JP5640768B2

JP5640768B2 - 杭の構築方法、杭の施工方法、及び鉄筋群の位置決め固定用の部材

Info

Publication number: JP5640768B2
Application number: JP2011015482A
Authority: JP
Inventors: 西村　勝尚; 勝尚西村; 美孝松村; 福本　義之; 義之福本; 達雄三井
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2031-01-27
Also published as: JP2012154122A

Description

本発明は、杭の構築方法、杭の施工方法、及び杭の構築の際に用いる鉄筋群の位置決め固定用の部材に関する。

基礎と接合される鉄筋コンクリート杭の頭部の構造として、鉄筋籠の内周側に複数の芯鉄筋からなる芯鉄筋群を埋設したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この杭頭部の構造では、鉄筋籠の内周側に埋設される鋼管の内周面に芯鉄筋群を接合し、鉄筋籠に予め溶接された組み付け材に鋼管を結束鉄線にて固定している。

特開２００５―８２９９５号公報

特許文献１に記載の杭頭部の構造では、芯鉄筋群の位置決め作業を要するところ、上記組み付け材の構成が具体化されておらず、どのようにして鋼管を鉄筋籠に固定し、どのようにして芯鉄筋群を位置決めするのか具体化されていない。また、この杭頭部の構造では、杭径が大きくなるほど、鉄筋籠から芯鉄筋までの距離が長くなり、鋼管と組み付け材とを結束鉄線にて固定する作業が困難になる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、芯鉄筋を、良好な施工性をもって、良好に位置決めされるように配筋することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明に係る杭の構築方法は、基礎から離間した該杭頭部が、杭径より小径の鋼管と該鋼管内に充填されたコンクリートとからなる小径部により前記基礎に接合され、複数の芯鉄筋が杭芯を中心として矩形状に配された芯鉄筋群が前記鋼管に挿通されるように埋設され、前記芯鉄筋群より外周側の杭の外周部に杭主筋とフープ筋とからなる鉄筋籠が設けられた杭の構築方法であって、部材支持部を前記鉄筋籠に番線又は固定具により固定し、前記芯鉄筋群を番線又は固定具により固定した、杭芯を中心とする矩形状の芯鉄筋群固定部と、前記芯鉄筋群固定部から外周側に延びるように設けられ前記部材支持部に支持固定される支持固定部とを一体で形成した部材を用いて、前記芯鉄筋群を杭内で位置決めし固定する。

また、本発明に係る杭の施工方法は、基礎から離間した該杭頭部が、杭径より小径の鋼管と該鋼管内に充填されたコンクリートとからなる小径部により前記基礎に接合され、複数の芯鉄筋が杭芯を中心として矩形状に配された芯鉄筋群が前記鋼管に挿通されるように埋設され、前記芯鉄筋群より外周側の杭の外周部に杭主筋とフープ筋とからなる鉄筋籠が設けられた杭の施工方法であって、杭を形成するための孔を掘削する工程と、部材支持部を、番線または固定具により前記鉄筋籠の上部に固定して前記鉄筋籠の上部と共に前記孔の上方に配置する工程と、前記芯鉄筋群を番線又は固定具により固定した、杭芯を中心とする矩形状の芯鉄筋群固定部と、前記芯鉄筋群固定部から外周側に延びるように設けられた支持固定部とを一体で形成した部材を、前記孔の上方に配置し、前記支持固定部を前記部材支持部に支持固定する工程と、前記部材を支持固定した前記部材支持部を前記鉄筋籠の上部と共に前記孔の内部に下降させる工程と、前記孔にコンクリートを打設する工程と、を備える。

本発明によれば、芯鉄筋を、良好な施工性をもって、良好に位置決めされるように配筋することができる。

一実施形態に係る杭の構造を示す鉛直断面図（図２の１−１断面図）である。図１における２−２断面図である。一実施形態に係る杭の施工方法を説明するための鉛直断面図である。一実施形態に係る杭の施工方法を説明するための鉛直断面図である。一実施形態に係る杭の施工方法を説明するための鉛直断面図である。比較例に係る杭の構造を示す鉛直断面図（図７の６−６断面図）である。図６における７−７断面図である。比較例に係る杭の施工方法を説明するための鉛直断面図である。他の実施形態に係る杭の構造を示す鉛直断面図（図１０の９−９断面図）である。図９における１０−１０断面図である。他の実施形態に係る杭の施工方法を説明するための鉛直断面図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る杭１０の頭部構造を示す鉛直断面図（図２の１−１断面図）である。また、図２は、図１における２−２断面図である。これらの図に示すように、杭１０の上端には、杭径よりも小径の小径部２０が構築されており、この小径部２０と基礎１とが接合されている。この小径部２０は、鋼管２２の内部にコンクリートを充填した鋼管コンクリートである。

