JP2014231673A

JP2014231673A - 杭頭構造及び杭頭構造の構築方法

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Publication number: JP2014231673A
Application number: JP2013111600A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　光一; Koichi Sato; 光一佐藤
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2014-12-11
Anticipated expiration: 2033-05-28
Also published as: JP6136575B2

Abstract

【課題】補強鋼材と基礎杭の杭頭部の外側面及び裏当金とを溶込溶接によって溶け込ませて一体化させ、補強鋼材と基礎杭の杭頭部とを十分な溶接強度で接合させることが可能となる杭頭構造及び杭頭構造の構築方法を提供する。【解決手段】上部構造物７の基礎杭１０に用いられる杭頭構造１に関する。杭頭部１１に取り付けられる補強鋼材２と、補強鋼材２の下方に設けられる裏当金３とを備える。補強鋼材２は、補強鋼材２の下面に裏当金３が当接された状態で、裏当金３及び杭頭部１１の外側面１１ａに溶接される。【選択図】図２

Description

本発明は、港湾鋼構造物等の水域構造物、擁壁、土留壁、フーチング等の陸域構造物等を上部構造物として、これらの上部構造物の基礎杭に用いられる杭頭構造及び杭頭構造の構築方法に関する。

従来より、基礎杭に設けられる杭頭補強筋と、上部構造物に設けられる基礎梁主筋との干渉を回避することを目的として、特許文献１に開示される杭頭補強構造が提案されている。

特許文献１に開示された杭頭補強構造は、鋼板からなる杭天板を杭頭部に有する杭の杭頭部に、基礎梁主筋と交差した状態で多数の杭頭補強筋が配筋されるものである。特許文献１に開示された杭頭補強構造は、鋼製のリングプレートが杭天板の上面に溶接され、リングプレートの上面に多数の杭頭補強筋の下端が溶接される。ここで、多数の杭頭補強筋は、基礎梁主筋と干渉しないように配筋されて、杭頭部の外形輪郭に沿った仮想の正八角形状に配列される。

特開２００６−１４４３５５号公報

しかし、特許文献１に開示された杭頭補強構造は、杭頭部に杭天板とリングプレートとを備えるものであり、リングプレートの上面に多数の杭頭補強筋の下端が溶接されるため、杭頭部の構造が複雑なものとなることから、杭頭部の構築に必要となる施工コストが増大するという問題点があった。

また、特許文献１に開示された杭頭補強構造は、リングプレートの上面に溶接された多数の杭頭補強筋が上部構造物の内部に設けられるものであり、杭頭部そのものが上部構造物の内部まで延びて設けられるものでないことから、基礎杭と上部構造物とを強固に接合させることが困難なものとなるという問題点があった。

さらに、従来の杭頭補強構造９０は、図２１に示すように、上部構造物９７の内部まで基礎杭の杭頭部９１が延びて設けられ、基礎梁主筋９５が溶接された鋼板９２を基礎杭の杭頭部９１に溶接させた場合に、特に、鋼板９２の端部９６で不完全溶け込み溶接に近い状態となり、この溶接部分９３が隅肉溶接と同等の強度しか発揮することができないものとなる。また、従来の杭頭補強構造９０は、鋼板９２の裏側９４が海水面に近接していることから、鋼板９２の裏側９４から溶接することも困難であり、鋼板９２の端部９６で十分な溶接強度を得ることができないものとなる。

このとき、従来の杭頭補強構造９０は、上部構造物９７の荷重等で基礎梁主筋９５から作用する引張力によって、鋼板９２の端部９６が基礎杭の杭頭部９１から脱離されることになり、基礎杭の杭頭部９１と上部構造物９７との接合強度が不十分なものとなるため、上部構造物９７が倒壊するおそれがあるという問題点があった。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、補強鋼材と基礎杭の杭頭部の外側面及び裏当金とを溶込溶接によって溶け込ませて一体化させ、補強鋼材と基礎杭の杭頭部とを十分な溶接強度で接合させることが可能となる杭頭構造及び杭頭構造の構築方法を提供することにある。

第１発明の杭頭構造は、上部構造物の基礎杭に用いられる杭頭構造であって、杭頭部に取り付けられる補強鋼材と、前記補強鋼材の下方に設けられる裏当金とを備え、前記補強鋼材は、前記補強鋼材の下面に前記裏当金が当接された状態で、前記裏当金及び杭頭部の外側面に溶接されることを特徴とする。

第２発明の杭頭構造は、第１発明において、前記裏当金は、杭頭部の外周を取り囲むようにして、杭頭部に設けられることを特徴とする。

第３発明の杭頭構造は、第１発明又は第２発明において、前記裏当金は、杭頭部の外周を取り囲むようにして、帯状鋼板を巻き付けることによって、杭頭部に設けられることを特徴とする。

第４発明の杭頭構造は、第３発明において、前記裏当金は、締め金具付きの帯状鋼板に設けられた締め金具で締め付けられることによって、杭頭部に設けられることを特徴とする。

