JP2009144347A - Supporting structure of pile and superstructure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は杭と上部構造物の支持構造に関する。 The present invention relates to a support structure for a pile and a superstructure.
従来、杭に建物等の上部構造物を支持する構造として、特許文献1に記載の如く、管状の杭の上端部に、下部が円錐形状、又は円錐台形状、又は部分球形状をした杭頭キャップの下部が嵌め込まれて固定され、杭頭キャップの上面に上部構造物が支持されるものが提案されている。 Conventionally, as a structure for supporting an upper structure such as a building on a pile, as described in Patent Document 1, a pile head having a lower end in a conical shape, a truncated cone shape, or a partial spherical shape at the upper end portion of a tubular pile It has been proposed that the lower part of the cap is fitted and fixed, and the upper structure is supported on the upper surface of the pile head cap.
特許文献1では、杭の上端部に杭頭キャップの下部を嵌め込んだとき、杭頭キャップの下部は杭の上端開口の周縁部との全体的な接触を維持したまま、あらゆる方向に傾動させることができるから、杭が仮に傾斜していても、杭頭キャップの上面を水平になるように設置することができる。杭頭キャップの上面が水平になったら杭頭キャップと杭とを溶接し、この杭頭キャップの上面に上部構造物を支持させるものである。
しかしながら、特許文献1では、杭頭キャップと杭とを溶接する前段階で、杭頭キャップが過大な水平力の作用により杭に対して浮き上がったり、水平ずれして杭から脱落するおそれがある。 However, in patent document 1, there exists a possibility that a pile head cap may float with respect to a pile by the effect | action of an excessive horizontal force, or it may slip | deviate from a pile by horizontal displacement in the step before welding a pile head cap and a pile.
尚、杭の上端部に杭頭キャップの下部を嵌め込み、杭頭キャップの下部を柱の上端開口に対しあらゆる方向に傾動可能にして杭頭キャップの上面を水平になるように設置した後、杭頭キャップと杭とを溶接することなしに自由に傾動できるように接合(ピンジョイント)し、この杭頭キャップの上面に上部構造物を支持させて用いることができる。これによれば、地震時等に、建物及び杭頭キャップを杭に対して自由に傾動させることができ、杭や建物に作用するモーメントを低減させることができる。 The lower part of the pile head cap is fitted into the upper end of the pile, and the lower part of the pile head cap can be tilted in all directions with respect to the upper end opening of the column. The head cap and the pile can be joined without being welded (pin joint) so that they can be tilted freely, and the upper structure can be supported on the upper surface of the pile head cap. According to this, at the time of an earthquake etc., a building and a pile head cap can be tilted freely with respect to a pile, and the moment which acts on a pile or a building can be reduced.
ところが、建物及び杭頭キャップを杭に対してこのようにピンジョイントしたときには、建物及び杭頭キャップが杭に対して乗っているだけで固定されていないため、建物据付完了段階で、地震等による過大な水平力が建物に作用すると、杭頭キャップが杭に対して浮き上がったり、水平ずれして杭から脱落するおそれがある。 However, when the building and the pile head cap are pin-jointed to the pile in this way, the building and the pile head cap are only fixed on the pile and are not fixed. If an excessive horizontal force acts on the building, the pile head cap may float on the pile, or it may be displaced horizontally and fall off the pile.
本発明の課題は、杭の上端部に杭頭キャップの下部を嵌め込み、杭頭キャップの下部を杭の上端開口に対しあらゆる方向に傾動可能にして杭頭キャップの上面を水平になるように設置可能にする構造において、杭からの杭頭キャップの脱落を防止することにある。 The subject of the present invention is to install the lower part of the pile head cap into the upper end of the pile, and to make the lower part of the pile head cap tiltable in all directions with respect to the upper end opening of the pile so that the upper surface of the pile head cap is horizontal. In the structure to enable, it is in preventing the drop of the pile head cap from a pile.
