JP2548661B2 - 場所打ちコンクリート杭 - Google Patents
場所打ちコンクリート杭Info
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- JP2548661B2 JP2548661B2 JP4149610A JP14961092A JP2548661B2 JP 2548661 B2 JP2548661 B2 JP 2548661B2 JP 4149610 A JP4149610 A JP 4149610A JP 14961092 A JP14961092 A JP 14961092A JP 2548661 B2 JP2548661 B2 JP 2548661B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は場所打ちコンクリート杭
の改良に係るものである。
の改良に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、場所打ちコンクリート杭の杭周面
抵抗値は、杭の極限周面摩擦力度ｆiは、杭の土との間
の付着力及び摩擦力の和として次式で示される。 ｆi ＝Ｃａ＋Ｐｈ・ｔａｎδ ここにＣａ：杭と地盤との間の付着力 Ｐｈ：杭と周面に作用する側圧 δ：杭周面と地盤との間の摩擦角 一般に砂層の極限周面摩擦力ｆi を求める場合には、杭
と地盤との間の付着力を０として、ｆi ＝Ｐｈ・ｔａｎ
δとしている。また粘性土層の極限周面摩擦力ｆi を求
めるには、砂層の摩擦角δを０としてｆi ＝Ｃａとして
いる。
抵抗値は、杭の極限周面摩擦力度ｆiは、杭の土との間
の付着力及び摩擦力の和として次式で示される。 ｆi ＝Ｃａ＋Ｐｈ・ｔａｎδ ここにＣａ：杭と地盤との間の付着力 Ｐｈ：杭と周面に作用する側圧 δ：杭周面と地盤との間の摩擦角 一般に砂層の極限周面摩擦力ｆi を求める場合には、杭
と地盤との間の付着力を０として、ｆi ＝Ｐｈ・ｔａｎ
δとしている。また粘性土層の極限周面摩擦力ｆi を求
めるには、砂層の摩擦角δを０としてｆi ＝Ｃａとして
いる。
【０００３】一方、地盤の持っている強度をそのまま利
用する方法として低騒音、低振動工法では、既製杭の一
種であるねじり込み杭が開発されている。場所打ち杭で
はコルゲート殻を地盤に埋設したのち、内部にコンクリ
ートを打設する方法、あるいはコルゲート殻を徐々に地
盤から抜きながらコンクリートを打設する方法、この他
コルゲート管を地盤に埋設して、廻りにセメントミルク
を注入する方法がある。
用する方法として低騒音、低振動工法では、既製杭の一
種であるねじり込み杭が開発されている。場所打ち杭で
はコルゲート殻を地盤に埋設したのち、内部にコンクリ
ートを打設する方法、あるいはコルゲート殻を徐々に地
盤から抜きながらコンクリートを打設する方法、この他
コルゲート管を地盤に埋設して、廻りにセメントミルク
を注入する方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらねじり込
み杭を地盤内にねじ込み埋設しても、同杭躯体外周にお
ける上下に相隣るリブ間の土が攪乱され、同リブ間の地
盤の耐力は期待できず杭周面耐力は付着力か摩擦力、若
しくはそれ以下で、本来地盤が持っている土の剪断力を
期待することができない。またコルゲート殻を利用する
前記従来の方法も同様である。
み杭を地盤内にねじ込み埋設しても、同杭躯体外周にお
ける上下に相隣るリブ間の土が攪乱され、同リブ間の地
盤の耐力は期待できず杭周面耐力は付着力か摩擦力、若
しくはそれ以下で、本来地盤が持っている土の剪断力を
期待することができない。またコルゲート殻を利用する
前記従来の方法も同様である。
【０００５】粘土層等の通常の直杭（ストレート杭）の
周面摩擦応力度（ｆi ）は後述の
周面摩擦応力度（ｆi ）は後述の
【００１３】に示されているようにｆi ＝Ｃa ＝α・Ｃ
u で決定される。（Ｃa ：杭と地盤との間の付着力、Ｃ
u ：杭の埋め込み部分の土の平均非排水剪断強度）即ち
場所打ちコンクリート杭の硬質土での摩擦力は地盤強度
とは関係なく、杭と地盤との間の付着力によって決定さ
れる。軟らかい地盤では粘着力と付着力とが同一の値を
有し、前式は付着力係数α＝１で成立するが、地盤が固
結してくると付着力係数αが低下する。このように付着
力係数αが低下すると付着力係数は１以下となり、杭の
周面摩擦力は、土の強度があるのにもかかわらず、それ
以下の摩擦力しか作用しないため、杭と地盤との間で滑
りが生じたと判断される。この現象は、１９８５年１２
月２０日 社団法人土質工学会発行の「杭基礎の設計法
とその解説」の第１２５頁 図−３．５「粘性土に打設
