JP7450228B2 - 小口径場所打ち杭用芯材 - Google Patents
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Description
従来の芯材50は、杭孔40に内挿する異径棒鋼等のねじ鉄筋60と、ねじ鉄筋60に適宜の間隔を隔てて装着したスペーサ70と、ねじ鉄筋60に適宜の間隔を隔てて装着した螺着した鍔材80とを具備する。
ねじ鉄筋60はその全長に亘っておねじを形成している。
スペーサ70はねじ鉄筋60に螺着可能な筒部71と、筒部71の外周面の軸方向に沿って矢羽根状に設けた複数の羽根72とを具備する。複数の羽根72が杭孔40に対するねじ鉄筋60の間隔保持機能を発揮する。
鋳物製の鍔材80はねじ鉄筋60に螺着可能な筒部81と、筒部1の外周面に径方向に張り出した拡径部82とを有する。
スペーサ70と鍔材80はその中心部にめねじを形成していて、これらの部材を回動操作することでねじ鉄筋60の軸方向に沿って取付位置を調整する。
<1>芯材50の構成部品点数が多く、芯材50の資材コストが高くつく。
<2>スペーサ70と鍔材80は共にねじ込み式であるため、芯材50の製作に多くの手数と時間がかかる。
特に鍔材80は取付後の自由回転を拘束するために、ねじ鉄筋60と鍔材80の間に楔体を打ち込んで固定しなければならず、鍔材80の取り付けに労力と時間が余分にかかる。
<3>スペーサ70と鍔材80はねじ込み式であるため、ねじ鉄筋60の径に応じて複数種類を製作しなければならない。
そのため、スペーサ70と鍔材80の製造コストが高くつくだけでなく、径の異なる規格品の個別管理が煩わしい。
<4>ねじ鉄筋60は規格品であるものの多少の製造誤差が発生する。
ねじ鉄筋60の製造誤差が大きくなると、スペーサ70と鍔材80を螺着できなくなる。
本発明の他の形態において、前記複合スペーサを構成する分割筒はその内周面に補強芯材の外周面を押圧可能な単数または複数の押圧突起を有する。
本発明の他の形態において、前記複合スペーサを構成するヒンジ側に位置する一対のフランジに係止穴と該係止穴に係止可能な係止爪をそれぞれ形成する。
本発明の他の形態において、前記複合スペーサを構成するヒンジ側および開口側のフランジの最大張出寸法を間隔保持部の最大張出寸法と同じ寸法に合わせて形成するとよい。
本発明の他の形態において、前記複合スペーサを構成する分割筒の外周面に突出した鍔材と間隔保持部との交錯部を一体化する。
本発明の他の形態において、前記複合スペーサの拘束手段に拘束ベルトが使用可能である。
本発明の他の形態において、補強芯材はディンプル鋼管またはねじ節鋼棒が使用可能である。
<1>複合スペーサが従来のスペーサと鍔材を兼用できるので、小口径場所打ち杭用芯材の構成部品点数を削減できる。
<2>複合スペーサがねじ込み式ではないので、補強芯材の側方から複合スペーサの開口を挟み込むだけの簡単な作業で以て小口径場所打ち杭用芯材を組立てできる。
<3>複合スペーサの内径を補強芯材の外径に対して小径にすることで、ひとつの複合スペーサで以て径の異なる複数種類の補強芯材に対して取り付けできると共に、補強芯材の製造誤差を吸収して複合スペーサを取り付けできる。
<4>補強芯材の径に合わせて複合スペーサを製造する必要がなくなるので、複合スペーサの種類を大幅削減できる。
<5>複合スペーサを構成する分割筒の内周面に設けた押圧突起が、補強芯材の外周面に押圧するので、補強芯材に対して周方向および軸方向の変位を拘束した状態で複合スペーサを取付できる。
<6>ヒンジ側に位置する一対のフランジを接面させて係止穴と係止爪を係合させると、複合スペーサを補強芯材の外周面に弾性的に仮止めできる。
そのため、複合スペーサの脱落落下の心配をせずに、複合スペーサと補強芯材の位置合わせ作業や、拘束手段を用いた複合スペーサの固定作業を安定した状態で効率よく行うことができる。
<7>補強芯材に取り付けたときに、複合スペーサの開口側のフランジ間に形成された調整隙間が固結材の通路として機能するので、固結材を注入する際に杭孔の全域に固結材を隙間なく注入することができる。
