特開 2023-169813 継手部材及び継手部材と鋼管の接続構造

(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】P2023169813

(43)【公開日】2023-11-30

(54)【発明の名称】継手部材及び継手部材と鋼管の接続構造

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/24 20060101AFI20231122BHJP

   F16B 7/18 20060101ALI20231122BHJP

【ＦＩ】

E02D5/24 101

F16B7/18 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022081148

(22)【出願日】2022-05-17

(71)【出願人】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】粕谷 悠紀

【テーマコード（参考）】

2D041

3J039

【Ｆターム（参考）】

2D041AA02

2D041BA33

2D041DB02

2D041DB13

3J039AA01

3J039BB01

3J039GA03

(57)【要約】

【課題】継ぎ足す鋼管どうしの直線性を確保しつつ、内周面を滑らかに連続させることである。
【解決手段】軸線方向に隣り合う鋼管どうしを連結するオス継手及びメス継手を備える継手部材であって、オス継手及びメス継手はそれぞれ、鋼管と略等しい外径を有する筒状体よりなり、筒状体は、外周面に外径を漸次縮径する縮径面が形成されて一端側が縮径されるとともに、縮径された一端側に鋼管挿入部が設けられ、オス継手及びメス継手のうち、少なくともいずれか一方の鋼管挿入部の内周側に、鋼管の内周面に向かう斜面が形成されている。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線方向に隣り合う鋼管どうしを連結するオス継手及びメス継手を備える継手部材であって、
前記オス継手及び前記メス継手はそれぞれ、前記鋼管と略等しい外径を有する筒状体よりなり、
該筒状体は、外周面に外径を漸次縮径する縮径面が形成されて一端側が縮径されるとともに、縮径された一端側に鋼管挿入部が設けられ、
前記オス継手及び前記メス継手のうち、少なくともいずれか一方の前記鋼管挿入部の内周側に、前記鋼管の内周面に向かう斜面が形成されていることを特徴とする継手部材。

【請求項2】

請求項１に記載の継手部材において、
前記鋼管挿入部が、挿入部本体と該挿入部本体から前記筒状体の軸線方向に延長した延長部とを有し、
前記斜面は、前記延長部の内周面に形成されていることを特徴とする継手部材。

【請求項3】

請求項２に記載の継手部材において、
前記挿入部本体及び前記延長部の部材長がそれぞれ、該挿入部本体の肉厚に基づいて設定されることを特徴とする継手部材。

【請求項4】

請求項２に記載継手部材において、
前記挿入部本体の部材長が、該挿入部本体の肉厚に基づいて設定されるとともに、
前記延長部の部材長が、前記鋼管の内周面に対する前記斜面の勾配に基づいて設定されることを特徴とする継手部材。

【請求項5】

請求項１に記載の継手部材において、
前記オス継手及び前記メス継手にそれぞれ、前記筒状体の他端側にねじ部を形成された篏合部及び被篏合部が設けられていることを特徴とする継手部材。

【請求項6】

請求項１に記載の継手部材において、
前記縮径面に、前記鋼管挿入部に接続する階段部が形成されていることを特徴とする継手部材。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載の継手部材において、
前記鋼管が、マイクロパイル工法に用いる鋼製補強材であることを特徴とする継手部材。

【請求項8】

請求項１から５のいずれか１項に記載の継手部材と鋼管の接続構造であって、
前記オス継手及び前記メス継手各々の前記鋼管挿入部が前記鋼管に挿入されるとともに、
該鋼管の端面と該端面に対向する前記縮径面により、開先が形成されることを特徴とする継手部材と鋼管の接続構造。

【請求項9】

請求項６に記載の継手部材と鋼管との接続構造であって、
前記オス継手及び前記メス継手各々の前記鋼管挿入部が前記鋼管に挿入されて、該鋼管の端面と前記階段部が当接するとともに、
前記鋼管の端面と該端面に対向する前記縮径面により、開先が形成されることを特徴とする継手部材と鋼管の接続構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼管を継ぎ足す際に用いる継手部材、及び継手部材と鋼管の接続構造に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、地山を削孔して小口径の鋼製補強材を挿入し、グラウトを注入して地盤に定着させるマイクロパイル工法では、鋼製補強材に、継手部材を介して継ぎ足した複数の管材を採用する場合が多い。特許文献１には、マイクロパイル工法のなかでも、鋼製補強材であるケーシングセグメントを削孔時の孔壁保護管と兼用させて、杭体を構築する手順、及びケーシングセグメントの継手部材が開示されている。

