JP2019132103A - 杭頭接合部材及びこれを使用した杭頭接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】施工現場における溶接作業を容易化し、溶接作業時間を短縮することができ、優れた耐力を発揮する杭頭接合部材及び杭頭接合構造を提供する【解決手段】杭頭接合構造５０は地盤Ｇに打ち込まれた杭材Ｐの杭頭部Ｐ１に杭頭接合部材１０を固着して形成されている。杭頭接合部材１０は、地面Ｇ１上に打設された捨てコンクリートＳの表面から突出した杭頭部Ｐ１が貫通可能な係合孔１２を有する本体部材１１と、本体部材１１の上面１１ａに係合孔１２を内径方向に跨いだ状態で設けられた複数のブリッジ部材１３と、本体部材１１の上面１１ａに係合孔１２を囲む状態で立設された複数の鉄筋材１４と、を備えている。鉄筋材１４は倒立Ｕ字状をなし、ネジ機構を介して、本体部材１１の上面１１ａ側に立設されている。【選択図】図５

Description

本発明は、比較的大型の鉄筋コンクリート構造物の基礎工事において、地盤に打ち込まれた杭材の杭頭部と、その上方に構築される鉄筋コンクリート基礎部と、を接合する部分に施工される杭頭接合部材及び杭頭接合構造に関する。

杭頭接合部材や杭頭接合構造に関しては、従来、多種多様の技術が開発、施工されているが、本発明に関連するものとして、例えば、特許文献１に記載された「杭頭構造」あるいは特許文献２に記載された「翼付鋼管杭の杭頭接合構造とその構築方法」などがある。

特許文献１に記載された「杭頭構造」は、鋼管杭の外周面を周方向に囲繞するように複数の板状部材によって形成されるベースプレート部と、鋼管杭の外周面に取り付けられ板状部材をその上に載置させる裏当て金と、板状部材の内周縁と鋼管杭の外周面とを接合させる溶接部と、を備えたものである。

特許文献２に記載された「翼付鋼管杭の杭頭接合構造」は、翼付鋼管杭の杭頭の外周に、２個以上の弧状の鋼板からなる杭頭支圧金具を各杭頭支圧金具と隣接する杭頭支圧金具の間に隙間を設けてリング状に配置するとともに杭軸と直交する方向へ鍔状に突出するように取付け、杭頭をコンクリートに埋設するというものである。

特開２０１６−３５０７号公報 特開２０１３−２４１７３１号公報

特許文献１に記載された「杭頭構造」においては、鋼管杭の外周面に取り付けられた裏当て金の上に複数の円弧プレートを載置し、円弧プレートの内周縁と鋼管杭の外周面とを溶接することによって、鋼管杭の外周面を周方向に囲繞するベースプレート部が形成される。

このため、施工現場においては、裏当て金の上に載置された円弧プレートが溶接作業中に動かないように治具で固定したり、他の作業者が円弧プレートを支えたりする必要があり、溶接作業が煩雑化し、溶接作時間の増大を招くことが多い。

同様に、特許文献２に記載された「翼付鋼管杭の杭頭接合構造」においても、弧状の鋼板からなる複数の杭頭支圧金具は、溶接により、翼付鋼管杭の杭頭に鍔状に取り付けられているため、施工現場においては、杭頭支圧金具が溶接作業中に動かないように治具で固定したり、他の作業者が杭頭支圧金具を支えたりする必要があり、溶接作業が煩雑化し、溶接作時間の増大を招く可能性が高い。

本発明が解決しようとする課題は、施工現場における溶接作業を容易化し、溶接作業時間を短縮することができ、優れた耐力を発揮する杭頭接合部材及び杭頭接合構造を提供することにある。

本発明に係る杭頭接合部材は、
地盤に打ち込まれた杭材の杭頭部に装着する杭頭接合部材であって、
地面から突出した杭頭部が貫通可能な係合孔を有する本体部材と、
前記本体部材の一方の面に前記係合孔を径方向に跨いだ状態で設けられたブリッジ部材と、
前記本体部材の一方の面に前記係合孔を囲む状態で立設された複数の鉄筋材と、を備えたことを特徴とする。

