JP4503082B2 - Pile expansion member - Google Patents
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Description
本発明は、鋼管杭、PHC杭などの杭の下端に、支持力および引き抜き抵抗を増加させるために設けられる拡底部材に関するものである。 The present invention relates to a bottom expansion member provided at a lower end of a pile such as a steel pipe pile or a PHC pile in order to increase a supporting force and a pulling resistance.
建築物、構造物等を支持する基礎杭には、構造物等を支える支持力のほか、地震等による外力に対する引き抜き抵抗が要求される。そのため従来から、杭の下端に拡底部を設けた拡底杭が広く知られている(例えば、特許文献1など)。この場合、あらかじめ杭孔の底部に杭径よりも大きな直径をした孔底拡開部を掘削してから、この孔底拡開部内にセメントミルクあるいはコンクリート等を打設して拡底部を設ける。 Foundation piles that support buildings, structures, etc. are required to have resistance to pulling out external forces due to earthquakes, etc., in addition to supporting force to support structures. Therefore, conventionally, a bottomed pile having a bottom expanded portion at the lower end of the pile is widely known (for example, Patent Document 1). In this case, after drilling a hole bottom widened portion having a diameter larger than the pile diameter in advance at the bottom of the pile hole, cement milk or concrete or the like is placed in the hole bottom widened portion to provide the widened portion.
特許文献1では、杭の下端に拡径可能な地盤掘削部材を設け、杭を回転させて掘削しながら地盤中に圧入し、所定深さに達した時点で地盤掘削部材を拡径して拡大掘削を行うことで杭孔の底部に孔底拡開部を形成し、地盤掘削部材を拡径した状態でセメントミルク等を打設して拡底部を形成している。
In
しかしながら、この方法では、孔底拡開部を掘削するための地盤掘削部材を補強材としてそのまま地盤中に埋めてしまうので、工事費用が高額になってしまう。そのため、特許文献2では、孔底に拡開部が掘削された杭孔の該拡開部内にセメントミルクを充填して土砂と混合させた後、この杭孔内に下端部に複数組の拡開鉄筋を設けた杭を、それぞれの拡開鉄筋が杭の外周面に密着して閉じられている状態が維持されるような向きに回転しながら杭底まで挿入し、拡開鉄筋が孔底拡開部内に位置した時点で杭を逆回転させて拡開鉄筋を拡開させ、セメントミルクで固定して拡底部を形成する。
However, in this method, since the ground excavation member for excavating the hole-bottom widened portion is buried as it is in the ground as a reinforcing material, the construction cost becomes high. Therefore, in
上記特許文献2において、杭の下端部に設けられる拡開鉄筋は、具体的には、上下1対のバンドを設け、バンド外周面の上下対称位置にそれぞれバンドの長さ方向に沿って湾曲する複数個のアームを、杭の断面方向から見てそれぞれ一端がヒンジを介して他端が杭外側方向へ回動するように開閉可能に軸着すると共に、それぞれ上下の対応するアーム間に杭の長さ方向に沿った複数本の縦筋を連結した構成である。さらに、縦筋間にはチェーンが横筋として設けられている。
In the above-mentioned
しかしながら、特許文献2に記載された拡底杭は、セメントミルクによる拡底部を拡開鉄筋により補強できるが、杭の軸方向からの荷重を、杭に固定された拡開鉄筋のうち幅狭のアームと横筋(チェーン)で受けることとなり、構造物等の充分な支持力を得ることができない可能性がある。
However, although the expanded bottom pile described in
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、大きな支持力および引き抜き抵抗を備えた拡底部を杭に形成することができる拡底部材を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to provide the bottom expansion member which can form the bottom expansion part provided with big supporting force and drawing-out resistance in a pile.
上記課題を解決するため本発明に係る拡底部材は、
杭の下端に設けられる拡底部材であって、
杭の外径と同じか又は外径よりも小さい、杭に固定される支持体と、
前記支持体に回転可能に軸支された複数の拡底板と、を備え、
拡底板の回転軸は、拡底板の板面に対して垂直、かつ、杭の軸方向と平行であって、
前記拡底板は、回転することにより、杭の軸方向に投影してなる投影部が杭の外周面より内側に収容された収容姿勢と、杭の軸方向に投影してなる投影部の一部が杭の外周面より外側に突出した拡底姿勢とに姿勢変換可能であり、
前記拡底姿勢において、隣接する前記拡底板どうしが連続して、全体としてひとつの円盤の外径部を構成することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the bottom expansion member according to the present invention is:
A bottom expansion member provided at the lower end of the pile,
A support fixed to the pile that is the same as or smaller than the outer diameter of the pile;
A plurality of bottom expansion plates rotatably supported on the support,
The rotation axis of the bottom expansion plate is perpendicular to the plate surface of the bottom expansion plate and parallel to the axial direction of the pile,
The expansion plate is rotated so that the projection portion projected in the axial direction of the pile is accommodated inside the outer peripheral surface of the pile, and a part of the projection portion projected in the axial direction of the pile There Ri posture convertible der in the拡底posture projecting outward from the outer peripheral surface of the pile,
In the expanded bottom posture, adjacent expanded bottom plates are continuous to form an outer diameter portion of one disk as a whole .
