JP3192516U

JP3192516U - 鋼管コンクリート複合杭

Info

Publication number: JP3192516U
Application number: JP2014002575U
Authority: JP
Inventors: 寿夫長谷川; 佐藤　啓; 啓佐藤
Original assignee: 前田製管株式会社
Priority date: 2014-05-19
Filing date: 2014-05-19
Publication date: 2014-08-21
Anticipated expiration: 2024-05-19

Abstract

【課題】杭設置時にフーチング結合用補強鉄筋に回転伝達力の負荷が及ばない構造とする鋼管コンクリート複合杭を提供する。【解決手段】鋼管コンクリート複合杭部Ａの頭部端版４に装着した固定端版５に、内外二重管７，８構造とした杭頭接合部Ｂの下端部を、前記内筒管は前記固定端版の内周面側の切り欠き部に前記内筒管の下端の突起部を嵌め合わせ、前記外筒管は前記固定端版の外周にボルト９結合で固定して、前記杭頭接合部と鋼管コンクリート複合杭部とを一体に連結するとゝもに、前記複合杭部のコンクリート３から前記頭部端版および固定端版を貫通して前記杭頭接合部内に延伸するフーチング結合用補強鉄筋Ｄの上方部分を前記内外管の間の鞘部空間に収納し、前記杭頭接合部の上端開口部に設置した保護カバーＣの周壁部に前記杭頭接合部の外筒管７の上端部をボルト１５結合により固定した。【選択図】図１

Description

本考案は、鋼管コンクリート複合杭、詳しくは、フーチング結合用補強鉄筋を内部空間内に配設した杭頭接合部を、鋼管コンクリート複合杭部の頭部側に連結した鋼管コンクリート複合杭に関する。

鋼管を外殻とし、該鋼管内にコンクリートを打設して遠心力成形により一体化した鋼管コンクリート複合杭は建築及び土木の分野で広く用いられている。この鋼管コンクリート複合杭を基礎杭として使用した場合、杭とフーチングとを結合する関係上、杭の頭部近傍の鋼管をカットオフした後、コンクリート部分をハツリ取り、杭体内にあって前記鋼管の内側面に予め溶着したフーチング結合用の補強鉄筋を露出せしめ、杭とフーチングとを前記フーチング結合用補強鉄筋を介して結合している。

しかし、杭とフーチングとの結合作業時において、従来の鋼管コンクリート複合杭にあっては、カットオフ部位の鋼管を切断するための鋼管切断作業ならびコンクリートのハツリ出し作業にそれぞれ多大な時間と労力を必要とするといった諸問題点がある。

そこで一端部に鋼管で被覆されない除去予定コンクリート部（杭頭接合部）を連続的に形成した鋼管コンクリート複合杭を形成し、施工後に容易に前記除去予定コンクリート部を引き抜くか、ハツリ除去できるようにした提案がみられる（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。

特開平７−１８６７５号公報特開２０１０−１９６２５１号公報特開２０１１−８０３１３号公報

このような提案によれば、杭とフーチングとの一体化の作業を極めて容易にすることができる。しかし、頭部コンクリートがフーチング結合用の補強鉄筋と実質縁切りされた状態にあるため、無筋コンクリートを施工する状態に近く、所定深度に回転埋設する場合などには杭頭接合部（ＲＣ部）を破損させる懸念がある。また、杭頭接合部（ＲＣ部）をすること自体難しく、特にプレボーリング工法ではその都度施工方法を検討しなければならない。さらに杭頭接合部（ＲＣ部）は再利用が困難であり、ハツリ出しを含めて廃棄物処分を行う必要がある。

一方、フーチング結合用補強鉄筋を収納した状態で施工できるようにした杭施工治具の提案もみられる（特許文献４）。この提案によれば施工上の不安を払拭することができるが、施工後に地盤内に露出されるフーチング結合用の補強鉄筋を保護する必要があり、発明者らは繰り返し使用できる雇い杭部を備えた鋼管コンクリート複合杭を提案した（特許文献５）。また、特許文献６では杭頭接合部を延長鋼管とし、鋼管コンクリート複合部と別個に形成して、無溶接継手等によって接合して切り離し可能な構成としている。

