JP6461457B2 - Pile and pile construction method - Google Patents

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Description

本発明は、杭および杭の構築方法に関する。   The present invention relates to a pile and a method for constructing the pile.

マイクロパイルと称されている杭径300mm以下の小径の杭が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のマイクロパイルは、複数の鋼管セグメントが鋼管用継手を介して軸方向に連結されてなる丸型鋼管がグラウトで地盤に定着された構成である。   A small pile having a diameter of 300 mm or less called a micropile is known (for example, see Patent Document 1). The micropile described in Patent Document 1 has a configuration in which a round steel pipe in which a plurality of steel pipe segments are connected in the axial direction via steel pipe joints is fixed to the ground with grout.

特許第4617315号公報Japanese Patent No. 4617315

特許文献1に記載のマイクロパイルのように、円筒状の鋼材である鋼管セグメントを連結する場合、一般に鋼管用継手はネジ式の継手構造になるが、鋼管セグメントにネジ部を形成するのは加工費が高くなり高コストになる。また、鋼管セグメントを螺合させて連結する際に、直径が200mmを超える鋼管セグメントを吊り上げて回転させなければならず、作業性にも課題がある。   When connecting steel pipe segments, which are cylindrical steel materials, as in the micropile described in Patent Document 1, generally, a steel pipe joint has a screw-type joint structure, but a threaded portion is formed in the steel pipe segment. Expenses are high and cost is high. Further, when the steel pipe segments are screwed together and connected, the steel pipe segments having a diameter exceeding 200 mm must be lifted and rotated, and there is a problem in workability.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、鋼材を軸方向に連結してなる連結体をグラウトで地盤に定着させることで杭を構築するにあたり、鋼材の加工にかかるコストを低減すると共に、鋼材同士を連結する際の作業性を向上させることを課題とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and in constructing a pile by fixing a connecting body formed by connecting steel materials in the axial direction to the ground with grout, the cost for processing the steel materials is reduced. At the same time, it is an object to improve workability when connecting steel materials.

上記課題を解決するために、本発明に係る杭は、角形鋼管である複数の鋼材が材軸方向に連結されてなる連結体が、地盤に形成された円筒状の掘削孔内においてグラウトで地盤に定着され、鉛直荷重及び引抜荷重に対して抵抗する杭であって、前記連結体の連結部では、互いに連結される前記角型鋼管の各辺の平板部に跨るように前記平板部の両面に添え板が配され、該添え板が、各角型鋼管側の各辺において、平面視における中央部に縦方向に一列に複数並んだボルトにより前記平板部に固定されることで、前記鋼材同士が連結されていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, a pile according to the present invention has a connecting body formed by connecting a plurality of steel materials, which are square steel pipes, in a material axis direction, and is ground in a cylindrical excavation hole formed in the ground. A pile that is fixed to and resists a vertical load and a pull-out load, and in the connecting portion of the connecting body , both sides of the flat plate portion extend across the flat plate portion of each side of the square steel pipe to be connected to each other. The steel plate is fixed to the flat plate portion by a plurality of bolts arranged in a row in the longitudinal direction at the center portion in a plan view on each side of each square steel pipe side. They are connected to each other.

前記杭において、前記掘削孔の削孔径Aと前記角型鋼管の辺の長さBとは、A/B=1.5〜2.0の関係にあってもよい。 In the pile, the drilling diameter A of the excavation hole and the side length B of the square steel pipe may be in a relationship of A / B = 1.5 to 2.0.

また、本発明に係る杭の構築方法は、角形鋼管である複数の鋼材を材軸方向に連結してなる連結体を、地盤に形成された円筒状の掘削孔内においてグラウトで地盤に定着させることにより、鉛直荷重及び引抜荷重に対して抵抗する杭を構築する方法であって、互いに連結される前記角型鋼管の各辺の平板部に跨るように前記平板部の両面に添え板を配し、該添え板を、各角型鋼管側の各辺において、平面視における中央部に縦方向に一列に複数並んだボルトにより前記平板部に固定することで、前記鋼材同士を連結することを特徴とする。 Moreover, the construction method of the pile which concerns on this invention fixes the connection body formed by connecting the some steel materials which are square steel pipes to the ground with the grout in the cylindrical excavation hole formed in the ground. By constructing a pile that resists vertical load and pull-out load, an attachment plate is arranged on both sides of the flat plate portion so as to straddle the flat plate portion of each side of the square steel pipes connected to each other. The steel plates are connected to each other by fixing the attachment plate to the flat plate portion with a plurality of bolts arranged in a row in the vertical direction at the center portion in a plan view on each side of each square steel pipe side. Features.

本発明によれば、鋼材を軸方向に連結してなる連結体をグラウトで地盤に定着させることで杭を構築するにあたり、鋼材の加工にかかるコストを低減すると共に、鋼材同士を連結する際の作業性を向上させることができる。   According to the present invention, in constructing a pile by fixing a connecting body formed by connecting steel materials in the axial direction to the ground with a grout, the cost for processing the steel materials is reduced and the steel materials are connected to each other. Workability can be improved.

