JPS6040421A - 場所打ち鉄筋コンクリ−ト杭 - Google Patents

場所打ち鉄筋コンクリ−ト杭

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Publication number
JPS6040421A
JPS6040421A JP14872783A JP14872783A JPS6040421A JP S6040421 A JPS6040421 A JP S6040421A JP 14872783 A JP14872783 A JP 14872783A JP 14872783 A JP14872783 A JP 14872783A JP S6040421 A JPS6040421 A JP S6040421A
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JP
Japan
Prior art keywords
pile
head
reinforced concrete
cast
concrete
Prior art date
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Pending
Application number
JP14872783A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Nagaoka
長岡 弘明
Kimihisa Takano
公寿 高野
Hiromichi Matsumura
松村 弘道
Hitoshi Sakuma
仁 佐久間
Masayoshi Saito
斉藤 政義
Tetsuzo Hirose
廣瀬 鉄蔵
Tomonobu Fukuya
福屋 智亘
Takeshi Todoroki
轟 丈詩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP14872783A priority Critical patent/JPS6040421A/ja
Publication of JPS6040421A publication Critical patent/JPS6040421A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00Foundations as substructures
    • E02D27/32Foundations for special purposes
    • E02D27/34Foundations for sinking or earthquake territories

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、場所打ち鉄筋コンクリート杭に関するもので
ある。
現在の場所打ち杭の耐震設計においては、第1図に示す
ように、杭頭に水平力Pを作用させ、これにより発生す
る杭の曲げモーメントに基いて設計が行なわれている。
この曲げモーメントは杭頭近傍で大きく、下部では設計
上無視できる小さな値となっている。なお、第1図にお
いて、(a)は杭構造、(b)は杭の曲げモーメント分
布を示す。
しかしながら、実際に地震が発生した場合には、上記の
設計法で示される以外の曲げモーメントが発生するとと
が観測され始めている。例えば第2図のように、上部が
軟弱沖積層でNキ0、深さ約21m以下の洪積層でN〉
50のN値分布を有する地盤に、直杭1aとして径60
0m、肉厚9I+III+の鋼管杭、斜杭1bとして径
600m+、肉厚12簡の鋼管杭が第3図(a)に示す
ように合計64本打設されてお如、この基礎に対し地震
が発生したときの杭各部における歪を観測すると、地震
の強さが基盤最大加速度2.41!P1の場合、直杭1
aの深度に対する歪は第6図(b) K 、また斜杭1
bの深度に対する歪は(e)に示す如くになる。すなわ
ち直杭1aにおいては杭頭部の曲げ歪の他に支持層上端
部においても最大a9μの曲げ歪が生じておυ、後者の
歪は上記の耐震設計法では考慮されていないものである
この観測結果から、地震の強さが基盤最大加速度200
p!の場合の歪を推定すると、第1表のようになる。
第 1 表 この場合、直杭1aの支持層上部の最大歪は1058μ
と々シ、杭の降伏点を超えてしまうという問題が生じる
このように、実際に地震が発生した場合の観測結果から
、現在行われている杭の耐震設計法は不十分であること
が判明したので、地震時に杭に生じる歪の特性を模型振
動実験により詳細に調査したところ、以下のことが明ら
かになった。実験模型としては、第4図に示すように、
地盤、杭、上部構造物よシなるものを考え、地盤モデル
が表層。
上部軟弱層、N値30程度の砂層からなる中間層、下部
軟弱層及び支持層から々シ、実地盤、基礎及び構造物が
相似律を満足している構造としだ。
第5図は上記の実験結果を示すもので、(lL)は場所
打ち杭モデルを使用し、入力加速度10g−1、地盤共
振周波数5.6−の振動を加えた場合の曲げ歪分布を示
し、(b)は鋼管杭モデルを使用し、入力加速度10−
1地盤共振周波数3.2 Hsの振動を加えた場合の曲
げ歪分布を示す。なお、図において、ヤング係数Emの
数値は、地盤モデル七して使用した各地盤層のヤング係
数を示す。第5図(a) 、 (b)から明らかなよう
に、現在の耐震設計法では示すことのできない大きな曲
げ歪が生じている、すなわち、杭の曲げモーメントを発
生させる要因は、第6図(@)に示すような杭頭部の水
