特開 2022-177726 鋼管杭の連結構造、鋼管杭の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022177726

(43)【公開日】2022-12-01

(54)【発明の名称】鋼管杭の連結構造、鋼管杭の製造方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/24 20060101AFI20221124BHJP

【ＦＩ】

E02D5/24 103

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021084162

(22)【出願日】2021-05-18

(71)【出願人】

【識別番号】507225584

【氏名又は名称】ガイアパイル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(72)【発明者】

【氏名】中山 奉一

(72)【発明者】

【氏名】今枝 正良

(72)【発明者】

【氏名】平野 健一

【テーマコード（参考）】

2D041

【Ｆターム（参考）】

2D041AA02

2D041BA19

2D041CA01

2D041CB01

2D041CB06

2D041DB02

2D041DB13

(57)【要約】

【課題】上下に配置された鋼管杭を、スリーブを介して適正に連結できる鋼管杭の連結構造及び製造方法を提供する。
【解決手段】下側鋼管杭１０には円筒状の第１継手部３０が設けられ、上側鋼管杭２０には円筒状の第２継手部４０が設けられている。第１継手部３０は、下側鋼管杭１０の上端部のうち径方向外側の部分から、軸方向において第２継手部４０側に向かって延びている。第２継手部４０は、上側鋼管杭２０の径方向外側の部分に設けられている。第１継手部３０の端部には第１凸部３２が形成されており、第２継手部４０の端部には第２凹部４３が形成されている。第１凸部３２が第２凹部４３に嵌め合わされた状態において、下側鋼管杭１０と上側鋼管杭２０とが離間し、かつ、下側鋼管杭１０と上側鋼管杭２０とが同心になっている。各継手部３０，４０に形成された各貫通孔３４，４４には、スリーブ５０が嵌め合わされている。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上下に配置された円筒状の鋼管杭（１０，２０）の端部同士を連結する鋼管杭の連結構造において、
上下に配置された前記鋼管杭のうち一方である第１鋼管杭（１０）において、前記第１鋼管杭の径方向内外のいずれかの側に前記第１鋼管杭と同心となるように設けられた円筒状の第１継手部（３０）と、
上下に配置された前記鋼管杭のうち他方である第２鋼管杭（２０）において、前記第２鋼管杭の径方向内外のうち前記第１継手部と同じ側に前記第２鋼管杭と同心となるように設けられた円筒状の第２継手部（４０）と、
を備え、
前記第１継手部は、前記第１鋼管杭の軸方向端面（１１）を越えて前記第２継手部側に向かって延びており、
前記第２継手部は、前記第２鋼管杭の軸方向端面（２１）から軸方向において前記第１鋼管杭とは反対側に後退した位置に設けられており、
前記第１継手部の端部には、軸方向において前記第２継手部側に突出する凸部（３２）が形成されており、
前記第２継手部の端部には、軸方向において前記第１継手部側とは反対側に凹むとともに、前記凸部に嵌め合わされる凹部（４３）が形成されており、
前記第２鋼管杭のうち前記第２継手部よりも前記第１継手部側の部分が前記第１継手部に嵌め合わされるとともに、前記凸部が前記凹部に嵌め合わされた状態において、前記第１鋼管杭と前記第２鋼管杭とが離間し、かつ、前記第１鋼管杭と前記第２鋼管杭とが同心になっており、
前記凸部が前記凹部に嵌め合わされた状態において、前記第１継手部及び前記第２鋼管杭それぞれを径方向に貫通する貫通孔（３４，４４，４５，３６，４６）が形成されており、
前記第１継手部と前記第２鋼管杭とを連結するために、前記第１継手部及び前記第２鋼管杭それぞれの前記貫通孔に跨るようにして前記貫通孔に嵌め合わされるスリーブ（５０）を備える、鋼管杭の連結構造。

【請求項2】

前記スリーブは、前記鋼管杭の径方向内側にいくほど横断面の面積が小さくなるとともに、前記鋼管杭の径方向を高さ方向とする錐台状をなしており、
前記貫通孔の開口面積は、前記鋼管杭の径方向内側にいくほど小さくなっており、
前記スリーブの各錐体面が前記貫通孔の内周面に密接している、請求項１に記載の鋼管杭の連結構造。

【請求項3】

前記第２鋼管杭に形成された前記貫通孔（４５）の軸方向の長さ寸法が、前記スリーブのうち、前記第２鋼管杭に挿入される部分の軸方向の長さ寸法よりも大きくされている、請求項１に記載の鋼管杭の連結構造。

【請求項4】

前記スリーブは、横断面において、前記鋼管杭の周方向の長さ寸法が、前記鋼管杭の軸方向の長さ寸法よりも大きい横長スリーブである、請求項１～３のいずれか１項に記載の鋼管杭の連結構造。

【請求項5】

前記第１継手部は、前記第１鋼管杭の径方向内側に設けられており、
前記第２継手部は、前記第２鋼管杭の径方向内側に設けられており、
前記凸部が前記凹部に嵌め合わされた状態において、前記第１鋼管杭の端面（１１）と前記第２鋼管杭の端面（２１）との間に、前記第１継手部と前記第１鋼管杭との溶接部が設けられている、請求項１～４のいずれか１項に記載の鋼管杭の連結構造。