請求項1の発明は、管状の杭の上端部に、下部が円錐形状、又は円錐台形状、又は部分球形状をした杭頭キャップの下部が嵌め込まれ、杭頭キャップの上面に上部構造物が支持される杭と上部構造物の支持構造であって、杭頭キャップの円錐形状、又は円錐台形状、又は部分球形状をした下部に、抜け止め部材を垂下させたものである。 In the invention of claim 1, the lower part of a pile head cap having a conical shape, a truncated cone shape, or a partial spherical shape is fitted into the upper end portion of the tubular pile, and the upper structure is formed on the upper surface of the pile head cap. A support structure for a pile to be supported and an upper structure, in which a retaining member is suspended from a conical shape, a truncated cone shape, or a partial spherical shape of a pile head cap.
請求項2の発明は、請求項1の発明において更に、前記抜け止め部材が杭頭キャップの円錐形状、又は円錐台形状、又は部分球形状をした下部に溶接される鋼管であるようにしたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the retaining member is a steel pipe welded to a conical shape, a truncated cone shape, or a partially spherical shape of a pile head cap. It is.
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において更に、前記抜け止め部材が抜け止め係止部を備え、抜け止め部材を杭の内孔に挿入した状態で、抜け止め係止部が杭の内周に設けたストッパ部の下方に離れて配置され、抜け止め部材が杭の内孔から上向きに変位するとき、抜け止め係止部が杭の内周に設けたストッパ部に下から係止するようにしたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the retaining member includes a retaining locking portion, and the retaining member is inserted into the inner hole of the pile. When the retaining member is disposed below the stopper provided on the inner periphery of the pile and the retaining member is displaced upward from the inner hole of the pile, the retaining locking portion is disposed on the stopper provided on the inner periphery of the pile from below. It is intended to be locked.
(請求項1)
(a)杭頭キャップの円錐形状、又は円錐台形状、又は部分球形状をした下部に、抜け止め部材を垂下させた。従って、杭の上端部に杭頭キャップの下部を嵌め込み、杭頭キャップの下部を杭の上端開口に対しあらゆる方向に傾動可能にして杭頭キャップの上面を水平になるように設置した施工時、又はこの杭頭キャップの上面に上部構造物を支持させた施工後に、杭頭キャップが過大な水平力の作用により杭に対して浮き上がったり、水平ずれしても、杭頭キャップの下部の抜け止め部材が杭の内周に当たり、杭頭キャップの杭からの脱落を簡易かつ確実に防止できる。
(Claim 1)
(a) A retaining member was suspended from the lower part of the pile head cap having a conical shape, a truncated cone shape, or a partially spherical shape. Therefore, when installing the pile head cap so that the lower part of the pile head cap is fitted in the upper end of the pile, the lower part of the pile head cap can be tilted in all directions with respect to the upper end opening of the pile, and the upper surface of the pile head cap is installed horizontally. Or, after the construction where the upper structure is supported on the top surface of this pile head cap, even if the pile head cap is lifted or deviated from the pile due to excessive horizontal force, the bottom of the pile head cap is prevented from coming off. The member hits the inner periphery of the pile, and the falling off of the pile head cap from the pile can be easily and reliably prevented.
(請求項2)
(b)抜け止め部材は、杭頭キャップの円錐形状、又は円錐台形状、又は部分球形状をした杭頭キャップの下部に溶接される鋼管により簡易に形成される。
(Claim 2)
(b) The retaining member is simply formed by a steel pipe welded to the lower part of the pile head cap having a conical shape, a truncated cone shape, or a partially spherical shape of the pile head cap.
(請求項3)
(c)抜け止め部材の抜け止め係止部が杭の内周に設けたストッパ部の下方に離れて配置され、抜け止め部材が杭の内孔から上向きに変位するとき、抜け止め係止部が杭の内周に設けたストッパ部に下から係止する。従って、抜け止め部材とその抜け止め係止部は、杭に対する杭頭キャップの動きを許容しながら、杭頭キャップの杭からの上向きの脱落を一層確実に防止できる。
(Claim 3)
(c) When the retaining member of the retaining member is disposed below the stopper provided on the inner periphery of the pile and the retaining member is displaced upward from the inner hole of the pile, the retaining member is Is locked from below to the stopper provided on the inner periphery of the pile. Therefore, the retaining member and the retaining locking portion can more reliably prevent the pile head cap from falling off the pile while allowing the pile head cap to move with respect to the pile.