平力Pによる歪のみならず、(b)に示すような地震時
における地盤変位による杭の強制変位も大きく影響する
。このため杭の耐震設計にあたっては(e)に示すよう
に、(c)に示す地盤変位による曲げモーメントと、(
d)に示す杭頭部の水平力による曲げモーメントを合成
した曲げモーメントを考慮する必要がある。
ところで、従来の場所打ち鉄筋コンクIJ −ト杭は、
例えば、コンクリートの常時許容圧縮応力度を60kg
/d 、支持層のN値を50とすると、先端の地盤耐力
は25 kg/ca (’/s x 15 N (t/
””))となシ、コンクリート強度を全部活用するため
には、杭先端部を60/25中2.4倍程度拡底するこ
とが、しばしば行われており、こめため杭が支持する常
時鉛直荷重は2倍程度に増大する。耐震設計に用いる枕
頭への水平力は、大略(常時鉛直荷重×水平震度)で表
わされるので常時鉛直荷重が増大すると水平力も増大す
るため、杭頭部が、この水平力による曲はモーメントに
耐え得るためには、第7図に示すように杭頭部を拡径し
ないと設計できない場合が往々にして生じる。したがっ
て、地下室等の如く、上部構造からの水平力を軽減する
ものがある場合以外は、拡底と共に杭頭した杭としなけ
ればならない。なお第7図において、1は杭、2はコン
クIJ−)、5は拡底部、4は拡頭部、5は鉄筋である
。との杭頭杭に対する地震時の地盤変位によって発生す
る杭頭曲げモーメント分布を計算でめた一例を第8図(
a)に示す。(計算法は日本国有鉄道[耐震設計指針(
案)解説」昭和54.7.PP54〜75の方法を準用
。)図において(イ)は杭径1250mの非杭頭場所打
ち鉄筋コンクリート杭の地盤変位による曲げモーメント
分布を示し、(ロ)、は拡頭部径1750m、拡頭部の
長さ13m、杭径1250m+の杭頭場所打ち鉄筋コン
クリート杭の地盤変位による曲げモーメント分布を示す
。なお、杭を設置した地盤は、(b)図に示すようにN
=7の細砂が約5等、N = 3のンルトが約5mから
約18mの間、それよシ深部はN=50の砂礫からなっ
ている。
第8図(a)に示した例では、杭頭曲げモーメントが非
杭頭杭においては約130t−mであるのに対し、杭頭
杭では約430t−mとなっている。すなわち、地盤変
位により発生する杭頭曲げモーメントは、杭頭杭の場合
は杭頭によシ拡頭部の曲げ剛性が大と、なるため、非杭
頭杭の数倍になってしまう。したがって、従来の場所打
ち鉄筋コンクリート杭では、地震時の地盤変位を考慮す
ると、杭頭曲げモーメントに抗し得るためにはさらに拡
頭しなければならないが、杭頭の径を大にすると杭頭部
の剛性はさらに増大するという悪循環が生ずる。
本発明は、上記のような問題点を解決した場所打チ鉄筋
コンクリート杭を提供することを目的とするものである
本発明に係る場所打ち鉄筋コンクリート杭は、上記の目
的を達成するため、頭部を鋼管巻き鉄筋コンクリート又
は鋼管巻きコンクリートとしたことによシ、杭頭せずに
、拡底に伴う水平力増大に対処でき、かつ拡頭部を設け
た鉄筋コンクリートの場合よりも杭頭部の曲げ剛性が小
さいことから、地盤変位による杭頭近傍の曲げモーメン
トを小さく抑えるように構成したことを特徴とするもの
である。以下実施例に基いて本発明を説明する。
第9図は本発明実施例の縦断面図で、(a)は・頭部の
配筋を無くして鋼管巻きコンクリートとしだ拡底場所打
ち鉄筋コンクリート杭、(b)は頭部の配筋を減らして
鋼管巻き鉄筋コンクリートとした拡底場所打ち鉄筋コン
クリート杭を示し、1は杭、2はコンクリート、6け拡
底部、5は鉄筋、6は鋼管である。な訃、(a)図の鋼
管巻きコンクリートにおいて、鉄筋を鋼管内までのばし
て定着させる場合の他、鋼管に直接鉄筋を溶接等により
結合する場合もある。
軸径1250咽の杭1の頭部に、径1250簡、肉厚2
3+o+、長さ8′rrLの鋼管を巻いた本発明に係る
拡底場所打ち鉄筋コンクリート杭の、地盤変位による曲
げモーメント分布は第8図09に示す通りである。これ
からも明らかなように、杭頭曲げモーメントが拡頭部の
場合(図の(ロ))約460t−mであるのに対し、頭
部を鋼管巻き鉄筋コンクリートとした本発明の場合は約
260t−mとなり、約40%軽減することができた。
第10図は本発明に係る場所打ち鉄筋コンクリート杭と
、杭頭した従来の場所打ち鉄筋コンクリート杭とを第8
図(b)に示した地盤に設置した場合について、杭一般
部の径に対する単位長期軸力(t)。
単位長さくm)あたりの杭頭部材工費を、昭和58年3
月の雑誌「建設物価」に基いて算出したものの1例であ
る。第10図の対象となった缶径の杭のコンクリートは
、圧縮強度F。〜240klil/J、鉄筋は5D50
 ’1鋼管は5TK41を使用し、杭頭に作用する水平
力と、地震時の地盤変位によって発生する曲げモーメン
トの和を考慮して設計したものである。なお、最大鉄筋
比は6%、踏代は1mとした。
第10図において、に)は綱部を鋼管巻きコンクリート
とした場合、(ホ)、(へ)は頭部を鋼管巻き鉄筋コン
クリートにした場合であり、(ホ)は下部の鉄筋コンク
リート部分の発生曲げモーメントを50tmとし、これ
に対17配筋した鉄筋を鋼管巻き部分に立−hげた場合
、(へ)は同じ< 150 t−mに対する鉄筋を立上
げた場合のものである。(ト)は杭頭した従来の場所打
ち鉄筋コンクリートの場合である。なお、横軸の杭一般
部の径は杭頭部分の下の一般部の径を意味する。図から
明らかなように、杭頭した従来の杭(ト)は、杭一般部
の径が大きくなるにしたがって材工費が大巾に増加する
