JP2013036269A - Ｓｃ杭 - Google Patents

Abstract

【課題】杭頭補強筋を容易に取り付けることができるだけでなく，遠心締め固め時に杭頭補強筋の位置ずれを防止でき，且つ，高強度のＳＣ杭を提供する。
【解決手段】鋼管２の両端開口のそれぞれに固着された端板４ａ，４ｂの一方に端部固定具８を取り付けて，両端に雄ネジが形成された杭内補強筋６の一端６１を固定すると共に，前記杭内補強筋６の他端６２に螺合したカプラ５内に，他方の端板４ｂに設けた開孔４１を介してボルト４２の先端側を挿入すると共に螺合して，杭内補強筋６を端板４ａ，４ｂ間に架設すると共に，前記ボルト４２の緊締によって前記杭内補強筋６にテンションをかける。このようにして，杭内補強筋６にテンションをかけた状態で遠心締め固めによって鋼管２内にコンクリートの壁体３を設けることで，遠心締め固め時の回転によっても杭内補強筋６の位置ずれが防止できると共に，高強度のＳＣ杭を得ることができた。
【選択図】図１

Description

本発明は，ＳＣ杭（遠心力成形の外殻鋼管付コンクリート杭）に関し，より詳細には，ＳＣ杭のうち，杭内に補強用の鉄筋（本発明において「杭内補強筋」という。）を備えたＳＣ杭に関する。

家屋，集合住宅，その他の構造物の基礎工法において，基礎杭を打設し，この基礎杭の杭頭上に構造物の基礎を形成する杭基礎工法が，例えば軟弱地盤，液状化地盤等に構造物を構築する際に広く用いられている。

そして，遠心締め固めによって鋼管内に高強度コンクリートの円筒体を形成したＳＣ杭は，大きな曲げ変形が生じても補強用コンクリートが鋼管の局部座屈を防止すると共に，コンクリートは鋼管により拘束されて非常に大きな靭性を発揮することから，前述した杭基礎工法において広く使用されており，特に，基礎フーチングとの結合部分と成る上杭として使用されている。

このような杭基礎では，基礎杭と構造物の基礎部分とを一体化するために，基礎杭の杭頭部を所定の深さで基礎フーチング内に埋め込むことが行われ，このような杭頭部の埋め込みを可能とするために，杭頭部に，杭頭部より上方に突出する杭頭補強筋を設け，この杭頭補強筋を基礎フーチング内に埋設するものとしている。

そして，ＳＣ杭は前述のように基礎との接合部分となる上杭として使用されることが多く，このようなＳＣ杭に杭頭補強筋を設けるための各種の方法が提案されている。

このような方法の一例として，上杭として使用されたＳＣ杭１００が杭内補強筋１０７入りのＳＣ杭１００である場合を例に挙げて図１０を参照して説明すると，先ず，ＳＣ杭１００を，その頭部が基礎フーチングの下面となる均しコンクリートの上面に対して必要な長さ突出するように打設する〔図１０（Ａ）〕。

そして，このように均しコンクリート上に突出したＳＣ杭１００の杭頭部から端板１０４を除去すると共に，ＳＣ杭１００の外殻を成す鋼管１０２を，基礎フーチングの下面に対して若干高い位置でグラインダーやガス溶断等で切断して除去し〔図１０（Ｂ）〕，鋼管内のコンクリート１０３を露出させる〔図１０（Ｃ）〕。

そして，鋼管１０２の除去により露出したコンクリート１０３をはつり〔図１０（Ｄ）〕，補強用コンクリート内に埋没されている杭内補強筋１０７を露出させると共に所定長さに切断し，補強筋に付着しているコンクリートを除去する〔図１０（Ｅ）〕。

コンクリートの除去後，必要に応じてＳＣ杭の中空空間内に中詰め補強筋１１０を挿入し，中空空間内に中詰めコンクリートを打設して〔図１０（Ｆ）〕，杭頭部に突出させた補強筋を杭頭補強筋とする。

このようにして杭頭補強筋の形成が完了した後，杭頭上に，基礎フーチングの下側主筋の配筋を行い〔図１０（Ｇ）〕，杭頭補強筋にフープ１１２を配筋した後〔図１０（Ｈ）〕，基礎コンクリートを打設することにより基礎フーチングと杭頭部との一体化が得られる。

また，杭頭部に杭頭補強筋を容易に取り付けることができるようにするために，異形鉄筋等からなる杭頭補強筋を予め所定の配置で並べた杭頭補強筋ユニットと呼ばれる器具も提案されており，このような杭頭補強筋ユニット２００として本願出願人は，図１１に示すように，杭頭部の上面に略同心状に載置される２つの閉鎖型フープ２０１，２０２と，この閉鎖型フープをガイドレールとして移動する補強筋取付具２０３を設け，この補強筋取付具２０３に異形鉄筋等の杭頭補強筋２０７を取り付けることにより，閉鎖型フープ２０１，２０２を杭頭上に載置すると，杭頭補強筋２０７の下端部が鋼管製の杭の外殻の上端部に配置されるように構成された杭頭補強筋ユニット２００を提案しており（特許文献１参照），このように構成された杭頭補強筋ユニット２００を杭頭部に載置した状態で杭頭補強筋２０７の下端部を，杭の外殻を為す鋼管に溶着することで，容易に杭頭部に杭頭補強筋を取り付けることができるようにしている。

