JP2014169577A - 杭と上部構造物との接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、杭頭の上端に固定された心出し棒を天板のセンター孔内に下から挿入する作業性を良好にした杭と上部構造物との接合構造を提供する。
【解決手段】杭と上部構造物との接合構造に円筒管３０を採用することにより、心出し棒１６を天板４のセンター孔４ｃ内に下から挿入する作業が行い易くなるような任意の大きさに、センター孔４ｃを設定させておくことができる。そして、この円筒管３０は、心出し棒１６のストレート部１６ｄとセンター孔４ｃの壁面４ｄとの間を埋めて、心出し棒１６のストレート部１６ｄに対する天板４のガタ付きを極めて少なくするために利用することもできる。特に、杭頭１Ａの周囲を囲むような形状をした筒状の鞘管７が天板４に固定されていると、杭頭プレートのセンター孔を下から覗き込むような作業ができなくなるので、効果的である。
【選択図】図９

Description

本発明は、構築される上部構造物と、上部構造物の例えば鉄骨柱を支持するために地盤に埋設される杭との接合構造に関するものである。

従来、このような分野の技術として、特許第３６４７８４１号公報がある。この公報に記載された杭と上部構造物との接合構造では、杭頭の上端開口内で溶接により固定された円板状の調整プレートが利用されている。この調整プレートには、中心から径方向に延在する長孔が形成され、この長孔には中心ボルト（心出し棒）が貫通されている。この中心ボルトは、杭頭プレート（天板）に形成されたセンター孔内に下から挿入され、中心ボルトの軸部には、調整プレートと杭頭プレートを中心ボルトの頭部とで挟み込むための調整用ナットが螺着されている。そして、杭頭に固定された杭頭プレートと上部構造物の一部をなす柱脚のベースプレートは、周囲を連結ボルトにより連結されている。

特許第３６４７８４１号公報 特許４４９２１４６号公報

しかしながら、前述した従来の杭と上部構造物との接合構造には、次のような課題が存在している。すなわち、調整プレートから突出する中心ボルトを杭頭プレートのセンター孔内に挿入させるにあたって、中心ボルトとセンター孔とは、ガタ付きを無くすために隙間が殆どない状態で嵌合されるので、中心ボルトをセンター孔内に下から差し込む際に、杭頭プレートのセンター孔内に中心ボルトを正確に差し込む作業が余儀なくされる。特に、特許４４９２１４６号公報に開示されているように、杭頭の周囲を囲むような形状をした円筒状の鞘管が杭頭プレートに固定されているような場合、杭頭プレートのセンター孔を下から覗き込むような作業ができなくなり、杭頭プレートのセンター孔内に中心ボルトを差し込む作業が非常に難しくなるといった問題点がある。

本発明は、杭頭の上端に固定された心出し棒を天板のセンター孔内に下から挿入する作業性を良好にした杭と上部構造物との接合構造を提供することを目的とする。

本発明は、地盤に立設された中空の杭と、
地盤から露出させられる杭の杭頭の周囲に配置されると共に、天板が上端に固定された鞘管と、
鞘管と杭との間で満たされたモルタルまたはコンクリートからなる充填材と、
天板に固定される上部構造物と、を有し、
杭頭の上端には、鉛直方向に延在する心出し棒が固定され、天板の中央には心出し棒が下から挿入されるセンター孔が形成され、心出し棒とセンター孔を形成する壁面との間に円筒管が挿入されていることを特徴とする。

本発明に係る杭と上部構造物との接合構造においては、杭頭の上端に固定される心出し棒と天板に形成されたセンター孔を形成する壁面との間に挿入させるための円筒管が採用されている。このような円筒管の採用により、心出し棒を天板のセンター孔内に下から挿入する作業が行い易くなるような任意の大きさに、センター孔を設定させておくことができる。そして、この円筒管は、心出し棒とセンター孔の壁面との間を埋めて、心出し棒に対する天板のガタ付きを極めて少なくするために利用することもできる。特に、杭頭の周囲を囲むような形状をした筒状の鞘管が天板に固定されていると、杭頭プレートのセンター孔を下から覗き込むような作業ができなくなり、天板のセンター孔内に心出し棒を差し込む作業が非常に難しくなるが、このような場合であっても、円筒管の採用によりセンター孔を大きくできるので、天板のセンター孔内に心出し棒を目測で容易に差し込むことができる。すなわち、円筒管を採用することで、天板の大きさに合わせて、センター孔の大きさを任意の大きさに予め設定させておくことができるので、心出し棒を天板のセンター孔内に下から挿入する作業性が極めて良好になる。

また、センター孔を形成する壁面には、雌ネジ部が形成され、円筒管の外周面には、壁面の雌ネジ部に螺着される雄ネジ部が形成されている。
このような構成を採用すると、円筒管を天板に容易に固定させることができる。しかも、天板に対する円筒管の突出量を容易に調整することができ、円筒管の上端に上部構造物の一部（例えば鉄骨柱のベースプレート）を載せることで、円筒管をスペーサとして機能させて、上部構造物の一部（例えば鉄骨柱のベースプレート）と天板との間に所要の隙間を確実に作り出すことができ、天板と上部構造物の一部（例えば鉄骨柱のベースプレート）との間に確実にモルタルまたはコンクリートを充填させることができる。

また、天板の上面に当接させるナットが、円筒管の雄ネジ部に螺着されている。
このような構成を採用すると、天板に対する円筒管の突出量を確実に維持させることができる。

また、円筒管の中央で鉛直方向に延在する挿入孔内には、心出し棒と、心出し棒の上端に下端が螺着される心出し棒延長ボルトと、が挿入され、心出し棒延長ボルトの雄ネジ部は、円筒管から上方へ突出し、心出し棒延長ボルトの雄ネジ部には、円筒管の上面に押し付けられるナットが螺着されている。
このような構成を採用すると、心出し棒延長ボルトとナットとの協働により、鞘管と杭との間で満たされた充填材（モルタルまたはコンクリート）が硬化するまで、天板の水平面内の回転止め及び鉛直方向の浮き防止を適切に行うことができる。

