JP2004027727A - Foundation pile and construction method for foundation pile - Google Patents

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磯田 和彦
Hideyuki Mano
真野 英之
Takashi Takura
田蔵 隆
Takashi Aoki
青木 孝
Yoichi Kobayashi
小林 洋一
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田中 宏征
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清水建設株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a foundation pile capable of holding verticl support force even for deformation of a pile head caused by earthquake and provide a construction method for the foundation pile. <P>SOLUTION: A plurality of holes are arranged in parallel at a predetermined separation interval, a cage reinforcing bar 13 and a steel pipe 9a are installed, cast-in-place concrete 14 is placed, and high strength concrete 9b is placed in a hollow part of the steel pipe 9a while an outer peripheral part of the steel pipe 9a is back filled by back-filling soil to construct the foundation pile 7. After the high strength concrete 9b is hardened, a steel pipe 6a of a column 6 is arranged in an upper end part of the steel pipe 9a on the same axis, and they are fixed by a fixing means such as welding to place high strength concrete 6b in a hollow part of the steel pipe 6a. Lastly, a part in the vicinity of a lower end part of the column 6 of a structure 5 is connected to construct a foundation horizontal member 10 in the horizontal direction and construct the structure 5 in an upper part of the foundation horizontal member 10. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震に伴う大きな杭頭変形に対しても鉛直支持力を保持できる基礎杭、及び基礎杭の構築方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、図7に示すように、非液状化層3、及び液状化層4を有する地盤1に配される構造物5の杭17において、前記液状化層4と非液状化層3の境界で生じる大きなせん断ひずみにより、境界部の杭本体17aに応力集中が生じるとともに、地表面付近では大きな地盤変形に対応するため杭頭部17bには大きな断面力が発生する。このような現象に対応するため、一般的に前記杭17には、曲げ剛性を高めることを目的に、鋼管巻きの場所打ち鉄筋コンクリート杭や、拡頭場所打ち鉄筋コンクリート杭等が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述するような曲げ剛性を高めた杭17では、杭頭部17bの変位を抑えることができるものの、杭頭部17bや液状化層と非液状化層との境界部近傍の杭本体17aは断面が大きくなり、杭17や基礎水平部材10の部材断面を大きく取る必要が生じる等、工費が大幅に上昇することとなる。
【0004】
上記事情に鑑み、本発明は、簡略な構成で施工性が良く、地震に伴う大きな杭頭変形に対しても鉛直支持力を保持できる基礎杭、及び基礎杭の構築方法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に記載の基礎杭は、地盤中の支持層に支持されて、鉛直軸と同軸上に配される杭本体と、該杭本体の頭部に同軸上に配されて、頭部が基礎水平部材に結合される頭部杭とにより構成され、前記杭本体が、場所打ちコンクリート杭よりなるとともに、前記頭部杭が、前記構造物より作用する鉛直荷重を支持でき、かつ前記杭本体よりも小さい径を有する鋼管あるいはコンクリート充填鋼管よりなることを特徴としている。
【0006】
請求項2に記載の基礎杭は、前記基礎杭が、下層を構成する支持層と、中層を構成する非液状化層と、上層を構成する液状化層とによりなる地盤中に設けられ、前記基礎杭の杭本体が、支持層に支持されて前記非液状化層の上層近傍に達する高さを有するとともに、該杭本体の頭部に設けられる頭部杭が、前記液状化層に位置することを特徴としている。
【0007】
請求項3に記載の基礎杭は、前記構造物の柱が、前記頭部杭と同一、もしくはこれより小さい径を有する鋼管あるいはコンクリート充填鋼管よりなり、該柱が、前記頭部杭と同軸上に配置されるとともに、頭部杭に剛に結合されることを特徴とする基礎杭。
【0008】
請求項4に記載の基礎杭の構築方法は、地盤を掘削し、杭本体を構成する鉄筋を配置するとともに、頭部杭を構成する鋼管を該鉄筋の上部に前記杭本体と同軸となるように配置する第1の工程と、前記杭本体を構成する場所打ちコンクリートを打設し、該場所打ちコンクリートの硬化後に前記頭部杭を構成する鋼管の外周部を埋め戻す第2の工程と、前記頭部杭を構成する鋼管の頭部に、前記頭部杭にパイルキャップを装着した上で、前記頭部杭の頭部を連結するように、水平に基礎水平部材を構築する第3の工程とにより構築されることを特徴としている。
【0009】
請求項5に記載の基礎杭の構築方法において、第3の工程で、前記頭部杭を構成する鋼管の中空部にコンクリートを打設し、該コンクリートの硬化後に、前記頭部杭にパイルキャップを装着することを特徴としている。
【0010】
請求項6に記載の基礎杭の構築方法は、地盤を掘削し、杭本体を構成する鉄筋を配置するとともに、頭部杭を構成する鋼管を該鉄筋の上部に前記杭本体と同軸となるように配置する第1の工程と、前記杭本体を構成する場所打ちコンクリートを打設し、該場所打ちコンクリートの硬化後に前記頭部杭を構成する鋼管の外周部を埋め戻す第2の工程と、前記頭部杭を構成する鋼管の頭部に、構造物の柱を同軸上に接合する第3の工程と、前記柱の脚部を連結するように、水平に基礎水平部材を構築する第4の工程とにより構築されることを特徴としている。
【0011】
請求項7に記載の基礎杭の構築方法は、第3の工程で、前記頭部杭を構成する鋼管の中空部にコンクリートを打設した後、前記頭部杭を構成する鋼管の頭部に構造物の柱を同軸上に接合することを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明に係る基礎杭、及び基礎杭の構築方法を図1から図6に示す。本発明の基礎杭は、断面径が小さい鋼管あるいはコンクリート充填鋼管を杭頭部に配置することにより、地盤の液状化に伴う大きな杭頭変形に対しても鉛直支持力を保持できる高靭性の基礎杭を実現するものである。
【0013】
図1に示すように、下層を構成する支持層2と、中層を構成する非液状化層3と、上層を構成する液状化層4とによりなる地盤1には、構造物5を支持する複数の基礎杭7が所定の間隔をもって離間配置されている。該基礎杭7は、支持層2に支持される基礎杭本体8と、該基礎杭本体8の頭部に配置される頭部杭9とにより構成される。なお、地盤1を構成する支持層2は、前記構造物5の荷重に耐えうる強度を有するものである。また、本実施の形態において、基礎杭7は液状化層4を有する地盤1に設ける構成としたが、これにこだわるものではなく、不同沈下を起こす可能性がある軟弱地盤で、かつ軟弱層が厚いために杭基礎を必要とする地盤の何れにも適用可能である。
