JPS6040422A - 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Info
- Publication number
- JPS6040422A JPS6040422A JP14872883A JP14872883A JPS6040422A JP S6040422 A JPS6040422 A JP S6040422A JP 14872883 A JP14872883 A JP 14872883A JP 14872883 A JP14872883 A JP 14872883A JP S6040422 A JPS6040422 A JP S6040422A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pile
- reinforced concrete
- cast
- bending moment
- earthquake
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D27/00—Foundations as substructures
- E02D27/32—Foundations for special purposes
- E02D27/34—Foundations for sinking or earthquake territories
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
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。
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。現在性なわれている場所打ち鉄筋コンクリート杭
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の作用した状態を考え、これにより発生した曲げ
モーメントに対し杭断面の設計を行っている。結果的に
は、杭１の杭頭近傍（例えば杭径１２５０ｍ＋の場所打
ち杭においては杭頭からｔｌは１０ｍの間）に大きな曲
げモーメントが発生することから、杭頭近傍においての
み＃震設計を行い、杭１の中！…部及び下部においては
実質的に耐震設計を行なっていなかった。
ある。現在性なわれている場所打ち鉄筋コンクリート杭
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の作用した状態を考え、これにより発生した曲げ
モーメントに対し杭断面の設計を行っている。結果的に
は、杭１の杭頭近傍（例えば杭径１２５０ｍ＋の場所打
ち杭においては杭頭からｔｌは１０ｍの間）に大きな曲
げモーメントが発生することから、杭頭近傍においての
み＃震設計を行い、杭１の中！…部及び下部においては
実質的に耐震設計を行なっていなかった。
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。
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、杭頭近
傍以外の場所に、大きな曲げ歪が発生していることが観
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中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、直航１ａとして径６００ａ
ｍ、肉厚９ｒｒａの鋼管杭を、斜杭１ｂとして径６００
−１肉厚１２ｍの鋼管杭が、第６図（ａ）に示すように
金側６４本打設されており、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が観仙１されている。地震
の強さが基盤最大加速度２．４ ｇａｔの場合、直航１
ａの深度に対する歪は第３図（ｂ）に、また斜杭１ｂの
深度に対する歪は（ｅ）に示す如くなる。すなわち、直
航１ａの杭頭部の曲げ歪は最大１５．４μであるが、従
来耐震設計上考慮に入れていない支持層上端部において
も最大８．９μの曲げ歪が生じている。
傍以外の場所に、大きな曲げ歪が発生していることが観
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中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、直航１ａとして径６００ａ
ｍ、肉厚９ｒｒａの鋼管杭を、斜杭１ｂとして径６００
−１肉厚１２ｍの鋼管杭が、第６図（ａ）に示すように
金側６４本打設されており、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が観仙１されている。地震
