JP6592562B1 - Pile-column connection structure and method - Google Patents
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Abstract
【課題】1杭1柱方式で施工される杭と柱の接合構造及び接合工法を提供する。【解決手段】杭(1)を地盤に打設し、杭頭部(1a)を地盤面に臨ませる打設工程と、杭頭部の円筒内部に充填物(5)を充填することにより形成した杭頭端面(6)の上で杭芯(C1)と柱芯(C2)の位置ずれを測定して記録する柱芯確認工程と、杭頭部(1a)の周方向に間隔をあけて連結ボルト(7a)を上向きに突出させる連結準備工程と、柱脚金物(10)のベース板(12)の通孔(12a)に連結ボルト(7a)を挿通し、高さ位置を調節したベース板(12)と前記杭頭端面(6)の間に無収縮モルタル(16)を充填して所定高さ位置に設置した後、前記通孔から挿出する前記連結ボルト(7a)にナット(8)を締結する金物搭載工程と、鉄骨柱(2)の柱脚部(2a)を前記柱脚金物(10)のダイアフラム板(11)の上で前記柱芯確認工程において記録された柱芯(C2)に位置させた状態で溶接固定する柱立設工程とから構成されている。【選択図】図1The present invention provides a pile-column joint structure and a joint construction method to be constructed by a one-pile / one-column method. SOLUTION Formed by placing a pile (1) on the ground and placing the pile head (1a) on the ground surface, and filling the cylinder inside the pile head with a filler (5) The column core confirmation process that measures and records the misalignment of the pile core (C1) and the column core (C2) on the pile head end face (6), and the pile head (1a) is spaced in the circumferential direction. A connection preparation step for projecting the connection bolt (7a) upward, and a base with the height adjusted by inserting the connection bolt (7a) into the through hole (12a) of the base plate (12) of the column base (10) After filling the non-shrink mortar (16) between the plate (12) and the pile head end face (6) and installing it at a predetermined height position, the nut ( 8) fastening the hardware mounting step, and the column core recorded in the column core checking step on the column base (2) of the steel column (2) on the diaphragm plate (11) of the column base hardware (10). It is composed of a column standing process that welds and fixes in the state positioned at (C2). To have. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、杭と柱の接合に関するものであり、特に、基礎梁やフーチングを形成せずに施工する「1杭1柱方式」ないし「無基礎方式」と称される基礎構造における杭と柱の接合構造及び接合工法に関する。 The present invention relates to a connection between a pile and a column, and in particular, a pile and a column in a foundation structure called “one-pile one-column method” or “no foundation method” that is constructed without forming a foundation beam or footing. The present invention relates to a joining structure and a joining method.
建造物等における一般的な基礎構造は、打設された杭の杭頭部に基礎梁やフーチングを一体的に形成するが、例えば、比較的荷重が小さい低層の建造物を建造する場合等においては、基礎梁やフーチングを形成せず、杭の杭頭部に鉄骨柱の柱脚部を1対1の関係で接合する「1杭1柱方式」ないし「無基礎方式」と称される基礎構造(以下、単に「1杭1柱方式」という。)が採用されている。 In general foundation structures in buildings, etc., foundation beams and footings are integrally formed on the pile heads of the piles that have been laid. For example, when building low-rise buildings with relatively small loads, etc. The foundation is called “one-pile one-column method” or “no foundation method” in which the column base of the steel column is joined to the pile head in a one-to-one relationship without forming foundation beams or footings. The structure (hereinafter simply referred to as “one-pile one-column system”) is employed.
「1杭1柱方式」において杭と柱を接合する場合、地盤に打設した杭の杭頭部における杭芯と、建造物を構築する鉄骨柱の柱脚部における柱芯は、相互に一致しないのが通例である。
When joining a pile and a column in the “1
つまり、柱芯は、設計図面上で鉄骨柱の柱脚部が設置されるべき位置として特定されるのに対して、杭芯は、杭を地盤に打設する関係上、公差の範囲で、杭頭部に位置ずれを生じることが不可避である。このため、杭頭部の杭芯と柱脚部の柱芯の間には、横方向及び上下方向の位置ずれを生じることが現状である。 In other words, the column core is specified as the position where the column base of the steel column should be installed on the design drawing, while the pile core is within the range of tolerance because of placing the pile on the ground. It is inevitable that the pile head is displaced. For this reason, it is the present condition that the position shift of a horizontal direction and a vertical direction arises between the pile core of a pile head, and the column core of a column base.