【0014】
前記基礎杭本体8は、場所打ちコンクリート14を用いた鉄筋コンクリートによりなるもので、支持層2に支持されて、鉛直軸と同軸となるように配置されている。該基礎杭本体8は、一般に用いられる場所打ちコンクリート杭と同様の杭基礎設計により算出される杭断面を有するとともに、その杭長は、前記非液状化層3の上層に達する程度の長さを有している。基礎杭本体8の頭部には、下端部を基礎杭本体8の内方に埋め込まれるようにして頭部杭9が接合されている。
【0015】
該頭部杭9は、基礎杭本体8と同軸上に配置されており、厚肉の鋼管9a、及び鋼管9aの中空部を充填する高強度コンクリート9bよりなるコンクリート充填鋼管により構成されている。該頭部杭9の断面径は、構造物5より作用する鉛直荷重を支持できる強度を有する程度とし、基礎杭本体8に比べて小さく形成されており、これに伴い曲げ剛性も基礎杭本体8に比べて小さい。なお、前記頭部杭9は、非液状化層3の上層に位置する基礎杭本体8の上部に設けられていることから、頭部杭9のほぼ全体が前記液状化層4に位置することとなる。また、前記基礎杭本体8の頭部に埋め込まれている頭部杭9を構成する鋼管9aの下端部近傍の外周面には、スタッドジベルを取り付けることにより凹凸面11が形成されており、頭部杭9の基礎杭本体8への定着強度を高めている。
【0016】
本実施の形態において、頭部杭9には、厚肉の鋼管9a、及び鋼管9aの中空部を充填する高強度コンクリート9bよりなるコンクリート充填鋼管を用いたが、これにこだわるものではなく、上部に構築される建築物の鉛直荷重を支持できる強度を有するものであれば、高強度コンクリート9bを充填しない鋼管9aのみの構成を用いても良い。
また、鋼管9aの下端部近傍の外周面には、凹凸面11を形成することを目的にスタッドジベルが設けられているが、これにこだわるものではなく、例えば、図2(a)に示すような、鋼管9aの外周面に鋼棒等よりなる複数のリングを溶接等の固着手段を介して固着する構成や、外周面に圧延成形の突起を設ける構成、図2(b)に示すような、波型に成形した鋼管9aを用いた構成等、鋼管9aの頭部杭9の基礎杭本体8への定着強度を高めることが可能な構成であれば、何れを用いても良い。
【0017】
ところで、上述する基礎杭7に支持される前記構造物5の柱6は、鋼管6aと、該鋼管6aの中空部を充填するコンクリート6bによるコンクリート充填鋼管により構成されており、その断面径は、頭部杭9と同一に形成されている。該柱6は、頭部杭9と同軸に配されており、柱6を構成する鋼管6aの下端面が、頭部杭9を構成する鋼管9aの上端面と面どうしで接するようにして、溶接等の固着手段により固着されている。なお、前記構造物5の柱6は、前記頭部杭9と同一の断面径を有しているが、これにこだわるものではなく、柱6と頭部杭9とが鉛直方向に同軸上で剛に接合することができれば、柱6は頭部杭9より小さい断面径でもよい。また、該柱6は、コンクリート充填鋼管にこだわるものではなく、鋼管6aのみの構成等何れの構成を用いても良い。
【0018】
該柱6の下端部近傍には、基礎水平部材10として基礎梁が設けられており、これらが隣り合う柱6どうしを連結する。ここで、該基礎水平部材10に埋設され柱6を構成する鋼管6aの下端部の外周面には、凹凸面11が形成されており、柱6の基礎水平部材10への定着強度を高めている。なお、柱6を構成する鋼管6aに形成される凹凸面11も、頭部杭9を構成する鋼管9aに形成される凹凸面11と同様に、柱6の基礎水平部材10への定着強度を高めることの可能な構成であれば、何れの構成を用いても良い。
【0019】
このように、非液状化層3の上層から液状化層4の範囲に位置する基礎杭7は、構造物5より作用される鉛直荷重を支持でき、断面径が細く厚肉な鋼管9aを備える曲げ剛性の小さい頭部杭9が杭頭部に配置されている。これにより、地震等により構造物5を介して頭部杭9に水平力が作用すると、頭部杭9は鉛直支持力を保持した状態でたわみが生じ、杭頭変位が大きくなるものの、曲げモーメントが小さく断面力も小さいため、基礎水平部材10の部材断面を大幅に低減できる。また、所定規模以上の地震が発生すると、前記地盤1が液状化し、これに伴う長周期化と、たわんだ頭部杭9周りの地盤の減衰が増加することにより、構造物5への応答を低減できるものである。
【0020】
なお、本実施の形態では、隣り合う柱6どうしは基礎梁により連結されているが、これにこだわるものではなく、マットスラブを設ける等、上部に構造物5を構築できれば、基礎水平部材10として何れの構成を用いても良い。
【0021】
また、前記基礎水平部材10を、前記頭部杭9の上端部近傍を連結するように構築し、基礎水平部材10の上部に前記構造物5を構築する構成とすれば、本発明の基礎杭7は、構造物5自身や柱6の形態の構成にこだわるものではなく、いずれの構造形式にも適用できるものである。その際、基礎水平部材10に埋設される頭部杭9の頭部には、図4(b)(c)に示すように、一般的に杭の頭部に用いられているパイルキャップ15が取り付けられて、その上部に前記構造物5の柱6が構築されることとなる。なお、これにこだわるものではなく、必ずしもパイルキャップ15を用いなくとも良い。
【0022】
(第1の実施の形態)
上述する構成による前記基礎杭7の構築方法を以下に示す。まず第1の実施の形態として、前記構造物5を構成する柱6の構成によらない、基礎杭7の構築方法を図3、及び図4に示す。なお、第1の実施の形態では、頭部杭9に、コンクリート充填鋼管が用いられる場合を例に挙げて詳述する。
【0023】
(第1の工程)
まず、図3(a)に示すように、前記地盤1の構造物5を設けたい領域内で、所定の離間間隔をもって並列配置となるように、アースドリル等の掘削手段を介して孔壁安定液を充たしながら複数の孔12を掘削する。該孔12の形状は、前記基礎杭7を構成する基礎杭本体8に準じるものとするが、該基礎杭本体8は、必要に応じて底部を拡底する形状としても良い。一方で、あらかじめ前記基礎杭本体8を構成する鉄筋を組み合わせたかご鉄筋13を地組みしておき、掘削後の孔12の所定位置にかご鉄筋13を据え付ける。
【0024】
次に、図3(b)に示すように、該かご鉄筋13の所定位置に、前記頭部杭9を構成する鋼管9aの下端部近傍を挿入し、固着手段を介して固着する。このとき、前記かご鉄筋13への鋼管9aの挿入長さLは、後に頭部杭9の杭径rの1〜4倍程度の長さが、前記基礎杭本体8の場所打ちコンクリート14の内方に埋め込まれる程度を目安とする。なお、前記かご鉄筋13を地組みする際に、後に基礎杭本体8の上部に構築される頭部杭9の鋼管9aを、かご鉄筋13に固着しておき、鋼管9a付きのかご鉄筋13を形成した上で、前記孔12の所定位置に据え付けてもよい。
【0025】
(第2の工程)
前記図3(c)に示すように、前記かご鉄筋13及び鋼管9aが据えられた孔12の内方に、非液状化層3の上層における所定の深さまで場所打ちコンクリート14を打設する。なお、該場所打ちコンクリート14が前記鋼管9aの中空部に入り込まないように、前記鋼管9aの底部には、あらかじめ水中コンクリートの充填を良くするために丸みを帯びた底蓋9cを取り付けておくが、これにこだわるものではなく、場所打ちコンクリート14と鋼管9aに同時に水中コンクリートが打設される場合には、底蓋9cがなくとも良い。これら前記場所打ちコンクリート14が硬化した後、前記鋼管9aの近傍に残留する孔壁安定液を排出し、埋め戻し土16、もしくは採石等を投入して、前記孔12の内方を充たす。
【0026】
(第3の工程)
図4(a)に示すように、前記鋼管9aの中空部に高強度コンクリート9bを打設して硬化後、図4(b)に示すように、鋼管9aの上端部に蓋をするようにパイルキャップ15を設置し、基礎杭7が構築される。この後、図4(c)に示すように、頭部杭9の上端部近傍を連結するようにして水平に前記基礎水平部材10を構築し、基礎水平部材10の上部に構造物5を構築する。
【0027】
なお、前記基礎杭7の頭部杭9に断面径が細く厚肉な鋼管9aのみを用いる場合には、第2の工程終了後、鋼管9aの上端部にパイルキャップ15を設置し、基礎杭7を構築する、もしくはあらかじめ上端部にパイルキャップ15が設置された鋼管9aを用いても良い。
【0028】
