JP5349263B2 - Ｓｃ杭、その製造方法及びその杭頭部接合方法 - Google Patents

Description

この発明は、ＳＣ杭、その製造方法及びその杭頭部接合方法に関し、より詳細には、アンカー鉄筋によって杭頭部と構造物基礎とを接合する技術に関する。

近年、短工期とローコスト化の観点から、既製コンクリート杭の高支持力化が進み、従来の埋込み杭工法と比較すると同径の杭でも２〜３倍の支持力を持つようになった。このため、地震時に１本の杭が負担する水平力も従来よりも大きくなったことから、小口径でも大きな耐力を持つＳＣ杭（外殻鋼管付きコンクリート杭）を採用する事例が増えてきた。

このようなＳＣ杭の１つとして、杭頭部のコンクリート層に構造物基礎と接合するためのアンカー鉄筋をあらかじめ埋め込んだものが知られている（例えば特許文献１参照）。このアンカー鉄筋入りＳＣ杭は、従来行われてきた杭施工後のアンカー鉄筋の鋼管への溶接作業が不要となるという利点がある。しかしながら、その一方、あらかじめコンクリート層に埋め込んだアンカー鉄筋を露出させなければならず、杭頭処理に多大な手間と労力を要する。すなわち、杭施工後、杭頭部の鋼管を周方向及び軸方向に切断したうえ、杭頭内部に破砕機を入れてコンクリートを破砕し、さらにはアンカー鉄筋まわりのコンクリートを斫り、杭端板とアンカー鉄筋との切断をする等の作業をしなければならない。

特許文献２には、上記のような杭施工後の鋼管の切断作業やコンクリートの斫り作業を不要としたＳＣ杭が開示されている。このＳＣ杭は、上端にカプラーナットを予め螺着したアンカー鉄筋（ねじ鉄筋）をコンクリート層に埋め込んでおき、杭施工後にカプラーナットに構造物基礎側の鉄筋と連結するようにしたものである。

しかしながら、この特許文献２に記載のものは、カプラーナットがコンクリート層に埋め込まれるため、カプラーナット部分で十分なコンクリートのかぶり厚を得られないという問題がある。また、遠心成形によるコンクリート層の成形時にコンクリートが十分に回り込まず、品質の良い杭体を得られないという問題もある。

特開平７−１８６７５号公報 特開平５−３０６５２７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、ＳＣ杭に埋め込まれたアンカー鉄筋と構造物基礎の鉄筋との接合作業を極めて容易に行うことができ、しかも杭体の品質に悪影響を及ぼすことがないＳＣ杭、その製造方法及びその杭頭部接合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、鋼管の内周に筒状のコンクリート層を有し、杭頭部端部に前記コンクリート層の端部を覆う環状の杭端板を有するＳＣ杭であって、
前記杭頭部のコンクリート層には周方向に間隔を置いて、かつ前記杭端板から突出する突出部を有するように複数本のアンカー鉄筋が埋め込まれ、
前記アンカー鉄筋の前記突出部外周には雄ねじ部が形成されていることを特徴とするＳＣ杭にある。

より具体的には、前記アンカー鉄筋は、環状の鉄筋により一体化されている。また、前記アンカー鉄筋と鋼管との間にスペーサが設けられている。

また、この発明は、鋼管の内周に筒状のコンクリート層を有し、杭頭部端部に前記コンクリート層の端部を覆う杭端板を有するＳＣ杭であって、次の製造工程を有することを特徴とするＳＣ杭の製造方法にある。
ａ．周方向に間隔を置いた複数の孔を有する杭端板を作ること。
ｂ．少なくとも一方の端部側に雄ねじ部が形成された複数本のアンカー鉄筋を、全体として円筒形となるように周方向に間隔を置いて配列し、これらアンカー鉄筋を環状の鉄筋により一体化して鉄筋籠を作ること。
ｃ．前記アンカー鉄筋の雄ねじ部を前記杭端板の前記孔に貫通させて、アンカー鉄筋と杭端板とを一体化すること。
ｄ．前記杭端板を有する前記鉄筋籠を鋼管内に挿入配置して、杭端板と鋼管とを一体化すること。
ｅ．前記鉄筋籠が埋め込まれるように鋼管内にコンクリートを打設して前記コンクリート層を形成すること。

