JP4966994B2 - Foundation pile and pile foundation structure - Google Patents
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本発明は土木建築における各種の簡易構造物の基礎として、沼地や湿地帯などの軟弱地盤であっても重機を使用することなく設置することが可能な基礎杭及び杭基礎の構造に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a foundation pile and a pile foundation structure that can be installed without using heavy machinery as a foundation for various simple structures in civil engineering architecture even in soft ground such as swamps and wetlands. .
従来、沼地や湿地帯などの軟弱地盤に木道,八ツ橋や防護柵などの各種の簡易構造物を構築するに際しては、木製や鋼製の1本杭等の伝統的な杭を打設する杭基礎が使用されている。更に、必要に応じて置換工法や締固め工法等の地盤改良を併用することも行われている。 Conventionally, when constructing various simple structures such as wooden paths, Yatsuhashi bridges, guard fences, etc. on soft ground such as swamps and wetlands, piles that are traditionally built with wooden or steel single piles The foundation is used. Furthermore, ground improvement such as a replacement method and a compaction method is also used in combination as necessary.
また、地盤改良を伴うことなく、簡便に施工できる構造物の基礎として、地中に場所打ち杭を鉛直及び斜めに打設して構築した鉛直部材と斜め部材とによる構造体の上部に水平部材を架設してトラス構造体として形成した構造物の基礎も提供されている(特許文献1)。或いは、地震によって液状化を起こすような軟弱地盤に対しても施工が容易なように、内部に引張材を有する3本以上の中空斜杭による直線多角形の錐体を地盤内で構成して斜杭の先端部で引張材を固定し、錐体の頂部をもって支持体とする基礎工法も提供されている(特許文献2)。 In addition, as a foundation for a structure that can be easily constructed without ground improvement, a horizontal member is placed on the upper part of the structure with vertical and diagonal members constructed by placing cast-in-place piles vertically and diagonally in the ground. There is also provided a foundation for a structure formed as a truss structure by laying a frame (Patent Document 1). Alternatively, a straight polygonal pyramid composed of three or more hollow diagonal piles with a tensile material inside is constructed in the ground so that it can be easily constructed even on soft ground that liquefies due to an earthquake. There is also provided a basic construction method in which a tensile material is fixed at the tip of the inclined pile and the top of the cone is used as a support (Patent Document 2).
しかしながら、従来の1本杭等の伝統的な杭では必要な支持力を得るために、杭の長さや径を大きくするか、打設する本数を増やす必要があり、施工が煩雑となって工期が長くなり、施工費用も増加してしまう。また、杭が大きくなると重機を使用して打設する必要があり、公園内の湿地帯等における作業では環境に負荷を与えることとなる。更に、鋼製の杭は杭そのものが高額である。一方、特許文献1に示すようなトラス構造体を使用する基礎は、沼地や湿地帯などの軟弱地盤の現場においてトラス構造体を構築しなければならず、施工が複雑となる。更に、特許文献2に示すような基礎工法も、構造が複雑であり、木道,八ツ橋や防護柵などの各種の簡易構造物の基礎としては適していない。
However, in order to obtain the necessary bearing capacity for traditional piles such as a conventional single pile, it is necessary to increase the length and diameter of the piles or increase the number of piles to be placed. Will increase the construction cost. Moreover, when a pile becomes large, it is necessary to drive using a heavy machine, and the work in the wetland etc. in a park will give a load to an environment. Furthermore, steel piles are expensive. On the other hand, the foundation using the truss structure as shown in
そこで、発明者らは主として沼地や湿地帯などの軟弱地盤における各種の簡易構造物の基礎として、重機を使用することなく現場での施工が容易であって、自然環境に与える負荷を最小限にとどめるとともに、安定した支持力を得ることができる基礎杭及び杭基礎の構造を提供することを目的としている。 Therefore, the inventors mainly used various simple structures in soft ground such as swamps and wetlands, and they were easy to construct on site without using heavy machinery, minimizing the load on the natural environment. It aims at providing the structure of the foundation pile and pile foundation which can obtain the stable support force while remaining.
本発明はその目的を達成するために、長手方向の中間部が断面六角形状に形成された中心杭と、中心杭の相互に隣接しない中間部周面にそれぞれ固着されるとともに、中心杭から離反する方向で、かつ、中心杭の先端部と同一方向に所定角度で斜設された3本の支持杭とからなる基礎杭を提供する。 In order to achieve the object of the present invention, the longitudinal intermediate portion is fixed to the central pile having a hexagonal cross section and the intermediate peripheral surface of the central pile that is not adjacent to each other, and separated from the central pile. The foundation pile which consists of three support piles diagonally installed at a predetermined angle in the same direction as the front-end | tip part of a center pile .
