JP2007023602A - Construction method for foundation structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地盤に埋設された既製杭の杭頭部に構造物基礎を載置してなる基礎構造の構築方法に関する。 The present invention relates to a method for constructing a foundation structure in which a structure foundation is placed on a pile head of a ready-made pile embedded in the ground.
高いせん断力伝達能力を確保しつつ、杭頭部に加わる曲げモーメントを低減できる半剛接合形式の基礎構造として、特許文献1には、地盤に埋設された既製杭の杭頭部に構造物基礎を載置してなる基礎構造が開示されている。
As a semi-rigid joint type foundation structure that can reduce the bending moment applied to the pile head while ensuring a high shear force transmission capability,
この基礎構造においては、前記構造物基礎の底面に設けた凹部に既製杭の杭頭部を入り込ませることで、高いせん断力伝達能力を確保し、凹部と前記杭頭部の側面との間に、下方に向かうにしたがって拡大する空隙を形成して杭頭部の回転を許容することで、杭頭部に加わる曲げモーメントを低減させている。 In this foundation structure, by making the pile head of the ready-made pile enter the recess provided in the bottom surface of the structure foundation, a high shearing force transmission capability is ensured, and between the recess and the side of the pile head. The bending moment applied to the pile head is reduced by forming a gap that expands downward and allowing the pile head to rotate.
なお、既製杭を地盤に埋設する際には、特許文献2に開示されているように、既製杭を回転させつつ圧入する回転圧入装置が使用される。
In addition, when embedding a ready-made pile in the ground, as disclosed in
ところで、特許文献2にも記載されているように、回転圧入時に既製杭に発生する捩れを防止するために、既製杭の杭頭部には、回転圧入装置に係合する治具が突設されているところ、このような既製杭を用いて特許文献1の基礎構造を構築すると、杭頭部に残置された治具によって杭頭部の回転が拘束されることになるので、想定した設計性能を発揮できないこともある。
By the way, as described also in
また、特許文献1の基礎構造を構築する場合には、内周面が傾斜した型枠を既製杭の杭頭部に覆い被せて杭頭部の周囲に所定の空隙を形成したうえで、構造物基礎を形成する基礎コンクリートを打設することになるが、基礎コンクリートを打設する際に、型枠にずれや変形が生じ易く、また、型枠によって形成された杭頭部周りの空隙に基礎コンクリートが浸入することもある。このような状態になると、杭頭部の回転が拘束されてしまうので、想定した設計性能を発揮できないことになる。
Moreover, when constructing the foundation structure of
このように、特許文献1の基礎構造において、設計で見込んだ通りの接合状態を満足するためには、前記した種々の問題点を解決する必要がある。
Thus, in the basic structure of
このような観点から、本発明は、地盤に埋設された既製杭の杭頭部に構造物基礎を載置する形式の基礎構造の構築方法であって、既製杭と構造物基礎の接合状態を設計で見込んだ通りの半剛接合状態とすることができる基礎構造の構築方法を提供することを課題とする。 From such a viewpoint, the present invention is a method for constructing a foundation structure of a type in which a structure foundation is placed on a pile head of an already-made pile embedded in the ground, and the joint state between the ready-made pile and the structure foundation is It is an object of the present invention to provide a construction method of a foundation structure that can be in a semi-rigid joint state as expected in design.
このような課題を解決する本発明は、地盤に埋設された既製杭の杭頭部に構造物基礎を載置してなる基礎構造の構築方法であって、回転圧入装置と係合する治具が杭頭部に突設された既製杭を、前記回転圧入装置を用いて地盤に埋設する工程と、前記治具を除去する工程と、内周面が傾斜した型枠を前記杭頭部に覆い被せ、前記杭頭部の側面と前記型枠の内周面との間に下方に向かうにしたがって拡大する空隙を形成する工程と、前記型枠の周囲に、均しコンクリートを打設する工程と、硬化した前記均しコンクリート上に構造物基礎となる基礎コンクリートを打設する工程と、を含むことを特徴とする。 This invention which solves such a subject is a construction method of a foundation structure formed by placing a structure foundation on a pile head of an already-made pile embedded in the ground, and a jig that engages with a rotary press-fitting device Is embedded in the ground using the rotary press-fitting device, the jig is removed, and the formwork with an inclined inner peripheral surface is attached to the pile head. Covering, forming a gap between the side surface of the pile head and the inner peripheral surface of the formwork and expanding the space downward, and placing a leveled concrete around the formwork And a step of placing foundation concrete as a structure foundation on the cured leveled concrete.