の強さが基盤最大加速度２．４ ｇａｔの場合、直航１
ａの深度に対する歪は第３図（ｂ）に、また斜杭１ｂの
深度に対する歪は（ｅ）に示す如くなる。すなわち、直
航１ａの杭頭部の曲げ歪は最大１５．４μであるが、従
来耐震設計上考慮に入れていない支持層上端部において
も最大８．９μの曲げ歪が生じている。
この観測結果から、地震の強さが基盤最大加速度２００
ｇａＬの場合の歪を推定すると、第１表のようになる
。
ｇａＬ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、直航１ａの支持層上部の最大歪は１０５８μ
となυ、杭の降伏点を超えてしまうという問題が生じる
。
となυ、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
、現在性われで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分布を模型振
動実験によシ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図圧水すように、
地盤、杭、上部構造物よｐなるものを考え、地盤モデル
が表層、軟弱層、Ｎ値３０程度の砂層からなる中間層、
粘土等の軟弱層及び支持層からなり、実地盤、基礎及び
構造物が相似律を滴定している構造とした。
、現在性われで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分布を模型振
動実験によシ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図圧水すように、
地盤、杭、上部構造物よｐなるものを考え、地盤モデル
が表層、軟弱層、Ｎ値３０程度の砂層からなる中間層、
粘土等の軟弱層及び支持層からなり、実地盤、基礎及び
構造物が相似律を滴定している構造とした。
第５図は上記の火験結果を示すもので、（ａ）は場所打
ち杭モデルを使用し、入力加速度１０ ｇａ４地盤共振
周波数３．３Ｈｚ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
ｇａｐ、地盤共振周波数３．２ Ｈｚの振動を加えた場
合の曲げ歪分布を示す。
ち杭モデルを使用し、入力加速度１０ ｇａ４地盤共振
周波数３．３Ｈｚ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
ｇａｐ、地盤共振周波数３．２ Ｈｚ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の数値ハ、地盤モデ
ルと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、曲は歪は中間層
の上下端、支持層上端等地層の境界で大きな値を示して
いる。
ルと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、曲は歪は中間層
の上下端、支持層上端等地層の境界で大きな値を示して
いる。
以上のように、実際に発生した地震の際の観測結果及び
模型実験の結果から、杭の曲げモーメントを発生させる
要因は、第６図（ａ）に示すような杭頭部の水平力Ｐに
よる歪のみならず、（ｂ）Ｋ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つてけ（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、ｃｄ）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。
模型実験の結果から、杭の曲げモーメントを発生させる
要因は、第６図（ａ）に示すような杭頭部の水平力Ｐに
よる歪のみならず、（ｂ）Ｋ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つてけ（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、ｃｄ）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。
上記の地盤変位による曲げモーメントを、場所打ち鉄筋
コンクリート杭について計算でめ、地盤条件の影響を調
べたものを第７図乃至第９図に示す。なお、支持層での
加速度は２００ ｇａｔである。第７図乃至第９図にお
いて、おのおの（ａ）は地盤条件、（ｂ）は杭構造、（
Ｃ）は地盤変位による曲げモーメントを示す。
コンクリート杭について計算でめ、地盤条件の影響を調
べたものを第７図乃至第９図に示す。なお、支持層での
加速度は２００ ｇａｔである。第７図乃至第９図にお