従って、「1杭1柱方式」における杭と柱の接合構造を提供するためには、杭頭部の杭芯と柱脚部の柱芯が相互に位置ずれを生じる環境下において、柱脚部の下端中心を所定の柱芯位置に合致させた状態で、安定強固に接合することができる構成が求められ、この点が課題となる。 Therefore, in order to provide a joint structure between a pile and a column in the “one-pile one-column system”, the column base portion in an environment in which the pile core of the pile head and the column core of the column base portion are displaced from each other. There is a demand for a structure that can be stably and firmly joined in a state in which the lower end center of each is aligned with a predetermined column core position, and this is a problem.
また、「1杭1柱方式」における杭と柱の接合工法を提供するためには、上述のような位置ずれを生じる環境下において、柱脚部の下端中心を所定の柱芯位置に合致させた状態で、作業が簡単かつ容易であり、しかも、正確な位置合わせを可能とする構成が求められ、この点が課題となる。 In addition, in order to provide a method for joining a pile and a column in the “one pile and one column method”, the lower end center of the column base is made to coincide with a predetermined column core position in an environment in which the above-described positional displacement occurs. In this state, there is a need for a configuration that is simple and easy to work, and that enables accurate alignment, and this is a problem.
本発明は、上記課題を解決した杭と柱の接合構造及び接合工法を提供するものである。そこで、本発明の杭と柱の接合構造が手段として構成したところは、地盤に打設した中空円筒形の外殻鋼板付き杭の杭頭部に対し、柱脚金物を介して、鉄骨柱の柱脚部を接合する構造であり、前記杭頭部は、円筒内部に充填した充填物により杭頭端面を形成すると共に、杭頭部の外周から複数の連結ボルトを上向きに突設しており、前記杭頭端面の上で杭芯と柱芯の位置ずれを測定するように構成され、前記柱脚金物は、前記連結ボルトを挿通する通孔を備えたベース板と、該ベース板の上に固設された座台と、該座台の上に固設されたダイアフラム板により構成され、前記柱脚金物のベース板は、前記通孔と前記連結ボルトにより構成された調節手段により高さ位置を調節された状態で、該ベース板と前記杭頭端面の間に充填された無収縮モルタルにより所定高さ位置に設置され、前記通孔から挿出する前記連結ボルトにナットを締結することにより、杭頭部に搭載固定されており、前記鉄骨柱の柱脚部は、前記柱脚金物のダイアフラム板の上で、柱芯に位置させた状態で、溶接固定されて成る点にある。 The present invention provides a pile-column joint structure and a joint construction method that solve the above problems. Then, the place where the pile-column connection structure of the present invention is configured as a means is that the steel column is connected to the pile head of the hollow cylindrical steel plate pile placed on the ground via the column base hardware. It is a structure that joins the column base, and the pile head forms a pile head end face with a filling filled in the cylinder, and projects a plurality of connecting bolts upward from the outer periphery of the pile head The column head is configured to measure a displacement between the pile core and the column core on the pile head end surface, and the column base metal is provided with a base plate provided with a through hole through which the connection bolt is inserted, and an upper surface of the base plate. A base plate fixed to the base and a diaphragm plate fixed on the base, and the base plate of the column base metal is heightened by adjusting means constituted by the through hole and the connecting bolt. Non-shrinkage filled between the base plate and the pile head end face with the position adjusted It is installed at a predetermined height position by a rutal, and is fixedly mounted on a pile head by fastening a nut to the connecting bolt inserted through the through hole, and the column base of the steel column is the column base On the metal diaphragm plate, it is welded and fixed in a state where it is positioned at the column core.
