JP2004124458A - Construction method for precast concrete ring in pile head part - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はプレキャストコンクリートリングを用いて杭頭部と上部構造の基礎を、両者間の相対的な回転変位を許容しながら水平変位を拘束する状態に接合する杭頭部におけるプレキャストコンクリートリングの施工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
杭頭部と上部構造の基礎との接合部において、杭頭部と基礎の断面の増大を抑制する上では、地震時に基礎からの過大な曲げモーメントが杭頭部に伝達されないよう、杭頭部と基礎を両者間の相対的な回転変位を許容しながら水平変位を拘束する状態に接合する必要がある(特許文献1〜7参照)。
【0003】
この場合、例えば特許文献1では杭頭部に半球を、基礎に固定される架台に半球に接触する球座を設置する他、水平力に対する抵抗要素としての摩擦装置を設置しなければならない等、いずれの方法も杭頭部と基礎を実質的にピン接合するための部材の数、あるいは種類が多いため、施工の際には各部材の位置決めや調整等を含め、多数の施工工程が発生し、概して施工性に難がある。
【0004】
部材数が多くなることによる施工性低下の問題に対し、出願人は先にプレキャストコンクリートのリングを用いることにより、単純な構造でありながら、杭頭部と基礎間の相対的な回転変位を許容しつつ、水平変位を拘束する接合部を提案している(特許文献8参照)。
【0005】
この接合部ではプレキャストコンクリートリングを杭頭部に外接させる一方、その上端から突出した定着筋を基礎中に定着させ、プレキャストコンクリートリングを基礎に一体化させながら、杭頭部に水平に係合させることにより、基礎と杭との間で水平力のみが伝達され、曲げモーメントが伝達されないように基礎と杭を実質的にピン接合している。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−240071号公報(図1)
【特許文献2】
特開2001−107377号公報(図1)
【特許文献3】
特開2001−207463号公報(図1、図2)
【特許文献4】
特開2001−295292号公報(図1)
【特許文献5】
特開2001−295293号公報(図1)
【特許文献6】
特開2002−212959号公報(図2〜図6)
【特許文献7】
特開2002−212962号公報(図2、図3、図7〜図10)
【特許文献8】
特開2002−167776号公報(図1〜図3)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は先の出願(特許文献8)の発明をより具体化させたもので、プレキャストコンクリートリングを予め製作した場合と現場で製作する場合の施工方法を加えて提案するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1では杭頭部の周囲に、上端面から定着筋が突出して予め製作されたプレキャストコンクリートリングを杭頭部に外接し得る状態で設置すると共に、プレキャストコンクリートリングの外周面に圧縮力により収縮可能な絶縁材を配置した後、プレキャストコンクリートリングの周囲に、絶縁材の上端以下のレベルまで捨てコンクリートを打設することにより、プレキャストコンクリートリングを杭頭部に水平に係合させながら、曲げモーメントに対してプレキャストコンクリートリングと捨てコンクリート及び杭を絶縁させ、プレキャストコンクリートリングが一体化する基礎と杭頭部間での水平力の伝達を可能にしながら、両者間の相対的な回転変位を可能にし、杭頭部と基礎を実質的にピン接合するための部材数と施工工数を削減し、施工性の向上を図る。
【0009】
プレキャストコンクリートリングは杭頭レベルに対する設置レベルを設定するレベル設定材を有し、上端面から基礎への定着のための定着筋が突出した形で予め製作される。
【0010】
レベル設定材は捨てコンクリートの打設時にその天端からプレキャストコンクリートリングの上端が露出するようにプレキャストコンクリートリングの設置レベルを設定する。
【0011】
絶縁材はプレキャストコンクリートリングの外周に配置されることと、その上端以下のレベルまで捨てコンクリートが打設されることで、曲げモーメントに対してプレキャストコンクリートリングの外周面と捨てコンクリート及び杭を絶縁させる役目を持つ。
【0012】
絶縁材には圧縮力により収縮可能な性質を持つ発泡体等が使用され、絶縁材はプレキャストコンクリートリングの設置の前後を問わずにプレキャストコンクリートリングの外周面に取り付けられるが、現場作業の省力化を図る上ではプレキャストコンクリートリングの設置前に接着等の手段により予め取り付けられる。
【0013】
プレキャストコンクリートリングがその上端面から突出する定着筋によって基礎に一体化することと、絶縁材が圧縮力で収縮可能であることで、基礎と杭とが相対的に回転変位しようとするときには、絶縁材が圧縮力を受けて変形することにより相対的な回転が許容され、基礎と杭頭との間で曲げモーメントが伝達されることが防止、もしくは低減される。
【0014】
プレキャストコンクリートリングは内周面において杭頭部に外接しつつ、絶縁材において捨てコンクリートから分離する一方、定着筋が基礎中に埋設されることにより基礎に一体化し、地震時には基礎と同時に挙動し、杭頭部との間で水平力を伝達しながら、杭に対しては相対的な回転変位を生ずる。
【0015】
プレキャストコンクリートリングはレベル設定材を有することで、杭頭部の周囲に単純に設置されるのみで、杭頭レベルに対するプレキャストコンクリートリングのレベルが自動的に確保されるため、レベル調整のための格別な作業を必要としない。
【0016】
杭頭部と基礎間で水平力を伝達しながら両者を実質的にピン接合するために必要な部材はプレキャストコンクリートリングと絶縁材、及び捨てコンクリートのみのであるため、前記従来技術より少ない部材数で足りている。
【0017】
またプレキャストコンクリートリングにはレベル設定材が付属しており、絶縁材も予め取り付けておく場合には、プレキャストコンクリートリングを杭頭部の周囲に固定するための作業はプレキャストコンクリートリングを単に設置することと、その周囲に捨てコンクリートを打設するのみになり、従来方法より施工工数が削減され、施工性が向上する。
【0018】