また、長手方向の中間部が断面六角形状に形成された中心杭と、上面が中心杭から離反する方向で、かつ、中心杭の先端部と同一方向に所定角度で傾斜するように中心杭の相互に隣接しない中間部周面にそれぞれ固着された3つのガイド部材と、それぞれのガイド部材に案内されて中心杭から離反する方向で、かつ、中心杭の先端部と同一方向に所定角度で斜設されるとともに中心杭の相互に隣接しない中間部周面に固着された3本の支持杭とからなる基礎杭を提供する。 Further, the center piles middle portion in the longitudinal direction is formed in the cross-sectional hexagonal shape, in the direction above surface away from the center stake and the central pile to be inclined at a predetermined angle to the front end portion in the same direction of the central pile Three guide members respectively fixed to the peripheral surface of the intermediate portion that are not adjacent to each other, in directions away from the central pile guided by the respective guide members, and in the same direction as the tip of the central pile at a predetermined angle Provided is a foundation pile composed of three support piles that are obliquely attached and fixed to the peripheral surface of the intermediate portion that is not adjacent to the center pile.
更に、設置地盤の鉛直方向に、長手方向の中間部が断面六角形状に形成された中心杭を打設した後、中心杭から離反する方向で、かつ、中心杭の先端部と同一方向に向けて3本の支持杭を設置地盤に所定角度で斜設するとともに、3本の支持杭をそれぞれ中心杭の相互に隣接しない中間部周面に固着した杭基礎の構造を提供する。 Furthermore, in the vertical direction of the installation ground, after the intermediate portion in the longitudinal direction is Da設center piles formed in hexagonal cross, in a direction away from the center stake, and, toward the tip and the same direction of the central pile And providing a structure of a pile foundation in which the three support piles are obliquely installed on the installation ground at a predetermined angle, and the three support piles are fixed to the peripheral surfaces of the central piles that are not adjacent to each other.
また、設置地盤の鉛直方向に、長手方向の中間部が断面六角形状に形成された中心杭を打設した後、上面が中心杭から離反する方向で、かつ、中心杭の先端部と同一方向に向けて所定角度で傾斜するように中心杭の相互に隣接しない中間部周面にそれぞれ固着された3つのガイド部材に案内されて、中心杭から離反する方向で、かつ、中心杭の先端部と同一方向に向けて支持杭を所定角度で斜設するとともに、3本の支持杭をそれぞれ中心杭の相互に隣接しない中間部周面に固着した杭基礎の構造を提供する。 Further, in the vertical direction of the installation ground, after the intermediate portion in the longitudinal direction is Da設center piles formed in hexagonal cross, in the direction above surface away from the center stake, and identical to the front end portion of the center stake In the direction away from the central pile, guided by the three guide members fixed to the intermediate peripheral surfaces of the central pile that are not adjacent to each other so as to be inclined at a predetermined angle toward the direction, and the tip of the central pile Provided is a structure of a pile foundation in which support piles are obliquely inclined at a predetermined angle in the same direction as the section, and three support piles are respectively fixed to the peripheral surface of the central portion not adjacent to each other .
そして、中心杭の上端部を断面四角形状に形成した。And the upper end part of the center pile was formed in cross-sectional square shape.
また、3本の支持杭が平面視において等間隔に配置され、3本の支持杭の中心杭に対する配置角度を同一とした。Moreover, the three support piles are arrange | positioned at equal intervals in planar view, and the arrangement | positioning angle with respect to the center pile of the three support piles was made the same.
更に、中心杭の先端部方向への支持杭の配置角度を中心杭に対して略30度とした。 Furthermore, the arrangement angle of the support pile in the direction of the tip of the center pile was set to approximately 30 degrees with respect to the center pile.
上記した構成の本発明によれば、中心杭は支持地盤の深さまで打設する必要がないため、中心杭の打設が容易であり、又中心杭をガイドとして利用して支持杭を打設することができる。そのため、支持杭の打設も容易となるとともに、支持杭が中心杭を介して一体として結合されるいるため、打設に際して重機を使用することなく、人力や軽機械での打込み作業が可能で現場での施工が容易である。よって、自然環境に与える負荷を最小限にとどめるとともに、安定した支持力を得ることができる。そのため、主として沼地や湿地帯などの軟弱地盤における各種の簡易構造物の基礎として最適である。また、基礎杭の素材として間伐材を有効利用した木製の杭を使用することが可能であり、環境に配慮するとともに、現地での加工が容易といった特徴がある。 According to the present invention having the above-described configuration, it is not necessary to drive the central pile to the depth of the support ground, so it is easy to drive the central pile, and the support pile is driven using the central pile as a guide. can do. For this reason, it is easy to place support piles, and the support piles are joined together via the central pile, so that it is possible to drive in manpower and light machines without using heavy machinery. Easy construction on site. Therefore, it is possible to minimize the load applied to the natural environment and to obtain a stable support force. Therefore, it is most suitable as the basis of various simple structures mainly in soft ground such as swamps and wetlands. In addition, it is possible to use wooden piles that make effective use of thinned wood as the material for the foundation piles, which is characterized by environmental considerations and easy local processing.
