JP2006193958A - Deformed pile with vane and method making use thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、新規な構成を有する根付き異形杭と羽根付き異形杭を用いた工法
に関するものである。
The present invention relates to a method using a rooted deformed pile and a bladed deformed pile having a novel configuration.
従来のこの種の技術は、下記のようになっている。
1.通常、杭の横断面は円形で長さ方向にストレートである。
2.異形にした杭は、数種提案されているが、水平抵抗のみの増加を考慮している。
The conventional technology of this type is as follows.
1. Usually, the cross-section of the pile is circular and straight in the length direction.
2. Several types of deformed piles have been proposed, but only an increase in horizontal resistance is considered.
例えば、杭の外周の数ヶ所に板を付けたり、穴をあけて液状化(地震時に地盤が流動し地盤反力がなくなる現象)を防止するものがある。(特許文献1)
あるいは、十字状のジグを杭頭部に取付け、杭の水平抵抗を大きくしたものがある。(特許文献2)
For example, there are things that prevent liquefaction (a phenomenon in which the ground flows during an earthquake and the ground reaction force disappears) by attaching plates or making holes in several places on the outer periphery of the pile. (Patent Document 1)
Alternatively, a cross-shaped jig is attached to the pile head to increase the horizontal resistance of the pile. (Patent Document 2)
従来の技術には、一応下記のような問題点を指摘することができる。
1.従来の横断面が円形状の杭では、コンクリート構造物との接合部が強固ではなく、地盤中の水平地盤反力と垂直方向の杭先端支持力が大きくとれない場合がある。
2.従来の横断面が円形状の杭では、施工時にねじれが生じ、打撃工法で杭を施工した場合、杭頭および杭先端部で座屈を起こし杭損傷の懸念がある。
本発明の目的は、これらの問題点を解決した杭及びその工法を提供することである。
The following problems can be pointed out in the prior art.
1. In a conventional pile having a circular cross section, the joint with the concrete structure is not strong, and there are cases where the horizontal ground reaction force in the ground and the vertical pile tip support force cannot be taken.
2. In a conventional pile having a circular cross section, twisting occurs during construction, and when the pile is constructed by the impact method, the pile head and the pile tip are buckled and there is a concern about pile damage.
The objective of this invention is providing the pile which solved these problems, and its construction method.
本発明は、上述のような問題を解決するため、下記のようになるものである。
(1)請求項1に係る羽根付き異形杭は、杭基礎に使用する杭において、
杭本体の外周面上に取り付けられ該杭本体上端から軸方向下方へそれぞれ延在する4枚の羽根体から構成されかつ該4枚の羽根体の断面形状が十文字状に配置された上部十文字状羽根と、
杭本体の外周面上に取り付けられ該杭本体下端から軸方向上方へそれぞれ延びる4枚の羽根体から構成されかつ該4枚の羽根体の断面形状が十文字状に配置された下部十文字状羽根とを有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is as follows.
(1) The profiled pile with a blade according to
An upper cross-shaped shape that is composed of four blade bodies that are mounted on the outer peripheral surface of the pile body and extend downward in the axial direction from the upper end of the pile body, and the cross-sectional shapes of the four blade bodies are arranged in a cross-shape. Feathers,
A lower cross-shaped blade that is mounted on the outer peripheral surface of the pile body and that is composed of four blade bodies extending axially upward from the lower end of the pile body, and in which the cross-sectional shape of the four blade bodies is arranged in a cross shape; It is characterized by having.
(2)請求項2に係る羽根付き異形杭は、請求項1において、前記上部十文字状羽根を構成する前記羽根体の各々において、前記軸方向の長さが前記杭本体の直径の3〜4倍であることを特徴とする。 (2) According to a second aspect of the present invention, the deformed pile with blades according to the second aspect of the present invention is the blade according to the first aspect, wherein the length in the axial direction is 3 to 4 of the diameter of the pile body. It is characterized by being double.
(3)請求項3に係る羽根付き異形杭は、請求項1又は2のいずれかにおいて、前記下部十文字状羽根を構成する前記羽根体の各々にて、前記軸方向の長さが前記杭本体の直径と同じであることを特徴とする。
(3) The deformed pile with blades according to
(4)請求項4に係る羽根付き異形杭は、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記上部十文字状羽根及び前記下部十文字状羽根を構成する前記羽根体の各々において、前記軸方向に垂直な方向の幅が前記杭本体の直径の1/2〜1倍であることを特徴とする。 (4) According to a fourth aspect of the present invention, the deformed pile with blades according to any one of the first to third aspects is perpendicular to the axial direction in each of the blade bodies constituting the upper cross-shaped blade and the lower cross-shaped blade. The width in the proper direction is 1/2 to 1 times the diameter of the pile body.
