JP2019011565A

JP2019011565A - コンクリート杭接合構造

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Publication number: JP2019011565A
Application number: JP2017127301A
Authority: JP
Inventors: 智之袴田; Tomoyuki Hakamada; 一樹平尾; Kazuki Hirao
Original assignee: Nippon Concrete Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Concrete Industries Co Ltd
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2019-01-24

Abstract

【課題】構造物からコンクリート杭へ伝わる応力を低減できるコンクリート杭接合構造を提供する。
【解決手段】下側杭２とその軸方向の一方側に配置された上側杭３とを接続するコンクリート杭接合構造４である。下側杭２の軸方向の一方側の端部に設けられた第１の端面金具５に接合された下側プレート11と、上側杭３側に設けられた第２の端面金具７に接合された上側プレート12と、これら下側プレート11と上側プレート12との間に設けられた中間プレート13と、これら下側プレート11、上側プレート12および中間プレート13の少なくとも一部を互いに固定する固定手段14とを具備する。下側プレート11は、第１の端面金具５に対して回動可能であり、上側プレート12は第２の端面金具７に対して回動可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリート杭とその軸方向の一方側に配置された構造物とを接合するコンクリート杭接合構造に関する。

従来、既製コンクリート杭同士の継手方式には、溶接継手および無溶接継手があり、これらの接合方法はいずれも剛接合である。

無溶接継手には、特許文献１および特許文献２等のように既製コンクリート杭同士を接続プレートおよび接続ボルトを介して接続させる方式と、特許文献３等のように既製コンクリート杭の接続部分に分割式のリング状の金具を取り付け、その外側からさらに一回り大きなリング状の金具をジャッキで取り付けて固定する方式等が知られている。

また、一般的に、既製コンクリート杭とフーチングとを接合する際には、杭頭のコンクリートを破壊して杭体内に埋め込んだ鉄筋を露出させるか、杭頭に鉄筋を溶接する等して、鉄筋を介して杭とフーチングとを一体化させており、この接合方法も剛接合である。

特開２０００−３２８５５６号公報特開２０００−３２８５５７号公報特開平７−１８９２４６号公報

しかしながら、上述の特許文献１ないし特許文献３のように、コンクリート杭同士を剛接合した場合、地震時に一方のコンクリート杭に作用する水平力や曲げモーメントが、端面金具および接続プレートを介して減衰されずに他方のコンクリート杭に伝わるため、比較的に耐力の大きなコンクリート杭を使用する必要がある。

また、コンクリート杭に伝わる水平力や曲げモーメントが大きいほど、その耐力を確保するために杭径や継手径を大きくする必要があり、その分、施工時の作業に時間がかかるとともに、コストも上昇する。

したがって、例えば地震の際の水平力や曲げモーメント等のように、一方側のコンクリート杭やフーチング等の構造物から他方側のコンクリート杭へ伝わる応力を低減できるコンクリート杭接合構造が求められていた。

本発明はこのような点に鑑みなされたもので、構造物からコンクリート杭へ伝わる応力を低減できるコンクリート杭接合構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載されたコンクリート杭接合構造は、コンクリート杭とその軸方向の一方側に配置された構造物とを接続するコンクリート杭接合構造であって、前記コンクリート杭の軸方向の一方側の端部に設けられた第１の端面金具に接合された第１の接合部材と、前記構造物側に設けられた第２の端面金具に接合された第２の接合部材と、これら第１の接合部材と第２の接合部材との間に設けられた中間部材と、これら第１の接合部材、第２の接合部材および中間部材の少なくとも一部を互いに固定する固定手段とを具備し、
前記第１の接合部材および前記第２の接合部材の少なくとも一方は、前記第１の端面金具および前記第２の端面金具の少なくとも一方に対して回動可能であるものである。

請求項２に記載されたコンクリート杭接合構造は、請求項１記載のコンクリート杭接合構造において、第１の接合部材は、環状であり、その内側縁部が第１の端面金具に回動可能に接合されることにより外周側が第１の端面金具に対して接離可能であるものである。

請求項３に記載されたコンクリート杭接合構造は、請求項１または２記載のコンクリート杭接合構造において、第２の接合部材は、環状であり、その内側縁部が第２の端面金具に回動可能に接合されることにより外周側が第２の端面金具に対して接離可能であるものである。

請求項４に記載されたコンクリート杭接合構造は、請求項１ないし３いずれか一記載のコンクリート杭接合構造において、第１の接合部材および第２の接合部材の少なくとも一方は、中間部材に対して回動可能であるものである。