更に，ＳＣ杭の接合具として，図１２に示すように両端に雌ネジ３０８，３１３を形成してある接合部材３０９の上端を端板３０５の杭本体側に当接させた状態で雌ネジ３０８に杭頭鉄筋３０７の下端部３１１をねじ込み，該下端部３１１に予め螺合されたナット３１６との間に端板３０５を挟み込むことで杭頭鉄筋３０７を端板３０５に立設すると共に，接合部材３０９の下端に設けた雌ネジ３１３にアンカー鉄筋３１０の上端３１４をねじ込むことで，ＳＣ杭にアンカー鉄筋３１０と，杭頭鉄筋３０７の双方を設けることも提案されている（特許文献２）。

特開２００８−０４５２７９号公報 特開２００９−１６７５９７号公報

杭頭部に杭頭補強筋を設ける前記方法のうち，図１０を参照して説明した方法では，現場作業においてＳＣ杭１００の外殻を成す鋼管１０２の一部を剥がす必要があると共に，補強用コンクリート１０３をはつり，杭内補強筋１０７を露出させると共に，露出した杭内補強筋１０７に未だ付着するコンクリートを除去する等の作業が必要であり，これらの作業に多大な労力と時間が費やされる。

これに対し，図１１を参照して説明した特許文献１に記載の杭頭補強筋ユニット２００を使用した場合には，杭頭補強筋ユニット２００を杭頭部に載置した状態で杭頭補強筋２０７の下端部を，ＳＣ杭の外殻を成す鋼管に溶着して取り付けるものであることから，図１０を参照して説明した方法に比較して容易に杭頭補強筋２０７を取り付けることができるものとなっている。

しかし，特許文献１に記載の方法では，杭頭部に対する杭頭補強筋２０７の取り付けを溶接によって行うために，技能工である溶接工による作業が必須であると共に，現場作業によって溶接を行うために，仕上がり精度にばらつきが生じ易い。

更に，図１２を参照して説明したＳＣ杭にあっては，アンカー鉄筋３１０と，杭頭鉄筋３０７とを同時に得ることができ，しかも，杭頭鉄筋３０７の取り付けに際し，溶接等の作業を必要としない。

しかし，図１１を参照して説明した杭頭部の構造にあっては，アンカー鉄筋３１０はその上端部３１４が接合部材３０９に固定されているのみであり，下端側は何等の固定がされていない。

そのため，この状態で鋼管を回転させながら高強度コンクリートの遠心締め固めを行うと，アンカー鉄筋３１０の位置固定されていない側の端部が遠心力によって位置ずれし，アンカー鉄筋３１０が変形等することにより高強度コンクリート内の正確な位置にアンカー鉄筋３１０を埋設することができず，必要なかぶりが得られなかったり，アンカー鉄筋３１０がコンクリートより露出したりする等の不良が生じ易いものとなっており，特に，特許文献２に記載の発明にあっては，アンカー鉄筋３１０側の引張剛性を意図的に低下させ，それによって杭頭鉄筋３０７から作用する引張力を鋼管側にも伝達することができるようアンカー鉄筋３１０を細径に形成するものとしていることから（特許文献２「0022」欄），このような不良が生じ易い。

しかも，特許文献２に記載の構成にあっては，端板３０５に対する接合部材３０９の固定は，杭頭鉄筋３０７の下端部３１１に螺合されたナット３１６と，接合部材３０９の上端間で端板３０５を挟持することにより行っており（特許文献２の「0029」欄），アンカー鉄筋３１０の位置を固定するためには，杭頭鉄筋３０７の取り付けが必須となっている。

そのため，前述した遠心締め固め時においても，杭頭鉄筋３０７を取り付けておく必要があり，杭頭鉄筋３０７が作業の邪魔となるだけでなく，杭頭鉄筋３０７側も遠心力による変形や破損のおそれがある。

しかも，このようにＳＣ杭の製造段階で杭頭鉄筋３０７が取り付けられている場合，杭頭鉄筋３０７は，ＳＣ杭の打設作業に際しても邪魔となる。

なお，特許文献２に記載のアンカー鉄筋３１０は，その名の示す通り杭頭鉄筋３０７のアンカー（抜け止め）としての作用を有するものであり，このアンカー鉄筋３１０は，ＳＣ杭自体の強度向上を目的とした設けられたものではなく，また，杭頭付近においてのみ鋼管内に配筋されていることもあり，杭頭部付近の強度向上に貢献することはあっても，ＳＣ杭全体の大幅な強度向上に貢献するものとはなっていない。

また，ＳＣ杭は，代表的には，鋼管の厚みで，必要な強度を出しているが，鋼管の種類は，一例として，一メーカーのものでも，寸法は，杭径で318.5〜1200mmの１２種類，厚さ(コンクリートを含む肉厚)は，62.8〜150mmの１２種類，長さ5〜15m,鋼管の厚さは，4.5〜25mmの２１種類と極めて多岐に亘り，強度設計から，その選択には，極めて困難性を伴い，かつ，鋼管メーカーへの発注から納品には，通常，１〜２か月を要し，コスト及び施工期間の長期化を余儀なくされていた。

