JP6535515B2

JP6535515B2 - 杭頭接合構造

Info

Publication number: JP6535515B2
Application number: JP2015115590A
Authority: JP
Inventors: 嵩広藤井; 平川　恭章; 恭章平川; 和宏佐分利
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2015-06-08
Filing date: 2015-06-08
Publication date: 2019-06-26
Anticipated expiration: 2035-06-08
Also published as: JP2017002512A

Description

本発明は、杭頭部と建物の基礎部とを接合する杭頭接合構造に関する。

鋼管コンクリート杭、ＳＣ杭（Steel Composite Concrete Piles；外殻鋼管付きコンクリート杭）等の基礎杭の杭頭部と、建物の基礎コンクリート部とを接合する杭頭接合構造としては、基礎杭の杭頭部の外周面に溶接によって杭頭補強筋を複数設け、これらの杭頭補強筋と杭頭部が埋め込まれるように基礎コンクリート部のコンクリートを打設するものが挙げられる。

このような杭頭接合構造においては、杭頭補強筋、基礎梁の梁主筋、柱の柱主筋、せん断補強筋等の鉄筋が、基礎コンクリート部内に複雑に交差して配置されるので、施工手間が掛かってしまうことが懸念される。

そこで、杭頭補強筋を引張強度の高い鉄筋にして、杭頭補強筋の本数を少なくしたり、杭頭補強筋の径を小さくしたりして、基礎コンクリート部内の鉄筋納まりを向上させることが考えられるが、引張強度の高い杭頭補強筋は、炭素量が多いため、杭頭部の外周面に溶接により直接接合するのは難しい。

また、鉄筋継手として用いられているカプラーを杭頭部の外周面に溶接し、このカプラーに引張強度の高い杭頭補強筋を取り付けることが考えられるが、引張強度の高い杭頭補強筋と同等の引張強度を有するカプラーは、炭素量が多いため、杭頭部の外周面に溶接し難く、また、溶接可能な通常強度のカプラーは、所定の引張荷重に耐えられるように断面積を大きくしなければならない。

さらに、特許文献１に開示されている杭頭接合構造のように、杭頭鉄筋接合部材を用いて杭頭部に杭頭補強筋を取り付ける方法は、杭頭鉄筋接合部材を製作する手間が掛かってしまう。

特開２０１４−８４５７３号公報

本発明は係る事実を考慮し、引張強度の高い杭頭補強筋を杭頭部に取り付けることを課題とする。

第１態様の発明は、杭頭部を形成する鋼管の外周面又は内周面に溶接された第１鉄筋と、継手部材により前記第１鉄筋と繋がれた、前記第１鉄筋よりも引張強度の高い第２鉄筋と、前記杭頭部、前記第１鉄筋、前記継手部材、及び前記第２鉄筋が埋設されて、前記杭頭部と接合される基礎部と、を有する杭頭接合構造。

第１態様の発明では、杭頭部を形成する鋼管の外周面又は内周面に第１鉄筋を溶接し、この第１鉄筋に継手部材により第２鉄筋を繋げることによって、鋼管の外周面又は内周面への溶接が困難な引張強度の高い第２鉄筋を、杭頭補強筋として杭頭部に取り付けることができる。

これにより、杭頭部に取り付ける杭頭補強筋の本数を少なくしたり、杭頭補強筋の径を小さくしたりすることができ、基礎部内の鉄筋納まりを向上させることができる。

第２態様の発明は、第１態様の杭頭接合構造において、前記第１鉄筋と前記継手部材、及び前記第２鉄筋と前記継手部材は、ねじ接合されている。

第２態様の発明では、第１鉄筋と継手部材、及び第２鉄筋と継手部材を、ねじ接合することにより、第１鉄筋と継手部材、及び第２鉄筋と継手部材を確実に繋ぐ（第１鉄筋と継手部材、及び第２鉄筋と継手部材の間で引張力を確実に伝達する）ことができる。