請求項５に記載されたコンクリート杭接合構造は、請求項１ないし４いずれか一記載のコンクリート杭接合構造において、固定手段は、固定部材と、この固定部材に螺着可能なボルトとを有し、前記固定部材は、第１の接合部材の外周部に係合可能な第１の係合部と、第２の接合部材の外周部に係合可能な第２の係合部と、前記ボルトを挿通可能な貫通部とを有し、中間部材は、外周側から前記ボルトを螺合可能な螺合孔部を有し、前記第１の係合部を前記第１の接合部材に係合させかつ前記第２の係合部を前記第２の接合部材に係合させた状態にて、前記貫通部および前記螺合孔部に前記ボルトを螺合することにより、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材と前記中間部材との外周部が互いに固定されるものである。

本発明によれば、第１の端面金具に対して回動可能な第１の接合部材と、第２の端面金具に対して回動可能な第２の接合部材とを備えるため、構造物からコンクリート杭へ伝わる応力を低減できる。

本発明の第１の実施の形態に係るコンクリート杭接合構造の構成を示す断面図である。同上コンクリート杭接合構造の分解側面図である。同上コンクリート杭接合構造において、第１の接合部材が第１の端面金具に対して回動し、第２の接合部材が第２の端面金具に対して回動した状態をわかり易く示すため変形量を誇張した断面図である。本発明の第２の実施の形態に係るコンクリート杭接合構造の構成を示す断面図である。

以下、本発明の第１の実施の形態の構成について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１ないし図３は、コンクリート杭体１を示し、このコンクリート杭体１は、コンクリート杭としての下側杭２と、その下側杭２の軸方向の一方側（上側）に配置された構造物としてのコンクリート杭である上側杭３とが、コンクリート杭接合構造４で接続されている。

下側杭２には、軸方向の一方側の端部（上端部）に第１の端面金具５が設けられている。また、この第１の端面金具５の下部には下側杭２の外周面を覆うように、補強バンド6aが設けられている。さらに、第１の端面金具５には、下側杭２の内部に配設された緊張鋼材6bの端部が固定されている。

上側杭３には、下側杭２との接続箇所となる軸方向の他方側の端部（下端部）に第２の端面金具７が設けられている。また、この第２の端面金具７の上部には上側杭３の外周面を覆うように、補強バンド8aが設けられている。さらに、第２の端面金具７には、上側杭３の内部に配設された緊張鋼材8bの端部が固定されている。

コンクリート杭接合構造４は、下側杭２の第１の端面金具５に接続されている第１の接合部材としての下側プレート11と、上側杭３の第２の端面金具７に接続されている第２の接合部材としての上側プレート12と、これら下側プレート11と上側プレート12との間に設けられた中間部材としての中間プレート13とを有し、これら下側プレート11と上側プレート12と中間プレート13とが、外周面に設けられた固定手段14によって互いに固定されている。

下側プレート11は、環状の板部材であり、内側縁部に位置する下側接合部15にて第１の端面金具５に回動可能に接続されている。

下側接合部15は、例えば、第１の端面金具５の内側縁部と下側プレート11の内側縁部とをアーク溶接で接合することにより形成される。

そして、下側プレート11は、第１の端面金具５に対して下側接合部15を中心に回動することで、下側接合部15より外周側が第１の端面金具５の上端面に対して接離可能である。

また、下側プレート11の外周面には、上側の部分がその下側の部分より外側へ突出した段差状の下側被係合部16が形成されている。なお、下側被係合部16における上側の突出した部分は、中間プレート13と略同径である。

上側プレート12は、環状の板部材であり、内側縁部に位置し下側接合部15と同様の方法で形成された上側接合部17にて第２の端面金具７に回動可能に接続されている。

そして、上側プレート12は、第２の端面金具７に対して上側接合部17を中心に回動することで、上側接合部17より外周側が第２の端面金具７の下端面に対して接離可能である。

また、上側プレート12の外周面には、下側の部分がその上側の部分より外側へ突出した段差状の上側被係合部18が形成されている。なお、上側被係合部18における下側の突出した部分は、中間プレート13と略同径である。

中間プレート13は、環状の板部材であり、下側面における内側縁部が下側接合部15で下側プレート11に接合され、上側面における内側縁部が上側接合部17で上側プレート12に接合されている。

また、中間プレート13には、外周面から内側へ向けて孔状の螺合孔部19が設けられ、この螺合孔部19の内周面には、ねじ溝が設けられている。

固定手段14は、下側プレート11、上側プレート12および中間プレート13の外周面を覆うように配置される固定部材21と、固定部材21に螺着可能なボルト22とを有している。

