JPH05339941A - 杭拡底部補強装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造で、引き抜き抵抗の大きい杭拡底
部を、地盤中に、施工性良く造成するための補強装置を
提供する。 【構成】 上下のリング状金物８ａ，８ｂと、その周方
向に複数分散配置した補強材９とで、円筒状の補強体６
を形成し、これを内包するように袋体１２を設け、補強
材９と袋体１２を数カ所で連結する。補強材９は２本の
帯板からなり、上下端をそれぞれ上下のリング状金物８
ａ，８ｂにピン１１でピン接合し、中間を長穴１０に対
しスライド可能なピン１１ａでピン接合する。この補強
装置を杭１の先端に取り付け、杭１先端部が拡底部５を
なす掘削拡大部２に到達した段階で、袋体１２内にモル
タル等の硬化材４ａを注入する。袋体１２と連結した補
強材９が、袋体１２の膨張とともに変形し、拡大掘削部
２内で所定の樽形状の補強体７を形成し、杭拡底部５を
補強する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は埋込み杭の拡底部の造成
に用いられる杭拡底部の補強装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】都市内での既成杭の施工は、騒音、振動
を軽減することを目的とした各種埋込み杭工法で行われ
ることが多く、また杭先端には地盤への確実な荷重伝達
を行うため、拡底部を設けることが多い。

【０００３】杭の設置方法は、図７を参照して、中掘り
工法を例にとると、中空の杭１内にオーガーを挿入し、
杭先端付近で地盤３を掘削しながら、杭１を圧入し、所
定深さにおいてオーガーの径を増加させて拡大掘削部２
を形成している。拡大掘削部２にはコンクリートやセメ
ントミルク等の硬化材４が充填され、拡底部５が造成さ
れている。

【０００４】また、例えば、特開昭６１−１２２３２４
号公報には、既成杭の先端に布状筒体を取り付けてお
き、埋込み杭工法で杭を地盤中の所定深度に設置した
後、布状筒体内に硬化材を充填する工法が記載されてい
る。さらに、特開昭６１−１２２３２３号公報には、既
成杭の先端に鉄筋籠を取り付け、鉄筋籠及び鉄筋籠内の
軸方向に設けた芯棒に対し、ピン、及び可動ピンを介し
て棒状の補強材を取り付け、芯棒が掘削底にぶつかるこ
とにより、補強材がピンの回りに回転して水平方向に広
がるようにした杭施工方法が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】拡底部はコンクリート
やセメントミルク、ソイルセメント等で造成されるた
め、鉛直支持力を対象とした圧縮力作用下では十分な強
度を有するが、これらの硬化材は引張強度が低いので、
引き抜き抵抗が期待できない。

【０００６】なお、従来の埋込み杭では引き抜き抵抗を
杭の周面抵抗に期待しているが、同一杭長で引き抜き抵
抗を増加させるには杭径を増す必要があり、鉛直支持力
に対して過剰な杭径となることもあり、必ずしも合理的
ではない。

【０００７】また、特開昭６１−１２２３２３号公報記
載の方法では、鉄筋籠及び拡大掘削部で水平に広がる補
強材により、拡底部を補強しているが、鉄筋籠とその断
面中央に配置した１本の芯棒とを結ぶ補強材を回転させ
る構造であるため、補強効果を期待すべく多数の補強材
を設けると、干渉し合うピン接合部が非常に多くなり、
製作が困難なだけでなく、作動し難くなる恐れがある。
また、拡底部で引き抜き力に抵抗させる場合の破壊性状
は、既成杭の先端から外周に向けて斜め上方に亀裂が生
じるコーン破壊であるのに対し、棒状の補強材を水平方
向に配置した補強形態では、十分な引き抜き抵抗を得る
ことができない。

【０００８】本発明は従来技術における上述のような問
題点を解決するために発明されたものであり、円筒状の
形態で埋込み杭の杭先端に取り付けて施工でき、掘削拡
大部内で補強体を樽状に変形させることで、硬化材によ
って形成される拡底部を効果的に補強できる補強工とし
ての杭拡底部補強装置を提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以下、本発明の概要を実
施例に対応する図面の符号を用いて説明する。

