JP2022032382A - 杭頭部材、杭頭部材の製造方法、杭頭免震構造及び杭頭免震構造の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】杭頭免震構造に係る現場での作業をより簡易に行えるようにするとともに、杭頭免震構造の品質を向上させ、更にコストダウンを図る。
【解決手段】杭１の杭頭１ａの上面に設けられるとともに、上面に、上部構造体３を支持する免震装置２が固定される杭頭部材１０が、杭１と同一軸線上に配置されるとともに杭１と同径に設定され、かつ、硬化したコンクリートを含んで構成された杭頭本体部と、杭頭本体部の上端面に固定されて、免震装置２が載置され、かつ当該免震装置２の下端部が連結される上端プレート部１２と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、杭頭部材、杭頭部材の製造方法、杭頭免震構造及び杭頭免震構造の施工方法に関する。

従来、地盤に打設された杭の杭頭上面に固定した免震装置によって上部構造体を免震支持する杭頭免震構造が種々提案されている。
例えば特許文献１においては、現場で既製杭における杭頭の上にＲＣ躯体を構築し、当該ＲＣ躯体の上面に免震装置を固定している。
また、特許文献２においては、現場で拡頭杭の杭頭の上に打設された鋼管杭内部にＲＣ躯体を構築し、当該ＲＣ躯体の上面に免震装置を固定している。

特開２０１６－１６６４４６号公報 特開２０１９－１０００８７号公報

ところが、従来の杭頭免震構造に係る現場での作業は、現場でＲＣ躯体を構築する必要があるため、杭を打設した後に行われる作業量が多い。さらに、杭の径と免震装置の大きさとが合わない場合は、免震装置の大きさに合わせて杭頭を大きくする作業が必要になる場合もある。

また、免震装置を固定する際に用いられるベースプレートは、ＲＣ躯体のコンクリートを打設した後に、コンクリートとベースプレートの間に無収縮モルタルをグラウトするが、その時にベースプレート下で空気を巻き込み空隙が発生してしまう不具合（コンクリート充填率の低下）が発生する場合があった。このような不具合の発生を防ぐために、無収縮モルタルを使わず、ＲＣ躯体の構築に高流動コンクリートを採用し、それを圧入することで空隙を外部に押しやりながら充填する工法もいくつか発案されているが、いずれの工法も、現場ごとに事前に実物大の試験施工を実施する必要があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、杭頭免震構造に係る現場での作業をより簡易に行えるようにするとともに、杭頭免震構造の品質を向上させ、更にコストダウンを図ることである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、杭の杭頭の上面に設けられるとともに、上面に、上部構造体を支持する免震装置が固定される杭頭部材であって、
前記杭と同一軸線上に配置されるとともに前記杭と同径に設定され、かつ、硬化したコンクリートを含んで構成された杭頭本体部と、
前記杭頭本体部の上端面に固定されて、前記免震装置が載置され、かつ当該免震装置の下端部が連結される上端プレート部と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の杭頭部材であって、
前記上端プレート部は、前記杭頭本体部よりも大径又は前記杭頭本体部と同径に設定されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の杭頭部材であって、
前記杭頭本体部は、
前記杭と同一軸線上に配置されるとともに前記杭と同径に設定され、かつ、上端面に前記上端プレート部が接合固定された鋼管部と、
前記コンクリートとして、前記鋼管部の内部に充填されて硬化した充填コンクリート部と、を有することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の杭頭部材であって、
前記上端プレート部は、当該上端プレート部の下面のうち前記鋼管部の内部側に位置する箇所に設けられて下方に突出する複数のスタッドボルトを有することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１～４のいずれか一項に記載の杭頭部材の製造方法であって、
前記上端プレート部を、前記免震装置が載置される面が下向きとなるように配置した状態で、前記上端プレート部の上に前記杭頭本体部を形成することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項３又は４を引用する請求項５に記載の杭頭部材の製造方法であって、
前記鋼管部の下端部には開口部が形成されており、
前記上端プレート部を、前記免震装置が載置される面が下向きとなるように配置することで、前記開口部は上方を向くように配置され、当該開口部からコンクリートを充填して硬化させることで前記充填コンクリート部を形成することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、杭頭免震構造であって、
前記杭頭を有する前記杭と、
前記杭の前記杭頭の上面に設けられた請求項１～４のいずれか一項に記載の杭頭部材と、
前記杭頭部材の上面に固定された前記免震装置と、を備えており、
前記杭頭部材は、前記杭と同一軸線上に配置されて前記杭頭に接合されていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の杭頭免震構造であって、
前記杭頭部材と前記杭頭は機械式継手によって接合されており、
前記機械式継手は、
前記杭頭と同径に設定されるとともに前記杭頭の上端面に固定された環形状の第一固定部と、
前記杭頭部材の前記杭頭本体部と同径に設定されるとともに前記杭頭本体部の下端面に固定され、前記第一固定部の上面に載置された環形状の第二固定部と、
前記第一固定部と前記第二固定部に亘って配置されて当該第一固定部と第二固定部とを連結する連結部と、を有することを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の杭頭免震構造であって、
前記杭頭部材は、前記杭頭側に位置し、溶接可能な材料からなる第一被溶接部を有しており、
前記杭頭は、前記杭頭部材側に位置し、溶接可能な材料からなる第二被溶接部を有しており、
前記第一被溶接部と前記第二被溶接部とが溶接によって接合されていることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項７～９のいずれか一項に記載の杭頭免震構造の施工方法であって、
地盤に打設された前記杭の前記杭頭の上面に、前記杭頭部材を、前記杭と同一軸線上に配置して前記杭頭に接合する工程と、
前記杭頭部材の前記上端プレート部の上面に、前記免震装置を載置し、かつ当該免震装置の下端部を連結する工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、杭頭免震構造に係る現場での作業をより簡易に行えるようにすることができるとともに、杭頭免震構造の品質を向上させ、更にコストダウンを図ることができる。