特開２０１０−４３４７１号公報特開２０１３−２０４７号公報特開２０１３−８７５９３号公報

地盤に設置した杭を埋め戻すなどして一定期間地盤内に放置し、後々地盤を掘削して杭頭接合部を取り外し、その内部空間内に配設したフーチング結合用の補強鉄筋を露出させることを考えると、杭頭接合部は再利用できるように様々な径と本数の補強鉄筋に対応できるよう汎用的な構造を有していることが望ましい。

しかし、特許文献６のような構成のもとでは構造が複雑になる。また特許文献５では、杭頭接合部と本体鋼管コンクリート複合杭部の頭部端板に、外筒管と内筒管からなる二重管構造の雇い杭部をその下部端板を面接せしめて配設するとゝもに、前記鋼管コンクリート複合杭部の内部から前記頭部端板および前記下部端板を貫通し、前記雇い杭部の外筒管と内筒管との間の鞘部空間を延伸するフーチング結合用補強鉄筋の上端部を前記雇い杭部の上部端板に定着せしめるとゝもに、前記雇い杭部の下部端板と前記鋼管コンクリート複合杭部の頭部端板とを係合部材を介して連結する構成としたため、補強鉄筋に回転伝達力の負荷が及ぶという問題があった。

また特許文献５では、杭頭接合部と鋼管コンクリート複合杭部の頭部端板に、外筒管と内筒管からなる二重管構造の雇い杭部をその下部端板を面接せしめて配設するとゝもに、前記鋼管コンクリート複合杭部の内部から前記頭部端板および前記下部端板を貫通し、前記雇い杭部の外筒管と内筒管との間の鞘部空間を延伸するフーチング結合用補強鉄筋の上端部を前記雇い杭部の上部端板に定着せしめるとゝもに、前記雇い杭部の下部端板と前記鋼管コンクリート複合杭部の頭部端板とを係合部材を介して連結する構成としたことから、オーガスクリューや排出される土砂によって補強鉄筋が変形されることもない。また周囲地盤を重機によって掘削する場合でも、フーチング結合用補強鉄筋は外筒管によって被覆されているので傷付けられることもなく、係合部材を介することから補強鉄筋に沈設時の回転伝達の負荷が及ぶこともない。

しかし、杭径が大きく杭長が長くなると沈設時の回転伝達力も大きくなり、係合部材に大きな負担をかけることになりかねず、様々な杭径と必要な雇い杭部の長さに応じて多数の部材を用意しなければならない。

本考案者らは、こうした問題点を鑑み、構造が単純で様々なフーチング結合用補強鉄筋の仕様や杭径にも容易に対応でき、再利用にも有利で、かつ杭径が大きく杭長が長くなっても施工時の回転埋設によってフーチング結合用補強鉄筋に回転伝達力の負荷が及ばない構造とした杭頭接合部を備える鋼管コンクリート複合杭を提供することを目的としたものである。

上記の目的を達成するため、本願の第１の考案は、鋼管コンクリート複合杭部の頭部端版に装着した固定端版に、外筒管と内筒管の二重管構造とした杭頭接合部の下端部を、前記内筒管は前記固定端版の内周面側に形成した切り欠き部に前記内筒管の下端に形成した突起部を嵌め合わせ、前記外筒管は前記固定端版の外周に嵌装した下端部をボルト結合で固定して、前記杭頭接合部を前記鋼管コンクリート複合杭部と一体に連結するとゝもに、前記鋼管コンクリート複合杭部の内部コンクリートから前記頭部端版および固定端版を貫通して前記杭頭接合部内に延伸するフーチング結合用補強鉄筋の上方部分を前記外筒管と内筒管との間の鞘部空間に収納し、更に前記杭頭接合部の上端開口部に設置した保護カバーの周壁部に、前記杭頭接合部の外筒管の上端部をボルト結合により固定したことを特徴とする鋼管コンクリート複合杭である。

また、本願の第２の考案は、前記杭頭接合部の外筒管と内筒管との間の鞘部空間に収納された前記フーチング結合用補強鉄筋の上端部を、前記鞘部空間の上方部に設置した保持部材で保持し固定する構成としたことを特徴とする鋼管コンクリート複合杭である。

