JPH08246444A

JPH08246444A - ねじ継手付き鋼管杭

Info

Publication number: JPH08246444A
Application number: JP8179695A
Authority: JP
Inventors: Gen Mori; 玄森; Kimihisa Takano; 公寿高野; Hiroyuki Maeno; 博之前野; Toshio Shinohara; 敏雄篠原; Hisatoshi Shimaoka; 久壽島岡; Teruaki Suzuki; 照明鈴木
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1995-03-13
Filing date: 1995-03-13
Publication date: 1996-09-24

Abstract

(57)【要約】【目的】地すべり抑止杭を含む杭および鋼管杭ならび
に鋼管矢板（以下、あわせて「鋼管杭」という）の継手
部をねじ継手構造とする。前記ねじ継手部を、鋼管本体
と同等の曲げ強度とする。【構成】端部に雌ねじ継手部２を有する鋼管本体１
と、端部に雄ねじ継手部３を有する鋼管本体１とをねじ
込み結合してなる鋼管杭である。雌ねじ継手部２および
雄ねじ継手部３の外径は鋼管本体１の外径と同一であ
る。雌ねじ継手部２および雄ねじ継手部３は、ねじ部の
径が２段にわたり、不連続的に変化しており、継手部に
数回転でねじ込みが完了するように設定された傾斜およ
びねじ山間隔を有し、雌ねじ継手部２および雄ねじ継手
部３の材料強度は、鋼管本体１の材料強度よりも大であ
る。雄ねじ継手部３には、ねじ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ショルダー部８が設けら
れている

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ねじ継手により継ぎ
杭される、地すべり抑止杭を含む杭および鋼管杭ならび
に鋼管矢板（以下、あわせて「鋼管杭」という）に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】地すべり抑止や山岳地の鋼管杭は、硬質
地盤内に杭を設けるため、打撃により杭を打ち込むこと
が不可能であるため、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。また、騒音振動を嫌う
都市内の鋼管杭でもプレボーリング工法が用いられてい
る。ところで、鋼管杭の全長は、一般的に20〜30ｍに達
する場合が多いが、製造面や輸送面において制限がある
ため通常現場において継ぎ杭される。また、地すべり抑
止用鋼管杭は継手部を含むほぼ全長にわたって、設計上
要する強度以上の諸性能を有していなければならないこ
とが多い。

【０００３】従来、鋼管杭の継ぎ作業は、現場溶接によ
って実施されている。しかしながら、このような現場溶
接は作業環境が悪いうえに、以下のような問題を有して
いる。一箇所の溶接に時間を要する。継ぎ杭後の溶接検査に手間がかかる。溶接検査に合格しない箇所が多く品質が落ちやす
い。労働条件が悪く、人手不足もあわせて優れた溶接技
能工を確保しにくい。高張力鋼を使用しにくい。

【０００４】鋼管杭では、以上述べたように溶接による
継ぎ杭作業が従来採用されてきたが、これに代わり以下
に示す継ぎ杭にねじ継手を採用する方法が検討されてい
る。

【０００５】(1) 特開昭59-98923号公報：（以下、「先
行技術１」という）先行技術１のテーパねじ付継手管は、強度上は問題なく
設計することができるが、ねじ継手部の外径が杭本体よ
りも大きくなり地盤の削孔径を大きくせざるを得ず、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。

【０００６】(2) 特開平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ねじ継手鋼
管杭に関し、先行技術１と同様にねじ継手部の外径が杭
本体よりも大きくなるため、プレボーリング工法による
鋼管杭には適さない。また、ねじ継手部は杭本体部をそ
のまま、または、拡径してからねじ加工するため継手部
の強度は杭本体より弱くならざるを得ない。即ち、雄ね
じ終点部はねじの谷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は、杭本体より
小さくならざるを得ない。また、雌ねじ終点部も断面積
が減少し、引張耐力が減る。

【０００７】(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ではねじ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ねじ継手部は、鋼管杭端部を
増肉してからねじ切り加工を施しているように判断でき
る。従って、雄ねじ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。

