JP5253316B2 - 既製コンクリート杭のせん断耐力強化方法 - Google Patents

Description

この発明は既製コンクリート杭のせん断耐力強化方法に関する。

上部構造物を支持する杭には、地震時に大きな水平力が作用する。この地震時の水平力に抵抗させるために、既製杭の場合、従来種々の対策がなされている。例えば、
(1) 下杭にコンクリート杭を用い、上杭にせん断耐力の大きい鋼管杭やＳＣ杭を用いる。
(2) 上杭にコンクリート杭を用いる場合であっても、その杭コンクリートに埋め込まれる鉄筋籠中のＰＣ鋼棒を増量する、あるいは異形鉄筋やせん断補強筋を組み合わせる等してせん断耐力を向上させる。
(3) 下杭よりも大径の杭を上杭として用いてせん断耐力を向上させる。
(4) 上杭として、杭頭部のみが大径となっている異径杭であるいわゆる拡頭杭を用いてせん断耐力を向上させる。
などの方法が知られている。

しかしながら、上記従来の方法は、いずれも上杭に下杭とは異なった種類の既製杭を用いることによりせん断耐力の向上を図ったもので、下杭のみならず上杭も既製杭として工場で製作しなければならない。

この出願の発明に関連する先行技術として特許文献１に記載の合成杭がある。この合成杭は、中空既製杭のせん断耐力を向上させるために、杭内部に型鋼、コンクリート杭、鉄筋籠等からなる補強材を配置したものである。

特開平９−２４２０６６号公報

この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、既製コンクリート杭を下杭とし、せん断耐力を向上させるための上杭を施工現場で簡単に形成することができる、既製コンクリート杭のせん断耐力強化方法を提供することにある。

この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、中空既製コンクリート杭からなる下杭上に、外径が該下杭の外径とほぼ等しく、内径が該下杭の内径よりも小さい環状の連結板を固定し、
前記連結板の内周部に内径が該連結板の内径とほぼ等しい内管を固定し、
前記連結板の外周部に外径が前記連結板の外径とほぼ等しく、かつ長さが内管の長さとほぼ等しい外管を固定し、
内外管の間隙に固化材を充填して内外管を一体化して上杭を形成することを特徴とする既製コンクリート杭のせん断耐力強化方法にある。

上記方法において、前記内外管の間隙に上部構造物の基礎と接合するための定着筋を挿入して固化材を充填する態様を採ることもできる。

この発明によれば、下杭の上に形成される上杭は、内外管の二重管からなり、それらの間隙に固化材が充填されるので、断面がより下杭よりも密実となり、せん断耐力をさせることができる。また、固化材は、下杭の杭穴への建て込み後に内外管の間隙に充填すればよいので、上杭を施工現場で形成することができる。すなわち、施工現場で杭施工に伴って、既製コンクリート杭のせん断耐力の強化を図ることができる。さらに、固化材が充填される内外管の間隙に、上部構造物の基礎と接合するための定着筋を挿入することにより、上杭の形成と杭頭処理とを同一の工程に組み込むことができる。

この発明の実施形態を示し、内外管の取付け手順を示す断面図である。 この発明の別の実施形態を示す断面図である。 固定手段を拡大して示す断面図である。 杭施工に伴って形成される上杭を示す断面図である。 同上杭を示す平面図である。

この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１に示すように、下杭となる既製コンクリート杭１は、ＰＨＣ杭やＰＲＣ杭などの中空既製コンクリート杭であり、上端に鋼製で環状の端板３を有している。図１（ａ）に示すように、この端板３に鋼製で環状の連結板４が固定される。連結板４は鋼製のものであり、外径は下杭１の外径にほぼ等しく、内径は下杭１の内径よりも小さくなっている。連結板４の端板３への固定は、溶接によってもよいし、ボルト５によってもよい。あるいは、これらを併用してもよい。

この連結板４の内周部に、内径が連結板４の内径とほぼ等しい内管６が固定される。次いで、図１（ｂ）に示すように、連結板４の外周部に外径が連結板の外径とほぼ等しく、また長さが内管６の長さとほぼ等しい外管７が固定される。内管６及び外管７は、図示の実施形態では、いずれも鋼管であり、これら内外管６，７は溶接により連結板４に固定される（図３（ａ）の拡大図参照）。内外管６，７の間隙には固化材が充填され、内外管６，７が一体化されて上杭が形成されるのであるが、これについては後述する。

図２は、内外管６，７の別の実施形態を示している。この実施形態では、内外管６，７がいずれもコンクリート管からなっている。コンクリート管としては、内管６に下杭１よりも小径の既製コンクリート杭を、また外管７に既製杭１と同径の既製コンクリート杭をそれぞれ利用することができる。したがって、内外管６，７は鋼製で環状の端板８，９をそれぞれ有している。この実施形態の場合も、図１に示した実施形態と同様に、既製杭１の上端の端板３に連結板４が溶接やボルト５により、あるいはそれらの併用により固定される。そして、連結板３の内周部に内管６の端板８が溶接により固定された後（図２（ａ））、外周部に外管７の端板９が溶接により固定される（図２（ｂ）。この実施形態の場合、内管６はボルト５により連結板４に固定してもよく、その場合、まず内管６を連結板４にボルト５により固定し、次いで連結板４を端板３に固定し、外管７を連結板４に溶接により固定するという手順が採られる。

