JP4706132B2 - 杭基礎構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、根固め部の構造に特徴を有する杭基礎構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の杭基礎の施工は、例えば特開平06−316927号公報などに記載のように、杭の先端部を配置する支持地盤を拡径して杭径よりも大きな円柱状の空間を形成し、その部分に根固め材であるセメントミルクを注入することで杭先端部外周及びその下方にセメントの塊(以下セメント塊という)が形成される。すなわち、図5に示すように、杭先端部1aに対しセメント塊4が固着することで、杭径よりも大きな円筒状の根固め部Nが設けられる。
【0003】
このように杭径よりも大きな根固め部Nを設けることで、大口径の開口端杭であっても杭径に応じた支持力が杭基礎に確保できる。
ここで、図5では、杭先端部1aの周面に複数の突起11を設けた場合を例示している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上部構造物などからの荷重など、杭1に対し下向きの力F1が作用した場合を考えると、根固め部N位置の鋼管杭1の表面に突起11がない場合には、鋼管杭1の周面とセメント塊4との間の付着力が弱いことから、上記杭1に作用した下向きの力F1は、杭下端1bに集中して掛かることで、セメント塊4に割れが生じるおそれがある。符号Aは、その破壊線を示す。
【0005】
一方、上記図5のように、杭1の外周面に同じ高さの突起11を複数形成した場合には、突起11により杭周面とセメント塊4との間に所要の付着力が確保される結果、上記下向きの力F1は、杭先端部1aの周面からもセメント塊4に伝達される。つまり上記下向きの力F1は、杭1から分散してセメント塊4に伝達される結果、突起11を設けない場合に比べて破壊耐力が向上する。しかしながら、上記複数の突起11の先端の位置が、側面視において、鉛直方向(F1の向きと同方向)に向けて一直線上に並ぶことから、当該突起11先端を通過する仮想の円筒面が杭1の外周面のように作用して、その先端位置結ぶ鉛直線に沿って破壊線Bが発生するおそれがあり、この破壊線Bの方向の力は、上記セメント塊3に対し引張力若しくはせん断力として働くことから破壊耐力上、不利である。
【0006】
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、根固め部の破壊耐力をより向上することが可能な杭基礎構造を提供することを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、地盤に埋設した鋼管杭の先端部に根固め材が固着してなる根固め部を有する杭基礎構造において、
上記根固め材が固着する杭先端部外周面に対し、側面視で上下方向に並ぶ複数の突起を設け、その上下に並ぶ複数の突起のうち少なくとも一部の突起の並びでは、その各突起の突出量を下側の突起よりも上側の突起の方が段々と高くなるように設定すると共に、上記並びを構成する突起の間に、その突起よりも突起量が小さい別の突起を設けることを特徴とするものである。
【0008】
本発明によれば、杭外周に突起を設けることで、杭に作用した軸方向の力は、突起を介してセメント塊に支圧力として伝達されることから、効率良くセメント塊に伝達可能となる。
このとき、一部の突起の並びについては、下側よりも上側の方が高さが大きいように並ぶことで、その一部の突起の並びについては、各突起が負担するセメントの面積が徐々に変わっていって、全部の突起がより円滑にセメント塊に力を伝達できる結果、根固め部の破壊耐力が向上する。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施形態に係る基礎杭構造を示す概念図であって、支持杭1の先端部1a(下端部)が支持層2の地盤まで埋設されると共に、その杭1の先端部1aにセメント塊4が固着して根固め部Nが形成されている。なお、不図示の支持杭1の頭部に上部構造物(不図示)が支持される。
【0010】
上記杭1の先端部1aには複数の突起3が形成されて、セメント塊4との付着力が向上し、当該杭1の先端部1aとセメント塊4との一体化が高くなるようになっている。
上記突起3は、側面視において、下側よりも上側の方が突起の高さが高くなるように設定されていて、突起3先端と結んだ線Cが、側面視において、上から下に向かうにつれて鋼管杭1に近づく方向に傾斜している。
【0011】
なお、上記基礎杭構造の構築は、例えば次のように構築すればよい。すなわち、オーガーによって支持層2の地盤まで掘削しながら鋼管杭1を挿入し、掘削穴の先端部1aを拡大掘削した後にセメントミルクを注入して構築する。そして、上記拡大掘削する際に拡幅した空間の形状が、上記根固め部Nの形状となるように掘削を行えばよい。
【0012】
次に、上記構成の基礎杭構造の作用・効果等について説明する。