免震装置における積層ゴムと杭径が等しい場合の杭頭免震構造の側面図である。 図１に示す杭頭免震構造の断面図である。 機械式継手の概略構成を示す斜視図である。 免震装置における積層ゴムよりも杭径が小さい場合の杭頭免震構造の側面図である。 図４に示す杭頭免震構造の断面図である。 免震装置における積層ゴムよりも杭径が大きい場合の杭頭免震構造の側面図である。 図５に示す杭頭免震構造の断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の技術的範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

本実施形態の杭頭免震構造は、地盤Ｇに打設された杭１の杭頭１ａの上面に載置固定された免震装置２によって上部構造体３を免震支持するためのものであり、図１及び図２に示すように、杭１と、杭１の杭頭１ａの上面に設けられた杭頭部材１０と、杭頭部材１０の上面に固定された免震装置２と、を備えている。
そして、杭頭免震構造は、例えばビルやマンション等の建物（上部構造体３）の免震構造として採用することができる。また、杭頭免震構造は、建物の新築時に採用してもよいし、既設の建物の耐震補強時に採用してもよい。さらに、杭頭免震構造は、建物に対して複数採用されている（例えば杭１の本数分）。

本実施形態の杭１としては、特に限定されるものではないが、例えばＳＣ杭（外殻鋼管付きコンクリート杭）やＰＣ杭（プレストレストコンクリート杭）、ＰＨＣ杭（高強度プレストレストコンクリート杭）、ＰＲＣ杭（高強度プレストレスト鉄筋コンクリート杭）等が好適に採用される。
このような杭１は地盤に打ち込まれており、上端部である杭頭１ａが地面に露出した状態となっている。

免震装置２は、装置本体である積層ゴム支承部２ａと、積層ゴム支承部２ａの下端部に接合された下フランジ２ｂと、積層ゴム支承部２ａの上端部に接合された上フランジ２ｃとを備える。
積層ゴム支承部２ａは、高減衰ゴムや天然ゴム等の免震機能を発揮する免震用ゴムと鋼板が交互に重ねられて構成されている。
下フランジ２ｂ及び上フランジ２ｃは、積層ゴム支承部２ａを上下から挟み込むようにして設けられており、上下のフランジ２ｂ，２ｃは互いに平行に設けられている。これら上下のフランジ２ｂ，２ｃの直径は、積層ゴム支承部２ａの直径よりも大きく設定されている。また、上下のフランジ２ｂ，２ｃのうち積層ゴム支承部２ａよりも水平方向に突出する部位には、上下のフランジ部２ｂ，２ｃを厚さ方向に貫通し、ボルト（固定ボルト３ｂ、連結ボルト１２ａ）が通される複数のボルト通し孔が、上下のフランジ部２ｂ，２ｃの周方向に間隔（例えば等間隔）を空けて設けられている。

なお、免震装置２（積層ゴム支承部２ａ、上下のフランジ２ｂ，２ｃ）は平面視で円形状になっているが、例えば四角形などの多角形にすることもできる。
また、免震装置２として、積層ゴム支承部２ａを備えた所謂ゴム支承タイプの免震装置を採用したが、これに限られるものではない。すなわち、杭頭部材１０と上部構造体３との間に設けられて免震機能を発揮するものであれば、例えば転がり支承タイプや滑り支承タイプ等、その他のタイプの免震装置に適宜変更可能である。

上部構造体３は、上記のビルやマンション等の建物における躯体の一部であり、免震装置２の上フランジ２ｃが下面に固定される。
より詳細に説明すると、上部構造体３の下面には、免震装置２の上フランジ２ｃと同径に設定された下地プレート３ａが一体的に設けられており、免震装置２の上フランジ２ｃは、この下地プレート３ａに接している。また、下地プレート３ａには、免震装置２の上フランジ２ｃに形成された複数のボルト通し孔に対応する複数のボルト通し孔が形成されている。免震装置２の固定は、上フランジ２ｃにおける複数のボルト通し孔と、下地プレート３ａにおける複数のボルト通し孔のそれぞれに通される固定ボルト３ｂによって行われる。