【００１０】本発明の杭拡底部補強装置は、埋込み杭下
端の外周部に上下所定間隔をおいて設けたリング状金物
８ａ，８ｂと、上下端をこのリング状金物８ａ，８ｂに
接合し、リング状金物８ａ，８ｂの周方向に複数配置し
た補強材９とで円筒状の補強体６を形成し、補強体６を
内包するように、杭拡底部５を構成する硬化材４ａを注
入するための袋体１２を設けたものである。袋体１２は
その一部が補強体６の補強材９と連結されており、袋体
１２内に硬化材４ａを注入することにより、袋体１２の
膨張に伴い、補強材９が半径方向外側に突出し、樽状の
補強体７を形成する。

【００１１】補強材９としては、帯板、鉄筋、鋼ワイヤ
ーの他、拡底部５の補強部材として所要の引張強度を有
する合成繊維製のワイヤーや新素材等が利用できる。帯
板や鉄筋等からなる棒状の補強材９を用いる場合の一形
態としては、補強材９を２本の棒状部材で構成し、両端
を上下のリング状金物８ａ，８ｂにピン接合するととも
に、前記棒状部材どうしを長穴１０とこの長穴１０内を
スライド可能なピン１１ａとでピン接合した構造によ
り、樽状の補強体７への変形が可能となる。

【００１２】また、鋼ワイヤー、合成繊維等の可撓性の
補強材９ａを用いる場合の形態としては、両端をリング
状金物８ａ，８ｂに接合（固定を含む）し、補強材９ａ
をたるませた状態または袋体１２とともに畳んだ状態
で、円筒状の補強体６となし、袋体１２内への硬化材４
ａの注入により、補強材９ａが円弧状に伸張して樽状の
補強体７が形成される。また、同様の形態は、多数（３
本以上）の帯板あるいは鉄筋をピン接合し、折り畳み可
能とすることによっても得られる。

【００１３】以上述べた杭拡底部補強装置では袋体１２
が必須の構成要件となっているが、本発明の杭拡底部補
強装置のもう一つの形態は、埋込み杭下端の内部に挿入
可能な、上下所定間隔をおいて設けたリング状金物８
ａ，８ｂと、上下端をリング状金物８ａ，８ｂに接合
し、リング状金物８ａ，８ｂの周方向に複数配置した補
強材９とで円筒状の補強体６を形成したものである。こ
の場合の補強材９は、帯板、鉄筋等の２本以上の棒状部
材からなり、両端を上下のリング状金物８ａ，８ｂにピ
ン接合するとともに、棒状部材どうしもピン接合するこ
とで、少なくとも３ピン構造となり、補強体６に作用す
る杭１の軸方向力により、補強材９が半径方向外側に突
出し、樽状の補強体７を形成する。

【００１４】また、本発明において、杭１を中堀り工法
で圧入する場合には、鋼管杭あるいは複合パイル等の中
空杭を用いる必要があるが、少なくとも杭１の外周部に
取り付ける形式では、これに限定されず、各種埋込み杭
工法において、既成コンクリート杭等にも適用可能であ
る。

【００１５】

【作用】本発明の補強装置は杭１から拡底部５に引き抜
き力を伝達し得るよう拡底部５を補強するものであり、
そのため帯板、鉄筋等からなる円筒状補強体６の最終形
状を樽状の補強体７として拡底部補強工をなし、拡底部
５のコンクリート、セメントミルク、あるいはソイルセ
メント等の硬化材４ａを取り囲み、強い拘束を与えるこ
とにより、拡底部５の引張強度を増加させている。

【００１６】しかし、拡底部補強工の形状が最初から樽
形ならば、杭軸径より大きくなって、杭１を所定位置に
設置するまでの圧入工程が阻害されるため、当初は杭１
と略同一径の円筒状である必要がある。

【００１７】そこで、本発明では、杭１の先端部が拡底
部５の造成位置に到達した段階で、円筒形補強体６の補
強材９を強制的に樽状の最終形状（補強体７）に変形さ
せている。

【００１８】樽形状への変形について、補強装置に袋体
１２を設ける形式では、円筒状補強体６の外周部に、該
補強体６を内包するように、合成化学品等を素材とする
袋体１２を取り付け、この袋体１２を補強材９の中間と
数カ所連結しておき、杭１の先端が拡大掘削部２に達し
た状態で、袋体１２内へモルタル等の硬化材４ａを注入
することで、袋体１２を膨張させ、その膨張力で補強材
９を変形させることができる。