【請求項6】

円筒状の鋼管杭（１０，２０）の第１端側に、前記鋼管杭と同心となるように円筒状の第１継手部（３０）を接合し、前記鋼管杭の第２端側に、前記鋼管杭と同心となるように円筒状の第２継手部（４０）を接合する接合工程を備える鋼管杭の製造方法において、
前記第１継手部の端部には、軸方向において前記鋼管杭の第２端側から第１端側へと向かう方向に突出する凸部（３２）が形成されており、
前記第２継手部の端部には、軸方向において前記鋼管杭の第２端側から第１端側に凹む凹部（４３）が形成されており、
前記凹部の軸方向における凹み寸法は、前記凸部の軸方向における突出寸法と同じであり、
前記接合工程は、前記鋼管杭の第１端側の端面（１１）から前記凸部の先端までの軸方向における距離（ＬＡ）が、前記鋼管杭の第２端側の端面（２１）から前記凹部の基端までの軸方向における距離（ＬＢ）よりも大きくなるように、前記鋼管杭の径方向内外のいずれかの側に前記第１継手部及び前記第２継手部を接合する工程であり、
前記鋼管杭の第２端側及び前記第１継手部のそれぞれには、径方向に貫通し、かつ、スリーブ（５０）が嵌め合わされる貫通孔（３４，４４，４５，３６，４６）が形成されており、
上下に配置された前記鋼管杭のうち、一方の鋼管杭（２０）の第２端側が、他方の鋼管杭（１０）に設けられた前記第１継手部に嵌め合わされるとともに、前記一方の鋼管杭の前記凹部が前記他方の鋼管杭の前記凸部に嵌め合わされる場合、前記一方の鋼管杭の第２端側の前記貫通孔と、前記他方の鋼管杭に設けられた前記第１継手部の前記貫通孔とが同軸になっている、鋼管杭の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼管杭の連結構造及び製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

構造物を軟弱地盤に築く場合において、構造物を支持するために杭基礎が用いられる。杭基礎では、円筒状の鋼管杭の先端部を軟弱地盤の下にある支持層まで到達させる必要がある。そこで、掘削刃が設けられた鋼管杭を回転させながら地盤に埋設し、埋設した鋼管杭の上端部に新たな鋼管杭の下端部を連結し、連結した鋼管杭を回転させながら埋設する工法が用いられている。

【0003】

先に埋設された鋼管杭と、その鋼管杭の上側に配置される鋼管杭とを連結するために、鋼管杭の埋設が実施される現場において、溶接を用いることなく、上下に配置された鋼管杭の端部同士を連結する技術が特許文献１に開示されている。

【0004】

この技術について説明すると、下側鋼管杭の上端部には円筒状のインサイドシリンダが接合され、上側鋼管杭の下端部には、インサイドシリンダに外側から嵌め合わされる円筒状のアウトサイドシリンダが接合されている。アウトサイドシリンダとインサイドシリンダとが嵌め合わせられた状態において、上側鋼管杭の下端面とインサイドシリンダの上端面とが当接する。インサイドシリンダ及びアウトサイドシリンダそれぞれには、この当接状態においてアウトサイドシリンダの外周面からインサイドシリンダの内周面まで貫通する貫通孔が形成されている。

【0005】

各シリンダの貫通孔には、円錐台形状のテーパロック部が嵌め合わされる。これにより、インサイドシリンダとアウトサイドシリンダとが連結される。連結された状態において上側鋼管杭を回転させると、上側鋼管杭に作用する回転トルクが下側鋼管杭に伝達され、下側鋼管杭も回転させられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第６２４３８１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

鋼管杭の製造段階における加工精度等に起因して、鋼管杭の軸方向端面の平面度が大きくなり得る。この場合、上側鋼管杭の下端面に当接するインサイドシリンダの貫通孔の中心軸線と、アウトサイドシリンダの貫通孔の中心軸線とがずれることがある。各貫通孔の中心軸線がずれると、貫通孔にテーパロック部を挿入しにくくなる懸念がある。この場合、テーパロック部を介した上，下側鋼管杭の連結が上手くいかなくなる懸念がある。

【0008】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、上下に配置された鋼管杭を適正に連結することができる鋼管杭の連結構造、及び鋼管杭の製造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】

【0009】

本発明は、上下に配置された円筒状の鋼管杭の端部同士を連結する鋼管杭の連結構造において、
上下に配置された前記鋼管杭のうち一方である第１鋼管杭において、前記第１鋼管杭の径方向内外のいずれかの側に前記第１鋼管杭と同心となるように設けられた円筒状の第１継手部と、
上下に配置された前記鋼管杭のうち他方である第２鋼管杭において、前記第２鋼管杭の径方向内外のうち前記第１継手部と同じ側に前記第２鋼管杭と同心となるように設けられた円筒状の第２継手部と、
を備え、
前記第１継手部は、前記第１鋼管杭の軸方向端面を越えて前記第２継手部側に向かって延びており、
前記第２継手部は、前記第２鋼管杭の軸方向端面から軸方向において前記第１鋼管杭とは反対側に後退した位置に設けられており、
前記第１継手部の端部には、軸方向において前記第２継手部側に突出する凸部が形成されており、
前記第２継手部の端部には、軸方向において前記第１継手部側とは反対側に凹むとともに、前記凸部に嵌め合わされる凹部が形成されており、
前記第２鋼管杭のうち前記第２継手部よりも前記第１継手部側の部分が前記第１継手部に嵌め合わされるとともに、前記凸部が前記凹部に嵌め合わされた状態において、前記第１鋼管杭と前記第２鋼管杭とが離間し、かつ、前記第１鋼管杭と前記第２鋼管杭とが同心になっており、
前記凸部が前記凹部に嵌め合わされた状態において、前記第１継手部及び前記第２鋼管杭それぞれを径方向に貫通する貫通孔が形成されており、
前記第１継手部と前記第２鋼管杭とを連結するために、前記第１継手部及び前記第２鋼管杭それぞれの前記貫通孔に跨るようにして前記貫通孔に嵌め合わされるスリーブを備える。