一実施形態に係る杭を示す立面図である。It is an elevation view which shows the pile which concerns on one Embodiment. 角型鋼管のジョイント部を示す立断面図である。It is an elevation sectional view showing a joint part of a square steel pipe. 角型鋼管のジョイント部を示す平断面図である。It is a plane sectional view showing a joint part of a square steel pipe. 杭の底部の平断面図である。It is a plane sectional view of the bottom of a pile. (A)〜(G)は、杭の施工手順を示す立断面図である。(A)-(G) are the elevational sectional views which show the construction procedure of a pile. 杭の施工手順を示す立断面図である。It is an elevation sectional view showing the construction procedure of a pile. 杭の施工手順を示す立断面図である。It is an elevation sectional view showing the construction procedure of a pile. 角型鋼管のジョイント部の変形例を示す立断面図である。It is an elevation sectional view showing a modification of a joint part of a square steel pipe. 杭の削孔径と角型鋼管の辺の長さとの関係を示す平断面図である。It is a plane sectional view showing the relation between the hole diameter of a pile and the length of the side of a square steel pipe. 杭の削孔径と角型鋼管の辺の長さとの関係を示す平断面図である。It is a plane sectional view showing the relation between the hole diameter of a pile and the length of the side of a square steel pipe. 角型鋼管のジョイント部の変形例を示す立断面図である。It is an elevation sectional view showing a modification of a joint part of a square steel pipe. 杭の変形例を示す平断面図である。It is a plane sectional view showing a modification of a pile. 杭の変形例を示す平断面図である。It is a plane sectional view showing a modification of a pile. 杭を斜め支持杭として用いた例を示す立面図である。It is an elevation view which shows the example which used the pile as a diagonal support pile.

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を示す立面図である。この図に示すように、杭10は、複数の鋼管セグメント22が軸方向に連結されてなる角型鋼管20と、該角型鋼管20と地盤との間に充填されたグラウト12と、角型鋼管20の頭部に設けられた頭部定着部14とを備えている。角型鋼管20は、グラウト12で地盤1に定着されている。また、角型鋼管20の頭部は、建物2の基礎3に埋め込まれており、頭部定着部14により基礎3に定着されている。さらに、角型鋼管20は、ジョイント部21で上下の鋼管セグメント22が連結されている。この杭10は、建物2の基礎3から軟弱層4を超えて支持層5まで鉛直に延びる鉛直支持杭であり、建物2の自重、地震、風による鉛直荷重及び引抜荷重に対して抵抗し、また、曲げ荷重に対して抵抗する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an elevation view showing a pile 10 according to an embodiment. As shown in this figure, the pile 10 includes a square steel pipe 20 in which a plurality of steel pipe segments 22 are connected in the axial direction, a grout 12 filled between the square steel pipe 20 and the ground, and a square type. And a head fixing portion 14 provided at the head of the steel pipe 20. The square steel pipe 20 is fixed to the ground 1 with a grout 12. The head of the square steel pipe 20 is embedded in the foundation 3 of the building 2 and is fixed to the foundation 3 by the head fixing unit 14. Furthermore, the upper and lower steel pipe segments 22 of the square steel pipe 20 are connected by a joint portion 21. This pile 10 is a vertical support pile that extends vertically from the foundation 3 of the building 2 to the support layer 5 beyond the soft layer 4 and resists the vertical load and pull-out load due to its own weight, earthquake, wind, It also resists bending loads.

図2は、角型鋼管20のジョイント部21を示す立断面図であり、図3は、ジョイント部21を示す平断面図である。これらの図に示すように、ジョイント部21では、上側の鋼管セグメント22の下端と下側の鋼管セグメント22の上端との断面形状及び断面寸法が同一であり、これらが軸方向に突き合わされている。また、ジョイント部21では、鋼管セグメント22の各辺毎に縦長の矩形状のプレート24、25と、該プレート24、25を鋼管セグメント22の各辺に締結する複数のボルト26及びナット27とを備えている。   FIG. 2 is a vertical sectional view showing the joint portion 21 of the square steel pipe 20, and FIG. 3 is a plan sectional view showing the joint portion 21. As shown in these drawings, in the joint portion 21, the lower end of the upper steel pipe segment 22 and the upper end of the lower steel pipe segment 22 have the same cross-sectional shape and cross-sectional dimensions, and they are abutted in the axial direction. . Further, in the joint portion 21, a vertically long rectangular plate 24, 25 for each side of the steel pipe segment 22, and a plurality of bolts 26 and nuts 27 for fastening the plates 24, 25 to each side of the steel pipe segment 22. I have.

プレート24は鋼管セグメント22の内側に、プレート25は鋼管セグメント22の外側に、共に上下の鋼管セグメント22に跨るように配されており、プレート24、25で上下の鋼管セグメント22の各辺が挟まれている。内側のプレート24には、複数のボルト孔24Aが縦に(長手方向に)形成され、外側のプレート25には、複数のボルト孔25Aが縦に(長手方向に)形成されている。また、内側のプレート24には、ボルト孔25A毎にナット27が溶接されている。また、鋼管セグメント22の各辺の上部及び下部には、複数のボルト孔22Aが縦に(軸方向に)形成されている。   The plate 24 is arranged inside the steel pipe segment 22 and the plate 25 is arranged outside the steel pipe segment 22 so as to straddle the upper and lower steel pipe segments 22, and the sides of the upper and lower steel pipe segments 22 are sandwiched between the plates 24 and 25. It is. A plurality of bolt holes 24A are formed vertically (in the longitudinal direction) in the inner plate 24, and a plurality of bolt holes 25A are formed vertically (in the longitudinal direction) in the outer plate 25. Further, a nut 27 is welded to the inner plate 24 for each bolt hole 25A. A plurality of bolt holes 22A are formed vertically (in the axial direction) at the upper and lower portions of each side of the steel pipe segment 22.