この構成による拡底部材の作用・効果を説明する。この拡底部材は、支持体と複数の拡底板を備える。支持体は、杭に固定されるものであって、杭の外径と同じか又は外径よりも小さい。これにより、支持体は、杭が杭孔に挿入される際にも障害とならない。また、複数の拡底板は、支持体に軸支されており、支持体に対して回転することができる。拡底板は、回転することにより、杭の軸方向に投影してなる投影部が杭の外周面より内側に収容された収容姿勢と、杭の軸方向に投影してなる投影部の一部が杭の外周面より外側に突出した拡底姿勢とに姿勢を変換することができる。この拡底部材によれば、杭が杭孔に挿入される際には、収容姿勢とすることで拡底板は障害とならない。一方で、杭孔の底部に形成された孔底拡開部において、拡底板を拡底姿勢とした状態で拡底部を形成することで、拡底板は、杭の軸方向に投影してなる投影部の一部が杭の外周面より外側に突出し、杭の軸方向への外力を受けることができる。また、拡底板は、板状をしているので、従来技術の拡底杭のアームとチェーンに比べ、大きな支持力および引き抜き抵抗を備えた拡底部を形成することができる。したがって、この拡底部材によれば、大きな支持力および引き抜き抵抗を備えた拡底部を杭に形成することができる。 The operation and effect of the bottom expanding member with this configuration will be described. The bottom expansion member includes a support and a plurality of bottom expansion plates. The support is fixed to the pile and is the same as or smaller than the outer diameter of the pile. Thereby, the support body does not become an obstacle when the pile is inserted into the pile hole. The plurality of bottom expansion plates are pivotally supported by the support and can rotate with respect to the support. The expansion plate is rotated so that the projection position formed by projecting in the axial direction of the pile is accommodated inside the outer peripheral surface of the pile, and a part of the projection unit projected in the axial direction of the pile The posture can be converted into a bottomed posture protruding outward from the outer peripheral surface of the pile. According to this bottom expansion member, when the pile is inserted into the pile hole, the bottom expansion plate does not become an obstacle by adopting the housing posture. On the other hand, in the hole bottom widening portion formed at the bottom of the pile hole, the bottom expansion plate is projected in the axial direction of the pile by forming the bottom expansion portion in a state where the bottom expansion plate is in the bottom expansion posture. A part of can protrude outward from the outer peripheral surface of the pile and can receive an external force in the axial direction of the pile. Moreover, since the bottom expansion board is plate-shaped, compared with the arm and chain of the bottom expansion pile of a prior art, the bottom expansion part provided with a big support force and drawing resistance can be formed. Therefore, according to this bottom expansion member, the bottom expansion part provided with big supporting force and drawing-out resistance can be formed in a pile.
本発明において、前記拡底板は、外部からの抵抗を受ける抵抗部を備え、前記支持体が固定された杭を杭の軸芯周りに回転させることで前記抵抗部が抵抗を受け、前記収容姿勢から前記拡底姿勢に姿勢変換可能であることが好ましい。 In the present invention, the bottom expansion plate includes a resistance portion that receives resistance from the outside, and the resistance portion receives resistance by rotating the pile to which the support is fixed around the axis of the pile, and the accommodation posture It is preferable that the posture can be changed from the above to the widened posture.
この構成によれば、拡底板は、杭を杭の軸芯周りに回転させることで、収容姿勢から拡底姿勢に姿勢を変換することができるので、例えば、姿勢を変換させる姿勢変換手段を別途設けることなく、容易に姿勢を変換することができる。 According to this configuration, the bottom expansion plate can convert the posture from the accommodation posture to the bottom expansion posture by rotating the pile around the axis of the pile. For example, the posture expansion means for converting the posture is separately provided. The posture can be easily changed without any problem.