【0010】

本発明では、第２鋼管杭のうち第２継手部よりも第１継手部側の部分が、第１継手部の凸部を第２継手部の凹部に嵌め合わせるためのガイド部分となる。このガイド部分が第１継手部に嵌め合わされるとともに凸部が凹部に嵌め合わされた状態において、第１鋼管杭と第２鋼管杭とが離間している。つまり、第１鋼管杭及び第２鋼管杭それぞれの軸方向端面同士が当接していない。このため、第１継手部の凸部と第２継手部の凹部との嵌め合いにより、鋼管杭の軸方向端面の平面度の影響を受けることなく、第１継手部に対する第２鋼管杭の軸方向における相対位置が定まる。これにより、第１継手部の貫通孔の中心軸線と、第２鋼管杭の貫通孔の中心軸線とのずれを抑制でき、貫通孔にスリーブが挿入しにくくなることを防止できる。その結果、スリーブを介した上，下側鋼管杭の連結を適正に行うことができる。

【0011】

また、本発明では、第１継手部の凸部が第２継手部の凹部に嵌め合わされる構成に加えて、スリーブにより第１継手部及び第２鋼管杭が強固に連結される。これにより、第１，第２継手部に加えて、スリーブにより、回転トルクを受け持つことができる。その結果、上下に配置された鋼管杭の連結部分が大きく変形したり破損したりすることを防止することもできる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】上下に配置された一対の鋼管杭の正面図。

【図2】嵌め合わせられた鋼管杭の連結部分の正面図。

【図3】嵌め合わせられた鋼管杭の連結部分の縦断面図（図２の３－３線断面図）。

【図4】嵌め合わせられる前における鋼管杭の連結部分の縦断面図。

【図5】第１継手部の斜視図。

【図6】第１継手部を軸方向から見た図。

【図7】第２継手部の斜視図。

【図8】第２継手部を軸方向から見た図。

【図9】ナットカバーが上側鋼管杭の内周面に設けられるとともに、スリーブが貫通孔に嵌め合わせられた状態における図３の９－９線断面図。

【図10】スリーブを示す図。

【図11】鋼管杭の連結方法の手順を示す図。

【図12】その他の実施形態に係る嵌め合わせられた鋼管杭の連結部分の正面図。

【図13】その他の実施形態に係る嵌め合わせられる前における鋼管杭の連結部分の縦断面図。

【図14】その他の実施形態に係る嵌め合わせられた鋼管杭の連結部分の縦断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明に係る鋼管杭の連結構造を具体化した一実施形態について、図面を参照しながら説明する。連結構造は、図１に示すように、先に地盤に埋設される鋼管杭と、その鋼管杭の後に続けて埋設される鋼管杭とを連結するものである。以下では、上下に配置される対となる鋼管杭のうち、下側に配置されるものを下側鋼管杭１０と称し、上側に配置されるものを上側鋼管杭２０と称すこととする。上下方向に配置された複数の鋼管杭のうち、最も下側の鋼管杭の下端部には、掘削ビットＤＢと、拡翼ＤＷとが設けられている。拡翼ＤＷは、半円板状をなしており、鋼管杭の下端部に複数（２つを例示）設けられている。

【0014】

図２～図４に示すように、下側鋼管杭１０及び上側鋼管杭２０は、円筒状をなしている。下側鋼管杭１０の外径寸法と上側鋼管杭２０の外径寸法とは同じである。また、下側鋼管杭１０の厚さ寸法と上側鋼管杭２０の厚さ寸法とは同じである。

【0015】

下側鋼管杭１０及び上側鋼管杭２０の連結構造は、第１継手部３０及び第２継手部４０を備えている。第１継手部３０は、各鋼管杭１０，２０の上端部に設けられており、第２継手部４０は、各鋼管杭１０，２０の下端部に設けられている。なお、上下方向に配置された複数の鋼管杭のうち、最も下側の鋼管杭の下端部には、拡翼ＤＷ等が設けられているため、第２継手部４０が設けられていない。

【0016】

第１継手部３０は、鋼製の部材である。第１継手部３０は、図２～図６に示すように、円筒状をなす円筒部３１と、第１凸部３２とを備えている。円筒部３１の内径寸法は、下側鋼管杭１０の外径寸法よりもやや大きい。下側鋼管杭１０の上端部に円筒部３１が外側から嵌め合わされた状態で、下側鋼管杭１０の上端部が円筒部３１の下端部に溶接により接合されている。これにより、第１継手部３０は、下側鋼管杭１０と同心となる。第１継手部３０の厚さ寸法は、下側鋼管杭１０の厚さ寸法よりも大きい。

【0017】

第１凸部３２は、円筒部３１のうち軸方向上端から上側に向かって延びている。第１凸部３２は、第１継手部３０の周方向に等間隔に並んで複数（２つを例示）形成されている。第１継手部３０において、周方向に並ぶ第１凸部３２の間が第１凹部３３とされている。本実施形態では、図６に示すように、第１凸部３２の周方向における長さ寸法が、円筒部３１の周方向における長さ寸法の１／４とされている。このため、第１凹部３３の周方向における長さ寸法も、円筒部３１の周方向における長さ寸法の１／４とされている。

