JP5986815B2 - Soil cement composite pile with core material and construction method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、鋼管等の芯材を有するソイルセメント複合杭及びその施工方法に関するものである。 The present invention relates to a soil cement composite pile having a core material such as a steel pipe and a construction method thereof.
従来、ソイルセメント杭において、芯材の外周面に環状突出部を設けてソイルセメント柱との付着を高めるようにしたソイルセメント複合杭が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in a soil cement pile, a soil cement composite pile is known in which an annular protrusion is provided on the outer peripheral surface of a core material to enhance adhesion with a soil cement pillar (see, for example, Patent Document 1).
また、ソイルセメント杭において、芯材の内周面に環状突出部を設けてソイルセメント柱との付着を高めるようにしたソイルセメント複合杭が知られている(例えば、特許文献2参照)。 Moreover, in the soil cement pile, the soil cement composite pile which provided the cyclic | annular protrusion part in the inner peripheral surface of the core material and improved adhesion with a soil cement pillar is known (for example, refer patent document 2).
ソイルセメント複合杭においては、芯材の外周側又は内周側に環状突出部を設けることにより、ソイルセメントと芯材との付着力を高めることができるが、その付着力をより高めることができれば、さらに高い建物の支持ができるようになる。 In soil cement composite piles, by providing an annular protrusion on the outer peripheral side or inner peripheral side of the core material, the adhesive force between the soil cement and the core material can be increased, but if the adhesive force can be further increased It will be possible to support higher buildings.
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、ソイルセメントと芯材との付着力をより高めた芯材を有するソイルセメント複合杭及びその施工方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is a soil cement composite pile having a core material with a higher adhesion between the soil cement and the core material, and its It is to provide a construction method.
請求項1に記載の芯材を有するソイルセメント複合杭は、ソイルセンメント杭における芯材の外周面に環状突出部を有するソイルセメント杭において、芯材の外径よりも内径が大きく、かつ前記環状突出部の外径よりも外径の大きい環状リングが、前記芯材の外側に遊嵌させた状態で、かつ前記環状突出部に係合させてソイルセメント柱に埋め込み固定されていることを特徴とする。
The soil cement composite pile having the core material according to
請求項2に記載の芯材を有するソイルセメント複合杭は、ソイルセンメント杭における芯材の内周面に環状突出部を有するソイルセメント杭において、芯材の内径よりも外径が小さく、かつ前記環状突出部の内径よりも内径の小さい環状リングが、前記芯材の内側に遊嵌させた状態で、かつ前記環状突出部に係合させてソイルセメント柱に埋め込み固定されていることを特徴とする。
The soil cement composite pile having the core material according to
請求項3に記載の芯材を有するソイルセメント複合杭は、請求項1に記載の芯材を有するソイルセメント複合杭において、芯材の内径よりも外径が小さく、かつ前記環状突出部の内径よりも内径の小さい環状リングが、前記芯材の内側に遊嵌させた状態で、かつ前記環状突出部に係合させてソイルセメント柱に埋め込み固定されていることを特徴とする。
The soil cement composite pile having the core material according to
請求項4に記載の芯材を有するソイルセメント複合杭は、請求項1〜3のうち何れか1項に記載の芯材を有するソイルセメント複合杭において、前記環状リングは、環状突出部の下側に配置されていることを特徴とする。
The soil cement composite pile having the core material according to
請求項5に記載の芯材を有するソイルセメント複合杭は、請求項1〜3のうち何れか1項に記載の芯材を有するソイルセメント複合杭において、前記環状リングは、環状突出部の上側に配置されていることを特徴とする。
The soil cement composite pile having the core material according to
請求項6に記載の芯材を有するソイルセメント複合杭は、請求項1〜3のうち何れか1項に記載の芯材を有するソイルセメント複合杭において、前記環状リングは、上下の環状突出部の間で拘束されるように配置されていることを特徴とする。
The soil cement composite pile having the core material according to
請求項7に記載の芯材を有するソイルセメント複合杭は、請求項1〜6のうち何れか1項に記載の芯材を有するソイルセメント複合杭において、芯材の上端部に水平板体が設けられていることを特徴とする。
The soil cement composite pile having the core material according to
請求項8に記載の芯材を有するソイルセメント複合杭の施工方法は、ソイルセンメント杭における芯材の外周面に環状突出部を有するソイルセメント杭の施工方法において、芯材の外径よりも内径が大きく、かつ前記環状突出部の外径よりも外径の大きい環状リングを、前記芯材の外側に遊嵌させた状態で、前記芯材を固化前のソイルセメント柱内に押し込むことにより、前記環状リングを前記環状突出部に係合させて、ソイルセメント柱に埋め込み固定することを特徴とする。 The construction method of a soil cement composite pile having a core material according to claim 8 is a construction method of a soil cement pile having an annular protrusion on an outer peripheral surface of a core material in a soil cement pile, than the outer diameter of the core material. By pushing the core material into the soil cement pillar before solidification in a state where an annular ring having a large inner diameter and an outer diameter larger than the outer diameter of the annular protrusion is loosely fitted to the outside of the core material The annular ring is engaged with the annular projecting portion and embedded and fixed to a soil cement pillar.