【0003】

特許文献１では、ケーシングセグメントの内部に削孔ドリルを挿入し、両者をそれぞれ回転しつつ地盤を削孔する。地中孔が所定の深さになるごとに、継手部材を介してケーシングセグメントを継ぎ足していく。継手部材は、ケーシングセグメントを挿入可能なスリーブ状に形成され、その内周面に雌ねじが形成されている。一方、ケーシングセグメントの端部外周には、雄ねじが形成されている。

【0004】

したがって、雌ねじに雄ねじを螺合しながら継手部材にケーシングセグメントを挿入していくことで、ケーシングセグメントを順次継ぎ足すことができる。しかし、スリーブ形状の継手部材は、ケーシングセグメントより外径が大きいことから、削孔時に孔壁と継手部材が干渉して抵抗となりやすい。このため、削孔作業に手間を要し、掘削歩掛の低下が課題となっていた。

【0005】

このような中、例えば特許文献２に開示されているような、外側に突出しない構造の継手を採用することが考えられる。特許文献２に開示されている継手は、メス継手が、基端側の外形状を鋼管内に収納可能な形状に、また、先端側の外形状を鋼管と同一形状に形成され、その内周面に雌ねじが設けられている。オス継手は、基端側の外形状が鋼管内に収納可能な形状に形成され、先端側にメス継手の雌ねじに螺合する雄ねじが設けられている。

【0006】

したがって、まずは、鋼管の一端にオス継手の基端側を挿入して溶接接合するとともに、鋼管の他端にメス継手の基端側を挿入して同じく溶接接合する。そして、鋼管どうし連結する際は、オス継手の先端側に設けた雄ねじを、メス継手の先端側に設けた雌ねじに螺合する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１６－１３５９７１号公報

【特許文献2】特開２００５－２５９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献２によれば、継手が外側に突出することがない。また、オス継手及びメス継手の基端側が鋼管内に挿入されて鋼管との間に印籠継ぎ部を形成するため、継ぎ足した鋼管どうしの直線性を確保しやすい。しかし、鋼管内に挿入されたオス継手及びメス継手の基端側は、鋼管の内周面から突出した状態にある。

【0009】

このため、継ぎ足した鋼管の内部空間を利用して、棒材や管材などを配設しようとすると、これらの先端と鋼管の内周面から突出する継手が干渉し、鋼管内へスムーズに挿入することができない。特に、複数の鋼管を継ぎ足す場合、使用する継手の数量も増大することから、継手と棒材や管材などの先端が干渉する回数も増大する。このため、作業時に多大な手間を要することとなりかねない。

【0010】

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、継ぎ足す鋼管どうしの直線性を確保しつつ、内周面を滑らかに連続させることである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

かかる目的を達成するため本発明の継手部材は、軸線方向に隣り合う鋼管どうしを連結するオス継手及びメス継手を備える継手部材であって、前記オス継手及び前記メス継手はそれぞれ、前記鋼管と略等しい外径を有する筒状体よりなり、該筒状体は、外周面に外径を漸次縮径する縮径面が形成されて一端側が縮径されるとともに、縮径された一端側に鋼管挿入部が設けられ、前記オス継手及び前記メス継手のうち、少なくともいずれか一方の前記鋼管挿入部の内周側に、前記鋼管の内周面に向かう斜面が形成されていることを特徴とする。

【0012】

本発明の継手部材は、前記鋼管挿入部が、挿入部本体と該挿入部本体から前記筒状体の軸線方向に延長した延長部とを有し、前記斜面は、前記延長部の内周面に形成されていることを特徴とする。