杭１０は、円柱状の鉄筋コンクリート製の杭であり、場所打ちコンクリート杭である。杭１０の外周部には、鉄筋籠３０が埋設され、杭１０における鉄筋籠３０の内周側には、複数の芯鉄筋４０を有する芯鉄筋群４２が埋設されている。鉄筋籠３０は、杭１０の周方向に所定間隔おきに配された複数の杭主筋３２と、杭１０の軸方向に所定間隔おきに配された複数のフープ筋３４とを備えている。また、複数の杭主筋３２は、各フープ筋３４に沿って配されており、番線によって各フープ筋３４に緊結されている。複数の芯鉄筋４０は、杭芯を中心として矩形状に配されており、下側は杭１０の頭部に埋設され、上側は基礎１に埋設されている。

ここで、杭１０の頭部には、上下一対の位置決め固定用部材５０が埋設されている。また、鉄筋籠３０には、各段４個のアングル６２からなる上下２段の部材支持部６０が設けられている。位置決め固定用部材５０は、複数の鋼材５１、５３を溶接等により接合してなる構造体であり、杭芯を中心とする矩形状の芯鉄筋群固定部５２と、芯鉄筋群固定部５２の角部から杭１０の外周側へ延びる４本の軸部からなる支持固定部５４とが一体化された構成をしている。

位置決め固定用部材５０は、互に平行に配された一対の長尺の鋼材５１と、互に平行、且つ鋼材５１に対して直角に配された一対の短尺の鋼材５３とで構成されており、一対の鋼材５３の両端が、一対の鋼材５１の中間部に接合されている。芯鉄筋群固定部５２は、一対の鋼材５１の中間部と一対の鋼材５３とにより構成されている。また、支持固定部５４は、一対の鋼材５１における芯鉄筋群固定部５２から外周側へ延びる部分により構成されている。

上下一対の芯鉄筋群固定部５２には、複数の芯鉄筋４０が番線や金物等により緊結されている。即ち、１本の芯鉄筋４０の上下２箇所が、上下一対の芯鉄筋群固定部５２の鋼材５１、５３に固定されている。ここで、矩形状の芯鉄筋群固定部５２に、その周方向に所定間隔おきに配された複数の芯鉄筋４０が固定されることにより、複数の芯鉄筋４０からなる芯鉄筋群４２の形状が矩形柱状に保持されている。

部材支持部６０の４個のアングル６２は、同じ高さにおいて、杭芯を中心とする矩形状に配されており、鉄筋籠３０のフープ筋３４に番線やシャックル等により固定されている。ここで、各アングル６２上には、支持固定部５４の鋼材５１の端部が載置され、当該端部が各アングル６２に溶接されている。これにより、位置決め固定用部材５０の高さおよび平面内での位置が決められ、以って、芯鉄筋群４２の高さおよび平面内での位置が決められている。

図３〜図５は、杭１０の施工方法を説明するための鉛直断面図である。これらの図に示すように、杭１０は、場所打ち杭工法を用いて施工する。まず、機械掘削工法により地盤を掘削して孔１１を構築する工程を実施し、鉄筋籠３０を孔１１の中に建て込む工程を実施する。ここで、図３に示すように、鉄筋籠３０を建て込む工程では、予め組み立てられた鉄筋籠３０をクレーンで孔１１の所定の位置まで降下させるが、その際一旦、鉄筋籠３０を、その上部（少なくとも上下２段の部材支持部６０を含む範囲）が孔１１から上方に突出する位置で停止させる。

次に、図４に示すように、芯鉄筋群４２が予め固定された位置決め固定用部材５０を、鉄筋籠３０の上部に上方から挿入し、下段の支持固定部５４の鋼材５１の端部を、下段の部材支持部６０の各アングル６２上に、上段の支持固定部５４の鋼材５１の端部を、上段の部材支持部６０の各アングル６２上に、それぞれ載置する。この際、位置決め固定用部材５０を、杭１０の周方向に僅かにずらした状態で下降させることにより、下段の支持固定部５４の鋼材５１と、上段の部材支持部６０の各アングル６２との干渉を回避する。そして、下段の支持固定部５４を上下の部材支持部６０の間まで降下させてから、位置決め固定用部材５０の周方向の位置を調整する。