図1は杭と上部構造物の接合手順の前半工程を示す模式図、図2は杭と上部構造物の接合手順の後半工程を模式図、図3は杭と杭頭キャップを示す断面図、図4は杭と杭頭キャップと補強リングを拡大して示す断面図、図5は杭頭キャップを示す断面図、図6は杭頭キャップの変形例を示す模式図、図7は杭頭キャップの変形例を示す模式図、図8は杭頭キャップの変形例を示す模式図、図9は杭頭キャップの変形例を示す模式図、図10は杭頭キャップの変形例を示す模式図である。 Fig. 1 is a schematic diagram showing the first half of the joining procedure of the pile and the upper structure, Fig. 2 is a schematic diagram showing the latter half of the joining procedure of the pile and the upper structure, and Fig. 3 is a sectional view showing the pile and the pile head cap. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a pile, a pile head cap, and a reinforcing ring, FIG. 5 is a cross-sectional view showing the pile head cap, FIG. 6 is a schematic view showing a variation of the pile head cap, and FIG. 7 is a pile head cap. FIG. 8 is a schematic diagram showing a modification of the pile head cap, FIG. 9 is a schematic diagram showing a modification of the pile head cap, and FIG. 10 is a schematic diagram showing a modification of the pile head cap. is there.
図1〜図3では、鋼管杭10の上端部に、杭頭キャップ20が固定され、杭頭キャップ20の上面に、H形鋼を横置きしてなる縦断面エ型の接合具30を載置し、接合具30の上下2枚の平行な板31、32の一方の下板32が杭頭キャップ20の上面に4本のボルト40により固定され、接合具30の上板32の上面に上部構造物としての建物ユニットAが1本のボルト50により固定される。接合具30は、2枚の平行な板である上下のフランジ31、32と、残る1枚の板であるウエブ33を有するH形鋼である。
In FIG. 1 to FIG. 3, a
杭頭キャップ20は、キャップ本体21の上端面に四角蓋板22を溶接して構成される。キャップ本体21は、杭頭キャップ20の下部を構成し、円錐台形状をなす。杭頭キャップ20は、杭10の上端部の内孔に円錐台形状のキャップ本体21の高さ方向の概ね中間部程度までを嵌め込んだまま、キャップ本体21の円錐台面を杭10の内孔端面に対し滑り移動させて蓋板22を杭10の杭心の傾きによらず、水平となるように調整される。蓋板22には予めボルト40のための4個のボルト孔が穿設されている。
The
杭頭キャップ20は、図3、図5に示す如く、キャップ本体21の下部に抜け止め部材23を垂下させている。抜け止め部材23は、キャップ本体21の円錐台面の下端側に溶接される鋼管にて形成される。杭頭キャップ20のキャップ本体21が杭10の上端部の内孔に嵌め込まれたとき、抜け止め部材23は杭10の内孔に挿入される。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
従って、建物ユニットAの接合手順は以下の通りになる(図1〜図4)。図3、図4にキャップ本体21、蓋板22、抜け止め部材23、後述する補強メタル60の材質、寸法(単位mm)を示す。
Therefore, the joining procedure of the building unit A is as follows (FIGS. 1 to 4). 3 and 4 show the material and dimensions (unit: mm) of the
(1)杭10の打設と杭頭処理(図1(A))
杭10を地面100に打設し、杭頭を地面100から所定高さ(h)に揃える。
杭10の上端外周の周囲に、図3、図4に示す如く、補強メタル60を被着することができる。補強メタル60は下向きに拡径するテーパ状内周61を備え、このテーパ状内周61を杭10の上端外周エッジに着座させる。補強メタル60は、杭頭キャップ20のキャップ本体21を杭10の上端の内孔に嵌めこんだ後、杭10の上端開口が建物ユニットAの荷重を支えるときに開き変形しないように、杭10の上端外周を緊締する。
(1)
The
As shown in FIGS. 3 and 4, a reinforcing
(2)杭位置測定(図1(B))
杭10の杭心の水平方向位置(x)、傾き(θ)を測定する。
(2) Pile position measurement (Fig. 1 (B))
