特許 6778031 杭構成部材の継手方法、杭体の構築方法、圧入機、及び爪部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6778031

(24)【登録日】2020年10月13日

(45)【発行日】2020年10月28日

(54)【発明の名称】杭構成部材の継手方法、杭体の構築方法、圧入機、及び爪部材

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/24 20060101AFI20201019BHJP

   E02D 5/28 20060101ALI20201019BHJP

【ＦＩ】

   E02D5/24 101

   E02D5/28

【請求項の数】10

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2016-129173(P2016-129173)

(22)【出願日】2016年6月29日

(65)【公開番号】特開2018-3362(P2018-3362A)

(43)【公開日】2018年1月11日

【審査請求日】2019年5月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000141521

【氏名又は名称】株式会社技研製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100154852

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 太一

(72)【発明者】

【氏名】北村 精男

(72)【発明者】

【氏名】南 哲夫

(72)【発明者】

【氏名】村田 敏彦

【審査官】 柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０７１８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−０３３３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５９７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０２６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２５０２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２９４６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−１３４５４４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２００７／０００５６１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ ５／２４

Ｅ０２Ｄ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

杭体を構成する杭構成部材同士を、互いに重ねて接続する杭構成部材の継手方法であって、
一方の前記杭構成部材に設けられた第１接続部と、他方の前記杭構成部材に設けられた第２接続部と、を重ねて配置する杭構成部材配置工程と、
前記杭体の周面を把持するチャック爪によって前記杭構成部材同士を把持しながら、前記杭体の周面に対して押圧可能に設けられた押圧部によって、前記杭構成部材配置工程で重ねて配置された前記第１接続部及び前記第２接続部のうち少なくとも一方を押圧して塑性変形させることにより、前記杭構成部材同士を接続する継手工程と、
を有し、
前記チャック爪によって前記杭構成部材同士を把持する際、前記杭体の軸線方向において前記押圧部をそれぞれの中心軸が挟むように配置された２つのチャックシリンダによって前記チャック爪に駆動力を与えることを特徴とする杭構成部材の継手方法。

【請求項2】

前記第１接続部に貫通穴または凹部が設けられ、
前記杭構成部材配置工程の後において、前記チャック爪によって前記杭構成部材同士を把持し、前記押圧部を前記第２接続部における前記貫通穴または前記凹部に重なる位置に対向させて配置する押圧部位置決め工程を有し、
前記継手工程において、前記押圧部によって前記第２接続部を前記第１接続部に向けて塑性変形させることにより、前記第２接続部の塑性変形部を前記貫通穴または前記凹部に挿入させて係合させ、前記杭構成部材同士を接続するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の杭構成部材の継手方法。

【請求項3】

前記杭構成部材を挟んだ前記押圧部と反対側に、前記杭体の周面に当接する反力壁を有する杭変形防止装置が設けられ、
前記継手工程において、前記押圧部によって前記第１接続部及び前記第２接続部のうち少なくとも一方を押圧する際に、前記反力壁を前記杭体の周面に当接させることを特徴とする請求項１又は２に記載の杭構成部材の継手方法。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の杭構成部材の継手方法を使用し、前記チャック爪を有する圧入機によって杭体を地盤に圧入して設置する杭体の構築方法であって、
前記杭体を構成する一方の杭構成部材を前記チャック爪により把持して地盤に圧入する圧入工程と、
前記圧入工程で圧入された一方の杭構成部材に設けられた第１接続部に対して他方の杭構成部材に設けられた第２接続部を重ねて配置する配置工程と、
前記圧入機に設けられた押圧部により、前記配置工程で重ねて配置された前記第１接続部及び前記第２接続部のうち少なくとも一方を押圧して塑性変形させることにより、前記杭構成部材同士を接続する継手工程と、
を有することを特徴とする杭体の構築方法。

【請求項5】

杭体を把持して地盤に圧入させる圧入機であって、
前記杭体の周面を把持可能なチャック爪と、
前記杭体の周面を押圧して該杭体を塑性変形させることで、該杭体の内側に配置された他の杭体の端部に該杭体を接続することが可能な押圧部と、
前記杭体の軸線方向において前記押圧部をそれぞれの中心軸が挟むように配置され、前記チャック爪に駆動力を与える２つのチャックシリンダと、を備えることを特徴とする圧入機。

【請求項6】

前記押圧部は、前記チャック爪の前記杭体の周面と当接する当接面から出没可能に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の圧入機。

【請求項7】

前記押圧部を前記杭体の周面の所定位置に位置決めさせる位置決め手段が設けられていることを特徴とする請求項５又は６に記載の圧入機。

【請求項8】

杭体を把持して圧入させる圧入機における前記杭体の周面を把持可能なチャック部に設けられて、前記杭体の周面に当接される爪部材であって、
前記杭体の周面に当接させる当接面を有し、
前記当接面から出没可能に設けられ、前記杭体の周面を押圧して該杭体を塑性変形させることで、該杭体の内側に配置された他の杭体の端部に該杭体を接続することが可能な押圧部と、を備え、
前記杭体の軸線方向において前記押圧部をそれぞれの中心軸が挟むように配置された２つのチャックシリンダから駆動力を与えられるように構成されたことを特徴とする爪部材。

【請求項9】

前記チャック部には、前記杭体の軸方向及び周方向に移動可能なチャックフレームが設けられ、
前記チャックフレームに対して着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の爪部材。

【請求項10】

杭体を構成する杭構成部材同士を、互いに重ねて接続する杭構成部材の継手方法であって、
一方の前記杭構成部材に設けられた第１接続部と、他方の前記杭構成部材に設けられた第２接続部と、を重ねて配置する杭構成部材配置工程と、
前記杭体の周面を把持するチャック爪の当接面から押圧部を突出させた状態で、前記チャック爪を前記杭体の周面に向けて進出させることで、前記当接面を前記杭体の周面に当接させて前記杭体を把持するとともに、前記押圧部によって、前記杭構成部材配置工程で重ねて配置された前記第１接続部及び前記第２接続部のうち外側に配置された方を押圧して塑性変形させることにより、前記杭構成部材同士を接続する継手工程と、
を有することを特徴とする杭構成部材の継手方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、杭構成部材の継手方法、杭体の構築方法、圧入機、及び爪部材に関する。

【背景技術】

【0002】

建築構造物等の基礎杭や、連続して設置することで土留壁等を構成する鋼矢板、鋼管矢板等の矢板に、既成杭が用いられる場合がある。既成杭は、地盤に打ち込む、圧入等することで、または、予め地盤に穿設した穴に建て込むことにより設置される。既成杭には、目的に応じて、鋼管杭、コンクリート杭、鋼管矢板、鋼矢板など、様々な種類がある。いずれの既成杭も、杭材の製造条件及び運搬条件、並びに、施工場所における施工条件等から、一回の工程で設置することができる杭材の長さには限界がある。このため、複数の杭材を準備し、これら杭材を継手によって順次接続しながら設置していくことで一定の長さの杭体を設置することができる。

【0003】

上記のような複数の杭材を接続するための継手構造として、溶接継手が知られている。しかしながら、溶接継手の場合には、溶接作業によるため、接続に時間を要し、溶接部の検査も発生するために非常の多くの時間と労力が必要となる。また、杭体を設置する屋外となる施工箇所での溶接作業が必要となるため、雨、風等の天候の影響を受け、また、溶接作業を行う作業者の技術の良否の影響も受けることになる。そのため、近年では機械的な継手を介して鋼管類を連結する方法が開発されている。