次に、下段の支持固定部５４の鋼材５１の端部を、下段の部材支持部６０の各アングル６２に、上段の支持固定部５４の鋼材５１の端部を、上段の部材支持部６０の各アングル６２に、それぞれ溶接する。そして、図５に示すように、鉄筋籠３０を孔１１の所定の位置まで降下させた後、孔１１内にコンクリートを打設する。その後、杭１０の頭部の斫り工程を実施して気中コンクリートを打設する際に、小径部２０を構築するための型枠となる鋼管２２を、その内部に芯鉄筋群４２が挿通されるように、杭１０の頭部に設置する。その後、基礎１を構築する。

図６は、比較例に係る杭２００の構造を示す鉛直断面図（図７の６−６断面図）である。また、図７は、図６における７−７断面図である。これらの図に示すように、杭２００は、上述の位置決め固定用部材５０が用いられておらず、芯鉄筋群固定部２５２と支持固定部２５４とが予め別々の構造体として構成され、杭２００を施工する際に一体化される点で、杭１０とは相違する。

芯鉄筋群固定部２５２は、４枚の鋼板を溶接して矩形枠状に形成されており、芯鉄筋群固定部２５２には、矩形状に配された複数の芯鉄筋４０が番線により緊結されている。また、支持固定部２５４は、一対の鋼板２５１により構成されている。一対の鋼板２５１は、その端部が部材支持部６０の各アングル６２上に載置されるように配されており、一対の鋼板２５１の端部は、各アングル６２に溶接されている。また、芯鉄筋群固定部２５２は、一対の鋼板２５１の中間部の上に載置されており、一対の鋼板２５１の中間部に溶接されている。

図８は、杭２００の施工方法を説明するための鉛直断面図である。杭２００の施工においては、上述の杭１０の施工と同様に、孔１１を構築し、鉄筋籠３０を、その上部が孔１１から上方に突出する位置まで降下させる。次に、芯鉄筋群４２が予め固定された上下一対の芯鉄筋群固定部２５２を、鉄筋籠３０の上部に上方から挿入して、この状態でこれらの高さと平面内の位置とを調整した後に、下段の支持固定部２５４を構成する一対の鋼板２５１を、側方から下段の部材支持部６０と下段の支持固定部２５４との間に挿入して、その端部を下段の部材支持部６０の各アングル６２上に載置する。また、上段の支持固定部２５４を構成する一対の鋼板２５１を、側方から上段の部材支持部６０と上段の支持固定部２５４との間に挿入して、その端部を上段の部材支持部６０の各アングル６２上に載置する。また、下段の芯鉄筋群固定部２５２を下段の支持固定部２５４の上に、上段の芯鉄筋群固定部２５２を上段の支持固定部２５４の上に、それぞれ載置する。

次に、上下２対の鋼板２５１の端部を、上下２段の部材支持部６０の各アングル６２に溶接する。また、下段の芯鉄筋群固定部２５２を下段の支持固定部２５４に、上段の芯鉄筋群固定部２５２を上段の支持固定部２５４に、それぞれ、番線により緊結する。そして、杭１０と同様、鉄筋籠３０を孔１１の所定の位置まで降下させた後、孔１１内にコンクリートを打設する。また、小径部２０を構築し、その上に基礎１を構築する。

ここで、芯鉄筋群固定部２５２を支持固定部２５４に固定する作業は、鉄筋籠３０の外側から行わなければならないところ、杭径の大きさによっては、鉄筋籠３０から芯鉄筋群固定部２５２と支持固定部２５４との固定部までの距離が、当該固定部まで作業者の手が届かないような距離になり、作業ができなくなる。

また、芯鉄筋群固定部２５２及びこれに固定された芯鉄筋群４２の平面内の位置を調整する作業は、これらを浮かせた状態で行わなければならないことから、位置を確定させ難く、施工性に問題がある。

さらに、複数の芯鉄筋４０からなる芯鉄筋群４２の矩形柱状の形状を保持するための芯鉄筋群固定部２５２と、芯鉄筋群４２の高さ及び平面内の位置を確定させるための支持固定部２５４とを別部材で構成することによるコスト増という問題もある。

これに対して、本実施形態に係る杭１０の構築方法および施工方法では、芯鉄筋群固定部５２と支持固定部５４とを予め一体化した位置決め固定用部材５０を用いて、芯鉄筋群４２を鉄筋籠３０に位置決めし固定する。このため、位置決め固定用部材５０の外周側の端部である鋼材５１の端部を、鉄筋籠３０に設けられたアングル６２に固定するのみで、芯鉄筋群４２を鉄筋籠３０に固定することができる。従って、杭径の大きさにかかわらず、芯鉄筋群４２を鉄筋籠３０に固定する作業の位置を、作業者の手が届く位置にすることができ、作業可能とすることができる。

