JP4718994B2 - 杭頭接合部の構築方法と杭頭接合部型枠 - Google Patents

Description

本発明は、余盛コンクリートを斫った場所打ちコンクリート杭の杭頭に設けられる杭頭接合部の構築方法と、その時に用いられる杭頭接合部型枠に関するものである。

近年、耐震・制震・免震対策のため、建造物の基礎躯体などの上部構造物とこれを支承する場所打ちコンクリート杭などの下部構造物とを接合する際には、従来の剛接合に代えて、半剛接合やピン接合などを用いた接合方法が採用されてきている。
上記のような、半剛接合部は、通常、場所打ちコンクリート杭の杭頭部に直接設けられるのではなく、図４に示すような、上記場所打ちコンクリート杭１０の杭頭部１０ａの上面に杭頭接合部１１を構築し、この杭頭接合部１１と図示しない基礎躯体との間に設けられる。上記杭頭接合部１１は、詳細には、上記場所打ちコンクリート杭１０の構築時に建て込まれた筒状の鉄筋篭１２の主筋１３の、上記杭頭部１０ａからの突出している部分が埋設される円柱状の接合部本体１１ａと、この接合部本体１１ａの上部に突設される、上記鉄筋篭１２の径よりも小さく、かつ、上記鉄筋篭１２の内部に配設されたスパイラル筋から成る芯鉄筋１４を含む円柱状の接合部１１ｂとから成る凸な断面形状を有する。

ここで、施工現場にて実際に行なわれている杭頭接合部の構築方法について説明する。
上記杭頭部１０ａはコンクリートを斫っているため、杭天端には凹凸が生じている。そこで、上記杭頭接合部１１を構築する際には、まず、図５に示すように、上記主筋１３にスパイラルフープ１５を巻き付けて上記主筋１３を補強する作業を行った後、上記杭頭部１０ａの外周部に砂礫１６を敷き、その上に、レベルモルタル１７を打設して水平面を作る。そして、図６（ａ），（ｂ）に示すような、円形型枠５０を用いて上記杭頭接合部１１を構築する。上記水平面は、上記杭頭部１０ａの周囲に設置される外側円形型枠５１の下端レベルの基準面となる。上記外側円形型枠５１は、複数の扇形状の型枠部材５１ａ〜５１ｅを地組みして一体化し、その真円度を調整した後、杭頭部１０ａに、上記杭頭部１０ａとの偏心がないように設置される。
次に、内側円形型枠５２を上記外側円形型枠５１の内周側に取付ける。この内側円形型枠５２は図示しない空気抜け穴が設けられた円環状の水平片５２Ａと、この水平片５２Ａの内周側から上方に突出する鉛直片５２Ｂとを備えたもので、上記外側円形型枠５１と同様に、複数の扇形状の型枠部材５２ａ〜５２ｅを一体化して構成される。なお、上記内側円形型枠５２はその断面形状がＬ字型であるので、外側円形型枠５１と上記水平片５２Ａとの間、及び、上記水平片５２Ａと上記鉛直片５２Ｂとの間に桟木等の補強材５３，５３を配置して、コンクリート打設時の変形を防止するようにしている。
上記内側円形型枠５２を取付けた後には、上記鉛直片５２Ｂの内壁に、炭素繊維リング５４を、例えば、両面テープなどで貼り付けた後、上記円形型枠５０の開口部５０Ｓから、コンクリートを打設することで、上記杭頭接合部１１を構築する。

しかしながら、上記従来の円形型枠５０は、外側円形型枠５１の内周側に内側円形型枠５２を、その水平片５２Ａが水平に保持されるように取付けなければならないため、組み付け作業に熟練を要するだけでなく、内側円形型枠５２は容積も大きいため、取付け作業が大変であるといった問題点があった。また、上記内側円形型枠５２は、その断面形状がＬ字型であるため、鉛直片５２Ｂにコンクリートの打設圧による上向きの力が作用したときに変形する恐れがあり、そのため、補強材５３，５３を設ける必要があった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、杭頭接合部を容易に施工することができる杭頭接合部の構築方法と、そのときに使用される、構造が簡単で、組み立てが容易な杭頭接合部型枠を提供することを目的とする。