【0004】

このような機械式継手として、例えば特許文献１に示すような専用の継手と治具を用いて鋼管を押圧してかしめることにより連結する方法が知られている。
特許文献１には、外筒と、外筒の内側に、外筒の両端部側から接続すべき鋼管杭の端部をそれぞれ挿入しうる間隔をおいて、中途部に設けられた仕切壁により連結された内筒と、外筒の、仕切り壁を挟む両側の筒体部に、周方向に所定間隔をおいて複数設けられた固定ピン挿入用の貫通孔と、貫通孔に対向する内筒の外周面に設けられた凹部と、内筒内を横切って設けられ、各凹部の底壁を内側から受ける支持部と、を備えた構成の鋼管杭用継手について記載されており、さらにこの鋼管杭用継手に設けられる固定ピン挿入用の貫通孔に固定ピンを挿入して、鋼管杭をかしめるための専用のかしめ治具が用いられる方法について記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４−１５９７２７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、特許文献１に記載の技術では、杭体を構成する杭構成部材自体に複雑な形状で専用の鋼管用継手を設けて鋼管杭の端部同士を接続する必要があった。しかも、この専用の鋼管用継手に設けられる固定ピンを押圧して鋼管杭をかしめる際には、鋼管杭用継手とは別体で、かつ専用のかしめ治具が用いられる。そのため、複雑な形状の鋼管杭用継手自体やかしめ治具のコストや、鋼管杭用継手の加工コストがかかるという問題があった。
また、上述した特許文献１では、鋼管杭の鋼管を押圧してかしめるため、かしめ治具に極めて大きな押圧力が必要となってしまい、かしめ治具が大型化してコストが増大するとともに、施工にかかる手間も増えて工期がかかるという問題があった。

【0007】

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、杭構成部材に複雑な加工を施すことなく、容易に接続することが可能であり、施工にかかるコストや工期の低減を図ることができる杭構成部材の継手方法、杭体の構築方法、圧入機、及び爪部材を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明に係る杭構成部材の継手方法は、杭体を構成する杭構成部材同士を、互いに重ねて接続する杭構成部材の継手方法であって、一方の前記杭構成部材に設けられた第１接続部と、他方の前記杭構成部材に設けられた第２接続部と、を重ねて配置する杭構成部材配置工程と、前記杭体の周面に対して押圧可能に設けられた押圧部によって、前記杭構成部材配置工程で重ねて配置された前記第１接続部及び前記第２接続部のうち少なくとも一方を押圧して塑性変形させることにより、前記杭構成部材同士を接続する継手工程と、を有することを特徴としている。

【0009】

本発明では、一方の杭構成部材に設けられた第１接続部と、他方の杭構成部材に設けられた第２接続部と、を重ね合わせて配置する。次に、杭体の周面に対して押圧可能に設けられた押圧部によって第１接続部及び第２接続部のうち少なくとも一方を押圧して塑性変形させることにより、第１接続部と第２接続部とが一体的に接続された状態となり、杭構成部材同士を連結させることができる。このように押圧部で押圧するだけの簡単な継手方法により杭構成部材同士を容易かつ効率的に接続することができるので、施工にかかるコストや工期の低減を図ることができる。
ここで、杭構成部材の第１接続部及び第２接続部は、複雑な形状とする必要がない。また、押圧部についても第１接続部及び第２接続部のうち少なくとも一方を押圧して塑性変形可能な押圧力をもたせた構造とすればよく、複雑な接続装置を用いる必要がないことから、コストを低減することができる。

【0010】

また、本発明に係る杭構成部材の継手方法は、前記第１接続部に貫通穴または凹部が設けられ、前記杭構成部材配置工程の後において、前記杭体の周面を把持するチャック部を有する把持装置の該チャック部によって前記杭構成部材同士を把持し、前記押圧部を前記第２接続部における前記貫通穴または前記凹部に重なる位置に対向させて配置する押圧部位置決め工程を有し、前記継手工程において、前記押圧部によって前記第２接続部を前記第１接続部に向けて塑性変形させることにより、前記第２接続部の塑性変形部を前記貫通穴または前記凹部に挿入させて係合させ、前記杭構成部材同士を接続するようにしたことが好ましい。

【0011】

この場合には、貫通穴または凹部が形成された第１接続部を備える一方の杭構成部材と、第２接続部を備える他方の杭構成部材とを重ね合わせて配置する。次に、杭体の周面を把持するチャック部を有する把持装置のチャック部によって杭構成部材同士を把持し、押圧部を第２接続部における貫通穴または凹部に重なる位置に対向させて配置する。その後、押圧部によって第２接続部を第１接続部に向けて塑性変形させることにより、第２接続部の塑性変形部を貫通穴または凹部に挿入させて係合する。これにより、第１接続部と第２接続部とが一体的に接続された状態となり、杭構成部材同士を連結させることができる。
ここで、一方の杭構成部材の第１接続部に形成する貫通穴または凹部については、第２接続部に重ね合わせ可能な位置に形成すれば足り、複雑な形状とする必要がない。

【0012】

また、本発明に係る杭構成部材の継手方法は、前記杭構成部材を挟んだ前記押圧部と反対側に、前記杭体の周面に当接する反力壁を有する杭変形防止装置が設けられ、前記継手工程において、前記押圧部によって前記第１接続部及び前記第２接続部のうち少なくとも一方を押圧する際に、前記反力壁を前記杭体の周面に当接させることが好ましい。

【0013】

このような継手方法とすることで、押圧部によって第１接続部及び第２接続部のうち少なくとも一方を押圧して塑性変形させる際に、杭構成部材における押圧部による押圧側と反対側の周面に杭変形防止装置の反力壁が当接した状態で配置されているので、杭構成部材の塑性変形部を除く周囲の部分の変形を抑制することができる。
また、押圧部による押圧時における杭構成部材に生じる変形が抑えられるので、塑性変形部を所望の寸法、形状により確実に形成することができる。

【0014】

また、本発明に係る杭体の構築方法は、上述した杭構成部材の継手方法を使用し、前記杭体の周面を把持するチャック部を有する圧入機によって杭体を地盤に圧入して設置する杭体の構築方法であって、前記杭体を構成する一方の杭構成部材を前記チャック部により把持して地盤に圧入する圧入工程と、前記圧入工程で圧入された一方の杭構成部材に設けられた第１接続部に対して他方の杭構成部材に設けられた第２接続部を重ねて配置する配置工程と、前記圧入機に設けられた押圧部により、前記配置工程で重ねて配置された前記第１接続部及び前記第２接続部のうち少なくとも一方を押圧して塑性変形させることにより、前記杭構成部材同士を接続する継手工程と、を有することを特徴としている。

【0015】

本発明によれば、圧入機のチャック部によって杭体を構成する一方の杭構成部材を把持して地盤に圧入し、圧入された一方の杭構成部材に対して他方の杭構成部材を重ねて配置する。次に、圧入機に設けられた押圧部により杭構成部材の一方を他方に向けて塑性変形させることにより、一方の杭構成部材を他方の杭構成部材に係合させて連結することができる。このように押圧部で押圧するだけの簡単な構築方法により杭構成部材同士を容易かつ効率的に接続して杭体を構築することができるので、施工にかかるコストや工期の低減を図ることができる。

【0016】

また、本発明に係る圧入機においては、杭体を把持して地盤に圧入させる圧入機であって、前記杭体の周面を把持可能なチャック部と、前記杭体の周面を押圧して該杭体を塑性変形させることが可能な押圧部と、を備えることを特徴としている。

【0017】

この場合には、圧入機に押圧部が設けられているので、押圧部に必要な押圧力として圧入機のチャック部に使用される把持力を利用できるため、別途専用の押圧部を備えた装置を設ける必要がなくなり、工期およびコストの低減を図ることができる。

