JPH0324924B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建造物等を支持する為に地中に埋設
するコンクリート杭に関するものであり、特に打
込時に先端部の破損を防止でき、支持力を向上さ
せた杭に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、既成杭を建造物等を支持するために地中
に埋設する際に、施工現場で杭の下部に拡大球根
コンクリート部を形成させて支持力を大きくした
り、また、杭の下部に外径の大きなコンクリート
杭を連続して一体化して支持力を大きくしようと
していた（実開昭54−154501号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

施工現場で杭下部に拡大球根部を形成する際に
は、注入し易い、水セメント比が70％前後の水分
に多いセメントミルクが使用されるため、拡大球
根部の強度が保証できず、それ故、杭を打撃によ
つて直接地中へ埋め込む打撃沈設工法に比べて小
さい支持力しか得られないという欠点がある。ま
た、実開昭54−154501号公報に示されているよう
な、杭の下部に外径の大きなコンクリート杭を接
続して一体化した杭は、その打撃沈設施工時に先
端部が破損し易いという欠点がある。

本発明は、これら従来技術の欠点を解決し、予
めコンクリート杭の下部に該コンクリート杭の外
径より大きい鋼管で保護した複合部を形成して、
施工時に該複合部の損傷を少なくし、かつ、杭上
部より掛かる圧力を確実に該複合部に伝えて大き
な支持力を確実に発現できる構造のコンクリート
杭を提供することを目的とする。

〔課題を解決するためを手段〕

本発明は、中空のコンクリート杭８の下方に、
該コンクリート杭８の外径よりも大きな径の鋼管
コンクリート複合部が設けられており、該鋼管コ
ンクリート複合部は、中空円筒状のコンクリート
１が鋼管２内に一体化され、該コンクリート１の
上部と下部とが該鋼管２に一体化した鋼板４，５
により保護され、かつ鋼板４，５の夫々の中心部
にはコンクリート１の内径および上部のコンクリ
ート杭８の内径よりも小さな孔６，７があいてい
る構造の鋼管コンクリート複合部である鋼管コン
クリート複合部を有するコンクリート杭である。

本発明に用いるコンクリート杭は、鉄筋コンク
リート杭やプレストレストコンクリート杭等の中
央が中空状になつている既成のコンクリート杭で
ある。支持耐力等を更に大きくするためには、圧
縮強度が800Kg／cm²以上のコンクリート杭である
ことが好ましい。

このコンクリート杭は、その外径よりも大きい
外径の鋼管コンクリート複合部に、例えば、第１
図〜第３図に示すように、コンクリート杭８の下
部の端板１１と鋼管コンクリート複合部の上部の
鋼板４とを溶接により、一体的に接続されてい
る。

本発明における鋼管コンクリート複合部は、中
空のコンクリート１部が鋼管２内に存在し、その
中空のコンクリート１部が鋼管と一体化されてい
る。このように、鋼管２と中空のコンクリート１
部を一体化させる為には、コンクリート原料に酸
化マグネシウム、カルシウムサルフアアルミネー
ト、石膏石灰系等の膨張性混和剤を混和し、遠心
力成形して、その膨張性混和剤の膨張力によりコ
ンクリート１を鋼管２と確実に一体化させること
が好ましい。鋼管コンクリート複合部の長さは、
鋼管とコンクリートとの一体化のためにある程度
の長さは必要であるが、長すぎても鋼管等の使用
量が多くなり不経済である点を考慮して、適宜設
定すればよい。好ましくは、40〜100cm程度であ
る。コンクリート１部の厚みは鋼管２の外径に応
じて５〜10cmの範囲で使用されるのが一般的であ
る。

複合部の外径は、接続する杭の太さを考慮の
上、適宜設定すればよい。好ましくは、接続する
杭より、５〜15cm大きな径とする。

また、鋼管コンクリート複合部の鋼管２の厚み
は、上部からの圧力などによる変形に耐える厚み
があればよく、３〜20mmの鋼管がその径に応じて
使用される。

上述のコンクリート１が一体化された鋼管２の
上部と下部とには、例えば、第１図〜第３図に示
すように、溶接により該鋼管２と一体化された鋼
板４と５が存在する。これらの鋼板４，５は鋼管
コンクリート複合部に上下から掛かる外力からコ
ンクリート１部を保護する為のものであり、鋼管
２の内径より大であることが好ましく、また厚み
が５〜20mmの鋼板が好ましい。

