JP4489628B2 - 杭とフーチングの接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、杭とフーチングの接合構造に関し、特に、既製コンクリート杭において、杭頭の固定度を低減することにより、杭の損傷を抑制することができる杭とフーチングの接合構造に関するものである。

近年、剛接合以外の杭頭接合部に関する研究が数多く行われるようになっている。既製のコンクリート杭（ＰＨＣ杭、ＰＲＣ杭等）や鋼管コンクリート杭（ＳＣ杭等）に関しても例外ではなく、剛接合以外の杭頭接合が大幅に増加しつつある。

このような剛接合以外の杭頭接合技術に関する従来技術として、定着筋に非定着部を設けることで、杭頭部の固定度を低減し、杭頭に働く曲げモーメントを低減させる杭頭接合方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、この剛接合以外の杭頭接合方法には、高度な技術や特殊な材料を必要とするものが多く、経済性に劣る懸念がある。

また、フーチング内への定着筋として、先端に定着板を有する丸鋼などのアンボンド材を使用し、地震時に杭頭に曲げモーメントが作用するとき、定着筋の延びを許容することにより杭頭の固定度を低減する工法も提案されているが、定着筋の伸びが充分ではないため固定度があまり小さくならない場合がある。

一方、定着筋を既製コンクリート杭の端板にねじ込み、杭頭と緊結する工法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
この工法は、特殊な技術を必要とせず、定着筋と杭端板部を簡単にかつ確実に接合できる利点がある反面、剛接合以外の杭頭接合には対応することができないのが現状であった。

このほか、杭の端板からフーチングへ圧縮力が作用する場合には、定着筋からフーチングへの圧縮力が作用するため、フーチングにパンチング破壊を起こすおそれがあった。

特開２０００−１４４７６３号公報 特開２００３−１８４１０５号公報

本発明は、上記従来の杭とフーチングの接合構造が有する問題点に鑑み、既製コンクリート杭において、定着筋と杭頭との固定度を低減することにより、杭やフーチングの損傷を抑制することができる杭とフーチングの接合構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の杭とフーチングの接合構造は、杭頭に複数の定着筋を配設し、該定着筋をフーチング内に延設するようにした杭とフーチングの接合構造において、杭の端板の下に定着筋の固定部材を配設するとともに、該固定部材の下に緩衝材を介装し、定着筋を端板の孔を挿通させて固定部材に固定したことを特徴とする。

この場合において、杭の端板の下に該端板との間に空隙を設けて定着筋の固定部材を配設するとともに、該固定部材と端板の間に緩衝材を介装するようにすることができる。

また、緩衝材として、耐水性、耐アルカリ性及び耐久性に優れたゴム製弾性体や合成樹脂製弾性体を用いるとともに、該弾性体の内周側と外周側の少なくとも一方に、弾性体のコンクリート内での圧縮変形を許容するスポンジ等の収縮材を配設するようにしたり、緩衝材として、ばねを用いるとともに、該ばねの外周側に、ばねのコンクリート内での圧縮変形を許容する隔壁材を配設するようにすることができる。

本発明の杭とフーチングの接合構造によれば、杭頭に複数の定着筋を配設し、該定着筋をフーチング内に延設するようにした杭とフーチングの接合構造において、杭の端板の下に定着筋の固定部材を配設するとともに、該固定部材の下に緩衝材を介装し、定着筋を端板の孔を挿通させて固定部材に固定することから、地震時に杭頭に生じる曲げモーメントにより定着筋に圧縮力が作用するときに、固定部材に押し付けられた緩衝材が圧縮撓みを生じ、これにより、杭頭の固定度を低減しフーチングのパンチング破壊による損傷を抑制することができる。

また、杭の端板の下に該端板との間に空隙を設けて定着筋の固定部材を配設するとともに、該固定部材と端板の間に緩衝材を介装するようにすることにより、地震時に杭頭に生じる曲げモーメントにより定着筋に引張り力が作用するときに、固定部材に押し付けられた緩衝材が圧縮撓みを生じ、これにより、杭頭の固定度を低減し杭の損傷を抑制することができる。

