JP5954654B2 - コンクリート杭 - Google Patents
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Description
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、支持力及び貫入性を向上しつつ、杭下端のひび割れや欠損を抑えることができるコンクリート杭を提供することを目的とする。
この構成によれば、杭本体の先端部に、組立鉄筋の側部に溶接されコンクリートを貫通して杭本体の径方向外側に張り出す複数枚の縦羽根を備えるので、支持力及び貫入性を向上しつつ、杭下端のひび割れや欠損を抑えることができる。
図1は、本発明の実施形態に係る基礎杭10の側面図であり、図2は下方から見た図である。なお、図2では図1の基礎杭10を拡大して示している。また、以下の説明中、上下といった方向は、基礎杭10を地盤に鉛直に貫入した場合の方向に対応しており、その上下方向は図1の上下方向と同じである。
この基礎杭10は、地盤に打ち込まれ建築物の基礎にかかる荷重を地盤中の支持基盤に伝達して建築物を支持する既製コンクリート杭(打ち込み杭とも称する)として使用されるものであり、地盤に垂直に埋め込まれる杭本体11と、杭本体11の下端(先端)に設けられる金属製の羽根部21とを備えている。
本実施形態では、4枚の縦羽根21A〜21Dが90度の角度間隔で配置され、図2に示すように、下面視で十文字状の羽根部21を形成している。より具体的には、縦羽根21B及び21Dを一体に形成し、この一体部品の両側に一対の縦羽根21A,21Cを突き当て、これらをすみ肉溶接(図2中、溶接部を符号Y1で示す)によって接合している。
但し、接合方法はこの溶接方法に限らず、各縦羽根21A〜21Dをそれぞれ別部品で形成し、各縦羽根21A〜21Dの先端部同士を突き当てて互いに溶接で接合しても良く、公知の他の溶接方法等を適宜適用しても良い。
前掲図1に示すように、各縦羽根21A〜21Dは、杭本体11の下部側面から径方向外側に張り出して上下に延在する張出縦羽根部W1と、杭本体11の径方向内側にて下部端面11Lから下方に突出する内側縦羽根部W2とを各々一体に備えている。
このように、杭本体11の下部に羽根部21を有するので、地盤を乱さずに貫入することができ、貫入性を十分に確保できる。しかも、羽根部21が、杭本体11の下部端面11Lよりも下方に突出する先端部分(内側縦羽根部W2に相当)を有するので、この内側縦羽根部W2が杭本体11よりも先に地盤に貫入することになり、より貫入し易くなる。
また、内側縦羽根部W2によっても底面積が増大するので、支持力をより増大させることができる。ここで、本実施形態では、杭本体11の下部端面11Lが開口し、その下方に内側縦羽根部W2が配置されるので、貫入性を確保しながら、内側縦羽根部W2によっても既製杭の底面積をより増大することができ、支持力をより効率よく増大させることが可能である。
なお、図1では、支持地盤への根入れの深さD1を杭本体11の下部端面11Lを基準に設定した場合を示したが、これに限らず、同図に符号D1’で示すように、羽根部21の下端21Lを基準に設定しても十分な支持力を確保できる場合には、羽根部21の下端21Lを基準に根入れ深さD1’(羽根部21の全幅H1以上)を設定しても良い。
鉄筋籠13は、杭本体11内に配置される鉄筋であり、杭本体11の軸方向に延在する複数本の主筋31と、複数本の主筋31に接合される環状のフープ筋33とを備えている。各主筋31は、略同じ長さで杭本体11の軸方向に直線状に延び、杭本体11の周方向に間隔を空けて配置される。
フープ筋33は、杭本体11の下部を除く領域、より具体的には、羽根部21よりも上方の領域に設けられるスパイラルフープ筋34と、羽根部21が設けられる領域に杭本体11の軸方向に間隔を設けて設けられる単一リング状のフープ筋35とを備えている。
スパイラルフープ筋34は、主筋31の外側(外周側)を螺旋状に巻回して主筋31に溶接され、各主筋31を強固に連結する。また、単一リング状のフープ筋35は、主筋31の内側(内周側)をリング状に巻回して主筋31に溶接される。このようにして、これらフープ筋34,35は杭本体11の軸方向全体に亘って主筋31に接合され、全体として筒状で高剛性の鉄筋が形成される。
この場合、主筋31に対して外周側に羽根部21が溶接され、内周側にフープ筋35が溶接されるので、羽根部21と主筋31との溶接箇所と、フープ筋35と主筋31との溶接箇所が完全に分離され、これらの溶接作業が容易であると共に、各々の溶接長も十分に確保でき、接合強度の向上に有利となる。
