JP7346325B2

JP7346325B2 - パイルキャップの形成方法

Info

Publication number: JP7346325B2
Application number: JP2020026049A
Authority: JP
Inventors: 浩幸青木; 真理恵齋藤; 太亮中里; 寿之今渕
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 2020-02-19
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2023-09-19
Anticipated expiration: 2040-02-19
Also published as: JP2021130945A

Description

特許法第３０条第２項適用令和１年７月２０日、一般社団法人日本建築学会が発行した、２０１９年度大会（北陸）学術講演梗概集建築デザイン発表梗概集（ＤＶＤ）において発表令和１年９月６日、金沢工業大学扇が丘キャンパスで開催された２０１９年度日本建築学会大会学術講演会・建築デザイン発表会において発表令和１年１２月２７日、熊谷組技術研究報告第７８号２０１９第２６頁「８．二重鋼管とコンクリートで構成されたパイルキャップ〔ＫＳＣＰ工法〕の開発」（ＣＤ－ＲＯＭ）で発表

本発明は、地中に設置された杭と地上に設置される基礎梁との接合部、すなわち杭頭接合部であるパイルキャップの形成方法に関する。

従来、地震時に受けるせん断に対する補強を図るために、内外二重の筒体構造を有するパイルキャップが提案されている。このパイルキャップにあっては、外側の筒体が杭の頭部の周囲と内側の筒体の下端部の周囲とを取り巻き、両筒体内にコンクリートが充填されている。

特開２０１８－２０４１７２号公報

本発明は、内外二重の筒体構造を有するパイルキャップの形成方法を提供する。

本発明に係るパイルキャップの形成方法は、地盤中に設置された杭の頭部の周囲を取り巻きかつ前記杭の頭部の上方へ伸びる第１の筒体を地盤上に配置すること、前記第１の筒体の内部にその一部を残して前記杭の頭部を覆うに足る量のコンクリートを打設すること、前記コンクリートの固化後、組立体であって柱部材と、該柱部材の周囲を取り巻きまた前記柱部材の下方へ伸びる下端部を有する第２の筒体と、前記柱部材及び前記第２の筒体に接続された、基礎梁の一部とされるブラケットと、前記柱部材に接続され下方へ伸びる支持部材とからなる組立体を、前記コンクリート上に、前記支持部材が前記杭の上方に位置しかつ前記第２の筒体の下端部が前記第１の筒体の内部に位置するように配置すること、前記第１の筒体の内部及び前記組立体の第２の筒体の内部にコンクリートを充填することを含む。

本発明によれば、内外二重の筒体構造を有するパイルキャップを形成することができる。また、本発明にあっては、前記第１の筒体内のコンクリートの固化後、前記コンクリート上に前記組立体をその支持部材が前記杭の上方に位置するように配置するする。これによれば、前記組立体が受ける負荷を該組立体の支持部材を通して、前記杭に伝達することができる。このため、前記パイルキャップの構築中に、上部構造の構築、例えば柱部材の建て方を進めることができる。

前記コンクリート上への前記組立体の配置は、好ましくは、前記高さ位置調整手段を介して行う。これよれば、前記コンクリート上に前記組立体を配置するとき、前記組立体が予め定められた高さにありまた水平な状態にあるようにより正確に位置決めることができる。前記高さ位置調整手段は、前記コンクリート上に配置された複数の板片からなるものとし、あるいは、前記コンクリート上に形成された無収縮モルタル層からなるものとすることができる。

また、前記コンクリート上への前記組立体の配置に先立ち又はその後に、前記第１の筒体の上端面上に前記組立体をそのブラケットにおいて支持する仮の複数の支持棒を水平に配置することができる。

杭の頭部と、杭の頭部の周囲を取り巻く第１の筒体と、該第１の筒体の内部に打設され杭の頭部を覆うコンクリートとを示す縦断面図である。第１の筒体内の固化したコンクリート上に高さ位置調整手段を介して配置された組立体を示す縦断面図である。図２の線３－３に沿って得た断面図である。第１の筒体内と第２の筒体内とにコンクリートが打設され、また、ブラケットに基礎梁の一部が継ぎ足された状態を示す、図３に示すと同様の縦断面図である。他の例に係る組立体を示す縦断面図である。

図１に示すように、パイルキャップ１０（図４）の形成のために、まず、地盤１２中に設置された杭１４の頭部１４ａの周囲を取り巻きかつ頭部１４ａの上方へ伸びる鋼製の筒体（第１の筒体）１６を地盤１２上に配置する。

