JP3965572B2 - 杭の接続構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート杭や鋼管杭の接続構造に関し、特に、上杭と下杭を簡単かつ確実に接続することができる作業性の高い杭の接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上杭と下杭を接続する杭の接続構造としては、上杭と下杭の端板同士を溶接により接続したり、端板の外周部にフランジ継手を突設し、この対設するフランジ継手間をボルト、ナットにて締結する方法が汎用されている。
また、上杭の端部と下杭の端部に、一対の内嵌部と外嵌部を振り分けて設けるとともに、これら内嵌部と外嵌部にそれぞれねじを形成し、内嵌部と外嵌部を螺合接続する方法もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の上杭と下杭を接続する接続構造は、それぞれ次のような問題点を有している。
▲１▼溶接による杭の接続構造においては、溶接に時間を要したり、天候によっては施工現場において溶接作業を行うことができなかったり、さらに、溶接の欠陥や溶接部の脆化を防止するためには、所要の設備と熟練した技術者を必要とし、コストがかかったり、技術者が不足がちになる。
▲２▼フランジ継手による接続方法では、継手部分の外径が鋼管杭の外径よりも大きく、鋼管杭の外周面から大きく突出することから、杭を地盤中に埋設する際に大きな貫入抵抗となり、また継手部分に曲げモーメントが作用し、さらに継手部分間には杭の外周に空間が生じてしまい、水平支持力が確保できなくなるおそれがある。
▲３▼上杭の端部と下杭の端部に設けた内嵌部と外嵌部を螺合接続する杭の接続構造は、大径となる内嵌部と外嵌部にねじを形成するための機械加工がコスト高を招き、また、重量物である杭の螺合接続作業は作業性が悪く、多大な手間を要し、さらに、内嵌部と外嵌部に形成したねじが損傷を受けやすく、この場合には、螺合接続作業が困難になる。
【０００４】
本発明は、上記従来の杭の接続構造が有する問題点に鑑み、上杭と下杭を簡単かつ確実に接続し、かつ杭径をこの接続部においても大径とならないようにすることができる作業性の高い杭の接続構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の杭の接続構造は、上杭と下杭とを各々の端板を介して接続する杭の接続構造において、端板に形成されたボルト穴にボルトを螺合するとともに、相手側の端板のボルトの対向位置に、ボルトの頭部が挿入される大径部と、該大径部と連通しボルト頭部の周方向の移行を許容する大径溝部と、該大径溝部からボルトの軸部を挟むように突設され、移行したボルトの頭部を掛止する鍔部とを形成し、ボルトを相手側端板の大径部に挿入して杭を回転させることにより、ボルト頭部を大径溝部に移行させて端板同士を固定するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
この杭の接続構造は、端板に形成されたボルト穴にボルトを螺合するとともに、相手側の端板のボルトの対向位置に、ボルトの頭部が挿入される大径部と、該大径部と連通しボルト頭部の周方向の移行を許容する大径溝部と、該大径溝部からボルトの軸部を挟むように突設され、移行したボルトの頭部を掛止する鍔部とを形成し、ボルトを相手側端板の大径部に挿入して杭を回転させることにより、ボルト頭部を大径溝部に移行させて端板同士を固定することから、上杭及び下杭の各端板同士をボルトを介して簡単に固定することができ、これにより、上杭と下杭の接続を迅速かつ安価に行うことができるとともに、杭の外周部に突起物がないことから、杭径を一定として貫入作業に支障なく杭を地盤中に埋設することができる。
また、本発明の杭の接続構造は、鋼管杭とプレストレスコンクリート杭との接続も強固に行うことができ、さらに、杭の接続が簡易かつ短時間に行えることから、杭の施工効率を大幅に向上させることができる。
【０００７】
この場合において、前記ボルト穴として緊張用タップ穴を使用することができる。
【０００８】
これにより、予めプレストレスコンクリート杭の端板に形成される緊張用タップ穴を利用して加工工程の手数を減じることができる。
【０００９】
また、上杭及び下杭の各端板のボルト穴にボルトを螺合するとともに、各端板のボルトの対向位置に大径部と大径溝部と鍔部とを形成し、ボルトを相手側端板の大径部に相互に挿入して杭を回転させることができる。
【００１０】
これにより、上杭と下杭の端板を相互にボルトで固定することができ、杭の接続をより強固に行うことができる。
【００１１】
また、上杭又は下杭の一方の端板のボルト穴にボルトを螺合するとともに、他方の端板のボルトの対向位置に大径部と大径溝部と鍔部とを形成し、ボルトを相手側端板の大径部に相互に挿入して杭を回転させるようにすることができる。
