JP7178050B2 - 杭支持構造物及びその構築方法 - Google Patents

Description

プレキャストコンクリート部材を用いた高架橋、ドルフィンや桟橋等の杭支持構造物及びその構築方法に関する。

高架橋、ドルフィンや桟橋等の杭支持構造物は、水底地盤に打設された複数の鋼管杭と、鋼管杭に支持されたコンクリート製の上部工とを備えている。

従来、コンクリート製の上部工は、各鋼管杭を打設した後、隣接する鋼管杭間に鉄骨の設置や鉄筋の配置等を行うとともに、鋼管杭に支持させた支保工を利用して鋼管杭間に型枠を形成し、コンクリートを場所打ちすることによって梁やスラブ等の上部工を形成するとともに上部工と鋼管杭の杭頭部とを接合していた。

しかしながら、このような工法では、上部工を場所打ちコンクリートで形成するため、各作業を行うための作業足場や支保工の設置、鉄筋・鉄骨の配置、型枠の組立・解体、コンクリートの打設・養生等の全ての作業を水上や高所で行わなければならず、海象・気象条件等の影響が大きいとともに、工期が長期化するという問題があった。

そこで、このような問題を鑑み、従来では、梁を構成する１又は複数のプレキャストコンクリート造のプレキャスト部材を予め陸上の工場又は製作ヤードで製造し、それを施工現場に搬送し、鋼管杭の頭部に当該プレキャスト部材を支持させ、その状態で杭頭部とプレキャスト部材との間にコンクリート等の充填材を打設することにより杭頭部にプレキャスト部材を接合させるようにした工法が用いられている（例えば、特許文献１を参照）。

この種の工法においては、例えば、プレキャスト部材に杭頭部が挿入される杭の外径よりも大きい孔状の杭挿入部と、杭挿入部内に突出した支承部材を設けておき、支承部材を鋼管杭の杭頭部に支持させることでプレキャスト部材を鋼管杭に仮支持させ、その状態で杭挿入部と鋼管杭との間にコンクリートを充填することによってプレキャスト部材が杭頭部に接合されるようにしたものが知られている。

特開２０１６-１１５３５号公報

しかしながら、上述の如き従来の技術では、上部工を支える杭の数が多い場合、上部工を構成するプレキャスト部材が大型化し、一般道を走行する車両の重量に制限があることから、運搬が困難なためにプレキャスト部材を施工現場より離れた工場で製作することが困難になる。

よって、大型化したプレキャスト部材を製作するためには、施工現場の近隣に製作ヤードを設ける必要があり、製作ヤードの確保自体が困難であるとともに、設備投資を強いられるという課題を有している。

また、プレキャスト部材が大型化すると、その設置作業には、中型若しくは大型の起重機や起重機船が必要となり、中・大型の起重機や起重機船の確保やその運用に係る費用において課題を有しており、比較的調達が容易な小型の起重機や起重機船を用いて施工できることが望ましい。

そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、全てのプレキャスト部材を工場で製作でき、且つ、小型の起重機や起重機船を用いて施工可能な杭支持構造物及びその構築方法の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、杭柱状体の頭部に接合される接合部材と、隣り合う該接合部材間に架設される既製梁部材とを備えている杭支持構造物において、前記既製梁部材は、平板状の天板部と、該天板部の長手方向両側縁より垂下された側壁部と、該側壁部に埋設された梁部材シースとを備え、前記接合部材は、前記頭部が挿入される杭接合部と、外側面より突出し、前記天板部の端部が載置される受棚部と、該受棚部の両側に開口し、前記梁部材シースと接続される接合部材シースとを備え、前記梁部材シースと前記接合部材シースとに挿通したＰＣ部材が緊張された状態で定着され、前記接合部材と前記既製梁部材とが接合されていることにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記既製梁部材は、前記天板部と対向する底面部を備えたことにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項２の構成に加え、前記底面部は、両端部に前記受棚部が挿通される回避部が形成されていることにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項２又は３の何れか一の構成に加え、前記既製梁部材の内側にコンクリートが打設されたことにある。

請求項５に記載の発明の特徴は、請求項１～４の何れか一の構成に加え、前記接合部材は、前記杭柱状体と嵌合する鞘管を備え、前記接合部材シースは、前記鞘管の外側に配置されていることにある。

請求項６に記載の発明の特徴は、請求項１～５の何れか一の構成に加え、前記接合部材及び／又は前記側壁部は、その上面、下面及び／又は外側面に開口したシース接続用凹部を備え、該シース接続用凹部内で前記梁部材シースと前記接合部材シースとが接続されることにある。

