JP2008069612A - Steel pipe pile cap and joint structure of steel pipe pile and footing - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、鋼管杭とフーチング(コンクリート基礎)の接合に用いる鋼管杭キャップ及びその鋼管杭キャップを用いた鋼管杭とフーチングの接合構造に関する。 The present invention relates to a steel pipe pile cap used for joining a steel pipe pile and a footing (concrete foundation) and a joining structure of a steel pipe pile and a footing using the steel pipe pile cap.
鋼管杭とフーチングの接合構造において、上部構造物からフーチングへ鉛直荷重が伝達さたとき、鋼管杭の反力によりフーチングの下部がひび割れたり、破壊したりするのを防止するため、鋼管杭頭部に荷重伝達部材を取付けて受圧面積を大きくし、支圧(支圧力)を小さくする方法が提案されている。そして荷重伝達部材として、所定幅のリング状のフランジが提案されている(特許文献1参照)。 To prevent the lower part of the footing from cracking or breaking due to the reaction force of the steel pipe pile when a vertical load is transmitted from the superstructure to the footing in the joint structure of the steel pipe pile and the footing, A method has been proposed in which a load transmitting member is attached to increase the pressure receiving area and the bearing pressure (supporting pressure) is reduced. A ring-shaped flange having a predetermined width has been proposed as a load transmission member (see Patent Document 1).
図6により従来の荷重伝達部材としてリング状のフランジを用いた鋼管杭とフーチングの接合構造について説明する。
図6(a)は、鋼管杭とフーチングの接合構造の側面図、図6(b)は、図6(a)における鋼管杭頭部の平面図である。
鋼管杭11は、地盤16に打込んであり、その頭部は、フーチング15に埋設されている。鋼管杭11の頭部には、フランジ12をリブ13により取付けてある。リブ13は、フランジ12と鋼管杭11双方に溶接してある。フランジ12は、リブ13を用いずに、直接鋼管杭11に溶接してもよい。鋼管杭11の先端部には、ふた14を取付けてある。
A steel pipe pile and footing joint structure using a ring-shaped flange as a conventional load transmission member will be described with reference to FIG.
Fig.6 (a) is a side view of the joining structure of a steel pipe pile and a footing, FIG.6 (b) is a top view of the steel pipe pile head part in Fig.6 (a).
The
図6の鋼管杭とフーチングの接合構造の場合、鋼管杭の太さに合わせてリング状のフランジ12を作製し、そのフランジをフーチングの施工現場において鋼管杭11に溶接して取付けなければならない。フーチングの施工現場において溶接する場合、溶接材等を施工現場に持ち込まなければならないし、雨等の天候の影響を受け易く、またその溶接の間フーチングのコンクリート打設作業を行なうことができないから、作業効率が悪く、また溶接の品質が充分でない場合がある。
本願発明は、従来の鋼管杭とフーチングの接合構造の前記問題点に鑑み、単純な構造で作製が容易で安価な鋼管杭キャップを提供し、その鋼管杭キャップを用いることにより、施工現場において溶接の必要がなく、作業性のよい鋼管杭とフーチングの接合構造を提供することを目的とする。
In the case of the joint structure of the steel pipe pile and the footing shown in FIG. 6, the ring-
The present invention provides a steel pipe pile cap that has a simple structure and is easy to manufacture and is inexpensive in view of the above-described problems of the conventional steel pipe pile and footing joint structure. By using the steel pipe pile cap, welding is performed at the construction site. It is an object of the present invention to provide a steel pipe pile and footing joint structure with good workability.
本願発明は、その目的を達成するため、請求項1に記載の鋼管杭キャップは、縦補強部材、横補強部材及び枠部材からなり、両補強部材は、平坦部と両端部が同じ方向に屈曲した屈曲部からなり略直交するように配置してあり、枠部材は、両補強部材の屈曲部と略直交するように配置してあり、両補強部材の屈曲部の端部に支圧部材を取付けてあり、前記両補強部材の略直交する箇所及び前記枠部材と両補強部材の屈曲部の略直交する箇所の内、少なくとも前記枠部材と両補強部材の屈曲部の略直交する箇所は固定してあることを特徴とする。
請求項2に記載の鋼管杭キャップは、請求項1に記載の鋼管杭キャップにおいて、前記固定は、結束であることを特徴とする。
請求項3に記載の鋼管杭キャップは、請求項1に記載の鋼管杭キャップにおいて、前記固定は、溶接であることを特徴とする。
請求項4に記載の鋼管杭とフーチングの接合構造は、鋼管杭の頭部に請求項1に記載の鋼管杭キャップを両補強部材の屈曲部が下方を向くように載置して鋼管杭の頭部と鋼管杭キャップをフーチングに埋設してあることを特徴とする。
請求項5記載の鋼管杭とフーチングの接合構造は、鋼管杭の頭部に請求項2又は請求項3に記載の鋼管杭キャップを両補強部材の屈曲部が下方を向くように載置して鋼管杭の頭部と鋼管杭キャップをフーチングに埋設してあることを特徴とする。
In order to achieve the object of the present invention, the steel pipe pile cap according to
A steel pipe pile cap according to a second aspect is the steel pipe pile cap according to the first aspect, wherein the fixing is a bundling.
