JPH0390705A - 鋼管杭の継杭方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は土木、建築、海洋構造物などの分野に用いる鋼
管杭の継杭方法に関する。

［従来の技術］ 周知のとおり、鋼管杭は、構造材として非常に優れた機
能を有するため、土木、建築、海洋構造物などの分野に
おいて、大量に利用されるようになった。

ところで、該鋼管杭は製造や輸送の点から、寸法上の制
約があり使用に際しては、通常第８図に示すように上胴
管杭１および下鋼管杭２を突合せ垂れ止めリング３を装
着し、溶接棒４を用いて溶接する手段（以下へ手段とい
う）、もしくは第９図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）
　に示すように、上・下鋼管杭１．２にそれぞれ５ａ、
５ｂに代表せしめる係合プレートを溶着し、継目板６を
用い核上・下鋼管杭１．２をボルト接合する手段（以下
８手段という）、あるいは直接大形継目板７を用いて上
・下鋼管杭１．２をボルト止めする手段（以下Ｃ手段と
いう）、あるいは上・下鋼管杭１．２にフランジ８ａ、
８ｂを溶接し該フランジ８ａ、８ｂをボルトナツト９に
よって係合する手段（以下り手段という）が採用されて
いる。

ところで、前記Ａ手段は工場や加工場では、最も経済的
で接合制度も良いが、地形条件が悪い山間僻地での現地
作業の場合、設備の搬入が困難で、作業も天候に左右さ
れやすく、とくに熱処理を要する場合などでは極めて非
能率で、生産性が悪くなる。また前記Ｂ−Ｄ手段は、保
合プレート５ａ、５ｂ、大形継目板７、フランジ８ａ、
８ｂ等が突出するので、地滑り抑止鋼管杭などに利用す
る場合、より径の大きい掘削孔を掘らねばならないため
、施工費が高騰する上に、接合部が曲げや捻りなどの作
用力に対して抵抗力が低く、加えて加工費も高く、しか
も前述のように施工条件が悪い場合、作業費が嵩むと云
う課題がある。

そこで、本発明者らは、さきに第７図に示すように、上
・下鋼管杭１．２の端部を印篭継手とし、継手嵌合する
にあたり、補強外鞘管１０を用いて継手嵌合部を蔽い、
前記上・下鋼管杭１．２と補強外鞘管１０との間隙１１
に充填固化材１２を注入し、上・下鋼管杭１．２を堅固
に接合する手段（以下Ｅ手段という）を開発し先に出願
した。

第１０図において、１３は下鋼管杭２に固着された補強
外鞘管１０の位置決め支持金物、１４は上胴管杭１と補
強外鞘管１０との間隙に挿入されたスペーサー金物、１
５は充填固化材注入孔、１６は充填固化材温出孔兼空気
抜き孔、１７は充填固化材注入具を示す。

而して、前記Ｅ手段は接合手段として経済的であり、か
つ構造的にも丈夫で、作業性も良いが、補強外鞘管１０
を用いるので、外径が大きくなり前記Ｂ−Ｄ手段と同様
掘削費が嵩むと云う課題がある。

そこで、本考案者等はさらに改良を行い、第１１図に示
すように、上・下鋼管杭１，２を印篭継手として係合す
るにあたり、補強内鞘管１８を用いる手段（以下１手段
という）を開発し前記掘削費高騰の課題を解決した。

第８図において、１９は下鋼管杭２の所定位置に固着さ
れた前記補強内鞘管１８の位置決め支持金物、２０は下
鋼管杭２に穿設された充填固化材１２の注入孔、２１は
充填固化材注入孔２０に装着された充填固化材注入具で
、２２は上胴管杭１に穿設された充填固化材温出孔兼空
気抜き孔、２３は該充填固化材温出孔兼空気抜き孔２２
に装着された導出管、２４．２５は前記補強内鞘管１８
の上下端に周設された凹溝２６．２７に嵌着されたシー
ルリングで、２８ａ〜２８ｄは上・下鋼管杭１．２の内
腔と補強内鞘管１８間に間挿されたスペーサー金物であ
る。