【0018】

第２継手部４０は、鋼製の部材である。第２継手部４０の外径寸法と第１継手部３０の外径寸法とは同じである。第２継手部４０の厚さ寸法は、上側鋼管杭２０の厚さ寸法よりも大きく、第１継手部３０の厚さ寸法と同じである。第２継手部４０は、図２～図４及び図７，図８に示すように、円環状をなす円環部４１と、第２凸部４２とを備えている。上側鋼管杭２０のうち軸方向下端から上側に後退した位置に円環部４１が外側から嵌め合わされた状態で、円環部４１の上端部が上側鋼管杭２０に溶接により接合されている。これにより、第２継手部４０は、上側鋼管杭２０と同心となる。

【0019】

第２凸部４２は、円環部４１のうち軸方向下端から下側に向かって延びている。第２凸部４２は、第２継手部４０の周方向に等間隔に並んで、第１凸部３２と同数形成されている。第２継手部４０において、周方向に並ぶ第２凸部４２の間が第２凹部４３とされている。第２継手部４０の下端面に対する第２凹部４３の軸方向における凹み寸法は、円筒部３１の上端面に対する第１凸部３２の軸方向における突出寸法と同じである。

【0020】

本実施形態では、図８に示すように、第２凸部４２の周方向における長さ寸法が、円環部４１の周方向における長さ寸法の１／４とされている。このため、第２凹部４３の周方向における長さ寸法も、円環部４１の周方向における長さ寸法の１／４とされている。つまり、第２凸部４２及び第２凹部４３の周方向における長さ寸法は、第１凸部３２及び第１凹部３３の周方向における長さ寸法と同じである。

【0021】

図５及び図６に示すように、第１凸部３２の周方向における側面が第１傾斜側面３２ａとされている。第１傾斜側面３２ａは、図６に示すように、第１継手部３０の中心軸線Ｏを通って、かつ、中心軸線Ｏが延びる方向に平行な平面上にある。また、図７及び図８に示すように、第２凸部４２の周方向における側面が第２傾斜側面４２ａとされている。第２傾斜側面４２ａは、図８に示すように、第２継手部４０の中心軸線Ｏを通って、かつ、中心軸線Ｏが延びる方向に平行な平面上にある。これにより、第１凸部３２を第２凹部４３に嵌め合わせる作業工程において、下側鋼管杭１０に対する上側鋼管杭２０の軸ずれを小さくできる。

【0022】

図１、図３及び図４を参照して、鋼管杭の製造工程のうち、鋼管杭に各継手部３０，４０を接合する工程について説明する。図３及び図４には、２本の鋼管杭１０，２０それぞれの端部が示されているが、１本の鋼管杭のうち、第１端側が図中下側に示す下側鋼管杭１０の端部に相当し、第２端側が図中上側に示す上側鋼管杭２０の端部に相当する。

【0023】

接合工程では、鋼管杭の第１端側に、鋼管杭と同心となるように第１継手部３０を接合し、鋼管杭の第２端側に、鋼管杭と同心となるように第２継手部４０を接合する。詳しくは、鋼管杭の第１端側の端面１１から第１凸部３２の先端までの軸方向における距離ＬＡが、鋼管杭の第２端側の端面２１から第２凹部４３の基端までの軸方向における距離ＬＢよりも大きくなるように、鋼管杭の径方向外側に第１継手部３０及び第２継手部４０を接合する。

【0024】

図３及び図４に示すように、第１継手部３０の内径寸法は、上側鋼管杭２０の外径寸法よりもやや大きい。これにより、上側鋼管杭２０に対する第１継手部３０のすき間嵌めが可能となる。上側鋼管杭２０のうち第２継手部４０よりも下側の部分が、第１凸部３２を第２凹部４３に嵌め合わせるためのガイド部分となる。このガイド部分が第１継手部３０の円筒部３１に嵌め合わされるとともに、第１凸部３２が第２凹部４３に嵌め合わされる。これにより、第１凸部３２の上端面が第２凹部４３に密接するとともに、第１傾斜側面３２ａが第２傾斜側面４２ａに密接した状態となる。この状態において、下側鋼管杭１０の上端面１１が上側鋼管杭２０の下端面２１から離間している。

【0025】

第１継手部３０の円筒部３１には、外側貫通孔３４が形成されている。外側貫通孔３４は、第１継手部３０の周方向に等間隔に並んで複数（４つを例示）形成されている。各外側貫通孔３４は、同じ形状であり、第１継手部３０の軸方向において同一位置に形成されている。

【0026】

上側鋼管杭２０の下端部には、内側貫通孔４４が形成されている。内側貫通孔４４は、上側鋼管杭２０の周方向に等間隔に並んで、外側貫通孔３４の数と同数形成されている。各内側貫通孔４４は、同じ形状であり、上側鋼管杭２０の軸方向において同一位置に形成されている。各外側貫通孔３４のいずれか１つと各内側貫通孔４４のいずれか１つとが合わさるように、第１凸部３２が第２凹部４３に嵌め合わせられる。これにより、第１継手部３０の外周面から上側鋼管杭２０の内周面まで貫通する４つの貫通孔３４，４４が形成される。

【0027】

ちなみに、外側貫通孔３４及び内側貫通孔４４は、例えば、以下に説明する方法で形成されればよい。工場において、鋼管杭に接合する前の第１継手部３０に対して加工機（例えば、ホールソー又はドリル）で孔開け加工することにより、第１継手部３０に外側貫通孔３４を形成する。そして、外側貫通孔３４が形成された第１継手部３０を鋼管杭に溶接により接合する。また、工場において、鋼管杭に第２継手部４０を溶接により接合した後、第２継手部４０が接合された鋼管杭に対して加工機で孔開け加工することにより、鋼管杭に内側貫通孔４４を形成する。この際、例えば、鋼管杭に対する第２継手部４０の位置を基準として、内側貫通孔４４を形成すればよい。