本発明において、前記支持体と連結部材により連結された台座をさらに備え、前記台座にも複数の前記拡底板が回転可能に軸支されていることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that a pedestal connected to the support body by a connecting member is further provided, and the plurality of bottom expansion plates are rotatably supported on the pedestal.
この構成によれば、拡底部材は、支持体に軸支された拡底板のほかに、台座に軸支された拡底板も備えるので、より一層大きな支持力および引き抜き抵抗を備えた拡底部を杭に形成することができる。 According to this configuration, since the bottom expansion member includes the bottom expansion plate pivotally supported by the support body and the bottom expansion plate pivotally supported by the pedestal, the bottom expansion portion having an even greater support force and pull-out resistance is piled up. Can be formed.
<拡底部材の構成>
本発明に係る拡底部材の好適な実施形態について図面を用いて説明する。図1は、拡底部材の外観構成を示す斜視図である。図2は、拡底部材の構成を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、拡底部材の中心軸をOとし、図1の上側を拡底部材の上側、図1の下側を拡底部材の下側とする。
<Configuration of bottom expansion member>
A preferred embodiment of a bottom expanding member according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an external configuration of the bottom expanding member. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the bottom expanding member. In the following description, the central axis of the bottom expansion member is O, the upper side of FIG. 1 is the upper side of the bottom expansion member, and the lower side of FIG.
拡底部材1の上部には支持板2(支持体に相当する)が配置され、下部には座板3(台座に相当する)が配置される。支持板2と座板3は、連結部材4によって連結される。支持板2および座板3には、それぞれ複数の拡底板5がネジ6により回転可能に軸支される。
A support plate 2 (corresponding to a support) is disposed on the upper portion of the
拡底部材1は、支持板2を杭の下端に溶接等することにより取り付けられる。拡底部材1が取り付けられる杭は、例えば、鋼管杭や、PHC杭(プレテンション方式遠心力高強度プレストレストコンクリート杭)、RC杭(遠心力鉄筋コンクリート杭)等のコンクリート杭等が挙げられる。
The
支持板2は、中心に貫通孔の開いた円盤状をしている。支持板2の外径は、拡底部材1が取り付けられる杭の外径と同じか又は小さくなるように形成されている。なお、施工性や強度等を考慮し、支持板2の外径は杭の外径と同じとすることが好ましい。これにより、下端に拡底部材1を取り付けた杭を杭孔に挿入する際にも、支持板2が障害とならない。また、支持板2の中心には、貫通孔が設けられており、土砂、セメントミルク等の根固め材が支持板2を通過することができる。支持板2の貫通孔の周囲には、拡底板5をネジ6で取り付けるためのネジ穴が複数形成されている。本実施形態においては、ネジ穴は円周方向に均等に8つ配列して形成されている。
The
座板3も支持板2と同じように、中心に貫通孔の開いた円盤状をしている。座板3の外径も、拡底部材1が取り付けられる杭の外径と同じか又は小さくなるように形成しているが、支持板2と同じように、杭の外径と同じとすることが好ましい。座板3にも、拡底板5をネジ6で取り付けるためのネジ穴が8つ形成されている。
As with the
連結部材4は、円筒状をしており、上下端には、支持板2と座板3とに連結できるように突出部4aが設けられている。突出部4aは、円筒の外側方に突出しており、拡底板5を支持板2および座板3に軸支するためのネジ6によって、支持板2の下面側および座板3の上面側に締結される。なお、拡底板5は、突出部4aと支持板2との間、および突出部4aと座板3との間に挟まれる形で軸支される。
The connecting member 4 has a cylindrical shape, and projecting
拡底板5の形状について、図3を用いて説明する。図3は、一の拡底板5の正面図である。また、拡底板5の姿勢変換について、図4を用いて説明する。拡底板5は、支持板2および座板3にそれぞれ軸支されているが、ここでは、座板3に軸支されている拡底板5について説明を行なう。なお、支持板2に軸支されている拡底板5の形状は、図1に示すように、座板3に軸支されている拡底板5の形状と鏡映対称となっている。