より具体的には、前記アンカー鉄筋に前記鋼管との間に配置されるスペーサを取り付ける。

さらに、この発明は上記ＳＣ杭の杭頭部接合方法であって、
前記ＳＣ杭を地盤に埋設した後、前記アンカー鉄筋の前記突出部にカプラーナットを嵌合し、このカプラーナットを介して雄ねじ部を有する構造物基礎の鉄筋と連結することを特徴とするＳＣ杭の杭頭部接合方法にある。

この発明によれば、コンクリート層にはアンカー鉄筋のみが埋め込まれるだけで、これと構造物基礎の鉄筋とを連結するためのカプラーナットなどが埋め込まれないので、コンクリート層の成形時には打設コンクリートを鋼管内周全体に回り込ませることができ、コンクリート品質に悪影響を及ぼすことがない杭体を得ることができる。また、アンカー鉄筋と構造物基礎の鉄筋との連結は、アンカー鉄筋の突出部にカプラーナット嵌合し、これを介して互いに連結すればよく、杭頭部接合作業を極めて容易に行うことができる。

この発明によるＳＣ杭の杭頭部を示す斜視図である。 杭頭部の一部を示す軸方向断面図である。 鉄筋籠の正面図である。 アンカー鉄筋と構造物基礎の鉄筋との連結を示す正面図である。 同上の一部を示す軸方向断面図である。

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，図２に示すように、ＳＣ杭は鋼管２の内周に筒状のコンクリート層３を有する既製杭である。図はＳＣ杭の杭頭部１のみを示し、杭頭部１の端部には外周が鋼管２に溶接されてコンクリート層３の端部を覆う環状の杭端板４が設けられている。

杭頭部１のコンクリート層３には複数本のアンカー鉄筋５が周方向に間隔を置いて埋め込まれている。これらのアンカー鉄筋５はその軸方向全体に亘って外周に雄ねじ部が形成されたねじ鉄筋であり、杭端板４から突出する突出部５ａを有している。アンカー鉄筋５は、図３に示す鉄筋籠６の主たる構成部材として組み立てられ、コンクリート層３に埋め込まれている。

全体として円筒形をなすアンカー鉄筋５群の内周にはフープ鉄筋７が配置され、各アンカー鉄筋５はフープ鉄筋７に図示しない結束線により固定されることにより一体化されている。これらアンカー鉄筋５のうち適宜のものに鋼管２との間の間隔を一定に保つためのスペーサ鉄筋８が杭軸方向に間隔を置いて複数設けられている。

上記ＳＣ杭は、次のようにして製造される。
(1) 杭端板
杭端板４は鋼管２の外径と等しい外径を有する鋼製の環状板である。この杭端板４に周方向に間隔を置いて複数の孔９（図１，図２参照）を開ける。
(2) 鉄筋籠
図３に示すように、フープ鉄筋７の外周に、複数本のアンカー鉄筋５を全体として円筒形になるように周方向に間隔を置いて配置し、図示しない結束線によりフープ鉄筋７に固定してこれらアンカー鉄筋５が一体化された鉄筋籠６を作る。

(3) 杭端板の取付け
突出部５ａを形成するように、各アンカー鉄筋５を杭端板４の孔９にそれぞれ貫通させる。そして、突出部５ａに図４，５に示すロックナット１０を予め取り付けることにより、もしくは孔９内のアンカー鉄筋５の外周隙間にシール剤を注入することにより、各アンカー鉄筋５と杭端板４とを固定し、一体化する。また、適宜のフープ鉄筋７には軸方向に間隔を置いて複数のスペーサ鉄筋８を結束線あるいは溶接により取り付ける。
(4) 鉄筋籠の挿入・取付け
杭端板４を取り付けた鉄筋籠６を鋼管２内に挿入配置し、杭端板４の外周部を鋼管２の端部に溶接により固着する。
(5) コンクリート層の成形
鋼管２を水平状態にして、その内部にコンクリートを打設し、遠心成形によりコンクリート層３を成形する。このコンクリート層３の成形の際には、アンカー鉄筋５が鉄筋籠６として組み立てられ、また鋼管２との間にスペーサ鉄筋８が配置されているので、遠心力によりアンカー鉄筋が動揺することがない。

