JP4175225B2 - フーチング構造体及びその施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、橋脚等の土木・建築構造物の基礎部分に用いるフーチング構造体、及び、その施工方法に係り、特に、杭間隔が短く、ＲＣコンクリート製のフーチングでは配筋が困難な場合、あるいは、短期施工化を追求する場合に、経済性の高いフーチング構造体、及び、その施工方法に関する。

図１６に例示する如く、鋼製やＲＣコンクリート製橋脚１２などの土木構造物は、その下端がフーチング部分１４を設けた基礎上に立設され、更にこの基礎は支持杭１０で支持される。

このような橋脚等の土木構造物の基礎部分に用いるフーチング構造体のうち、（１）鋼製（又はコンクリート製）橋脚＋コンクリートフーチング＋杭のタイプのものとして、特許文献１や２が知られている。特許文献１に記載されたフーチングは、図１４に示した如く、鋼製橋脚１２と杭１０の間にコンクリートフーチング１４が設けられ、その中に鉄筋１６が配筋されている。

又、（２）鋼製橋脚＋鋼製フーチング＋杭のタイプのものとして、非特許文献１や非特許文献２が知られている。

更に、（３）構成橋脚＋鋼とコンクリートの合成フーチング＋杭のタイプのものとして、非特許文献３乃至５が知られている。

又、フーチングと杭の接続に関しては、両者を鋼管を介して接続するものが、特許文献３乃至５に記載されている。

特開平８−２６９９１２号公報 特許第２９７９１１４号公報 特開２００１−１５９１４２号公報 特開２００２−４２９８号公報 特開２００２−５４１５８号公報 「コンクリート充填鋼合成門形橋脚の工事報告」サクラダ技報Ｎｏ．１１、１〜３頁 「ＱＣＩＢ工法パンフレット」ＪＦＥ、鴻池 「ＳＭＯＯＴＨ工法パンフレット」川田工業株式会社 「みつき橋工法パンフレット」三井造船・西松建設 「ＱＳ工法パンフレット」株式会社宮地鉄工所・東急建設株式会社

しかしながら、（１）のコンクリートフーチングを用いる場合には、次のような問題がある。

ａ．杭１０とフーチング１４とをフーチング本体の内部で接合するため、フーチング内で鉄筋１６が輻輳し、配筋が困難である。

ｂ．フーチング１４内に鉄筋１６が輻輳するため、コンクリート橋脚１２中の主鉄筋をフーチング１４内で定着するのが困難である。

ｃ．現地で鉄筋１６を配筋しなければならないため、施行期間が長くなる。

又、（２）の鋼製フーチングを用いる場合には、次のような問題がある。

ａ．フーチングの剛性を鋼材のみで確保するため、高コストとなる。

ｂ．鋼材が土中に露出しているため、腐食し易い。

更に、（３）の合成フーチングを用いる場合にも、次のような問題がある。

ａ．フーチングから杭への力の伝達機構が明確でない。

ｂ．充填コンクリートが鋼セル毎に分離しているため、コンクリートの施工性が悪く、且つ、コンクリートの分担力が小さい。

ｃ．鋼製部が大型の一体物であるため、現地までの運搬が困難である。

ｄ．鋼製部が大型の一体物であるため、全ての杭の施工が終了した後でなければフーチングを施工できず、しかも、杭の施工誤差を吸収することが困難である。

又、フーチングと杭を、鋼管を介して接続するものは、別体の接続用鋼管が必要である。

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、別体の接続用鋼管が不要であり、杭間隔が短く、ＲＣコンクリート製のフーチングでは配筋が困難な場合、あるいは、短期間施工化を追及する場合に、経済性の高いフーチング構造体、及び、その施工方法を提供することを課題とする。