第５発明の杭頭構造は、第１発明又は第２発明において、前記裏当金は、杭頭部の外周を取り囲むようにして、Ｌ形断面鋼を巻き付けることによって、杭頭部に設けられることを特徴とする。

第６発明の杭頭構造は、第５発明において、前記裏当金は、締め金具付きのＬ形断面鋼に設けられた締め金具で締め付けられることによって、杭頭部に設けられることを特徴とする。

第７発明の杭頭構造は、第１発明又は第２発明において、前記裏当金は、杭頭部の外周を取り囲むようにして、鉄筋を巻き付けることによって、杭頭部に設けられることを特徴とする。

第８発明の杭頭構造は、第１発明〜第７発明の何れかにおいて、前記裏当金は、杭頭部の外周を取り囲むようにして、複数に分割された分割裏当金が用いられて、杭頭部に設けられることを特徴とする。

第９発明の杭頭構造は、第１発明〜第８発明の何れかにおいて、前記裏当金は、基礎杭に形成された重防食層の上端部と重ならないようにして、杭頭部に設けられることを特徴とする。

第１０発明の杭頭構造は、第１発明〜第８発明の何れかにおいて、前記裏当金は、基礎杭に形成された重防食層の上端部と重なるようにして、杭頭部に設けられることを特徴とする。

第１１発明の杭頭構造は、第１発明〜第８発明の何れかにおいて、前記裏当金は、基礎杭に形成された重防食層の上端部を締め付けるようにして、杭頭部に設けられることを特徴とする。

第１２発明の杭頭構造は、第１発明〜第１１発明の何れかにおいて、前記補強鋼材は、上部構造物の補強鉄筋が取り付けられる鉄筋定着鋼板が用いられることを特徴とする。

第１３発明の杭頭構造は、第１２発明において、前記補強鋼材は、複数に分割された前記鉄筋定着鋼板が用いられることを特徴とする。

第１４発明の杭頭構造は、第１２発明において、前記補強鋼材は、一体化された前記鉄筋定着鋼板が用いられることを特徴とする。

第１５発明の杭頭構造の構築方法は、上部構造物の基礎杭に用いられる杭頭構造の構築方法であって、杭頭部の外周を取り囲むようにして、杭頭部に裏当金を設ける第１工程と、前記裏当金に補強鋼材の端部を載置して、前記補強鋼材の端部を溶接によって杭頭部の外側面に取り付ける第２工程とを備えることを特徴とする。

第１６発明の杭頭構造の構築方法は、第１５発明において、前記第１工程では、杭頭部の外周を取り囲むようにして、帯状鋼板を巻き付けることによって、杭頭部に前記裏当金を設けることを特徴とする。

第１７発明の杭頭構造の構築方法は、第１６発明において、前記第１工程では、締め金具付きの前記帯状鋼板に設けられた締め金具で締め付けることによって、杭頭部に前記裏当金を設けることを特徴とする。

第１８発明の杭頭構造の構築方法は、第１５発明において、前記第１工程では、杭頭部の外周を取り囲むようにして、Ｌ形断面鋼を巻き付けることによって、杭頭部に前記裏当金を設けることを特徴とする。

第１９発明の杭頭構造の構築方法は、第１８発明において、前記第１工程では、締め金具付きの前記Ｌ形断面鋼に設けられた締め金具で締め付けることによって、杭頭部に前記裏当金を設けることを特徴とする。

第２０発明の杭頭構造の構築方法は、第１５発明において、前記第１工程では、杭頭部の外周を取り囲むようにして、鉄筋を巻き付けることによって、杭頭部に前記裏当金を設けることを特徴とする。

第２１発明の杭頭構造の構築方法は、第１５発明〜第２０発明の何れかにおいて、前記第１工程では、複数に分割された分割裏当金を用いて、杭頭部に前記裏当金を設けることを特徴とする。

第２２発明の杭頭構造の構築方法は、第１５発明〜第２１発明の何れかにおいて、前記第１工程では、基礎杭に形成された重防食層の上端部と重ならないようにして、杭頭部に前記裏当金を設けることを特徴とする。

第２３発明の杭頭構造の構築方法は、第１５発明〜第２１発明の何れかにおいて、前記第１工程では、基礎杭に形成された重防食層の上端部と重なるようにして、杭頭部に前記裏当金を設けることを特徴とする。

第２４発明の杭頭構造の構築方法は、第１５発明〜第２１発明の何れかにおいて、前記第１工程では、基礎杭に形成された重防食層の上端部を締め付けるようにして、杭頭部に前記裏当金を設けることを特徴とする。

第２５発明の杭頭構造の構築方法は、第１５発明〜第２４発明の何れかにおいて、前記第２工程では、上部構造物の補強鉄筋が取り付けられる鉄筋定着鋼板を前記補強鋼材として用いることを特徴とする。