基礎杭1の支持力は、根固め部Nの横断面積における最大面積で規制されるが、本実施形態の根固め部Nでは、最下部の最大径位置の面積を大きくすることで、必要とする支持力が確保される。
また、上記構成では、杭1の先端部1aとセメント塊4との付着力が、上記突起3によって高く設定される。したがって、上部構造物などから杭1に対し下向きの力F1が負荷された場合に、上記力F1は、杭1の先端から下方に位置するセメント塊4に伝達されるだけでなく、杭1の先端外周の突起3からもセメント塊4に伝達される。つまり、上記下向きの力F1は、分散して円滑にセメント塊4に伝達される結果、下向きの力F1に対する、セメント塊4の破壊耐力を大幅に向上させることができる。
【0013】
このように、破壊耐力が大幅に向上することから、上記根固め部Nの横断面における最大面積をより大きく設定可能となり、もって上記支持力をより大きく設定可能となる。
またこのとき、上下方向に配列して設置された突起3は、突起の高さが下側よりも上側の方が高くなるように並ぶことで、各突起3が力の伝達を負担するセメントの面積が同一高さの突起が上下に配列されている場合よりも大きくなっていって、全部の突起3がより円滑にセメント塊4に力を伝達できる結果、根固め部Nの破壊耐力が更に向上する。
【0014】
また、突起3の先端を結ぶ傾斜面に沿って破壊線(符号Cの位置)が発生するとしても、杭1に下向きの荷重F1が負荷されると、上記傾斜面からセメント塊に作用する力は当該セメント塊4に対し圧縮力として作用することから、破壊耐力上有利な根固め部構造となっている。
なお、破壊耐力を向上させる意味では、前記傾斜角と杭の軸方向とのなす角度(図1中のθ)は20度以上であることが好ましく、一方、杭の施工性を考慮すると、この角度は45度以上であることが好ましい。
【0015】
ここで、上記実施形態では、各突起3が杭先端部1a水平に張り出す場合を例示しているが、これに限定しない。例えば図2に示すように、螺旋状のリブなどで突起3を形成することで、杭先端部1aの周面に設ける突起3を、水平面から上下方向に所定角度だけ傾くように設定しても良い。
また、上記実施形態では、側面視で上下に並ぶ全ての突起3を対象として、下側の突起3よりも上側の突起3の高さが高くなるように設定しているが、これに限定しない。例えば図3に示すように、上記一群の並びを構成する突起3の上側や下側に別の突起10があっても良い。この別の突起3を設けることで、突起3が増える分、杭先端部1aとセメント塊4との間の一体化は増加する。
【0016】
また、図4に示すように、一群の並びを構成する突起3の間に突起量が小さな別の突起10を設けても良い。すなわち、一部の突起3の並びは必ずしも連続している必要はない。
【0017】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明を採用すると、根固め部について、効率よく支持力及び破壊耐力を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づく実施形態に係る杭の基礎構造を説明する図である。
【図2】本発明に基づく実施形態に係る杭の基礎構造の別例を説明する図である。
【図3】本発明に基づく実施形態に係る別の突起構成を示す模式図である。
【図4】本発明に基づく実施形態に係る別の突起構成を示す模式図である。
【図5】従来の杭の基礎構造を説明する図である。
【符号の説明】
1 杭
1a 杭先端部
2 支持層
3 突起
4 セメント塊
N 根固め部
Claims (1)
- 地盤に埋設した鋼管杭の先端部に根固め材が固着してなる根固め部を有する杭基礎構造において、
上記根固め材が固着する杭先端部外周面に対し、側面視で上下方向に並ぶ複数の突起を設け、その上下に並ぶ複数の突起のうち少なくとも一部の突起の並びでは、その各突起の突出量を下側の突起よりも上側の突起の方が段々と高くなるように設定すると共に、上記並びを構成する突起の間に、その突起よりも突起量が小さい別の突起を設けることを特徴とする杭基礎構造。
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JP2001180506A JP4706132B2 (ja) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | 杭基礎構造 |
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JP2001180506A JP4706132B2 (ja) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | 杭基礎構造 |
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2001
- 2001-06-14 JP JP2001180506A patent/JP4706132B2/ja not_active Expired - Lifetime
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