JP4635678B2 - 杭とフーチングとの結合構造の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、フーチングと杭頭部とを一又は二以上の結合部材を介して結合する杭とフーチングとの結合構造の施工方法に関するものである。

この種の杭とフーチングとの結合構造の一例として、図８に示すように、フーチング３と、そのフーチング３の下方に設置され、中詰めコンクリート２１が充填された杭頭部２Ａとを、一又は二以上の結合部材４を介して結合したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
なお、図８中の符号２ａは、杭２の内周面に形成されたずれ止め部であり、４ａは結合部材４の外周面に形成されたずれ止め部であり、８は杭２とフーチング３との間で曲げモーメントに対する接続を切るための縁切り材であり、１３は地盤１上に打設された捨てコンクリートであり、２１Ａは杭頭部２Ａ内に中詰めコンクリート２１を充填する際に設置される底板であり、４１は結合部材４内に充填された中詰めコンクリートである。
特開２００１−１５９１４２号公報

このような杭とフーチングとの結合構造において、支持力、靱性、及び剛性を保証するためには、フーチング３と杭頭部２Ａとを結合する結合部材４を、所定位置に精度よく配設する必要がある。
しかしながら、上述した特許文献１では、結合部材４の所定位置への配設方法についての開示がなされていない。
そこで、本発明は、フーチングと杭頭部を結合する結合部材を所定位置に精度よく配設できる杭とフーチングとの接合構造の施工方法を提供することを課題としている。

このような課題を解決するために、本発明に係る杭とフーチングとの結合構造の施工方法は、フーチングと、そのフーチングの下方に設置され充填材が充填された杭頭部とを、軸を上下方向に向けた一又は二以上の結合部材を介して結合する杭とフーチングとの結合構造を施工する方法であって、前記結合部材を、上端部が前記フーチング内に配置され、下端部が前記杭頭部内に配置された配置状態に位置決めするための位置決め手段を備え、この位置決め手段を用いて、前記結合部材を前記配置状態に位置決めした状態で、前記充填材と前記フーチングをなすコンクリートとを打設し、前記位置決め手段として、予め、前記結合部材の外周面に、この外周面から水平方向に延びて前記杭頭部の上端面に載置され、且つ、前記杭頭部の内周面に掛止される掛止部を備えた一又は二以上の固定部材を突設し、前記固定部材を前記枕頭部の上端部に載置して前記結合部材を支持することで、前記結合部材を前記配置状態に位置決めすることを特徴とするものである。

また、本発明に係る杭とフーチングとの結合構造の施工方法において、前記充填材を充填する際には、前記結合部材を振動させながら行うことが好ましい。

本発明によれば、充填材やフーチングをなすコンクリートの打設時に結合部材の位置決めが行われているため、結合部材を所定位置に精度よく配設できる。よって、優れた支持力、靱性、及び剛性を備えた杭とフーチングとの結合構造を施工できる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に述べる第一実施形態は参考例を、第二実施形態は本発明例を構成する。
＜第一実施形態＞
図１は、参考例を構成する第一実施形態に係る杭とフーチングとの結合構造の施工方法を示す断面図である。図２は、図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。なお、従来と同様の構成については、同一符号を付して説明する。
第一実施形態に係る杭とフーチングとの結合構造の施工方法では、図１及び図２に示すように、位置決め手段として、複数（本実施形態では２本）の吊材５と、複数（本実施形態では四個）の支持部材６と、を用意する。
吊材５は、異形鉄筋からなり、予め、鋼管からなる結合部材４の内周側に貫通させた状態で、その内周面の互いに対向する位置に溶接により固着させておく。

支持部材６は、長方形状の鋼板６１と、この鋼板６１の長手方向一端部の下面に形成されて下方に突出する掛止部６２と、からなる。鋼板６１の長手方向寸法は、鋼管からなる杭２の外径から結合部材４の外径を引いた長さの半分以上の長さとなっている。また、掛止部６２は、杭２の内周面に接触可能な位置に設けられている。
第一実施形態における杭２とフーチング３との結合構造の施工方法は、まず、公知の方法を用いて、杭頭部２Ａの外周面が略隠れるまで、杭２を地盤１に埋め込む。次に、フーチング３の形成予定領域よりも上方に仮梁７を配設する。