The steel pipe pile cap according to
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a steel pipe pile and footing joint structure in which the steel pipe pile cap according to
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a steel pipe pile and footing joint structure in which the steel pipe pile cap according to
本願発明の鋼管杭キャップは、屈曲した縦補強部材、横補強部材と枠部材を交差するように組立てるだけで作製できるから、構造が単純で、面倒な機械加工を行うことなく容易に安価に作製できる。そして鋼管杭キャップは、工場や施工現場において事前に組立てておき、施工時には、鋼管杭キャップと鋼管頭部を溶接することなく、鋼管杭キャップを鋼管杭頭部に載置してフーチングに埋設するだけで、鋼管杭とフーチングを接合できる。したがって鋼管杭とフーチングの接合作業は、簡単で、効率的で作業性がよい。また鋼管杭キャップは、外径の異なる鋼管杭に共通に用いることができるから、汎用性がある。 The steel pipe pile cap of the present invention can be manufactured simply by assembling the bent vertical reinforcing member, the horizontal reinforcing member and the frame member so as to intersect each other, so that the structure is simple and easily manufactured at low cost without troublesome machining. it can. The steel pipe pile cap is assembled in advance at the factory or construction site, and at the time of construction, the steel pipe pile cap is placed on the steel pipe pile head without being welded to the steel pipe pile cap and embedded in the footing. Only steel pipe pile and footing can be joined. Therefore, the joining work of the steel pipe pile and the footing is simple, efficient and good workability. Moreover, since a steel pipe pile cap can be commonly used for steel pipe piles having different outer diameters, it has versatility.
本願発明の鋼管杭キャップは、縦補強部材、横補強部材と枠部材を組み合わせて籠状に組立ててあるから、フーチングの強度が高くなる。また上部構造物から鉛直荷重がフーチングに伝達されたとき、その鉛直荷重は、鋼管杭キャップを介して鋼管杭に伝達されるから、鋼管杭キャップは、鋼管杭の反力によりフーチングが、ひび割れたり、破壊したりするのを防止する。そして支圧部材の大きさ(面積)を大きくすることにより、鋼管杭の反力によるフーチングのひび割れや破壊防止効果を大きくすることができる。 Since the steel pipe pile cap of the present invention is assembled in a bowl shape by combining the vertical reinforcing member, the horizontal reinforcing member, and the frame member, the strength of the footing is increased. In addition, when a vertical load is transmitted to the footing from the superstructure, the vertical load is transmitted to the steel pipe pile through the steel pipe pile cap, so that the footing is cracked by the reaction force of the steel pipe pile. , Prevent destruction. By increasing the size (area) of the bearing member, it is possible to increase the effect of preventing cracking and destruction of the footing due to the reaction force of the steel pipe pile.
本願発明の鋼管杭とフーチングの接合構造は、鋼管杭の頭部に鋼管杭キャップを載置し、コンクリートを打設してそれらをフーチングに埋設するのみで構築できから、鋼管杭とフーチングの接合作業は、簡単で効率的になり、さらに施工現場において鋼管杭頭部と鋼管杭キャップを溶接する必要がないから、その接合作業時間を短縮できる。また本願発明の鋼管杭とフーチングの接合構造は、鋼管杭キャップがフーチング内に立体的に埋設されるから、フーチングの強度が高くなり、かつ鋼管杭の反力によるフーチングのひび割れや破壊の防止効果が大きくなる。 The steel pipe pile and footing joint structure of the present invention can be constructed simply by placing a steel pipe pile cap on the head of the steel pipe pile, placing concrete and burying them in the footing. The work becomes simple and efficient, and further, it is not necessary to weld the steel pipe pile head and the steel pipe pile cap at the construction site, so that the time required for joining can be shortened. In addition, the steel pipe pile and footing joint structure of the present invention has a steel pipe pile cap that is three-dimensionally embedded in the footing, so that the strength of the footing is increased and the effect of preventing cracking and breakage of the footing due to the reaction force of the steel pipe pile. Becomes larger.
