JPS6340014A - 負摩擦力軽減用基礎杭 - Google Patents

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】 主１上立科朋立■ 本発明は軟弱地盤で使用する負摩擦力軽減用基礎杭に関
するものである。

従末公肢止 軟弱な地盤、例えば粘土層、泥炭層の上にｌ！造物を構
築しなければならない場合、一般に垂直な基礎部材、例
えばコンクリートまたは鋼管の基礎杭が通用される。こ
れらの基礎部材の先端は支持層の上に置かれ、一方、あ
る場合には、これに加えて建造物の重量の一部は軟弱な
土層によって支持されている。すなわち、土層が充分に
沈下圧密されていれば、基礎杭の周面摩擦力は先端の支
持力とともに建造物の重量すなわち荷重の吸収にあずか
る。しかし、地盤が沈下、圧密の過程にあり、杭の打設
後もこれが進行している場合には下方への周面摩擦力、
すなわち負の摩擦力を生じ、基礎杭の支持力を著しく低
下させるために杭の沈下もしくは座屈が誘発される。

従来、このような負の摩擦力を軽減するための基礎杭の
例として、基礎杭の外周面にビチューメンからなる被覆
層を塗布形成したもの（特公昭５６−４６０１２号）、
鋼管抗体の外周面にビチューメンのごとき粘弾性物質か
らなるすべり層を形成し、さらにその表面に合成樹脂の
シートの外層被覆を施した被覆層（実公昭５３−２１８
４１および実公昭５６−４３５９７）が知られている。

日が１ンしよ゛と　るユ　占 しかしながら、前者は夏季保管時に粘弾性物質が軟化し
て運搬が困難であるとか、打込み時にすべり層が剥離し
たり、土や石が食い込むなどの欠点がある。後者は前者
の欠点を改良したものであるが、工場生産時の合成樹脂
被覆層の硬化あるいは冷却固化時の収縮により被覆層に
凹凸を生じる、夏季屋外保管時に粘弾性物質が軟化して
合成樹脂被覆層に変形、クランク、剥離、ふくれ等を生
じるなどの欠点がある。これらは、軟化点が低く針入度
が高い粘弾性物質を使用し、かつ合成樹脂の厚みが薄い
か合成樹脂としてクロスへラドダイにより押出被覆した
熱可塑性樹脂を使用した場合に顕著である。

本発明は、上記欠点を解決した負摩擦力軽減用基礎杭で
あり、夏季保管時に被覆層に凹凸を生じず、粘弾性物質
が軟化して合成樹脂被覆層に変形、クラック、剥離、ふ
（れ等が生じず、かつ負Ｉｇ擦力に対してすべり性能の
優れた被覆基礎杭を提供するこふを目的とするものであ
る。

口　占　”°′　るための一 本発明者らは上記欠点を解決するために鋭意研究を重ね
た結果、特定のポリウレタン樹脂を負摩擦力軽減用の基
礎杭のすべり層の保護被覆として使用することにより上
記の欠点を解決した本発明を提供するに至ったものであ
る。

すなわち、抗体の外周面に粘弾性物質からなるすべり層
を形成し、さらにその外表面に保護層を形成した抗体に
おいて、 保護層として２個以上の水酸基を有するポリオールと２
個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート
から合成されるポリウレタン樹脂であって、吸水率が０
．５％以下であり、下記式で求められる架橋密度ＣＤが
０．７以上となるポリウレタン樹脂を被覆したことを特
徴とする負摩擦力軽減用基礎杭である。

Ｘ　　１０００ 〔ここに、Ｗｌ、Ｗｚはそれぞれポリオールとポリイソ
シアネートの重量、Ｆｌ、Ｆ２はそれぞれポリオールと
ポリイソシアネートの官能基数、ＭＷｌ、ＭＷｚはそれ
ぞれポリオールとポリイソシアネートの分子量である。

〕 本発明の基礎杭としては一般に鋼管杭、Ｈ型鋼、■型鋼
、コンクリート杭等が使用されるが、特に限定するもの
ではなく、軟弱地盤で使用される杭全般に通用が可能で
ある。鋼管杭の場合には保護層としてポリエチレンを使
用した基礎杭があるが、前記のような問題点がある。Ｈ
型鋼、■型鋼を基礎杭として使用する場合にはポリエチ
レンの貼り付けが困難である。たとえ貼り付けても冷却
固化するときのポリエチレンの収縮により、はがれてし
まうので基礎杭としては使用不可能である。本発明では
特定のポリウレタン樹脂を使用しているために硬化時の
保護層の収縮は少なくＨ型鋼、■型鋼のような形状の基
礎杭に対してもすべり層の保護の目的に使用可能である
。