しかして、前記スペーサー金物２８ａ〜２８ｄは、あら
かじめ補強内鞘管１８の外側に固着しておくと、間挿が
容易である。

前記１手段は、補強内鞘管１８が内装された下鋼管杭２
に、上胴管杭１を印篭継手により係合したあと充填固化
材注入具２１から充填固化材１２を充填することにより
、上・下鋼管杭１．２を接合する。

［発明が解決しようとする課題］ 前記１手段は、継手強度が高く、山間僻地のような作業
条件が悪い場所においても施工が容易で、熟練技術者の
必要が無く経済的に鋼管杭の接合が可能であるため、特
に地滑り抑止鋼管杭の建設などに適した手段であるが、
前述のとおり充填固化材注入孔２０および充填固化材温
出孔兼空気抜き孔２２を、補強内鞘管１８の上下端部に
対応した位置において下鋼管杭２および上湯管杭１に穿
孔する必要があり、過大な水平力や曲げ力がかかる地滑
り抑止鋼管杭のような場合、継手部の耐力低下の課題が
ある。

即ち鋼管杭の穿孔数は、なるべく少ない方が望ましく、
また補強内鞘管１８の上下端部に対応した位置のように
、力学的に避けたい位置での穿孔は避けることが望まし
いが、前記１手段では穿孔位置の選定に制約があり、補
強内鞘管１８の上下端部に対応した位置をさけると、充
填固化材の充填度が低下する課題がある。

本発明の目的は、鋼管杭の継杭方法において、鋼管杭自
身の直径よりも接合個所の径が大きくならず、経済的な
掘削、建込みを可能とし、さらに接合個所の力学的な強
度が高く、施工場所の条件に制約されることなく、作業
が容易な鋼管杭の継杭方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前記課題を解決し、目的を達成するため、管
端をそれぞれ印篭継手に形成した上・下鋼管杭を逐次継
手接合しつつ建込みを行う鋼管杭の継杭方法において、 ａ　あらかじめ、先端部にシールリングを備えた補強内
鞘管の略半長分を、前記上網管杭先端内腔に挿入固着し
ておき、ついで印篭継手部のやや上部から前記上湯管杭
および補強内鞘管を貫通し、該補強内鞘管の先端部にお
いて補強内鞘管の内側から外側面に開口する充填固化材
注入管を取り付け、つぎに上湯管杭先端から突出した前
記補強内鞘管の略半、長分を下鋼管杭内腔に挿入し継手
接合した後、該充填固化材注入管から下鋼管杭と補強内
鞘管との間隙に充填固化材を充填する鋼管杭の継杭方法
を提供することを要旨とするものであり、さらに前記ａ
方法において、 先端部にシールリングを備えた補強内鞘管の略半長分を
、前記上網管杭先端内腔に挿入固着するにあたり、あら
かじめ該補強内鞘管の略半長分に相当する前記正調管杭
内腔位置に位置決め金具を装着し、端部周面にシールリ
ングを備えた補強内鞘管を前記位置決め金具に当接し、
ついで正調管杭先端開口と補強内鞘管外面間を閉塞した
のち、正調管杭内腔と補強内鞘管外面間に充填固化材を
充填する鋼管杭の継杭方法と、該方法に加えて両端部に
凹溝が周設され、該凹溝に弾性シールリングが嵌着され
ている補強内鞘管を用いる鋼管杭の継杭方法と、あらか
じめ、上湯管杭の印篭継手部に適宜数の突出自在な弾性
止めピンを装着すると共に、下鋼管杭の印篭継手部に係
合用の凹溝を周設し、継手係合に際して、前記止めピン
が前記凹溝内に突出し上・下鋼管杭を止着する方法を選
択的に実施する手段を提供するものである。

［作　　　用］ 本発明は、鋼管杭の継杭方法において、管端をそれぞれ
印篭継手に形成した上・下鋼管杭を逐次継手接合する手
段であるため、継手接合が容易で、かつ確実であり熟練
技能者の必要がなく、鋼管杭建込みを経済的に実施出来
る。

