JPWO2015011777A1 - Composite pile - Google Patents
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Abstract
製造時に外殻鋼管付きコンクリート部とプレストレストコンクリート部との境界部の破損が生じ難く、外殻鋼管付きコンクリート杭(SC杭)とプレストレストコンクリート杭(PC杭)の両性能が効果的に得られる複合杭である。複合杭1は、SC部2とPC部3とからなる中空管である。SC部2において、PC部3との境界から軸方向に定着部4がある。両端には環状の端板10が設けられている。高強度コンクリート6からなる管肉の略中央には、軸方向の全長に渡ってPC鋼材7が環状に配設され、該PC鋼材7の外周には全長に渡って螺旋筋8が配設されている。SC部2の鋼管5は、PC部3に接続される側の鋼管5端部の管肉が、管内面側から管外面側に向かって傾斜して先細り状になっている。また、管肉が先細り状となったSC部2の鋼管5端部付近の鋼管内面にリング筋8が周方向に1個以上取付けられている。A composite that can prevent the breakage of the boundary between the concrete part with the outer shell steel pipe and the prestressed concrete part at the time of manufacturing, and effectively obtain both the performance of the concrete pile with the outer shell steel pipe (SC pile) and the prestressed concrete pile (PC pile). It is a pile. The composite pile 1 is a hollow tube composed of an SC part 2 and a PC part 3. In the SC unit 2, there is a fixing unit 4 in the axial direction from the boundary with the PC unit 3. An annular end plate 10 is provided at both ends. A PC steel material 7 is arranged in an annular shape over the entire length in the axial direction at a substantially center of the pipe wall made of high-strength concrete 6, and a spiral bar 8 is arranged over the entire length of the PC steel material 7. ing. The steel pipe 5 of the SC part 2 is tapered such that the end of the steel pipe 5 connected to the PC part 3 is inclined from the pipe inner surface side toward the pipe outer surface side. One or more ring bars 8 are attached in the circumferential direction to the inner surface of the steel pipe near the end of the steel pipe 5 of the SC section 2 having a tapered tube thickness.
Description
本発明は、外殻鋼管付きコンクリート杭とプレストレストコンクリート杭の性能を併せ持つ杭であって、軟弱地盤での施工、施工効率が求められる施工などに好適な複合杭に関する。 The present invention relates to a composite pile having both the performance of a concrete pile with a shell steel pipe and a prestressed concrete pile, which is suitable for construction on soft ground, construction requiring construction efficiency, and the like.
杭基礎施工においては、施工目的に応じて様々な種類の既製杭が使用されている。既製杭の種類としては、中空コンクリート杭、外殻鋼管付きコンクリート杭(SC杭)、鉄筋コンクリート杭(RC杭)、プレストレストコンクリート杭(PC杭)、プレストレスト鉄筋コンクリート杭(PRC杭)、プレストレスト高強度コンクリート杭(PHC杭)、拡径プレストレストコンクリート杭(ST杭)、節付きプレストレストコンクリート杭(節杭)などが知られている。 In pile foundation construction, various types of ready-made piles are used depending on the construction purpose. The types of ready-made piles are hollow concrete piles, concrete piles with shell steel pipes (SC piles), reinforced concrete piles (RC piles), prestressed concrete piles (PC piles), prestressed reinforced concrete piles (PRC piles), prestressed high strength concrete piles (PHC piles), expanded prestressed concrete piles (ST piles), prestressed concrete piles with joints (joint piles), and the like are known.
このうち、本発明に関係するものとしては、外殻鋼管付きコンクリート杭(SC杭)、プレストレストコンクリート杭(PC杭)、プレストレスト高強度コンクリート杭(PHC杭)、拡径プレストレストコンクリート杭(ST杭)、節付きプレストレストコンクリート杭(節杭)などである。 Of these, concrete piles with outer steel pipes (SC piles), prestressed concrete piles (PC piles), prestressed high strength concrete piles (PHC piles), expanded prestressed concrete piles (ST piles) And prestressed concrete piles with joints (joint piles).
外殻鋼管付きコンクリート杭(SC杭)はコンクリートを鋼管の中空部に注入し遠心締め固めによって製造したものであり、大きな曲げ変形を生じてもコンクリートが鋼管の局部座屈を防止しコンクリートは鋼管により拘束されているので非常に大きな靭性を有し、主に杭基礎の上杭として使用されている。設計基準強度50N/mm2以上の高強度コンクリートを遠心成形したものであれば特に限定されない。また、鋼管の降伏点又は耐力は235N/mm2以上のものが一般的に使用されている。Concrete piles with outer steel pipes (SC piles) are manufactured by injecting concrete into the hollow part of the steel pipe and centrifugally compacting it. Even if large bending deformation occurs, the concrete prevents local buckling of the steel pipe and the concrete is steel pipe. It has very large toughness because it is constrained by and is mainly used as the upper pile of pile foundation. There is no particular limitation as long as high strength concrete having a design standard strength of 50 N / mm 2 or more is formed by centrifugal molding. Moreover, the yield point or proof stress of a steel pipe is generally 235 N / mm 2 or more.