ボルト26は、鋼管セグメント22の外側からボルト孔25A、22A、24Aに通されてナット27と螺合しており、下側の複数のボルト26及びナット27によりプレート24、25の下部が、下側の鋼管セグメント22の各辺の上部に締結され、上側の複数のボルト26及びナット27によりプレート24、25の上部が、上側の鋼管セグメント22の各辺の下部に締結されている。これにより、上下の鋼管セグメント22の各辺が、プレート24、25と複数のボルト26及びナット27とにより連結されている。   The bolts 26 are threaded into the nuts 27 through the bolt holes 25A, 22A, 24A from the outside of the steel pipe segment 22, and the lower portions of the plates 24, 25 are lowered by the plurality of lower bolts 26 and nuts 27. Fastened to the upper part of each side of the steel pipe segment 22 on the side, and the upper parts of the plates 24, 25 are fastened to the lower part of each side of the upper steel pipe segment 22 by a plurality of bolts 26 and nuts 27 on the upper side. Thereby, each side of the upper and lower steel pipe segments 22 is connected to the plates 24 and 25 by the plurality of bolts 26 and nuts 27.

図4は、杭10の底部の平断面図である。この図及び図1に示すように、角型鋼管20は、杭10の底部まで延びており、その底部の外壁には、グラウト12との付着を補強する複数の付着補強材28が設けられている。付着補強材28は、角型鋼管20の外壁面から突出する部材であり、例えば、鋼製のアングル、L形鋼等を鋼管セグメント22の外壁面に溶接することにより形成されている。   FIG. 4 is a plan sectional view of the bottom of the pile 10. As shown in FIG. 1 and FIG. 1, the square steel pipe 20 extends to the bottom of the pile 10, and a plurality of adhesion reinforcing materials 28 for reinforcing adhesion to the grout 12 are provided on the outer wall of the bottom. Yes. The adhesion reinforcing material 28 is a member that protrudes from the outer wall surface of the square steel pipe 20, and is formed, for example, by welding a steel angle, L-shaped steel, or the like to the outer wall surface of the steel pipe segment 22.

図5〜図7は、杭10の施工手順を示す立断面図である。まず、図5(A)、(B)に示すように、ケーシング削孔を実施する。この工程では、二重管掘削型のロータリーパーカッション式削孔機械を用いてケーシング50の頭部にケーシングセグメント52を継ぎ足しながら削孔する。削孔完了後、削孔ロッド54は孔内から引き抜くのに対して、ケーシング50は孔内に残置する。ここで、ケーシング50は外径φ245mm、内径φ220.4mmの円筒状で先端にビットが設けられた削孔用鋼管である。   5 to 7 are elevational sectional views showing the construction procedure of the pile 10. First, as shown in FIGS. 5A and 5B, casing drilling is performed. In this step, a double pipe excavation type rotary percussion type drilling machine is used to drill a hole while adding a casing segment 52 to the head of the casing 50. After completion of the drilling, the drilling rod 54 is pulled out from the hole, while the casing 50 remains in the hole. Here, the casing 50 is a holed steel pipe having a cylindrical shape with an outer diameter of 245 mm and an inner diameter of 220.4 mm, and a bit provided at the tip.

次に、図5(C)、(D)に示すように、角型鋼管20を孔内に挿入する。この工程では、角型鋼管20を、その頭部に鋼管セグメント22を継ぎ足しながら孔底まで到達するように挿入する。図5(C)に示すように、角型鋼管20の頭部を地上で保持し、その上方に鋼管セグメント22を吊持した状態で、角型鋼管20の頭部に鋼管セグメント22を連結する。   Next, as shown in FIGS. 5C and 5D, the square steel pipe 20 is inserted into the hole. In this step, the square steel pipe 20 is inserted so as to reach the bottom of the hole while adding a steel pipe segment 22 to the head thereof. As shown in FIG. 5C, the steel pipe segment 22 is connected to the head of the square steel pipe 20 with the head of the square steel pipe 20 held on the ground and the steel pipe segment 22 suspended above the head. .

ここで、鋼管セグメント22は、その軸方向一端にプレート24、25をボルト26及びナット27により固定した状態で現場に搬入する。そして、図6及び図7に示すように、鋼管セグメント22を、プレート24、25を固定した軸方向一端を上に、軸方向他端を下にして建て込む。この際、鋼管セグメント22の各辺の下端を、角型鋼管20の各辺の頭部のプレート24、25の間に差し込む。そして、ボルト26を、上側の鋼管セグメントの外側からボルト孔25A、22A、24Aに通してナット27に螺合させ、ボルト26及びナット27でプレート24、25の上部及び鋼管セグメント22の各辺の下端を締め付ける。   Here, the steel pipe segment 22 is carried into the site in a state where the plates 24 and 25 are fixed to one end in the axial direction by bolts 26 and nuts 27. Then, as shown in FIGS. 6 and 7, the steel pipe segment 22 is built with one axial end to which the plates 24 and 25 are fixed facing upward and the other axial end facing downward. At this time, the lower ends of the sides of the steel pipe segment 22 are inserted between the plates 24 and 25 at the heads of the sides of the square steel pipe 20. Then, the bolt 26 is threaded into the nut 27 through the bolt holes 25A, 22A, 24A from the outside of the upper steel pipe segment, and the bolt 26 and the nut 27 are used to connect the upper portions of the plates 24, 25 and the sides of the steel pipe segment 22 to each other. Tighten the bottom edge.