【００１９】また、袋体１２を設けない場合（設けても
良い）、杭１内部に挿入可能な上下のリング状金物８
ａ，８ｂをつなぐ補強材９を、３ピン構造あるいは３ピ
ン以上とすることで、ロッド１４等で杭内に吊り下げた
円筒状の補強体６を拡大掘削部２に下降させ、先端地盤
３に到達させることで、補強材９の中間ピン部が折れ曲
がり、所定の樽形状の補強体７が形成される。

【００２０】

【実施例】以下、図示した実施例について説明する。

【００２１】図２及び図３は本発明の一実施例における
補強装置の構造と、杭１先端への装着状態を示したもの
で、また、図１(a) 〜(d) はその補強装置を取り付けた
杭１の施工手順の一例を示したものである。

【００２２】補強装置は上下のリング状金物８ａ，８ｂ
と、その周方向に複数分散配置した補強材９、及び補強
材９と数カ所で連結した袋体１２とからなり、杭１の先
端に装着した状態では補強材９がまっすぐ伸び、袋体１
２を折り畳んで、円筒状の補強体６を形成している。

【００２３】本実施例において、補強材９は２本の帯板
からなり、上下端をそれぞれ上下のリング状金物８ａ，
８ｂにピン１１でピン接合し、中間を長穴１０に対しス
ライド可能なピン１１ａでピン接合することにより、屈
曲可能としてある。従って、杭１の施工において、杭１
先端部が拡底部をなす掘削拡大部２に到達した段階で、
袋体１２内にモルタル等の硬化材４ａを注入すること
で、この袋体１２と数カ所で連結した補強材９の帯板
が、袋体１２の膨張とともに変形し、拡大掘削部２内で
所定の樽形状の補強体７を形成する。なお、この場合、
補強材９として帯板の表面に多数の突起部を設けたもの
を用いると、付着により硬化材４ａとの一体性が良好と
なり、拡底部５の補強工としての信頼性をさらに高める
ことができる。

【００２４】本実施例による杭１の施工手順において、
図１(a) に示すように、補強装置は杭１の圧入の際には
円筒状の補強体６をなし、杭軸部と略同一径であるた
め、杭軸部掘削度量は最小限にできる。また、オーガー
１５を用いることにより、地盤抵抗も小さい。図１(b)
は補強体６を装着した杭１の先端が拡底部造成位置に達
した状態を示したものである。この状態で、図１(c) に
示すように、硬化材注入管１３からモルタル等の硬化材
４ａを注入することで、円筒状の補強体６が強制的に樽
状の補強体７に変形させられ、拡底部５内で硬化材４ａ
を有効に補強する配置状態となる。なお、本実施例で
は、続いて図１(d) に示すように、引き抜き力のみなら
ず、鉛直支持力に対しても有効な構造とするため、先端
の杭１内部にはコンクリートあるいはモルタル等の硬化
材４ｂを充填している。

【００２５】図４は本発明の補強装置の他の実施例を示
したものであり、補強材９ａとして、ワイヤーを中間部
をたるませた状態で上下のリング状金物８ａ，８ｂに固
定し、またこのワイヤーを、上記実施例と同様に、袋体
１２に数カ所で連結して、円筒状の補強体６を構成して
いる。従って、袋体１２が膨張すると、ワイヤーからな
る補強材９ａのたるみ部分が円弧状に伸張して樽状の補
強体７が形成される。

【００２６】この実施例は可撓性のある補強材９ａを用
いた場合であるが、ワイヤーは鋼ワイヤーに限らず、所
定の引張強度を有するものであれば、合成繊維等でもよ
い。

【００２７】図５(a) 、(b) 及び図６は、さらに他の実
施例の施工状態と、円筒状の補強体６の構造を示したも
のである。本実施例では、補強材９を中間部でピン接合
し、かつ上下のリング状金物８ａ，８ｂにもピン接合し
ている。このように構成された補強体６をロッド１４等
で杭１の内部に吊り下げ、掘削拡大部２に下降させる
と、下側のリング状金物８ｂが先端の地盤３に支えられ
て、上下のリング状金物８ａ，８ｂの距離が縮まり、補
強材９の中間ピン部が折れ曲がるので、所定の樽形状の
補強体７が形成される。なお、本実施例では、図６に示
すように、吊り下げロッド１４として異形鉄筋を使用
し、拡底部５内に延長して、該拡底部５の補強筋として
も寄与させている。