レベル設定材は杭が既製杭であるか、場所打ちコンクリート杭であるかを問わず、請求項2、請求項3に記載のようにプレキャストコンクリートリングの内周に位置する場合と、請求項4に記載のように下端に位置する場合があり、内周に位置する場合には請求項2に記載のように杭頭の天端上に直接、もしくは間接的に載置される。
【0019】
レベル設定材がプレキャストコンクリートリングの内周に位置する請求項2、請求項3ではレベル設定材が杭頭の天端上に直接、もしくは間接的に載置されることで、杭頭部の周囲にレベル設定材を支持するための格別な処理を必要としないため、施工がより単純化される利点がある。
【0020】
請求項2において、例えば請求項3に記載のように杭頭部にその天端から突出し、プレキャストコンクリートリングの設置レベルを調整するレベル調整材を埋め込み、レベル調整材上にレベル設定材を載置する場合には、レベル調整材によるプレキャストコンクリートリングの設置レベルの調整が行えるため、その設置精度を高めることが可能になる。
【0021】
レベル設定材がプレキャストコンクリートリングの下端に位置する場合には杭頭部周囲の地盤面の不陸の影響を回避するために、請求項4に記載のように杭頭部の周囲にプレキャストコンクリートリングの設置前に、モルタル等の均し材が打設される等により設置され、この均し材の上にレベル設定材が直接、もしくは間接的に載置される。
【0022】
杭が場所打ちコンクリート杭の場合には杭頭部の、基礎と干渉する鉄筋とコンクリートの切断、杭頭の均し等の処理が必要になり、露出した鉄筋と後から構築される基礎とを絶縁させる必要があることから、請求項5に記載のようにプレキャストコンクリートリングの設置と共に、杭頭部に杭主筋を埋める充填材を充填することが行われる。
【0023】
現場でプレキャストコンクリートリングを製作する場合には、請求項6に記載のように杭頭部の周囲に、モルタル等の均し材を打設する等により設置し、均し材上に内管と外管からなる二重管を杭頭部に外接し得る状態で設置し、二重管内に、基礎への定着のための定着筋を突出させた状態で配筋すると共に、コンクリートを充填することによりプレキャストコンクリートリングが製作される。
【0024】
プレキャストコンクリートリングの製作以外は請求項1と同様にプレキャストコンクリートリングの外周面に圧縮力により収縮可能な絶縁材を配置した後、プレキャストコンクリートリングの周囲に、絶縁材の上端以下のレベルまで捨てコンクリートを打設することにより、プレキャストコンクリートリングを杭頭部に水平に係合させながら、曲げモーメントに対してプレキャストコンクリートリングの外周面と捨てコンクリート及び杭を絶縁させることが行われ、プレキャストコンクリートリングが一体化する基礎と杭頭部間での水平力の伝達を可能にしながら、両者間の相対的な回転変位を可能にする。絶縁材は現場作業の省力化のためにプレキャストコンクリートリングの外周面に接着等により予め取り付けられることもある。
【0025】
この場合も、杭頭部と基礎間で水平力を伝達しながら両者を実質的にピン接合するために必要な部材はプレキャストコンクリートリングと絶縁材、及び捨てコンクリートのみのであるため、前記従来技術より少ない部材数で足りる。
【0026】
請求項6では杭頭部の周囲に設置される均し材が請求項1〜請求項5におけるレベル設定材に相当し、プレキャストコンクリートリングを構成する二重管の外管に絶縁材を予め取り付けておけば、プレキャストコンクリートリングを杭頭部の周囲に固定するための作業は均し材の設置、二重管の設置、二重管内への配筋とコンクリート打設と捨てコンクリートの打設のみになり、従来方法より施工工数が削減され、施工性が向上する。
【0027】
この場合も杭が場所打ちコンクリート杭の場合には請求項7に記載のように請求項5と同様にプレキャストコンクリートリングの設置と共に、杭頭部に杭主筋を埋める充填材を充填することが行われ、杭頭処理に伴って露出した鉄筋と後から構築される基礎とが絶縁させられる。
【0028】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載の発明は予め工場製作されたプレキャストコンクリートリング(以下PCリング)3を用いて杭1の頭部と上部構造の基礎2を、両者間の相対的な回転変位を許容しながら水平変位を拘束する状態に接合する杭1の頭部の施工方法である。
【0029】
請求項1〜請求項5で使用されるPCリング3は杭頭レベルに対する設置レベルを設定するレベル設定材4を有し、上端面から基礎2への定着のための定着筋51が突出した形で予め製作される。現場ではPCリング3は杭1の頭部に外接し得る状態で設置され、外周面に圧縮力により収縮可能な絶縁材8が配置された後、PCリング3の周囲に、絶縁材8の上端以下のレベルまで捨てコンクリート7が打設されることにより杭1の頭部の周囲に固定される。
【0030】
杭1が中空の既製杭であり、内周にレベル設定材4が位置するPCリング3を用いた場合(請求項2)の施工例を示す図1〜図7により請求項2に記載の発明の施工手順を説明する。既製杭にはRC杭、PC杭、PHC杭、SC杭を始めとする鉄筋コンクリート杭や鋼管杭が使用される。
【0031】
図1に示すようにPCリング3の設置に先立ち、PCリング3を水平に設置するために、先行して埋設された杭1の頭部を地表面から露出させると共に、周囲の地盤を平坦に均すことが行われる。地表面には必要により敷砂利6等が数10mm程度の厚さで敷き詰められる。
【0032】
PCリング3の内周面には図2に示すようにレベル設定材4が取り付けられ、外周面には後から打設される捨てコンクリート7とPCリング3を絶縁させると共に、杭1に対するPCリング3の相対的な回転変位を許容する役目を持つ絶縁材8が取り付けられる。
【0033】
PCリング3の内周面に取り付けられるレベル設定材4には例えばプレート等の板材やボルト等の棒材が使用され、図2−(a)に示すように平面上、周方向に均等に複数個配置される。レベル設定材4はPCリング3にはそのコンクリート中に一部が埋設されることにより、または図2に示すようにPCリング3の内周面にその製作時に内型枠として一体化する鋼管31に溶接される等により一体化する。
【0034】
レベル設定材4はPCリング3に対しては図6−(b)に示すようにPCリング3を杭1の頭部の外周に配置し、レベル設定材4の下端が杭1の天端に直接、もしくは間接的に接触したときに、PCリング3が杭1を包囲し、頭部に外接し得る形になるような高さに取り付けられ、レベル設定材4の下端はPCリング3の下端より上に位置する。
【0035】
PCリング3は図2−(a),(b)に示すように上部がPCリング3の上端面から上方へ突出し、PCリング3の周方向に間隔を隔てて配置される上記した定着筋51と、定着筋51を周囲から拘束するフープ状、またはスパイラル状の拘束筋52を内型枠と外型枠間に配筋し、コンクリートを打設することにより製作される。PCリング3は上端部が後から打設される捨てコンクリート7より上に突出し、基礎2との一体性が確保される高さを有する。
