JP7278858B2 - Pile head caps and building foundations - Google Patents
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Description
この発明は、地盤に打ち込まれた鋼管杭の杭頭に装着される杭頭キャップおよびこの杭頭キャップを用いた建物基礎に関する。 The present invention relates to a pile head cap attached to the pile head of a steel pipe pile driven into the ground, and a building foundation using this pile head cap.
従来、軟弱地盤における建物の不同沈下を防止するために、円筒状の鋼管杭を地盤に打ち込む杭状地盤補強法が行われている。そして、この杭状地盤補強法では、上記鋼管杭の打ち込みの後、鋼管杭の杭頭に杭頭キャップを溶接により取り付けて一旦埋め戻す作業が行われ、その後に、基礎業者が埋め戻し箇所の土を掘り起こし、基礎工事を実施している。 Conventionally, in order to prevent uneven subsidence of buildings on soft ground, a pile-shaped ground reinforcement method has been used in which cylindrical steel pipe piles are driven into the ground. In this pile-shaped ground reinforcement method, after driving the steel pipe piles, a pile head cap is attached to the pile head of the steel pipe pile by welding and backfilling is performed once. Digging up the soil and carrying out foundation work.
なお、特許文献1には、軟弱地盤の地表から硬質な支持地盤まで、複数の鋼管杭を打設する鋼管杭打設工程と、打設されたこれらの鋼管杭の上端位置が均等となるよう該鋼管杭の上端側を切断する鋼管杭切断工程と、上記各鋼管杭にH型鋼を水平に固定するH型鋼固定工程と、を備える軟弱地盤の改良工法が開示されている。
In addition, in
しかしながら、現場で鋼管杭の杭頭に杭頭キャップとして鉄板を溶接により取り付ける工法では、天候によって溶接を実施できないことがある。 However, in the method of welding a steel plate as a pile head cap to the pile head of a steel pipe pile on site, welding may not be possible due to weather.
この発明は、上記の事情に鑑み、現場での杭頭への鉄板溶接といった作業を不要にできる杭頭キャップおよび建物基礎を提供することを課題とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a pile head cap and a building foundation that can eliminate the need for work such as steel plate welding to the pile head on site.
この発明の杭頭キャップは、上記の課題を解決するために、板状部と、上記板状部の下面側から下方に突出し、鋼管杭の杭頭に被せられた状態で上記杭頭の上縁側の内周面と外周面の少なくとも一方に対向する突出部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the pile head cap of the present invention protrudes downward from the plate-shaped part and the lower surface side of the plate-shaped part, and covers the pile head of the steel pipe pile. A protruding portion facing at least one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the edge side is provided.
上記構成であれば、鋼管杭の杭頭に上から杭頭キャップを被せるだけで装着することができるので、現場での溶接作業が不要になる。そして、上記板状部に上方向への持ち上げ力が作用して杭頭キャップが杭頭から離脱したとしても、溶接ではないので、再度、杭頭キャップを杭頭に上から被せるだけで装着できる。一方、上記板状部に横方向の力が加わるときには、上記突出部が上記杭頭の上縁側周面に当たるので、杭頭キャップは杭頭から外れ難いし、また、位置ずれも生じ難い。さらに、上記板状部の外周縁に斜め上方向の力が加わった場合、上記板状部が斜めになるときに上記突出部の下端側が上記杭頭の上縁側周面に当たるようにできるので、真上方向以外の方向の力について、杭頭キャップを杭頭から外れ難くすることができる。 With the above configuration, the steel pipe pile can be mounted simply by covering the pile head with the pile head cap, which eliminates the need for on-site welding work. Then, even if an upward lifting force acts on the plate-shaped portion and the pile head cap separates from the pile head, it is not welded, so it can be installed simply by covering the pile head from above. . On the other hand, when a lateral force is applied to the plate-like portion, the protruding portion abuts against the peripheral surface of the upper edge of the pile head, so that the pile head cap is less likely to come off from the pile head and is less likely to be displaced. Furthermore, when an obliquely upward force is applied to the outer peripheral edge of the plate-like portion, the lower end side of the projecting portion can be brought into contact with the upper edge side peripheral surface of the pile head when the plate-like portion is inclined. It is possible to make it difficult for the pile head cap to come off from the pile head with respect to forces in directions other than the straight upward direction.
