JPH10121468A - コンクリート製基礎杭 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 杭断面をほとんど大きくすることなく、比較
的低コストで曲げ耐力またはせん断耐力の増強を図るこ
と。 【解決手段】 コンクリート製基礎杭２は、地中に埋設
されて、その上方に構築された構造物の荷重を杭頭部２
ａで受けて地盤３に伝達し構造物を支持する杭である。
杭２の杭頭部２ａには、外周に沿って全周にわたり平板
状の鋼板材４が一体的に設けられている。これにより、
杭２の杭頭部２ａは、曲げ耐力及びせん断耐力が増強さ
れ、地盤が軟弱であったりまた液状化しやすかったりし
た場合でも、支持力設計により設定された断面の大きさ
をほぼ維持したまま、地震時に発生する大きな曲げモー
メントやせん断力に対し十分対抗することができる。従
って、従来のように必要な耐力を確保するための杭断面
の拡大によって引き起こされていた施工時間の増加及び
施工スペースの増大を軽減し、コスト削減を図ることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中に埋設され、
その上方に構築された構造物の荷重を杭頭部で受けて地
盤に伝達し前記構造物を支持するコンクリート製の基礎
杭に係り、特に、この杭の耐震構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】地中に埋設され、地上に構築された構造
物の荷重を地盤に伝達してこの構造物を支持する基礎杭
に対しては、従来から、構造物を支持するための杭断面
を決定する支持力設計の他に、地震時に加わる外力を考
慮した耐震設計がなされている。この基礎杭の耐震設計
では、特に地盤が液状化しやすかったりまた軟弱であっ
たりする場合に、前記地震時の外力によって杭頭部に大
きな曲げモーメントが発生することを考慮して、これに
十分対抗し得るように曲げやせん断などに対する耐力の
増強が図られている。従来、鉄筋コンクリート製の基礎
杭においては、鉄筋量を増やしたり、また杭断面を大き
くしたりして前記耐力の増強を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おける杭の耐力増強にあっては、通常、前記支持力設計
により決定された断面内においてただ単に鉄筋量を増や
すだけで対応しているが、前述したように地盤が液状化
しやすかったり、また軟弱であったりする場合には、前
記鉄筋量を増やすだけでは耐力の増強が十分に行えず、
杭断面を全体的に大きくする他なかった。このため、杭
断面が大きくなった分だけ、施工時間が余計にかかると
ともに、施工スペースが増大するため、施工費用が嵩
み、大幅なコスト増を引き起こしていた。

【０００４】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、杭断面をほとんど大きくするこ
となく、比較的低コストで曲げ耐力またはせん断耐力の
増強を図れるコンクリート製基礎杭を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明に係るコンクリート製基礎杭にあっては、地中
に埋設され、その上方に構築された構造物の荷重を杭頭
部で受けて地盤に伝達し当該構造物を支持するコンクリ
ート製基礎杭において、前記杭頭部の外周に沿って全周
にわたり若しくは部分的に鋼板材を一体的に設けてなる
ことを特徴とする。

【０００６】このコンクリート製基礎杭では、鋼板材が
杭頭部の外周に沿って全周にわたり若しくは部分的に設
けられることによって、杭頭部における曲げ耐力または
せん断耐力が増強される。このため、特に地盤が液状化
しやすかったり、また軟弱であったりする場合であって
も、従来のように杭断面を大きくすることなく、支持力
設計により設定された杭頭部断面の大きさをほぼ維持し
たまま、地震時に杭頭部に発生する大きな曲げモーメン
トに対抗することができる。したがって、従来、杭断面
の拡大によって引き起こされていた施工時間の増加及び
施工スペースの増大を軽減でき、よってコスト低減を図
ることができる。

