JP2007162416A - Concrete pile joining method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、コンクリート杭の杭頭を構造物の下部と接合する方法の技術分野に属し、更に云うと、大地震時の曲げモーメントを確実に低減するコンクリート杭の接合方法に関する。 The present invention belongs to the technical field of a method for joining a pile head of a concrete pile to a lower part of a structure, and more specifically, relates to a method for joining a concrete pile that reliably reduces a bending moment during a large earthquake.
コンクリート杭の杭頭部と基礎梁、基礎スラブ又はフーチング等の構造物の下部との接合には、地震時に杭のせん断破壊を防止する様々な方法が実施されている。例えば図5に示すように、杭頭部の主筋を基礎スラブや基礎梁に定着させ、曲げ剛性を地震時に発生する杭頭部の曲げ応力以上に増加することで杭の損傷を防ぐ方法がある。また図6に示すように杭頭部の径を細くし、曲げ剛性を低減させて地震時の曲げ応力の発生を抑えることで杭の損傷を防ぐ方法がある。 Various methods for preventing shear failure of a pile during an earthquake are implemented for joining a pile head of a concrete pile and a lower portion of a structure such as a foundation beam, a foundation slab, or a footing. For example, as shown in FIG. 5, there is a method of preventing damage to the pile by fixing the main reinforcement of the pile head to the foundation slab or foundation beam and increasing the bending rigidity to be higher than the bending stress of the pile head generated during an earthquake. . Moreover, as shown in FIG. 6, there is a method of preventing damage to the pile by reducing the diameter of the pile head and reducing the bending rigidity to suppress the generation of bending stress during an earthquake.
ところで下記の特許文献には摩擦力により地震時における剪断力を伝達して、杭の損傷を防止する接合方法が開示されて公知である。
特許文献1には、杭頭部と構造物の下部とが縁切りされ、同杭頭部から軸方向主鉄筋を突出させず又は軸方向主鉄筋により曲げ応力を基礎梁等に伝達させないように突出させて、摩擦力を介して剪断力を伝達させる当接状態で接合する方法が開示されている。
By the way, the following patent document discloses a joining method in which a shearing force during an earthquake is transmitted by a frictional force to prevent pile damage.
In
また、特許文献2〜4には、地震時に構造物に発生する曲げモーメントを低減して杭の損傷を防止する方法として、杭頭部と構造物の下部との間にゴムキャップで成る弾性体、又は衝撃吸収材と上下方向の復元部材を介在させること、更には杭頭部をゴムチップ入りコンクリート柱で構成する方法が開示されて公知である。
図5に示した方法は、大振動が生じると杭頭に発生する曲げモーメントも比例して大きくなるため、杭の損傷を防止するためには杭の耐力増加を行う必要がある。その方法として杭径を太くすること、主筋を増加させることや鋼管補強をすることが行われる。また基礎梁、基礎スラブ等の構造物の下部の耐力増加を図るため、せいや主筋量を増加することも必要である。したがって、杭頭部にはスラブ筋や柱筋、基礎梁筋等の主筋が混雑し配筋作業が非常に面倒となりコストも嵩む。更に、大地震時には杭頭の外周辺部が損傷して杭体に亀裂等を生じ杭全体の耐力を損なう問題がある。 In the method shown in FIG. 5, since the bending moment generated at the head of the pile increases proportionally when large vibrations occur, it is necessary to increase the yield strength of the pile in order to prevent damage to the pile. As the method, the pile diameter is increased, the main reinforcement is increased, and the steel pipe is reinforced. Moreover, in order to increase the yield strength of the lower part of structures such as foundation beams and foundation slabs, it is also necessary to increase the amount of warp and main reinforcement. Therefore, main bars such as slab bars, column bars, and foundation beam bars are congested on the pile head, which makes the bar arrangement work very troublesome and increases the cost. Furthermore, there is a problem in that the outer periphery of the pile head is damaged during a large earthquake, causing cracks in the pile body and impairing the proof strength of the entire pile.
