JPH0525966B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、地すべり地帯において、地すべり防
止のために設置される地すべり防止杭に関するも
のである。

［従来の技術］ 地すべり地帯においては、これを防止するた
め、一般に、地下水排除工事、力学的抑止工事、
地下水流入予防工事、洗掘防止工事、土質改良工
事あるいはこれらを組合せた工事が施工されてい
るが、最近では力学的抑止工事の一つである地す
べり防止杭を設置することが多い。

地すべり防止杭は、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傾
斜地であることが多く、打撃により杭を打込むこ
とが不可能なため、オーガーによりプレボーリン
グした穴に杭を建込んでいる。ところで、地すべ
り防止杭の長さは、現地の状況によつて相違する
が、一般に20m〜30mに達する場合が多い。一方
原管の長さは10m〜15m程度が限度であり、され
に輸送等の関係もあつて現場で継ぎながら施工す
るのが通例となつている。

この継手作業は、不安定な環境下で行なわれる
ため、迅速か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、どの面で起るかを予測
することがきわめて困難なため、地すべり防止杭
は継手部を含むほゞ全長に亘つて、どの部分でも
設計基準で規定した許容耐力以上の均一な断面諸
性能を有していなければならない。

従来、地すべり防止杭の現地継手に関する技術
としては、 (1) 原管同志の突合せ溶接による継手 (2) 内装炊式はめ込み継手 (3) カツプリング式継手 (4) フランジ式ボルト継手 等がある。

突合せ溶接による継手は、第８図に示すように
鋼管杭からなる原管１，１ａを突合せて溶接した
もので、適切な設計と厳重な施工管理が行なわれ
れば、継手部２も原管１，１ａと同一の継手強度
を得ることが可能であるが、現在の慣用サイズの
原管を用いると、一か所の溶接に数時間を要し、
その上検査に合格しない個所が続出しているのが
現状であり、地すべり防止杭の継手として好まし
くない。

内装はめ込み式継手は、第９図ａに示すよう
に、継手３の中央に設けたフランジ３ａの両外面
にテーパー面５を設けると共に、原管１の端部内
面にテーパー面５と同じ勾配のテーパー面４を設
けけ、ｂ図に示すように継手３に原管１，１ａを
結合するようにしたもので、突合せ溶接継手の最
大の難点である施工時間を短縮することを狙つた
ものである。しかしながら、この継手は、継手部
に原管１，１ａと同じ強度をもたせることはきわ
めて困難である。さらに、原管１の肉厚が外径に
比べて大きいもの（地すべり防止杭はこのような
ものが多い）については、このような継手を実施
することが全く不可能な場合があり、比較的薄肉
の場合でも継手３の重量が大きくなつて高価にな
るばかりでなく、施工性も悪くなる等の欠点があ
る。

カツプリング式継手は、継手部の曲げ耐力の見
地からは原管と同じ断面性能を持たせることが比
較的容易である。しかし、応力伝達機能を持たせ
るためには、カツプリングと原管を溶接する
か、ねじ継手とするか、機械的嵌合機構を設
けるか、継手内面と原管外面にテーパーをつけ
て押込むか、のいずれかゞ必要となる。

の溶接を行なう場合は、第８図の従来例で述
べたと同様な問題がある。また、のねじ継手に
する場合は、第１０図に示すように、継手６の内
周にテーパー面５，５を設けると共に、原管１の
端部外周にもこれと同じ勾配のテーパー面４を設
け、これら各テーパー面５，５，４にそれぞれね
じ７を設けて螺合するようにしたものである。し
かしながら、この場合はねじ７の切削によつて原
管１側にも欠損部を生じるため、原断面積の保持
が不可能であり、これをアプセツト型のねじにす
ることも考えられるが、高価になるばかりでな
く、応力集中によりねじ山が各個にせん断破壊を
生ずることは避けられない。の嵌合機構を設け
ることも高価になる上断面欠損による機能低下は
不可避である。さらに、の継手内面と原管外面
にテーパーを設けて埋込む方式は、第１１図に示
すように、継手６ａの内周に両端部から中央部に
向つて縮径するテーパー面５ａ，５ａを設けると
共に、原管１，１ａの端部外周にもこれと同じ勾
配のテーパー面４ａ，４ａを設け、継手６ａの両
側から原管１，１ａを押込んで一体に結合するも
のである。この方式は、上記〜の方式の諸欠
点を改良した合理的な継手方式ではあるが、継手
という余分な部材を必要とし、コスト高になる点
で依然ととして問題がある。

