JP2009013652A

JP2009013652A - 杭頭補強用鉄筋およびその杭頭補強用鉄筋を使用したコンクリート基礎の施工方法

Info

Publication number: JP2009013652A
Application number: JP2007176197A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Miyahara; 廣伸宮原
Original assignee: Taiyo Co Ltd
Current assignee: Taiyo Co Ltd
Priority date: 2007-07-04
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2009-01-22

Abstract

【課題】地中に埋設されたコンクリートパイルと地盤に打設されたコンクリート基礎との接合を強固にする杭頭補強用鉄筋およびその杭頭補強用鉄筋を使用したコンクリート基礎の施工方法を提供する。
【解決手段】円筒籠状に形成した鉄筋からなる籠状柱体１と、前記籠状柱体１を横断状に貫通するように水平に配筋したカンザシ鉄筋５と、前記籠状柱体１よりも大径の円筒籠状に形成した鉄筋からなる籠状筒体８とからなり、前記カンザシ鉄筋５の両端部に前記籠状筒体８を係着することにより該籠状筒体８が前記籠状柱体１を囲繞するように配設して杭頭補強用鉄筋を形成する。この杭頭補強用鉄筋を、地中に埋設したコンクリートパイル１４の杭頭１６に載設し、直線状のベース鉄筋２２を前記杭頭補強用鉄筋に交差するように地面に平行に配筋して網状鉄筋２３を形成した後に、コンクリート２４を打設してコンクリート基礎２６を施工する。
【選択図】図１

Description

本発明は、地中に埋設したコンクリートパイルと地盤に打設したコンクリート基礎との接合を強固にする杭頭補強用鉄筋およびその杭頭補強用鉄筋を使用したコンクリート基礎の施工方法に関するものである。

主にビル等の高層建築物の建設において又は地盤沈下が懸念される軟弱地盤における建築物の建設においては、地中に埋め込んだコンクリートパイル等の杭に建築物本体の土台となるコンクリート基礎を接合する基礎構造が採用される。このような基礎構造の施工において用いられる杭頭補強用鉄筋に関する公知の技術としては、例えば下記特許文献１に記載されているものがある。この特許文献１に記載されている発明では、円筒状のスパイラル筋の内周に複数本の縦筋を等間隔に配置し該スパイラル筋と該縦筋の接合部分を溶接止めした円筒籠状鉄筋を形成している。そして、地中に打ち込んだ円筒状のＰＣコンクリート杭の中空部に前記円筒籠状鉄筋を挿入し、そこへコンクリートを注入して前記円筒籠上鉄筋を埋め込みながら前記ＰＣコンクリート杭の頭部を塞ぐことで杭頭を補強している。
特開平８−３３３７４４号公報

近年、相次ぐ地震災害の発生や一連の耐震強度偽装事件によって建築物の耐震設計や耐震施工に対する関心が高まっている。耐地震性能の優れた建築物を建設するには建築物本体の耐震強度を高めるのみならず、建築物の基礎構造の耐震強度を強化しなくてはならない。特に、杭と基礎の接合部である杭頭は地震時に非常に大きな力がかかることが知られている。したがって、地震時の強い揺れによって杭頭が損傷してしまうことを防止するのが耐震設計や耐震施工における重要な課題となっている。

そこで、本発明は上記のような課題を解決するための杭頭補強用鉄筋およびその杭頭補強用鉄筋を使用したコンクリート基礎の施工方法を提供するもので、環状または螺旋状のフープ鉄筋の内側に複数本の直線状の主鉄筋を適宜間隔で竪に配置することにより円筒籠状に形成した籠状柱体と、前記籠状柱体を横断状に貫通するように水平に配筋したカンザシ鉄筋と、前記フープ鉄筋よりも大径のフープ鉄筋の内側に複数本の直線状の主鉄筋を適宜間隔で竪に配置することにより前記籠状柱体よりも大径の円筒籠状に形成した籠状筒体とからなり、前記カンザシ鉄筋の両端部に前記籠状筒体を係着することにより該籠状筒体が前記籠状柱体を囲繞するように配設したことを特徴とする。