また、緩衝材として、耐水性、耐アルカリ性及び耐久性に優れたゴム製弾性体や合成樹脂製弾性体を用いるとともに、該弾性体の内周側と外周側の少なくとも一方に、弾性体のコンクリート内での圧縮変形を許容するスポンジ等の収縮材を配設することにより、弾性体の内周側や外周側に、コンクリートの回り込みを防止した空間部を確保することができ、これにより、横方向に広がる弾性体の圧縮変形をスムースに行わせることができる。
また、緩衝材として、ばねを用いるとともに、該ばねの外周側に、ばねのコンクリート内での圧縮変形を許容する隔壁材を配設することにより、ばねの周囲にコンクリートの回り込みを防止した空間部を確保することができ、これにより、ばねの圧縮変形をスムースに行わせることができるとともに、緩衝材を簡易に構成することができる。

以下、本発明の杭とフーチングの接合構造の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図４に、杭とフーチングの接合構造の参考例を示す。
この杭とフーチングの接合構造は、杭Ｐの杭頭に複数の定着筋１を配設し、該定着筋１をフーチング２内に延設するもので、杭Ｐの端板３の下に該端板３との間に空隙を設けて定着筋１の固定部材４を配設するとともに、該固定部材４と端板３の間に緩衝材５を介装し、定着筋１を端板３の孔を挿通させて固定部材４に固定している。

この杭とフーチングの接合構造は、図１（ａ）に示すような、ＰＨＣ杭、ＰＲＣ杭等のコンクリート杭や、図１（ｂ）に示すような、ＳＣ杭等の鋼管コンクリート複合杭に適用
することができる。

定着筋１は、通常のフーチングとの接合構造よりも少ない本数で設置されており、図２に示すように、引張り力に抵抗するための定着板６が、鋼材の先端にねじや溶接により取り付けられた構成となっている。
定着筋１としては、図２（ａ）、（ｂ）に示すような、コンクリートの付着を切りやすい丸鋼１ａ、図２（ｃ）に示すような、下部固定側が太く上部定着板側が細いテーパ付き丸鋼１ｂ、図２（ｄ）に示すような、コンクリートが付着しやすい異型鉄筋１ｃ等を使用することができる。
なお、テーパ付き丸鋼１ｂは、下部固定側が太く上部定着板側が細い形状となっているため、特にコンクリートの付着を切りやすくなる。逆に、異型鉄筋１ｃは、コンクリートが付着しやすいことから、定着板６を省略することもできる。

定着筋１の固定部材４としては、定着筋１より大径の袋ナットを使用することができ、袋ナットは、端板３の下で杭ＰのコンクリートＣ内に配設、固定されている。袋ナットを杭Ｐ内に設置しておくことで、定着筋１を容易に取り付けることができる。
また、定着筋１より径の大きい袋ナットを用いることにより、緩衝材５を袋ナットに直接貼り付けることができ、定着筋１に引張り力が生じたときに緩衝材５を袋ナットごと端板３に押し付けることができる。
端板３の固定部材４の相当位置には、定着筋１が摺動可能に挿通する孔３１が形成されており、定着筋１はこの孔３１を介してその下部が袋ナットにねじ固定されている。

一方、緩衝材５としては、クロロプレンゴム等の耐水性、耐アルカリ性及び耐久性に優れたゴム製弾性体や合成樹脂製弾性体を用いることができる。
これにより、長期にわたり安定した性能が得られるとともに、材料費や加工費が安価となり、さらに、緩衝材５の形状を自由に加工することができる。

