JP4468102B2 - Pile head support structure - Google Patents

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Description

本発明は、構造物を支持する杭の杭頭支持構造に関する。より具体的には、本発明は、杭本体よりも小さい断面積で構造物の基礎を支持する杭頭支持構造において、杭頂部と構造物の下部との間の空隙に、同心状の開口を有する複数の緩衝層を挟持した杭頭支持構造に関するものである。   The present invention relates to a pile head support structure for a pile that supports a structure. More specifically, in the pile head support structure that supports the foundation of the structure with a smaller cross-sectional area than the pile body, the present invention provides a concentric opening in the gap between the pile top and the lower part of the structure. The present invention relates to a pile head support structure that sandwiches a plurality of buffer layers.

図1は、杭を有する構造物と地盤との関係を模式的に示したものである。構造物10は杭30に支持されており、杭の下端は支持地盤50に支持されている。杭30の杭頭部20は基礎下部と接して構造物を支持している。杭30は、通常時には、構造物の自重を軸方向力として受け、地震時には、構造物の自重と共に上下・水平方向の地震荷重を受ける。
図2は、コンクリート杭の構造を例示したものである。コンクリート33内には軸方向に主筋31が延び、当該主筋31を周方向に拘束するように帯筋32が巻回されている。コンクリート杭は、圧縮力、引張力、曲げモーメントに対して、コンクリート33と主筋31で抵抗する複合構造である。
FIG. 1 schematically shows the relationship between a structure having piles and the ground. The structure 10 is supported by the pile 30, and the lower end of the pile is supported by the support ground 50. The pile head 20 of the pile 30 is in contact with the lower part of the foundation and supports the structure. The pile 30 normally receives the weight of the structure as an axial force, and receives an earthquake load in the vertical and horizontal directions together with the weight of the structure during an earthquake.
FIG. 2 illustrates the structure of a concrete pile. In the concrete 33, a main bar 31 extends in the axial direction, and a band bar 32 is wound so as to restrain the main bar 31 in the circumferential direction. The concrete pile has a composite structure in which the concrete 33 and the main reinforcement 31 resist resistance to compressive force, tensile force, and bending moment.

図3は、従来の杭と構造物の基礎との接合方式、いわゆる剛接合を図示したものである。図3に示したように、剛接合においては、杭30の全断面を基礎11に接触させると共に、杭の軸方向主筋31を基礎に定着させる。しかし、剛接合構造は、地震時においては杭頭部と基礎に大きな応力が発生する。この応力集中を回避するために、杭頭部と基礎との接合方法に関する合理的な解決が求められていた。   FIG. 3 illustrates a conventional joining method between a pile and a foundation of a structure, that is, a so-called rigid joint. As shown in FIG. 3, in rigid joining, the entire cross section of the pile 30 is brought into contact with the foundation 11 and the axial principal bar 31 of the pile is fixed on the foundation. However, the rigid joint structure generates large stresses on the pile head and foundation during an earthquake. In order to avoid this stress concentration, a rational solution for the method of joining the pile head and the foundation has been required.

この問題を解決する方法として、杭頭部と構造物の基礎との接合部の剛性を低減することで地震時に杭頭部に作用する曲げモーメントを低減する、いわゆる杭頭半剛接合が開発されている。
図4は、杭頭部の剛性が杭の曲げモーメントに与える影響に関する試算結果を示すものである。杭頭を剛接合にした場合(破線)は杭頭部での曲げモーメントが極めて大きく、杭頭をピン接合にした場合(点線)は杭頭部の曲げモーメントは当然ゼロであるものの杭頭直下での曲げモーメントが非常に大きくなることが示されている。杭頭を半剛接合とした場合(実線)の最大モーメントの値は上記2者の何れよりも小さく、最も合理的な構造であることが分かる。
To solve this problem, so-called pile head semi-rigid joints have been developed that reduce the bending moment acting on the pile head during an earthquake by reducing the rigidity of the joint between the pile head and the foundation of the structure. ing.
FIG. 4 shows a trial calculation result regarding the influence of the stiffness of the pile head on the bending moment of the pile. When the pile head is rigidly connected (dashed line), the bending moment at the pile head is extremely large, and when the pile head is pin-connected (dotted line), the pile head bending moment is naturally zero, but directly below the pile head It is shown that the bending moment at is very large. When the pile head is semi-rigidly connected (solid line), the value of the maximum moment is smaller than any of the above two, indicating that the structure is the most rational.

