桩的连接构造 【技术领域】
本发明涉及桩的连接构造，特别是有关可以简单且确实地连接上桩和下桩的作业性高地桩的连接构造。
背景技术
以往，作为连接上桩和下桩的桩的连接构造，一般使用如下等的方法：
①通过焊接将上桩和下桩的端板连接的方法；
②在端板的外周部上，突出设置法兰接头，在该对设的法兰接头之间通过螺栓、螺母连接的方法；
③在上桩的端部和下桩的端部，等分配设一对内嵌部和外嵌部的同时，在这些内嵌部和外嵌部上分别形成螺纹，将内嵌部和外嵌部螺合的连接方法。
但是，上述现有的连接上桩和下桩的连接构造，分别存在下述问题点。
①在基于焊接的桩的连接构造中，或是焊接需要时间，或是由于天气原因在施工现场无法进行焊接作业，而且为防止焊接的缺陷或焊接部的脆化，所需的设备和熟练的技术者是必须的，从而造成或是成本高，或是技术人员显得不足。
②在基于法兰接头的连接方法中，因为接头部分的外径要大于钢管桩的外径，从钢管桩的外周面较大地突出，所以在将桩埋入地基中时，形成很大的贯入阻力，另外，在接头部分弯曲力矩发挥作用，而且，在接头部分之间，在桩的外周上产生空间，有不能确保水平支撑力的可能。
③将在上桩的端部和下桩的端部上设置的内嵌部和外嵌部螺合而连接的桩的连接构造，会导致用于在直径大的内嵌部和外嵌部上形成螺纹的机械加工的成本过高，另外，大重量的桩的螺合连接作业的作业性不良，需要大量的时间，还有，在内嵌部和外嵌部上形成的螺纹容易受到损伤，在这种情况下，螺合连接作业变得很困难。
本发明就是鉴于上述现有的桩的连接构造所存在的问题点，以提供一种可简单且确实地连接上桩和下桩、且在该连接部不会使桩径变大的作业性高的桩的连接构造为目的。
【发明内容】
为达成上述目的，本发明的桩的连接构造，通过在上桩和下桩的连接部夹置与桩略同径的连接板，连接上桩和下桩，其特征在于，将连接板分割成多个而形成，将上桩或下桩的任意一方的桩的端板和连接板，通过穿插于在连接板上形成的圆形的螺栓穿插孔中的螺栓与一方的桩的端板螺合固定的同时，将另一方的桩的端板和连接板，以螺合在另一方的桩的端板上的螺栓头部穿插在形成于连接板上的异形的螺栓穿插孔的大径部中的状态，所述异形的螺栓穿插孔是将螺栓头部可以通过的大径部和螺栓头部不能通过的小径部连通的螺栓穿插孔，通过使另一方的桩和连接板相对地旋转移动，将螺栓从异形的螺栓穿插孔的大径部向小径部移动从而进行固定。
此桩的连接构造是，通过在上桩和下桩的连接部夹置与桩略同径的连接板，连接上桩和下桩的桩的连接构造，因为上桩及下桩的端板和连接板可以分别通过螺栓固定，所以在可以迅速且廉价地进行上桩和下桩的连接的同时，因为可以使连接部的厚度相对较薄，而不会对桩的长度产生影响，再有，因为在桩的外周部上没有突起物，所以对桩的贯入作业不会产生障碍，可以将桩埋设到地基中。
而且，特别是由于通过将连接板分割成多个而形成，使构成连接板的单位构成部件的形状减小，可以轻量化，所以可以提高加工性以及使用性。
在此情况下，在连接板的外周，可以一体地配设可插入上桩以及下桩的端部的筒体。
据此，加强连接的上桩及下桩的端部，增加弯曲强度，即使较大的弯曲力矩作用于桩的连接部，也可以在防止连接部的破损的同时，可以简便地进行上下桩的对芯。
另外，在连接板上可以形成操作口，该操作口用于从连接板的外周外侧对从异形的螺栓穿插孔的大径部向小径部移动的螺栓进行紧固操作。
据此，可以牢固地固定另一方的桩的端板和连接板。
另外，可以在桩的端板上，配设具有与端板不同螺纹孔的辅助部件，在该辅助部件上，螺合桩连接用的螺栓。
据此，在可以自由地改变用于桩的连接的螺栓的径、根数等的同时，可以提高桩端部的强度。
而且，代替螺栓，可以将螺栓状的突起物固定在桩的端板或辅助部件上。
据此，可以谋求部件的多样化。
【附图说明】
图1是表示本发明的桩的连接构造的第1实施例，(A)是底面图，(B)是(A)的A-B线的剖视图，(C)是(A)的B-C线的剖视图。