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態として、前記構造物5の柱6が、前記頭部杭9と断面径の等しいコンクリート充填鋼管により構成される場合の、基礎杭7の構築方法を図5に示す。なお、第2の実施の形態では、第1の実施の形態と同様、頭部杭9に、コンクリート充填鋼管が用いられる場合を例に挙げて詳述する。また、第1の工程、及び第2の工程は、図3及び上記と同様なため、第3の工程より以下に示す。
【0029】
(第3の工程)
所定の離間間隔をもって並列配置された複数の前記孔12に、かご鉄筋13、及び鋼管9aが据え付けられるとともに、非液状化層3の上層における所定の深さまで場所打ちコンクリート14が打設され、鋼管9aの外周部が埋め戻し土16により埋め戻された状態で、図5(a)に示すように、鋼管9aの中空部に高強度コンクリート9bを打設し、前記基礎杭7を構築する。
【0030】
該高強度コンクリート9bの硬化後、図5(b)に示すように、鋼管9aの上端部に構造物5の柱6を構成する鋼管6aを同軸上に配置し、頭部杭9の鋼管9aの上端面と、柱6の鋼管6aの下端面が面どうしで接するようにして溶接等の固着手段によりこれらを固着する。鋼管6aの中空部に前記高強度コンクリート6bを打設する。
【0031】
(第4の工程)
最後に、図5(c)に示すように、前記構造物5の柱6の下端部近傍を連結するようにして、水平方向に基礎水平部材10を構築し、該基礎水平部材10の上部に構造物5を構築する。
【0032】
なお、前記基礎杭7の頭部杭9に断面径が細く厚肉な鋼管9aのみを用いる場合には、第3の工程で、前記孔12における鋼管9aの外周部への埋め戻し土16による埋め戻し終了後、鋼管9aの上端部に柱6を構成する鋼管6aを同軸上に配置し、剛に固着すればよい。
また、前記柱6に鋼管6aのみを用いる場合には、第3の工程において、柱6の鋼管6aと頭部杭9の鋼管9aとの接合後、第4の工程を実施すればよい。
さらに、第2の実施の形態では、柱6を構成する鋼管6aと頭部杭9を構成する鋼管9aの断面径が等しい場合を例に取り詳述した。しかし、前記柱6を構成する鋼管6aが、頭部杭9を構成する鋼管9aに比べて断面径が小さい場合においても、鉛直方向に同軸状に配されて、いずれかの方法により鋼管6aの下端部近傍と鋼管9aの上端部近傍とが剛に結合される構成を用いれば、柱6の鋼管6aと頭部杭9の鋼管9aを同一断面径とすることにこだわるものではない。
【0033】
第1、及び第2の実施の形態で示すような、前記基礎杭7の構造的な性能について、レベル2クラスの大地震を想定し、基礎杭7の曲げモーメントと変形量、及び構造物5の応答を評価した。なお、対象とする構造物5は4階建ての建築物で、表1に示す地盤定数を有する地盤上に構築されていることを想定している。
【0034】
【表1】
【0035】
図6(a)(b)に示すように、基礎に鋼管巻き場所打ちコンクリート杭を用いた場合、及び地盤改良がなされた地盤に本実施の形態の基礎杭7の基礎杭本体8と同様の断面径を有する場所打ちコンクリート杭を用いた場合に比べて、前記基礎杭7は杭頭部の変位が大きいものの、曲げモーメントは鋼管巻き場所打ちコンクリート杭より大幅に低減していることがわかる。
【0036】
また、図6(c)に示すように、前記基礎杭7の上部に構築された構造物5は、基礎杭7の頭部杭9の剛性が小さく、前記液状化層4を有することから、他の杭に比べて構造物5への応答を低減させていることがわかる。
【0037】
したがって、上述する構成によれば、前記基礎杭7は杭頭部が、構造物5より作用される鉛直荷重を支持でき、断面径が細く厚肉な鋼管9aを備える曲げ剛性の小さい頭部杭9により構成されることから、地震等により前記構造物5を介して頭部杭9に水平力が作用すると、頭部杭9は鉛直支持力を保持した状態でたわみが生じ、杭頭変位が大きくなるものの、曲げモーメントは小さく断面力も小さくなる。これにより、前記基礎杭7に連結される基礎水平部材10の寸法や掘削量、土留め工事を大きく低減することが可能となるとともに、基礎全体の建設コストを大幅に低減することが可能となる。
【0038】
このような前記基礎杭7は、軟弱地盤にも適用可能であるが、さらに、前記基礎杭7を液状化層4を有する地盤1中に設けて、曲げ剛性の小さい頭部杭9を非液状化層3の上層から液状化層4に位置する杭頭部に配置することにより、所定規模以上の地震が発生すると、地盤1が液状化するためにこれに伴う長周期化、たわんだ頭部杭9周りの地盤の減衰が増加することにより、前記構造物5への応答を低減することが可能となる。
【0039】
また、前記基礎杭7は、上方に構築される構造物5の構成にこだわらないため、汎用性が高く、いずれの構造形式にも適用することが可能となる。
【0040】
さらに、前記構造物5の柱6が、頭部杭9と同軸状に配される場合には、該柱6と、頭部杭9とが固着手段を介して固着されて剛に接合されていることから、前記構造物5より頭部杭9に作用する鉛直荷重をスムーズに伝達することが可能となる。
【0041】
また、前記基礎杭7は、特殊な材料や接合部を必要とせず、構成も簡略なため、施工性が良く工費削減、工期短縮に大きく寄与することが可能となる。
【0042】
【発明の効果】
請求項1に記載の基礎杭によれば、地盤中の支持層に支持されて、鉛直軸と同軸上に配される杭本体と、該杭本体の頭部に同軸上に配されて、頭部が基礎水平部材に結合される頭部杭とにより構成され、前記杭本体が、場所打ちコンクリート杭よりなるとともに、前記頭部杭が、前記構造物より作用する鉛直荷重を支持でき、かつ前記杭本体よりも小さい径を有する鋼管あるいはコンクリート充填鋼管よりなることから、地震等により前記構造物を介して前記頭部杭に水平力が作用すると、前記頭部杭は鉛直支持力を保持した状態でたわみが生じ、杭頭変位が大きくなるものの、曲げモーメントが小さく断面力も小さくなり、基礎水平部材の部材断面を大幅に低減することが可能となる。これにより、基礎杭に連結される基礎水平部材の寸法や掘削量、土留め工事を大きく低減することが可能となるとともに、基礎の建設コストを大幅に低減することが可能となる。
【0043】
また、前記基礎杭は、その上方に構築される構造物の形態の構成にこだわらないため、汎用性が高く、いずれの構造形式にも適用することが可能となる。
【0044】
請求項2に記載の基礎杭によれば、前記基礎杭が、下層を構成する支持層と、中層を構成する非液状化層と、上層を構成する液状化層とによりなる地盤中に設けられ、前記基礎杭の杭本体が、支持層に支持されて前記非液状化層の上層近傍に達する高さを有するとともに、該杭本体の頭部に設けられる頭部杭が、前記液状化層に位置することから、前記基礎杭は、軟弱地盤にも適用可能であるが、さらに、前記基礎杭を液状化層を有する地盤中に設けることにより、所定規模以上の地震が発生すると、地盤が液状化するためにこれに伴う長周期化、たわんだ頭部杭周りの地盤の減衰が増加することにより、構造物への応答を低減することが可能となる。
【0045】
請求項3に記載の基礎杭によれば、前記構造物の柱が、前記頭部杭と同一、もしくはこれより小さい径を有する鋼管あるいはコンクリート充填鋼管よりなり、該柱が、前記頭部杭と同軸上に配置されるとともに、頭部杭に剛に結合されることから、構造物より頭部杭に作用する鉛直荷重をスムーズに伝達することが可能となる。
【0046】
請求項4、5に記載の基礎杭の構築方法によれば、地盤を掘削し、杭本体を構成する鉄筋を配置するとともに、頭部杭を構成する鋼管を該鉄筋の上部に前記杭本体と同軸となるように配置する第1の工程と、前記杭本体を構成する場所打ちコンクリートを打設し、該場所打ちコンクリートの硬化後に前記頭部杭を構成する鋼管の外周部を埋め戻す第2の工程と、前記頭部杭を構成する鋼管の頭部に、前記頭部杭にパイルキャップを装着した上で、前記頭部杭の頭部を連結するように、水平に基礎水平部材を構築する第3の工程とにより構築される、もしくは、第3の工程で、前記頭部杭を構成する鋼管の中空部にコンクリートを打設し、該コンクリートの硬化後に、前記頭部杭にパイルキャップを装着する。
また、地盤を掘削し、杭本体を構成する鉄筋を配置するとともに、頭部杭を構成する鋼管を該鉄筋の上部に前記杭本体と同軸となるように配置する第1の工程と、前記杭本体を構成する場所打ちコンクリートを打設し、該場所打ちコンクリートの硬化後に前記頭部杭を構成する鋼管の外周部を埋め戻す第2の工程と、前記頭部杭を構成する鋼管の頭部に、構造物の柱を同軸上に接合する第3の工程と、前記柱の脚部を連結するように、水平に基礎水平部材を構築する第4の工程とにより構築される。もしくは、第3の工程で、前記頭部杭を構成する鋼管の中空部にコンクリートを打設した後、前記頭部杭を構成する鋼管の頭部に構造物の柱を同軸上に接合する。これにより、特殊な材料や接合部を必要とせず、構成も簡略なため、施工性が良く工費削減、工期短縮に大きく寄与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る基礎杭の概略を示す図である。