ところで、上記鋼管杭の支持力が向上したことによって、鋼管杭の径が小さくなり、また、鋼管杭の打ち込みピッチが大きくなると、基礎コンクリートの底盤の小さな領域で建物荷重を受け止めることになり、基礎コンクリートに局所的に大きな負担がかかるという問題が生じる。上記板状部が上記鋼管杭の杭頭の外形寸法よりも大きな外形寸法を有する構成であれば、基礎コンクリートに局所的に加わる負担を小さくでき、高支持力を有する鋼管杭の性能を十分に発揮させることができる。 By the way, due to the improvement of the bearing capacity of the steel pipe piles, the diameter of the steel pipe piles is reduced and the driving pitch of the steel pipe piles is increased. A problem arises in that a large load is locally applied to the concrete. If the plate-like portion has an outer dimension larger than the outer dimension of the pile head of the steel pipe pile, the load locally applied to the foundation concrete can be reduced, and the performance of the steel pipe pile having high bearing capacity can be sufficiently improved. can be demonstrated.
上記突出部として上記内周面に対向する突出部が点在配置で複数存在するとともに、上記複数の突出部に接続されるリブ部が設けられていてもよい。これによれば、上記リブ部によって杭頭キャップの強度が向上し、割れや破損を低減することができ、また、杭頭キャップの剛性も向上し、杭頭キャップの変形も生じ難くなり、建物荷重を鋼管杭に略均一に伝えることができる。また、2個の杭頭キャップをその突出部の形成側を互いに向き合わせ且つ突出部の位置をずらしてコンパクトに重ねて搬送時等の容積低減に寄与することも可能になる。 As the projecting portion, a plurality of projecting portions facing the inner peripheral surface may be present in an interspersed manner, and a rib portion connected to the plurality of projecting portions may be provided. According to this, the strength of the pile head cap is improved by the rib portion, cracking and breakage can be reduced, the rigidity of the pile head cap is improved, deformation of the pile head cap is less likely to occur, and the building The load can be transmitted substantially uniformly to the steel pipe pile. In addition, it is possible to stack two pile head caps in a compact manner by facing each other with the protruding portions forming sides thereof and shifting the positions of the protruding portions, thereby contributing to a reduction in volume during transportation and the like.
或いは、上記突出部として上記内周面に対向する突出部が壁状に連続形成されていてもよい。これによれば、上記のような容積低減には寄与できないものの、杭頭キャップの強度が向上し、割れや破損を低減することができ、また、杭頭キャップの剛性も向上し、杭頭キャップの変形も生じ難くなり、建物荷重を鋼管杭に略均一に伝えることができる。 Alternatively, as the protrusion, a protrusion facing the inner peripheral surface may be continuously formed in a wall shape. According to this, although it cannot contribute to the volume reduction as described above, the strength of the pile head cap can be improved, cracking and breakage can be reduced, the rigidity of the pile head cap is improved, and the pile head cap deformation is less likely to occur, and the building load can be transmitted substantially uniformly to the steel pipe pile.
上記突出部として上記外周面に対向する突出部が壁状に連続形成されていてもよい。これによれば、上記のような容積低減には寄与できないものの、杭頭キャップの強度が向上し、割れや破損を低減することができ、また、杭頭キャップの剛性も向上し、杭頭キャップの変形も生じ難くなり、建物荷重を鋼管杭に略均一に伝えることができる。 As the projecting portion, a projecting portion facing the outer peripheral surface may be continuously formed in a wall shape. According to this, although it cannot contribute to the volume reduction as described above, the strength of the pile head cap can be improved, cracking and breakage can be reduced, the rigidity of the pile head cap is improved, and the pile head cap deformation is less likely to occur, and the building load can be transmitted substantially uniformly to the steel pipe pile.