文献1(特開平8−20960号公報)は、上記杭頭半剛接合構法の一例を具体的に開示したもので、杭頂部には円筒状の突出部が形成され、杭は当該突出部の頂部で構造物の基礎下面と接している。突出部の断面積は杭本体の断面積よりも小さいために、杭本体の全断面積で構造物の基礎と剛接する場合に比較して接合部の剛性が低減されている。同公報の図1に図示された実施例によれば、前記突出部とその近傍の杭頭部は、構造物の基礎下面に形成された凹部に収容されて、杭と当該凹部との間の空隙にはスタイロフォーム等の緩衝材が挟持されて、基礎と杭頭部との間の相対変形が許容されている。   Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8-20960) specifically discloses an example of the above-mentioned pile head semi-rigid joint construction method. A cylindrical protrusion is formed on the top of the pile. It is in contact with the bottom surface of the foundation at the top. Since the cross-sectional area of the protruding portion is smaller than the cross-sectional area of the pile body, the rigidity of the joint is reduced as compared with the case where the entire cross-sectional area of the pile body is rigidly connected to the foundation of the structure. According to the embodiment shown in FIG. 1 of the publication, the protruding portion and the pile head in the vicinity thereof are accommodated in a recess formed on the lower surface of the foundation of the structure, and between the pile and the recess. A cushioning material such as styrofoam is sandwiched in the gap, and relative deformation between the foundation and the pile head is allowed.

文献2(特開2002−242207号公報)は、上記杭頭半剛接合構法をさらに改良した構造を開示したものである。構造物を支持する接合部又は接触部の面積が杭本体の断面積よりも小さい点は文献1と同様であるが、杭頭部の断面積は頂部に向かって漸減している。同文献の実施例によれば、図5(a)、(b)に示したように、杭頭部は円錐台状であり、当該円錐台の斜面と基礎下面との間には空隙が形成されて杭端部の基礎に対する相対変位を許容している。
当該構造によれば、地震時に杭頭部の接合部又は接触部の縁部近傍に発生する応力集中が緩和され、一層合理的な構造設計が可能になる。
Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-242207) discloses a structure obtained by further improving the pile head semi-rigid joint construction method. The point that the area of the joint or the contact portion that supports the structure is smaller than the cross-sectional area of the pile main body is the same as in Reference 1, but the cross-sectional area of the pile head gradually decreases toward the top. According to the embodiment of this document, as shown in FIGS. 5A and 5B, the pile head has a truncated cone shape, and a gap is formed between the inclined surface of the truncated cone and the lower surface of the foundation. The relative displacement of the pile end with respect to the foundation is allowed.
According to this structure, stress concentration occurring near the edge of the joint or contact portion of the pile head during an earthquake is alleviated, and a more rational structural design is possible.

また、文献3(特開2003−27498号公報)は、杭頭の断面積を接合部又は接触部の近傍で漸減する代わりに、基礎底部の断面積を接合部又は接触部に向かって漸減させることによって上記と同様の効果を達成している。図5(c)、(d)に示した文献3の実施例によれば、基礎下部は接合部又は接触部に向かって、つまり下方に向かって断面積が漸減する倒立円錐台の形状をしており、当該形状は、特許文献2に開示された杭頭の形状と丁度上下を逆さにしたものである。
特開平8−20960号公報 特開2002−242207号公報 特開2003−27498号公報
Moreover, the literature 3 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-27498) makes the cross-sectional area of a foundation | floor bottom gradually reduce toward a junction part or a contact part instead of reducing the cross-sectional area of a pile head gradually in the vicinity of a junction part or a contact part. As a result, the same effect as described above is achieved. According to the embodiment of Document 3 shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d), the lower part of the foundation has the shape of an inverted truncated cone whose sectional area gradually decreases toward the joint or contact portion, that is, downward. The shape is exactly the same as the shape of the pile head disclosed in Patent Document 2 upside down.
JP-A-8-20960 JP 2002-242207 A JP 2003-27498 A

文献2に開示されている杭頭半剛接合構法の製造工程の例を以下に説明する。   The example of the manufacturing process of the pile head semi-rigid joining construction method currently indicated by literature 2 is explained below.