また、図３に示すように、ゴム製弾性体又は合成樹脂製弾性体の内周側と外周側の少なくとも一方に、ゴム製弾性体又は合成樹脂製弾性体のコンクリートＣ内での圧縮変形を許容するスポンジ等の収縮材７を一体に配設することができる。
ゴム製弾性体又は合成樹脂製弾性体は、円形や多角形の所定厚みのものからなり、中心に定着筋１を貫通させるための円形あるいは多角形の孔５１を有している。
収縮材７は、発泡ゴムやスポンジ（発泡合成樹脂）等の収縮可能な軟質の素材からなり、定着筋１とゴム製弾性体又は合成樹脂製弾性体の間や、ゴム製弾性体又は合成樹脂製弾性体の外周部とコンクリートＣの間に配設され、杭Ｐの製造時にコンクリートの浸入をシールするシール材としての機能も備えている。
このほか、緩衝材５として、図５に示すように、ばねを用いるとともに、このばねの外周側に、ばねのコンクリートＣ内での圧縮変形を許容する硬質材又は軟質材からなる筒状の隔壁材９を配設することにより、ばねの周囲にコンクリートの回り込みを防止した空間部を確保することができ、これにより、ばねの圧縮変形をスムースに行わせることができるとともに、緩衝材を簡易に構成することができる。

図６に、本発明の杭とフーチングの接合構造の一実施例を示す。
この杭とフーチングの接合構造は、杭Ｐの杭頭に複数の定着筋１を配設し、該定着筋１をフーチング２内に延設するもので、上記参考例と同様、杭Ｐの端板３の下に該端板３との間に空隙を設けて定着筋１の固定部材４を配設するとともに、該固定部材４と端板３の間に緩衝材５を介装し、定着筋１を端板３の孔を挿通させて固定部材４に固定し、さらに、固定部材４の下に緩衝材８を介装するようにしている。

このように、固定部材４の下に緩衝材８を介装することにより、地震時に杭頭に生じる曲げモーメントにより定着筋１に圧縮力が作用するときに、固定部材４に押し付けられた緩衝材８が圧縮撓みを生じ、これにより、杭頭の固定度を低減、より具体的には、定着筋１の圧縮抵抗を低減し、フーチング２のパンチング破壊による損傷を抑制することができる。

この場合、緩衝材８は、緩衝材５と同様、クロロプレンゴム等の耐水性、耐アルカリ性及び耐久性に優れたゴム製弾性体や合成樹脂製弾性体を用いることができ、さらに、ゴム製弾性体又は合成樹脂製弾性体の内周側と外周側の少なくとも一方に、ゴム製弾性体又は合成樹脂製弾性体のコンクリートＣ内での圧縮変形を許容するスポンジ等の収縮材（図示省略）を一体に配設することができる。
このほか、緩衝材８には、ばねを用いることもでき、このばねの外周側に、ばねのコンクリートＣ内での圧縮変形を許容する硬質材又は軟質材からなる筒状の隔壁材を配設することにより、ばねの周囲にコンクリートの回り込みを防止した空間部を確保することができ、これにより、ばねの圧縮変形をスムースに行わせることができるとともに、緩衝材を簡易に構成することができる。

なお、本実施例のその他の構成及び作用効果は、上記参考例と同様であるが、定着筋１に作用する圧縮力の対策に重点を置く場合には、緩衝材５を省略し、緩衝材８のみを介装するようにすることもできる。