そして、本願の第３の考案は、前記杭頭接合部の鞘部空間の上方部に設置する前記保持部材を、前記杭頭接合部の上端開口部に設置した前記保護カバーの天版部下面に一体に設けたことを特徴とする鋼管コンクリート複合杭である。

第１の考案では、鋼管コンクリート複合杭部の頭部端版に固定端版を装着し、外筒管と内筒管の二重管構造とした杭頭接合部の下端部を、前記内筒管は前記固定端版の内周面側に形成した切り欠き部に前記内筒管の下端に形成した突起部を嵌め合わせ、前記外筒管は前記固定端版の外周に嵌装した下端部をボルト結合で固定することで、前記杭頭接合部は前記鋼管コンクリート複合部と一体になる。

また必要な本数配置したフーチング結合用補強鉄筋の上方部分を前記杭頭接合部の鞘部空間に収納する構成とするとゝもに、前記杭頭接合部の上端開口部に設置した保護カバーの周壁部に前記杭頭接合部の外筒管の上端部をボルト結合により固定した構成とすることで、前記杭頭接合部の上端は前記保護カバーと一体になり、該保護カバーを介して設置杭に作用する回転埋設時における回転伝達力が補強鉄筋に及ぶことがない。

また二重管構造とした前記杭頭接合部の内筒管は、中掘り工法に適用する場合のスクリュー径に対し支障がない内径であれば規格サイズの鋼管を用いることもできる。また、前記杭頭接合部の長さは、フーチング結合用補強鉄筋の定められた定着長以上とする必要があるが、その定着長は基本的に補強鉄筋径によって定まるため、通常ＳＤ３４５材のＤ１６〜Ｄ３５の範囲で使用される補強鉄筋の３５ｄを基準とすれば、杭外径によってある程度の規格化が可能となり、しかも外筒管と内筒管は別個に組合せ可能であるため、繰り返し利用可能とした点で有利である。

また、本願考案では、二重管構造とした前記杭頭接合部の上端開口部に保護カバーを装着する構造とした。これにより、施工中及び施工後のフーチング結合用補強鉄筋を汚したり傷つけないようにすることことができる。この場合、杭頭接合部の上端開口部の全面を覆うか中心の中空部を開放するかは、埋設工法における外堀工法又は中掘工法のいずれかに適合できるよう選択可能である。

本願の第２の考案は、前記杭頭接合部の外筒管と内筒管の間の鞘部空間に収納された前記フーチング結合用補強鉄筋の上端部を、前記鞘部空間に設置した保持部材で保持し固定する構成とした。このフーチング結合用補強鉄筋の下端部は前記固定端版に固定された状態にあるため、上端部は鋼材などによって必ずしも強固に保持する必要がない。したがって、前記保持部材はフーチング結合用補強鉄筋の径、本数及び配置によって容易に加工かつ装着できるもの、例えば、発泡ポリウレタン版を加工して形成できる加工品等を選定でき、自由度が向上する。

また、本願の第３の考案では、前記杭頭接合部の外筒管と内筒管との間の鞘部空間上方部に設置した前記保持部材を、前記杭頭接合部の上端開口部に設置した前記保護カバーの天版部下面に一体に設けることで、部品点数を減らすことができるとゝもに、組み立て作業も容易となる。

本考案に係る鋼管コンクリート複合杭部と、その上端に連結した杭頭接合部と、該杭頭接合部の上端開口部に設置した保護カバーからなる鋼管コンクリート複合杭の一部を省略した正面説明図であり、（イ）は外堀工法における保護カバーを設置したもの、（ロ）は中堀工法における保護カバーを設置した図である。鋼管コンクリート複合杭部とその上端に連結した杭頭接合部との連結状態を示す図であり、（イ）は一部断面の斜視図、（ロ）は縦断面正面図である。杭頭接合部の上方部を示す図で、（イ）は縦断面の斜視図、（ロ）は横断面図である。杭頭接合部の上方部を示す断面図で、（イ）は上端開口部に外堀工法で用いた保護カバーを設置した縦断面図であり、（ロ）は中堀工法で用いる保護カバーを設置した状態の縦断面図である。本考案に係る鋼管コンクリート複合杭を中堀工法で設置する際の施工工程説明図である。