次に、図5(E)に示すように、ケーシング50を引き上げて一又は複数のケーシングセグメント52を孔内から引き抜き、引き抜いたケーシングセグメント52をケーシング50の頭部から取り外す。この状態で、孔底から所定範囲の孔壁が露出する。次に、図5(F)に示すように、孔壁が露出した範囲にグラウトを加圧注入する。そして、最終的には、全てのケーシングセグメント52を孔内から引き抜き、この状態で、孔内の上端までグラウト12を加圧注入する。そして、角型鋼管20内にグラウトを充填して杭10の構築を完了する(図5(G)参照)。   Next, as shown in FIG. 5E, the casing 50 is pulled up to pull out one or a plurality of casing segments 52 from the hole, and the pulled out casing segment 52 is removed from the head of the casing 50. In this state, a hole wall in a predetermined range is exposed from the hole bottom. Next, as shown in FIG. 5 (F), grout is injected under pressure into the range where the hole wall is exposed. Finally, all the casing segments 52 are pulled out from the hole, and in this state, the grout 12 is pressure-injected to the upper end in the hole. Then, the square steel pipe 20 is filled with grout to complete the construction of the pile 10 (see FIG. 5G).

図8は、角型鋼管20のジョイント部21の変形例であるジョイント部121を示す立断面図である。この図に示すように、ジョイント部121では、上側の鋼管セグメント22の下端と下側の鋼管セグメント22の上端との断面形状及び断面寸法が同一であり、これらが軸方向に突き合わされている。また、ジョイント部121は、角筒形状の鋼管124と、該鋼管124を上側の鋼管セグメント22の各辺に締結する複数のボルト26及びナット27とを備えている。   FIG. 8 is an elevational sectional view showing a joint part 121 which is a modification of the joint part 21 of the square steel pipe 20. As shown in this figure, in the joint portion 121, the lower end of the upper steel pipe segment 22 and the upper end of the lower steel pipe segment 22 have the same cross-sectional shape and cross-sectional dimensions, and these are abutted in the axial direction. The joint portion 121 includes a square tube-shaped steel pipe 124 and a plurality of bolts 26 and nuts 27 that fasten the steel pipe 124 to each side of the upper steel pipe segment 22.

鋼管124は鋼管セグメント22の内側に、上下の鋼管セグメント22に跨るように配されており、下側の鋼管セグメント22の内壁上端に溶接されている。鋼管124の上側半分の範囲には、複数のボルト孔124Aが縦に(長手方向に)形成され、また、該範囲の内側面には、ボルト孔124A毎にナット27が溶接されている。また、鋼管セグメント22の各辺の下部には、複数のボルト孔22Aが縦に(軸方向に)形成されている。   The steel pipe 124 is arranged inside the steel pipe segment 22 so as to straddle the upper and lower steel pipe segments 22, and is welded to the upper end of the inner wall of the lower steel pipe segment 22. A plurality of bolt holes 124A are formed vertically (in the longitudinal direction) in the upper half range of the steel pipe 124, and the nut 27 is welded to each inner side surface of the steel pipe 124 for each bolt hole 124A. A plurality of bolt holes 22 </ b> A are formed vertically (in the axial direction) at the lower part of each side of the steel pipe segment 22.

ボルト26は、鋼管セグメント22の外側からボルト孔22A、124Aに通されてナット27と螺合しており、複数のボルト26及びナット27により、鋼管124の上部の各辺と、上側の鋼管セグメント22の各辺の下部とが締結されている。これにより、上下の鋼管セグメント22の各辺が、鋼管124と複数のボルト26及びナット27とにより連結されている。   The bolt 26 is passed through the bolt holes 22A and 124A from the outside of the steel pipe segment 22 and screwed into the nut 27. By the plurality of bolts 26 and nuts 27, the upper side of the steel pipe 124 and the upper steel pipe segment are connected. The lower part of each side of 22 is fastened. Thereby, each side of the upper and lower steel pipe segments 22 is connected by the steel pipe 124 and the plurality of bolts 26 and nuts 27.

