JP3729957B2 - 支持杭用キャップ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗り入れ構台を架設する際に、支持杭と桁受材との間に配置する支持杭用キャップに係り、特に、支持杭の埋設間隔のずれを補正することのできる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、建設現場等における掘削作業現場おいては、乗り入れ構台を架設し、該乗り入れ構台上にクレーンやパワーシャベル等を乗り入れて掘削作業を行う。このような乗り入れ構台を架設するためには、まず、掘削面に複数本の支持杭を打ちこみ、該支持杭の天端にＨ形鋼材からなる桁受材を載置して各支持杭間を渡すように架設し、更に、この桁受材の上側に該桁受材とは直交する方向に桁材を配置する。そして、この桁材の上面に復工板を敷設して重機が乗り入れられるようにしている。
【０００３】
以下、これを図１４に示す概略平面図を参照しながら説明すると、通常、Ｈ形鋼材からなる支持杭１０１は図示のように２列で複数本（図では４本）配設される。そして、短手方向に隣り合う支持杭１０１同士を連結するように、支持杭１０１の頂部には桁受材１０２が横架され、更に、長手方向に隣り合う支持杭１０１間を連結するように桁受材１０２の上面に桁材１０３が配置される構成とされている。
【０００４】
図１３は、支持杭１０１と桁受材１０２及び桁材１０３の接続状態の従来例を示す説明図であり、同図に示すようにＨ形鋼材からなる支持杭１０１の天端にはトッププレート１０１ａが溶接にて固定されており、該トッププレート１０１ａ上にはＨ形鋼材にて形成される桁受材１０２が載置され、ボルト・ナットにて連結固定されて２列に埋設された支持杭１０１間に渡されている。また、桁受材１０２の上面には該桁受材１０２と直交する方向にＨ形鋼材から成る桁材１０３が配置され、該桁材１０３の上面には複数枚の覆工板１０４が敷設されている。
【０００５】
このような乗り入れ構台を架設する手順を以下に示すと、まず、図１４の平面図に示すように、一定のピッチ（例えば、６ｍ間隔）で複数本の支持杭１０１を所定の深さまで打ち込む作業を行う。次いで、短手方向に桁受材１０２を配置し、更に長手方向を渡すように桁材１０３を配置する。
【０００６】
従って、長手方向の支持杭１０１の間隔が６ｍであるならば、桁材１０３として６ｍのＨ形鋼材を複数本用意しておけば良いことになる。ところが、掘削現場に埋設する複数本の支持杭１０１をすべて正確に６ｍ間隔で打ち込むことは至難の業であり、実際には±１００〜２００mm程度のずれが生じてしまう。また、トランシットやレベル計等の器具を使用して正確に６ｍピッチで打ち込むこともできなことはないが、乗り入れ構台の基礎を架設するためにこれほどの手間をかけることは現実的では無い。
【０００７】
このため、桁材１０３として用意した６ｍのＨ形鋼材を実際に配置する際に、接続誤差が発生してしまい、その都度長さを調整する作業（いわゆる、現場合わせ）が必要となる。また、桁材１０３として使用されるＨ形鋼材としては、通常、素材と規格材との２種類がある。ここで、規格材とは鋼材の寸法が正確に規定されているものであり、長さが６ｍという規格であれば、正確に６ｍの長さを有するものであり、一方、素材とは、ある程度の公差を有する寸法であり、６ｍと称する素材は、一般的には６ｍ±２５０mm程度の鋼材である。
【０００８】
ここで、上記したように、各支持杭１０１の間隔は正確に６ｍとなっているとは限らないので、寸法上ある程度の余裕を持つ必要があり、設計値（６ｍ）よりも若干長い桁材を用意しておく必要がある。従って、正確な寸法を有する規格材を使用することはこの場合得策とはいえず、精度が厳密で無い素材を使用する方がコスト的に有利である。このため、図１３に示すように、桁材１０３どうしのつなぎ目部分１０３ａにおいては素材を切断して長さを調整したのち、桁受材１０２との間でボルト・ナットにより締め付け固定した後、素材どうしの接続部分に矩形状の接続プレート１０５を溶接にて固定することにより、堅固に固定している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した如く従来における桁材１０３の架設方法では、現場合わせ作業により素材を切断して寸法を合わせる作業が必要となるので、スクラップが多く発生する。