本願の請求項１に記載の発明は、場所打ちコンクリート杭の杭頭部に設けられる、縦断面が凸型の杭頭接合部を構築する方法であって、その外周部に雌ネジが形成されている芯鉄筋のうちの、少なくとも３本の芯鉄筋に、高さ調整用のナットとこのナットから主筋側に延長する支持部とを備えた内枠支持部材を上記芯鉄筋に取付けて上記各支持部の高さを調整した後、上記各支持部の上に、杭頭部外周部側に開口するコの字状の断面を有する円環状の内枠を配置するとともに、上記杭頭部の外周側に外枠を配設し、上記内枠の開口部からコンクリートを打設して、杭頭接合部を構築することを特徴とするものである。
なお、上記杭頭接合部は、上記杭頭に設けられる接合部本体と、この接合部本体から上方に突設される接合部から成り、上記内枠の厚さが上記接合部の高さに相当する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の杭頭接合部の構築方法において、上記内枠の内周側に炭素繊維リングを貼着したことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の杭頭接合部の構築方法において、上記内枠と外枠とを、複数箇所において、例えば桟木などの連結部材で連結したことを特徴とするものである。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の杭頭接合部の構築方法において、上記外枠の平面形状を、少なくとも六角形以上の多角形としたことを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、場所打ちコンクリート杭の杭頭部に設けられる、縦断面が凸型の杭頭接合部を構築する際に用いられる杭頭接合部型枠であって、芯鉄筋に螺入される高さ調整用のナットとこのナットから主筋側に延長する支持部とを備えた内枠支持部材と、上記各支持部に取付けられる、杭頭部外周部側に開口するコの字状の断面を有する円環状の内枠と、上記杭頭部の外周側に配設される、少なくとも六角形以上の多角形の平面形状を有する外枠とを備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、場所打ちコンクリート杭の杭頭部に設けられる、縦断面が凸型の杭頭接合部を構築する際に、芯鉄筋に螺入される高さ調整用のナットとこのナットから主筋側に延長する支持部とを備えた内枠支持部材と、上記各支持部に取付けられる、杭頭部外周部側に開口するコの字状の断面を有する円環状の内枠と、上記杭頭部の外周側に配設される外枠とを備えた、組み立てが容易で施工性に優れた型枠を用いて、杭頭接合部を構築するようにしたので、杭頭接合部を容易に施工することができる。
なお、上記内枠の内周側に炭素繊維リングを予め貼着しておけば、後付け作業にて貼着する場合に比べて、作業時間を少なくできるという利点がある。
また、上記内枠と外枠とを、複数箇所において、桟木等の連結部材で連結しておけば、上記内枠を安定して上記内枠支持部材上に保持することができる。
更に、上記外枠の平面形状を少なくとも六角形以上の多角形とすれば、外枠の組み立てを更に容易に行うことができる。

以下、本発明の最良の形態について説明する。
図１（ａ），（ｂ）は、本発明による杭頭接合部の構築方法に用いられる杭頭接合部型枠２０の構成を示す図で、同図において、２１は複数の扇形状の型枠部材２１ａ〜２１ｅを地組みして一体化した、杭頭部１０ａの外周部側に開口するコの字状の断面を有する円環状の内枠、２２は炭素繊維リングで、例えば、両面テープなどにより上記内枠２１の内側に貼着される。２３は杭頭部１０ａから突出する芯鉄筋１４のうちの、円周上で略等間隔に位置する５本の芯鉄筋１４にそれぞれ螺入される高さ調整用のナット２３ｎとこのナット２３ｎから主筋１３側に延長する支持部２３ｍとを備えた内枠支持部材で、上記内枠２１は上記各支持部２３ｍ上に設置される。
また、２４は上記杭頭部１０ａの外周側に配設される、互いに対向する板材がそれぞれ同じ大きさである複数の板材２４ｋから成る、その平面形状が八角形である外枠で、本例では、この外枠２４と上記内枠２１とを、複数箇所（ここでは、８ヶ所）において、桟木などの板状のサポート材２５により連結するようにしている。詳細には、上記サポート材２５の一端を上記内枠２１の上部に釘打ちして固定するとともに、他端側を上記外枠２４の板材２４ｋの内周部中央に固定する。
ここで、上記内枠２１として、外径と内径との差が小さなものを用いれば、上記内枠２１を大幅に小型・軽量化できる。また、本例では、上記内枠２１を外枠２４の内周部に固定する作業がないので、杭頭接合部型枠２０の組立作業が容易である。