そこで本発明は上記従来技術における欠点を解消するためになされたものであり，杭頭部に対して杭頭補強筋を容易に取り付けることができるだけでなく，杭内補強筋が高強度コンクリートの遠心締め固め作業の際に位置ずれや変形等を生じ難く，従って杭内補強筋がコンクリート内の適切な位置に埋設されていると共に，杭内補強筋によって強度が大幅に向上されたＳＣ杭を提供することを目的とする。

以下に，課題を解決するための手段を，発明を実施するための形態で使用する符号と共に記載する。この符号は，特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態の記載との対応を明らかにするためのものであり，言うまでもなく，本願発明の技術的範囲の解釈に制限的に用いられるものではない。

上記目的を達成するために，本発明のＳＣ杭１は，鋼管２の両端開口のそれぞれに固着された，環状を成す一対の端板４ａ，４ｂと，
前記一対の端板４ａ，４ｂ間に前記鋼管２の長さ方向を長さ方向として配置される，少なくとも両端に雄ネジが形成された複数本の杭内補強筋６と，
前記杭内補強筋６を束ねるフープ９と，
一方の端板４ａの前記鋼管２側の面に，前記杭内補強筋６の一端６１に設けた雄ネジと螺合する雌ネジを備えた端部固定具８を周方向に所定間隔で配列して取り付けて，該端部固定具８を介して前記一方の端板４ａに前記杭内補強筋６の前記一端６１を固定すると共に，
前記一方の端板４ａに対する前記端部固定具８の取り付け位置に対応した位置で他方の端板４ｂに周方向に複数の開孔４１を形成し，前記杭内補強筋６の他端６２に螺合させた筒状のカプラ５内に，前記鋼管２外より前記開孔４１を介してボルト４２の先端側を挿入すると共に螺合して，前記杭内補強筋６の前記他端６２を前記他方の端板４ｂに固定し，前記ボルト４２の緊締によって前記杭内補強筋６をテンションがかかった状態で前記一対の端板４ａ，４ｂ間に架設すると共に，この状態で遠心締め固めによって前記鋼管２内に前記杭内補強筋６を埋設した所定の厚さの高強度コンクリートの壁体３を設けたことを特徴とする（請求項１）。

上記構成のＳＣ杭１において，前記ボルト４２の頭部と前記他方の端板４ｂ間でパッキン１５を挟持することが好ましい（請求項２）。

また，前記他方の端板４ｂと前記カプラ５間にもパッキン１６を挟持することが好ましい（請求項３）。

なお，前記パッキン１６を挟持する構成に代え，前記カプラ５を前記他方の端板４ｂに溶着するものとしても良い（請求項４）。

更に，前記一方の端板４ａの周方向に，該一方の端板４ａを貫通する開孔４１’を形成すると共に，前記鋼管２の外側から該開孔４１’内に挿入されたボルト４２’の先端部にカプラ５’を螺合して前記一方の端板４ａに固定し，該カプラ５’を前述した端部固定具８とするものとしても良い（請求項５：図２参照）。

なお，前記フープ９と前記鋼管２の内壁間の間隔には，更にスペーサ１８を設けることが好ましい（請求項６）。

以上で説明した本発明のＳＣ杭１では，ＳＣ杭の打設後，ボルト４２を除去することで，このボルト４２の除去によって出現した開孔４１を介してカプラ５内に杭頭補強筋７の下端部を螺合等により固定するだけで杭頭補強筋７の取り付けを完了させることができることから，鋼管の切断や除去，コンクリートをはつる等といった煩雑な作業を行うことなく，しかも，溶接工等の特別な技能を持つ作業員によることなく，現場作業でＳＣ杭１の杭頭部に容易に杭頭補強筋７を取り付けることが可能であると共に，更に，以下の顕著な効果を得ることができた。

少なくとも両端部に雄ネジが形成された杭内補強筋６，前記杭内補強筋６の一端６１を固定する，一方の端板４ａに取り付けた端部固定具８，前記杭内補強筋６の他方の端部６２に螺合されたカプラ５，及び他方の端板４ｂに設けた開孔４１を介して前記カプラ５に螺合されたボルト４２を備えた構成により，杭内補強筋６を，テンションをかけた状態で端板４ａ，４ｂ間に架設すると共に，このようにテンションをかけた状態でコンクリートの遠心締め固めを行うことで，遠心締め固め時における杭内補強筋６の位置ずれを確実に防止することができた。

その結果，コンクリートの壁体３内の所望の正確な位置に杭内補強筋６を埋設することができ，必要なかぶり厚が得られると共に，品質の一定したＳＣ杭を得ることができた。

また，杭内補強筋６にテンションを加えた状態でコンクリート中に埋設していることから，杭内補強筋６が硬化後のコンクリートに圧縮方向の力を与えるものとなっており，これにより補強鉄筋の鉛直方向，鋼管の水平方向の破壊に対して比較的弱いコンクリートの強度を補い，ＳＣ杭全体の強度を向上させることができた。