第２６発明の杭頭構造の構築方法は、第２５発明において、前記第２工程では、複数に分割された前記鉄筋定着鋼板を前記補強鋼材として用いることを特徴とする。

第２６発明の杭頭構造の構築方法は、第２５発明において、前記第２工程では、一体化された前記鉄筋定着鋼板を前記補強鋼材として用いることを特徴とする。

第１発明〜第１２発明によれば、補強鋼材の下面に裏当金が当接された状態で、補強鋼材が基礎杭の杭頭部の外側面及び裏当金に溶接されるため、補強鋼材と基礎杭の杭頭部の外側面及び裏当金とが溶け込んで一体化されるものとなり、溶込溶接によって補強鋼材と基礎杭の杭頭部とを十分な溶接強度で接合させることが可能となる。

第１発明〜第１２発明によれば、補強鋼材に取り付けられた補強鉄筋から引張力が作用した場合であっても、補強鋼材が基礎杭の杭頭部から脱離することを防止することが可能となり、基礎杭と上部構造物との接合強度を十分なものとして、上部構造物が倒壊することを防止することが可能となる。

特に、第２発明〜第８発明によれば、基礎杭の杭頭部の外周を取り囲むようにして設けられた裏当金に、補強鋼材の端部が載置されるため、基礎杭の杭頭部の外周で複数の補強鋼材の高さを容易に合わせることができ、複数の補強鋼材の取付作業を容易にすることが可能となる。

特に、第１０発明、第１１発明によれば、裏当金が重防食層の上端部と重なるようにして設けられるため、重防食層の上端部と基礎杭の杭頭部の外側面との隙間に、海水等が浸入することを防止することができ、海水等の浸入によって基礎杭が腐食することを防止することが可能となる。

第１５発明〜第２７発明によれば、補強鋼材に取り付けられた補強鉄筋から引張力が作用した場合であっても、補強鋼材が基礎杭の杭頭部から脱離することを防止することが可能となり、基礎杭と上部構造物との接合強度を十分なものとして、上部構造物が倒壊することを防止することが可能となる。

特に、第１６発明〜第２１発明によれば、基礎杭の杭頭部の外周を取り囲むようにして設けられた裏当金に、補強鋼材の端部が載置されるため、基礎杭の杭頭部の外周で複数の補強鋼材の高さを容易に合わせることができ、複数の補強鋼材の取付作業を容易にすることが可能となる。

特に、第２３発明、第２４発明によれば、裏当金が重防食層の上端部と重なるようにして設けられるため、重防食層の上端部と基礎杭の杭頭部の外側面との隙間に、海水等が浸入することを防止することができ、海水等の浸入によって基礎杭が腐食することを防止することが可能となる。

本発明を適用した杭頭構造が設けられた上部構造物を示す斜視図である。本発明を適用した杭頭構造を示す斜視図である。（ａ）は、本発明を適用した杭頭構造が用いられる基礎杭を示す正面図であり、（ｂ）は、その平面図である。本発明を適用した杭頭構造の第１実施形態を示す平面図である。本発明を適用した杭頭構造の第１実施形態の変形例を示す平面図である。本発明を適用した杭頭構造の第１実施形態を示す断面図である。（ａ）は、本発明を適用した杭頭構造の帯状鋼板を示す平面図であり、（ｂ）は、ヒンジと締め金具とが設けられた帯状鋼板を示す平面図である。（ａ）は、本発明を適用した杭頭構造の２分割された分割裏当金を示す平面図であり、（ｂ）は、４分割された分割裏当金を示す平面図である。（ａ）は、本発明を適用した杭頭構造の裏当金を示す拡大断面図であり、（ｂ）は、その第１変形例を示す拡大断面図である。（ａ）は、本発明を適用した杭頭構造の裏当金の第２変形例を示す拡大断面図であり、（ｂ）は、その第３変形例を示す拡大断面図である。（ａ）は、本発明を適用した杭頭構造の裏当金の第４変形例を示す拡大断面図であり、（ｂ）は、その第５変形例を示す拡大断面図である。（ａ）は、本発明を適用した杭頭構造の裏当金の第６変形例を示す拡大断面図であり、（ｂ）は、その第７変形例を示す拡大断面図である。（ａ）は、本発明を適用した杭頭構造の裏当金に鉄筋が用いられた態様を示す断面図であり、（ｂ）は、その平面図である。（ａ）は、本発明を適用した杭頭構造の構築方法における第１工程を説明する正面図であり、（ｂ）は、その平面図である。（ａ）は、本発明を適用した杭頭構造の構築方法における第２工程を説明する正面図であり、（ｂ）は、その平面図である。本発明を適用した杭頭構造の補強鋼材と裏当金及び基礎杭の杭頭部の外側面との溶接箇所を示す拡大断面図である。本発明を適用した杭頭構造の第１実施形態を示す正面図である。本発明を適用した杭頭構造の裏当金によって重防食層の上端部と基礎杭の杭頭部の外側面との隙間に海水等が浸入することを防止した状態を示す拡大断面図である。本発明を適用した杭頭構造の第２実施形態を示す平面図である。本発明を適用した杭頭構造の第２実施形態を示す正面図である。従来の杭頭補強構造を示す拡大断面図である。