以下図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図1は本発明にかかる基礎杭1の実施形態を示す全体斜視図、図2は正面図、図3は平面図である。図に示すように基礎杭1は、角柱状の中心杭2と、中心杭2の周部に固着される3本の支持杭3,4,5と、支持杭3,4,5のガイド部材6,7,8とから構成されている。この基礎杭1を設置地盤に打設した杭構造は、図2に示すように、3本の支持杭3,4,5の中心杭2への固着部分から上の部分が地面GLより露出した状態で基礎として利用される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall perspective view showing an embodiment of a
先ず中心杭2の構成について、図4〜図13に基づいて説明する。図4は中心杭2の斜視図、図5は正面図、図6は平面図、図7は底面図、図8は側面図である。中心杭2は全体が角柱状であって、先端部9が先鋭に形成された杭である。そして、中心杭2の上端部10は、図5のA−A断面図である図10に示すように断面四角形状であり、又長手方向の中間部11は、図5のB−B断面図である図11に示すように断面六角形状に形成されている。
First, the structure of the
よって、上端部10の周部には、正面10a,右側面10b,左側面10c,背面10dの四面が形成されている(図10参照)。また、中間部11の周部には、正面11a,背面11fと、正面11aに隣接する第1の右側面11b及び第1の左側面11dと、背面11fに隣接する第2の右側面11c及び第2の左側面11eの六面が形成されている(図11参照)。
Therefore, four surfaces including a
よって、図8に示すとおり右側面視において、第1の右側面11bと第2の右側面11cは相互に隣接することとなり、これらの第1の右側面11bと第2の右側面11cは、上端部10の右側面10bとは、異なる平面を形成している。同様に左側面視において、第1の左側面11dと第2の左側面11eは相互に隣接することとなり、これらの第1の左側面11dと第2の左側面11eは、上端部10の左側面10cとは、異なる平面を形成している。
Therefore, as shown in FIG. 8, in the right side view, the first
一方、中間部11の正面11aは上端部10の正面10aと、又中間部11の背面11fは上端部10の背面10dと長手方向において連接し、連続した同一平面を構成している。また、先端部9は、中間部11の正面11a,背面11f,第1の右側面11b,第2の右側面11c,第1の左側面11d,第2の左側面11eの六面と隣接する六面を有する六角錐状に形成されている。
On the other hand, the
中心杭2の製造に際しては、先端部9を有する断面四角形状の杭の上端部10を断面四角形状に残したまま、中間部11を断面略正六角形状に切削形成すればよい。中心杭2の材料としては、間伐材等を使用した木製杭とすることが適当であるが、他の素材で形成することを排除するものではない。
When the
上記構成の中間部11において、相互に隣接しない中間部周面である正面11a,第2の右側面11c及び第2の左側面11eを支持杭載置面として、各面にガイド部材6,7,8をそれぞれ固着する。図14はガイド部材6,7,8を固着した中心杭2の斜視図、図15は中心杭2の正面図、図16は平面図、図17は図16のE方向(第2の右側面11c方向)からの矢視図、図18は図16のF方向(第2の左側面11e方向)からの矢視図、図19(A)はガイド部材6,7,8の正面図、図19(B)は同側面図、図19(C)は同平面図である。
In the
ガイド部材6,7,8は支持杭3,4,5をガイドするための添え木であり、図19(A)に示すように正面視において平行四辺形の形状を有し、それぞれ上面6a,7a,8aが平滑面として形成された立方体からなる。このガイド部材6,7,8をそれぞれの上面6a,7a,8aが中心杭2から離反する方向で、かつ、中心杭2の先端部9と同一方向に所定角度で傾斜するように中心杭2の相互に隣接しない中間部周面である正面11a,第2の右側面11c及び第2の左側面11eの上方における所定位置にビス12で固着する。
The
上記した構成のガイド部材6,7,8の上面6a,7a,8aに沿って支持杭3,4,5をそれぞれ中心杭2の周部(具体的には正面11a,第2の右側面11c及び第2の左側面11e)に案内して固着する。図28(A)は、支持杭3,4,5の正面図、図28(B)は同平面図、図28(C)は同底面図である。支持杭3,4,5はそれぞれ先端部3a,4a,5aが先鋭に形成され、全体が角柱状であって、中心杭2より長尺の杭である。この支持杭3,4,5が支持地盤に至ることによって一体となって必要な支持力を得るものである。支持杭3,4,5も中心杭2と同様に間伐材等を使用した木製杭とすることが適当であるが、他の素材で形成することを排除するものではない。
The support piles 3, 4 and 5 are arranged along the