さらに，前記強度設計に基づく鋼管の選択に際して，これを数種のものに限定し，前記補強鉄筋の径及び降伏強度等により，これを選択して鋼管内にテンションをかけて配置することにより，鋼管の厚みないし鋼管の強度設計に頼ることなくこれを単純化し（節約設計），コスト及び施工期間の短縮を図ることが可能となった。

前記ボルト４２の頭部と前記他方の端板４ｂ間にパッキン１５を挟持した構成，更には，前記他方の端板４ｂと前記カプラ５間にパッキン１６を挟持した構成にあっては，これらの部分を介して開孔４１やカプラ５内にコンクリートや水，その他の異物が浸入することを防止することができ，浸入したコンクリートの硬化や錆の発生によりボルト４２の取り外しが困難となったり，開孔４１やカプラ５内に入り込んだコンクリート等が杭頭補強筋７の取り付けの妨げとなる等の問題が発生することをより確実に防止することができた。

前述のカプラ５は，他方の端板４ｂに対しボルト４２のみにより固定されたものであっても良いが，例えばボルト４２で固定した状態で他方の端板４ｂに対して溶着するものとしても良く，このように溶着，特にカプラ５の全周に亘り溶接する場合には，前述したパッキン１６を省略した場合であっても，この部分を介してカプラ３や開孔４１内にコンクリートや水等が浸入することを防止できた。

一方の端板４ａに対して杭内補強筋６を固定する端部固定具８としてカプラ５’を設け，一例として図２に示すように一方の端板４ａと他方の端板４ｂに対する杭内補強筋６の取付構造を共通の構造とする場合には，ＳＣ杭１の構造が単純となり製造時における取り付け作業のて違い等の発生が防止できると共に，ＳＣ杭の打設時，ＳＣ杭１に天地の区別が無くなることで，いずれ側を上向き乃至は下向きとして打設することも可能となる。

また，ＳＣ杭１の製造時，杭内補強筋６のテンション調整を杭内補強筋６の両端側で行うことができることから，テンションの調整が容易となると共に，調整幅を広くすることが可能である。

前記フープ９と鋼管２の内周間の隙間にスペーサ１８を設けた構成にあっては，ＳＣ杭１が長尺であり，従って杭内補強筋６が長尺となる場合であっても，遠心締め固め時に杭内補強筋６が振れて位置ずれ等が生じることを更に確実に防止することができ，その結果，杭内補強筋６がコンクリートより露出し，又は，杭内補強筋６に対するコンクリートのかぶり厚が不充分になる等といった不良の発生を更に確実に防止することができた。

本発明のＳＣ杭の断面図。 本発明の他の実施形態におけるＳＣ杭の断面図。 本発明のＳＣ杭の平面図（端板４ｂ側より見た図）。 端板に対するカプラの取付部分の説明図であり，（Ａ）はボルトのみでカプラを固定した例，（Ｂ）はボルトで固定後，溶着によりカプラを固定した例，（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図。 高密度コンクリートの遠心締め固め方法の説明図。 緊張状態でコンクリートに埋設された杭内補強筋の作用説明図。 本発明のＳＣ杭を使用した基礎工法の説明図であり，（Ａ）はＳＣ杭の打設，（Ｂ）は墨出し，（Ｃ）はボルトの除去，（Ｄ）は杭頭補強筋の取り付け，（Ｅ）は中詰め補強筋の取り付け，（Ｆ）は基礎フーチングの下側主筋の配筋と杭頭補強筋に対するフープの取り付け工程を示す。 カプラに対する杭頭補強筋の取り付け例を示し，（Ａ）はカプラに対する杭頭補強筋の螺合，（Ｂ）はロックナットの締め付けによる固定手段を示す。 カプラに対する杭頭補強筋の取り付け例を示し，（Ａ）はカプラに対するグラウトの注入，（Ｂ）はカプラに対する杭頭補強筋の挿入。 従来のＳＣ杭による杭頭接合方法を示した説明図であり，（Ａ）はＳＣ杭打設，（Ｂ）は端板及び鋼管の一部除去，（Ｃ）はコンクリートの露出，（Ｄ）はコンクリートのはつり，（Ｅ）はコンクリートのはつり後の状態，（Ｆ）は中詰め補強筋の取り付け，（Ｇ）は基礎フーチングの下側主筋の配筋，（Ｈ）は杭頭補強筋に対するフープの取り付けの各工程を示す。 従来の杭頭補強筋ユニット（特許文献１に対応）の（Ａ）は平面図，（Ｂ）は正面図。 従来のＳＣ杭の杭頭接合具を示す斜視図（特許文献２に対応）。

次に，本発明の実施形態につき添付図面を参照しながら以下説明する。

ＳＣ杭の構造
ＳＣ杭１は，ＳＣ杭１の外殻を成す鋼管２の両端開口部にそれぞれ環状，ここでは，無端環状の所謂ドーナツ状の端板を取り付けると共に，端板を取り付けた鋼管を回転させながら内部にコンクリートを注入して遠心締め固めを行うことで，図１に示すように外殻である鋼管内に，円柱状にコンクリートの壁体３が形成された構造を有する。

本発明のＳＣ杭１では，鋼管２内で遠心締め固めされて形成されたコンクリートの壁体３内に，更に杭内補強筋６を埋め込むことで，更なる強度の向上を図っており，本発明のＳＣ杭にあっては，鋼管２内に形成されたコンクリートの壁体３内に埋設される複数本の杭内補強筋６と，この杭内補強筋６を束ねるフープ９を備えている。