また本発明は、上記杭頭補強用鉄筋およびその杭頭補強用鉄筋を使用したコンクリート基礎の施工方法において前記籠状柱体の下端部に円形帽状のコンクリート受板を設けたことを特徴とする。

また本発明は、上記杭頭補強用鉄筋およびその杭頭補強用鉄筋を使用したコンクリート基礎の施工方法において杭頭補強用鉄筋は、環状または螺旋状のフープ鉄筋の内側に複数本の直線状の主鉄筋を適宜間隔で竪に配置することにより円筒籠状に形成した籠状柱体と、前記籠状柱体を横断状に貫通するように水平に配筋したカンザシ鉄筋と、前記フープ鉄筋よりも大径のフープ鉄筋の内側に複数本の直線状の主鉄筋を適宜間隔で竪に配置することにより前記籠状柱体よりも大径の円筒籠状に形成した籠状筒体とからなり、前記カンザシ鉄筋の両端部に前記籠状筒体を係着することにより該籠状筒体が前記籠状柱体を囲繞するように配設され、
地中に埋設したコンクリートパイルの上端中空部内に前記杭頭補強用鉄筋の籠状柱体を挿入し前記カンザシ鉄筋が該コンクリートパイルの上端面に横架されるようにすることにより、前記杭頭補強用鉄筋が前記コンクリートパイル上に支持され該コンクリートパイルの地上露出部の外周が前記籠状筒体によって包囲されるようにすると共に、前記コンクリートパイル上に突出する前記杭頭補強用鉄筋と交差するように地盤上にベース鉄筋を縦横に配筋し、その後、コンクリートを打設し前記コンクリートパイルの地上露出部および上端中空部内と前記杭頭補強用鉄筋およびベース鉄筋が該コンクリートによって埋まるようにしたことを特徴とする。

請求項１に記載の杭頭補強用鉄筋では、鉄筋を円筒籠状に形成した籠状柱体に加えて、鉄筋を前記籠状柱体よりも大径の円筒籠状に形成した籠状筒体を、前記籠状筒体が前記籠状柱体を囲繞するように配置する。加えて、前記籠状柱体を横断状に貫通しつつ前記籠状筒体に係着されるカンザシ鉄筋を介して該籠状柱体と該籠状筒体とを接合している。このようにすることで、杭頭補強用鉄筋の総鉄筋量が増加することに加えて、籠状柱体と籠状筒体とが杭頭を内外から挟むような二重構造をなすように形成され、前記杭頭補強用鉄筋を杭頭に配設してコンクリートを打設した際の杭頭接合強度が増して建築物の耐震性を向上させることができる。

また、請求項２に記載の杭頭補強用鉄筋では、籠状柱体が挿入されたコンクリートパイルの上端中空部内にコンクリートを打設する際に、籠状柱体の下端部に設けた円形帽状のコンクリート受板によって前記コンクリートが堰き止められて、前記コンクリートパイルの中空部の中間にコンクリートが充填されない空間部が形成される。この空間によってコンクリートパイルの曲げ強度が増して耐震性をさらに向上させることができる。

また、請求項３に記載の杭頭補強用鉄筋を使用したコンクリート基礎の施工方法では、地中に埋設したコンクリートパイルの上端中空部内に挿入された籠状柱体に加えて、籠状筒体がコンクリートパイルの地上露出部の外周を包囲することで、前記杭頭補強用鉄筋と前記コンクリートパイルとの接合がより強力になる。さらに、前記杭頭補強用鉄筋と交差するように地盤上にベース鉄筋を縦横に配筋し、前記コンクリートパイルの上端中空部内にコンクリートを打設しつつ前記コンクリートパイルの地上露出部ならびに前記杭頭補強用鉄筋と前記ベース鉄筋が該コンクリートによって埋められるようにコンクリート基礎を施工することで、前記コンクリート基礎と前記コンクリートパイルとの接合がより強力になる。従って、建築物の耐震性を著しく向上させる。