前記杭頭接合部材においては、前記係合孔の周方向に隣り合う前記鉄筋材の上端側が連続していることが望ましい。

前記杭頭接合部材においては、前記ブリッジ部材を複数設けることもできる。

前記杭頭接合部材においては、前記本体部材の外周に沿って周壁状に立設されたリブを備えることができる。

前記杭頭接合部材においては、前記鉄筋材はネジ機構を介して前記本体部材に固定することができる。

次に、本発明に係る杭頭接合構造は、
地盤に打ち込まれた杭材の杭頭部に、前述した何れかの杭頭接合部材を固着して形成された杭頭接合構造であって、
地面から突出した杭頭部を前記本体部材の係合孔に挿通させ、前記ブリッジ部材を前記杭頭部の上端縁に当接させた状態で前記杭頭部に装着された前記杭頭接合部材と、
前記杭頭部の外周と前記係合孔の内周との間に設けられた溶接部と、を備えたことを特徴とする。

本発明により、施工現場における溶接作業を容易化し、溶接作業時間を短縮することができ、優れた耐力を発揮する杭頭接合部材及び杭頭接合構造を提供することができる。

本発明の実施形態である杭頭接合部材を示す一部省略正面図である。 図１に示す杭頭接合部材の一部省略平面図である。 図１に示す杭頭接合部材の一部省略底面図である。 図１に示す杭頭接合部材を構成する本体部材を杭頭部に接合した状態を示す一部省略斜視図である。 図１に示す杭頭接合部材を使用した杭頭接合構造を示す一部省略正面図である。 その他の実施形態である杭頭接合部材を示す一部省略正面図である。 その他の実施形態である杭頭接合部材を示す一部省略正面図である。 図７に示す杭頭接合部材の一部省略平面図である。 図７に示す杭頭接合部材の一部省略底面図である。 図７に示す杭頭接合部材を構成する本体部材を杭頭部に接合した状態を示す一部省略斜視図である。 図７に示す杭頭接合部材を使用した杭頭接合構造を示す一部省略正面図である。 その他の実施形態である杭頭接合部材を示す一部省略正面図である。 その他の実施形態である杭頭接合部材を示す一部省略正面図である。 その他の実施形態である杭頭接合部材を示す一部省略正面図である。 その他の実施形態である杭頭接合部材を示す一部省略正面図である。

以下、図１〜図１２に基づいて、本発明の実施形態である杭頭接合部材１０，２０，３０，４０及び杭頭接合構造５０，６０について説明する。

初めに、図１〜図５に基づいて、杭頭接合部材１０及び杭頭接合部材１０を使用した杭頭接合構造５０について説明する。

図１〜図３に示す杭頭接合部材１０は、図５に示すように、地盤Ｇに打ち込まれた杭材Ｐの杭頭部Ｐ１に装着する部材である。杭頭接合部材１０は、地面Ｇ１上に打設された捨てコンクリートＳの表面から突出した杭頭部Ｐ１が貫通可能な係合孔１２を有する本体部材１１と、本体部材１１の上面１１ａに係合孔１２を内径方向に跨いだ状態で設けられた複数のブリッジ部材１３と、本体部材１１の上面１１ａに係合孔１２を囲む状態で立設された複数の鉄筋材１４と、を備えている。

本体部材１１は、中心部分に円形の係合孔１２を有する円板形状の部材である。図４に示すように、本体部材１１は、係合孔１２の中心１２ａを中心として、係合孔１２を囲むように等間隔に開設された複数の貫通孔１５を有する。

鉄筋材１４は倒立Ｕ字状をなし、ネジ機構を介して、本体部材１１の上面１１ａ側に立設されている。具体的には、鉄筋材１４の両端側に形成されたボルト部１４ｂを貫通孔１５に挿通させ、本体部材１１の上面１１ａ及び下面１１ｂから本体部材１１を挟持するようにボルト部１４ｂに螺着されたナットＮを締め付けることにより、鉄筋材１４は本体部材１１の上面１１ａ側に起立状に固定されている。鉄筋材１４の上端部１４ａは半円形状に湾曲しているので、係合孔１２の円周方向に隣り合う鉄筋材１４の上端側は連続した状態にある。