図示の例では、地盤１２の表面がその上に形成された捨てコンクリート層１８で覆われ、杭１４の頭部１４ａが捨てコンクリート層１８を経て地上に伸びている。このため、実際には、第１の筒体１６は捨てコンクリート層１８を介して地盤１２上に配置される。図示の杭１４は既製杭の一つであるコンクリート管からなり、その開放上端が端板２０で覆われている。杭１４は、鋼管からなる既製杭、あるいは場所打ち杭からなるものであってもよい。

図示の第１の筒体１６は円形の横断面形状を有する。第１の筒体１６は、好ましくは、その軸線が、後に配置される組立体２６（図２参照）の一部をなす柱部材４２の軸線Ｌ上に位置するように配置する。

次に、第１の筒体１６の内部にその一部を残して杭１４の頭部１４ａを覆うに足る量のコンクリート２２を打設する。

コンクリート２２の固化後、図２に示すように、コンクリート２２上に、より正確にはコンクリート２２の平坦な表面上に、組立体２６を配置する。組立体２６の配置は、その一部をなす後記支持部材２４において行う。すなわち支持部材２４をコンクリート２２の表面上に載置して行う。好ましくは、図示の例（図３及図５）におけるように、高さ位置調整手段を介して、すなわちコンクリート２２の表面と支持部材２４との間に高さ位置調整手段を介在させて行う。

図示の支持部材２４は、その平面で見て十字形をなすように接続され互いに直交する２つのＨ形鋼２８（図３参照）からなり、両Ｈ形鋼２８の４つのフランジ２８ａがそれぞれ上下方向へ伸びている。また、図示の前記高さ位置調整手段は、コンクリート２２の表面と両Ｈ形鋼２８の４つのフランジ２８ａとの間にそれぞれ配置された４つの矩形状の板片３０からなる。各板片３０の厚さ寸法を所要の厚さ寸法に設定することにより、４つの板片３０上に支持部材２４を載置したとき、組立体２６を予め定められた高さにありまた水平な状態にあるようにより正確に位置決めることができる。組立体２６の配置後においては、４つの板片３０の一部を厚さ寸法の異なる板片に置き換えることにより、組立体２６の高さ位置及び水平度についてこれらの微調整を行うことが可能である。板片３０は、例えばライナープレートからなる。

支持部材２４の他の例を図５に示す。他の例に係る支持部材２４は、図２に示すと同様の２つの２つのＨ形鋼２８と、両Ｈ形鋼２８の４つのフランジ２８ａの下面に固定された矩形状のプレート３２とからなる。また、図５に示す前記高さ位置調整手段は、無収縮モルタル層３４とからなる。無収縮モルタル層３４は、図示のような平坦な表面を有するもの、凹凸状の表面を有するもの（図示せず）等とすることができる。無収縮モルタル層３４の厚さ寸法（高さ寸法）を所要の大きさに設定することにより、組立体２６の配置時、組立体２６をこれが予め定められた高さにありまた水平な状態にあるようにより正確に位置決めることができる。

再び図２を参照すると、組立体２６は、鋼製の筒体（第２の筒体）３６と、基礎梁３８（図４）の一部とされるブラケット４０と、後に構築される上部構造の柱の一部をなす柱部材４２と、前記した支持部材２４とからなる。組立体２６は工場で製造し、これを現場に搬入して使用に供することができる。

第２の筒体３６は、第１の筒体１６内に挿入可能の大きさを有する。図示の例において、第２の筒体３６は円形の横断面形状を有し、第１の筒体１６の内径より小さい外径を有する。第２の筒体３６は、組立体２６の柱部材４２の周囲を取り巻き、また、柱部材４２の下方へ伸びる下端部３６ａを有する。第２の筒体３６の下端部３６ａは、組立体２６をコンクリート２２上に配置するとき、第１の筒体１６内、より詳細にはコンクリート２２の上方空間に挿入される。

図示のブラケット４０は、平面で見て十字形を呈する４つのＨ形鋼４４からなる。ブラケット４０は、必要に応じて、平面で見てＴ字形を呈する３つのＨ形鋼、あるいは、Ｉ字形又はＬ形を呈する２つのＨ形鋼からなるものとすることができる（図示せず）。各Ｈ形鋼４４は互いに相対する１対（図上において上下１対）のフランジ４４ａと、両フランジ４４ａに連なるウエブ４４ｂとを有する。また、図示の柱部材４２は正方形の横断面形状を有する鋼管からなる（図３参照）。柱部材４２には、その上端面及び下端面にそれぞれ２つの正方形状のダイアフラム４６が溶接されている（図３参照）。