杭頭部材１０は、杭１の杭頭１ａの上面に設けられるとともに、上面に、上部構造体３を支持する免震装置２が固定される部材であり、予め工場等で製造され、現場に輸送されて用いられる。また、杭頭部材１０は、杭１の杭頭１ａの上面に設けられて杭１と一体化し、杭１の一部として機能する。
そして、本実施形態の杭頭部材１０は、鋼管部１１及び充填コンクリート部１３を有する杭頭本体部と、上端プレート部１２と、複数のリブプレート１４と、つなぎ梁用スタッドボルト１５と、を有する。

鋼管部１１は、充填コンクリート部１３と共に杭頭本体部を構成し、円筒状に形成された鋼管であり、杭頭１ａの上面から免震装置２における下フランジ２ｂの下面までの高さに設定されている。
また、鋼管部１１の直径は、杭１の杭頭１ａの直径と同一に設定されており、使用時には、杭１と同一軸線上に配置される。換言すれば、鋼管部１１は、杭１の長さを延長するような形で杭１の長さ方向に沿って配置されている。

上端プレート部１２は、鋼製であって、かつ円板状（非環形状）に形成されており、鋼管部１１の上端面に対し、例えば溶接により接合固定されている。鋼管部１１は、上記のように円筒状に形成された鋼管であるため、上下方向に開口した状態となっているが、上端プレート部１２が上端面に接合されるので、鋼管部１１における上端部の開口部を、上端プレート部１２によって閉塞できるようになっている。
そして、このような上端プレート部１２には、免震装置２が載置され、かつ当該免震装置２の下端部（下フランジ２ｂ）が連結される。

本実施形態における上端プレート部１２は、鋼管部１１よりも大径に設定されており、その中心部が、鋼管部１１の軸線上に位置するように配置されている。そのため、上端プレート部１２の中央に鋼管部１１が設けられて、側面視においてＴ字型となっている。

また、上端プレート部１２の直径は、免震装置２の下フランジ２ｂの直径と同一に設定されており、使用時には、上端プレート部１２の中心部が、免震装置２の軸線上に位置するように配置される。

さらに、上端プレート部１２には、免震装置２の下フランジ２ｂに形成された複数のボルト通し孔に対応する複数のボルト通し孔が形成されている。免震装置２の連結は、下フランジ２ｂにおける複数のボルト通し孔と、上端プレート部１２における複数のボルト通し孔のそれぞれに通される連結ボルト１２ａと、連結ボルト１２ａに取り付けられるナット１２ｂによって行われる。

上端プレート部１２は、当該上端プレート部１２の下面のうち鋼管部１１の内部側に位置する箇所に設けられて下方に突出する複数のスタッドボルト１２ｃを有する。
各スタッドボルト１２ｃは、上端プレート部１２の下面に接合された本体軸部と、この本体軸部の下端部に設けられた頭部と、からなる。これにより、スタッドボルト１２ｃの頭部は、充填コンクリート部１３に食い込んだ状態となる。
なお、本実施形態における上端プレート部１２には、複数のスタッドボルト１２ｃが設けられるものとしたが、充填コンクリート部１３の一体性が確保できる場合は設けられなくてもよい。

充填コンクリート部１３は、鋼管部１１と共に杭頭本体部を構成し、極力、気泡の無い状態で鋼管部１１の内部に充填されて硬化したものであり、鋼管部１１を中実化している。また、本実施形態の充填コンクリート部１３には、上記の複数のスタッドボルト１２ｃが食い込んだ状態となるため、鋼管部１１と充填コンクリート部１３との一体性は高い状態となっている。

複数のリブプレート１４は、鋼管部１１と上端プレート部１２とを連結し、杭頭部材１０を補強するための鋼製プレートであり、鋼管部１１の周方向に間隔（例えば等間隔）を空けて配置されている。
より詳細に説明すると、各リブプレート１４は、鋼管部１１側の端部が鋼管部１１の外周面に溶接され、上端部が上端プレート部１２の外周部下面に溶接されて、鋼管部１１と上端プレート部１２とを連結している。さらに、各リブプレート１４は、直角台形状に形成されており、下方に向かうにつれて先細りしている。
また、隣り合うリブプレート１４間に、上端プレート部１２と免震装置２の下フランジ２ｂとを連結する連結ボルト１２ａが配置されている。
なお、本実施形態においては、鋼管部１１と上端プレート部１２との間に複数のリブプレート１４が設けられるものとしたが、上端プレート部１２の強度が確保できる場合は設けられなくてもよい。

つなぎ梁用スタッドボルト１５は、建物に設けられる複数の杭頭部材１０同士を繋ぐための、つなぎ梁４の端部に埋設されるものであり、つなぎ梁用スタッドボルト１５は、つなぎ梁４の端部に食い込んだ状態となる。
なお、つなぎ梁４は、例えば鉄筋コンクリート構造で形成されている。また、つなぎ梁４は必要に応じて設ければよく、杭頭免震構造は、つなぎ梁４を有していなくてもよい。

