JP2002371548A

JP2002371548A - 杭基礎構造

Info

Publication number: JP2002371548A
Application number: JP2001180505A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Wakiya; 泰士脇屋; Yuuichi Tatsumi; 夕一辰見
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2002-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】効率良く支持力及び破壊耐力を向上することが
できる基礎杭構造を提供する。【解決手段】杭先端部１ａに突起部３を設けセメント塊
４と一体化を向上する。根固め部Ｎは縦断面略三角形形
状とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、根固め部の構造に
特徴を有する杭基礎構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の杭基礎の施工は、例えば特開平０
６−３１６９２７号公報などに記載のように、杭の先端
部を配置する支持地盤を拡径して杭径よりも大きな円柱
状の空間を形成し、その部分に根固め材であるセメント
ミルクを注入することで杭先端部外周及びその下方にセ
メントの塊（以下セメント塊という）が形成される。す
なわち、図４に示すように、杭先端部１ａに対しセメン
ト塊４が固着することで、杭径よりも大きな円筒状の根
固め部Ｎが設けられる。

【０００３】このように杭径よりも大きな根固め部Ｎを
設けることで、大口径の開端杭であても杭径に応じた支
持力が杭基礎に確保できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上部構
造物などからの荷重など、杭に対し下向きの力Ｆ１が作
用した場合を考えると、根固め部Ｎ位置の鋼管杭１の表
面に所要以上突出した突起部がない場合（付着力増加手
段が無い場合）には、鋼管杭１の周面とセメント塊４と
の間の付着力が弱いことから、上記杭１に作用した下向
きの力Ｆ１は、杭下端に集中して掛かることで、セメン
ト塊４に割れが生じるおそれがある。符号Ａは、破壊線
を示す。したがって、杭先端の支持力は杭の径に応じた
値に制限されてしまう。

【０００５】また、地震や風などにより建物に水平力が
作用すると、杭１に引き抜き力Ｆ２が作用し、この場合
には、上記根固め部Ｎの上面が、大きな水平若しくは水
平に近い面を構成することから、当該上面に対し上側の
地盤からの反作用によってほぼ鉛直方向に近い下向きの
力がセメント塊４に入力されて、これが引き抜き力Ｆ２
に対向する力となる。しかし、鋼管杭１の周面とセメン
ト塊４の付着力が弱いと、セメント塊４と鋼管杭１との
付着が切れて鋼管杭１が引き抜かれてしまう。

【０００６】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、効率良く支持力及び引き抜き抵抗力を
向上することができる基礎杭構造を提供することを課題
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のうち請求項１に記載した発明は、地盤に埋
設した鋼管杭の先端部に根固め材が固着してなる根固め
部を有する杭基礎構造において、上記根固め材が固着す
る杭先端部に対し、当該根固め材との付着力を増加させ
る付着力増加手段が設けられ、上記根固め部の外周は、
杭外周面よりも外径方向に張り出していると共に、少な
くとも当該根固め部の上部は、杭表面からの径方向の距
離が、上側よりも下側の方が大きくなるテーパ状となっ
ていることを特徴とするものである。

【０００８】本発明によれば、杭先端部に対し付着力増
加手段を設けることで、杭周面とセメント塊との一体化
が図られる結果、杭に作用した軸方向の力は、杭下端だ
けでなく杭周面からもセメント塊に伝達される。つま
り、杭先端とセメント塊との間の力の伝達が分散して円
滑に行われる。さらに、根固め部の外周は、杭外周面よ
りも外径方向に張り出している。その結果、杭の断面積
よりも大きい、すなわち根固め部の径に応じた先端支持
力が期待できる。

【０００９】また、支持力は、根固め部の横断面におけ
る最大面積で規制されるが、根固め部の外形形状を円柱
形とする従来の場合と比較し、少なくとも上部位置の根
固め部の外周は杭表面からの径方向の距離が、上側より
も下側の方が大きくなるテーパ状となっているので、杭
に引き抜き力が加わった場合には、根固め部を杭に押し
付けるように地盤から根固め部へと力が作用する。この
ため、杭と根固め材との付着が強固なものとなり、引き
抜き抵抗力を向上させることができる。

【００１０】このことは、特に引き抜き力が杭に作用し
た場合に有効である。なお、上記杭に作用した引き抜き
力についても、杭先端部外周に付着力増加手段を設けて
あることから効率良く分散してセメント塊に伝達され
る。次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載
した構成に対し、上記付着力増加手段は、杭先端部の外
周面に突出量が６mm以上の突起部を設けることで実現し
たことを特徴とするものである。

【００１１】ここで、実験によって６mm以上の突起とす
ることで、十分な付着力が確保可能であったことから６
mm以上と規定している。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る
基礎杭構造を示す概念図であって、支持杭１の先端部１
ａ（下端部）が支持層２の地盤まで埋設されると共に、
その杭１の先端部１ａにセメント塊４が固着して根固め
部Ｎが形成されている。なお、不図示の支持杭１の頭部
に上部構造物（不図示）が支持される。

【００１３】上記杭１の先端部１ａには複数の突起部３
（付着力増加手段）が形成されて、セメント塊４との付
着力が向上し、当該杭１の先端部１ａとセメント塊４と
の一体化が高くなるようになっている。ここで、上記突
起部３の杭１表面からの突出量は６mm以上とするのが好
ましい。突出量が６mm未満では、セメント塊４との間に
十分な付着力が期待できないことを実験で確認してい
る。また、各突起部３の突出量は、下側よりも上側の方
を高く設定する方が好ましい。