本発明のポリウレタン樹脂としては、２個以上の水酸基
を有するポリオールと２個以上のイソシアネート基を有
するポリイソシアネートから合成されるものが使用され
る。ポリオールとしては具体的にはポリオキシプロピレ
ンポリオール、ポリテトラメチレングリコールなどのポ
リエーテルポリオール、ポリエチレンアジペート、ポリ
ブチレンアジペート、ポリカプロラクトンポリオールな
どのポリエステルポリオール、シマシ油、ポリブタジェ
ンポリオールなどが使用できる。また、メチレンビスオ
ルトクロルアニリン（ＭＯＣＡ）、ジアミノジフェニル
メタンなどのアミノ基含有化合物も水酸基を含有してい
ないが使用できる。これらのポリオールの一分子中の水
酸基の数は２以上であるが２以上で４以下のものを使用
するのが好ましい。

一方、ポリイソシアネートとしてはトリレンジシソシア
ネート（ＴＤ■）、ジフェニルメタンジイソシアネート
（ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシア２−　ト（ＨＭ
Ｄ　Ｉ）　、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、
水添ＭＤ■、水添ＴＤ　Ｉ。

イソフォロンジイソアネートなどが使用できるが、特に
固定するものではない。

ポリオールとポリイソシアネートから合成されるポリウ
レタン樹脂は吸水率が０．５％以下でなければならない
。ここでいう吸水率とはＪＩＳ　Ｋ　７２０９に規定す
る方法で、２３℃で２４時間蒸留水に浸漬した時のもの
である。吸水率が０．５％より大きいウレタン樹脂は基
礎杭の保護層として被覆し、保管した時に、雨水、露な
どにより吸水して塗膜が膨潤し変形、ふくれの原因とな
る。特に、このような現象は吸水した樹脂に太陽光線が
当たり塗膜の温度が上昇した時に顕著に現れる。

さらに、吸水率が０．５％より大きいポリウレタン樹脂
はポリオールとポリイソシア皐−トが反応してポリウレ
タン樹脂となる過程で空気中の水分を吸収して二酸化炭
素を発生する。これがひどい場合には硬化の途中で塗膜
のふくれとなる。硬化の過程でぶ（れが発生しなくても
、塗膜中に残留し、熱の影響ですべり層へ二酸化炭素が
移行してガス化するために被覆層がふくれ、変形をおこ
す原因となりやすい。

さらに、夏季の保管においては粘弾性物質の流動により
、被ｒｉ層の凹凸、変形がおこるだけでなく、すべり層
の膜厚不足により、負摩擦力の軽減効果の減少などの不
都合の原因となる。このような不都合は基礎杭の径が大
きくなるほど顕著に現れる。特に外径が８００１以上の
基礎杭においては顕著である。このような不都合を改良
するためにはポリウレタン樹脂の吸水率は０．５％以下
、好ましくは０．３％以下である。

さらに、ポリウレタン樹脂は架橋密度ＣＤが００７以上
でなければならない。ポリウレタン樹脂の架橋密度は下
記式で計算されるものである。

讐１　＋　囚２ Ｘ　　１０００ 〔ここに、Ｗｘ　、Ｉｔｚはそれぞれポリオールとポリ
イソシアネートの重量、Ｆｚ　、Ｆ２はそれぞれポリオ
ールとポリイソシアネートの官能基数、ＭＷｌ、ＭＷｚ
はそれぞれポリオールとポリイソシアネートの分子量で
ある。〕 複数のポリオールまたは複数のポリイソシアネートを使
用した時は官能基数、分子量はそれぞれ数平均の値を使
用して計算されるものである。

架橋密度が０．７より小さいポリウレタン樹脂は、ポリ
ウレタン樹脂の合成時の重合収縮率が小さすぎ、また重
合収縮は硬化後早期に応力緩和するために、夏季保管時
の熱膨張によるふくれを解消しきれな（なり、被覆層の
ふくれや変形の原因となる。さらに、架橋密度が０．７
より小さいポリウレタン樹脂はクリープや永久歪を受け
やすく凹凸、変形、ふくれの原因となり易い。

架橋密度は０．７以上であるが３．０以下とするのが好
ましい。架橋密度が３．０より大きくなるとポリウレタ
ン樹脂が脆いものとなりやすい。従って、保管、取扱い
の時に被ｒｉｔ層の割れや剥離の原因となる。

