JP5258104B2

JP5258104B2 - 補強コンクリート杭

Info

Publication number: JP5258104B2
Application number: JP2009086500A
Authority: JP
Inventors: 謙二高野
Original assignee: Mitani Sekisan Co Ltd
Current assignee: Mitani Sekisan Co Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP2010236294A

Description

本発明は、構造物を支持する補強コンクリート杭に関する。

地震時におきる構造物の水平変位に対するその抵抗要素としてコンクリート杭による抵抗力が大きく期待されている。例えば、これに適用されるのが鋼管巻きコンクリート杭である。また、地盤との嵌合性を高める形状の節杭や水平抵抗力を増やすための鋼管巻き等については、進歩を遂げてきている。
しかしながら、鉄鋼類の需要の増大と資源の供給減少から鉄鋼製品の供給及び価格の高騰が発生し入手が困難となってきている。

これに対し、コンクリート杭の性能向上が検討されている。例えば、コンクリート強度の高強度化、締め固め技術に遠心力の導入、全体的構造強度向上のためのプレストレスの導入等の多くの技術的工夫が重ねられている（例えば、特許文献１〜５参照）。

特開昭６２−１３３２２３号公報特開平８−１２０９４８号公報特開平９−３０２６５１号公報特開平１１−５０４４８号公報特開２００７−１３８５１０号公報

しかしながら、特許文献１〜５に記載のコンクリート杭は、未だ強度が十分とはいえない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、強度が極めて優れるコンクリート杭を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、強化繊維帯をコンクリート杭の内部に埋設させることで、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、（１）円筒状のコンクリート杭であって、複数の鉄筋、及び強化繊維帯が埋設されており、複数の鉄筋が環状且つ等間隔に埋設され、該複数の鉄筋に強化繊維帯が巻回された状態で埋設されているコンクリート杭に存する。

本発明は、（２）円筒状のコンクリート杭であって、複数の鉄筋、及び強化繊維帯が埋設されており、強化繊維帯が、コンクリート杭の長手方向に直線状に埋設されており、複数の鉄筋が環状且つ等間隔に埋設され、該複数の鉄筋に強化繊維帯が巻回された状態で埋設されているコンクリート杭に存する。

本発明は、（３）、円筒状のコンクリート杭であって、複数の鉄筋、及び強化繊維帯が埋設されており、強化繊維帯が、コンクリート杭の長手方向に直線状に埋設されており、複数の鉄筋が環状且つ等間隔に埋設され、複数の前記強化繊維帯が、鉄筋より外側に環状且つ等間隔で埋設されているコンクリート杭に存する。

本発明は、（４）複数の強化繊維帯が、隣り合う鉄筋同士の間の外側に、環状且つ等間隔で埋設されている上記（３）記載のコンクリート杭に存する。

本発明のコンクリート杭においては、複数の鉄筋のみならず、強化繊維帯も埋設されているので、強度が極めて向上する。
また、強化繊維帯は、鉄筋と同様に、長手方向に直線状に埋設させると、より効果的である。
また、上記コンクリート杭は、構造物を支持する補強コンクリート杭として好適に利用できる。
すなわち、かかるコンクリート杭は、強度が極めて優れると共に、地震時におきる構造物の水平変位に対するその抵抗要素として好適である。

上記コンクリート杭においては、強化繊維帯が鉄筋より外側に埋設されていると、更に強度が向上する。
すなわち、コンクリート杭においては、断面において、内側より外側のほうが歪が大きくなる傾向があるので、強化繊維帯が歪による破損を抑制することになる。

上記コンクリート杭においては、鉄筋が強化繊維帯に巻回されている状態で埋設されていると、経時的に鉄筋がばらつくのを抑制できる。

上記コンクリート杭においては、外周に強化繊維帯が巻回されていると、より一層強度が向上する。

図１の（ａ）は、第１実施形態に係るコンクリート杭を示す斜視図であり、（ｂ）は、その長手方向に対して垂直に切断した断面図であり、（ｃ）は、その長手方向に対して平行に切断した断面図である。図２の（ａ）は、第２実施形態に係るコンクリート杭を示す斜視図であり、（ｂ）は、その長手方向に対して垂直に切断した断面図であり、（ｃ）は、その長手方向に対して平行に切断した断面図である。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。
また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。
更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