<8>フランジの最大張出寸法を間隔保持部の最大張出寸法に合わせることで、フランジに間隔保持機能を付与することができる。
<9>鍔材と間隔保持部の交錯部を一体化することで、鍔材と間隔保持部の強度を増強することができる。
<1>小口径場所打ち杭用芯材
図1を参照して説明すると、小口径場所打ち杭用芯材10(以下「芯材10」という)は、杭孔40に内挿する補強芯材20と、補強芯材20の外周面に、該補強芯材20の側方から挟み込んで装着可能な複合スペーサ30と、複合スペーサ30を締付けて拘束する拘束手段とを具備する。
補強芯材20には、例えばディンプル鋼管、外周面に段や窪みを有する段付き鋼管、斜め段付き鋼管等の鋼管や、節とリブを有する異形鉄筋、異形棒鋼等の棒鋼を使用できる。
補強芯材20は外周面に少なくとも凹部または凸部の何れか一種の要素を有していれば使用可能である。
実用上は人力施工が可能なように、補強芯材20にはその径d1が40A(径48.6mm)、躯体厚tが6mmの鋼管が好適である。
補強芯材20はその管本体21の外周面がフラットな形状ではなく、固結材41との付着性を高めるために凹凸形状を呈する。
本例のディンプル鋼管製の補強芯材20では、管本体21の管軸方向および円周方向に沿って複数の窪み部22を有している。
図2(A)に例示した窪み部22について説明すると、管本体21の外周面に管軸方向に平行な長軸を有する楕円形状の扁平部22aを形成すると共に、扁平部22aの中央に扁平部より深い柱状溝22bを形成している。
扁平部22aの大きさと柱状溝22bの深さは適宜選択が可能である。
図2に窪み部22の配置例を示す。同図(B)は、複数の窪み部22を管本体21の管軸方向に沿って列をなすように一定間隔で形成すると共に、管本体21の同一円周上に一定間隔に形成した形態を示し、同図(C)は、周方向に隣り合う複数窪み部22の列同士が互いに管軸方向に位相差を有して形成した形態を示している。
管本体21の円周方向に向けて等間隔に形成する窪み部22の形成数は適宜選択が可能である。
図3では管本体21の円周方向に沿って窪み部22を3箇所に形成した形態を示している。管本体21の円周方向に沿った窪み部22は1個所以上であればよい。
窪み部22は、例えば表面に突起部を有する鋼管造形用ロールを用いた熱間ロール成形によって形成できる。
図4~7を参照して複合スペーサ30について説明する。
複合スペーサ30は鍔機能と間隔保持機能を併有した複合材である。
複合スペーサ30は補強芯材20に対して非閉合状態で抱持可能なヒンジ付きの一対の分割筒31,31と、分割筒31,31の中央外周面で周方向に沿って突設した分割鍔32a,32aからなる鍔材32と、分割筒31,31の外周面で軸方向に沿って突設した複数の間隔保持部33とを具備する。
分割筒31,31は補強芯材20の外周面に外装可能な筒体を軸方向に分割した一対の半筒体である。
各分割筒31はフランジ31a,31bと、分割鍔32aと、間隔保持部33とを具備する。
一対の分割筒31,31は、例えば、樹脂射出成形等の合成樹脂の成形加工により容易に製作できる。
各分割筒31,31の軸方向に沿った両端縁には外方ヘ向けて屈曲した半円状のフランジ31a,31bを有する。
一方の一対のフランジ31a,31aの端部間は、ヒンジ31cを介して一体に連結していて、分割筒31,31はヒンジ31cを中心に可動(開閉)可能である。
ヒンジ側の一対のフランジ31a,31aは互いに接面可能である。
ヒンジ側のフランジ31a,31aには、互いに嵌合して係止可能な係止爪31fと係止穴31gをそれぞれ形成していて、一対のフランジ31a,31aを接面させることで係止爪31fが係止穴31gに係止する。
開口側の一対のフランジ31b,31bには係止爪31fと係止穴31gを設けない。
フランジ31a,31bの一部には、挿通孔31eを有していて、これら複数の挿通孔31eに後述する拘束手段である拘束ベルト34が挿通可能である。なお、間隔保持部33の一部にも挿通孔31eを設ける場合もある。
各分割筒31,31の中央外周面には、周方向に沿って分割鍔32a,32aを突設している。
