JPH051416A - 鋼管杭の接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熟練者でなくとも作業を短時間で行なえ、し
かも、溶接割れ等の欠陥がない鋼管杭の接合方法を提供
する。 【構成】 隣接する鋼管杭１，１同士の突合せ端部夫々
に、鋼管杭１，１よりも短い接合管２を嵌合させて両鋼
管杭１，１同士を接合する。隣接する両鋼管杭１，１と
接合管２との間の嵌合部のうち少なくとも一方に、ロウ
材５を配置して、隣接する両鋼管杭１，１及び接合管２
を互い嵌合連結した後、ロウ材５を加熱して両鋼管杭
１，１同士を固相接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、隣接する鋼管杭同士の
突合せ端部同士を接合する鋼管杭の接合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記の如き鋼管杭においては、施
工の現場で、上下に隣接する鋼管杭の端部どうしの間
に、それらの内面に取り付ける接合管とストッパーとを
介して隙間を形成し、その隙間に溶融金属を充填させる
形でそれら両端部を、その全周にわたってアーク溶接に
より接合していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法によると、隣接する鋼管杭の端部同士を、それ
ら両鋼管杭を立てたまま、その全周にわたって、欠陥の
ない均一な溶接をしなければならないため、相当の熟練
を要し、しかも、溶接に多くの時間がかかるという欠点
があった。

【０００４】また、鋼管杭を挿入するために地中に形成
した穴には、一般にベントナイト液等が注入されている
ことが多く、このような場合、その穴に溶接後の鋼管杭
を挿入すると、溶接部がかなり高温に加熱されているた
めに、急冷されて溶接部に割れが生じたり、材質が変化
するという危険性もあった。

【０００５】本発明は、上記従来の欠点を解消し、熟練
者でなくとも作業を短時間で行なえ、しかも、溶接割れ
等の欠陥のない鋼管杭の接合方法を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本第１発明は、隣接する両鋼管杭と接合管との間
の嵌合部のうち少なくとも一方に、ロウ材を配置して、
前記隣接する両鋼管杭及び前記接合管を互いに嵌合連結
した後、前記ロウ材を加熱して前記両鋼管杭同士を固相
接合することを特徴とし、本第２発明は、隣接する鋼管
杭同士の突合せ端部夫々を互いに嵌合する形状に構成
し、前記両突合せ端部の嵌合部のうち少なくとも一方に
ロウ材を配置して、前記両鋼管杭同士を嵌合連結した
後、前記ロウ材を加熱して前記両鋼管杭同士を固相接合
することを特徴とし、その作用効果は夫々次の通りであ
る。

【０００７】

【作用】つまり、本第１発明によれば、隣接する鋼管杭
と接合管との嵌合部にロウ材を配置して接合の際に、鋼
管杭の外表面からロウ材を加熱するだけで、鋼管より低
融点のロウ材だけを溶かすことができると共に、溶融ロ
ウ材を、両鋼管杭と接合管との隙間に、広範囲にわたっ
て毛細管現象を利用して入り込ませることができ、両鋼
管杭の接合を強く、且つ、確実に行なわせることができ
る。そのうえ、上記のようにロウ材を配置することで、
溶融ロウ材が接合部以外の下方へたれ落ちるといったこ
とを防止できるから、その防止のための操作をする必要
がなくなって、作業に手間がかからなくなる。さらに、
加熱温度は溶接接合の場合よりも低温にすることができ
るから、エネルギーを節約することができるだけでな
く、例えばベントナイト液等が注入された地中掘削穴に
急に挿入しても、接合部の急冷はなく、この接合部に材
質変化や割れは生じない。

【０００８】また、両鋼管杭と接合管との材質が異なっ
ていれば、溶接の場合においては、異質材の融合によ
り、異質の組織となり、材質の脆化や割れ等の欠陥が生
じやすいが、ロウ材による固相接合においては、このよ
うな欠点がなく、接合管の設計や製作の自由度を大きく
することができる。

【０００９】本第２発明によれば、隣接する鋼管杭の端
部同士を直接嵌合してそれらをロウ材により固相接合す
るから、上記第１発明とほぼ同様の作用が生じるうえ
に、接合管を用いることがなくなったことで、接合作業
の工程が簡略化すると共に、接合管の製作費が不要とな
る。

