JPS60258322A - 地すべり防止杭 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、地すべり防止杭を継ぐ必要のあるときの継
手に関するものである。

〔従来技術〕

地すべり地帯においては、地すべりを防止するため一般
に地下水排除工事、力学的抑止工事、地下水流入予防工
事、洗堀防止工事、土質改良工事、あるいはこれらを組
合わせた工事が施工されているが、最近では力学的抑止
工事の一つである地すベリ防止杭を設置することが多い
。

地すべり防止杭は地すべり地帯に設置されるので、その
施工場所は重機等の搬入が困難な急傾斜地であることが
多く、そのような場所では打撃により杭を打ち込むこと
が不′可能なため１オーガーによりプレボーリングした
穴に杭を建込んでいる。

ところで地すべり防止杭の長さは現地の状況によって相
違するが、一般に２０ｍ〜３０ｍに達する場合が多い。

一方原管の長さは１０？ＦＬ〜１５ｍ程度が限度であり
、さらに輸送等の関係もあって、現場で継ぎながら施工
するのが通例となっている。

この継手作業は不安定な環境下で行なわれるため、迅速
かつ確実な作業が強く要求される。また地すべりの崩壊
面を予測することがきわめて困難なため、地すべり防止
杭は継手部を含むほぼ全゛長にわたって、どの部分でも
設計上の曲げ耐力以上の均一な断面諸性能を有していな
ければならない。

従来、地すべり防止杭の現場′継手に関する技術として
は （１）原管同志の突合せ溶接による継手（２）内装式は
め込み継手 （３）　カップリング式継手 （４）　フランジ式ボルト継手 等がある。

（１）の突合せ溶接による継手は、第１６図に示すよう
に鋼管杭からなる原管１を突合わせて溶接したもので、
適切な設計と厳重な施工管理が行なわれれば、継手部も
原管と同一の継手強度を得ることが可能であるが、現在
の慣用サイズの原管を用いると一カ所の溶接に数時間を
要し、その上検査に合格しない個所が続出しているのが
現状である。

（２）の内装式はめ込み継手は第１４図に示すように継
手部の中央に設けたフランジの的外面にテーパー面５を
設けると共に、原管１の端部内面にテーパー面５と同じ
勾配のテーパー面４を設け、第１５図に示すように継手
部に原管１を結合するようにしたもので、突合せ溶接継
手の最大の難点である施工時間を短縮することを狙った
ものである。

しかしながらこの継手は継手部に原管と同じ強度をもた
せることはきわめて困難である。さらに原管の肉厚が外
径に比べて大きいもの（地すべり防止杭はこのようなも
のが多い）については、このような継手を実施すること
が全く不可能な場合があり、比較的薄肉の場合でも継手
の重量が大きくなって高価になるばかりでなく、施工性
も悪くなる等の欠点がある。

（３）のカップリング式継手は、継手部の曲げ耐力の見
地からは原管と同じ断面性能を持たせることが比較的容
易である。しかし応力伝達機構を持たせるためには、■
カップリングと原管を溶接するか　■ねじ継手（第１６
図、第１７図）とするか■機械的嵌合機構を設けるか、
のいずれかが必要となる。■の溶接を行う場合には第１
３図の従来例で述べたと同様な問題がある。また■のね
じ継手とする場合は第１６図に示すように継手６め内周
にテーパー面５を設けると共に、原管１の端部外周にも
これと同じ勾配のテーパー面４を設け、これら各テーパ
ー面４，５にそれぞれねじ７を設けて螺合するようにし
たものである。しがしながら、この場合はねじ７の切削
によって原管側にも欠損部を生じ、原断面積の保持が不
可能である。

これをアップセット型のねじにすることも考えられるが
、高価になるばかりでなく、応力集中によりねじ山が各
個にせん断破壊を生ずることは避けられない。さらに■
の嵌合機構を設けることも、高価となる上、断面欠損に
よる機能低下は不可避である等地すべり防止杭の継手と
しては多くの欠点を持っている。

（４）のフランジ式ボルト継手は第１８図に示すように
、原管１にフランジ８を設けてボルト、ナツト９で結合
したものであるが、フランジ部の肉厚が過大となる上現
場においてトルクレンチを使用する必要があるためその
施工管理を厳重にしなければならず、トータルとしての
施工時間、施工費が増大する欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明はかかる欠点を改善する目的でなされたもので、
鋼管を用いた地すべり防止杭の継手に関し、（１）原管
と同等の強度を有し、（２）現場における施工が容易で
、施工時間の短縮が可能であり、かつ（３）安価なもの
を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕

本発明に係る地すべり防止杭は、内周面にテーパ一部を
有する継手と、端部外局面に前記テーパ一部と同じ勾配
のテーパ一部を有する原管とを結合してなる杭において
、前記テーパ一部の勾配を継手、原管とも　１−〜１−
に形成すると共に、５０　２００ 継手の該テーパ一部の先端部に非接触部を設けたことを
特徴とするものである。

さらに本発明は、上記の地すべり防止杭において、下記
■〜■の少なくとも１つ以上を備えたことを特徴とする
ものである。■継手の長さを原管外径の２．０〜３．５
倍としたこと。■各テーパ一部の表面をＪＩ−８仕上げ
記号のに仕上げたこと。

■継手及び原管のテーパ一部を、継手に上下の°原管を
結合したとき対向する両原管の端部間に２０〜６０朋の
間隙が存在するように構成したこと。

■原管の先端部に補強円板もしくは補強中空円板または
補強十字リブを取付けたこと。■原管の先端部とテーパ
ー終端部にそれぞれ補強円板もしくは補強中空ＦｌｌＮ
又は補強十字リプを取付けたこと。

〔発明の実施例〕

以下図面を用いて本発明を説明する。第１図、第２図は
それぞれ本発明の継手の接合前、接合後の正面図である
。１は鋼管杭からなる原管、６は原管と同じ材質あるい
は原管よりも降伏点、引張強度が高い材質の材料からな
−る継手である。

一本発明は第２図に示すように、原管１を所定の推力で
継手部に挿入して両者を結合することを特長とするもの
で、このため継手６の内周面両側にはテーパ一部５が設
けられており、原管１の端部外周面にもテーパ一部５と
同一勾配のテーパ一部４が設けられている。これら継手
６と原管１のテーパ一部５，４は、切削に際して所定の
粗さく引抜き力に対する摩擦抵抗）を持たせるように仕
上げである。また、上下の原管１を継手部に挿入すると
き、第２図に示すように中央部に間隙ノを形成するよう
に結合する。この間隙！は通常２０〜３０隨、即ち、継
手６の中央断面から上下の原管１の先端までの距離を各
々１０〜１５ｗＬになるようにしたものである。

第６図は継手と原管を所定の位置に接合した後のテーパ
ー先端部の詳細図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はＡ
部の拡大図である。図中でａ点は継手端部と原管テーパ
ー終了部との接触点であり、ｔ＠、”＊は各々ａ点にお
ける継手肉厚と原管肉厚である。

またｂ点は原管先端と継手の接触点であり、ｔｌはｂ点
における継手の肉厚である。

第１図、第２図および第６図において示した継手部に用
いる鋼管の長さＬ１外径り１１．中央断面内径ｄ１　及
び肉厚１．．１．は、原管１の外径馬、内径ｄい肉厚ｔ
、に対して次の関係を満足するものとし、１ テーパーの勾配はＩ］〜２００とする。

・Ｌ　＝　２！、　ＯＤｔ　〜３．５　Ｄｔ・Ｄｔ　＞
　ｄｓ　＞　ｄｔ −１，≧　ｔ、　又は （継手中央部の断面係数）≧（原管の断面係数）ざら−
に継手と原管の最終結合状態において、第６図の斜線部
のように、継手端部を原管のテーパー終了部よりも長く
伸ばし、接触点ａの先の継手に非接触部を形成する。

上記のように構成した地すべり防止杭は、まず工場で上
杭に相当する原管を所定の推力で継手の一方に挿入して
出荷する。現地ではプレボーリングした穴にこの上杭を
建込んだ後、上杭に相当する原管を所定の推力で継手の
他方に挿入してこれらを一体に結合し、杭の周囲を埋戻
す。なお必要に応じて、設置した地すべ°り防止杭に、
グラウシ工、コンクリート工を実施する。

次に本発明の作用について説明する。本発明の特徴は大
別して次の２点に要約することができる。

（１）現地における施工が極めて容易で施工時間が短か
い。

（２）継手部は原管と同等以上の曲げ耐力が得られる。

上記の特長をさらに詳述すれば次の通りである。

（１）施工の容易さ、施工時間の短縮について継手部の
先端部の内径が上杭である原管１の先端部の外径より大
きいことから、挿入し易いことは容易に理解できる。ま
た上杭である原管１を継手部に挿入した後所定の推力で
結合しなければならないが、それは重力を利用するか小
型のジヤツキを用いる等の方法によれば良いので、これ
また極めて容易である。さらに継手６及び原管１のテー
パ一部５，４の加工精度に若干の誤差があっても、両原
管１の先端の間げきノで調整できるので問題はない。