以上のように構成された杭頭部材１０と杭１の杭頭１ａは機械式継手２０によって接合されている。本実施形態における機械式継手２０は、図１～図３に示すように、第一固定部２１と、第二固定部２２と、連結部２３と、を有する。

第一固定部２１は、環形状（ドーナツ型）とされており、杭頭１ａと同径に設定されるとともに杭頭１ａの上端面に固定されている。
本実施形態における第一固定部２１は、図３に示すように、外周面に溝２１ａが形成されている。また、この溝２１ａには、後述するボルト２３ｃが取り付けられるボルト孔２１ｂが、複数形成されている。
さらに、本実施形態における第一固定部２１の上面には、ピン２４の下端部が差し込まれるピン穴２１ｃが複数形成されている。

第二固定部２２は、杭頭部材１０の鋼管部１１と同径に設定されるとともに、第一固定部２１と略同一の構成とされている。すなわち、図示はしないが、第二固定部２２は、第一固定部２１と同様に、外周面の溝と、この溝に形成された複数のボルト孔と、複数のピン穴と、を有する。
複数のボルト孔は、第一固定部２１における複数のボルト孔と、上下に隣り合う位置関係となるように配置されている。
複数のピン穴は、第二固定部２２の下面に形成されており、第一固定部２１の上面に形成された複数のピン穴と位置が合致するように配置されている。
このように構成された第二固定部２２は、鋼管部１１の下端面に固定されており、第一固定部２１の上面に載置される。

連結部２３は、第一固定部２１と第二固定部２２に亘って配置されて当該第一固定部２１と第二固定部２２とを連結する。第一固定部２１と第二固定部２２が、連結部２３で連結されることにより、杭１と杭頭部材１０とが連結されることになる。
より詳細に説明すると、本実施形態における連結部２３は、複数に分割されている。複数に分割された連結部２３は、全てを連続させて並べると環状になるように構成されている。換言すれば、環状の連結部２３を円周方向に複数に分割した状態となっている。なお、本実施形態においては、三つに分割されている。

複数の連結部２３のそれぞれは、第一固定部２１の溝２１ａと、第二固定部２２の溝に嵌まる上下の突条部２３ａを備えており、上下の突条部２３ａの間は溝になっている。これにより、連結部２３と、第一固定部２１及び第二固定部２２とが強固に噛み合うことになるので、結果的に、杭１と杭頭部材１０とが連結されることになる。
また、複数の連結部２３には、第一固定部２１の溝２１ａに形成された複数のボルト孔２１ｂ及び第二固定部２２の溝に形成された複数のボルト孔に対応する複数のボルト通し孔２３ｂが形成されている。複数のボルト通し孔２３ｂにはボルト２３ｃが通され、ボルト２３ｃは、第一固定部２１の溝２１ａに形成された複数のボルト孔２１ｂ及び第二固定部２２の溝に形成された複数のボルト孔に、ねじ込まれて設けられる。

ピン２４は、下端部が、第一固定部２１の上面に形成された複数のピン穴２１ｃに差し込まれる。上端部は、図示はしないが、第二固定部２２の下面に形成された複数のピン穴に差し込まれる。複数のピン２４を用いることで、杭１と杭頭部材１０は、軸方向と直交する方向への一体性が高まるようになっている。

なお、機械式継手２０は、以上のような構成に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、連結部２３と第一固定部２１及び第二固定部２２とが強固に噛み合う構造（溝２１ａと上下の突条部２３ａ）は省略してもよい。また、一方を凸型継手（外周面に雄ネジを形成してもよい）とし、他方を凹型継手（内周面に雌ネジを形成してもよい）として凹凸嵌合させて側面からボルト固定するタイプの機械式継手を採用してもよい。

次に、杭頭部材１０の製造方法について説明する。
杭頭部材１０の製造は、工場（非現場）にて行われるものとするが、これに限られるものではなく、現場で製造されてもよい。また、途中までを工場で製造し、残りを現場で製造するといった形で、製造工程を工場と現場で分けてもよい。

まず、上端プレート部１２を、鋼管部１１の上端面に、溶接等によって接合して固定する。その後、鋼管部１１及び上端プレート部１２（側面視Ｔ字型）を、開口部が上方を向くように配置する（側面視逆Ｔ字型）。
杭頭部材１０における鋼管部１１は、上記のように円筒状に形成された鋼管であり、上端部の開口部は、上端プレート部１２によって閉塞されている。一方で、下端部の開口部は閉塞されておらず、開放された状態となっている。鋼管部１１の下端面には、上記のように第二固定部２２は固定されているものの、当該第二固定部２２は環形状であるため、鋼管部１１の下端部における開口部は閉塞されない。したがって、開口部が上方を向くように配置することで、鋼管部１１を、上方が開口し、かつ底のある容器として使用することができる。