現場打ち等によって杭を打設した後、一般的には杭頭のコンクリートを除去して鉄筋を露出させる。次に、杭頭部に円筒状の側部用型枠と穴明き円盤状の頂部用型枠を設置し、コンクリートを流し込むことによって杭頭部を成形する。その際に用いられる頂部用型枠は、図6に示すように、中央に開口を有する穴明き円盤状であって、上下方向の厚みは中央開口の縁の部分が0であって外周に向かって次第に増加し、外周部分で最大値となる形状である。   After placing the pile by on-site driving, etc., the concrete at the pile head is generally removed to expose the reinforcing bars. Next, a cylindrical side formwork and a perforated disk-like top formwork are installed on the pile head, and the pile head is formed by pouring concrete. As shown in FIG. 6, the top formwork used at that time is a perforated disk shape having an opening in the center, and the thickness in the vertical direction is 0 at the edge of the center opening and on the outer periphery. It is a shape that gradually increases toward the maximum value at the outer peripheral portion.

頂部型枠は、地震時の構造物基礎下部と杭頭部との相対変位を許容することができるように、スタイロフォーム等の発泡材料が使用される。   The top formwork is made of a foam material such as styrofoam so that relative displacement between the lower part of the structure foundation and the pile head during an earthquake can be allowed.

杭頭部を成形する際に使用される杭頂部用型枠は、上述のように内部に円錐台状の斜面を有するリング状である(図6)。このような三次元的局面で定義された形状を切り出すには、緩衝材としてスタイロフォームを使用する場合であっても、特別な治具を必要とするため現場での成形は困難である。また、治具を使用して切断を行ったとしても、寸法精度が低下しがちである。さらに、内縁部及び外縁部は鋭角なので、特に縁部が破損し易いという問題もある。   The pile top formwork used when forming the pile head is a ring shape having a truncated cone-shaped slope inside as described above (FIG. 6). In order to cut out a shape defined in such a three-dimensional aspect, even when a styrofoam is used as a cushioning material, a special jig is required, so that on-site molding is difficult. Moreover, even if it cut | disconnects using a jig | tool, a dimensional accuracy tends to fall. Furthermore, since the inner edge and the outer edge are acute angles, there is a problem that the edge is particularly easily damaged.

また、杭頭部を成形する際には、流し込まれたコンクリート上にスタイロフォーム等からなる頂部用型枠の上面が露出している状態となるが、スタイロフォームは剛性・強度・耐熱性ともに低いので、当該型枠の上に不用意に物を載せたり作業者が歩いたり、あるいは近傍での溶接時の発熱等によって損傷するようなことがないよう格別の注意を払わなければならないという不便がある。   Also, when forming the pile head, the top surface of the top formwork made of styrofoam etc. is exposed on the poured concrete, but styrofoam has low rigidity, strength and heat resistance, There is an inconvenience that extra care must be taken not to inadvertently place an object on the formwork, walk by an operator, or be damaged by heat generated during welding in the vicinity.

本発明は、上述のいわゆる杭頭半剛接合構法に関する上記の課題を解決することを目的としたもので、第1の実施形態によれば、杭と構造物が、杭本体よりも小さい断面積で接合又は接触している杭頭支持構造において、当該接合部又は接触部の周囲に形成された杭頭と構造物との間の空隙に、面積が異なる同心状の開口を有する複数の緩衝層が挟持されている杭頭支持構造を提供するものである。
当該構造は、杭の断面積が上方に向かって減少して接合部又は接触部に至る形状および構造物の基礎下部の断面積が下方に向かって減少して接合部又は接触部に至る形状の何れの場合も同様に適用することができる。
また、複数の緩衝層は、2層以上であればよく、その層数には制限はない。
The present invention aims to solve the above-described problems related to the so-called pile head semi-rigid joint construction method. According to the first embodiment, the cross-sectional area of the pile and the structure is smaller than that of the pile body. A plurality of buffer layers having concentric openings with different areas in the space between the pile head and the structure formed around the joint or contact portion. The pile head support structure in which is pinched is provided.
The structure has a shape in which the cross-sectional area of the pile decreases to the upper part and reaches the joint or contact part, and a shape in which the cross-sectional area of the lower part of the foundation decreases to the lower part and reaches the joint part or the contact part. In either case, the same applies.
The plurality of buffer layers may be two or more, and the number of layers is not limited.

本発明の第2の実施形態は、上述の特徴に加えてさらに、前記複数の緩衝層の内、最上層の剛性、強度および耐熱性は、他の層のそれぞれ剛性、強度および耐熱性以上である杭頭支持構造に関するものである。
緩衝層のうちの最上層のみがそれ以外の層よりも高い剛性、強度および耐熱性を有していてもよいし、最上層を含む数層がそれより下の層よりも高い剛性等を有していてもよい。当該最上層は、物の搭載、人の歩行、あるいは近傍で溶接等の作業によって容易に損傷等を受けることがない程度の剛性、強度および耐熱性を有するのが望ましい。
In the second embodiment of the present invention, in addition to the above-described features, the rigidity, strength and heat resistance of the uppermost layer of the plurality of buffer layers are higher than the rigidity, strength and heat resistance of the other layers, respectively. It relates to a certain pile head support structure.
Only the uppermost layer of the buffer layer may have higher rigidity, strength and heat resistance than the other layers, and several layers including the uppermost layer have higher rigidity than the layers below it. You may do it. It is desirable that the uppermost layer has rigidity, strength, and heat resistance so as not to be easily damaged due to work such as loading of objects, walking of a person, or welding in the vicinity.