【００１０】

【発明の効果】従って、本第１発明によれば、作業に手
間をかけることなく、両鋼管杭の接合を確実に行なうこ
とができるから、熟練者でなくても短時間で容易に接合
作業を行なうことができ、また、溶接接合部に生じる組
織変化や品質の低下がなく、さらに、エネルギーを節約
できるうえに、接合管の設計や製作の自由度が大きいか
ら、製作コストの低廉化を図ることもできる鋼管杭の接
合方法を提供することができた。

【００１１】また、本第２発明によれば、上記第１発明
と同様の効果に加え、接合作業の工程が簡略化すると共
に、接合管の制作費が不要となったために、さらに製作
コストの低廉化を図ることができる鋼管杭の接合方法を
提供することができた。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１に、土木建築の施工の現場における接合前の
状態の土木建築用鋼管杭１，１と、両鋼管杭１，１の夫
々の突合せ端部に内嵌させるための接合管２とを示して
ある。両鋼管杭１，１は、夫々クレーン（図示せず）で
吊り下げ支持して、それらの端部同士を近接させてあ
り、そのうち下側の鋼管杭１は、上端部以外を、地中に
掘削形成された穴３に挿入してある。上端部を地上に出
してあるのは、接合作業に支障がないようにするためで
ある。

【００１３】前記両鋼管杭１，１の突合せ端部の内面
は、内方側ほど小径となるようなテーパー面６に形成し
てある。

【００１４】一方、前記接合管２は、長手方向中央部を
小巾だけ同径の円筒部２Ａに、それ以外の部分の外周面
を、両端側ほど小径となるようなテーパー外面部２Ｂに
形成してある。前記円筒部２Ａは、両鋼管杭１，１のテ
ーパー面６の最大径（つまり鋼管杭１の端における内
径）よりもわずかに大径に形成し、また、両テーパー外
面部２Ｂ，２Ｂの勾配は、テーパー面６の勾配に等しく
してある。そして、両テーパー外面部２Ｂ，２Ｂには、
上下方向一定間隔で、ロウ材セット用溝４をリング状に
形成してある。

【００１５】両鋼管杭１，１の接合は、次の手順により
行なう。

【００１６】 接合管２の全ての溝４に、リング状の
ロウ材５（ロウ材としては銀ロウを用いる。）を取り付
けて、この接合管２の一方のテーパー外面部２Ｂを下側
の鋼管杭１のテーパー面６を形成する突合わせ端部に嵌
入させる。接合管２の円筒部２Ａは、テーパー面６の最
大径よりも大径になっているために、円筒部２Ａと、他
方のテーパー外面部２Ｂとが鋼管杭１の端面よりも上方
に突出した状態になる。なお、ここまでの作業は、予め
工場内で行なっておくが、施工の現場で行ってもよい。

【００１７】 図２に示すように、上側の鋼管杭１を
クレーンで下降させて、接合管２の前記他方のテーパー
外面部２Ｂに外嵌する。この場合、上記と同様の理由
で、円筒部だけは嵌合することがなく、両鋼管杭１，１
から、その外周が露出したままになる。つまり、両鋼管
杭１，１の突合せ端部同士が、直接接当しない状態で、
両鋼管杭１，１が接合管２に対してテーパ嵌合してお
り、そのために上側の鋼管杭１の荷重は、接合管２を介
して下側の鋼管杭１に伝わって、両鋼管杭１，１と接合
管２との嵌合部の密着性が良好になる。

【００１８】 多頭式吹管を備えたリング状のトーチ
７で接合部の周囲を取り囲み、トーチ７の炎で両鋼管杭
１，１の外面からロウ材５を加熱する。ロウ材５は、溶
融すると、毛細管現象によって、嵌合面の広い範囲に行
きわたり、一部が円筒部２Ａにまで達する。鋼管杭１，
１同士の突合わせ面には隙間があるため、ロウ材５が円
筒部２Ａに達したことを目視でき、接合の進み具合を把
握することができる。