また、接続プレート１０５を溶接して素材間を堅固に固定しており、解体作業のときに溶接された接続プレート１０５を取り外すことは多くの労力を必要とするので、解体時にはこの接続プレート１０５の部分ごと素材を切断するのが通常である。従って、この部分もやはりスクラップとなってしまい、スクラップの量が更に増加することになる。また、解体後の素材は現場合わせしたことにより、当初の状態よりも長さが幾分短くなる場合もあり、この場合６ｍの素材として使用できたものがこの規格の範囲よりも短くなってしまい、次回使用するときには６ｍの素材として使用することができなくなり、５．５ｍあるいは５ｍの素材となってしまう。そして、同様の方法で使用し続けると素材は除々に短くなり、最後には素材全体がスクラップとなってしまうことになる。
【００１０】
この発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、支持杭の埋設間隔が正確でない場合においても、桁材を切断すること無く、従って多くの廃材がでることなく、且つ、容易に架設することのできる支持杭用キャップを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本願請求項１に記載の発明は、地中にＨ形鋼材からなる支持杭を埋設し、該支持杭上に桁受材及び桁材を施設する際に、前記支持杭と桁受材との間に配置される支持杭用キャップであって、略Ｔ字状に形成された２枚のプレートを互いに平行に配置し、該２枚のＴ字プレートの側部フラット辺間を渡すように２枚の側面プレートを固定して下部側を角筒形状に形成すると共に、該角筒形状の上端部に上面プレートを配置して角筒形状部分上面を閉塞してキャップ体とし、更に、前記２枚のＴ字プレートの上端辺を渡すように長方形状の天端プレートを配置したことが特徴である。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、前記キャップ体を構成する一方のＴ字プレート及び一方の側面プレートに前記支持杭固定用のボルト孔を穿設し、前記キャップ体内部の一方の側面プレート近傍に、該側面プレートと略平行に配置される押圧プレートを前記上面プレート上部にスライド移動可能に係止し、この押圧プレートの上部と側面プレートとの間には突出傾向に付勢される第１のスプリングを配置し、該押圧プレートの下部と側面プレートとの間には引張傾向に付勢される第２のスプリングを配置し、前記側面プレートのボルト孔からボルトを螺合して前記押圧プレートを内側に押し付けて前記支持杭のフランジ面縁部を押圧し、且つ、前記Ｔ字プレートのボルト孔からボルトを螺合させて支持杭のフランジ面を押圧することにより支持杭とキャップ体とを固定することを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記天端プレートの長辺部側方に、ボルト固定孔を穿設するための板材を固定したことを特徴とする。
【００１４】
上述の如く構成された本発明の支持杭用キャップによれば、支持杭の上端面をキャップ体の部分にて覆設し、Ｔ字プレートの上端面に配置された矩形状の天端プレートを用いて桁受材との接続を行う。この際、天端プレートは、縦方向（桁材の長手方向）に長く形成されているので、桁受材を一定の融通性をもって取り付けることができる。従って、素材（長さが正確に規定されていない材料）をその都度切断して長さを合わせる必要が無く、規格材（長さが正確に規定されている材料）を桁材として使用することができる。これにより、素材を切断する作業が無くなるので、スクラップ（廃材）がでなくなり、また、繰り返しの使用ができるようになるので、コスト的に極めて有利となる。
【００１５】