また、プレストレストコンクリート杭(PC杭)は遠心成形コンクリート杭の一種であり、PC鋼材に螺旋筋を取付けた鉄筋かごを鋼製の円筒形型枠に配置した後、設計基準強度50N/mm2以上の高強度コンクリートを投入し、遠心締め固めによって製造した円空形状の製品である。軸方向には、プレテンション方式でPC鋼材によりコンクリートに圧縮応力(プレストレス)が与えられている。プレストレス量には、A種(4N/mm2)、B種(8N/mm2)、C種(10N/mm2)などがある。杭に圧縮応力を与えているため、鉄筋コンクリート杭(RC杭)よりも曲げ特性に優れるとともに、打ち込み時の衝撃に対して強い杭である。Prestressed concrete piles (PC piles) are a type of centrifugally formed concrete piles. After placing a rebar cage with helical bars attached to a PC steel material in a steel cylindrical formwork, the design standard strength is 50 N / mm 2 or more. It is a product with a circular shape manufactured by centrifugal compaction. In the axial direction, compressive stress (prestress) is applied to the concrete by the PC steel material by a pretension method. Examples of the amount of prestress include A type (4 N / mm 2 ), B type (8 N / mm 2 ), and C type (10 N / mm 2 ). Since compressive stress is given to the pile, it is a pile that is superior in bending characteristics to a reinforced concrete pile (RC pile) and strong against impact during driving.
また、プレストレスト高強度コンクリート杭(PHC杭)は、上記PC杭において設計基準強度80N/mm2以上の高強度コンクリートを用いて製造したものであり、上記PC杭の特性を備えるとともに高強度でひび割れし難く、中高層建築物や地盤対策建築物の基礎杭として使用されている。Prestressed high-strength concrete piles (PHC piles) are manufactured using high-strength concrete with a design standard strength of 80 N / mm 2 or more in the above-mentioned PC piles. It is difficult to use, and is used as a foundation pile for medium- and high-rise buildings and ground countermeasure buildings.
また、拡径プレストレストコンクリート杭(ST杭)は、支持力を大きくするために、上記PC杭の一端を拡大した製品である。拡径部外径は杭本体径より5〜20cm大きく、拡径部の長さは拡径部外径の2倍としたものが一般的に使用されている。ST杭を用いると先端支持力が大きくなるため上杭に大きな水平力が与えられる。 Further, the expanded-diameter prestressed concrete pile (ST pile) is a product in which one end of the PC pile is enlarged in order to increase the supporting force. The outer diameter of the enlarged portion is 5 to 20 cm larger than the diameter of the pile body, and the length of the enlarged portion is generally twice the outer diameter of the enlarged portion. When the ST pile is used, the tip supporting force is increased, so that a large horizontal force is applied to the upper pile.
また、節付きプレストレストコンクリート杭(節杭)は、周面摩擦力および支持力を大きくするために上記PC杭に所定の間隔で突起を設けた杭である。節間隔は1m、節外径は杭本体径+150〜200mmのものが一般的に使用されている。節杭を用いると周面摩擦力および支持力が大きくなるため上杭に大きな水平力が与えられる。 Moreover, the prestressed concrete pile (node pile) with a node is a pile which provided the processus | protrusion to the said PC pile at the predetermined | prescribed space | interval in order to enlarge a surrounding surface friction force and a support force. A node spacing of 1 m and a node outer diameter of a pile body diameter +150 to 200 mm are generally used. If the pile is used, the peripheral frictional force and the supporting force increase, so that a large horizontal force is applied to the upper pile.
また、2種類の上記既製杭を接続あるいは一体化して複合杭として用いることも知られている。例えば、軟弱地盤で大きな水平力が作用する場所での杭基礎施工では、上記外殻鋼管付きコンクリート杭(SC杭)とプレストレスト高強度コンクリート杭(PHC杭)、鋼管杭とコンクリート杭(PC杭、PHC杭)などが接続して用いられている。 It is also known that two types of the above-mentioned pre-made piles are connected or integrated to be used as a composite pile. For example, in pile foundation construction in a place where a large horizontal force acts on soft ground, the above concrete pile with outer shell steel pipe (SC pile) and prestressed high strength concrete pile (PHC pile), steel pipe pile and concrete pile (PC pile, PHC piles) are connected and used.