(5)請求項5に係る羽根付き異形杭を用いた工法は、請求項1〜4のいずれかに記載の羽根付き異形杭を用いた工法において、
前記下部十文字状羽根が支持地盤中に埋設されるように前記羽根付き異形杭を打設する工程と、
前記上部十文字状羽根の上方側の一部がフーチングコンクリートに入り込むように前記羽根付き異形杭を固定する工程とを有することを特徴とする。
(5) In the construction method using the bladed deformed pile according to
Placing the blade-shaped deformed pile so that the lower cross-shaped blade is embedded in the supporting ground;
And fixing the blade-shaped deformed pile so that part of the upper side of the upper cross-shaped blade enters the footing concrete.
本発明は、上述のように構成されているので、下記のような効果を期待することができる。 Since the present invention is configured as described above, the following effects can be expected.
1.第1発明(請求項1〜4に係る羽根付き異形杭)の場合
a)杭上部に上部十文字状羽根をつけることで、擬似的に杭径を大きくし、杭頭結合を強化することができると共に、杭の水平抵抗を大きく確保し、常時・地震時の地盤反力を増加させることができる。つまり、杭上部で杭径が擬似的に大きくなるためフーチングコンクリートと杭の結合部で水平支圧及び押抜きせん断力を小さく抑えることができる。そして、杭水平抵抗の関与範囲の杭上部で杭径を自由に大きくできるため、水平地盤反力が増加する。
b)さらに、杭下部に下部十文字状羽根をつけることで、鉛直方向の杭先端支持力を増加させることができる。つまり、下部十文字状羽根を取り付けて支持地盤へ根入れすることで、杭先端面積・先端閉塞効果が増加することから大きな杭の先端支持力が確保される。
c)杭本体の上部に上部十文字状羽根を、また下部に下部十文字状羽根を付けることで杭剛性が強化されるため、杭施工時におけるねじれを防ぎ、座屈を防止できる。
d)大口径杭を制作し施工するのに比べて、構造物の杭諸元を減らすことができることから大幅な費用軽減が可能となる。
e)まとめると、本発明の羽根付き異形杭は、橋梁、擁壁、管渠、覆道などの構造物基礎杭として利用することで、従来径の既成杭に対し、杭頭結合の強化、杭水平抵抗の増加、杭先端支持力の確保、杭座屈防止が期待できる。
1. In the case of the first invention (an irregularly shaped pile with blades according to
b) Furthermore, the pile tip supporting force in the vertical direction can be increased by attaching a lower cross-shaped blade to the lower part of the pile. That is, by attaching the lower cross-shaped blade and rooting it into the support ground, the pile tip area and tip closing effect increase, so that a large pile tip support force is secured.
c) Since the pile rigidity is strengthened by attaching the upper cross-shaped blade to the upper part of the pile body and the lower cross-shaped blade to the lower part, torsion during pile construction can be prevented and buckling can be prevented.
d) Compared to producing and constructing large-diameter piles, it is possible to reduce the specifications of the piles of the structure, so that the cost can be greatly reduced.
e) In summary, the bladed deformed pile of the present invention can be used as a foundation pile for structures such as bridges, retaining walls, pipes, and overpasses. It can be expected to increase pile horizontal resistance, secure pile tip support and prevent pile buckling.
2.第2発明(請求項5)の場合
a)杭本体に上部十文字状羽根と下部十文字状羽根を付けることで、杭打設中の座屈により杭の損傷を防止することができる。
b)杭本体に上部十文字状羽根と下部十文字状羽根を付けることで、杭打設中のねじれを防止し、正確な杭間隔で杭を垂直に施工できる。
c)羽根付き異形杭を群杭として使用することで、通常の杭を用いる場合に比較して大きな支持力を得ることができる。.
2. In the case of the second invention (invention 5) a) By attaching the upper cross-shaped blade and the lower cross-shaped blade to the pile main body, it is possible to prevent damage to the pile due to buckling during pile driving.
b) By attaching the upper cross-shaped blade and the lower cross-shaped blade to the pile body, it is possible to prevent torsion during pile driving and to construct the pile vertically with accurate pile spacing.
c) By using the blade-shaped deformed pile as a group pile, it is possible to obtain a greater support force than when using a normal pile. .
