JP2018028260A

JP2018028260A - コンクリート杭

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Publication number: JP2018028260A
Application number: JP2017224420A
Authority: JP
Inventors: 泰徳松中; Yasutoku Matsunaka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2018-02-22
Anticipated expiration: 2035-02-03
Also published as: JP6531155B2

Abstract

【課題】構造を複雑化させることなく側方からの土圧を低減することのできるコンクリート杭を提供する。【解決手段】杭本体１０の外周面を杭本体１０の周方向に配列された複数の山形の突出部１５によって形成したので、地震時の横揺れにより杭本体１０に加わる土圧を低減することができ、巨大地震による杭本体１０の崩壊を防ぐ上で効果的である。この場合、杭本体１０の断面形状を突出部１５からなる略星形とすることにより、従来のように断面円形のコンクリート杭に比べて杭本体１０に加わる土圧を低減することができる。これにより、従来のように鋼管杭やＳＣ杭等の補強部材を用いなくとも地震に対する耐久性を向上させることができるので、構造の複雑化及びコストの増加を来すことがないという利点がある。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば高層ビル等の構造物の基礎杭として用いられ、構造物を支持するために地中に埋設されるコンクリート杭に関するものである。

一般に、高層ビル等の構造物は、構造物の基礎から地中に向かって延びる複数のコンクリート杭を備え、コンクリート杭によって支持されている（例えば、特許文献１参照）。

また、コンクリート杭は、工場等で製造されたＰＣ杭（プレストレスト・コンクリート杭）等を回転圧入やハンマーで打ち込む既製コンクリート杭と、予め掘削したボーリング孔にコンクリートを流し込む場所打ちコンクリート杭があり、円柱状のものが広く用いられている。また、杭本体の中に鉄筋を有するか否かにより、無筋コンクリート杭と鉄筋コンクリート杭に分類される。

ところで、コンクリート杭は、上下方向（杭軸方向）に対して高い圧縮強度を有するが、横方向の外力に対しては脆い性質を有するため、地震時の側方からの土圧に対する耐久性を高める必要がある。そこで、例えば下杭にコンクリート杭を用い、上杭にせん断耐力の大きい鋼管杭やＳＣ杭を用いたり、或いは上杭にコンクリート杭を用いる場合に、上杭のコンクリートに埋め込まれる鉄筋籠中のＰＣ鋼棒を増量するなど、杭本体のせん断耐力を向上させるようにしたものが知られている。

特許第４４６８１０２号公報

しかしながら、前述のように、杭本体のせん断耐力を向上させるために鋼管杭等の補強部材を用いる場合は、杭本体の構造が複雑になり、杭本体の製造や現場での施工が煩雑になるとともに、コストが高くなるという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、構造を複雑化させることなく側方からの土圧を低減することのできるコンクリート杭を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、構造物の下部から下方に向かって延びる杭本体を備え、構造物を支持するために地中に埋設されるコンクリート杭において、前記杭本体の外周面を杭本体の周方向に配列された複数の山形の突出部によって形成している。

これにより、構造物に地震時の横揺れが生ずると、杭本体が側方からの土圧を受けるが、杭本体の外周面は互いに杭本体の周方向に配列された複数の山形の突出部によって形成されていることから、側方からの土圧が生ずると、周囲の土が突出部の頂部から杭本体の外方に向かって左右に分散し、杭本体に加わる土圧が低減される。

本発明によれば、地震時の横揺れにより杭本体に加わる土圧を低減することができるので、巨大地震による杭本体の崩壊を防ぐ上で効果的である。この場合、杭本体の断面形状を各突出部からなる略星形とすることにより、従来のように断面円形のコンクリート杭に比べて杭本体に加わる土圧を低減することができる。これにより、他に補強部材を用いなくとも地震に対する耐久性を向上させることができるので、構造の複雑化及びコストの増加を来すことがないという利点がある。

本発明の第１の実施形態を示すコンクリート杭の斜視図コンクリート杭の要部側面断面図上杭部の平面断面図コンクリート杭を用いた構造物の斜視図コンクリート杭への土圧の作用を示す平面断面図コンクリート杭の動作を示す要部側面断面図本発明の第２の実施形態を示すコンクリート杭の要部側面断面変形例を示す杭本体の平面断面図

図１乃至図６は本発明の第１の実施形態を示すもので、高層ビル等の構造物を支持するためのコンクリート杭を示すものである。

同図に示すコンクリート杭は、上下方向に延びる杭本体１０を備え、杭本体１０は杭軸方向二つに分割されている。即ち、杭本体１０は上杭部１１と下杭部１２とからなり、上杭部１１及び下杭部１２は上側係合部１３及び下側係合部１４を介して互いに係合している。

上杭部１１及び下杭部１２は、軸方向に直交する断面が略星形をなすように形成されている。即ち、上杭部１１及び下杭部１２は、外周面を複数の山形の突出部１５が互いに谷部１５ａを間にして杭本体１０の周方向に連続して配列されるように形成されている。各突出部１５は断面三角形状に形成され、その頂部１５ｂは鋭角に形成されている。また、下杭部１２の下端側は下方に向かって徐々に細くなるように先鋭に形成されている。

上側係合部１３は、上杭部１１の下端面を覆う下面部１３ａと、下面部１３ａの周縁から上杭部１１の外周面の下端側を覆うように上方に延びる側面部１３ｂと、下面部１３ａの中央から下方に突出する凸部１３ｃとからなり、凸部１３ｃは円錐状に形成されている。