図9は、杭10の削孔径Aと角型鋼管20の辺の長さBとの関係を示す平断面図であり、図10は、杭100の削孔径Aと角型鋼管20の辺の長さBとの関係を示す平断面図である。これらの図に示すように、削孔径Aは、杭10、100の双方で245mmであり、ケーシング50の内径Cは、杭10、100の双方で220.4mmである。それに対して、角型鋼管20の辺の長さBは、杭10で125mm、杭100で150mmであり、対辺の一方のボルト26の頭部から他方のボルト26の頭部までの長さDは、杭10、100の双方で181mmである。また、杭10の角型鋼管20の厚みは12mm、プレート24、25の厚みも12mmである。さらに、ボルト26は、12−M20の高力ボルトであり、ボルト26の首下の長さは70mmである。   FIG. 9 is a plan sectional view showing the relationship between the drilling hole diameter A of the pile 10 and the side length B of the square steel pipe 20, and FIG. 10 shows the relationship between the drilling diameter A of the pile 100 and the side of the square steel pipe 20. It is a plane sectional view showing the relationship with the length B. As shown in these drawings, the drilling hole diameter A is 245 mm for both the piles 10 and 100, and the inner diameter C of the casing 50 is 220.4 mm for both the piles 10 and 100. On the other hand, the length B of the side of the square steel pipe 20 is 125 mm for the pile 10 and 150 mm for the pile 100, and the length D from the head of one bolt 26 on the opposite side to the head of the other bolt 26 is D. Is 181 mm for both piles 10 and 100. Moreover, the thickness of the square steel pipe 20 of the pile 10 is 12 mm, and the thickness of the plates 24 and 25 is also 12 mm. Further, the bolt 26 is a 12-M20 high-strength bolt, and the length of the bolt 26 under the neck is 70 mm.

ここで、杭10、100の双方で、ボルト26の頭部とケーシング50の内壁との間には隙間があり、孔壁とボルト26の頭部との間にはグラウトを充填するための十分な隙間ができる。従って、杭10のように角型鋼管20の外側にプレート25を設ける構成であれば、角型鋼管20の辺の長さBを125mm程度にまで広く設定でき、杭100のように角型鋼管20の外側にプレート25を設けない構成であれば、角型鋼管20の辺の長さBを150mm程度にまで広く設定できる。   Here, in both piles 10 and 100, there is a gap between the head of the bolt 26 and the inner wall of the casing 50, and sufficient to fill the grout between the hole wall and the head of the bolt 26. A gap is created. Therefore, if the plate 25 is provided outside the square steel pipe 20 as in the pile 10, the side length B of the square steel pipe 20 can be set as wide as about 125 mm, and the square steel pipe as in the pile 100. If the plate 25 is not provided on the outer side, the side length B of the square steel pipe 20 can be set as wide as about 150 mm.

杭10において角型鋼管20の辺の長さBを125mmに設定した場合、削孔径Aと角型鋼管20の辺の長さBとは、A/B=1.96の関係になる。また、杭100において角型鋼管20の辺の長さBを150mmに設定した場合、削孔径Aと角型鋼管20の辺の長さBとは、A/B=1.63の関係になる。   When the side length B of the square steel pipe 20 in the pile 10 is set to 125 mm, the hole diameter A and the side length B of the square steel pipe 20 have a relationship of A / B = 1.96. Moreover, when the side length B of the square steel pipe 20 is set to 150 mm in the pile 100, the hole diameter A and the side length B of the square steel pipe 20 have a relationship of A / B = 1.63. .

さらに、杭10において、削孔径Aと角型鋼管20の辺の長さBとの関係を、A/B=2.0とする場合、角型鋼管20の辺の長さBは、122.5mmとなり、対辺の一方のボルト26の頭部から他方のボルト26の頭部までの長さDは、178.5mmとなる。この場合でも、孔壁とボルト26の頭部との間にグラウトを充填するための十分な隙間を確保できる。一方、杭100において、削孔径Aと角型鋼管20の辺の長さBとの関係を、A/B=1.5とする場合、角型鋼管20の辺の長さBは、163.3mmとなり、対辺の一方のボルト26の頭部から他方のボルト26の頭部までの長さDは、194.3mmとなる。この場合でも、孔壁とボルト26の頭部との間にグラウトを充填するための十分な隙間を確保できる。即ち、角型鋼管20の外側にプレート25を設けるか否かで、削孔径Aと角型鋼管20の辺の長さBとの関係は、A/B=1.5〜2.0と変化する。   Furthermore, in the pile 10, when the relationship between the drilling hole diameter A and the side length B of the square steel pipe 20 is A / B = 2.0, the side length B of the square steel pipe 20 is 122. The length D from the head of one bolt 26 on the opposite side to the head of the other bolt 26 is 178.5 mm. Even in this case, a sufficient gap for filling the grout between the hole wall and the head of the bolt 26 can be secured. On the other hand, in the pile 100, when the relationship between the drilling hole diameter A and the side length B of the square steel pipe 20 is A / B = 1.5, the side length B of the square steel pipe 20 is 163. The length D from the head of one bolt 26 on the opposite side to the head of the other bolt 26 is 194.3 mm. Even in this case, a sufficient gap for filling the grout between the hole wall and the head of the bolt 26 can be secured. That is, depending on whether or not the plate 25 is provided outside the square steel pipe 20, the relationship between the drilling diameter A and the side length B of the square steel pipe 20 varies as A / B = 1.5 to 2.0. To do.