鍔材32の突出寸法や軸方向の長さは適宜選択可能である。
間隔保持部33は各分割筒31の外周面に軸方向に沿って形成した板状の押圧突起物であり、間隔保持機能(センタリング機能)を具備する。
間隔保持部33は杭孔40内での移動がし易いように半円形を呈している。
本例では各分割筒31の外周面に軸方向に沿って2つの間隔保持部33を放射状に突出した形態について説明するが、間隔保持部33の形成数は適宜選択が可能である。
スペーサ機能を発揮させるため、間隔保持部33および各フランジ31a,31bの最大突出寸法(最大径)は、杭孔40とほぼ同径か、杭孔40の孔径より僅かに小径にする。
各分割筒31,31の外周面に突出した鍔材32と間隔保持部33との交錯部を一体に形成する。
鍔材32と間隔保持部33との交錯部を一体化するのは、互いに補強し合って鍔材32と間隔保持部33の強度を増強させるためである。
図5を参照して説明すると、各分割筒31の内周面の中央には、分割鍔32aの成形跡である周溝31dを形成している。
図5を参照して説明する。周溝31dを間に挟んで各分割筒31の内周面には、管軸方向に平行な単数または複数の押圧突起31hを有している。
押圧突起31hは補強芯材20の外周面を押圧可能な突起体である。
押圧突起31hの突出寸法、幅寸法、および全長は、補強芯材20の外周面の凹凸形状に応じて適宜選択が可能である。
図6を参照して説明すると、本発明では複合スペーサ30の内径d2と補強芯材20の外径の外径d1は同径ではなく、複合スペーサ30の内径d2を補強芯材20の外径d1に対して小径の寸法関係にしてある(d1>d2)。
換言すれば、複合スペーサ30を構成する分割筒31の内周面の周長が、補強芯材20の外周面の周長より短い寸法関係にしてある。
複合スペーサ30と補強芯材20の間の径差(周長差)を設けてたのは、一対の分割筒31,31を補強芯材20に外装して閉じたときに、複合スペーサ30の開口側に位置する一対のフランジ31b,31bが閉合せずに(非閉合)、一対のフランジ31b,31bの対向面の間に調整隙間35を形成するためである。
本発明で使用する複合スペーサ30は、補強芯材20の特定径に合わせて個別に製作するものではない。
本発明で使用する複合スペーサ30は、径の異なる複数種類の補強芯材20に取り付けできるように、補強芯材20に外装したときに開口側に位置する一対のフランジ31b,31bの間に調整隙間35を形成するようにした。
調整隙間35は複合スペーサ30と補強芯材20の間の径差(周長差)により求められる。
拘束手段は、補強芯材20に対して複合スペーサ30を構成する分割筒31,31の軸方向および周方向に対して可動不能(スライド不能および回転不能)に固定するための部材である。
図4を参照して説明すると、複合スペーサ30の拘束手段としては、例えば公知の樹脂製等の拘束ベルト34を使用し、拘束ベルト34を分割筒31,31の外周に巻き掛けて使用する。
拘束ベルト34が複合スペーサ30から外れないように、各フランジ31a,31bと間隔保持部33の一部に挿通孔31eを開設し、これらの挿通孔31eに単数または複数の拘束ベルト34を挿通して締め付ける。
図6,7を参照して補強芯材20の製作方法について説明する。
複合スペーサ30が口開き可能なヒンジ構造になっているので、ヒンジ31cを中心に分割筒31,31のフランジ31b,31b側を口開きし、口開きした複合スペーサ30の開口部を補強芯材20の側方から挟み込んで外装する。
補強芯材20のを挟み込んだ状態で、係止爪31fが係止穴31gに係止するまでヒンジ31c側のフランジ31a,31aを接面方向に指でつまんで挟み込む。
係止爪31fが係止穴31gに係止することで、一方のフランジ31a,31aが接面状態を維持する。一方のフランジ31a,31aが接面状態を維持することで、一方のフランジ31a,31aの弾力に起因して一対の分割筒31,31が補強芯材20の外周面に弾力的に包持し、この弾性的な抱持力のみで以て複合スペーサ30を補強芯材20の外周面に仮止めできる。
そのため、作業者が複合スペーサ30を手で掴んで支える必要がない
