断面の引張力を十分に生かすことにより、例えば特許文献１に開示された機械式継手における内リング外リングと同一材料の内リング外リングを用いた場合に、継手の耐力が格段に向上する。

ここで、本考案の杭の継手構造は、上記内リングの外面と上記外リングの内面に、互いに噛み合う鋸歯状の凹凸断面を有する多条の抜け止め円周突条をそれぞれ設けたことが好ましい。

このような抜け止め円周突条を備えた杭の継手構造によれば、内リングの外面と外リングの内面とが強固に噛み合うため、テーパ面の締め付けが緩む方向に外リングが移動することが防止される。従って、例えば点溶接などの戻り止め施工を必要としない。

本考案によれば、杭に曲げモーメントが作用したときに外リングに大きな円周方向引張力や外側への離脱力が作用しない構造としたので、外リングの断面寸法を小さくすることができ、杭継手部の外径の増加が少なく、また、継手形成の作業性の向上を図った安価な杭の継手構造が提供される。

本考案の杭の継手構造についての一実施形態を示す一部破断側面図である。 図１に示すＡ部の部分拡大縦断面図である。 図１，図２に示す内リングと外リングの部分拡大縦断面図である。

以下、図面を参照して本考案の実施の形態を説明する。

図１は、本考案の杭の継手構造についての一実施形態を示す一部破断側面図である。また、図２は、図１に示すＡ部の部分拡大縦断面図である。

図１，図２に示す上側の杭１ａは、その下端に取り付けられた端板２ａにＰＣ鋼棒３ａの一端を定着し、コンクリート４にプレストレスを導入したプレキャストコンクリート杭である。端板２ａは、反接続側の面の外周部に杭軸と直角な平面形状の肩部５ａを設けてある。また、図１，図２に示す下側の杭１ｂも、その上端に取り付けられた端板２ｂにＰＣ鋼棒３ｂの一端を定着し、コンクリート４にプレストレスを導入したプレキャストコンクリート杭である。端板２ｂも、反接続側の面の外周部に杭軸と直角な平面形状の肩部５ｂを設けてある。通常、端板２ａ，２ｂは各面を機械加工によって仕上加工としているので、この肩部５ａ，５ｂも機械仕上面とするとよい。以上説明した端板２ａ，２ｂが、本発明にいう端板の実施例である。また、図１，図２に示すように、端板２ａ，２ｂの近傍の上下杭１ａ，１ｂの外周には補強板としての被覆金属円筒６ａ，６ｂを備えている。被覆金属円筒６ａ，６ｂは、端板２ａ，２ｂに取付ける近傍の直径を絞り７のように成形加工すると剛性が向上し、凹溝形成が容易になり好ましい。被覆金属円筒６ａ，６ｂの円周補強溝８（紐出し加工）は剛性を増すだけでなく、コンクリート４に食い込み密着性をよくし、抜け防止に大きな効果を発揮する。

図１，図２に示す内リング９は、円周方向に複数分割された円筒状のリングである。尚、この分割数は、例えば、２つ割りであってもよく、あるいは３つ割りや４つ割りであってもよい。内リング９は、上下杭１ａ，１ｂのそれぞれの端板２ａ，２ｂの平面形状の肩部５ａ，５ｂに遊嵌するとともにその端板２ａ，２ｂの外周面に当接するコの字状断面の円周凹溝１０を内周面に有する。円周凹溝１０の上下方向の幅は端板２ａ，２ｂの合計厚さより僅かに大きい（例えば１ｍｍ以内）。また、円周凹溝１０の溝底面は、内リング９を上下杭１ａ，１ｂの外周に装着したとき、端板２ａ，２ｂの外周面との間に隙間が生じないように形成されている。また、円周凹溝１０の側壁の上下端の隅角部には、組み立て容易性のために、丸味が施されている。内リング９の外面は杭の長手方向に円錐テーパ１１を付してある。このような内リング９は、例えば鋼板を図２に示す断面の平鋼板にロール圧延し、これを短尺に切断し、切断された部材をプレス等にて円弧状に湾曲加工すること等によって製造することができる。以上説明した内リング９が、本発明にいう内リングの実施例である。

図１，図２に示す外リング１２は、内リング９に外嵌する杭長手方向の円錐テーパ１３を内面に有する円筒状の単一のリングである。すなわち、外リング１２の内面は内リング９の外面の円錐テーパ１１と同一テーパを有する形状となっている。以上説明した外リング１２が、本発明にいう外リングの実施例である。