【0018】

また、本発明に係る圧入機においては、前記チャック部は、前記杭体の周面に当接させるチャック爪を有し、前記押圧部は、前記チャック爪の前記杭体の周面と当接する当接面から出没可能に設けられていることが好ましい。

【0019】

この構成によれば、チャック爪に収容されている押圧部を杭体の周面のうち杭構成部材同士の接続部分に対向させた位置に配置させた後、押圧部をチャック爪の当接面から突出させ、チャック部で前記接続部分を含む杭体を把持する。これにより、当接面から突出した押圧部によって杭体の周面を押圧して杭体を塑性変形させることにより、杭構成部材同士が一体的に接続される。
この場合には、押圧部がチャック爪の内部に出没可能に収容されているため、押圧部に必要な押圧力として圧入機のチャック部に使用される把持力を利用できるため、別途専用の押圧部を備えた装置を設ける必要がなくなり、工期およびコストの低減を図ることができる。

【0020】

また、本発明に係る圧入機は、前記押圧部を前記杭体の周面の所定位置に位置決めさせる位置決め手段が設けられていることが好ましい。

【0021】

この構成によれば、例えば貫通穴が形成された一方の杭構成部材の第１接続部の外周側に、他方の杭構成部材の第２接続部を重ね合わせて配置し、その第２接続部を押圧部によって塑性変形させて貫通穴に挿入させて係合する際に、押圧部を位置決め手段によって第２接続部における貫通穴に重なる位置に対向するように位置決めすることができる。つまり、押圧部が位置決め手段によって位置決めされるので、適宜な押圧位置によって杭体を塑性変形させることができる。

【0022】

また、本発明に係る爪部材は、杭体を把持して圧入させる圧入機における前記杭体の周面を把持可能なチャック部に設けられて、前記杭体の周面に当接される爪部材であって、前記杭体の周面に当接させる当接面を有し、前記当接面から出没可能に設けられ、前記杭体の周面を押圧して該杭体を塑性変形させることが可能な押圧部を備えることを特徴としている。

【0023】

この構成によれば、チャック爪に収容されている押圧部を杭体の周面のうち杭構成部材同士の接続部分に対向させた位置に配置させた後、押圧部をチャック爪の当接面から突出させ、チャック部で前記接続部分を含む杭体を把持する。これにより、当接面から突出した押圧部によって杭体の周面を押圧して杭体を塑性変形させることにより、杭構成部材同士が一体的に接続される。
この場合には、押圧部がチャック爪の内部に出没可能に収容されているため、押圧部に必要な押圧力として圧入機のチャック部に使用される把持力を利用できるため、別途専用の押圧部を備えた装置を設ける必要がなくなり、工期およびコストの低減を図ることができる。

【0024】

また、本発明に係る爪部材は、前記チャック部には、前記杭体の軸方向及び周方向に移動可能なチャックフレームが設けられ、前記チャックフレームに対して着脱可能に設けられていることが好ましい。

【0025】

この場合には、押圧部を備えた爪部材をチャック部のチャックフレームに対して着脱可能であることから、一般的に使用される圧入機の爪部材のみを押圧部を備えた爪部材に簡単に付け替えることが可能である。そのため、従来使用していた圧入機を利用して、上述したような押圧部による押圧によって杭体の接続部分を塑性変形させて杭構成部材同士を容易に接続することができ、特殊な圧入装置を設ける必要がない。
また、本発明では、杭径、杭厚等の杭体の条件に合った形状、かつ押圧部を備えた爪部材を選択してチャックフレームに装着すればよい利点がある。

【発明の効果】

【0026】

本発明の杭構成部材の継手方法、杭体の構築方法、圧入機、及び爪部材によれば、杭構成部材に複雑な加工を施すことなく、容易に接続することが可能であり、施工にかかるコストや工期の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施の形態による杭体を示す概要図である。

【図2】本発明の実施の形態による継手構造を示す側面図である。

【図3】図２に示す継手構造において、接続部で鋼管を分離した状態を示した側面図である。

【図4】本実施の形態による継手方法において圧入工程を示す説明図である。

【図5】図４に示すＩ−Ｉ線断面図であって、継手方法において圧入工程における鋼管の継手方法を示す図である。

【図6】図５に示すＩＩ−ＩＩ線断面図であって、継手方法において圧入工程における鋼管の継手方法を示す図である。

【図7】図６に示すチャック爪における押圧部の要部拡大図である。

【図8】チャック爪を当接面側から見た正面図である。

【図9】図８に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図であって、チャック爪の側面図である。

【図10】図８に示すＩＶ−ＩＶ線矢視図であって、チャック爪を上方から見た図である。

【図11】図８に示すＶ−Ｖ線矢視図であって、チャック爪を下方から見た図である。

【図12】チャック爪を反力サポート部側から見た背面図である。

【図13】図８に示すＶＩ−ＶＩ線断面図であって、チャック爪の縦断面図である。

【図14】図８に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図であって、チャック爪の水平断面図である。

【図15】図８に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図であって、チャック爪の水平断面図である。

【図16】押圧時において鋼管内に第１杭変形防止装置を配置した状態の継手方法を説明するための水平断面図である。

【図17】本実施の形態による継手方法において配管工程を示す説明図であって、図４の圧入工程に続く図である。

【図18】本実施の形態による継手方法において配管工程を示す説明図であって、図１７の配管工程に続く図である。

【図19】本実施の形態による継手方法において継手工程を示す説明図であって、図１８の配管工程に続く図である。

【図20】図１９に示す継手工程において、押圧部を爪本体の当接面から突出させた状態を示す水平断面図であって、図１６に対応する図である。

【図21】図２０に示すＩＸ−ＩＸ線断面であって、押圧部を爪本体の当接面から突出させた状態を示す縦断面図である。

【図22】図２１に示すチャック爪における押圧部の要部拡大図である。

【図23】図１９に示す継手工程において、押圧部を進出させて下端継手部を押圧させた状態を示す水平断面図であって、図２０に対応する図である。

【図24】図２３に示すＸ−Ｘ線断面であって、押圧部を進出させて下端継手部を押圧させた状態を示す縦断面図である。

【図25】図２４に示すチャック爪における押圧部の要部拡大図である。

【図26】継手方法において圧入工程における鋼管の継手方法を示す図である。

【図27】第１変形例による継手構造において、接続部で鋼管を分離した状態を示した側面図であって、図３に対応する図である。

【図28】第２変形例による継手構造を示す図であって、図２７に対応する図である。

【図29】第３変形例による第２杭変形防止装置を配置した状態の継手方法を説明するための水平断面図であって、図１６に対応する図である。

【図30】他の実施の形態による継手方法を説明するための側面図である。

【図31】図３０に示すＸＩ−ＸＩ線矢視図であって、継手方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施の形態による杭構成部材の継手方法、杭体の構築方法、圧入機、及び爪部材について、図面に基づいて説明する。

【0029】

図１は、本実施の形態による杭構成部材の継手方法および杭体の構築方法で用いる圧入機により構築される杭体１００を示している。図１に示すように、杭体１００は、本実施の形態では鋼管杭であり、上端部１００ａを地上部に突出させるようにして、所定のピッチで複数本が地盤Ａ内に配されている。各杭体１００は、杭構成部材である鋼管１０１を、杭体１００の軸線Ｌ１００に沿う方向である軸線方向Ｐに複数連結して構成されている。鋼管１０１は、管状の本体部１０２と、本体部１０２の上端となる一端に溶着により接続され、外径が本体部１０２の内径と略等しい管状に形成された上端継手部１０３と、を有している。