【０００８】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は雄ねじ継手部３を有する
内側継手管、そして、14は雌ねじ継手部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15と同じ曲
げ耐力が要求される。しかし、この部分13の外径は、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φ300mm ×厚さｔ30
mmとすると、その断面係数ｚは、“ｚ＝1570m³”にな
る。今、ねじ山高さを図４のように５mmとすると、内側
継手管14のねじ谷間部における外径は、“300 −２×
（30＋５）＝230mm”となる。内側継手管14の材料強度
が杭本体15と同じ場合、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115m
m 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 ＝1121c
m³”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。

【０００９】(4) 特開平4-70414 号公報：（以下、
「先行技術４」という）先行技術４では、外側雌ねじ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、内側雄ねじ継手部は、先行技術３と同じ問題点を有
しており、実現性は著しく低い。

【００１０】(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、ねじ継手により継ぎ杭する技術が開示されている。
実開昭60-195328 号公報、実開昭61-84734号公報、実開
昭62-190730 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ねじ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
-190730 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/cm²で、鋼管杭は40
00〜8000kg/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本体強度の数倍から数十倍
高いため、杭本体と同じ曲げ耐力が確保されやすい。
（曲げ強度＝断面係数×材料強度）。

【００１１】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。

【００１２】このようなことから、鋼管杭の場合、ねじ
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、ねじ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。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたことによ
り、継ぎ杭作業を前提とする鋼管杭の施工においては、
下記に示すような特性をすべて満たすことが求められて
いる。継ぎ杭作業が容易で、作業時間が短いこと。鋼管杭同士の継手部の品質が作業現場および技量に
左右されることなく安定した品質を確保できること。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使用できること。杭ぎ杭後の検査が容易であること。

【００１４】従って、この発明の目的は、継手部をねじ
継手構造とすることにより継ぎ杭作業から溶接の使用を
排除して現場での作業効率を大幅に省力化し、継手部の
外径を杭本体の外径と同径としても継手部が杭本体と同
等以上の曲げ強度を確保することができる、ねじ継手付
き鋼管杭を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
端部に雌ねじ継手部を有する鋼管本体と、端部に雄ねじ
継手部を有する鋼管本体とをねじ込み結合してなる鋼管
杭であって、前記雌ねじ継手部および前記雄ねじ継手部
の外径は前記鋼管杭本体とほぼ同一であり、前記雌ねじ
継手部および前記雄ねじ継手部は、ねじ部の径が２段ま
たは多数段にわたり、不連続的に変化しているねじ継手
からなる鋼管杭であり、継手部に数回転でねじ込みが完
了するように設定されたねじ山間隔を有し、前記雌ねじ
継手部および前記雄ねじ継手部のうちの両方または片方
は、その材料強度が前記鋼管杭本体の材料強度よりも大
であることに特徴を有するものである。

【００１６】請求項２記載の発明は、端部に雌ねじ継手
部を有する鋼管本体と、端部に雄ねじ継手部を有する鋼
管本体とをねじ込み結合してなる鋼管杭であって、前記
雌ねじ継手部および前記雄ねじ継手部の外径は前記鋼管
本体の外径とほぼ同一であり、前記雌ねじ継手部と前記
雄ねじ継手部とは、ねじ部の径が２段または多数段にわ
たり、不連続的に変化しているねじ継手からなる鋼管杭
であり、数回転でねじ込みが完了するように設定された
ねじ山間隔を有し、前記雌ねじ継手部および前記雄ねじ
継手部のうちの両方または片方は、そのねじ終点部の厚
さが前記鋼管杭本体の厚さよりも大であることに特徴を
有するものである。

【００１７】請求項３記載の発明は、端部に雌ねじ継手
部を有する鋼管本体と、端部に雄ねじ継手部を有する鋼
管本体とをねじ込み結合してなる鋼管杭であって、前記
雌ねじ継手部および前記雄ねじ継手部の外径は前記鋼管
本体の外径とほぼ同一であり、前記雌ねじ継手部と前記
雄ねじ継手部とは、ねじ部の径が２段または多数段にわ
たり、不連続的に変化しているねじ継手からなる鋼管杭
であり、数回転でねじ込みが完了するように設定された
ねじ山間隔を有し、前記雌ねじ継手部および前記雄ねじ
継手部のうちの両方または片方は、その材料強度が前記
鋼管杭本体の材料強度よりも大であり且つねじ終点部の
厚さが前記鋼管杭本体の厚さよりも大であることに特徴
を有するものである。