本発明は上記構成としたので、引張強度の高い杭頭補強筋を杭頭部に取り付けることができる。

本発明の実施形態に係る杭頭接合構造を示す正面断面図である。本発明の実施形態に係る第１鉄筋、継手部材、及び第２鉄筋を示す正面図である。本発明の実施形態に係る第１鉄筋と継手部材、及び第２鉄筋と継手部材のねじ接合の緩み止め方法のバリエーションを示す正面図である。本発明の実施形態に係る杭頭部に第２鉄筋が取り付けられた状況を示す正面図である。図４のＡ−Ａ断面図である。本発明の実施形態に係る杭頭部への第２鉄筋の取り付け方のバリエーションを示す平面断面図である。

図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の実施形態に係る杭頭接合構造について説明する。

図１の正面断面図には、建物１０の躯体柱１２を支持する基礎部としてのフーチング１４と、基礎杭１６の杭頭部１８とを接合する杭頭接合構造２０が示されている。

基礎杭１６は、鋼管２２内に無筋コンクリートＶを打設して形成された鋼管コンクリート杭からなり、杭頭部１８を地盤２４上に突出させて、地盤２４中に埋設されている。

フーチング１４の側面には、基礎梁２６、２８が接合されている。躯体柱１２、フーチング１４、及び基礎梁２６、２８は、鉄筋コンクリートによって形成されている。

杭頭接合構造２０は、杭頭部１８、第１鉄筋３０、第２鉄筋３２、継手部材３４、及びフーチング１４を有して構成されている。

図１、及び図２の正面図に示すように、第１鉄筋３０は、鋼管２２の外周面４０に溶接可能な、引張強度の低い、鉄筋コンクリート用異形棒鋼のＳＤ４９０からなり、第２鉄筋３２は、第１鉄筋３０よりも引張強度の高い、鉄筋コンクリート用異形棒鋼のＳＤ６８５からなる。ここで、鉄筋（第１鉄筋３０、第２鉄筋３２）の引張強度とは、その鉄筋が耐えられる最大引張荷重を、引張荷重を負荷する前のその鉄筋の断面積（鉄筋の材軸方向に対して垂直な鉄筋の断面積）で除した値を意味する。

継手部材３４は、下部に、外周面にリブが設けられた第１鉄筋３０の上端部がねじ込み可能な雌ネジ部３６が形成され、上部に、外周面にリブが設けられた第２鉄筋３２の下端部がねじ込み可能な雌ネジ部３８が形成された機械式継手となっている。

第１鉄筋３０と継手部材３４は、雌ネジ部３６に第１鉄筋３０の上端部をねじ込むことによって、ねじ接合され、第２鉄筋３２と継手部材３４は、雌ネジ部３８に第２鉄筋３２の下端部をねじ込むことによって、ねじ接合されている。また、これらのねじ接合の緩み止めとして、雌ネジ部３６と第１鉄筋３０の上端部との間、及び雌ネジ部３８と第２鉄筋３２の下端部との間にグラウト（不図示）を注入して、第１鉄筋３０の上端部と第２鉄筋３２の下端部を継手部材３４に定着している。これにより、第１鉄筋３０と第２鉄筋３２が、継手部材３４によって繋がれている。なお、第１鉄筋３０と継手部材３４、及び第２鉄筋３２と継手部材３４のねじ接合の緩み止めは、他の方法を用いてもよい。例えば、図３の正面図に示すように、第１鉄筋３０にナット４４を設けて継手部材３４の下端面へ押し付けるようにしてナット４４を締め付け、第２鉄筋３２にナット４６を設けて継手部材３４の上端面へ押し付けるようにしてナット４６を締め付けてもよい。

第１鉄筋３０と第２鉄筋３２の径は、第１鉄筋３０の引張強度Ｐ₁に第１鉄筋３０の断面積Ｓ₁（第１鉄筋３０の材軸方向に対して垂直な第１鉄筋３０の断面積）を掛けた値（＝Ｐ₁×Ｓ₁）と、第２鉄筋３２の引張強度Ｐ₂に第２鉄筋３２の断面積Ｓ₂（第２鉄筋３２の材軸方向に対して垂直な第２鉄筋３２の断面積）を掛けた値（＝Ｐ₂×Ｓ₂）とが略等しくなるように設定する。すなわち、第１鉄筋３０と第２鉄筋３２の耐えられる最大引張荷重が等しくなるように、第１鉄筋３０と第２鉄筋３２の径を設定する。第２鉄筋３２は、第１鉄筋３０よりも引張強度が高いので、第１鉄筋３０よりも小さな径になる。