以上説明したように、本実施形態に係る杭10は、複数の鋼管セグメント22が材軸方向に連結されてなる角型鋼管20がグラウト12で地盤1に定着された構成であり、角型鋼管20のジョイント部21では、ネジ式の継手構造によらずに、鋼管セグメント22の各辺同士がボルト26を用いて連結されている。これによって、鋼管セグメント22にネジ部を形成することを不要にして加工費を抑え、鋼管セグメント22のコストを低減することができる。また、鋼管セグメント22の連結を、上下の鋼管セグメント22の各辺をボルト26を締めるという簡単な作業で実施でき、ネジ式継手で連結する場合のように鋼管セグメント22を吊り上げて回転させるような大掛かりな作業を不要にでき、作業性を向上できる。   As described above, the pile 10 according to this embodiment has a configuration in which a square steel pipe 20 in which a plurality of steel pipe segments 22 are connected in the material axis direction is fixed to the ground 1 with a grout 12, and the square steel pipe In the 20 joint portions 21, the sides of the steel pipe segments 22 are connected to each other by using bolts 26 regardless of the screw-type joint structure. As a result, it is not necessary to form a threaded portion in the steel pipe segment 22, the processing cost can be reduced, and the cost of the steel pipe segment 22 can be reduced. In addition, the steel pipe segments 22 can be connected by a simple operation of tightening the bolts 26 on the respective sides of the upper and lower steel pipe segments 22, and the steel pipe segments 22 are lifted and rotated as in the case of connecting with screw type joints. Large work can be eliminated and workability can be improved.

また、本実施形態に係る杭10では、角型鋼管20のジョイント部21において、上下の各辺に跨るようにプレート24、25が配され、該プレート24、25がボルト26で上下の各辺に固定されることで、上下の各辺が連結されている。ここで、丸型鋼管の連結で添え板を用いる場合には、添え板を鋼管の曲率に合せて湾曲させなければならず、その精度を確保するのが難しい。それに対して、本実施形態では、材軸方向に延びる平板部(各辺)を有する角型鋼管20を用いたことにより、平板であるプレート24、25を角型鋼管20に隙間がない状態で当接させ、ボルト26及びナット27で締め付けることを容易に実現できる。   Moreover, in the pile 10 which concerns on this embodiment, in the joint part 21 of the square steel pipe 20, the plates 24 and 25 are distribute | arranged so that each upper and lower sides may be straddled, and this plate 24 and 25 is each upper and lower sides with the volt | bolt 26. The upper and lower sides are connected to each other. Here, when a splicing plate is used for connecting round steel pipes, the splicing plate must be bent in accordance with the curvature of the steel pipe, and it is difficult to ensure the accuracy. On the other hand, in this embodiment, by using the square steel pipe 20 having the flat plate portions (each side) extending in the material axis direction, the plates 24 and 25 which are flat plates are not in the square steel pipe 20 with no gap. It is possible to easily achieve contact and tighten with the bolt 26 and the nut 27.

また、丸型又は角型の鋼管セメント同士を、外側に張り出したフランジをボルトで材軸方向に締め付けて連結する場合には、ボルトの頭部の直径分以上の長さだけ、丸型又は角型の鋼管の外側にジョイント部が張り出すことになる。それに対して、本実施形態では、角型鋼管20から外側に出る長さは、プレート25の厚み分とボルト26の頭部の高さ分とだけになり、前者に比して短くなる。これによって、本実施形態によれば、前者に比して、ボルト26の頭部がケーシング50内に収まり易くなり、角型鋼管20の辺の長さBを大きく設定できる。従って、角型鋼管20の断面を大きくできることによって、建物2の自重、地震、風による鉛直荷重及び引抜荷重と、曲げ荷重とに対する杭10の耐力を向上できる。   In addition, when connecting round or square steel pipe cements by tightening the flanges projecting outward in the direction of the material axis with bolts, the round or square length is equal to or longer than the bolt head diameter. The joint will overhang the outside of the mold steel pipe. On the other hand, in this embodiment, the length that goes out from the square steel pipe 20 is only the thickness of the plate 25 and the height of the head of the bolt 26, and is shorter than the former. Thereby, according to this embodiment, compared with the former, the head of bolt 26 becomes easy to fit in casing 50, and the length B of the side of square steel pipe 20 can be set up large. Therefore, by making the cross section of the square steel pipe 20 large, it is possible to improve the proof strength of the pile 10 against the vertical load and pull-out load due to the building 2 weight, earthquake, wind, and bending load.

さらに、本実施形態では、ボルト26の頭部が節効果を発揮することにより、角型鋼管20とグラウト12との付着性が高まり、杭10の応力伝達性能が高まる。ここで、本実施形態では、ジョイント部21のコストや施工の手間を低減できることにより、ジョイント部21の増加が可能であり、これによって、杭10の応力伝達性能を向上できる。   Furthermore, in this embodiment, when the head of the bolt 26 exhibits a node effect, the adhesion between the square steel pipe 20 and the grout 12 is enhanced, and the stress transmission performance of the pile 10 is enhanced. Here, in this embodiment, the joint part 21 can be increased by reducing the cost of the joint part 21 and the labor of construction, and thereby the stress transmission performance of the pile 10 can be improved.

図11は、角型鋼管20のジョイント部21の変形例であるジョイント部221を示す立断面図である。この図に示すように、ジョイント部221では、下側の鋼管セグメント22の頭部から角筒形状の小径部224が突出している。この小径部224の各辺は、鋼管セグメント22の各辺よりも厚みの分だけ短くなっており、小径部224は上側の鋼管セグメント22の下部に挿入されている。   FIG. 11 is an elevational sectional view showing a joint part 221 which is a modification of the joint part 21 of the square steel pipe 20. As shown in this figure, in the joint portion 221, a small-diameter portion 224 having a rectangular tube shape protrudes from the head portion of the lower steel pipe segment 22. Each side of the small-diameter portion 224 is shorter than each side of the steel pipe segment 22 by the thickness, and the small-diameter portion 224 is inserted into the lower portion of the upper steel pipe segment 22.