以下、本発明を適用した杭頭構造１を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明を適用した杭頭構造１は、図１に示すように、主に、港湾鋼構造物等の水域構造物、擁壁、土留壁、フーチング等の陸域構造物等を上部構造物７として、これらの上部構造物７の基礎杭１０となる鋼管杭等の杭頭部１１に設けられるものである。

本発明を適用した杭頭構造１は、図２に示すように、基礎杭１０の杭頭部１１に取り付けられる補強鋼材２と、補強鋼材２の下方に設けられる裏当金３とを備え、基礎杭１０の杭頭部１１が上部構造物７に埋め込まれることによって、基礎杭１０と上部構造物７とが接合される。

上部構造物７は、複数の補強鉄筋５が内部に配設された鉄筋コンクリート等を、現場打ちのコンクリート等で構築するものであり、複数の基礎杭１０で下方から支持されるものである。上部構造物７は、現場打ちのコンクリート等で構築された鉄筋コンクリートの下面７ａの近傍に、略水平方向に延びる複数の補強鉄筋５が設けられる。

複数の補強鉄筋５は、略水平方向に延びる複数の補強鉄筋５の一部が略矩形状に切り欠かれる。このとき、複数の補強鉄筋５は、鉄筋コンクリート等の上部構造物７の下面７ａの近傍で、基礎杭１０の杭頭部１１と干渉することのないように設けられて、上部構造物７に作用する引張力に対して、複数の補強鉄筋５で対抗するものとなる。

基礎杭１０は、断面略円形状の鋼管杭や、鋼管矢板等が用いられる。基礎杭１０は、図３（ａ）に示すように、下端部１０ａから中間部１０ｂまで地盤８０に打ち込まれ、地盤８０から支持力を得るものとなる。基礎杭１０は、下端部１０ａ又は中間部１０ｂから上端部１０ｃまでの間に、上端部１０ｃから所定の間隔を空けた状態で、重防食層１２が形成される。

重防食層１２は、上部構造物７の下面７ａから３ｃｍ〜５ｃｍ程度の高さで離間した位置で、基礎杭１０の杭頭部１１の外周を取り囲むようにして、上端部１２ａが形成される。重防食層１２は、基礎杭１０が海中８１に設けられる範囲等で、図３（ｂ）に示すように、鋼管杭や鋼管矢板等の基礎杭１０の外周が、エポキシ樹脂等で被覆されることによって形成される。

本発明を適用した杭頭構造１は、図４に示すように、第１実施形態において、基礎杭１０として鋼管杭が用いられ、補強鋼材２として４枚等の複数に分割された略平板状の鉄筋定着鋼板４が用いられる。本発明を適用した杭頭構造１は、第１実施形態において、これに限らず、図５に示すように、補強鋼材２として一体化された略平板状の鉄筋定着鋼板４が変形例として用いられてもよい。

鉄筋定着鋼板４は、図４に示すように、杭頭部１１の外側面１１ａに溶接で取り付けられる側端部４１と、複数の補強鉄筋５が溶接で取り付けられる取付部４２とを備える。４枚の鉄筋定着鋼板４は、基礎杭１０の杭頭部１１の外周を取り囲むようにして、略水平方向に並べて設けられる。

鉄筋定着鋼板４は、杭頭部１１の外側面１１ａに沿うように、側端部４１が略円弧状に形成されるとともに、図６に示すように、鉄筋定着鋼板４の下面４ａから上面４ｂに向けて、拡径するように傾斜した開先面４１ａが側端部４１に形成される。鉄筋定着鋼板４は、上面４ｂに複数の補強鉄筋５を並べて載置できるように、取付部４２が略平板状に形成される。

裏当金３は、図７（ａ）に示すように、杭頭部１１の外側面１１ａに沿うように、略円形状に形成された帯状鋼板３０が用いられる。裏当金３は、これに限らず、如何なる材質のものが用いられてもよく、例えば、銅を材質とした帯状銅板が用いられてもよい。裏当金３は、杭頭部１１の外側面１１ａに、溶接等で仮止めされて固定される。裏当金３は、図７（ｂ）に示すように、帯状鋼板３０にヒンジ３２が設けられて、締め金具３３で固定されてもよい。なお、裏当金３は、これに限らず、図示しないＬ形断面鋼３４にヒンジ３２が設けられて、締め金具３３で固定されてもよい。

裏当金３は、例えば、図８（ａ）に示すように、杭頭部１１の外周を取り囲むようにして、２分割された分割裏当金３１が杭頭部１１に巻き付けられて、杭頭部１１に設けられる。裏当金３は、これに限らず、如何なる数量によって複数に分割された分割裏当金３１が杭頭部１１に巻き付けられてもよく、例えば、図８（ｂ）に示すように、４分割された分割裏当金３１が杭頭部１１に巻き付けられて、杭頭部１１に設けられてもよい。