The horizontal position (x) and inclination (θ) of the pile core of the
(3)杭頭キャップ20の取付け(図1(C))
杭10の上端部の内孔に杭頭キャップ20の円錐台形状の高さ方向の概ね中間部程度までを嵌め込み、かつ抜け止め部材23を杭10の内孔に挿入し、更にキャップ本体21の円錐台面を杭10の内孔端面に対し滑り移動させて蓋板22を杭10の杭心の傾きによらず、水平となるように調整する。杭頭キャップ20の蓋板22はボルト40のための4個のボルト孔を予め穿設されている。
(3) Attaching the pile head cap 20 (FIG. 1C)
The upper end of the
(4)接合具30の加工(図2(A))
接合具30の下フランジ32に、杭頭キャップ20の蓋板22と接合するボルト40のための4個のボルト孔40Aを現地施工にて穿設する。尚、接合具30の上フランジ31はボルト50のための1個のボルト孔50Aを予め穿設されている。
(4) Processing of connector 30 (FIG. 2 (A))
Four
(5)接合具30の取付け(図2(B))
杭頭キャップ20の蓋板22に、接合具30の下フランジ32を載せてボルト40により固定する。杭10の上端部の高さにばらつきがあるときには、杭頭キャップ20の蓋板22の上に高さ調整用ライナを介し、このライナの上に接合具30の下フランジ32を載せることにより、杭10の上端部の高さのばらつきを吸収する。
(5) Attaching the connector 30 (FIG. 2 (B))
The
(6)建物ユニットAの設置(図2(C))
接合具30の上フランジ31に建物ユニットAの柱1を載置し、柱1に取付けられているジョイントピース2の下片、ジョイントピース2の下片に重ねられている床梁3の下片を、ボルト50により上フランジ31に固定する。
(6) Installation of building unit A (Fig. 2 (C))
The pillar 1 of the building unit A is placed on the
杭10に対する建物ユニットAの固定をコンクリートによらず杭頭キャップ20、接合具30、ボルト40、50を用いて行なうことで、コンクリートの固化を待つ必要がなくて工事期間を短縮できるし、不等沈下現象が生じても、ボルト50を取外して容易に不陸修正できる。
By fixing the building unit A to the
本実施例では、上述(3)で杭10の上端部に杭頭キャップ20のキャップ本体21を嵌め込み、杭頭キャップ20の蓋板22を水平になるように設置した後、杭頭キャップ20と杭10とを溶接することなしに自由に傾動できるように接合(ピンジョイント)し、この杭頭キャップ20の蓋板22に接合具30を介して建物ユニットAを支持するようにした。従って、地震時等に、建物ユニットA及び杭頭キャップ20を杭10に対して自由に傾動させることができ、杭10や建物ユニットAに作用するモーメントを低減させることができる。
In this embodiment, after the
図6の杭頭キャップ20は、キャップ本体21を円錐形状からなるものにし、このキャップ本体21の下部に鋼管からなる抜け止め部材23を溶接したものである。杭頭キャップ20は、杭10の上端部の内孔に円錐形状のキャップ本体21の高さ方向の概ね中間部程度までを嵌め込み、かつ抜け止め部材23を杭10の内孔に挿入し、更にキャップ本体21の円錐面を杭10の内孔端面に対し滑り移動させて蓋板22を杭10の杭心の傾きによらず水平となるように調整される。
The
図7の杭頭キャップ20は、キャップ本体21を部分球形状からなるものにし、このキャップ本体21の下部に鋼管からなる抜け止め部材23を溶接したものである。杭頭キャップ20は、杭10の上端部の内孔に球形状のキャップ本体21の高さ方向の概ね中間部程度までを嵌め込み、かつ抜け止め部材23を杭10の内孔に挿入し、更にキャップ本体21の球面を杭10の内孔端面に対し滑り移動させて蓋板22を杭10の杭心の傾きによらず、水平となるように調整される。
The
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)杭頭キャップ20の円錐形状、又は円錐台形状、又は部分球形状をした下部に、抜け止め部材23を垂下させた。従って、杭10の上端部に杭頭キャップ20の下部を嵌め込み、杭頭キャップ20の下部を杭10の上端開口に対しあらゆる方向に傾動可能にして杭頭キャップ20の上面を水平になるように設置した施工時、又はこの杭頭キャップ20の上面に上部構造物を支持させた施工後に、杭頭キャップ20が過大な水平力の作用により杭10に対して浮き上がったり、水平ずれしても、杭頭キャップ20の下部の抜け止め部材23が杭10の内周に当たり、杭頭キャップ20の杭10からの脱落を簡易かつ確実に防止できる。
According to the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
(a) The retaining
(b)抜け止め部材23は、杭頭キャップ20の円錐形状、又は円錐台形状、又は部分球形状をした杭頭キャップ20の下部に溶接される鋼管により簡易に形成される。
(b) The retaining