フランジ式ボルト継手は、第１２図に示すよう
に原管１，１ａにフランジ８，８ａを設けてボル
ト・ナツト９で結合したものであるが、フランジ
部の肉厚が過大となる上、現場においてもトルク
レンチを使用する必要があるためその施工管理を
厳重にしなければならず、トータルとしての施工
時間、施工費が増大する欠点がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のように、従来の各種地すべり防止杭にお
いては、その継手部に、原断面積の保持が困難で
強度的に問題が多い、施工性が悪く施工に長時間
を要する、継手の重量が大である、コスト高にな
る等、多くの問題があつた。

一般に、地すべり防止用の杭工には、移動土塊
と基岩の間に穿設されたボーリング孔に楔状に杭
が挿入される。打込み位置は移動土塊の末端のす
べり面の勾配の少ない所や水平位置が選ばれ、垂
直なボーリング孔に杭の全長の１／３程度を基盤
に挿入して根固めされる。したがつて、地表に沿
う移動土塊で杭には引抜き力は殆ど作用せず、継
手部に加わる曲げ耐力に対する安全性が確保され
るように設計される。

そこで、本発明は第１に曲げ耐力が強固でしか
も施工が容易で特別な部材を用いず、地すべり防
止杭として有用な次の手段で示すような直接形の
テーパー継手を構成したものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記のような問題を解決するために
なされたもので、 一方の端部を拡管して該拡管部の内周面にテー
パー部を設けた原管と、一方の端部を縮管して該
縮管部の外周面に前記テーパー部と同じ勾配のテ
ーパー部を設けた原管とを結合してなる杭におい
て、前記両原管のテーパー部の表面はほぼJISの
粗さ記号▽の粗さ以上に仕上げられてなり、両原
管の結合状態のテーパー部の接触長さを原管外径
のほぼ1.0倍以上にすると共に、前記拡管部に設
けたテーパー部の先端に非接触部を設けたことを
特徴とする地すべり防止杭を提供するものであ
る。

さらに、本発明は、上記の地すべり防止杭にお
いて、下記(1)〜(4)の少なくとも１つ以上を備える
ことが望ましい。

(1) 前記両原管を結合したとき、縮管部の先端か
ら30mm以上の拡管部のテーパー部が存在するよ
うに構成したこと。

(2) 前記縮管部の先端部に、補強円板若しくは補
強中空円板または補強十字リブを取付けたこ
と。

(3) 前記縮管部の先端部とテーパー部の終端部
に、補強円板若しくは補強中空円板または補強
十字リブを取付けたこと。

(4) 前記両原管を、電縫管、継目無鋼管、鋳鉄
管、鋳鋼管、鋳鉄、鋳鋼のいずれかにより製作
すること。

［作 用］ 例えば一端を拡管した原管の拡管部に、他端を
縮管した原管の縮管部を嵌合し、所定の推力によ
り両者を一体に結合する。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例を示すもので、本発明
は、一方の原管１１の端部に拡管部１２を形成
し、他方の原管１１ａの端部には縮管部１３を形
成して、原管１１，１１ａの拡管部１２と縮管部
１３を対向させて所定の推力で両者を嵌合し、第
１図ｂに示すように両者を一体に結合するように
したものである。また、第２図の実施例は、一方
の原管１１に設けた拡管部１２を二段勾配に形成
したものである。なお、原管１１，１１ａには、
電縫管、継目無鋼管、鋳鉄管、鋳鋼管、鋳鉄、鋳
鋼等により製作したものが使用さる。