［第１実施形態］
まず、本発明のコンクリート杭の第１実施形態について説明する。
図１の（ａ）は、第１実施形態に係るコンクリート杭を示す斜視図である。
図１に示すように、本実施形態に係るコンクリート杭１は、円筒状になっている。
円筒状となっているのは、製造の際、遠心成形を行うためである。

図１の（ｂ）は、コンクリート杭の長手方向に対して垂直に切断した断面図である。
図１の（ｂ）に示すように、本実施形態に係るコンクリート杭１は、複数の鉄筋２が埋設されている。
かかる鉄筋２は、コンクリート杭１の断面に対して環状に、等間隔で埋設されている。
なお、これらの鉄筋２間の距離は、用いられる鉄筋の数に応じて、等間隔となるように配置される。

また、上記コンクリート杭１においては、鉄筋２より外側に複数の強化繊維帯（以下便宜的に「内部用強化繊維帯」という。）３が等間隔で埋設されている。
かかる内部用強化繊維帯３の位置は、隣合う鉄筋２同士の間の外側に埋設させることが好ましい。この場合、強度のバランスにも優れるものとなる。

上記内部用強化繊維帯３の材質としては、炭素繊維布、アラミド繊維布、ビニロン繊維布、ガラス繊維布等の強化プラスチック布、金属繊維布等が挙げられる。

上記内部用強化繊維帯３を構成する繊維の向きは、長手方向であることが好ましい。
この場合、コンクリート杭は圧縮力及び引張り力に優れた抵抗を示す。

上記内部用強化繊維帯３は、太さ０．５〜１０ｍｍのものが好適に用いられる。
なお、内部用強化繊維帯３の太さは、１〜２ｍｍであることが好ましい。

図１の（ｃ）は、コンクリート杭の長手方向に対して平行に切断した断面図である。
図１の（ｃ）に示すように、本実施形態に係るコンクリート杭１においては、内部用強化繊維帯３が、コンクリート杭１の長手方向に直線状に埋設されている。
なお、かかる内部用強化繊維帯３は、コンクリート杭の端から端まで延びていなくてもよい。
すなわち、コンクリート杭を用いる際に、大きな歪がかからないコンクリート杭の下方にまで、内部用強化繊維帯３が延びている必要はない。

本実施形態に係るコンクリート杭１においては、複数の鉄筋２のみならず、内部用強化繊維帯３も埋設されているので、強度が極めて向上する。
また、コンクリート杭１においては、内部用強化繊維帯３が鉄筋２より外側に埋設されているので、より強度が向上する。

図１の（ａ）に戻り、本実施形態に係るコンクリート杭１においては、外周に強化繊維帯（以下便宜的に「外部用強化繊維帯」という。）４が螺旋状に巻き付けられていると、更に強度が向上する。

上記外部用強化繊維帯４の材質としては、炭素繊維布、ポリエステル布、ナイロン布、アラミド繊維布、ビニロン繊維布、ガラス繊維布等の強化プラスチック布、金属繊維布等が挙げられる。
なお、外部用強化繊維帯４は、上述した内部用強化繊維帯３と同一のものであっても、異なっていてもよい。

このとき、外部用強化繊維帯４は、コンクリート杭１の表面に貼着してもよい。
この場合、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂等の接着剤が好適に用いられる。

上記コンクリート杭１は、陸橋の基礎、ビルの基礎等に用いられ、特に地表に近い位置、すなわち、水平力の大きく作用する位置に好適に用いられる。

次に、本実施形態に係るコンクリート杭１の製造方法について説明する。
上記コンクリート杭１は、円筒状の型枠の中に、鉄筋２及び内部用強化繊維帯３を配置し、これにコンクリートを流し込み、固化させる。
そして、外部用強化繊維帯４を外周に巻き付けることにより得られる。
このとき、コンクリートに含まれる骨材の最大径は、２５〜４０ｍｍであることが好ましい。この場合、強化繊維帯による効果を阻害しない。

［第２実施形態］
次に、本発明のコンクリート杭の第２実施形態について説明する。
図２の（ａ）は、第２実施形態に係るコンクリート杭を示す斜視図である。
図２に示すように、本実施形態に係るコンクリート杭１１は、円筒状になっている。
なお、外観は、上述した第１実施形態に係るコンクリート杭１と同じである。