した杭の付着力係数」に示されており、また後述の
u で決定される。（Ｃa ：杭と地盤との間の付着力、Ｃ
u ：杭の埋め込み部分の土の平均非排水剪断強度）即ち
場所打ちコンクリート杭の硬質土での摩擦力は地盤強度
とは関係なく、杭と地盤との間の付着力によって決定さ
れる。軟らかい地盤では粘着力と付着力とが同一の値を
有し、前式は付着力係数α＝１で成立するが、地盤が固
結してくると付着力係数αが低下する。このように付着
力係数αが低下すると付着力係数は１以下となり、杭の
周面摩擦力は、土の強度があるのにもかかわらず、それ
以下の摩擦力しか作用しないため、杭と地盤との間で滑
りが生じたと判断される。この現象は、１９８５年１２
月２０日 社団法人土質工学会発行の「杭基礎の設計法
とその解説」の第１２５頁 図−３．５「粘性土に打設
した杭の付着力係数」に示されており、また後述の
【００１４】欄にも示されているところである。即ち摩
擦力低下抑制手段として、洪積層の硬い地盤中において
前記リブを杭躯体の一部として築造し、作用荷重に対し
て杭躯体と地盤との間で生じる滑りを抑止する。この抑
止によって単独リブ、もしくはリブとリブとの間で生じ
る土自体の剪断力を、杭の支持力として取り入れるもの
である。なお次に固結性が増した地盤について説明す
る。通常、土の組成は気体（空気）、液体（水）、固体
（土粒子）より成り立っている。而して続成作用（堆積
物が沈積してから固結して堆積岩になるまでの一連の過
程、土粒子間を占める含水鉱物や炭酸塩等は再結晶す
る）によって、未固結状態の堆積物の上に、新たに河川
や海流により土砂が運搬され、堆積されると、下部の未
固結の堆積物に圧密作用が生じる。圧密作用は土の組成
の脱水状態をいう。従って圧密すると強度が増加し、更
に強度が増加すると密度が増し固くなる。このとき堆積
物の間隙水と土粒子との間に化学反応が生じ、新たな鉱
物が沈澱し、土粒子間を結合する固結作用（セメンテー
ション現象）が生じる。〔土質工学会発行「技術手帳
第１３８〜１３９頁及び明細書中
擦力低下抑制手段として、洪積層の硬い地盤中において
前記リブを杭躯体の一部として築造し、作用荷重に対し
て杭躯体と地盤との間で生じる滑りを抑止する。この抑
止によって単独リブ、もしくはリブとリブとの間で生じ
る土自体の剪断力を、杭の支持力として取り入れるもの
である。なお次に固結性が増した地盤について説明す
る。通常、土の組成は気体（空気）、液体（水）、固体
（土粒子）より成り立っている。而して続成作用（堆積
物が沈積してから固結して堆積岩になるまでの一連の過
程、土粒子間を占める含水鉱物や炭酸塩等は再結晶す
る）によって、未固結状態の堆積物の上に、新たに河川
や海流により土砂が運搬され、堆積されると、下部の未
固結の堆積物に圧密作用が生じる。圧密作用は土の組成
の脱水状態をいう。従って圧密すると強度が増加し、更
に強度が増加すると密度が増し固くなる。このとき堆積
物の間隙水と土粒子との間に化学反応が生じ、新たな鉱
物が沈澱し、土粒子間を結合する固結作用（セメンテー
ション現象）が生じる。〔土質工学会発行「技術手帳
第１３８〜１３９頁及び明細書中
【００１４】参照〕なお、この続成作用の過程中の風化
作用や浸食作用によって作られたシルト、砂、礫等の砕
屑物が河川や海流によって運搬され、堆積するがこの堆
積の年代で１万年前（２万年前との説もある）から現在
までの間に堆積したものを沖積層と称し、軟らかい地盤
を代表するものである。それ以前の堆積物は洪積層とい
われ、杭の支持地盤はこの洪積層を対象としている。こ
こでいう固結性が増した地盤とは一般にこの洪積層を指
すが、粘土ばかりでなく洪積層の砂や砂礫層も互いに結
合し、固まっている。従って固結性が増した地盤とは、
付着力係数が１より小さい地盤の土ともいえる。標準貫
入試験（ＪＩＳ．Ａ１２１９−１９６１）のＮ値により
判定すると、粘性土で１０前後以上、砂層で３０以上の
値を有する場合が洪積層の目安となっている。
作用や浸食作用によって作られたシルト、砂、礫等の砕
屑物が河川や海流によって運搬され、堆積するがこの堆
積の年代で１万年前（２万年前との説もある）から現在
までの間に堆積したものを沖積層と称し、軟らかい地盤
を代表するものである。それ以前の堆積物は洪積層とい
われ、杭の支持地盤はこの洪積層を対象としている。こ
こでいう固結性が増した地盤とは一般にこの洪積層を指
すが、粘土ばかりでなく洪積層の砂や砂礫層も互いに結
合し、固まっている。従って固結性が増した地盤とは、
付着力係数が１より小さい地盤の土ともいえる。標準貫
入試験（ＪＩＳ．Ａ１２１９−１９６１）のＮ値により
判定すると、粘性土で１０前後以上、砂層で３０以上の
値を有する場合が洪積層の目安となっている。