請求項７に記載の発明の特徴は、請求項１～５の何れか一の構成に加え、前記既製梁部材及び/又は前記接合部材の接合面に突出した接合用シール材を備え、該接合用シール材に設けられた孔に前記梁部材シース又は前記接合部材シースが挿入され、該接合用シール材を介して前記梁部材シースと前記接合部材シースとが接続されたことにある。

請求項８に記載の発明の特徴は、請求項１～７の何れか一の構成に加え、前記既製梁部材の前記側壁部の接合面に充填用枠部材が固定され、該充填用枠部材内に前記既製梁部材と前記接合部材との隙間を塞ぐ充填材が充填されていることにある。

請求項９に記載の発明の特徴は、請求項１～８の何れか一の構成に加え、前記接合部材は、前記杭接合部内に設けられ、前記杭柱状体の杭頭部に係合する支承部材を有することにある。

請求項１０に記載の発明の特徴は、平板状の天板部と、該天板部の両側縁より垂下された側壁部と、該側壁部に埋設された梁部材シースとを備えている既製梁部材を使用し、外周面に受棚部が突設された接合部材を杭柱状体の頭部に接合させた後、前記天板部の端部を隣り合う前記接合部材の外側面より突出した受棚部に支持させ、前記梁部材シースと、前記受棚部の側部に開口した接合部材シースとを接続し、しかる後、前記梁部材シースと前記接合部材シースとにＰＣ部材を挿通し、該ＰＣ部材を緊張して定着することによって前記接合部材と前記既製梁部材を接合する杭支持構造物の構築方法にある。

請求項１１に記載の発明の特徴は、外周面に受棚部が突設された接合部材と、平板状の天板部と、該天板部の両側縁より垂下された側壁部と、該側壁部に埋設された梁部材シースとを備えている既製梁部材とを使用し、前記天板部の端部を隣り合う前記接合部材の外側面より突出した受棚部に支持させ、前記梁部材シースと、前記受棚部の側部に開口した接合部材シースとを接続し、前記梁部材シースと前記接合部材シースとにＰＣ部材を挿通し、該ＰＣ部材を緊張して定着することによって前記接合部材と前記既製梁部材とを接合した後、接合した前記接合部材と前記既製梁部材とを吊り上げ、前記接合部材を杭柱状体の頭部に接合させる杭支持構造物の構築方法にある。

請求項１２に記載の発明の特徴は、請求項１０又は１１の構成に加え、前記接合部材及び／又は前記側壁部の上面、下面及び／又は外側面に開口したシース接続用凹部を設けておき、該シース接続用凹部内で前記梁部材シースと前記接合部材シースとを接続することにある。

請求項１３に記載の発明の特徴は、請求項１０～１２の何れか一の構成に加え、前記既製梁部材の前記側壁部の接合面に固定された充填用枠部材を前記接合部材の外側面に当接させ、該充填用枠部材内に充填材を充填して前記既製梁部材と前記接合部材との隙間を塞ぐことにある。

請求項１４に記載の発明の特徴は、請求項１０～１３の何れか一の構成に加え、前記接合部材は、前記杭柱状体の外径より大きい内径の鞘管を有し、前記杭柱状体の水平方向における打設位置のずれを前記外径と前記内径の差で調整することにある。

請求項１５に記載の発明の特徴は、請求項１０～１４の何れか一の構成に加え、前記接合部材に前記杭柱状体の頭部が挿入される杭接合部と、該杭接合部内に突設された支承部材とを備え、前記杭柱状体の垂直方向における打設位置のずれを前記支承部材の設置位置で調整することにある。

請求項１６に記載の発明の特徴は、請求項１０～１４の何れか一の構成に加え、前記接合部材に前記杭柱状体の頭部が挿入される杭接合部を備え、前記杭柱状体の杭頭部に前記杭接合部内に設置された支承部材と嵌合する切り欠き部を設け、該切り欠き部の切り欠き深さによって前記杭柱状体の垂直方向における打設位置のずれを調整することにある。

本発明に係る杭支持構造物は、請求項１の構成を具備することによって、梁部を構成するプレキャスト部材の軽量化を実現し、施工現場から離れた工場等からの輸送を容易にし、且つ、中・大型の起重機や起重機船等を用いずに効率よく構築することができる。また、既製梁部材の軽量化によって上部工全体が軽量化され、その分、杭支持構造物に作用する慣性力も小さなものとなるので、上部工を支持する杭柱状体の本数を低減することができる。さらに、既製梁部材を仮設置した段階で波浪等によって杭柱状体が揺動した場合であっても、既製梁部材の脱落を防止することができる。