本発明は、上記のように相対する原管１１，１
１ａの拡管部１２と縮管部１３とを結合するよう
にしたので、拡管部１２の内周面にはテーパー部
１４が形成されており、また縮管部１３の外周面
にもテーパー部１４と同じ勾配のテーパー部１５
が形成されているので、これらテーパー部１４，
１５は、曲げに伴う軸方向のずれに対する摩擦抵
抗を大きくするため、切削に際してシヨツトブラ
スト、グラインダー、切削加工等により所定の粗
さになるように仕上げてある。さらに、相対する
原管１１，１１ａ同志を第１図ｂ及び第２図ｂに
示すように結合したとき、縮管部１３の先端と拡
管部１２のテーパー部１４の始点との間に間〓ｌ
を形成するようにしてある。

第３図は原管１１，１１ａを結合したときの、
結合状態を示す拡大図で、図のａ点は拡管部１２
の内周面に設けたテーパー部１４と、縮管部１３
の外周面に設けたテーパー部１５の終端部との接
触点を示す。本発明においては、第３図に斜線で
示すように、拡管部１１のテーパー部１４の先端
部を上記接触点ａより更に延長し、接触点ａの先
に非接触部ｃを形成する。また、第２図に示すテ
ーパー部１４の基部に形成された第２のテーパー
部１４ａは、拡管部１２の長さが過大とならない
ために、テーパー部１４の勾配よりも急勾配にし
て、原管１１ａにすりつけるようにしてある。

また、第１図〜第３図で示した拡管部１２の内
周面と縮管部１３の外周面に形成されたテーパー
部１４，１５の接触長さＬは、原管１１，１１ａ
の外径をＤとした場合、 Ｌ≧1.0D なる関係を満足するものとする。

次に上記のように構成した地すべり防止杭の施
工について説明する。下杭に相当する原管（例え
ば上端部を拡管した原管１１）をプレボーリング
した穴に建込んだのち、拡管部１２に上杭に相当
する原管（下端部を縮管した原管１１ａ）の縮管
部１３を嵌合して所定の推力で両者を一体に結合
して杭を構成し、この杭の周囲を埋め戻す。また
原管１１と１１ａをあらかじめ横継ぎで結合して
おき、ポレボーリングした穴に建込んでもよい。
さらに、結合した杭を穴に建込む際、掘削穴の崩
壊等により杭を引抜いて再度ボーリングする必要
が生じることが懸念される場合には、拡管部１２
の先端部と他方の原管１１ａをすみ肉溶接等の溶
接により接合し、拡管部と縮管部で結合した杭の
分離を防止するようにすればよい。

上記のような本発明に係る地すべり防止杭の作
用を説明すれば次の通りである。先ず、本発明の
特長は、大別して次の２点に要約することができ
る。

(1) 現地における施工がきわめて容易で、施工時
間が短かい。

(2) 継手部は少なくとも設計基準の規定以上の曲
げ耐力が得られる。

次に上記の特長をさらに詳述する。

(1) 施工の容易さ、施工時間の短縮について 相対する原管の一方の先端部は拡管してあ
り、他方の先端部は縮管されていることによつ
て、挿入し易いことは容易に理解できる。また
挿入したのち所定の推力で結合しなければなら
ないが、それは重力を利用するか、小型のジヤ
ツキを用いる等の方法によればよいので、これ
まできわめて容易である。

さらに、相接する縮管部外周面、拡管部内周
面のテーパー部１４，１５の精度に若干の誤差
があつても、縮管部先端の間〓ｌで調整できる
ので、問題はない。

(2) 継手部の曲げ耐力について 本発明により接合した継手部が少なくとも設
計基準で規定された曲げ耐力以上の曲げ耐力を
有するためには、次の２つの条件が満足される
ことが必要である。

