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公開番号2025079028
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-21
出願番号2023191423
出願日2023-11-09
発明の名称鋼管杭連結構造、鋼管杭連結構造の製造方法
出願人ガイアパイル株式会社
代理人個人,個人
主分類E02D 5/24 20060101AFI20250514BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】上下に配置された鋼管杭の連結強度を増加させることができる鋼管杭連結構造、及び鋼管杭連結構造の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】連結構造は、下側鋼管杭10と同心となるように設けられる円筒状の第1継手部30と、上側鋼管杭20と同心となるように設けられる円筒状の第2継手部60とを備えている。第1継手部30は、基端側円筒部31と、基端側円筒部31よりも第2継手部60側に突出している先端側円筒部40とを備えている。先端側円筒部40の端部に設けられたリング部材50には、溶接凹部53が形成されている。基端側円筒部31と溶接凹部53との間に、基端側円筒部31とリング部材50との溶接部分である主溶接部57が形成されている。
【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鋼管杭の軸方向端部に前記第１鋼管杭と同心となるように設けられる円筒状の第１継手部（３０，１３０）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鋼管杭の軸方向端部に前記第２鋼管杭と同心となるように設けられる円筒状の第２継手部（６０）と、
を備え、
前記第１継手部は、
前記第１鋼管杭の軸方向端部に設けられる基端側円筒部（３１，１３１）と、
前記基端側円筒部の径方向内外のいずれかの側に前記基端側円筒部と同心となるように設けられ、前記基端側円筒部よりも前記第２継手部側に突出している連結円筒部（５５）と、
を備え、
前記連結円筒部に前記第２継手部が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鋼管杭とが同心になり、
前記嵌め合わされた状態において、前記連結円筒部及び前記第２継手部それぞれを径方向に貫通する貫通孔（４１，６２，１４１）が形成されており、
前記連結円筒部及び前記第２継手部それぞれの前記貫通孔に挿通されて前記連結円筒部と前記第２継手部とを連結する連結部材（７０，８０，８３，９０，９２）を備え、
前記連結円筒部のうち軸方向における基端側の端部には、前記基端側円筒部から離れるとともに、前記基端側が開口している溶接凹部（５３，１５３，２５３）が形成されており、
前記基端側円筒部と前記溶接凹部との間に、前記基端側円筒部と前記連結円筒部との溶接部分である主溶接部（５７，１５７，２５７）が形成されている、鋼管杭連結構造。
続きを表示（約 2,800 文字）【請求項２】
前記連結円筒部は、
前記基端側円筒部と同心となるように設けられ、前記基端側円筒部よりも前記第２継手部側に突出している先端側円筒部（４０，１４０）と、
径方向において前記基端側円筒部と向き合っているとともに、前記溶接凹部が形成された環状部（５１，１５１，２５１）と、
を有し、
前記環状部の径方向の肉厚寸法は、前記先端側円筒部の径方向の肉厚寸法よりも大きい、請求項１に記載の鋼管杭連結構造。
【請求項３】
軸方向において前記環状部と前記先端側円筒部との間に、前記環状部と前記先端側円筒部との溶接部分である副溶接部（５６，１５６）が形成されており、
前記基端側円筒部のうち径方向において前記連結円筒部の側の周面から、前記環状部のうち径方向において前記基端側円筒部とは反対側の周面までの肉厚寸法（ｔａ）は、前記先端側円筒部の径方向の肉厚寸法（ｔｂ）よりも大きい、請求項２に記載の鋼管杭連結構造。
【請求項４】
前記基端側円筒部及び前記第２継手部の外径寸法は同じであり、
前記連結円筒部は、前記基端側円筒部の径方向内側に設けられており、
前記連結円筒部に前記第２継手部が外側から嵌め合わされる、請求項１～３のいずれか１項に記載の鋼管杭連結構造。
【請求項５】
前記溶接凹部（５３，１５３）は、軸方向において前記基端側にいくほど凹み寸法が大きくなる斜面を有するテーパ形状をなしている、請求項１～３のいずれか１項に記載の鋼管杭連結構造の製造方法。
【請求項６】
軸方向に対する前記斜面の角度は、２０°～４５°である、請求項５に記載の鋼管杭連結構造の製造方法。
【請求項７】
前記基端側円筒部の軸方向における前記第２継手部側の端部には、軸方向において前記第２継手部側に突出する凸部（３３）が形成されており、
前記第２継手部の軸方向における前記第１継手部側の端部には、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（６１）が形成されており、
前記連結円筒部に前記第２継手部が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鋼管杭とが同心になり、
前記凸部が前記凹部に嵌め合わされた状態において、前記連結円筒部及び前記第２継手部それぞれを径方向に貫通する前記貫通孔が形成されており、
前記連結円筒部及び前記第２継手部において、前記貫通孔の開口面積は、径方向内側にいくほど小さくなっており、
前記連結部材として、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、径方向を高さ方向とする円錐台状をなすスリーブ（７０）が備えられ、
前記スリーブが前記貫通孔に挿入された状態において、前記連結円筒部及び前記第２継手部における前記貫通孔の内周面に前記スリーブの錐体面（７３）が密接している、請求項１～３のいずれか１項に記載の鋼管杭連結構造。
【請求項８】
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連結構造の製造方法において、
前記鋼管杭連結構造は、
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鋼管杭の軸方向端部に前記第１鋼管杭と同心となるように設けられる円筒状の第１継手部（３０，１３０）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鋼管杭の軸方向端部に前記第２鋼管杭と同心となるように設けられる円筒状の第２継手部（６０）と、
を備え、
前記第１継手部は、
前記第１鋼管杭の軸方向端部に設けられる基端側円筒部（３１，１３１）と、
先端側円筒部（４０，１４０）と、