また、本発明において、請求項２の構成を具備することによって、高い曲げ耐力及びせん断抵抗を得ることができる。

さらに、本発明において、請求項３の構成を具備することによって、底板部を有する既製梁部材の天板部端部を円滑に支承部材の受棚部に載置することができる。

さらにまた、本発明において、請求項４の構成を具備することによって、梁部の構造を強固なものとすることができる。

さらにまた、本発明において、請求項５の構成を具備することによって、杭柱状体の頭部に接合部材を好適に拘束できる。

また、本発明において、請求項６乃至７の構成を具備することによって、梁部材シースと接合部材シースとの連結を効率よく行うことができる。

さらに、本発明において、請求項８の構成を具備することによって、接合部材と既製梁部材との隙間に好適にグラウト等の充填材を充填することができる。

さらにまた、本発明において請求項９の構成を具備することによって、接合部材を杭柱状体の頭部に好適に載荷させることができるとともに、支承部材の取り付け位置によって杭柱状体の打設高さのズレを吸収することができる。

また、本発明に係る杭支持構造物の構築方法は、請求項１０に記載の構成を具備することによって、梁部を構成するプレキャスト部材の軽量化を実現し、施工現場から離れた工場等からの輸送を容易にし、且つ、中・大型の起重機や起重機船等を用いずに効率よく構築することができる。また、既製梁部材を仮設置した段階で波浪等によって杭柱状体が揺動した場合であっても、既製梁部材の脱落を防止することができる。

また、本発明に係る杭支持構造物の構築方法は、請求項１１に記載の構成を具備することによって、効率よく上部工を形成することができる。

さらに、本発明は、請求項１２に記載の構成を具備することによって、梁部材シースと接合部材シースとの連結を効率よく行うことができる。

また、本発明は、請求項１３に記載の構成を具備することによって、接合部材と既製梁部材との隙間に好適にグラウト等の充填材を充填することができる。

さらにまた、請求項１４に記載の構成を具備することによって、接合部材を水平方向における適正な位置に設置することができる。

さらにまた、請求項１５乃至１６に記載の構成を具備することによって、接合部材を適正な高さに設置することができる。

本発明に係る杭支持構造物の一例を示す正面図である。 同上の杭柱状体との接合部を示す拡大平面図である。 同上の縦断面図である。 同上のＡ-Ａ線矢視断面図である。 （ａ）は図１中の既製梁部材の一例を示す正面図、（ｂ）は同端部の平面図、（ｃ）は同端部の側面図である。 （ａ）は図１中の既製梁部材の他の一例を示す正面図、（ｂ）は同端部の側面図である。 （ａ）は図１中の既製梁部材のさらに他の一例を示す正面図、（ｂ）は同端部の側面図である。 （ａ）は図１中の既製梁部材の他の一例を示す正面図、（ｂ）は同端部の縦断面図である。 （ａ）は図１中の接合部材の一例を示す平面図、（ｂ）は同正面図、（ｃ）は同縦断面図である。 本発明に係る杭支持構造物の構築方法における作業手順を示す正面図であって、（ａ）は杭柱状体を打設した状態、（ｂ）は同杭柱状体に接合部材を設置した状態、（ｃ）は既製梁部材の設置作業の状態を示す図である。 は同上の既製梁部材の設置作業の状態を示す拡大斜視図である。 同上のシース間の接合作業の状態を説明する図であって、既製梁部材の設置作業の状態を示す拡大断面図である。 同上のジョイントシースを接続した状態を示す拡大断面図である。 同上のＰＣ部材を挿通した状態を示す拡大断面図である。 本発明に係る杭支持構造物の構築方法における作業手順を示す正面図であって、（ａ）はプレストレス導入時の状態を示す図、（ｂ）は完成時の状態を示す図である。 （ａ）は同上のグラウト充填時の状態を示す側面図、（ｂ）は同Ｂ-Ｂ線矢視断面図である。 シース間の接合態様の他の態様を示す拡大断面図である。

次に、本発明に係る杭支持構造物の実施態様を図１～図９に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号１は桟橋等の杭支持構造物、符号２は水底地盤、符号３は水面である。

杭支持構造物１は、図１に示すように、水底地盤２に打設された複数の鋼管杭等の杭柱状体４，４…と、杭柱状体４，４…に支持されたコンクリート造の梁部５とを備え、梁部５上に床版部６が形成され、梁部５と床版部６とで桟橋の上部工７を成している。

また、この杭支持構造物１は、図２～図４に示すように、各杭柱状体４，４…の頭部に接合されたプレキャストコンクリート製の接合部材８と、隣り合う接合部材８，８間に架設されるプレキャストコンクリート製の既製梁部材９，９とを備え、接合部材８と既製梁部材９，９とがプレストレスによって接合され、格子状の梁部５が形成されている。