図8の杭頭キャップ20は、抜け止め部材23が鋼管23Aの下端部に溶接した端板23Bの中心部に中空ロッドからなる連結体23Cを溶接して垂下し、この連結体23Cの下端部に抜け止め係止部24を溶接して備えるようにしたものである。抜け止め部材23を杭10の内孔に挿入した状態で、抜け止め係止部24が杭10の内周に設けたストッパ部11の下方に離れて配置される。抜け止め部材23が杭10の内孔から上向きに変位するとき、抜け止め係止部24が杭10の内周に設けたストッパ部11に下から係止する。ストッパ部11が杭10の内周に溶接される環状板からなるとき、抜け止め係止部24はストッパ部11の中心孔径より長い棒状材により構成できる。ストッパ部11が棒状材からなり、抜け止め係止部24が円板からなるものとしても良い。
The
図9の杭頭キャップ20が図8の杭頭キャップ20と異なる点は、抜け止め部材23の鋼管23Aにテーパ管からなる連結体23Cを溶接して垂下し、この連結体23Cの下端部に抜け止め係止部24を溶接して備えたものである。
The
図10の杭頭キャップ20が図8の杭頭キャップ20と異なる点は、キャップ本体21の端板21Aの中心部に棒材からなる抜け止め部材23を溶接して垂下し、この抜け止め部材23の下端部に抜け止め係止部24を溶接して備えるようにしたものである。
The
図8〜図10の杭頭キャップ20によれば、抜け止め部材23とその抜け止め係止部24が、杭10に対する杭頭キャップ20の動きを許容しながら、杭頭キャップ20の杭10からの上向きの脱落を一層確実に防止できる。
According to the
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、前述(3)で杭頭キャップ20の蓋板22が水平になったら、杭10の上端外周にキャップ本体21の円錐台面(円錐面、球面でも可)を溶接するものであっても良い。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration of the present invention is not limited to these embodiments, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. It is included in the present invention. For example, when the
10 杭
20 杭頭キャップ
23 抜け止め部材
24 抜け止め係止部
10
Claims (3)
杭頭キャップの円錐形状、又は円錐台形状、又は部分球形状をした下部に、抜け止め部材を垂下させた杭と上部構造物の支持構造。 A pile and an upper structure in which a lower part of a pile head cap having a conical shape, a truncated cone shape, or a partial spherical shape is fitted to an upper end portion of a tubular pile, and an upper structure is supported on an upper surface of the pile head cap A support structure for the object,
A support structure for a pile and an upper structure in which a retaining member is suspended from a lower part of a conical shape, a truncated cone shape, or a partial spherical shape of a pile head cap.
抜け止め部材を杭の内孔に挿入した状態で、抜け止め係止部が杭の内周に設けたストッパ部の下方に離れて配置され、
抜け止め部材が杭の内孔から上向きに変位するとき、抜け止め係止部が杭の内周に設けたストッパ部に下から係止する請求項1又は2に記載の杭と上部構造物の支持構造。 The retaining member includes a retaining locking portion;
In a state where the retaining member is inserted into the inner hole of the pile, the retaining latching portion is disposed below the stopper portion provided on the inner periphery of the pile,
3. The pile and the upper structure according to claim 1, wherein when the retaining member is displaced upward from the inner hole of the pile, the retaining latching portion is latched from below to a stopper portion provided on the inner periphery of the pile. Support structure.
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