図1〜図5により本願発明の実施例を説明する。なお各図に共通の部分は、同じ符号を使用している。
図1〜図4は、鋼管杭キャップの構造を示し、図5は、鋼管杭とフーチングの接合構造を示す。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is used for the part common to each figure.
1-4 shows the structure of a steel pipe pile cap, and FIG. 5 shows the joining structure of a steel pipe pile and a footing.
図1は、鋼管杭キャップの基本的構造を示す図で、図1(a)は、平面図、図1(b)は、側面図、図1(c)は、支圧部材の拡大斜視図である。
鋼管杭キャップ2は、縦補強部材21、横補強部材22及び枠部材23からなる。縦補強部材21は、平坦部211と両端部を同方向に屈曲した屈曲部212からなり、横補強部材22は、平坦部221と両端部を同方向に屈曲した屈曲部222からなる。なお縦・横の呼称は、相対的で、部材21,22のいずれか一方を縦補強部材と呼び、他方を横補強部材と呼ぶ。縦補強部材21の屈曲部212と横補強部材22の屈曲部222の両端部には、同じ構造の支圧部材(翼部材)3を取付けてある。
縦補強部材21と横補強部材22は、屈曲部212,222が同じ方向を向き、略直交するように配置してあり、リング状の枠部材23は、それらの屈曲部212,222と略直交するように配置してある。したがって鋼管杭キャップ2は、縦補強部材21、横補強部材22と枠部材23により、円錐の籠状に組立ててある。
FIG. 1 is a view showing a basic structure of a steel pipe pile cap, FIG. 1 (a) is a plan view, FIG. 1 (b) is a side view, and FIG. 1 (c) is an enlarged perspective view of a bearing member. It is.
The steel
The longitudinal reinforcing
縦補強部材21と横補強部材22の交差する箇所、及び縦補強部材21、横補強部材22と枠部材23が交差する箇所は、金属線で結束して固定してある。符号4の×印は、結束を表している。前記交差箇所の固定には、結束の外、留金(フック)等の固定金具を用いてもよいし、溶接してもよい。鋼管杭キャップ2は、フーチングに埋設するまで図1の形状を維持していればよいから、結束4でも問題ない。また縦補強部材21と横補強部材22が交差する箇所は、結束4を省略することもできる。
支圧部材3は、屈曲部212,222の端部にナットと同様に螺合してある。支圧部材3の形状は、図1(c1)のような円板状の支圧部材3a、図1(c2)のような円錐状の支圧部材3b、或いは多角形のものであってもよい。支圧部材3a,3bは、自身にネジ部を形成せずに挿通孔を形成し、その挿通孔に屈曲部212,222の端部を挿入して、その端部に別のナットを螺合して支圧部材3a,3bを保持するように構成してもよい。また支圧部材3は、図1(c3)のように円筒状(リング状)の支持部材3cであってもよい。支持部材3cは、その側面に挿通孔を形成し、その挿通孔に屈曲部212,222の端部を挿入して溶接する、或いは屈曲部212,222の端部にナットを螺合して保持する。支持部材3cは、屈曲部212,222に共通の部材であるから、鋼管杭キャップ2は、より強固になり、フーチングに埋設したときフーチングのひび割れや破壊防止効果が大きくなる。
Locations where the longitudinal reinforcing
The bearing
縦補強部材21、横補強部材22及び枠部材23には、鉄筋、FB等を用い、支圧部材3は、鋼材等を用いて作製する。
鋼管杭キャップ2は、屈曲した縦補強部材21、横補強部材22及び枠部材23を交差させて組立てるだけでよいから、構造が簡単で、面倒な機械加工を行なうことなく作製できる。したがって鋼管杭キャップ2は、容易に安価に作製できる。そして鋼管杭キャップ2は、工場や施工現場において事前に組立てておき、後述するように鋼管杭頭部に載置してフーチングに埋設するだけで、鋼管杭とフーチングを接合できるから、その接合現場において溶接を要しない。したがって鋼管杭とフーチングの接合作業は、簡単になり、効率的になる。また鋼管杭キャップ2は、縦補強部材21、横補強部材22の平坦部211,221の長さよりも外径の小さい鋼管杭であれば、異なる外径の鋼管杭に共通に用いることができるから、汎用性がある。