また、心出し棒の外面には、雄ネジ部が形成され、円筒管の内周面には、心出し棒の雄ネジ部に螺着される雌ネジ部が形成されている。
このような構成を採用すると、円筒管を心出し棒に容易に固定させることができる。しかも、天板に対する円筒管の突出量を容易に調整することができ、円筒管の上端に上部構造物の一部（例えば鉄骨柱のベースプレート）を載せることで、円筒管をスペーサとして機能させて、上部構造物の一部（例えば鉄骨柱のベースプレート）と天板との間に隙間を確実に作り出すことができ、天板と上部構造物の一部（例えば鉄骨柱のベースプレート）との間に確実にモルタルまたはコンクリートを充填させることができる。

また、円筒管の外周面には、雄ネジ部が形成され、前記天板の上面に当接させるナットが、前記円筒管の前記雄ネジ部に螺着されている。
このような構成を採用すると、ナットが天板の上面に当接させられるので、天板に対する円筒管の突出量を確実に維持させることができる。

また、心出し棒が備えられた杭頭キャップ具は、杭頭の上端を塞ぐように杭頭に水平に固定されるリングプレートと、リングプレートに形成された内側開口部内でリングプレートの水平を基準にして心出し棒を水平方向に移動自在にする心出し棒水平位置調整手段と、を備える。
このような構成にあっては、鉛直方向に延在する心出し棒を備える杭頭キャップ具にはリングプレートが採用されているので、水平出しされたリングプレートを基準にして、心出し棒水平位置調整手段で心出し棒を心出しのために水平方向にのみ移動させるだけで良い。従って、心出し棒の心出し精度を高め易く、しかも、心出し棒の位置調整作業が極めて容易になる。更に、リングプレートを採用することで、心出し棒水平位置調整手段に様々な構成のものを採用させ易くなり、心出し棒を水平方向に移動させるための心出し棒水平位置調整手段の適用可能性の幅を広げることができる。

また、心出し棒水平位置調整手段は、リングプレートにより水平支持されて円形の内側開口部に嵌め込まれる円板と、円板の径方向に延在すると共に、心出し棒が貫通する長穴と、円板を上下で挟み込むように心出し棒に取り付けられたスライド部と、を有する。
このような構成を採用すると、リングプレート内で円板を水平面内で回動させる円板回動と、円板の長穴内で心出し棒を移動させる心出し棒直線移動とで、心出し棒を、鉛直方向に維持させたまま、水平面内で所望の位置まで容易且つ確実に移動させることができる。

リングプレートと杭頭の上端との間には、リング状の支持プレートが配置され、支持プレートの外周端は、杭頭の上端に配置され、支持プレートの内周端は、リングプレートの内側開口部から内方に向けて突出して円板を下から支持する。
このような構成を採用すれば、天板と円盤の間のモルタル又はコンクリートを介して円板に伝えられた鉛直荷重を、支持プレートを介して杭頭に確実に伝えることができ、従って、杭頭キャップ具の変形を適切に防止することができる。

また、スライド部は、円板の下面に当接する心出し棒のヘッド部と、円板の上面に当接すると共に、心出し棒の軸部に螺着されるナットと、を備えている。
このような構成を採用すると、ナットの締め込み作業により、心出し棒を所望の位置で容易かつ確実に固定させることができる。

また、心出し棒水平位置調整手段は、リングプレートの内側開口部内に心出し棒が挿入され、リングプレートを上下で挟み込むスライド部に心出し棒が取り付けられている。
このような構成を採用すると、心出し棒を鉛直方向に維持させたまま、リングプレートの内側開口部内で心出し棒を水平面内で所望の位置まで容易に移動させることができる。

また、スライド部は、リングプレートの下面に当接すると共に、心出し棒の軸部が貫通する下スライドプレートと、リングプレートの上面に当接すると共に、心出し棒の軸部が貫通する上スライドプレートと、下スライドプレートの下面に当接する心出し棒のヘッド部と、上スライドプレートの上面に当接すると共に、心出し棒の軸部に螺着されるナットと、で構成されている。
このような構成を採用すると、ナットを緩めることで、スライド部を水平面内で任意の方向に容易かつ確実に摺動させることができ、ナットの締め込み作業により、心出し棒を所望の位置で容易かつ確実に固定させることができる。

また、リングプレートには、鉛直方向に延在する吊り下げ棒の上端が固定され、吊り下げ棒の下端には、杭内に配置される塞ぎ板が固定されている。
このように、モルタルまたはコンクリートを杭頭内に確実に充填させるための塞ぎ板を、リングプレートを利用して構成させることができる。

また、リングプレートには、上方に突出する高さ調整ボルトが装着されている。
このような構成を採用すると、高さ調整ボルトの上端に、天板を載せるたけで、天板の高さ調整を容易に行うことができる。そして、リングプレートに高さ調整ボルトが固定されているので、天板が大型の場合に効果的である。

また、円板には、上方に突出する高さ調整ボルトが装着されている。
このような構成を採用すると、高さ調整ボルトの上端に、天板を載せるだけで、天板の高さ調整を容易に行うことができる。そして、円板に高さ調整ボルトが固定されているので、天板が小型の場合に効果的である。

心出し棒が備えられた杭頭キャップ具は、
杭頭の上端に外周端が載置されるリング状の支持プレートと、
支持プレートの内側開口部を塞ぐように支持プレートの上面に配置された円板と、
支持プレートの上面から突出して円板の外周縁の水平方向の移動を規制する係止片と、
円板を有すると共に、心出し棒を水平方向に移動自在にする心出し棒水平位置調整手段と、を備えている。
このような構成を採用すれば、天板と円盤の間のモルタル又はコンクリートを介して円板に伝えられた鉛直荷重を、支持プレートを介して杭頭に確実に伝えることができ、従って、杭頭キャップ具の変形を適切に防止することができる。