固定部材21は、平面視で下側プレート11、上側プレート12および中間プレート13の外周面に沿った円弧状の複数（例えば３つ）の接続体23を有している。なお、図２においては、構造を分かりやすくするために、接続体23の側面視での形状を簡略化して示している。

接続体23は、１つの円環状体である固定部材21を複数に分割して形成されたものであり、各接続体23が下側プレート11、上側プレート12および中間プレート13の外周面に固定されることで固定部材21が円環状に保たれる。

また、接続体23は、円弧の内側面に、下側プレート11の下側被係合部16に係合可能な第１の係合部としての下側係合部24と、上側プレート12の上側被係合部18に係合可能な第２の係合部としての上側係合部25とが設けられている。

さらに、接続体23には、ボルト22を挿通して螺合可能な貫通部26が設けられている。この貫通部26は、下側プレート11、上側プレート12および中間プレート13の外周面に接続体23が配設された状態にて、中間プレート13の螺合孔部19に対応するように設けられている。

そして、下側プレート11の下側被係合部16に接続体23の下側係合部24を係合させ、上側プレート12の上側被係合部18に接続体23の上側係合部25を係合させるとともに、中間プレート13の螺合孔部19と接続体23の貫通部26とを対応させた状態にて、これら螺合孔部19および貫通部26にボルト22を螺合することで、接続体23が下側プレート11、上側プレート12および中間プレート13に対して固定されて、下側プレート11の外周部と上側プレート12の外周部と中間プレート13の外周部とが互いに固定される。

このように下側プレート11と上側プレート12と中間プレート13とが固定手段14によって固定されたコンクリート杭接合構造４は、下側プレート11が、下側接合部15を中心に第１の端面金具５に対して中間プレート13および上側プレート12とともに回動可能であり、かつ、上側プレート12が、上側接合部17を中心に第２の端面金具７に対して中間プレート13および下側プレート11とともに回動可能である。

また、下側プレート11は、中間プレート13に対して外周部（固定手段14で固定された箇所）を中心に内側縁部側が中間プレート13の下側面に接離するように回動可能であるとともに、上側プレート12は、中間プレート13に対して外周部（固定手段14で固定された箇所）を中心に内側縁部側が中間プレート13の上側面に接離するように回動可能である。

次に、上記第１の実施の形態の作用および効果を説明する。

コンクリート杭接合構造４によって接続されて設置された下側杭２および上側杭３は、通常時には、図１に示すように、第１の端面金具５と下側プレート11と中間プレート13と上側プレート12と第２の端面金具７とが軸方向に順次積層されて互いに接触した状態となっている。

そして、例えば、地震等にて上側杭３に水平力や曲げモーメントのような横方向への力が作用した際には、その横方向への力に応じて、図３に示すように、コンクリート杭接合構造４が第１の端面金具５および第２の端面金具７に対して回動する。なお、図３においては、回動した状態をわかり易く示すため、回動状態の変形量を誇張して記載している。

具体的には、コンクリート杭接合構造４における下側杭２側では、第１の端面金具５に対して下側プレート11が下側接合部15を中心に回動して、固定手段14で固定された外周側が第１の端面金具５の上端面から離間する。

また、コンクリート杭接合構造４における上側杭３側では、第２の端面金具７に対して上側プレート12が上側接合部17を中心に回動して、固定手段14で固定された外周側が第２の端面金具７の下端面から離間する。

このように上記コンクリート杭接合構造４によれば、下側杭２（第１の端面金具５）に対して回動可能な下側プレート11と、上側杭３（第２の端面金具７）に対して回動可能な上側プレート12とを備えるため、上側杭３に水平力や曲げモーメントのような横方向への力が作用した際には、その横方向への力に応じて、コンクリート杭接合構造４が第１の端面金具５および第２の端面金具７に対して回動する。そのため、上側杭３から下側杭２へ伝わる応力を低減でき、杭径や継手径を小さくして施工時の作業性の向上やコストの低下を図ることができる。

また、固定部材21が複数の接続体23で構成されていることにより、下側プレート11、上側プレート12および中間プレート13の外周面に容易に取り付けることができるとともに、下側プレート11、上側プレート12および中間プレート13の外周側をより確実に固定できる。

さらに、下側プレート11および上側プレート12がそれぞれ固定手段14で固定された外周部を中心に中間プレート13に対して回動可能であることにより、横方向に作用する力に応じてよりフレキシブルに回動でき、上側杭３から下側杭２へ伝わる応力をより適切に低減できる。