かくして、本実施例の杭とフーチングの接合構造によれば、杭Ｐの杭頭に複数の定着筋１を配設し、該定着筋１をフーチング２内に延設するようにした杭とフーチングの接合構造において、杭Ｐの端板３の下に該端板３との間に空隙を設けて定着筋１の固定部材４を配設するとともに、該固定部材４と端板３の間に緩衝材５を介装し、定着筋１を端板３の孔を挿通させて固定部材４に固定することから、地震時に杭頭に生じる曲げモーメントにより定着筋１に引張り力が作用するときに、固定部材４に押し付けられた緩衝材５が圧縮撓みを生じ、これにより、杭頭の固定度を低減し杭Ｐの損傷を抑制することができる。
また、固定部材４の下に緩衝材８を介装することから、地震時に杭頭に生じる曲げモーメントにより定着筋１に圧縮力が作用するときに、固定部材４に押し付けられた緩衝材８が圧縮撓みを生じ、これにより、杭頭の固定度を低減しフーチング２のパンチング破壊による損傷を抑制することができる。
そして、緩衝材５として、耐水性、耐アルカリ性及び耐久性に優れたゴム製弾性体や合成樹脂製弾性体を用いるとともに、該弾性体の内周側と外周側の少なくとも一方に、弾性体のコンクリートＣ内での圧縮変形を許容するスポンジ等の収縮材７を配設することにより、弾性体の内周側や外周側に、コンクリートの回り込みを防止した空間部を確保することができ、これにより、横方向に広がる弾性体の圧縮変形をスムースに行わせることができる。
また、緩衝材として、ばねを用いるとともに、該ばねの外周側に、ばねのコンクリート内での圧縮変形を許容する隔壁材を配設することにより、ばねの周囲にコンクリートの回り込みを防止した空間部を確保することができ、これにより、ばねの圧縮変形をスムースに行わせることができるとともに、緩衝材を簡易に構成することができる。

以上、本発明の杭とフーチングの接合構造について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、例えば、固定部材として袋ナット以外のものを用いるなど、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。

本発明の杭とフーチングの接合構造は、定着筋と杭頭との固定度を低減することにより、杭やフーチングの損傷を抑制することができることから、地震を想定した杭とフーチングの接合構造の用途に好適に用いることができる。

杭とフーチングの接合構造の参考例を示し、（ａ）はコンクリート杭の場合の平面図及び断面図、（ｂ）は鋼管コンクリート複合杭の場合の断面図である。 同参考例を示し、（ａ）はコンクリート杭に丸鋼を使用した断面図、（ｂ）は鋼管杭に丸鋼を使用した断面図、（ｃ）はコンクリート杭にテーパ付き丸鋼を使用した断面図、（ｄ）はコンクリート杭に異型鉄筋を使用した断面図である。 緩衝材の一例を示し、（ａ）は内周側に収縮材を配設した平面図、（ｂ）は外周側に収縮材を配設した平面図、（ｃ）は外周側と内周側に収縮材を配設した平面図である。 収縮材を備えた緩衝材の圧縮変形を示し、（ａ）は通常時の断面図、（ｂ）は地震時の引張り力が発生したときの断面図である。 緩衝材としてばねを用いた一例を示す断面図である。 本発明の杭とフーチングの接合構造の一実施例を示すコンクリート杭の場合の断面図である。

１ 定着筋
２ フーチング
３ 端板
３１ 孔
４ 固定部材（袋ナット）
５ 緩衝材（ゴム製弾性体又は合成樹脂製弾性体）
５１ 孔
６ 定着板
７ 収縮材
８ 緩衝材
９ 隔壁材
Ｐ 杭
Ｃ コンクリート

Claims (4)

1. 杭頭に複数の定着筋を配設し、該定着筋をフーチング内に延設するようにした杭とフーチングの接合構造において、杭の端板の下に定着筋の固定部材を配設するとともに、該固定部材の下に緩衝材を介装し、定着筋を端板の孔を挿通させて固定部材に固定したことを特徴とする杭とフーチングの接合構造。
2. 杭の端板の下に該端板との間に空隙を設けて定着筋の固定部材を配設するとともに、該固定部材と端板の間に緩衝材を介装したことを特徴とする請求項１記載の杭とフーチングの接合構造。
3. 緩衝材として、耐水性、耐アルカリ性及び耐久性に優れたゴム製弾性体や合成樹脂製弾性体を用いるとともに、該弾性体の内周側と外周側の少なくとも一方に、弾性体のコンクリート内での圧縮変形を許容するスポンジ等の収縮材を配設したことを特徴とする請求項１又は２記載の杭とフーチングの接合構造。
4. 緩衝材として、ばねを用いるとともに、該ばねの外周側に、ばねのコンクリート内での圧縮変形を許容する隔壁材を配設したことを特徴とする請求項１又は２記載の杭とフーチングの接合構造。

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