【0036】
PCリング3の外周面に取り付けられる絶縁材8はPCリング3の製作後に取り付けることもできるが、現場作業の省力化を図る上でPCリング3の外周面に接着等により予め取り付けられる。絶縁材8はPCリング3の高さと同等程度以下の高さを持ち、PCリング3の基礎2との一体化を阻害しないよう、上端がPCリング3の上端から突出しないような位置に取り付けられる。
【0037】
絶縁材8には圧縮力を受けたときに収縮可能で、復元可能な例えば発泡ポリエチレン等の発泡プラスチック等が用いられる。絶縁材8が収縮可能であれば、その厚みの範囲内でPCリング3と捨てコンクリート7との縁が切れるため、絶縁材8は必ずしも捨てコンクリート7との接着面でコンクリートと縁が切れる必要はない。
【0038】
PCリング3の設置に先立ち、PCリング3の設置後の安定性を確保するために、図3に示すように杭1の頭部の周囲にPCリング3と杭1の頭部との間の空隙を埋め、PCリング3を杭1の頭部に一時的に固定するモルタルやコンクリート等の充填材9が打設される。
【0039】
充填材9の打設後、図4に示すようにレベル設定材4と絶縁材8が付属した図2に示すPCリング3が杭1の頭部の周囲に設置される。ここで、杭1の周面とPCリング3の内周面との間に空隙が生ずる場合には図5に示すようにその空隙にセメントペーストやモルタル等の充填補助材10が追加して充填されることもある。
【0040】
PCリング3が杭1の頭部に固定された後、図6に示すようにPCリング3の周囲に、絶縁材8の上端以下のレベルまで捨てコンクリート7が打設される。PCリング3の上部は捨てコンクリート7の天端から突出し、外周面が絶縁材8を介して捨てコンクリート7から絶縁されることで、PCリング3は下端面を除いて捨てコンクリート7から絶縁された状態になる。またPCリング3の内周面は杭1の頭部の周面と充填材9や充填補助材10を介して分離していることで、PCリング3は杭1からも絶縁された状態にある。
【0041】
捨てコンクリート7の硬化後、その上に基礎2の配筋をし、コンクリートを打設して図7に示すように基礎2が構築され、基礎2中にPCリング3の定着筋51とPCリング3の上端部が埋設される。
【0042】
基礎2の構築によりPCリング3は杭1の頭部に外接し得る状態で基礎2に一体化し、地震時には基礎2と同時に挙動しつつ、杭1の頭部との間で水平力を伝達する。またPCリング3は上記のように捨てコンクリート7と杭1から絶縁されていることで、杭1に対して相対的に回転変位可能になる。
【0043】
続いて杭1が中実の場所打ちコンクリート杭であり、内周にレベル設定材4が図1〜図7の場合と同様に配置され、外周面に絶縁材8が取り付けられたPCリング3を用いると共に、杭1の頭部にPCリング3の設置レベルを調整するレベル調整材11を埋め込んだ場合(請求項3)の施工例を示す図8〜図14により請求項3に記載の発明の施工手順を説明する。図8〜図14では図1〜図7で使用したPCリング3と同一の形のPCリング3を使用している。
【0044】
杭1が場所打ちコンクリート杭の場合には杭1の頭部のレベルを調整するために、図8−(b)に破線で示すように頭部の不要な鉄筋とコンクリートが斫り取られ、露出した主筋1aの上端部の回りにそれを拘束する拘束筋1bが配筋され、主筋1aと拘束筋1bがモルタルやコンクリート等の充填材13の打設によって被覆される。充填材13の打設による杭頭処理は図12に示すようにPCリング3の設置が完了した後に行われる。図9−(b)〜図12−(b)中、主筋1aと拘束筋1bは省略されている。
【0045】
鉄筋等の斫り後、図9に示すように杭1の天端にレベル調整材11を埋設するための孔1cが穿設され、孔1cにレベル調整材11を定着させるための後施工アンカー等によるアンカー12が埋め込まれ、図10に示すようにアンカー12にレベル調整材11がレベル調整自在に接続される。アンカー12はPCリング3のレベル設定材4に対応した位置に埋設される。
【0046】
アンカー12とレベル調整材11との形態上の組み合わせは問われないが、図面ではレベル調整材11のアンカー12に対するレベル調整がし易いよう、アンカー12に雌ねじ型アンカーを使用し、レベル調整材11にアンカー12に螺入するねじ部を有するボルト11aを使用している。また図10−(c)に示すようにレベル設定材4を受けるためにボルトの頭部にプレート11bを溶接している。
【0047】
PCリング3は図1〜図7の場合と同様に図11に示すように内周面にプレート等からなるレベル設定材4が複数個取り付けられ、外周面に絶縁材8が接着された形で予め製作されており、レベル設定材4がレベル調整材11のプレート11b上に載置された状態で設置される。
【0048】
PCリング3の設置後、図12に示すようにPCリング3と杭1との間の空隙を埋め、PCリング3を安定させると共に、主筋1aと拘束筋1bを覆うために杭1の天端上のPCリング3の内周に、レベル設定材4の下端のレベル付近まで上記の充填材13が打設される。充填材13はPCリング3の下端まで回り込み、硬化によってPCリング3を支持する。
【0049】
主筋1aと拘束筋1bが充填材13中に埋設されることで、杭1は後から構築される基礎2から実質的に分離する。PCリング3の設置と共に、杭1の頭部に主筋1aと拘束筋1bを埋める充填材13を充填する場合は請求項5に記載の発明に該当する。
【0050】
PCリング3の杭1の頭部への固定後、図13に示すようにPCリング3の周囲に、絶縁材8の上端以下のレベルまで捨てコンクリート7が打設される。PCリング3の上部は捨てコンクリート7の天端から突出し、外周面が絶縁材8を介して捨てコンクリート7から絶縁されることで、PCリング3は下端面を除いて捨てコンクリート7から絶縁される。またPCリング3の内周面は杭1の頭部の周面と充填材13を介して分離していることで、PCリング3は杭1からも絶縁される。
【0051】
捨てコンクリート7の硬化後、その上に基礎2の配筋をし、コンクリートを打設して図14に示すように基礎2が構築され、基礎2中にPCリング3の定着筋51とPCリング3の上端部が埋設される。
【0052】
基礎2の構築によりPCリング3は杭1の頭部に外接し得る状態で基礎2に一体化し、地震時には基礎2と同時に挙動しつつ、杭1の頭部との間で水平力を伝達する。またPCリング3は上記のように捨てコンクリート7と杭1から絶縁されていることで、杭1に対して相対的に回転変位可能になる。
【0053】