このような手順で基礎構造を構築すると、既製杭と構造物基礎との接合状態を設計で見込んだ通りの半剛接合状態とすることができる。つまり、本発明においては、既製杭の杭頭部に型枠を覆い被せる前に、既製杭に設けられた回転圧入装置用の治具を除去するので、当該治具によって杭頭部の回転が拘束されるという不具合を解消することができる。また、本発明においては、均しコンクリートによって型枠を拘束することができるので、基礎コンクリートを打設したときに、型枠にずれや変形が生じ難く、さらには、型枠によって形成された杭頭部周りの空隙に基礎コンクリートが浸入することもない。 If a foundation structure is constructed in such a procedure, the joint state between the ready-made pile and the structure foundation can be made into a semi-rigid joint state as expected in the design. In other words, in the present invention, the jig for the rotary press-fitting device provided on the ready-made pile is removed before the pile head of the ready-made pile is covered, so that the pile head is rotated by the jig. The problem of being restrained can be solved. Further, in the present invention, the formwork can be constrained by the leveled concrete, so that when the foundation concrete is placed, the formwork is not easily displaced or deformed. Further, the pile formed by the formwork The foundation concrete does not enter the gap around the head.
なお、前記均しコンクリートを打設する前に、固着具を用いて前記型枠を前記杭頭部に固定し、前記基礎コンクリートを打設する前に、前記固着具を取り外すと、均しコンクリートを打設する際に発生する可能性のある型枠の微細なずれを確実に防ぐことができるので、設計で見込んだ通りの接合状態をより一層確実に得ることができる。 Before placing the leveling concrete, fix the formwork to the pile head using a fixing tool, and remove the fixing tool before placing the foundation concrete. As a result, it is possible to reliably prevent a minute shift of the formwork that may occur when the metal is placed, so that it is possible to more reliably obtain the joining state as expected in the design.
また、前記型枠の外周面に、その下端縁に沿って目印を記しておき、前記均しコンクリートを打設する前に、前記型枠の下端部の外周に、前記目印の位置まで地盤材料を配置するとよい。型枠の下端部の外周に地盤材料を配置すると、杭頭部の側面と型枠の内周面との間に形成された空隙へのコンクリートの流入を防止することができるので、杭頭部周りの空隙を確実に確保することができる。ここで、地盤材料とは、砕石(礫)、砂、粘土、現場発生土などの総称である。なお、地盤材料を型枠の周囲に配置するには、例えば、型枠の外周に砕石などを盛るか、あるいは、型枠の下端部を地盤(床付面)に埋設すればよい。 In addition, a mark is provided on the outer peripheral surface of the formwork along the lower edge thereof, and before placing the leveled concrete, the ground material is provided on the outer periphery of the lower end of the formwork up to the position of the mark. It is good to arrange. When the ground material is arranged on the outer periphery of the lower end of the formwork, it is possible to prevent the inflow of concrete into the gap formed between the side surface of the pile head and the inner peripheral surface of the formwork. The surrounding gap can be ensured reliably. Here, the ground material is a general term for crushed stones (gravels), sand, clay, on-site generated soil, and the like. In order to dispose the ground material around the formwork, for example, crushed stone or the like may be piled up on the outer periphery of the formwork, or the lower end of the formwork may be embedded in the ground (floored surface).