具体的には、最上層には木質材、石膏ボード、鋼板、セメント系の成形板等を使用することができる。   Specifically, a wood material, a gypsum board, a steel plate, a cement-based molded plate or the like can be used for the uppermost layer.

本発明の第3の実施形態は、さらに、前記緩衝層として、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリウレタンまたはポリ塩化ビニルの発泡体、スタイロフォーム、石膏ボード、発泡コンクリート、木質材、厚紙、布、不織布の何れかからなる層を含む杭頭支持構造に関する。   In the third embodiment of the present invention, the buffer layer is made of any one of polyethylene, polystyrene, polyurethane or polyvinyl chloride foam, styrofoam, gypsum board, foamed concrete, wood material, cardboard, cloth, and non-woven fabric. It is related with a pile head support structure including a layer.

緩衝層は、杭頭部の成形時には型枠として機能すると同時に、地震時等、杭頭部と構造物の基礎との間に相対変位が生じるときには当該相対変位を拘束しないものであることが必要である。当該機能を満足することができる材料であれば種々の材料を使用することができるが、上述のものは特に有効に使用できる材料である。   The buffer layer functions as a mold when forming the pile head, and at the same time, it must not restrain the relative displacement when a relative displacement occurs between the pile head and the foundation of the structure, such as during an earthquake. It is. Various materials can be used as long as they can satisfy the function, but the above-mentioned materials are particularly effective materials.

本発明の第1の実施形態によった場合、緩衝層は面積が異なる同心状の開口を有する複数の部材から構成されており、各部材は円筒形状の内表面によって定義された開口を有する穴明き盤に過ぎない。スタイロフォーム等の板を穴明き盤状に加工することは容易なので、特別な治具無しで、また建築現場においても容易に製造することができる。また、鋭角のエッジを有さないので、縁部の損傷に格別な配慮をすることも不要である。
また、積層の数を適宜設定することによって実質的には滑らかな円錐台状の斜面と同等の形状を成形することができる。
According to the first embodiment of the present invention, the buffer layer is composed of a plurality of members having concentric openings with different areas, and each member has a hole having an opening defined by a cylindrical inner surface. It's just a board. Since it is easy to process a plate such as a styrofoam into a perforated disk shape, it can be easily manufactured without a special jig and also at a construction site. In addition, since there are no sharp edges, it is not necessary to give special consideration to damage to the edges.
In addition, a shape substantially equivalent to a smooth truncated cone-like slope can be formed by appropriately setting the number of layers.

本発明の第2の実施形態に関して、杭頭の断面積が頂部に向かって減少する形状の場合、接合部又は接触部を形成するのは最上層である。この層の剛性と強度が他の層の剛性と強度以上であれば、杭頭部にコンクリートを打設する際に頂部用型枠の浮き上がりを防止するために当該最上層を支持具によって押えても型枠が損傷する恐れがない。また、型枠を設置した状態でその上部に物を搭載するようなことも可能であり、耐熱性を有しているので近傍での溶接作業にも支障を生じない。さらに、杭頭の上に構造物の基礎を打設する場合に、最上層を基礎コンクリートの下部型枠として使用することも支障なく行える。   With respect to the second embodiment of the present invention, in the case of a shape in which the cross-sectional area of the pile head decreases toward the top, it is the top layer that forms the joint or contact. If the rigidity and strength of this layer is equal to or higher than the rigidity and strength of other layers, the top layer should be pressed by a support to prevent the top formwork from lifting when placing concrete on the pile head. There is no risk of damaging the formwork. In addition, it is possible to mount an object on the upper part of the mold in a state where it is installed, and since it has heat resistance, there is no problem in welding work in the vicinity. Furthermore, when placing the foundation of the structure on the pile head, the uppermost layer can be used as the lower formwork of the foundation concrete without any trouble.