いて、おのおの（ａ）は地盤条件、（ｂ）は杭構造、（
Ｃ）は地盤変位による曲げモーメントを示す。
ｔＰ、７図はＮ＝３０の中間砂層を有する地盤に、軸径
Ｄ＝ １２５０＋ｍｎ、長さ６０ｔｎの波頭した拡底場
所打ち鉄筋コンクリート杭を打設した場合の、地盤変位
による曲げモーメント分布を示す。図から明らか吟よう
に中間砂層の境界近傍で大きな曲げモーメントが発生し
ている。
Ｄ＝ １２５０＋ｍｎ、長さ６０ｔｎの波頭した拡底場
所打ち鉄筋コンクリート杭を打設した場合の、地盤変位
による曲げモーメント分布を示す。図から明らか吟よう
に中間砂層の境界近傍で大きな曲げモーメントが発生し
ている。
第８図ｄ軸径］） ＝ １２５０’ｍｍ ％長さ２５ｍ
の場所打鉄筋コンクリート杭を支持層へ約４ｍ根太れし
た場合の、地盤変位による曲げモーメント分布を示す。
の場所打鉄筋コンクリート杭を支持層へ約４ｍ根太れし
た場合の、地盤変位による曲げモーメント分布を示す。
この場合は、図から明らかなように、支持層上端近傍で
大きな曲はモーメントが発生してし）る。
大きな曲はモーメントが発生してし）る。
第９図は、Ｎ＝４、深さ６０ｍの軟弱層の下に支持層の
ある場合を考え、軸径Ｄ＝１２５０ＷｒＮの拡底場所打
ち鉄筋コンクリート杭が支持層に約１ｍ根太れされたと
きの地盤変位による曲はモーメント分布を示す。軟弱層
が厚く、中間砂層がない場合、支持層への根入れが小さ
くても図から明らかなように、支持層上端近傍で大きな
曲げモーメントが発生している。
ある場合を考え、軸径Ｄ＝１２５０ＷｒＮの拡底場所打
ち鉄筋コンクリート杭が支持層に約１ｍ根太れされたと
きの地盤変位による曲はモーメント分布を示す。軟弱層
が厚く、中間砂層がない場合、支持層への根入れが小さ
くても図から明らかなように、支持層上端近傍で大きな
曲げモーメントが発生している。
以上の結果から、地盤変位により大きな曲げモーメント
の発生する位置は、地層の急変する位置であることが確
認された。
の発生する位置は、地層の急変する位置であることが確
認された。
さらに、軸径が大となった場合の地盤変動による曲げモ
ーメント分布を第１０図に示す。第１０図において（ａ
）は地盤条件、（ｂ）は杭構造、（Ｃ）は曲げモーメン
ト分布を示す。場所打・ち鉄筋コンクリート杭は軸径［
）＝ ２５ Ｑ Ｏ’＋ｍＸ 長さ６０惧である。
ーメント分布を第１０図に示す。第１０図において（ａ
）は地盤条件、（ｂ）は杭構造、（Ｃ）は曲げモーメン
ト分布を示す。場所打・ち鉄筋コンクリート杭は軸径［
）＝ ２５ Ｑ Ｏ’＋ｍＸ 長さ６０惧である。
地盤変位による曲げモーメントの大きさは、軸径が１２
５０１１１１１の場合は最大２００ｔ−ｍ であるが（
第７図乃至第９図）、軸径が２５００ｍｍの場合は最大
１７００ｔ−ｍとなる。この最大曲げモーメントに抗し
得るために必要な鉄筋比は、通常よく用いられる０、
４ ％に対して軸径１２５０ｍｙで曲げモーメント２０
０ｔ＝ｍの場合け６チとなり、軸径２５００Ｂで曲はモ
ーメント１７００ｔ−ｍの場合は５．５％となる。この
ため鉄筋コンクリート杭としての設削は不可能ではない
が、鉄筋比が非常に大きな値となシ、材上費が岑巾に増
加する。
５０１１１１１の場合は最大２００ｔ−ｍ であるが（
第７図乃至第９図）、軸径が２５００ｍｍの場合は最大
１７００ｔ−ｍとなる。この最大曲げモーメントに抗し
得るために必要な鉄筋比は、通常よく用いられる０、
４ ％に対して軸径１２５０ｍｙで曲げモーメント２０
０ｔ＝ｍの場合け６チとなり、軸径２５００Ｂで曲はモ
ーメント１７００ｔ−ｍの場合は５．５％となる。この
ため鉄筋コンクリート杭としての設削は不可能ではない
が、鉄筋比が非常に大きな値となシ、材上費が岑巾に増
加する。
木発明は、上記のような問題点を解決した場所打ち鉄筋
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
。
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
。
木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、地震時の地中地盤変位によシ大きな
曲げモーメントが発生する部分、例えば地層の急変する
部分に鋼管を巻くことにより断面補強を行い、鋼管部分
の鉄筋を無くするか、又は減小する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。
的を達成するため、地震時の地中地盤変位によシ大きな
曲げモーメントが発生する部分、例えば地層の急変する
部分に鋼管を巻くことにより断面補強を行い、鋼管部分
の鉄筋を無くするか、又は減小する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１１図は本発明の実施例の正面図を示し、（ａ）は拡
