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 - Google Patents

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 Download PDF

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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、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、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 (2)

  1. 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、
    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、前記鉄筋群を杭内で位置決めし固定する杭の構築方法。
  2. 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、
    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。
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