JPH06987B2 - 充▲てん▼鋼管杭 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、建築構造物の基礎などを構築する際に地中に
打設されて用いられる充填鋼管杭に関するものである。

「従来の技術」 充填鋼管杭は、杭の外殻体および型枠を兼ねる形状にし
た鋼管内に、コンクリート等の構造用充填材を充填して
一体化してなるもので、従来から各種建築構造物の基礎
などを構築する際に必要に応じ地中に打設されて用いら
れている。

そして、この充填鋼管杭では、外殻体としての鋼管と、
主にコンクリートからなる構造用充填材の累加圧縮耐力
を期待する一方、杭打ち機などを使用しての杭打設時に
おいては、鋼管の存在により該鋼管内部の構造用充填材
にクラックや欠けなどが発生しないように保護する機能
などを発揮させるものである。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、このような従来の充填鋼管杭にあっては、上
述のような特徴を有する反面、鋼管とその内部の構造用
充填材とが密着状態で一体化した構造となっていること
から、次のような点で解決すべき問題点があった。

すなわち、杭打ち機を使用しての杭打設時おいて
は、通常の場合、杭頭部分が打撃されることになるが、
その際、構造用充填材とともに鋼管にも直接軸方向の強
い圧縮力が加えられるため、その鋼管自体に局所的な降
伏ないし座屈が発生して耐力が低くなることがあるこ
と。

打設された杭が建築構造物の基礎構造として利用さ
れている場合に、これらに例えば地震入力が作用する
と、鋼管とその内部の構造用充填材は一体に挙動するこ
とになるが、この場合にも杭全体の軸方向の圧縮力によ
って生じる歪により鋼管に上記と同様の降伏ないし座屈
が発生する恐れがあること。

必要本数の杭打設後に、それらの杭頭を揃えるため
に杭頭近くから切断する作業を行うことも多々あるが、
その場合特に鋼管部分の切断作業に手間がかかること。

「問題点を解決するための手段」 そこで、本発明では、鋼管内にコンクリート等の構造用
充填材を充填してなる充填鋼管杭において、前記鋼管と
構造用充填材との境界面に双方の付着をなくすためのア
ンボンド処理層を設け、かつ、前記鋼管の所定の部位
に、鋼管の軸方向への変形を吸収する変形吸収部を設け
た構造としたものである。

「作用」 鋼管と構造用充填材との間に形成されているアンボンド
処理層の作用により両者は軸方向に関して相対移動可能
となり、かつ鋼管の所定の部位に設けられている変形吸
収部の作用により鋼管自体も一定の範囲において軸方向
に圧縮または伸張可能となる。したがって、例えば杭打
ち機による杭頭への衝撃はそのほとんどが構造用充填材
への圧縮力として作用し、鋼管には圧縮力は余り作用し
ない。すなわち鋼管にはそれ自体軸方向への圧縮力が作
用しないので局所的な降伏ないし座屈も起こらず、この
結果、構造用充填材に対する鋼管の締め付け力は十分に
保たれる。

「実施例」 以下、本発明の実施例の添付の第１図および第２図を参
照して説明する。

図において、１は先端部を細めて杭状に形成した鋼管、
２はこの鋼管１内に充填されたコンクリート等の構造用
充填材である。前記鋼管１については、図示例にあって
は、単なる筒状鋼管1aの一端に先端部材として円錐状部
材1bを溶接結合してるものが示されている。また、前記
構造用充填材２としては、通常の場合、例えばコンクリ
ートモルタル充填による単なるコンクリート構造とされ
るが、杭の太さや長さに応じて、さらには使用目的ない
し打設場所などに応じて強度上必要ならば、内部に補強
筋などを埋設してなる鉄筋コンクリート構造とされる場
合もある。

前記鋼管１の内周面側、即ち、第２図に示す如く鋼管１
と構造用充填材２との間にはアンボンド処理層３が形成
されている。このアンボンド処理層３は、鋼管１と構造
用充填材２との境界面を非接着状態に保つためのもので
あり、この実施例においてはパラフィン層となってい
る。このアンボンド処理層３を形成するには、例えば鋼
管１の内周面に予めパラフィンを塗布したうえで、その
鋼管１内にコンクリートモルタル等の構造用充填材２を
充填すればよい。ここで、前記アンボンド処理層３を形
成するための材料としては、上記したパラフィンの他、
これと同様の機能もしくは類似した特性を備えるもの、
例えば、グリス、ワセリン、またはオイル、さらには鋼
管１の内周面を被覆する形態のプラスチックなどを適用
しても良い。