また、複数のスタッドボルト１２ｃは、容器として使用される鋼管部１１の内部にコンクリートが充填されるよりも前に、上端プレート部１２に設けられる。コンクリートが充填されるよりも前であれば、上端プレート部１２を鋼管部１１の上端面に接合固定する前でもよいし、接合固定した後でもよい。

続いて、容器として使用される鋼管部１１の開口部からコンクリートを充填して硬化させることで充填コンクリート部１３を形成する。これにより、杭頭本体部が形成される。
なお、鋼管部１１へのコンクリートの充填は、例えば鋼管部１１内周面と第二固定部２２との間の隅部を始めとする隅々まで充填される。

複数のリブプレート１４が設けられるタイミングは、コンクリートに対してリブプレート１４の溶接時の熱影響があるため、鋼管部１１の内部にコンクリートが充填されるよりも前とされている。
また、つなぎ梁用スタッドボルト１５が設けられるタイミングも特に限定されるものではない。つなぎ梁４は、必要に応じて設けられるものであるため、つなぎ梁用スタッドボルト１５は、つなぎ梁４が必要になった場合に鋼管部１１に設けられるものとする。

杭頭部材１０は、以上のようにして製造される。
杭頭部材１０は、品質管理を行いながら製造されるので、コンクリートの充填性が保証されるようになる。また、杭１の規格に合わせて製造すれば、製品としていつでも準備しておくことができるので好ましい。

次に、杭頭免震構造の施工方法について説明する。
杭１は、予め地盤Ｇに打設されている。さらに、杭１の杭頭１ａ上端面には、第一固定部２１が予め固定されている。
また、上部構造体３は、免震装置２の設置よりも後に構築される場合と、免震装置２の設置よりも前に構築される場合がある。

まず、地盤Ｇに打設された杭１の杭頭１ａの上面に、杭頭部材１０を、杭１と同一軸線上に配置する。
すなわち、予め地盤Ｇに打設された杭１の杭頭１ａ上面に、製品として製造された杭頭部材１０を、上端プレート部１２を上に向けた状態で載置する。このとき、ピン２４を、第一固定部２１のピン穴２１ｃに差し込むとともに第二固定部２２のピン穴に差し込み、杭頭部材１０の軸線と杭１の軸線とが揃うように配置する。

続いて、杭１の杭頭１ａ上面に載置された杭頭部材１０を、機械式継手２０によって杭１の杭頭１ａに接合する。
すなわち、複数の連結部２３によって、杭頭１ａの上端面に固定された第一固定部２１と、杭頭部材１０の下端面に固定された第二固定部２２と、を連結する。

続いて、杭頭部材１０の上端プレート部１２の上面に、免震装置２を載置し、かつ当該免震装置２の下フランジ２ｂを連結する。
すなわち、杭頭部材１０の上端プレート部１２に形成された複数のボルト通し孔と、免震装置２の下フランジ２ｂに形成された複数のボルト通し孔の位置を合致させ、連結ボルト１２ａ及びナット１２ｂによって連結する。

杭頭免震構造は、以上のように施工される。
なお、免震装置２の上方に上部構造体３がない場合は、免震装置２の上方に、下地プレート３ａを含む上部構造体３を構築する。
免震装置２の上方に上部構造体３がある場合は、免震装置２の上フランジ２ｃに形成された複数のボルト通し孔と、上部構造体３における下地プレート３ａに形成された複数のボルト通し孔の位置を合致させ、固定ボルト３ｂによって免震装置２の上フランジ２ｃを上部構造体３に固定する。なお、杭頭部材１０と上部構造体３との間の間隔が狭い場合は、ジャッキ装置によって建物をジャッキアップして間隔を広げてもよい。

本実施形態によれば、杭１の杭頭１ａの上面に設けられるとともに、上面に、上部構造体３を支持する免震装置２が固定される杭頭部材１０が、杭１と同一軸線上に配置されるとともに杭１と同径に設定され、かつ、硬化したコンクリートを含んで構成された杭頭本体部と、杭頭本体部の上端面に固定されて、免震装置２が載置され、かつ当該免震装置２の下端部が連結される上端プレート部１２と、を備えるので、杭頭部材１０は、一部材としての十分な品質を事前に確保することができる。そのため、従来のように、杭頭１ａの上に免震装置２が固定されるＲＣ躯体を現場で構築する必要がなくなるだけでなく、無収縮モルタルも使う必要がなく、高流動コンクリートを採用する必要もなく、現場ごとに事前に実物大の試験施工を実施する必要もなくなる。これにより、杭頭免震構造に係る現場での作業をより簡易に行えるようにすることができるとともに、杭頭免震構造の品質を向上させ、更にコストダウンを図ることができる。

また、上端プレート部１２は、杭頭本体部を構成する鋼管部１１よりも大径に設定されているので、免震装置２の装置本体である積層ゴム支承部２ａ又は下フランジ２ｂの径が、杭１の杭頭１ａの径よりも大径である場合に、免震装置２の大きさに合わせて杭頭１ａを大きくする作業を行う必要がなくなる。すなわち、免震装置２の大きさが杭１の径に影響を及ぼしにくくなる。そのため、杭頭免震構造に係る現場での作業をより簡易に行えるようにすることができるとともに、コストダウンを図ることができる。