複数のブリッジ部材１３は帯板材の下縁部１３ｂ側に台形状の切欠き部１３ａを設けた部材であり、平面視状態において、係合孔１２の中心１２ａで直交する十文字形状をなすように配置されている。係合孔１２の真上に位置するブリッジ部材１３の下縁部１３ｂは本体部材１１の上面１１ａより上方に位置し、下縁部１３ｂの長さ（係合孔１２の内径方向の長さ）は係合孔１２の内径より大である。

次に、図４，図５に基づいて、杭頭接合部材１０の使い方、及び、杭頭接合部材１０を使用した杭頭接合構造５０について説明する。

杭頭接合部材１０を杭材Ｐの杭頭部Ｐ１に装着する場合、図４に示すように、鉄筋材１４を取り外した状態にした本体部材１１を杭頭部Ｐ１に被せるように取り付ける。詳しくは、杭頭部Ｐ１を本体部材１１の係合孔１２（図２参照）に挿通させ、ブリッジ部材１３の下縁部１３ｂを杭頭部Ｐ１の上端縁に当接させると、本体部材１１が杭頭部Ｐ１に装着される。

次に、杭頭部Ｐ１の外周と本体部材１１の係合孔１２の内周とを溶接すると、本体部材１１は溶接部Ｗによって杭頭部Ｐ１に固着される。なお、図５に示すように、本体部材１１のブリッジ部材１３の下縁部１３ｂを杭頭部Ｐ１の上端縁に当接させたとき、杭頭部Ｐ１の外周において本体部材１１の下面１１ｂが当接する位置に裏当て金１６が固着されているので、杭頭部Ｐ１の外周と、本体部材１１の係合孔１２の内周との溶接は確実に行うことができる。

この後、図４に示す状態にある本体部材１１の複数の貫通孔１５に、図１に示す鉄筋材１４のボルト部１４ｂを挿通させ、ナットＮを締め付けると、鉄筋材１４が起立状に固定され、図５に示す杭頭接合構造５０が形成される。

前述したように、杭頭接合部材１０を杭材Ｐの杭頭部Ｐ１に装着する場合、図５に示すように、鉄筋材１４を取り外した状態にした本体部材１１を杭頭部Ｐ１に被せるように取り付けると、ブリッジ部材１３の下縁部１３ｂが杭頭部Ｐ１の上端縁に当接し、本体部材１１は杭頭部Ｐ１に安定保持される。このため、杭頭部Ｐ１の外周と本体部材１１の係合孔１２の内周との溶接作業は一人の作業者で実行可能であり、溶接作業が容易化され、溶接作業時間も短縮することができる。

また、杭頭接合部材１０は杭頭部Ｐに溶接部Ｗによって接合され、複数の鉄筋材１４はネジ機構（ボルト部１４ｂとナットＮからなるネジ機構）を介して本体部材１１に固定され、係合孔１２の円周方向に隣り合う鉄筋材１４の上端部１４ａは連続しているため、優れた耐力を発揮する。

次に、図６に基づいて、その他の実施形態である杭頭接合部材２０について説明する。図６に示す杭頭接合部材２０においては、複数の鉄筋材１４の上端部１４ｃが直線状をなしている。鉄筋材１４の上端部１４ｃが直線状であることにより、施工現場において上端部１４ｃの上方に配筋される他の鉄筋材との干渉（相互接触や過度の接近など）を回避することができるので、配筋上の制約を緩和することができる。その他の部分については、図１に示す杭頭接合部材１０と同じ形状、構造であるため、図１中の符号と同符号を付して説明を省略する。

次に、図７〜図１１に基づいて、その他の実施形態である杭頭接合部材３０及び杭頭接合部材３０を使用した杭頭接合構造６０について説明する。なお、杭頭接合部材３０及び杭頭接合構造６０を構成する部分において、前述した杭頭接合部材１０及び杭頭接合構造５０と共通する部分については図１〜図５中の符号と同符号を付して説明を省略する。