【0013】

本発明の継手部材は、前記挿入部本体及び前記延長部の部材長がそれぞれ、該挿入部本体の肉厚に基づいて設定されることを特徴とする。

【0014】

本発明の継手部材は、前記挿入部本体の部材長が、該挿入部本体の肉厚に基づいて設定されるとともに、前記延長部の部材長が、前記鋼管の内周面に対する前記斜面の勾配に基づいて設定されることを特徴とする。

【0015】

本発明の継手部材は、前記オス継手及び前記メス継手にそれぞれ、前記筒状体の他端側にねじ部を形成された篏合部及び被篏合部が設けられていることを特徴とする。

【0016】

本発明の継手部材は、前記縮径面に、前記鋼管挿入部に接続する階段部が形成されていることを特徴とする。

【0017】

本発明の継手部材は、前記鋼管が、マイクロパイル工法に用いる鋼製補強材であることを特徴とする。

【0018】

本発明の継手部材と鋼管と接続構造は、前記オス継手及び前記メス継手各々の前記鋼管挿入部が前記鋼管に挿入されるとともに、該鋼管の端面と該端面に対向する前記縮径面により、開先が形成されることを特徴とする。

【0019】

本発明の継手部材と鋼管と接続構造は、前記オス継手及び前記メス継手各々の前記鋼管挿入部が前記鋼管に挿入されて、該鋼管の端面と前記階段部が当接するとともに、前記鋼管の端面と該端面に対向する前記縮径面により、開先が形成されることを特徴とする。

【0020】

本発明の継手部材及び継手部材と鋼管と接続構造によれば、オス継手及びメス継手各々一端側に設けられた鋼管挿入部のうち、少なくともいずれか一方の内周側に、前記鋼管の内周面に向かう斜面を形成する。これにより、鋼管挿入部を鋼管に挿入すると、斜面を介して鋼管挿入部と鋼管の内周面を滑らかに連続させることができる。

【0021】

したがって、鋼管を継ぎ足して形成した中空部に棒材や管材などを挿入する際、その先端が鋼管挿入部に干渉することを防止できる。特に、継ぎ足す鋼管の数量が多く、継手部材の数量が増大する場合に、中空部に挿入物を配設する際の手間を大幅に向上することが可能となる。

【0022】

また、鋼管挿入部を挿入部本体と延長部とにより構成し、延長部に鋼管の内周面に向かう斜面を形成する。これにより、鋼管挿入部を鋼管に挿入することで継手部材と鋼管との間に形成される印籠継ぎ部の、重なり長さを大きく取ることができる。これにより、継手部材を利用して継ぎ足す鋼管どうしの直線性及び固定度を高めることができる。また、鋼管と継手部材とを溶接固着する際の作業時の安定性も確保でき、高い工作精度を維持でき、品質向上に寄与できる。

【0023】

さらに、挿入部本体及び延長部の部材長を挿入部本体の肉厚に基づいて適切な長さに設定することで、軽量化を図りつつ、印籠継ぎ部としての機能を維持しながら鋼管挿入部と鋼管の内周面が滑らかに連続する継手部材を製造することができる。

【0024】

また、オス継手及びメス継手の縮径面に階段部を設け、鋼管挿入部を鋼管に挿入する際、この階段部を鋼管の端面に当接させる。これにより、鋼管挿入時の終点を明確にすることができる。また、いわゆる面タッチを形成でき、継ぎ足した鋼管どうしの間で、軸線方向に作用する圧縮力をスムーズに伝達することができる。したがって、これらをマイクロパイル工法に採用して支持杭を構築すると、杭頭部に作用する鉛直荷重を効率よく支持することが可能となる。

【0025】

また、階段部とすることで、縮径面と鋼管との離間距離を変更することなく、鋼管の端面に当接する当接面を形成できる。したがって、縮径面と鋼管の端面とにより形成される開先に必要な断面積を保持できる。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、鋼管に挿入される鋼管挿入部の内周側に、鋼管の内周面に向かう斜面を形成するため、鋼管との間に印籠継ぎ部を形成して継ぎ足す鋼管どうしの直線性を確保しつつ、斜面を介して鋼管挿入部と鋼管の内周面とを滑らかに連続させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施の形態における継ぎ足した鋼管をマイクロパイル工法に使用する事例を示す図である。