图2是表示本发明的桩的连接构造的第1实施例的施工顺序，(A)是表示固定下桩和连接板的状态的剖视图，(B)是表示在左半部将下桩和连接板，在右半部将上桩和连接板分别固定的状态的剖视图。
图3是表示本发明的桩的连接构造的第2实施例，(A)是底面图，(B)是(A)的X-X线的剖视图，(C)是(A)的A-B线的剖视图，(D)是(A)的B-C线的剖视图。
图4是表示本发明的桩的连接构造的第2实施例的施工顺序，(A)是表示固定下桩和连接板的状态的剖视图，(B)是表示在左半部将下桩和连接板，在右半部将上桩和连接板分别固定的状态的剖视图。
图5是本发明的桩的连接构造的第2实施例的分解立体图。
图6是本发明的桩的连接构造的第2实施例的桩的端板的扩大剖视图。
图7是表示在周方向分割连接板(筒体)的一例，(A)是底面图，(B)是(A)的A-B线的剖视图。
图8是同立体图。
图9是表示在水平方向分割连接板(筒体)的一例，(A)是底面图，(B)是(A)的X-X线的剖视图，(C)是(A)的A-B线的剖视图。
图10是同立体图。
图11是表示在桩的端板上配设辅助部件的一例，(A)是连接前的剖视图，(B)是表示连接状态的剖视图。
【具体实施方式】
下面，根据附图说明本发明的桩的连接构造的实施方式。
图1～图2是表示本发明的桩的连接构造的第1实施例。
此桩的连接构造是，通过在上桩1和下桩3的连接部夹置与桩略同径的连接板5，连接上桩1和下桩3的桩的连接构造，将上桩1或下桩3的任意一方的桩，在本实施例中，是将下桩3的端板4和连接板5，通过穿插于在连接板5上形成的圆形的螺栓穿插孔51中的螺栓6与下桩3的端板4的螺栓孔41螺合固定的同时，将另一方的桩，在本实施例中，是将上桩1的端板2和连接板5，以螺合在上桩1的端板2上的螺栓7的头部71穿插在形成于连接板5上的异形的螺栓穿插孔52的大径部52d中的状态，所述异形的螺栓穿插孔52是将螺栓7的头部可以通过的大径部52d和螺栓7的头部71不能通过的小径部52c连通的螺栓穿插孔，将上桩1和连接板5，通过使连接板5以固定于下桩3的状态相对地旋转移动，将螺栓7从异形的螺栓穿插孔52的大径部52d向小径部52c移动从而进行固定。
可以适用于此桩的连接构造的桩是在端部具有端板的预应力混凝土桩等的混凝土桩、钢管桩、SC桩、PRC桩等的复合桩等，没有特别限定，下面以预应力混凝土桩为例进行说明。
在由预应力混凝土桩构成的上桩1以及下桩3上，在其端部配设有端板2、4，在此端板2、4上，在制造预应力混凝土桩时，因为形成了为将预应力导入而使用的螺栓孔21、41，所以在本实施例中是利用此螺栓孔21、41。
另外，螺栓孔21、41当然也可以与用于预应力导入的螺栓孔分开，另外重新形成。
连接板5，其上桩1以及下桩3，更具体的说是呈与上桩1以及下桩3的端板2、4略同径的环形，并不是进行特别限定，例如，以螺栓6、7的头部61、71的高度的1.5～2倍左右或其以上厚度的钢板(含铸板)制成。
在连接板5上，在与形成于下桩3的端板4上的螺栓孔41相对应的位置上，形成螺栓穿插孔51的同时，在此螺栓穿插孔51之间的适当位置上，且在与形成于上桩1的端板2上的螺栓孔21相对应的位置上，形成螺栓穿插孔52。
此螺栓穿插孔51、52分别在连接板5的一方的面上，不是进行特别限定，较好的是在圆周方向上交互形成。
于是，螺栓穿插孔5 1如图1(A)、(B)所示，为不使螺栓6的头部61露出而插入，具有形成为比螺栓6的头部61的高度更深的螺栓头部插入部51a。
此螺栓头部插入部51a，形成为可以在螺栓6的头部61上嵌合套筒扳手(省略图示)来紧固螺栓6的大小。
据此，通过螺栓6固定下桩3的端板4和连接板5，在其上方与上桩1的端板2重叠时，使螺栓6的头部61的上面不与上桩1的端板2相接触。
另外，螺栓穿插孔52如图1(A)、(C)所示，在形成使螺栓7的头部71可以通过的大径部52d和螺栓7的头部71不能通过的小径部52c连通的异形的锁眼形状的同时，为不使螺栓7的头部71露出而插入，具有形成为比螺栓7的头部71的高度更深的螺栓头部插入部52a。