【0028】

第１継手部３０の第１凸部３２と第２継手部４０の第２凹部４３との嵌め合いにより、各鋼管杭１０，２０の軸方向端面１１，２１の平面度の影響を受けることなく、第１継手部３０に対する上側鋼管杭２０の軸方向における相対位置が定まる。これにより、第１継手部３０の外側貫通孔３４の中心軸線と、上側鋼管杭２０の内側貫通孔４４の中心軸線とのずれを抑制でき、各貫通孔３４，４４の内周面が第１継手部３０の外周面から上側鋼管杭２０の内周面まで極力連続するようにできる。その結果、各貫通孔３４，４４に、後述するスリーブ５０が挿入しにくくなることを防止できる。

【0029】

本実施形態において、各貫通孔３４，４４は、各鋼管杭１０，２０の周方向に長い長方形状をなしている。外側貫通孔３４の中心軸線は第１継手部３０の径方向に延びるとともに、外側貫通孔３４は、径方向内側にいくほど開口面積が小さくなるように形成されている。また、内側貫通孔４４の中心軸線は上側鋼管杭２０の径方向に延びるとともに、内側貫通孔４４は、径方向内側にいくほど開口面積が小さくなるように形成されている。

【0030】

図９及び図１０に示すように、連結構造は、スリーブ５０を備えている。本実施形態において、スリーブ５０は、鋼製の部材であり、貫通孔３４，４４に嵌め込まれる。スリーブ５０は、各鋼管杭１０，２０の径方向内側にいくほど横断面の面積が小さくなるとともに、各鋼管杭１０，２０の径方向を高さ方向とする角錐台状をなしている。つまり、スリーブ５０において、径方向内側の端面を先端面５２とし、径方向外側の端面を後端面５３とする場合、先端面５２と後端面５３とが４つの錐体面５４でつながっている。先端面５２は、径方向外側に凹む円弧面になっている。この円弧面の曲率と、上側鋼管杭２０の内周面の曲率とは同じである。なお、後端面５３は、径方向外側に凸となる円弧面になっている。この円弧面の曲率と、第１継手部３０の外周面の曲率とは同じである。

【0031】

スリーブ５０の横断面は、各鋼管杭１０，２０の周方向に長い長方形状をなしている。スリーブ５０の横断面形状は、各貫通孔３４，４４と合同の形状である。このため、スリーブ５０が貫通孔３４，４４に嵌め込まれると、スリーブ５０の４つの錐体面５４それぞれが貫通孔３４，４４の内周面に密接する。これにより、上側鋼管杭２０に作用する回転トルクを下側鋼管杭１０に的確に伝達できる。なお、スリーブ５０の横断面において、短手方向の長さ寸法と長手方向の長さ寸法との比率は、例えば、１：１．２にしたり、１：１．５にしたりすることができる。また、錐体面５４の周縁部等、スリーブ５０の角部には、面取り（具体的には例えば、Ｃ面取り、Ｒ面取り又は糸面取り）が施されていてもよい。

【0032】

スリーブ５０の中央部には、スリーブ５０の横断面と直交する方向（つまり、各鋼管杭１０，２０の径方向）に貫通するボルト挿通孔５１が形成されている。スリーブ５０において、ボルト挿通孔５１が延びる方向の長さ寸法は、第１継手部３０及び上側鋼管杭２０の合計厚さ寸法と略同じ寸法である。

【0033】

ボルト挿通孔５１には、ボルト６０が挿通されている。ボルト６０は、軸部６１及び頭部６２を有している。軸部６１の外周には、雄ねじが形成されている。ボルト６０は、頭部６２を各鋼管杭１０，２０の径方向外側に向けるとともに軸部６１を径方向内側に向けた状態で、ボルト挿通孔５１に挿通されている。頭部６２は、スリーブ５０の後端面５３に当接している。なお、頭部６２と後端面５３との間にワッシャが介在していてもよい。また、後端面５３には、ボルト６０の頭部６２が収容される凹部が形成されていてもよい。これにより、頭部６２が第１継手部３０の外周面から突出しなくなる。

【0034】

図６及び図８に示すように、上側鋼管杭２０の内周面のうち各内側貫通孔４４に対応する位置にはナットカバー７０が設けられている。ナットカバー７０は、鋼製のものであり、ナット８０を内包している。ナットカバー７０は、軸部６１にねじ込まれるナット８０の位置決めとともに、ナット８０の回転を規制する役割を果たす。

【0035】

ナットカバー７０は、ベースプレート７１を備えている。ベースプレート７１の第１面は平坦面であり、ベースプレート７１の第２面は、第１面から第２面へと向かう方向に凸となる円弧面になっている。この円弧面の曲率は、上側鋼管杭２０の内周面の曲率と同じである。

【0036】

ベースプレート７１は、矩形形状をなしており、具体的には上側鋼管杭２０の周方向に長い長方形状をなしている。上側鋼管杭２０の周方向におけるベースプレート７１の長さ寸法は、上側鋼管杭２０の周方向における内側貫通孔４４の長さ寸法よりも大きい。内側貫通孔４４の周方向においてベースプレート７１が内側貫通孔４４を跨いだ状態で、ベースプレート７１の円弧面と上側鋼管杭２０の内周面とが当接している。この当接状態において、ベースプレート７１の長手方向における両端部それぞれが上側鋼管杭２０の内周面に溶接により接合されている。これにより、上側鋼管杭２０のうち内側貫通孔４４の周辺部分の強度を高めている。

