JP4673244B2 - 鉄骨柱と既製杭との接合方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄骨柱と既製杭との接合方法に関する。

従来より、建物の杭と柱とを、基礎を介して接合する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の技術のように、柱脚の直下に鋼管杭を埋設する場合は、杭頭補強部を構築した後、該杭頭補強部上面にアンカーフレームを設置して柱脚アンカーボルトを立設させ、柱脚部を含む基礎梁部のコンクリートを打設して該基礎梁部を構築する。

ところが、特許文献１に記載の技術では、杭頭補強部や基礎梁部等の広い範囲にコンクリートを打設しなければならない等、その構築方法は大掛かりなものであり、工期の長期化やコスト高になるという問題があった。

また、ベースプレートと基礎との間の隙間には、モルタル等のグラウト材が注入されることによって、柱脚の結合強度を向上させることが可能となっている。ところが、このようなモルタルは、ベースプレートと基礎との間の狭い空間に充填されるため、特に奥まった部分は目視によって充填状態を確認することが困難であるという問題があった。

そこで、特許文献１に記載の技術のようにベースプレートやアンカーボルト等を用いずに柱の建方作業を行うことによって、工期短縮やコスト削減等を始め、施工性の向上を図り、上記問題を解決することが可能な技術の開発が望まれていた。

そして、このような要望に対し、近年においては基礎を省略して杭と柱とを直接的に接合する工法が試みられている（例えば、特許文献２参照）。
この特許文献２に記載の技術は、既製杭の中空の杭頭部に柱の柱脚部を挿入するとともに、中空の杭頭部にコンクリート等の充填材を充填することで、既製杭と柱とを剛接合する技術となっている。
特許第２５１６６５３号公報 特開２００４−２３８９２７号公報

ところが、上記特許文献２のような技術の場合、既製杭の打設時に地盤状況や施工方法によって施工誤差が生じてしまうことがある。
このように施工誤差が生じてしまうと、柱を既製杭の杭頭部に挿入する際に、例えば柱が杭頭部の縁に引っ掛かったり、所定の深さまで柱を挿入できなかったり等、前記既製杭の杭頭部内に柱を挿入しにくい場合があった。
そして、柱（以下、鉄骨柱）を前記既製杭の杭頭部内に挿入できなかった際には、既製杭の打設のやり直し等、手間がかかる場合があったため、既製杭の施工誤差を確実に吸収して施工性の向上を図ることが可能な技術の開発が望まれていた。

本発明は、従来とは異なり、ベースプレートやアンカーフレーム等を不要として工期短縮やコスト削減を行うことができるとともに、既製杭の施工誤差を確実に吸収することができ、これによって、施工性の向上を図ることが可能な鉄骨柱と既製杭との接合方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、例えば図１および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、鉄骨柱１と既製杭２との接合方法において、
上下に長尺な縦フレーム３ａと、この縦フレーム３ａの下端部に固定された下フレーム３ｂとを備えた建方用フレーム３を、その下フレーム３ｂを前記既製杭２の上端面に固定することによって、前記既製杭２の上端部の所定の水平位置に設置し、
さらに前記縦フレーム３ａの所定の高さ位置に上フレーム３ｃを固定しておき、
次に、前記既製杭２の上端部に複数の第１主筋４と、この第１主筋４よりも短い複数の第２主筋５とを固定することによって、これら第２主筋５の上方に鉄骨柱建方用空間５ａを形成し、さらにこれら第１および第２主筋４，５に帯筋７を巻装した後、前記上フレーム３ｃの下部までコンクリート８を打設し、
次に、前記鉄骨柱１を、その内部中空部１ａに前記建方用フレーム３の縦フレーム３ａが、前記内部中空部１ａの内面１ｂに沿って挿入されるようにして建て込んで、この鉄骨柱１の下端部を前記上フレーム３ｃに当接して固定し、
その後、前記第２主筋５に第３主筋６を継ぎ合わせて前記第１主筋４と長さを揃えるとともに、前記第１主筋４および第３主筋６に帯筋９を巻装し、さらに前記上フレーム３ｃよりも上方にコンクリート１０を打設することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、前記縦フレームおよび下フレームとを備えた建方用フレームを、前記既製杭の上端部の所定の水平位置に設置することによって、この建方用フレームの設置位置に合わせて鉄骨柱の建て込み位置を水平方向に調節することができるので、既製杭の水平方向における施工誤差を容易、かつ確実に吸収することができる。
その上、前記縦フレームの所定の高さ位置に上フレームを固定しておくことによって、この上フレームの設置位置に合わせて鉄骨柱の建て込み位置を垂直方向に調節することができるので、既製杭の垂直方向における施工誤差を容易、かつ確実に吸収することができる。
すなわち、このような建方用フレームを用いることによって、既製杭の打設時に生じる施工誤差を容易、かつ確実に吸収することができるので、施工性の向上を図ることが可能となる。