上記外周面に対向する突出部における外形は、下側ほど小さくなる斜め形状をなしてもよい。これによれば、当該杭頭キャップが上記鋼管杭の杭頭に被せられた状態において、上記外周面に対向する上記突出部の外形は、下側ほど上記鋼管杭の外周面に近づくので、当該突出部の下端面における上記鋼管杭の外周面からの突出量を極力小さくすることができる。これにより、鋼管杭の周囲の土の掘り起こしに際して重機のバケットの爪が杭頭キャップに引っ掛かるのを抑制できる。 The outer shape of the projecting portion facing the outer peripheral surface may form an oblique shape that becomes smaller toward the bottom. According to this, in a state in which the pile head cap is placed on the pile head of the steel pipe pile, the outer shape of the projecting portion facing the outer peripheral surface approaches the outer peripheral surface of the steel pipe pile toward the lower side. It is possible to minimize the amount of protrusion of the lower end surface of the protrusion from the outer peripheral surface of the steel pipe pile. As a result, it is possible to prevent the claws of the bucket of the heavy equipment from being caught in the pile head cap when digging up the soil around the steel pipe pile.
上記板状部の上面に位置決め用の凹部が形成されていてもよい。これによれば、上記凹部を利用して測量ポールを位置決めすることができ、杭施工後の杭芯ずれを測定する光波測距等を迅速に行うことができる。 A recess for positioning may be formed on the upper surface of the plate-like portion. According to this, the surveying pole can be positioned using the concave portion, and light wave distance measurement for measuring pile misalignment after pile construction can be quickly performed.
また、この発明の建物基礎は、鋼管杭および布基礎を備える建物基礎であって、上記鋼管杭の杭頭に設けられた上記いずれかの杭頭キャップ上に直接に、または捨てコンクリートを介して上記布基礎のフーチング部が位置することを特徴とする。 In addition, the building foundation of the present invention is a building foundation comprising a steel pipe pile and a continuous foundation, and is directly on any of the pile head caps provided at the pile head of the steel pipe pile or via dump concrete. It is characterized in that the footing part of the continuous footing is positioned.
本発明であれば、現場での杭頭への鉄板溶接といった作業を不要にできるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to eliminate the need for on-site work such as steel plate welding to the pile head.
(実施形態1)
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1、図2(A)および図2(B)に示すように、この実施形態にかかる杭頭キャップ1は、例えば、板状部である上面が平坦な円形の鉄板部11と、上記鉄板部11の下面側から下方に突出する突出部12と、を備えており、地盤に埋め込まれた円筒状の鋼管杭5の上端開口を塞ぐように杭頭51に装着される。この杭頭キャップ1は、例えば、鋳造により製作される。
(Embodiment 1)
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIGS. 1, 2A, and 2B, the
上記鉄板部11は、上記鋼管杭5の外形寸法(一例として外径)よりも大きな外形寸法(一例として直径)を有する。また、上記鉄板部11の下面(底面)の荷重の影響を受け難い箇所には、円形の薄肉領域11aが形成されて軽量化が図られている。また、上記鉄板部11の上面(表面)の中心位置には、位置決め用の凹部11bが形成されている。上記凹部11bは、例えば、逆円錐状をなす。