【0030】

図２及び図３に示すように、杭体１００は、鋼管１０１の上端継手部１０３（第１接続部）に、当該鋼管１０１の上に配置される上方の鋼管１０１の下端継手部１０４（第２接続部）が外嵌され、杭体１００の軸線方向Ｐに直交する方向となる径方向Ｑ（図７参照）に重ね合わされた接続部１により接続されている。
また、本実施の形態において、鋼管１０１の本体部１０２と上端継手部１０３とは、互いを溶接した溶接部によって接合されている。なお、図１に示すように、最上部に位置する鋼管１０１は、その上方に鋼管１０１を配していないことから、本体部１０２の上端には上端継手部１０３は設けられていない。
ここで、本実施の形態では、必要に応じて、圧入された下方に位置する鋼管１０１を下方鋼管１０１Ａとし、その下方鋼管１０１Ａに接続される鋼管１０１を上方鋼管１０１Ｂとして以下説明する。

【0031】

上端継手部１０３には、周方向Ｒ（図５参照）に沿って同一の間隔をあけて配置された複数の貫通穴１０が形成されている。これら貫通穴１０は、上端継手部１０３における外周面１０３ａから内周面１０３ｂまで略同一径として円形に形成されている（図７参照）。貫通穴１０は、軸線方向Ｐに沿って間隔をあけた２箇所に配置されている。下方鋼管１０１Ａの上端継手部１０３の貫通穴１０は、上方鋼管１０１Ｂが外嵌した状態で、上方鋼管１０１Ｂの下端継手部１０４によって径方向Ｑ（図７参照）の外側から塞がれて重なり合っている。なお、下方鋼管１０１Ａと上方鋼管１０１Ｂの周方向Ｒの相対的な位置が決められていない。そのため、双方の鋼管１０１Ａ、１０１Ｂ同士における周方向Ｒの位置合わせが不要な接続構造となっている。

【0032】

次に、上述した杭体１００を地盤Ａに圧入する際に使用する圧入機２００の一例を説明する。
図４に示すように、圧入機２００は、本体部２０１と、本体部２０１に設けられて圧入時に生じる反力を受ける反力受けを把持する支持部２０２と、本体部２０１に対して軸線方向Ｐとなる杭体１００の圧入方向Ｍに移動可能に設けられたチャックフレーム２０３（把持装置）と、を備える。支持部２０２は、互いに近接、離間することにより鋼管１０１の内周面に対して嵌合、離脱することが可能な基礎把持部２０２ａを有する。本実施形態では、３つの鋼管１０１を反力受けとすることができるように、３つの基礎把持部２０２ａを有する。
なお、図４では既に設置済みの３つの鋼管１０１を反力受けとしているが、反力受けとして必要な本数が設置されていない場合には、鋼管１０１に相当する反力受けを予め設置して支持部２０２で把持する。

【0033】

支持部２０２は、本体部２０１に対して、圧入方向Ｍと交差する方向Ｎに移動可能に設けられている。本体部２０１には、支持部２０２を移動させる基礎移動駆動部（不図示）が設けられている。このため、反力受けとなる鋼管１０１を把持した状態で本体部２０１に対して図示しない基礎移動駆動部により支持部２０２を相対移動させることにより、本体部２０１を設置済みの鋼管１０１に対して移動させて新たな設置位置Ｓに鋼管１０１を圧入していくことが可能となる。なお、基礎把持部２０２ａは圧入時に生じる反力を受けることができる程度に設ければよく、その数は任意に変更可能である。

【0034】

チャックフレーム２０３は、チャックフレーム２０３を圧入方向Ｍに移動させるメインシリンダ２０４と、圧入する鋼管１０１を把持するチャック部２０５と、を備えている。図５及び図６に示すように、チャック部２０５は、環状に複数（ここでは４つ）配されたチャック爪２０（爪部材）と、チャック爪２０を鋼管１０１に向かって進退させるチャックシリンダ２０８と、を備えている。圧入する鋼管１０１は、環状に配されるチャック爪２０の配列の内部に挿入され、４つのチャック爪２０によって略全周の範囲が把持される。

【0035】

チャックシリンダ２０８は、シリンダロッド２０８ａを有しており、１つのチャック爪２０において幅方向の中央で軸線方向Ｐに沿って間隔をあけた２箇所に設けられている。そして、チャックシリンダ２０８の駆動力によりチャック爪２０を進出させることで、チャック２０の当接面２１ａを鋼管１０１の外周面に所定の圧力で当接させて鋼管１０１を把持することが可能であるとともに、チャック爪２０を後退させることで鋼管１０１を把持した状態を解除することが可能である。

【0036】

チャックフレーム２０３には、チャック部２０５を圧入する鋼管１０１の軸線Ｌ１００回りに回転させるチャック回転駆動部（不図示）が設けられている。このため、チャック爪２０により鋼管１０１を把持した状態で、図示しないチャック回転駆動部及びメインシリンダ２０４を駆動させれば、鋼管１０１を軸線Ｌ１００回りに回転させながら、圧入方向Ｍに地盤Ａに対して押し込み（すなわち回転圧入）または引き抜きを行うことが可能となっている。
４つのチャック爪２０は、それぞれチャックシリンダ２０８に対して個別に着脱可能に設けられている。

【0037】

ここで、チャック爪２０について、図５〜図１５を用いて具体的に説明する。このうち図８は、チャック爪２０を当接面２１ａ側から見た正面図である。図９は、チャック爪２０の側面図であり、図８における紙面左側から見た図であるが、紙面右側から見た図も同じ側面をなしている。また、図１０はチャック爪２０の上面図であり、図１１はチャック爪２０の下面図、図１２はチャック爪２０の背面図である。つまり、図８〜図１２は、チャック爪２０の６面図を示している。

【0038】

チャック爪２０は、図５及び図６に示す圧入する鋼管１０１の外周面の曲率と対応する曲率に形成された当接面２１ａを有する爪本体２１と、鋼管１０１（本実施の形態では上方鋼管１０１Ｂ）の外周面を押圧して塑性変形させることが可能な押圧部２２と、押圧部２２の反力を受ける反力サポート部２３と、を備えている。
爪本体２１は、当接面２１ａと同じ曲率で湾曲した板状に形成されている。爪本体２１には、内周面を構成する当接面２１ａの反対側の外周面２１ｂに反力サポート部２３が固定されている。

【0039】

押圧部２２は、爪本体２１に内装されており、当接面２１ａにおいて幅方向の中央に配置され、軸線方向Ｐに沿って間隔をあけた２箇所に設けられている。一対の押圧部２２は、それぞれ油圧配管２５１（図１２参照）に接続された押圧シリンダ２５によって爪本体２１の当接面２１ａから所定の突出長をもって出没可能に設けられている。押圧部２２の突出寸法としては、押圧部２２によって押圧され塑性変形した径方向Ｑの外側に位置する鋼管１０１が、内側の上端継手部１０３の貫通穴１０に挿入可能な適宜な寸法に設定されている。各爪本体２１に内装される一対の押圧部２２は、それぞれ押圧シリンダ２５によって単独または連動で駆動する。

【0040】

また、押圧部２２は、図７に示すように、その先端部２２ａの先端形状が鋼管の１０１の上端継手部１０３に形成される貫通穴１０よりも小径となる円形に形成されている。ここで、押圧部２２の外径は、鋼管１０１の厚さ、強度、チャックシリンダ２０８の駆動力等によって設定される。そして、一対の押圧部２２、２２同士の中心Ｃ２、Ｃ２同士の離間寸法は、鋼管１０１の上端継手部１０３に形成される貫通穴１０、１０の中心Ｃ１、Ｃ１同士の間隔に略一致している。