また、本発明の支持杭用キャップでは、キャップ体内に押圧プレートが配置され、該押圧プレートが第１のスプリングにより内側に押圧され、また、第２のスプリングにより外側に引き寄せられるので、該押圧プレートは下側が広がる袴形状となり、支持杭の上端部を挿入する際には、下側の広がった部分から容易に挿入することができ、且つ挿入後には第１のスプリングの付勢力により支持杭と一方の側面プレートが当接されるようになる。従って、この状態で側面プレート側及びＴ字プレート側のそれぞれの方向からボルトを螺合させることにより当該支持杭用キャップを支持杭の上端部に堅固に固定することができるようになる。
【００１６】
また、この支持杭キャップと桁受材との接続は、天端プレート側部に取り付けられた板材の適所にボルト孔を穿設し、該ボルト孔を利用してボルト・ナットにより固定されるので、解体時にはこの板材のみがスクラップとなるだけであり、この板材部分のみを交換すれば、繰り返して使用することができるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用された支持杭用キャップの一実施例の構成を示す斜視図であり、図２は正面図、図３は平面図、図４は側面図をそれぞれ示している。そして、この支持杭キャップは、乗り入れ構台等に打ち込まれる支持杭３１（図１参照）の頂部に覆設して桁受材の取り付け位置に一定の融通性を持たせることにより、支持杭３１の打ち込み間隔のずれを補正する目的で使用されるものである。
【００１８】
図１〜図４の各図に示されるように、この支持杭キャップは角部が円弧状切欠１ａ，２ａとされた２枚のＴ字プレート１，２をほぼ平行に配置し、円弧状切欠１ａ，２ａより下側のフラット辺１ｂ，２ｂ間を矩形状の側面プレート３，４にて連結し、溶接により堅固に固定することによりＴ字プレート１，２の下側部分を角筒形状とし、更に、この角筒形状の上面に上面プレート５を溶接にて固定することによりＴ字プレート１，２の下部が角筒形状のキャップ体として構成される。そして、後述するように、このキャップ体が支持杭３１の頂部に覆設されて固定されるようになっている。
【００１９】
２枚のＴ字プレート１，２の上端部には、上端辺どうしを渡すように長方形形状の天端プレート６が配置されており、更に、この天端プレート６の上面に加えられる荷重に対する強度を補強するために、天端プレート６と上面プレート５との間には補強プレート７が配置されている（図１，図２参照）。更に、天端プレート６の長辺部に沿って断面Ｌ字形状のアングル材８，９（板材）がそれぞれボルト・ナットにより締め付け固定されており、後述するようにこのアングル材８，９の適宜箇所にボルト孔を穿設することにより当該支持杭キャップと桁受材とを連結することができるようになっている。
【００２０】
また、一方のＴ字プレート１（または２）の、キャップ体を構成する部分には４箇所にボルト孔１０が穿設されており（図２参照）、各ボルト孔１０の外側にはナット１１が溶接により固定されている。また、一方の側面プレート３（または４）についても同様に４箇所にボルト孔１２が穿設されており（図４参照）、該ボルト孔の外側にはナット１３が溶接により固定されている。
【００２１】
図５は、図２におけるＡ−Ａ断面図を示しており、同図に示されるように上面プレート５の、側面プレート３側には２箇所に長孔１４が穿設されている。また、Ｔ字プレート１，２及び側面プレート３，４とにより囲まれるキャップ体の内部には、図１，図２に示されるように押圧プレート１５が配置されており、該押圧プレート１５の上端部の２箇所には図６の詳細図に示されるようにナット１６の側面が溶接により固定されている。そして、前記した上面プレート５の長孔１４に長ボルト１７を挿通させてナット１６に螺合することにより、押圧プレート１５が上面プレート５の下側にぶら下げられた状態とされている。
【００２２】
押圧プレート１５と側面プレート３との間は、第１のスプリング１８（図１，図６参照）及び第２のスプリング１９（図１，図４参照）が配設されており、上部側が第１のスプリング１８により連結され、下部側が第２のスプリング１９により連結されている。そして、第１のスプリング１８は、突起する傾向に付勢されるようなバネ定数を有しており、従って、この付勢力により押圧部材１５の上部側は図２の矢印「Ｘ」の方向に押しつけられるように力が作用する。一方、第２のスプリング１９は、第１のスプリング１８とは逆に、引張傾向に付勢されるようなバネ定数を有しているので、押圧部材１５の下側は矢印「Ｙ」の方向に引かれるように力が作用する。従って、押圧部材１５全体としては、下側が広がる袴形状に付勢されて上面プレート５に吊持された状態となる。