裏当金３は、図９（ａ）に示すように、基礎杭１０に形成された重防食層１２の上端部１２ａと重なるようにして、帯状鋼板３０が杭頭部１１に設けられる。裏当金３は、帯状鋼板３０が断面略矩形状に形成されて、重防食層１２の上端部１２ａと重なる部分で、帯状鋼板３０の中間部３０ｂから下端部３０ａに向けて、拡径するように傾斜したテーパ部３８が形成される。裏当金３は、図９（ｂ）に示すように、第１変形例において、図７（ｂ）に示す締め金具３３で締め付けられることで、重防食層１２の上端部１２ａをテーパ部３８で押圧してもよい。

裏当金３は、例えば、管軸直交方向Ｘの板厚ｔが０．６〜１．２ｃｍ程度で、管軸方向Ｙの高さｈが１〜１０ｃｍ程度の帯状鋼板３０が用いられ、特に、管軸方向Ｙの高さｈを５ｃｍ程度とすることが望ましい。これにより、裏当金３は、帯状鋼板３０の形態安定性を向上させることができ、帯状鋼板３０の運搬や、杭頭部１１への設置を容易にすることが可能となる。

裏当金３は、図１０（ａ）に示すように、第２変形例において、重防食層１２の上端部１２ａと重ならないようにして、杭頭部１１に設けられる。また、裏当金３は、図１０（ｂ）に示すように、第３変形例において、重防食層１２の上端部１２ａと重なるようにして、杭頭部１１に設けられ、重防食層１２の上端部１２ａと重なる部分で、帯状鋼板３０の中間部３０ｂから下端部３０ａにかけて、切欠部３９が形成されてもよい。

裏当金３は、図１１（ａ）に示すように、第４変形例において、重防食層１２の上端部１２ａと重なるようにして、帯状鋼板３０の上端部３０ｃから下端部３０ａにかけて、テーパ部３８や切欠部３９を形成させることなく、帯状鋼板３０を傾斜させて設けられる。また、裏当金３は、図１１（ｂ）に示すように、第５変形例において、重防食層１２の上端部１２ａと重なるようにして、帯状鋼板３０の上端部３０ｃから下端部３０ａにかけて、帯状鋼板３０を湾曲させて設けられる。

裏当金３は、図１２（ａ）に示すように、第６変形例において、重防食層１２の上端部１２ａと重なるようにして、Ｌ形断面鋼３４の上端部３０ｃから下端部３０ａにかけて、テーパ部３８や切欠部３９を形成させることなく、Ｌ形断面鋼３４を傾斜させて設けられる。また、裏当金３は、図１２（ｂ）に示すように、第７変形例において、重防食層１２の上端部１２ａと重なるようにして、Ｌ形断面鋼３４の上端部３０ｃから下端部３０ａにかけて、Ｌ形断面鋼３４を湾曲させて設けられる。

なお、裏当金３は、図１３（ａ）に示すように、断面略円形状に形成された鉄筋３５が用いられ、重防食層１２の上端部１２ａが締め付けられることで、鉄筋３５が杭頭部１１に設けられてもよい。このとき、裏当金３は、図１３（ｂ）に示すように、鉄筋３５が杭頭部１１に巻き付けられることによって、杭頭部１１に設けられる。裏当金３は、これに限らず、重防食層１２の上端部１２ａと重ならないようにして、鉄筋３５が杭頭部１１に設けられてもよい。

本発明を適用した杭頭構造１は、図４、図６に示すように、４枚の略平板状の鉄筋定着鋼板４の側端部４１が、杭頭部１１の外周を取り囲むようにして、杭頭部１１の外側面１１ａに取り付けられる。本発明を適用した杭頭構造１は、鉄筋定着鋼板４の下面４ａが裏当金３の上面３ａに当接された状態で、裏当金３の上面３ａ及び杭頭部１１の外側面１１ａに、鉄筋定着鋼板４の側端部４１が溶接によって取り付けられる。

本発明を適用した杭頭構造１の構築方法は、第１実施形態において、基礎杭１０の杭頭部１１に裏当金３を設ける第１工程と、補強鋼材２の端部を溶接によって杭頭部１１の外側面１１ａ取り付ける第２工程とを備える。

本発明を適用した杭頭構造１の構築方法は、第１工程において、図１４に示すように、杭頭部１１の外周を取り囲むようにして、裏当金３となる帯状鋼板３０を杭頭部１１に巻き付けて、基礎杭１０の杭頭部１１に裏当金３を設けるものである。このとき、帯状鋼板３０は、締め金具３３付きのものが用いられて、重防食層１２の上端部１２ａと重なるようにして設けられ、締め金具３３で締め付けられてもよく、また、重防食層１２の上端部１２ａと重ならないようにして設けられてもよい。なお、裏当金３は、これに限らず、締め金具３３付きのＬ形断面鋼３４や、鉄筋３５等が用いられてもよい。