【図2】本発明の実施の形態におけるマイクロパイル工法の概略を示す図である。

【図3】本発明の実施の形態におけるオス継手とメス継手を篏合させた継手部材を示す図である。

【図4】本発明の実施の形態における継手部材における平面視断面を示す図である。

【図5】本発明の実施の形態におけるオス継手とメス継手を篏合させる前の継手部材を示す図である。

【図6】本発明の実施の形態における継手部材の鋼管挿入部を拡大した図である。

【図7】本発明の実施の形態における鋼管を継ぎ足して形成した中空部にグラウト注入用のホースを挿入した様子を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本発明は、鋼管を軸線方向に継ぎ足す継手部材、及び継手部材と鋼管との接続構造であり、鋼管に継手部材を挿入して印籠継ぎ部を形成し、継ぎ足した鋼管どうしの直線性を確保する一方で、凹凸が生じる内周面を滑らかに連続させるものである。

【0029】

以下に、マイクロパイル工法で採用する小口径の鋼管を継ぎ足す場合を事例に挙げ、継手部材及び鋼管と継手部材の接続構造の詳細を、図１～図７を参照しつつ、以下に説明する。継手部材及び鋼管と継手の接続構造を説明するに先立ち、まずは、マイクロパイル工法の概略について説明する。

【0030】

≪≪≪マイクロパイル工法の概略≫≫≫
マイクロパイル工法は、地山を削孔して鉄筋や鋼管等の鋼製補強材を挿入し、グラウトを注入して地盤に定着させる小口径の杭工法であり、マイクロパイルは、杭径３００mm以下の場所打ち杭・埋込み杭の総称である。

【0031】

図１で示すマイクロパイル１０は、鋼製補強材として小口径の鋼管１１を採用して構築したものであり、複数の鋼管１１を継ぎ足しながら地山に挿入している。このようなマイクロパイル１０は、例えば、図２で示すような手順で構築できる。図２では、土留め杭として使用するタイプのマイクロパイル１０を構築する手順を例示している。

【0032】

まず、先端に削孔ビットを設けたインナーロッド（図示せず）を、図２（ａ）で示すような、先端に掘削ビットを備えたケーシングパイプ６１の内方に挿入し、二重管削孔により地山を削孔する。所定深度に到達したところでインナーロッドを回収し、ケーシングパイプ６１を残置する。

【0033】

次に、図２（ｂ）で示すように、ケーシングパイプ６１内に複数の鋼管１１を、継手部材３０を介して継ぎ足しながら挿入し建て込む。最下部の鋼管１１が孔底に到達したところで、図２（ｃ）で示すように、ケーシングパイプ６１に建て込まれた鋼管１１内にグラウト注入用のホース６２を挿入する。このホース６２を利用してグラウト１２を打ち上げて、鋼管１１内及び鋼管１１と地山との間をグラウト１２で充填する。

【0034】

こののち、ケーシングパイプ６１を撤去すると鋼管１１内及び鋼管１１と地山との間におけるグラウトの天端高さは低下するため補充打設し、鋼管１１とグラウト１２よりなるマイクロパイル１０を地山に定着させる。こうして構築したマイクロパイル１０には、例えば図１で示すように、地中孔２０の口元と鋼管１１とが拘束部材１３で拘束される。

【0035】

このような手順において、図２（ｂ）で示すように、鋼管１１を継ぎ足す際に用いる継手部材３０は、鋼管１１各々の端部にあらかじめ溶接固着されており、次に示す構成を有している

【0036】

≪≪≪継手部材≫≫≫
継手部材３０は、図３で示すように、ねじ式継手を構成するメス継手４０とオス継手５０とを備える。メス継手４０及びオス継手５０はともに、外径が鋼管１１と略同一径の筒状部材により構成されている。そして、内径は鋼管１１より小さく形成されており、肉厚Ｌ_ｆ１が鋼管１１の肉厚Ｌ_Ｐより厚肉になっている。