これらの鋼板４，５の中心部には鋼管コンクリ
ート複合部のコンクリート１の内径およびこれに
接続するコンクリート杭８の内径よりも小さな孔
６，７があいている。この孔は、密閉すれば杭に
浮力を生じて杭が沈設できなくなることを避ける
ために必要であり、また、下方より浸入する土砂
等によりコンクリートが損傷されることを防いで
いる。なお、鋼板５に設ける孔７は第１図や第２
図に示すように鋼板５の窪んだ位置に設けるとコ
ンクリートがより損傷され難くなる。

複合部上部の鋼板４は、第２図や第３図に示す
ように、鋼管２の外周に張り出した部分１０を有
するキヤツプ状の鋼板とすると、複合部に接続す
る径の小さなコンクリート杭８側で受けることが
多い横方向からの外力に対して、より強くなる。
なお、第３図のキヤツプ状の鋼板４は、張り出し
部１０の上に乗る大きさの鋼板と張り出し部１０
とを張り出し部１０の外周と内周との二箇所で予
め完全に溶接して一体化したものである。

これらキヤツプ状の鋼板４を使用するときは、
キヤツプ状の鋼板４の張り出し部１０の下部と鋼
管２の外周面とを溶接により一体化することが好
ましい。

また、鋼管コンクリート複合部のコンクリート
１部の圧縮強度も上部のコンクリート杭８の圧縮
強度と同等かそれ以上であることが好ましい。圧
縮強度が800Kg／cm²以上であることが好ましい。
かかる高い圧縮強度のコンクリート１部は、例え
ば、鋼管コンクリート複合部をオートクレーブ養
生する等の方法によつて達成される。

なお、鋼管コンクリート複合部のコンクリート
１部は、コンクリート杭８からの圧縮力等を鋼板
４，５を経由して負担すればよく、それ故、該コ
ンクリート１部は中央が中空状になつている。

かかる鋼管コンクリート複合部の製造は、複合
部上部の鋼板４と下部の鋼板５とが溶接等により
一体化された適宜長さの鋼管の内部に膨張性混和
剤を混和したコンクリート原料を遠心力成型法な
どで形成し、養成時の膨張性混和剤の膨張作用に
より鋼管とコンクリートを一体化させて製造する
こともできる。

〔作用〕

本発明の鋼管コンクリート複合部における鋼管
２と上下の鋼板４，５は、杭の沈設時（例えば、
転石層等の硬い地盤を通過させる際等のように地
盤よりも強い圧力が掛かりながら打撃沈設する場
合）の外力や上部から加わる建造物重量等の外力
に対してコンクリート１部を保護する作用を有す
る。

特に、コンクリート１部の上下には鋼管２と一
体化された鋼板４，５が存在するので、外力に対
し強い構造となつており、鋼管２や鋼板４，５に
曲げ応力などの強い外力が掛かつてもそのコンク
リート１部と鋼管２との一体性が損なわれること
がない。

また、これらの鋼板４，５の中心部にはコンク
リート１の内径や上部のコンクリート杭８の内径
よりも小さな孔６，７が設けられているので、地
下水などの存在により、下端が閉塞していると浮
力を受け沈設し難い地盤に対しても容易に沈設で
き、かつ、下方より侵入する土砂等によりコンク
リートが損傷されることを防いでいる。

このように、鋼管コンクリート複合部は杭の沈
設時に如何なる応力が掛かつても、コンクリート
１部や鋼管２部等が破損されることがない。

このような個々の構成の作用により、本発明の
杭は、その施工時に杭下部の複合部の損傷が少な
く、且つ杭上部より掛かる圧力を確実に鋼管コン
クリート複合部に伝えて大きな支持力を確実に発
現できる。

また、本発明の杭は、先端に径の大きな鋼管コ
ンクリート複合部を有するために、施工現場でコ
ンクリートを打設しなくとも大きな支持力が得ら
れ、寒冷地でも施工ができる杭となる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を説明する。

実施例 第２図に示すような外径53cm、肉厚12mm、張り
出し部長さ50mmで中心に内径10cmの孔６を有する
キヤツプ状の鋼板４を用意し、別に鋼板５として
外径50cm、肉厚12mmで中心から直径28cmの所に10
cm上方に窪んで中央に内径10cmの孔７を有する鋼
板を用意した。

これらの鋼板を外径50cm、肉厚4.5mm、長さ１
ｍの鋼管と、第２図に示すように溶接して一体化
し、キヤツプの厚みに相当する厚み調整シートを
用いて厚みを調整し、二つ割りの円筒型型枠内に
セツトした。このような状態の鋼管２内に、酸化
マグネシウムを混合したコンクリート原料を遠心
力の作用下にコンクリートの中空部の径が35cmと
なるように注入し、常圧蒸気養生後、オートクレ
ーブ養生した。