【００１２】
これにより、上杭と下杭の端板同士をボルトを介して簡易に固定することができる。
【００１３】
また、ボルト頭部の下面と対向する鍔部の位置の片側に、塑性変形層を形成することができる。
【００１４】
これにより、ボルト（ボルト頭部）が、相手側端板の大径部から大径溝部に移行するときに、ボルト頭部の下面が、塑性変形層と接触し、その摩擦抵抗により特定の一方向（ボルトを締め付ける方向）に回転して、ボルトによる締付力を出現させることができる。
【００１５】
また、上杭と下杭の各端板に、回転させた位置で一致するキー溝を形成し、該キー溝に回り止めのキー部材を固設することができる。
【００１６】
これにより、回転後の位置で上下の杭を固定して杭の逆回転を防止し、大径部からボルトが抜けることを防止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の杭の接続構造の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１〜図３に、本発明の杭の接続構造の一実施例を示す。
この杭の接続構造は、上杭１と下杭２とを各々の端板３を介して接続するもので、上杭１と下杭２の各端板３に形成された杭を製造する際に使用される緊張用タップ穴４に、例えば、高力ボルト等のボルト５を螺合するとともに、相手側の端板３のボルト５の対向位置に、ボルト５の頭部５１が挿入される大径部３１と、該大径部３１と連通しボルト頭部５１の周方向の移行を許容する大径溝部３２と、該大径溝部３２からボルト５の軸部５２を挟むように突設され、移行したボルト５の頭部５１を掛止する鍔部３３とを形成している。
そして、ボルト５を相手側端板３の大径部３１に挿入し、その状態で、例えば上杭１を回転させることにより、ボルト頭部５１を大径溝部３２に移行させて端板３同士を固定するようにしている。
この場合、ボルト５は、ボルト５を相手側端板３の大径部３１に挿入し、そのボルト頭部５１を大径溝部３２に移行させることができるように、所定長突出した状態に螺合しておくようにする。
【００１９】
さらに、ボルト５（ボルト頭部５１）が、相手側端板３の大径部３１から大径溝部３２に移行するときに、ボルト５が締まる方向に自然に回転するように、図１（ｂ’）に示すように、ボルト頭部５１の下面と対向する鍔部３３の位置の片側に、ポリエチレン樹脂等の合成樹脂やアルミニウム等の金属からなる塑性変形層３３ａを、塑性変形層３３ａにボルト頭部５１の下面が接触する程度の厚さに形成するようにする。これにより、ボルト５（ボルト頭部５１）が、相手側端板３の大径部３１から大径溝部３２に移行するときに、ボルト頭部５１の下面が、塑性変形層３３ａと接触し、その摩擦抵抗により特定の一方向（ボルト５を締め付ける方向）に回転して、ボルト５による締付力を出現させることができる。
【００２０】
また、上杭１と下杭２の各端板３には、回転させた位置で一致するキー溝６が数カ所形成されている。このキー溝６には、回り止めのためのくさび状のキー部材７が打ち込みにより固設されている。
このように、杭１、２の回転後の位置で、上杭端板３のキー溝６と下杭端板３のキー溝６とをキー部材７で結合することにより、杭１、２の逆回転を防止し、大径部３１からボルト５が抜けることを防止している。
なお、杭に曲げ力が加わると、キー部材７が抜けることも考えられるため、キー部材７を、図２（ｃ）に示すように、縦型Ｈ型のように形成するとともに、キー溝６を同じ形状に形成することもできる。
【００２１】
上杭１や下杭２は、プレストレストコンクリート杭等のコンクリート杭からなり、その端部には端板３が配設されている。
端板３には、ＰＣ鋼棒８に隣接するように、コンクリート杭にプレストレスをかける際に使用された複数の緊張用タップ穴４が等間隔で形成されており、これらの緊張用タップ穴４には、軸部５２が少し出る状態で複数のボルト５が締着されている。
なお、突出する軸部５２の長さは、後述する大径溝部３２の鍔部３３の厚みよりもやや長くなるようにする。
【００２２】
これに対し、相手側の端板３のボルト５と対向する位置には、前記した大径部３１と大径溝部３２、そして、大径溝部３２の表側の縁部から突設された鍔部３３が形成されている。
大径部３１は端板３を貫通するように形成され、また、大径溝部３２は、鍔部３３を残して大径部３１を端板３の周方向に延長するように形成されている。この場合、複数の大径部３１において、大径溝部３２は同じ方向に延設されている。
なお、本実施例の場合（後述の図４に示す実施例も同様）、平面視して、下杭２に対して上杭１を左回転することにより、上杭１と下杭２を接続することができるが、このほか、後述の図５に示す実施例のように、平面視して、下杭２に対して上杭１を右回転することにより、上杭１と下杭２を接続するようにすることもできる。