【0037】

このような形状の筒状部材よりなるメス継手４０及びオス継手５０には、それぞれ外周面に縮径面４１、５１が設けられている。縮径面４１、５１は、筒状部材の軸線Ｃ方向に漸次縮径するリング状の平滑斜面であり、これより一端側（基端側）に、鋼管挿入部４２、５２が設けられており、他端側（先端側）にねじ式継手を形成する被篏合部４３及び篏合部５３が設けられている。

【0038】

≪≪メス継手４０の被篏合部４３≫≫
メス継手４０の被篏合部４３は、図３で示すように、外周面が鋼管１１と略等しい外径に形成され、縮径面４１と隣り合う基端側にレンチカット部４４を備える。

【0039】

レンチカット部４４は、図４（ａ）で示すように、メス継手４０の接線方向に平行な切り欠きであり、対向する２カ所に設けられている。レンチカット部４４は、例えば、図２（ｂ）で示すように、継手部材３０を利用して鋼管１１を継ぎ足しながら建て込む際、これらをレンチ９０を利用して保持するための溝である。その他、レンチ９０を利用してメス継手４０とオス継手５０の締込み作業を行う場合などにも、このレンチカット部４４を活用する。

【0040】

一方、被篏合部４３の内周面は、図３で示すように、基端側が鋼管挿入部４２と同径に連続するものの、先端側は鋼管１１に略等しい内径に形成されている。この部分には、図５で示すように、タップ孔４３１と雌ねじ部４３２が設けられている。つまり、雌ねじ４３２は、鋼管１１の内周面と略同一もしくは近接した位置に配置されている。

【0041】

また、タップ孔４３１は、図４（ｂ）で示すように、被篏合部４３の平面視における２方向（例えば、９０°間隔）に設けられており、逆回転防止用ネジ６０が装着される貫通孔である。逆回転防止用ネジ６０は、ねじ式継手である継手部材３０において、メス継手４０もしくはオス継手５０が逆回転し、ゆるみを生じることを防止するものである。このため、その長さは、タップ孔４３１に装着されると、被篏合部４３の内周面より内側に突出可能な長さに形成されている。

【0042】

≪≪オス継手５０の篏合部５３≫≫
オス継手５０の篏合部５３は、図３で示すように、内周面がメス継手４０と平滑に連続するよう、全長にわたって被篏合部４３及び鋼管挿入部４２の内周面と略等しい内径に形成されている。

【0043】

一方、篏合部５３の外周面は、鋼管１１と略等しい外径に形成され、縮径面５１と隣り合う基端側にレンチカット部５４が設けられている。レンチカット部５４は、メス継手４０に設けたレンチカット部４４の形状と同様に、オス継手５０の接線方向に平行な切り欠きであり、対向する２カ所に設けられている。

【0044】

また、篏合部５３の先端側は、図５で示すように、被篏合部４３に挿入可能な外径に形成され、外周面に雄ねじ部５３２が形成されている。さらに、篏合部５３には、被篏合部４３に設けたタップ孔４３１と対向する位置に、凹形状のネジ受け部５３１が設けられている。このネジ受け部５３１に、図４（ｂ）を参照して説明した逆回転防止用ネジ６０が挿入される。

【0045】

上記の構成により、メス継手４０とオス継手５０が篏合すると、図３で示すように、外径が鋼管１１に略等しい筒状部材よりなる継手部材３０を構成できる。

【0046】

そして、継手部材３０と鋼管１１と接合構造は、鋼管挿入部４２、５２と鋼管１１とにより形成される印籠継ぎ部と、縮径面４１、５１と鋼管１１の端面１１ａとの間に形成される開先７０を利用した溶接固着とにより構成される。

【0047】

≪≪鋼管挿入部４２、５２≫≫
メス継手４０の鋼管挿入部４２は、図５及び図６で示すように、縮径面４１側に位置する挿入部本体４２１と、この挿入部本体４２１から軸線Ｃ方向に延長した延長部４２２とによりなる。オス継手５０の鋼管挿入部５２も同様に、鋼管１１との間で印籠継ぎ部を形成し、挿入部本体５２１と延長部５２２とを備える。図６は、図５のＤ部分を拡大表示したものである。