さらに、前記既製杭の上端部に長さの異なる第１主筋および第２主筋を固定し、この第１主筋よりも短い第２主筋の上方に鉄骨柱建方用空間を形成することで、人が作業する空間を確保することができ、鉄骨柱を建て込みやすくなる。よって、施工性の向上を図ることができる。

また、前記既製杭の上端部に固定した第１および第２主筋に帯筋を巻装した後に、前記上フレームの下部までコンクリートを打設することによって、既製杭の施工誤差を吸収できる位置に設置した建方用フレームを、既製杭の上端部に強固に固定することができる。

一方、前記鉄骨柱を、その内部中空部に前記建方用フレームの縦フレームが、前記内部中空部の内面に沿って挿入されるようにして建て込むことによって、鉄骨柱の建て込み作業時において前記縦フレームをガイドとして用いることができるので、建て込みが容易となる。
また、前記縦フレームが鉄骨柱の内部中空部の内面に沿って挿入されるので、鉄骨柱の建て込み位置のズレ等を防ぐことができる。

そして、前記第２主筋に第３主筋を継ぎ合わせるとともに、前記第１主筋および第３主筋に帯筋を巻装し、さらに前記上フレームよりも上方にコンクリートを打設することによって、建て込んだ鉄骨柱を前記建方用フレームの縦フレームに強固に固定することができ、延いては、前記建方用フレームを介して前記鉄骨柱と既製杭とを強固に接合することができる。

また、従来とは異なり、ベースプレートやアンカーフレーム等を用いずに鉄骨柱と既製杭とを接合することによって、鉄骨柱の建方が容易となり、これに伴って工期短縮やコスト削減を行うことができるので、施工性の向上を図ることが可能となる。

請求項２に記載の発明は、例えば図１に示すように、前記鉄骨柱１の下端部外面に突出部１ｃを設けておき、この突出部１ｃを前記上フレーム３ｃに当接して固定することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、前記鉄骨柱の下端部外面に設けられた突出部を前記上フレームに当接して固定することによって、前記鉄骨柱と建方用フレームとを強固に接続することができるので、建方用フレームを介して前記鉄骨柱と既製杭とを強固に接合することができる。

請求項３に記載の発明は、例えば図１に示すように、前記鉄骨柱１の側面に、この鉄骨柱１の長手方向に沿って所定の間隔で複数の補強片１ｄを設けることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、前記鉄骨柱の側面に、この鉄骨柱の長手方向に沿って所定の間隔で複数の補強片を設けることによって、前記鉄骨柱を補強することができるので、外力が加わった際の鉄骨柱の変形を防ぐことができる。これによって、例えば、鉄骨柱の内部中空部にコンクリートを流し込んで、該鉄骨柱の補強を行う等の作業を省略することができるので、施工性の向上を図ることが可能となる。

本発明によれば、従来とは異なり、ベースプレートやアンカーフレーム等を不要として工期短縮やコスト削減を行うことができるとともに、既製杭の打設時に生じる施工誤差を容易、かつ確実に吸収することができ、これによって、施工性の向上を図ることが可能となる。

以下、図面を参照して本発明に係る鉄骨柱１と既製杭２との接合方法の実施の形態について説明する。

図１は鉄骨柱１と既製杭２との接合態様を示した側断面図であり、鉄骨柱１と、地盤に埋設された既製杭２と、既製杭２の上端部に鉄骨柱１を建て込むための建方用フレーム３と、鉄骨柱１の周囲を包み込む鉄筋コンクリートとからなるものである。
また、図２（ａ）は既製杭２の上端面に建方用フレーム３の下フレーム３ｂを固定した平断面図であり、図２（ｂ）は鉄骨柱１の下端部を建方用フレーム３の上フレーム３ｃに当接させた箇所の平断面図である。

ここで、本実施の形態の鉄骨柱１として中空状に形成された鋼管柱が採用され、図１および図２（ｂ）に示すように、その下端部外面には突出部１ｃが設けられている。また、この鉄骨柱１の側面には、この鉄骨柱の長手方向に沿って所定間隔で複数の補強片１ｄが設けられている。

前記既製杭２は、図１に示すように、中空円筒状に形成されている。また、この中空部２ｂ上部にはコンクリート２０が充填されており、既製杭２の上端部の補強および打ち込み性の向上を図ることができるようになっている。
なお、この既製杭２の上端面には、この上端面と同径の鋼板２ａが固定されている。また、既製杭２の中空部２ｂには、セメント等が充填されていても良い。