底しない杭、（ｂ）け拡底杭である。１は杭、２は鉄筋
コンクリート、３はコンクリート又は鉄筋コンクリート
に巻いた鋼管である。
底しない杭、（ｂ）け拡底杭である。１は杭、２は鉄筋
コンクリート、３はコンクリート又は鉄筋コンクリート
に巻いた鋼管である。
第１２図（ζし、軸径１２５０縮の場合について、本発
明による場所打ち鉄筋コンクリート損の一部を鋼管コン
クリートとして設計した場合と、従来の鉄筋コンクリー
トとして設計した場合の相丁費を地盤変位により発生す
る曲げモーメントをパラメータにして比較１−た−例で
ある。材］二費は鋼管コンクリートにした部分及びこれ
に相当する鉄筋コンクリート部分についての費用であり
、雑誌「伸設物価ｊ（昭和５８年６月）に基いて算出し
、単位長期軸力（１）、単位長さく−あたりの値を示す
。
明による場所打ち鉄筋コンクリート損の一部を鋼管コン
クリートとして設計した場合と、従来の鉄筋コンクリー
トとして設計した場合の相丁費を地盤変位により発生す
る曲げモーメントをパラメータにして比較１−た−例で
ある。材］二費は鋼管コンクリートにした部分及びこれ
に相当する鉄筋コンクリート部分についての費用であり
、雑誌「伸設物価ｊ（昭和５８年６月）に基いて算出し
、単位長期軸力（１）、単位長さく−あたりの値を示す
。
第１２図において、（イ）は本発明に係るｒ所打ち鉄筋
コンクリ−ト杭についての材上費、（ロ）：１従来の場
所打鉄筋コンクリート杭についての材上ｆｌ、（→はこ
の従来の場所打ち鉄筋コンクリート杭についての材上費
（ロ）に対する本発明に係る場所打鉄筋コンクリート杭
についての材上費（イ）の割合を示したものである。第
１２図（−ウから明らかなように、本発明に係為杭の材
上費は、従来の杭の材上費と比較して、地盤変位の曲げ
モーメントが大となるに従い有利上なシ、曲げモーメン
トが２００ｔ−ｍの拐工費は８０％程度となる。
コンクリ−ト杭についての材上費、（ロ）：１従来の場
所打鉄筋コンクリート杭についての材上ｆｌ、（→はこ
の従来の場所打ち鉄筋コンクリート杭についての材上費
（ロ）に対する本発明に係る場所打鉄筋コンクリート杭
についての材上費（イ）の割合を示したものである。第
１２図（−ウから明らかなように、本発明に係為杭の材
上費は、従来の杭の材上費と比較して、地盤変位の曲げ
モーメントが大となるに従い有利上なシ、曲げモーメン
トが２００ｔ−ｍの拐工費は８０％程度となる。
第１２図は、鋼管コンクリートとした場合のものである
が、鋼管鉄筋コンクリートにした場合も同様の顔向をみ
ることができる。
が、鋼管鉄筋コンクリートにした場合も同様の顔向をみ
ることができる。
杭頭の水平力によって生じる曲げモーメントの影響が小
さくなる部分（杭頭近傍以外の部分）での鋼管板厚の範
囲を第２表に示す。但し板厚は腐蝕化１鵡を含んでいる
。
さくなる部分（杭頭近傍以外の部分）での鋼管板厚の範
囲を第２表に示す。但し板厚は腐蝕化１鵡を含んでいる
。
第 ２ 表
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、地震
時に地中で曲げモーメントが発生する杭部を、部分的に
鋼管巻きとすることによシ、経済的に補強することがで
き、実施による効果が大である。なお鋼管にはシームレ
ス鋼管、スパイラル鋼管、電縫管、Ｕ ＯＥ溶接鋼管、
板巻鋼管等各種のものが使用することができ、いずれの
場合も同様な効果を発揮し得るものである。
時に地中で曲げモーメントが発生する杭部を、部分的に
鋼管巻きとすることによシ、経済的に補強することがで
き、実施による効果が大である。なお鋼管にはシームレ
ス鋼管、スパイラル鋼管、電縫管、Ｕ ＯＥ溶接鋼管、
板巻鋼管等各種のものが使用することができ、いずれの
場合も同様な効果を発揮し得るものである。
第１図（ａ）は従来の耐震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
６図（ａ）は地震発生時の杭の歪を観、測したときの杭
ｆｌ１４造図、（ｂ）１−１そのときの丘部の歪分布図
、（ｅ）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（ａＬ （ｂ）は模型振動実験における
杭の歪分布図、εｒ＜ ６図（ａｌけ櫂、所打ち杭の模
式図、（ｂ）け川ｔ ｆｆｉ ｍ’：付図、（Ｃ）は地
盤ｆ ｉＸ７による曲げモーメント分布図、（ｄＮＪ杭
頭水平力による曲げモーメント分布図、（ｅ）ＩＪ、両
者を合成した曲げモーメント分布図、第７図乃至第１０
図は、各々地盤変位による曲げモーメント分布図、第１
１図（は本発明の実施例の正［ｈ１図、第１２図は材上