なお、上記第１の実施の形態では、下側プレート11が第１の端面金具５に対して回動可能で、かつ、上側プレート12が第２の端面金具７に対して回動可能な構成としたが、このような構成には限定されず、下側プレート11および上側プレート12のいずれかのみが、接合された第１の端面金具５または第２の端面金具７に対して回動可能な構成にしてもよい。

また、下側プレート11および上側プレート12それぞれが、中間プレート13に対して回動可能である構成としたがこのような構成には限定されず、下側プレート11および上側プレート12のいずれも中間プレート13に対して回動できないように固定された構成や、下側プレート11および上側プレート12の一方のみが中間プレート13に対して回動可能である構成にしてもよい。

また、固定手段14は、下側係合部24および上側係合部25を有する固定部材21と、ボルト22とを有する構成としたが、このような構成には限定されず、下側プレート11と上側プレート12と中間プレート13とを全体または一部分のみ互いに固定できる構成であればよい。

コンクリート杭接合構造４は、杭同士を接続する構成には限定されず、例えば以下の第２の実施の形態等のように、コンクリート杭と杭以外の構造物とを接続する場合にも適用できる。

次に、第２の実施の形態を図４を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同一の構成及び作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第２の実施の形態は、図４に示すように、上記第１の実施の形態に対して、コンクリート杭接合構造４を杭頭に適用し、下側杭２と構造物としてのフーチング31とを接続するものである。

すなわち、フーチング31側に設けられた第２の端面金具32に、上側プレート12が回動可能に接合されている。

また、第２の端面金具32からは複数の軸方向鉄筋33（図４においては１つだけ図示している。）が立設しており、それら軸方向鉄筋33がフーチング31と一体化されることで、コンクリート杭２とフーチング31とがコンクリート杭接合構造４を介して接続される。

そして、上記第１の実施の形態と同様に、下側プレート11が第１の端面金具５に対して回動可能で、上側プレート12が第２の端面金具32に回動可能であるため、フーチング31からコンクリート杭２に伝わる応力を低減できる。

したがって、杭径や継手径を小さくして施工時の作業性の向上やコストの低下を図ることができる。

２コンクリート杭としての下側杭
３構造物としての上側杭
４コンクリート杭接合構造
５第１の端面金具
７第２の端面金具
11 第１の接合部材としての下側プレート
12 第２の接合部材としての上側プレート
13 中間部材としての中間プレート
14 固定手段
19 螺合孔部
21 固定部材
22 ボルト
24 第１の係合部としての下側係合部
25 第２の係合部としての上側係合部
26 貫通部
31 構造物としてのフーチング
32 第２の端面金具

Claims

コンクリート杭とその軸方向の一方側に配置された構造物とを接続するコンクリート杭接合構造であって、
前記コンクリート杭の軸方向の一方側の端部に設けられた第１の端面金具に接合された第１の接合部材と、
前記構造物側に設けられた第２の端面金具に接合された第２の接合部材と、
これら第１の接合部材と第２の接合部材との間に設けられた中間部材と、
これら第１の接合部材、第２の接合部材および中間部材の少なくとも一部を互いに固定する固定手段とを具備し、
前記第１の接合部材および前記第２の接合部材の少なくとも一方は、前記第１の端面金具および前記第２の端面金具の少なくとも一方に対して回動可能である
ことを特徴とするコンクリート杭接合構造。
第１の接合部材は、環状であり、その内側縁部が第１の端面金具に回動可能に接合されることにより外周側が前記第１の端面金具に対して接離可能である
ことを特徴とする請求項１記載のコンクリート杭接合構造。
第２の接合部材は、環状であり、その内側縁部が第２の端面金具に回動可能に接合されることにより外周側が前記第２の端面金具に対して接離可能である
ことを特徴とする請求項１または２記載のコンクリート杭接合構造。
第１の接合部材および第２の接合部材の少なくとも一方は、中間部材に対して回動可能である
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載のコンクリート杭接合構造。
固定手段は、固定部材と、この固定部材に螺着可能なボルトとを有し、
前記固定部材は、第１の接合部材の外周部に係合可能な第１の係合部と、第２の接合部材の外周部に係合可能な第２の係合部と、前記ボルトを挿通可能な貫通部とを有し、
中間部材は、外周側から前記ボルトを螺合可能な螺合孔部を有し、
前記第１の係合部を前記第１の接合部材に係合させかつ前記第２の係合部を前記第２の接合部材に係合させた状態にて、前記貫通部および前記螺合孔部に前記ボルトを螺合することにより、前記第１の接合部材と前記第２の接合部材と前記中間部材との外周部が互いに固定される
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載のコンクリート杭接合構造。