支持プレートには、鉛直方向に延在する吊り下げ棒の上端が固定され、前記吊り下げ棒の下端には、前記杭内に配置される塞ぎ板が固定されている。
このように、モルタルまたはコンクリートを杭頭内に確実に充填させるための塞ぎ板を、支持プレートを利用して構成させることができる。

支持プレートには、上方に突出する高さ調整ボルトが装着されている。
このような構成を採用すると、高さ調整ボルトの上端に、天板を載せるたけで、天板の高さ調整を容易に行うことができる。そして、支持プレートに高さ調整ボルトが固定されているので、天板が大型の場合に効果的である。

本発明によれば、杭頭の上端に固定された心出し棒を天板のセンター孔内に下から挿入する作業性が良好になる。

本発明に係る杭と上部構造物との接合構造の一実施形態を示す断面図である。 杭頭に天板が固定された状態を示す断面図である。 杭頭キャップ具を示す斜視図である。 杭頭キャップ具の平面図である。 図４のａ−ａ線に沿う断面図である。 図４のｂ−ｂ線に沿う断面図である。 図４のｃ−ｃ線に沿う断面図である。 図４のｄ−ｄ線に沿う断面図である。 天板に円筒管が装着された状態を示す断面図である。 図９の平面図である。 変形例１に係り、天板に円筒管が装着された状態の他の例を示す断面図である。 変形例２に係り、杭頭キャップ具の第１の変形例を示す平面図である。 図１２のａ−ａ線に沿う断面図である。 図１２のｂ−ｂ線に沿う断面図である。 杭頭キャップ具の第２の変形例を示す平面図である。 図１５のａ−ａ線に沿う断面図である。 図１５のｂ−ｂ線に沿う断面図である。 杭頭キャップ具の第３の変形例を示す平面図である。 図１８のａ−ａ線に沿う断面図である。 図１８のｂ−ｂ線に沿う断面図である。 図１８のｃ−ｃ線に沿う断面図である。 図１８のｄ−ｄ線に沿う断面図である。 杭頭キャップ具の第４の変形例を示す平面図である。 図２３のａ−ａ線に沿う断面図である。 図２３のｂ−ｂ線に沿う断面図である。 図２３のｃ−ｃ線に沿う断面図である。 図２３のｄ−ｄ線に沿う断面図である。 変形例３に係り、天板に円筒管が装着された状態の更に他の例を示す断面図である。 杭頭キャップ具の更に他の変形例を示す平面図である。 図２９のａ−ａ線に沿う断面図である。 杭頭キャップ具の更に他の変形例を示す平面図である。 図３１のａ−ａ線に沿う断面図である。 固定治具を用いずに鞘管を固定するため構造を示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る杭と上部構造物との接合構造の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等な構成については、同一符合を付して、重複する説明は省略する。

図１に示されるように、地盤Ａには、所定の深さまで鋼管杭１が打ち込まれており、中空の鋼管杭１は、上部構造物（例えばビルや家屋）の一部をなす鉄骨柱２を下から支えるために、地盤Ａに深く埋設されている。この鋼管杭１の杭頭１Ａは、鋼管杭１の埋設完了後に、鋼管杭１の周囲の地盤Ａの土を掘削して露出させ、測量により予定された高さ位置で切断されている。このとき、杭頭１Ａのうち後で充填材Ｍ１と接する部分の外側表面に、突起を設けていると、杭頭１Ａと充填材Ｍ１との固着をより確実とすることができる。突起の形状や形成方法は特に限定されず、例えば円筒状の溶接ビードの設置や、平鋼を溶接する等の方法で形成できる。

鉄骨柱２の下端に設けられたベースプレート３は、杭頭１Ａ側に固定された天板４と連結ボルト６によって接続されている。天板４には、杭頭１Ａの周囲に配置される鞘管７の上端が溶接され、鞘管７と杭頭１Ａとの間には、杭頭１Ａを補強するためのモルタルまたはコンクリートＭ１が充填されている。また、杭頭１Ａ内にも杭頭１Ａを補強するためのモルタルまたはコンクリートＭ２が充填されている。鞘管は、円筒状でも角筒状でもよい。

鞘管７の下端開口部は、杭頭１Ａの外周で水平方向に延在するリング状の蓋板８で塞がれ、蓋板８は、固定治具９によって杭頭１Ａの所定位置に固定させることができる。この固定治具９は、杭頭１Ａの周囲に配置される円筒部９ａと、円筒部９ａに対して水平方向に螺着された締め付けボルト９ｂと、からなる。このような固定治具９により、蓋板８を鞘管７の下端に当接維持させることができ、鞘管７と杭頭１Ａとの間に、モルタルまたはコンクリートからなる充填材Ｍ１を確実に充填させることができる。天板４には、充填孔４ａが形成されており、この充填孔４ａからモルタルまたはコンクリートからなる充填材Ｍ１が鞘管７と杭頭１Ａとの間に上から注入され、蓋板８によってモルタルまたはコンクリートＭ１の流下を防止している。なお、蓋板８には、発泡スチロール、発泡ポリエチレン、スポンジなどの比較的柔らかな材質が利用される。

他の例として、固定治具を用いずに鞘管を固定するために、図３３に示されるような構成としても良い。本図の構成では、鞘管の位置決め後にモルタルまたはコンクリートからなる充填材Ｍ４を、鞘管７下端の高さまで充填し、充填材Ｍ４の硬化後に、充填材Ｍ１が注入される。

杭頭１Ａ内には、所定の高さ位置に円形の塞ぎ板５が配置され、この塞ぎ板５によって、杭頭１Ａ内にもモルタルまたはコンクリートＭ２を確実に充填させることができる。また、ベースプレート３と天板４との間にもモルタルまたはコンクリートからなる充填材Ｍ３が充填されている。図２及び図３に示されるように、塞ぎ板５は、金属製で円板状の上板５ａと下板５ｂとで、樹脂製で円板状の壁面追従板５ｃを挟み込むように構成され、この壁面追従板５ｃの外側遊端が杭頭１Ａの内壁面に沿うことで、杭頭１Ａの径の多少の大小に順応させることができる。なお、壁面追従板５ｃには、径方向に延在する複数の切り込み部５ｄが周方向で等間隔に形成され、これによって、杭頭１Ａの内壁面に対する壁面追従板５ｃの追従性を高めることができる。