図７〜図９に示すように、杭頭接合部材３０においては、円板形状をした本体部材１１の外周に沿って円形周壁状に立設されたリブ３１を備えている。

杭頭接合部材３０を杭材Ｐの杭頭部Ｐ１に装着する場合、図１０に示すように、鉄筋材１４を取り外した状態にした本体部材１１を杭頭部Ｐ１に被せるように取り付ける。詳しくは、杭頭部Ｐ１を本体部材１１の係合孔１２（図８参照）に挿通させ、ブリッジ部材１３の下縁部１３ｂを杭頭部Ｐ１の上端縁に当接させると、本体部材１１が杭頭部Ｐ１に装着される。次に、杭頭部Ｐ１の外周と本体部材１１の係合孔１２の内周とを溶接すると、本体部材１１は溶接部Ｗによって杭頭部Ｐ１に固着される。

この後、図１０に示す状態にある本体部材１１の複数の貫通孔１５に、図７に示す鉄筋材１４のボルト部１４ｂを挿通させ、ナットＮを締め付けると、鉄筋材１４が起立状に固定され、図１１に示す杭頭接合構造６０が形成される。

杭頭接合部材３０においては、本体部材１１の外周に沿って円形周壁状のリブ３１が設けられていることにより、本体部材１１の剛性が高まるので、耐力が大幅に向上する。

次に、図１２に基づいて、その他の実施形態である杭頭接合部材４０について説明する。図１２に示す杭頭接合部材４０においては、複数の鉄筋材１４の上端部１４ｃが直線状をなしている。鉄筋材１４の上端部１４ｃが直線状であることにより、前述したように、施工現場において上端部１４ｃの上方に配筋される他の鉄筋材との干渉（相互接触や過度の接近など）を回避することができるので、配筋上の制約を緩和することができる。その他の部分については、図７に示す杭頭接合部材３０と同じ形状、構造であるため、図７中の符号と同符号を付して説明を省略する。

図１３〜図１５に基づいて、本発明のその他の実施形態である杭頭接合部材７０，８０，９０について説明する。なお、杭頭接合部材７０，８０，９０を構成する部分において、前述した杭頭接合部材１０と共通する部分については、図１〜図３中の符号と同符号を付して説明を省略する。

図１３に示す杭頭接合部材７０においては、本体部材１１の上面１１ａに係合孔１２を囲む状態で複数の鉄筋材２４が立設されている。鉄筋材２４は直線状をなし、その下端部分に形成されたボルト部２４ｂを、本体部材１１の係合孔１２の周りに等間隔に開設された複数の雌ネジ孔１１ｃに螺着することによって本体部材１１の上面１１ａ側に起立状に固定されている。杭頭接合部材７０においては、図１に示す杭頭接合部材１０におけるナットＮが不要であるため、部品点数の削減を図ることができる。

図１４に示す杭頭接合部材８０においては、前述した杭頭接合部材７０と同様に、本体部材１１の上面１１ａに係合孔１２を囲む状態で複数の鉄筋材２４が立設されている。鉄筋材２４は直線状をなし、その下端部分に形成されたボルト部２４ｂを、本体部材１１の係合孔１２の周りに等間隔に開設された複数の雌ネジ孔１１ｄに螺着することによって本体部材１１の上面１１ａ側に起立状に固定されている。雌ネジ孔１１ｄは、本体部材１１にバーリングタップ加工を施すことによって形成されている。

杭頭接合部材８０においては、バーリング加工時に形成される円周壁状の立ち上がり部１１ｅを本体部材１１の上面１１ａとし、立ち上がり部１１ｅの突出方向と鉄筋材２４の起立方向が同方向となるように配置している。バーリングタップ加工によって形成された雌ネジ孔１１ｄの軸心方向の長さは本体部材１１の厚さより大であるため、鉄筋材２４のボルト部２４ｂとの螺着長さを比較的長く確保することができ、本体部材１１に対する鉄筋材２４の螺着強度を高めることができる。

図１４に示す杭頭接合部材８０においては、鉄筋材２４のボルト部２４ｂの下端部が本体部材１１の下面から突出しているが、このような場合、ボルト部２４ｂの下端部にナットＮを螺着することもできる。また、鉄筋材２４の上端部に、円形板状、四角形板状あるいは多角形板状の補強板１７を、その平面方向が鉄筋材２４を横断する方向をなす状態で固着することもできる。さらに、鉄筋材２４の上端部分を倒立Ｌ字状あるいは倒立Ｊ字状に折り曲げることもできる。