【００１９】 ロウ材５を上記のように目視したら、
トーチ７による加熱をやめる。ロウ材５が冷却すれば、
両鋼管杭１，１の固相接合が完了する。

【００２０】この実施例においては、両鋼管杭１，１と
接合管２との嵌合部の密着性が上記の理由で良好なため
に、ロウ材による接合強度を向上させることができる。
また、両鋼管杭１，１と接合管２とがテーパー嵌合して
いるために、それらに多少の製作誤差があっても、それ
を吸収できるという利点もある。

【００２１】〔別実施例〕上記の実施例において、鋼管
杭１のテーパー面６の勾配を変えることなくそのままに
しておいて、接合管２のテーパー外面部２Ｂの勾配のみ
を大きくしてもよい。

【００２２】接合管２に円筒部２Ａを設けることなく、
両テーパー外面部２Ｂのみで構成し、両テーパー外面部
の共通した最大径を、鋼管杭１のテーパー面の最大径よ
りも大きくするようにしてもよい。

【００２３】図３に示すように、接合管２のテーパー外
面部２Ｂに上下方向のスリット８を複数個形成してもよ
い。このようにすることで、嵌合時に接合管２の径が自
在に収縮でき、嵌合面どうしの密着性をさらに向上させ
ることができる。

【００２４】図４に示すように、テーパー外面部２Ｂの
一方を、下側の鋼管杭１に対して予め溶接しておき，ロ
ウ材５を、他方のテーパー外面部２Ｂにのみ設けるよう
にしてもよい。

【００２５】図５に示すように、接合管２を長手方向に
同径の円筒で構成し、その下端部側を下側の鋼管杭１に
予め溶接接合すると共に、上端部側にロウ材５を取り付
けて、両鋼管杭１，１を固相接合してもよい。なお、溶
接接合の代わりに、焼き嵌め、あるいはネジ嵌合によ
り、接合管２を下側の鋼管杭１に予め取り付けてもよ
い。この実施例においては、図６に示すように、ロウ材
５を接合管２の嵌合部のうち、最上端部にのみやや多め
に設け、加熱に伴なうロウ材５の流下を積極的に利用す
るようにしてもよい。

【００２６】図７に示すように、両鋼管杭１，１同士を
固相接合する前に、予め、両鋼管杭１，１夫々の内方
で、かつ、嵌合状態にある接合管２よりも奥側に、鋼管
杭１の内部空間を、その長手方向に仕切る閉塞膜９を付
設しておいてもよい。この閉塞膜９には、空気抜き孔を
設けなければならないが、ロウ材５の加熱時に、嵌合部
近傍の空気の流れをほとんど遮断できて、この部分の保
温性をよくすることができ、ロウ材５の溶融を促進でき
ると共に、エネルギーの節約も果たすことができる。

【００２７】図８に示すように、接合管２を、両鋼管杭
１，１に対して外嵌させてもよい。

【００２８】以上の実施例においては、接合管２を、鋼
管杭１，１と異なる金属で構成してもよい。

【００２９】ロウ材５は、嵌合部のうち、両鋼管杭１，
１側に設けても、あるいは、両鋼管杭１，１と接合管２
の双方ともに設けてもよい。

【００３０】図９に示すように、上下の鋼管杭１，１の
突合せ端部同士を直接嵌合連結し、その状態でロウ材５
を加熱して、両鋼管杭同士を固相接合するように構成し
てもよい。

【００３１】つまり、前記上側の鋼管杭１の突合せ端部
の外周面を、端縁側ほど小径となるようなテーパー外面
部１６に形成すると共に、前記下側の鋼管杭１の突合せ
端部の内面を、内方側ほど小径となるようなテーパー面
６に形成して、テーパー外面部１６をテーパー面６に内
嵌させ、その状態で両鋼管杭１，１同士を固相接合する
のである。

【００３２】この実施例では、前記テーパー外面部１６
に、上下方向一定間隔で、ロウ材セット用溝４をリング
状に形成してある。また、下側の鋼管杭１の嵌合部の外
径を、鋼管杭１の長手方向中間部よりも大径に形成し
て、嵌合連結部の耐力を向上させてある。このとき、上
下の鋼管杭１，１が入れ替わってもよい。なお、ロウ材
５は、上下の鋼管杭１，１の嵌合部のうち、下側の鋼管
杭１側の嵌合部に設けても、あるいは両方ともに設けて
もよい。

