JP4304039B2 - 既製コンクリート杭の杭上部せん断補強構造 - Google Patents
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Description
のせん断耐力を向上せしめた既製コンクリート杭の杭上部せん断補強構造に関する。
り、それに伴い、この鉛直支持力にほゞ比例する形で想定される水平荷重(一般に、鉛直
荷重の20%程度)も大きく作用することになってきた。この水平荷重に対し、コンクリ
ート杭内の鉄筋を増加することによって曲げモーメントに対する抵抗力を高めることは可
能であるが、せん断力に対する抵抗力を高めることは困難である。
面形状が円筒形になっているので、その肉厚を外側(外径側)か或いは内側(内径側)に
増加せしめことにより既成コンクリート杭自体の肉厚を厚くする方法が考えられる。しか
し、これらの方法には解決しなければならない種々の問題点がある。
枠を改造しまたは新規に製作して、杭自体の外径を大きくすることが考えられる。この場
合には、杭のせん断耐力を補強する上では効果的であるが、投資が大きすぎることと施工
費も高額となるので現実的な方法ではない。
ることにより中空部側に肉厚を増加するこができる。しかし、この場合も、製造上は比較
的容易であるものの、施工上は、広く行われている中堀工法、すなわち、杭の中空部に掘
削装置を挿入して杭を地盤中に設置する工法にあっては、杭の中空部を小さくするとこの
施工方法は適用できなくなるといった問題点がある。
直径の2乗に比例するため内側への肉厚の増加は抵抗力の増加にはあまり寄与せず、結果
的にはせん断耐力補強には大きな効果が期待できない。更に、外側又は内側への肉厚増加
は当然のことながら製品重量が重くなり、施工能率が低下する一方、それを回避しようと
すれば大きい杭打ち機が必要となり、費用も高額になるという問題が生じる。
筋篭を挿入し、該中空部に現場打ちコンクリートを打設して杭頭部を補強するように構成
したものが、例えば、特開2000ー240070号公報,特開2002ー138496
号公報,特開2002ー212960号公報に開示されている。
を高めることは可能であるが、鉄筋篭を構成する軸筋に相当太さのものを使用しないとせ
ん断力に対する大きな抵抗力を高める効果はあまり期待することはできないとゝもに、材
料費,施工費が高額となるといった欠点がある。
ート杭の肉厚を外側(外径側)および内側(内径側)に増加せず、また杭の地盤への沈設
施工が完了する時点まで中空部を小さくすることなく、且つ十分なせん断耐力の補強効果
を発揮する既製コンクリート杭のせん断補強構造を提供することを目的とする。
部の上部に付着防止層を介してプレストレストコンクリート構造部を形成した杭上部のせ
ん断補強構造であって、前記プレストレストコンクリート構造部が、前記既製コンクリー
ト杭の中空部の上部に打設した現場打ちコンクリートと、該現場打ちコンクリートが硬化
した後にプレストレスを導入したPC鋼材とから構成され、前記付着防止層が、前記現場
打ちプレストレストコンクリート構造物と前記既製コンクリート杭の中空部の内周面との
間に介在する構造としたことを特徴としたものであり、請求項2に係る発明は、前記現場
打ちコンクリートが早強性のセメント又はレジンコンクリートであることを特徴したもの
である。
ート構造部を現場打ちPC構造物とすることで、設置する現場の状況に応じて自在に所望
のせん断耐力とした杭を得ることができる。さらに、前記現場打ちPC構造物と既製コン
クリート杭の中空部の内周面との間に付着防止層を備えた構成とすることで、杭本体には
プレストレスが導入されることがなく、杭本体が備える曲げ耐力に悪影響を与えることが
ない。また、請求項2に係る発明によれば、前記現場打ちコンクリートが早強性のセメン
ト又はレジンコンクリートを使用することで、硬化するまでの日数,共用するまでの時間
の短縮が図られ、作業能率が向上する、といった諸効果がある。
クリート杭(PHC杭)で、その中空部2内にあって、前記PHC杭1の上端から3〜5
mの下部位置にはプレストレストコンクリート構造部Tを備えている。
キャストコンクリート部材3Aであり、その内部に埋設されている緊張したPC鋼材4に
より、前記プレキャストコンクリート部材3Aにはプレストレスが導入されている。5は
前記プレキャストコンクリート部材3Aと前記PHC杭1の中空部2との間に充填したセ
メント又はモルタルで、該セメント又はモルタル5により前記プレキャストコンクリート
部材3Aを前記PHC杭1の中空部2内に付着させ、一体構造としたものである。
いプレキャストコンクリート部材を設置した場合と比較して大幅なせん断耐力の向上が図
られる。例えば、PHC杭として直径60cm,肉厚9cm,中空部内直径42cmのも
のを使用し、該PHC杭の中空部内に直径40cmのプレキャストコンクリート部材を設
置したものにあって、該プレキャストコンクリート部材にプレストレスを導入しないRC
構造のものを設置した場合、PHC杭全体のせん断補強効果は14.5tである。これに
対し、前記プレキャストコンクリート部材にプレストレスを導入したPC構造のものを設
置した場合、PHC杭全体のせん断補強効果は42.9tであり、大幅(2.95倍)な
せん断耐力の向上が図られる。
うな断面円形の他に、断面矩形や断面多角形、或いは中心に中空部を有する筒状の形態の
ものが考えられる。これらの形態のものはいづれのものであっても本発明の目的は達成で