【0048】

≪≪挿入部本体４２１、５２１≫≫
挿入部本体４２１、５２１は、継ぎ足した鋼管１１どうしの直線性と固定度を確保する機能を有する。これらの機能は、挿入部本体４２１、５２１が軸線Ｃ方向に長尺であれば容易に確保できるが、重量や材料コストを考慮すると適切な長さを設定することが好ましい。

【0049】

そこで、発明者らは実験を実施し鋭意検討した結果、挿入部本体４２１、５２１の最適な部材長を、肉厚に基づいて算定できることを見出した。以下に、メス継手４０の挿入部本体４２１を事例に挙げ、図３及び図６を参照しつつ、その算定方法を以下に示す。

【0050】

≪挿入部本体４２１の部材長Ｌ１の算定方法≫
挿入部本体４２１の部材長は、次の（１）式により算定できる。（１）式において、αは、継手部材３０の材質や外径などに応じて適宜調整する係数であり、例えば、継手部材３０に外径300mm以下の機械構造用炭素鋼鋼管（STKM）や機械構造用高炭素鋼鋼管（S45C）などを採用した場合、α=３６が好適である。

【0051】

Ｌ１＝α×Ｌ_ｆ２/Ｌ_ｆ１・・・・・・（１）
Ｌ1 ：挿入部本体４２１の部材長
Ｌ_ｆ２：インロー肉厚
Ｌ_ｆ1 ：メス継手４０の肉厚

【0052】

上記の（１）式において、インロー肉厚Ｌ_ｆ２は挿入部本体４２１の肉厚をいう。インロー肉厚Ｌ_ｆ２は、次の（２）式により算定できる（図５を参照）。

【0053】

Ｌ_ｆ２＝Ｌ_ｆ１－Ｌ_Ｐ－Ｇ・・・・・・（２）
Ｌ_ｆ1 ：メス継手４０の肉厚
Ｌ_Ｐ ：鋼管の肉厚
Ｇ ：挿入部本体４２１と鋼管１１とのクリアランス

【0054】

オス継手５０の挿入部本体５２１についても同様に、上記（１）及び（２）式に基づいて部材長Ｌ１を算定できる。上記の算定式により、挿入部本体４２１の部材長Ｌ１を算定した事例を次に示す。鋼管１１として、鋼管径267.4mm及び肉厚9.3mmの一般構造用炭素鋼鋼管（STK 490）を採用し、また、継手部材３０に継手径が267.4mm及び肉厚25mmの機械構造用高炭素鋼鋼管（S45C）を採用した場合、挿入部本体４２１の部材長Ｌ１は22.4mmとなる。

【0055】

ここでは、クリアランスＧ=0.15、α=３６に設定している。こうして算定した部材長Ｌ１を採用すると、直線度及び固定度を維持しつつ、軽量で経済的にも好適な継手部材３０を製造することができる。

【0056】

≪≪延長部４２２、５２２≫≫
メス継手４０の延長部４２２は、図６で示すように、その内周面が鋼管１１に対して勾配θ１を有する斜面４２２１に形成されて、鋼管１１の内周面と滑らかに連続する。

【0057】

オス継手５０の延長部５２２も同様に、その内周面が鋼管１１に対して勾配θ１を有する斜面５２２１に形成されている。したがって、鋼管１１を継ぎ足して形成した中空部を利用して棒材や管材などを配設する際、その先端が鋼管挿入部４２、５２に干渉することを防止できる。

【0058】

例えば、図２（ｃ）で示すようなグラウト注入用のホース６２は一般に、耐圧性を有するポリエチレン製パイプなどにより製造されている場合が多い。また、施工現場には、巻き取られた状態の荷姿で搬入される場合が多い。このため、ホース６２の使用時に巻き取られた状態から巻き出すと、巻き癖によりうねりが生じている。

【0059】

このようなうねりを生じたホース６２は、図７で示すように、継手部材３０や鋼管１１の内周面に衝突しながら、鋼管１１を継ぎ足して形成した中空部に挿入される。このとき、前述したように、鋼管挿入部４２、５２は斜面４２２１、５２２１により、鋼管１１の内周面と滑らかに連続している。したがって、ホース６２の先端に引っかかり生じさせることなくスムーズに配設することができる。