図１，図２に示すように、上下杭１ａ，１ｂを連結するとき、外リング１２を下側の杭１ｂに嵌めておき、内リング９を上下杭１ａ，１ｂの端板２ａ，２ｂの外周側に装着し、次いで外リング１２を矢印１５で示すように杭軸方向に移動させて、一定の推力を加えて内リング９の外周に押し込む。内リング９は、この外リング１２の円錐テーパ１３により円周凹溝１０の溝底面が端板２ａ，２ｂの外周面に圧着し、固定される。尚、内リング９は上下杭１ａ，１ｂと完全に締付け接続完了したときにも複数分割の合せ目１４は少し間隔が開いているような寸法となっている。

ここで、内リング９の外面と外リング１２の内面には、鋸歯状の凹凸断面を有し互いに噛み合う多条の抜け止め円周突条を形成してある。この抜け止め円周突条は図３（ａ）に内リング側の突条１１’、図３（ｂ）に外リング側の突条１３’の部分拡大縦断面図を示してある。この鋸歯状の歯形は、図３において内リング９に対して外リング１２を矢印１５方向に移動させるとき、すなわち円錐テーパ１１，１３によって内リング９を締め付ける方向に移動させるときは歯形の斜面上を進み、逆方向すなわち円錐テーパ１１，１３が緩む方向に移動するときは突条１１’，１３’が噛み合って動かない。従って、例えば点溶接などの戻り止め施工を必要としない。以上説明した突条１１’，１３’が、本発明にいう抜け止め円周突条の実施例である。

以上説明した、端板２ａ，２ｂと内リング９と外リング１２とからなる杭の継手構造は、端板の肩部にテーパを設けてこれと係合する内リングを用いる従来の機械式継手とは異なり、連結した上下杭１ａ，１ｂの軸方向圧縮力を生じない。上下杭１ａ，１ｂの軸方向圧縮力は、杭同士の端板２ａ，２ｂの接触により伝達される。上下杭１ａ，１ｂの軸方向引張力は、上杭１ａを上昇させる時に生じ、内リング９の円周凹溝１０と端板２ａ，２ｂの肩部５ａ，５ｂとの接触によって伝達される。

また、本実施形態の杭の継手構造によれば、上下杭１ａ，１ｂに曲げモーメントが作用した場合、内リング９には外側への離脱力が作用しない。外リング１２は内リング９の円周凹溝１０の溝底面を端板２ａ，２ｂの外周面に押しつけるだけでよい。上下杭１ａ，１ｂに曲げモーメントが作用したときも、外リング１２には、大きな円周方向引張力が作用しない。また、外リング１２にも外側への離脱力が作用しない。従って、外リング１２は、従来に比し、断面寸法が小さく軽量のものでよい。尚、内リング９や外リング１２を、端板の肩部にテーパを設けてこれと係合する内リングを用いる従来の機械式継手に用いられる内リング外リングと同等の材料・断面寸法の内リング外リングとした場合、その従来の機械式継手に比して、継手の耐力が大幅に増大する。

また、本実施形態の杭の継手構造によれば、継手構造部分の外径は、上下杭１ａ，１ｂの外径に対して従来の機械式継手より小さい寸法に収めることができる。従って、中掘工法によって杭を地中に沈下させるとき、接続部に大きな沈設抵抗が生じない。

１ａ，１ｂ 杭
２ａ，２ｂ 端板
３ａ，３ｂ ＰＣ鋼棒
４ コンクリート
５ａ，５ｂ 肩部
６ａ，６ｂ 被覆金属円筒
７ 絞り
８ 円周補強溝
９ 内リング
１０ 円周凹溝
１１ 円錐テーパ
１１’ 内リング突条
１２ 外リング
１３ 円錐テーパ
１３’ 外リング突条
１４ 合せ目
１５ 矢印

Claims (2)

1. 反接続側の面の外周部に杭軸と直角な平面形状の肩部を仕上げ形成し杭端に取り付けた端板と、上下杭のそれぞれの端板の前記平面形状の肩部に遊嵌するとともに該端板の外周面に当接するコの字状断面の円周凹溝を内周面に有し、杭長手方向の円錐テーパを外面に有する、円周方向に複数分割された円筒状の内リングと、該内リングに外嵌する杭長手方向の円錐テーパを内面に有する円筒状の単一の外リングとからなることを特徴とする杭の継手構造。
2. 前記内リングの外面と前記外リングの内面に、互いに噛み合う鋸歯状の凹凸断面を有する多条の抜け止め円周突条をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１記載の杭の継手構造。
   

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