【図2】本発明に係る頭部杭の鋼管の凹凸面を示す図である。
【図3】本発明に係る基礎杭の基礎杭本体の施工方法を示す図である。
【図4】本発明に係る基礎杭の基礎杭本体及び基礎水平部材の施工方法を示す図である。
【図5】本発明に係る基礎杭の基礎杭本体及び上部に構築される柱の施工方法を示す図である。
【図6】本発明に係る基礎杭の性能評価を示すグラフである。
【図7】従来の基礎杭の概略を示す図である。
【符号の説明】
1 地盤
2 支持層
3 非液状化層
4 液状化層
5 構造物
6 柱
6a 鋼管
6b 高強度コンクリート
7 基礎杭
8 基礎杭本体
9 頭部杭
9a 鋼管
9b 高強度コンクリート
9c 底蓋
10 基礎水平部材
11 凹凸面
12 孔
13 かご鉄筋
14 場所打ちコンクリート
15 パイルキャップ
16 埋め戻し土
17 杭
17a 杭本体
17b 杭頭部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a foundation pile capable of maintaining a vertical bearing capacity even with a large pile head deformation caused by an earthquake, and a method for constructing a foundation pile.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 7, in the pile 17 of the structure 5 disposed on the ground 1 having the non-liquefied layer 3 and the liquefied layer 4, the boundary between the liquefied layer 4 and the non-liquefied layer 3 is provided. Due to the large shear strain generated in the above, stress concentration occurs in the pile main body 17a at the boundary portion, and a large sectional force is generated in the pile head 17b near the ground surface to cope with large ground deformation. In order to cope with such a phenomenon, a cast-in-place cast-in-place reinforced concrete pile or a head-in-place cast-in-place reinforced concrete pile is generally used as the pile 17 for the purpose of increasing bending rigidity.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the pile 17 having the increased bending rigidity as described above, although the displacement of the pile head 17b can be suppressed, the pile main body 17a near the boundary between the pile head 17b and the liquefied layer and the non-liquefied layer is used. The cross section becomes large, so that it becomes necessary to take a large cross section of the members of the pile 17 and the foundation horizontal member 10, and the construction cost is greatly increased.
[0004]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a foundation pile capable of maintaining a vertical bearing force even with a large pile head deformation due to an earthquake with a simple configuration and a good construction property, and a method of constructing the foundation pile. And
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The foundation pile according to claim 1 is supported by a support layer in the ground, and a pile main body arranged coaxially with a vertical axis, and a coaxially arranged head of the pile main body, A head pile coupled to a foundation horizontal member, wherein the pile body is a cast-in-place concrete pile, and the head pile can support a vertical load acting from the structure, and the pile body It is characterized by comprising a steel pipe having a smaller diameter or a concrete-filled steel pipe.
[0006]
The foundation pile according to claim 2, wherein the foundation pile is provided in a ground formed by a support layer constituting a lower layer, a non-liquefied layer constituting an intermediate layer, and a liquefied layer constituting an upper layer, The pile body of the foundation pile has a height supported by the support layer and reaches near the upper layer of the non-liquefied layer, and the head pile provided at the head of the pile body is located in the liquefied layer. It is characterized by:
[0007]
The foundation pile according to claim 3, wherein the pillar of the structure is made of a steel pipe or a concrete-filled steel pipe having a diameter equal to or smaller than that of the head pile, and the pillar is coaxial with the head pile. A foundation pile, which is arranged at a position and is rigidly connected to a head pile.