また、継手部材３４は、耐えられる最大引張荷重が第１鉄筋３０及び第２鉄筋３２と略等しくなるように、材質や形状（断面積）を設定する。

フーチング１４が形成される前の状況を示した図４の正面図、及び図４のＡ−Ａ断面図である図５に示すように、第１鉄筋３０は、基礎杭１６の杭頭部１８を形成する鋼管２２の外周面４０に所定の間隔を置いて複数配置され、外周面４０に溶接されている。これにより、基礎杭１６の杭頭部１８に第２鉄筋３２が杭頭補強筋として取り付けられている。

図１に示すように、フーチング１４には、杭頭部１８、第１鉄筋３０、継手部材３４、及び第２鉄筋３２が埋設されており、これによって、杭頭部１８とフーチング１４とが接合されている。また、フーチング１４には、躯体柱１２の柱主筋（不図示）、基礎梁２６、２８の梁主筋（不図示）、せん断補強筋（不図示）等が埋設されている。

次に、本発明の実施形態に係る杭頭接合構造の作用と効果について説明する。

本実施形態の杭頭接合構造２０では、図１に示すように、鋼管２２の外周面４０に第１鉄筋３０を溶接し、この第１鉄筋３０に継手部材３４により第２鉄筋３２を繋げることによって、鋼管２２の外周面４０への溶接が困難な引張強度の高い第２鉄筋３２を、杭頭補強筋として杭頭部１８に取り付けることができる。

これにより、杭頭部１８に取り付ける杭頭補強筋の本数を少なくしたり、杭頭補強筋の径を小さくしたりすることができ、フーチング１４内の鉄筋納まりを向上させることができる。

また、本実施形態の杭頭接合構造２０では、図２に示すように、第１鉄筋３０と継手部材３４、及び第２鉄筋３２と継手部材３４を、ねじ接合することにより、第１鉄筋３０と継手部材３４、及び第２鉄筋３２と継手部材３４を確実に繋ぐ（第１鉄筋３０と継手部材３４、及び第２鉄筋３２と継手部材３４の間で引張力を確実に伝達する）ことができる。

さらに、本実施形態の杭頭接合構造２０では、図２に示すように、第１鉄筋３０と第２鉄筋３２の径を、第１鉄筋３０の引張強度Ｐ₁に第１鉄筋３０の断面積Ｓ₁を掛けた値と、第２鉄筋３２の引張強度Ｐ₂に第２鉄筋３２の断面積Ｓ₂を掛けた値とが略等しくなるように設定し、継手部材３４の耐えられる最大引張荷重を第１鉄筋３０及び第２鉄筋３２と略等しくすることにより、第１鉄筋３０、継手部材３４、及び第２鉄筋３２の耐えられる最大引張荷重を略等しくすることができる。すなわち、継手部材３４により第１鉄筋３０と第２鉄筋３２を繋いだ状態において、第１鉄筋３０の下端部から第２鉄筋３２の上端部までの全長に渡って、耐えられる最大引張荷重を略同一にすることができる。

また、本実施形態の杭頭接合構造２０では、図４に示すように、基礎杭１６の鋼管２２の外周面４０に第１鉄筋３０を溶接することにより、基礎杭１６の杭頭部１８に第２鉄筋３２が取り付けられるので、現場で杭頭部１８に第２鉄筋３２を取り付けることができる。これにより、杭頭補強筋となる第２鉄筋３２の取り付け位置を現場にて調整することができる。

さらに、例えば、工場等にて、基礎杭１６の鋼管２２に予め第１鉄筋３０を溶接しておいて、現場にて、継手部材３４により第１鉄筋３０に第２鉄筋３２を繋ぐようにする等、施工手順を実況に応じて調整することができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。

なお、本実施形態では、図２に示すように、第１鉄筋３０を鉄筋コンクリート用異形棒鋼のＳＤ４９０とし、第２鉄筋３２を鉄筋コンクリート用異形棒鋼のＳＤ６８５とした例を示したが、第１鉄筋３０及び第２鉄筋３２は、丸鋼等の他の種類の鉄筋や、他の引張強度の鉄筋であってもよい。