次に図面に従い本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係る杭頭補強用鉄筋の外観斜視図であり、図２は本発明に係る杭頭補強用鉄筋の平面図である。図３は本発明に係る杭頭補強用鉄筋がコンクリートパイル１４の杭頭１６に載設された状態を正面から見た部分断面図であり、図４は図３の杭頭補強用鉄筋に網状鉄筋２３を配筋した状態の部分断面図である。さらに、図５は図４の杭頭補強用鉄筋にコンクリート２４を打設した状態の部分断面図である。

本発明の杭頭補強用鉄筋は、図１および図２に示したように、円筒籠状に形成した鉄筋からなる籠状柱体１と、前記籠状柱体１を横断状に貫通するように水平に配筋したカンザシ鉄筋５と、前記籠状柱体１を囲繞するように該籠状柱体１よりも大径の円筒籠状に形成した鉄筋を前記カンザシ鉄筋５の折曲部７に係着した籠状筒体８とから大略構成される。このような杭頭補強用鉄筋を、図３から図５に示したように、地中に埋設したコンクリートパイル１４の杭頭１６に載設し、直線状のベース鉄筋２２を前記杭頭補強用鉄筋に交差するように地面に平行に配筋して網状鉄筋２３を形成した後に、コンクリート２４を打設してコンクリート基礎２６を施工する。

籠状柱体１は直線状の主鉄筋２と螺旋状のフープ鉄筋３とを円筒状に組み上げて形成した部材である。主鉄筋２はコンクリート建築において一般的に使用される直線状の鉄筋であり、螺旋状のフープ鉄筋３は鉄筋をつる巻形に立体的に撓曲したもので、円形状に閉鎖した環状部３ａ，３ｂが両端に形成されている。このようなフープ鉄筋３の内周に六本の主鉄筋２を等間隔に立設し、主鉄筋２とフープ鉄筋３の接点を溶接によって固着することで籠状柱体１を形成している。この籠状柱体１の外径はコンクリートパイル１４の内径よりも小さく形成される。また、主鉄筋２の下端部がフープ鉄筋３の下端環状部３ａに当接するように配筋し、さらに主鉄筋２の全長はフープ鉄筋３の全長の約二倍であることから、図１に示したように、主鉄筋２の上部はフープ鉄筋３の上端環状部３ｂから突出している。なお、主鉄筋２の本数は六本に限定されるものではなく、形成する杭頭補強用鉄筋の大きさ等の条件によって適切な本数を選択してよい。さらに、主鉄筋２の全長はフープ鉄筋３の全長の約二倍に限られたものではなく、形成する杭頭補強用鉄筋の大きさ等の条件によって適切に決定してよい。

さらに、合成樹脂を円形帽状に形成したコンクリート受板１２を鉤状の固定具１３によって籠状柱体１の下端環状部３ａの直下に取り付ける。この固定具１３の一端は前記籠状柱体１の主鉄筋２の下方端寄りに溶接止めされており、中間部は下方へ伸ばされた後に内向に折曲され、さらに他端は円状に形成されてコンクリート受板１２の底部が固着されている。このコンクリート受板１２の直径はコンクリートパイル１４の内径と等しく形成されている。

カンザシ鉄筋５は籠状柱体１と籠状筒体８とを接合し、さらにコンクリートパイル１４の上端面１７に横架されて、杭頭補強用鉄筋がコンクリートパイル１４の杭頭１６に載設されるようにする部材である。直線状の鉄筋の両端をコ字状に折り曲げて形成したカンザシ鉄筋５は、中央部６の長さが籠状筒体８の内径と略等しく、両折曲部７の長さはコンクリートパイル１４の地上露出部１９の高さより若干短い。このカンザシ鉄筋５は籠状柱体１を横断状に貫通し、中央部６が螺旋状フープ鉄筋３の上端環状部３ｂの直下に位置するように水平に配筋される。さらにもう一本のカンザシ鉄筋５を前記カンザシ鉄筋５の中央部６に対して直角に交わるように配筋して、二本のカンザシ鉄筋５を十字状に組み合わせる。