一方、構造物の基礎の断面積が下方に向かって減少する形状の場合においても、最上層の剛性、強度および耐熱性がその他の層以上であれば、前述したのと同じ理由によって型枠の損傷を防ぐことが可能である。   On the other hand, even in the case of a shape in which the cross-sectional area of the foundation of the structure decreases downward, if the rigidity, strength and heat resistance of the uppermost layer are higher than those of the other layers, for the same reason as described above, It is possible to prevent damage.

本発明の第3の実施形態によった場合、杭頭部あるいは構造物の基礎下部を適切に成形することができると同時に、杭頭部と構造物の基礎下部の間に相対変位が生じるような場合には、緩衝層が変形して両者の相対変位を拘束しない。   According to the third embodiment of the present invention, the pile head or the foundation lower part of the structure can be formed appropriately, and at the same time, a relative displacement is generated between the pile head and the foundation lower part of the structure. In such a case, the buffer layer is deformed and does not restrain the relative displacement between the two.

緩衝層を構成する各層は、それぞれ独立した部材であっても良いし、相互に接着された一体構造であっても良い。特に、最上層の剛性が他の層の剛性よりも高い場合、全体を一体構造とすることによって型枠全体の強度が増加し、取り扱いが容易になる等の利点がある。   Each layer constituting the buffer layer may be an independent member, or may be an integrated structure bonded to each other. In particular, when the rigidity of the uppermost layer is higher than the rigidity of the other layers, there is an advantage that the overall strength of the mold is increased and the handling becomes easy by making the whole as a single structure.

以下に、本発明の好ましい実施例を図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図7は、本発明の1つの好ましい実施例を図示したもの、図8は特に杭頭部近傍を拡大して示したものである。
地盤中に打ち込まれた杭130は、軸方向に延びる主筋131と主筋の外周に巻回された帯筋132とを有する。当該帯筋132は、スパイラル筋であっても良い。
FIG. 7 illustrates one preferred embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an enlarged view particularly near the pile head.
The pile 130 driven into the ground has a main bar 131 extending in the axial direction and a band 132 wound around the outer periphery of the main bar. The band 132 may be a spiral line.

図8により詳細に示すように、杭頭部は頂部に向かって、つまり上方に向かって断面積が減少しており、接合部又は接触部121の面積は杭本体の断面積よりも小さい。接合部又は接触部121の周囲には同心リング状の階段面122が形成されている。当該階段面122は、厳密には図9に示すような形状であるが、図8では単純に、階段面は傾斜角θを有する円錐台状の斜面によって示した。   As shown in more detail in FIG. 8, the cross-sectional area of the pile head is reduced toward the top, that is, upward, and the area of the joint or contact portion 121 is smaller than the cross-sectional area of the pile body. A concentric ring-shaped step surface 122 is formed around the joint portion or contact portion 121. Strictly speaking, the staircase surface 122 has a shape as shown in FIG. 9, but in FIG. 8, the staircase surface is simply indicated by a truncated cone-shaped slope having an inclination angle θ.

一方、基礎下面が前記接合部又は接触部121に於いて杭頂部と接合されている。本実施例では、さらに、8本の芯鉄筋135が杭頭部と基礎とを貫くように鉛直方向に延びており、その周囲を補強リング140が取り囲んで芯鉄筋の位置と形状を保持している。   On the other hand, the lower surface of the foundation is joined to the top of the pile at the joint or contact part 121. In the present embodiment, eight core rebars 135 extend in the vertical direction so as to penetrate the pile head and the foundation, and the reinforcing ring 140 surrounds the periphery to maintain the position and shape of the core rebar. Yes.

本発明において、芯鉄筋135が杭頭と構造物の基礎を貫通することは必ずしも必要ではなく、図10〜11に示したように、杭頭部と基礎がコンクリートのみで結合されている構造、基礎が杭頭上に単に載置されているのみの構造等であっても同様に適用することができる。さらに、接合部又は接触部へ向けて断面積が次第に減少している部分は、図10(c)に示すように四角錐台等の角錐状であっても良く、図11に示すように肩部があって、その後次第に面積が減少するものであっても良い。図7〜8、10〜11では何れも断面積が階段状に減少する部位を斜面で図示した。   In the present invention, it is not always necessary that the core rebar 135 penetrates the pile head and the foundation of the structure, as shown in FIGS. 10 to 11, a structure in which the pile head and the foundation are combined only with concrete, The same applies even if the foundation is a structure or the like that is simply placed on the pile head. Furthermore, the portion where the cross-sectional area gradually decreases toward the joint portion or the contact portion may be a pyramid shape such as a quadrangular pyramid as shown in FIG. 10 (c), and the shoulder as shown in FIG. There may be a portion, and the area gradually decreases thereafter. 7 to 8 and 10 to 11, the portions where the cross-sectional area decreases stepwise are illustrated by slopes.