据此，在通过螺栓7固定上桩1的端板2和连接板5时，使螺栓7的头部71的下面不与下桩3的端板4相接触。
此螺栓穿插孔52，通过在连接板5的外周侧开口，兼作为操作口So，该操作口So用于可以从连接板5的外周外侧插入扳手等的工具S，对从螺栓穿插孔52的大径部52d向小径部52c移动的螺栓7进行紧固操作。
另外，为了防止由于施工中的螺栓7的松动或者上桩1和连接板5的相对的逆转而产生的连接部的脱开等，例如，在使螺栓7从螺栓穿插孔52的大径部52d向小径部52c移动后，最好从连接板5的外周外侧的操作口向大径部52d的空间部，嵌入由金属片等组成的楔状的填充物，以填充大径部52d的空间部。
另外，作为代替使螺栓穿插孔52在连接板5的外周侧上开口(形成操作口)，也可以是下述的构成，将在异形的螺栓穿插孔52的大径部52d中穿插头部71的螺栓7，从异形的螺栓穿插孔52的大径部52d向小径部52c移动时，或是根据与螺栓支承面52b的螺栓7的头部71的接触阻力差(为使与连接板5的外周侧的螺栓支承面52b的螺栓7的头部71的接触阻力，比连接板5的内周侧的阻力大(在本实施例中，螺栓7向右拧的情况下)或者小(在本实施例中，螺栓7向左拧的情况)，或是对螺栓支承面52b进行表面处理，或是通过在螺栓支承面52b上配设铝等的柔软金属板或合成树脂板等的使接触阻力增大的部件。)使之向紧固方向旋转，或是通过使异形的螺栓穿插孔52的大径部52d侧与小径部52c侧的螺栓支承面52b的高度，形成为从大径部52d侧向小径部52c侧逐渐升高，使将头部71穿插在异形的螺栓穿插孔52的大径部52d中的螺栓7从异形的螺栓穿插孔52的大径部52d向小径部52c移动，在异形的螺栓穿插孔52的小径部52c的位置上，将螺栓7支承在螺栓支承面52b上。
据此，可以牢固地固定上桩1的端板2和连接板5。
下面，就使用此连接板5，连接上桩1和下桩3的方法进行说明。
如图2(A)所示，在地下挖出的桩孔内架设下桩3，配设于下桩3的端部上的端板4，在距地面预先设定的位置，并不是特别的限定，例如，达到地上的作业人员容易作业的高度时，通过对下桩3加以限制，临时固定，在下桩3不能上下移动及旋转的状态下，在下桩3的端板4的上方使连接板5同心重叠，使在端板4上形成的螺栓孔41与连接板5的螺栓穿插孔51的位置一致，将螺栓6穿插到螺栓穿插孔51，使用套筒扳手(省略图示)，将螺栓6螺合到螺栓孔41。
据此，通过螺栓6固定下桩3的端板4和连接板5，在其上方使上桩1的端板2重叠时，螺栓6的头部61的上面不与上桩1的端板2相接触。
另外，下桩3的端板4和连接板5的固定作业也可以在将下桩3架设在桩孔内之前实施。
接着，如图2(B)所示，在固定于下桩3的端板4上的连接板5上，通过吊车等将上桩1与下桩3同心地吊起，进行载置。
此时，在上桩1的端板2的螺栓孔21上，预先螺合螺栓7，将螺栓7的头部71，在与形成于连接板5上的异形的螺栓穿插孔52的大径部52d的位置对合的状态下，吊下上桩1，使螺栓7的头部71穿插在异形的螺栓穿插孔52的大径部52d上。
向上桩1的端板2的螺栓孔21的螺栓7的螺合，是在螺栓7的头部71穿插到螺栓穿插孔52的大径部52d的状态下，为使螺栓7可以从异形的螺栓穿插孔52的大径部52d向小径部52c移动，在螺栓头部71的支承面和螺栓穿插孔52的螺栓支承面52b之间留有一些间隙，从而设定螺栓头部71的突出量。另外，在通过螺栓7固定上桩1的端板2和连接板5时，螺栓7的头部71的下面不与下桩3的端板4相接触。
于是，在将螺合于上桩1的端板2的螺栓7的头部71穿插在异形的螺栓穿插孔52的大径部52d中的状态下，使上桩1与连接板5，以连接板5固定在下桩3的状态，进行相对地(本实施例的情况是上桩1)旋转移动，使螺栓7从异形的螺栓穿插孔52的大径部52d向小径部52c移动。