上記２つの実施形態で示された内外管６，７は、工場で下杭１に固定してもよいし、施工現場で固定してもよい。また、連結板３を含む内外二重管６，７を工場で予め製作し、これを施工現場で下杭１の上端に固定するようにしてもよい。

端板３、連結板４及び外管７は、図３（ｂ）に示すように、溶接やボルト以外の固定手段によっても固定することができる。この固定手段は、いわゆる無溶接継手杭に適用されるもので、例えば特許第３２７１７２５号公報に開示されている。下杭１の端板３は、外周がコンクリート体から僅かに突出する突出部３ａを有している。また、外管７も下端部に外周に突出する環状の突出部７ａを有している。固定手段は、周方向に複数に分割された内リング１０と、その外周にテーパを介して嵌合する外リング１１とを有し、内リング１０の上下端は突出部３ａ，７ａに係合している。この状態で外リング１１に矢印で示す上方への推力を加えると、内リング１０が締め付けられる。これによって、端板３、連結板４及び外管７が互いに固定される。

上記２つの実施形態では、下杭１がＰＨＣ杭やＰＲＣ杭などの場合について説明したが、下杭１としてはＳＣ杭を用いることもできる。また、内外管６，７にも、以下に例示すように、種々の杭種を適用することができる。
＜内管＞ ＜外管＞
(1) 鋼管 鋼管
(2) ＰＨＣ杭，ＰＲＣ杭，ＳＣ杭 鋼管
(3) 鋼管 ＰＨＣ杭，ＰＲＣ杭，ＳＣ杭
(4) ＰＨＣ杭，ＰＲＣ杭，ＳＣ杭 ＰＨＣ杭，ＰＲＣ杭，ＳＣ杭

上記のようにして上部に内外管６，７が固定された下杭１は、図４に示すように、プレボーリング工法により施工される。同図（ａ）に示すように、ソイルセメント２２で満たされた杭穴２１に下杭１を建て込む。下杭１の建て込み時には、ソイルセメント２２が内管６内に流入するが、内外管６，７は下端部間が連結板４によって閉鎖されているので、両者間の間隙１２にはソイルセメント２２が流入しない。ただし、ソイルセメント２２が上方から間隙１２に流入するのを防ぐために、内外管６，７の上端間は環状の閉鎖板１３によって閉鎖しておく。

ソイルセメント２２の硬化後、杭頭処理が行われる。すなわち、図４（ｂ）及び図５に示すように、間隙１２に上部構造物の基礎（パイルキャップ）１４と接合するための定着筋１５を挿入するとともに、固化材１８を充填する。固化材１８は、コンクリートや無収縮モルタルなどである。この固化材１８の充填によって、内外管６，７が一体化され、上杭２が形成される。なお、定着筋１５は、その複数本を１本ずつ環状空間１２に等間隔で挿入してもよいが、図示のようにフープ筋１６を用いて鉄筋籠状にしてもよい。１７は、定着筋１５の高さ方向の位置決めをするための棒である。

上記のようにようにして、下杭１の上に形成された上杭２は、内外管６，７の二重管からなり、それらの間隙１２に固化材１８が充填されるので、断面がより下杭１よりも密実となり、せん断耐力を向上させることができる。また、固化材１８は、下杭１の杭穴２１への建て込み後に内外管６，７間の間隙１２に充填すればよいので、上杭２を杭施工に伴って形成することができる。すなわち、施工現場で施工に伴って、既製コンクリート杭１のせん断耐力の強化を図ることができる。さらに、固化材１８が充填される内外管６，７の間隙には、上部構造物の基礎１４と接合するための定着筋１５が挿入されるので、上杭２の形成と杭頭処理とを同一の工程に組み込むことができる。

さらに、上杭２を構成する内外管６，７は、大小径の異なる２つの既製杭を利用し、これらを組み合わせて構成することができるので、従来の製造設備、運搬・施工機械を変更せずに、施工現場で容易に取り付けることができる。

さらに、下杭１の杭穴への建て込みの際は、内外管６，７間にソイルセメントが流入しないので、定着筋を挿入し、固化材を充填するための間隙１２が確保される。

１ 既製杭
２ 上杭
３ 端板
４ 連結板
６ 内管
７ 外管
１２ 間隙
１４ 上部構造物の基礎（パイルキャップ）
１５ 定着筋
１８ 固化材
２１ 杭穴
２２ ソイルセメント

Claims (2)

1. 中空既製コンクリート杭からなる下杭上に、外径が該下杭の外径とほぼ等しく、内径が該下杭の内径よりも小さい環状の連結板を固定し、
   前記連結板の内周部に内径が該連結板の内径とほぼ等しい内管を固定し、
   前記連結板の外周部に外径が前記連結板の外径とほぼ等しく、かつ長さが内管の長さとほぼ等しい外管を固定し、
   内外管の間隙に固化材を充填して内外管を一体化して上杭を形成することを特徴とする既製コンクリート杭のせん断耐力強化方法。
2. 前記内外管の間隙に上部構造物の基礎と接合するための定着筋を挿入して固化材を充填する請求項１記載の既製コンクリート杭のせん断耐力強化方法。

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