図6に示した方法は、杭頭部の径を細くすることで、杭頭部の水平剛性を小さくして水平変形を大きくすることで杭の損傷を防止する点は認められる。しかし、杭頭部の径を細くするが故に、常時の応力が大きくなり上述した面倒な杭の耐力増加を行う必要がある。 It is recognized that the method shown in FIG. 6 prevents damage to the pile by reducing the horizontal stiffness of the pile head by increasing the diameter of the pile head and increasing horizontal deformation. However, since the diameter of the pile head is reduced, the usual stress increases, and it is necessary to increase the yield strength of the troublesome pile described above.
上記特許文献1に記載された技術は、構造物の下部と杭頭部とを縁切りし、杭頭部から曲げ応力を基礎梁等に伝達させない構成として、摩擦力を介して剪断力を伝達させている点は認められる。しかし、大地震時には杭頭の外周辺部に集中する大きな曲げモーメントは低減できないものであり、頭部の外周付近が圧壊して基礎杭の健全性を確保できない。また、杭頭部の上面から軸方向の主鉄筋を突出させない又は突出させる構成とされているため、杭構築時に行う余盛りコンクリートのはつり作業が至難で施工性が悪い。
The technique described in the above-mentioned
特許文献2及び特許文献3は、杭頭部の上面に弾性体又は衝撃吸収材を設けて曲げモーメントを低減している。しかし、これらには常時上部構造物の軸力による圧縮変形が生じている。また、構造物の基礎杭は多数配置されており各基礎杭にかかる軸力もそれぞれである。したがって、各基礎杭の杭頭へ設置される弾性体又は衝撃吸収材の圧縮変形にも沈下差が生じて構造物全体に影響を及ぼす。のみならずこれらの技術は大地震時の水平力による弾性体のせん断耐力を考慮していない。
In
また特許文献4においては、構造物の軸力によってゴムチップ入りコンクリート柱の外周辺付近で応力が集中しひずみ大となっている。そのため大地震時には前記外周辺付近が損傷し構造物全体に多大なる悪影響をもたらしてしまう。
Moreover, in
要するに、上記従来技術の何れも、大地震時に発生する大きな曲げモーメントを低減させつつ杭の健全性も十分に確保し、施工性の良い杭を接合する方法は未だ無かった。 In short, none of the above-described conventional techniques has yet been able to secure a sufficient pile soundness while reducing a large bending moment generated in the event of a large earthquake and join a pile with good workability.
本発明の目的は、杭頭部を中央コア部と段差部に打設された低剛性・高変形性コンクリート部とから構成して、大地震時の曲げモーメントを確実に低減させ、且つ杭の健全性を確保でき、施工性に優れたコンクリート杭の接合方法を提供することにある。 The object of the present invention is to construct a pile head from a central core portion and a low-rigidity / high-deformability concrete portion placed in a stepped portion, to reliably reduce the bending moment during a large earthquake, and The object is to provide a method for joining concrete piles that can ensure soundness and has excellent workability.
上述した従来技術の課題を解決するための手段として、請求項1に記載した発明に係るコンクリート杭の接合方法は、
構造物を支持するコンクリート基礎杭の杭頭部と構造物下部との接合方法であって、
杭主筋を杭頭レベルから一定の深さまで下げて配筋し、コンクリートを打設して基礎杭を構築する工程と、
前記基礎杭の杭頭部上方の余盛りを杭頭レベルまで除去し、杭頭部に中央コア部を残し、その外周に環状の段差部を形成する工程と、
前記杭頭部の段差部へ低剛性・高変形性コンクリートを打設する工程と、
前記杭頭部の上面に構造物の基礎梁、基礎スラブ、フーチング、柱などの基礎を軸力を支持可能に構築する工程と、
から成ることを特徴とする。
As means for solving the above-described problems of the prior art, the method for joining concrete piles according to the invention described in
A method of joining a pile head of a concrete foundation pile supporting a structure and a lower part of the structure,
Lowering the pile main bar from the pile head level to a certain depth, placing the concrete, constructing the foundation pile by placing concrete,
Removing the excess pile above the pile head of the foundation pile to the pile head level, leaving a central core portion on the pile head, and forming an annular stepped portion on the outer periphery thereof;
Placing a low-rigidity, highly deformable concrete on the stepped portion of the pile head;
Constructing a foundation such as a foundation beam of a structure, a foundation slab, a footing, or a column on the upper surface of the pile head so as to support axial force;
It is characterized by comprising.