上杭１と下杭２を接続するときには、図２〜図３に示すように、複数のボルト５をそれぞれ相手側端板３の大径部３１に挿入し、その状態で上杭１を回転させることによって、ボルト頭部５１を大径溝部３２に移行させ、上杭１と下杭２の端板３同士を固定する。
そして、杭の回転後の位置で、上下の端板３のキー溝６にキー部材７を打ち込むことにより、杭の逆回転を防止し、大径部３１からのボルト５の抜けを防止する。
【００２３】
一方、図４に示すように、大径部３１、大径溝部３２及び鍔部３３、又はボルト５は、上杭１や下杭２のいずれか一方の端板３にのみ形成することもできる。
すなわち、上杭１又は下杭２の一方の端板３の緊張用タップ穴４にボルト５を螺合するとともに、他方の端板３のボルト５の対向位置に大径部３１と大径溝部３２と鍔部３３とを形成し、ボルト５を相手側端板３の大径部３１に挿入して上杭１を回転させるようにする。
なお、大径部３１、大径溝部３２及び鍔部３３を形成する端板３は、作用する曲げや引張力を考慮して、ボルト５側の端板３よりやや厚みを大きくすることが望ましい。
このように、大径部３１、大径溝部３２及び鍔部３３を一方の端板３に、また、ボルト５を他方の端板３に形成することにより、上杭１と下杭２の端板３同士をボルト５を介して簡易に固定することができる。
【００２４】
また、本発明の杭の接続構造は、鋼管杭同士、鋼管杭とコンクリート杭の組み合わせにも適用することができる。
すなわち、図５に示すように、筒状に形成された鋼管杭の端部に円環状の端板３を溶接等により固定し、例えば、上杭１の端板３に前記した大径部３１、大径溝部３２及び鍔部３３を形成するとともに、下杭２の円環状の端板３にボルト穴を形成してボルト５を螺合する。
そして、上杭１と下杭２を接続するときには、複数のボルト５を相手側端板３の大径部３１に挿入し、その状態で上杭１を回転させることによって、ボルト頭部５１を大径溝部３２に移行させ、上杭１と下杭２の端板３同士を固定する。
また、杭の回転後の位置で、上下の端板３のキー溝６にキー部材７を打ち込むことにより、杭の逆回転を防止し、大径部３１からのボルト５の抜けを防止する。
【００２５】
かくして、本実施例の杭の接続構造は、端板３に形成された緊張用タップ穴４にボルト５を螺合するとともに、相手側の端板３のボルト５の対向位置に、ボルト５の頭部５１が挿入される大径部３１と、該大径部３１と連通しボルト頭部５１の周方向の移行を許容する大径溝部３２と、該大径溝部３２からボルト５の軸部５２を挟むように突設され、移行したボルト５の頭部５１を掛止する鍔部３３とを形成し、ボルト５を相手側端板３の大径部３１に挿入して杭を回転させることにより、ボルト頭部５１を大径溝部３２に移行させて端板３同士を固定することから、上杭１及び下杭２の各端板３同士をボルト５を介して簡単に固定することができ、これにより、上杭１と下杭２の接続を迅速かつ安価に行うことができるとともに、杭の外周部に突起物がないことから、杭径を一定として貫入作業に支障なく杭を地盤中に埋設することができる。
そして、上杭１及び下杭２の各端板３の緊張用タップ穴４にボルト５を螺合するとともに、各端板３のボルト５の対向位置に大径部３１と大径溝部３２と鍔部３３とを形成し、ボルト５を相手側端板３の大径部３１に相互に挿入して杭を回転させることにより、上杭１と下杭２の端板３を相互にボルト５で固定することができ、杭の接続をより強固に行うことができる。
この場合、ボルト穴として緊張用タップ穴４を使用することにより、予めプレストレスコンクリート杭の端板３に形成される緊張用タップ穴４を利用して加工工程の手数を減じることができる。
また、本発明の杭の接続構造は、鋼管杭とプレストレスコンクリート杭との接続も強固に行うことができ、さらに、杭の接続が簡易かつ短時間に行えることから、杭の施工効率を大幅に向上させることができる。
【００２６】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明の杭の接続構造はこの実施例に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせたり、端板に鋼材や鋳鉄を適宜使用する等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の杭の接続構造によれば、端板に形成されたボルト穴にボルトを螺合するとともに、相手側の端板のボルトの対向位置に、ボルトの頭部が挿入される大径部と、該大径部と連通しボルト頭部の周方向の移行を許容する大径溝部と、該大径溝部からボルトの軸部を挟むように突設され、移行したボルトの頭部を掛止する鍔部とを形成し、ボルトを相手側端板の大径部に挿入して杭を回転させることにより、ボルト頭部を大径溝部に移行させて端板同士を固定することから、上杭及び下杭の各端板同士をボルトを介して簡単に固定することができ、これにより、上杭と下杭の接続を迅速かつ安価に行うことができるとともに、杭の外周部に突起物がないことから、杭径を一定として貫入作業に支障なく杭を地盤中に埋設することができる。