【0060】

特に、マイクロパイル工法では、小規模な施工機械を使用することによる制約条件から、採用可能な鋼管１１の長さは1.5m程度と短尺である。すると、長尺なマイクロパイル１０を構築したい場合には、継ぎ足す鋼管１１の数量が多く、継手部材３０の数量も増大となる。このような場合に、ホース６２を配設する際の手間を大幅に向上することができる。

【0061】

また、延長部４２２、５２２を設けることで、鋼管挿入部４２、５２と鋼管１１との間に形成される印籠継ぎ部の重なり長さを大きく取ることができる。これにより、継手部材３０を利用して継ぎ足す鋼管１１どうしの直線性及び固定度をより高めることが可能となる。これに伴い、鋼管１１と継手部材３０を溶接固着する際の作業時の安定性も確保できるため、高い工作精度を維持でき、品質向上に寄与できる。

【0062】

本実施の形態では、メス継手４０及びオス継手５０に設けた鋼管挿入部４２、５２の両者に斜面４２２１、５２２１を設けている。しかし、鋼管１１内に挿入する部材が、グラウト注入用のホース６２のように引抜きが容易であったり、挿入後に撤去せず埋め殺しする部材である場合などには、鋼管挿入部４２、５２の斜面４２２１、５２２１うち、挿入時に干渉する恐れのあるいずれか一方のみに設ければよい。また、斜面４２２１、５２２１のうち、いずれか一方を省略する場合には、延長部４２２、５２２も併せて省略してもよい。

【0063】

上記の延長部４２２、５２２は、軸線Ｃ方向に長尺であればより滑らかに鋼管１１の内周面に連続するが、重量や材料コストを考慮すると適切な長さを設定することが好ましい。

【0064】

そこで、発明者らは、挿入部本体４２１、５２１と同様に、延長部４２２、５２２の最適な部材長Ｌ２を肉厚に基づいて算定できることを見出した。以下に、メス継手４０の鋼管挿入部４２を事例に挙げ、図３及び図６を参照しつつ、その算定方法を以下に示す。

【0065】

≪延長部４２２の部材長Ｌ２の算定方法（その１）≫
延長部４２２の部材長Ｌ２は、次の（３）式により算定できる。（３）式において、βは、継手部材３０の材質や外径などに応じて適宜調整する係数であり、例えば、継手部材３０に外径300mm以下の機械構造用炭素鋼鋼管（STKM）や機械構造用高炭素鋼鋼管（S45C）などを採用した場合に、β=５が好適である。

【0066】

Ｌ２＝β×√Ｌ_ｆ２・・・・・・（３）
Ｌ２ ：延長部４２２の部材長
Ｌ_ｆ２：インロー肉厚

【0067】

上記（３）式及び前述の（２）式によりメス継手４０の延長部４２２の部材長Ｌ２を算定した事例を次に示す。鋼管１１に鋼管径267.4mm及び肉厚9.3mmの一般構造用炭素鋼鋼管（STK 490）を採用し、また、継手部材３０に継手径が267.4mm及び肉厚25mmの機械構造用高炭素鋼鋼管（S45C）を採用した場合に、部材長Ｌ２は19.7mmとなる。

【0068】

≪延長部４２２の部材長Ｌ２の算定方法（その２）≫
また、発明者らは実験により、鋼管１１の内周面に対する斜面４２２１の勾配θ１を３０°以上４０°以下に設定することが好適であるとの知見を得ている。したがって、延長部４２２の部材長Ｌ２は、あらかじめ斜面４２２１に付与する勾配θ１を上記の範囲で設定し、これとインロー肉厚（挿入部本体４２１の肉厚）とに基づいて、設定してもよい。

【0069】

なお、オス継手５０の延長部５２２についても同様に、上記（３）式もしくは斜面５２２１の勾配θ１に基づいて部材長を設定できる。こうして算定した部材長Ｌ２を延長部４２２、５２２に採用すると、鋼管１１の内周面と滑らかに連続しつつ、軽量で経済的にも好適な継手部材３０を製造することができる。