次に、上記構造の杭頭接合部型枠２０を用いて杭頭接合部１１を構築する方法について説明する。なお、主筋１３にスパイラルフープ１５を巻き付けた後、上記杭頭部１０ａの外周部に砂礫１６を敷き、その上に、レベルモルタル１７を打設して水平面を作るところまでは、従来の方法と同じである。
本例では、次に、５本の芯鉄筋１４にそれぞれ内枠支持部材２３を取付ける。
図２（ａ）は内枠支持部材２３の一構成例を示す図で、この内枠支持部材２３は、高さ調整用のナット２３ｎの一つの側面に、雌ネジが切られた支持部取付部材２３ｈを溶接等により固定するとともに、円柱状の部材の先端に雄ネジが切られた支持部２３ｍを挿入する構成としている。上記ような支持部取付部材２３ｈが取付けられた高さ調整用のナット２３ｎを上記芯鉄筋１４に螺入した後、上記支持部２３ｍを支持部取付部材２３ｈに挿入し、５本の支持部２３ｍが全て１つの水平面上にあるように、上記高さ調整用のナット２３ｎの螺入位置を調整し、しかる後に、上記内枠２１を上記５本の支持部２３ｍ上に載せる。
実際には、上記高さ調整用のナット２３ｎの螺入位置で大まかな水平面を出し、上記内枠２１を支持部２３ｍ上に載せた後に微調整する。なお、図２（ｂ）に示すように、上記支持部２３ｍを支持部取付部材２３ｈに挿入してから、高さ調整用のナット２３ｎを上記芯鉄筋に螺入してもよい。
本例の内枠２１は、従来の内側円形型枠５２に比べて小型でかつ軽量であるので、設置が容易であるだけでなく、外枠２４への取付作業も不要なので、作業効率を大幅に向上させることができる。また、本例では、内枠２１と外枠２４との間に大きな隙間があるので、内枠２１に空気抜け穴を設ける必要もない。

次に、上記杭頭部１０ａの外周側に外枠２４を設ける。具体的には、同じ大きさの８枚の板材２４ｋを八角形状に並べ、上記外枠２４の対向する板材２４ｋ，２４ｋ同士を鋼線２６で連結して締め付けることにより、平面形状が正八角形状の外枠２４を構築する。
そして、上記外枠２４の各板材２４ｋと上記内枠２１とを板状のサポート材２５により連結する。これにより、上記内枠２１を安定して上記支持部２３ｍ上に保持することができる。また、上記内枠２１は、その断面形状がコの字型であるので、従来の内側円形型枠５２に比較して強度が高いので、補強材を用いることなく、コンクリート打設時の変形を防止することができるが、上記外枠２４の上部から、図示しない鋼管を板材２４ｋ，２４ｋ間に渡すとともに、上記鋼管と上記内枠２１とを桟木などで連結し、上記外枠２４と内枠２１とを同時に締め付けるようにすれば、杭頭接合部型枠２０の強度を更に向上させることができる。
杭頭接合部型枠２０の組上げが完了したら、図３に示すように、上記内枠２１の開口部２１Ｓからコンクリートを打設し、上記内枠２１、外枠２４等を取外すことで、接合部の外周面に炭素繊維リングが巻き付けられた上に凸な断面形状を有する杭頭接合部を構築することができる。
なお、本例の杭頭接合部型枠２０では、内枠２１と外枠２４との間には、従来のような接合部本体１１ａの上部を規制する板材はないが、このような構造であっても、上記接合部１１ｂの周縁部のコンクリートのレベルは上記内枠２１の下端側と同じレベルになるので、凸型の杭頭接合部１１を問題なく構築することができる。

このように、本実施の形態によれば、その内側に炭素繊維リング２２が貼着されたコの字状の断面を有する円環状の内枠２１を、芯鉄筋１４にそれぞれ螺入される高さ調整用のナット２３ｎ、及び、このナット２３ｎに取付けられた支持部２３ｍとを備えた内枠支持部材２３上に取付けるとともに、杭頭部１０ａの外周側に、その平面形状が八角形である外枠２４を配置し、この外枠２４と上記内枠２１とを複数のサポート材２５により連結した、構造が簡単で組み立てが容易な杭頭接合部型枠２０を用いて杭頭接合部１１を構築するようにしたので、杭頭接合部１１を効率よく施工することができる。