本発明は、構造体脚と、フーチングと、杭とからなるフーチング構造体であって、前記フーチングを杭に嵌め込まれる形式とし、前記構造体脚をＲＣコンクリート製構造体脚とし、且つ、該ＲＣコンクリート製構造体脚と前記フーチングがＲＣコンクリート製構造体脚の主鉄筋をフーチング内で定着するようにして、前記課題を解決したものである。

又、前記杭の少くとも頭部を鋼製とし、且つ、該鋼製頭部を備えた鋼製杭又は鋼管コンクリート杭と前記フーチングとを溶接接合したものである。

又、前記杭の少くとも頭部を鋼製とし、且つ、該鋼製頭部を備えた鋼製杭又は鋼管コンクリート杭と前記フーチングとを杭頭部の外周あるいは内周に設置したずれ止め（鉄筋、スタッド、フラットバー、アンブル等、ずれ止め（せん断キー）となる突起の全て）によって接合したものである。

又、前記杭をＲＣコンクリート製とし、且つ、該ＲＣコンクリート製杭と前記フーチングとがＲＣコンクリート製杭の主鉄筋をフーチング内で定着して接合されるようにしたものである。

本発明は、又、突起付きＨ形鋼を接合した杭挿入部と、上フランジ、下フランジ、及び、孔が形成されたウェブを接合したＩ形断面を交差させた鋼殻スケルトンとが、該鋼殻スケルトンの下フランジで接合されてなる鋼部材を予め工場で製作し、現地で、杭施行毎に前記鋼部材の杭に嵌め込まれる部分を杭頭に差し込み、杭頭部のコンクリート打設によって杭と一体化する工程を杭本数分繰り返した後、隣り合う鋼部材の上フランジ同士及び下フランジ同士をボルト接合することによって複数本の杭上に格子状に接合したＩ形断面鋼部材が一体化された状態とした後、鋼部材ウェブの上下端の孔に鉄筋を挿通することによってフーチング構造体の上面及び下面に格子鉄筋を配筋し、その後、前記鋼部材全体を被覆するようにコンクリートを打設することを特徴とするフーチング構造体の施工方法を提供するものである。

本発明によれば、杭とフーチングの接続が容易であり、フーチングを他の場所で作って来れるため、杭間隔が短く、ＲＣコンクリート製のフーチングでは配筋が困難な場合、あるいは、短時間施工化を追及する場合においても、経済性の高いフーチング構造体が施工できる。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明に係るフーチング構造体の実施形態であり、１０は杭、１３は構造体脚、Ｆはフーチング、Ｇは地盤である。図２乃至図１０は、前記フーチング構造体の施工手順であり、図２乃至図４にそれぞれ示す施工手順１〜３を工場で予め行ない、図５〜図１０にそれぞれ示す施工手順４〜９を現地で行なう。

具体的には、まず図２に示す施工手順１において、突起付きＨ形鋼２２を間隔をあけて４本接合して杭１０への挿入部２０を構成する。

次いで図３に示す施工手順２において、上フランジ３２、下フランジ３４及びウェブ３６を溶接したＩ形断面を十字に交差させた鋼殻スケルトン３０を構成し、交差させた交点部近傍の下フランジ３４直下に前記杭挿入部２０を接合する。ここで、ウェブ３６には、鋼殻スケルトン３０を後出被覆コンクリート４６（図９参照）と一体化させるための孔３６ａが複数個設けられている。

次いで図４に示す施工手順３で、前記杭挿入部２０の突起付きＨ形鋼２２からの伝達力を鋼殻スケルトン３０に適切に流すための補剛材４０を設置する。

ここまでが予め工場で行なわれる。

次いで現地に移り、図５に示す施工手順４で、杭１０を杭頭部を残して施工した後に、鋼殻スケルトン３０の杭挿入部２０を杭頭部に上方から差し込み、コンクリートを充填して一体化する。

次いで、図６乃至図８に示す手順５乃至７において、図５と同様の手順を杭４本分繰り返し、鋼殻スケルトン３０の上下フランジ３２、３４を添接板４２によってボルト結合する。