[0008]
In the method for constructing a foundation pile according to claim 4, the ground is excavated, and the reinforcing steel constituting the pile main body is arranged, and the steel pipe constituting the head pile is coaxial with the pile main body above the reinforcing steel. A second step of placing cast-in-place concrete forming the pile body, and refilling an outer peripheral portion of a steel pipe forming the head pile after the cast-in-place concrete hardens; Third, a foundation horizontal member is constructed horizontally so that a pile cap is attached to the head pile on the steel pipe head constituting the head pile, and the head of the head pile is connected. It is characterized by being constructed by processes.
[0009]
The method for constructing a foundation pile according to claim 5, wherein in the third step, concrete is poured into a hollow portion of a steel pipe constituting the head pile, and after the concrete is hardened, a pile cap is placed on the head pile. It is characterized by wearing.
[0010]
In the method for constructing a foundation pile according to claim 6, the ground is excavated, and the reinforcing steel constituting the pile main body is arranged, and the steel pipe constituting the head pile is coaxial with the pile main body above the reinforcing steel. A second step of placing cast-in-place concrete forming the pile body, and refilling an outer peripheral portion of a steel pipe forming the head pile after the cast-in-place concrete hardens; A third step of coaxially joining a column of a structure to a head of a steel pipe constituting the head pile, and a fourth step of horizontally constructing a basic horizontal member so as to connect legs of the column. It is characterized by being constructed by the above steps.
[0011]
The method for constructing a foundation pile according to claim 7, wherein in the third step, concrete is cast into a hollow portion of a steel pipe constituting the head pile, and then the concrete is cast on a head of the steel pipe constituting the head pile. It is characterized in that the columns of the structure are coaxially joined.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 to 6 show a foundation pile according to the present invention and a method of constructing the foundation pile. The foundation pile of the present invention is a high-toughness foundation capable of maintaining a vertical support force even with a large pile head deformation due to liquefaction of the ground by arranging a steel pipe having a small cross-sectional diameter or a steel pipe filled with concrete at the pile head. A stake is realized.
[0013]
As shown in FIG. 1, a ground 1 composed of a support layer 2 constituting a lower layer, a non-liquefied layer 3 constituting an intermediate layer, and a liquefied layer 4 constituting an upper layer has a plurality of structures 5 supporting a structure 5. Are spaced apart from each other at a predetermined interval. The foundation pile 7 is composed of a foundation pile main body 8 supported by the support layer 2 and a head pile 9 arranged on the head of the foundation pile main body 8. The support layer 2 constituting the ground 1 has a strength that can withstand the load of the structure 5. Further, in the present embodiment, the foundation pile 7 is provided on the ground 1 having the liquefied layer 4. However, the present invention is not limited to this, and is a soft ground that may cause uneven settlement. It can be applied to any ground that requires pile foundation because of its thickness.
[0014]
The foundation pile main body 8 is made of reinforced concrete using cast-in-place concrete 14, is supported by the support layer 2, and is disposed so as to be coaxial with the vertical axis. The foundation pile main body 8 has a pile section calculated by a pile foundation design similar to that of a commonly used cast-in-place concrete pile, and the pile length is set to a length that reaches the upper layer of the non-liquefied layer 3. Have. The head pile 9 is joined to the head of the foundation pile main body 8 such that the lower end is embedded inside the foundation pile main body 8.
[0015]
The head pile 9 is disposed coaxially with the foundation pile main body 8, and is constituted by a concrete-filled steel pipe made of a thick steel pipe 9a and high-strength concrete 9b filling a hollow portion of the steel pipe 9a. The cross-sectional diameter of the head pile 9 is set to a level having a strength capable of supporting a vertical load acting on the structure 5 and is formed to be smaller than that of the foundation pile main body 8. Smaller than. Since the head pile 9 is provided on the upper part of the foundation pile main body 8 located on the upper layer of the non-liquefied layer 3, almost the entire head pile 9 is located on the liquefied layer 4. It becomes. An irregular surface 11 is formed by attaching a stud dowel on the outer peripheral surface near the lower end of the steel pipe 9a constituting the head pile 9 embedded in the head of the foundation pile main body 8. The fixing strength of the section pile 9 to the foundation pile main body 8 is increased.
[0016]
In this embodiment, a concrete-filled steel pipe made of a thick steel pipe 9a and high-strength concrete 9b that fills a hollow portion of the steel pipe 9a is used for the head pile 9, but the present invention is not limited to this. As long as it has a strength capable of supporting the vertical load of the building constructed in the above, a configuration of only the steel pipe 9a which is not filled with the high-strength concrete 9b may be used.
Further, a stud dowel is provided on the outer peripheral surface near the lower end of the steel pipe 9a for the purpose of forming the uneven surface 11, but is not limited to this, and for example, as shown in FIG. A configuration in which a plurality of rings made of a steel rod or the like are fixed to the outer peripheral surface of the steel pipe 9a via fixing means such as welding, a configuration in which roll-formed projections are provided on the outer peripheral surface, as shown in FIG. Any configuration may be used as long as it can increase the fixing strength of the steel pipe 9a to the foundation pile main body 8 such as a configuration using a steel pipe 9a formed into a corrugated shape.
[0017]
By the way, the pillar 6 of the structure 5 supported by the foundation pile 7 described above is composed of a steel pipe 6a and a concrete-filled steel pipe made of concrete 6b that fills a hollow portion of the steel pipe 6a. It is formed identically to the head pile 9. The pillar 6 is arranged coaxially with the head pile 9, such that the lower end face of the steel pipe 6 a constituting the pillar 6 is in surface contact with the upper end face of the steel pipe 9 a constituting the head pile 9, It is fixed by fixing means such as welding. The column 6 of the structure 5 has the same cross-sectional diameter as the head pile 9, but is not limited to this, and the column 6 and the head pile 9 are coaxial in the vertical direction. The pillar 6 may have a smaller cross-sectional diameter than the head pile 9 as long as it can be rigidly joined. Further, the column 6 is not limited to the concrete-filled steel pipe, and may have any configuration such as a configuration of only the steel pipe 6a.
[0018]
In the vicinity of the lower end of the pillar 6, a foundation beam is provided as a foundation horizontal member 10, which connects adjacent pillars 6. Here, an uneven surface 11 is formed on the outer peripheral surface of the lower end portion of the steel pipe 6a buried in the basic horizontal member 10 and constituting the column 6, thereby increasing the fixing strength of the column 6 to the basic horizontal member 10. I have. The uneven surface 11 formed on the steel pipe 6a forming the column 6 also has the same fixing strength as the uneven surface 11 formed on the steel tube 9a forming the head pile 9 with respect to the fixing strength of the column 6 to the basic horizontal member 10. Any configuration can be used as long as the configuration can be increased.
[0019]
As described above, the foundation pile 7 located in the range from the upper layer of the non-liquefied layer 3 to the liquefied layer 4 can support the vertical load applied from the structure 5 and includes the thick steel pipe 9a having a small cross-sectional diameter. A head pile 9 having low bending rigidity is arranged on the pile head. Accordingly, when a horizontal force acts on the head pile 9 via the structure 5 due to an earthquake or the like, the head pile 9 bends while maintaining the vertical support force, and the pile head displacement increases, but the bending moment increases. Is small and the sectional force is small, so that the member section of the basic horizontal member 10 can be greatly reduced. Further, when an earthquake of a predetermined scale or more occurs, the ground 1 is liquefied, and the period becomes longer and the attenuation of the ground around the bent head pile 9 increases, so that the response to the structure 5 is reduced. It can be reduced.