なお、遠心力成形プレストレストコンクリート杭(PC杭)又は遠心力高強度プレストレストコンクリート杭(PHC杭)の製造方法を適用して、本実施形態の基礎杭10を製造しても良い。
図3に示すように、コンクリート11Aを成型した際に、各縦羽根21A〜21Dと鉄筋籠13との溶接部Y2がコンクリート11A内に埋設されるので、この溶接部Y2の劣化や腐食を抑えることが可能である。
各縦羽根21A〜21Dは、一定厚の金属板を切断して形成されており、杭本体11の径方向外側の側面下部には、杭本体11の中心軸C1に向かって斜め下方に傾斜するテーパー部21Tが設けられている。
各テーパー部21Tは、杭本体11の中心軸C1に直交する面に対して角度θ1で傾斜する傾斜面に形成される。これによって、各縦羽根21Aを中心軸C1に向かって幅狭の先細り形状とし、貫入性をより向上させている。
また、各縦羽根21A〜21Dの中心軸C1近傍に位置する下端21Lは、中心軸C1に対して直角に切り掛かれた平坦面に形成されている。平坦面にすることにより、下端21Lの剛性を確保し、ひび割れや欠けによる欠損をし難くしている。
また、羽根部21に対し、地盤から水平方向の力、つまり、剪断力が作用した場合には、羽根部21の非テーパー羽根部(張出縦羽根部W1)の分だけ多くの荷重が作用することになるが、この非テーパー羽根部(張出縦羽根部W1)の内周面全体が主筋に略突き合わせて接合されているので、この非テーパー羽根部と鉄筋籠13との連結強度が高く、上記の剪断力に十分に対応することが可能である。
また、複数枚の縦羽根21A〜21Dは杭本体11の先端よりも突出し、先端部同士が溶接結合されているので、地盤に打ち込み、或いは圧入する際、杭本体11に先だって縦羽根21A〜21Dが地盤に貫入し、より貫入し易くなる。また、縦羽根21A〜21Dの連結強度及び杭本体11との連結強度を十分に確保し易くなる。
また、複数枚の縦羽根21A〜21Dは、各々下部にテーパー部21Tが形成されているので、テーパー部21Tによってより貫入性を向上させることができる。
さらに、鉄筋籠13は、杭本体11の軸方向に延在する主筋31と、主筋31に接合されるフープ筋33とを有し、縦羽根21A〜21Dは、主筋31に溶接されているので、縦羽根21A〜21Dと主筋31との溶接作業がし易く、且つ、溶接長も十分に確保して連結強度を確保し易くなる。
例えば、上述の実施形態では、杭本体11内のフープ筋33として、スパイラルフープ筋34と単一リング状のフープ筋35とを備える場合を説明したが、これに限らず、フープ筋33をスパイラルフープ筋34と単一リング状のフープ筋35のいずれか一方で構成しても良い。また、杭本体11には、JIS等の規格に基づく公知のコンクリート造の杭本体を広く適用可能である。
さらに、上述の実施形態では、4枚の縦羽根21A〜21Dを備える場合を説明したが、縦羽根の枚数は適宜に変更しても良く、また、先端翼倍率を二倍の二倍翼にする場合に限らず、三倍翼等にしても良く、必要支持力に合わせて適宜に変更すれば良い。また、羽根部21が、杭本体11の先端よりも突出する場合を説明したが、この先端よりも突出する部分である内側縦羽根部W2を省略しても良く、羽根部21の形状も貫入性を阻害しない範囲で適宜に変更しても良い。
さらに、上述の実施形態では、地盤に打ち込まれ建築物の基礎にかかる荷重を地盤中の支持基盤に伝達して建築物を支持するコンクリート杭に本発明を適用したが、これに限らず、それ以外の用途に使用されるコンクリート杭に本発明を適用しても良い。
11 杭本体
13 鉄筋籠(組立鉄筋)
21 羽根部
21A〜21D 縦羽根
21T テーパー部
31 主筋
33 フープ筋
W1 張出縦羽根部
W2 内側縦羽根部
Claims (4)
- 組立鉄筋がコンクリート内に配筋された打ち込み杭としての鉄筋コンクリート造の杭本体を備え、当該杭本体の先端部に、組立鉄筋の側面部に溶接されコンクリートを貫通して杭本体の径方向外側に張り出す複数枚の縦羽根を備えたことを特徴とするコンクリート杭。
- 前記複数枚の縦羽根は前記杭本体の先端よりも突出し、先端部同士が溶接結合されていることを特徴とする請求項1に記載のコンクリート杭。
- 前記複数枚の縦羽根は、各々下部にテーパー部が形成されていることを特徴とする請求項2に記載のコンクリート杭。
- 前記組立鉄筋は前記杭本体の軸方向に延在する主筋と、前記主筋に接合されるフープ筋とを有し、前記縦羽根は前記主筋に溶接されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のコンクリート杭。
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