請求項9に記載の芯材を有するソイルセメント複合杭の施工方法は、ソイルセンメント杭における芯材の内周面に環状突出部を有するソイルセメント杭の施工方法において、芯材の内径よりも外径が小さく、かつ前記環状突出部の内径よりも内径の小さい環状リングを、前記芯材の内側に遊嵌させた状態で、前記芯材を固化前のソイルセメント柱に押し込むことにより、前記環状リングを前記環状突出部に係合させて、ソイルセメント柱に埋め込み固定することを特徴とする。 The construction method of the soil cement composite pile having the core material according to claim 9 is a construction method of the soil cement pile having an annular protrusion on the inner peripheral surface of the core material in the soil sent pile, than the inner diameter of the core material. An annular ring having a small outer diameter and an inner diameter smaller than the inner diameter of the annular projecting portion is loosely fitted inside the core material, and the core material is pushed into a soil cement column before solidification, An annular ring is engaged with the annular protrusion, and is embedded and fixed in a soil cement pillar.
請求項10に記載の芯材を有するソイルセメント複合杭の施工方法は、請求項8又9に記載の芯材を有するソイルセメント複合杭の施工方法において、環状リングを芯材の長手方向に移動させて、環状リングを環状突出部に係合させることを特徴とする。
The construction method of the soil cement composite pile having the core material according to
請求項11に記載の芯材を有するソイルセメント複合杭の施工方法は、請求項8〜10のうち何れか1項記載の芯材を有するソイルセメント複合杭の施工方法において、上端部に水平板体を設けている芯材が用いられていることを特徴とする。
The construction method of a soil cement composite pile having a core material according to
本発明によると、芯材に設けられた環状突出部に係合する環状リングを芯材に対して遊嵌状態で設けるだけで、従来の芯材を用いたソイルセメント複合杭の場合より、ソイルセメントと芯材との付着力を格段に高めたソイルセメント複合杭とすることができ、施工も容易である等の効果が得られる。また、上端部に水平板体を設けている芯材が用いられていると、芯材を有するソイルセメント複合杭が完成した後においては、上部からの荷重をより効率良くソイルセメント柱及び芯材に分担させ、さらに支持力を増加させるための、載荷板又は受圧板として機能させることができる。また、ソイルセメント柱の硬化前においては、前記水平板体がソイルセメントに支持されることで、芯材がソイルセメント柱の下方に降下することを防止できるため、芯材の抜け落ち(降下)を防止する抜け落ち(降下)防止板として機能させることもできる。 According to the present invention, it is possible to provide a soil cement composite pile using a conventional core material by simply providing an annular ring that engages with an annular protrusion provided on the core material in a loosely fitted state. It is possible to obtain a soil-cement composite pile in which the adhesive strength between the cement and the core material is significantly increased, and effects such as easy construction can be obtained. In addition, when a core material provided with a horizontal plate at the upper end is used, after the soil cement composite pile having the core material is completed, the load from the upper part is more efficiently applied to the soil cement pillar and the core material. And can function as a loading plate or a pressure receiving plate for further increasing the supporting force. Further, before the soil cement pillar is hardened, the horizontal plate body is supported by the soil cement, so that the core material can be prevented from falling below the soil cement pillar, so that the core material is not dropped (lowered). It can also function as a fall-off (descent) prevention plate to prevent.