図面を参照して本発明の実施の形態の詳細を説明する。
第1発明は、羽根付き異形杭に関するものである。図1は、羽根付き異形杭の一実施例の外観を示す図である。図2は、図1の羽根付き異形杭1の上面図であり、図3は、図1のX−X断面図である。
Details of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1st invention is related with the unusually shaped pile with a blade | wing.
図1に示す通り、羽根付き異形杭1は、杭本体2と、杭本体2の外周面の上部に取付けられた上部十文字状羽根3と、杭本体2の外周面の下部に取付けられた下部十文字状羽根4から構成されている。杭本体2は、例えば鋼管杭などと称されている公知の既成杭である。
As shown in FIG. 1, the
上部十文字状羽根3は、杭本体2の上端から軸方向下方へそれぞれ延在する4枚の羽根体から構成されている。同じく、下部十文字状羽根4は、杭本体2の下端から軸方向上方へそれぞれ延びる4枚の羽根体から構成されている。
The
図2に示す通り、上部十文字状羽根3を構成する4枚の羽根体は、水平方向の断面形状が十文字状となるように配置されている。すなわち、杭本体2の上端から所定寸法下方に下がった位置までの範囲2aにおいて、当該杭本体2を中心として前後方向をもって縦に添設された前後の羽根体3a、3aと、杭本体2を中心として左右方向をもって縦に添設された左右の羽根体3b、3bから構成されている。
As shown in FIG. 2, the four blade bodies constituting the
この場合、前後の羽根体3a、3aと左右の羽根体3b、3bの各々は、幅3wが杭本体2の直径Dの1/2〜1倍程度で、かつ杭本体の軸方向に沿った長さ3hが杭本体2の直径Dの3〜4倍程度の縦長方形の鉄板で構成され、杭本体2の外周面上に溶接などで取付けられている。
In this case, each of the front and
図3に示す通り、下部十文字状羽根4を構成する4枚の羽根体もまた、水平方向の断面形状が十文字状となるように配置されている。すなわち、下部十文字状羽根4は、杭本体2の先端から所定寸法上方に上がった位置までの範囲2bにおいて、当該杭本体2を中心として前後方向をもって縦に添設された前後の羽根体4a、4aと、杭本体を中心として左右方向をもって縦に添設された左右の羽根体4b、4bから構成されている。
As shown in FIG. 3, the four blade bodies constituting the
この場合、前後の羽根体4a、4aと左右の羽根体4b、4bの各々は、幅4wが杭本体2の直径Dの1/2〜1倍程度で、かつ杭本体の軸方向に沿った長さ3hが杭本体2の直径Dの3〜4倍程度の縦長方形の鉄板で構成され、杭本体2の外周面上に溶接などで取付けられている。
In this case, each of the front and
第2発明は、第1発明の羽根付き異形杭1を用いた工法に関するものである。 図4は、本発明の工法により単杭を設置した地盤中の羽根付き異形杭1を示す模式的な構成図である。
2nd invention is related with the construction method using the
尚、羽根付き異形杭1を施工する対象地盤を地盤5とし、地盤5の所定の深度以下には比較的強固な支持地盤6がある。施工後は、羽根付き異形杭1の先端部が比較的強固な支持地盤6中に位置することとなる。
The target ground on which the bladed
・第1工程
羽根付き異形杭1の先端部が支持地盤6に達する状態で、単杭を打設する。すなわち、下部十文字状羽根4が支持地盤6中に埋設されるように打ち込む(Cの範囲)。
・第2工程
通常の結合法と同様に、羽根付き異形杭1の上部をフーチングコンクリート7に対して杭径Dより短い長さEだけ入れ、固定する。すなわち、上部十文字状羽根3の上方側の一部がフーチングコンクリート7に入り込むように固定される(Aの範囲)。一方、上部十文字状羽根3の下方側は地盤5中に位置する(Bの範囲)。
-1st process A single pile is laid in the state in which the tip part of
-2nd process Like the normal joining method, only the length E shorter than the pile diameter D is put into the
以上の通り、施工された羽根付き異形杭1においては、Aの範囲の部分で杭頭の結合の強化を実現できる。また、Bの範囲の部分で水平地盤力の増加を実現できる。さらに、Cの範囲の部分で先端支持力を確保できる。そして、全体として構成強化、座屈防止の効果を実現できる。
As described above, in the constructed
図5は、本発明の工法により群杭を設置した地盤中の複数の羽根付き異形杭1を示す模式的な構成図である。図6は、図5の上面図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a plurality of bladed
複数の羽根付き異形杭1を施工する対象地盤を地盤5とし、地盤5の所定の深度以下には比較的強固な支持地盤6がある。施工後は、複数の羽根付き異形杭1の先端部が比較的強固な支持地盤6中に位置することとなる。
The target ground on which the plurality of bladed
・第1工程
羽根付き異形杭1の先端部が支持地盤6に達する状態で群杭形状で打設する。すなわち、下部十文字状羽根4が支持地盤6中に埋設されるように打ち込む。この場合、隣接する各羽根付き異形杭1同士の間隔Fは、通常の杭と同様に2.5D以上とする。
-1st process In the state which the front-end | tip part of the
また、図6に示すように、隣接する各羽根付き異形杭1同士の羽根体の向きは、左右および前後で同一となるよう施工する。杭の設計では、加重に対し軸と軸直角に照査するためである。