本発明に係る基礎構造の構築方法によると、既製杭と構造物基礎との接合状態を設計で見込んだ通りの半剛接合状態とすることができる。 According to the construction method of the foundation structure according to the present invention, the joint state between the ready-made pile and the structure foundation can be a semi-rigid joint state as expected in the design.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、本実施形態に係る基礎構造を説明する。本実施形態に係る基礎構造は、せん断力伝達能力を確保しつつ、杭頭部に加わる曲げモーメントを低減する半剛接合形式の基礎構造であって、図1の(a)に示すように、地盤Gに埋設された既製杭1の杭頭部に構造物基礎であるパイルキャップ2を載置してなる。なお、既製杭1の杭頭部には、内周面が傾斜した有頂筒状の型枠3が覆い被せられている。また、地盤Gとパイルキャップ2との間には、砕石層Sと均しコンクリート層Cとが積層されている。
First, the basic structure according to the present embodiment will be described. The foundation structure according to the present embodiment is a semi-rigid joint type foundation structure that reduces the bending moment applied to the pile head while ensuring shearing force transmission capability, as shown in FIG. The
既製杭1は、図2の(b)に示すように、内部が中空になった円筒状部材11と、この円筒状部材11の上端面に取り付けられた環状の端板12と、端板12に突設された治具13とを備えている。
As shown in FIG. 2B, the ready-made
円筒状部材11は、所望の強度を得ることができるものであれば、その材質は問わないが、例えば、異径鉄筋又は平鋼入りのコンクリート、外殻鋼管付のコンクリート、鋼管などで形成することができる。
The
端板12は、鋼製の部材からなる。端板12には、複数の雌ネジ穴12a,12a,…が周方向に間隔をあけて形成されている。
The
端板12は、円筒状部材11がコンクリート製である場合には、端板12の底面に突設された図示せぬアンカーを円筒状部材11に埋設することにより、円筒状部材11の端面に固着され、円筒状部材11が鋼製である場合には、溶接により固着される。なお、円筒状部材11が鋼製である場合には、端板12を省略することも可能である。
When the
治具13は、図示せぬ回転圧入装置の駆動軸と係合し、回転圧入時に既製杭1に発生する捩れを防止する。治具13は、本実施形態では、逆L字形状を呈する鋼材からなり、溶接により端板12に固着されている。なお、機械的接合方法を利用して治具13を着脱自在に端板12に固着してもよい。また、円筒状部材11が鋼管や外殻鋼管付のコンクリートで形成されている場合には、円筒状部材11の上端部の側面に溶接等により治具13を固着してもよい。
The
図1の(a)に示すパイルキャップ(構造物基礎)2は、鉄筋コンクリート製の構造体であり、その底面に凹部21が形成されている。凹部21は、型枠3を既製杭1の杭頭部に覆い被せた状態で、パイルキャップ2となる基礎コンクリートを打設することによって成形される。
A pile cap (structure foundation) 2 shown in FIG. 1A is a reinforced concrete structure, and a
型枠3は、既製杭1の上端面(すなわち、端板12の上面)に当接する円板状の頂部31と、既製杭1の杭頭部を取り囲む側部32とを備えていて、図2の(a)に示すように、円錐台状の外観を呈している。
The
頂部31は、既製杭1の上端面と同一の平面形状を備えている。また、頂部31には、端板12の雌ネジ穴12aに対応する透孔31aが複数個所に形成されている。
The
側部32は、頂部31の外周縁に形成されていて、その内径は、下に向かうにしたがって漸増している(図1の(a)参照)。また、側部32の外周面には、側部32を砕石層Sや地盤G(図1の(a)参照)へ埋め込む際の目安となる目印32aが型枠3の下端縁に沿って記されている。目印32aは、型枠3の下端縁から少なくとも2cm上がった位置に形成するとよい。なお、図示の目印32aは、側部32の全周に亘って連続して記されているが、これに限定されることはなく、断続して記されていても差し支えない。
The
そして、このような基礎構造によると、図1の(b)に示すように、既製杭1の杭頭部の周囲に空隙Eが存在しているので、地震時等においては、杭頭部の回転が許容される。つまり、地震や風等に起因して構造物に作用した水平力(せん断力)Qが既製杭1に作用しても、その杭頭部に大きな曲げモーメントが発生することがない。
And according to such a basic structure, as shown in (b) of FIG. 1, since the space | gap E exists around the pile head of the ready-made
次に、基礎構造の構築方法を詳細に説明する。まず、図3の(a)に示すように、回転圧入装置(図示略)を用いて既製杭1を地盤Gに埋設する。この段階では、既製杭1の杭頭部には、治具13が残置されている。なお、既製杭1を回転圧入する際に端板12の雌ネジ穴12a(図2の(a)参照)に土砂等が詰まらないように、雌ネジ穴12aにボルトB1を螺合しておく。