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
図1には、本発明の第1実施形態の芯材を有するソイルセメント複合杭1が示されている。図示の形態では、鋼管からなる芯材2の外周面3に、間隔をおいて一つ又は複数(図示の場合)の環状鉄筋が溶接により固定されて、芯材2の軸方向に間隔をおいて一つ又は複数の環状突出部4が形成されている。
FIG. 1 shows a soil
そして、各環状突出部4の下側には、芯材2の外径よりも内径が大きく、かつ環状突出部4の外径よりも外径の大きい、鉄筋又は鋼板からなる環状リング5が、芯材2の外側に遊嵌した状態で環状突出部4に係合されている。芯材2と環状リング5との間には、水平方向でギャップGが形成されている。環状リング5は、芯材2に固定された(又は後記の実施形態のように芯材2に一体に形成された)環状突出部4間に配置する場合には、一部切り欠きリング状とした環状リング素材を芯材2に嵌合して、一部切り欠きの環状リング素材の両端を半径方向に溶接、又は一部切り欠きの環状リング素材の両端を周方向に重ねる場合には重ねた部分を周方向に溶接等により固定することで、環状リング5として配置することができる。芯材2に鉄筋等を固定することで、環状突出部4を形成する場合には、芯材2の長手方向に、環状リング5と環状突出部4とを交互に溶接により固着することで、配設することができる。
And on the lower side of each
芯材2の先端部側に配置されている先端部の環状リング5については、芯材2に固定されていなくてもよい。先端部の環状リング5を、これを支持できる程度の粘性のある又は硬化養生されたソイルセメント柱6の表面に載置した後、先端部に環状突出部4を有する芯材2をソイルセメント柱6上の前記環状リング5内に挿入するように圧入することで、下端側の環状リング5を、下端側の環状突出部4に芯材2の長手方向に移動させて、ソイルセメント柱6内に配設することができる。また、他の環状リング5は、芯材2の挿入前においては、下降して下位の環状突出部4の上に支持されるように移動しているが、芯材2をソイルセメント柱6内に挿入することで、図1(a)に2点鎖線及び矢印Aで示すように環状リング5を芯材2の長手方向の上位のレベルに相対的に上昇移動させて、環状突出部4の下側に係合するように上昇移動させることができる。なお、芯材2をソイルセメント柱6内に圧入する時には、先端部にL形フック部を有する棒状金具(図示省略)を用いて、環状突出部4の下側に環状リング5を誘導するようにしてもよい。なお、前記ソイルセメント柱6は、例えば、原位置土とセメントミルクを混合して造成されたソイルセメント柱、又は縦溝12内に流動状態のソイルセメントを充填されたソイルセメント柱である。
The
なお、図1(d)に示すように、環状突出部4の下側において、芯材2の外周面3に、環状リング5の内径よりも小さくなるように、三角形等の鋼片からなるガイド部材9を周方向に、間隔をおいて又は連続して設け、ガイド部材9のガイド斜面9aにより、環状リング5を芯材2とほぼ同心状となるようにガイドするようにしてもよい。このようにすると、芯材2の外側における環状リング5の偏心配置が防止される。
In addition, as shown in FIG.1 (d), the guide which consists of steel pieces, such as a triangle, so that it may become smaller than the internal diameter of the
本発明の第1実施形態では、ソイルセメント柱6内に芯材2を配設して、ソイルセメント7を養生硬化させて、環状突出部4の下側に環状リング5を有する芯材2とソイルセメント柱6を一体化した、ソイルセメント複合杭1を築造する。このようなソイルセメント複合杭1では、ソイルセメント複合杭1の上側から作用する荷重を環状突出部4から環状リング5を介してソイルセメント7に伝達させることができ、周囲地盤11に伝達させることができ、また逆に、ソイルセメント7から環状リング5及び環状突出部4を介して芯材2に荷重を伝達ことができる。
In the first embodiment of the present invention, the
図2には、本発明の第2実施形態の芯材を有するソイルセメント複合杭1が示されている。この形態と第1実施形態と相違している部分は、この形態では、環状突出部4の上側に、鉄筋を環状に形成された環状リング5が配置されている形態とされている点で第1実施形態と相違している。それ以外の部分は、第1実施形態と同様であるので、同様な部分については同様な符号を付している。このような形態では、中間部及び下端部の環状リング5では、ソイルセメント7の粘性が低い場合で、環状リング5がその自重により自然降下を期待できるような場合で、引抜き力が卓越するような場所の複合杭として利用することができる。なお、最上位の環状リング5は、地上側から芯材2に嵌め込んで押し込むことで、環状突出部4に係合させることができる。その他、最上位の環状リング5以外は、環状突出部4に溶接により固定した形態として、最上位の環状リング5を鋼材又は角材等の押し込み部材により地上側から押し込んで、環状突出部4に係合させるようにしてもよい。