本発明のＳＣ杭１に使用する杭内補強筋６は，少なくともその両端部に雄ネジが形成されたものを使用し，本実施形態にあっては，「螺旋鉄筋」乃至は「螺旋節鉄筋」と呼ばれる，全長に亘り雄ネジが形成された杭内補強筋６を使用した。

もっとも，この杭内補強筋６は，少なくともその両端部において雄ネジが形成されたものであれば良く，鉄筋の両端部分にのみ雄ネジが形成された専用の杭内補強筋６を用意しても良く，又は通常の異形鉄筋の両端に所定長さの螺旋節鉄筋を例えばカプラ等を介して連結したものを使用しても良い。

本願に対する従来技術として紹介した特許文献２に記載のＳＣ杭にあっては，アンカー鉄筋の一端のみを，鋼管に取り付けた端板に固定する構造となっているが，本発明のＳＣ杭１にあっては，鋼管２の両端に取り付けた一対の端板４ａ，４ｂ間に，前述した杭内補強筋６を，テンションをかけた状態で架設している。前記テンションは，ここでは，前記鋼管及び／又は前記補強鉄筋の降伏強度以下とすることができる。

このように杭内補強筋６を，テンションをかけた状態で端板４ａ，４ｂ間に架設することができるようにするために，本実施形態にあっては，一方の端板４ａの鋼管２側の面に対し，杭内補強筋６の一端に設けられた雄ネジを螺着する雌ネジが形成された端部固定具８を取り付けて一方の端板４ａに対し杭内補強筋６の一端６１を固定できるようにすると共に，他方の端板４ｂ側に，杭内補強筋６の他端６２を引っ張った状態で固定できる構造を採用した。

このような構成として，図１に示す実施形態にあっては，一方の端板４ａの鋼管２側の面に，前述の端部固定具８としてナットを溶着することで，杭内補強筋６の一端６１をこのナットに螺着することで固定可能と成すと共に，杭内補強筋６の他端６２に，該他端に形成した雄ネジと螺着される雌ネジを備えた筒状のカプラ５を取り付け，他方の端板４ｂに設けた開孔４１を介して挿入されたボルト４２の先端部をカプラ５内に挿入すると共に螺合することで，ボルト４２の緊締によって杭内補強筋６に対しテンションをかけることができるようにしている。

なお，図１中の符号９’は，補強用のフープであり，図示の例では補強用フープ９’の外周を前記ナット８に溶着すると共に，端板４ａに溶着している。

上記構成において杭内補強筋６を，テンションをかけた状態で緊張可能と成すために，杭内補強筋６を，端板４ａ，４ｂ間の間隔に対し若干短く形成し，この杭内補強筋６に対してカプラ５を螺合させた際，このカプラによって杭内補強筋が延長されることにより端板４ａ，４ｂ間の間隔に対応する全長が得られるように構成している。

そして，カプラ５に対する杭内補強筋６の他端６２側の挿入長さを調整することにより，ボルト４２の緊締によって杭内補強筋６に加えるテンション調整ができるようになっており，このようなテンション調整によって，例えば杭内補強筋６の全てが一定のテンションで架設されるよう調整する。

なお，図１に示す実施形態にあっては，一方の端板４ａに対する杭内補強筋６の一端６１の固定を，端板４ａに溶着したナットである端部固定具８によって行うものとしたが，この構成に代え，図２に示すように一方の端板４ａに対して杭内補強筋６の一端６１を固定した構造についても，他端６２側と同様，一方の端板４ａに対し開孔４１’を介してボルト４２’によってカプラ５’を固定し，このカプラ５’を前述した端部固定具８として使用するものとしても良く，このように構成することで，ＳＣ杭１の両端部における構造を同一の構造としても良い。

なお，カプラ５，５’は，このようにしてボルト４２，４２’によって一方又は他方の端板４ａ，４ｂに突合させた状態で，図４（Ｂ）に示すように溶着しても良く，又は，溶着することなくボルト４２，４２’によって固定されたままの状態としても良い。

カプラ５，５’の溶着如何に拘わらず，ボルト４２，４２’の頭部と端板４ａ，４ｂ間には，例えばゴムや比較的軟質な金属等によって構成されたパッキン１５を挟持して，この部分を介してコンクリートや水，その他の異物が入り込んでボルト４２，４２’が取り外せなくなることや，ボルト４２，４２’を取り外した後の開孔４１，４１’内やカプラ５，５’内に浸入したコンクリートが硬化する等して，その後に行う杭頭補強筋７の取り付けの際の障害となることを防止することが好ましい。

また，カプラ５，５’と端板４ｂ，４ａ間を溶接する場合を除き，カプラ５，５’と端板４ａ，４ｂ間にも同様にパッキン１６を挟持してコンクリートや水，その他の異物の侵入を防止することが好ましい。

なお，杭内補強筋６として螺旋節鉄筋を使用する本実施形態にあっては，カプラ５，５’の内周と杭内補強筋６外周との間には，図４（Ｃ）に示すように隙間δが生じ，この部分を介してもコンクリート等がカプラ５，５’内に浸入することから，このような隙間δにグラウト剤を注入してコンクリートの浸入を防止できるようにしても良い。