（２）曲げ耐力について 原管１と継手６との継手部の断面は、すべて原管１と継
手６がテーパ一部５，４を介して相接している同心円環
であるから、両者のテーパ一部５と４との肉厚の和を原
管の肉厚より大きくしておけば、その幾何学的意味での
断面諸性能はすべて原管のそれより大きくできる。ただ
し、この特長を発揮するためには次の２つの条件が満足
されなければならない。

■　継手と原管がずれ変位を起こさないこと。

■　継手が原管の弾性限度以内（地すべり防止杭そのも
のの設計荷重以内）で局部変形を生ずることなく、断面
保持をしていること。

本発明の最大の特長は、この２つの間・照点を解決した
ことにある。まず■のずれ変位の問題に対しては、テー
パ一部の勾配、加工仕上粗さ、及び嵌合時の推力を調整
することにより解決した。即ち、通常の切削機による仕
上粗さ（ＪＩ８−Ｂ−０６０１ｒ表面粗さ」表面粗さ区
分の仕上記号に１ よる）で、１１〜２００　のテーパー接触部を設けるこ
とにより、原管の弾性限度内曲げ載荷時に、継手と原管
に有意なずれの生じないことが理論的実験的に確かめら
れた。

また■の断面保持に関しては、継手と原管にずれが生じ
なければ当然断面は保持される。即ち■の条件が満足さ
れていれば、弾性限度内での断面保持は達成されるが、
本発明では、その安全率をさらに高めるため、次のよう
な方法を用いた。

曲げ載荷時に最も応力が集中し局部変形を生じ易い個所
は、第６図社示した接触点ａ、ｂ部である。そこで、継
手の局部変形を防止するため第３図の斜線部のように、
継手端部を原管のテーパー終了部よりも長く伸ばし、接
触点ａの先の継手に非接触部を設けた。また杭の局部変
形を防止するために第４図、第５図および第６図に示す
ように、原管１の先端部に補強円板１０もしくは補強中
空円板１２又は補強十字リブ１３を嵌装して溶接しても
良い。さらに第７図、第８図および第９図に示すように
上記第４図〜第６図の補声に併せて、原管のテーパー終
端部内側に補強円板１０．補強中空円板１２又は補強十
字リブ１３を挿入して溶接しても良く、またこれらを適
宜組合わせても良い０ 以上本発明の実施例について述べたが、本発明はこれに
限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない菊キ
で適宜変更し得ることはいうまでもない。

次に本発明の継手を使用した模型杭の曲げ耐力を、模型
抗原管の曲げ耐力と比較した実験結果°を示す。試験に
用いた模型杭は外径１１４．３ｍ、肉厚６．８　ｘｘの
継目無管であり、これは地すべり防止杭として実際に用
いられる外径５５９．７ｘｘ、肉厚２０耶の継目無管の
およそ０．３３６５倍の縮尺となっている。また材質は
ＪＩ８　Ｇ　ＡＡＡＡ　−殻構造用炭素鋼鋼管に規定さ
れた８ＴＫ　４１である。

第１０図は実験に使用した試験体の形状・寸法の一例で
ある。継手長りは抗原管外径Ｄ！’１１４．３鶴の６倍
として３４２．９ｍをとっている。継手内周面テーパー
勾配工および抗原管端部外周面の加二冒 工部のテーパー勾配■は同じ値で１６６である。また継
手肉厚は第６図の接触点ａにおける継手肉厚ｔ、が抗原
管の肉厚ｔ、と等しい６．８　ｔｅｒｍとなるように設
計している。原管先端と継手中央面との隙間１／２は規
定の１０ｍの縮尺倍の３．３６５露とした。以上の結果
継手中央部の肉厚ｔ４は８．０３ｍ、原管の端部テーパ
ー面の長さＬ′は１６４．７４ｍ５となる。第１１図は
曲げ試験装置の概要である。まず継手管６内に抗原管１
を所定の推力をかけて挿入し試験体とする。この試験体
に支点治具１６を取りつけてローラー支点１７上にセッ
トする。試験体への載荷は、６〇−油圧ジヤツキ１８を
用いたが、載荷梁１９の中央に載荷された荷重は、ロー
ラー２０、ビン２１、載荷治具２２を介して供試体に２
点載荷され、試験体中央部が、５０４．７■の純曲げ区
間２３となる。試験に際しては、ロードセルによって載
荷重を、変位計によって試験体各部の変位を、ワイヤー
ストレインゲージによって試験体各部のひずみを計測し
た。