杭柱状体４は、鋼管杭やＰＨＣ杭等（本実施例では鋼管杭）であって、縦向きの中空筒状に形成され、各杭柱状体４，４…の頭部に接合部材８が接合される。

また、杭柱状体４は、必要に応じて杭頭部外周面、具体的には接合部材８が載荷される部分に上下方向に間隔を置いて複数のシアキー１０，１０が溶接によって固定されている。

さらに、この杭柱状体４には、上端より所定の深さにコンクリート打設用の底型枠１１が備えられている。

既製梁部材９は、図５に示すように、工場等で製作されたプレキャストコンクリート部材であって、平板状の天板部１２と、天板部１２の長手方向両側縁より垂下された側壁部１３，１３と、側壁部１３，１３に埋設された梁部材シース１４，１４とを備えている。

側壁部１３は、互いに対向する内側面１３ａが下側に向けて互いの距離が拡開するように傾斜し、既製梁部材９が後述する受棚部２６に対し適正な位置に誘導されるようになっている。

各側壁部１３，１３には、長手方向に向けた複数の梁部材シース１４，１４が上下に間隔をおいて埋設され、後述する接合部材８に埋設された接合部材シース１５，１５と互いに連結されるようになっている。

尚、図中符号１６は梁部材シース１４と接合部材シース１５とを連結するジョイントシースであって、梁部材シース１４及び接合部材シース１５の内径よりも外径が小さく、梁部材シース１４又は接合部材シース１５の何れか一方の内部に進退可能に収容され、連結時に引き出されて他方のシースと嵌合するようになっている。

また、側壁部１３，１３の接合側端部には、その上面又は外側面の少なくとも一方に開口したシース接続用凹部１７，１８を備え、このシース接続用凹部１７，１８内に側壁部１３に埋設された梁部材シース１４の端部が配置されている。

シース接続用凹部１７は、天板部１２の上面長手方向端部に開口し、上側の梁部材シース１４の深さまで至る縦溝状に形成され、シース接続用凹部１８は、側壁部１３の外側面長手方向端部に開口した横穴状に形成されている。

また、各シース接続用凹部１７，１８は、それぞれ接合面側にも開口し、接合面側の開口を通して接合部材シース１５，１５と連結されるようになっている。

尚、シース接続用凹部１７，１８は、上述の実施例に限定されず、例えば、図６に示すように、上下ともに側壁部１３，１３の外側面長手方向端部に開口したシース接続用凹部１８，１８であってもよく、図７に示すように、上面長手方向端部に開口し、且つ、下側の梁部材シース１４まで至る深さに形成したシース接続用凹部１９であってもよい。さらには、特に図示しないが、側壁部１３の下面側長手方向端部に開口したものであってもよい。

また、側壁部１３，１３の接合面には、その接合面の上縁を除く周縁、即ち、外側縁、下縁、内側縁及び天板部内側面に連続した充填用枠部材２０が固定され、上側から充填用枠部材２０内に既製梁部材９と接合部材８との隙間を塞ぐグラウト等の充填材２１が充填されている。なお、天板部内側面の充填用枠部材２０の固定範囲は、内側面１３ａの端部より接合部材８の受棚部２６と重なる部分を含んでいればよい。

充填用枠部材２０は、ゴムやその他の弾性材によって構成され、既製梁部材９と接合部材８との接合面を重ね合わせることによって、既製梁部材９と接合部材８との隙間が封鎖されるようになっている。なお、充填用枠部材２０に、ゴムやその他の弾性材に変えてコンパネ等の従前の型枠材を用いるようにしてもよい。

尚、上述の実施例では、既製梁部材９，９を断面逆Ｕ字状とした例について説明したが、図８に示すように、天板部１２と対向する底面部２２を備えた断面ロ字状に形成してもよい。尚、上述の実施例と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する。

また、その場合には、底面部２２の両端部に後述する受棚部２６，２６…が挿通される矩形切り欠き状の回避部２２ａ，２２ａが形成されていることが望ましい。

さらに、図８に示すように、断面ロ字状としたときには、底面部２２の両端部から天板部１２まで至る壁体２３を設け、ロ字状開口部を閉鎖し、既製梁部材９内に海水等が入らないようにしてもよい。

接合部材８は、図９に示すように、コンクリートによって一体に形成され、四方に外側面が配置された直方体状の本体部２４と、杭柱状体４の頭部が挿入される杭接合部２５と、本体部２４の各外側面より突出した受棚部２６，２６…と、受棚部２６，２６…の両側に開口するように埋設された接合部材シース１５，１５とを備えている。

杭接合部２５は、本体部２４の上下に貫通した丸孔状に形成され、その内側に鞘管２７を備え、この鞘管２７内に杭柱状体４の頭部が嵌まり込み、鞘管２７内に打設されたグラウト２８によって、杭頭部と接合されている。