【００１８】請求項４記載の発明は、請求項１、２また
は３記載の発明において、前記雄ねじ継手部には、ねじ
込み完了時に前記雌ねじ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に特徴を有するも
のである。

【００１９】請求項５記載の発明は、請求項１、２、３
または４記載の発明において、前記雌ねじ継手部および
前記雄ねじ継手部は、前記鋼管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て形成す
ることに特徴を有するものである。

【００２０】請求項６記載の発明は、請求項１、３また
は４記載の発明において、前記雌ねじ継手部および前記
雄ねじ継手部は、前記鋼管本体よりも材料強度が高い鋼
管にねじ加工を施したものを、前記鋼管本体に溶接して
なることに特徴を有するものである。

【００２１】請求項７記載の発明は、請求項２、３また
は４記載の発明において、前記雌ねじ継手部および前記
雄ねじ継手部は、前記鋼管本体よりも厚さが大きい鋼管
にねじ加工を施したものを、前記鋼管本体に溶接してな
ることに特徴を有するものである。

【００２２】請求項８記載の発明は、請求項１から７の
いずれか１つに記載の発明において、前記雄ねじ継手部
は、その先端部に非ねじ部を有することに特徴を有する
ものである。

【００２３】

【作用】以下に、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。

【００２４】(1) 鋼管杭同士は、ねじ継手により継ぎ杭
される。図１はこの発明の鋼管杭の継手部を示す断面図である。
この発明の鋼管杭は、管端に雌ねじ継手部２を有する鋼
管杭本体1aと、管端に雄ねじ継手部３を有する鋼管杭本
体1bとを継ぎ杭することにより形成される。継ぎ杭作業
は、先行鋼管杭1aの雌ねじ継手部２に、後行鋼管杭1bの
雄ねじ継手部３を当接し、後行鋼管杭1bを回転させるこ
とにより実施される。このように、雄ねじ継手部３と雌
ねじ継手部２とによるねじ継手構造とすることにより、
継ぎ杭に溶接が不要となり、作業環境または作業員の技
量により左右されることなく所定の強度の継手を有する
鋼管杭を得ることができる。

【００２５】(2) 雌ねじ継手部および雄ねじ継手部の外
径は、杭本体の外径と同一、または、ほぼ同一とする。雌ねじ継手部および雄ねじ継手部の外径を杭本体の外径
より大きくすれば、雌ねじ継手部および雄ねじ継手部か
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、プレボーリング工法による鋼管杭の場合、
杭の外径は地盤を先行削孔する孔の内径（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
量および費用等が増大し、著しく不経済となり実用上不
可能である。従って、雌ねじ継手部および雄ねじ継手部
の外径は、杭本体の外径と同一、または、ほぼ同一とす
る。

【００２６】(3) 雌ねじ継手部および雄ねじ継手部は、
数回転でねじ込みが完了するようにねじ部の径が２段ま
たは多数段にわたり、不連続的に変化させている。現場での継ぎ杭作業は、孔の中に雌ねじ継手部を上
端に位置させて先行杭を設置した後、雄ねじ継手部を下
端に位置させて後行鋼管杭をクレーン等で吊り下げて上
下杭のねじ継手部を当接して噛み合わせてねじ込むこと
により行なわれる。雌ねじ継手部の先端のねじ山および
雄ねじ継手部の先端のねじ山が噛み合えば、途中でねじ
がかじることなくスムーズにねじ込みが可能である。

【００２７】必要なねじ山の数は、そのピッチ等に
より異なるが、本発明者らの試設計によれば、全部で10
〜20山程度である。図２に示すような平行ねじの場合に
は、噛み合わせてからねじ込み完了までにねじ山の数だ
け後行杭を回転させる必要がある。地すべり抑止杭など
山岳地での鋼管杭施工現場は、一般に山腹の狭い斜面上
にあるため、作業環境が悪く、大型で特殊な機械は使用
されにくい。一方、図３に示すねじ部に段差を設けるこ
とにより、人力により数回転でねじ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４〜６
回転程度に設定するのが望ましい。