きるが、プレストレストコンクリート構造部Tとして、特に断面正方形のものを使用した
場合について図2により説明する。なお、前記セメント又はモルタル5に早強性のセメン
ト又はレジンモルタルを使用した場合には、前記プレキャストコンクリート部材3Aと前
記PHC杭1との早期一体化が図られ、製造期間の短縮,早期使用が可能となる。
ト構造部Tとして断面正方形のプレキャストコンクリート部材3Bを設置した構成のもの
である。この場合、断面円形或いは多角形のものより製造が容易であるといった利点はあ
るが、これをPHC杭1の中空部2内に設置した際に、中空部2の内周面と前記プレスト
レストコンクリート部材3Bとの間隙が大きくなり、この間隙の大きさに応じて充填する
セメント又はレジンモルタル5の肉厚も大きくなるので、前記断面円形のプレキャストコ
ンクリート部材3Aを使用した場合よりPHC杭全体のせん断補強効果は多少小さくなる
が、プレストレスを導入しないRC構造のものを使用した場合と比較してせん断補強効果
は大きく、本発明の目的は達成できる。
記プレストレストコンクリート構造部Tをプレキャストコンクリート部材3A.3Bでは
なく、現場打ちコンクリートにより形成した点で相違する。詳述すると、図3において、
13はプレストレストコンクリート部材で、前記PHC杭1の中空部2内に打設した現場
打ちコンクリート14と、該現場打ちコンクリート14の上下両端にそれぞれ設置した上
部端板15,下部端板16と、前記現場打ちコンクリート14中にあって、外周にアンボ
ンドスリーブ18を備えるとゝもに、上下両端が前記上部端板15,下部端板16にそれ
ぞれ緊張状態で固定されたPC鋼材17とから主に構成されており、硬化した前記現場打
ちコンクリート14には緊張状態の前記PC鋼材17によりプレストレスが導入された構
成としている。
から3〜5mの深さ位置に隔壁19を設置する。この隔壁19は前記中空部2の内径とほ
ゞ同じ大きさとした円板で、図示しないが、前記PHC杭1の上端縁に金属線の一端を引
っかけ、垂下するこの金属線の他端を前記隔壁19の周縁に固定した構造のものを使用す
ることにより設置したものである。また、前記隔壁19に替えて、空気を注入することで
膨らむ風船体を使用し、膨らませたこの風船体を前記隔壁として利用する方法もある。
付着防止用の薄い板材からなる円筒体或いは円筒状に巻いたもの20をPHC杭1の前記
中空部2内に挿入し、該円筒状体20の下端が前記隔壁19と衝当する位置まで落とし込
む。更に、前記円筒状体20内に、下端を下部端板16に固定するとゝもに、外側にアン
ボンドスリーブ18を備えた複数本のPC鋼材17を前記下部端板16側から挿入して前
記隔壁19まで落とし込み、図4(b)に示すようにセットする。
の現場打ちコンクリート14が硬化する前または硬化した後、図4(c)に示すように、
該硬化した現場打ちコンクリート14の上端面に上部端板15をセットする。そして、該
上部端板15から上方へ突出する前記PC鋼材17の上端部をジャッキ等により引っ張っ
て前記PC鋼材17を緊張せしめ、この状態で前記PC鋼材17に螺合したナット21に
より前記PC鋼材17の上端部を前記上部端板15に定着する。これにより、前記硬化し
た現場打ちコンクリート14にはプレストレスが導入され、PHC杭1全体のせん断耐力
が向上する。
おいて前記付着防止用の円筒状体20により仕切られ、一体化が防止されるているので、
現場打ちコンクリート14に導入されたプレストレスが前記PHC杭1に悪影響を与える
ことがない。すなわち、現場打ちコンクリート14に導入されたプレストレスがPHC杭
1に付与されると、このPHC杭1には設計値以上の応力が加算されることになり、圧縮
側が許容値を越える可能性があり、これを避けなければならない。本発明では前記の構成
とすることにより、上記のような問題点は解消される。
付着防止用の円筒状体20を設置したが、これに替わるものとして、前記中空部2の内壁
面に付着防止用の薄膜を装着したり、或いは付着防止用の塗布材を塗布し、その後に前記
現場打ちコンクリート14を打設したりすることによっても本発明の前記目的は達成する
ことができる。
2 中空部
3A,3B プレキャストコンクリート部材
4,17 PC鋼材
5 セメント又はモルタル
13 プレストレストコンクリート部材
14 現場打ちコンクリート
15 上部端板
16 下部端板
18 アンボンドスリーブ
20 付着防止用の円筒状体
T プレストレストコンクリート構造部
Claims (2)
- 既製コンクリート杭の中空部の上部に付着防止層を介してプレストレストコンクリート
構造部を形成した杭上部のせん断補強構造であって、前記プレストレストコンクリート構
造部が、前記既製コンクリート杭の中空部の上部に打設した現場打ちコンクリートと、該
現場打ちコンクリートが硬化した後にプレストレスを導入したPC鋼材とから構成され、
前記付着防止層が、前記現場打ちプレストレストコンクリート構造物と前記既製コンクリ
ート杭の中空部の内周面との間に介在する構造としたことを特徴とする既製コンクリート
杭の杭上部せん断補強構造。 - 前記現場打ちコンクリートが早強性のセメント又はレジンコンクリートであることを特
徴とする請求項1記載の既製コンクリート杭の杭上部せん断補強構造。
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