複合スペーサ30を仮止めする際、補強芯材20に対して複合スペーサ30を周方向または軸方向に向けて僅かに可動させて、複合スペーサ30の内周面に形成した押圧突起31hを補強芯材20の窪み部22に合致するように、複合スペーサ30を補強芯材20に位置合わせを行う。
複合スペーサ30が自己弾力性により補強芯材20の外周面に仮止めされているので、複合スペーサ30の脱落落下を心配せずに、補強芯材20との位置合わせ作業を行える。
複合スペーサ30を仮止めしただけでは、補強芯材20の周方向および軸方向に沿って複合スペーサ30が変位する。
そこで、挿通孔31eに挿通した拘束ベルト34を締め付けて、複合スペーサ30を構成する分割筒31,31の外周に拘束ベルト34を拘束することで、補強芯材20に対して複合スペーサ30を開口不能に固定することができる。
複合スペーサ30が自己弾力性により補強芯材20の外周面に仮止めされているので、複合スペーサ30の脱落落下を心配せずに、拘束ベルト34の固定作業を行える。
従来はねじ鉄筋に対してねじ式のスペーサと鍔材を個別にねじ込んで取り付けていた。
これに対して、本発明では、鍔材機能とスペーサ機能を併有した複合スペーサ30のみで対応でき、しかも複合スペーサ30が挟み込み式であるので、補強芯材20にねじ込む作業が不要である。
したがって、本発明では、補強芯材20の構成部品点数を削減できるうえに、芯材の製作コストも削減できる。
最終的に作業員の手数と作業時間を大幅に削減して補強芯材20の製作(組立て)作業を効率化できる。
図1を参照して小口径場所打ち杭の構築方法の一例について説明する。
ボーリングマシンを使用して所定の深さの杭孔40を削孔する。
杭孔40内に既述した芯材10を挿入する。
芯材10を構成する補強芯材20を注入ホースの代用として利用する。
補強芯材20通じて、杭孔40の孔底からモルタル、セメントミルク等の固結材41を注入して小口径場所打ち杭の施工を終了する。
そのため、孔底に吐出された固結材41が複合スペーサ30の調整隙間35を通じて流動できるので、杭孔40の全域に固結材41を注入できる。
補強芯材20は凹凸状に形成した管本体21の外周面が固結材41と付着する。
特に、補強芯材20の外周面に形成した窪み部22と、補強芯材20の内周面に形成した窪み部22が固結材41と密着するので、補強芯材20と固結材間で高い付着力(摩擦抵抗)を得ることができる。
図1を参照して固結材41に埋設した複合スペーサ30の各種機能について説明する。
既述したように、複合スペーサ30の内径d2が補強芯材20の外径d1に対して小径の寸法関係になるように、複合スペーサ30と補強芯材20の間に径差を設けることで(図6)、複合スペーサ30は抱持寸法の調整機能を発揮できる。
したがって、ひとつの複合スペーサ30を、径の異なる複数種類の補強芯材20に対して取り付けできるので、複合スペーサ30の種類を減らすことができる。
複合スペーサ30に抱持寸法の調整機能を持たせることで、複合スペーサ30は補強芯材20の製造誤差を吸収して補強芯材20の外周面に密着させて固定することができる。
図8を参照して説明すると、複合スペーサ30は軸方向に沿った複数の間隔保持部33およびフランジ31a,31bが間隔保持機能を発揮する。
したがって、未硬化の固結材41を充填した杭孔40内に補強芯材20を内挿したときに複合スペーサ30の径方向に突出した間隔保持部33およびフランジ31a,31bが間隔保持機能を発揮して補強芯材20を杭孔40の軸心に近い位置に配置できる。
杭孔40内に充填した固結材41が複合スペーサ30の外周面と密着して硬化する。
径方向に張り出した鍔材32が固結材41との付着力を増すためと、鍔材32の上面が抵抗面として機能するため、芯材10の抜き取り抵抗が大きくなる。
複合スペーサ30の外周面と密着して硬化した固結材41は、複合スペーサ30を拘束する。
したがって、補強芯材20と固結材41との間に離間力が作用しても、硬化した固結材41の拘束作用により複合スペーサ30の口開きを確実に防止する。
