JP3466724B2 - 節付き既製杭 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は構造物を支持し、その
荷重を地盤に伝達するための杭基礎の１つである既製杭
に関する。さらに詳細には、所要の先端支持力を必要に
応じて簡単な手法で増大させることができる節付き既製
杭に関する。

【０００２】

【従来の技術】杭基礎は杭の種類により、既製杭基礎、
場所打ち杭基礎及びその他の杭基礎に大別される。この
うち、既製杭基礎は工場等で製造されたコンクリート
杭、鋼管杭等の既製杭を、打ち込み工法や埋め込み工法
により地盤に沈設して築造される基礎である。この既製
杭基礎は工場等で製造されるので、断面寸法が保証さ
れ、全体工期が短くなり、施工管理も容易であるという
利点があり、従来数多く施工されている。

【０００３】一般に、既製杭の支持力は先端支持力と周
面摩擦力とによって決定される（この支持力機構により
既製杭は、支持杭と摩擦杭とに分類される）。このう
ち、先端支持力は、杭の先端断面積と地盤の支持力との
積によって決定される。

【０００４】従来、既製杭の先端支持力を増大させたも
のとして、いわゆるＳＴ杭（Ｓｔｅｐ Ｔａｐｅｒ Ｐ
ｉｌｅｓ）が知られている。これは、杭本体の先端部に
杭本体の外径よりも大径の拡大部を設け、先端断面積を
増大させることにより、先端支持力を増大させたもので
ある。拡大部は杭本体と一体に成形するか、あるいは別
途成形して杭本体に取付けられる。

【０００５】しかしながら、拡大部を一体成形した場
合、杭形状及び先端断面積がその杭固有のものとして定
まってしまい、専用の型枠が必要になる等、製造上汎用
性に乏しく、コストアップになる。また、杭の必要本数
は、構造物の全体荷重を杭の支持力で除して算出され、
拡大部付きの杭と拡大部のないストレート杭の本数をそ
れぞれ割り出して工場等から搬送されるが、現場で数量
が合わなくなる場合が生じると、追加搬送されるまで工
事をストップせざるを得ない等の問題があった。

【０００６】一方、拡大部を杭本体と別途成形した場合
は、種々の外径形状の拡大部を製造しておくことによ
り、杭の必要本数の端数に対応することができ、製造上
汎用性に富んだものとなる。しかしながら、拡大部の取
付けに際し、拡大部の端面と杭本体の端面とを突合わ
せ、溶接等の手段により両者を接続するので、作業が面
倒である。したがって、この接続作業はほとんどの場合
工場においてなされるが、かかる場合は上記した問題を
回避できない。

【０００７】ところで、従来、特殊形状の既製杭の１つ
として、図７に示すような節付きコンクリート杭が知ら
れている。この節付きコンクリート杭１１は、杭本体１
２の外周に間隔を置いて複数の節部１３を形成したもの
である。この節付きコンクリート杭１１によれば、節部
１３の下面が地盤を側方に押し出す作用があるので、杭
周囲の地盤のせん断抵抗を増大させることができる。

【０００８】他方、先端支持力の観点からみると、先端
支持力は図７に示すように杭本体１２の底面と節部１３
の下面とが、杭上部からの荷重の反作用としての地盤か
らの力を受け止めることにより発揮される。

【０００９】しかしながら、節付きコンクリート杭１１
において、荷重はまず杭本体１２の底面で支持され、次
に節部１３の下面で支持されると考えられる。すなわ
ち、杭本体１２の底面と節部１３の下面とは、同時に支
持力を発揮しない。このため、設計上、先端支持力を節
部１３の断面積で計算することができないことがある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目
的を達成するものである。

【００１１】この発明の目的は、簡単な手法で杭先端支
持力を増大させた節付き既製杭を提供することにある。

【００１２】

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を達
成するために、次のような手段を採る。

【００１４】すなわちこの発明は、杭本体の外周にその
軸線方向に間隔を置いて複数の節部が形成された節付き
既製杭であって、前記杭本体の先端部外周に、先端支持
力を増大させるための所定の断面積を有するソケット部
材を、その上端面が前記節部の下面に整合するように内
周面全体に亘って嵌着してなる節付き既製杭にある。

【００１５】前記ソケット部材がコンクリート又はモル
タルからなる。

【００１６】前記ソケット部材の内周面及び外周面の少
なくとも一方が金属材で被覆されている。

【００１７】前記ソケット部材がその内周と、前記杭本
体の先端部外周との間に介在された接着材により前記杭
本体の先端部に固着されている。

【００１８】前記ソケット部材が止め具により前記杭本
体の先端部に固着されている。

【００１９】前記止め具が前記ソケット部材と前記杭本
体とを相対的に変位させる方向に前記ソケット部材に作
用する所定の荷重により破断する強度を有している。

【００２０】

【００２１】前記ソケット部材及び前記節部の各外径が
略等しくなっている。

【００２２】

【作用】杭本体の先端部外周にソケット部材を嵌着する
ことにより、先端部の断面積が増大し、杭の先端支持力
が増大する。支持力を増大させる手段が杭本体の先端部
に嵌まり合うソケット部材であるので、杭本体の先端部
と重なり合う面積を大きくとることができ、接着材を用
いてあるいはボルトやピンを所望の位置に配置すること
により、両者は簡単に固着される。

