JP2003306949A - 杭頭部滑り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、基礎杭の頭部に曲げ応力、及び水
平力を作用させない基礎杭と基礎梁との接合部に設けら
れる杭頭部滑り装置を提供する。 【解決手段】杭頭ピン４は、連結部材７を介して凸部５
ａを有する球座５と凸部５ａに嵌合する凹部６ａを有す
る蓋体６とが、凸部５ａ及び凹部６ａを面どうしで接す
る状態で連結されることにより構成されている。滑り装
置８は、杭頭部における上端面に固着された鋼板９の上
面に滑り材料が用いられた滑り材１０が配され、その上
面に杭頭ピン４の球座５が配置されている。このため、
前記基礎梁２から前記既存杭１に所定摩擦力以上の水平
力が作用した際には、前記杭頭ピン４が載置された滑り
材１０は、前記鋼板９の上面を水平方向に自在にすべ
り、基礎梁２からの水平力を既存杭１の杭頭部に作用し
難くし、既存杭１の杭頭部に発生しやすい水平耐力や曲
げ応力を緩和するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基礎杭の頭部に水
平力、曲げモーメントを作用させないような基礎杭と基
礎梁との接合部に設けられる杭頭部滑り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば既存杭を再利用したい
場合には、既存杭の頭部に作用する水平力、及び曲げモ
ーメントに対する耐力調査を行った上で利活用するが、
既存杭の多くは水平抵抗を期待した設計になっていない
ため、再利用されるケースは非常に少ない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、既存杭の利用
は、建設コストの低減に大きく寄与することから、既存
杭の再利用が強く求められており、上部建築物からの水
平力を既存杭の頭部に極力伝えることなく、鉛直支持力
のみを既存杭に期待する構造が必要とされている。

【０００４】上記事情に鑑み、本発明は、経済的で、基
礎杭の頭部に水平力、曲げモーメントを作用させないよ
うな基礎杭と基礎梁との接合部に設けられる杭頭部滑り
装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の杭頭部
滑り装置は、基礎杭と基礎梁との接合部に設けられる杭
頭部滑り装置であって、球面状に成形された凸部を上面
に有する板状の球座と、該球座に嵌合される凹部を下面
に有し、前記基礎梁の下端面に固着手段を介して上面が
固着される板状の蓋体と、該蓋体の凹部の中央部、及び
前記球座の凸部の天部に各々鉛直方向で同軸となるよう
に孔が設けられて、該孔を貫通し鉛直軸と同軸方向に配
される連結部材とを備えてなり、前記球座の凸部と前記
蓋体の凹部が面どうしで接する状態で回転を自在とする
ように、前記球座の凸部の天部に設けられた孔の径が、
前記連結部材の断面よりも大きく形成される杭頭ピン
と、前記基礎杭の頭部に固着手段を介して固着される鋼
板、及び該鋼板の上面に配置される板状の滑り材よりな
る滑り装置とにより構成され、前記杭頭ピンが、前記滑
り装置の上部に配置されることを特徴としている。

【０００６】請求項２に記載の杭頭部滑り装置は、前記
滑り装置には、前記滑り材に代わり、ボールベアリング
が用いられており、該ボールベアリングには、前記杭頭
ピンが載置される板部材、及び該板部材の外周端部全面
に設けられる脚部とを有する卓状に形成された鋼盤と、
該鋼盤の脚部及び板部材とに囲まれた空間に配置された
複数の鋼球とが用いられることを特徴としている。

【０００７】請求項３に記載の杭頭部滑り装置は、前記
鋼盤の前記板部材が、中央部近傍の下端面にも中心点を
囲うようにして、前記鋼盤の脚部が設けられることを特
徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係る杭頭部滑り装置を図
１から図３に示す。本実施の形態では、基礎杭の頭部に
生じる水平抵抗力、及び曲げモーメントを逃して、基礎
杭に鉛直支持杭としての機能のみを持たせる杭頭部滑り
装置を示すものである。

【０００９】（第１の実施の形態）図１に示すように、
既存杭１を基礎杭とする構造物は、前記既存杭１の杭頭
部と基礎梁２との接合部に、杭頭部滑り装置３が設けら
れている。該杭頭部滑り装置３は、杭頭ピン４と、該杭
頭ピン４の下部に配置される滑り装置８とにより構成さ
れる。