【0037】

なお、本実施形態では、上側鋼管杭２０の軸方向におけるベースプレート７１の長さ寸法は、上側鋼管杭２０の軸方向における内側貫通孔４４の長さ寸法よりも大きい。これにより、上側鋼管杭２０のうち内側貫通孔４４の周辺部分の強度をより高めている。

【0038】

ベースプレート７１の中央部には、図９に示すように、上側鋼管杭２０の径方向に貫通するとともに、軸部６１が挿通されるプレート孔７１ａが形成されている。プレート孔７１ａの中心軸線と、内側貫通孔４４の中心軸線とは同じである。プレート孔７１ａの開口面積は、内側貫通孔４４のうち径方向において最も内側の開口面積よりも小さい。このため、内側貫通孔４４を上側鋼管杭２０の径方向から見た場合、ベースプレート７１のうちプレート孔７１ａが形成されていない部分により、内側貫通孔４４が一部覆われている。なお、図９には、ナットカバー７０のうちベースプレート７１のみ図示している。また、図２～図４及び図８では、ナットカバー７０の図示を省略している。

【0039】

図７に示すように、ナットカバー７０は、支柱部７２、板部７３及び保持部７４を備えている。本実施形態では、支柱部７２、板部７３及び保持部７４が一体で構成されている。板部７３は、板面をベースプレート７１の平坦面に向けた状態で配置されている。板部７３のうち、上側鋼管杭２０の軸方向における両端部のそれぞれは、上側鋼管杭２０の径方向外側に屈曲した支柱部７２とされている。各支柱部７２の先端部は、ベースプレート７１の平坦面に溶接により接合されている。各支柱部７２のうち、上側鋼管杭２０の周方向における両端部のそれぞれは、上側鋼管杭２０の軸方向に屈曲した保持部７４とされている。ベースプレート７１、支柱部７２、板部７３及び保持部７４により囲まれる空間にナット８０が収容されている。この空間は、ナット８０よりもやや大きくされており、これによりナットカバー７０とナット８０との間に隙間ができるようになっている。この隙間により、軸部６１をナット８０の雌ネジにねじ込みやすくなっている。なお、板部７３には、軸部６１の干渉を防止する孔７５が形成されている。また、図９では、支柱部７２等の図示を省略している。

【0040】

ナット８０は、工場において、以下に説明する方法でナットカバー７０に内包される。詳しくは、支柱部７２をベースプレート７１に溶接する前に、支柱部７２、板部７３及び保持部７４により囲まれる空間にナット８０を収容する。そして、支柱部７２にベースプレート７１を溶接する。これにより、ナット８０がナットカバー７０に内包される。

【0041】

ナット８０が内包されたナットカバー７０は、工場において鋼管杭の内周面に溶接により接合される。この溶接作業は、鋼管杭の軸方向端部の開口２２（図７参照）から例えばアーク溶接の溶接棒を差し入れることにより行われる。詳しくは、ベースプレート７１の長手方向における両端部を鋼管杭の内周面に溶接接合する。この場合、ベースプレート７１の短手方向における両端部のうち、上記開口２２から遠い方の端部を溶接する場合と比較して、溶接作業を簡易に行うことができ、ひいては溶接作業の効率を高めることができる。

【0042】

ベースプレート７１は、上側鋼管杭２０の周方向に長い。このため、ベースプレート７１の長手方向における端部からナット８０までの距離を長くできる。その結果、ベースプレート７１の端部を溶接する場合において、溶接によって発生した熱がナット８０に及ぼす影響を抑制できる。これにより、ナット８０の材料特性が変化することを防止できる。

【0043】

各継手部３０，４０が溶接接合された鋼管杭１０，２０は、鋼管杭を埋設する現場に運搬される。以下、図１１を用いて、埋設現場における下側鋼管杭１０と上側鋼管杭２０との連結方法について説明する。

【0044】

まず、図１１（Ａ）に示すように、内側貫通孔４４及び外側貫通孔３４の位置が互いに合わせられた状態となるように、上側鋼管杭２０を第１継手部３０に嵌め合わせるとともに、第１凸部３２を第２凹部４３に嵌め合わせる。これにより、下側鋼管杭１０と上側鋼管杭２０とが同心となる。

【0045】

続いて、スリーブ５０の先端面５２がベースプレート７１の円弧面に当接するまでスリーブ５０を貫通孔３４，４４に挿入する。これにより、スリーブ５０が貫通孔３４，４４に嵌め合わせられ、スリーブ５０の各錐体面５４が貫通孔３４，４４の内周面に密接する。スリーブ５０の横断面の面積が径方向内側にいくほど小さくなっているため、スリーブ５０を貫通孔３４，４４に挿入しやすい。

【0046】

続いて、図１１（Ｂ）に示すように、ボルト６０の頭部６２を各鋼管杭１０，２０の径方向外側に向けるとともに軸部６１を径方向内側に向けた状態で、ボルト６０をボルト挿通孔５１に挿通し、プレート孔７１ａを介して軸部６１の先端をナット８０の雌ネジに挿入する。そして、ボルト６０を時計回りに回転させて軸部６１の雄ネジをナット８０の雌ネジにねじ込む。この際、ナットカバー７０により、ボルト６０の回転に伴うナット８０の供回りは発生しない。