以下、考案を図面に示す実施例により詳細に説明する。図において１は本考案に係る鋼管コンクリート複合杭で、鋼管コンクリート複合杭部Ａと、該鋼管コンクリート複合杭部Ａに連結した杭頭接合部Ｂと、該杭頭接合部Ｂの上端開口部に設置した保護カバーＣと、前記鋼管コンクリート複合杭部Ａから杭頭接合部Ｂにわたってその内部に配設したフーチング結合用の補強鉄筋Ｄから主に構成されている。

前記鋼管コンクリート複合杭部Ａは、鋼管２の内側にコンクリート３の層を、上端に頭部端版４をそれぞれ備えた構成からなるもので、５は前記頭部端版４の上面にボルト６によって装着した固定端版であり、前記杭頭接合部Ｂの下端部は、前記鋼管コンクリート複合杭部Ａの頭部端版４にボルト６によって固定した前記固定端版５を介し、前記鋼管コンクリート複合杭部Ａに連結さている。

前記杭頭接合部Ｂは、外筒管７とこの外筒管７との間に所定の間隔を設けて設置した内筒管８の二重管構造としたもので、前記固定端版５の外周面に嵌合する前記外筒管７の下端部７Ａは前記固定端版５にボルト９により装着されている。一方、前記固定端版５の内周面側に位置する前記内筒管８の下端部８Ａは、内筒管８の周方向に所定の間隔で設けた前記下端部８Ａから垂下する突起部８Ｂを、前記固定端版５の内周面に形成した切り欠き部５Ａに嵌め合わせることで固定され、前記杭頭接合部Ｂはその下端部において前記鋼管コンクリート複合杭部Ａと一体に連結されている。

Ｃは前記杭頭接合部Ｂの上端開口部に設置した保護カバーで、二重管構造とした前記杭頭接合部Ｂの上端開口部にキャップ状の前記保護カバーＣを装着することで、施工中及び施工後の後述するフーチング結合用補強鉄筋Ｄを汚したり或いは傷つけないように保護することができ、又、セメントミルクや土砂などが前記外筒管７と内筒管８との間に進入するのを防止できる。この場合、図４（イ）に示すように、杭頭接合部Ｂの上端開口部の全面を覆った構造の外堀工法に適合する保護カバーとするか、或いは図４（ロ）に示すように、杭頭接合部Ｂの上端開口部の中心部を開放した構造の中掘工法に適合する保護カバーとするかの選択は可能である。

Ｄはフーチング結合用の補強鉄筋で、その下方部は前記鋼管コンクリート複合杭部Ａの内部コンクリート３内に設置されており、前記頭部端版４および固定端版５を貫通し、前記杭頭接合部Ｂ内に延伸する前記フーチング結合用補強鉄筋Ｄの上方部１０は、前記杭頭接合部Ｂの前記外筒管７と内筒管８との間の鞘部空間１１に収納されている。

１２は前記杭頭接合部Ｂの前記鞘部空間１１にあって、その上方部１１Ａに設置した保持部材で、発泡ポリウレタン等によって形成されており、前記フーチング結合用補強鉄筋Ｄの上端部１０Ａを前記鞘部空間１１の上方部１１Ａに設置した前記保持部材１２で保持し固定する構成としたものである。

１３は前記杭頭接合部Ｂの上端部で、該杭頭接合部Ｂの上端開口部に設置した前記保護カバーＣの周壁部１４で覆われている前記外筒管７の上端部７Ｂは、前記保護カバーＣの周壁部１４の外周面側から螺入したボルト１５により前記周壁部１４に固定されている。１６Ａは前記保護カバーＣの天版部下面に形成した凹溝、１６Ｂは同じくＶ溝であり、固定されていない前記内筒管８の上端部８Ｃをそれぞれ、上端部８Ｃと断面同一形状の前記凹溝１６Ａ又はＶ溝１６Ｂ内に差し込むことで位置決めをする。なお、図中１７は前記保護カバーＣの前記周壁部１４にあって、その外周面に形成した杭設置時における杭施工治具との係合部である。