【００２８】(4) 雌ねじ継手部および雄ねじ継手部は、
下記(a) および(b) の条件のうち、何れか１つを満足す
る。 (a) 雌ねじ継手部および雄ねじ継手部のうちの両方また
は片方は、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) 雌ねじ継手部および雄ねじ継手部のうちの両方また
は片方は、そのねじ終点部の厚さが、杭本体の厚さより
も大であること。

【００２９】図５は継手部における力の伝達機構を説明
する断面図であり、端部に雌ねじ継手部２を有する杭本
体１同士が、雄ねじ継手部３を有する内側継手管14を介
して継ぎ杭されている。図５に示すように、雌ねじ継手
部２と雄ねじ継手部３とが結合する継手部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,K,
M 部には、Moの曲げモーメントが作用し、断面D,E,I,J
部には約1/2Mo の曲げモーメントが作用する。また、C,
F,H,L 部の曲げモーメントは殆ど零である。従って、雄
ねじ継手部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。

【００３０】図６は継手部における力の伝達機構を説明
する断面図であり、端部に雌ねじ継手部２を有する杭本
体１と、端部に雄ねじ継手部３を有する杭本体１とが、
雌ねじ継手部２と雄ねじ継手部３とを介して継ぎ杭され
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、Moの曲げモーメントが作用し、断面D,E 部には約1/
2Mo の曲げモーメントが作用する。また、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。

【００３１】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、端部に雌ねじ継手２
を有する杭本体１と、端部に雄ねじ継手３を有する杭本
体１とが、雌ねじ継手部２と雄ねじ継手部３とを介して
継ぎ杭されている。断面G 部は、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 部の厚さを本体より若干大きく
するか、雄ねじ継手３（または雄ねじ継手３および雌ね
じ継手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。

【００３２】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ねじ継手部と雌ねじ継
手部との継手部構造を示す断面図である。図８におい
て、雄ねじ継手部３および雌ねじ継手部２は、杭本体１
と同じ強度である（杭本体１にそのままねじ継手部２、
３が形成されている）。雄ねじ継手部３のねじ終点部3
a、雌ねじ継手部２のねじ終点部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、ねじ終点部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、ねじ継手部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で決まり、不経済な設計
となる。

【００３３】図９は上記(a) の条件を満足するこの発明
の雄ねじ継手部と雌ねじ継手部との継手部構造を示す断
面図である。図９は、雌ねじ継手部２および雄ねじ継手
部３の材料強度が杭本体１よりも大となっている。

【００３４】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ねじ継手部と雌ねじ継手部との継手
部構造を示す断面図である。図１０は、雄ねじ継手部３
のねじ終点部3aの厚さが杭本体１の厚さよりも大であ
る。また、図１１は、雌ねじ継手部２および雄ねじ継手
部３のねじ終点部2aおよび3aの厚さが杭本体１の厚さよ
りも大である。

【００３５】上記(a) および(b) の条件のうちのどちら
を用いるかは、継手部のねじの間隔、ねじの高さ、ねじ
のピッチ、ねじ部の長さ、継手部の材料強度等、ねじの
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。

【００３６】(5) 雄ねじ継手部の、ねじ込み完了時に雌
ねじ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、雄ねじ継手部３の
付け根の、ねじ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、ねじ
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、ねじ継手部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、雌ねじ継手部２のねじ山が矢印Ｃの方向に動き、雄
ねじ継手部３のねじ山は矢印Ｄの方向に動き、互いにね
じ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。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、地中部での挙動
を正確に推定することが難しいために、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、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、雌ねじ継手部２の先端面が
雄ねじ継手部３のショルダー部８に当接していると、ね
じ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、雌ねじ継手部の先端面がショルダー部に突き当たる
ことで、所定の長さまでねじ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。

【００３７】(6) 雌ねじ継手部および雄ねじ継手部は、
下記(a) 、(b) および(c) のうち、何れか１つにより製
造されることが好ましい。 (a) 雌ねじ継手部および雄ねじ継手部は、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て
形成する。 (b) 雌ねじ継手部および雄ねじ継手部は、杭本体よりも
材料強度が高い鋼管にねじ加工を施したものを、杭本体
に溶接して形成する。 (c) 雌ねじ継手部および雄ねじ継手部は、杭本体よりも
厚さが大きい鋼管にねじ加工を施したものを、杭本体に
溶接して形成する。