前述したように、図１４に示す杭頭接合部材８０においては、鉄筋材２４は直線状であるが、これに限定するものではないので、波形状、ジグザグ形状、クランク形状あるいは螺旋形状をなす鉄筋材を使用することもできる。

図１５に示す杭頭接合部材９０においては、バーリング加工時に形成される円周壁状の立ち上がり部１１ｅを本体部材１１の下面１１ｂとし、立ち上がり部１１ｅの突出方向と鉄筋材２４の起立方向が１８０度反対方向となるように配置している。杭頭接合部材９０のその他の部分については、図１４に示す杭頭接合部材８０と同じである。

なお、図１３〜図１５に示す杭頭接合部材７０，８０，９０において、本体部材１１に対する鉄筋材２４の固定手段であるネジ機構（鉄筋材２４のボルト部２４ｂと雌ネジ孔１１ｃ（または１１ｄ）とで構成されるネジ機構）は、図１０に示すリブ３１付きの本体部材１１においても同様に採用することができる。

なお、図１〜図１２に基いて説明した杭頭接合部材１０，２０，３０，４０，７０，８０，９０及び杭頭接合構造５０，６０は、本発明に係る杭頭接合部材及び杭頭接合構造を例示するものであり、本発明に係る杭頭接合部材及び杭頭接合構造は前述した杭頭接合部材１０，２０，３０，４０，７０，８０，９０及び杭頭接合構造５０，６０に限定されない。

本発明に係る杭頭接合部材及び杭頭接合構造は、オフィスビル、大型商業施設あるいは公共建造物などの鉄筋コンクリート構造物の基礎工事の施工技術として土木建設業などの産業分野において広く利用することができる。

１０，２０，３０，４０，７０，８０，９０ 杭頭接合部材
１１ 本体部材
１１ａ 上面
１１ｂ 下面
１１ｃ，１１ｄ 雌ネジ孔
１１ｅ 立ち上がり部
１２ 係合孔
１２ａ 中心
１３ ブリッジ部材
１３ａ 切欠き部
１３ｂ 下縁部
１４，２４ 鉄筋材
１４ａ，１４ｃ 上端部
１４ｂ ボルト部
１５ 貫通孔
１６ 裏当て金
１７ 補強板
３１ リブ
５０，６０ 杭頭接合構造
Ｇ 地盤
Ｇ１ 地面
Ｎ ナット
Ｐ 杭材
Ｐ１ 杭頭部
Ｓ 捨てコンクリート
Ｗ 溶接部

Claims (6)

1. 地盤に打ち込まれた杭材の杭頭部に装着する杭頭接合部材であって、
   地面から突出した杭頭部が貫通可能な係合孔を有する本体部材と、
   前記本体部材の一方の面に前記係合孔を径方向に跨いだ状態で設けられたブリッジ部材と、
   前記本体部材の一方の面に前記係合孔を囲む状態で立設された複数の鉄筋材と、を備えた杭頭接合部材。
2. 前記係合孔の周方向に隣り合う前記鉄筋材の上端側が連続している請求項１記載の杭頭接合部材。
3. 前記ブリッジ部材を複数設けた請求項１または２記載の杭頭接合部材。
4. 前記本体部材の外周に沿って周壁状に立設されたリブを備えた請求項１〜３の何れかの項に記載の杭頭接合部材。
5. 前記鉄筋材がネジ機構を介して前記本体部材に固定された請求項１〜４の何れかの項に記載の杭頭接合部材。
6. 地盤に打ち込まれた杭材の杭頭部に、請求項１〜５の何れかの項に記載の杭頭接合部材を固着して形成された杭頭接合構造であって、
   地面から突出した杭頭部を前記本体部材の係合孔に挿通させ、前記ブリッジ部材を前記杭頭部の上端縁に当接させた状態で前記杭頭部に装着された前記杭頭接合部材と、
   前記杭頭部の外周と前記係合孔の内周との間に設けられた溶接部と、を備えた杭頭接合構造。

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