以上のようにして、ＳＣ杭が製造されるが、ＳＣ杭の施工現場までの運搬に際してはアンカー鉄筋５の突出部５ａを保護し、また作業者の危険を回避するために、突出部５ａが挿入される孔を有する発泡スチロール体を杭端板４に被覆するようにしてもよい。

上記ＳＣ杭と構造物基礎との接合は次のようにして行われる。図４，図５は地盤に埋設されたＳＣ杭を示し、アンカー鉄筋５の突出部５ａに杭端板４側から順にロックナット１０及びカプラーナット１１の下半部を嵌合する。そして、カプラーナット１１の上半部に構造物基礎の鉄筋（ねじ鉄筋）１２を嵌合し、このようにしてアンカー鉄筋５と構造物基礎の鉄筋１２とを連結する。

以上のように、この発明によれば、コンクリート層３にはアンカー鉄筋５のみが埋め込まれるだけで、これと構造物基礎の鉄筋とを連結するためのカプラーナットなどが埋め込まれないので、コンクリート層３の成形時には打設コンクリートを鋼管内周全体に回り込ませることができ、コンクリート品質に影響のない杭体を得ることができる。また、アンカー鉄筋５と構造物基礎の鉄筋１２との連結は、カプラーナット１１を介して互いに連結すればよく、杭頭部接合作業を極めて容易に行うことができる。

上記実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態ではアンカー鉄筋として軸方向全体に亘って雄ねじ部が形成されたねじ鉄筋を用いたが、雄ねじ部は突出部にだけ形成してもよい。また、フープ鉄筋に代えてスパイラル鉄筋を用いてもよい。

１ 杭頭部
２ 鋼管
３ コンクリート層
４ 杭端板
５ アンカー鉄筋
５ａ 突出部
７ フープ鉄筋
８ スペーサ
９ 孔
１０ ロックナット
１１ カプラーナット
１２ 構造物基礎の鉄筋

Claims (6)

1. 鋼管の内周に筒状のコンクリート層を有し、杭頭部端部に前記コンクリート層の端部を覆う環状の杭端板を有するＳＣ杭であって、
   前記杭頭部のコンクリート層には周方向に間隔を置いて、かつ前記杭端板から突出する突出部を有するように複数本のアンカー鉄筋が埋め込まれ、
   前記アンカー鉄筋の前記突出部外周には雄ねじ部が形成されていることを特徴とするＳＣ杭。
2. 前記アンカー鉄筋は、環状の鉄筋により一体化されていることを特徴とする請求項１記載のＳＣ杭。
3. 前記アンカー鉄筋と鋼管との間にスペーサが設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のＳＣ杭。
4. 鋼管の内周に筒状のコンクリート層を有し、杭頭部端部に前記コンクリート層の端部を覆う杭端板を有するＳＣ杭であって、次の製造工程を有することを特徴とするＳＣ杭の製造方法。
   ａ．周方向に間隔を置いた複数の孔を有する杭端板を作ること。
   ｂ．少なくとも一方の端部側に雄ねじ部が形成された複数本のアンカー鉄筋を、全体として円筒形となるように周方向に間隔を置いて配列し、これらアンカー鉄筋を環状の鉄筋により一体化して鉄筋籠を作ること。
   ｃ．前記アンカー鉄筋の雄ねじ部を前記杭端板の前記孔に貫通させて、アンカー鉄筋と杭端板とを一体化すること。
   ｄ．前記杭端板を有する前記鉄筋籠を鋼管内に挿入配置して、杭端板と鋼管とを一体化すること。
   ｅ．前記鉄筋籠が埋め込まれるように鋼管内にコンクリートを打設して前記コンクリート層を形成すること。
5. 前記アンカー鉄筋に前記鋼管との間に配置されるスペーサを取り付けることを特徴とする請求項４記載のＳＣ杭の製造方法。
6. 請求項１〜３のいずれか１に記載のＳＣ杭の杭頭部接合方法であって、
   前記ＳＣ杭を地盤に埋設した後、前記アンカー鉄筋の前記突出部にカプラーナットを嵌合し、このカプラーナットを介して雄ねじ部を有する構造物基礎の鉄筋と連結することを特徴とするＳＣ杭の杭頭部接合方法。

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