このようにして端板４ａ，４ｂ間にテンションがかけられた状態で架設された複数本の杭内補強筋６は，フープ９によって束ねられた状態で鋼管２内に配置されると共に，このフープ９と鋼管２の内周壁間の間隙に，スペーサ１８を配置することで，遠心締め固めの際の回転によっても杭内補強筋６やフープ９の位置がずれることを防止している。

このフープ９は，杭内補強筋６に対し例えば金属線，鉄筋用の結束線（針金）による結束，あるいは溶着等の方法によって固定しても良く，又は，前述したスペーサ１８を鋼管内周壁に例えば溶着しておき，このスペーサ１８に対してフープ９を固定する構成としても良い。

前述のフープ９は，図１，２に示すように必要に応じて杭内補強筋６の長手方向における所定の間隔毎に環状の，実施形態では，無端環状の独立したフープ９を取り付けるものとしても良く，又は，所定ピッチのスパイラルフープ（図示せず）を取り付けるものとしも良く，杭内補強筋６を外周側より束ねることで，ＳＣ杭１の剪断強度の一層の向上を図り得るものであれば，各種構造のものを採用可能である。

一例として，図１，２に示すように，杭内補強筋６の径に応じてその長手方向に例えば，１００〜３００mmのピッチで取り付ける。

フープとしてスパイラルフープを使用する場合には，前述したスペーサ１８は，ＳＣ杭の長手方向における所定間隔毎に設けるものとしても良く，フープの全長方向の全ての位置でフープと鋼管内周壁間の間隙に配置する必要は無い。

また，フープが無端環状のフープ９である場合においても，前述したスペーサ１８を無端環状のものとして構成する必要はなく，例えば周方向に所定間隔でフープ９と鋼管２の内周壁間の間隔にスペーサを配置するものとしても良く，コンクリートの遠心締め固め時に，杭内補強筋６やフープ９の位置ずれを防止できるものであれば，各種の構成が採用可能である。

以上のように，端板４ａ，４ｂや杭内補強筋６，フープ９等が取り付けられた鋼管２の内周には，遠心締め固めにより鋼管２の内壁から端板４ａ，４ｂの内周縁に至る厚さの高強度コンクリートの壁体３が形成されて，本発明のＳＣ杭１となる（図１，２参照）。

このような高強度コンクリートの遠心締め固めは，前述したカプラ５，杭内補強筋６，フープ９等を取り付けた鋼管２を，一例として図５に示すように水平となるようにローラ上に載置して回転させながら，鋼管２内に高強度コンクリートを注入することにより，遠心力によって未硬化のコンクリートを鋼管２の内壁全周に亘って均一な厚みに分散させると共に，この回転を継続して遠心力を付与した状態で高強度コンクリートを硬化させることで，均一な厚みを有する高強度コンクリートの壁体３を形成するものである。

このように，高強度コンクリートの壁体３の形成は，鋼管２を回転させて遠心力を付与した状態で行われることから，このようにして形成されるコンクリートの壁体３内に杭内補強筋６を埋設しようとした場合，この回転による遠心力によって杭内補強筋６に位置ずれや変形等が生じる場合があり，これにより杭内補強筋６の配筋にずれが生じ，杭内補強筋６に対するコンクリートのかぶり不足や，杭内補強筋６の一部がコンクリートの壁体３外に露出する等の不良が生じ得るものとなっていた。

しかし，本発明のＳＣ杭１にあっては，前述したように杭内補強筋６の両端６１，６２は，端板４ａ，４ｂにテンションをかけた状態で架設されていると共に，杭内補強筋６の長手方向における中間位置がフープ９により結束されていることから，遠心締め固めの際に鋼管２を回転させることにより遠心力を付与しても，杭内補強筋６の位置ずれを防止できるものとなっている。

特に，このフープ９と鋼管２の内周壁間の間隙にスペーサ１８が配置した構成にあっては，杭の全長が長く，従って杭内補強筋が振れ易い状態となっていても，杭内補強筋６やフープ９は位置ずれや変形をすることがなく，その結果，コンクリートの壁体３内の正確な位置に杭内補強筋６を埋設することができるものとなっている。

なお，本発明のＳＣ杭１にあっては，前述したように杭内補強筋６を，テンションをかけた状態でコンクリート内に埋設するものとしていることから，杭内補強筋を備えていないＳＣ杭は勿論のこと，テンションをかけていない状態の杭内補強筋を埋設したＳＣ杭と比較した場合においても，更なる強度向上が得られるものとなっている。

すなわち，コンクリート製の杭に対し図６に示すように曲げモーメントが作用した場合，曲げの外側（紙面下側）では杭の長手方向に引張力が生じるため，例えば曲げの外側にクラックが発生すると，引張方向の破壊に極めて弱いコンクリートの柱では，このクラックが曲げの内側に向かって一気に進行してコンクリート杭は破断する。