籠状筒体８は直線状の主鉄筋９と環状のフープ鉄筋１０ａ，１０ｂとを円筒状に組み上げて形成した部材である。二本の環状のフープ鉄筋１０ａ，１０ｂを、前記籠状柱体１の螺旋状のフープ鉄筋３のピッチ間隔と同程度の距離を置きつつ平行かつ中心軸が揃うように配置し、これら環状のフープ鉄筋１０ａ，１０ｂの内周に八本の主鉄筋９を等間隔に立設して、主鉄筋９とフープ鉄筋１０ａ，１０ｂの接点を溶接止めすることで籠状筒体８を形成している。この籠状筒体８の内径はコンクリートパイル１４の外径よりも大きく、また全長は、前記籠状柱体１において螺旋状フープ鉄筋３の上端環状部３ｂから突出した主鉄筋２の上部の長さと、前記カンザシ鉄筋５の折曲部７の長さの合計に略等しい。前記主鉄筋９の下端を前記カンザシ鉄筋５の折曲部７の下端の位置に揃えるように配筋し、前記カンザシ鉄筋５の両折曲部７を前記籠状筒体８の主鉄筋９に溶接止めして、この籠状筒体８は前記籠状柱体１の上部を囲繞するように前記籠状柱体１に結合される。なお、主鉄筋９の本数は八本に限定されるものではなく、形成する杭頭補強用鉄筋の大きさ等の条件によって適切な本数を選択してよい。なお、この杭頭補強用鉄筋は予め工場で組み立てておくことができる。

次に、本発明の杭頭補強用鉄筋を使用したコンクリート基礎の施工方法を説明する。コンクリートパイル１４は中空部１５を有し、杭頭１６の上端面１７と杭頭側面１８が地面から突出して地上露出部１９を形成するように地中に埋設されている。このコンクリートパイル１４の地中部２０の周囲および該コンクリートパイル１４の下端中空部１５内はセメントミルク２１で満たされている。

はじめに、図３に示したように、杭頭補強用鉄筋をコンクリートパイル１４の杭頭１６に載設する作業を行なう。杭頭補強用鉄筋の籠状柱体１をコンクリートパイル１４の上端中空部１５内に挿入して、カンザシ鉄筋５がコンクリートパイル１４の上端面１７に横架されるようにする。そうすると杭頭補強用鉄筋がコンクリートパイル１４の上端面１７に支持され、籠状柱体１がコンクリートパイル１４の上端中空部１５内に立設されて、さらに籠状筒体８の下部がコンクリートパイル１４の杭頭側面１８を包囲する。

次に、図４に示したように、ベース鉄筋２２を配筋する。コンクリートパイル１４の上端面１７と略同じ高さに配筋された籠状柱体１の螺旋状フープ鉄筋３の上端環状部３ｂと、籠状筒体８の上側の環状フープ鉄筋１０ｂに交差するように、直線状のベース鉄筋２２を互いに縦横に組み合わせながら地面に対して平行に配筋して結束し網状鉄筋２３を形成する。さらに、この網状鉄筋２３が配筋された高さよりも螺旋状フープ鉄筋３のピッチ間隔と同程度高い位置において、籠状柱体１の主鉄筋２に環状フープ鉄筋４を配筋して結束し、同様に、籠状筒体８の主鉄筋９に環状フープ鉄筋１１を配筋して結束する。そして、これらの環状フープ鉄筋４および環状フープ鉄筋１１に交差するようにベース鉄筋２２を互いに縦横に組み合わせ地面に対して平行な網状鉄筋２３を上記と同様に形成する。このような配筋を繰り返して、網状鉄筋２３が６層形成されて最上層の網状鉄筋２３が杭頭補強用鉄筋の上端と略同じ高さに設けられるようにする。なお、網状鉄筋の積層数は必ずしも６層である必要はなく任意の層数でよい。

最後に、図５に示したように、コンクリート２４を打設する。コンクリート２４は、まずコンクリートパイル１４の上端中空部１５内に注入して内部に立設した籠状柱体１が埋まるようにする。ここで、コンクリート２４は籠状柱体１の下端部に設けた円形帽状のコンクリート受板１２によって堰き止められるので、コンクリート２４が充填されない空間部２５がコンクリートパイル１４の中間に形成される。さらに、コンクリートパイル１４の杭頭１６の上端面１７や杭頭側面１８、杭頭補強用鉄筋の籠状柱体１とカンザシ鉄筋５と籠状筒体８、およびベース鉄筋２２により形成された網状鉄筋２３のすべてが埋まるようにコンクリート２４を打設し、コンクリート基礎２６を形成する。