【００２３】
図７は、図４におけるＢ−Ｂ断面図を示しており、第２のスプリング１９の詳細な構成を示している。図示のように、第２のスプリング１９は側面プレート３に穿設された開口部２０及び押圧プレート１５に穿設された開口部２１を連通しており、先端部には係止片２２が固定されている。そして、この係止片２２が押圧プレート１５に固定されたアングル材２４に固定されている。このように構成する理由は、側面プレート３と押圧プレート１５との間隔が狭いため、一定のバネ定数を有するスプリングを２枚のプレート３，１５間に直接挿入することができないことによるものである。なお、図１、図４に示されるプレート材２５はブレース材を固定するための固定用部材として用いられるものである。
【００２４】
次に、上述の如く構成された本実施形態の作用について図８に示す模式図を参照しながら説明する。地面に打ち込まれた支持杭３１上に当該支持杭用キャップを取り付ける作業を行う際には、支持杭用キャップをクレーン等の重機にて吊持し、２枚のＴ字プレート１，２及び側面プレート３，４にて囲まれたキャップ体の中に支持杭３１が挿入されるように落とし込む。このとき、上記したように押圧プレート１５は下側が広がる袴形状に配置されているので、円滑に支持杭３１を挿入することができ、更に、第１のスプリング１８により押圧プレート１５が内側に押し付けられるので支持杭３１の左端３１ａと側面プレート４とが当接するようになる。
【００２５】
そして、この状態で、Ｔ字プレート１に穿設されたボルト孔１０（図２参照）から刃付きボルト３２を挿入し（図４参照）、ナット１１に螺合させて締め付けることにより支持杭３１の一方のフランジ面をＴ字プレート２側に押し付けて固定する。次いで、側面プレート３に穿設されたボルト孔１２（図４参照）から同様に刃付きボルト３３を挿入してナット１３に螺合させて締め付けると、押圧プレート１５は上面プレート５の長孔１４に係止されているので、内側にスライドすることができ、押圧プレート１５により支持杭３１が押しつけられて固定される。従って、図５に示されるように、支持杭３１は各刃付きボルト３２，３３にて締め付けられることにより、Ｔ字プレート２及び側面プレート４が連結されるコーナー部に寄せられて堅固に固定されることになる。
【００２６】
ここで、第１のスプリング１８を用いて押圧プレート１５を内側へ付勢させる理由についてより詳しく説明する。図９は、キャップ体内部に支持杭３１が挿入されたときの様子を模式的に示す説明図であり、いま、仮に第１のスプリング１８を使用しない場合には図９に示すように、支持杭３１はキャップ体の中央部に位置することになる。即ち、支持杭３１の左端３１ａは側面プレート４に当接されない状態となる。ここで、まず側面プレート３側から刃付きボルト３３を螺合して支持杭３１を側面プレート４側に押しつけた後、Ｔ字プレート１側から刃付きボルト３２を締め付けるように固定すれば、前記と同様に支持杭３１はキャップ体内部に堅固に固定されるようになる。ところが、初めにＴ字プレート１側から刃付きボルト３２を締め付け、その後、側面プレート３側から刃付きボルト３３を締め付ける手順で作業を行うと、一旦刃付きボルト３２にて支持杭３１のフランジ面３１ｂに締め付け固定した後に、押圧プレート１５を押しつけて支持杭３１のフランジ面３１ｂを側面プレート４側へスライドさせることになるので、この部分が緩む、あるいは破損してしまい、支持杭３１に対して当該支持杭用キャップを堅固に固定することができなくなる。
【００２７】
つまり、作業手順として側面プレート３側からボルト締め作業を行うようにすれば良いということになるが、実際に作業の現場でこの手順を守ることは困難であり、本実施形態における第１のスプリング１８は、このような不具合を解消するためのものであって、支持杭３１が支持杭用キャップ内に挿入されると同時に該支持杭３１の端部３１ａが側面プレート４側に押しつけられることにより、ボルト締め作業の順序によらず、確実に固定することができるようになっている。