【０００７】また、少なくとも前記杭頭部が水平方向に
突出する突部を含み、この突部を含む該杭頭部の外周に
沿って全周にわたり若しくは部分的に前記鋼板材を一体
的に設けたことを特徴とする。このように杭頭部が水平
方向に突出する突部を含むような場合であっても、前記
場合と同様、杭頭部に鋼板材を設けることによって、杭
頭部における曲げ耐力またはせん断耐力を簡単に増強す
ることができる。しかも、この杭にあっては、杭頭部が
水平方向に突出する突部を含むため、杭頭部の断面係数
が増大し、前記鋼板材との相乗効果によって、前記場合
に比べ、さらに曲げ耐力またはせん断耐力が増強され
る。

【０００８】また、前記鋼板材としてリブ付鋼板材を使
用し、当該リブ付鋼板材のリブの向きを前記杭頭部の周
方向と一致させることで、リブによる補剛効果も相まっ
て、曲げ耐力またはせん断耐力がさらに増強される。

【０００９】また、前記鋼板材が、前記杭頭部に対し定
着部材を介して一体的に取り付けられれば、鋼板材と杭
頭部との一体性を高めることができるとともに、鋼板材
の取付も簡単に済ませることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係るコンクリート
製基礎杭の実施形態について、添付図面に基づき説明す
る。

【００１１】図１は、本発明に係るコンクリート製基礎
杭２の第１の実施形態を示したものである。また、図２
は、この杭２の杭頭部２ａの横断面を示したものであ
る。この基礎杭２は、地中に埋設され、その上方に構築
される図示されていない構造物の荷重を杭頭部２ａで受
け、これを地盤３に伝達して前記構造物を支持するもの
である。また、この杭２は、底部に扇形に拡大した拡底
部２ｂを有する拡底杭である。この杭２の拡底部２ｂの
上方部位から上端部にかけては、断面が長辺部と短辺部
とを有する矩形状に成形されている。

【００１２】ここで、杭２の杭頭部２ａには、その外周
に沿って全周にわたり平板状の鋼板材４が一体的に設け
られている。鋼板材４は、杭頭部２ａの外周を構成する
４つの側面にそれぞれ配設されていて、相隣接したもの
どうしが互いに溶接などの接合手段によってつなぎ合わ
され、杭頭部２ａの外周を全周にわたって取り囲むよう
に筒状に構成されている。

【００１３】また、図３は、鋼板材４の取付構造を示し
たものである。鋼板材４の内側面には、定着部材として
棒体状のスタッド６が多数本一体的に接続されている。
このスタッド６は、溶接などによって鋼板材４に一体的
に固定されたもので、鋼板材４の内側面から垂直に延出
して、杭頭部２ａのコンクリート８中に埋め込まれて固
定されている。さらに、スタッド６の先端部分には、フ
ランジ状の拡径部６ａが形成されていて、この拡径部６
ａによりスタッド６はコンクリート８内から抜け出さな
いように確実に固定されている。このようにコンクリー
ト８中に固定されたスタッド６を介して、鋼板材４は杭
頭部２ａに対し一体的に取り付けられている。

【００１４】以上のように、杭２の杭頭部２ａの外周壁
に沿って鋼板材４が一体的に設けられていることによっ
て、杭２の杭頭部２ａは、曲げ耐力及びせん断耐力が増
強される。このため、地盤が液状化しやすかったり、ま
た軟弱であったりする場合であっても、従来のように杭
断面を大きくすることなく、支持力設計により設定され
た杭頭部２ａ断面の大きさをほぼ維持したまま、地震時
に杭頭部２ａに発生する大きな曲げモーメントに対し十
分に対抗することができる。従って、従来のように必要
な耐力を確保するための杭断面の拡大によって引き起こ
される施工時間の増加及び施工スペースの増大を軽減
し、コスト削減を図ることができるので、経済性に優れ
た杭２を得ることができる。