【0041】

反力サポート部２３は、爪本体２１の外周面２１ｂに設けられ、押圧シリンダ２５の基端部２５ａ（図１３参照）が固定されている。反力サポート部２３は、図１２における径方向Ｑの外側から見て矩形状に形成された箱形状をなし、四方の側面２３ａのそれぞれから爪本体２１の外周面２１ｂに向かうに従い漸次、側面２３ａから離れるように傾斜する支持板２３１が取り付けられている。反力サポート部２３の内側には、天面２３ｂ側からチャックシリンダ２０８が装着されている。

【0042】

そして、爪本体２１の当接面２１ａには、この当接面２１ａにおける外周縁側の位置に、チャック部２０５で鋼管１０１を把持する際に鋼管１０１の外周面に係止させるための複数の埋込み爪２４が配設されている。埋込み爪２４は、当接面２１ａよりも僅かに突出するように配されている。

【0043】

また、図４に示す圧入機２００には、押圧部２２を杭体１００の周面における軸線方向Ｐ及び周方向Ｒの所定位置に位置決めさせる位置決め手段（図示省略）が設けられている。この位置決め手段として、例えばセンサーを用いるものや、機械的な嵌合によるもの等を採用することができる。位置決め手段がセンサーの場合には、例えば予め鋼管１０１の所定位置に被検知部を備えておき、この被検知部を検出可能なセンサーを図８に示す爪本体２１に設けておく構成とすることができる。この場合、センサーと押圧部２２との位置が一定となるので、センサーで前記被検知部を検出した位置でチャック爪２０を停止させることで、押圧部２２を鋼管１０１を挟んだ貫通穴１０に対向する位置に位置決めすることができる。
また、位置決め手段が機械的な嵌合による場合には、例えば鋼管１０１とチャックフレーム２０３とを凹凸の嵌合により機械的に位置決めする構成がある。つまり、鋼管１０１の外周面に凸部（又は凹部）を設けておき、これに嵌合する凹部（又は凸部）をチャックフレーム２０３やチャック爪２０に設ける構成とすることができる。

【0044】

図１６には、鋼管１０１同士の接続時の状態を示す水平断面図であって、この接続時に使用される第１杭変形防止装置３００が鋼管１０１内に配置された状態を示している。
第１杭変形防止装置３００は、下方鋼管１０１Ａの上端継手部１０３と上方鋼管１０１Ｂの下端継手部１０４とが重なる接続部１を挟んだ押圧部２２と反対側（本実施の形態では鋼管１０１内）に、下方鋼管１０１Ａの内面（上端継手部１０３の内周面１０３ｂ）を面で押さえる保持サポート板３０３（反力壁）を有している。つまり、第１杭変形防止装置３００は、支持本体３０１と、支持本体３０１に伸縮自在に設けられた複数（ここでは４つ）の保持ジャッキ３０２と、保持ジャッキ３０２の突出先端に設けられた前述の保持サポート板３０３と、を備えている。

【0045】

支持本体３０１は、軸線方向Ｐの一方から見た平面視で略正方形状に形成され、不図示の吊り部を有し、この吊り部にワイヤを係止させることで、クレーン等の揚重機械によって吊り下げ可能に設けられている。
保持ジャッキ３０２は、支持本体３０１の四隅の角部に配置され、径方向Ｑに伸縮自在に設けられている。

【0046】

保持サポート板３０３は、径方向Ｑの外側に向けて突出可能に設けられている。なお、図１６では、紙面の上下方向に配置される保持サポート板３０３、３０３は、上端継手部１０３の内周面１０３ｂに当接した状態を示しており、紙面の左右方向に配置される保持サポート板３０３、３０３は、上端継手部１０３の内周面１０３ｂに当接しない状態を示している。保持サポート板３０３には、圧入する鋼管１０１の内周面の曲率と対応する曲率に形成されたサポート面３０３ａが形成されている。これにより、押圧部２２による押圧時には、鋼管１０１の接続部１がチャック爪２０の当接面２１ａと保持サポート板３０３のサポート面３０３ａによって挟持されることになる。
なお、第１杭変形防止装置３００の場合にも、押圧部２２の位置決め手段と同様に、鋼管１０１内の所定の位置で固定するための位置決め手段を設けておくことが良い。この場合も、センサーを用いるものや、機械的に嵌合させるものを採用することができる。

【0047】

次に、上記のような圧入機２００によって鋼管１０１同士を接続する継手方法について、鋼管１０１を接続して構成される杭体１００の構築方法に含めて説明する。
図４は、既に複数の杭体１００が地盤Ａに設置された状態で、次の杭体１００を設置する状態を示している。杭体１００の地盤Ａへの設置は、本実施の形態の杭体１００の構築方法を構成する圧入工程Ｓ１０と、配置工程Ｓ２０と、継手工程Ｓ３０とを実施することにより行われる。

【0048】

圧入工程Ｓ１０では、まず、圧入機２００により鋼管１０１（下方鋼管１０１Ａ）を地盤Ａに回転させながら圧入（回転圧入）する。
このような圧入機２００により、図４に示すように、下方鋼管１０１Ａを圧入していく。そして、下方鋼管１０１Ａの上端継手部１０３の直下部分をチャック部２０５で把持可能な位置まで下方鋼管１０１Ａの圧入を完了したら、次工程として本実施の形態における継手方法による配置工程Ｓ２０及び継手工程Ｓ３０を実施する。

【0049】

配置工程Ｓ２０は、前工程で圧入した下方鋼管１０１Ａ（鋼管１０１）に対して、当該下方鋼管１０１Ａに接続する上方鋼管１０１Ｂを、双方の継手部１０３、１０４を重ねて配置する杭構成部材配置工程Ｓ２１と、杭構成部材配置工程Ｓ２１の後において、押圧部２２を接続部１における貫通穴１０に重なる位置に対向させて配置する押圧部位置決め工程Ｓ２２と、を有している。

【0050】

杭構成部材配置工程Ｓ２１では、先ず圧入機２００において本体部２０１に対してチャックフレーム２０３を上昇させることで、チャック部２０５を、圧入工程Ｓ１０で圧入した下方鋼管１０１Ａから上方に離間した位置まで移動させる。次に、図１７に示すように、図示しないクレーン等によって新たに接続する上方鋼管１０１Ｂを吊り込み、圧入機２００のチャック爪２０を、チャック部２０５に挿入した上方鋼管１０１Ｂに対して進出させることにより、上方鋼管１０１Ｂを把持する。

【0051】

次に、図１８に示すように、圧入機２００において、本体部２０１に対してチャックフレーム２０３を下降させることにより、チャック部２０５で把持した上方鋼管１０１Ｂを下降させ、圧入工程Ｓ１０で圧入した下方鋼管１０１Ａの上端継手部１０３に上方鋼管１０１Ｂの下端継手部１０４を外嵌させる。
ここで、圧入機２００を利用して、接続する上方鋼管１０１Ｂを把持することにより、既に圧入した下方鋼管１０１Ａと、接続する上方鋼管１０１Ｂの軸線Ｌ１００を一致させることができ、下方鋼管１０１Ａの上端継手部１０３を上方鋼管１０１Ｂの下端継手部１０４に容易に嵌合させることができる。

