特許ウォッチ

公開番号2025127756
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-02
出願番号2024024652
出願日2024-02-21
発明の名称鋼管杭の連結構造、鋼管杭基礎および鋼管杭の連結方法
出願人日本製鉄株式会社,株式会社技研製作所
代理人弁理士法人樹之下知的財産事務所
主分類E02D 5/24 20060101AFI20250826BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】内嵌部材と外嵌部材とを用いて鋼管杭を軸方向に連結する連結部において、鋼管杭の内周面に沿って配置される配管を安定的に接続し、かつ作業性や加工工程の経済性を改善する。
【解決手段】第1の杭本体の軸方向の端部に接合される内嵌部材と、第2の杭本体の軸方向の端部に接合される外嵌部材と、第1の杭本体の内周面に接合される第1の配管と、第2の杭本体の内周面に接合される第2の配管とを備え、内嵌部材は、外嵌部材の内側に嵌合する第1の嵌合部、および内嵌部材の外周面に開口部を形成するとともに内嵌部材の内側と第1の嵌合部の外側とを連通させる貫通溝部を含み、外嵌部材は、内嵌部材の外側に嵌合する第2の嵌合部を含み、第1の配管と第2の配管とは、貫通溝部、および第1の嵌合部と第2の嵌合部との間に形成される通路を通して接続される、鋼管杭の連結構造が提供される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１および第２の杭本体を軸方向に連結する鋼管杭の連結構造であって、
前記第１の杭本体の前記軸方向の端部に接合される内嵌部材と、前記第２の杭本体の前記軸方向の端部に接合される外嵌部材と、前記第１の杭本体の内周面に接合される第１の配管と、前記第２の杭本体の内周面に接合される第２の配管とを備え、
前記内嵌部材は、前記外嵌部材の内側に嵌合する第１の嵌合部、および前記内嵌部材の外周面に開口部を形成するとともに前記内嵌部材の内側と前記第１の嵌合部の外側とを連通させる貫通溝部を含み、
前記外嵌部材は、前記内嵌部材の外側に嵌合する第２の嵌合部を含み、
前記第１の配管と前記第２の配管とは、前記貫通溝部、および前記第１の嵌合部と前記第２の嵌合部との間に形成される通路を通して接続される、鋼管杭の連結構造。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第１の配管および前記第２の配管に接続され、前記貫通溝部および前記通路を通過する接続管をさらに備える、請求項１に記載の鋼管杭の連結構造。
【請求項３】
前記第１の配管または前記第２の配管の延長部が前記貫通溝部および前記通路を通過する、請求項１に記載の鋼管杭の連結構造。
【請求項４】
前記外嵌部材の外周面には、前記通路に周方向の位置を合わせて切り欠きが形成され、
前記切り欠きは、前記貫通溝部とともに前記開口部を形成する、請求項１に記載の鋼管杭の連結構造。
【請求項５】
前記開口部に取り付けられる蓋体をさらに備える、請求項１に記載の鋼管杭の連結構造。
【請求項６】
前記通路は、前記第１の嵌合部および前記第２の嵌合部の少なくともいずれかに形成される溝部によって形成される、請求項１に記載の鋼管杭の連結構造。
【請求項７】
前記第１の嵌合部は、前記軸方向における前記第１の杭本体とは反対側の端部に向かって外径が徐々に小さくなる縮径部と、前記縮径部の外側に前記内嵌部材の周方向について間隙部分を挟んで複数形成される第１の突出部とを含み、
前記第２の嵌合部は、前記軸方向における前記第２の杭本体とは反対側の端部に向かって内径が徐々に大きくなる拡径部と、前記拡径部の内側に前記外嵌部材の周方向について間隙部分を挟んで複数形成される第２の突出部とを含み、
前記第１の突出部および前記第２の突出部は、前記内嵌部材を前記外嵌部材の内側に嵌合させた状態で所定の位置まで回転させたときに互いに係合するように構成される、請求項１に記載の鋼管杭の連結構造。
【請求項８】