前述したように、鉄骨柱２側のベースプレート３と、杭頭１Ａ側の天板４とを連結ボルト６によって確実に接続させるためには、ベースプレート３の連結孔３ａと天板４の連結孔４ｂとが鉛直方向で確実に揃ってなければならない。そこで、上部構造物の一部をなす鉄骨柱２側のベースプレート３の設置予定位置を基準にした位置合わせを行うために、天板４の水平位置を調整させる必要があり、後述する杭頭キャップ具１０が利用される。

図２〜図４に示されるように、杭頭キャップ具１０は、杭頭１Ａの上端開口を塞ぐように杭頭１Ａの上端に載置されるリングプレート１１を備えている。このリングプレート１１の円形の内側開口部１１ａ内には、リングプレート１１により水平支持される円板１２が嵌め込まれている。この円板１２は、リングプレート１１の裏面に溶接により配置されたＬ形のブラケット１３によって支持されている。各ブラケット１３の水平支持片１３ａは、リングプレート１１の内側開口部１１ａから先端側が露出し、水平方向に延在する水平支持片１３ａにより、円板１２は、内側開口部１１ａ内で支持されながら水平面内で回すことができる。

各ブラケット１３の鉛直片１３ｂには、水平方向に締付けボルト１４が螺着されている。この締付けボルト１４は、リングプレート１１から円板１２を外した状態で内側開口部１１ａから手を入れて回すことができ、リングプレート１１を杭頭１Ａの上端に載せた状態で締付けボルト１４の先端を杭頭１Ａの内壁面に押し付けることで、リングプレート１１を杭頭１Ａに固定させることができる（図５参照）。

円板１２には、水平方向で且つ径方向に延在する長穴１２ａが形成され、この長穴１２ａには、鉛直方向に延在する心出し棒１６が貫通している。そして、心出し棒１６には、円板１２を上下で挟み込むようにスライド部１７が取り付けられている。このスライド部１７は、円板１２の下面に当接する心出し棒１６のヘッド部１６ａと、円板１２の上面に当接すると共に、心出し棒１６の軸部１６ｂに螺着されるナット１８と、で構成されている。ナット１８を緩めることで、心出し棒１６を長穴１２ａに沿って自由に移動させることができ、ナット１８の締め込み作業により、心出し棒１６を任意の位置で容易かつ確実に固定させることができる。

また、リングプレート１１の内側開口部１１ａ内でリングプレート１１の水平を基準にして心出し棒１６を水平方向に移動自在にする心出し棒水平位置調整手段２０は、水平状態をなすリングプレート１１の円形の内側開口部１１ａに嵌め込まれて下から水平支持された円板１２と、円板１２の径方向に延在すると共に、心出し棒１６の軸部１６ｂが貫通する長穴１２ａと、円板１２を上下で挟み込むように心出し棒１６に取り付けられたスライド部１７と、で構成されている。

このような構成を採用すると、リングプレート１１内で円板１２を回動させる円板回動と、円板１２の長穴１２ａ内で心出し棒１６を移動させる心出し棒直線移動とで、心出し棒１６を、鉛直方向に維持させたまま、水平面内で所望の位置まで容易かつ確実に移動させることができる。

リングプレート１１の上面には、円板１２を固定するための押さえ板２１（図６参照）が配置され、この押さえ板２１は、リングプレート１１に螺着されたボルト２２を中心に回動させることができる。ボルト２２を緩めた状態で、円板１２は、内側開口部１１ａ内で自由に回すことができ、ボルト２２を締め込むことで円板１２が動かないようにしっかり固定させることができる。また、押さえ板２１を内側開口部１１ａ内に臨まない位置まで回動させること、すなわち押さえ板２１を退避させるように回動させることで、円板１２の着脱を可能にする。

前述したように、鉛直方向に延在する心出し棒１６を備える杭頭キャップ具１０にはリングプレート１１が採用されているので、水平出しされたリングプレート１１を基準にして、心出し棒水平位置調整手段２０で心出し棒１６を心出しのために水平方向にのみ移動させるだけで良い。従って、心出し棒１６の心出し精度を高め易く、しかも、心出し棒１６の位置調整作業が極めて容易になる。更に、リングプレート１１を採用することで、心出し棒水平位置調整手段２０に様々な構成のものを採用させ易くなり、心出し棒１６を水平方向に移動させるための心出し棒水平位置調整手段２０の適用可能性の幅を広げることができる。

更に、リングプレート１１には、鉛直方向に延在する吊り下げ棒２３の上端が固定され、吊り下げ棒２３の下端には、杭頭１Ａ内に配置される円形の塞ぎ板５が固定されている（図７参照）。水平方向で等間隔に配置された吊り下げ棒２３の上端には、リングプレート１１を貫通する雄ネジ部２３ａが形成され、吊り下げ棒２３の下端には、塞ぎ板５を貫通する雄ネジ部２３ｂが形成されている。そして、吊り下げ棒２３の上端は、リングプレート１１を挟み込む一対のナット２４ａ，２４ｂによってリングプレート１１に固定され、吊り下げ棒２３の下端は、塞ぎ板５を挟み込む一対のナット２６ａ，２６ｂによって塞ぎ板５に固定されている。このように、モルタルまたはコンクリートＭ２を杭頭１Ａ内に確実に充填させるための塞ぎ板を、リングプレート１１を利用して構成させることができる。