Next, the construction method of the foundation structure will be described in detail. First, as shown in FIG. 3A, the ready-made
既製杭1の埋設が完了したら、図3の(b)に示すように、既製杭1の周囲にある地盤Gを掘り下げて杭頭部を露出させる。
When the burying of the ready-made
次に、治具13を適宜な方法で除去し、図3の(c)に示すように、既製杭1の上端面を平滑にする。具体的には、例えば、治具13が溶接により端板12に固着されている場合には、治具13の根元を溶断し、切断面をグラインダー等により研磨すればよい。なお、雌ネジ穴12aに螺合させたボルトB1も取り外す。
Next, the
また、治具13を除去する前後に、床付面G1の不陸を整正したうえで、床付面G1上に砕石を敷設・転圧して砕石層Sを形成する。なお、地盤条件等によっては、砕石層Sを省略してもよい。
Further, before and after removing the
次に、図4の(a)に示すように、型枠3の頂部31を既製杭1の上端面に密着させた状態で型枠3を既製杭1の杭頭部に覆い被せ、杭頭部の側面11aと型枠3の内周面32bとの間に下方に向かうにしたがって拡大する空隙Eを形成する。なお、型枠3を杭頭部(端板12)に覆い被せる際に、型枠3の透孔31a(図2の(a)参照)と端板12の雌ネジ穴12a(図2の(b)参照)の位置を合せておく。
Next, as shown in FIG. 4A, the
型枠3を既製杭1の杭頭部に覆い被せたら、雌ネジ穴12a(図2の(b)参照)に螺合するボルト(固着具)B2を用いて型枠3を杭頭部に仮に固定する。なお、端板12に雌ネジ穴12aが形成されていない場合には、杭頭部の回転性能を低下させない程度の強度で、接着や溶接等により型枠3を杭頭部に固定する。
When the
型枠3を既製杭1の杭頭部に仮固定したら、型枠3の下端部の外周に砕石や土砂などの地盤材料S’を盛るなどして、型枠3の下端縁と砕石層Sの上面との間にある隙間を閉塞する。地盤材料S’は、型枠3の外周面に記した目印32a(図2の(a)参照)まで配置すればよい。
Once the
なお、型枠3の下端部が砕石層Sの上面よりも下方に位置する場合には、型枠3の下端部を目印32aの位置まで砕石層Sに埋め込めば、型枠3の下端部の外周に地盤材料が配置されることになる。また、型枠3の下端部が床付面G1よりも下方に位置する場合には、図5に示すように、床付面G1を掘り下げたうえで、その外周に砕石や土砂などの地盤材料S’を配置するか、あるいは、図6の(a)に示すように、型枠3の下端部を地盤材料である地盤Gに埋め込んだうえで、床付面G1上に砕石層Sを形成すればよい。
In addition, when the lower end part of the
なお、本実施形態では、砕石層Sを形成した後に型枠3を杭頭部に覆い被せたが、これに限定されることはなく、砕石層Sを形成する前に型枠3を杭頭部に覆い被せても差し支えない。また、本実施形態では、型枠3の外周に地盤材料S’を盛る前に、ボルトB2を用いて型枠3を杭頭部に固定したが、これに限定されることはなく、地盤材料S’を盛った後に固定してもよい。また、砕石層Sを形成する前に型枠3を杭頭部に覆い被せる場合においては、砕石層Sを形成する前に、ボルトB2を用いて型枠3を杭頭部に固定してもよい。
In addition, in this embodiment, after forming the crushed stone layer S, the
型枠3の下端部の外周に地盤材料S’を配置したら、図4の(b)に示すように、型枠3の周囲に、均しコンクリートを打設して、均しコンクリート層Cを形成する。なお、型枠3の下端部の周囲に盛った地盤材料S’によって、空隙Eが密閉されているので、均しコンクリートが空隙Eに流入することはない。均しコンクリート層Cの厚さに、特に制限はないが、好適には、均しコンクリート層Cの上面から型枠3の上面までの高さが5cm以上となるように設定することが望ましい。
When the ground material S ′ is arranged on the outer periphery of the lower end portion of the
均しコンクリートが硬化したら、ボルトB2を取り外す。このとき、型枠3の頂部31を木槌等で叩いて、頂部31が既製杭1の上端面に密着していることを再度確認するとともに、側部32を木槌等で叩いて、空隙Eに均しコンクリートが流入していないことを確認する。
When the leveled concrete has hardened, remove the bolt B2. At this time, the top 31 of the
その後、均しコンクリート層Cの上に図示せぬ鉄筋や型枠を設置し、図4の(c)に示すように、均しコンクリート層Cの上にパイルキャップ2となる基礎コンクリートを打設して硬化させると、基礎構造の構築が完了する。
After that, reinforcing bars and formwork (not shown) are installed on the leveled concrete layer C, and the foundation concrete to be the
以上のような手順で基礎構造を構築すると、既製杭1とパイルキャップ2との接合状態を設計で見込んだ通りの半剛接合状態とすることができる。つまり、既製杭1の杭頭部に型枠3を覆い被せる前に、既製杭1に設けられた回転圧入装置用の治具13を除去するので(図3の(c)参照)、治具13によって杭頭部の回転が拘束されるという不具合を解消することができる。また、均しコンクリート層Cによって型枠3を拘束することができるので(図4の(b)参照)、基礎コンクリートを打設したときに、型枠3にずれや変形が生じ難く、さらには、型枠3によって形成された杭頭部周りの空隙Eに基礎コンクリートが浸入することもない。