【００１４】また、上記セメント塊４の外形は略円錐形
状となっている。つまり、セメント塊４は、縦断面略三
角形形状となって、その縦方向の外形輪郭は杭表面から
の径方向の距離が上側よりも下側の方が大きくなるテー
パ状となっている。なお、上記基礎杭構造の構築は、例
えば次のように構築すればよい。すなわち、オーガーに
よって支持層２の地盤まで掘削しながら鋼管杭１を挿入
し、掘削穴の先端部１ａを拡大掘削した後にセメントミ
ルクを注入して構築する。そして、上記拡大掘削する際
に拡幅した空間の形状が、上記根固め部Ｎの形状となる
ように掘削を行えばよい。

【００１５】次に、上記構成の基礎杭構造の作用・効果
等について説明する。基礎杭１の支持力は、根固め部Ｎ
の横断面積における最大面積で規制されるが、本実施形
態の根固め部Ｎでは、最下部の最大径位置の面積を大き
くすることで、必要とする支持力が確保される。また、
上記構成では、杭１の先端部１ａとセメント塊４との付
着力が、上記突起部３によって高く設定される。したが
って、上部構造物などから杭１に対し下向きの力Ｆ１が
負荷された場合に、上記力Ｆ１は、杭１の先端から下方
に位置するセメント塊４に伝達されるだけでなく、杭１
の先端外周の突起部３からもセメント塊４に伝達され
る。つまり、上記下向きの力Ｆ１は、分散して円滑にセ
メント塊４に伝達される結果、下向きの力Ｆ１に対す
る、セメント塊４の破壊耐力を大幅に向上させることが
できる。

【００１６】このように、破壊耐力が大幅に向上するこ
とから、上記根固め部Ｎの横断面における最大面積をよ
り大きく設定可能となり、もって上記支持力をより大き
く設定可能となる。また、杭１に対し引き抜き力Ｆ２が
作用すると、杭１の先端部１ａに対し上向きの力Ｆ２が
掛かる。このとき、根固め部Ｎに対し、地盤からの反力
として下向きの力Ｒが負荷されることとなる。このと
き、本実施形態では、上側の地盤から反力Ｒが負荷され
る面が斜め下方に傾斜したテーパ状となっているので、
上側からの下向きが作用すると、杭１の軸方向に向かう
斜め方向の力として根固め部Ｎのセメント塊４に作用、
つまり、セメント塊４に対し圧縮方向の力として作用す
ることから、杭１に引き抜き力が作用した際においても
セメント塊４の破壊耐力が大きくなり、引き抜き力に対
する支持力も大きく設定することが可能となる。

【００１７】なお、テーパの傾きは、テーパ面の杭軸方
向に対する傾き（図１中のθ）が３０〜６０度の範囲と
すると効率良く引き抜き抵抗力が得られる。なお、上記
引き抜き力が作用した場合についても、杭１の先端部１
ａ外周に突起部３を設けてあることから効率良く分散し
てセメント塊４に伝達される。ここで、上記実施形態で
は、根固め部Ｎの形状を略円錐形状として、上下方向の
輪郭を上端から下端までテーパ状としているが、これに
限定されない。

【００１８】少なくとも、上側の地盤から直接下向きの
荷重が掛かる根固め部Ｎの上部の上下方向への輪郭が、
図２に示すように、テーパ状となっていればよい。な
お、横断面積における最大面積で支持力が規制される。
なお、テーパの形状は、勾配が一定である必要はなく、
徐々に若しくは段階的に勾配が変更させるように設定さ
れていても良い。この場合であっても、上側の地盤から
負荷される下向きの荷重Ｒが、鋼管軸方向に向けて斜め
下方、つま圧縮方向に作用することで、上記作用・効果
を得る。

【００１９】また、上記実施形態では、付着力増加手段
として突起部３を示したが、これに限定されない。例え
ば、杭１の先端部１ａにスパイラル状のリブを形成して
突起を杭１の先端外周に設けて付着力増加手段としても
良い。また、杭１の先端部１ａに開口を複数設けて付着
力増加手段としても良い。また、根固め部Ｎの横断面は
円形である必要はない。

【００２０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明を採用
すると、根固め部について、当該根固め部の体積を抑え
つつ、効率よく支持力及び破壊耐力を向上することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく実施形態に係る杭の基礎構造を
説明する図である。

【図２】本発明に基づく実施形態に係る杭の基礎構造の
別例を説明する図である。

【図３】従来の杭の基礎構造を説明する図である。

【符号の説明】

１杭１ａ杭先端部２支持層３突起部（付着力増加手段）４セメント塊Ｎ根固め部Ｒ上側の地盤からの荷重（反力）

フロントページの続きＦターム(参考） 2D041 BA12 BA13 CA03 DB02 FA07 2D050 AA06 CA02 CA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地盤に埋設した鋼管杭の先端部に根固め
材が固着してなる根固め部を有する杭基礎構造におい
て、上記根固め材が固着する杭先端部に対し、当該根固め材
との付着力を増加させる付着力増加手段が設けられ、上記根固め部の外周は、杭外周面よりも外径方向に張り
出していると共に、少なくとも当該根固め部の上部は、
杭表面からの径方向の距離が、上側よりも下側の方が大
きくなるテーパ状となっていることを特徴とする杭基礎
構造。
【請求項２】上記付着力増加手段は、杭先端部の外周
面に突出量が６mm以上の突起部を設けることで実現した
ことを特徴とする請求項１に記載した杭基礎構造。