The shape of the
拡底板5が、ネジ6を中心に反時計回りに回転し、座板3の外径よりも内側に収容された収容姿勢を上方から見た図を図4(a)に示す。また、拡底板5が、ネジ6を中心に時計回りに回転し、座板3の外径よりも外側に突出した拡底姿勢を上方から見た図を図4(b)に示す。なお、ここでは、説明を容易にするために、連結部材4は図示していない。
FIG. 4A shows a view in which the
拡底板5は、図3に示すように、扇形状の一部を切り取った、略L字状をした板から形成されている。しかし、拡底板5は、平板ではなく、収容姿勢および拡底姿勢の両姿勢において、一の拡底板5は、他の拡底板5と一部が重なるため、重なる位置では、拡底板5は部分的に湾曲している。
As shown in FIG. 3, the
拡底板5には、扇形状の一部を切り取る切り取り部5aが形成されている。この切り取り部5aを形成することで、収容姿勢および拡底姿勢において、拡底板5と、隣接する拡底板5を軸支しているネジ6とが干渉することを防ぐことができる。
The
また、拡底板5には、最小径部5bが形成されており、図4(a)の収容姿勢では、隣接する拡底板5の最小径部5bどうしが連続して、全体としてひとつの円盤の外径部を構成する。この収容姿勢においては、拡底板5の最小径部5bが座板3の外周と一致する。
Further, the
さらに、拡底板5には、最大径部5cが形成されており、図4(b)の拡底姿勢では、隣接する拡底板5の最大径部5cどうしが連続して、全体としてひとつの円盤の外径部を構成する。この拡底姿勢においては、拡底板5の最大径部5cが座板3の外周よりも突出する。
Furthermore, the
また、拡底板5の最大径部5cには、抵抗部5dが形成されている。板状の抵抗部5dは、拡底板5の表面に対して中心軸O方向に立設されており、拡底部材1を中心軸Oの周りに回転させることで外部の抵抗、具体的には、地中の土砂や杭孔に投入されたセメントミルク等、またはこれらの混合物等の抵抗を受ける。抵抗部5dは、拡底部材1の円周方向に対して所定の傾きを有しており、拡底部材1を中心軸Oを中心に時計回りに回転させる場合には、抵抗部5dは抵抗を受けて、拡底板5をネジ6を中心に反時計回りに付勢する。一方、拡底部材1を中心軸Oを中心に反時計回りに回転させる場合には、抵抗部5dは抵抗を受けて、拡底板5をネジ6を中心に時計回りに付勢する。すなわち、拡底部材1を中心軸Oを中心に時計回りに回転させる場合には、拡底板5は収容姿勢を保持し、一方で拡底部材1を中心軸Oを中心に反時計回りに回転させる場合には、拡底板5は拡底姿勢を保持しようとする。
Further, a
<拡底杭の施工手順>
本発明の拡底部材を下端に取り付けた杭(拡底杭)の施工手順について、図5を用いて説明する。図5(a)のように、初めに、拡底杭を挿入するための杭孔11を地盤10の所定の深度まで掘削する。次いで、杭孔11の底部に杭径よりも大きな直径をした孔底拡開部12を掘削する。孔底拡開部12を掘削する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、オーガーヘッドに設けた拡大翼を拡翼して拡大掘削する方法が知られている。この孔底拡開部12内にセメントミルクを投入し、拡大翼を上下反復し、セメントミルクと土砂とを攪拌混合させた混合物13を孔底拡開部12に充填する。
<Construction procedure for expanded pile>
The construction procedure of the pile (bottom pile) with the bottom expanded member of the present invention attached to the lower end will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5A, first, a
次いで、図5(b)のように、杭の下端に拡底部材1を固定した拡底杭14を杭孔11内に挿入する。なお、拡底部材1は、あらかじめ杭の下端に溶接等により固定される。座板3および支持板2には中心に貫通孔を設けてあり、また、これらの貫通孔は拡底板5によって塞がれていないので、拡底杭14内には、セメントミルクと土砂の混合物13が充填される。
Next, as shown in FIG. 5 (b), the expanded
杭孔11に挿入する際には、すべての拡底板5は、収容姿勢としておく。また、挿入過程では拡底杭14を時計回りに回転させることで、拡底板5は、抵抗部5dにセメントミルクと土砂の混合物13からの抵抗を受け、収容姿勢を保つことができ、挿入する際の障害となりにくい。
When inserting into the
拡底杭14を杭孔11に挿入していき、拡底部材1が孔底拡開部12に位置した時点で、拡底杭14を逆回転、すなわち、反時計回りに回転させる。拡底杭14を反時計回りに回転させると、拡底板5は、抵抗部5dにセメントミルクと土砂の混合物13からの抵抗を受け、図5(c)のように収容姿勢から拡底姿勢へと姿勢を変える。拡底板5を拡底姿勢に保持したまま、セメントミルクを固化させる。これにより、拡底板5は、杭の外周面より外側に突出した円盤を形成するので、この拡底部材1によれば、大きな支持力および引き抜き抵抗を備えた拡底部を杭に形成することができる。
When the bottom expanded
<別実施形態>