The
また、上記突出部12は、上記鋼管杭5の杭頭51に被せられた状態で、上記杭頭51の管内側に位置し、上記杭頭51の上端側の内周面に対向する。この実施形態では、4個の突出部12が、円形の鉄板部1の中心を中心にして周方向に90度間隔で、上記薄肉領域11aの外側において、点在配置されている。また、上記鉄板部11の下面には、上記突出部12に接続されて上記鉄板部1の剛性や強度を向上させるリブ部13が設けられている。上記リブ部13は、突出部12よりも高さが低く、上記薄肉領域11aを通るように形成されている。なお、杭頭キャップ1を作製する材料の量が増えるが、上記リブ部13の高さを突出部12と同程度の高さにしてもよく、また、上記薄肉領域11aが形成されない形状にしてもよい。
The projecting
また、上記リブ部13は、向かい合う2個の突出部12同士を接続しており、上記鉄板部11の中央側を通って十字状に形成されている。もちろん、上記突出部12の数は、4個に限らず、上記周方向に120度間隔で3個配置して上記リブ部13を三又状に形成してもよいし、或いは、上記周方向に180度間隔で2個配置して上記リブ部13を一文字状に形成してもよい。或いは、上記突出部12の数を5個以上としてもよい。
Moreover, the
図4および図5に、上記杭頭キャップ1を用いたこの実施形態の建物基礎100を示す。この建物基礎100においては、グランドレベルGLよりも掘り下げられた箇所に鋼管杭5の杭頭51が位置しており、この杭頭51上に上記杭頭キャップ1が装着されている。そして、上記杭頭キャップ1上によって布基礎6のフーチング部61が捨てコンクリート62を介して支持されている。なお、上記捨てコンクリート62を介さないで、直接に、上記杭頭キャップ1上に布基礎6のフーチング部61が支持される構造としてもよい。
4 and 5 show a
上記構成の杭頭キャップ1であれば、鋼管杭5の杭頭に上から杭頭キャップ1を被せるだけで装着することができるので、現場での溶接作業が不要になる。そして、上記鉄板部11に上方向への持ち上げ力が作用して杭頭キャップ1が杭頭51から離脱したとしても、溶接ではないので、再度、杭頭キャップ1を杭頭51に上から被せるだけで装着できる。一方、上記鉄板部11に横方向の力が加わるときには、上記突出部12が上記杭頭51の上縁側周面に当たるので、杭頭キャップ1は杭頭51から外れ難いし、また、位置ずれも生じ難い。さらに、上記鉄板部11の外周縁に斜め上方向の力が加わって上記鉄板部11が斜めになるときに、上記突出部12の下端側が上記杭頭51の上縁側周面に当たるように、上記突出部12の長さおよび突出部12と上記杭頭51の内周面との隙間を設定しておくと、真上方向以外の方向の力について、杭頭キャップ1を杭頭51から外れ難くできる。
The
また、鋼管杭5の外形寸法よりも大きな外形寸法を有する鉄板部11が杭頭51上に位置するので、基礎コンクリートに局所的に加わる負担を小さくでき、高支持力を有する鋼管杭5の性能を十分に発揮させることができる。なお、上記鉄板部11の外形寸法が鋼管杭5の外形寸法よりも大きいことに限定されない。本願発明は、鉄板部11の外形寸法が鋼管杭5の外形寸法と同じとする構成を包含する。
In addition, since the
上記突出部12が点在配置で複数存在するとともに、これら複数の突出部12に接続するリブ部13が設けられていると、上記リブ部13によって杭頭キャップ1の強度が向上し、割れや破損を低減することができ、また、杭頭キャップ1の剛性も向上し、杭頭キャップ1の変形も生じ難くなり、建物荷重を鋼管杭に略均一に伝えることができる。なお、杭頭キャップ1が多少変形するとしても、上記突出部12を、上記鋼管杭5の内周面に極力近接させて配置することにより、杭頭キャップ1が僅かに変形した段階で、上記突出部12を上記鋼管杭5の内周面に圧着させ、当該鋼管杭5によって杭頭キャップ1の変形を抑えるようにすることができる。
When a plurality of the protruding
また、図3に示すように、2個の杭頭キャップ1をその突出部12の形成側を互いに向き合わせ且つ突出部12の位置をずらしてコンパクトに重ねて搬送時等の容積低減に寄与することも可能になる。
In addition, as shown in FIG. 3, two pile head caps 1 are compactly superimposed with their projecting
上記鉄板部11の上面に位置決め用の凹部11bが形成されていると、上記凹部11bを利用して測量ポールを位置決めして立てることができ、杭施工後の杭芯ずれを測定する光波測距等を迅速に行うことができる。
When the
なお、上記十字状のリブ部13ではなく、四角形のリブ部を形成してもよいし、また、上記三又状のリブ部13ではなく、三角形のリブ部を形成してもよい。また、鉄板部11は円形に限らないものである。
A square rib may be formed instead of the