また、本実施形態に係る杭１０の構築方法および施工方法によれば、芯鉄筋群４２が固定された位置決め固定用部材５０を、鉄筋籠３０に設けられた４個のアングル６２で支えた状態で、芯鉄筋群４２の平面内の位置の調整を行うことができる。従って、芯鉄筋群４２の高さ及び平面内の位置を確定させ易く、施工性が良好である。

また、本実施形態に係る杭１０の構築方法および施工方法によれば、複数の芯鉄筋４０からなる芯鉄筋群４２の矩形柱状の形状を保持するための芯鉄筋群固定部５２と、芯鉄筋群４２の高さ及び平面内の位置を確定させるための支持固定部５４とを同一部品で構成することによって、部品コストを低減できる。

また、本実施形態に係る杭１０によれば、杭１０と基礎１とが、杭径よりも小径の小径部２０により接合されている。これにより、杭１０と基礎１との接合部の回転拘束を減らすことができ、基礎１及びその上の建物が地震時の水平力を受けた場合に、杭１０と基礎１との接合部の曲げ変形性能を確保し、当該接合部に生じる曲げモーメントを緩和することができる。従って、当該接合部におけるせん断耐力及び圧縮並びに引張耐力を向上させることができる。

図９は、他の実施形態に係る杭１００の構造を示す鉛直断面図である。また、図１０は、図９における１０−１０断面図である。これらの図に示すように、杭１００は、上述の鉄筋籠３０および芯鉄筋群４２に替えて二重鉄筋１１０を設け、位置決め固定用部材５０に替えて位置決め固定用部材１５０を設けている点で、杭１０とは相違する。

二重鉄筋１１０は、鉄筋籠３０と同様の構成の鉄筋籠１３０と、鉄筋籠１３０の上部の内周側に杭１００の周方向に沿って配筋された複数の鉄筋１４０とを備えている。また、位置決め固定用部材１５０は、杭芯を中心とする円状の鋼材からなる鉄筋群固定部１５２と、鉄筋群固定部１５２から両側へ延びる二対の鋼材１５１からなる支持固定部１５４とが一体化された構成をしている。各対の鋼材１５１は、平行に配されている。

上下一対の鉄筋群固定部１５２には、複数の鉄筋１４０が番線により緊結されている。即ち、１本の芯鉄筋１４０の上下２箇所が、上下一対の鉄筋群固定部１５２に固定されている。ここで、円状の鉄筋群固定部１５２に、その周方向に所定間隔おきに配された複数の鉄筋１４０が固定されることにより、複数の鉄筋１４０からなる鉄筋群１４２の形状が円柱状に保持されている。

部材支持部６０の４個のアングル６２は、鉄筋籠１３０のフープ筋３４に番線やシャックル等により固定されている。ここで、各アングル６２上には、支持固定部１５４の鋼材１５１の端部が載置され、当該端部が各アングル６２に溶接されている。これにより、位置決め固定用部材１５０の高さおよび平面内での位置が決められ、以って、鉄筋群１４０の高さおよび平面内での位置が決められている。

図１１は、杭１００の施工方法を説明するための鉛直断面図である。杭１００の施工においては、上述の杭１０の施工と同様に、孔１１を構築し、鉄筋籠１３０を、その上部が孔１１から上方に突出する位置まで降下させる。次に、鉄筋群１４２が固定された上下一対の位置決め固定用部材１５０を、鉄筋籠１３０の上部に上方から挿入し、下段の支持固定部１５４の鋼材１５１の端部を、下段の部材支持部６０の各アングル６２上に、上段の支持固定部１５４の鋼材１５１の端部を、上段の部材支持部６０の各アングル６２上に、それぞれ載置する。この際、位置決め固定用部材１５０を、杭１００の周方向に僅かにずらした状態で下降させることにより、下段の支持固定部１５４の鋼材１５１と、上段の部材支持部６０の各アングル６２との干渉を回避する。そして、下段の支持固定部１５４を上下の部材支持部６０の間まで降下させてから、位置決め固定用部材１５０の周方向の位置を調整する。

次に、下段の支持固定部１５４の鋼材１５１の端部を、下段の部材支持部６０の各アングル６２に、上段の支持固定部１５４の鋼材１５１の端部を、上段の部材支持部６０の各アングル６２に、それぞれ溶接する。そして、杭１０と同様、鉄筋籠１３０を孔１１の所定の位置まで降下させた後、孔１１内にコンクリートを打設する。また、小径部２０を構築し、その上に基礎１を構築する。