FIG. 2 shows a soil cement
なお、図2(d)に示すように、環状突出部4の上側において、芯材2の外周面3に、環状リング5の内径よりも小さくなるように、三角形等の鋼片からなるガイド部材9を周方向に、間隔をおいて又は連続して設けて、ガイド部材9のガイド斜面9aにより環状リング5を、芯材2とほぼ同心状となるようにガイドするようにしてもよい。このようにすると、芯材2の内側における環状リング5の偏心配置が防止される。
As shown in FIG. 2D, a guide member made of a steel piece such as a triangle on the outer
図3には、本発明の第3実施形態の芯材を有するソイルセメント複合杭1が示されている。この形態と第1実施形態と相違している部分は、環状リング5の下側に、さらに環状突出部4を設けて、各上下の環状突出部4の間で各環状リング5の芯材2の長手方向の移動を拘束するようにした形態である。このような形態であると、環状リング5が、上下の環状突出部4に移動が拘束されて、所定の位置に各環状リング5を埋め込み配置することができる。
FIG. 3 shows a soil cement
図4には、本発明の第4実施形態の芯材を有するソイルセメント複合杭1が示されている。この形態では、芯材2の内周面10に鉄筋が溶接により固定されて、内向きに突出する環状突出部4が形成され、環状突出部4の下側に、芯材2の内径よりも外径が小さく、かつ環状突出部4の内径よりも内径の小さい環状リング5を、芯材2の内側に遊嵌した状態で、かつ環状突出部4に係合させてソイルセメント柱6に埋め込み固定したソイルセメント複合杭1とした形態である。図示の形態のソイルセメント複合杭1では、芯材2の下端部の内側に環状突出部4と環状リング5を配置した形態としているが、中間部及び上端部に、第1〜第3実施形態の環状突出部4と環状リング5を適用して、芯材2の内外に環状突出部4及び環状リング5を有するソイルセメント複合杭1としてもよい。下端部の環状リング5は、例えば、原位置土とセメントミルクを混合して造成中のソイルセメント柱6が、環状リング5を支持できる程度の粘性になった後に、最初にソイルセメント7の表面に載置して、芯材2内に下端部の環状リング5を挿入するようにして、芯材2を造成中のソイルセメント柱6内に圧入することで施工することができる。このような形態では、芯材2に作用する押し込み力が卓越するような場所のソイルセメント複合杭1に適用するようにしてもよい。
FIG. 4 shows a soil cement
図5には、本発明の第5実施形態の芯材を有するソイルセメント複合杭1が示されている。この形態では、芯材2の内側に内向きに突出する環状突出部4が形成され、環状突出部4の上側に、芯材2の内径よりも外径が小さく、かつ環状突出部4の内径よりも内径の小さい環状リング5を、芯材2の内側に遊嵌した状態で、かつ環状突出部4に係合させてソイルセメント柱6に埋め込み固定したソイルセメント複合杭1とした形態である。図示の形態のソイルセメント複合杭1では、芯材2の下端部の内側に環状突出部4と環状リング5を配置した形態としているが、中間部及び上端部に、第1〜第3実施形態の環状突出部4と環状リング5を適用して、芯材2の内外に環状突出部4及び環状リング5を有するソイルセメント複合杭1としてもよい。下端部の環状リング5は、例えば、原位置土とセメントミルクを混合して造成中のソイルセメント柱6が、環状リング5を降下できる程度の粘性時に、芯材2と共に造成直後のソイルセメント柱6内に挿入することで施工することができる。この場合には、芯材2を一次的に地上部の支持材(図示省略)により支持し他状態で養生硬化させる。このような形態では、芯材2に作用する引抜き力が卓越するような場所のソイルセメント複合杭1に適用するようにしてもよい。
FIG. 5 shows a soil cement
芯材2としては、断面円形鋼管以外にも、断面矩形鋼管等の芯材2を用いてもよく、芯材2の断面形態に合せて、矩形環状の環状突出部4及び矩形環状の環状リング5を用いるようにすればよい。従って、芯材2の断面形態に応じて、環状突出部4及び環状リング5を同心状等に形成するようにすればよい。
As the