其后，通过从在连接板5的外周侧开口的操作口(螺栓穿插孔52)插入扳手等的工具S，将移动到螺栓穿插孔52的小径部52c的螺栓7，从连接板5的外周外侧，进行拧紧操作，通过螺栓7牢固地固定上桩1的端板2和连接板5。
象这样，在上桩1和下桩3的连接部夹置一块连接板5，由于可以分别通过螺栓6、7进行固定，所以在可以迅速且廉价地进行上桩1和下桩3的连接的同时，因为连接部的厚度可以比较薄，所以不会对桩的长度产生影响，而且，因为在桩的外周部没有突起物，所以不会对桩的贯入作业产生障碍，可以将桩埋入地基中，具有高可靠性、能够以高精度且高效地进行桩施工。
接着，图3～图6是表示本发明的桩的连接构造的第2实施例。
此桩的连接构造是，通过在上桩1和下桩3的连接部夹置与桩略同径的连接板5，连接上桩1和下桩3的桩的连接构造，将上桩1或下桩3的任意一方的桩，在本实施例中，是将下桩3的端板4和连接板5，通过穿插于在连接板5上形成的圆形的螺栓穿插孔51中的螺栓6与下桩3的端板4的螺栓孔41螺合固定的同时，将另一方的桩，在本实施例中，是将上桩1的端板2和连接板5，以螺合在上桩1的端板2上的螺栓7的头部71穿插在形成于连接板5上的异形的螺栓穿插孔52的大径部52d中的状态，所述异形的螺栓穿插孔52是将螺栓7的头部可以通过的大径部52d和螺栓7的头部71不能通过的小径部52c连通的螺栓穿插孔，将上桩1和连接板5，通过使连接板5以固定于下桩3的状态相对地旋转移动，将螺栓7从异形的螺栓穿插孔52的大径部52d向小径部52c移动从而进行固定等，这与上述第1实施例的桩的连接构造相同，除此之外再加上，在连接板5的外周，一体配设具有可插入上桩1以及下桩3的端部的筒体8。
筒体8与连接板5相同是钢制的，通过焊接等一体配设在连接板5上(另外，在为铸件制的情况下，可以将筒体8与连接板5一体成型。)，并非特别的限定，可以使之形成为可以将上桩1以及下桩3的端部分别插入数cm～数十cm左右的尺寸。
象这样，在连接板5的外周，通过一体配设可插入上桩1以及下桩3的端部的筒体8，可以加强连接的上桩1以及下桩3的端部，增加弯曲强度，即使较大的弯曲力矩作用于桩的连接部，也可以在防止连接部的破损的同时，可以简易地进行上桩1以及下桩3的对芯。
但是，虽然在本实施例中，没有形成用于可以进行拧紧操作的操作口，使上桩1与连接板5以连接板5固定在下桩3的状态进行相对的旋转移动，将从螺栓穿插孔52的大径部52d移动到小径部52c的螺栓7，从连接板5的外周外侧，插入扳手等的工具S将其紧固(当然，如图3～图4的虚线、或者图5的实线所示，用于此的操作口So也可以在筒体8以及连接板5上通过与螺栓穿插孔52连通而形成。)，与一体地配设的可插入上桩1以及下桩3的端部的筒体8相结合，在将螺合于上桩1的端板2的螺栓7的头部71穿插在异形的螺栓穿插孔52的大径部52d中的状态下，仅通过使上桩1和连接板5以将连接板5固定在下桩3的状态下，进行相对的旋转运动，使螺栓7从异形的螺栓穿插孔52的大径部52d向小径部52c移动，就可以通过螺栓7，固定上桩1的端板2和连接板5。
另外，在本实施例中，使上桩1和连接板5以将连接板5固定在下桩3的状态下，进行相对的旋转移动，可以配设限制从螺栓穿插孔52的大径部52d向小径部52c移动后的上桩1和连接板5(而且，根据需要，下桩3和连接板5)的相对的旋转运动的移动限制装置。
在本实施例中，该移动限制装置是由在筒体8上形成的螺栓插入孔81、和在此螺栓插入孔81上穿插或者螺合，与上桩1(下桩3)螺合或者固定的螺栓9而构成的。
另外，如图6所示，通过在螺栓插入孔81上螺合的螺栓9，为使上桩1和连接板5(下桩3和连接板5)牢固地固定，在上桩1的端板2(下桩3的端板4)的外周面上，可以形成螺栓9的前端可插入的槽部22(槽部42)。
此槽部22(槽部42)可以是呈U字槽等的任意截面形状，另外，代替槽，也可以是将螺栓9的前端插入的孔或者螺合的螺纹孔。