リングプレート１１には、上方に突出する高さ調整ボルト２７が装着されている（図８参照）。天板４の載置に利用される高さ調整ボルト２７は、リングプレート１１を貫通すると共に、リングプレート１１に溶接により固定されたナット２８に螺着されている。ナット２８Ａの上に更にロックナット（図示せず）を配しても良い。よって、高さ調整ボルト２７を回すことで、高さ調整ボルト２７の上方への突出量を無段階で調整することができる。なお、リングプレート１１に雌ネジを形成し、この雌ネジに高さ調整ボルト２７を螺着させてもよい。そして、この高さ調整ボルト２７にロックナット２８を螺着させて、ロックナットの締め付けによって高さ調整ボルト２７をリングプレート１１に固定させるようにしてもよい。この高さ調整ボルト２７は、リングプレート１１の周方向で等間隔に配置されると共に、切断によって得られた杭頭１Ａの上端の水平精度や高さ位置を微調整するために利用される。また、高さ調整ボルト２７は、天板４を載せるたけで天板４の高さ調整を容易に行うことができる。そして、リングプレート１１に高さ調整ボルト２７が固定されているので、天板４が大型の場合に効果的である。

次に、図３に示された杭頭キャップ具１０の利用態様について簡単に説明する。

図１及び図２に示されるように、地盤Ａから露出した杭頭１Ａ内に、杭頭キャップ具１０の塞ぎ板５を上から落とし込むように入れながら、リングプレート１１を杭頭１Ａの上端に載置させる。そして、円板１２を外した状態でリングプレート１１の内側開口部１１ａから手を入れて締付けボルト１４を回し、締付けボルト１４の先端を杭頭１Ａの内壁面に押し付けて、リングプレート１１を杭頭１Ａに固定させる。

その後、リングプレート１１の内側開口部１１ａに蓋をするように、円板１２をブラケット１３の水平支持片１３ａ上に載置させる。そして、予め測量されていた位置に心出し棒１６を設置するために、円板１２を水平面内で回しながら、心出し棒１６を長穴１２ａに沿って移動させ、予定した位置に心出し棒１６が来た時点で、ナット１８を締め込み、心出し棒１６を固定させる。その後、リングプレート１１と円板１２とに跨がるようにマーキングしておく。これによって、円板１２に心出し棒１６等がセットされた心出し棒調整手段２０をリングプレート１１から外してもリングプレート１１に対する円板１２の位置合わせを可能にし、円板１２を外した後にモルタルまたはコンクリートＭ２を充填することが可能になる。また、ボルト２２を中心にして押さえ板２１を円板１２の上まで回動させ、その後、ボルト２２を締め込むことで円板１２をリングプレート１１に固定させる。そして、３本の高さ調整ボルト２７を回しながら、各高さ調整ボルト２７の上端を予め測量されていた高さ位置にセットする。これにより、杭頭１Ａに対する杭頭キャップ具１０のセッティングが完了する、その後、各高さ調整ボルト２７の上端に天板４を載置させる。

このようにして、杭頭１Ａに対する杭頭キャップ具１０のセッティングが完了した後、モルタルまたはコンクリートからなる充填材Ｍ２は、リングプレート１１の内側開口部１１ａから注入して、杭頭１Ａ内を充填材Ｍ２で満たし、充填材Ｍ１は、天板４の充填孔４ａから鞘管７と杭頭１Ａとの間に上から注入される。

図１、図２、図９及び図１０に示されるように、心出し棒１６は、鉛直方向に延在する軸部１６ｂと、軸部１６ｂの下端に形成されたヘッド部１６ａと、軸部１６ｂの下端に形成されてナット１８を螺着させるための雄ネジ部１６ｃと、軸部１６ｂ上で雄ネジ部１６ｃより上方に形成されたストレート部１６ｄと、からなり、ストレート部１６ｄの上端は、差込みを容易にするために円錐台形状をなしている。

天板４の中央には、心出し棒１６のストレート部１６ｄが下から挿入されるセンター孔４ｃが形成され、心出し棒１６とセンター孔４ｃを形成する壁面４ｄとの間に円筒管３０が挿入される。また、センター孔４ｃを形成する壁面４ｄには、雌ネジ部４ｅが形成され、円筒管３０の外周面には、雌ネジ部４ｅに螺着される雄ネジ部３０ａが形成されている。そして、円筒管３０の雄ネジ部３０ａにナット３１が螺着され、このナット３１は、天板４の上面に当接させられ、円筒管３０の挿入孔３０ｂ内に心出し棒１６のストレート部１６ｄが挿入される。

円筒管３０の採用により、心出し棒１６を天板４のセンター孔４ｃ内に下から挿入する作業が行い易くなるような任意の大きさに、センター孔４ｃを設定させておくことができる。そして、この円筒管３０は、心出し棒１６のストレート部１６ｄとセンター孔４ｃの壁面４ｄとの間を埋めて、心出し棒１６のストレート部１６ｄに対する天板４のガタ付きを極めて少なくするために利用することもできる。特に、杭頭１Ａの周囲を囲むような形状をした筒状の鞘管７が天板４に固定されていると、杭頭プレートのセンター孔を下から覗き込むような作業ができなくなり、天板４のセンター孔４ｃ内に心出し棒１６のストレート部１６ｄを差し込む作業が非常に難しくなるが、このような場合であっても、円筒管３０の採用によりセンター孔４ｃを大きくできるので、天板４のセンター孔４ｃ内に心出し棒１６のストレート部１６ｄを、天板４の上部からの目測で容易に差し込むことができる。すなわち、円筒管３０を採用することで、天板４の大きさに合わせて、センター孔４ｃの大きさを任意の大きさに予め設定させておくことができるので、心出し棒１６のストレート部１６ｄを天板４のセンター孔４ｃ内に下から挿入する作業性が極めて良好になる。

また、センター孔４ｃを形成する壁面４ｄには、雌ネジ部４ｅが形成され、円筒管３０の外周面には、雌ネジ部４ｅに螺着される雄ネジ部３０ａが形成されているので、円筒管３０を天板４に容易に固定させることができる。しかも、天板４に対する円筒管３０の突出量を容易に調整することができ、円筒管３０の上端に鉄骨柱２のベースプレート３を載せることで、円筒管３０をスペーサとして機能させて、ベースプレート３と天板４との間に隙間を確実に作り出すことができ、天板４とベースプレート３との間に確実にモルタルまたはコンクリートＭ３を充填させることができる。