次いで、図９に示す施工手順８で、ウェブ３６の上下端の孔３６ａに鉄筋を挿通することによって、フーチングＦの上面、下面に格子鉄筋４４ａ、４４ｂを配筋し、鋼殻スケルトン３０全体を被覆するようにコンクリート４６を打設する。

次いで、図１０に示す施工手順９において、構造体脚１３がコンクリート製の場合は、鋼殻スケルトン３０の格子内に構造体脚１３の主筋を定着させることによって、フーチングＦと構造体脚１３を一体化させる。一方、構造体脚１２が鋼製の場合は、Ｉ形断面鋼部材（３０）の上フランジ３２上にウェブ位置を合わせて、鋼製構造体脚１３を構成する矩形断面を溶接、あるいはボルト結合によって立ち上げる。

図１１、図１２、及び図１３に、それぞれ本発明の実施形態を具備するフーチング構造体の図１２のＡ−Ａ線に沿う水平断面図、図１１のＢ−Ｂ線に沿う垂直断面図、及び、図１１のＣ−Ｃ線に沿う垂直断面図を示す。図において、１１は、杭１０の主鉄筋である。

本実施形態においては、杭１０とフーチングＦとを、フーチング本体の外側で接合しているので、フーチング内で鉄筋が輻輳しない。従って、コンクリート橋脚中の主鉄筋をフーチング内で無理なく定着できる。

又、鋼殻スケルトン３０のウェブ３６の孔３６に上下面鉄筋４４ａ、４４ｂを貫通させることにより、鉄筋の位置決めが一義的に決定でき、施工性が向上する。

又、鋼とコンクリートの合成構造であるため、同じ寸法でＲＣコンクリート製のフーチングよりも大きな剛性を得ることができる。

又、鋼材がコンクリート４６で被覆されているため、防食性に優れている。

又、杭１０とフーチングＦとの接合部材に突起付き鋼材２２を用いているので、コンクリート杭、鋼管コンクリート杭の双方の杭において、フーチングＦから杭１０へ力を伝達させることができる。なお、杭とフーチングのずれ止めは突起付き鋼材２２に限定されず、杭頭部の外周あるいは内周に設置した、鉄筋、図１４に例示するスタッド５０、図１５に例示するフラットバー５２、アンブル等、ずれ止め（せん断キー）となる突起の全てを含む。

又、鋼殻スケルトン３０のウェブ３６に孔３６ａを設けることにより、鋼殻スケルトン３０と被覆コンクリート４６を一体化でき、且つ添接板無しでウェブ同士を接合できる。

又、Ｉ形断面鋼同士を現地でボルト接合できるため、部材片を大きくでき、運搬し易い。更に、杭施工毎に段階的にＩ形断面鋼と杭とを一体化できる。

又、鋼殻スケルトン３０の格子形状を構造体脚１３の断面寸法と一致させることにより、鋼製構造体脚１３からの力の伝達が効率的に行なえる。

なお、前記実施形態では、接合がボルト接合とされていたが、例えば溶接による接合であっても良い。

本発明の実施形態に係る橋梁の諸源については、対象となる構造物の種類や規模等に応じて種々異なるが、図１〜図１３の構成における寸法の一例を示せば、次のとおりである。

フーチングＦの寸法は３ｍ×４ｍ×３ｍ、コンクリート製構造体脚１３の断面は２ｍ×１．５ｍ、フーチングＦ内の鋼殻スケルトン３０の格子間隔は、構造体脚１３の断面より大きくした２．５ｍ×２ｍ間隔とする。鋼殻スケルトン３０の下面に設置する突起付きＨ形鋼２２の寸法及び本数は、１格子点当り３００ｍｍ×３００ｍｍ×６００ｍｍ及び４本であり、４本の突起付きＨ形鋼２２は、コンクリートとの付着力を確保するため、４０ｍｍ以上間隔をあける。杭１０の径は１．５ｍである。鋼殻スケルトン３０の上下フランジ３２、３４は、幅０．３ｍ、板厚２５ｍｍで、ウェブ３６の板厚は１６ｍｍ、孔３６ａの径は２００ｍｍであり、上面・下面鉄筋４４ａ、４４ｂには、Ｄ２５を用いることができる。