費分布図である。 １：杭、２：鉄筋コンクリ−１−、，３：コンクリート
に巻いた鋼管、 代理人 弁理士 木 村 三 朗 （０） 第４図 第６図 （ｂ） （ｏ） （Ｃ） （ｄ＋ （ｅ）第７図 （ｏ ） ＋Ｃｌ Ｎ４ｆＬ （ｂ） ｍ＋ｊ’ｔ−ｊ＝ト （ｔｍ）ＮＡ
ＩＴＬ（ｂ ） 曲１ブモーメ〉ト（↑ ｍ）第９図 第１０１！Ｉ 第１１図 （０） （ｂ）
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
６図（ａ）は地震発生時の杭の歪を観、測したときの杭
ｆｌ１４造図、（ｂ）１−１そのときの丘部の歪分布図
、（ｅ）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（ａＬ （ｂ）は模型振動実験における
杭の歪分布図、εｒ＜ ６図（ａｌけ櫂、所打ち杭の模
式図、（ｂ）け川ｔ ｆｆｉ ｍ’：付図、（Ｃ）は地
盤ｆ ｉＸ７による曲げモーメント分布図、（ｄＮＪ杭
頭水平力による曲げモーメント分布図、（ｅ）ＩＪ、両
者を合成した曲げモーメント分布図、第７図乃至第１０
図は、各々地盤変位による曲げモーメント分布図、第１
１図（は本発明の実施例の正［ｈ１図、第１２図は材上
費分布図である。 １：杭、２：鉄筋コンクリ−１−、，３：コンクリート
に巻いた鋼管、 代理人 弁理士 木 村 三 朗 （０） 第４図 第６図 （ｂ） （ｏ） （Ｃ） （ｄ＋ （ｅ）第７図 （ｏ ） ＋Ｃｌ Ｎ４ｆＬ （ｂ） ｍ＋ｊ’ｔ−ｊ＝ト （ｔｍ）ＮＡ
ＩＴＬ（ｂ ） 曲１ブモーメ〉ト（↑ ｍ）第９図 第１０１！Ｉ 第１１図 （０） （ｂ）
Claims (1)
- 場所打ち鉄筋コンクリート杭において、地震時の地中地
盤変位により大きな曲はモーメントが発生する部分に鋼
管を巻く事によｐ１断面補強したことを特徴とする場所
杓ち鉄筋コンクリート杭。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14872883A JPS6040422A (ja) | 1983-08-16 | 1983-08-16 | 場所打ち鉄筋コンクリ−ト杭 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14872883A JPS6040422A (ja) | 1983-08-16 | 1983-08-16 | 場所打ち鉄筋コンクリ−ト杭 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6040422A true JPS6040422A (ja) | 1985-03-02 |
Family
ID=15459280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14872883A Pending JPS6040422A (ja) | 1983-08-16 | 1983-08-16 | 場所打ち鉄筋コンクリ−ト杭 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6040422A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019131998A (ja) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 東海旅客鉄道株式会社 | 鉄筋コンクリート構造体 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5768421A (en) * | 1980-10-14 | 1982-04-26 | Hasegawa Komuten Co Ltd | Steel skeleton reinforced concrete pile |
-
1983
- 1983-08-16 JP JP14872883A patent/JPS6040422A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5768421A (en) * | 1980-10-14 | 1982-04-26 | Hasegawa Komuten Co Ltd | Steel skeleton reinforced concrete pile |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019131998A (ja) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 東海旅客鉄道株式会社 | 鉄筋コンクリート構造体 |
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