【０００６】本発明は前記従来技術の有する問題点に鑑
みて提案されたもので、その目的とする処は、場所打ち
コンクリート杭の支持耐力を地盤強度に応じて、大幅に
増大せしめることができ、杭頭での沈下量を制御しうる
場所打ちコンクリート杭を提供する点にある。
みて提案されたもので、その目的とする処は、場所打ち
コンクリート杭の支持耐力を地盤強度に応じて、大幅に
増大せしめることができ、杭頭での沈下量を制御しうる
場所打ちコンクリート杭を提供する点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る場所打ちコンクリート杭は、地盤と杭
外周面との間に滑りを生じ、摩擦を期待できない硬い地
盤に、リング状のリブが食い込むように設けて構成され
ている。
め、本発明に係る場所打ちコンクリート杭は、地盤と杭
外周面との間に滑りを生じ、摩擦を期待できない硬い地
盤に、リング状のリブが食い込むように設けて構成され
ている。
【０００８】
【作用】本発明に係る場所打ちコンクリート杭は前記し
たように、地盤と杭外周面との間に滑りを生じ、摩擦力
を期待できない硬い地盤にリング状のリブが食い込むよ
うに設けて構成されていることによって、前記場所打ち
コンクリート杭の周面耐力を、同杭と、同杭が施工され
る地盤との付着力と摩擦力との和によるのではなくて、
前記コンクリート杭が施工される地盤の剪断力を杭周面
で作用させることによって、前記杭の支持力を大幅に増
大させることができる。
たように、地盤と杭外周面との間に滑りを生じ、摩擦力
を期待できない硬い地盤にリング状のリブが食い込むよ
うに設けて構成されていることによって、前記場所打ち
コンクリート杭の周面耐力を、同杭と、同杭が施工され
る地盤との付着力と摩擦力との和によるのではなくて、
前記コンクリート杭が施工される地盤の剪断力を杭周面
で作用させることによって、前記杭の支持力を大幅に増
大させることができる。
【０００９】なお、より大きな支持力が必要な場合に
は、柱状拡幅杭の外周面にリング状のリブを、地盤に食
い込むように設ける。
は、柱状拡幅杭の外周面にリング状のリブを、地盤に食
い込むように設ける。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例について説明す
る。図１は場所打ちコンクリート杭の杭躯体１外周面
に、杭外周面の摩擦を期待できない硬い地盤に食い込む
ように半球状断面のリング状のリブ２が設けられてい
る。図２に示す実施例においては、前記リブ２が角錐断
面に形成されている。図３に示す実施例においては前記
リブ２の下面が平面に形成されている。
る。図１は場所打ちコンクリート杭の杭躯体１外周面
に、杭外周面の摩擦を期待できない硬い地盤に食い込む
ように半球状断面のリング状のリブ２が設けられてい
る。図２に示す実施例においては、前記リブ２が角錐断
面に形成されている。図３に示す実施例においては前記
リブ２の下面が平面に形成されている。
【００１１】場所打ちコンクリート杭における外力と杭
の抵抗としての釣合式は下記の（１）式で示される。
（図４参照） Ｐ＝ＲF ＋ＲP …（１）式 ここにＰ：外力又は杭の極限支持力（ｔｆ） ＲF ：杭の周面摩擦力（ｔｆ） ＲP ：杭の先端支持力（ｔｆ） また前記杭の周面摩擦力ＲF は下式で示される。（図４
参照） ＲF ＝ＵΣｆi ・Ｌi …（２）式 ここにＵ：杭の周長（ｍ） ｆi ：土層を深さ方向にｎ等分したときの第ｉ番目の土
層中における杭の周面摩擦応力度（ｔｆ／ｍ2 ） Ｌi ：第ｉ番目の土層中の杭長（ｍ） 而して第ｉ番目の土層中における杭の周面摩擦応力度ｆ
i は杭と同杭周面地盤との間の付着力と摩擦力の和とし
て次の（３）式で与えられる。
の抵抗としての釣合式は下記の（１）式で示される。
（図４参照） Ｐ＝ＲF ＋ＲP …（１）式 ここにＰ：外力又は杭の極限支持力（ｔｆ） ＲF ：杭の周面摩擦力（ｔｆ） ＲP ：杭の先端支持力（ｔｆ） また前記杭の周面摩擦力ＲF は下式で示される。（図４
参照） ＲF ＝ＵΣｆi ・Ｌi …（２）式 ここにＵ：杭の周長（ｍ） ｆi ：土層を深さ方向にｎ等分したときの第ｉ番目の土
層中における杭の周面摩擦応力度（ｔｆ／ｍ2 ） Ｌi ：第ｉ番目の土層中の杭長（ｍ） 而して第ｉ番目の土層中における杭の周面摩擦応力度ｆ
i は杭と同杭周面地盤との間の付着力と摩擦力の和とし
て次の（３）式で与えられる。
【００１２】 ｆi ＝Ｃａ＋Ｐｈ・ｔａｎ δ…（３）式 ここにｆi ：第ｉ番目の土層の周面摩擦応力度（ｔｆ／ｍ2 ） Ｃａ：杭と地盤との間の付着力（ｔｆ／ｍ2 ） Ｐｈ：杭の周面に作用する側圧（ｔｆ／ｍ2 ） （Ｐｈ＝Ｋ・ＰV ，Ｋ：側圧係数、ＰV ：上載圧） δ：杭周面と地盤との間の摩擦角（°） 前記（３）式において粘土性地盤の極限周面摩擦力度