前記内嵌部材を前記外嵌部材の内側に嵌合させた状態で前記所定の位置まで回転させたときに、前記内嵌部材および前記外嵌部材の周方向における前記第１の突出部の間隙部分および前記第２の突出部の間隙部分の位置が揃えられた部分に前記通路が形成される、請求項７に記載の鋼管杭の連結構造。
【請求項９】
前記第１の突出部の少なくとも１つの前記内嵌部材の周方向の中間部または端部には第１の突出部切り欠きが形成され、
前記第２の突出部の少なくとも１つの前記外嵌部材の周方向の中間部または端部には第２の突出部切り欠きが形成され、
前記内嵌部材を前記外嵌部材の内側に嵌合させた状態で前記所定の位置まで回転させたときに、前記内嵌部材および前記外嵌部材の周方向における前記第１の突出部切り欠きおよび前記第２の突出部切り欠きの位置が揃えられることによって前記通路が形成される、請求項７に記載の鋼管杭の連結構造。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の鋼管杭の連結構造を少なくとも１か所含む、鋼管杭基礎。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管杭の連結構造、鋼管杭基礎および鋼管杭の連結方法に関する。
続きを表示（約 5,100 文字）【背景技術】
【０００２】
鋼管杭の施工方法は地盤の状態に応じて選定されるが、回転圧入と先端からの高圧水の噴射とを併用して施工性を高める工法がある。一方、杭長が長い場合は複数の杭を軸方向に連結して打設するが、上記のように高圧水の噴射を併用する場合は高圧水用の水管も同時に連結する必要が生じる。このような場合に、例えば特許文献１および特許文献２に記載されたように、水管を杭本体の断面中央付近に配置して連結する方法もあるが、鋼管杭の先端から内部に流入する土砂（閉塞土）の抵抗を考慮すると、杭本体の内周面に沿って水管を配置する方が有利である。
【０００３】
一方、特許文献３および特許文献４には、鋼管杭の軸方向端部に接合される内嵌部材および外嵌部材を用いた連結方法が記載されている。この方法では、内嵌部材を外嵌部材の内側に嵌合させた状態で回転させたときに、内嵌部材の外側および外嵌部材の内側でそれぞれ周方向に間隙部分を挟んで複数形成された突出部が互いに係合することによって鋼管杭同士が連結される。このような連結構造は、従来用いられていた鋼管杭同士の溶接に比べて施工性が高く、かつ十分な曲げ剛性を確保できるという利点を有する。
【０００４】
上記のような連結方法で高圧水用の配管が杭本体の内周面に沿って配置された鋼管杭を連結した場合、連結部で外嵌部材や外嵌部材の内側に嵌合した内嵌部材が杭本体の内側に張り出した段差部分になるため、連結部では配管を安定的に接続することが難しい。それゆえ、例えば硬質地盤や閉塞土が多い地盤などでは配管の接続部が外れてしまう可能性を考慮して、上記のような嵌合による連結方法が適用されないこともあった。そこで、特許文献５には、内嵌部材の内側と外側とを連通させる貫通孔を形成し、そこを通して配管を接続することによって、鋼管杭の内周面に沿って配置される配管を安定的に接続する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００５－２００９１０号公報
特開平０９－２６４０１８号公報
特開２０１６－２９２５０号公報
特開２０１５－１４３４６６号公報
特開２０２３－１５０１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献５に記載された技術の場合、継手嵌合との配管接続作業において、狭隘な貫通孔に治具を差し込んで接続する必要があるため、作業性の点では改善の余地があった。また、内嵌部材の内側と外側とを連通させる貫通孔は穿孔工程の加工コストが高く、加工工程の経済性の点でも改善の余地があった。
【０００７】