つぎに、あらかじめ、先端部にシーリングを備えた補強
内鞘管の略半長分を、前記上網管杭先端内腔に挿入固着
しておき、ついで印篭継手部のやや上部から前記上湯管
杭および補強内鞘管を貫通し、該補強内鞘管の先端部に
おいて補強内鞘管の内側から外側面に開口する充填固化
材注入管を取り付け、つぎに正調管杭先端から突出した
前記補強内鞘管の略半長分を下鋼管杭内腔は挿入し継手
接合した後、該充填固化材注入管から下鋼管杭と補強内
鞘管との間隙に充填固化材を充填する方法であるため、
鋼管杭に対する穿孔個所が少なく、かつ、穿孔個所も力
学的に弱点とならない個所が選定できる。

また、補強内鞘管を用いるので、接合個所が鋼管杭の外
径より大きくならないため、建込にあたり径大な掘削孔
を穿設する必要がない。

さらに、先端部にシールリングを備えた補強内鞘管の略
半長分を、あらかじめ継手接合まえに前記正調管杭先端
内腔に挿入固着しておくので、°現地での作業が迅速確
実に実施出来る。

しかして、前記補強内鞘管の略半長分を、前記正調管杭
先端内腔に挿入固着するにあたり、あらかじめ該補強内
鞘管の略半長分に相当する前記正調管杭内腔位置に位置
決め金具を装着しておき、端部周面にシールリングを備
えた補強内鞘管を前記位置決め金具に当接し、ついで上
鋼管杭先端開口と補強内鞘管外面間を外面間を閉塞した
のち、上鍔管杭内腔と補強内鞘管外面間に充填固化材を
充填する手段を採用する場合は、補強内鞘管の位置決め
が容易で、充填固化材の充填作業を確実に行える。

また、両端部に凹溝が周設され、該凹溝に弾性シールリ
ングが嵌着されている補強内鞘管を用いる場合は、充填
固化材の漏洩防止効果が確実で、そのうえシール作業も
容易であり、さらに、あらかじめ、上鍔管杭の印篭継手
部に適宜数の突出自在な弾性止めピンを装着すると共に
、下鋼管杭の印篭継手部に係合用の凹溝を周設する方法
では、継手係合時に自動的Ｃ前記止めピンが前記凹溝内
に突出し上・下鋼管杭を止着するので、従来法のような
芯合せや上・下鋼管杭当接確認作業が一切不用で、確実
迅速に上・下鋼管杭を係合でき、直ちに、つぎの充填固
化材の充填作業がおこなえるので作業能率が著しく高い
。

［実　施　例］ 第１図は、本発明において、上鍔管杭１に補強内鞘管１
８を固着する作業手順例を示す概略説明図で、前記補強
内鞘管１８の両端部にはシールリング２４．２５が凹溝
２６，２７に嵌着されている。

２９は前記上鍔管杭１の内腔において、前記補強内鞘管
の略半長分に相当する位置に固着された位置決め金具で
、前記補強内鞘管１８は、上鍔管杭１の内腔に挿入され
、その先端が該位置決め金具２９と当接することにより
挿入深さと上鍔管杭１の内腔との間隙が決定される。

つぎに、３０は充填固化材注入管で図示していない充填
固化材注入装置たとえば充填固化材収納タンク、充填固
化材攪拌装置、充填固化材送給ポンプからなる装置に接
続されている。

前記充填固化材注入管３０の先端は、前記補強内鞘管１
８の端部に穿設された孔３１は挿入されており、充填固
化材１２は前記充填固化材注入管３０から上鍔管杭１と
前記補強内鞘管１８との間隙３２に充填される。

図において３３は、上鍔管杭１の継手部付近と前記補強
内鞘管１８との間に設けたシール兼スペーサ一部材で通
常ゴムあるいはプラスチックからなるパツキン材を利用
する。