次にレベル設定材4がPCリング3の下端に位置し、杭1の頭部の周囲にPCリング3の設置前に設置される均し材14の上に直接、もしくは間接的に載置される場合(請求項4)の施工例を示す図15〜図21により請求項4に記載の発明の施工手順を説明する。図15〜図21では杭1が場所打ちコンクリート杭の場合を示しているが、既製杭の場合も杭頭処理を除き、同様に施工される。
【0054】
PCリング3は図17に示すように図1〜図7の場合と同様に上部がPCリング3の上端面から上方へ突出し、PCリング3の周方向に間隔を隔てて配置される定着筋51と、定着筋51を周囲から拘束する拘束筋52を内型枠と外型枠間に配筋し、コンクリートを打設することにより、下端側にレベル設定材4が埋設された形で製作されており、外周面には絶縁材8が接着等により取り付けられる。
【0055】
杭1が場所打ちコンクリート杭であることに対応し、図15に示すように頭部の不要な鉄筋とコンクリートが斫り取られ、露出した主筋1aの上端部の回りにそれを拘束する拘束筋1bが配筋される。図16−(b)〜図19−(b)中、主筋1aと拘束筋1bは省略されている。
【0056】
請求項4に記載の発明では図17−(b)に示すようにレベル設定材4がPCリング3の下端、すなわち杭1の頭部の外周に位置することから、図18に示すように全レベル設定材4が支持されたときにPCリング3が水平に設置されるよう、図16に示すように杭1の頭部の周囲にモルタルやコンクリート等の均し材14が打設される等により設置される。
【0057】
レベル設定材4は例えば図17−(c)に示すようにPCリング3の下端側に下端が開放して埋め込まれたインサート4aと、それに螺合し、頭部がPCリング3の下端から突出するボルト4bから構成され、(a)に示すように平面上、周方向に均等に複数個配置される。図17−(a)はPCリング3の底面を示している。
【0058】
レベル設定材4は均し材14上に載置されるボルト4bの頭部のレベルを調整することによりPCリング3の設置レベルを設定するが、ボルト4bのPCリング3からの突出長さはインサート4aへの螺入長さにより調整されるため、図10に示すレベル調整材11の機能も兼ねている。
【0059】
均し材14の設置後、図18に示すように均し材14の上に直接、もしくは間接的にレベル設定材4が載置される形でPCリング3が設置され、各レベル設定材4のレベルが調整されることによりPCリング3の水平精度が確保される。均し材14としてモルタルやコンクリート等の湿式の材料を使用する場合には均し材14の打設後、その硬化を待ってPCリング3が設置される。
【0060】
PCリング3の設置後、図19に示すようにPCリング3と杭1との間の空隙を埋め、PCリング3を安定させると共に、主筋1aと拘束筋1bを覆うために杭1の天端上のPCリング3の内周に充填材13が打設される。充填材13はPCリング3の下端のレベル設定材4まで回り込み、硬化によってレベル設定材4を拘束しながらPCリング3を支持する。
【0061】
主筋1aと拘束筋1bが充填材13中に埋設されることで、杭1は後から構築される基礎2から実質的に分離する。図19はPCリング3の設置と共に、杭1の頭部に主筋1aと拘束筋1bを埋める充填材13を充填する点で、請求項5に記載の発明も示している。
【0062】
PCリング3の杭1の頭部への固定後、図20に示すようにPCリング3の周囲に、絶縁材8の上端以下のレベルまで捨てコンクリート7が打設される。PCリング3の上部は捨てコンクリート7の天端から突出し、外周面が絶縁材8介して捨てコンクリート7から絶縁されることで、PCリング3は下端面を除いて捨てコンクリート7から絶縁される。またPCリング3の内周面は杭1の頭部の周面と充填材13を介して分離していることで、PCリング3は杭1からも絶縁される。
【0063】
捨てコンクリート7の硬化後、その上に基礎2の配筋をし、コンクリートを打設して図21に示すように基礎2が構築され、基礎2中にPCリング3の定着筋51とPCリング3の上端部が埋設される。
【0064】
基礎2の構築によりPCリング3は杭1の頭部に外接し得る状態で基礎2に一体化し、地震時には基礎2と同時に挙動しつつ、杭1の頭部との間で水平力を伝達する。またPCリング3は上記のように捨てコンクリート7と杭1から絶縁されていることで、杭1に対して相対的に回転変位可能な状態になる。
【0065】
最後にPCリング3を現場で製作する場合(請求項6)の施工例を示す図22〜図28により請求項6に記載の発明の施工手順を説明する。図22〜図28では杭1が場所打ちコンクリート杭の場合を示しているが、既製杭の場合も杭頭処理を除き、同様に施工される。
【0066】
杭1が場所打ちコンクリート杭であることに対応し、図22に示すように頭部の不要な鉄筋とコンクリートが斫り取られ、露出した主筋1aの上端部の回りにそれを拘束する拘束筋1bが配筋される。図23−(b)〜図26−(b)中、主筋1aと拘束筋1bは省略されている。
【0067】
この場合は図24に示すようにPCリング3を構成する、鋼管等の内管3aと外管3bからなる二重管32が杭1の頭部の周囲に配置されることから、図23に示すように二重管32を水平に配置するために、杭1の頭部の周囲に均し材15が設置され、均し材15上に二重管32が杭1の頭部に外接し得る状態で設置される。均し材15としてモルタルやコンクリート等の湿式の材料を使用する場合には均し材15の打設後、その硬化を待って二重管32が設置される。
【0068】
二重管32は予め組み立てられるか、または均し材15上への設置時に内管3aと外管3bを設置することにより組み立てられる。内管3aと外管3b間の間隔は図示しないスペーサ等によって確保され、外管3bの外周面には絶縁材8が接着等により取り付けられる。
【0069】
均し材15上への二重管32の設置と共に、二重管32内に基礎2への定着のための定着筋51と拘束筋52が配筋される。その後、二重管32内にコンクリート33が充填されることにより図25に示すようにPCリング3が製作される。定着筋51の上部は二重管32から上方へ突出する。
【0070】
PCリング3を構成するコンクリート33の硬化後、図26に示すようにPCリング3と杭1との間の空隙を埋め、PCリング3を安定させると共に、主筋1aと拘束筋1bを覆うために杭1の天端上に充填材16が打設される。充填材16はPCリング3を構成する内管3aによって塞き止められる。
【0071】
主筋1aと拘束筋1bが充填材16中に埋設されることで、杭1は後から構築される基礎2から実質的に分離する。PCリング3の設置と共に、杭1の頭部に主筋1aと拘束筋1bを埋める充填材16を充填する場合は請求項7に記載の発明に該当する。
【0072】