本発明を適用した杭頭構造１の構築方法は、第２工程において、図１５に示すように、複数の補強鉄筋５が略水平方向に並べられて、鉄筋定着鋼板４の略平板状に形成された取付部４２に、複数の補強鉄筋５の先端が溶接によって取り付けられる。このとき、鉄筋定着鋼板４は、基礎杭１０の杭頭部１１の外側面１１ａに、補強鋼材２の端部となる鉄筋定着鋼板４の側端部４１が溶接によって取り付けられる。

本発明を適用した杭頭構造１の構築方法は、詳述すると、第２工程において、図１６に示すように、第１工程で基礎杭１０の杭頭部１１に設けられた裏当金３の上面３ａに、補強鋼材２の端部となる鉄筋定着鋼板４の側端部４１を載置して、開先面４１ａを溶接することによって、基礎杭１０の杭頭部１１の外側面１１ａ及び裏当金３の上面３ａに、鉄筋定着鋼板４の側端部４１を取り付けるものとなる。

本発明を適用した杭頭構造１は、補強鋼材２として用いられる鉄筋定着鋼板４の下面４ａに、裏当金３の上面３ａが当接された状態で、鉄筋定着鋼板４の側端部４１が開先面４１ａで溶接されるため、鉄筋定着鋼板４の側端部４１と、基礎杭１０の杭頭部１１の外側面１１ａ及び裏当金３の上面３ａとが十分に溶け込んで一体化されるものとなる。

このとき、本発明を適用した杭頭構造１は、補強鋼材２として用いられる鉄筋定着鋼板４の側端部４１を基礎杭１０の杭頭部１１の外側面１１ａに溶込溶接させて、鉄筋定着鋼板４と基礎杭１０の杭頭部１１とを十分な溶接強度で接合させることができる。

これにより、本発明を適用した杭頭構造１は、補強鋼材２として用いられる鉄筋定着鋼板４に取り付けられた複数の補強鉄筋５から引張力が作用した場合であっても、鉄筋定着鋼板４が基礎杭１０の杭頭部１１から脱離することを防止することが可能となる。

本発明を適用した杭頭構造１は、上部構造物７の荷重等で複数の補強鉄筋５から引張力が作用した場合であっても、鉄筋定着鋼板４の側端部４１が基礎杭１０の杭頭部１１の外側面１１ａから脱離することを防止して、基礎杭１０と上部構造物７との接合強度を十分なものとすることができ、上部構造物７が倒壊することを防止することが可能となる。

また、本発明を適用した杭頭構造１は、杭頭部１１の外周を取り囲むようにして巻き付けられた裏当金３に、補強鋼材２として用いられる４枚の鉄筋定着鋼板４の側端部４１が載置されるため、杭頭部１１の外周で各々の鉄筋定着鋼板４の高さを容易に合わせることができ、補強鋼材２として用いられる４枚の鉄筋定着鋼板４の取付作業を容易にすることが可能となる。

ここで、本発明を適用した杭頭構造１は、図１７に示すように、海面から所定の高さで離間させて上部構造物７が設けられ、上部構造物７の下面７ａから３ｃｍ〜５ｃｍ程度の高さで離間した位置で、重防食層１２の上端部１２ａが基礎杭１０の杭頭部１１に形成される。

上部構造物７は、基礎杭１０の杭頭部１１を取り囲むようにして、現場打ちのコンクリート等で構築されるため、底型枠と基礎杭１０との間の隙間処理が不適切に行われると、コンクリートが十分に充填されないものとなり、図１８に示すように、基礎杭１０の杭頭部１１の周囲で、コンクリートの被りが浅くなるおそれがある。このとき、上部構造物７は、重防食層１２の上端部１２ａを上部構造物７の下面７ａから３ｃｍ〜５ｃｍ程度の高さで離間させることができず、重防食層１２の上端部１２ａが外部に露出するおそれがある。

本発明を適用した杭頭構造１は、重防食層１２の上端部１２ａが露出する場合であっても、裏当金３が重防食層１２の上端部１２ａと重なるようにして設けられるため、重防食層１２の上端部１２ａと基礎杭１０の杭頭部１１の外側面１１ａとの隙間が裏当金３で塞がれて、この隙間に海水等が浸入することを防止することができる。

これにより、本発明を適用した杭頭構造１は、重防食層１２の上端部１２ａと基礎杭１０の杭頭部１１の外側面１１ａとの隙間への海水等の浸入を防止することができ、さらに、裏当金３で重防食層１２の上端部１２ａが締め付けられることで、この隙間への海水等の浸入を強固に防止することができ、海水等の浸入による基礎杭１０の腐食を防止することが可能となる。

次に、本発明を適用した杭頭構造１の第２実施形態について説明する。なお、上述した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。

本発明を適用した杭頭構造１は、図１９に示すように、第２実施形態において、基礎杭１０として鋼管矢板が用いられ、鋼管矢板の継手部１３と干渉しないように、補強鋼材２として２枚の略平板状の鉄筋定着鋼板４が用いられる。

裏当金３は、図２０に示すように、杭頭部１１の外側面１１ａに沿うように、略円弧状に形成された帯状鋼板３０や、帯状銅板、Ｌ形断面鋼３４、鉄筋３５等が用いられ、杭頭部１１の外側面１１ａで、鋼管矢板の継手部１３と干渉しないように、溶接等で仮止めされて固定される。