【００２８】これらの実施例において、最終的に拡底部
５に埋め込まれる本発明の補強装置は杭１とは別の構成
品としているので、扱いが容易で拡底部５に必要な補強
量への対応が容易であり、また量産が可能である。

【００２９】

【発明の効果】 鋼材その他、所要の引張強度を有する補強材で有効
に補強することにより、拡底部の引張強度を向上させ、
杭に作用する引き抜き力を拡底部まで伝達可能である。
その結果、拡底部上の円筒地盤の重量及びせん断抵抗に
より、杭軸部の周面抵抗に比べて大きな引き抜き抵抗が
得られる。

【００３０】 杭体とは別の円筒状の補強装置を構成
することにより、荷重に対応した拡底部補強工を容易に
製作でき、また杭体自身の形状損失がないため、杭体の
安全性も確保できる。

【００３１】 硬化材内での補強体の最終形状を樽状
とすることで、引き抜き力によって拡底部の斜め上方に
亀裂が生じるコーン破壊に対し、最適な補強形態とな
り、十分な引き抜き抵抗が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) 〜(d) は本発明の杭拡底部補強装置を用い
た杭施工手順の一例を示す鉛直断面図である。

【図２】本発明の杭拡底部補強装置の一実施例を示す斜
視図である。

【図３】図２の実施例に対応する鉛直断面図である。

【図４】本発明の杭拡底部補強装置の他の実施例を示す
鉛直断面図である。

【図５】本発明の杭拡底部補強装置のさらに他の実施例
における杭施工手順を示す鉛直断面図である。

【図６】図５の施工に使用する杭拡底部補強装置を示す
斜視図である。

【図７】従来の拡底部の造成方法の概要を示す鉛直断面
図である。

【符号の説明】

１…杭、２…拡大掘削部、３…地盤、４，４ａ，４ｂ…
硬化材、５…拡底部、６…補強体（施工時円筒形状）、
７…補強体（最終樽形形状）、８ａ…上側のリング状金
物、８ｂ…下側のリング状金物、９，９ａ…補強材、１
０…長穴、１１，１１ａ…ピン、１２…袋体、１３…硬
化材注入管、１４…吊り下げロッド、１５…オーガー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 埋込み杭下端の外周部に上下所定間隔を
   おいて設けたリング状金物と、上下端を前記リング状金
   物に接合し、該リング状金物の周方向に複数配置した補
   強材とで円筒状の補強体を形成し、前記補強体を内包す
   るように、杭拡底部を構成する硬化材を注入するための
   袋体を設け、該袋体の一部を前記補強体の補強材と連結
   することで、前記硬化材の注入による前記袋体の膨張に
   伴い、前記補強体の補強材が半径方向外側に突出し、樽
   状の補強体を形成し得るようにしたことを特徴とする杭
   拡底部補強装置。
2. 【請求項２】 前記補強材は、２本の棒状部材からな
   り、両端を上下のリング状金物にピン接合するととも
   に、前記棒状部材どうしを長穴と該長穴内をスライド可
   能なピンとでピン接合してなる請求項１記載の杭拡底部
   補強装置。
3. 【請求項３】 前記補強材は、３本以上の棒状部材から
   なり、両端を上下のリング状金物に接合するとともに、
   前記棒状部材どうしをピン接合し、折り畳み可能とした
   ものである請求項１記載の杭拡底部補強装置。
4. 【請求項４】 前記補強材は、所要の引張強度を有する
   可撓性の補強材である請求項１記載の杭拡底部補強装
   置。
5. 【請求項５】 埋込み杭下端の内部に挿入可能な上下所
   定間隔をおいて設けたリング状金物と、上下端を前記リ
   ング状金物に接合し、該リング状金物の周方向に複数配
   置した補強材とで円筒状の補強体を形成してなり、前記
   補強材は、２本以上の棒状部材からなり、両端を上下の
   リング状金物にピン接合するとともに、前記棒状部材ど
   うしを該補強材の中間でピン接合し、該補強体に作用す
   る杭軸方向の力により、前記補強材が半径方向外側に突
   出し、樽状の補強体を形成し得るようにしたことを特徴
   とする杭拡底部補強装置。