PCリング3の杭1の頭部への固定後、図27に示すようにPCリング3の周囲に、絶縁材8の上端以下のレベルまで捨てコンクリート7が打設される。PCリング3の上部は捨てコンクリート7の天端から突出し、外周面が絶縁材8介して捨てコンクリート7から絶縁されることで、PCリング3は下端面を除いて捨てコンクリート7から絶縁される。またPCリング3の内周面は杭1の頭部の周面と充填材16を介して分離していることで、PCリング3は杭1からも絶縁される。
【0073】
捨てコンクリート7の硬化後、その上に基礎2の配筋をし、コンクリートを打設して図28に示すように基礎2が構築され、基礎2中にPCリング3の定着筋51とPCリング3の上端部が埋設される。
【0074】
基礎2の構築によりPCリング3は杭1の頭部に外接し得る状態で基礎2に一体化し、地震時には基礎2と同時に挙動しつつ、杭1の頭部との間で水平力を伝達する。またPCリング3は上記のように捨てコンクリート7と杭1から絶縁されていることで、杭1に対して相対的に回転変位可能な状態になる。
【0075】
【発明の効果】
請求項1では杭頭部の周囲に、上端面から定着筋が突出した形で予め製作されたプレキャストコンクリートリングを杭頭部に外接し得る状態で設置すると共に、プレキャストコンクリートリングの外周面に圧縮力により収縮可能な絶縁材を配置した後、プレキャストコンクリートリングの周囲に、絶縁材の上端以下のレベルまで捨てコンクリートを打設することで、プレキャストコンクリートリングを杭頭部に水平に係合させながら、曲げモーメントに対してプレキャストコンクリートリングの外周面と捨てコンクリート及び杭を絶縁させるため、プレキャストコンクリートリングが一体化する基礎と杭頭部間での水平力の伝達を可能にしながら、両者間の相対的な回転変位を許容することができる。
【0076】
またプレキャストコンクリートリングが定着筋によって基礎に一体化することと、絶縁材が圧縮力で収縮可能であることで、基礎と杭とが相対的に回転変位しようとするときには、絶縁材が圧縮力を受けて変形することにより相対的な回転が許容され、基礎と杭頭との間で曲げモーメントが伝達されることが防止、もしくは低減される。
【0077】
プレキャストコンクリートリングはレベル設定材を有することで、杭頭部の周囲に単純に設置されるのみで、杭頭レベルに対するプレキャストコンクリートリングのレベルが自動的に確保されるため、レベル調整のための格別な作業を必要としない。
【0078】
杭頭部と基礎間で水平力を伝達しながら両者を実質的にピン接合するために必要な部材はプレキャストコンクリートリングと絶縁材、及び捨てコンクリートのみのであるため、従来技術より部材数が削減される。
【0079】
またプレキャストコンクリートリングにはレベル設定材が付属しており、絶縁材も予め取り付けておく場合には、プレキャストコンクリートリングを杭頭部の周囲に固定するための作業はプレキャストコンクリートリングを単に設置することと、その周囲に捨てコンクリートを打設するのみになり、従来方法より施工工数が削減され、施工性が向上する。
【0080】
請求項2、請求項3ではレベル設定材がプレキャストコンクリートリングの内周に位置し、杭頭の天端上に直接、もしくは間接的に載置されることで、杭頭部の周囲にレベル設定材を支持するための格別な処理を必要としないため、施工がより単純化される。
【0081】
請求項3では請求項2において、杭頭部にその天端から突出し、プレキャストコンクリートリングの設置レベルを調整するレベル調整材を埋め込み、レベル調整材上にレベル設定材を載置することで、レベル調整材によるプレキャストコンクリートリングの設置レベルの調整が行えるため、その設置精度を高めることができる。
【0082】
請求項4では杭頭部の周囲にプレキャストコンクリートリングの設置前に均し材を設置し、この均し材の上にレベル設定材を直接、もしくは間接的に載置するため、杭頭部周囲の地盤面の不陸の影響を回避しながらプレキャストコンクリートリングを設置することができる。
【0083】
請求項6では杭頭部の周囲に均し材を設置し、均し材上に内管と外管からなる二重管を杭頭部に外接し得る状態で設置し、二重管内に、基礎への定着のための定着筋を突出させた状態で配筋すると共に、コンクリートを充填することによりプレキャストコンクリートリングを製作しながら、請求項1と同様にプレキャストコンクリートリングの外周面に圧縮力により収縮可能な絶縁材を配置した後、プレキャストコンクリートリングの周囲に、絶縁材の上端以下のレベルまで捨てコンクリートを打設することで、プレキャストコンクリートリングを杭頭部に水平に係合させながら、曲げモーメントに対してプレキャストコンクリートリングの外周面と捨てコンクリート及び杭を絶縁させるため、プレキャストコンクリートリングが一体化する基礎と杭頭部間での水平力の伝達を可能にしながら、両者間の相対的な回転変位を許容することができる。
【0084】
またプレキャストコンクリートリングが定着筋によって基礎に一体化することと、絶縁材が圧縮力で収縮可能であることで、基礎と杭とが相対的に回転変位しようとするときには、絶縁材が圧縮力を受けて変形することにより相対的な回転が許容され、基礎と杭頭との間で曲げモーメントが伝達されることが防止、もしくは低減される。
【0085】
この場合も、杭頭部と基礎間で水平力を伝達しながら両者を実質的にピン接合するために必要な部材はプレキャストコンクリートリングと絶縁材、及び捨てコンクリートのみのであるため、従来技術より少ない部材数で足りる。
【0086】
請求項6では杭頭部の周囲に設置される均し材が請求項1〜請求項5におけるレベル設定材に相当し、プレキャストコンクリートリングを構成する二重管の外管に絶縁材を予め取り付けておけば、プレキャストコンクリートリングを杭頭部の周囲に固定するための作業は均し材の設置、二重管の設置、二重管内への配筋とコンクリート打設と捨てコンクリートの打設のみになり、従来方法より施工工数が削減され、施工性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は請求項2記載の発明の施工例の最初の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図2】(a)はPCリングの製作例を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図3】(a)は図1の次の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図4】(a)は図3の次の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図5】(a)は図4の次の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図6】(a)は図5の次の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図7】杭上に基礎を構築した様子を示した縦断面図である。