The longitudinal reinforcing
Since the steel
鋼管杭キャップ2は、縦補強部材21、横補強部材22と枠部材23を組み合わせて籠状に組立ててあるから、フーチングの強度が高くなる。また鋼管杭キャップ2は、上部構造物からフーチングへ鉛直荷重が伝達されたとき、その鉛直荷重は、後述するように縦補強部材21、横補強部材22の平坦部211,221によって鋼管杭へ伝達される。その際フーチングに伝達された鉛直荷重は、支圧部材3へも伝達されるが、支圧部材3へ伝達された鉛直荷重は、屈曲部212,222を介して平坦部211,221へ伝達される。支圧部材3は、面積が大きいほどその伝達効果も大きい。
鋼管杭キャップ2は、前記のように上部構造物からフーチングへ伝達された鉛直荷重を鋼管杭へ伝達する。即ち上部構造物から鉛直荷重がフーチングへ伝達されると、鋼管杭キャップ2の平坦部211,221には、鋼管杭の反力が加わり、屈曲部212,222を平坦部211,221側へ引っ張る力が働くが、屈曲部212,222の摩擦力は大きいから、フーチングは、鋼管杭の反力によりひび割れたり、破壊したりすることがない。
Since the steel
The steel
図2は、縦・横の補強部材を複数本配置し、リング状の枠部材を用いた鋼管杭キャップを示す。
図2(a)は、平面図、図2(b)は、側面図である。
縦補強部材21、横補強部材22は、夫々3本の部材を平行に配置し、枠部材23は、リング状のものを用いている。6本の補強部材の両端には、支圧部材3を取付けてある。縦補強部材21の平坦部211と横補強部材22の平坦部221は、夫々中央の部材が一番長く、両側の部材は中央の部材よりも短くして、6本の補強部材の平坦部211,221の縁部(屈曲部212,222との境界)は、略円形に形成してある。したがって縦補強部材21の屈曲部212と横補強部材22の屈曲部222は、略円錐状に配置されている。
FIG. 2 shows a steel pipe pile cap in which a plurality of vertical and horizontal reinforcing members are arranged and a ring-shaped frame member is used.
2A is a plan view, and FIG. 2B is a side view.
The vertical reinforcing
なお鋼管杭キャップ2は、フーチングに埋設するまで図2の形状を維持していればよいから、縦補強部材21と横補強部材22が交差する箇所の結束4は、省略することもできる。その箇所を結束する場合には、縦補強部材21と横補強部材22の中央の部材と交差する箇所だけでもよい。
図2の鋼管杭キャップ2は、縦補強部材21と横補強部材22の本数が多いから、フーチングの強度は一層高くなり、また上部構造物からフーチングに伝達される鉛直荷重は、鋼管杭へより確実に伝達され、フーチングのひび割れや破壊防止の効果は一層大きくなる。
Since the steel
Since the steel
図3は、縦・横の補強部材を複数本配置し、四角形の枠部材を用いた鋼管杭キャップを示す。
図3(a)は、平面図、図3(b)は、側面図である。
縦補強部材21、横補強部材22は、夫々3本の部材を平行に配置し、枠部材23は、四角形のものを用いている。縦補強部材21の平坦部211と横補強部材22の平坦部221は、全て同じ長さにして、6本の補強部材の平坦部211,221の縁部(屈曲部212,222との境界)は、略四角形に形成してある。したがって縦補強部材21の屈曲部212と横補強部材22の屈曲部222は、四角錐状に配置されている。即ち鋼管杭キャップ2は、四角錐の籠状である。
図3の鋼管杭キャップは、四角形の鋼管杭にも円形の鋼管杭にも用いることができる。
FIG. 3 shows a steel pipe pile cap in which a plurality of vertical and horizontal reinforcing members are arranged and a rectangular frame member is used.
FIG. 3A is a plan view, and FIG. 3B is a side view.
The vertical reinforcing
The steel pipe pile cap of FIG. 3 can be used for both square steel pipe piles and circular steel pipe piles.