また、円筒管３０の雄ネジ部３０ａにナット３１が螺着され、このナット３１は、天板４の上面に当接させられるので、天板４に対する円筒管３０の突出量を確実に維持させることができる。

（変形例１）
図１１に示されるように、他の心出し棒３６は、鉛直方向に延在する軸部３６ｂと、軸部３６ｂの下端に形成されたヘッド部３６ａと、軸部３６ｂの全長に渡って形成されて、ナット１８を螺着させるための雄ネジ部３６ｃと、からなる。円筒管３０Ａの内周面には、心出し棒３６の雄ネジ部３６ｃに螺着される雌ネジ部３０Ａｂが形成され、天板４Ａのセンター孔４Ａｃを形成する壁面４Ａｄは、凹凸の無い面として形成されている。円筒管３０Ａの外周面には、雄ネジ部３０Ａａが形成され、天板４Ａの上面に当接させるナット３１が、円筒管３０Ａの雄ネジ部３０Ａａに螺着されている。

このような構成を採用すると、円筒管３０Ａを天板４Ａに容易に固定させることができる。しかも、天板４Ａに対する円筒管３０Ａの突出量を容易に調整することができ、円筒管３０Ａの上端に鉄骨柱２のベースプレート３を載せることで、円筒管３０Ａをスペーサとして機能させて、ベースプレート３と天板４Ａとの間に隙間を確実に作り出すことができ、天板４Ａとベースプレート３との間に確実にモルタルまたはコンクリートＭ３を充填させることができる。また、ナット３１の締め付けによって、天板４Ａに対する円筒管３０Ａの突出量を確実に維持させることができる。しかも、天板４Ａの水平面内の回転止め及び鉛直方向の浮き防止をも適切に行うことができる。

（変形例２）
図１２〜図１４に示されるように、他の杭頭キャップ具４７における心出し棒水平位置調整手段４０は、水平状態をなすリングプレート４１の内側開口部４１ａ内に心出し棒１６が挿入され、リングプレート４１を上下で挟み込むスライド部４２に心出し棒１６が固定されている。スライド部４２は、リングプレート４１の下面に当接すると共に、心出し棒１６の軸部１６ｂが貫通する下スライドプレート４３と、リングプレート４１の上面に当接すると共に、心出し棒１６の軸部１６ｂが貫通する上スライドプレート４４と、下スライドプレート４３の下面に当接する心出し棒１６のヘッド部１６ａと、上スライドプレート４４の上面に当接すると共に、心出し棒１６の軸部１６ｂの雄ネジ部１６ｃに螺着されるナット１８と、で構成されている。

同一形状をなす上スライドプレート４４及び下スライドプレート４３は、略長方形をなしている。ナット１８を緩めることで、リングプレート４１の水平を基準にして、上及び下スライドプレート４４，４３を一体的にリングプレート４１の平面に沿って自由に摺動させることができ、心出し棒１６を内側開口部４１ａ内で自由に移動させることができる。ナット１８の締め込み作業により、上及び下スライドプレート４４，４３がリングプレート４１に圧接させられるので、心出し棒１６を任意の位置で容易かつ確実に固定させることができる。

リングプレート４１の裏面には、鉛直方向に延在するブラケット４５が溶接によって固定され、このブラケット４５には、水平方向に締付けボルト１４が螺着されている。この締付けボルト１４は、リングプレート４１から上及び下スライドプレート４４，４３を外した状態で内側開口部４１ａから手を入れて回すことができ、リングプレート４１を杭頭１Ａの上端に載せた状態で締付けボルト１４の先端を杭頭１Ａの内壁面に押し付けることで、リングプレート４１を杭頭１Ａに固定させることができる。

（変形例３）
図２８に示されるように、心出し棒３７は、鉛直方向に延在する軸部３７ｂと、軸部３７ｂの下端に形成されたヘッド部１６ａと、軸部３７ｂの下端に形成されてナット１８を螺着させるための雄ネジ部１６ｃと、軸部３７ｂ上で雄ネジ部１６ｃより上方に形成されたストレート部３７ｄと、軸部３７ｂの上端で突起するように形成された雄ネジ部３７ｅと、からなる。

天板４の中央には、心出し棒３７のストレート部３７ｄが下から挿入されるセンター孔４ｃが形成され、心出し棒３７とセンター孔４ｃを形成する壁面４ｄとの間に円筒管３０が挿入される。また、センター孔４ｃを形成する壁面４ｄには、雌ネジ部４ｅが形成され、円筒管３０の外周面には、雌ネジ部４ｅに螺着される雄ネジ部３０ａが形成されている。そして、円筒管３０の雄ネジ部３０ａにナット３１が螺着され、このナット３１は、天板４の上面に当接させられ、円筒管３０の挿入孔３０ｂ内に心出し棒３７のストレート部３７ｄが挿入される。

円筒管３０の中央で鉛直方向に延在する挿入孔３０ｂ内には、心出し棒３７の軸部３７ｂと、心出し棒３７の上端に形成された雄ネジ部３７ｅに螺着される雌ネジ部３８ａが下端に形成された心出し棒延長ボルト３８と、が挿入されている。この心出し棒延長ボルト３８の雄ネジ部３８ｂは、円筒管３０から上方へ突出し、心出し棒延長ボルト３８の雄ネジ部３８ｂには、円筒管３７の上面３８ｃに当接して押し付けられるナット３９が螺着されている。このような構成を採用すると、心出し棒延長ボルト３８とナット３９との協働により、鞘管７と杭１との間で満たされた充填材（モルタルまたはコンクリート）Ｍ１が硬化するまで、天板４の水平面内の回転止め及び鉛直方向の浮き防止を適切に行うことができる。なお、心出し棒延長ボルト３８及びナット３９は、充填材Ｍ１の硬化後に取り外される。