【0047】

ボルト６０を更に回転させて軸部６１の雄ネジをナット８０の雌ネジに更にねじ込む。これにより、図１１（Ｃ）に示すように、ボルト６０の頭部６２によりスリーブ５０が径方向内側に押さえ付けられ、第１継手部３０と上側鋼管杭２０とが強固に固定される。その結果、上側鋼管杭２０と下側鋼管杭１０とが強固に固定される。

【0048】

以上説明した本実施形態によれば、各鋼管杭１０，２０の軸方向端面１１，２１の平面度の影響を受けることなく、第１継手部３０に対する上側鋼管杭２０の軸方向における相対位置が定まる。これにより、第１継手部３０の外側貫通孔３４と、上側鋼管杭２０の内側貫通孔４４とを同軸にでき、各貫通孔３４，４４にスリーブ５０が挿入しにくくなることを防止できる。その結果、スリーブ５０を介した上，下側鋼管杭１０，２０の連結を適正に行うことができる。

【0049】

下側鋼管杭１０と上側鋼管杭２０とが離間しているため、下側鋼管杭１０と上側鋼管杭２０との間の力の伝達は、主に第１継手部３０及び第２継手部４０を介して行われる。この場合、第１継手部３０の第１凸部３２と第２継手部４０の第２凹部４３とに荷重が集中し、第１凸部３２や第２凹部４３が大きく変形したり、破損したりする懸念がある。

【0050】

この点、本実施形態では、第１継手部３０の外側貫通孔３４及び上側鋼管杭２０の内側貫通孔４４それぞれの内周面にスリーブ５０が密接している。このため、下側鋼管杭１０と上側鋼管杭２０との間の力の伝達を、第１凸部３２及び第２凹部４３に加えて、スリーブ５０により、回転トルク及び軸方向荷重を受け持つことができる。これにより、第１凸部３２や第２凹部４３が大きく変形したり、破損したりすることを防止できる。

【0051】

スリーブ５０の横断面において、各鋼管杭１０，２０の周方向の長さ寸法が、各鋼管杭１０，２０の軸方向の長さ寸法よりも大きい。これにより、鋼管杭の埋設時において下側鋼管杭１０に対して上側鋼管杭２０が相対回転する場合、回転トルクが作用する方向におけるスリーブ５０の長さ寸法を大きくでき、その外力に対するスリーブ５０の強度を高めることができる。その結果、スリーブ５０が大きく変形したり、スリーブ５０が破損したりすることを防止することができる。

【0052】

スリーブ５０の横断面が、各鋼管杭１０，２０の周方向に長い長方形状をなしている。これにより、例えばスリーブの横断面が周方向に長い楕円形状の場合と比較して、スリーブ５０の横断面の面積を大きくすることができる。これにより、スリーブ５０の強度をより高めることができる。

【0053】

＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

【0054】

・スリーブの横断面及び貫通孔の形状としては、長方形状に限らず、例えば、各鋼管杭１０，２０の周方向に長い楕円形状又はオーバル形状といった長円形状であってもよい。

【0055】

また、スリーブの横断面及び貫通孔の形状としては、各鋼管杭１０，２０の周方向に長い形状に限らず、例えば、正方形状又は真円形状であってもよい。横断面形状が真円形状のスリーブは、円錐台状をなすこととなる。

【0056】

・スリーブとしては、各鋼管杭１０，２０の径方向において横断面の面積が一定のものであってもよい。この場合、例えば、横断面が長方形状の場合、スリーブは直方体形状になる。また、この場合、内側貫通孔４４の一部がベースプレート７１により覆われていることにより、スリーブ５０の挿入時において、ベースプレート７１がスリーブの位置決めとなる。これにより、スリーブ５０が挿入されすぎるのを防止できる。

【0057】

・スリーブ５０にボルト挿通孔５１が形成されていなくてもよい。この場合、ボルト６０、ナットカバー７０及びナット８０は不要である。なお、この場合、例えばスリーブ５０の錐体面５４に接着剤を塗布して貫通孔３４，４４に挿入することにより、スリーブ５０の錐体面５４と貫通孔３４，４４の内周面との間に接着層が形成されていてもよい。これにより、スリーブ５０が貫通孔３４，４４から外れにくくなり、下側鋼管杭１０と上側鋼管杭２０とを強固に連結できる。

【0058】

・周方向に並ぶ各スリーブ５０の横断面形状が異なっていてもよい。例えば、周方向に並ぶ各スリーブ５０のうち、一部であってかつ少なくとも１つのスリーブの横断面が、鋼管杭の周方向に長い形状（例えば長方形状）をなしていてもよい。この場合、例えば、長方形状及び正方形状のスリーブが周方向に交互に並んでいてもよい。

【0059】

・周方向に並んで形成された各貫通孔３４，４４が、軸方向に複数列形成されていてもよい。例えば、軸方向に２列形成されている場合において、１列目の貫通孔を第１貫通孔と称し、２列目の貫通孔を第２貫通孔と称すこととする。この場合、第２貫通孔は、各鋼管杭１０，２０の軸方向において第１貫通孔の位置から下側にずれた位置であって、各鋼管杭１０，２０の周方向において第１貫通孔の位置からずれた位置に形成されていてもよい。つまり、第１貫通孔及び第２貫通孔の配列が、いわゆる千鳥配列になっていてもよい。