第１２図は■継手を用いない抗原管、■第１０図の寸法
の継手を用い、継手及び原管のテーパ一部の仕上粗さを
仕上記号とした試験体、の２つを曲げ試験した場合に得
争れた純曲げ区間中央断面の試験体変位（δ）と荷重（
Ｐ）の関係を表わすＰ・６曲線である。図かられかるよ
うに、Ｐ−６曲線から線形関係が失なわれる時の荷重（
Ｐｙ）、及び純曲げ区間中央断面の変位がほぼ原管の外
径に等しい１１０ｚｇに達した時の荷重（”ｔｗｏ）で
比較すると、■の抗原管ではＰｙ＝　５．９９　ｔｍ、
”１１０’＝８．０４ｍであるが■の継手を装着した試
験体で゛はＰＹ＝６．４７ｍ、Ｐｉｔ。＝８．８２錬で
あり、ＰＹ　％　Ｐｓ　、。

共に原管よりも継手を装着した試験体の方が大きい。以
上より継手部が原管と同等以上の曲げ強度を有すること
が実験的に証明された。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば継手部
も原管と同様の強度を有し、現場における施工が容易で
施工時間も大幅に短縮でき、その上安価な地すべ少防止
杭が得られるので、実施による効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図から第９図までは本発明に係る図面、第１０図か
ら第１２図は試験に関する図面、第１３図から第１８図
は従来技術に関する図である。 第１図および第２図は本発明の継手の接合前および接合
後の正面図、第３図（ａ）はテーパー先端部の詳細図、
（ｂ）はそのＡ部分の拡大図である。第４図、第５図お
よび第６図はその先端にそれぞれ補強円板、補強中空円
板および補強十字リプを設けた杭の正面図および平面図
、第７図、第８図および第９図はその先端とテーパー終
端部にそれぞれ”補強円板、中空円板および補強十字リ
プを設けた杭の正面図と平面図である。 第１０図は試験体の寸法を示すための断面図、第１１図
は載荷装置の正面図、第１？・図は試験結果を示すＰ・
δ曲線図である。 第１６図は従・来の突合せ溶接継手の正面図および断面
図、第１４図および第・１５図は内装式はめ込み継手の
接合前および接合後の正面図と断面図、第１６図及び第
１７図はカップリング式継手の接合前および接合後の正
面図と断面図、第１８図はフランジ式ボルト継手の正面
図および断面図である。 １は鋼管杭、２は突合せ溶接部、６は内装式はめ込み継
手、４は杭のテーパー面、５は継手のテーパー面、６は
カップリング、７はねぢ山、８はフランジ、９はボルト
、１０は補強円板、１１は溶接部、１２は補強中空円板
、１６は補強十字リプ、１６は支点治具、１７はローラ
支点、１８は油圧ジヤツキ、１９は載荷重、２０はロー
ラ、２１はビン、２２は載荷治具、２６は純曲げ区問う
代理人　弁理士　木　村　三　朗 第１図　第２図　第３図 （ａ）　（ｂ） 第４図　第５図　第６図 第７図　第８図　第９図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　内周面にテーパ一部を有する継手と、端部外局
   面に前記テーパ一部と同じ勾配のテーパ一部を有する原
   管とを結合してなる杭において、前１ 記テーパ一部の勾配を継手、原管とも］〜１石に′形成
   すると共に、継手の該テーパ一部の先端部に非接触部を
   設けたことを特徴とする地すべり防止杭。
2. （２）前記継手の長さを原管外径の２．０〜６．５倍と
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の地す
   べり防止杭。
3. （３）前記各テーパ一部の表面をＪＩＳ仕上記号のに仕
   上げたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の地
   すべり防止杭。
4. （４）　前記継手°及び原管のテーパ一部を、該継手に
   上下の原管を結合した時、対向する両原管の端部間に２
   ０〜３０＋ａｍの間隙が存在するように構成したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の地すべり防止杭
   。
5. （５）、前記原管の先端部に補強円板もしくは補強中空
   円項改社補強十字リプを取付けたことを特徴とする特許
   請求の範Ｈ１Ｊ１項記載の地すべり防止杭０
6. （６）前記原管の先端部とテーパー終端部にそれぞれ補
   強円板もしくは補強φ・空、ｍは補強十字リプを取付け
   たことを特徴とする特許請求の範−囲第１項記載の地す
   べり防止杭・。