また、杭頭本体部は、杭１と同一軸線上に配置されるとともに杭１と同径に設定され、かつ、上端面に上端プレート部１２が接合固定された鋼管部１１と、鋼管部１１の内部に充填されて硬化した充填コンクリート部１３と、を有するので、杭頭本体部を形成する際に型枠を組む必要がなくなる。そのため、型枠の形成に必要な部材を省略することができるので、杭頭部材の製造に係るコストや手間を低減できる。さらに、鋼管部１１によって杭頭本体部の強度を向上させることができる。

また、上端プレート部１２は、当該上端プレート部１２の下面のうち鋼管部１１の内部側に位置する箇所に設けられて下方に突出する複数のスタッドボルト１２ｃを有するので、複数のスタッドボルト１２ｃが充填コンクリート部１３に食い込んだ状態となる。これにより、鋼管部１１及び上端プレート部１２と充填コンクリート部１３との一体性を向上させることができるので、杭頭部材１０の品質を向上させることができる。

また、杭頭部材１０を製造するにあたって、上端プレート部１２を、免震装置２が載置される面が下向きとなるように配置することで、鋼管部１１の開口部が上方を向くように配置され、当該開口部からコンクリートを充填して硬化させることで充填コンクリート部１３を形成するので、使用時と逆さまの状態（天地を逆にした状態）でコンクリートの充填を行うことができ、充填コンクリート部１３の品質管理を行いやすくなる。そのため、杭頭免震構造の品質を格段に向上させやすい。

また、杭頭免震構造は、杭頭１ａを有する杭１と、杭１の杭頭１ａの上面に設けられるとともに品質が事前に確保された杭頭部材１０と、杭頭部材１０の上面に固定された免震装置２と、を備えており、杭頭部材１０は、杭１と同一軸線上に配置されて杭頭１ａに接合されているので、従来のように、杭頭１ａの上に免震装置２が固定されるＲＣ躯体を現場で構築する必要がなくなる。これにより、杭頭免震構造に係る現場での作業をより簡易に行えるようにすることができるとともに、杭頭免震構造の品質を向上させ、更にコストダウンを図ることができる。

また、杭頭部材１０と杭頭１ａは機械式継手２０によって接合されており、機械式継手２０は、杭頭１ａと同径に設定されるとともに杭頭１ａの上端面に固定された環形状の第一固定部２１と、杭頭部材１０の鋼管部１１と同径に設定されるとともに鋼管部１１の下端面に固定され、第一固定部２１の上面に載置された環形状の第二固定部２２と、第一固定部２１と第二固定部２２に亘って配置されて当該第一固定部２１と第二固定部２２とを連結する連結部２３と、を有するので、連結部２３によって第一固定部２１と第二固定部２２とを連結することで、結果的に、杭１と杭頭部材１０とを連結することができる。特に、杭頭部材１０と杭頭１ａは機械式継手２０によって接合するので、現場での作業を軽減でき、杭頭免震構造に係る現場での作業をより簡易に行えるようにすることができる。

また、杭頭免震構造の施工方法は、地盤Ｇに打設された杭１の杭頭１ａの上面に、品質が事前に確保された杭頭部材１０を、杭１と同一軸線上に配置して杭頭１ａに接合する工程と、杭頭部材１０の上端プレート部１２の上面に、免震装置２を載置し、かつ当該免震装置２の下端部を連結する工程と、を有するので、従来のように、杭頭１ａの上に免震装置２が固定されるＲＣ躯体を現場で構築する必要がなくなる。これにより、杭頭免震構造に係る現場での作業をより簡易に行えるようにすることができるとともに、杭頭免震構造の品質を向上させ、更にコストダウンを図ることができる。

〔変形例〕
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下、変形例について説明する。以下に挙げる変形例は可能な限り組み合わせてもよい。また、以下の各変形例において、上述の実施形態と共通する要素については、共通の符号を付し、説明を省略又は簡略する。

〔変形例１〕
上記の実施形態においては、杭頭部材１０と杭頭１ａは機械式継手２０によって接合されているものとしたが、本変形例においては、図示はしないが、杭頭部材１０と杭頭１ａは溶接によって接合されている。

より詳細に説明すると、杭頭部材１０は、杭頭１ａ側に位置し、溶接可能な材料からなる第一被溶接部を有しており、杭頭１ａは、杭頭部材１０側に位置し、溶接可能な材料からなる第二被溶接部を有している。そして、第一被溶接部と第二被溶接部とが溶接によって接合されている。その結果、第一被溶接部及び第二被溶接部を介して杭頭部材１０と杭頭１ａを接合することができる。

杭頭部材１０が、上記の実施形態のように鋼管部１１を備える場合は、鋼管部１１をそのまま第一被溶接部として利用することができる。一方、鋼管部１１を備えない場合は、例えば鋼製の端板（第一被溶接部）を、杭頭本体部の杭頭１ａ側（下端部）に一体に設けるようにする。