この約１ｍの長さの鋼管コンクリート複合体の
上部にコンクリート杭の一種である外径40cm、内
径27cmの中空円筒状の旭化成工業(株)製のAHSパ
イルを中心が一致するように載せて、AHSパイ
ル端板１１と鋼管コンクリート複合部の鋼板４と
を溶接により一体化して径の大きな鋼管コンクリ
ート複合部を有するコンクリート杭とした。

この杭を途中の転石層を貫通して支持地盤に達
するまで予め掘削した孔径53cmの孔の中に沈設し
ようとしたが、孔の部分的な崩壊や孔の曲がり等
があつたためか、杭が自重によつては沈設できな
かつたので、杭の上方を打撃して沈設した。なお
孔が深く上方のコンクリート杭が一本では足りな
く、この杭の上方に更にコンクリート杭である
AHSパイルを溶接して継ぎ足し、甲の最上部を
打撃しながら沈設して予定の深かの支持地盤まで
コンクリート鋼管複合部の先端部を到達させた。

このように、本発明の杭は、打撃を加えながら
の打込沈設したにもかかわらず、複合部の破損に
よる異常が感じられず、所定の支持地盤まで沈設
することができた。

最後に上方から杭中空部を通したパイプを用い
てセメントミルクを注入して鋼管コンクリート複
合部の中空部を閉塞した。

このようにして沈設した杭を28日後に杭上部よ
り外力を載荷するとともに、杭下方への沈下と破
壊に至る支持力を測定した。その結果、110トン
の外力を与えても１mm程度の沈下を生ずるのみで
破壊現象は現れなかつた。

比較例として実施例と同じ条件の孔径53cmの削
孔中に水セメント比が70％前後の水分の多いセメ
ントミルクを注入し、支持地盤中の孔に深さ50cm
のセメントミルク層を形成し、その上に実施例に
用いた外径40cm、内径27cmの中空円筒状の旭化成
工業(株)製のAHSパイルを沈設した。そして28日
後に杭上部より外力を載荷するとともに、杭下方
への沈下と破壊に至る支持力を測定したところ、
60トンに至るまでに、下部のセメント層が破壊し
た。

また、他の比較例として、上下に端板を有し、
外径50cm、内径35cm、長さ１ｍの中空円筒状の
PCコンクリート体を実施例に用いた鋼管コンク
リート複合体の代わりに使用して実施例と同じ条
件の孔径53cmの削孔中に沈設しようとした。しか
し、実施例と同様に孔の部分的な崩壊や孔の曲が
り等が途中にあつたためか、外径50cmのコンクリ
ート体を有する杭は自重によつては沈設できなか
つたので、杭の上方を打撃して沈設しようした。
しかし、この打撃を加えて沈設を続けている間
に、杭の損傷が発生し、杭の沈設が不可能になつ
た。

〔発明の効果〕

本発明の杭は、杭下部に外力に対して強い抵抗
性を有する鋼管コンクリート複合部を有するため
に、施工時に杭下部の複合部の損傷が少なく、杭
上部より掛かる圧力を確実に鋼管コンクリート複
合部に伝えて大きな支持力を確実に発現できる。

更に、複合部の鋼板４，５の中心部にはコンク
リート１の内径や上部のコンクリート杭８の内径
よりも小さな孔６，７を設けてあるので、下端が
閉塞していると浮力を受け沈設し難い地下水など
の存在する地盤に対しても容易に沈設でき、か
つ、下方より侵入する土砂等によりコンクリート
が損傷されることを防いでいる。

なお、本発明の杭は、先端に径の大きな鋼管コ
ンクリート複合部を有するために、施工現場でコ
ンクリートを打設しなくとも大きな支持力が得ら
れ、寒冷地でも容易に施工ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は、本発明のコンクリ
ート杭の右半分を断面図として示した面図であ
る。 １……コンクリート、２……鋼管、４，５……
鋼板、６，７……孔、８……コンクリート杭。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中空のコンクリート杭８の下方に、該コンク
   リート杭８の外径よりも大きな径の鋼管コンクリ
   ート複合部が設けられており、 該鋼管コンクリート複合部は、中空円筒状のコ
   ンクリート１が鋼管２内に一体化され、該コンク
   リート１の上部と下部とが該鋼管２に一体化した
   鋼板４，５により保護され、かつ鋼板４，５の
   夫々の中心部にはコンクリート１の内径および上
   部のコンクリート杭８の内径よりも小さな孔６，
   ７があいている構造の鋼管コンクリート複合部で
   ある鋼管コンクリート複合部を有するコンクリー
   ト杭。