【００２３】

【実施例】この発明の実施例を図面を参照しながら以下
に説明する。

【００２４】図１はこの発明の一実施例を示し、（ａ）
はソケット部材を一部破断した正面図、（ｂ）はソケッ
ト部材を杭本体に取付けた状態の正面図である。この実
施例及び以下の各実施例は、この発明を節付き杭に適用
したものである。

【００２５】節付き杭１は従来と同様に、遠心成形法に
よって成形されたコンクリート杭であり、中空の杭本体
２と、この杭本体２の外周に軸線方向に間隔を置いて設
けられた複数の節部３とを有している。杭本体２の上下
端には、杭どうしを継ぎ足すための鋼製の端板４（図に
は一方のみを示す）が設けられている。

【００２６】ソケット部材５は上端が開放し、下端に底
板６を有する中空の筒状部材である。ソケット部材５
は、節付き杭１の杭本体２の断面形状が円形であるの
で、これに対応して内周面が円筒形となっている。杭本
体２の断面形状が多角形である場合は、ソケット部材５
の内周面を角筒形のものとすることができる。ソケット
部材５の外径は、この実施例では節部３の外径と等しく
なっている。

【００２７】ソケット部材５の上端には、節部３の下部
テーパ面３ａと整合するテーパ面７が形成されている。
ソケット部材５は、この実施例ではコンクリートで作ら
れているが、鋼材等の金属材料で成形してもよい。

【００２８】ソケット部材５は、杭本体２の先端部すな
わち節部３の下部テーパ面３ａ及び節部３よりも下方の
杭本体部分２ａの外周に嵌め込まれ、固着される。ソケ
ット部材５と杭本体２ａとの固着には、この実施例では
接着材８が用いられている。接着材８としては、セメン
トモルタルが用いられるが、他の接着材例えばエポキシ
系樹脂、ポリウレタン系樹脂を用いてもよい。

【００２９】接着材８はソケット部材５の内周面及び杭
本体２の外周面の双方、又はいずれか一方に塗布され、
ソケット部材５及び杭本体２間に介在されるこの接着材
８により両者が一体化される。

【００３０】上記のようにしてソケット部材５が取付け
られた節付き杭１は、先端部の断面積が増大し、先端支
持力が増大する。また、テーパ面３ａ，７によって節部
３の下面とソケット部材５の上端面とを整合させ、かつ
ソケット部材５の外径を節部３の外径と等しくすること
により、ソケット部材５の上端が節部３に係止し、杭先
端部に関しては従来のＳＴ杭と同様の形状となり、した
がってＳＴ杭と同様の効果が期待できる節付き杭が得ら
れる。

【００３１】杭本体２の先端は砂利、土砂等が侵入しな
いように、通常、端板４で閉鎖されている。したがっ
て、ソケット部材５には底板６を必ずしも設けなくとも
よい。なお、この杭１の施工方法は従来の節付き杭と同
様であり、打込み工法又は埋め込み工法が適用される。

【００３２】図２はこの発明の別の実施例を示し、
（ａ）はソケット部材を一部破断した正面図、（ｂ）は
横断面図である。ソケット部材５は、それぞれ底板９
ａ，１０ａを有する内筒部材９及び外筒部材１０間の間
隙にコンクリート１４を充填し、硬化させて作られてい
る。内筒部材９及び外筒部材１０は、いずれも鋼材等の
金属材からなっている。

【００３３】すなわち、コンクリート１４はその内外周
面が鋼材等で被覆されている。このようなソケット部材
５によれば、次のような利点がある。杭に軸線方向の荷
重が加わると、杭には同方向に圧縮応力が作用し、その
結果杭に周方向の膨脹力が作用する。この膨脹力は内筒
部材９及び外筒部材１０によって受け止められ、杭の変
形、破損が防止される。

【００３４】杭の周方向の膨脹力に対抗させるために
は、内筒部材９及び外筒部材１０の少なくとも一方を設
ければよい。なお、内筒部材９及び外筒部材１０間に
は、コンクリートに代えて、モルタルを充填してもよ
い。

【００３５】図３はソケット部材の種々の変形例を示し
ている。（ａ）は外形形状を截頭円錐形としたソケット
部材５を示している。（ｂ）は下部に外周が球面形状の
膨大部１５を設けたソケット部材５を示している。図３
に示すソケット部材５は、いずれも図１、２に示したも
のよりも底部の断面積が大きくなっている。このよう
に、種々の形状を採用することにより、要求される先端
支持力に簡単に対応することができる。

【００３６】図４はこの発明のさらに別の実施例を示
し、（ａ）はソケット部材の一部破断した正面図、
（ｂ）はソケット部材を杭本体に取付けた状態の正面図
である。この実施例は、ソケット部材５を止め具である
複数のボルト１６によって杭本体２に固着するようにし
たものである。