【0052】

次に、押圧部位置決め工程Ｓ２２を実施する。
押圧部位置決め工程Ｓ２２では、図５、図６及び図１９に示すように、杭構成部材配置工程Ｓ２１の後において、４つのチャック爪２０とそれぞれに設けられる押圧部２２を収容させた状態で、各押圧部２２を上方鋼管１０１Ｂの下端継手部１０４における貫通穴１０に重なる位置に対向させて配置する。このとき押圧部２２は、周方向Ｒで９０度ずつずらした４箇所の位置に押圧部２２が位置決めされることになる。なお、爪本体２１の当接面２１ａは、上方鋼管１０１Ｂの外周面から径方向Ｑの外側に離間した状態である。ここで、本実施の形態では、上端継手部１０３の外側に下端継手部１０４が外嵌しており、貫通穴１０が下端継手部１０４によって覆われていて、接続部１の外周側から貫通穴１０が見えない状態となっている。そのため、押圧部２２の位置決めは、例えば検出センサ（上述した位置決め手段）を用いて、予め鋼管１０１の所定箇所に設けた被検出部を検出することで、図７に示すように貫通穴１０の中心Ｃ１と押圧部２２の中心Ｃ２とを同軸線上に一致させることができる。

【0053】

次に、継手工程Ｓ３０を実施する。
継手工程Ｓ３０では、先ず、図１６に示すように、鋼管１０１Ａ、１０１Ｂの接続部１を挟んだ押圧部２２と反対側、すなわち下方鋼管１０１Ａの内周側の所定位置に第１杭変形防止装置３００を配置し、保持ジャッキ３０２を伸張させて４つの保持サポート板３０３、３０３、…を径方向Ｑの外側に向けて張り出して下方鋼管１０１Ａの上端継手部１０３の内周面１０３ｂに当接させておく。このときの保持サポート板３０３の位置は、上述した押圧部位置決め工程Ｓ２２で位置決めした押圧部２２に鋼管１０１を介して対向する位置となり、下端継手部１０４の塑性変形部１０４Ａが挿入される貫通穴１０を保持サポート板３０３のサポート面３０３ａで径方向Ｑの内側から塞いだ状態となる。

【0054】

次に、図２０〜図２２に示すように、チャック爪２０の押圧シリンダ２５を駆動させて４つの爪本体２１に設けられる押圧部２２のそれぞれを当接面２１ａから所定の突出量で突出させる。この状態で、図２３〜図２５に示すように、チャックシリンダ２０８を駆動させてチャック爪２０を径方向Ｑの内側に向けて進出させることで、４つのチャック爪２０で鋼管１０１を把持した状態となる。このときのチャック爪２０の移動とともに当接面２１ａから突出した押圧部２２も同時に鋼管１０１に向けて進出されるため、チャックシリンダ２０８による駆動力に応じた力で押圧部２２により上方鋼管１０１Ｂの下端継手部１０４を押圧し、その下端継手部１０４における押圧された部分を上端継手部１０３に向けて貫通穴１０に挿入させるように塑性変形させることができる。そして、上方鋼管１０１Ｂの下端継手部１０４に形成される塑性変形部１０４Ａが、下方鋼管１０１Ａの貫通穴１０に挿入されて係合するので、鋼管１０１Ａ、１０１Ｂ同士が接続されることになる。なお、図２０〜図２５では、第１杭変形防止装置３００が省略されている。
ここで、チャックシリンダ２０８による駆動力は、押圧部２２によって一定の力で下端継手部１０４を押し込むために、予め設定した力となるように管理することが望ましい。
なお、各押圧部２２の突出量を一定させておくことで、押圧時の鋼管１０１が受ける押し込み力が周方向Ｒでバランスされ、鋼管１０１の変形を防ぐことができる。

【0055】

さらに、継手工程Ｓ３０において、図１６に示すように、押圧部２２によって下端継手部１０４を押圧して塑性変形させる際に、鋼管１０１における押圧部２２による押圧側と反対側の周面、すなわち鋼管１０１の内周面に第１杭変形防止装置３００の保持サポート板３０３が当接した状態で配置されているので、鋼管１０１の塑性変形部１０４Ａを除く周囲の部分の変形を抑制することができる。
また、押圧部２２による押圧時における杭体１００（鋼管１０１）に生じる変形が抑えられるので、塑性変形部１０４Ａを所望の寸法、形状により確実に形成することができる。

【0056】

ここまでの工程により上端継手部１０３に形成される複数の貫通穴１０のうち、周方向Ｒの４箇所の貫通穴１０に下端継手部１０４で押圧された塑性変形部１０４Ａが係合される。そして、本実施の形態では、上端継手部１０３に形成されるすべての貫通穴１０に対して塑性変形部１０４Ａを係合させる。
具体的には、塑性変形部１０４Ａを上記４箇所の貫通穴１０に係合させた後、チャックシリンダ２０８を駆動させてチャック爪２０を径方向Ｑの外側へ移動させて鋼管１０１に対する把持状態を解放する。そのため、押圧部２２の鋼管１０１に対する押圧状態も解除される。次に、押圧部２２を周方向Ｒの一方向に周回させて上述した押圧部位置決め工程Ｓ２２を行い、塑性変形部１０４Ａを係合させた貫通穴１０に対して周方向Ｒに隣り合う貫通穴１０に対応する位置に押圧部２２を位置決めした後、再び継手工程Ｓ３０を行う。このような押圧部位置決め工程Ｓ２２と継手工程Ｓ３０とを繰り返し実施することで、上端継手部１０３の周方向Ｒに形成される全ての貫通穴１０に下端継手部１０４の塑性変形部１０４Ａを係合させることで、一方の鋼管１０１と他方の鋼管１０１との接続が完了となる。

【0057】

次に、再び圧入工程Ｓ１０を実施する。
すなわち、図２６に示すように、圧入機２００において、鋼管１０１を把持しながらチャック部２０５を回転させ、また、チャックフレーム２０３を下方に移動させることで、鋼管１０１を回転させつつ圧入させる。そして、チャックフレーム２０３のストローク分だけ鋼管１０１を圧入させたら、一度チャック部２０５による鋼管１０１の把持を解除させる。次に、チャック部２０５を上方に移動させた後に再びチャック部２０５によって鋼管１０１を把持して回転させながら圧入していく。これを繰り返して、下方鋼管１０１Ａの上端継手部１０３の直下部分がチャック部２０５で把持可能な位置となるまで下方鋼管１０１Ａを圧入したら本圧入工程Ｓ１０を完了とし、再び配置工程Ｓ２０、及び継手工程Ｓ３０を実施する。
このように、圧入工程Ｓ１０、配置工程Ｓ２０、及び継手工程Ｓ３０を繰り返し、予定の本数の鋼管１０１を接続して圧入し、必要に応じて打ち下げ装置（図示省略）等を介して所定位置（計画レベル）まで圧入したら杭体１００の１本あたりの全工程が完了し、所定の長さの杭体１００が地盤Ａに設置されることになる。

【0058】

次に、上述した本実施の形態の杭構成部材の継手方法、杭体１００の構築方法、圧入機２００、及びチャック爪２０（爪部材）の作用について、図面に基づいて説明する。
本実施の形態では、図６に示すように、圧入された下方鋼管１０１Ａに設けられた上端継手部１０３に、上方鋼管１０１Ｂの下端継手部１０４を外嵌させることで、双方の継手部１０３、１０４を重ね合わせて配置する。次に、図２０及び図２１に示すように、上方鋼管１０１Ｂの下端継手部１０４における貫通穴１０に重なる部分に対向するように、チャック爪２０に収容されている押圧部２２を配置する。その後、図２３及び図２４に示すように、押圧部２２をチャック爪２０の当接面２１ａから突出させ、その押圧部２２によって下端継手部１０４の周面を押圧し、下端継手部１０４における押圧された部分を杭体１００の径方向Ｑで上端継手部１０３に向けて塑性変形させることにより、下端継手部１０４の塑性変形部１０４Ａを貫通穴１０に挿入させて係合する。これにより、上端継手部１０３と下端継手部１０４とが一体的に接続された状態となり、鋼管１０１Ａ、１０１Ｂ同士を連結させることができる。