另外，作为移动限制装置，代替螺栓9也可以使用销等。
据此，可以防止由于上桩1和连接板5(下桩3与连接板5)相对的逆转而使连接部脱开等，进而可以确实地固定上桩1和连接板5(下桩3和连接板5)，即，确实地固定上桩1和下桩3。
另外，通过配设此移动限制装置，可以将上桩1以及下桩3端部插入筒体8的必要尺寸设定得短一些。
但是，在上述各实施例中，连接板5(筒体8)是一体形成的，也可以将连接板5(筒体8)分割为多个而形成。
作为连接板5(筒体8)的分割方法，可以或是如图7～图8所示，在周方向分割(纵分割)为多个单位构成部件5A、5B(图示的实施例是2分割，也可以分割为3分割以上。另外，这种情况下，为容易地保持所分割的单位构成部件5A、5B的一体性，最好形成使单位构成部件5A、5B在形成于单位构成部件5A、5B上的螺栓穿插孔51A、51B的位置上嵌合的嵌合部，共有1根螺栓6。)，或是如图9～图10所示，在水平方向分割(横分割)为多个单位构成部件5C、5D、5E(图示的实施例是3分割。也可以分割为2分割、或4分割以上。)。
象这样，通过将连接板5(筒体8)分割为多个单位构成部件而形成，由于可以使构成连接板5(筒体8)的单位构成部件的形状减小，使之轻量化，从而可以提高加工性以及使用性。
另外，在上桩1以及下桩3的端板2、4上，配设具有与端板2、4不同的螺纹孔的辅助部件，在此辅助部件上可以螺合桩连接用的螺栓。
此辅助部件，例如，如图11所示，是由沿上桩1以及下桩3的端板2、4而配设的与端板2、4同形状的辅助部件2A、4A构成的，通过焊接或者螺栓接合等，使辅助部件2A、4A与端板2、4一体化。
象这样，在上桩1以及下桩3的端板2、4上，配设具有与端板2、4不同的螺纹孔的辅助部件2A、4A，在此辅助部件2A、4A上，通过螺合桩连接用的螺栓6、7，在可以自由地变更用于桩的连接的螺栓的径、根数等的同时，还可以提高桩端部的强度。
以上，就本发明的桩的连接构造，根据多个实施例进行了说明，本发明并不限于上述实施例中所记载的构成，例如，或是将在各实施例中所记载的构成进行适当的组合，还有或是将上桩1以及下桩3和连接板5的位置关系相反地进行连接，还有或是为了谋求部件的多样化，代替螺合于上桩1以及下桩3的端板2、4的螺栓6、7，通过焊接、嵌合等在桩的端板上固定螺栓形状的突起物，还有，其适用的对象，除上述实施例的预应力混凝土桩以外，还可以广泛的适用于在端部具有端板的混凝土桩、钢管桩、SC桩、PRC桩等的复合桩等，在没有脱离其主旨的范围内，可以适当的改变其构成。
根据本发明的桩的连接构造，是通过在上桩和下桩的连接部夹置与桩略同径的连接板，连接上桩和下桩的桩的连接构造，因为将上桩及下桩的端板和连接板可以分别通过螺栓固定，所以在可以迅速且廉价地进行上桩和下桩的连接的同时，因为可以使连接部的厚度较薄，而不会对桩的长度产生影响，再有，因为在桩的外周部上没有突起物，所以对桩的贯入作业不会产生障碍，可以将桩埋设到地基中，具有高可靠性、能够以高精度且高效地进行桩施工。
而且，特别是因为通过将连接板分割成多个而形成，使构成连接板的单位构成部件的形状减小，可以轻量化，所以可以提高加工性以及使用性。
另外，在连接板的外周，通过一体配设可插入上桩以及下桩的端部的筒体，可加强连接的上桩及下桩的端部，增加弯曲强度，即使较大的弯曲力矩作用于桩的连接部，也可以在防止连接部的破损的同时，可以简易地进行上下桩的对芯。
另外，通过在连接板上形成操作口，该操作口用于从连接板的外周外侧对从异形的螺栓穿插孔的大径部向小径部移动的螺栓进行紧固操作，可以牢固地固定另一方的桩的端板和连接板。
另外，通过在桩的端板上，配设具有与端板不同螺纹孔的辅助部件，在该辅助部件上螺合桩连接用的螺栓，在可以自由地改变用于桩的连接的螺栓的径、根数等的同时，还可以提高桩端部的强度。
再有，通过代替螺栓，在桩的端板或辅助部件上固定螺栓状的突起物，可以谋求部件的多样化。