When the foundation structure is constructed in the above-described procedure, the joint state between the ready-made
また、均しコンクリートを打設する前に、ボルトB2を用いて型枠3を既製杭1の杭頭部に固定したので(図4の(a)参照)、均しコンクリートを打設する際に発生する型枠3の微細なずれを確実に防ぐことができ、その結果、設計で見込んだ通りの接合状態をより一層確実に得ることができる。なお、ボルトB2は、基礎コンクリートを打設する前に取り外すので(図4の(c)参照)、杭頭部の回転が拘束されることはない。
Moreover, since the
なお、前記した実施形態は、既製杭1に引抜力が作用しない場合に好適に用いることができる。既製杭1に引抜力が作用する場合には、図6の(a)に示すように、既製杭1の上端面に引抜抵抗棒14を立設し、これをパイルキャップ2に埋め込めばよい。引抜抵抗棒14には、例えば、PC鋼棒や建設構造用圧延棒鋼(SNR)を使用することができるが、その本数や強度は、半剛接合状態を維持できる程度に設定する。なお、引抜抵抗棒14は、例えば、既製杭1の端板12に形成した雌ネジ穴12a(図2の(a)参照)を利用して取り付けることができる。
In addition, above-described embodiment can be used suitably when drawing-out force does not act on the ready-made
このような基礎構造であっても、既製杭1の杭頭部の周囲に空隙Eが存在しているので、図6の(b)に示すように、杭頭部の回転が許容される。つまり、地震や風等に起因して構造物に作用した水平力(せん断力)が既製杭1に作用しても、その杭頭部に大きな曲げモーメントが発生することがない。
Even in such a foundation structure, since the gap E exists around the pile head of the ready-made
1 既製杭
13 治具
2 パイルキャップ(構造物基礎)
3 型枠
C 均しコンクリート層
E 空隙
B2 ボルト(固着具)
1 Ready-made
3 Formwork C Leveled concrete layer E Void B2 Bolt (fixing tool)
Claims (3)
回転圧入装置と係合する治具が杭頭部に突設された既製杭を、前記回転圧入装置を用いて地盤に埋設する工程と、
前記治具を除去する工程と、
内周面が傾斜した型枠を前記杭頭部に覆い被せ、前記杭頭部の側面と前記型枠の内周面との間に下方に向かって拡大する空隙を形成する工程と、
前記型枠の周囲に、均しコンクリートを打設する工程と、
硬化した前記均しコンクリート上に構造物基礎となる基礎コンクリートを打設する工程と、を含むことを特徴とする基礎構造の構築方法。 A construction method of a foundation structure in which a structure foundation is placed on a pile head of an already-made pile buried in the ground,
A step of burying a ready-made pile in which a jig engaging with the rotary press-fitting device protrudes from the pile head using the rotary press-fitting device;
Removing the jig;
A step of covering the pile head with the formwork having an inclined inner peripheral surface, and forming a gap expanding downward between a side surface of the pile head and the inner peripheral surface of the formwork;
Placing a leveled concrete around the formwork;
And a step of placing foundation concrete as a structure foundation on the hardened leveled concrete.
前記均しコンクリートを打設する前に、前記型枠の下端部の外周に、前記目印の位置まで地盤材料を配置することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の基礎構造の構築方法。 On the outer peripheral surface of the mold, a mark is marked along its lower edge,
The foundation structure according to claim 1 or 2, wherein a ground material is arranged up to a position of the mark on an outer periphery of a lower end portion of the formwork before placing the leveled concrete. Method.
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