しかして、３４は該シール兼スペーサ一部材３３に装着
された充填固化材温出孔兼空気抜き管である。

前記充填固化材１２には、フィラーや変質防止剤、硬化
剤等を含有し、充填後すみやかじ固化する高分子系接着
材やセメントなど接着機能を有する充填固化材を用いる
。

前述のようにして、補強内鞘管１８を挿入固着した上鍔
管杭１を、例えば第２図に示すように、地滑り抑止個所
３５に掘削された竪穴３６にすでに建込まれた。下鋼管
杭２に、クレーン車３７を用いて挿入接合する。

しかして、３８は上・下鋼管杭１．２を接合する際に用
いる充填固化材注入装置である。

つぎに、第３図は、上・下鋼管杭１．２の接合直前の状
態を示す概略説明図で、上鍔管杭１の印篭継手１ａのや
や上部に貫通孔３９が設けられており、さらに前記補強
内鞘管１８にも、前記貫通孔３９に対応する位置に貫通
孔４０が穿設され、該貫通孔３９．４０には上鋼管杭１
の外側から補強内鞘管１８の内腔に向けて、プラスチッ
クスあるいはゴム管等からなる充填固化付注入管４１が
挿入され、該充填固化付注入管４１の先端は前記補強内
鞘管１８の先端部に穿設された貫通孔４２に、該補強内
鞘管１８の内腔から外側社向けて嵌着されている。

この状態で、上湯管杭１を上方から吊り降ろして下鋼管
杭２の内腔に挿入すると、上湯管杭１と下鋼管杭２の印
篭継手１ａ、２ａの継手係合が完了する。

しかして、前記印篭継手１ａ、２ａの継手係合に際して
、より堅固な係合を図る場合は、後述するように、あら
かじめ、上湯管杭１の印篭継手１ａに適宜数の突出自在
な弾性止めピンを装着すると共に、下鋼管杭２の印篭継
手２ａに係合用の凹溝を周設し、継手係合に際して、前
記止めピンが前記凹溝内に突出し上・下鋼管杭を止着す
るように構成すると、上湯管杭１と下鋼管杭２間に作用
する引っ張りに対し大きい抵抗力を持たせることが可能
になるのみならず、継手の正確な係合がさらに容易に実
施出来るとともに係合完了に関する確認も容易になる。

第４図は、前述の継手係合完了後、前記充填固化付注入
管４１から図示していない充填固化材注入装置より充填
固化材１２を、下鋼管杭２と補強内鞘管１８との間に注
入充填し上・下調管杭接合を終了した状況を示す概略断
面図で、４３ａ、４３ｂは後述する弾性止めピンである
。

つぎに、第５図は上湯管杭１と補強内鞘管１８との当接
状況を説明するための部分拡大断面図で、位置決め金具
２９は、上湯管杭１の内腔において、先端から前記補強
内鞘管１８の略１／２の長さに対応する位置に溶接もし
くは接着等の手段で固着されており、その内面は、たと
えば、１０°〜２０”の角度を有する傾斜面４４に形成
されており、また、前記補強内鞘管１８の先端外周縁の
角部は、前記傾斜面４４と等しい傾斜面４５に形成され
ている。そこで前述のとおり上湯管杭１と補強内鞘管１
８との当接は前記傾斜面４４と傾斜面４５間でおこるこ
ととなり、相互の位置誘導と芯合わせは作業者の特別な
操作を要することなく円滑かつ確実に実施される。

つぎに、シールリング２４は、補強内鞘管１８の上端に
周設された凹ｔｆＩｔ２６内に嵌着されており、上湯管
杭１の内腔面と補強内鞘管１８の外周面間を密閉し、充
填固化材１２の漏洩を防止する。

さて、第６図は、本発明にかかる弾性止めピンを説明す
るための概略断面図で、前述のとおり、弾性止めピン４
３ａは、上湯管杭１の印篭継手１ａに、適宜数例えば３
〜４個装着する。