裏当金３は、基礎杭１０に形成された重防食層１２の上端部１２ａと重なるようにして、帯状鋼板３０や、帯状銅板、Ｌ形断面鋼３４、鉄筋３５等が杭頭部１１に設けられ、さらに、これらの帯状鋼板３０等で重防食層１２の上端部１２ａが締め付けられてもよい。裏当金３は、これに限らず、重防食層１２の上端部１２ａと重ならないようにして、帯状鋼板３０等が杭頭部１１に設けられてもよい。

本発明を適用した杭頭構造１は、図１９、図２０に示すように、２枚の略平板状の鉄筋定着鋼板４の側端部４１が、杭頭部１１の外側面１１ａに取り付けられる。本発明を適用した杭頭構造１は、鉄筋定着鋼板４の下面４ａが裏当金３の上面３ａに当接された状態で、裏当金３の上面３ａ及び杭頭部１１の外側面１１ａに、鉄筋定着鋼板４の側端部４１が溶接によって取り付けられる。

本発明を適用した杭頭構造１の構築方法は、第２実施形態においても、基礎杭１０の杭頭部１１に裏当金３を設ける第１工程と、補強鋼材２の端部を溶接によって杭頭部１１の外側面１１ａ取り付ける第２工程とを備える。本発明を適用した杭頭構造１の構築方法は、第２工程において、基礎杭１０の杭頭部１１に設けられた裏当金３の上面３ａに、２枚の鉄筋定着鋼板４の側端部４１を載置して、開先面４１ａを溶接することによって、基礎杭１０の杭頭部１１の外側面１１ａ及び裏当金３の上面３ａに、鉄筋定着鋼板４の側端部４１が取り付けられる。

本発明を適用した杭頭構造１は、鉄筋定着鋼板４の側端部４１と、基礎杭１０の杭頭部１１の外側面１１ａ及び裏当金３の上面３ａとが十分に溶け込んで一体化されるものとなり、鉄筋定着鋼板４に取り付けられた複数の補強鉄筋５から引張力が作用した場合であっても、各々の鉄筋定着鋼板４が基礎杭１０の杭頭部１１から脱離することを防止することが可能となる。

また、本発明を適用した杭頭構造１は、杭頭部１１の外周を取り囲むようにして巻き付けられた裏当金３に、２枚の鉄筋定着鋼板４の側端部４１が載置されるため、杭頭部１１の外周で各々の鉄筋定着鋼板４の高さを容易に合わせることができ、２枚の鉄筋定着鋼板４の取付作業を容易にすることが可能となる。

さらに、本発明を適用した杭頭構造１は、重防食層１２の上端部１２ａが露出する場合であっても、裏当金３が重防食層１２の上端部１２ａと重なるようにして設けられるため、重防食層１２の上端部１２ａと基礎杭１０の杭頭部１１の外側面１１ａとの隙間に、海水等が浸入することを防止することができ、海水等の浸入によって基礎杭１０が腐食することを防止することが可能となる。

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

例えば、本発明を適用した杭頭構造１は、補強鋼材２として補強鉄筋５が用いられ、裏当金３の上面３ａに補強鉄筋５の端部が直接に載置され、補強鉄筋５が裏当金３の上面３ａに当接された状態で、裏当金３の上面３ａ及び杭頭部１１の外側面１１ａに、補強鉄筋５の端部が溶接によって取り付けられてもよい。

１：杭頭構造
１０：基礎杭
１０ａ：下端部（基礎杭）
１０ｂ：中間部（基礎杭）
１０ｃ：上端部（基礎杭）
１１：杭頭部
１１ａ：外側面
１２：重防食層
１２ａ：上端部（重防食層）
１３：継手部
２：補強鋼材
３：裏当金
３ａ：上面（裏当金）
３０：帯状鋼板
３０ａ：下端部
３０ｂ：中間部
３０ｃ：上端部
３１：分割裏当金
３２：ヒンジ
３３：締め金具
３４：Ｌ形断面鋼
３５：鉄筋
３８：テーパ部
３９：切欠部
４：鉄筋定着鋼板
４ａ：下面（鉄筋定着鋼板）
４ｂ：上面（鉄筋定着鋼板）
４１：側端部
４１ａ：開先面
４２：取付部
５：補強鉄筋
７：上部構造物
７ａ：下面（上部構造物）
８０：地盤
８１：海中
Ｘ：管軸直交方向
Ｙ：管軸方向