本発明に係るフーチング構造体の全体構成を示す略図 前記フーチング構造体の施工手順１を示す斜視図 同じく施工手順２を示す斜視図 同じく施工手順３を示す斜視図 同じく施工手順４を示す斜視図 同じく施工手順５を示す斜視図 同じく施工手順６を示す斜視図 同じく施工手順７を示す斜視図 同じく施工手順８を示す斜視図 同じく施工手順９を示す斜視図 本発明に係るフーチング構造体の実施形態の図１２のＡ−Ａ線に沿う水平断面図 同じく図１１のＢ−Ｂ線に沿う垂直断面図 同じく図１１のＣ−Ｃ線に沿う垂直断面図 同じくずれ止め用スタッドの例を示す斜視図 同じくずれ止め用フラットバーの例を示す斜視図 従来のフーチング構造体の概略図

符号の説明

Ｆ…フーチング
Ｇ…地盤
１０…杭
１１…杭の主鉄筋
１３…構造体脚
２０…杭挿入部
２２…突起付きＨ形鋼
３０…鋼殻スケルトン
３２…上フランジ
３４…下フランジ
３６…ウェブ
３６ａ…孔
４０…補剛材
４２…添接板
４４ａ、４４ｂ…鉄筋
４６…被覆コンクリート
５０…スタッド
５２…フラットバー

Claims (5)

1. 構造体脚と、フーチングと、杭とからなるフーチング構造体であって、前記フーチングが杭に嵌め込まれる形式であり、
   前記構造体脚がＲＣコンクリート製構造体脚であり、且つ、該ＲＣコンクリート製構造体脚と前記フーチングがＲＣコンクリート製構造体脚の主鉄筋をフーチング内で定着していることを特徴とするフーチング構造体。
2. 請求項１に記載のフーチング構造体であって、前記杭の少なくとも頭部が鋼製であり、且つ、該鋼製頭部を備えた鋼製杭又は鋼管コンクリート杭と前記フーチングとが溶接接合されていることを特徴とするフーチング構造体。
3. 請求項１に記載のフーチング構造体であって、前記杭の少なくとも頭部が鋼製であり、且つ、該鋼製頭部を備えた鋼製杭又は鋼管コンクリート杭と前記フーチングとが杭頭部の外周あるいは内周に設置したずれ止めによって接合されていることを特徴とするフーチング構造体。
4. 請求項１に記載のフーチング構造体であって、前記杭がＲＣコンクリート製であり、且つ、該ＲＣコンクリート製杭と前記フーチングとがＲＣコンクリート製杭の主鉄筋をフーチング内で定着して接合されていることを特徴とするフーチング構造体。
5. 突起付きＨ形鋼を接合した杭挿入部と、上フランジ、下フランジ、及び、孔が形成されたウェブを接合したＩ形断面を交差させた鋼殻スケルトンとが、該鋼殻スケルトンの下フランジで接合されてなる鋼部材を予め工場で製作し、
   現地で、杭施行毎に前記鋼部材の杭に嵌め込まれる部分を杭頭に差し込み、杭頭部のコンクリート打設によって杭と一体化する工程を杭本数分繰り返した後、
   隣り合う鋼部材の上フランジ同士及び下フランジ同士をボルト接合することによって複数本の杭上に格子状に接合したＩ形断面鋼部材が一体化された状態とした後、
   鋼部材ウェブの上下端の孔に鉄筋を挿通することによってフーチング構造体の上面及び下面に格子鉄筋を配筋し、
   その後、前記鋼部材全体を被覆するようにコンクリートを打設することを特徴とするフーチング構造体の施工方法。

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