図6は、環状突出部4及び環状リング5を形成する場合に、鉄筋に代えて、リング状の鋼板を用いてもよいことを示したものである。図6(a)の場合は、鋼管等の芯材2の外周面3にリング状の鋼板が溶接により固定されて、環状突出部4が形成され、その環状突出部4の下側に環状リング5を係合させている。また、図6(b)の場合には、環状突出部4の上側に環状リング5を係合させている。図6で示しているのは、鉄筋から鋼板に代えた環状突出部4と環状リング5が芯材2の外側に配置させた場合であるが、その他の実施形態としては、鉄筋を鋼板に代えた環状突出部4と環状リング5を図4及び図5のように芯材2の内側に配置させたものであってもよい。なお、環状突出部4を形成する場合に、リング状の鉄筋又は鋼板の周方向に鉄筋端部相互又は鋼板端部相互に、重なり代を設けて、周方向の溶接長を長くして一体化するとよい。
FIG. 6 shows that when the
図7及び図8には、本発明の第6及び第7実施形態の芯材を有するソイルセメント複合杭1が示されている。この形態では、環状突出部4を形成する場合に、芯材2自体の管壁を外側(図示の場合)又は内側(図示を省略)に張り出すように加工して、環状突出部4を形成するようにしてもよい。環状突出部4の断面形態は、図7に示すように、2等辺三角形等の断面山形、図8に示すように断面台形形態の環状突出部4としてもよく、そのような環状突出部4に、環状リング5を係合させるようにしてもよい。また、図示を省略するが、芯材2の内側に張り出す環状突出部4に係合するように環状リングを設ける形態のソイルセメント複合杭1としてもよい。
7 and 8 show a soil cement
図9には、本発明の第8実施形態の芯材を有するソイルセメント複合杭1が示されている。この実施形態は、本発明を実施する場合に、芯材2の上端部に、鋼板等の水平板体13を設け、水平板体13をソイルセメント柱6の上面に浮かせるように配置してもよいことを示す代表形態である。図示の形態では、円形鋼板等の水平板体13の下部に鋼製筒体等の筒体14が一体に設けられ、筒体14を芯材2の上端部に嵌合して、筒体14の下端部等を溶接W(図示の場合)により芯材2に固定したり、又は図示を省略するが、芯材2と筒体14とに渡ってボルトを挿通すると共にナットにより固定したりして設けられている。或いは図示を省略するが、筒体14を備えた水平板体13における筒体14を、芯材2の外周面或いは内周面に圧入して固定するようにしてもよい。芯材2の上端部に水平板体13を設けると、芯材を有するソイルセメント複合杭1が完成した後においては、上部からの荷重をより効率良くソイルセメント柱6及び芯材2に分担させ、さらに支持力を増加させるための、載荷板又は受圧板として機能させることができる。また、水平板体13を芯材2に固定した場合で、ソイルセメント柱6の硬化前においては、水平板体13がソイルセメント7に支持されることで、芯材2がソイルセメント柱6の下方に降下することを防止できるため、芯材2の抜け落ち(降下)を防止する抜け落ち(降下)防止板として機能させることもできる。また、筒体14により、又はより筒体14を芯材2の下方部に長く嵌合すること(載荷板又は受圧板としての水平板体13の固定部を延長すること)で、結果的に、芯材2の上部(又は上端部)が、芯材2自体と筒体14とによる2重構造となり、芯材2に水平力が生じた場合に、筒体14を芯材2の補強部材として補強することができる等の効果もある。
FIG. 9 shows a soil cement
図1〜3、7〜9等の実施形態では、環状リング5を間隔をおいて3枚設けているが、3枚に限定されることなく、1又は複数枚設ける形態としてもよく、また、本発明のソイルセメント複合杭1を設計又は施工する場合に、環状リング5を一つ備えることで上部からの荷重を十分に受け持つ場合には、複数の環状リング5を設けなくてもよい。なお、水平板体13の外径は、ソイルセメント柱6の外径と同等又は小さい外径とされ、筒体14を省略する場合には、芯材2に溶接により固定されている。
In the embodiment of FIGS. 1-3, 7-9, etc., three
本発明を実施する場合、芯材2の上部をソイルセメント柱6から突出させ、適宜鉄筋或いはフランジ等の接続部を芯材2の上部に設け、コンクリート製等の上部構造物と結合させるようにしてもよく、このようにすると、上部構造物に地震時等に水平力が作用した場合に、ソイルセメント柱6に支持力ばかりでなく、引抜き抵抗を発揮させることができる。
When practicing the present invention, the upper part of the
なお、本発明を実施する場合、深度の深いソイルセメント複合杭1とする場合に、複数の芯材2を直列に連結して、長尺の芯材2としてもよい。
In addition, when implementing this invention, when setting it as the soil cement
1 ソイルセメント複合杭
2 芯材
3 外周面
4 環状突出部
5 環状リング
6 ソイルセメント柱
7 ソイルセメント
9 ガイド部材
9a ガイド斜面
10 内周面
11 周囲地盤
12 縦溝
13 水平板体
14 筒体
A 矢印
G ギャップ
W 溶接
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