また、上記のようにコンパクトに重ねることはできないが、上記突出部を点在配置ではなく、壁状に連続形成してもよいものである。このような構成でも、杭頭キャップの強度が向上し、割れや破損を低減することができ、また、杭頭キャップの剛性も向上し、杭頭キャップの変形も生じ難くなり、建物荷重を鋼管杭に略均一に伝えることができる。 Moreover, although it is not possible to compactly stack the projections as described above, the projections may be continuously formed in a wall shape instead of the scattered arrangement. Even with such a configuration, the strength of the pile head cap is improved, cracking and breakage can be reduced, the rigidity of the pile head cap is improved, deformation of the pile head cap is less likely to occur, and the building load is reduced by the steel pipe. It can be transmitted to the pile substantially uniformly.
なお、上記鋼管杭5の外形寸法に対する上記鉄板部11の外形寸法の大きさの程度は、例えば、上記鉄板部11の直径をRとし、上記鋼管杭5の外径をrとした場合に、1.1r≦R≦1.3rの範囲にあるのが望ましい。以下の実施形態においても同様である。
The degree of the outer dimension of the
(実施形態2)
次に、この発明の他の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図6、図7、図8(A)および図8(B)に示すように、この実施形態にかかる杭頭キャップ2は、鋼管杭5の外形寸法よりも大きな外形寸法を有する円形の鉄板部(板状部)21と、上記鉄板部21の下面側から下方に突出し、上記鋼管杭5の杭頭51に被せられた状態で上記杭頭51の上縁側の内周面に対向する内側突出部22、および外周面に対向する外側突出部23と、を備えている。また、上記鉄板部21の上面の中心位置には、位置決め用の凹部21aが形成されている。
(Embodiment 2)
Another embodiment of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIGS. 6, 7, 8(A) and 8(B), the
上記内側突出部22は、4個存在し、円形の鉄板部21の中心を中心にして周方向に90度間隔で点在配置されている。一方、上記外側突出部23は、壁状に連続形成されている。上記内側突出部22と上記外側突出部23との間隔は、上記杭頭51の肉厚よりも広くされるが、上記内側突出部22と上記外側突出部23との間隔を極力狭くし、また、上記内側突出部22および上記外側突出部23の突出長さを長くするほど、上記鉄板部21が斜めになるときに、上記突出部22,23の下端側が上記杭頭51の上縁側周面に当たるようになるので、杭頭キャップ2を上記杭頭51から外れ難くできる。なお、上記内側突出部22を備えない形態の杭頭キャップとすることもできる。
There are four inner protruding
また、上記外側突出部23の外形(一例として外径)は、上下で同じではなく、下側ほど小さくなる斜め形状をなしている。換言すれば、上記外側突出部23の外側面23aは鉛直ではなく、下側ほど上記鉄板部21の中心側に近づくように傾斜している。
Further, the outer shape (outer diameter as an example) of the outer protruding
上記外側突出部23における外形の斜め形状において、上記外側突出部23の外側面23aと水平面とのなす角度αは、例えば、45度よりも大きく、望ましくは、60度よりも大きくされる。また、上記斜め形状の上端側の外形は、上記鉄板部21の外形に一致し、当該鉄板部21の周面の下端との間に段差が生じないようにしている。なお、上記角度αが90度近くになると、鋼管杭5と上記鉄板部21とにおける大きさの差異が小さくなり、また、上記外側突出部23の厚みが薄くなるので、上記角度αは80度以下であるのが望ましい。
In the oblique outer shape of the outer protruding
上記の構成であれば、上記外側突出部23は、壁状に形成されているので、上記内側突出部22を接続するリブ部が無くても、杭頭キャップ2の強度が向上し、割れや破損を低減することができ、また、杭頭キャップ2の剛性も向上し、杭頭キャップ2の変形も生じ難くなり、建物荷重を鋼管杭に略均一に伝えることができる。
With the above configuration, the outer protruding
また、上記外側突出部23における外形が下側ほど小さくなる斜め形状をなしていると、当該杭頭キャップが2上記鋼管杭5の杭頭51に被せられた状態において、上記外側突出部23の外側面23aは、下側ほど上記鋼管杭5の外周面に近づくことになる。これにより、当該外側突出部23の下端面における上記鋼管杭5の外周面からの水平方向の突出量pを極力小さくすることができ、上記鋼管杭5の周囲の土の掘り起こしに際して重機のバケットの爪が杭頭キャップに引っ掛かるのを抑制できる。
In addition, when the outer shape of the outer protruding