そこで、本発明は、内嵌部材と外嵌部材とを用いて鋼管杭を軸方向に連結する連結部において、鋼管杭の内周面に沿って配置される配管を安定的に接続し、かつ作業性や加工工程の経済性を改善することが可能な鋼管杭の連結構造、鋼管杭基礎および鋼管杭の連結方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［１］第１および第２の杭本体を軸方向に連結する鋼管杭の連結構造であって、前記第１の杭本体の前記軸方向の端部に接合される内嵌部材と、前記第２の杭本体の前記軸方向の端部に接合される外嵌部材と、前記第１の杭本体の内周面に接合される第１の配管と、前記第２の杭本体の内周面に接合される第２の配管とを備え、前記内嵌部材は、前記外嵌部材の内側に嵌合する第１の嵌合部、および前記内嵌部材の外周面に開口部を形成するとともに前記内嵌部材の内側と前記第１の嵌合部の外側とを連通させる貫通溝部を含み、前記外嵌部材は、前記内嵌部材の外側に嵌合する第２の嵌合部を含み、前記第１の配管と前記第２の配管とは、前記貫通溝部、および前記第１の嵌合部と前記第２の嵌合部との間に形成される通路を通して接続される、鋼管杭の連結構造。
［２］前記第１の配管および前記第２の配管に接続され、前記貫通溝部および前記通路を通過する接続管をさらに備える、［１］に記載の鋼管杭の連結構造。
［３］前記第１の配管または前記第２の配管の延長部が前記貫通溝部および前記通路を通過する、［１］に記載の鋼管杭の連結構造。
［４］前記外嵌部材の外周面には、前記通路に周方向の位置を合わせて切り欠きが形成され、前記切り欠きは、前記貫通溝部とともに前記開口部を形成する、［１］から［３］のいずれか１項に記載の鋼管杭の連結構造。
［５］前記開口部に取り付けられる蓋体をさらに備える、［１］から［４］のいずれか１項に記載の鋼管杭の連結構造。
［６］前記通路は、前記第１の嵌合部および前記第２の嵌合部の少なくともいずれかに形成される溝部によって形成される、［１］から［５］のいずれか１項に記載の鋼管杭の連結構造。
［７］前記第１の嵌合部は、前記軸方向における前記第１の杭本体とは反対側の端部に向かって外径が徐々に小さくなる縮径部と、前記縮径部の外側に前記内嵌部材の周方向について間隙部分を挟んで複数形成される第１の突出部とを含み、前記第２の嵌合部は、前記軸方向における前記第２の杭本体とは反対側の端部に向かって内径が徐々に大きくなる拡径部と、前記拡径部の内側に前記外嵌部材の周方向について間隙部分を挟んで複数形成される第２の突出部とを含み、前記第１の突出部および前記第２の突出部は、前記内嵌部材を前記外嵌部材の内側に嵌合させた状態で所定の位置まで回転させたときに互いに係合するように構成される、［１］から［６］のいずれか１項に記載の鋼管杭の連結構造。
［８］前記内嵌部材を前記外嵌部材の内側に嵌合させた状態で前記所定の位置まで回転させたときに、前記内嵌部材および前記外嵌部材の周方向における前記第１の突出部の間隙部分および前記第２の突出部の間隙部分の位置が揃えられた部分に前記通路が形成される、［７］に記載の鋼管杭の連結構造。
［９］前記第１の突出部の少なくとも１つの前記内嵌部材の周方向の中間部または端部には第１の突出部切り欠きが形成され、前記第２の突出部の少なくとも１つの前記外嵌部材の周方向の中間部または端部には第２の突出部切り欠きが形成され、前記内嵌部材を前記外嵌部材の内側に嵌合させた状態で前記所定の位置まで回転させたときに、前記内嵌部材および前記外嵌部材の周方向における前記第１の突出部切り欠きおよび前記第２の突出部切り欠きの位置が揃えられることによって前記通路が形成される、［７］に記載の鋼管杭の連結構造。
［１０］［１］から［９］のいずれか１項に記載の鋼管杭の連結構造を少なくとも１か所含む、鋼管杭基礎。
［１１］第１および第２の杭本体を軸方向に連結する鋼管杭の連結方法であって、前記第１の杭本体の前記軸方向の端部に接合される内嵌部材に形成される第１の嵌合部を、前記第２の杭本体の前記軸方向の端部に接合される外嵌部材に形成される第２の嵌合部の内側に嵌合させる工程と、前記内嵌部材の内側と前記第１の嵌合部の外側とを連通させる貫通溝部が前記内嵌部材の外周面に形成した開口部を通して、前記第１の杭本体の内周面に接合される第１の配管と、前記第２の杭本体の内周面に接合される第２の配管とを接続する工程とを含み、前記第１の配管と前記第２の配管とは、前記貫通溝部、および前記第１の嵌合部と前記第２の嵌合部との間に形成される通路を通して接続される、鋼管杭の連結方法。
［１２］前記外嵌部材の外周面には、前記通路に周方向の位置を合わせて切り欠きが形成され、前記切り欠きは、前記貫通溝部とともに前記開口部を形成する、［１１］に記載の鋼管杭の連結方法。