以上、本実施形態に係る杭１００の構築および施工方法では、鉄筋群固定部１５２と支持固定部１５４とが、予め一体化された位置決め固定用部材１５０を用いて、鉄筋群１４２を鉄筋籠１３０に固定するため、杭径の大きさにかかわらず、鉄筋群１４２を鉄筋籠１３０に固定する作業の位置を、作業者の手が届く位置にすることができ、作業可能とすることができる。

また、鉄筋群１４２が固定された位置決め固定用部材１５０を、鉄筋籠１３０に設けられた４個のアングル６２で支えた状態で、鉄筋群１４２の平面内の位置の調整を行うことができる。従って、鉄筋群１４２の高さ及び平面内の位置を確定させ易く、施工性が良好である。

さらに、複数の鉄筋１４０からなる鉄筋群１４２の円柱状の形状を保持するための鉄筋群固定部１５２と、鉄筋群１４２の高さ及び平面内の位置を確定させるための支持固定部１５４とを同一部品で構成することによって、部品コストを低減できる。

なお、上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。例えば、上述の各実施形態では、場所打ち杭工法を用いた杭の構築および施工方法を例に挙げて本発明を説明したが、既製杭工法を用いた杭の構築および施工方法にも本発明を適用できる。ここで、既製杭工法を用いた杭の構築および施工方法に本発明を用いる場合には、鋼管杭やＰＨＣ杭の内周面に部材支持部６０を設け、該部材支持部６０に、芯鉄筋群４２や鉄筋群１４２を固定した位置決め固定用部材５０、１５０を固定すればよい。

また、上記各実施形態では、芯鉄筋４０、鉄筋１４０の何れか一方のみを設けたが、これらの双方を設けてもよい。また、鉄筋籠３０、１３０を設けたが、上述したように鋼管杭やＰＨＣ杭を用いるような場合には設けなくてもよい。さらに、上記各実施形態では、杭１０、１００と基礎１との接合部を小径部２０としたが、これも必須ではない。

１基礎、１０杭、１１孔、２０小径部、２２鋼管、３０鉄筋籠、３２杭主筋、３４フープ筋、４０芯鉄筋（鉄筋）、４２芯鉄筋群（鉄筋群）、５０位置決め固定用部材（部材）、５１鋼材、５２芯鉄筋群固定部（鉄筋群固定部）、５３鋼材、５４支持固定部、６０部材支持部、６２アングル、１００杭、１１０二重鉄筋、１３０鉄筋籠、１４０鉄筋、１４２鉄筋群、１５０位置決め固定用部材、１５１鋼材、１５２鉄筋群固定部、１５４支持固定部、２００杭、２５１鋼板、２５２芯鉄筋群固定部、２５４支持固定部

Claims

基礎から離間した杭頭部が、杭径より小径の鋼管と該鋼管内に充填されたコンクリートとからなる小径部により前記基礎に接合され、複数の芯鉄筋が杭芯を中心として矩形状に配された芯鉄筋群が前記鋼管に挿通されるように埋設され、前記芯鉄筋群より外周側の杭の外周部に杭主筋とフープ筋とからなる鉄筋籠が設けられた杭の構築方法であって、
部材支持部を前記鉄筋籠に番線又は固定具により固定し、
前記芯鉄筋群を番線又は固定具により固定した、杭芯を中心とする矩形状の芯鉄筋群固定部と、前記芯鉄筋群固定部から外周側に延びるように設けられ前記部材支持部に支持固定される支持固定部とを一体で形成した部材を用いて、前記芯鉄筋群を杭内で位置決めし固定する杭の構築方法。
基礎から離間した該杭頭部が、杭径より小径の鋼管と該鋼管内に充填されたコンクリートとからなる小径部により前記基礎に接合され、複数の芯鉄筋が杭芯を中心として矩形状に配された芯鉄筋群が前記鋼管に挿通されるように埋設され、前記芯鉄筋群より外周側の杭の外周部に杭主筋とフープ筋とからなる鉄筋籠が設けられた杭の施工方法であって、
杭を形成するための孔を掘削する工程と、
部材支持部を、番線または固定具により前記鉄筋籠の上部に固定して前記鉄筋籠の上部と共に前記孔の上方に配置する工程と、
前記芯鉄筋群を番線又は固定具により固定した、杭芯を中心とする矩形状の芯鉄筋群固定部と、前記芯鉄筋群固定部から外周側に延びるように設けられた支持固定部とを一体で形成した部材を、前記孔の上方に配置し、前記支持固定部を前記部材支持部に支持固定する工程と、
前記部材を支持固定した前記部材支持部を前記鉄筋籠の上部と共に前記孔の内部に下降させる工程と、
前記孔にコンクリートを打設する工程と、
を備える杭の施工方法。