【００３８】図１５は、上記(b) 、(c) の溶接によるね
じ継手部形成を示す断面図である。図１５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。

【００３９】(7) 雄ねじ継手部の先端部に非ねじ部を設
ける。図１６は雄ねじ継手部の先端部を示す断面図である。図
１６に示すように、雄ねじ継手部３の先端部にねじの損
傷を防止するため、および、雌ねじ継手部に雄ねじ継手
部３を挿入し易くするガイドにするため、突起状の非ね
じ部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１７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。ねじ継手部を有する杭の場合、継手の噛
み合わせの都合から、雄ねじ継手部３が下端側になるの
が一般的であるため、そのねじ下端が損傷する恐れがあ
る。非ねじ部７は、その損傷を防止する作用を有してい
る。

【００４０】

【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。

【００４１】図１８および図１９は、この発明を、３段
ねじ継手および鋼管矢板に使用した例である。鋼管杭に
は、曲げモーメント、剪断力、引張力が作用し、継手部
に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ほぼ同じ場合に
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、継手部の強度について調べた。

【００４２】外径φ318.5mm ×厚さｔ39mm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２段差付き雌ねじ継手部２を、もう１
本の端部に２段差付き雄ねじ継手部３を、それぞれ接続
した。そして、この２本を雌ねじ継手部２と雄ねじ継手
部３とによりねじ結合し、この発明の範囲内の地すべり
抑止用鋼管杭１および鋼管矢板10（以下、「本発明鋼管
杭」という）を調製した。

【００４３】次いで、図２０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２０に示すように、支点11，11間の距離は5400m
m、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２１に合わせて示す。

【００４４】図２１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
ほぼ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。

【００４５】

【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用な効果がもたらされる。

【００４６】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耐荷力を得られる。

【００４７】雌ねじ継手部および雄ねじ継手部から
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。

【００４８】継手部はねじ部の径が２段または多数
段にわたり不連続的に変化しているため、数回転でねじ
込みが完了し、継ぎ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、継ぎ杭１回に２時間程
度の時間を要していたのに対し、本発明では、１０分程
度で完了する。

【００４９】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、信頼度
が高い継手構造が得られる。ねじ込み作業は、特殊技能
を持たない作業員でも人力によって実施することができ
る。

【００５０】杭本体が高張力鋼の場合でも、容易に
継手部を設計、製造、接続できる。

【００５１】ショルダー部により、ねじ山が互いに
相手のねじ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強度を有し、また、Ｘ線検
査などの面倒な検査を必要とせず、雌ねじ継手部の先端
面がショルダー部に突き当たることで、ねじ込みが完了
したことを確認でき、施工管理が容易である。

【００５２】雄ねじ継手部の先端部に非ねじ部を設
けることにより、雄ねじ継手部のねじ下端の損傷が防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の鋼管杭の１実施態様を示す断面図で
ある。

【図２】この発明の鋼管杭のねじ継手部を示す断面図で
ある。

【図３】ねじ部の径が２段または多数段にわたって変化
しているねじ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】端部に雌ねじ継手部を有する杭本体同士を雄ね
じ継手を有する内側継手管を使用して継ぎ杭する継手部
における力の伝達機構を説明する断面図である。

【図６】端部に雌ねじ継手を有する杭本体と、端部に雄
ねじ継手を有する杭本体とを継ぎ杭する継手部における
力の伝達機構を説明する断面図である。

【図７】端部に雌ねじ継手を有する杭本体と、端部に雄
ねじ継手を有する杭本体とを継ぎ杭する本発明鋼管杭の
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ねじ継手部と雌ねじ継手部
との継手部構造を示す断面図である。

【図９】この発明の雄ねじ継手部と雌ねじ継手部との継
手部構造を示す断面図である。

【図１０】この発明の雄ねじ継手部と雌ねじ継手部との
継手部構造を示す断面図である。

【図１１】この発明の雄ねじ継手部と雌ねじ継手部との
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】溶接によるねじ継手部形成を示す断面図であ
る。