前記建方用フレーム３は、図１および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、上下に長尺な縦フレーム３ａと、この縦フレーム３ａの下端部に固定される下フレーム３ｂと、縦フレーム３ａの所定の高さ位置に固定される上フレーム３ｃとを備えており、これら各フレーム材として断面Ｌ字状のアングル材が採用されている。

また、前記縦フレーム３ａは、アングルの一方の板部が鉄骨柱１の内部中空部１ａの内面１ｂに沿い、他方の板部が前記内部中空部１ａの中心に向かうような向きで複数設けられ、前記下フレーム３ｂは、アングルの一方の板部が縦フレーム３ａに当接し、他方の板部が既製杭２の上端面に当接するような向きで複数設けられている。
なお、これら縦フレーム３ａおよび下フレーム３ｂは予め固定しておいても良い。また、前記下フレーム３ｂのうち、いずれかを若干長めのアングル材を用いるようにして、建方用フレーム３を安定的に立設できるようにしておくことが好ましい。

さらに、前記上フレーム３ｃは、アングルの一方の板部が縦フレーム３ａに当接し、他方の板部が鉄骨柱１の下端部に当接するような向きで複数設けられている。なお、この上フレーム３ｃは、後述するが、前記縦フレーム３ａおよび下フレーム３ｂの取付位置が確定した後に設けるようにする。

前記鉄筋コンクリートは、既製杭２の上端部に固定される第１主筋４と、同じく既製杭２の上端部に固定され、第１主筋４よりも短く形成された第２主筋５と、後工程において第２主筋５に継ぎ合わせられる第３主筋６と、これら主筋４，５，６に巻装される帯筋７，９と、コンクリート８，１０で構成されている。

また、前記第２主筋５は、第１主筋４よりも短く形成されているが、これによって、この第２主筋５の上方に鉄骨柱建方用空間５ａを形成することができるようになっている。

一方、前記第１および第２主筋４，５は、図１に示すように、その下端部を前記既製杭２の上端部に設けられた補強バンド２１に固定して設けられている。この補強バンド２１は、既製杭２の補強および打ち込み性の向上のために設けられている。

さらに、前記第３主筋６は、前記第２主筋５に継ぎ合わせられることで、前記第１主筋４とほぼ同じ長さとなるように設定されている。なお、本実施の形態における第２主筋５と第３主筋６との接合は機械式継手１１によって行われるが、これに限られるものではなく、ガス圧接や溶接等によって接合しても良い。

なお、前記コンクリート８，１０を打設する際は、図示はしないが、前記鉄骨柱１の周囲に型枠を形成してからコンクリート打設作業を行うようにしている。

次に、前記鉄骨柱１と既製杭２とを接合するには、図１および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、まず、上下に長尺な縦フレーム３ａと、この縦フレーム３ａの下端部に固定された下フレーム３ｂとを備えた建方用フレーム３を、その下フレーム３ｂを前記既製杭２の上端面に固定することによって、前記既製杭２の上端部の所定の水平位置に設置する。

すなわち、前記縦フレーム３ａおよび下フレーム３ｂとを備えた建方用フレーム３を、前記既製杭２の上端部の所定の水平位置に設置することによって、この建方用フレーム３の設置位置に合わせて鉄骨柱１の建て込み位置を水平方向に調節することができるので、既製杭２の水平方向における施工誤差を容易、かつ確実に吸収することができる。

さらに、図１に示すように、前記縦フレーム３ａの所定の高さ位置に上フレーム３ｃを固定しておく。
このように前記縦フレーム３ａの所定の高さ位置に上フレーム３ｃを固定しておくことによって、この上フレーム３ｃの設置位置に合わせて鉄骨柱１の建て込み位置を垂直方向に調節することができるので、既製杭２の垂直方向における施工誤差を容易、かつ確実に吸収することができる。

次に、前記既製杭２の上端部に複数の第１主筋４と、この第１主筋４よりも短い複数の第２主筋５とを固定することによって、これら第２主筋５の上方に鉄骨柱建方用空間５ａを形成する。

そして、このように前記既製杭２の上端部に長さの異なる第１主筋４および第２主筋５を固定し、この第１主筋４よりも短い第２主筋５の上方に鉄骨柱建方用空間５ａを形成することで、人が作業する空間を確保することができ、鉄骨柱１を建て込みやすくなる。よって、施工性の向上を図ることが可能となっている。

続いて、図１に示すように、前記第１および第２主筋４，５に帯筋７を巻装した後、前記上フレーム３ｃの下部までコンクリート８を打設する。
これによって、既製杭２の施工誤差を吸収できる位置に設置した建方用フレーム３を、既製杭２の上端部に強固に固定することができるようになり、鉄骨柱１の建方を一度に行うことができる。