請求項2記載の発明は、請求項1に記載したコンクリート杭の接合方法において、
中央コア部の外径は、上載荷重を支持可能な大きさとすることを特徴とする。
The invention according to
The outer diameter of the central core portion is characterized by a size that can support the overload.
請求項3記載の発明は、請求項1に記載したコンクリート杭の接合方法において、
低剛性コンクリートは、軽量骨材、ゴムチップ、空隙や骨材を入れないモルタルであり、高変形性コンクリートは、繊維補強コンクリートであることを特徴とする。
The invention according to
The low-rigidity concrete is a lightweight aggregate, rubber chip, mortar that does not contain voids and aggregates, and the highly deformable concrete is fiber-reinforced concrete.
本発明に係るコンクリート杭の接合方法は、以下のような効果を奏する。
1)杭頭部を強度コンクリートで成る中央コア部と段差部に打設された低剛性・高変形性コンクリートとから構成したので、中央コア部が構造物の上載荷重を支持し、低剛性・高変形性コンクリートが大地震時に特に杭の外周辺部に集中する曲げモーメントを十分に低減し、万が一想定を越える巨大地震が生じても同低剛性・高変形性コンクリートが先に破壊するため、コンクリートで成る中央コア部の損傷を防止してコンクリート基礎杭全体の健全性を保持すると共に、構造物の倒壊を防止できる。
2)杭主筋を杭頭から一定の深さまで下げて配筋するので、コンクリート杭を構築する際のはつり作業を簡便にし施工性を向上できる。
The method for joining concrete piles according to the present invention has the following effects.
1) Since the pile head is composed of a central core made of high-strength concrete and low-rigidity / high-deformability concrete cast in the stepped portion, the central core supports the load on the structure, Bending moment that high deformable concrete concentrates especially on the outer periphery of piles is greatly reduced in the event of a large earthquake. It can prevent damage to the central core part made of concrete, maintain the soundness of the entire concrete foundation pile, and prevent collapse of the structure.
2) Since the pile main reinforcement is lowered from the pile head to a certain depth and the reinforcement is arranged, the lifting work when constructing the concrete pile can be simplified and the workability can be improved.
本発明は、構造物を支持する基礎杭1の杭頭部2と構造物下部との接合方法である。
杭主筋3を杭頭レベルH1から一定の深さH2まで下げて配筋し、コンクリート4を打設する。
前記基礎杭1の杭頭部2上方の余盛りを杭頭レベルH1まで除去し、杭頭部2に中央コア部20を残し、その外周に環状の段差部21を形成する。
前記杭頭部2の段差部21へ低剛性・高変形性コンクリート5を打設して、杭頭部2の上面を水平にする。
前記杭頭部2の上面に構造物の基礎梁、基礎スラブ、柱、地下壁等の基礎6と軸力を支持可能に構築する。
The present invention is a method for joining a
The pile
The excess pile above the
Low rigidity / highly
On the upper surface of the
以下、本発明に係るコンクリート杭の接合方法を、図面に基づいて説明する。
先ず、図1に示すように、基礎地盤Gを掘削機等で所定の深さまで掘削し、杭孔(図示省略)を設ける。そして、前記杭孔へ杭主筋3を、杭頭レベルH1より下の一定の深さH2まで下げて配筋する。上記のように杭主筋3を配筋した後、同杭孔へコンクリート4を打設して基礎杭1を築造する。コンクリート打設は上層に浮固する不純コンクリートを後にはつるため余盛(一点斜線部)りコンクリートを打つこととする。
Hereinafter, a concrete pile joining method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
First, as shown in FIG. 1, the foundation ground G is excavated to a predetermined depth with an excavator or the like to provide a pile hole (not shown). And the pile
次に、図2に示すように、基礎梁、基礎スラブ、フーチング、柱、地下壁等の構造物の基礎6を構築する深さ地盤まで(図示ではH1)掘削し、床付け工事をした後に、前記余盛りコンクリート(点線部)をはつる。このはつり作業によって、前記余盛りコンクリートを杭頭レベルH1まで除去する際、杭頭部2に中央コア部20を残し、その外周を一定の深さH3まで環状にはつることで段差部21を形成する。この深さH3は後述する低剛性・高変形性コンクリート5により大地震時に発生する曲げモーメントを十分に低減できる深さに設計されている。当然ながら、上述した杭主筋3(H2)より上方となるように構成されている。また、中央コア部20の外径は、上載荷重を支持可能な大きさとされている(請求項2記載の発明)。