杭頭部と基礎下面との間の、階段状に形成された環状の空隙124には、緩衝材が介装されている。地震時等、構造物の基礎下面と杭頭部とが相対的に変位を生じ、空隙が狭くなった際、緩衝材は自由に変形することができるので、力学的には杭頭と構造物の基礎は接合部又は接触部においてのみ接合されているものと見なすことができる。   A cushioning material is interposed in an annular gap 124 formed in a step shape between the pile head and the lower surface of the foundation. In the event of an earthquake, when the bottom surface of the structure and the pile head are relatively displaced and the gap becomes narrow, the cushioning material can be freely deformed. Can be considered to be joined only at the joint or contact.

緩衝材として使用することができる材料は、上記のような変形を許容するものであれば良いが、杭頭と基礎は鉄筋コンクリート構造であることを考えると、コンクリートに比較して格段に剛性および強度の低い材料であることが好ましい。具体的には、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリウレタンまたはポリ塩化ビニルの発泡体、スタイロフォーム、石膏ボード、発泡コンクリート、木質材、厚紙、布、不織布等を使用することができる。
また、内部に多くの気泡を有するために一定以上の力を受けると見かけ上の体積が縮小する(気泡がつぶれる)発泡材料を用いることが特に好ましい。
Materials that can be used as cushioning materials are acceptable as long as they allow the above deformation, but considering that the pile head and foundation have a reinforced concrete structure, they are much more rigid and stronger than concrete. It is preferable that the material is low. Specifically, polyethylene, polystyrene, polyurethane or polyvinyl chloride foam, styrofoam, gypsum board, foamed concrete, wood material, cardboard, cloth, non-woven fabric and the like can be used.
In addition, since there are many bubbles in the inside, it is particularly preferable to use a foam material whose apparent volume is reduced (bubbles are crushed) when subjected to a certain force or more.

次に、上記接合部の製造工程を説明する。
図12は現場で打設された鉄筋コンクリート杭220の杭頭部を示す図である。コンクリート打設直後の杭220の頂部251の面積は、杭本体の断面積と実質的に同一である。次に、既に述べたように、杭頭部の成形のために、一旦、杭頭部のコンクリートを取り除いて主筋231と帯筋232を露出させる(図13)。
Next, the manufacturing process of the said junction part is demonstrated.
FIG. 12 is a diagram showing a pile head of a reinforced concrete pile 220 placed on site. The area of the top portion 251 of the pile 220 immediately after placing the concrete is substantially the same as the cross-sectional area of the pile body. Next, as already described, for the formation of the pile head, the concrete of the pile head is once removed to expose the main reinforcement 231 and the band reinforcement 232 (FIG. 13).

図14は、コンクリートを一旦除去した杭の上部に杭頭部を成形するための型枠を搭載した状態を示す。搭載された型枠は、円筒部260、穴明き天板261を有し、穴明き天板261の中央には開口262が形成されている。穴明き天板261は図14(a)に示すように円形であっても良いし、円形以外、例えば同図(b)に示すように正方形であっても良い。穴明き天板261が円形で無い場合は、当該天板261は当然円筒部260の上に搭載される形になる。   FIG. 14 shows a state in which a formwork for forming a pile head is mounted on an upper part of a pile from which concrete has been once removed. The mounted mold has a cylindrical portion 260 and a perforated top plate 261, and an opening 262 is formed at the center of the perforated top plate 261. The perforated top plate 261 may be circular as shown in FIG. 14 (a), or may be square other than circular, for example, as shown in FIG. 14 (b). When the perforated top plate 261 is not circular, the top plate 261 is naturally mounted on the cylindrical portion 260.

図15は、図14で示した状態の内部を示す断面図の例を示すものである。主筋231と帯筋232が露出した部分を覆うように型枠が搭載されており、型枠の穴明き天板261の下面には、3層の緩衝層262〜264から構成される緩衝材が設けられている。緩衝層は何れも中央に開口270を有するが、その開口直径は下に位置する緩衝層ほど大である。本実施例の場合、穴明き天板261は合板であり、緩衝層262〜264はいずれもスタイロフォームである。
図14、15に図示したように、緩衝層262〜264についても、円形に限らず多角形等、外径は自由であることは穴明き天板と同様である。
FIG. 15 shows an example of a sectional view showing the inside of the state shown in FIG. A mold frame is mounted so as to cover a portion where the main bar 231 and the band bar 232 are exposed, and a cushioning material composed of three buffer layers 262 to 264 on the lower surface of the perforated top plate 261 of the mold frame Is provided. Each of the buffer layers has an opening 270 at the center, but the diameter of the opening is larger as the buffer layer located below. In this embodiment, the perforated top plate 261 is a plywood, and the buffer layers 262 to 264 are all styrofoam.
As shown in FIGS. 14 and 15, the buffer layers 262 to 264 are not limited to being circular but are polygonal or the like, as in the case of the perforated top plate.