Moreover, as shown in FIG. 6, it constructs so that the direction of the blade | wing body of adjacent
・第2工程
通常の結合法と同様に、複数の羽根付き異形杭1の上部をフーチングコンクリート7に対して杭径Dより短い長さだけ入れ、固定する。すなわち、上部十文字状羽根3の上方側の一部がフーチングコンクリート7に入り込むように固定される。一方、上部十文字状羽根3の下方側は地盤5中に位置する
-2nd process Like the normal coupling | bonding method, only the length shorter than the pile diameter D is put into the upper part of the several shaped
実施例は下記の通りである。
模型杭を用いて、本発明の羽根付き異形杭1の効果を遠心力模型で試験した。
図7は、模型杭の形状を示す外観図である。模型杭の形状は、杭本体の杭径Dが10mm、長さLが400mmであり、羽根体3の長さ3hが100mm、幅3wが5mmである。杭本体2の上端にフーチングを模した重り17を取り付けた。杭本体2の下端を加振台上にソイルセメントで固定し、杭本体2は模型地盤中に配置した。また、杭応力を測定するために複数のひずみゲージ19を杭本体2の外周面上の所定位置に取り付けた。試験は50G場での杭水平載荷試験と正弦波による加振実験とした。
Examples are as follows.
Using the model pile, the effect of the bladed
FIG. 7 is an external view showing the shape of the model pile. As for the shape of the model pile, the pile diameter D of the pile body is 10 mm, the length L is 400 mm, the
水平載荷試験と加振実験を行い、羽根3を付けることで、付けない場合より杭の水平抵抗が常時で約2倍、地震時で約3倍増加することを検証した。
The horizontal loading test and the vibration test were conducted, and it was verified that by attaching the
1 羽根付き異形杭
2 杭本体
3 上部十文字状羽根
3a 前後の羽根体
3b 左右の羽根体
4 下部十文字状羽根
4a 前後の羽根体
4b 左右の羽根体
5 地盤
6 支持地盤
7 フーチングコンクリート
DESCRIPTION OF
Claims (5)
杭本体の外周面上に取り付けられ該杭本体上端から軸方向下方へそれぞれ延在する4枚の羽根体から構成されかつ該4枚の羽根体の断面形状が十文字状に配置された上部十文字状羽根と、
杭本体の外周面上に取り付けられ該杭本体下端から軸方向上方へそれぞれ延びる4枚の羽根体から構成されかつ該4枚の羽根体の断面形状が十文字状に配置された下部十文字状羽根とを有することを特徴とする
羽根付き異形杭。 In piles used for pile foundations,
An upper cross-shaped shape that is composed of four blade bodies that are mounted on the outer peripheral surface of the pile body and extend downward in the axial direction from the upper end of the pile body, and the cross-sectional shapes of the four blade bodies are arranged in a cross-shape. Feathers,
A lower cross-shaped blade that is mounted on the outer peripheral surface of the pile body and that is composed of four blade bodies extending axially upward from the lower end of the pile body, and in which the cross-sectional shape of the four blade bodies is arranged in a cross shape; An irregularly shaped pile with a blade, characterized by comprising:
前記下部十文字状羽根が支持地盤中に埋設されるように前記羽根付き異形杭を打設する工程と、
前記上部十文字状羽根の上方側の一部がフーチングコンクリートに入り込むように前記羽根付き異形杭を固定する工程とを有することを特徴とする
羽根付き異形杭を用いた工法。 In the construction method using the deformed pile with a blade according to any one of claims 1 to 4,
Placing the blade-shaped deformed pile so that the lower cross-shaped blade is embedded in the supporting ground;
And a step of fixing the bladed deformed pile so that a part of the upper cross of the upper cross-shaped blade enters the footing concrete. A method using the bladed deformed pile.
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