(A) 原管同志がほぼJISの粗さ記号▽の粗さ以上
に仕上げたテーパー部の接触面で結合されてい
ること。

(B) 継手部が原管の弾性限度以内（地すべり防止
杭の設計荷重以内）で局部変形を生ずることな
く、断面を保持していること。

(A)のずれ変位の問題に対しては、テーパー部１
４，１５の仕上げ粗さ及び嵌合時の推力を調整す
ることにより解決した。即ち、テーパー接触面を
所要の粗さに仕上げ、かつ原管の外径Ｄのほぼ
1.0倍以上の接触長さとすることにより、原管の
弾性限度内曲げ載荷時に継手部に有意なずれの生
じないことが、理論的、実験的に確かめられた。

また、(B)の断面保持に関しては、継手部にずれ
が生じなければ、断面は当然保持される。即ち、
(A)の条件が満足されていれば、弾性限度内での断
面保持は達成されるが、本発明では、その安全性
をさらに高めるため、次のような手法を用いた。

ところで、曲げ載荷時に最も応力が集中し、局
部変形を生じ易い個所は、第３図に示した接触点
ａ，ｂの部分である。そこで、先ず拡管部先端の
局部変形を防止するため、第３図に斜線で示すよ
うに、拡管部先端を相接する縮管部のテーパー部
１５の終端部より長く伸し、接触点ａの先に非接
触部ｃを設けた。なお縮管部１５の局部変形を防
止するため、第４図に示すように、縮管部１３の
先端部に補強円板１６若しくは補強中空円板１７
又は補強十字リブ１８を装着し、溶接１９により
固定してもよい。

さらに、第５図に示すように、上記補強円板１
６、補強中空円板１７又は補強十字リブ１８の補
強に併せて、縮管部１３のテーパー部１５の終端
部に、補強円板１６ａ、補強中空円板１７ａ又は
補強十字リブ１８ａを挿入して溶接１９してもよ
く、またはこれらを適宜組合せて溶接してもよ
い。

ここで、本発明実施例の継手部の曲げ耐力の実
験結果を、第６図と第７図にしたがつて説明す
る。両図は共に縦軸が荷重（ton）で、横軸に荷
重に対する変位量（mm）が目盛られている。被検
試料を水平に配置して、継手部を中心に両側に
0.75m隔てた２か所に別けて上から荷重を加えた
時の垂直方向の変位量（曲げ）が測定された。第
６図の実験の被検試料には、接触長Ｌが原管の外
径Ｄに対して1.0D、1.25、1.5D、1.75Dである本
発明の地すべり防止杭及び原管が用いられた。第
６図から明らかのように、テーパー部１４と１５
の接触長Ｌが1.0Dの被検試料の場合は、原管の
ほぼ70％の耐力を有することが示されている。ま
た、接触長Ｌが1.3D付近で原管とほぼ同等の耐
力を有することも実験結果で確認された。

因みに、建設省河川砂防技術基準（案）に因れ
ば、地滑り防止杭に用いる鋼材の設計強度として
STK41では、長期許容応力度として1600Kg／cm²
を用いることが規定されている。この1600Kg／cm²
なる値は、STK41のJISに規定されている降伏点
強度2400Kg／cm²の約66.7％に相当する。

一方、拡管部１２と縮管部１３が結合する長
さ、即ち接触長Ｌを徐々に長くすると、両円筒の
重合部が追随して延長される。仮に、テーパー部
１４と１５の接触長Ｌを無限大にすれば、原管の
外側に更に密着した原管を配置した二重管よりな
る杭が形成されることになる。このような二重管
が原管以上の耐力を有するとは自明の理であり、
強度面では理論上接触長Ｌに上限はない。ただ
し、結合する両管の接触長Ｌを長くすると、加工
工数が増えコスト高になるという当然的な問題点
が派生する。加工費を含んだ経済面ではＬは小さ
い方が好ましく、総合的なコスト計算からはＬの
上限値としてほぼ3Dが算出された。