該弾性止めピン４３ａは、図に示すように、前記印篭継
手１ａに穿設された貫通孔４６に嵌着されるとともに該
印篭継手１ａに溶接もしくは接着などの適宜手段で固着
されたケース４７と、該ケース４７にスプリング４８を
介して突出自在に支持されているピン４９から構成され
ている。

また、下鋼管杭２の印篭継手２ａには、前記ピン４９と
係合するための凹溝５０が周設されており、前記ピン４
９と凹溝５０の位置関係は、継手係合に際して、前記印
篭継手２ａの先端に前記止めピン４９が接触した時点で
止めピン４９がケース４７内にスプリング４８を押さえ
つつケース４７内に後退し、ついで前記凹溝５０の位置
に達した時点で凹溝５０内に突出し、上・下鋼管杭１，
２を止着するように定められている。

前記弾性止めピン４３ａは以上のような構成を有するの
で、上湯管杭１と下鋼管杭２間に作用する引っ張りに対
し大きい抵抗力を持たせることが可能になるのみならず
、前述のごとく印篭継手の正確な係合およびその係合完
了に関する確認も容易になる。

前記弾性止めピン４３ａについては、前記実施例に限定
することなく、目的を逸脱しない範囲において、適宜に
設計することは差し支えない。

つぎに、第７図は、前記シールリング２５の詳細説明に
かかる部分概略断面図で、該シールリング２５は、適宜
な弾性を備えたゴムあるいはプラスチックスで製作し、
補強内鞘管１８を下鋼管杭２に挿入する際に、適宜に変
形し、挿入に支障を与えることなく、挿入後、前記補強
内鞘管１８と下調管杭２間を弾性的に閉塞せしめるよう
構成する。

さて、前述のように本発明の方法では、鋼管杭接合にあ
たり、最も応力集中の少ない上田管杭１の印篭継手部分
に１個と、また補強内鞘管１８の中央部と下端部に少数
たとえば最低１個づつの充填固化材注入管用の貫通孔を
設けるのみで良いため、損傷に対する懸念が無く力学的
特性の優れた鋼管杭を建設することが出来、また上・下
鋼管杭１．２との接合も補強内鞘管１８を用い内側接合
するので、係合及び充填固化材注入作業も容易で、確実
な施工が行え、また接合個所の腐食や変化も少なくて済
む。

［発明の効果］ 本発明の方法は、あらかじめ上田管杭１に補強内鞘管１
８を取り付け、つぎに、該補強内鞘管１８をガイドとし
て利用しつつ、下鋼管杭２に上田管杭１を挿入すること
が可能なため、作業環境の悪い場所でも高能率な接合が
でき、さらに上田管杭１の印篭継手部分と補強内鞘管１
８の中央部に設けたそれぞれ最低１個の貫通孔から従来
の充填固化材充填法に対して半量の充填固化材を注入す
るのみで良いため、接合のための作業が簡単で、作業時
間も少なくて済み、さらに接合部分の機械的な強度も高
く、そのうえ損傷に対する懸念も少ないので、信頼性の
高い鋼管杭を低廉なコストで提供できる。