補強筋は，一般にこの様な引張方向に対する強度の低いコンクリートの性質を補うために設けられたものであることから，ただ単に補強筋を埋設しただけでも，コンクリートの強度の向上は得られる。しかし，本発明のＳＣ杭にあっては，これに加えて更にテンションをかけた状態で杭内補強筋６をコンクリート内に埋設することとしたために，テンションがかけられた杭内補強筋６が元の状態に戻ろうとする（縮もうとする）ことで，杭内補強筋６と一体化されたコンクリートには前述した引張力に抵抗する力，従って，クラックの進行を抑制する方向に作用する力である圧縮方向の力が常に与えられることとなり，ただ単に杭内補強筋を埋設しただけの構成に比較して，より一層の強度の向上が得られるものとなっている。

また，本発明のＳＣ杭では，端板４ｂ（，４ａ）に対するカプラ５（，５’）の固定を図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すようにボルト４２（，４２’）を使用して行っているため，遠心締め固めの時だけでなく，その後，ＳＣ杭１の打設が完了して，杭頭補強筋７の取り付けを行う時まで，このボルト４２（，４２’）を付けたままの状態としておけば，ボルト４２（，４２’）が開孔４１（，４１’）やカプラ５（，５’）内に異物，特にコンクリートが入り込むことを防止する保護キャップとして機能する。

特に，ボルト４２（，４２’）の頭部と端板４ｂ（，４ａ）間，及び端板４ｂ（，４ａ）とカプラ５（，５’）間に前述したパッキン１５，１６を挟持する構成にあっては，パッキン１５，１６が挟持されて潰れることで，杭内補強筋６のテンション調整を可能としながらこれらの部分に隙間が生じることをより確実に防止することができた。

なお，図４（Ａ）に示すように，ボルト４２（，４２’）によりカプラ５（，５’）を端板４に固定した構成では，その後，杭頭補強筋７を取り付けるためにボルト４２（，４２’）を除去すると，端板４ｂ（，４ａ）に対するカプラ５（，５’）の固定は解除されるが，遠心締め固めによって高強度コンクリートが硬化した後には，カプラ５（，５’）の位置が固定されることから，ボルト４２（，４２’）を除去しても端板４ｂ（，４ａ）とカプラ５（，５’）との位置関係は変化しない。

一方，このように端板４ｂ（，４ａ）から切り離されることで，杭内補強筋６は緊張から開放されて元の長さに戻ろうとして，杭内補強筋６と一体化したコンクリートの壁体３に圧縮力を与えるものとなっている。

また，図４（Ｂ）に示した構成では，ボルト４２（，４２’）によりカプラ５（，５’）を，テンションをかけた状態に架設した後，端板４ｂ（，４ａ）に対するカプラ５（，５’）の溶着が行われていることから，ボルト４２を除去してもカプラ５（，５’）は端板４ｂ（，４ａ）に固定されたものとなっているが，杭内補強筋６によって両端板４ａ，４ｂには相互に引き合う方向の力が加わることから，これにより端板４ａ，４ｂ間に存在するコンクリートの壁体３に対し圧縮方向の力が加わり，図４（Ａ），（Ｂ）のいずれの構成を採用した場合においても，鋼管２内で硬化したコンクリートの壁体３に対し圧縮方向の力を加えることができるものとなっている。

施工方法
以上のように構成された本発明のＳＣ杭１を使用した杭基礎の施工方法について図７を参照して説明する。

本発明のＳＣ杭１は，杭基礎の施工位置に，前述したカプラ５が取り付けられている端板４ｂ側が上向きとなるよう打設され，杭頭がフーチング下面となる均しコンクリート面より一例として１００mm以上突出するように施工する〔図７（Ａ）〕。

本発明のＳＣ杭を上杭として使用する場合であって，このＳＣ杭が図２に示すように一方の端板４ａの外面にボルト４２’の頭部が突出している場合，このボルト４２’の頭部が下杭の杭頭と干渉するような場合には，これを取り外し，下杭（図示せず）の鋼管上端部分と，ＳＣ杭１の鋼管下端部分とを溶接等によって連結して打設を行う。

この際，ＳＣ杭１の杭頭側に設けたボルトについては，これを取り付けたまま打設作業を行い，打設作業時に開孔４１やカプラ５内に砂や泥，コンクリート等の異物が入り込むことを防止することで，その後に行われる杭頭補強筋７の取り付け作業に際し，異物の除去等の新たな作業の発生を生じさせることなく，作業を円滑に行うことができる。

このようにして，ＳＣ杭１の打設が完了した後，根切りなどを経て基礎フーチング配筋の墨出しを行い〔図７（Ｂ）〕，端板４の開孔４１に挿入されているボルトを取り外し〔図７（Ｃ）〕，端板４ｂに形成されている開孔４１を介して杭頭補強筋７の下端部７ａをカプラ５内に挿入し，このカプラ５を介して杭内補強筋６と杭頭補強筋７とを連結する。このとき，墨出しによる基礎フーチングの配筋と杭頭補強筋とが干渉する場合には，予めクランク状に曲げてある杭頭補強筋７を使用して干渉を避けるようにしても良い〔図７（Ｄ）〕。

カプラ５に対する杭頭補強筋７の取り付けは，図８（Ａ），（Ｂ）に示すように螺旋節鉄筋等の雄ネジが形成された杭頭補強筋７を使用する場合には，予めロックナット７１を螺合させておいた杭頭補強筋７の下端部７ａを前記カプラ５に必要な長さ螺着すると共に，ロックナット７１の締め付けにより固定して，杭内補強筋６と連結させる。