鞘管２７は、内径が杭柱状体４の外径より大きく、具体的には、杭柱状体４の水平方向における打設位置のずれの公差に合わせた内径となっている。

また、鞘管２７の上部内周面には、周方向に間隔をおいて複数の支承部材２９，２９…が突設され、この支承部材２９，２９…が杭柱状体４の上端面と係合することによって、接合部材８が杭柱状体４の杭頭部に載置できるようになっている。

さらに、鞘管２７の内周面には、必要に応じて上下方向に間隔を置いて複数のシアキー３０，３０が溶接によって固定されている。

受棚部２６は、上面に平坦な支持面２６ａを有し、幅が既製梁部材９，９の両側壁部内側面１３ａ，１３ａの上端間距離と略同じ又はやや狭い棚状に形成され、支持面２６ａが本体部２４の上面より既製梁部材９，９の天板部１２厚さ分だけ下がった位置となるように突設されている。

尚、受棚部２６，２６…は、軽量化のため支持面２６ａの突出方向端縁より下向きに傾斜した傾斜面を有する形状を例に示すが、上面に既製梁部材９の天板部１２端部を支持する支持面を備えていればよく、例えば、直方体状に形成してもよい。

接合部材シース１５，１５は、それぞれ鞘管２７の外側に配置され、受棚部２６，２６…の両側に開口し、且つ、上下方向に間隔をおいて本体部２４内に埋設されている。

尚、交差する各接合部材シース１５，１５は、交差する方向で互いに干渉しないように高さ位置をずらして配置され、それぞれ接合される既製梁部材９，９の梁部材シース１４，１４の位置と整合するように配置されている。

各接合部材８と既製梁部材９，９とは、連通した梁部材シース１４，１４と接合部材シース１５，１５とにＰＣ部材３１が挿通され、ＰＣ部材３１を緊張した状態で定着することによって、接合部材８と既製梁部材９，９との間にプレストレスが付与され、互いに接合されている。

ＰＣ部材３１は、ＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼より線の他、鋼線以外の線材等を使用することができる。

次に、このような杭支持構造物の構築方法について図１０～図１６に基づいて説明する。

事前準備として、予め工場等で既製梁部材９，９及び接合部材８を製作し、これを施工現場付近までトラック等の輸送手段によって運搬する。

尚、既製梁部材９，９は、図５等に示すように、天板部１２及び側壁部１３，１３を有する断面逆Ｕ字状に形成したことによって、従来の矩形断面を有する既製梁部材９，９と比べて軽量化されるので、トラック等の輸送手段による輸送が容易となっており、施工現場から離れた工場等での製作が可能となっている。

また、接合部材８は、各杭柱状体４に接合する部分のみを負担する部分であるので十分に小型軽量化されており、トラック等の輸送手段による輸送が容易となっており、施工現場から離れた工場等での製作が可能となっている。

施工現場においては、先ず、図１０（ａ）、に示すように、所定の位置に杭柱状体４，４…を水底地盤２に打設するとともに、杭柱状体４，４…の上端側を水面３より突出した状態とする。

そして、各杭柱状体４，４…の打設が完了したら、図３に示すように、各杭柱状体４，４…の上端より所定の深さに底型枠１１を設置する。

次に、接合部材８をクレーン等で吊り上げ、各受棚部２６，２６…の方向を調整しつつ、各杭柱状体４，４…の頭部に上方から下降させ、図１０（ｂ）に示すように、鞘管２７を杭柱状体４の頭部に嵌合させるとともに、支承部材２９，２９…を杭柱状体４の上端面に支持させ、接合部材８を杭柱状体４に仮支持させる。

その際、杭柱状体４の外径に対し、鞘管２７が大きく形成されているので、杭柱状体４が水平方向の打設位置ズレを生じている場合、杭柱状体４に対し鞘管２７をやや偏心した位置に設置することで水平方向の打設位置のズレを吸収し、適正な位置に接合部材８を設置することができる。

また、鞘管２７の内面に固定される支承部材２９，２９…の高さ位置を調整することによって、杭柱状体４の垂直方向における打設位置のずれを調整することができる。

支承部材の態様は、上述の実施例に限定されず、例えば、鞘管２７内にＨ型鋼等を架け渡した状態に設け、杭柱状体４の杭頭部に設けた切り欠け部と嵌合させてもよい。その場合、Ｈ型鋼を嵌合させる切り欠け部の切り欠け深さを調整することで杭柱状体４の垂直方向における打設位置のずれを調整することができる。

なお、上述の実施例における鞘管２７の内面への支承部材２９の固定作業およびＨ型鋼等を使用する際の切り欠け部の切り欠け長の調整作業は、現場で杭柱状体４の打設位置を確認してから切かけ部長を調整することで、より適正な位置に接合部材８を設置することができる。