図4は、縦・横の補強部材を夫々1本配置し、リング状の枠部材を複数個用いた鋼管杭キャップを示す。
図4(a)は、平面図、図4(b)は、側面図である。
鋼管杭キャップ2は、図1と同様に1本の縦補強部材21と横補強部材22を直交させ、3個のリング状の枠部材23を用いている。
図4の鋼管杭キャップ2は、縦補強部材21と横補強部材22の屈曲部212,222と交差する枠部材23の個数が多いから、フーチングの強度が高くなる。また鋼管杭の反力によるフーチングのひび割れや破壊防止の効果も大きくなる。
図4において、図2、図3と同様に、縦補強部材21と横補強部材22を複数本配置してもよい。その場合には、フーチングの強度は一層高くなり、また鋼管杭の反力によるフーチングのひび割れや破壊防止の効果も一層大きくなる。
FIG. 4 shows a steel pipe pile cap in which one vertical and horizontal reinforcing members are arranged and a plurality of ring-shaped frame members are used.
4A is a plan view, and FIG. 4B is a side view.
The steel
The steel
In FIG. 4, a plurality of vertical reinforcing
図5は、鋼管杭とフーチングの接合構造を示す。
図5(a)は、平面図、図5(b)は側面図である。なお図5は、フーチング、地盤と鋼管の一部のみ断面で表してある。
鋼管杭51は、地盤62に打込んであり、その頭部には、コンクリート52を詰めてある。鋼管杭キャップ2は、縦補強部材21と横補強部材22の平坦部211,221が鋼管杭51の頭部先端部に接触し、屈曲部212,222の端部が下方を向くように(平坦部211,221より低くなるように)、鋼管杭51の頭部に載置して、フーチング61に埋設してある。即ち鋼管杭51の頭部に鋼管杭キャップ2を載置した状態でコンクリートを打設してフーチング61を構築し、鋼管杭51とフーチング61を接合してある。
FIG. 5 shows a joining structure of a steel pipe pile and a footing.
FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is a side view. FIG. 5 shows only a part of the footing, the ground, and the steel pipe in cross section.
The
上部構造物(図示せず)からフーチング61へ鉛直荷重が伝達されると、鉛直荷重は、鋼管杭キャップ2に伝達され、鋼管杭キャップ2から鋼管杭51へ伝達される。即ちフーチング61に伝達された鉛直荷重は、縦補強部材21と横補強部材22の平坦部211,221へ伝達され、鋼管杭51へ伝達される。その際フーチング61に伝達された鉛直荷重は、支圧部材3にも伝達され、支圧部材3に伝達された鉛直加重は、縦補強部材21と横補強部材22の屈曲部212,222を介して平坦部211,221へ伝達される。したがって鋼管杭キャップ2は、上部構造物からフーチング61へ鉛直荷重が伝達されても、鋼管杭51の反力によりフーチング61がひび割れたり、破壊したりするのを防止できる。
When a vertical load is transmitted from the superstructure (not shown) to the footing 61, the vertical load is transmitted to the steel
鋼管杭キャップ2は、直交する縦補強部材21と横補強部材22と両補強部材の屈曲部212,222と直交する枠部材23により、円錐の籠状に形成してあるから、フーチング61内に立体的に埋設されている。したがって鋼管杭キャップ2は、縦補強部材21、横補強部材22の平坦部211,221及び屈曲部212,222が相俟ってフーチング61の強度を高くし、さらに枠部材23がその強度を高くしている。
Since the steel
図5の鋼管杭キャップ2は、1本(1個)の縦補強部材21、横補強部材22及び枠部材23により構成してあるが、図2、図3、図4のようにそれらの本数や個数を多くすると、鋼管杭51の反力によるフーチング61のひび割れや破壊防止の効果が一層大きくなるとともに、フーチング61の強度も一層高くなる。
図5の場合、縦補強部材21、横補強部材22の屈曲部212,222は、傾斜して円錐状に配置してあるが、平坦部211,221に対し直角に屈曲して円筒状に配置すれば、鋼管杭51の軸と平行になるから、支圧部材3に伝達された鉛直荷重は、平坦部211,221へ一層効率よく伝達される。
The steel
In the case of FIG. 5, the
21,22 縦補強部材、横補強部材
211,221 平坦部
212,222 屈曲部
23 枠部材
3,3a,3b,3c 支圧部材
4 結束
51 鋼管杭
52 コンクリート
61 フーチング
62 地盤
21, 22 Longitudinal reinforcing member,
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