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to the illustrated embodiments. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same scope as the present invention or within an equivalent scope.
1 :杭頭キャップ
2 :杭頭キャップ
5 :鋼管杭
6 :布基礎
11 :鉄板部(板状部)
11a :薄肉領域
11b :凹部
12 :突出部
13 :リブ部
21 :鉄板部(板状部)
21a :凹部
22 :内側突出部(突出部)
23 :外側突出部(突出部)
23a :外側面
51 :杭頭
61 :フーチング部
62 :捨てコンクリート
100 :建物基礎
1: Pile head cap 2: Pile head cap 5: Steel pipe pile 6: Laminated foundation 11: Iron plate part (plate-like part)
11a:
21a: concave portion 22: inner protrusion (protrusion)
23: Outer protruding part (protruding part)
23a: outer surface 51: pile head 61: footing portion 62: discarded concrete 100: building foundation
Claims (5)
上記内周面に対向する上記突出部が点在配置で複数存在するとともに、上記複数の突出部に接続されるリブ部が設けられており、
上記リブ部は、上記内周面に対向する上記突出部の高さよりも低くされていることを特徴とする杭頭キャップ。 A plate-shaped portion and a projecting portion that projects downward from the lower surface side of the plate-shaped portion and faces at least the inner peripheral surface of the upper edge side of the pile head in a state where the pile head of the steel pipe pile is covered,
A plurality of the protrusions facing the inner peripheral surface are present in a scattered arrangement, and a rib connected to the plurality of protrusions is provided,
The pile head cap, wherein the rib portion is lower than the height of the projecting portion facing the inner peripheral surface.
上記外周面に対向する上記突出部は、壁状に連続形成され、且つ、上記外周面に対向する上記突出部の外形は、下側ほど小さくなる斜め形状をなしており、さらに上記外周面に対向する上記突出部の上端側は、上記板状部の周面の下端との間に段差を有しないことを特徴とする杭頭キャップ。 A plate-shaped portion, a protrusion that protrudes downward from the lower surface side of the plate-shaped portion and faces the outer peripheral surface of the upper edge side of the pile head in a state that it is covered with the pile head of the steel pipe pile , and the upper edge side of the pile head. It has a protruding part facing the inner peripheral surface ,
The protruding portion facing the outer peripheral surface is formed continuously in a wall shape, and the outer shape of the protruding portion facing the outer peripheral surface has an oblique shape that becomes smaller toward the lower side. The pile head cap is characterized in that the upper end side of the opposing projecting portion does not have a step with the lower end of the peripheral surface of the plate-like portion.
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