次に支持杭3,4,5の中心杭2への配置及び固着方法について、支持杭3を例として説明する。図20は支持杭3を中心杭2の中間部11における正面11aに固着した状態を示す斜視図、図21は同正面図、図22は同右側面図、図23は同平面図、図24は図21のG−G断面図である。中心杭2の中間部11における正面11aに固着されたガイド部材6の上面6aに支持杭3の下面を当接させた状態で、ガイド部材6の傾斜に沿って案内されて、支持杭3の先端部3aが中心杭2から離反する方向で、かつ、中心杭2の先端部9と同一方向に所定角度で傾斜するように支持杭3を配置し、コーチスクリュー13を使用して、中心杭2に固着する。このとき、支持杭3の先端部3aは中心杭2の先端部9よりも延長された位置にある。即ち、図に示すように支持杭3はガイド部材6に沿って案内されて中心杭2の周部に固着される。
Next, the arrangement and fixing method of the support piles 3, 4 and 5 to the
支持杭3の先端部3aが中心杭2から離反する方向で、かつ、中心杭2の先端部9と同一方向とは、図3に示すように打設した中心杭2の平面視において、中心杭2から放射状の下向きの方向を意味するものである。具体的には、中心杭の長手方向に対して45度以下、好ましくは図示例のように略30度程度の配置角度とすることが好ましい。支持杭4,5についても同様である。なお、支持杭3,4,5の中心杭2の先端部9方向への配置角度をそれぞれ異なる角度とすることも可能である。
The direction in which the
次に支持杭3と同様にして、図26に示すように2本目の支持杭4を中心杭2の中間部11における第2の右側面11cに固着したガイド部材7に支持させて、支持杭4の先端部4aが中心杭2の先端部9よりも延長された位置にあるように中心杭2の周部にコーチスクリュー13で固着する。なお、図26においては既に固着した1本目の支持杭3の図示は省略してある。その結果、支持杭4は中心杭2から離反する方向で、かつ、中心杭2の先端部9と同一方向に所定角度で斜設される。
Next, in the same manner as the
更に、支持杭3と同様にして、図27に示すように、3本目の支持杭5を中心杭2の中間部11における第2の左側面11eに固着したガイド部材8に支持させて、支持杭5の先端部5aが中心杭2の先端部9よりも延長された位置にあるように中心杭2の周部にコーチスクリュー13で固着する。なお、図27においては既に固着した1本目の支持杭3及び2本目の支持杭4の図示は省略してある。その結果、支持杭5は中心杭2から離反する方向で、かつ、中心杭2の先端部9と同一方向に所定角度で斜設される。なお、支持杭3,4,5を固着するコーチスクリュー13の位置は相互に高さ方向の位置を変えて干渉しないように固着するものである。
Further, in the same manner as the
その結果、基礎杭1において支持杭3,4,5は図3に示すように、平面視において中心杭2の周部に放射状に等間隔で配置されることとなり、中心杭2を介して一体に結合される。
As a result, as shown in FIG. 3, the support piles 3, 4, 5 in the
中心杭2として、図5,図6,図11に示すように上端部10の横寸法Wが120mm、縦寸法Hが105mmの断面四角形状を有し、中間部11が断面六角形状を有し、先端部9が先鋭に形成された全長Lが1000mmの杉の間伐材からなる木製杭を使用した。なお、図11に示すように中間部11における第2の右側面11cの背面11f方向への傾斜角度αを30度とした。また、中間部11における第1の右側面11b及び第1の左側面11dの正面11a方向への傾斜角度、並びに第2の左側面11eの背面11f方向への傾斜角度も30度とした。その結果、上端部10の長さL1は220mm、中間部11及び先端部9の合計長さL2は780mm、中間部11における正面11a及び背面11fの横寸法W1は60mm、第1の右側面11b,第2の右側面11c,第1の左側面11d,第2の左側面11eの平面視における横寸法W2,W3はそれぞれ30mm、第1の右側面11b,第2の右側面11c,第1の左側面11d,第2の左側面11eの平面視における縦寸法H1,H2はそれぞれ52.5mmである。
As shown in FIGS. 5, 6, and 11, the
ガイド部材6,7,8は図19に示すように、側面視において横寸法W4が35mm、縦寸法H3が35mmの断面形状を有する全長L3が210mmで、正面視において右端部の底面に対する傾斜角度βを30度とした杉の間伐材からなる木製の添え木を使用した。なお、正面視において、左端部の上面6a,7a,8aに対する傾斜角度γも30度とした。
As shown in FIG. 19, the
支持杭3,4,5は図28に示すように横寸法W5が75mm、縦寸法H4が75mmの断面形状を有し、先端部が先鋭に形成された全長L4が1500mmの杉の間伐材からなる木製杭を使用した。これらの中心杭2,支持杭3,4,5,ガイド部材6,7,8の寸法は設置地盤の地質調査に基づいて支持力を計算して決定されるものであり、上記した寸法や材質に限定されるものではない。