は、摩擦角δを０としてｆi ＝Ｃａで示される。
は、摩擦角δを０としてｆi ＝Ｃａで示される。
【００１３】ｆi ＝Ｃａ＝αＣｕ…（４）式 ここでα：付着力係数（α＜１） Ｃｕ：杭の埋込み部分の土の平均非排水剪断強度 また砂質土地盤の極限周面摩擦度は付着力Ｃａを０とし
て（３）式より ｆi ＝Ｐｈ・ｔａｎδで表わされる。
て（３）式より ｆi ＝Ｐｈ・ｔａｎδで表わされる。
【００１４】このように通常の直杭（ストレート杭）の
杭周面抵抗は地盤の剪断強さτが増すと地盤が固結性
（セメンテーション現象）を有してくるため杭と同杭周
面地盤の間で辷りが生じるため、硬い粘性土地盤等は杭
材とは付着しにくくなり、地盤強度が強くなると杭周面
抵抗は低下する。一方本発明の実施例に示すように杭躯
体１の外周面に同面全周に亘って囲繞するリング状の連
続リブ２を設けると、下記の（５）式に示した地盤の剪
断強さτに準じた杭周面抵抗がとれる。
杭周面抵抗は地盤の剪断強さτが増すと地盤が固結性
（セメンテーション現象）を有してくるため杭と同杭周
面地盤の間で辷りが生じるため、硬い粘性土地盤等は杭
材とは付着しにくくなり、地盤強度が強くなると杭周面
抵抗は低下する。一方本発明の実施例に示すように杭躯
体１の外周面に同面全周に亘って囲繞するリング状の連
続リブ２を設けると、下記の（５）式に示した地盤の剪
断強さτに準じた杭周面抵抗がとれる。
【００１５】 τ＝Ｃｕ＋σ・ｔａｎφu …（５）式 ここに σ：全垂直応力 Ｃｕ，φu ：夫々の全応力で表わした粘着力と内部摩擦角 ここで前掲（３）式（５）式を比較検討すると、 （３）式 ｆi ＝Ｃａ＋Ｐｈ・ｔａｎδ （５）式 τ＝Ｃｕ＋σ・ｔａｎφu Ｐｈ・ｔａｎδ＝Ｋ・Ｐｖ・ｔａｎδ≒０．５Ｐｖ・２／３ｔａｎφu ≒ ０．３Ｐｖｔａｎφu Ｃａ＝αＣｕ≒（１．０〜０．２）Ｃｕ で示される。即ちｆi ≒（１〜０．２）Ｃｕ＋０．３Ｐｖｔａｎφ≒０．３τ で示されそのうえ通常の杭では付着力と摩擦力に夫々上
限がある。
限がある。
【００１６】なお前記リブは例えば本発明者の提案に係
る特願平４−１２６２０３号（場所打ちコンクリート杭
の杭躯体拡幅装置）によって施工される。
る特願平４−１２６２０３号（場所打ちコンクリート杭
の杭躯体拡幅装置）によって施工される。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば前記したように、杭外周
面と地盤との間に滑りが生じて摩擦が期待できない硬い
地盤に、リング状のリブが食い込むように杭外周面に設
けたことによって、杭周面での抵抗力に、同杭と土との
摩擦力だけではなく、地盤強度に準じた杭外周の土の剪
断強度を利用することができるので、杭の支持力を大幅
に増大することができる。
面と地盤との間に滑りが生じて摩擦が期待できない硬い
地盤に、リング状のリブが食い込むように杭外周面に設
けたことによって、杭周面での抵抗力に、同杭と土との
摩擦力だけではなく、地盤強度に準じた杭外周の土の剪
断強度を利用することができるので、杭の支持力を大幅
に増大することができる。
【００１８】また本発明によれば杭の支持力を杭躯体、
周面に大きく依存しているため、杭先端部の支持層厚は
薄くてもよく、特に固結性を有する粘性土地盤の強さを
そのまま評価できるため合理的で経済的な杭の構築が可
能となる。なお杭躯体部径を拡幅することによって更に
大きな支持力を得ることができ、しかも杭頭での沈下量
が制御できるので、建物の不等沈下をなくすことができ
る。
周面に大きく依存しているため、杭先端部の支持層厚は
薄くてもよく、特に固結性を有する粘性土地盤の強さを
そのまま評価できるため合理的で経済的な杭の構築が可
能となる。なお杭躯体部径を拡幅することによって更に
大きな支持力を得ることができ、しかも杭頭での沈下量
が制御できるので、建物の不等沈下をなくすことができ
る。
【図１】本発明に係る場所打ちコンクリート杭の一実施
例を示す左半部縦断正面図である。
例を示す左半部縦断正面図である。
【図２】本発明に係る場所打ちコンクリート杭の他の実
施例を示す左半部縦断正面図である。
施例を示す左半部縦断正面図である。
【図３】本発明に係る場所打ちコンクリート杭の更に他
の実施例を示す左半部縦断正面図である。
の実施例を示す左半部縦断正面図である。
【図４】直杭の力学的性状説明図である。
【図５】本発明に係る場所打ちコンクリートの力学的性
状説明図である。
状説明図である。
１ 杭躯体 ２ リブ
Claims (1)
- 【請求項１】 地盤と杭外周面との間に滑りを生じ、摩
擦を期待できない硬い地盤に、リング状のリブが食い込
むように設けてあることを特徴とする場所打ちコンクリ