そして、接合部材８の杭柱状体４への仮支持が完了したら、杭柱状体４と鞘管２７下端開口との間を封止部材（図示せず）によって封鎖し、杭柱状体４と鞘管２７との間の間隙に高流動コンクリート又はグラウト等の充填材３２を充填し、杭柱状体４に接合部材８を固定する。なお、充填材３２は、杭柱状体４の上方から充填できるため、作業が容易で的確に充填することができる。

次に、既製梁部材９，９をクレーン等によって吊り上げ、隣り合う各杭柱状体４，４…に接合された接合部材８，８間の上方に移動させ、図１０（ｃ）、図１１、図１２に示すように、その位置で下降させる。

既製梁部材９は、下降によって両側壁部１３，１３が受棚部２６，２６…の両側部に挿し込まれるとともに、天板部１２の両端部がそれぞれ隣り合う接合部材８の受棚部２６，２６…の支持面に載置され、各杭柱状体４，４…に接合された接合部材８，８間に架設される。

その際、既製梁部材９の側壁部１３，１３の傾斜した内側面１３ａによって案内され、接合部材８と既製梁部材９，９とが互いに所定の位置に誘導され、梁部材シース１４，１４と接合部材シース１５，１５との位置合わせがされる。

尚、既成梁部材９を接合部材８に載荷させた際、既成梁部材９の側壁部内側面１３aと接合部材８の受棚部２６の側面間には間隙が生じた状態となっている。当該間隙を残したままとすると梁下部より海水等を受けた際に海水が抜け難く、錆等による劣化の原因となりやすいことから、当該間隙をグラウトで充填することが望ましい。また、グラウトによる当該間隙の充填に代え、事前に受棚部２６の側面に当該間隙に合致する寸法でゴムを貼り付けておいてから既設梁部材９を受棚部２６に載荷するようにしても良い。

また、グラウトによる充填、ゴムの貼り付けに代えて、撥水性塗料を塗布してもよい。なお、撥水性塗料を塗布する際、既成梁部材９の側丙内側１３aの塗布面は、接合部材８の受棚部２６の側面のとおりではなく、受棚部２６の側面部相当以上であればよい。

次に、図１３に示すように、シース接続用凹部１７，１８内において作業員がジョイントシース１６を梁部材シース１４，１４より引き出し、ジョイントシース１６を接合部材シース１５，１５に連結する。

これによって、梁部５を構成する複数の既製梁部材９，９及び複数の接合部材８を貫通した連続したシースが形成される。

次に、図１６に示すように、側壁部１３，１３の外側面に開口したシース接続用凹部１８の開口部を閉鎖板３３によって閉鎖する。その際、閉鎖版３３は、既製梁部材９に予めインサート部材３４ａを埋設しておきボルト３４ｂによって固定してもよく、シース接続用凹部１８内に設置したセパレータによって固定してもよい。尚、図中符号３５はグラウト注入口、符号３６は空気抜き孔である。

次に、図１５（ｂ）、図１６に示すように、上面側から接合部材８と既製梁部材９，９との隙間にグラウト等の充填材２１を充填するとともに、シース接続用凹部１７，１８内にもグラウト等の充填材２１を充填する。

その際、上面が開口したシース接続用凹部１７には、接合面側の開口及び上面の開口より充填材２１を注入し、側壁部１３，１３の外側面に開口したシース接続用凹部１８には、接合面側の開口より充填するとともに、空気抜き孔３６から空気を抜きつつグラウト注入口３５より充填材２１を注入する。

次に、図１４、図１５（ａ）に示すように、梁部５を構成する複数の既製梁部材９，９及び複数の接合部材８を貫通した連続したシースにＰＣ部材３１を挿通し、このＰＣ部材３１を緊張した状態でその両端部を梁部５の端部を構成する接合部材８に定着するか、接合部材８に定着用ブロック（特に図示せず）を接合してその定着用ブロックに定着し、隣り合う各接合部材８と既製梁部材９，９との間にプレストレスを付与する。

そして、梁部５を構成する複数の既製梁部材９，９及び複数の接合部材８を貫通した連続したシース内にグラウトを注入・固化させる。

次に、図３、図１５（ｂ）に示すように、鞘管２７の上方からグラウト２８を打設し、杭柱状体４，４…内及び鞘管２７内にコンクリートを充填する。

そして、打設したコンクリートを養生・固化させることによって杭柱状体４と接合部材８とが接合され、梁部５が形成され、プレキャストコンクリート床版又は場所打ちコンクリートによって床版部６を形成し、杭支持構造物１が構築される。

このように構成された杭支持構造物１は、既製梁部材９，９が天板部１２及び側壁部１３，１３を有する断面逆Ｕ字状又はロ字状に形成されているので、従来の断面矩形状のプレキャスト部材に比べて軽量化され、工場等からの輸送が容易となるとともに、小型の起重機又は起重機船でも施工可能となるので、効率よく施工できるとともに施工費用の低減を図ることができる。