【００１０】前記杭頭ピン４は、球座５、蓋体６、及び
連結部材７を備えている。前記球座５は、前記既存杭１
の杭頭部の上面に配置されており、ダクタイル鋳鉄より
成形される板材より構成されている。前記球座５の中央
部には、上面側に球面状の凸部５ａが形成されるととも
に、該凸部５ａの天部には、孔５ｂが設けられている。
また、該球座５の下面側には、平滑面が形成されている
が、その中央部には、切り欠き５ｄが設けられている。
該切り欠き５ｄは、前記孔５ｂと連通しており、この切
り欠き５ｄから前記孔５ｂを貫通して、一方の端部７ａ
が外方に突出するように前記連結部材７が配置される。

【００１１】ここで、前記連結部材７には高力ボルトが
用いられており、前記切り欠き５ｄは、前記連結部材７
の他方の端部７ｂに設けられるナットを納めることが可
能な大きさを有している。また、前記孔５ｂは、該連結
部材７の断面よりも十分大きい径を有しているため、前
記切り欠き５ｄ側から該孔５ｂを塞ぐように、連結部材
支持材５ｃがあり、該連結部材支持材５ｃに他方の端部
７ｂを締結することにより、前記連結部材７が固定され
ている。

【００１２】一方、前記連結部材７を介して前記球座５
に連結されるとともに、該球座５の上部に配置される前
記蓋体６は、その上面を前記基礎梁２の下端面にアンカ
ーボルト１５等の締結手段により固定されている。該蓋
体６は、前記球座５と同様に、ダクタイル鋳鉄より成形
される板材より構成されており、その中央部には、下面
側に前記凸部５ａと面どうしで接する凹部６ａが形成さ
れるとともに、該凹部６ａの中央部には、前記孔５ｂと
鉛直方向で同軸となるように孔６ｂが設けられている。
該孔６ｂは、前記連結部材７の一方の端部７ａが納まる
大きさの径を有しているとともに、その内周面には、一
部分に縮径部６ｃが設けられており、該縮径部６ｃに一
方の端部７ａが締結されることにより前記連結部材７が
固定されている。

【００１３】このように、前記杭頭ピン４は、前記既存
杭１の上部に配置される前記球座５と、前記基礎梁２の
下端面に固着された蓋体６とが、前記凸部５ａ及び凹部
６ａを面どうしで接する状態で、前記連結部材７を介し
て連結されることにより構成されている。なお、前記杭
頭ピン４は、前記孔５ｂ及び孔６ｂが前記連結部材７の
断面に比べて十分大きい径を有しているため、前記基礎
梁２から前記既存杭１に大きな地震力が作用した際に、
前記球座５の凸部５ａ及び蓋体６の凹部６ａの接合面
が、すべり面となってそれらの相対回転が許容されるこ
ととなる。

【００１４】つまり、前記蓋体６と球座５との接合面に
回転が生じることにより、前記基礎梁２と前記既存杭１
との接合角度は自在に変化できるため、前記既存杭１の
杭頭部に生じやすい大きな曲げモーメントを低減できる
ものである。しかも、前記杭頭ピン４は、前記基礎梁２
から前記既存杭１に作用する鉛直荷重を、前記基礎梁２
と前記既存杭１との接合角度が変化した際にも支障なく
支持することが可能である。

【００１５】上述する構成による前記杭頭ピン４は、滑
り装置８を介して前記既存杭１の杭頭部の上面に配置さ
れる。該滑り装置８は、鋼板９、及び滑り材１０により
構成されており、前記鋼板９は、ステンレス鋼等の材料
からなる板材で、前記既存杭１の杭頭部における上端面
を平滑にすることを目的に、均しモルタル１４を配した
上でその上部に固着されている。

【００１６】前記滑り材１０は、該鋼板９の上面に配置
されている。該滑り材１０には、４フッ化エチレン樹脂
等の低摩擦材料が用いられており、その上面に前記杭頭
ピン４の球座５が固定手段を介して固定されている。こ
のため、前記基礎梁２から前記既存杭１に所定摩擦力以
上の水平力が作用した際には、前記杭頭ピン４が固定さ
れた滑り材１０が、前記鋼板９の上面を水平方向に自在
にすべり、基礎梁２からの水平力を既存杭１の杭頭部に
作用し難くし、既存杭１の杭頭部に発生しやすい水平耐
力や曲げ応力を緩和するものである。