[0020]
In the present embodiment, the adjacent columns 6 are connected to each other by the foundation beam. However, the present invention is not limited to this. If the structure 5 can be constructed on the upper side by providing a mat slab or the like, the foundation horizontal member 10 is used. Either configuration may be used.
[0021]
In addition, if the foundation horizontal member 10 is constructed so as to connect the vicinity of the upper end of the head pile 9 and the structure 5 is constructed above the foundation horizontal member 10, the foundation pile of the present invention is provided. Reference numeral 7 is not limited to the configuration of the structure 5 itself or the form of the pillar 6, but can be applied to any structural form. At this time, as shown in FIGS. 4B and 4C, a pile cap 15 generally used for the head of the pile is provided on the head of the head pile 9 embedded in the foundation horizontal member 10. Attach, and the pillar 6 of the said structure 5 will be built on the upper part. Note that the present invention is not limited to this, and the pile cap 15 does not necessarily have to be used.
[0022]
(First Embodiment)
A method for constructing the foundation pile 7 having the above-described configuration will be described below. First, as a first embodiment, FIGS. 3 and 4 show a method of constructing a foundation pile 7 without depending on the configuration of the columns 6 constituting the structure 5. FIG. In the first embodiment, a case where a concrete-filled steel pipe is used for the head pile 9 will be described in detail.
[0023]
(First step)
First, as shown in FIG. 3 (a), a hole wall stabilization is performed via a drilling means such as an earth drill so that the structures 5 of the ground 1 are arranged in parallel at predetermined intervals in a region where the structures 5 are to be provided. Drill a plurality of holes 12 while filling with liquid. The shape of the hole 12 conforms to the shape of the foundation pile main body 8 constituting the foundation pile 7, but the foundation pile main body 8 may have a shape in which the bottom is expanded as necessary. On the other hand, a car reinforcing bar 13 in which the reinforcing bars constituting the foundation pile main body 8 are combined is laid beforehand, and the car reinforcing bar 13 is installed at a predetermined position of the hole 12 after excavation.
[0024]
Next, as shown in FIG. 3B, the vicinity of the lower end of the steel pipe 9a constituting the head pile 9 is inserted into a predetermined position of the car reinforcing bar 13 and fixed through fixing means. At this time, the insertion length L of the steel pipe 9a into the car reinforcing bar 13 is about 1 to 4 times the pile diameter r of the head pile 9 later in the cast-in-place concrete 14 of the foundation pile main body 8. The degree of embedding in one side is a guide. When the car reinforcing bar 13 is laid, the steel pipe 9a of the head pile 9 to be constructed later on the foundation pile main body 8 is fixed to the car reinforcing bar 13 and the car reinforcing bar 13 with the steel pipe 9a is attached. After being formed, it may be installed at a predetermined position of the hole 12.
[0025]
(Second step)
As shown in FIG. 3 (c), a cast-in-place concrete 14 is poured into the hole 12 in which the car reinforcing bar 13 and the steel pipe 9a are installed to a predetermined depth in the upper layer of the non-liquefied layer 3. In order to prevent the cast-in-place concrete 14 from entering the hollow portion of the steel pipe 9a, a rounded bottom lid 9c is attached to the bottom of the steel pipe 9a in advance to improve the filling of the underwater concrete. However, the present invention is not limited to this. When underwater concrete is simultaneously poured into the cast-in-place concrete 14 and the steel pipe 9a, the bottom cover 9c may not be provided. After the cast-in-place concrete 14 has hardened, the hole wall stabilizing liquid remaining in the vicinity of the steel pipe 9a is discharged, and backfill soil 16 or quarry is charged to fill the inside of the hole 12.
[0026]
(Third step)
As shown in FIG. 4 (a), after the high-strength concrete 9b is poured into the hollow portion of the steel pipe 9a and hardened, as shown in FIG. 4 (b), the upper end of the steel pipe 9a is covered. The pile cap 15 is installed, and the foundation pile 7 is constructed. Thereafter, as shown in FIG. 4C, the base horizontal member 10 is constructed horizontally by connecting the vicinity of the upper end of the head pile 9, and the structure 5 is constructed on the upper part of the foundation horizontal member 10. I do.
[0027]
In the case where only the thick steel pipe 9a having a small sectional diameter is used for the head pile 9 of the foundation pile 7, a pile cap 15 is installed on the upper end of the steel pipe 9a after the completion of the second step. 7, or a steel pipe 9a in which a pile cap 15 is previously installed at the upper end may be used.
[0028]
(Second embodiment)
Next, as a second embodiment, FIG. 5 shows a method of constructing a foundation pile 7 in a case where the pillar 6 of the structure 5 is made of a concrete-filled steel pipe having the same sectional diameter as the head pile 9. Show. In the second embodiment, as in the first embodiment, a case where a concrete-filled steel pipe is used for the head pile 9 will be described in detail. Since the first step and the second step are the same as those in FIG. 3 and the above, the third step is described below.
[0029]
(Third step)
A cage steel bar 13 and a steel pipe 9a are installed in the plurality of holes 12 arranged in parallel with a predetermined separation interval, and a cast-in-place concrete 14 is cast to a predetermined depth in the upper layer of the non-liquefied layer 3, In a state where the outer peripheral portion of 9a is backfilled with the backfill soil 16, as shown in FIG. 5A, high-strength concrete 9b is poured into the hollow portion of the steel pipe 9a to construct the foundation pile 7.
[0030]
After hardening of the high-strength concrete 9b, as shown in FIG. 5 (b), a steel pipe 6a constituting the column 6 of the structure 5 is arranged coaxially on the upper end of the steel pipe 9a, and the steel pipe 9a of the head pile 9 is formed. Are fixed to each other by fixing means such as welding so that the upper end face of the steel pipe 6a and the lower end face of the steel pipe 6a of the column 6 are in contact with each other. The high-strength concrete 6b is cast into the hollow portion of the steel pipe 6a.
[0031]
(Fourth step)
Finally, as shown in FIG. 5 (c), a basic horizontal member 10 is constructed in the horizontal direction so as to connect the vicinity of the lower end of the column 6 of the structure 5, and the upper part of the basic horizontal member 10 The structure 5 is constructed.
[0032]
In the case where only the thick steel pipe 9a having a small cross-sectional diameter is used for the head pile 9 of the foundation pile 7, the backfill soil 16 in the hole 12 in the outer peripheral portion of the steel pipe 9a in the hole 12 is used. After the backfilling, the steel pipe 6a constituting the column 6 may be coaxially arranged on the upper end of the steel pipe 9a and rigidly fixed.
When only the steel pipe 6a is used for the column 6, in the third step, the fourth step may be performed after the steel pipe 6a of the column 6 and the steel pipe 9a of the head pile 9 are joined.