また、この杭支持構造物１では、既製梁部材９，９の軽量化に伴い、上部工全体が軽量化され、その分、杭支持構造物１に作用する慣性力も小さなものとなるので、上部工を支持する杭柱状体４の本数を低減することができる。

さらに、この杭支持構造物１では、受棚部２６，２６…の側方に既製梁部材９，９の側壁部１３，１３が差し込まれるので、側壁部１３，１３の内側面１３ａ，１３ａに案内されて既製梁部材９，９を受棚部２６の所定の位置に誘導することができるとともに、架設した後、接合部材８と既製梁部材９，９とが一体化される前段階において、波浪等によって杭柱状体４が揺動した場合であっても既製梁部材９，９の脱落を防止することができる。

さらにまた、この杭支持構造物１では、既製梁部材９，９の端部を受棚部２６，２６…で支持したことによって、供用時に上部工に作用する上載荷重に対し、高いせん断抵抗を得ることができる。

尚、上述の実施例では、既製梁部材９，９の内側が空洞の状態のものについて説明したが、底板部２２を設ける場合には、必要に応じて既製梁部材９，９の断面ロ字状の内側にコンクリートを打設してもよい。

また、上述の実施例では、先に接合部材８を各杭柱状体４に接合し、その後に杭柱状体４に接合された各接合部材８，８間に既製梁部材９を架設し、しかる後にプレストレスを付与する場合について説明したが、先に接合部材８と既製梁部材９とを接合して梁状のブロック体を形成し、しかる後、ブロック体を吊り上げ杭柱状体に接合させてもよい。

即ち、施工現場付近の製作ヤードにおいて、天板部１３の端部を隣り合う接合部材８，８の受棚部２６に支持させ、梁部材シース１４と接合部材シース１５とジョイントシース１６を介して接続し、連通した梁部材シース１４と接合部材シース１５とにＰＣ部材３１を挿通し、ＰＣ部材３１を緊張して定着することによって接合部材８と既製梁部材９とを接合してブロック体を形成し、しかる後、接合した接合部材８と既製梁部材９とからなるブロック体を吊り上げ、ブロック体の接合部材８を杭柱状体４の頭部に接合させるようにしてもよい。

この実施形態は、施工性が向上するとともに、地上部でブロック体を形成するため品質面および安全面でも効果的である。

尚、上述の実施例では、既製梁部材９の側壁部１３に設けたシース接続用凹部１７，１８を使用して、梁部材シース１４と接合部材シース１５とが接続される例について説明したが、シース接続用凹部は、接合部材８に設けてもよい。

また、梁部材シース１４と接合部材シース１５との接続は、シース接続用凹部を設けず、図１７に示すように、既製梁部材９の接合面に突出した接合用シール材３７を備え、接合用シール材３７に設けられたシース材１４の外径より大きな内径を有する孔に梁部材シース１４の先端部を挿入しておき、接合用シール材３７を介して梁部材シース１４と接合部材シース１５とが接続されるようにしてもよい。尚、接合用シール材３７は、接合部材８側に設けてもよい。

１ 杭支持構造物
２ 水底地盤
３ 水面
４ 杭柱状体
５ 梁部
６ 床版部
７ 上部工
８ 接合部材
９ 既製梁部材
１０ シアキー
１１ 底型枠
１２ 天板部
１３ 側壁部
１４ 梁部材シース
１５ 接合部材シース
１６ ジョイントシース
１７ シース接続用凹部
１８ シース接続用凹部
１９ シース接続用凹部
２０ 充填用枠部材
２１ 充填材
２２ 底面部
２２ａ 回避部
２３ 壁体
２４ 本体部
２５ 杭接合部
２６ 受棚部
２７ 鞘管
２８ 場所打ちコンクリート
２９ 支承部材
３０ シアキー
３１ ＰＣ部材
３２ 充填材
３３ 閉鎖板
３４ セパレータ
３５ グラウト注入口
３６ 空気抜き孔
３７ 接合用シール材

Claims (16)