ート杭。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4149610A JP2548661B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 場所打ちコンクリート杭 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4149610A JP2548661B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 場所打ちコンクリート杭 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05339940A JPH05339940A (ja) | 1993-12-21 |
| JP2548661B2 true JP2548661B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=15478974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4149610A Expired - Fee Related JP2548661B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 場所打ちコンクリート杭 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2548661B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000001849A (ja) * | 1998-06-12 | 2000-01-07 | Geotop Corp | 現場打ち節杭 |
| JP2003082648A (ja) * | 2001-09-04 | 2003-03-19 | Asahi Kasei Corp | ソイルセメント合成杭の支持力算定方法 |
| CN102359102A (zh) * | 2011-08-17 | 2012-02-22 | 上海奥米制药装备有限公司 | 方圆柱形波节管桩及其加工方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5918487A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-30 | 株式会社東芝 | 高速増殖炉炉容器 |
| JPS6334256A (ja) * | 1986-07-30 | 1988-02-13 | Yonetsu Koubou:Kk | 車両における柩等の搭載装置 |
| JPS6351210A (ja) * | 1986-08-21 | 1988-03-04 | Hokkai Bane Kk | 垂直移送装置 |
| JPH036021U (ja) * | 1989-06-08 | 1991-01-22 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49140906U (ja) * | 1973-03-29 | 1974-12-04 | ||
| JPS51148802U (ja) * | 1975-05-22 | 1976-11-29 | ||
| JPS53125216U (ja) * | 1977-03-11 | 1978-10-05 |
-
1992
- 1992-06-09 JP JP4149610A patent/JP2548661B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5918487A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-30 | 株式会社東芝 | 高速増殖炉炉容器 |
| JPS6334256A (ja) * | 1986-07-30 | 1988-02-13 | Yonetsu Koubou:Kk | 車両における柩等の搭載装置 |
| JPS6351210A (ja) * | 1986-08-21 | 1988-03-04 | Hokkai Bane Kk | 垂直移送装置 |
| JPH036021U (ja) * | 1989-06-08 | 1991-01-22 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05339940A (ja) | 1993-12-21 |
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