【００１７】（第２の実施の形態）このような前記既存
杭１の杭頭部に発生しやすい水平耐力や曲げ応力を緩和
する他の構成を図２に示す。第２の実施の形態におい
て、前記杭頭ピン４には、第１の実施の形態と同様のも
のを用いている一方、前記滑り装置８には、第１の実施
の形態で用いた前記滑り材１０に代わり、摩擦の少ない
軸受けとして一般に用いられているボールベアリング１
１が用いられている。該ボールベアリング１１は、鋼盤
１２、及び複数の鋼球１３により構成されている。該鋼
盤１２は、高剛性の鋼材によりなり、前記球座５と同様
の平面形状を有する板部材１２ａ、及び該板部材１２ａ
の外周縁全面に取り付けられた脚部１２ｂとを有する卓
上に一体成形されている。前記鋼盤１２と前記杭頭ピン
４は、前記板部材１２ａの上面と前記杭頭ピン４の球座
５の下面が接するようにして、図示しないボルト等の締
結手段を介して締結されている。

【００１８】なお、前記鋼盤１２の上面に配置される前
記杭頭ピン４の球座５に、前述したダクタイル鋳鉄を用
いる場合には、前記鋼盤１２との間に電流が発生し、さ
びを生じる可能性があるため、前記鋼盤１２と前記球座
５との間には、絶縁材１６を敷設しておく。

【００１９】また、該鋼盤１２の前記板部材１２ａ及び
脚部１２ｂとにより囲まれた空間には、前記鋼板９の上
面と前記板部材１２ａの下面の両者に接する直径を有し
ており、該鋼盤１２と同様に高剛性の鋼材よりなる複数
の前記鋼球１３が配置されている。これにより、前記基
礎梁２から前記既存杭１に所定摩擦力以上の水平力が作
用した際には、前記杭頭ピン４が載置された前記鋼盤１
２の内方に備えられた複数の鋼球１３が、前記鋼板９の
上面を水平方向に自在に転がり、基礎梁２からの水平力
を既存杭１の杭頭部に作用し難くし、既存杭１の杭頭部
に発生しやすいせん断応力や曲げ応力を緩和するもので
ある。

【００２０】また、前記鋼球１３は、常に前記鋼板９と
前記板部材とに接しているため、前記杭頭ピン４が前記
基礎梁２より受ける鉛直荷重を、前記滑り装置８の鋼盤
１２、複数の鋼球１３、及び鋼板９を介して、前記既存
杭１に確実に伝達するものである。

【００２１】なお、前記滑り装置８に用いる鋼球１３
は、前記鋼盤１２を介して伝達される上部構築物の荷重
に応じて、最適な径及び数量を決定するものである。

【００２２】（第３の実施の形態）また、図３に示すよ
うに、前記ボールベアリング１１について、前記鋼盤１
２について、前記板部材１２ａの中央部に孔１２ｃを設
けて平面形状をドーナツ状に形成するとともに、前記孔
１２ｃの縁にも内脚部１２ｄを設けて、前記板部材１２
ａ、外脚部１２ｂ、及び内脚部１２ｄに囲まれる空間に
複数の前記鋼球１３を配しても良い。このような構成に
より、前記基礎梁２より前記既存杭１に所定摩擦力以上
の水平力が作用し、前記杭頭ピン４を固定された滑り装
置８のボールベアリング１１が前記鋼板９の上面を滑っ
ても、前記鋼球１３が前記鋼盤１２の全面に均等に配置
されて一部に偏よることがなく、軸受けとしての高い性
能を確保できるものである。

【００２３】上述する構成によれば、前記既存杭１と前
記基礎梁２との接合部に、前記既存杭１の杭頭部に曲げ
モーメントをほぼ生じさせない前記杭頭ピン４と、前記
既存杭１の杭頭部に水平力を生じさせない前記滑り装置
８との両者を備えた杭頭部滑り装置３を配置させたた
め、簡略な構成で既存杭１の杭頭部に発生しやすいせん
断応力や曲げ応力を緩和し、前記既存杭１に鉛直支持力
のみの機能を持たせる構成とすることが可能となる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１、及び請求項２に記載の杭頭部
滑り装置によれば、基礎杭と基礎梁との接合部に設けら
れる杭頭部滑り装置であって、球面状に成形された凸部
を上面に有する板状の球座と、該球座に嵌合される凹部
を下面に有し、前記基礎梁の下端面に固着手段を介して
上面が固着される板状の蓋体と、該蓋体の凹部の中央
部、及び前記球座の凸部の天部に各々鉛直方向で同軸と
なるように孔が設けられて、該孔を貫通し鉛直軸と同軸
方向に配される連結部材とを備えてなり、前記球座の凸
部と前記蓋体の凹部が面どうしで接する状態で回転を自
在とするように、前記球座の凸部の天部に設けられた孔
の径が、前記連結部材の断面よりも大きく形成される杭
頭ピンと、前記基礎杭の頭部に固着手段を介して固着さ
れる鋼板、及び該鋼板の上面に配置される板状の滑り材
よりなる滑り装置とにより構成され、前記杭頭ピンが、
前記滑り装置の上部に配置される。または、前記滑り装
置には、前記滑り材に代わり、ボールベアリングが用い
られており、該ボールベアリングには、前記杭頭ピンが
載置される板部材、及び該板部材の外周端部全面に設け
られる脚部とを有する卓状に形成された鋼盤と、該鋼盤
の脚部及び板部材とに囲まれた空間に配置された複数の
鋼球とが用いられることから、簡略な構成で既存杭１の
杭頭部に発生しやすいせん断応力や曲げ応力を緩和し、
前記既存杭１に鉛直支持力のみの機能を持たせる構成と
することが可能となる。