これら複合杭に関する特許も幾つか出願されており、例えば、特許文献1には、鋼管杭とSC杭とを接合した杭であってSC杭を構成する鋼管の内周面下部に一段または複数段の突起を設けたものが開示されている。
Several patents relating to these composite piles have been filed. For example,
また、特許文献2には、一端側に外殻鋼管付きコンクリート複合部を、これより他方端までコンクリート部をそれぞれ形成するように一体成形したものであって、前記外殻鋼管付きコンクリート複合部の全長または一部分と前記コンクリート部の全長に渡って軸方向鉄筋が配置され、前記コンクリート部には螺旋筋を配設した鋼管・鉄筋コンクリート複合杭が開示されている。
Further, in
特許文献1に開示されるように、鋼管杭とSC杭など2種類の既製杭を接続金具や溶接で接続した複合杭があるが、このような2種類の杭を接続するものは接続に手間がかかりコスト高となる。
As disclosed in
また、特許文献2に開示されるように、外殻鋼管付きコンクリート杭(SC杭)と鉄筋コンクリート杭(RC杭)とを一体化した複合杭はあるものの、特許文献2の段落0014に記載されるように、SC杭とPHC杭のようなプレストレスを導入した杭(PC杭)とを一体化したものを得ようとすると、製造上の問題として、コンクリート硬化後の脱型時に緊張板の固定を解除してプレストレスを導入する際、SC部とPHC部との境界部に軸力が集中してクラックなどが生じ、該境界部が破損し易いといった問題がある。
Moreover, as disclosed in
この問題に対応すべく特許文献2ではコンクリート部だけに螺旋筋を配設しているが、このようにコンクリート部だけに螺旋筋を配設しただけでは十分ではない。また、定着部が長いとコンクリートと鋼管が一体挙動しない外殻鋼管付きコンクリート部が多くなったりコスト高になったりする。 In order to cope with this problem, in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707, the spiral bars are disposed only in the concrete part, but it is not sufficient to dispose the spiral bars only in the concrete part as described above. In addition, if the fixing portion is long, the concrete portion with the outer shell steel pipe in which the concrete and the steel pipe do not behave integrally is increased or the cost is increased.
本発明は上記課題を鑑みてなしたものであり、製造時に外殻鋼管付きコンクリート部とプレストレストコンクリート部との境界部の破損が生じ難く、外殻鋼管付きコンクリート杭(SC杭)とプレストレストコンクリート杭(PC杭)の両性能が効果的に得られる複合杭を提供することを主目的とする。また、定着部の長さが短い上記複合杭を得ることを副目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is difficult for the boundary portion between the concrete portion with the outer shell steel pipe and the prestressed concrete portion to be damaged during production, and the concrete pile with the outer shell steel pipe (SC pile) and the prestressed concrete pile The main purpose is to provide a composite pile in which both performances of (PC pile) can be effectively obtained. Another object is to obtain the above composite pile having a short fixing portion.
本発明は、「外殻鋼管付きコンクリート杭とプレストレストコンクリート杭の性能を併せ持った複合杭であって、一端側に形成された外殻鋼管付きコンクリート部と、これより他方端まで形成されたコンクリート部とが一体化してなり、軸方向の全長に渡ってPC鋼材と螺旋筋が配設され、前記外殻鋼管付きコンクリート部における前記コンクリート部に接続される側の鋼管端部の管肉が、管内面側から管外面側に向かって傾斜して先細り状になっていることを特徴とする複合杭」である。 The present invention is a composite pile having the performance of both a concrete pile with a shell steel pipe and a prestressed concrete pile, a concrete portion with a shell steel pipe formed on one end side, and a concrete portion formed from this to the other end. PC steel and spiral bars are arranged over the entire length in the axial direction, and the pipe wall at the end of the steel pipe connected to the concrete part in the concrete part with the outer shell steel pipe is inside the pipe. It is a “composite pile characterized by being tapered from the surface side toward the pipe outer surface side and being tapered”.
本発明の複合杭は、一端側に形成された外殻鋼管付きコンクリート部(以下、「SC部」と称する)と、これより他方端まで形成されたコンクリート部(以下、「PC部」と称する)とが一体成形され一体化してなる中空管である。 The composite pile of the present invention has a concrete part with an outer shell steel pipe (hereinafter referred to as “SC part”) formed on one end side and a concrete part (hereinafter referred to as “PC part”) formed to the other end. Is a hollow tube formed by integral molding.