また、本発明の杭と柱の接合工法が手段として構成したところは、前記接合構造を実施する接合工法であり、前記杭を地盤に打設し、杭頭部を地盤面に臨ませる打設工程と、前記杭頭部の円筒内部に充填物を充填することにより杭頭端面を形成すると共に、該杭頭端面の上で杭芯と柱芯の位置ずれを測定して記録する柱芯確認工程と、前記連結ボルトを備えたネジ式継手の複数個を前記杭頭部の周方向に間隔をあけて外殻鋼板に溶接すると共に、前記連結ボルトを上向きに突出させる連結準備工程と、前記柱脚金物のベース板を杭頭部に臨ませ、前記連結ボルトを通孔に挿通した状態で該ベース板の高さ位置を調節すると共に、該ベース板と前記杭頭端面の間に無収縮モルタルを充填することにより、該ベース板を所定高さ位置に設置した後、前記通孔から挿出する前記連結ボルトにナットを締結する金物搭載工程と、前記鉄骨柱の柱脚部を前記柱脚金物のダイアフラム板の上で前記柱芯確認工程において記録された柱芯に位置させた状態で、ダイアフラム板に溶接固定する柱立設工程とから成る点にある。 Moreover, the place where the method for joining the pile and the column of the present invention is configured as a means is a joining method for carrying out the joining structure, placing the pile on the ground, and placing the pile head on the ground surface. Column head confirmation which records and records the displacement of the pile core and the column core on the pile head end surface while forming the pile head end surface by filling the cylinder inside the pile head A step of preparing a connection and a step of welding the plurality of screw-type joints including the connection bolts to the outer shell steel plate at intervals in the circumferential direction of the pile head, and causing the connection bolts to protrude upward; With the base plate of the column base facing the pile head, the height position of the base plate is adjusted with the connecting bolt inserted through the hole, and no shrinkage is generated between the base plate and the pile head end surface. After installing the base plate at a predetermined height position by filling with mortar A hardware mounting step of fastening a nut to the connection bolt inserted from the through hole, and a column base portion of the steel column on the diaphragm plate of the column base hardware on the column core recorded in the column core confirmation step It is in the point which consists of the column standing-up process of welding and fixing to a diaphragm board in the state which was located.
本発明によれば、「1杭1柱方式」に基づく杭と鉄骨柱の接合構造及び接合工法に関して、杭頭部の杭芯と柱脚部の柱芯が相互に位置ずれを生じる環境下において、柱脚部の下端中心を所定の柱芯位置に合致させた状態で、安定強固に接合することができ、しかも、作業が簡単かつ容易であると共に、正確な位置合わせを可能にするという効果がある。 According to the present invention, the pile-steel column connection structure and method based on the “one-pile-one-column system” are used in an environment in which the pile core of the pile head and the column core of the column base are displaced from each other. The effect is that the bottom end center of the column base is aligned with a predetermined column core position, and can be stably and firmly joined, and the operation is simple and easy, and also enables accurate alignment. There is.
以下図面に基づいて本発明の好ましい実施形態を詳述する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明は、「1杭1柱方式」に基づいて、杭と鉄骨柱を接合するための接合構造及び接合工法を提供する。
This invention provides the joining structure and joining method for joining a pile and a steel column based on "1