【００２５】請求項３に記載の杭頭部滑り装置によれ
ば、前記鋼盤の前記板部材が、中央部近傍の下端面にも
中心点を囲うようにして、前記鋼盤の脚部が設けられる
ことから、前記基礎梁より前記既存杭に所定摩擦力以上
の水平力が作用し、前記杭頭ピンを固定された滑り装置
のボールベアリングが前記鋼板の上面を滑っても、前記
鋼球が前記鋼盤の全面に均等に配置されて一部に偏よる
ことがなく、軸受けとしての高い性能を確保できるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る杭頭部滑り装置の第１の実施の
形態を示す図である。

【図２】 本発明に係る杭頭部滑り装置の第２の実施の
形態を示す図である。

【図３】 本発明に係る杭頭部滑り装置の第２の実施の
他の形態を示す図である。

【符号の説明】

１ 既存杭 ２ 基礎梁 ３ 杭頭部滑り装置 ４ 杭頭ピン ５ 球座 ５ａ 凸部 ５ｂ 孔 ５ｃ 連結部材支持材 ５ｄ 切り欠き ６ 蓋体 ６ａ 凹部 ６ｂ 孔 ６ｃ 縮径部 ７ 連結部材 ７ａ 一方の端部 ７ｂ 他方の端部 ８ 滑り装置 ９ 鋼板 １０ 滑り材 １１ ボールベアリング １２ 鋼盤 １２ａ 板部材 １２ｂ 脚部 １３ 鋼球 １４ ならしモルタル １５ ボルト １６ 絶縁材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 孝 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 Ｆターム(参考） 2D046 CA01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基礎杭と基礎梁との接合部に設けられる
   杭頭部滑り装置であって、 球面状に成形された凸部を上面に有する板状の球座と、 該球座に嵌合される凹部を下面に有し、前記基礎梁の下
   端面に固着手段を介して上面が固着される板状の蓋体
   と、 該蓋体の凹部の中央部、及び前記球座の凸部の天部に各
   々鉛直方向で同軸となるように孔が設けられて、該孔を
   貫通し鉛直軸と同軸方向に配される連結部材とを備えて
   なり、 前記球座の凸部と前記蓋体の凹部が面どうしで接する状
   態で回転を自在とするように、前記球座の凸部の天部に
   設けられた孔の径が、前記連結部材の断面よりも大きく
   形成される杭頭ピンと、 前記基礎杭の頭部に固着手段を介して固着される鋼板、
   及び該鋼板の上面に配置される板状の滑り材よりなる滑
   り装置とにより構成され、 前記杭頭ピンが、前記滑り装置の上部に配置されること
   を特徴とする杭頭部滑り装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の杭頭部滑り装置におい
   て、 前記滑り装置には、前記滑り材に代わり、ボールベアリ
   ングが用いられており、 該ボールベアリングには、前記杭頭ピンが載置される板
   部材、及び該板部材の外周端部全面に設けられる脚部と
   を有する卓状に形成された鋼盤と、 該鋼盤の脚部及び板部材とに囲まれた空間に配置された
   複数の鋼球とが用いられることを特徴とする杭頭部滑り
   装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の杭頭部滑り装置におい
   て、 前記鋼盤の前記板部材が、中央部近傍の下端面にも中心
   点を囲うようにして、前記鋼盤の脚部が設けられること
   を特徴とする杭頭部滑り装置。