一方、前記鋼管１の杭頭近くの部位には、鋼管１の軸方
向への変形を吸収する変形吸収部４が設けられている。
この変形吸収部４は、この実施例では第１図に示す如
く、鋼管１の周方向及び軸方向に所定の間隔をおいて設
けられた複数のスリット５…によって構成されている。
これら各スリット５は、いずれも鋼管１の周方向に一定
の長さで延在する形状であり、かつ奇数段目の各スリッ
ト５と偶数段目の各スリット５とが、図示例のように鋼
管２の周方向に互いに位置ずれする形態のいわゆる千鳥
状に設けられている。

充填鋼管杭をこのような構造とした場合、杭打設時にお
いてはもちろん、打設後においてこれが建築構造物にお
ける基礎構造の一部として利用された場合でも、鋼管自
体にはなんら圧縮力は作用せず、鋼管１によるいわゆる
コンファインド効果は十分に発揮される。即ち、鋼管１
と構造用充填材２との間に形成されているアンボンド処
理層３の作用により両者は非付着状態となって軸方向に
関しては相対移動可能となり、かつ鋼管１の杭頭近くの
部位に設けられている変形吸収部４の作用により鋼管２
自体も一定の範囲において軸方向に圧縮または伸張可能
となる。したがって、例えば杭打ち機による杭頭への衝
撃はそのほとんどが構造用充填材２への軸方向の圧縮力
として作用し、鋼管１には圧縮力はほとんど作用しな
い。即ち、構造用充填材２自体の軸方向への移動作用に
鋼管１の変形吸収部４の圧縮作用も加わり、鋼管胴部部
分にはそれ自体軸方向への圧縮力が作用しなくなるので
局所的な降伏ないし座屈も起こらず、この結果、構造用
充填材に対する鋼管の締め付け力（コンファインド効
果）は十分に保たれる。

また、このようなホンファインド効果は、これが建築構
造物における基礎構造の一部として利用された場合にも
同様に発揮される。例えば上部構造の挙動によりこの充
填鋼管杭の構造用充填材２が圧縮され、それが所定の強
度を越えると軸方向の歪を生じるとともに径方向の急激
な横歪を生じることになるが、その場合に、鋼管１は、
構造用充填材２にコンファインド効果を与える反作用と
してのリングテンションのみを受けて軸方向強度の影響
を余り受けることはなく、したがって、コンファインド
効果を十分に発揮する。この結果、基礎構造として従来
のものに比べてはるかに高い耐力が保証される。

また、打設した各杭の杭頭を揃える作業を必要とする場
合でも、鋼管１の杭頭近くの部位には周方向に延在する
複数のスリットが設けられているため、特に手間のかか
る鋼管部分の切断作業を比較的容易に実施することがで
きる。

なお、鋼管１における変形吸収部４の構成については、
図示例に限らず、例えば鋼管１の前記変形吸収部４に対
応する部位を蛇腹状に形成したもの、同部位においてこ
れを上下に縁切りするリング状間隙を形成したもの、そ
のリング状間隙にゴム等の柔軟材を充填したもの、ある
いは鋼管１の内面または外面にリング状溝を切ってその
部分を積極的に弱部として曲げ変形しやすいようにした
もの、さらには、鋼管１の外周にリング状の膨出部を形
成したものなど、要するに上記部位に伸縮性や局所的な
変形しやすさをあたえてその部位で鋼管１全体に発生す
る軸方向の変形を吸収するようにしたものであればよ
い。

また、実施例では杭頭部分について、内部の構造用充填
材を露出させた構造としているが、この部分を鋼板で被
覆した構造としても、杭自体の持つ上述のような機能は
全く変わりなく発揮させることができる。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明にあっては、鋼管内にコン
クリート等の構造用充填材を充填してなる充填鋼管杭に
おいて、前記鋼管と構造用充填材との境界面に双方の付
着をなくすためのアンボンド処理層を設け、かつ、前記
鋼管の所定の部位に、鋼管の軸方向への変形を吸収する
変形吸収部を設けた構造としたので、特に杭打設時の大
きな衝撃に基づく圧縮力や、上部構造の挙動などに基づ
く圧縮力等をコンクリート構造である構造用充填材に受
け持たせて、鋼管に軸方向の応力が発生するのを防止す
ることができ、これによって鋼管の持つコンファインド
効果を十分に発揮させて杭全体の耐力向上を図ることが
できるという、従来にない優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図はその
断面図である。 １…鋼管、２…構造用充填材、３…アンボンド処理層、
４…変形吸収部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼管内にコンクリート等の構造用充填材を充填してなる
   充填鋼管杭において、前記鋼管と構造用充填材との境界
   面に双方の付着をなくすためのアンボンド処理層を設
   け、かつ、前記鋼管の所定の部位に、鋼管の軸方向への
   変形を吸収する変形吸収部を設けたことを特徴とする充
   填鋼管杭。