【図8】(a)は請求項3記載の発明の施工例の最初の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図9】(a)は図8の次の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図10】(a)は図9の次の工程を示した平面図、(b)は縦断面図、(c)はレベル調整材の拡大図である。
【図11】(a)は図10の次の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図12】(a)は図11の次の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図13】(a)は図12の次の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図14】杭上に基礎を構築した様子を示した縦断面図である。
【図15】(a)は請求項4記載の発明の施工例の最初の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図16】(a)は図15の次の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図17】(a)はPCリングの製作例を示した底面図、(b)は縦断面図、(c)はレベル設定材部分の拡大図である。
【図18】(a)は図16の次の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図19】(a)は図18の次の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図20】(a)は図19の次の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図21】杭上に基礎を構築した様子を示した縦断面図である。
【図22】(a)は請求項6記載の発明の施工例の最初の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図23】(a)は図22の次の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図24】(a)は図23の次の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図25】(a)は図24の次の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図26】(a)は図25の次の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図27】(a)は図26の次の工程を示した平面図、(b)は縦断面図である。
【図28】杭上に基礎を構築した様子を示した縦断面図である。
【符号の説明】
1……杭、1a……主筋、1b……拘束筋、1c……孔、2……基礎、3……プレキャストコンクリートリング、31……鋼管、32……二重管、3a……内管、3b……外管、33……コンクリート、4……レベル設定材、4a……インサート4b……ボルト、51……定着筋、52……拘束筋、6……敷砂利、7……捨てコンクリート、8……絶縁材、9……充填材、10……充填補助材、11……レベル調整材、11a……ボルト、11b……プレート、12……アンカー、13……充填材、14……均し材、15……均し材、16……充填材。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for constructing a precast concrete ring at a pile head, in which a pile head and a foundation of a superstructure are joined using a precast concrete ring so as to restrain horizontal displacement while allowing relative rotational displacement between the two. It is about.
[0002]
[Prior art]
At the joint between the pile head and the foundation of the superstructure, in order to suppress the increase in the cross-section of the pile head and the foundation, the pile head should be moved so that excessive bending moment from the foundation is not transmitted to the pile head during an earthquake. It is necessary to join the base and the base in a state where horizontal displacement is restrained while allowing relative rotational displacement between the two (see
[0003]
In this case, for example, in
[0004]
To solve the problem of deterioration in workability due to the increase in the number of members, the applicant allowed the relative rotation displacement between the pile head and the foundation while using a simple structure by using a precast concrete ring first. In addition, a joint portion that restrains horizontal displacement has been proposed (see Patent Document 8).