【0059】

このように本実施の形態では、押圧部２２で押圧するだけの簡単な継手方法により杭構成部材をなす鋼管１０１Ａ、１０１Ｂ同士を容易かつ効率的に接続することができるので、施工にかかるコストや工期の低減を図ることができる。
ここで、各鋼管１０１の上端継手部１０３及び下端継手部１０４は、複雑な形状とする必要がなく、また、押圧部２２についても上端継手部１０３及び下端継手部１０４のうち少なくとも一方（本実施の形態では下端継手部１０４のみ）を押圧して塑性変形可能な押圧力をもたせた構造とすればよく、複雑な接続装置を用いる必要がないことから、コストを低減することができる。
また、一方の鋼管１０１の上端継手部１０３に形成する貫通穴１０については、他方の鋼管１０１の下端継手部１０４に重ね合わせ可能な位置に形成すれば足り、複雑な形状とする必要がない。

【0060】

本実施の形態によれば、圧入機２００におけるチャック爪２０の爪本体２１の内部に押圧部２２が出没可能に収容されているので、押圧部２２に必要な押圧力として圧入機２００のチャック部２０５に使用されるチャックシリンダ２０８の把持力を利用できるため、別途専用の押圧部を備えた装置を設ける必要がなくなり、工期およびコストの低減を図ることができる。

【0061】

また、本実施の形態では、例えば貫通穴１０が形成された一方の鋼管１０１の上端継手部１０３の外周側に、他方の鋼管１０１の下端継手部１０４を重ね合わせて配置し、その下端継手部１０４を押圧部２２によって塑性変形させて貫通穴１０に挿入させて係合する際に、押圧部２２を位置決め手段によって下端継手部１０４における貫通穴１０に重なる位置に対向するように位置決めすることができる。つまり、押圧部２２が位置決め手段によって位置決めされるので、適宜な押圧位置によって杭体１００を塑性変形させることができる。

【0062】

また、本実施の形態では、押圧部２２を備えたチャック爪２０をチャック部２０５のチャックフレーム２０３に対して着脱可能であることから、一般的に使用される圧入機２００のチャック爪２０のみを押圧部２２を備えたチャック爪２０に簡単に付け替えることで実現可能である。そのため、従来使用していた圧入機を利用して、上述したような押圧部２２による押圧によって杭体１００の接続部分を塑性変形させて鋼管１０１、１０１同士を容易に接続することができ、特殊な圧入装置を設ける必要がない。
また、本実施の形態では、杭径、杭厚等の杭体の条件に合った形状、かつ押圧部２２を備えたチャック爪２０を選択してチャックフレーム２０３に装着すればよい利点がある。

【0063】

以上、本発明による杭構成部材の継手方法、杭体の構築方法、圧入機、及び爪部材の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【0064】

例えば、本実施の形態では、接続部１において、鋼管１０１の外周側から押圧部２２で押圧する方法としているが、鋼管１０１の内周側から押圧部２２で押圧する方法とすることも可能である。また、貫通穴１０が形成される部位として、本実施の形態では圧入した下方鋼管１０１Ａの上端継手部１０３としているが、これに限定されず、上方鋼管１０１Ｂの下端継手部１０４に貫通穴１０を設けるようにしてもよい。この場合、押圧部２２を備えた装置を鋼管１０１の内側に配置し、押圧部２２を径方向Ｑの外側に向けて進出させることで内側の上端継手部１０３を押圧して外側に凸となるように塑性変形させ、その塑性変形部を外側の下端継手部１０４の貫通穴１０に挿入させて係合させることができ、上述した実施の形態と同様に鋼管１０１、１０１同士を接続することができる。

【0065】

また、上端継手部１０３が下方鋼管１０１Ａに設けられ、この上端継手部１０３が上方鋼管１０１Ｂの下端継手部１０４の内側に挿入されて接続するものとしたが、下端継手部１０４が下方鋼管１０１Ａの上端継手部１０３の内側に挿入して接続するものとしても良い。さらに、上端継手部１０３は、本体部１０２よりも小径であることに限定されず、大径にすることも可能である。
そして、鋼管１０１の構成についても、上述した実施の形態に限定されることはない。例えば、本実施の形態において、上端継手部１０３が鋼管１０１の本体部１０２に溶接部により接合された構成となっているが、図２７に示す第１変形例による杭体１００Ａのように、本体部１０２の上端部分をプレス加工により縮径して形成した縮径筒１０５を上端継手部とすることも可能である。つまり、図２７に示すように、下方鋼管１０１Ａは、本体部１０２と、本体部１０２よりも小径かつ筒状の縮径筒１０５と、が段差部１０５ａを介して連設されており、縮径筒１０５には複数の貫通穴１０が形成されている。

【0066】

さらに、鋼管１０１の内周側から押圧部２２で押圧する場合には、第１杭変形防止装置３００の反力壁をなす保持サポート板３０３に押圧シリンダとともに押圧部２２を内装する構成とすることも可能である。この場合、押圧する際には、押圧部２２を保持サポート板３０３のサポート面３０３ａから突出させた後に、保持ジャッキ３０２を駆動させることで、保持サポート板３０３とともに押圧部２２を鋼管１０１側へ進出させることができる。

【0067】

また、本実施の形態では、下方鋼管１０１Ａの上端継手部１０３に複数の貫通穴１０を形成し、それら貫通穴１０に上方鋼管１０１Ｂの下端継手部１０４の塑性変形部１０４Ａを係合させる継手方法を一例としているが、貫通穴１０を設けることに制限されるものではなく、この貫通穴１０を設けない構成による継手方法を採用するようにしてもよい。
つまり、本実施の形態では、互いに重ねて配置した鋼管１０１Ａ、１０１Ｂの一方（外周側）の下端継手部１０４のみを押圧により塑性変形させているが、重ねて配置した内周側と外周側の両方の鋼管１０１Ａ、１０１Ｂを外周側又は内周側から押圧部で同時に押圧して塑性変形させることで、双方の鋼管１０１Ａ、１０１Ｂ同士が重なって係合した塑性変形部を形成することができる。この場合、押圧部で塑性変形させる鋼管１０１の厚さが互いに接続される上端継手部１０３と下端継手部１０４の厚さとなるため、大きな押し付け力を確保する必要がある。

【0068】

さらに、上述した実施の形態では、継手工程Ｓ３０の手順として、先に押圧部２２を爪本体２１の当接面２１ａから突出させ、その状態でチャックシリンダ２０８を駆動させてチャック爪２０を鋼管１０１に向けて進出させる方法としているが、このような手順に限定されることはない。例えば、先にチャックシリンダ２０８を駆動させてチャック爪２０で鋼管１０１を把持した状態、すなわち当接面２１ａを鋼管１０１の周面に当接させてから、押圧シリンダ２５を駆動して押圧部２２を突出させて下端継手部１０４を押圧して塑性変形させるようにしてもよい。この場合、押圧シリンダ２５の駆動力が押圧部２２の押し込み力となるので、上述した実施の形態のようにチャックシリンダ２０８の駆動力を押し込み力にする場合の対象とする鋼管１０１の厚さよりも薄い鋼管を使用する場合等に適している。

【0069】

さらにまた、本実施の形態では、押圧部２２が爪本体２１に一体的に内装された構成であって、チャック爪２０の把持力を利用して押圧部２２の押圧力として利用する構成となっているが、これに限定されず、押圧部２２と爪本体２１とが別体で設けられていても良い。さらには、押圧部２２が圧入機２００に設けられていないものであってもよい、この場合には、押圧部２２の押圧力は、チャック爪２０の把持力とは別で設ける必要があるが、押圧部によって鋼管１０１に塑性変形を形成する方法であることには変わりはない。