小径部224には、複数のボルト孔224Aが縦に(長手方向に)形成され、また、ボルト孔124A毎にナット27が溶接されている。また、鋼管セグメント22の各辺の下部には、複数のボルト孔22Aが縦に(軸方向に)形成されている。   A plurality of bolt holes 224A are formed vertically (in the longitudinal direction) in the small diameter portion 224, and a nut 27 is welded to each bolt hole 124A. A plurality of bolt holes 22 </ b> A are formed vertically (in the axial direction) at the lower part of each side of the steel pipe segment 22.

ボルト26は、鋼管セグメント22の外側からボルト孔22A、224Aに通されてナット27と螺合しており、複数のボルト26及びナット27により小径部224の上部が、上側の鋼管セグメント22の各辺の下部に締結されている。これにより、上下の鋼管セグメント22の各辺が、小径部224と複数のボルト26及びナット27とにより連結されている。   The bolts 26 are threaded into the nuts 27 through the bolt holes 22A and 224A from the outside of the steel pipe segment 22, and the upper portions of the small diameter portions 224 are connected to the upper steel pipe segments 22 by the plurality of bolts 26 and nuts 27. Fastened to the bottom of the side. Thereby, each side of the upper and lower steel pipe segments 22 is connected by the small diameter portion 224, the plurality of bolts 26, and the nuts 27.

図12は、杭10の変形例である杭300を示す平断面図である。この図に示すように、杭300では、断面形状が十字状の鋼材セグメント322が材軸方向に連結されてなる連結体320が、グラウト12で地盤に定着されている。この連結体320のジョイント部321では、鋼材セグメント322の各平板部322A毎に、プレート24、25、ボルト26及びナット27が設けられている。プレート24、25は、上下の平板部322Aに跨ると共に上下の平板部322Aを挟むように設けられており、ボルト26及びナット27により上下の平板部322A及びプレート24、25が締結されている。これによって、上下の鋼材セグメント322の各平板部322Aが連結されている。   FIG. 12 is a plan sectional view showing a pile 300 which is a modified example of the pile 10. As shown in this figure, in the pile 300, a connecting body 320 formed by connecting steel segments 322 having a cross-shaped cross section in the material axis direction is fixed to the ground with the grout 12. In the joint portion 321 of the coupling body 320, plates 24 and 25, bolts 26, and nuts 27 are provided for each flat plate portion 322A of the steel material segment 322. The plates 24 and 25 are provided so as to straddle the upper and lower flat plate portions 322A and sandwich the upper and lower flat plate portions 322A, and the upper and lower flat plate portions 322A and the plates 24 and 25 are fastened by bolts 26 and nuts 27. Thereby, the flat plate portions 322A of the upper and lower steel material segments 322 are connected.

図13は、杭10の変形例である杭400を示す平断面図である。この図に示すように、杭400では、断面形状がH字状の鋼材セグメント422が材軸方向に連結されてなる連結体420が、グラウト12で地盤に定着されている。この連結体420のジョイント部421では、鋼材セグメント422の各平板部422A毎に、プレート24、25、ボルト26及びナット27が設けられている。プレート24、25は、上下の平板部422Aに跨ると共に上下の平板部422Aを挟むように設けられており、ボルト26及びナット27により上下の平板部422A及びプレート24、25が締結されている。これによって、上下の鋼材セグメント422の各平板部422Aが連結されている。   FIG. 13 is a plan sectional view showing a pile 400 which is a modification of the pile 10. As shown in this figure, in the pile 400, a connecting body 420 formed by connecting steel material segments 422 having an H-shaped cross section in the material axis direction is fixed to the ground with the grout 12. In the joint portion 421 of the connecting body 420, the plates 24 and 25, the bolt 26, and the nut 27 are provided for each flat plate portion 422A of the steel material segment 422. The plates 24 and 25 are provided so as to straddle the upper and lower flat plate portions 422A and sandwich the upper and lower flat plate portions 422A, and the upper and lower flat plate portions 422A and the plates 24 and 25 are fastened by bolts 26 and nuts 27. Thereby, the flat plate portions 422A of the upper and lower steel material segments 422 are connected.

図14は、杭10を斜め支持杭として用いた例を示す立面図である。この図に示すように、本実施例では、基礎3から下方に向って図中左側へ傾斜する複数の杭10と、基礎3から下方に向って図中右側へ傾斜する複数の杭10とが地盤1に構築されている。これらの複数の杭10は、主に地震・風による水平荷重に対して抵抗する。また、鉛直荷重・引抜力・曲げ荷重に対しても抵抗する。   FIG. 14 is an elevation view showing an example in which the pile 10 is used as an oblique support pile. As shown in this figure, in this embodiment, there are a plurality of piles 10 inclined downward from the foundation 3 to the left side in the figure and a plurality of piles 10 inclined downward from the foundation 3 to the right side in the figure. Built on ground 1. The plurality of piles 10 resists horizontal loads mainly caused by earthquakes and winds. It also resists vertical loads, pulling forces and bending loads.