図16は、杭頭部の頂部の形状を成形する頂部用型枠の一例を示すものである。型枠は図14に示したように穴明きリング状および円筒状であってもよいし、図16に示すように穴明きリングおよび円筒を周方向に等分割した形状であっても良い。等分割した型枠の場合には、設置が容易であり、特に芯鉄筋が杭頭を貫通しているような場合にはその差が顕著である。
図16(b)は、2分割が可能な長方形の頂部用型枠を例示したものである。
FIG. 16 shows an example of a top formwork for forming the shape of the top of the pile head. The formwork may have a perforated ring shape and a cylindrical shape as shown in FIG. 14, or a shape obtained by equally dividing the perforated ring and the cylinder in the circumferential direction as shown in FIG. . In the case of the equally divided formwork, the installation is easy, and the difference is particularly remarkable when the core rebar penetrates the pile head.
FIG. 16B illustrates a rectangular top formwork that can be divided into two.

図17、18はこのような型枠を使用して打設された杭頭を示す。杭頭の外形は円筒状であるが、側面には天板261および緩衝層262〜264の側面が露出している。図15から明らかなように、杭の頂部にはコンクリートの接合部又は接触部221が露出している。
図17(b)、18(b)は、型枠の外形が正方形の場合を例示したものである。
17 and 18 show pile heads that have been placed using such a formwork. The outer shape of the pile head is cylindrical, but the side surfaces of the top plate 261 and the buffer layers 262 to 264 are exposed on the side surfaces. As is clear from FIG. 15, the joint or contact portion 221 of the concrete is exposed at the top of the pile.
FIGS. 17B and 18B illustrate the case where the outer shape of the mold is a square.

図19は、上述の型枠にコンクリートを打設して得られた杭頭部のコンクリート構造を図示したものである。図から明らかなように、杭頭部は同心円状の階段が形成され、断面積は頂部に行くに従って段階的に減少している。その頂部である平坦部は基礎下面が接する接合部又は接触部である。ただし、杭頭側面の型枠を取り外した状態でも上面の緩衝材は設置したままであることから、図19に示したコンクリート構造が露出しているわけではない点は上述のとおりである。   FIG. 19 illustrates a concrete structure of a pile head obtained by placing concrete on the above-mentioned formwork. As is apparent from the figure, the pile head has a concentric step, and the cross-sectional area gradually decreases as it goes to the top. The flat part which is the top part is a junction part or contact part which the lower surface of a foundation contacts. However, since the cushioning material on the upper surface remains installed even when the formwork on the side surface of the pile head is removed, the concrete structure shown in FIG. 19 is not exposed as described above.

次の工程では、前記杭頂部を型枠の底部として使用して基礎コンクリートを打設する。前出の図7、8は、接合部又は接触部121の上に基礎等が立ち上がっている状態を模式的に示すものである。   In the next step, foundation concrete is cast using the top of the pile as the bottom of the formwork. The above-described FIGS. 7 and 8 schematically show a state in which the foundation or the like stands on the joint or contact part 121.

上記の実施例では杭頭部の断面積を接合部又は接触部に向けて次第に減少させる構造を例にとって本発明を説明したが、杭頂部は平坦であって、逆に基礎下端部の断面積が接合部又は接触部に向けて次第に減少するものであっても良いことは既に述べた。
上述の実施例は本発明の好適な実施例であるが、本発明は上記の実施例に拘束されるものではなく、実施例に基づいて当業者に可能な全ての変更は、特許請求の範囲及びその均等の範囲に含まれる限り本発明に含まれる。
In the above embodiment, the present invention has been described by taking as an example a structure in which the cross-sectional area of the pile head is gradually reduced toward the joint or contact portion. However, the top of the pile is flat, and conversely, the cross-sectional area of the lower end of the foundation. It has already been mentioned that may decrease gradually toward the joint or contact.
The above-described embodiments are preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and all modifications that can be made by those skilled in the art based on the embodiments are described in the claims. And within the scope of equivalents thereof.