【００１５】図４は、鋼板材４の他の定着構造を示した
ものである。鋼板材４の内側面には、第１の定着部材と
して前記スタッドよりも短い、丸鋼からなる棒体状の突
起１０が多数本一体的に接続されている。この突起１０
は、前記スタッド６と同様、溶接などによって一体的に
固定されたもので、鋼板材４の内側面から垂直方向に沿
って延出し、杭頭部２ａのコンクリート８中に埋め込ま
れ固定されている。突起１０は、コンクリート８中にお
いて、杭頭部２ａに軸方向に沿って間隔をあけて配筋さ
れた多数本のせん断補強筋１２に対し、このせん断補強
筋１２の相互間に介設された第２の定着部材である掛け
渡し筋１４を介して、一体的に接続され固定されてい
る。このように第１及び第２の定着部材、即ち突起１０
及び掛け渡し筋１４を介して、鋼板材４は、図３の場合
と同様、杭頭部２ａに一体的に取り付けられている。

【００１６】前記鋼板材４については、杭２の杭頭部２
ａの外周に沿って全周にわたって設けられるのではな
く、部分的に設けても良い。図５及び６は、本発明に係
るコンクリート製基礎杭２の第２の実施形態として、鋼
板材４が杭２の杭頭部２ａ外周に沿って部分的に設けら
れたときの一例を示したものである。この第２の実施形
態では、鋼板材４が、杭２の杭頭部２ａの断面長手方向
両側部に断面コ字状に設けられている。このように鋼板
材４を設ければ、杭頭部２ａの曲げ耐力を中心に増強す
ることができる。

【００１７】また、図７に示すように、鋼板材４を杭頭
部２ａの断面長辺部側面に設ければ、杭頭部２ａのせん
断耐力を中心に増強することができる。

【００１８】図８（ａ）〜（ｅ）は、断面Ｔ字型の杭頭
部２ａを有するコンクリート製基礎杭２に前記鋼板材４
を各種形態で適用した場合を示したものである。図８
（ａ）に示すように、杭頭部２ａがＴ字型断面の外周に
沿って前記鋼板材４で囲繞されれば、杭頭部２ａに対し
て紙面縦方向または横方向に沿って発生した曲げモーメ
ントに対抗するための曲げ耐力及びせん断耐力の双方が
増強される。また、図８（ｂ）に示すように、断面Ｔ字
型の杭頭部２ａは、長辺部及び短辺部を有する断面矩形
状の基部２ｃと、この基部２ｃの断面の長辺部を含む一
方の側面から突出する突部２ｄとからなり、前記突部２
ｄの相対向した側面にそれぞれ前記鋼板材４が設けられ
れば、杭頭部２ａに紙面横方向に沿って発生する曲げモ
ーメントに対抗するためのせん断耐力が中心に増強され
る。また、図８（ｃ）に示すように、杭頭部２ａに対
し、前記基部２ｃの断面の長辺部を含む側面にそれぞれ
前記鋼板材４が設けられれば、杭頭部２ａに紙面縦方向
に沿って発生する曲げモーメントに対抗するためのせん
断耐力が中心に増強される。また、図８（ｄ）に示すよ
うに、杭頭部２ａに対し、前記基部２ｃの前記突部２ｄ
が連接していない断面の長辺部を含む他方の側面と、前
記突部２ｄの突端部側面とにそれぞれ前記鋼板材４が設
けられれば、杭頭部２ａに紙面縦方向に沿って発生した
曲げモーメントに対抗するための曲げ耐力が中心に増強
される。また、図８（ｅ）に示すように、杭頭部２ａに
対し、前記基部２ｃの断面の短辺部を含む両側端面と、
前記突部２ｄの突端部側面とにそれぞれ断面コ字状に前
記鋼板材４が設けられれば、杭頭部２ａに紙面縦方向ま
たは横方向に沿って発生した曲げモーメントに対抗する
ための曲げ耐力が中心に増強される。