さらに、接合にあたり前記補強内鞘管を用いるので、接
合部の外径が鋼管杭の外径より大きくならないため、掘
削費も安く、その経済的な効果は著しく高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる上田管杭に補強内鞘管を固着す
る作業手順を示す概略説明図、第２図は鋼管杭建込み状
況説明図、第３図は本発明にかかる上・下鋼管杭の接合
直前の状態を示す概略説明図、第４図は本発明において
上・下鋼管杭接合を終了した状況を示す概略断面図、第
５図は上田管杭と補強内鞘管との当接状況を説明するた
めの部分拡大断面図、第６図は弾性止めピンを説明する
ための概略断面図、第７図はシールリング２５の詳細説
明にかかる部分概略断面図、第８図は従来法にかかる上
田管杭、下鋼管杭の溶接接合手段の説明図、第９図（ａ
）。 （ｂ）　、　（Ｃ）は従来法にかかる異なった上・下鋼
管杭接合方法説明図、第１０図、第１１図はそれぞれ先
願にかかる上・下鋼管杭接合方法説明図である。 １・・・上田管杭　　　　２・・・下鋼管杭３・・・垂
れ止めリング　４・・・溶接棒５ａ、５ｂ・・・係合プ
レート ６・・・継目板　　　　　７・・・大形継目板８ａ、８
ｂ・・・フランジ ９・・・ボルトナツト　　１０・・・補強外鞘管１１・
・・間隙　　　　　１２・・・充填固化材３・・・位置
決め支持金物 ４・・・スペーサー金物 ５・・・充填固化材注入孔 ６・・・充填固化材温出孔兼空気抜き孔７・・・充填固
化付注入具 ８・・・補強内鞘管　　１９・・・位置決め支持金物Ｏ
・・・充填固化材注入孔 １・・・充填固化付注入具 ２・・・充填固化材温出孔兼空気抜き孔３・・・導出管
　　　　　２４・・・シールリング５・・・シールリン
グ　　２６・・・凹溝７・・・凹溝　　　　２８ａ、２
８ｄ・・・スペーサー金物９・・・位置決め金具 Ｏ・・・充填固化材注入管　３１・・・孔２・・・間隙 ３・・・シール兼スペーサ一部材 ４・・・充填固化材温出孔兼空気抜き管５・・・地滑り
抑止個所　　３６・・・竪穴７・・・クレーン車 ８・・・充填固化材注入装置 ９・・・貫通孔　　　　　　４０・・・貫通孔１・・・
充填固化材注入管 ２・・・貫通孔　　　４３ａ、４３ｂ・・・弾性止めピ
ン４・・・傾斜面　　　　　４５・・・傾斜面６・・・
貫通孔　　　　　４７・・・ケース８・・・スプリング
　　　４９・・・ピンＯ・・・凹溝 他４名 （０） 第 図 第 図 ｂｌ （Ｃ） ｌ・」二鋼介抗 ２４：シールリング ２５・シールリング ２６：開講 ３２：間隙 第 図 第 ３ 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　管端をそれぞれ印篭継手に形成した上・下鋼管杭を
   逐次継手接合しつつ建込みを行う鋼管杭の継杭方法にお
   いて、 あらかじめ、先端部にシールリングを備え た補強内鞘管の略半長分を、前記上鋼管杭先端内腔に挿
   入固着しておき、ついで印篭継手部のやや上部から前記
   上鋼管杭および補強内鞘管を貫通し、該補強内鞘管の先
   端部において補強内鞘管の内側から外側面に開口する充
   填固化材注入管を取り付け、つぎに上鋼管杭先端から突
   出した前記補強内鞘管の略半長分を下鋼管杭内腔に挿入
   し継手接合した後、該充填固化材注入管から下鋼管杭と
   補強内鞘管との間隙に充填固化材を充填する鋼管杭の継
   杭方法。 ２　先端部にシールリングを備えた補強内鞘管の略半長
   分を、前記上鋼管杭先端内腔に挿入固着するにあたり、
   あらかじめ該補強内鞘管の略半長分に相当する前記上鋼
   管杭内腔位置に位置決め金具を装着し、端部周面にシー
   ルリングを備えた補強内鞘管を前記位置決め金具に当接
   し、ついで上鋼管杭先端開口と補強内鞘管外面間を閉塞
   したのち、上鋼管杭内腔と補強内鞘管外面間に充填固化
   材を充填する請求項１記載の鋼管杭の継杭方法。 ３　両端部に凹溝が周設され、該凹溝に弾性シールリン
   グが嵌着されている補強内鞘管を用いる請求項１または
   ２記載の鋼管杭の継杭方法。 ４　あらかじめ、上鋼管杭の印篭継手部に適宜数の突出
   自在な弾性止めピンを装着すると共に、下鋼管杭の印篭
   継手部に係合用の凹溝を周設し、継手係合に際して、前
   記止めピンが前記凹溝内に突出し上・下鋼管杭を止着す
   る請求項１記載の鋼管杭の継杭方法。