【００２８】
そして、支持杭３１に当該支持杭用キャップが固定されると、次いで、図１０に示されるように、短手方向（図の紙面に垂直な方向）に隣り合う各支持杭３１間に桁受材３４を載置して固定する。この際、各桁受材３４間の間隔Ｌは、桁材３５を配置する間隔が規格材の長さとなるように設定する。つまり、いま支持杭３１の縦方向の間隔が６ｍである場合には（図１４参照）、６ｍ丁度、或いはズレの大きさに合わせて６．５ｍまたは５．５ｍの長さに設定する。そして、桁受材３４の位置が決定したところでアングル材８，９（図１参照）にボルト孔を穿設し、このボルト孔を利用して当該支持杭キャップと桁受材３４とを接続固定する。
【００２９】
ここで、桁材３５の長さの設定について図１１、図１２に示す模式図を参照しながら詳細に説明する。いま、天端プレート６の長辺部の長さを７００mmとし、桁受材３４の幅を４００mmとすると、図１１に示すように、桁受材３４を左端に置く場合（図中実線の部分）と右端に置く場合（図中点線の部分）とで、３００mmの融通性が存在することになる。一方、桁材３５は桁受材３４に対して直交するように配置されるので、通常は図１２（ａ）に示すように桁受材３４のウェブ面３４ａの位置に桁材３５の接続部分が来ることになる。
【００３０】
しかし、実際にはこの接続位置は中心から１００mm以内であれば、桁受材をスティフナープレート等で補強し、且つ桁材のせん断強度以上の強度を保有するように接続すれば強度的に問題無い。即ち、図１２（ｂ）に示すように中心位置から１００mmずれた位置に接続部分がきても強度的に十分耐えることができる。従って、この部分で左右１００mmづつ、合計２００mmの融通性が存在することになり、前記の３００mmに加算すると全体で５００mmの融通性が存在することになる。この結果から、長さが５００mm刻みである５．５ｍ、６ｍ、６．５ｍの規格材を使用すれば、必ず接続することができるということになる。
【００３１】
つまり、本実施形態の支持杭用キャップを使用すれば、通常５００mm刻みで存在する規格材を桁材３５として使用することができるので、従来のように素材（長さが正確に規定されていない材料）を使用してその都度現場合わせを行う必要が無く、鋼材を切断する等の作業を行う手間を省くことができる。また、桁受材３４を固定するためのアングル材８，９を交換すれば、この支持杭キャップを繰り返して何度も使用することができ、アングル材８，９のみがスクラップとなるだけであるので、従来と比較してスクラップの量が著しく少なくなる。これにより、作業性が向上するばかりでなく、コストの削減にも大きく貢献することができる。
【００３２】
更に、図１３に示した如くの、支持杭１０１の天端にトッププレート１０１ａを溶接するという手間を省くことができるので、作業性が向上する。また、この支持杭キャップにはブレース取り付け用のプレート材２５が取り付けられているので、該プレート材２５を使用することによりブレースの取付が容易となる。
【００３３】
なお、本実施形態では、天端プレート６の長辺の長さを７００mm、桁受材３４の幅を４００mmとして説明したが、本発明はこの寸法に限定されるものでは無く、強度的な裏付けがあれば各種寸法に適応できるものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の支持杭キャップによれば、桁受材を載置する部位を天端プレートの長辺方向に適宜ずらすことにより、桁材の間隔を所定距離に合わせることができるので、予め寸法が正確に設定されている規格材を桁材として使用することができるようになり、繰り返し使用することができるようになる。また、従来のように素材を切断して距離を合わせる作業が無くなるので、作業性が向上し、且つ、素材を切断することによるスクラップがでないのでコスト的にも極めて有利となる。
【００３５】
また、桁受材と支持杭キャップとの接続は、天端プレートの側部に配置された板材（アングル材８，９にボルト孔を穿設して、ボルト・ナットにて固定するようにしているので、解体時にはこの板材のみをスクラップとし、新しいものに取り換えれば繰り返し使用することができる。