下側係合部１４は、下杭部１２の上端面を覆う上面部１４ａと、上面部１４ａの周縁から下杭部１１の外周面の上端側を覆うように下方に延びる側面部１４ｂと、上面部１４の中央側に設けられた凹部１４ｃとからなり、凹部１４ｃは内面を円錐状に形成されている。

前記コンクリート杭は、上杭部１１の下端と下杭部１２の上端とを上側係合部１３及び下側係合部１４を介して係合される。その際、図２に示すように上杭部１１の凸部１３ｃと下側係合部１４の凹部１４ｃとが互いに係合することにより、上杭部１１と下杭部１２との軸方向に直交する方向への相対的な移動が規制される。また、凸部１３ｃの突出高さは凹部１４ｃの深さよりも大きくなっており、これにより上側係合部１３の下面部１３ａと下側係合部１４の上面部１４との間にクリアランスＣが設けられている。

以上のように構成されたコンクリート杭は、例えば工場等で製造され、現場で打ち込まれて地中に埋設される。この場合、コンクリート杭は、無筋コンクリート杭であってもよく、鉄筋コンクリート杭であってもよい。

本実施形態のコンクリート杭は、例えば図４に示す高層ビル等の構造物１に用いられる。構造物１は、建物本体２と、建物本体２の基礎３を支持する地中梁４とを有し、地中梁４から複数のコンクリート杭が下方に延びている。この場合、各コンクリート杭は、上杭部１１の上端を地中梁５に固定され、地中に埋設されている。

前記構造物１に地震時の横揺れが生ずると、各コンクリート杭の杭本体１０が側方からの土圧を受ける。その際、杭本体１０の外周面は互いに杭本体１０の周方向に配列された複数の山形の突出部１５によって形成されているので、図５に示すように側方からの土圧が生ずると、周囲の土が実線矢印で示すように突出部１５の頂部１５ｂから杭本体１０の外方に向かって左右に分散し、杭本体１０に加わる土圧が低減される。また、側方からの土圧によって杭本体１０に曲げ方向の外力が生ずると、図６に示すように下杭部１２が上杭部１１に対して上側係合部１３及び下側係合部１４を中心に屈曲し、杭本体１０に対する曲げ方向の外力が吸収される。

このように、本実施形態のコンクリート杭によれば、杭本体１０の外周面を杭本体１０の周方向に配列された複数の山形の突出部１５によって形成したので、地震時の横揺れにより杭本体１０に加わる土圧を低減することができ、巨大地震による杭本体１０の崩壊を防ぐ上で効果的である。この場合、杭本体１０の断面形状を突出部１５からなる略星形とすることにより、従来のように断面円形のコンクリート杭に比べて杭本体１０に加わる土圧を低減することができる。これにより、従来のように鋼管杭やＳＣ杭等の補強部材を用いなくとも地震に対する耐久性を向上させることができるので、構造の複雑化及びコストの増加を来すことがないという利点がある。

また、杭本体１０を互いに軸方向端部同士を係合した上杭部１１及び下杭部１２によって形成し、上杭部１１及び下杭部１２を互いに係合部で屈曲可能に係合したので、上杭部１１及び下杭部１２の相対的な回動により杭本体１０に対する曲げ方向の外力を吸収することができ、杭本体１０の崩壊防止に極めて有利である。

更に、上杭部１１及び下杭部１２を係合する上側係合部１３及び下側係合部１４を凸部１３ｃ及び凹部１４ｃによって形成したので、上側係合部１３及び下側係合部１４を端部同士の突き合わせにより容易に係合することができ、現場での施工を速やかに行うことができる。

この場合、凸部１３ｃ及び凹部１４ｃの係合面を円錐状に形成したので、上杭部１１及び下杭部１２を軸心回りに相対的に回動させることができ、杭本体１０に対する捻り方向の外力を吸収することができる。

尚、前記実施形態では、上側係合部１３及び下側係合部１４の凸部１３ｃ及び凹部１４ｃを円錐状に形成したものを示したが、図７の第２の実施形態に示すように、上側係合部１３及び下側係合部１４に半球状の凸部１３ｄ及び凹部１４ｄを設けるようにしてもよい。

これにより、上杭部１１及び下杭部１２の屈曲及び回動が凸部１３ｄ及び凹部１４ｄの球面の摺動によって行われることから、凸部１３ｄ及び凹部１４ｄの中心が相対的に変位することがなく、杭本体１０の曲げ方向及び捻り方向の外力をそれぞれ円滑に吸収することができる。

また、図８に示す変形例のように、各突出部１５間の谷部を曲面状の谷部１５ｃによって形成すれば、谷部１５ｃのクラックを防止することができる。

１…構造物、１０…杭本体、１１…上杭部、１２…下杭部、１３…上側係合部、１３ｃ，１３ｄ…凸部、１４…下側係合部、１４ｃ，１４ｄ…凹部、１５…凸部、１５ａ，１５ｃ…谷部。

Claims

構造物の下部から下方に向かって延びる杭本体を備え、構造物を支持するために地中に埋設されるコンクリート杭において、
前記杭本体の外周面を杭本体の周方向に配列された複数の山形の突出部によって形成した
ことを特徴とするコンクリート杭。
前記杭本体を互いに軸方向端部同士を係合した複数の杭部によって形成し、
各杭部を互いに係合部で屈曲可能に係合した
ことを特徴とする請求項１記載のコンクリート杭。
前記各杭部同士を係合する係合部を凸部及び凹部によって形成した
ことを特徴とする請求項２記載のコンクリート杭。
前記凸部及び凹部を円錐状に形成した
ことを特徴とする請求項３記載のコンクリート杭。
前記凸部及び凹部を半球状に形成した
ことを特徴とする請求項３記載のコンクリート杭。