(基本的構成)
図1は、杭1の杭頭部1aと、鉄骨柱2の柱脚部2aと、接合のための装置を分解状態で示している。上述のように、地盤に打設された杭1における杭頭部1aの上端中心に位置する杭芯C1と、建造物の設計図面上で鉄骨柱2が設置されるべき位置として特定される柱脚部2aの下端中心に位置する柱芯C2は、相互に、X方向及びY方向で示す平面上における横方向の位置ずれと、Z方向で示す高さ方向の位置ずれを生じている。
(Basic configuration)
FIG. 1 shows a
杭1は、既製コンクリート杭であり、図示のような中空円筒形の外殻鋼板付き杭、例えば、SC杭が使用され、中心部に中空の円筒内部3を備えており、外周には外殻鋼板4が設けられている。
The
図1に示すように、杭頭部1aは、上端の開口から円筒内部3にコンクリート等から成る充填物5が充填され、該充填物5を杭の筒体端面と面一状態で硬化させることにより杭頭端面6が形成される。
As shown in FIG. 1, the
また、杭頭部1aは、連結ボルト7aを備えたネジ式継手7を周方向に間隔をあけて外殻鋼板5に溶接しており、前記連結ボルト7aを杭頭端面6の上方に突出させている。図示のように、ネジ式継手7は、雌ネジを有する筒状スリーブ7bに連結ボルト7aを螺入した構成とされており、外殻鋼板5に筒状スリーブ7bを溶接固着することにより、周方向に間隔をあけた所定位置に複数個が取付けられる。尚、連結ボルト7aに螺着可能なナット8と座金9が用意される。
Moreover, the
鉄骨柱2の柱脚部2aは、杭頭部1aに対して、柱脚金物10を介して、接合される。柱脚金物10は、図2に示すように、ダイアフラム板11を備えている。ダイアフラム板11は、矩形板体の上面に支持面11aを形成し、中心に中心孔11bを設けたものであり、例えば、柱と梁の接合等のための建築金物として市販されているセンクシア株式会社製の「スマートダイア」(登録商標)を使用することができる。
The
柱脚金物10は、ベース板12の上に座台13を溶接等で固設し、更に、座台13の上に前記ダイアフラム板11を溶接等で固設することにより構成され、好ましくは、前記座台13の外周部とベース板12の周縁部をリブ板14により溶接等で連結し、全体として高強度の剛体構造物を構成している。
The
前記リブ板14と共に座台13から張出すベース板12のフランジ部には、所定間隔をあけて前記連結ボルト7aに対応する通孔12aが貫設されている。従って、柱脚金物10は、通孔12aに連結ボルト7aを挿通することにより、杭頭部1aの軸心上に配置され、該軸心上にダイアフラム板11の中心孔11bの中心を配置するように構成されている。
A through-
(接合工法と接合構造)
以下、本発明に係る杭と柱の接合工法について、工程毎に順を追って説明することにより、接合工法と接合構造を明らかにする。
(Joint method and joint structure)
Hereinafter, the joining method and the joining structure will be clarified by explaining the joining method of the pile and the pillar according to the present invention step by step for each process.
(打設工程)
図3(A)に示すように、従来の打設方法に基づき、地盤に杭1を打設し、杭頭部1aを地盤面GLに臨ませる。
(Placement process)
As shown in FIG. 3A, the
(柱芯確認工程)
打設時に杭頭部1aの円筒内部3に土砂が浸入しているときは、土砂を取除き、引き続いて、図3(B)(C)に示すように、杭頭部1aの上端開口から円筒内部3にコンクリート等から成る充填物5を充填し、該充填物5を杭の筒体端面と面一状態で硬化させることにより、杭頭端面6を形成する。
(Column core confirmation process)
When earth and sand are infiltrated into the
これにより、杭頭部1aは、杭頭端面6の中心位置により上述の杭芯C1を特定することができるので、後の工程で杭頭部1aに接合するための鉄骨柱2の立設位置、つまり、柱脚部2aの下端中心に位置する柱芯C2を特定した上で、杭芯C1と柱芯C2の相互間における位置ずれを測定する。従って、図示のように、杭芯C1と柱芯C2は、相互に、横方向(X方向及びY方向)の位置ずれと、高さ位置H1とH2の間における高さ方向(Z方向)の位置ずれが測定される。
Thereby, since the
そこで、測定結果は、確認の後、任意の手段で記録する。この際、横方向の位置ずれは、コンクリート等の充填物5により形成された杭頭端面6の上で、杭芯C1と柱芯C2を罫書きながら測定すれば、作業を容易に行うことができる。
Therefore, the measurement result is recorded by any means after confirmation. At this time, the lateral displacement can be easily performed by measuring the pile core C1 and the column core C2 on the pile
(連結準備工程)
その後、図3(D)(E)に示すように、杭頭部1aの周方向に所定間隔をあけて複数個のネジ式継手7が溶接により固着され、連結ボルト7aが上向きに突出させられる。これにより、柱脚金物10を連結するための準備が整えられる。
(Consolidation preparation process)
Thereafter, as shown in FIGS. 3D and 3E, a plurality of
(金物搭載工程)
柱脚金物10は、工場で組立てられた後、現場に搬入される。即ち、ベース板12の上に座台13が溶接され、該座台13の上にダイアフラム板11が溶接され、座台13とベース板12の間にリブ板14が溶接された剛体構造物として現場に搬入される。
(Hardware mounting process)
The