環状部（５１，１５１，２５１）と、
を備え、
前記環状部には、
前記環状部の軸方向端部において径方向に凹む溶接凹部（５３，１５３，２５３）と、
軸方向において前記溶接凹部に隣り合うとともに径方向に突出する突出部（５４，１５４，２５４）と、
が形成されており、
前記環状部には、軸方向に延びる円筒状の裏当金部（５２，１５２，２５２）が形成されており、
軸方向において前記先端側円筒部から前記環状部を離間させつつ、前記裏当金部を前記先端側円筒部に嵌め込む工程と、
前記裏当金部が嵌め込まれた前記先端側円筒部と前記環状部とを溶接することにより、前記環状部と前記先端側円筒部との溶接部分である副溶接部（５６，１５６）を形成する工程と、
前記副溶接部を介して一体化された前記環状部及び前記先端側円筒部である連結円筒部（５５）が、前記基端側円筒部よりも前記第２継手部側に突出するとともに、前記突出部が前記基端側円筒部に当接するように、前記基端側円筒部の径方向内外のいずれかの側に前記先端側円筒部を嵌め合わせる工程と、
前記基端側円筒部に嵌め合わされた前記連結円筒部の前記溶接凹部と、前記基端側円筒部とを溶接することにより、前記環状部と前記基端側円筒部との溶接部分である主溶接部（５７，１５７，２５７）を形成する工程と、
を備える、鋼管杭連結構造の製造方法。
【請求項９】
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連結構造の製造方法において、
前記鋼管杭連結構造は、
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鋼管杭の軸方向端部に前記第１鋼管杭と同心となるように設けられる円筒状の第１継手部（３０，１３０）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鋼管杭の軸方向端部に前記第２鋼管杭と同心となるように設けられる円筒状の第２継手部（６０）と、
を備え、
前記第１継手部は、
前記第１鋼管杭の軸方向端部に設けられる基端側円筒部（３１，１３１）と、
先端側円筒部（４０，１４０）と、
を備え、
前記先端側円筒部の軸方向端部には、径方向に凹む溶接凹部（４２）が形成されており、
前記基端側円筒部よりも前記先端側円筒部が前記第２継手部側に突出するように、前記基端側円筒部の径方向内外のいずれかの側に前記先端側円筒部を嵌め合わせる工程と、
前記基端側円筒部に嵌め合わされた前記先端側円筒部の前記溶接凹部と、前記基端側円筒部とを溶接することにより、前記先端側円筒部と前記基端側円筒部との溶接部分である主溶接部（２５７）を形成する工程と、
を備える、鋼管杭連結構造の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、鋼管杭連結構造及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【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である下側鋼管杭と、下側鋼管杭の上側に配置される鋼管杭である上側鋼管杭とを連結するための技術が特許文献１に開示されている。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。
【０００４】
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、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、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。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】
【０００５】
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】
【０００６】
アウトサイドシリンダと上側鋼管杭との接合は、アウトサイドシリンダの上端部と上側鋼管杭の外周部とを溶接することにより行われている。この場合、上側鋼管杭の軸方向における上側鋼管杭とアウトサイドシリンダとの溶接部の長さが短くなり、上側鋼管杭とアウトサイドシリンダとの接合強度が不十分になり得る。その結果、上側鋼管杭と下側鋼管杭との連結強度が不十分になり得る。
【０００７】
本開示は、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の連結強度を増加させることができる鋼管杭連結構造、及び鋼管杭連結構造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】
【０００８】
本開示は、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鋼管杭の軸方向端部に前記第１鋼管杭と同心となるように設けられる円筒状の第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鋼管杭の軸方向端部に前記第２鋼管杭と同心となるように設けられる円筒状の第２継手部と、
を備え、
前記第１継手部は、
前記第１鋼管杭の軸方向端部に設けられる基端側円筒部と、
前記基端側円筒部の径方向内外のいずれかの側に前記基端側円筒部と同心となるように設けられ、前記基端側円筒部よりも前記第２継手部側に突出している連結円筒部と、
を備え、
前記連結円筒部に前記第２継手部が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鋼管杭とが同心になり、
前記嵌め合わされた状態において、前記連結円筒部及び前記第２継手部それぞれを径方向に貫通する貫通孔が形成されており、
前記連結円筒部及び前記第２継手部それぞれの前記貫通孔に挿通されて前記連結円筒部と前記第２継手部とを連結する連結部材を備える。
【０００９】
本開示では、前記連結円筒部のうち軸方向における基端側の端部には、前記基端側円筒部から離れるとともに、前記基端側が開口している溶接凹部が形成されており、
前記基端側円筒部と前記溶接凹部との間に、前記基端側円筒部と前記連結円筒部との溶接部分である主溶接部が形成されている。
【００１０】
溶接凹部が形成されているため、軸方向における基端側円筒部と連結円筒部との溶接部の長さを長くすることができる。これにより、基端側円筒部と連結円筒部との接合強度を増加させることができる。その結果、基端側，連結円筒部を備える第１継手部、第２継手部、及び連結部材を介した第１鋼管杭と第２鋼管杭との連結強度を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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