【0060】

・工場において、各鋼管杭及び各継手部の温度が基準温度となる状況下において、第１継手部３０の外側貫通孔３４と、上側鋼管杭２０の内側貫通孔４４とが同軸になるように各貫通孔３４，４４が形成されたとしても、以下に説明する理由により、不都合が発生し得る。図３を参照して説明すると、上側鋼管杭２０の温度変化に伴い、上側鋼管杭２０のうち円環部４１よりも下側の部分の軸方向長さが変化し得る。例えば、上側鋼管杭２０の温度上昇に起因して、上側鋼管杭２０が軸方向に膨張し、外側貫通孔３４の上側が上側鋼管杭２０に塞がれる懸念がある。一方、上側鋼管杭２０の温度下降に起因して、上側鋼管杭２０が軸方向に収縮し、外側貫通孔３４の下側が上側鋼管杭２０に塞がれる懸念がある。外側貫通孔３４が上側鋼管杭２０に塞がれると、スリーブ５０を挿入しにくくなる。

【0061】

そこで、図１２に示すように、上側鋼管杭２０において内側貫通孔４５の軸方向の長さ寸法が、スリーブ５０のうち内側貫通孔４５に挿入される部分の軸方向の長さ寸法よりも大きくされてもよい。なお、図１２では、スリーブ５０のボルト挿通孔５１、ボルト６０及びベースプレート７１等の図示を省略している。

【0062】

図１２に示す構成によれば、上側鋼管杭２０の温度変化に起因して外側貫通孔３４の一部が塞がれることを防止し、スリーブ５０を貫通孔３４，４５に挿入しにくくなることを防止できる。なお、この場合、スリーブ５０のうち上側鋼管杭２０の周方向における各錐体面５４は、内側貫通孔４５の内周面に密接している。このため、軸方向の荷重を各継手部３０，４０で受け持ちつつ、上側鋼管杭２０からスリーブ５０及び第１継手部３０を介して下側鋼管杭１０に回転トルクを伝達できる。

【0063】

・ベースプレート７１の両面が平坦面であってもよい。この場合、スリーブ５０の先端面５２が平坦面になっていればよい。

【0064】

・第１継手部３０が鋼管杭の下端部に設けられ、第２継手部４０が鋼管杭の上端部に設けられていてもよい。

【0065】

・第１継手部及び第２継手部が鋼管杭の外周面ではなく内周面に設けられていてもよい。以下、図１３を用いて、図４等に示した連結構造との相違点を中心に説明する。なお、図１３において、図４等に示した構成と同一の構成又は対応する構成については、便宜上、同一の符号を付してあるものもある。

【0066】

第１継手部３０を構成する円筒部３１の外径寸法は、下側鋼管杭１０の内径寸法よりもやや小さい。下側鋼管杭１０の上端部に円筒部３１が内側から嵌め合わされた状態で、下側鋼管杭１０の上端部における内周面に円筒部３１の下端部が溶接により接合されている。一方、上側鋼管杭２０のうち軸方向下端から上側に後退した位置に円環部４１が内側から嵌め合わされた状態で、上側鋼管杭２０の内周面に円環部４１の上端部が溶接により接合されている。

【0067】

第１継手部３０の外径寸法は、上側鋼管杭２０の内径寸法よりもやや小さい。これにより、上側鋼管杭２０に対する第１継手部３０のすき間嵌めが可能となる。上側鋼管杭２０のうち第２継手部４０よりも下側の部分が、第１凸部３２を第２凹部４３に嵌め合わせるためのガイド部分となる。このガイド部分が第１継手部３０の円筒部３１に嵌め合わされるとともに、第１凸部３２が第２凹部４３に嵌め合わされる。この状態において、下側鋼管杭１０の上端面１１が上側鋼管杭２０の下端面２１から離間している。

【0068】

第１継手部３０の円筒部３１には、第１継手部３０の周方向に等間隔に並んで複数の内側貫通孔３６が形成されている。上側鋼管杭２０の下端部には、上側鋼管杭２０の周方向に等間隔に並んで、内側貫通孔３６の数と同数の外側貫通孔４６が形成されている。各内側貫通孔３６のいずれか１つと各外側貫通孔４６のいずれか１つとが合わさるように、第１凸部３２が第２凹部４３に嵌め合わせられる。これにより、上側鋼管杭２０の外周面から第１継手部３０の内周面まで貫通する貫通孔３６，４６が形成される。各貫通孔３６，４６の内周面は、上側鋼管杭２０の外周面から第１継手部３０の内周面まで連続している。各貫通孔３６，４６には、スリーブ５０が嵌め込まれる。

【0069】

なお、図１４に示すように、上側鋼管杭２０のうち第２継手部４０よりも下側の部分を円筒部３１に嵌め合わせるとともに、第１凸部３２を第２凹部４３に嵌め合わせる工程の実施後、第１継手部３０の下端部における外周面と下側鋼管杭１０の上端面１１とを溶接により接合する工程を実施してもよい。この場合、下側鋼管杭１０の上端面１１と上側鋼管杭２０の下端面２１との間の隙間に溶接部が設けることとなる。これにより、溶接部が各鋼管杭１０，２０の外周面からはみ出さないようにしつつ、図１３に示すように第１継手部３０を下側鋼管杭１０の内周面に溶接する場合よりも、溶接作業を簡易に行うことができる。ちなみに、下側鋼管杭１０の上端面１１を、第１継手部３０の下端部における外周面に加え、上側鋼管杭２０の下端面２１に溶接してもよい。

【符号の説明】

【0070】

１０…下側鋼管杭（第１鋼管杭）、２０…上側鋼管杭（第２鋼管杭）、３０…第１継手部、４０…第２継手部、５０…スリーブ。

【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】