また、本発明の杭の接続構造は、鋼管杭とプレストレスコンクリート杭との接続も強固に行うことができ、さらに、杭の接続が簡易かつ短時間に行えることから、杭の施工効率を大幅に向上させることができる。
【００２８】
この場合、前記ボルト穴として緊張用タップ穴を使用することにより、予めプレストレスコンクリート杭の端板に形成される緊張用タップ穴を利用して施工の工数を減じることができる。
【００２９】
また、上杭及び下杭の各端板のボルト穴にボルトを螺合するとともに、各端板のボルトの対向位置に大径部と大径溝部と鍔部とを形成し、ボルトを相手側端板の大径部に相互に挿入して杭を回転させることにより、上杭と下杭の端板を相互にボルトで固定することができ、杭の接続をより強固に行うことができる。
【００３０】
また、上杭又は下杭の一方の端板のボルト穴にボルトを螺合するとともに、他方の端板のボルトの対向位置に大径部と大径溝部と鍔部とを形成し、ボルトを相手側端板の大径部に相互に挿入して杭を回転させるようにすることにより、上杭と下杭の端板同士をボルトを介して簡易に固定することができる。
【００３１】
また、ボルト頭部の下面と対向する鍔部の位置の片側に、塑性変形層を形成することにより、ボルト（ボルト頭部）が、相手側端板の大径部から大径溝部に移行するときに、ボルト頭部の下面が、塑性変形層と接触し、その摩擦抵抗により特定の一方向（ボルトを締め付ける方向）に回転して、ボルトによる締付力を出現させることができる。
【００３２】
また、上杭と下杭の各端板に、回転させた位置で一致するキー溝を形成し、該キー溝に回り止めのキー部材を固設することにより、回転後の位置で上下の杭を固定して杭の逆回転を防止し、大径部からボルトが抜けることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の杭の接続構造の一実施例を示し、（ａ）は杭の端板の要部拡大平面図、（ｂ）は端板の裏側から見た大径部と大径溝部の正面図、（ｂ’）は塑性変形層を形成した状態を示す端板の裏側から見た大径部と大径溝部の正面図、（ｃ）は杭の要部拡大断面図である。
【図２】同実施例の杭の接続構造の接続工程を示す要部拡大断面図である。
【図３】上杭の端板と下杭の端板をそれぞれ表側から見た正面図である。
【図４】他の実施例の上杭の端板と下杭の端板をそれぞれ表側から見た正面図である。
【図５】鋼管杭の接続構造を示し、（ａ）は上杭の端板の底面図、（ｂ）は上杭と下杭の接続を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 上杭
２ 下杭
３ 端板
３１ 大径部
３２ 大径溝部
３３ 鍔部
３３ａ 塑性変形層
４ 緊張用タップ穴
５ ボルト
５１ 頭部
５２ 軸部
６ キー溝
７ キー部材
８ ＰＣ鋼棒

Claims (6)

1. 上杭と下杭とを各々の端板を介して接続する杭の接続構造において、端板に形成したボルト穴にボルトを螺合するとともに、相手側の端板のボルトの対向位置に、ボルトの頭部が挿入される大径部と、該大径部と連通しボルト頭部の周方向の移行を許容する大径溝部と、該大径溝部からボルトの軸部を挟むように突設され、移行したボルトの頭部を掛止する鍔部とを形成し、ボルトを相手側端板の大径部に挿入して杭を回転させることにより、ボルト頭部を大径溝部に移行させて端板同士を固定するようにしたことを特徴とする杭の接続構造。
2. 前記ボルト穴として緊張用タップ穴を使用することを特徴とする請求項１記載の杭の接続構造。
3. 上杭及び下杭の各端板のボルト穴にボルトを螺合するとともに、各端板のボルトの対向位置に大径部と大径溝部と鍔部とを形成し、ボルトを相手側端板の大径部に相互に挿入して杭を回転させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の杭の接続構造。
4. 上杭又は下杭の一方の端板のボルト穴にボルトを螺合するとともに、他方の端板のボルトの対向位置に大径部と大径溝部と鍔部とを形成し、ボルトを相手側端板の大径部に相互に挿入して杭を回転させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の杭の接続構造。
5. ボルト頭部の下面と対向する鍔部の位置の片側に、塑性変形層を形成するようにしたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の杭の接続構造。
6. 上杭と下杭の各端板に、回転させた位置で一致するキー溝を形成し、該キー溝に回り止めのキー部材を固設するようにしたことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の杭の接続構造。

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