【００３６】
更に、押圧プレートが第１のスプリングにより内側に押しつけられることにより、支持杭を挿入した際には、該支持杭は一方の側面プレート側に当接されるので、Ｔ字プレート側及び側面プレート側のそれぞれからボルトを螺合して堅固に固定することができる。また、従来行われていた支持杭の天端にトッププレートを溶接するという作業を省略することができるので作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用された支持杭用キャップの一実施形態の構成を示す斜視図。
【図２】 図１に示した支持杭用キャップの正面図。
【図３】 図１に示した支持杭用キャップの平面図。
【図４】 図１に示した支持杭用キャップの側面図。
【図５】 図２に示した支持杭用キャップのＡ−Ａ断面図。
【図６】 図２に示した支持杭用キャップの「Ｃ」部詳細図。
【図７】 図４に示した支持杭用キャップのＢ−Ｂ断面を示しており、第２のスプリングの詳細な構成を示す説明図。
【図８】 支持杭の上端部に支持杭用キャップを覆設する様子を模式的に示す説明図。
【図９】 支持杭を刃付きボルトにて固定する様子を示す説明図。
【図１０】 支持杭キャップと桁受材及び桁材との接続の様子を示す説明図。
【図１１】 支持杭用キャップの天端プレートの長さと桁受材の幅との関係を示す説明図。
【図１２】 桁受材と桁材との位置関係を示す説明図。
【図１３】 従来における支持杭と桁受材及び桁材との連結の様子を示す説明図。
【図１４】 乗り入れ構台における一般的な支持杭、桁受材、桁材の配置関係を平面的に示す説明図。
【符号の説明】
１，２ Ｔ字プレート
１ａ，２ａ 円弧状切欠
１ｂ，２ｂ フラット辺
３，４ 側面プレート
５ 上面プレート
６ 天端プレート
７ 補強プレート
８，９ アングル材（板材）
１０，１２ ボルト孔
１１，１３ ナット
１４ 長孔
１５ 押圧プレート
１６ ナット
１７ 長ボルト
１８ 第１のスプリング
１９ 第２のスプリング
２０，２１ 開口部
２２ 係止片
２４ アングル材
２５ プレート材
３１ 支持杭
３２，３３ 刃付きボルト
３４ 桁受材
３５ 桁材

Claims (3)

1. 地中にＨ形鋼材からなる支持杭を埋設し、該支持杭上に桁受材及び桁材を施設する際に、前記支持杭と桁受材との間に配置される支持杭用キャップであって、
   略Ｔ字状に形成された２枚のプレートを互いに平行に配置し、該２枚のＴ字プレートの側部フラット辺間を渡すように２枚の側面プレートを固定して下部側を角筒形状に形成すると共に、該角筒形状の上端部に上面プレートを配置して角筒形状部分上面を閉塞してキャップ体とし、更に、前記２枚のＴ字プレートの上端辺を渡すように長方形状の天端プレートを配置したことを特徴とする支持杭用キャップ。
2. 前記キャップ体を構成する一方のＴ字プレート及び一方の側面プレートに前記支持杭固定用のボルト孔を穿設し、前記キャップ体内部の一方の側面プレート近傍に、該側面プレートと略平行に配置される押圧プレートを前記上面プレート上部にスライド移動可能に係止し、
   この押圧プレートの上部と側面プレートとの間には突出傾向に付勢される第１のスプリングを配置し、該押圧プレートの下部と側面プレートとの間には引張傾向に付勢される第２のスプリングを配置し、
   前記側面プレートのボルト孔からボルトを螺合して前記押圧プレートを内側に押し付けて前記支持杭のフランジ面縁部を押圧し、且つ、前記Ｔ字プレートのボルト孔からボルトを螺合させて支持杭のフランジ面を押圧することにより支持杭とキャップ体とを固定することを特徴とする請求項１記載の支持杭用キャップ。
3. 前記天端プレートの長辺部側方に、ボルト固定孔を穿設するための板材を固定したことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の支持杭用キャップ。

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