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、上述の実施形態では、ボルト26を水平に(材軸方向に対して直角に)したが、鋼材セグメントとケーシングとの間のスペースに余裕がある場合には、ボルト26を鉛直に(材軸方向に対して平行に)してもよい。   In addition, the above-mentioned embodiment is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. It goes without saying that the present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and that the present invention includes equivalents thereof. For example, in the above-described embodiment, the bolt 26 is horizontally (perpendicular to the direction of the material axis), but when there is room in the space between the steel material segment and the casing, the bolt 26 is vertically (material) (Parallel to the axial direction).

また、上述の実施形態では、杭10を支持層5まで構築したが、これは必須ではない。例えば、軟弱層4まで構築して、摩擦杭として機能させる等してもよい。   Moreover, although the pile 10 was constructed | assembled to the support layer 5 in the above-mentioned embodiment, this is not essential. For example, the soft layer 4 may be constructed so as to function as a friction pile.

1 地盤、2 建物、3 基礎、4 軟弱層、5 支持層、10 杭、12 グラウト、14 頭部定着部、20 角型鋼管、21 ジョイント部、22 鋼管セグメント、22A ボルト孔、24 プレート、24A ボルト孔、25 プレート、25A ボルト孔、26 ボルト、27 ナット、28 付着補強材、50 ケーシング、52 ケーシングセグメント、54 削孔ロッド、100 杭、121 ジョイント部、124 鋼管、124A ボルト孔、221 ジョイント部、224 小径部、224A ボルト孔、300 杭、320 連結体、321 ジョイント部、322 鋼材セグメント、322A 平板部、400 杭、420 連結体、421 ジョイント部、422 鋼材セグメント、422A 平板部 1 ground, 2 buildings, 3 foundations, 4 soft layers, 5 support layers, 10 piles, 12 grouts, 14 head fixing parts, 20 square steel pipes, 21 joint parts, 22 steel pipe segments, 22A bolt holes, 24 plates, 24A Bolt hole, 25 plate, 25A Bolt hole, 26 bolt, 27 Nut, 28 Adhesive reinforcement, 50 Casing, 52 Casing segment, 54 Drilling rod, 100 Pile, 121 Joint part, 124 Steel pipe, 124A Bolt hole, 221 Joint part 224 Small diameter part, 224A Bolt hole, 300 pile, 320 connection body, 321 joint part, 322 steel segment, 322A flat plate part, 400 pile, 420 connection body, 421 joint part, 422 steel material segment, 422A flat plate part

Claims (3)

角形鋼管である複数の鋼材が材軸方向に連結されてなる連結体が、地盤に形成された円筒状の掘削孔内においてグラウトで地盤に定着されて、鉛直荷重及び引抜荷重に対して抵抗する杭であって、
前記連結体の連結部では、互いに連結される前記角型鋼管の各辺の平板部に跨るように前記平板部の両面に添え板が配され、該添え板が、各角型鋼管側の各辺において、平面視における中央部に縦方向に一列に複数並んだボルトにより前記平板部に固定されることで、前記鋼材同士が連結されていることを特徴とする杭。
A connecting body formed by connecting a plurality of steel materials that are square steel pipes in the axial direction is fixed to the ground with grout in a cylindrical excavation hole formed in the ground, and resists vertical load and pull-out load. A pile,
In the connecting portion of the connecting body, an attachment plate is arranged on both surfaces of the flat plate portion so as to straddle the flat plate portion of each side of the square steel pipe to be connected to each other, and the attachment plate is arranged on each square steel tube side. In the side, the steel materials are connected to each other by being fixed to the flat plate portion by a plurality of bolts arranged in a row in a longitudinal direction in a central portion in a plan view.
前記掘削孔の削孔径Aと前記角型鋼管の辺の長さBとは、A/B=1.5〜2.0の関係にあることを特徴とする請求項1に記載のThe pile according to claim 1, wherein the drilling hole diameter A of the excavation hole and the side length B of the square steel pipe are in a relationship of A / B = 1.5 to 2.0. 角形鋼管である複数の鋼材を材軸方向に連結してなる連結体を、地盤に形成された円筒状の掘削孔内においてグラウトで地盤に定着させることにより、鉛直荷重及び引抜荷重に対して抵抗する杭を構築する方法であって、
互いに連結される前記角型鋼管の各辺の平板部に跨るように前記平板部の両面に添え板を配し、該添え板を、各角型鋼管側の各辺において、平面視における中央部に縦方向に一列に複数並んだボルトにより前記平板部に固定することで、前記鋼材同士を連結することを特徴とする杭の構築方法。
Resistant to vertical load and pull-out load by fixing a connecting body made of a plurality of square steel pipes connected in the axial direction to the ground with a grout in a cylindrical excavation hole formed in the ground. A method of building a pile to
A splicing plate is arranged on both sides of the flat plate portion so as to straddle the flat plate portion of each side of the square steel pipes connected to each other, and the splicing plate is a central portion in plan view on each side of each square steel pipe A method for constructing a pile, characterized in that the steel materials are connected to each other by being fixed to the flat plate portion by a plurality of bolts arranged in a row in a vertical direction.
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