図4(A)(B)に示すように、柱脚金物10は、ベース板12を杭頭部1aに臨ませると共に、連結ボルト7aを通孔12aに挿通させると、この状態で杭1の軸心上にセットされ、前記連結ボルト7aと通孔12aの相互摺動を介して上下方向に移動することができる。従って、連結ボルト7aと通孔12aにより構成された調節手段により、ベース板12の高さ位置が調節され、所定の高さ位置で保持される。このような高さ位置の調節作業は、高さ位置H1とされた杭頭端面6の上で、柱脚金物10のダイアフラム板11の支持面11aを柱芯C2と同じ高さ位置H2に保持させることを目的として行われる。
As shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), the
因みに、この点の作業を容易とするためには、図4(C)に示すように、連結ボルト7aに螺着した調節保持ナット15の上にベース板12を載置し、該ナット15を回転させることによりベース板12の高さ位置を調節するように構成しても良い。
Incidentally, in order to facilitate the work of this point, as shown in FIG. 4C, the
そこで、ベース板12を所定の高さ位置に保持した状態で、図4(D)に示すように、ベース板12と前記杭頭端面6の間に、無収縮モルタル16を充填する。これにより、柱脚金物10のベース板12は、コンクリートから成る充填物5と無収縮モルタル16の2層により構成される耐荷重性に優れた支持層の上に支持される。
Therefore, with the
次いで、ベース板12の通孔12aから挿出された連結ボルト7aに座金9を介してナット8を締結する。これにより、柱脚金物10は、杭頭部1aの上に安定強固に搭載され、この状態で、ダイアフラム板11の支持面11aが柱芯C2と同じ高さ位置H2に設定されており、中心孔11bの中心C3が杭芯C1と同心上に位置している。
Next, the
(柱立設工程)
上記の工程を経た後、図5(A)(B)に示すように、鉄骨柱2の柱脚部2aを前記柱脚金物10のダイアフラム板11に臨ませ、支持面11aに溶接固定する。
(Stand-up process)
After passing through the above steps, as shown in FIGS. 5A and 5B, the
この際、上記の柱芯確認工程において記録した杭芯C1と柱芯C2の位置ずれに関する測定値に基づいて、支持面11aの上で、中心孔11bの中心C3から柱芯C2を特定し、特定された柱芯C2の上に柱脚部2aの下端中心を合致させ、その状態で柱脚部2aをダイアフラム板11に溶接固定する。
At this time, on the
これにより、杭頭部1aに対して、鉄骨柱2は、柱脚金物10を介して、柱脚部2aを柱芯C2に合致させた状態で好適に接合されると共に立設される。
Thereby, with respect to the
1 杭
1a 杭頭部
C1 杭芯
2 鉄骨柱
2a 柱脚部
C2 柱芯
3 円筒内部
4 外殻鋼板
5 充填物(コンクリート)
6 杭頭端面
7 ネジ式継手
7a 連結ボルト
7b 筒状スリーブ
8 ナット
9 座金
10 柱脚金物
11 ダイアフラム板
11a 支持面
11b 中心孔
C3 孔の中心
12 ベース板
12a 通孔
13 座台
14 リブ板
15 調節保持ナット
16 無収縮モルタル
DESCRIPTION OF
6 Pile
Claims (2)
前記杭頭部(1a)は、円筒内部(3)に充填した充填物(5)により杭頭端面(6)を形成すると共に、杭頭部の外周から複数の連結ボルト(7a)を上向きに突設しており、前記杭頭端面(6)の上で杭芯(C1)と柱芯(C2)の位置ずれを測定するように構成され、
前記柱脚金物(10)は、前記連結ボルトを挿通する通孔(12a)を備えたベース板(12)と、該ベース板の上に固設された座台(13)と、該座台の上に固設されたダイアフラム板(11)により構成され、
前記柱脚金物のベース板(12)は、前記通孔(12a)と前記連結ボルト(7a)により構成された調節手段により高さ位置を調節された状態で、該ベース板(12)と前記杭頭端面(6)の間に充填された無収縮モルタル(16)により所定高さ位置に設置され、前記通孔(12a)から挿出する前記連結ボルト(7a)にナット(8)を締結することにより、杭頭部(1a)に搭載固定されており、
前記鉄骨柱(2)の柱脚部(2a)は、前記柱脚金物のダイアフラム板(11)の上で、前記柱芯(C2)に位置させた状態で、溶接固定されて成ることを特徴とする杭と柱の接合構造。 The column base (2a) of the steel column (2) is attached to the pile head (1a) of the hollow cylindrical steel plate pile (1) placed in the ground via the column base (10). A joining structure,
The pile head (1a) forms a pile head end surface (6) with a filler (5) filled in the cylindrical interior (3), and a plurality of connecting bolts (7a) are directed upward from the outer periphery of the pile head. Projecting and configured to measure the misalignment of the pile core (C1) and the column core (C2) on the pile head end face (6),
The column base metal (10) includes a base plate (12) having a through hole (12a) through which the connecting bolt is inserted, a base (13) fixed on the base plate, and the base It is composed of a diaphragm plate (11) fixed on top of