杭１がＳＣ杭である場合は、ＳＣ杭の外殻鋼管をそのまま第一被溶接部として利用することができる。一方、ＳＣ杭でない場合は、杭頭１ａの上端面に鋼製の端板（第二被溶接部）を、杭頭１ａの杭頭部材１０側（上端部）に一体に設けるようにする。

本変形例によれば、上記の実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、最低限の部材で、杭１と杭頭部材１０とを溶接によって接合することができるので、更にコストダウンを図ることができる。

〔変形例２〕
上記の実施形態においては、杭１と、免震装置２の装置本体である積層ゴム支承部２ａとが同径となっているが、本変形例においては、図４及び図５に示すように、積層ゴム支承部２ａの径よりも、杭１Ａの方が小径となっている。
そして、このような場合であっても、鋼管部１１Ａの径は、杭１Ａと同径に設定されている。

本変形例によれば、杭１Ａの径が、たとえ積層ゴム支承部２ａの径よりも小さい場合であっても、上記の実施形態と同様の効果を得ることができる。換言すれば、地盤Ｇに打設された杭１Ａの径が小さい場合であっても、その径に適合する鋼管部１１Ａを備えた杭頭部材１０を接合することで、免震装置２を確実に設けることができる。

〔変形例３〕
上記の実施形態においては、杭１と、免震装置２の装置本体である積層ゴム支承部２ａとが同径となっているが、本変形例においては、図６及び図７に示すように、積層ゴム支承部２ａの径よりも、杭１Ｂの方が大径となっている。
そして、このような場合であっても、鋼管部１１Ｂの径は、杭１Ｂと同径に設定されている。さらに、本変形例においては、上端プレート部１２も、杭１Ｂ及び鋼管部１１Ｂと同径に設定されている。

上端プレート部１２が、杭１Ｂ及び鋼管部１１Ｂと同径に設定されているため、免震装置２の下フランジ２ｂと上端プレート部１２とを連結する連結ボルト１２０は、鋼管部１１Ｂの内部に向かって通されることになる。そして、このような連結ボルト１２０を受ける袋ナット１２１が、上端プレート部１２に形成された複数のボルト通し孔の位置に対応して、上端プレート部１２の下面に溶接されて設けられている。これにより、鋼管部１１Ｂの内部にコンクリートを充填しても、コンクリートが袋ナット１２１の内部に入ることを防ぎつつ、連結ボルト１２０を免震装置２の下フランジ２ｂ側からねじ込んで設けることができる。
なお、袋ナット１２１は、多角形状に形成されているため、硬化した充填コンクリート部１３に食い込んだ状態となり、連結ボルト１２０をねじ込んでも共回りしにくくなっている。
また、袋ナット１２１が外部に露出せず、連結ボルト１２０を強固に締めにくいため、連結ボルト１２０の本体軸部の長さを、上記の実施形態における連結ボルト１２ａの本体軸部の長さよりも長く設定し、連結ボルト１２０と袋ナット１２１の一体性を高めるようにしている。

また、上端プレート部１２が、杭１Ｂ及び鋼管部１１Ｂと同径に設定されているため、複数のリブプレート１４Ｂも、鋼管部１１Ｂの内部に設けられている。
より詳細に説明すると、各リブプレート１４Ｂは、鋼管部１１Ｂ側の端部が鋼管部１１の内周面に溶接され、上端部が上端プレート部１２の外周部下面に溶接されて、鋼管部１１Ｂと上端プレート部１２とを連結している。さらに、各リブプレート１４Ｂは、四角形状に形成されており、充填コンクリート部１３に接触する面積を広く確保している。
また、隣り合うリブプレート１４Ｂ間に、上端プレート部１２と免震装置２の下フランジ２ｂとを連結する連結ボルト１２０が配置されている。

本変形例によれば、杭１Ｂの径が、たとえ積層ゴム支承部２ａの径よりも大きい場合であっても、上記の実施形態と同様の効果を得ることができる。換言すれば、地盤Ｇに打設された杭１Ｂの径が大きい場合であっても、その径に適合する鋼管部１１Ｂを備えた杭頭部材１０を接合することで、免震装置２を確実に設けることができる。

〔変形例４〕
上記の実施形態及び各変形例においては、杭頭本体部が、鋼管部１１及び充填コンクリート部１３を有する構成となっているが、本変形例においては、図示はしないが、杭頭本体部が、鋼管部１１を有さず、硬化したコンクリートを含んで構成されている。

本変形例における杭頭本体部は、コンクリート内部に少なくともＰＣ鋼材が内蔵された状態に構成されている。すなわち、上記のＰＣ杭やＰＨＣ杭、ＰＲＣ杭と同様に構成されている。
本変形例における杭頭部材を製造する場合は、上端プレート部１２を、免震装置２が載置される面（載置面）が下向きとなるように配置した状態で、上端プレート部１２の上に杭頭本体部を形成する。より具体的には、上端プレート部１２のうち上記の載置面とは反対側の面（製造時においては上面）に型枠を形成し、型枠内にコンクリートを充填して硬化させる。なお、ＰＣ鋼材は、上端プレート部１２に対して例えば溶接によって接合されている（溶接以外の接合方法を採用してもよい）。