【００３３】以上の実施例において、ロウ材５は、嵌合
面に溶射しておいたり、あるいは、ロウ材粉末とペース
トとを練って塗布しておいたりしてもよく、さらに、ロ
ウ材５をフィルム状に設けておいてもよい。ロウ材５と
しては、銀ロウ以外のものを用いてもよい。

【００３４】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼管杭の接合前の状態を示す縦断面図

【図２】鋼管杭の接合作業を示す縦断面図

【図３】別実施例の縦断面図

【図４】別実施例の縦断面図

【図５】別実施例の縦断面図

【図６】別実施例の縦断面図

【図７】別実施例の縦断面図

【図８】別実施例の縦断面図

【図９】別実施例の縦断面図

【符号の説明】

１ 鋼管杭 ２ 接合管 ５ ロウ材 ９ 閉塞膜

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 隣接する鋼管杭（１),（１）同士の突合
   せ端部夫々に、前記鋼管杭（１),（１）よりも短かい接
   合管（２）を嵌合させて前記両鋼管杭（１),（１）同士
   を接合する鋼管杭の接合方法であって、前記隣接する両
   鋼管杭（１),（１）と前記接合管（２）との間の嵌合部
   のうち少なくとも一方に、ロウ材（５）を配置して、前
   記隣接する両鋼管杭（１),（１）及び前記接合管（２）
   を互いに嵌合連結した後、前記ロウ材（５）を加熱して
   前記両鋼管杭（１),（１）同士を固相接合する鋼管杭の
   接合方法。
2. 【請求項２】 前記両鋼管杭（１),（１）と前記接合管
   （２）とを嵌合する前に、前記両鋼管杭（１),（１）の
   うちの一方に前記接合管（２）を嵌合させた状態で、両
   者を予め接合させておき、他方の前記鋼管杭（１）と前
   記接合管（２）とを嵌合させて、それらを前記ロウ材
   （５）で固相接合する請求項１記載の鋼管杭の接合方
   法。
3. 【請求項３】 接合の際に、前記両鋼管杭（１),（１）
   を前記接合管（２）に対して夫々嵌合し、前記接合管
   （２）と前記両鋼管杭（１),（１）との間の夫々を前記
   ロウ材（５）で固相接合する請求項１記載の鋼管杭の接
   合方法。
4. 【請求項４】 前記両鋼管杭（１),（１）同士を固相接
   合する前に、予め、前記両鋼管杭（１),（１）と前記接
   合管（２）との夫々の嵌合面を、上側に配置された前記
   鋼管杭（１）からの荷重が前記接合管を介して下側の前
   記鋼管杭（１）に伝わるようなテーパー面に形成してお
   く請求項１記載の鋼管杭の接合方法。
5. 【請求項５】 前記両鋼管杭（１),（１）同士を固相接
   合する前に、予め、前記両鋼管杭（１),（１）夫々の内
   方で、かつ、嵌合状態にある前記接合管（２）よりも奥
   側に、前記鋼管杭（１）の内部空間をその長手方向に仕
   切る閉塞膜（９）を付設しておく請求項１記載の鋼管杭
   の接合方法。
6. 【請求項６】 隣接する鋼管杭（１),（１）同士の突合
   せ端部夫々を、互いに嵌合する形状に構成し、前記両突
   合せ端部の嵌合部のうち少なくとも一方にロウ材（５）
   を配置して、前記両鋼管杭（１),（１）同士を嵌合連結
   した後、前記ロウ材（５）を加熱して前記両鋼管杭
   （１),（１）同士を固相接合する鋼管杭の接合方法。
7. 【請求項７】 前記両鋼管杭（１),（１）同士を固相接
   合する前に、予め、前記両鋼管杭（１),（１）の嵌合部
   のうち、外嵌する方の前記嵌合部の外径を前記鋼管杭
   （１）の長手方向中間部よりも大径に形成し、かつ、前
   記嵌合部の夫々の嵌合面をテーパー面に形成しておく請
   求項６記載の鋼管杭の接合方法。