Furthermore, in the second embodiment, the steel pipe 6a forming the column 6 and the steel pipe 9a forming the head pile 9 have the same cross-sectional diameter as an example and described in detail. However, even when the steel pipe 6a forming the column 6 has a smaller cross-sectional diameter than the steel pipe 9a forming the head pile 9, the steel pipe 6a is arranged coaxially in the vertical direction, and the steel pipe 6a is formed by either method. If a structure in which the vicinity of the lower end portion and the vicinity of the upper end portion of the steel pipe 9a are rigidly connected is used, the steel pipe 6a of the column 6 and the steel pipe 9a of the head pile 9 are not limited to having the same cross-sectional diameter.
[0033]
Regarding the structural performance of the foundation pile 7 as shown in the first and second embodiments, assuming a large earthquake of level 2 class, the bending moment and deformation amount of the foundation pile 7 and the structure 5 Response was evaluated. It is assumed that the target structure 5 is a four-story building and is constructed on the ground having the ground constant shown in Table 1.
[0034]
[Table 1]
[0035]
As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), when a steel pipe wound cast-in-place concrete pile is used for the foundation, and when the ground is improved, the same as the foundation pile main body 8 of the foundation pile 7 of the present embodiment is used. It can be seen that, compared to the case of using the cast-in-place concrete pile having a sectional diameter, the foundation pile 7 has a larger displacement of the pile head, but the bending moment is significantly reduced as compared with the steel pipe wound cast-in-place concrete pile.
[0036]
In addition, as shown in FIG. 6C, the structure 5 constructed on the foundation pile 7 has a small rigidity of the head pile 9 of the foundation pile 7 and has the liquefied layer 4. It can be seen that the response to the structure 5 is reduced as compared with other piles.
[0037]
Therefore, according to the above-described configuration, the foundation pile 7 can support the vertical load applied by the structure 5 and has a small bending diameter and a thick steel pipe 9a. Therefore, when a horizontal force acts on the head pile 9 via the structure 5 due to an earthquake or the like, the head pile 9 bends while maintaining the vertical supporting force, and the pile head displacement is reduced. Although it becomes large, the bending moment is small and the sectional force is also small. This makes it possible to greatly reduce the size, excavation amount, and earth retaining work of the foundation horizontal member 10 connected to the foundation pile 7, and also to greatly reduce the construction cost of the entire foundation. .
[0038]
Such a foundation pile 7 can be applied to soft ground, but furthermore, the foundation pile 7 is provided in the ground 1 having the liquefied layer 4 so that the head pile 9 having a low bending rigidity can be applied to a non-liquid state. By arranging from the upper layer of the liquefied layer 3 to the pile head located in the liquefied layer 4, when an earthquake of a predetermined scale or more occurs, the ground 1 is liquefied, so the period becomes longer and the bent head is bent. The response to the structure 5 can be reduced by increasing the attenuation of the ground around the pile 9.
[0039]
Further, since the foundation pile 7 is not particular about the configuration of the structure 5 constructed above, it has high versatility and can be applied to any structural form.
[0040]
Further, when the column 6 of the structure 5 is arranged coaxially with the head pile 9, the column 6 and the head pile 9 are fixed to each other via fixing means and rigidly joined. Therefore, the vertical load acting on the head pile 9 from the structure 5 can be smoothly transmitted.
[0041]
Further, since the foundation pile 7 does not require a special material or a joint portion and has a simple configuration, the workability is good and the construction cost can be reduced and the construction period can be greatly reduced.
[0042]
【The invention's effect】
According to the foundation pile according to claim 1, the pile body supported by the support layer in the ground and arranged coaxially with the vertical axis, and the head arranged coaxially with the head of the pile body. Part is constituted by a head pile coupled to a foundation horizontal member, and the pile body is formed of a cast-in-place concrete pile, and the head pile can support a vertical load acting from the structure, and When a horizontal force acts on the head pile via the structure due to an earthquake or the like because the steel pile or the concrete-filled steel pipe having a smaller diameter than the pile body is used, the head pile retains a vertical supporting force. Deflection occurs and the pile head displacement increases, but the bending moment is small and the sectional force is also small, so that the section of the basic horizontal member can be significantly reduced. This makes it possible to greatly reduce the dimensions and the amount of excavation of the horizontal foundation members connected to the foundation pile and the earth retaining work, and also to significantly reduce the foundation construction cost.
[0043]
In addition, since the foundation pile is not restricted to the configuration of the structure to be constructed above the foundation pile, the foundation pile has high versatility and can be applied to any structural form.
[0044]
According to the foundation pile according to claim 2, the foundation pile is provided in the ground composed of the support layer constituting the lower layer, the non-liquefied layer constituting the middle layer, and the liquefied layer constituting the upper layer. The pile body of the foundation pile has a height supported by a support layer and reaches near the upper layer of the non-liquefied layer, and a head pile provided at the head of the pile body is provided on the liquefied layer. Because it is located, the foundation pile is applicable to soft ground, but furthermore, by providing the foundation pile in the ground having a liquefied layer, when an earthquake of a predetermined scale or more occurs, the ground becomes liquid. As a result, the response to the structure can be reduced by increasing the period and the attenuation of the ground around the sagged head pile.
[0045]
According to the foundation pile according to claim 3, the pillar of the structure is made of a steel pipe or a concrete-filled steel pipe having a diameter equal to or smaller than that of the head pile, and the pillar is formed of the head pile. Since it is arranged coaxially and rigidly connected to the head pile, it becomes possible to smoothly transmit the vertical load acting on the head pile from the structure.
[0046]
According to the method for constructing a foundation pile according to claims 4 and 5, while excavating the ground and arranging the reinforcing steel constituting the pile main body, the steel pipe constituting the head pile is provided on the upper part of the reinforcing steel with the pile main body. A first step of arranging the pile so as to be coaxial, and a second step of casting a cast-in-place concrete forming the pile main body and back-filling an outer peripheral portion of a steel pipe forming the head pile after the cast-in-place concrete hardens. And mounting a pile cap on the head pile, on the head of the steel pipe constituting the head pile, and constructing a foundation horizontal member horizontally so as to connect the head of the head pile. Or in the third step, concrete is poured into a hollow portion of a steel pipe constituting the head pile, and after the concrete is hardened, a pile cap is placed on the head pile. Attach.
A first step of excavating the ground, arranging a reinforcing bar constituting the pile body, and arranging a steel pipe constituting the head pile above the reinforcing bar so as to be coaxial with the pile body; A second step of casting cast-in-place concrete forming the main body, and after the hardening of the cast-in-place concrete, backfilling the outer peripheral portion of the steel pipe forming the head pile; and a head of the steel pipe forming the head pile The third step is to coaxially join the columns of the structure, and the fourth step is to horizontally construct a foundation horizontal member so as to connect the legs of the columns. Alternatively, in a third step, concrete is cast into a hollow portion of a steel pipe constituting the head pile, and then a column of a structure is coaxially joined to a head of the steel pipe constituting the head pile. This eliminates the need for special materials and joints, and simplifies the configuration, thereby improving workability and greatly contributing to reduction in construction cost and construction period.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view schematically showing a foundation pile according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing an uneven surface of a steel pipe of a head pile according to the present invention.