本変形例によれば、杭頭本体部が、鋼管部１１を有さず、硬化したコンクリートを含んで構成されている場合であっても、上記の実施形態と同様の効果を得ることができる。

１ 杭
１ａ 杭頭
２ 免震装置
２ａ 積層ゴム支承部
２ｂ 下フランジ
２ｃ 上フランジ
３ 上部構造体
３ａ 下地プレート
３ｂ 固定ボルト
４ つなぎ梁
１０ 杭頭部材
１１ 鋼管部
１２ 上端プレート部
１２ａ 連結ボルト
１２ｂ ナット
１２ｃ スタッドボルト
１３ 充填コンクリート部
１４ リブプレート
１５ つなぎ梁用スタッドボルト
２０ 機械式継手
２１ 第一固定部
２１ａ 溝
２１ｂ ボルト孔
２１ｃ ピン穴
２２ 第二固定部
２３ 連結部
２３ａ 突条部
２３ｂ ボルト通し孔
２３ｃ ボルト
２４ ピン
１２０ 連結ボルト
１２１ 袋ナット
Ｇ 地盤

Claims (10)

1. 杭の杭頭の上面に設けられるとともに、上面に、上部構造体を支持する免震装置が固定される杭頭部材であって、
   前記杭と同一軸線上に配置されるとともに前記杭と同径に設定され、かつ、硬化したコンクリートを含んで構成された杭頭本体部と、
   前記杭頭本体部の上端面に固定されて、前記免震装置が載置され、かつ当該免震装置の下端部が連結される上端プレート部と、を備えることを特徴とする杭頭部材。
2. 前記上端プレート部は、前記杭頭本体部よりも大径又は前記杭頭本体部と同径に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の杭頭部材。
3. 前記杭頭本体部は、
   前記杭と同一軸線上に配置されるとともに前記杭と同径に設定され、かつ、上端面に前記上端プレート部が接合固定された鋼管部と、
   前記コンクリートとして、前記鋼管部の内部に充填されて硬化した充填コンクリート部と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の杭頭部材。
4. 前記上端プレート部は、当該上端プレート部の下面のうち前記鋼管部の内部側に位置する箇所に設けられて下方に突出する複数のスタッドボルトを有することを特徴とする請求項３に記載の杭頭部材。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載の杭頭部材の製造方法であって、
   前記上端プレート部を、前記免震装置が載置される面が下向きとなるように配置した状態で、前記上端プレート部の上に前記杭頭本体部を形成することを特徴とする杭頭部材の製造方法。
6. 前記鋼管部の下端部には開口部が形成されており、
   前記上端プレート部を、前記免震装置が載置される面が下向きとなるように配置することで、前記開口部は上方を向くように配置され、当該開口部からコンクリートを充填して硬化させることで前記充填コンクリート部を形成することを特徴とする請求項３又は４を引用する請求項５に記載の杭頭部材の製造方法。
7. 前記杭頭を有する前記杭と、
   前記杭の前記杭頭の上面に設けられた請求項１～４のいずれか一項に記載の杭頭部材と、
   前記杭頭部材の上面に固定された前記免震装置と、を備えており、
   前記杭頭部材は、前記杭と同一軸線上に配置されて前記杭頭に接合されていることを特徴とする杭頭免震構造。
8. 前記杭頭部材と前記杭頭は機械式継手によって接合されており、
   前記機械式継手は、
   前記杭頭と同径に設定されるとともに前記杭頭の上端面に固定された環形状の第一固定部と、
   前記杭頭部材の前記杭頭本体部と同径に設定されるとともに前記杭頭本体部の下端面に固定され、前記第一固定部の上面に載置された環形状の第二固定部と、
   前記第一固定部と前記第二固定部に亘って配置されて当該第一固定部と第二固定部とを連結する連結部と、を有することを特徴とする請求項７に記載の杭頭免震構造。
9. 前記杭頭部材は、前記杭頭側に位置し、溶接可能な材料からなる第一被溶接部を有しており、
   前記杭頭は、前記杭頭部材側に位置し、溶接可能な材料からなる第二被溶接部を有しており、
   前記第一被溶接部と前記第二被溶接部とが溶接によって接合されていることを特徴とする請求項７に記載の杭頭免震構造。
10. 請求項７～９のいずれか一項に記載の杭頭免震構造の施工方法であって、
    地盤に打設された前記杭の前記杭頭の上面に、前記杭頭部材を、前記杭と同一軸線上に配置して前記杭頭に接合する工程と、
    前記杭頭部材の前記上端プレート部の上面に、前記免震装置を載置し、かつ当該免震装置の下端部を連結する工程と、を有することを特徴とする杭頭免震構造の施工方法。

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