次に、前記鉄骨柱１を、図１〜図２（ａ）、（ｂ）に示すように、その内部中空部１ａに前記建方用フレーム３の縦フレーム３ａが、前記内部中空部１ａの内面１ｂに沿って挿入されるようにして建て込んで、この鉄骨柱１の下端部を前記上フレーム３ｃに当接して固定する。

すなわち、鉄骨柱１の建て込み作業時において前記縦フレーム３ａをガイドとして用いることができるので、建て込みが容易となる。
また、前記縦フレーム３ａが鉄骨柱１の内部中空部１ａの内面１ｂに沿って挿入されるので、鉄骨柱１の建て込み位置のズレ等を防ぐことができる。

なお、この時、前記鉄骨柱１の下端部外面に設けられた突出部１ｃを前記上フレーム３ｃに当接して固定するようにする。これによって、前記鉄骨柱１と建方用フレーム３とを強固に接続することができる。
また、前記鉄骨柱１の側面には、この鉄骨柱１の長手方向に沿って所定の間隔で複数の補強片１ｄを設けておき、これら補強片１ｄによって前記鉄骨柱１を補強するようにする。これによって、外力が加わった際の鉄骨柱１の変形を防ぐことができることから、例えば、鉄骨柱１の内部中空部１ａにコンクリートを流し込んで、該鉄骨柱１の補強を行う等の作業を省略することができるので、施工性の向上を図ることが可能となる。

その後、図１に示すように、前記第２主筋５に第３主筋６を継ぎ合わせて前記第１主筋４と長さを揃えるとともに、前記第１主筋４および第３主筋６に帯筋９を巻装し、さらに前記上フレーム３ｃよりも上方にコンクリート１０を打設する。

そして、このように前記第２主筋５に第３主筋６を継ぎ合わせるとともに、前記第１主筋４および第３主筋６に帯筋９を巻装し、さらに前記上フレーム３ｃよりも上方にコンクリート１０を打設することによって、建て込んだ鉄骨柱１を前記建方用フレーム３の縦フレーム３ａに強固に固定することができる。

本実施の形態によれば、前記建方用フレーム３を用いることによって、既製杭２の打設時に生じる施工誤差を容易、かつ確実に吸収することができるので、施工性の向上を図ることが可能となる。
また、従来とは異なり、ベースプレートやアンカーフレーム等を用いずに鉄骨柱１と既製杭２とを接合することによって、鉄骨柱１の建方が容易となり、これに伴って工期短縮やコスト削減を行うことができるので、施工性の向上を図ることが可能となる。

鉄骨柱と既製杭との接合態様を示す側断面図である。 （ａ）は図１のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線における断面図である。

符号の説明

１ 鉄骨柱
２ 既製杭
３ 建方用フレーム
３ａ 縦フレーム
３ｂ 下フレーム
３ｃ 上フレーム
４ 第１主筋
５ 第２主筋
６ 第３主筋
７ 帯筋
８ コンクリート
９ 帯筋
１０ コンクリート

Claims (3)

1. 鉄骨柱と既製杭との接合方法において、
   上下に長尺な縦フレームと、この縦フレームの下端部に固定された下フレームとを備えた建方用フレームを、その下フレームを前記既製杭の上端面に固定することによって、前記既製杭の上端部の所定の水平位置に設置し、
   さらに前記縦フレームの所定の高さ位置に上フレームを固定しておき、
   次に、前記既製杭の上端部に複数の第１主筋と、この第１主筋よりも短い複数の第２主筋とを固定することによって、これら第２主筋の上方に鉄骨柱建方用空間を形成し、さらにこれら第１および第２主筋に帯筋を巻装した後、前記上フレームの下部までコンクリートを打設し、
   次に、前記鉄骨柱を、その内部中空部に前記建方用フレームの縦フレームが、前記内部中空部の内面に沿って挿入されるようにして建て込んで、この鉄骨柱の下端部を前記上フレームに当接して固定し、
   その後、前記第２主筋に第３主筋を継ぎ合わせて前記第１主筋と長さを揃えるとともに、前記第１主筋および第３主筋に帯筋を巻装し、さらに前記上フレームよりも上方にコンクリートを打設することを特徴とする鉄骨柱と既製杭との接合方法。
2. 前記鉄骨柱の下端部外面に突出部を設けておき、この突出部を前記上フレームに当接して固定することを特徴とする請求項１に記載の鉄骨柱と既製杭との接合方法。
3. 前記鉄骨柱の側面に、この鉄骨柱の長手方向に沿って所定の間隔で複数の補強片を設けることを特徴とする請求項１または２に記載の鉄骨柱と既製杭との接合方法。

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