なお、上記実施の形態では、外枠２４の平面形状を八角形状としたが、六角形状あるいは１２角形状などのｎ＝８以外の多角形状にしてもよい。このとき、上記ｎの値としては６以上の偶数とし、多角形も正多角形とすることが好ましく。これにより、同一形状の板材２４ｋを用いることができるとともに、本例と同様に、対向する板材２４ｋ，２４ｋ同士を鋼線２６で連結して締め付けることができる。
また、上記例では、内枠２１を５分割してから組立てたが、分割数については、これに限るものではなく、杭頭部１０aの径の大きさ等により、適宜決定すればよい。
また、上記例では、内枠支持部材２３を５本の芯鉄筋１４に取付けたが、内枠支持部材２３を取付ける芯鉄筋１４の本数は平面を構成する最小数である３本以上であればよい。また、上記内枠支持部材２３の形態も、図２（ａ）に示す形状に限らず、高さ調整用のナット２３ｎの側面に支持部２３ｍを直接溶接等で固定したものであってもよい。

以上説明したように、本発明によれば、組み立てが容易で施工性に優れた型枠を用いて、杭頭接合部を構築するようにしたので、杭頭接合部の施工性を大幅に向上させることができ、建物等の工期を短縮することができる。

本発明の最良の形態に係わる杭頭接合部型枠の構成を示す図である。 内枠支持部材の一例を示す図である。 杭頭接合部型枠にコンクリートを打設した状態を示す図である。 杭頭接合部を説明するための図である。 杭頭接合部の構築の前処理を示す図である。 従来の杭頭接合部型枠の構成を示す図である。

符号の説明

１０ 場所打ちコンクリート杭、１０ａ 杭頭部、１１ 杭頭接合部、
１１ａ 接合部本体、１１ｂ 接合部、１３ 主筋、１４ 芯鉄筋、
１５ スパイラルフープ、１６ 砂礫、１７ レベルモルタル、
２０ 杭頭接合部型枠、２１ 内枠、２１ａ〜２１ｅ 型枠部材、
２２ 炭素繊維リング、２３ 内枠支持部材、２３ｎ 高さ調整用のナット、
２３ｍ 支持部材、２３ｈ 支持部取付部材、２４ 外枠、２４ｋ 板材、
２５ サポート材、２６ 鋼線。

Claims (5)

1. 場所打ちコンクリート杭の杭頭部に設けられる、縦断面が凸型の杭頭接合部を構築する方法であって、その外周部に雌ネジが形成されている上記コンクリート杭の芯鉄筋のうちの、少なくとも３本の芯鉄筋に、高さ調整用のナットとこのナットから主筋側に延長する支持部とを備えた内枠支持部材を上記芯鉄筋に取付けて上記各支持部の高さを調整した後、上記各支持部の上に、杭頭部外周部側に開口するコの字状の断面を有する円環状の内枠を配置するとともに、上記杭頭部の外周側に外枠を配設し、上記内枠の開口部からコンクリートを打設して、杭頭接合部を構築するようにしたことを特徴とする杭頭接合部の構築方法。
2. 上記内枠の内周側に炭素繊維リングを貼着したことを特徴とする請求項１に記載の杭頭接合部の構築方法。
3. 上記内枠と外枠とを、複数箇所において、連結部材で連結したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の杭頭接合部の構築方法。
4. 上記外枠の平面形状を、少なくとも六角形以上の多角形としたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の杭頭接合部の構築方法。
5. 場所打ちコンクリート杭の杭頭部に設けられる、縦断面が凸型の杭頭接合部を構築する際に用いられる杭頭接合部型枠であって、芯鉄筋に螺入される高さ調整用のナットとこのナットから主筋側に延長する支持部とを備えた内枠支持部材と、杭頭部外周部側に開口するコの字状の断面を有する円環状の内枠と、上記杭頭部の外周側に配設される、少なくとも六角形以上の多角形の平面形状を有する外枠とを備えたことを特徴とする杭頭接合部型枠。
   

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