As shown in FIG. 28, the support piles 3, 4, and 5 have a cross-sectional shape with a horizontal dimension W5 of 75 mm, a vertical dimension H4 of 75 mm, and a total length L4 with a sharp tip formed from a thinned cedar with a total length L4 of 1500 mm. Used wooden piles. The dimensions of these
次に、かかる基礎杭1を使用した杭基礎の構造について説明する。先ず設置地盤の地質調査を行い、基礎杭1の支持力を計算し、杭長等のサイズを決定する。そして、設置場所において中心杭2の打設位置を決定して、ガイド部材6,7,8を所定の位置に固着した図18に示す状態の中心杭2をモンケン等にて鉛直方向に所定深さまで打設する。次に図20から図23に示すようにガイド部材6に沿って案内された支持杭3を電動ハンマー等を使用して順次中心杭2の周部(具体的には正面11a)に打設し、その上端部を図24,図25に示すようにコーチスクリュー13で中心杭2の中間部11における正面11aに固着する。次に支持杭3と同様の手順でガイド部材7,8に沿って案内された支持杭4,5を電動ハンマー等を使用して順次中心杭2の周部に打設し、その上端部をコーチスクリュー13で中心杭2の中間部11における第2の右側面11c,第2の左側面11eに固着する。
Next, the structure of the pile foundation using this
これにより、図1〜図3に示すように基礎杭1を設置した杭基礎が設置地盤の所定の位置に完成する。この杭基礎において、支持杭3,4,5は先端部が中心杭2から離反する方向で、かつ、中心杭の先端部9と同一方向に向けて斜設され、この3本の支持杭3,4,5によって必要な支持力が得られる。なお、中心杭2は鉛直方向に打設することが基本であるが、これに限らず設置地盤の状況によっては所定の角度で傾斜させて打設することも可能である。
Thereby, as shown in FIGS. 1-3, the pile foundation which installed the
図29から図32は本発明にかかる杭基礎を使用して公園内の湿地帯に木道14を構築した例を示すものである。図に示すように木道の設置場所において木道の幅方向両端部となる位置に一定間隔で基礎杭1からなる杭基礎を2列に設置し、対抗する基礎杭1の間に横桟15を適宜のボルトで固着し、横桟15を利用して長手方向に縦桟16を配置し、縦桟16を利用して踏板17を架橋して木道14とする。
FIG. 29 to FIG. 32 show an example in which the wooden path 14 is constructed in the wetland in the park using the pile foundation according to the present invention. As shown in the figure, pile foundations composed of foundation piles 1 are installed in two rows at fixed intervals at positions where both ends of the wooden road in the width direction of the installation place of the wooden road, and a
本発明にかかる基礎杭及び杭基礎の構造によれば沼地や湿地帯などの軟弱地盤における各種の簡易構造物の基礎として、重機を使用することなく現場での施工が容易であって、自然環境に与える負荷を最小限にとどめるとともに、安定した支持力を得ることができる。 According to the foundation pile and the structure of the pile foundation according to the present invention, as a foundation for various simple structures in soft ground such as swamps and wetlands, construction on site is easy without using heavy machinery, and the natural environment In addition to minimizing the load applied to the vehicle, a stable supporting force can be obtained.
1…基礎杭
2…中心杭
3,4,5…支持杭
6,7,8…ガイド部材
9…先端部
10…上端部
11…中間部
11a…正面
11b…第1の右側面
11c…第2の右側面
11d…第1の左側面
11e…第2の左側面
12…ビス
13…コーチスクリュー
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