【００３７】すなわち、ソケット部材５の下端には鋼板
等の金属板からなる底板１７が設けられている。ボルト
１６は底板１７に設けられた孔１８に挿通されたうえ、
杭本体２の端板４に止着される。

【００３８】図５はこの発明のさらに別の実施例を示
し、杭を地盤中に沈設した状態の断面図である。この実
施例は、杭の沈設までの間、ソケット部材５を止め具で
ある複数のシャーピン１９によって杭本体２に一時的に
固着するようにしたものである。

【００３９】杭本体２及びソケット部材５の周壁には、
互いに整合する孔２０，２１がそれぞれ設けられ、これ
らの孔２０，２１にシャーピン１９が挿入されることに
より杭本体２とソケット部材５とが一体化される。

【００４０】杭の沈設後、杭本体２の内部にドロップハ
ンマ２２が挿入され、端板４に設けた開口２６を介して
ソケット部材５が杭本体２の軸線方向に打撃される。こ
の打撃によりシャーピン１９が破断し、ソケット部材５
が杭本体２に対し変位可能となる。

【００４１】すなわち、ドロップハンマ２２の荷重がソ
ケット部材５を介して地盤に与えられ、これにより地盤
が締め固められ、地盤の支持力を増大させることができ
る。その際、ドロップハンマ２２は地盤内のソケット部
材５のみを打撃するため、騒音、振動レベルを低く抑え
ることができる。

【００４２】図６はこの発明のさらに別の実施例を示す
正面図である。この実施例は前記実施例のシャーピンに
代えて、別の止め具を用いた実施例である。すなわち、
止め具は、杭本体２を取巻きかつ節部３に係止するフー
プ２３と、ソケット部材５の外周に設けられた複数のピ
ン２４と、フープ２３及びピン２４間を連結する懸吊部
材２５とで構成されている。

【００４３】フープ２３及び懸吊部材２５は、いずれも
鋼線等の金属線材からなっている。この実施例も前記実
施例と同様に、ソケット部材５がドロップハンマの打撃
を受けると、フープ２３及び懸吊部材２５の一方又は双
方が切断し、ソケット部材５の変位により地盤を締め固
めることができる。

【００４４】［その他の実施例］ 以上この発明を説明してきたが、この発明は実施例にの
み限定されるものではなく、その本質から逸脱しない範
囲で以下に示すような種々の変更が可能である。

【００４５】

【００４６】ソケット部材は１つのピースになっている
ものが示されているが、軸線方向に２つ割りあるいはそ
れ以上に分割して、複数のピースで構成してもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、要求に
応じて杭先端支持力を簡単に増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例を示し、（ａ）はソ
ケット部材を一部破断した正面図、（ｂ）はソケット部
材を杭本体に取付けた状態の正面図である。

【図２】図２はこの発明の別の実施例を示し、（ａ）は
ソケット部材を一部破断した正面図、（ｂ）は横断面図
である。

【図３】図３はソケット部材の種々の変形例を示す断面
図である。

【図４】図４はこの発明のさらに別の実施例を示し、
（ａ）はソケット部材を一部破断した正面図、（ｂ）は
ソケット部材を杭本体に取付けた状態の正面図である。

【図５】図５はこの発明のさらに別の実施例を示し、杭
を地盤中に沈設した状態の断面図である。

【図６】図６はこの発明のさらに別の実施例を示す正面
図である。

【図７】図７は従来の一般的な節付き杭を示す正面図で
ある。

【符号の説明】

１…節付き杭 ２…杭本体 ３…節部 ３ａ…下部テーパ面 ５…ソケット部材 ７…テーパ面 ８…接着材 ９…内筒部材 １０…外筒部材 １６…ボルト １９…シャーピン ２３…フープ ２４…ピン ２５…懸吊部材

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】杭本体の外周にその軸線方向に間隔を置い
   て複数の節部が形成された節付き既製杭であって、 前記杭本体の先端部外周に、先端支持力を増大させるた
   めの所定の断面積を有するソケット部材を、その上端面
   が前記節部の下面に整合するように内周面全体に亘って
   嵌着してなる節付き既製杭。
2. 【請求項２】前記ソケット部材がコンクリート又はモル
   タルからなることを特徴とする請求項１記載の節付き既
   製杭。
3. 【請求項３】前記ソケット部材の内周面及び外周面の少
   なくとも一方が金属材で被覆されていることを特徴とす
   る請求項２記載の節付き既製杭。
4. 【請求項４】前記ソケット部材がその内周と、前記杭本
   体の先端部外周との間に介在された接着材により前記杭
   本体の先端部に固着されていることを特徴とする請求項
   １、２又は３記載の節付き既製杭。
5. 【請求項５】前記ソケット部材が止め具により前記杭本
   体の先端部に固着されていることを特徴とする請求項
   １、２又は３記載の節付き既製杭。
6. 【請求項６】前記止め具が前記ソケット部材と前記杭本
   体とを相対的に変位させる方向に前記ソケット部材に作
   用する所定の荷重により破断する強度を有していること
   を特徴とする請求項５記載の節付き既製杭。
7. 【請求項７】前記ソケット部材及び前記節部の各外径が
   略等しいことを特徴とする請求項６記載の節付き既製
   杭。