また、本実施形態では、継手部材３４をねじ式継手とした例を示したが、継手部材３４は、第１鉄筋３０と第２鉄筋３２を繋ぐことができるものであればよい。例えば、第１鉄筋３０及び第２鉄筋３２をねじ込まずに挿入し、グラウトの注入により第１鉄筋３０及び第２鉄筋３２を定着させるタイプの継手であってもよい。

さらに、本実施形態では、第１鉄筋３０と第２鉄筋３２の径を、第１鉄筋３０の引張強度Ｐ₁に第１鉄筋３０の断面積Ｓ₁を掛けた値と、第２鉄筋３２の引張強度Ｐ₂に第２鉄筋３２の断面積Ｓ₂を掛けた値とが略等しくなるように設定した例を示したが、第１鉄筋３０の引張強度Ｐ₁に第１鉄筋３０の断面積Ｓ₁を掛けた値が、第２鉄筋３２の引張強度Ｐ₂に第２鉄筋３２の断面積Ｓ₂を掛けた値よりも大きく又は小さくなるように、第１鉄筋３０と第２鉄筋３２の径を設定してもよい。

第１鉄筋３０、継手部材３４、及び第２鉄筋３２の耐えられる最大引張荷重の内の最も小さい値が、これらの部材全体としての耐えられる最大引張荷重となる。よって、第１鉄筋３０の引張強度Ｐ₁に第１鉄筋３０の断面積Ｓ₁を掛けた値と、第２鉄筋３２の引張強度Ｐ₂に第２鉄筋３２の断面積Ｓ₂を掛けた値とが略等しくなるように、第１鉄筋３０と第２鉄筋３２の径を設定し、継手部材３４の耐えられる最大引張荷重を第１鉄筋３０及び第２鉄筋３２と略等しくすれば、これらの部材全体としての耐えられる最大引張荷重が第２鉄筋３２の耐えられる最大引張荷重となり、第２鉄筋３２を杭頭補強筋として効率よく使用できるので好ましい。

また、本実施形態では、図１に示すように、基礎杭１６を、鋼管２２内に無筋コンクリートＶを打設して形成された鋼管コンクリート杭とした例を示したが、杭頭部の外周面が鋼管により形成されている杭であればよい。例えば、基礎杭は、鋼管内に鉄筋コンクリートが設けられた鋼管コンクリート杭であってもよいし、ＳＣ杭（Steel Composite Concrete Piles；外殻鋼管付きコンクリート杭）であってもよいし、鋼管杭であってもよい。

さらに、本実施形態では、図１に示すように、基礎部をフーチング１４とした例を示したが、基礎杭の杭頭部と接合されるものであればよい。例えば、基礎部は、基礎スラブであってもよい。

また、本実施形態では、図５に示すように、基礎杭１６の杭頭部１８を形成する鋼管２２の外周面４０に第１鉄筋３０を溶接することにより、基礎杭１６の杭頭部１８に第２鉄筋３２を取り付けた例を示したが、図６の平面断面図に示すように、基礎杭１６の杭頭部１８を形成する鋼管２２の内周面４２に第１鉄筋３０を溶接し、この第１鉄筋３０に継手部材３４により第２鉄筋３２を繋げることによって、基礎杭１６の杭頭部１８に第２鉄筋３２を取り付けるようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１４フーチング（基礎部）
１８杭頭部
２０杭頭接合構造
２２鋼管
３０第１鉄筋
３２第２鉄筋
３４継手部材
４０外周面
４２内周面

Claims

杭頭部を形成する鋼管の外周面又は内周面に溶接された第１鉄筋と、
継手部材により前記第１鉄筋と繋がれた、前記第１鉄筋よりも単位面積当たりの引張強度の高い第２鉄筋と、
前記杭頭部、前記第１鉄筋、前記継手部材、及び前記第２鉄筋が埋設されて、前記杭頭部と接合される基礎部と、
を有する杭頭接合構造。
前記第２鉄筋の断面積は、前記第１鉄筋の断面積より小さい、請求項１に記載の杭頭接合構造。
前記第１鉄筋と前記継手部材、及び前記第２鉄筋と前記継手部材は、ねじ接合されている、請求項１又は２に記載の杭頭接合構造。