The base plate (12) of the column base hardware has the height position adjusted by the adjusting means configured by the through hole (12a) and the connecting bolt (7a), and the base plate (12) and the base plate (12). Installed at a predetermined height by the non-shrink mortar (16) filled between the pile head end faces (6), and fastens the nut (8) to the connecting bolt (7a) inserted from the through hole (12a) Is mounted and fixed on the pile head (1a),
The column base (2a) of the steel column (2) is welded and fixed in a state of being positioned on the column core (C2) on the diaphragm plate (11) of the column base metal. A pile-column connection structure.
前記杭(1)を地盤に打設し、杭頭部(1a)を地盤面に臨ませる打設工程と、
前記杭頭部の円筒内部(3)に充填物(5)を充填することにより杭頭端面(6)を形成すると共に、該杭頭端面(6)の上で杭芯(C1)と柱芯(C2)の位置ずれを測定して記録する柱芯確認工程と、
前記連結ボルト(7a)を備えたネジ式継手(7)の複数個を前記杭頭部(1a)の周方向に間隔をあけて外殻鋼板(4)に溶接すると共に、前記連結ボルト(7a)を上向きに突出させる連結準備工程と、
前記柱脚金物(10)のベース板(12)を杭頭部に臨ませ、前記連結ボルト(7a)を通孔(12a)に挿通した状態で該ベース板の高さ位置を調節すると共に、該ベース板(12)と前記杭頭端面(6)の間に無収縮モルタル(16)を充填することにより、該ベース板(12)を所定高さ位置に設置した後、前記通孔から挿出する前記連結ボルト(7a)にナット(8)を締結する金物搭載工程と、
前記鉄骨柱(2)の柱脚部(2a)を前記柱脚金物(10)のダイアフラム板(11)の上で前記柱芯確認工程において記録された柱芯(C2)に位置させた状態で、ダイアフラム板に溶接固定する柱立設工程とから成ることを特徴とする杭と柱の接合工法。 A bonding method for carrying out the bonding structure according to claim 1,
Placing the pile (1) on the ground and placing the pile head (1a) on the ground surface; and
The pile head end surface (6) is formed by filling the cylinder interior (3) of the pile head with a filler (5), and the pile core (C1) and the column core are formed on the pile head end surface (6). A column core confirmation process for measuring and recording the positional deviation of (C2),
A plurality of threaded joints (7) provided with the connection bolts (7a) are welded to the outer shell steel plate (4) at intervals in the circumferential direction of the pile head (1a), and the connection bolts (7a ) To project upward,
With the base plate (12) of the column base (10) facing the pile head, the height of the base plate is adjusted in a state where the connection bolt (7a) is inserted into the through hole (12a), After the base plate (12) is installed at a predetermined height by filling the base plate (12) and the pile head end surface (6) with a non-shrink mortar (16), the base plate (12) is inserted from the through hole. A hardware mounting step of fastening a nut (8) to the connecting bolt (7a) to be taken out;
The column base (2a) of the steel column (2) is positioned on the column core (C2) recorded in the column core confirmation step on the diaphragm plate (11) of the column base metal (10). A method for joining a pile and a column, characterized by comprising a column erecting step for welding and fixing to a diaphragm plate.
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