杭を有する構造物と地盤の概念を示す断面図Cross section showing the concept of the structure and the ground with piles 鉄筋コンクリート杭の内部構造を示す概念図Conceptual diagram showing the internal structure of reinforced concrete piles 杭頭と基礎とを剛接合した従来構造の概念図Conceptual diagram of conventional structure with rigid connection between pile head and foundation 杭・基礎接合部の接合剛性と地震時に杭に発生する曲げモーメントの関係を示す試算結果Trial calculation results showing the relationship between joint stiffness of pile and foundation joint and bending moment generated in pile during earthquake 従来の杭頭半剛接合構法による杭・基礎接合部を示す概念図Conceptual diagram showing pile / foundation joints by conventional pile head semi-rigid joint construction method 従来の型枠を示す断面図と斜視図Sectional view and perspective view showing a conventional formwork 本発明による杭頭支持構造の概念図Conceptual diagram of pile head support structure according to the present invention 本発明による杭頭支持構造近傍の杭と基礎の構造を示す断面図Sectional view showing the structure of the pile and foundation near the pile head support structure according to the present invention 杭頭部の形状と構造物の基礎下面とを示す概念図Conceptual diagram showing the shape of the pile head and the bottom surface of the foundation of the structure 本発明による杭頭支持構造の変形例を示す概念図The conceptual diagram which shows the modification of the pile head support structure by this invention 本発明による杭頭支持構造の変形例を示す概念図The conceptual diagram which shows the modification of the pile head support structure by this invention 打設後の杭頭部を示す斜視図Perspective view showing pile head after placement 杭頭部のコンクリートを一部除去した状態を示す斜視図The perspective view which shows the state which removed the concrete of the pile head partly 杭頭部に成形のための型枠を設置した状態を示す斜視図The perspective view which shows the state which installed the formwork for shaping | molding in the pile head 図14に示した状態の断面図Sectional drawing of the state shown in FIG. 分割された頂部用型枠の斜視図Perspective view of divided top formwork 型枠を取り外した杭頭部の立面図Elevated view of pile head with formwork removed 型枠を取り外した杭頭部の斜視図Perspective view of pile head with formwork removed 杭頭部内部のコンクリート部材の形状を示す斜視図Perspective view showing the shape of concrete members inside the pile head

符号の説明Explanation of symbols

10 構造物
20 杭・基礎接合部
21、121 接合部又は接触部
22 断面積が階段状に減少する部分
30 杭
31、131、231 主筋
32、132、232 帯筋
40 地盤
50 支持地盤
124 空隙
261 穴明き天板
262〜264 緩衝層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Structure 20 Pile | foundation joint part 21 and 121 Joint part or contact part 22 The part in which a cross-sectional area reduces to step shape 30 Pile 31, 131, 231 Main reinforcement 32, 132, 232 Band reinforcement 40 Ground 50 Support ground 124 Space | gap 261 Perforated top plate 262-264 Buffer layer

Claims (2)

杭と構造物が、杭本体よりも小さい断面積で接合又は接触している杭頭支持構造において、当該接合部又は接触部の周囲に形成された杭頭と構造物との間の空隙に、面積が異なる同心状の開口を有する複数の緩衝層が挟持されており、
前記複数の緩衝層の内、最上層の剛性、強度および耐熱性は、他の層の剛性、強度および耐熱性以上である杭頭支持構造。
In the pile head support structure in which the pile and the structure are joined or in contact with each other with a smaller cross-sectional area than the pile body, the gap between the pile head and the structure formed around the joint or the contact portion, A plurality of buffer layers having concentric openings with different areas are sandwiched ,
The pile head support structure in which the rigidity, strength and heat resistance of the uppermost layer among the plurality of buffer layers are higher than the rigidity, strength and heat resistance of the other layers .
杭と構造物が、杭本体よりも小さい断面積で接合又は接触している杭頭支持構造において、杭頭部は、コンクリートを一旦除去した杭の上部に搭載された型枠内にコンクリートを打設して形成され、In a pile head support structure where the pile and the structure are joined or in contact with each other with a smaller cross-sectional area than the pile body, the pile head places the concrete in the formwork mounted on the top of the pile once the concrete has been removed. Formed,
前記型枠は、円筒部と、穴明き天板と、該天板の下に面積が異なる同心状の開口を有する複数の緩衝層から構成される緩衝材からなることを特徴とする杭頭支持構造。  The pile head comprising a cushioning material comprising a cylindrical portion, a perforated top plate, and a plurality of buffer layers having concentric openings having different areas under the top plate. Support structure.
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