のに対し、本発明に係る杭(ロ)、(ホ)、(へ)は、
杭一般部の径に関係なく材工費はほぼ一定であり、杭一
般部の径1500調の場合従来の拡頭部のほぼ%、18
00mを超えると棒板下になる。
また、鋼管巻きにする長さは次の範囲である。
杭の曲げ錆性をE■、径をB1地盤反力係数をkhとし
て、杭頭剛結の場合の杭頭に近い最初の曲げモーメント
零になる深さL11杭頭近傍を離れて次の曲げモーメン
トが最大になる深さを17□どすると、これらは次の式
で与えられるっ この式に基いて、鋼管巻きにする長さは0.5L。
〜1.5 Lxとなる。
以上の実施例では、拡底場所打ち鉄筋コンクリート杭に
本発明を実施した場合を示したが、本発明は拡底し々い
場所打ち鉄筋コンクリート杭にも実施し得ることは云う
迄もない。また上述のように完全に波頭しない場合に限
らず、拡頭部(拡頭部断面積/一般郡部断面積の比較的
小さい波頭を行った場所打ち鉄筋コンクリート杭にも同
様に実施し得る。その他各部の形状、寸法等も上記実施
例に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で適宜変更することができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、杭頭
を鋼管巻きとしたことによシ杭頭鉄筋コンクリート杭は
ど剛にせず、地盤変位による杭頭モーメントを小さく抑
えることができ、さらに拡底した場合も拡底によシ大き
くなった水平力を処理できる。また杭頭を鋼管巻きとし
たため杭頭部の材工費を拡頭部に比べて大巾に低減でき
るので、低価格で耐震設計の場所打ち鉄筋コンクリート
杭を実現できる等、実施による効果大である。なお、頭
部に巻く鋼管には、シームレス鋼管、スパイラル鋼管、
電縫管、UOE溶接鋼管、板巻き鋼管等各種のものを使
用することができ、いずれの場合も同様の効果を発揮し
得るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は従来の設計法による場所打ち杭の模式図
、(b)はその曲げモーメント分布図、第2図は地震発
生時の杭の歪を観測したときの地盤条件図、第3図(&
)は地震発生時の杭の歪を観測したときの杭構造図、(
b)はそのときの丘部の歪分布図、(c)は斜杭の歪分
布図、第4図は模型振動実験のモデル図、第5図(a)
 、 (b)は模型振動実験における杭の歪分布図、第
6図(a)は場所打ち杭の模式図、(b)は地盤変位図
、(C)は地盤変位による曲げモーメント分布図、(d
)は杭頭水平力による曲げモーメント分布図、(e)は
両者を合成した曲げモーメント分布図、第7図は波頭し
た場所打ち鉄筋コンクリート杭の構成図、第8図(a)
は地盤変位による曲げモーメント分布図、(b)はその
地盤条件図、第9図(a) 、 (b)はそれぞれ本発
明実施例の構成図、第10図は杭頭部の材工費図である
。 1:杭、2:コンクリート、6:拡底部、5:鉄筋、6
:鋼管。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第4図 naJ辰 第6図 (b) (0) fc) ld) (e)第5図 (0) →訃すパ歪(/’j 200 400 600 第7図 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 頭部を鋼管巻き鉄筋コンクリート又は鋼管巻きコンクリ
    ートにしたことを特徴とする場所打ち鉄筋コンクリート
    杭。
JP14872783A 1983-08-16 1983-08-16 場所打ち鉄筋コンクリ−ト杭 Pending JPS6040421A (ja)

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JP14872783A JPS6040421A (ja) 1983-08-16 1983-08-16 場所打ち鉄筋コンクリ−ト杭

Applications Claiming Priority (1)

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JP14872783A JPS6040421A (ja) 1983-08-16 1983-08-16 場所打ち鉄筋コンクリ−ト杭

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JPS6040421A true JPS6040421A (ja) 1985-03-02

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JP14872783A Pending JPS6040421A (ja) 1983-08-16 1983-08-16 場所打ち鉄筋コンクリ−ト杭

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102363957A (zh) * 2011-07-21 2012-02-29 从卫民 一种后张预应力复合抗拔桩

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JPS5768421A (en) * 1980-10-14 1982-04-26 Hasegawa Komuten Co Ltd Steel skeleton reinforced concrete pile

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