[0005]
At this joint, the precast concrete ring is circumscribed to the pile head, while the anchoring bars protruding from its upper end are anchored in the foundation, and the precast concrete ring is integrated with the foundation and horizontally engaged with the pile head. Thus, only the horizontal force is transmitted between the foundation and the pile, and the foundation and the pile are substantially pin-joined so that the bending moment is not transmitted.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2000-240071 (FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP 2001-107377 A (FIG. 1)
[Patent Document 3]
JP 2001-207463 A (FIGS. 1 and 2)
[Patent Document 4]
JP 2001-295292 A (FIG. 1)
[Patent Document 5]
JP 2001-295293 A (FIG. 1)
[Patent Document 6]
JP 2002-212959 A (FIGS. 2 to 6)
[Patent Document 7]
JP-A-2002-212962 (FIGS. 2, 3, 7 to 10)
[Patent Document 8]
JP-A-2002-167776 (FIGS. 1 to 3)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
This invention is a more specific version of the invention of the previous application (Patent Document 8), and proposes a construction method in which a precast concrete ring is produced in advance and a construction method in which the precast concrete ring is produced on site.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In
[0009]
The precast concrete ring has a level setting material for setting an installation level with respect to a pile head level, and is pre-manufactured in a form in which a fixing streak for fixing to a foundation protrudes from an upper end surface.
[0010]
For the level setting material, the setting level of the precast concrete ring is set so that the upper end of the precast concrete ring is exposed from the top when the discarded concrete is poured.
[0011]
The insulating material is placed on the outer periphery of the precast concrete ring, and the discarded concrete is cast to a level below the upper end, so that the outer peripheral surface of the precast concrete ring and the discarded concrete and pile are insulated against bending moment. Has a role.
[0012]
Foams that can be contracted by compressive force are used for the insulating material, and the insulating material is attached to the outer peripheral surface of the precast concrete ring before or after the precast concrete ring is installed. In order to achieve this, prior to installation of the precast concrete ring, it is attached in advance by means such as bonding.
[0013]
When the precast concrete ring is integrated with the foundation by anchoring bars protruding from its upper end surface and the insulating material can be contracted by the compressive force, when the foundation and the pile are going to rotate relative to each other, it is insulated The relative rotation is allowed by the material being deformed under the compressive force, and the transmission of the bending moment between the foundation and the pile head is prevented or reduced.
[0014]
While the precast concrete ring circumscribes the pile head on the inner peripheral surface and separates from the discarded concrete with insulating material, the anchoring bars are integrated into the foundation by being buried in the foundation, and behave simultaneously with the foundation during an earthquake, While transmitting a horizontal force to and from the pile head, a relative rotational displacement occurs with respect to the pile.
[0015]
Since the precast concrete ring has a level setting material, it is simply installed around the pile head, and the level of the precast concrete ring with respect to the pile head level is automatically secured, so special for level adjustment No extra work is required.
[0016]
The members necessary for substantially pin-joining the pile head and the foundation while transmitting the horizontal force between the pile head and the foundation are only the precast concrete ring, the insulating material, and the discarded concrete. Is enough.
[0017]
In addition, the level setting material is attached to the precast concrete ring, and if the insulating material is also pre-installed, simply install the precast concrete ring to fix the precast concrete ring around the pile head In this case, only abandoned concrete is cast around the surrounding area, so that the number of construction steps is reduced as compared with the conventional method, and the workability is improved.
[0018]
The level setting material is located on the inner periphery of the precast concrete ring as described in
[0019]
The level setting material is located on the inner periphery of the precast concrete ring, and the level setting material is placed directly or indirectly on the top end of the pile head, so that the periphery of the pile head is Since no special treatment for supporting the level setting material is required, the construction is advantageously simplified.
[0020]
In
[0021]
5. A precast concrete ring around the pile head as claimed in
[0022]
When the pile is a cast-in-place concrete pile, it is necessary to cut off the reinforcing steel and concrete that interfere with the foundation of the pile head, level the pile head, etc. Since it is necessary to insulate the pile head, the pile head is filled with a filler filling the main reinforcement of the pile together with the installation of the precast concrete ring.
[0023]
When a precast concrete ring is manufactured on site, a leveling material such as mortar is installed around the pile head as described in
[0024]
Except for the production of the precast concrete ring, after arranging an insulating material which can be contracted by a compressive force on the outer peripheral surface of the precast concrete ring in the same manner as in
[0025]
Also in this case, the members required for substantially pin-joining the pile head and the foundation while transmitting the horizontal force between the pile head and the foundation are only the precast concrete ring, the insulating material, and the discarded concrete. A small number of components is sufficient.
[0026]
In
[0027]
Also in this case, when the pile is a cast-in-place concrete pile, as in
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
According to the first aspect of the present invention, the head of the
[0029]
The
[0030]
[0031]
Prior to installation of the
[0032]
As shown in FIG. 2, a
[0033]
As the
[0034]
6 (b), the
[0035]
As shown in FIGS. 2A and 2B, the upper portion of the
[0036]
The insulating
[0037]
The insulating
[0038]
Prior to the installation of the
[0039]
After the filling
[0040]
After the
[0041]
After the
[0042]
By constructing the
[0043]
Subsequently, the
[0044]
When the
[0045]
After cutting the rebar or the like, a
[0046]
Although the combination of the form of the
[0047]
As shown in FIG. 11, the
[0048]
After the installation of the
[0049]
By embedding the main reinforcing
[0050]
After the
[0051]
After the discarded
[0052]
By constructing the
[0053]
Next, the
[0054]
As shown in FIG. 17, the
[0055]
Corresponding to the fact that the
[0056]
In the invention according to
[0057]
For example, as shown in FIG. 17C, the
[0058]
The
[0059]
After the leveling
[0060]
After the installation of the
[0061]
By embedding the main reinforcing
[0062]
After the
[0063]
After the discarded
[0064]
By constructing the
[0065]
Finally, the construction procedure of the invention according to
[0066]
Corresponding to the case where the
[0067]
In this case, as shown in FIG. 24, the
[0068]
The
[0069]
Along with the installation of the
[0070]
After the concrete 33 constituting the
[0071]
By embedding the main reinforcing
[0072]
After the
[0073]
After the discarded
[0074]
By constructing the
[0075]
【The invention's effect】
According to the present invention, a precast concrete ring is formed around the pile head in such a manner that a prefabricated concrete ring is formed in such a manner that the anchoring studs protrude from the upper end surface so as to be able to circumscribe the pile head, and is compressed on the outer peripheral surface of the precast concrete ring. After arranging the insulating material that can be contracted by force, throwing concrete to the level below the upper end of the insulating material around the precast concrete ring, placing the precast concrete ring horizontally on the pile head In order to insulate the outer peripheral surface of the precast concrete ring from the bending moment and the discarded concrete and pile, the horizontal force can be transmitted between the foundation where the precast concrete ring is integrated and the pile head, and the relative Dynamic rotation displacement can be tolerated.