【0070】

≪≪縮径面４１、５１≫≫
メス継手４０の縮径面４１は、図６で示すように、鋼管１１の端面１１ａとともに開先７０を形成する面として機能する。また、縮径面４１には鋼管挿入部４２との取合いに、階段部８０が形成されている。オス継手５０の縮径面５１も同様に、鋼管１１の端面１１ａとともに開先７０を形成する面として機能する。また、縮径面５１には鋼管挿入部５２との取合いに、階段部８０が形成されている。

【0071】

≪開先７０及び階段部８０≫
開先７０は、鋼管１１の端部にメス継手４０、５０を溶接固着する際に使用する溝部であり、縮径面４１と鋼管１１の端面１１ａとにより、いわゆる「レ形」に形成されている。したがって、縮径面４１、５１は、開先７０に必要な開先角度θ２に基づいて形成されている。

【0072】

≪階段部８０≫
階段部８０は、メス継手４０を例に挙げて説明すると、図６で示すように、鋼管挿入部４２を鋼管１１内に挿入した際に鋼管１１の端面１１ａと対向し、面どうしで当接する当接面８１を有する。また、この当接面８１と縮径面４１とを連結する連結面８２を有することで、階段状を形成している。

【0073】

このように、縮径面４１に階段部８０を設け、この階段部８０の当接面８１を鋼管１１の端面１１ａに当接させる。これにより、鋼管挿入部４２を鋼管１１に挿入した際の終点を明確にできる。

【0074】

また、当接面８１と連結面８２よりなる階段部８０とすることで、縮径面４１と鋼管１１との離間距離が変更することなく、鋼管の端面に当接面８１を形成できる。また、縮径面４１と鋼管１１の端面１１ａとにより形成される開先７０に必要な断面積も、開先角度θ２を変更することなく保持できる。さらに、連結面８２の大きさを調整すれば、開先７０の断面積を拡張することも自在となる。

【0075】

そして、オス継手５０に設けた階段部８０も同様に、鋼管１１の端面１１ａ当接面８１と連結面８２を設けており、メス継手４０に設けた階段部８０と同様の機能を有する。これら、メス継手４０及びオス継手５０の両者に設けた階段部８０の当接面８１と対向する鋼管１１の端面１１ａは、いわゆる面タッチを形成する。

【0076】

これにより、継ぎ足した鋼管１１どうしの間で、軸線Ｃ方向に作用する圧縮力をスムーズに伝達することができる。したがって、これらをマイクロパイル工法に採用して支持杭を構築すると、杭頭部に作用する鉛直荷重を効率よく支持することが可能となる。

【0077】

本発明の継手部材及び鋼管と継手の接続構造は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であることはいうまでもない。

【0078】

例えば、本実施の形態では、マイクロパイル工法で採用する小口径の鋼管１１を継ぎ足す場合を事例に挙げたが、継手部材３０を用いて継ぎ足す鋼管１１の径や炭素含有量などは、何ら限定されるものではない。

【0079】

また、本実施の形態では、鋼管挿入部４２、５２に設けた斜面４２２１、５２２１を平面に形成したが、例えば凸曲面に形成する等、棒材や管材などを挿入した際の干渉（引っ掛かり）を防止できれば、いずれの面に形成してもよい。

【符号の説明】

【0080】

１０ マイクロパイル
１１ 鋼管
１１ａ 端面
１２ グラウト
１３ 拘束部材
２０ 地中孔
３０ 継手部材
４０ メス継手
４１ 縮径面
４２ 鋼管挿入部
４２１ 挿入部本体
４２２ 延長部
４２２１ 斜面
４３ 被篏合部
４３１ タップ孔
４３２ 雌ねじ部
４４ レンチカット部
５０ オス継手
５１ 縮径面
５２ 鋼管挿入部
５２１ 挿入部本体
５２２ 延長部
５２２１ 斜面
５３ 篏合部
５３１ ネジ受け部
５３２ 雄ねじ部
５４ レンチカット部
６０ 逆回転防止用ネジ
７０ 開先
８０ 階段部
８１ 当接面
８２ 連結面
９０ レンチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】