【００１９】また、図９（ａ）〜（ｃ）は、断面十字型
の杭頭部２ａを有するコンクリート製基礎杭２に前記鋼
板材４を各種形態で適用した場合を示したものである。
図９（ａ）に示すように、杭頭部２ａが十字型断面の外
周に沿って鋼板材４で囲繞されれば、杭頭部２ａに紙面
縦方向または横方向に沿って発生した曲げモーメントに
対抗するための曲げ耐力及びせん断耐力の双方が増強さ
れる。また、図９（ｂ）に示すように、杭頭部２ａが側
方四方向に突出する突部２ｅを有し、各突部２ｅの突端
部側面にそれぞれ断面コ字状に前記鋼板材４が設けられ
れば、杭頭部２ａに紙面縦方向または横方向に沿って発
生した曲げモーメントに対抗するための曲げ耐力が中心
に増強される。また、図９（ｃ）に示すように、前記各
突部２ｅの相対向した側面にそれぞれ前記鋼板材４が設
けられれば、杭頭部２ａの内部に紙面縦方向または横方
向に沿って発生した曲げモーメントに対抗する曲げ耐力
及びせん断耐力が増強される。

【００２０】以上、図８及び９で示したように、杭頭部
２ａが水平方向に突出する突部２ｄまたは２ｅを含む場
合、即ち例えば断面Ｔ字状や断面十字状などの場合であ
っても、前記鋼板材４を設けることによって、曲げ耐力
またはせん断耐力の増強を簡単に図ることができる。

【００２１】さらに、図１０は、前記鋼板材としてリブ
付鋼板材１６を使用したときの様子を示したものであ
る。このリブ付鋼板材１６は、断面凸凹形状に成形され
均一な肉厚を有する波形鋼板材、例えばＪＯＦ鉄板など
からなり、表裏両側にそれぞれ山部１６ａと谷部１６ｂ
とが交互にストライプ状に形成されている。そして、リ
ブ付鋼板材１６の山部１６ａ、即ちリブの向きは杭頭部
２ａの周方向と一致している。

【００２２】図１１及び１２は、前記リブ付鋼板材１６
の取付構造の一例をそれぞれ示したものである。リブ付
鋼板材１６の内側面には、定着部材として、図１１では
接合鉄筋１８が、また図１２ではつなぎ筋２０がそれぞ
れ一体的に接続されている。これら接合鉄筋１８及びつ
なぎ筋２０は、共に、リブ付鋼板材１６に対し溶接など
によって固定され、杭頭部２ａのコンクリート８中に埋
め込まれている。このうち、接合鉄筋１８は接続端部に
形成された接合折曲部１８ａを介してリブ付鋼板材１６
内側面の谷部１６ｂ底面に接続され、他方、つなぎ筋２
０はリブ付鋼板材１６内側面の山部１６ａ頂面に接続さ
れている。このようにリブ付鋼板材１６は、接合鉄筋１
８やつなぎ筋２０などを介して杭頭部２ａに一体的に取
り付けられている。

【００２３】このようにして前記鋼板材としてリブ付鋼
板材１６を用いれば、曲げ耐力またはせん断耐力がさら
に増強される。また、特に、前記リブ付鋼板材１６で
は、その内側谷部１６ｂ内に打設コンクリート８が入り
込んでいるので、リブ付鋼板材１６とコンクリート８と
の一体性が向上する。前記つなぎ筋２０については、図
３に示すようなスタッド６を代わりに用いても良い。

【００２４】また、前記コンクリート製基礎杭２につい
ては、場所打ちコンクリート杭またはＰＣ杭どちらであ
っても鋼板材４を適用することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上発明の実施の形態で説明したように
本発明に係るコンクリート製基礎杭によれば、杭頭部の
外周に沿って全周にわたり若しくは部分的に鋼板材が一
体的に設けられていることによって、曲げ耐力またはせ
ん断耐力が増強されるので、地盤が液状化しやすかった
り、また軟弱であったりする場合であっても、従来のよ
うに杭断面を大きくすることなく、支持力設計により設
定された杭頭部断面の大きさをほぼ維持したまま、地震
時に杭頭部に発生する大きな曲げモーメントやせん断力
に十分対抗することができる。従って、従来のように必
要な耐力を確保するための杭断面の拡大によって引き起
こされる施工時間の増加及び施工スペースの増大を軽減
し、コスト削減を図ることができるので、経済性に優れ
た杭を得ることができる。