図２の（ｂ）は、コンクリート杭の長手方向に対して垂直に切断した断面図であり、図２の（ｃ）は、コンクリート杭の長手方向に対して平行に切断した断面図である。
図２の（ｂ）に示すように、本実施形態に係るコンクリート杭１１は、複数の鉄筋１２が埋設されている。
かかる鉄筋１２は、コンクリート杭１１の断面に対して環状に、等間隔で埋設されている。
なお、これらの鉄筋２間の距離は、用いられる鉄筋の数に応じて、等間隔となるように配置される。

図２の（ｃ）に示すように、上記コンクリート杭１１においては、鉄筋１２が、内部用強化繊維帯１３に巻回された状態で埋設されている。
なお、かかる内部用強化繊維帯１３は、第１実施形態における内部用強化繊維帯３と同義である。
また、内部用強化繊維帯１３は、鉄筋１２の下部まで巻き付けなくてもよい。
すなわち、コンクリート杭を用いる際に、大きな歪がかからないコンクリート杭の下方にまで、鉄筋１２に内部用強化繊維帯３を巻き付ける必要はない。
上記コンクリート杭１１においては、経時的に鉄筋がばらつくのが抑制される。

図２の（ａ）に戻り、本実施形態に係るコンクリート杭１１においては、外周に外部用強化繊維帯１４が螺旋状に巻回されていると、更に強度が向上する。
なお、このときの外部用強化繊維帯１４は、上述した内部用強化繊維帯１３と同一のものであっても、異なっていてもよい。

次に、本実施形態に係るコンクリート杭１１の製造方法について説明する。
上記コンクリート杭１１は、鉄筋１２を配置し、これに内部用強化繊維帯１３を巻き付ける。
そして、これを円筒状の型枠の中に配置し、これにコンクリートを流し込んで、固化させる。
そして、外部用強化繊維帯１４を外周に巻き付けることにより得られる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、第１実施形態に係るコンクリート杭１においては、内部用強化繊維帯３を、コンクリート杭１の長手方向に対して平行となるように配置しているが、斜め方向に配置してもよく、螺旋状に配置してもよい。

第１及び第２実施形態に係るコンクリート杭１，１１においては、コンクリート杭の断面に対して円を描くように、鉄筋が等間隔に埋設されているが、埋設位置は特に限定されない。
また、等間隔でなくてもよい。

第１及び第２実施形態に係るコンクリート杭１，１１においては、外周に外部用強化繊維帯が巻き付けられているが、必須ではない。

産業状の利用可能性

本発明のコンクリート杭は、構造物を支持する補強コンクリート杭として好適に利用できる。
また、かかるコンクリート杭は、強度が極めて優れると共に、地震時におきる構造物の水平変位に対するその抵抗要素として好適である。

１，１１・・・コンクリート杭
２，１２・・・鉄筋
３，１３・・・内部用強化繊維帯（強化繊維帯）
４，１４・・・外部用強化繊維帯（強化繊維帯）

Claims

円筒状のコンクリート杭であって、
複数の鉄筋、及び強化繊維帯が埋設されており、
前記複数の鉄筋が環状且つ等間隔に埋設され、該複数の鉄筋に前記強化繊維帯が巻回された状態で埋設されていることを特徴とするコンクリート杭。
円筒状のコンクリート杭であって、
複数の鉄筋、及び強化繊維帯が埋設されており、
前記強化繊維帯が、前記コンクリート杭の長手方向に直線状に埋設されており、
前記複数の鉄筋が環状且つ等間隔に埋設され、該複数の鉄筋に前記強化繊維帯が巻回された状態で埋設されていることを特徴とするコンクリート杭。
円筒状のコンクリート杭であって、
複数の鉄筋、及び強化繊維帯が埋設されており、
前記強化繊維帯が、前記コンクリート杭の長手方向に直線状に埋設されており、
前記複数の鉄筋が環状且つ等間隔に埋設され、
複数の前記強化繊維帯が、前記鉄筋より外側に環状且つ等間隔で埋設されていることを特徴とするコンクリート杭。
前記複数の強化繊維帯が、隣り合う鉄筋同士の間の外側に、環状且つ等間隔で埋設されていることを特徴とする、請求項３記載のコンクリート杭。