[0076]
In addition, because the precast concrete ring is integrated with the foundation by anchoring muscles and the insulating material can be contracted by compressive force, when the foundation and the pile are going to rotate relatively, the insulating material reduces the compressive force. By receiving and deforming, relative rotation is allowed, and the transmission of bending moment between the foundation and the pile head is prevented or reduced.
[0077]
Since the precast concrete ring has a level setting material, it is simply installed around the pile head, and the level of the precast concrete ring with respect to the pile head level is automatically secured, so special for level adjustment No extra work is required.
[0078]
The members required to substantially pin-join the two while transmitting the horizontal force between the pile head and the foundation are only the precast concrete ring, the insulating material, and the discarded concrete. You.
[0079]
In addition, the level setting material is attached to the precast concrete ring, and if the insulating material is also pre-installed, simply install the precast concrete ring to fix the precast concrete ring around the pile head In this case, only abandoned concrete is cast around the surrounding area, so that the number of construction steps is reduced as compared with the conventional method, and the workability is improved.
[0080]
According to
[0081]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, a level adjusting material that projects from the top end of the pile head, adjusts an installation level of the precast concrete ring, is embedded, and a level setting material is placed on the level adjusting material. Since the installation level of the precast concrete ring can be adjusted by the adjusting material, the installation accuracy can be improved.
[0082]
In
[0083]
In
[0084]
In addition, because the precast concrete ring is integrated with the foundation by anchoring muscles and the insulating material can be contracted by compressive force, when the foundation and the pile are going to rotate relatively, the insulating material reduces the compressive force. By receiving and deforming, relative rotation is allowed, and the transmission of bending moment between the foundation and the pile head is prevented or reduced.
[0085]
Also in this case, the members required to substantially pin-join the two while transmitting the horizontal force between the pile head and the foundation are only the precast concrete ring, the insulating material, and the discarded concrete. The number of members is enough.
[0086]
In
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) is a plan view showing a first step of a construction example of the invention according to
2A is a plan view showing a production example of a PC ring, and FIG. 2B is a longitudinal sectional view.
FIG. 3A is a plan view showing the next step of FIG. 1, and FIG. 3B is a longitudinal sectional view.
4A is a plan view showing the next step of FIG. 3, and FIG. 4B is a longitudinal sectional view.
5A is a plan view showing the next step of FIG. 4, and FIG. 5B is a longitudinal sectional view.
6A is a plan view showing the next step of FIG. 5, and FIG. 6B is a longitudinal sectional view.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a state where a foundation is constructed on a pile.
8 (a) is a plan view showing a first step of a construction example according to the third aspect of the invention, and FIG. 8 (b) is a longitudinal sectional view.
9A is a plan view showing the next step of FIG. 8, and FIG. 9B is a longitudinal sectional view.
10A is a plan view showing the next step of FIG. 9, FIG. 10B is a longitudinal sectional view, and FIG. 10C is an enlarged view of a level adjusting member.
11A is a plan view showing the next step of FIG. 10, and FIG. 11B is a longitudinal sectional view.
12A is a plan view showing the next step of FIG. 11, and FIG. 12B is a longitudinal sectional view.
13A is a plan view showing the next step of FIG. 12, and FIG. 13B is a longitudinal sectional view.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a state where a foundation is constructed on a pile.
FIG. 15A is a plan view showing a first step of a construction example of the invention according to
16A is a plan view showing the next step of FIG. 15, and FIG. 16B is a longitudinal sectional view.
17A is a bottom view showing a production example of a PC ring, FIG. 17B is a longitudinal sectional view, and FIG. 17C is an enlarged view of a level setting material portion.
18A is a plan view showing the next step of FIG. 16, and FIG. 18B is a longitudinal sectional view.
19A is a plan view showing the next step of FIG. 18, and FIG. 19B is a longitudinal sectional view.
20A is a plan view showing the next step of FIG. 19, and FIG. 20B is a longitudinal sectional view.
FIG. 21 is a longitudinal sectional view showing a state where a foundation is constructed on a pile.
FIG. 22 (a) is a plan view showing the first step of the construction example of the invention according to
23A is a plan view showing the next step of FIG. 22, and FIG. 23B is a longitudinal sectional view.
24A is a plan view showing the next step of FIG. 23, and FIG. 24B is a longitudinal sectional view.
25A is a plan view showing a step subsequent to that in FIG. 24, and FIG. 25B is a longitudinal sectional view.
26A is a plan view showing a step subsequent to that in FIG. 25, and FIG. 26B is a longitudinal sectional view.
27A is a plan view showing a step subsequent to that in FIG. 26, and FIG. 27B is a longitudinal sectional view.
FIG. 28 is a longitudinal sectional view showing a state where a foundation is constructed on a pile.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
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