よつて、安全面においては接触長Ｌを原管の外
径Ｄに対して、Ｌ≧1.0Dに選定して設計基準上
の許容耐力が充分クリアされる。仮に、コスト抜
きで強度のみが要求されるような場合は、上限の
ないＬ≧1.3Dで示されるような広範囲の接触長
Ｌが選択される。ただし、接触長Ｌの範囲を
1.3D＜Ｌ＜3.0Dに選定すれば、原管以上の強度
で、しかも加工費を考慮した低コストの地すべり
防止杭が実現できる。

また、第７図は、テーパー部１４，１５の表面
の粗さと曲げ耐力の関係図である。図示のよう
に、テーパー部１４と１５の粗さによつて曲げ耐
力が変化し、少なくともJISの粗さ記号▽の粗さ
で原管以上の曲げ耐力が得られる。

以上本発明の実施例について詳説したが、本発
明はこれに限定するものではなく、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で適宜変更しうることは云う迄
もない。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明は両原
管のテーパー部の表面がほぼJISの粗さ記号▽の
粗さ以上に仕上げられてなり、両原管の結合状態
のテーパー部の接触長さを原管外径のほぼ1.0倍
以上にすると共に、前記拡管部に設けたテーパー
部の先端に非接触部を設けた地すべり防止杭を構
成した。この結果、継手部は少なくとも設計基準
以上の許容耐力が得られるので、強固な地すべり
防止杭が実現される。また、現地における施工が
容易で施工時間が短かくなり、このため工期を短
縮することができる。また、拡管部におけるテー
パー部の先端に非接触部を設けたので、曲げ載荷
時に応力の集中する接触点ａの付近の局部変形を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明実施例の分解側面図、ｂはそ
の結合状態を示す側面図、第２図ａは本発明の他
の実施例の分解側面図、第２図ｂはその結合状態
を示す側面図、第３図は本発明の作用説明図、第
４図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ本発明の別の実施例を
示す平面図及び側面図、第５図ａ，ｂ，ｃはそれ
ぞれ本発明のさらに別の実施例を示す平面図及び
側面図、第６図と第７図は本発明の実験結果の説
明図、第８図、第９図ａ，ｂ、第１０図ａ，ｂ、
第１１図ａ，ｂ及び第１２図はそれぞれ従来の地
すべり防止杭の継手部の一例を示す説明図であ
る。 １１，１１ａ：原管、１２：拡管部、１３：縮
管部、１４，１５：テーパー部、１６，１６ａ：
補強円板、１７，１７ａ：補強中空円板、１８，
１８ａ：補強十字リブ、１９：溶接、Ｌ：接触
長、Ｄ：外径。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一方の端部を拡管して該拡管部の内周面にテ
   ーパー部を設けた原管と、一方の端部を縮管して
   該縮管部の外周面に前記テーパー部と同じ勾配の
   テーパー部を設けた原管とを結合してなる杭にお
   いて、 前記両原管のテーパー部の表面はほぼJISの粗
   さ記号▽の粗さ以上の平滑さに仕上げられてな
   り、この両原管の結合状態のテーパー部の接触長
   さを原管外径のほぼ1.0倍以上にすると共に、前
   記拡管部に設けたテーパー部の先端に非接触部を
   設けたことを特徴とする地すべり防止杭。 ２ 前記両原管を結合したとき、縮管部の先端か
   ら30mm以上の拡管部のテーパー部が存在するよう
   に構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の地すべり防止杭。 ３ 前記縮管部の先端部に、補強円板若しくは補
   強中空円板または補強十字リブを取付けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の地すべり
   防止杭。 ４ 前記縮管部の先端部とテーパー部の終沈端部
   に、補強円板若しくは補強中空円板または補強十
   字リブを取付けたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の地すべり防止杭。 ５ 前記両原管を、電縫管、継目無鋼管、鋳鉄
   管、鋳鋼管、鋳鉄、鋳鋼のいずれかにより製作す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   地すべり防止杭。