次に、吊材５が固定された結合部材４を、軸を上下方向に向けた状態で杭頭部２Ａ内に差し込み、結合部材４の上端部が杭頭部２Ａよりも上方のフーチング３の形成予定領域に配置され、その下端部が杭頭部２Ａ内に配置されるように位置合わせした状態として、各吊材５の上端部を、仮梁７に固定して結合部材４が吊られた状態とする。
これにより、結合部材４が杭頭部２Ａに対して上下方向に位置決めされる。なお、吊材５の下端部は、杭頭部２Ａ内に配置される底板２１Ａに連結させる。図１（ａ）は、ここまでの状態を示す断面図である。

次に、結合部材４が杭２と同心に配置されるように位置合わせした状態で、杭頭部２Ａの上端面に、ゴム材からなる縁切り材８を介して、支持部材６をそれぞれ対向するように配置する。このとき、支持部材６をなす鋼板６１の長手方向一端面は結合部材４の外周面に、ゴム材からなる縁切り材８を介して当接され、支持部材６に設けられた掛止部６２は杭２の内周面に当接される。また、支持部材６をなす鋼板６１の長手方向他端部の下面と杭頭部２Ａの上端面との間に、ゴム材からなる縁切り材８を配置する。
これにより、結合部材４の外周面と杭頭部２Ａの内周面との間の距離が規制されるため、結合部材４が杭頭部２Ａに対して水平方向に位置決めされる。

次に、結合部材４の上端部外周面に、型枠バイブレータ９を設置する。次に、公知の方法を用いて、フーチング３用の型枠（図示せず）や鉄筋（図示せず）を配置する。
次に、結合部材４にその上端側からパイプＰを入れ込み、まず、杭頭部２Ａ内に中詰めコンクリート（充填材）２１が埋め込まれるまで、型枠バイブレータ９により結合部材４を振動させながら、コンクリートを打設する。これにより、杭頭部２Ａ内において、結合部材４の外周面と杭２の内周面との間にもコンクリートが回り込んで、杭頭部２Ａ内に隙間なく中詰めコンクリート２１を打設できる。図１（ｂ）は、ここまでの状態を示す断面図である。

次に、杭頭部２Ａの中詰めコンクリート２１が打設された後に、型枠バイブレータ９を除去して、さらに結合部材４内に中詰めコンクリート４１を打設するとともに、杭頭部２Ａの上面と地盤１の上面に、フーチング３をなすコンクリートを打設する。
そして、フーチング３が形成された後に、仮梁７やフーチング３用の型枠等を除去することにより、杭２とフーチング３との結合構造の施工が完了する。ここで、結合部材４の位置決め手段として用いられた吊材５や支持部材６は、杭２とフーチング３との結合性能に影響を与えないため埋設したままとする。

つまり、本実施形態の施工方法で得られる杭２とフーチング３との結合構造は、図１（ｃ）に示すように、フーチング３と杭頭部２Ａとが、吊材５及び支持部材６で支持された結合部材４を介して結合される。
なお、本実施形態では、杭頭部２Ａの上面と地盤１の上面にフーチング３をなすコンクリートを打設したが、杭頭部２Ａの上端面と支持部材６をなす鋼板６１との間には縁切り材８が配置されているため、杭頭部２Ａとフーチング３との間で曲げモーメントに対する接続を切ることができる。

次に、本実施形態の作用・効果について説明する。
本実施形態では、結合部材４を、吊材５により杭頭部２Ａに対して上下方向に位置合わせするとともに、支持部材６により杭頭部２Ａに対して水平方向に位置合わせした状態で、コンクリートを打設することにより、コンクリート打設時に結合部材４の位置がずれることなく、所定位置に精度よく結合部材４を配設できる。よって、フーチング３と杭頭部２Ａとが結合部材４を介して結合される杭２とフーチング３との結合構造の支持力、靱性、及び剛性を向上できる。

なお、第一実施形態では、位置合わせ手段をなす吊材５として二本の異形鉄筋を用いたが、これに限らず、例えば、吊材５として異形鉄筋以外の棒材やワイヤ等の線材を用いてもよいし、吊材５の本数を一本又は三本以上としてもよい。
また、第一実施形態では、吊材５の上端部を仮梁７に固定したが、例えば、結合部材４の重量が小さい場合には、吊材５の上端部をフーチング３用の鉄筋に固定してもよい。