また，図９（Ａ），（Ｂ）に示すようにカプラ５内にコンクリートや樹脂等のグラウトを充填し，その後，例えば異形鉄筋によって形成された杭頭補強筋７の下端部をカプラ５内に挿入し，この状態でグラウトを硬化させてカプラ５内に杭頭補強筋７の下端部を固定するものとしても良い。

以上のように杭頭補強筋７の取り付けが完了した後，必要に応じてＳＣ杭１の中空空間に中詰補強筋１０の建て込みを行う〔図７（Ｅ）〕。なお，この中詰補強筋１０の建て込みは，前述したカプラ５に対する杭頭補強筋７の取り付けを行う前に行っても良い。

以上のようにして杭頭補強筋７の取り付け，及び必要に応じて中詰補強筋１０の建て込みを行った後，基礎フーチングの配筋を行う。このとき，基礎フーチングの下側主筋の配筋を行った後，必要に応じて杭頭補強筋７をフープ乃至はスパイラルフープによって外側より結束して，剪断応力を高めるようにしても良い〔図７（Ｆ）〕。

このように，本発明のＳＣ杭１にあっては，ボルト４２の取り外しと，このボルト４２の取り外しによって出現した開孔４１及びカプラ５内に杭頭補強筋７の下端部を螺着やグラウトによる固着等の比較的簡単な方法によって固定するだけで，溶接等の作業を行うことなしに極めて容易に杭頭補強筋７の取り付けを行うことができ，このようにして取り付けた杭頭補強筋７を基礎フーチング内に所定の長さ埋め込むことで，杭頭部と基礎フーチングとを強固に連結することができ，応力の集中する杭頭部と基礎フーチングとの連結部分を強化することができる。

１ ＳＣ杭
２ 鋼管
３ コンクリートの壁体
４ａ 端板（一方）
４ｂ 端板（他方）
４１，４１’ 開孔
４２，４２’ ボルト
５，５’ カプラ
６ 杭内補強筋
６１ 一端（杭内補強筋の）
６２ 他端（杭内補強筋の）
７ 杭頭補強筋
７ａ 下端部
７１ ロックナット
８ 端部固定具（ナット）
９ フープ
９’ 補強用フープ
１０ 中詰補強筋
１１ フープ
１５，１６ パッキン
１８ スペーサ
１００ ＳＣ杭
１０２ 鋼管
１０３ コンクリート
１０４ 端板
１０７ 補強筋
１１０ 中詰補強筋
１１２ フープ
２００ 杭頭補強筋ユニット
２０１，２０２ 閉鎖型フープ
２０３ 補強筋取付具
２０７ 杭頭補強筋
３０５ 端板
３０７ 杭頭鉄筋
３０８，３１３ 雌ネジ
３０９ 接合部材
３１０ アンカー鉄筋
３１１ 下端部（杭頭鉄筋の）
３１６ ナット
３１３ 雌ネジ
３１４ 上端（アンカー鉄筋の）

Claims (6)

1. 鋼管の両端開口のそれぞれに固着された，環状を成す一対の端板と，
   前記一対の端板間に前記鋼管の長さ方向を長さ方向として配置される，少なくとも両端に雄ネジが形成された複数本の杭内補強筋と，
   前記杭内補強筋を束ねるフープと，
   一方の端板の前記鋼管側の面に，前記杭内補強筋の一端に設けた雄ネジと螺合する雌ネジを備えた端部固定具を周方向に所定間隔で配列して取り付けて，該端部固定具を介して前記一方の端板に前記杭内補強筋の前記一端を固定すると共に，
   前記一方の端板に対する前記端部固定具の取り付け位置に対応する位置の他方の端板に周方向に複数の開孔を形成し，前記杭内補強筋の他端に螺合させた筒状のカプラ内に，前記鋼管外より前記開孔を介してボルトの先端側を挿入すると共に螺合して，前記杭内補強筋の前記他端を前記他方の端板に固定し，前記ボルトの緊締によって前記杭内補強筋をテンションがかかった状態で前記一対の端板間に架設すると共に，この状態で遠心締め固めによって前記鋼管内に前記杭内補強筋を埋設した所定の厚さの高強度コンクリートの壁体を設けたことを特徴とするＳＣ杭。
2. 前記ボルトの頭部と前記他方の端板間にパッキンを挟持したことを特徴とする請求項１記載のＳＣ杭。
3. 前記他方の端板と前記カプラ間にパッキンを挟持したことを特徴とする請求項１又は２記載のＳＣ杭。
4. 前記カプラを前記他方の端板に溶着したことを特徴とする請求項１又は２記載のＳＣ杭。
5. 前記一方の端板の周方向に，該一方の端板を貫通する開孔を形成すると共に，前記鋼管の外側から該開孔内に挿入されたボルトの先端部にカプラを螺合して前記一方の端板に固定し，該カプラを前述した端部固定具としたことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載のＳＣ杭。
6. 前記フープと前記鋼管の内周壁間の間隙にスペーサを設けたことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載のＳＣ杭。

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