図4(b)に示すように、拡底姿勢において、座板3の中心孔は、拡底板5で塞ぐことはできない。したがって、拡底部材1は、この座板3の中心孔を塞ぐためのプレートをさらに備えてもよい。具体的には、図6の三面図に示すように、座板3の下面側に、拡底板5と同じように軸支されたプレート7を設ける。プレート7は、ネジ7aにより座板3に軸支されている。このプレート7には、拡底板5と同じように抵抗部7bが設けられる。また、座板3には、プレート7の動きを規制するための断面がコの字状の振れ止め部材8が設けられる。プレート7は、座板3と振れ止め部材8との間をスライド可能となっている。
<Another embodiment>
As shown in FIG. 4B, the center hole of the
プレート7は、拡底板5と同じように、抵抗部7bに外部からの抵抗を受けることで姿勢を変換することができる。プレート7の姿勢変換について、図7を用いて説明する。プレート7は、拡底板5の収容姿勢においては、図7(a)のように、座板3の中心孔を塞がず、拡底板5の拡底姿勢においては、図7(b)のように、座板3の中心孔を塞ぐように姿勢を変化させるように構成される。拡底板5の拡底姿勢において、拡底板5およびプレート7により、座板3の中心孔を完全に塞ぐことができるので、この拡底部材1によれば、より一層大きな支持力および引き抜き抵抗を備えた拡底部を杭に形成することができる。
The
また、図8(a)に示すように、中心軸O方向に対向する、支持板2に軸支された拡底板5の抵抗部5dと、座板3に軸支された拡底板5の抵抗部5dとを繋げて1つの板状の抵抗部5dとしてもよい。または、例えば鉄筋などの別の部材により、中心軸O方向に対向する、支持板2に軸支された拡底板5の抵抗部5dと、座板3に軸支された拡底板5の抵抗部5dとを連結させてもよい。なお、鉄筋などの別の部材により、支持板2に軸支された拡底板5と、座板3に軸支された拡底板5とを直接連結させてもよい。
Further, as shown in FIG. 8A, the
さらに、図8(b)に示すように、これらの中心軸O方向に延びる部材を、横部材9で連結させるようにしてもよい。これらの構成によれば、拡底部材1の強度を向上させることができ、より一層大きな支持力および引き抜き抵抗を備えた拡底部を杭に形成することができる。
Further, as shown in FIG. 8B, these members extending in the direction of the central axis O may be connected by a lateral member 9. According to these structures, the intensity | strength of the
1 拡底部材
2 支持板
3 座板
3 台座
4 連結部材
4a 突出部
5 拡底板
5d 抵抗部
6 ネジ
9 横部材
10 地盤
11 杭孔
12 孔底拡開部
14 拡底杭
DESCRIPTION OF
Claims (3)
杭の外径と同じか又は外径よりも小さい、杭に固定される支持体と、
前記支持体に回転可能に軸支された複数の拡底板と、を備え、
拡底板の回転軸は、拡底板の板面に対して垂直、かつ、杭の軸方向と平行であって、
前記拡底板は、回転することにより、杭の軸方向に投影してなる投影部が杭の外周面より内側に収容された収容姿勢と、杭の軸方向に投影してなる投影部の一部が杭の外周面より外側に突出した拡底姿勢とに姿勢変換可能であり、
前記拡底姿勢において、隣接する前記拡底板どうしが連続して、全体としてひとつの円盤の外径部を構成することを特徴とする拡底部材。 A bottom expansion member provided at the lower end of the pile,
A support fixed to the pile that is the same as or smaller than the outer diameter of the pile;
A plurality of bottom expansion plates rotatably supported on the support,
The rotation axis of the bottom expansion plate is perpendicular to the plate surface of the bottom expansion plate and parallel to the axial direction of the pile,
The expansion plate is rotated so that the projection portion projected in the axial direction of the pile is accommodated inside the outer peripheral surface of the pile, and a part of the projection portion projected in the axial direction of the pile There Ri posture convertible der in the拡底posture projecting outward from the outer peripheral surface of the pile,
In the bottom-enlarging posture, the bottom-enlarging member is characterized in that the adjacent bottom-enlarging plates are continuous to form an outer diameter portion of one disk as a whole .
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