【0070】

また、本実施の形態では、上端継手部１０３に形成される貫通穴１０のすべてに下端継手部１０４の塑性変形部１０４Ａを挿入させているが、必ずしも全ての貫通穴１０を使って係合させることはなく、接続強度が確保できる場合には、一部の貫通穴１０に対する塑性変形部１０４Ａの係合を省略することも可能である。例えば、本実施の形態のように貫通穴１０が軸線方向Ｐ（上下方向）に沿って２つ配列される場合には、周方向Ｒに沿って上下交互に（千鳥状に）貫通穴１０の係合を行うようにしてもよい。

【0071】

また、貫通穴１０は、円形の貫通孔として説明したがこれに限るものではない。例えば、矩形の穴など異なる形状としても良い。また、貫通穴１０として、貫通していない凹部であっても良い。要は、押圧部２２側に開口する凹部であれば良く、必ずしも鋼管１０１の厚さ方向に貫通した構成であることに制限されることはない。そして、貫通穴１０の構成は、上端継手部１０３の周方向Ｒに所定のピッチで軸線方向Ｐに二列に配されているものとしたが、軸線方向Ｐに一列でも三列以上に配されていても良いし、周方向Ｒのピッチも適宜変更することが可能である。

【0072】

また、図２８に示す第２変形例による杭体１００Ｂは、上述した図２７のプレス加工により縮径筒１０５を形成したものであって、互いに周方向Ｒに位置を異なるように交互に（千鳥状に）貫通穴１０を配置したものである。この場合には、貫通穴１０が斜めにずれているため、杭体１００Ｂに作用する軸線方向Ｐのせん断力が貫通穴１０の係合部分に作用しにくい構成となるという効果を奏する。
なお、本第２変形例のように千鳥状に貫通穴１０を配置する場合においても、プレス加工された縮径筒１０５に限らず、上端継手部が鋼管１０１の本体部１０２に溶接部により接合された継手部に適用することができる。

【0073】

さらに、第１杭変形防止装置３００の構成についても本実施の形態のように径方向Ｑに伸縮する保持ジャッキ３０２を備えた構成であることに限定されることはない。例えば、図２９に示す第３変形例の第２杭変形防止装置３００Ａは、鋼管１０１の内周側に配置され、周方向Ｒに一定の間隔をあけて設けられる４つの保持サポート板３０３を備えている。
これら保持サポート板３０３は、鋼管１０１に略同軸に設けられる環状支持部３０６の外周面３０６ａに固定されている。環状支持部３０６は、周方向Ｒに二つに分割された略半リング状の第１リング３０６Ａと第２リング３０６Ｂを有し、第１リング３０６Ａ及び第２リング３０６Ｂが略環状となるように連結部（第１連結部３０７Ａと第２連結部３０７Ｂ）により連結されている。第１連結部３０７Ａは、軸線方向Ｐを回転軸として第１リング３０６Ａ及び第２リング３０６Ｂのそれぞれの一端部同士を回転可能に支持するヒンジ部である。第２連結部３０７Ｂは、第１リング３０６Ａ及び第２リング３０６Ｂのそれぞれの他端部同士を連結する拡張シリンダである。つまり、環状支持部３０６は、第２連結部３０７Ｂの駆動により拡縮する構成となっている。そのため、保持サポート板３０３を下方鋼管１０１Ａの上端継手部１０３の内周面１０３ｂに当接させる際には、所定位置で第２連結部３０７Ｂのシリンダを伸張させることで、環状支持部３０６が拡径されて４つの保持サポート板３０３を上端継手部１０３の内周面１０３ｂに当接させることができる。

【0074】

さらにまた、本実施の形態では、圧入する杭体１００を圧入機２００を使用した杭構成部材の継手方法の適用例として説明したが、このような継手方法であることに限定されることはない。
例えば、図３０に示す他の実施の形態による杭構成部材の継手方法では、杭搬送装置４００（例えばパイルランナー：技研製作所社製）に押圧部４０（図３１参照）を備え、杭体１００を横向きにして一方向に連続して配列された複数の既設杭Ｂの上端部に沿って移動可能な杭体１００の搬送装置である。ここで、使用する鋼管１０１は、上述の実施の形態と同様のものとする。

【0075】

杭搬送装置４００は、既設杭Ｂ上に沿って移動自在に設けられた走行装置４０１と、走行装置４０１に支持され軸線方向Ｐを横向きにして配置される鋼管１０１を外周側から把持可能な把持装置４０２と、を備えている。走行装置４０１は、把持装置４０２に対して走行方向の前後それぞれに配置されている。走行装置４０１は、駆動ローラ（不図示）を備えた駆動モータ４０３と、上面視で既設杭Ｂを杭搬送装置４００の移動方向に直交する方向の両側から挟持した状態で支持し、複数の押えローラ４０５を有する側方ガイド４０４と、を備えている。側方ガイド４０４は、前記駆動ローラの駆動に伴って既設杭Ｂの側面を押えローラ４０５が転動することで、既成杭Ｂを挟持した状態を維持したまま移動する。

【0076】

把持装置４０２は、内側に鋼管１０１を挿入可能な筒状の把持フレーム４０６と、把持フレーム４０６の内周側において周方向に複数（ここでは４つ）配置され鋼管１０１を把持するチャック爪４０７と、を備えている。チャック爪４０７は、鋼管１０１に向かって進退させるチャックシリンダ（図示省略）と、を備えている。これにより把持される鋼管１０１は、周方向に配されるチャック爪４０７の配列の内部に挿入され、４つのチャック爪４０７によって略全周の範囲が把持される。そして、チャック爪４０７には、押圧部４０が押圧シリンダ（図示省略）とともに内装されている。

【0077】

このような杭搬送装置４００を使用した継手方法について説明する。
先ず、杭構成部材配置工程において、把持装置４０２の把持フレーム４０６の内側に、軸線方向Ｐを横向きにした一方の鋼管１０１Ａと他方の鋼管１０１Ｂとを接続部１で重ねて配置する。次いで、継手工程において、杭体１００の周面に対して押圧可能に設けられた押圧部４０によって他方の鋼管１０１の下端継手部１０４を押圧して塑性変形させ、その塑性変形部を一方の鋼管１０１の上端継手部１０３に形成される貫通穴１０に挿入させて係合させることにより、鋼管１０１、１０１同士を接続する。なお、詳細な継手方法に関しては、上述した実施の形態と同様のため、ここでは省略する。

【0078】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

【符号の説明】

【0079】

１ 接続部
１０ 貫通穴
２０ チャック爪
２１ 爪本体
２１ａ 当接面
２２ 押圧部
２４ 埋込み爪
２５ 押圧シリンダ
４０ 押圧部
１００、１００Ａ、１００Ｂ 杭体
１０１ 鋼管（杭構成部材）
１０１Ａ 下方鋼管
１０１Ｂ 上方鋼管
１０２ 本体部
１０３ 上端継手部（第１接続部）
１０３ａ 外周面
１０３ｂ 内周面
１０４ 下端継手部（第２接続部）
１０４Ａ 塑性変形部
２００ 圧入機
２０３ チャックフレーム（把持装置）
２０５ チャック部
２０８ チャックシリンダ
３００ 第１杭変形防止装置
３００Ａ 第２杭変形防止装置
３０２ 保持ジャッキ
３０３ 保持サポート板（反力壁）
３０３ａ サポート面
４００ 杭搬送装置
４０２ 把持装置
４０７ チャック爪
Ａ 地盤
Ｐ 軸線方向
Ｑ 径方向
Ｒ 周方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】