Claims

上部構造物の基礎杭に用いられる杭頭構造であって、
杭頭部に取り付けられる補強鋼材と、前記補強鋼材の下方に設けられる裏当金とを備え、
前記補強鋼材は、前記補強鋼材の下面に前記裏当金が当接された状態で、前記裏当金及び杭頭部の外側面に溶接されること
を特徴とする杭頭構造。
前記裏当金は、杭頭部の外周を取り囲むようにして、杭頭部に設けられること
を特徴とする請求項１に記載の杭頭構造。
前記裏当金は、杭頭部の外周を取り囲むようにして、帯状鋼板を巻き付けることによって、杭頭部に設けられること
を特徴とする請求項１又は２に記載の杭頭構造。
前記裏当金は、締め金具付きの帯状鋼板に設けられた締め金具で締め付けられることによって、杭頭部に設けられること
を特徴とする請求項３に記載の杭頭構造。
前記裏当金は、杭頭部の外周を取り囲むようにして、Ｌ形断面鋼を巻き付けることによって、杭頭部に設けられること
を特徴とする請求項１又は２に記載の杭頭構造。
前記裏当金は、締め金具付きのＬ形断面鋼に設けられた締め金具で締め付けられることによって、杭頭部に設けられること
を特徴とする請求項５に記載の杭頭構造。
前記裏当金は、杭頭部の外周を取り囲むようにして、鉄筋を巻き付けることによって、杭頭部に設けられること
を特徴とする請求項１又は２に記載の杭頭構造。
前記裏当金は、杭頭部の外周を取り囲むようにして、複数に分割された分割裏当金が用いられて、杭頭部に設けられること
を特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の杭頭構造。
前記裏当金は、基礎杭に形成された重防食層の上端部と重ならないようにして、杭頭部に設けられること
を特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の杭頭構造。
前記裏当金は、基礎杭に形成された重防食層の上端部と重なるようにして、杭頭部に設けられること
を特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の杭頭構造。
前記裏当金は、基礎杭に形成された重防食層の上端部を締め付けるようにして、杭頭部に設けられること
を特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の杭頭構造。
前記補強鋼材は、上部構造物の補強鉄筋が取り付けられる鉄筋定着鋼板が用いられること
を特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の杭頭構造。
前記補強鋼材は、複数に分割された前記鉄筋定着鋼板が用いられること
を特徴とする請求項１２に記載の杭頭構造。
前記補強鋼材は、一体化された前記鉄筋定着鋼板が用いられること
を特徴とする請求項１２に記載の杭頭構造。
上部構造物の基礎杭に用いられる杭頭構造の構築方法であって、
杭頭部の外周を取り囲むようにして、杭頭部に裏当金を設ける第１工程と、
前記裏当金に補強鋼材の端部を載置して、前記補強鋼材の端部を溶接によって杭頭部の外側面に取り付ける第２工程とを備えること
を特徴とする杭頭構造の構築方法。
前記第１工程では、杭頭部の外周を取り囲むようにして、帯状鋼板を巻き付けることによって、杭頭部に前記裏当金を設けること
を特徴とする請求項１５に記載の杭頭構造の構築方法。
前記第１工程では、締め金具付きの前記帯状鋼板に設けられた締め金具で締め付けることによって、杭頭部に前記裏当金を設けること
を特徴とする請求項１６に記載の杭頭構造の構築方法。
前記第１工程では、杭頭部の外周を取り囲むようにして、Ｌ形断面鋼を巻き付けることによって、杭頭部に前記裏当金を設けること
を特徴とする請求項１５に記載の杭頭構造の構築方法。
前記第１工程では、締め金具付きの前記Ｌ形断面鋼に設けられた締め金具で締め付けることによって、杭頭部に前記裏当金を設けること
を特徴とする請求項１８に記載の杭頭構造の構築方法。
前記第１工程では、杭頭部の外周を取り囲むようにして、鉄筋を巻き付けることによって、杭頭部に前記裏当金を設けること
を特徴とする請求項１５に記載の杭頭構造の構築方法。
前記第１工程では、複数に分割された分割裏当金を用いて、杭頭部に前記裏当金を設けること
を特徴とする請求項１５〜２０の何れか１項に記載の杭頭構造の構築方法。
前記第１工程では、基礎杭に形成された重防食層の上端部と重ならないようにして、杭頭部に前記裏当金を設けること
を特徴とする請求項１５〜２１の何れか１項に記載の杭頭構造の構築方法。
前記第１工程では、基礎杭に形成された重防食層の上端部と重なるようにして、杭頭部に前記裏当金を設けること
を特徴とする請求項１５〜２１の何れか１項に記載の杭頭構造の構築方法。
前記第１工程では、基礎杭に形成された重防食層の上端部を締め付けるようにして、杭頭部に前記裏当金を設けること
を特徴とする請求項１５〜２１の何れか１項に記載の杭頭構造の構築方法。
前記第２工程では、上部構造物の補強鉄筋が取り付けられる鉄筋定着鋼板を前記補強鋼材として用いること
を特徴とする請求項１５〜２４の何れか１項に記載の杭頭構造の構築方法。
前記第２工程では、複数に分割された前記鉄筋定着鋼板を前記補強鋼材として用いること
を特徴とする請求項２５に記載の杭頭構造の構築方法。
前記第２工程では、一体化された前記鉄筋定着鋼板を前記補強鋼材として用いること
を特徴とする請求項２５に記載の杭頭構造の構築方法。