【００２６】また、水平方向に突出する突部を含む杭頭
部に鋼板材が、前記場合と同様に一体的に設けられれ
ば、突部を含むことにより杭頭部の断面係数が増大し、
前記鋼板材との相乗効果によって、さらに曲げ耐力また
はせん断耐力を増強することができる。

【００２７】また、前記鋼板材としてリブ付鋼板材を使
用し、このリブ付鋼板材のリブの向きを前記杭頭部の周
方向と一致させることで、リブによる補鋼効果も相まっ
て曲げ耐力またはせん断耐力をさらに増強することがで
きる。

【００２８】また、前記鋼板材を前記杭頭部に対し定着
部材を介して一体的に取り付けるようにしたので、鋼板
材と杭頭部との一体性を高めることができるとともに、
鋼板材の取付も簡単に済ませることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコンクリート製基礎杭の第１の実
施形態を示した斜視図である。

【図２】図１に示したコンクリート製基礎杭の杭頭部の
横断面図である。

【図３】本発明の鋼板材の取付構造の一実施形態を示す
ために杭頭部の表層部分を示した縦断面図である。

【図４】本発明の鋼板材の取付構造の他の実施形態を示
すために杭頭部の表層部分を示した縦断面図である。

【図５】本発明に係るコンクリート製基礎杭の第２の実
施形態を示した斜視図である。

【図６】図５に示したコンクリート製基礎杭の杭頭部の
横断面図である。

【図７】本発明に係るコンクリート製基礎杭の第３の実
施形態を示した杭頭部の横断面図である。

【図８】（ａ）〜（ｅ）は本発明の鋼板材を断面Ｔ字型
のコンクリート製基礎杭に各種形態で適用した場合を示
した杭頭部の横断面図である。

【図９】（ａ）〜（ｃ）は本発明の鋼板材を断面十字型
のコンクリート製基礎杭に各種形態で適用した場合を示
した杭頭部の横断面図である。

【図１０】本発明の鋼板材としてリブ付鋼板材を用いた
場合のコンクリート製基礎杭の杭頭部を示した斜視図で
ある。

【図１１】本発明のリブ付鋼板材の取付構造の一実施形
態を示すために杭頭部の表層部分を示した縦断面図であ
る。

【図１２】本発明のリブ付鋼板材の取付構造の他の実施
形態を示すために杭頭部の表層部分を示した縦断面図で
ある。

【符号の説明】

２ コンクリート製基礎杭 ２ａ 杭頭部 ４ 鋼板材 ６ スタッド ８ コンクリート １０ 突起 １２ せん断補強筋 １４ 掛け渡し筋 １６ リブ付鋼板材 １８ 接合鉄筋 ２０ つなぎ筋

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茶谷 文雄 東京都清瀬市下清戸４丁目640番地 株式 会社大林組技術研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に埋設され、その上方に構築された
   構造物の荷重を杭頭部で受けて地盤に伝達し当該構造物
   を支持するコンクリート製基礎杭において、 前記杭頭部の外周に沿って全周にわたり若しくは部分的
   に鋼板材を一体的に設けてなることを特徴とするコンク
   リート製基礎杭。
2. 【請求項２】 少なくとも前記杭頭部が水平方向に突出
   する突部を含み、この突部を含む該杭頭部の外周に沿っ
   て全周にわたり若しくは部分的に前記鋼板材を一体的に
   設けたことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート
   製基礎杭。
3. 【請求項３】 前記鋼板材としてリブ付鋼板材を使用
   し、当該リブ付鋼板材のリブの向きを前記杭頭部の周方
   向と一致させてなることを特徴とする請求項１または２
   に記載のコンクリート製基礎杭。
4. 【請求項４】 前記鋼板材は、前記杭頭部に対し定着部
   材を介して一体的に取り付けられていることを特徴とす
   る請求項１乃至３いずれかの項に記載のコンクリート製
   基礎杭。