さらに、第一実施形態では、位置合わせ手段をなす支持部材６を、杭頭部２Ａの上端部に配置したが、これに限らず、例えば、支持部材６を、結合部材４の外周面と杭頭部２Ａの内周面との間に配置するようにしてもよいし、フーチング３用の鉄筋を利用して配置するようにしてもよい。
さらに、第一実施形態では、位置合わせ手段をなす支持部材６として長方形状の鋼板６１を用いたが、これに限らず、支持部材６の材質を鋼以外の金属や木材としてもよいし、支持部材６の形状を結合部材４の外周側に開口した杭２の上端面を覆うリング状としてもよい。

また、例えば図３に示すように、支持部材６を、長手方向寸法が結合部材４の外径よりも長い長方形状の複数（本実施形態では四本）の鋼板６１Ａと、この鋼板６１Ａの長手方向両端部の下面において、下方に突出するように形成され、且つ、杭２の内周面に接触可能な位置に形成された掛止部６２Ａと、から構成してもよい。
この場合、これらの鋼板６１Ａを杭頭部２Ａの上端面に井桁状に載置した状態で配設し、各鋼板６１Ａの下面に形成された掛止部６２Ａを杭２の内周面に当接させるとともに、結合部材４の外周面と鋼板６１Ａの側面との間に、それぞれ縁切り材８を配置する。

さらに、第一実施形態では、杭頭部２Ａの上端面に配置する縁切り材８を、支持部材６をなす鋼板６１と接する箇所のみに設けたが、これに限らず、例えば、杭頭部２Ａの上端面を全て覆うように設けてもよい。
さらに、第一実施形態では、位置合わせ手段として吊材５及び支持部材６を用いたが、これに限らず、位置合わせ手段として吊材５のみを用いてもよい。
さらに、第一実施形態では、吊材５の下端部を、杭頭部２Ａ内に配置される底板２１Ａに連結させたが、連結させなくてもよい。

＜第二実施形態＞
図４は、本発明例を構成する第二実施形態に係る杭とフーチングとの結合構造の施工方法を示す断面図である。図５は、図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。なお、従来と同様の構成については、同一符号を付して説明する。
第二実施形態における杭２とフーチング３との結合構造の施工方法では、図４及び図５に示すように、位置決め手段として、複数（本実施形態では四個）の固定部材１０を用意する。

固定部材１０は、上述した第一実施形態で用いた支持部材６と同様に、長方形状の鋼板１１と、この鋼板１１の長手方向一端部の下面に形成されて下方に突出した掛止部１２と、からなる。鋼板１１の長手方向寸法は、鋼管からなる杭２の外径から結合部材４の外径を引いた長さの半分以上の長さとなっている。また、掛止部１２は、杭２の内周面に接触可能な位置に設けられている。

そして、杭頭部２Ａ内に、軸を上下方向に向けて結合部材４を配設した時に、その上端部が杭頭部２Ａの上方に配置され、その下端部が杭頭部２Ａ内に配置され、さらにその軸芯が杭２と同心に配置されるように、予め、結合部材４の軸方向中心部近傍の外周面に、固定部材１０をなす各鋼板１１の長手方向一端面をそれぞれ対向するように溶接により突設させた。

第二実施形態における杭２とフーチング３との結合構造の施工方法は、まず、上述した第一実施形態と同様に、杭頭部２Ａの外周面が略隠れるまで、杭２を地盤１に埋め込む。 次に、結合部材４を杭頭部２Ａ内に挿入した状態で、結合部材４の外周面に突設した固定部材１０を、杭頭部２Ａの上端面に載置する。このとき、固定部材１０をなす鋼板１１の長手方向先端部の下面は、杭頭部２Ａの上端面にゴム材８を介して載置され、掛止部１２は杭２の内周面に当接される。図４（ａ）は、ここまでの状態を示す断面図である。

次に、結合部材４の上端部外周面に、型枠バイブレータ９を設置する。次に、上述した第一実施形態と同様の手順で、フーチング３用の型枠（図示せず）や鉄筋（図示せず）を配置した後に、結合部材４の上端側からコンクリートを打設する。この時、第一実施形態と同様の理由で、杭頭部２Ａ内に中詰めコンクリート２１が埋め込まれるまで、型枠バイブレータ９により結合部材４を振動させながら、コンクリートを打設する。図４（ｂ）は、ここまでの状態を示す断面図である。