保護層として塗装するポリウレタン樹脂はポリオールと
ポリイソシアネートの二液を反応させながら塗装し、硬
化して保護層の塗膜を形成するものである。

必要に応じて配合する充填剤、硬化促進剤、顔料などの
添加剤はポリオールの液に添加すべきである。また、ポ
リオールとポリイソシアネ−１−からポリウレタン樹脂
を合成するにはポリオールとポリイソシアネートを一段
で反応させるワンショット法、ポリオールの一部とポリ
イソシアネートを反応させた後、さらにポリオールと反
応させるプレポリマー法等があるが、本発明においては
いずれの方法でもかまわない。

保護層として使用するポリウレタン樹脂の膜厚は０．５
　龍以上とするのが好ましい。これは保護層としての機
械的強度を保護するためであり、膜厚が薄い場合には保
管時の変形、凹凸、ふくれなどを生じやすくなる場合が
ある。さらに、保護層の膜厚が薄いと取扱い時に剥離や
保護層の破れが生じやすい。膜厚が厚い場合これらの欠
点が解消されるが、好ましくは経済性の観点から保護層
の膜厚は決定されるべきである。

さらに、保護層として使用するポリウレタン樹脂はシヨ
アＤ硬度が３０以上、引張強さが６０ｋｇ／　ｃｔ１以
上、破断時伸びが３０％以上とするのが好ましい。

光皿少処来 このようにして得られたポリウレタン樹脂を負摩擦力軽
減用基礎杭の保護層として使用することにより、夏季保
管時に被覆層に凹凸を生じず、粘弾性物質が軟化して保
護層に変形、クラック、剥離、ふくれ等が生じず、かつ
負摩擦力に対してすべり性能の優れた被覆基礎杭が得ら
れる。

以下実施により具体的に説明する。

実施例 外形１００ｍｍ、長さ６ｍの鋼管杭に軟化点６０°Ｃ１
針入度１００のアスファルト系の粘弾性物質を厚さ３１
ｍに均一に塗布して、すべり層を形成させた後、第１表
に示す保護層を施した。夏季に屋外曝露を実施したのち
、杭の先端に鋼製の保護リングを取付けて地盤沈下の大
きい（沈下速度２０ｃｍ／年）地盤に打込んだ後、引抜
いて被覆表面を観察した。この結果本発明による実施例
１〜４においては、屋外温度２３〜３５°Ｃ，鋼管表面
温度２５〜６０℃の状態で６０日問屋外保管した後表面
状態を観察したところ凹凸、クラック、ふくれの発生は
見られなかった。

比較例１では雨の降った翌日に晴天になって鋼管温度が
上昇したために、被覆層表面においてふくれの発生が見
られた。比較例２では粘弾性物質の流動により被覆層表
面に凹凸、変形が見られた。

比較例３では粘弾性物質の軟化流動とポリエチレンの残
留応力で表面の凹凸が発生した。

打込み引抜き後の被覆層表面は実施例および比較例３で
は被覆層表面に微小なすり傷があるだけで、被ｒＲ層の
破れやめくれは認められなかった。

比較例１ではふくれの発生した部分が打込み中に破れて
いた。比較例２では打込み中および引抜き中に端部から
保護層のめくれが発生した。

（以下余白）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によって被覆した鋼管基礎杭の一部断面
図である。 ■は鋼管杭、２はすべり層、３は保護層である。 特許出願人　　　第−工業製薬株式会社第１凹

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 抗体の外周面に粘弾性物質からなるすべり層を形成し、
   さらにその外表面に保護層を形成した抗体において、 保護層として２個以上の水酸基を有するポリオールと２
   個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート
   から合成されるポリウレタン樹脂であって、吸水率が０
   ．５％以下であり、下記式で求められる架橋密度ＣＤが
   ０．７以上となるポリウレタン樹脂を被覆したことを特
   徴とする負摩擦力軽減用基礎杭。 ＣＤ＝［Ｗ＿１×（Ｆ＿１−２）÷ＭＷ＿１＋Ｗ＿２×
   （Ｆ＿２−２）÷ＭＷ＿２］／［Ｗ＿１＋Ｗ＿２］×１
   ０００ 〔ここに、Ｗ＿１、Ｗ＿２はそれぞれポリオールとポリ
   イソシアネートの重量、Ｆ＿１、Ｆ＿２はそれぞれポリ
   オールとポリイソシアネートの官能基数、ＭＷ＿１、Ｍ
   Ｗ＿２はそれぞれポリオールとポリイソシアネートの分
   子量である。〕