各Ｈ形鋼４４は、第２の筒体３６に設けられその上端に開放する切り欠き３６ｂを経て柱部材４２に向けて伸び、その両フランジ４４ａの端面において、２つのダイアフラム４６の周面に溶接されている。図示の例において、ブラケット４０は、さらに、柱部材４２に上方のダイアフラム４６を介して継ぎ足された他の１つの柱部材４８と、該柱部材に他のダイアフラム５０を介して継ぎ足されたさらに他の１つの柱部材５２とを備える。また、支持部材２４は下方のダイアフラム４６に溶接され、これにより下方のダイアフラム４６を介して柱部材４２の下端部に固定され下方へ伸びている。

コンクリート２２の表面上への組立体２６の配置に際して、好ましくは、第１の筒体１６の開放上端面上にこれを横切って水平に伸びる仮の複数の支持棒５４を載置する。支持棒５４は、組立体２６に傾きが生じないように、組立体２６を該組立体のブラケット４０において補助的に支持する働きをなす。

組立体２６をコンクリート２２の表面上に配置した後、第１の筒体１６の内部及び組立体２６の第２の筒体３６の内部にコンクリート５６（図４）を充填する。コンクリート５６の充填に先立ち、第２の筒体３６に設けられた各切り欠き３６ｂを塞ぐ２つの湾曲板５８を第２の筒体３６と各Ｈ形鋼４４とに溶接する。２つの湾曲板５８は、それぞれ、第２の筒体３６におけると同じ内径、外径及び厚さを有し、各Ｈ形鋼４４の上下のフランジ４４ａ間において、ウエブ４４ｂの両側にそれぞれ位置する。

コンクリート５６の充填により、柱部材４２の周囲がコンクリート５６で満たされ、第２の筒体３６の切り欠き３６ｂを経て第２の筒体３６の内部に伸びる各Ｈ形鋼４４の一部がコンクリート５６中に埋設される。また、組立体２６の支持部材２４及び該支持部材の載置を受ける板片３０（図５に示す例においては無収縮モルタル層３４）が、第２の筒体３６の下端部３６ａの内部を満たすコンクリート５６中に埋設される。

内外の両筒体１６、３６内に充填されたコンクリート５６の固化により、二重の筒体構造を有するパイルキャップ１０が形成される。本発明に係るパイルキャップ１０の形成方法においては、組立体２６が受ける負荷を該組立体の支持部材２４を通して、杭１４に伝達することができる。このため、パイルキャップ１０の構築中に、上部構造の構築、例えば柱部材５２上へのさらなる柱部材の建て方作業を進めることができる。

仮設材である支持棒５４は、コンクリート５６の硬化の発現後、撤去することができる。また、内外の両筒体１６、３６内へのコンクリート５６の充填後又は充填に先立ち、基礎梁３８の形成のために、複数の添え板６０並びにボルト及びナット６２を用いて、ブラケット４０の各Ｈ形鋼４４に他のＨ形鋼６４（図４）を継ぎ足すことができる。

１０パイルキャップ
１２地盤
１４杭
１６第１の筒体
２２、５６コンクリート
２４支持体
２６組立体
２８Ｈ形鋼
３０ライナープレート
３２プレート
３４無収縮モルタル層
３６第２の筒体
３８基礎梁
４０ブラケット
４２柱部材
４４Ｈ形鋼
５４支持棒

Claims

地盤中に設置された杭の頭部の周囲を取り巻きかつ前記杭の頭部の上方へ伸びる第１の筒体を地盤上に配置すること、
前記第１の筒体の内部にその一部を残して前記杭の頭部を覆うに足る量のコンクリートを打設すること、
前記コンクリートの固化後、組立体であって柱部材と、該柱部材の周囲を取り巻き、また前記柱部材の下方へ伸びる下端部を有する第２の筒体と、前記柱部材及び前記第２の筒体に接続された、基礎梁の一部とされるブラケットと、前記柱部材に接続され下方へ伸びる支持部材とからなる組立体を、前記コンクリート上に、前記支持部材が前記杭の上方に位置しかつ前記第２の筒体の下端部が前記第１の筒体の内部に位置するように配置すること、
前記第１の筒体の内部及び前記組立体の第２の筒体の内部にコンクリートを充填することを含む、パイルキャップの形成方法。
前記組立体を、前記コンクリート上に、高さ位置調整手段を介して配置する、請求項１に記載のパイルキャップの形成方法。
前記高さ位置調整手段は、前記コンクリート上に配置された複数の板片からなる、請求項２に記載のパイルキャップの形成方法。
前記高さ位置調整手段は、前記コンクリート上に形成された無収縮モルタル層からなる、請求項２に記載のパイルキャップの形成方法。
前記コンクリート上への前記組立体の配置に先立ち又はその後に、前記第１の筒体の上端面上に前記組立体をそのブラケットにおいて支持する仮の複数の支持棒を水平に配置することを含む、請求項１～４のいずれか１項に記載のパイルキャップの形成方法。