FIG. 3 is a view showing a method for constructing a foundation pile main body of the foundation pile according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing a method for constructing a foundation pile main body and a foundation horizontal member of the foundation pile according to the present invention.
FIG. 5 is a view showing a method of constructing a foundation pile main body and a pillar constructed on an upper portion of the foundation pile according to the present invention.
FIG. 6 is a graph showing performance evaluation of the foundation pile according to the present invention.
FIG. 7 is a view schematically showing a conventional foundation pile.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ground 2 Support layer 3 Non-liquefied layer 4 Liquefied layer 5 Structure 6 Column 6a Steel pipe 6b High-strength concrete 7 Foundation pile 8 Foundation pile main body 9 Head pile 9a Steel pipe 9b High-strength concrete 9c Bottom cover 10 Foundation horizontal member 11 Concavo-convex surface 12 Hole 13 Reinforcing steel 14 Cast-in-place concrete 15 Pile cap 16 Backfill soil 17 Pile 17a Pile body 17b Pile head

Claims (7)

  1. 地盤中の支持層に支持されて、鉛直軸と同軸上に配される杭本体と、
    該杭本体の頭部に同軸上に配されて、頭部が基礎水平部材に結合される頭部杭とにより構成され、
    前記杭本体が、場所打ちコンクリート杭よりなるとともに、
    前記頭部杭が、前記構造物より作用する鉛直荷重を支持でき、かつ前記杭本体よりも小さい径を有する鋼管あるいはコンクリート充填鋼管よりなることを特徴とする基礎杭。
    A pile body supported by a support layer in the ground and arranged coaxially with the vertical axis,
    A head pile disposed coaxially with the head of the pile main body, the head being coupled to the foundation horizontal member,
    The pile body is made of a cast-in-place concrete pile,
    The foundation pile, wherein the head pile is made of a steel pipe or a concrete-filled steel pipe capable of supporting a vertical load acting on the structure and having a smaller diameter than the pile main body.
  2. 請求項1に記載の基礎杭において、
    前記基礎杭が、下層を構成する支持層と、中層を構成する非液状化層と、上層を構成する液状化層とによりなる地盤中に設けられ、
    前記基礎杭の杭本体が、支持層に支持されて前記非液状化層の上層近傍に達する高さを有するとともに、
    該杭本体の頭部に設けられる頭部杭が、前記液状化層に位置することを特徴とする基礎杭。
    In the foundation pile according to claim 1,
    The foundation pile is provided in the ground composed of a support layer constituting the lower layer, a non-liquefied layer constituting the middle layer, and a liquefied layer constituting the upper layer,
    The pile body of the foundation pile has a height that is supported by a support layer and reaches near the upper layer of the non-liquefied layer,
    A base pile, wherein a head pile provided at the head of the pile body is located in the liquefied layer.
  3. 請求項1または2に記載の基礎杭において、
    前記構造物の柱が、前記頭部杭と同一、もしくはこれより小さい径を有する鋼管あるいはコンクリート充填鋼管よりなり、
    該柱が、前記頭部杭と同軸上に配置されるとともに、頭部杭に剛に結合されることを特徴とする基礎杭。
    In the foundation pile according to claim 1 or 2,
    The pillar of the structure is made of a steel pipe or a concrete-filled steel pipe having a diameter equal to or smaller than that of the head pile,
    The foundation pile, wherein the pillar is disposed coaxially with the head pile and rigidly connected to the head pile.
  4. 請求項1または2に記載の基礎杭の構築方法であって、
    地盤を掘削し、杭本体を構成する鉄筋を配置するとともに、頭部杭を構成する鋼管を該鉄筋の上部に前記杭本体と同軸となるように配置する第1の工程と、
    前記杭本体を構成する場所打ちコンクリートを打設し、該場所打ちコンクリートの硬化後に前記頭部杭を構成する鋼管の外周部を埋め戻す第2の工程と、
    前記頭部杭を構成する鋼管の頭部に、前記頭部杭にパイルキャップを装着した上で、前記頭部杭の頭部を連結するように、水平に基礎水平部材を構築する第3の工程とにより構築されることを特徴とする基礎杭の構築方法。
    It is a construction method of the foundation pile according to claim 1 or 2,
    Excavating the ground, arranging a reinforcing bar constituting the pile main body, and arranging a steel pipe constituting the head pile above the reinforcing bar so as to be coaxial with the pile main body;
    A second step of casting cast-in-place concrete forming the pile main body and back-filling an outer peripheral portion of a steel pipe forming the head pile after the cast-in-place concrete hardens;
    Third, a foundation horizontal member is constructed horizontally so that a pile cap is attached to the head pile on the steel pipe head constituting the head pile, and the head of the head pile is connected. A method for constructing a foundation pile, characterized by being constructed by a process.
  5. 請求項4に記載の基礎杭の構築方法において、
    第3の工程で、前記頭部杭を構成する鋼管の中空部にコンクリートを打設し、該コンクリートの硬化後に、前記頭部杭にパイルキャップを装着することを特徴とする基礎杭の構築方法。
    In the method for constructing a foundation pile according to claim 4,
    In the third step, a method of constructing a foundation pile, wherein concrete is poured into a hollow portion of a steel pipe constituting the head pile, and after the concrete is hardened, a pile cap is attached to the head pile. .
  6. 請求項3に記載の基礎杭の構築方法であって、
    地盤を掘削し、杭本体を構成する鉄筋を配置するとともに、頭部杭を構成する鋼管を該鉄筋の上部に前記杭本体と同軸となるように配置する第1の工程と、
    前記杭本体を構成する場所打ちコンクリートを打設し、該場所打ちコンクリートの硬化後に前記頭部杭を構成する鋼管の外周部を埋め戻す第2の工程と、
    前記頭部杭を構成する鋼管の頭部に、構造物の柱を同軸上に接合する第3の工程と、
    前記柱の脚部を連結するように、水平に基礎水平部材を構築する第4の工程とにより構築されることを特徴とする基礎杭の構築方法。
    It is a construction method of the foundation pile according to claim 3,
    Excavating the ground, arranging a reinforcing bar constituting the pile main body, and arranging a steel pipe constituting the head pile above the reinforcing bar so as to be coaxial with the pile main body;
    A second step of casting cast-in-place concrete forming the pile main body and back-filling an outer peripheral portion of a steel pipe forming the head pile after the cast-in-place concrete hardens;
    A third step of coaxially joining a column of a structure to a head of a steel pipe constituting the head pile;
    A fourth step of horizontally constructing a horizontal foundation member so as to connect the leg portions of the column.
  7. 請求項6に記載の基礎杭の構築方法において、
    第3の工程で、前記頭部杭を構成する鋼管の中空部にコンクリートを打設した後、前記頭部杭を構成する鋼管の頭部に構造物の柱を同軸上に接合することを特徴とする基礎杭の構築方法。
    In the method for constructing a foundation pile according to claim 6,
    In a third step, after concrete is cast in the hollow portion of the steel pipe constituting the head pile, a column of a structure is coaxially joined to the head of the steel pipe constituting the head pile. How to build a foundation pile.
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