本発明の杭頭補強用鉄筋は、地中に埋設したコンクリートパイル１４の上端中空部１５内に籠状柱体１を挿入するようにしたことに加えて、籠状筒体８がコンクリートパイル１４の地上露出部１９の外周を包囲するようにしたことで、杭頭１６におけるコンクリートパイル１４とコンクリート基礎２６との接合強度を大きくし耐震性を強力にすることが可能である。また、本発明の杭頭補強用鉄筋は、工場において予め鉄筋を組み合わせて杭頭補強用鉄筋を形成しておき、それを建設現場に運んで地中に埋設されたコンクリートパイル１４の杭頭１６に載設できるので、杭頭補強用鉄筋の組み上げ作業を現場で行なう必要がなく、迅速にコンクリートの打設作業を開始することができる利点がある。

本発明に係る杭頭補強用鉄筋の外観斜視図。本発明に係る杭頭補強用鉄筋の平面図。本発明に係る杭頭補強用鉄筋がコンクリートパイルの杭頭に載設された状態を正面から見た部分断面図。図３の杭頭補強用鉄筋に網状鉄筋を配筋した状態の部分断面図。図４の杭頭補強用鉄筋にコンクリートを打設した状態の部分断面図。

符号の説明

１籠状柱体
２主鉄筋
３フープ鉄筋
５カンザシ鉄筋
８籠状筒体
９主鉄筋
１０ａ，１０ｂフープ鉄筋
１２コンクリート受板
１４コンクリートパイル
１５中空部
１６杭頭
１７上端面
１９地上露出部
２１セメントミルク
２２ベース鉄筋
２３網状鉄筋
２４コンクリート
２６コンクリート基礎

Claims

環状または螺旋状のフープ鉄筋の内側に複数本の直線状の主鉄筋を適宜間隔で竪に配置することにより円筒籠状に形成した籠状柱体と、前記籠状柱体を横断状に貫通するように水平に配筋したカンザシ鉄筋と、前記フープ鉄筋よりも大径のフープ鉄筋の内側に複数本の直線状の主鉄筋を適宜間隔で竪に配置することにより前記籠状柱体よりも大径の円筒籠状に形成した籠状筒体とからなり、前記カンザシ鉄筋の両端部に前記籠状筒体を係着することにより該籠状筒体が前記籠状柱体を囲繞するように配設したことを特徴とする杭頭補強用鉄筋。
前記籠状柱体の下端部に円形帽状のコンクリート受板を設けたことを特徴とする請求項１に記載の杭頭補強用鉄筋。
杭頭補強用鉄筋は、環状または螺旋状のフープ鉄筋の内側に複数本の直線状の主鉄筋を適宜間隔で竪に配置することにより円筒籠状に形成した籠状柱体と、前記籠状柱体を横断状に貫通するように水平に配筋したカンザシ鉄筋と、前記フープ鉄筋よりも大径のフープ鉄筋の内側に複数本の直線状の主鉄筋を適宜間隔で竪に配置することにより前記籠状柱体よりも大径の円筒籠状に形成した籠状筒体とからなり、前記カンザシ鉄筋の両端部に前記籠状筒体を係着することにより該籠状筒体が前記籠状柱体を囲繞するように配設され、
地中に埋設したコンクリートパイルの上端中空部内に前記杭頭補強用鉄筋の籠状柱体を挿入し前記カンザシ鉄筋が該コンクリートパイルの上端面に横架されるようにすることにより、前記杭頭補強用鉄筋が前記コンクリートパイル上に支持され該コンクリートパイルの地上露出部の外周が前記籠状筒体によって包囲されるようにすると共に、前記コンクリートパイル上に突出する前記杭頭補強用鉄筋と交差するように地盤上にベース鉄筋を縦横に配筋し、その後、コンクリートを打設し前記コンクリートパイルの地上露出部および上端中空部内と前記杭頭補強用鉄筋およびベース鉄筋が該コンクリートによって埋まるようにしたことを特徴とするコンクリート基礎の施工方法。