［１３］前記第１の配管と前記第２の配管とを接続した後に、前記開口部に蓋体を取り付ける工程をさらに含む、［１１］または［１２］に記載の鋼管杭の連結方法。
［１４］前記第１の配管および前記第２の配管の接続には接続管が用いられ、前記接続管は、前記第１の配管に接続される第１の接続管と前記第２の配管に接続される第２の接続管とを含み、前記通路に前記接続管を挿通する工程の後に、前記第１の接続管と前記第２の接続管とを互いに接続する工程をさらに含む、［１１］から［１３］のいずれか１項に記載の鋼管杭の連結方法。
［１５］前記第１の配管および前記第２の配管の接続には接続管が用いられ、前記第１の配管と前記第２の配管とを接続する工程は、前記第１の配管および前記第２の配管の少なくともいずれかの内部に予め収納された前記接続管を引き出す工程を含む、［１１］から［１４］のいずれか１項に記載の鋼管杭の連結方法。
［１６］前記第１の嵌合部は、前記軸方向における前記第１の杭本体とは反対側の端部に向かって外径が徐々に小さくなる縮径部と、前記縮径部の外側に前記内嵌部材の周方向について間隙部分を挟んで複数形成される第１の突出部とを含み、前記第２の嵌合部は、前記軸方向における前記第２の杭本体とは反対側の端部に向かって内径が徐々に大きくなる拡径部と、前記拡径部の内側に前記外嵌部材の周方向について間隙部分を挟んで複数形成される第２の突出部とを含み、前記第１の嵌合部を前記第２の嵌合部の内側に嵌合させる工程は、前記内嵌部材を前記外嵌部材の内側に嵌合させた状態で所定の位置まで回転させることによって前記第１の突出部および前記第２の突出部を互いに係合させる工程を含む、［１１］から［１５］のいずれか１項に記載の鋼管杭の連結方法。
［１７］前記第１の配管と前記第２の配管とを接続する工程は、前記内嵌部材を前記外嵌部材の内側に嵌合させた状態で前記所定の位置まで回転させた後に、前記第１の配管および前記第２の配管に接続される接続管、または前記第１の配管もしくは前記第２の配管の延長部を前記通路に挿通する工程を含む、［１６］に記載の鋼管杭の連結方法。
［１８］前記通路は、前記内嵌部材を前記外嵌部材の内側に嵌合させた状態で前記所定の位置まで回転させる前後を通じて前記第１の突出部および前記第２の突出部とは干渉しない位置に形成され、前記第１の配管と前記第２の配管とを接続する工程は、前記内嵌部材を前記外嵌部材の内側に嵌合させた状態で回転させる前に、前記第２の配管に接続される接続管または前記第２の配管の延長部を前記通路に配置する工程を含む、［１６］に記載の鋼管杭の連結方法。
【発明の効果】
【０００９】
上記の構成によれば、鋼管杭の連結構造において杭本体の内周面に沿って配置される第１および第２の配管を安定的に接続することができる。さらに、上記の構成によれば、貫通孔ではなく貫通溝部を形成するため、貫通溝部によって形成される開口部に治具が差し込みやすく、作業性が改善する。また、貫通溝部は例えば切削工程で形成できるため、加工コストが低減され、加工工程の経済性も改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の第１の実施形態に係る鋼管杭の連結構造の連結前の状態を示す斜視図である。
図１に示す連結構造の連結後の状態を示す断面図である。
図１および図２に示す連結構造において配管の接続が完了した状態を示す部分断面図である。
鋼管杭の連結構造の載荷試験の解析結果を示すグラフである。
配管と接続管とを接続するコネクタの例を示す図である。
配管と接続管とを接続するコネクタの例を示す図である。
接続管同士を接続するコネクタの例を示す図である。
本発明の第１の実施形態に係る鋼管杭の連結方法の第１の例を示す模式的な図である。
本発明の第１の実施形態に係る鋼管杭の連結方法の第２の例を示す模式的な図である。
本発明の第２の実施形態に係る鋼管杭の連結構造および連結方法の例を示す模式的な図である。
本発明の第３の実施形態に係る鋼管杭の連結構造および連結方法の例を示す模式的な図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許