つぎに、本考案に係る鋼管コンクリート複合杭１を中堀工法で施工する場合について、図５に示す一例によって説明すると、先ず前記鋼管コンクリート複合杭部Ｂの上方部を杭施工装置の杭施工治具（図示しない）でチャッキングし、前記鋼管コンクリート複合杭１の中心孔内に挿入したオーガスクリューで掘削孔を掘削しながら、図５（イ）に示すように、前記鋼管コンクリート複合杭１を掘削孔内に設置する。

前記鋼管コンクリート複合杭１を掘削孔内に設置するに際しては必要に応じて杭を回転させ、或いは掘削孔内に押し込み、又は多少の打撃を与えることで所定深さの位置まで設置したのち、図５（ロ）に示すように、杭周辺の土を所定深さまで掘削し、前記杭頭接合部Ｂの全長を露出させる。

つぎに、図５（ハ）に示すように、二重管からなる前記杭頭接合部Ｂにあって、その外筒管７の下端部７Ａと前記固定端版５とを固定しているボルト９と、外筒管７の上端部７Ｂと前記保護カバーＣの周壁部１４とを固定しているボルト１５とをそれぞれ外し、図５（ニ）に示すように、前記外筒管７と前記保護カバーＣをそれぞれ取り外す。この時、前記外筒管７と内筒管８との間に設置した前記保持部材１２が同時に取り外れてしまっても良い。

つぎに、図５（ホ）に示すように、前記内筒管８を引き上げて取り外し、その後、前記固定端版５と前記鋼管コンクリート複合杭部Ａの頭部端版４を固定しているボルト６を外す。そして、図５（ヘ）に示すように、前記固定端版５を取り外した後、図５（ト）に示すように、前記鋼管コンクリート複合杭部Ａの頭部端版４から上方へ突出するフーチング結合用補強鉄筋Ｄに横鉄筋１８を渡し、フーチング結合用補強鉄筋かごを組み立てる。

１鋼管コンクリート複合杭
Ａ鋼管コンクリート複合杭部
２鋼管
３コンクリート
４頭部端版
５固定端版
５Ａ切り欠き部
６・９・１５ボルト
Ｂ杭頭接合部
７外筒部、７Ａ下端部、７Ｂ上端部
８内筒部、８Ａ下端部、８Ｂ突起部、８Ｃ上端部
１３杭頭接合部Ｂの上端部
１１鞘部空間、１１Ａ上方部
１２保持部材
Ｃ保護カバー
１４周壁部
１６Ａ凹溝、１６ＢＶ溝
１７係合部
１８横鉄筋
Ｄフーチング結合用補強鉄筋
１０上方部
１０Ａ上端部

Claims

鋼管コンクリート複合杭部の頭部端版に装着した固定端版に、外筒管と内筒管の二重管構造とした杭頭接合部の下端部を、前記内筒管は前記固定端版の内周面側に形成した切り欠き部に前記内筒管の下端に形成した突起部を嵌め合わせ、前記外筒管は前記固定端版の外周に嵌挿した下端部をボルト結合で固定して、前記杭頭接合部を前記鋼管コンクリート複合杭部と一体に連結するとゝもに、前記鋼管コンクリート複合杭部の内部コンクリートから前記頭部端版および固定端版を貫通して前記杭頭接合部内に延伸するフーチング結合用補強鉄筋の上方部分を前記外筒管と内筒管との間の鞘部空間に収納し、更に前記杭頭接合部の上端開口部に設置した保護カバーの周壁部に、前記杭頭接合部の外筒管の上端部をボルト結合により固定したことを特徴とする鋼管コンクリート複合杭。
前記杭頭接合部の外筒管と内筒管との間の鞘部空間に収納された前記フーチング結合用補強鉄筋の上端部を、前記鞘部空間の上方部に設置した保持部材で保持し固定する構成としたことを特徴とする請求項１記載の鋼管コンクリート複合杭。
前記杭頭接合部の鞘部空間の上方部に設置した前記保持部材を、前記杭頭接合部の上端開口部に設置した前記保護カバーの天版部下面に一体に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の鋼管コンクリート複合杭。