Next, as shown in FIG. 2, after excavating to the depth ground (H1 in the figure) to construct the
そして、図3A、図3Bに示すように、上記の方法により設けた前記段差部21へ低剛性・高変形性コンクリート5を打設する。前記低剛性・高変形性コンクリート5とは例えば低剛性コンクリートとしては軽量骨材やゴムチップ、並びに空隙や骨材を入れないモルタルであり、高変形性コンクリートとしては繊維補強コンクリートである(請求項3記載の発明)。これらは構造物の大きさや地盤の状況により適切に選択される。
Then, as shown in FIGS. 3A and 3B, the low-rigidity / high-
しかる後に、前記段差部21へ打設された低剛性・高変形性コンクリート5の上面を中央コア部20と水平となるように処理し杭頭部2の上面を平坦にする。このことにより、後に構築される構造物の基礎6と当接される面積を十分に確保できるので、軸力をしっかりと支持するほか摩擦力による剪断力伝達をも期待できる。勿論、ゴム系の低剛性コンクリート5である場合、若干の杭頭レベルH1より若干上方まで設けることも好適に実施される。
Thereafter, the top surface of the
上記の方法により複数構築した基礎杭1…の上面へ、図4に示したようにフーチング、基礎スラブ、基礎梁、柱、地下壁等の構造物の基礎6を軸力を支持可能な半剛接合として順次構築する。したがって、前記構造物の下部6及び基礎杭1は鉄筋を最小限に抑えることができるのでコストを低減させ、作業効率も向上できる。
Semi-rigid that can support the axial force of the
本発明は上記のような方法で基礎杭1を構築するので、上載荷重(長期鉛直力)を中央コア部20でしっかりと支持し、大地震による巨大地震時においては、応力集中する杭頭部2の外周位置に打設された低剛性・高変形性コンクリート5が曲げモーメントを確実に低減させる。万が一圧壊をもたらす曲げモーメントが働いたとしても、前記段差部21の低剛性・高変形性コンクリート5が先に破壊するため、中央コア部20及び強度コンクリート4で成る基礎杭1に亀裂等の損傷が起きることを未然に防止して杭の健全性を確保し、もっては構造物の倒壊等も防止できる。
Since the present invention constructs the
以上に実施形態を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の実施形態の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために付言する。例えば、中央コア部20と構造物の下部6とを所定の長さとした鉄筋で接合して曲げモーメントを低減させることも考えられる。
The embodiments have been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and design modifications and application variations that are usually made by those skilled in the art are within the scope of the technical idea of the invention. I will add a note to include the range. For example, it is conceivable to reduce the bending moment by joining the
1 基礎杭
2 杭頭
20 中央コア部
21 段差部
3 杭主筋
4 コンクリート
5 低剛性・高変形性コンクリート
DESCRIPTION OF
5 Low rigidity and high deformation concrete
Claims (3)
杭主筋を杭頭レベルから一定の深さまで下げて配筋し、コンクリートを打設して基礎杭を構築する工程と、
前記基礎杭の杭頭部上方の余盛りを杭頭レベルまで除去し、杭頭部に中央コア部を残し、その外周に環状の段差部を形成する工程と、
前記杭頭部の段差部へ低剛性・高変形性コンクリートを打設する工程と、
前記杭頭部の上面に構造物の基礎梁、基礎スラブ、フーチング、柱などの基礎を軸力を支持可能に構築する工程と、
から成ることを特徴とする、コンクリート杭の接合方法。 A method of joining a pile head of a concrete foundation pile supporting a structure and a lower part of the structure,
Lowering the pile main bar from the pile head level to a certain depth, placing the concrete, constructing the foundation pile by placing concrete,
Removing the excess pile above the pile head of the foundation pile to the pile head level, leaving a central core portion on the pile head, and forming an annular stepped portion on the outer periphery thereof;
Placing a low-rigidity, highly deformable concrete on the stepped portion of the pile head;
Constructing a foundation such as a foundation beam of a structure, a foundation slab, a footing, or a column on the upper surface of the pile head so as to support axial force;
A method for joining concrete piles, comprising:
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