次に、第一実施形態と同様の手順で、杭頭部２Ａ内及び結合部材４内に中詰めコンクリート２１，４１を埋め込むとともに、杭頭部２Ａの上面と地盤１の上面に、フーチング３をなすコンクリートを打設して、杭２とフーチング３との結合構造の施工を完了する。ここで、結合部材４の位置決め手段として用いられた固定部材１０は、杭２とフーチング３との結合性能に影響を与えないため埋設したままとする。
つまり、本実施形態の施工方法で得られる杭２とフーチング３との結合構造は、図４（ｃ）に示すように、フーチング３と杭頭部２Ａとが、固定部材１０で支持された結合部材４を介して結合される。

次に、本実施形態の作用・効果について説明する。
本実施形態では、結合部材４を、固定部材１０により上下方向及び水平方向に位置合わせした状態で、コンクリートを打設することにより、コンクリート打設時に結合部材４の位置がずれることなく、所定位置に精度よく結合部材４を配設できる。よって、フーチング３と杭頭部２Ａとが結合部材４を介して結合される杭２とフーチング３との結合構造の支持力、靱性、及び剛性を向上できる。

但し、本実施形態は、結合部材４を、その外周面に突設させた固定部材１０だけで固定させているため、結合部材４の重量が大きい場合や、打設するコンクリート量が多い場合には、第一実施形態で示した位置合わせ手段を備えたほうが好ましい。
なお、第二実施形態では、位置合わせ手段をなす固定部材１０として長方形状の鋼板１１を用いたが、これに限らず、固定部材１０の材質を鋼以外の金属や木材としてもよいし、固定部材１０の形状を結合部材４の外周側に開口した杭２の上端面を覆うリング状としてもよい。

また、例えば図６に示すように、固定部材１０を、長手方向寸法が結合部材４の外径よりも長い長方形状の複数（本実施形態では四枚）の鋼板１１Ａと、この鋼板１１Ａの長手方向両端部の下面において、下方に突出するように形成され、且つ、杭２の内周面に接触可能な位置に形成された掛止部１２Ａと、から構成してもよい。
この場合、これらの鋼板１１Ａを、結合部材４の外周面に接するように井桁状に配設し、各鋼板１１Ａの下面に形成された掛止部１２Ａを杭２の内周面に当接させるとともに、結合部材４と鋼板１１Ａとの各接触面は、溶接によりそれぞれ固定させる。

さらに、第二実施形態では、杭頭部２Ａの上端面に配置する縁切り材８を、固定部材１０をなす鋼板１１と接する箇所のみに設けたが、これに限らず、例えば、杭頭部２Ａの上端面を全て覆うように設けてもよい。
また、第一及び第二実施形態では、フーチング３と杭頭部２Ａを、一本の結合部材４を介して結合させた場合について説明したが、これに限らず、フーチング３と杭頭部２Ａを二本以上の結合部材４を介して結合してもよい。

さらに、第一及び第二実施形態では、杭頭部２Ａの上面と地盤１の上面に、フーチング３をなすコンクリートを直接打設したが、これに限らず、地盤１の上面に、捨てコンクリートを介して、フーチング３をなすコンクリートを打設してもよい。
この場合、まず、位置合わせ手段により結合部材４の位置合わせを行った後、杭頭部２Ａの外周側の地盤１上に、捨てコンクリートを打設する。次に、上述と同様に、型枠バイブレータ９とフーチング３用の型枠や鉄筋を配置した後、型枠バイブレータ９により結合部材４を振動させながら、杭頭部２Ａ内に中詰めコンクリート２１を埋め込む。次に、結合部材４内に中詰めコンクリート４１を埋め込むとともに、杭頭部２Ａの上面と捨てコンクリートの上面に、フーチング３をなすコンクリートを打設する。