1. 杭柱状体の頭部に接合される接合部材と、隣り合う該接合部材間に架設される既製梁部材とを備えている杭支持構造物において、
   前記既製梁部材は、平板状の天板部と、該天板部の長手方向両側縁より垂下された側壁部と、該側壁部に埋設された梁部材シースとを備え、
   前記接合部材は、前記頭部が挿入される杭接合部と、外側面より突出し、前記天板部の端部が載置される受棚部と、該受棚部の両側に開口し、前記梁部材シースと接続される接合部材シースとを備え、
   前記梁部材シースと前記接合部材シースとに挿通したＰＣ部材が緊張された状態で定着され、前記接合部材と前記既製梁部材とが接合されていることを特徴とする杭支持構造物。
2. 前記既製梁部材は、前記天板部と対向する底面部を備えた請求項１に記載の杭支持構造物。
3. 前記底面部は、両端部に前記受棚部が挿通される回避部が形成されている請求項２に記載の杭支持構造物。
4. 前記既製梁部材の内側にコンクリートが打設された請求項２又は３の何れか一に記載の杭支持構造物。
5. 前記接合部材は、前記杭柱状体と嵌合する鞘管を備え、前記接合部材シースは、前記鞘管の外側に配置されている請求項１～４の何れか一に記載の杭支持構造物。
6. 前記接合部材及び／又は前記側壁部は、その上面、下面及び／又は外側面に開口したシース接続用凹部を備え、該シース接続用凹部内で前記梁部材シースと前記接合部材シースとが接続される請求項１～５の何れか一に記載の杭支持構造物。
7. 前記既製梁部材及び/又は前記接合部材の接合面に突出した接合用シール材を備え、該接合用シール材に設けられた孔に前記梁部材シース又は前記接合部材シースが挿入され、該接合用シール材を介して前記梁部材シースと前記接合部材シースとが接続された請求項１～５の何れか一に記載の杭支持構造物。
8. 前記既製梁部材の前記側壁部の接合面に充填用枠部材が固定され、該充填用枠部材内に前記既製梁部材と前記接合部材との隙間を塞ぐ充填材が充填されている請求項１～７の何れか一に記載の杭支持構造物。
9. 前記接合部材は、前記杭接合部内に設けられ、前記杭柱状体の杭頭部に係合する支承部材を有する請求項１～８の何れか１に記載の杭支持構造物。
10. 平板状の天板部と、該天板部の両側縁より垂下された側壁部と、該側壁部に埋設された梁部材シースとを備えている既製梁部材を使用し、
    外周面に受棚部が突設された接合部材を杭柱状体の頭部に接合させた後、
    前記天板部の端部を隣り合う前記接合部材の外側面より突出した受棚部に支持させ、
    前記梁部材シースと、前記受棚部の側部に開口した接合部材シースとを接続し、
    しかる後、前記梁部材シースと前記接合部材シースとにＰＣ部材を挿通し、該ＰＣ部材を緊張して定着することによって前記接合部材と前記既製梁部材を接合することを特徴とする杭支持構造物の構築方法。
11. 外周面に受棚部が突設された接合部材と、平板状の天板部と、該天板部の両側縁より垂下された側壁部と、該側壁部に埋設された梁部材シースとを備えている既製梁部材とを使用し、
    前記天板部の端部を隣り合う前記接合部材の外側面より突出した受棚部に支持させ、
    前記梁部材シースと、前記受棚部の側部に開口した接合部材シースとを接続し、前記梁部材シースと接合部材シースとにＰＣ部材を挿通し、該ＰＣ部材を緊張して定着することによって前記接合部材と前記既製梁部材とを接合した後、
    接合した前記接合部材と前記既製梁部材とを吊り上げ、前記接合部材を杭柱状体の頭部に接合させることを特徴とする杭支持構造物の構築方法。
12. 前記接合部材及び／又は前記側壁部の上面、下面及び／又は外側面に開口したシース接続用凹部を設けておき、該シース接続用凹部内で前記梁部材シースと前記接合部材シースとを接続する請求項１０又は１１に記載の杭支持構造物の構築方法。
13. 前記既製梁部材の前記側壁部の接合面に固定された充填用枠部材を前記接合部材の外側面に当接させ、該充填用枠部材内に充填材を充填して前記既製梁部材と前記接合部材との隙間を塞ぐ請求項１０～１２の何れか一に記載の杭支持構造物の構築方法。
14. 前記接合部材は、前記杭柱状体の外径より大きい内径の鞘管を有し、前記杭柱状体の水平方向における打設位置のずれを前記外径と前記内径の差で調整する請求項１０～１３のいずれかに記載の杭支持構造物の構築方法。
15. 前記接合部材に前記杭柱状体の頭部が挿入される杭接合部と、 該杭接合部内に突設された支承部材とを備え、前記杭柱状体の垂直方向における打設位置のずれを前記支承部材の設置位置で調整する請求項１０～１４のいずれかに記載の杭支持構造物の構築方法。
16. 前記接合部材に前記杭柱状体の頭部が挿入される杭接合部を備え、 前記杭柱状体の杭頭部に前記杭接合部内に設置された支承部材と嵌合する切り欠き部を設け、該切り欠き部の切り欠き深さによって前記杭柱状体の垂直方向における打設位置のずれを調整する請求項１０～１４のいずれかに記載の杭支持構造物の構築方法。
    

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