【図１６】雄ねじ継手部の先端部を示す断面図である。

【図１７】杭を吊り上げる状況を示す側面図である。

【図１８】３段ねじ継手の例を示す断面図である。

【図１９】鋼管矢板に用いた状況を示す断面図である。

【図２０】実施例における試験方法を説明する側面図で
ある。

【図２１】荷重と中央変移との関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１，1a，1b 鋼管杭本体２雌ねじ継手部 2a ねじ終点部３雄ねじ継手部 3a ねじ終点部４溶接部５ワイヤ６クレーン７非ねじ部８ショルダー部９継手部 10 鋼管矢板 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者篠原敏雄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)発明者島岡久壽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)発明者鈴木照明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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】端部に雌ねじ継手部を有する鋼管本体
と、端部に雄ねじ継手部を有する鋼管本体とをねじ込み
結合してなる鋼管杭であって、前記雌ねじ継手部および前記雄ねじ継手部の外径は前記
鋼管杭本体とほぼ同一であり、前記雌ねじ継手部および前記雄ねじ継手部は、ねじ部の
径が２段または多数段にわたり、不連続的に変化してい
るねじ継手からなる鋼管杭であり、継手部に数回転でね
じ込みが完了するように設定されたねじ山間隔を有し、前記雌ねじ継手部および前記雄ねじ継手部のうちの両方
または片方は、その材料強度が前記鋼管杭本体の材料強
度よりも大であることを特徴とするねじ継手付き鋼管
杭。
【請求項２】端部に雌ねじ継手部を有する鋼管本体
と、端部に雄ねじ継手部を有する鋼管本体とをねじ込み
結合してなる鋼管杭であって、前記雌ねじ継手部および前記雄ねじ継手部の外径は前記
鋼管本体の外径とほぼ同一であり、前記雌ねじ継手部と前記雄ねじ継手部とは、ねじ部の径
が２段または多数段にわたり、不連続的に変化している
ねじ継手からなる鋼管杭であり、数回転でねじ込みが完
了するように設定されたねじ山間隔を有し、前記雌ねじ継手部および前記雄ねじ継手部のうちの両方
または片方は、そのねじ終点部の厚さが前記鋼管杭本体
の厚さよりも大であることを特徴とするねじ継手付き鋼
管杭。
【請求項３】端部に雌ねじ継手部を有する鋼管本体
と、端部に雄ねじ継手部を有する鋼管本体とをねじ込み
結合してなる鋼管杭であって、前記雌ねじ継手部および前記雄ねじ継手部の外径は前記
鋼管本体の外径とほぼ同一であり、前記雌ねじ継手部と前記雄ねじ継手部とは、ねじ部の径
が２段または多数段にわたり、不連続的に変化している
ねじ継手からなる鋼管杭であり、数回転でねじ込みが完
了するように設定されたねじ山間隔を有し、前記雌ねじ継手部および前記雄ねじ継手部のうちの両方
または片方は、その材料強度が前記鋼管杭本体の材料強
度よりも大であり且つねじ終点部の厚さが前記鋼管杭本
体の厚さよりも大であることを特徴とするねじ継手付き
鋼管杭。
【請求項４】前記雄ねじ継手部には、ねじ込み完了時
に前記雌ねじ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、２または３記載の鋼管
杭。
【請求項５】前記雌ねじ継手部および前記雄ねじ継手
部は、前記鋼管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て形成する請求項１、
２、３または４記載の鋼管杭。
【請求項６】前記雌ねじ継手部および前記雄ねじ継手
部は、前記鋼管本体よりも材料強度が高い鋼管にねじ加
工を施したものを、前記鋼管本体に溶接してなる請求項
１、３または４記載の鋼管杭。
【請求項７】前記雌ねじ継手部および前記雄ねじ継手
部は、前記鋼管本体よりも厚さが大きい鋼管にねじ加工
を施したものを、前記鋼管本体に溶接してなる請求項
２、３または４記載の鋼管杭。
【請求項８】前記雄ねじ継手部は、その先端部に非ね
じ部を有する請求項１から７のいずれか１つに記載の鋼
管杭。