本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

図１５〜図１７に示されるように、他の杭頭キャップ具７０において、円板１２Ａには、上方に突出する高さ調整ボルト２７Ａが装着されている。天板４の載置に利用される高さ調整ボルト２７Ａは、円板１２Ａを貫通すると共に、円板１２Ａに溶接により固定されたナット２８Ａに螺着されている。ナット２８Ａの上に更にロックナット（図示せず）を配しても良い。なお、円盤１２Ａに雌ネジを形成し、この雌ネジに高さ調整ボルト２７を螺着させてもよい。そして、この高さ調整ボルト２７Ａにロックナット２８Ａを螺着させて、ロックナットの締め付けによって高さ調整ボルト２７Ａをリングプレート１１に固定させるようにしてもよい。よって、高さ調整ボルト２７Ａを回すことで、高さ調整ボルト２７Ａの突出量を無段階で調整することができる。そして、この高さ調整ボルト２７Ａにナット２８Ａを螺着させることにより、突出量を確実に維持させることができる。そして、円板１２Ａに高さ調整ボルト２７Ａが固定されているので、天板４が小型の場合に効果的である。

更に、リングプレート１１の裏面には、溶接により等間隔で配置されたコ字状のブラケット１３Ａが固定されている。各ブラケット１３Ａは、円板１２Ａを支持する水平支持片１３Ａａと、水平方向に締付けボルト１４が螺着される鉛直片１３Ａｂと、吊り下げ棒２３の上端が固定される吊り片１３Ａｃと、で構成されている。このように構成することで、構造の簡素化を図ることができる。

図１８〜図２２に示されるように、他の杭頭キャップ具８０において、リングプレート１１の裏面には環状の水平支持片５０が溶接によって固定されている。この水平支持片５０の内周は、リングプレート１１の内側開口部１１ａ内に臨み出ることで円板１２を載置させるようにしている。このような水平支持片５０を採用すると、円板１２に上から強い力が加えられても、円板１２が落下し難い強度が得られる。また、リングプレート１１の裏面には、鉛直方向に延在するブラケット５１が溶接によって固定され、このブラケット５１には、水平方向に締付けボルト１４が螺着されている。

図２３〜図２７に示されるように、他の杭頭キャップ具９０において、リングプレート１１の裏面には、大形の環状をなす水平支持片６０が固定され、水平支持片６０によりリングプレート１１を良好に補強することができる。そして、水平支持片６０の内周が、リングプレート１１の内側開口部１１ａ内に臨み出ることで円板１２を載置させるようにしている。

水平支持片６０には、鉛直方向に延在するブラケット５１が溶接によって固定され、このブラケット５１には、水平方向に締付けボルト１４が螺着されている。水平支持片６０には、高さ調整ボルト２７と押さえ板２１の回動中心をなすボルト２２とが貫通する。そして、水平支持片６０は、溶接によってリングプレート１１の裏面に固定してもよいが、吊り下げ棒２３の上端に螺着される一対のナット２４ａ，２４ｂによって、リングプレート１１と水平支持片６０とを挟み込むことで、溶接無しで、水平支持片６０をリングプレート１１に固定させることができる。

図２９及び図３０に示されるように、他の杭頭キャップ具１００において、リングプレート１１と杭頭１Ａの上端との間には、リング状の支持プレート１０１が配置され、支持プレート１０１の外周端は、杭頭１Ａの上端に配置され、支持プレート１０１の内周端は、リングプレート１１の内側開口部１１ａから内方に向けて突出して円板１２を下から支持している。このような構成を採用すれば、天板と円盤の間のモルタル又はコンクリートを介して円板１２に伝えられた鉛直荷重を、溶接部を介さずに支持プレート１０１を介して杭頭１Ａに確実に伝えることができ、従って、杭頭キャップ具１００の変形を適切に防止することができる。そして、溶接無しで杭頭キャップ１００を杭頭１Ａ上に配置させることができる。
なお、高さ調整ボルト２７やボルト２２を、リングプレート１１に設けた雌ネジにではなく、支持プレート１０１に設けた雌ネジに螺着させてもよい。また、吊り下げ棒２３を、リングプレート１１にではなく、支持プレート１０１に固定してもよい。

図３１及び図３２に示されるように、他の杭頭キャップ具１１０は、杭頭１Ａの上端に外周端が載置されるリング状の支持プレート１１２と、支持プレート１１２の内側開口部１１２ａを塞ぐように支持プレート１１２の上面に配置された円板１２と、支持プレート１１２の上面から突出して円板１２の外周縁に当接し、円板１２の水平方向の移動を規制する係止片１１１と、円板１２を有すると共に、心出し棒３６を水平方向に移動自在にする心出し棒水平位置調整手段２０と、を備えている。なお、各係止片１１１は、溶接により支持プレート１１２に固定され、内側開口部１１２ａの周囲で等間隔に配置されている。このような構成を採用すれば、天板と円盤の間のモルタル又はコンクリートを介して円板１２に伝えられた鉛直荷重を、溶接部を介さずに、支持プレート１１２を介して杭頭１Ａに確実に伝えることができ、従って、杭頭キャップ具１１０の変形を適切に防止することができる。そして、溶接無しで杭頭キャップ１１０を杭頭１Ａ上に配置させることができる。

Ａ…地盤、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４…充填材（モルタルまたはコンクリート）、１…鋼管杭（杭）、１Ａ…杭頭、２…上部構造物、４，４Ａ…天板、４ｃ，４Ａｃ…センター孔、４ｄ，４Ａｄ…センター孔の壁面、４ｅ，３０Ａｂ…雌ネジ部、５…塞ぎ板、７…鞘管、１０，４７，７０，８０，９０，１００，１１０…杭頭キャップ具、１１，４１…リングプレート、１１ａ，４１ａ…内側開口部、１２，１２Ａ…円板、１２ａ…長穴、１３ａ，１３Ａａ，５０，６０…水平支持片、１７，４２…スライド部、１６，３６，３７…心出し棒、１６ａ，３６ａ…心出し棒のヘッド部、１８…ナット、２０，４０…心出し棒水平位置調整手段、２３…吊り下げ棒、２７，２７Ａ…高さ調整ボルト、３０ａ，３０Ａａ，３６ｃ…雄ネジ部、３０，３０Ａ…円筒管、３１…ナット、３８…心出し棒延長ボルト、３９…ナット、４３…下スライドプレート、４４…上スライドプレート、１０１，１１２…支持プレート、１１２ａ…内側開口部、１１１…係止片。