以降に他の実施例について説明するが、その説明に際し、前記した実施例と同一の部位は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
図9は補強芯材20がおねじ23を形成したねじ節鋼棒(ねじ節鉄筋)である形態について説明する。
補強芯材20はその外周面に軸方向に沿って平らな側面24を形成したねじ節鋼棒にも適用可能である。
本例で使用する複合スペーサ30は先の実施例1と同様の構造であり、補強芯材20に外装して抱持可能な一対の分割筒31,31と、分割筒31,31の中央外周面で周方向に沿って突設した鍔材32と、分割筒31,31の外周面で軸方向に沿って突設した複数の間隔保持部33と、分割筒31,31を閉じる拘束手段である結束ベルト34とを具備する。
複合スペーサ30を補強芯材20に外装することで、複合スペーサ30の内周面に形成した押圧突起31hが補強芯材20の外周面の凹部(おねじ23の間の谷部)に係合させて複合スペーサ30を補強芯材20に固定することができる。
本例においても先の実施例1と同様の効果を奏する。
特に本例では、径の異なる数種類のねじ鋼棒製の補強芯材20に対応することが可能である。
20・・・・・補強芯材
21・・・・・管本体
22・・・・・窪み部
22a・・・・窪み部の扁平部
22b・・・・窪み部の柱状溝
30・・・・・複合スペーサ
31,31・・分割筒
31a・・・・一方のフランジ
31b・・・・他方のフランジ
31c・・・・ヒンジ
31d・・・・周溝
31e・・・・挿通孔
31f・・・・係止爪
31g・・・・係止穴
31h・・・・押圧突起
32・・・・・鍔材
33・・・・・間隔保持部
34・・・・・拘束ベルト
Claims (8)
- 杭孔内に挿入して使用し、杭孔内に充填した固結材と付着する小口径場所打ち杭用芯材であって、
杭孔内に挿入し、外周面に少なくとも凹部または凸部の何れか一種の要素を有する補強芯材と、
前記補強芯材の外周面に該補強芯材の側方から挟み込んで移動不能に装着した複合スペーサと、
前記複合スペーサを締め付けて拘束する拘束手段とを具備し、
前記複合スペーサは補強芯材に対して非閉合状態で抱持可能な一対の分割筒と、
前記各分割筒の外周面で周方向に沿って突設した鍔材と、
前記分割筒の外周面の軸方向に沿って放射状に突設した複数の間隔保持部とを具備し、
前記一対の分割筒の軸方向に沿った両端縁にそれぞれフランジを形成し、
前記一方のフランジ間に形成したヒンジを介して前記一対の分割筒を開閉可能に連結し、
前記一対の分割筒を補強芯材に外装して閉じたときに、一対の分割筒の開口側に位置する一対のフランジ間に調整隙間を形成するように、前記複合スペーサの内径を補強芯材の外径に対して小径の寸法関係にしたことを特徴とする、
小口径場所打ち杭用芯材。 - 前記複合スペーサを構成する分割筒はその内周面に補強芯材の外周面を押圧可能な単数または複数の押圧突起を有し、該押圧突起を補強芯材の外周面に押圧して補強芯材の外周面に複合スペーサを抱持させたことを特徴とする、請求項1に記載の小口径場所打ち杭用芯材。
- 前記複合スペーサを構成するヒンジ側に位置する一対のフランジに係止穴と該係止穴に係止可能な係止爪をそれぞれ形成したことを特徴とする、請求項1または2に記載の小口径場所打ち杭用芯材。
- 前記複合スペーサを構成するヒンジ側および開口側のフランジの最大張出寸法を間隔保持部の最大張出寸法と同じ寸法に合わせて形成したことを特徴とする、請求項1に記載の小口径場所打ち杭用芯材。
- 前記複合スペーサを構成する分割筒の外周面に突出した鍔材と間隔保持部との交錯部を一体化することを特徴とする、請求項1に記載の小口径場所打ち杭用芯材。
- 前記複合スペーサの拘束手段が拘束ベルトであることを特徴とする、請求項1に記載の小口径場所打ち杭用芯材。
- 前記補強芯材が管本体の外周面に複数の窪み部を形成したディンプル鋼管であることを特徴とする、請求項1に記載の小口径場所打ち杭用芯材。
- 前記補強芯材がねじ節鋼棒であることを特徴とする、請求項1に記載の小口径場所打ち杭用芯材。
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