さらに、第一及び第二実施形態では、杭頭部２Ａの上面と地盤１の上面に、フーチング３をなすコンクリートを直接打設したが、これに限らず、杭頭部２Ａの上面とフーチング３の下面との間、及び、杭頭部２Ａの外周側における地盤１の上面とフーチング３の下面との間に、隙間を形成してもよい。
この場合、例えば図７に示すように、まず、地盤１に、杭頭部２Ａの外径よりも大きな直径を有する凹部１Ａを形成し、この凹部１Ａ内に、杭頭部２Ａの外周面が略隠れるまで杭２を埋め込む。次に、上述と同様に、固定部材１０により結合部材４の位置合わせを行う。次に、杭頭部２Ａの上面と、フーチング３の下面との間、及び、杭頭部２Ａの外周側における地盤１の上面と、フーチング３の下面との間に隙間を形成するための型枠５１を配置する。次に、上述と同様に、型枠バイブレータ９とフーチング３用の型枠（図示せず）や鉄筋（図示せず）を配置し、型枠バイブレータ９により結合部材４を振動させながら、杭頭部２Ａ内に中詰めコンクリート２１を埋め込む。次に、結合部材４内に中詰めコンクリート４１を埋め込むとともに、型枠５１内にフーチング３をなすコンクリートを打設する。

さらに、第一及び第二実施形態では、杭頭部２Ａの上面にフーチング３をなすコンクリートを打設し、結合部材４と支持部材６との間、及び、杭頭部２Ａの上端面と支持部材６又は固定部材１０との間に縁切り材８を配置することで、杭頭部２Ａとフーチング３との間で曲げモーメントに対する接続を切るようにしたが、これに限らず、杭頭部２Ａの上面とフーチング３の下面との間に、フーチング３をなすコンクリートよりも剛性の小さな材質からなる縁切り材を充填してもよい。この場合、結合部材４と支持部材６との間、及び、杭頭部２Ａの上端面と支持部材６又は固定部材１０との間に縁切り材８を配置しなくても、杭頭部２Ａとフーチング３との間で曲げモーメントに対する接続を切ることができる。

さらに、第一及び第二実施形態では、縁切り材８をゴム材で構成したが、これに限らず、例えば、縁切り材８を発泡スチロールやウレタンで構成してもよい。
さらに、第一及び第二実施形態では、杭頭部２Ａ内に充填される充填材として、フーチングをなすコンクリートと同様にコンクリートを充填したが、これに限らず、他の充填材を充填してもよい。

参考例を構成する第一実施形態に係る杭とフーチングとの結合構造の施工方法を示す断面図である。 図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。 支持部材の他の例を示す断面図である。 本発明例を構成する第二実施形態に係る杭とフーチングとの結合構造の施工方法を示す断面図である。 図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。 固定部材の他の例を示す断面図である。 本発明例を構成する第二実施形態に係る杭とフーチングとの結合構造の他の例を示す断面図である。 杭とフーチングとの結合構造の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ 地盤
１Ａ 凹部
２ 杭
３ フーチング
４ 結合部材
５ 吊材
６ 支持部材
７ 仮梁
８ 縁切り材
９ 型枠バイブレータ
１０ 固定部材
１１，６１，１１Ａ，６１Ａ 鋼板
１２，１２Ａ，６２，６２Ａ 掛止部
１３ 捨てコンクリート
２１ 中詰めコンクリート（充填材）
２１Ａ 底枠
４１ 中詰めコンクリート
５１ 型枠

Claims (2)

1. フーチングと、そのフーチングの下方に設置され充填材が充填された杭頭部とを、軸を上下方向に向けた一又は二以上の結合部材を介して結合する杭とフーチングとの結合構造を施工する方法であって、
   前記結合部材を、上端部が前記フーチング内に配置され、下端部が前記杭頭部内に配置された配置状態に位置決めするための位置決め手段を備え、
   この位置決め手段を用いて、前記結合部材を前記配置状態に位置決めした状態で、前記充填材と前記フーチングをなすコンクリートとを打設し、
   前記位置決め手段として、予め、前記結合部材の外周面に、この外周面から水平方向に延びて前記杭頭部の上端面に載置され、且つ、前記杭頭部の内周面に掛止される掛止部を備えた一又は二以上の固定部材を突設し、
   前記固定部材を前記枕頭部の上端部に載置して前記結合部材を支持することで、前記結合部材を前記配置状態に位置決めすることを特徴とする杭とフーチングとの結合構造の施工方法。
2. 前記充填材を充填する際には、前記結合部材を振動させながら行うことを特徴とする請求項１に記載の杭とフーチングとの結合構造の施工方法。

Images