Claims (18)

1. 地盤に立設された中空の杭と、
   前記地盤から露出させられる前記杭の杭頭の周囲に配置されると共に、天板が上端に固定された鞘管と、
   前記鞘管と前記杭との間で満たされたモルタルまたはコンクリートからなる充填材と、
   前記天板に固定される上部構造物と、を有し、
   前記杭頭の上端には、鉛直方向に延在する心出し棒が固定され、前記天板の中央には前記心出し棒が下から挿入されるセンター孔が形成され、前記心出し棒と前記センター孔を形成する壁面との間に円筒管が挿入されている特徴とする杭と上部構造物との接合構造。
2. 前記センター孔を形成する前記壁面には、雌ネジ部が形成され、前記円筒管の外周面には、前記壁面の前記雌ネジ部に螺着される雄ネジ部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の杭と上部構造物との接合構造。
3. 前記天板の上面に当接させるナットが、前記円筒管の前記雄ネジ部に螺着されていることを特徴とする請求項２記載の杭と上部構造物との接合構造。
4. 円筒管の中央で鉛直方向に延在する挿入孔内には、前記心出し棒と、前記心出し棒の上端に下端が螺着される心出し棒延長ボルトと、が挿入され、前記心出し棒延長ボルトの雄ネジ部は、前記円筒管から上方へ突出し、前記心出し棒延長ボルトの前記雄ネジ部には、前記円筒管の上面に押し付けられるナットが螺着されている特徴とする請求項３記載の杭と上部構造物との接合構造。
5. 前記心出し棒の外面には、雄ネジ部が形成され、前記円筒管の内周面には、前記心出し棒の前記雄ネジ部に螺着される雌ネジ部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の杭と上部構造物との接合構造。
6. 前記円筒管の外周面には、雄ネジ部が形成され、前記天板の上面に当接させるナットが、前記円筒管の前記雄ネジ部に螺着されていることを特徴とする請求項５記載の杭と上部構造物との接合構造。
7. 前記心出し棒が備えられた杭頭キャップ具は、
   前記杭頭の上端を塞ぐように前記杭頭に水平に固定されるリングプレートと、
   リングプレートに形成された内側開口部内で前記リングプレートの水平を基準にして前記心出し棒を水平方向に移動自在にする心出し棒水平位置調整手段と、を備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の杭と上部構造物との接合構造。
8. 前記心出し棒水平位置調整手段は、
   前記リングプレートにより水平支持されて円形の前記内側開口部に嵌め込まれる円板と、
   前記円板の径方向に延在すると共に、前記心出し棒が貫通する長穴と、
   前記円板を上下で挟み込むように前記心出し棒に取り付けられたスライド部と、を有することを特徴とする請求項７記載の杭と上部構造物との接合構造。
9. 前記リングプレートと前記杭頭の上端との間には、リング状の支持プレートが配置され、前記支持プレートの外周端は、前記杭頭の上端に配置され、前記支持プレートの内周端は、前記リングプレートの内側開口部から内方に向けて突出して前記円板を下から支持することを特徴とする請求項８記載の杭と上部構造物との接合構造。
10. 前記スライド部は、前記円板の下面に当接する前記心出し棒のヘッド部と、前記円板の上面に当接すると共に、前記心出し棒の軸部に螺着されるナットと、を備えていることを特徴とする請求項８又は９記載の杭と上部構造物との接合構造。
11. 前記心出し棒水平位置調整手段は、
    前記リングプレートの前記内側開口部内に前記心出し棒が挿入され、前記リングプレートを上下で挟み込むスライド部に前記心出し棒が取り付けられていることを特徴とする請求項７記載の杭と上部構造物との接合構造。
12. 前記スライド部は、
    前記リングプレートの下面に当接すると共に、前記心出し棒の軸部が貫通する下スライドプレートと、
    前記リングプレートの上面に当接すると共に、前記心出し棒の前記軸部が貫通する上スライドプレートと、
    前記下スライドプレートの下面に当接する前記心出し棒のヘッド部と、
    前記上スライドプレートの上面に当接すると共に、前記心出し棒の前記軸部に螺着されるナットと、で構成されていることを特徴とする請求項１１記載の杭と上部構造物との接合構造。
13. 前記リングプレートには、鉛直方向に延在する吊り下げ棒の上端が固定され、前記吊り下げ棒の下端には、前記杭内に配置される塞ぎ板が固定されていることを特徴とする請求項７〜１２の何れか一項に記載の杭と上部構造物との接合構造。
14. 前記リングプレートには、上方に突出する高さ調整ボルトが装着されていることを特徴とする請求項７〜１３の何れか一項に記載の杭と上部構造物との接合構造。
15. 前記円板には、上方に突出する高さ調整ボルトが装着されていることを特徴とする請求項８〜１０の何れか一項に記載の杭と上部構造物との接合構造。
16. 前記心出し棒が備えられた杭頭キャップ具は、
    前記杭頭の上端に外周端が載置されるリング状の支持プレートと、
    前記支持プレートの内側開口部を塞ぐように前記支持プレートの上面に配置された円板と、
    前記支持プレートの上面から突出して前記円板の外周縁の水平方向の移動を規制する係止片と、
    前記円板を有すると共に、前記心出し棒を水平方向に移動自在にする心出し棒水平位置調整手段と、を備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の杭と上部構造物との接合構造。
17. 前記支持プレートには、鉛直方向に延在する吊り下げ棒の上端が固定され、前記吊り下げ棒の下端には、前記杭内に配置される塞ぎ板が固定されていることを特徴とする請求項９、１０、１６の何れか一項に記載の杭と上部構造物との接合構造。
18. 前記支持プレートには、上方に突出する高さ調整ボルトが装着されていることを特徴とする請求項９、１０、１６、１７の何れか一項に記載の杭と上部構造物との接合構造。

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