SC部の外径・内径(鋼管の外径、コンクリート管の内径)とPC部の外径・内径(コンクリート管の外径・内径)とは同じ寸法でも異なっていても良い。また、PC部には節杭のように節が設けられていても良い。複合杭の両端部には端板が取付けられている。 The outer diameter / inner diameter of the SC part (the outer diameter of the steel pipe, the inner diameter of the concrete pipe) and the outer diameter / inner diameter of the PC part (the outer diameter / inner diameter of the concrete pipe) may be the same or different. Moreover, the node may be provided in the PC part like a node pile. End plates are attached to both ends of the composite pile.
上記SC部は従来の外殻鋼管付きコンクリート杭(以下、「SC杭」と称する)に対応するものである。SC部に用いられる鋼管はSC杭に用いられているものであれば特に限定されない。また、鋼管の内側に形成されるコンクリート管は従来から用いられているものであれば特に限定されないが、設計基準強度50N/mm2以上の高強度コンクリート、更には設計基準強度80N/mm2以上の高強度コンクリートからなるものが好ましい。The SC section corresponds to a conventional concrete pile with a shell steel pipe (hereinafter referred to as “SC pile”). The steel pipe used for SC part will not be specifically limited if it is used for SC pile. In addition, the concrete pipe formed inside the steel pipe is not particularly limited as long as it is conventionally used, but high-strength concrete with a design standard strength of 50 N / mm 2 or more, and further a design standard strength of 80 N / mm 2 or more. Those made of high-strength concrete are preferred.
上記PC部は従来のプレストレストコンクリート杭(以下、「PC杭」と称する)に対応するものである。従来のPC杭に用いられるコンクリートを遠心成形したものであれば特に限定されないが、コンクリートとして設計基準強度50N/mm2以上のものを用いるのが好ましく、設計基準強度80N/mm2以上の高強度コンクリートを用いるのがより好ましい。設計基準強度80N/mm2以上の高強度コンクリートを用いれば、PC部はプレストレスト高強度コンクリート杭(PHC杭)に対応するものとなり、SC杭とPHC杭の両方の性能を兼ね備えた高強度・高耐久性の杭となる。The PC section corresponds to a conventional prestressed concrete pile (hereinafter referred to as “PC pile”). Although it will not specifically limit if the concrete used for the conventional PC pile is centrifugally molded, it is preferable to use a concrete with a design standard strength of 50 N / mm 2 or more as concrete, and a high strength with a design standard strength of 80 N / mm 2 or more. More preferably, concrete is used. If high-strength concrete with a design standard strength of 80 N / mm 2 or more is used, the PC section will be compatible with prestressed high-strength concrete piles (PHC piles), and will have both the strength of both SC and PHC piles. It becomes a durable pile.
上記PC部は、基本的には上記の通りPC杭に対応するものであるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、上記のように高強度コンクリートを用いてPHC杭に対応するものにしたり、拡径部を設けてST杭に対応するものにしたり、節を設けて節杭に対応するものにしたりすることができる、広い概念のものである。 The PC section basically corresponds to the PC pile as described above, but is not necessarily limited to this, and may be made to correspond to the PHC pile using high-strength concrete as described above. It is a broad concept that can be provided with an enlarged diameter portion to correspond to the ST pile, or can be provided with a node to correspond to the joint pile.
本発明の複合杭の外径は特に限定されないが、好ましくは0.3〜1.5mである。また、1本の長さは4〜15mが好ましい。また、上記SC部の長さは3m以上が好ましい。上記SC部は地面に近く地盤の弱い地盤上部に配置されるが、3m未満であるとSC杭としての作用効果が十分得られず、地盤上部の補強が弱くなる虞がある。 Although the outer diameter of the composite pile of this invention is not specifically limited, Preferably it is 0.3-1.5m. The length of one piece is preferably 4 to 15 m. The length of the SC part is preferably 3 m or more. The SC section is arranged near the ground and on the weak ground top, but if it is less than 3 m, the effect as the SC pile cannot be sufficiently obtained, and the reinforcement on the ground top may be weakened.
本発明の複合杭では、軸方向の全長に渡ってPC鋼材が環状に配設されている。PC部だけでなくSC部にも配設することによりSC部のコンクリートおよび鋼管にもプレストレスが作用するため、外殻鋼管付きコンクリート杭(SC杭)とプレストレストコンクリート杭(PC杭)の両性能が効果的に得られる。PC鋼材は従来からPC杭に使用されているものであれば特に限定されない。また、PC鋼材の配設形態は従来のPC杭と同様である。 In the composite pile of this invention, PC steel materials are arrange | positioned cyclically | annularly over the full length of the axial direction. Since prestress is applied not only to the PC part but also to the SC part, both the concrete and steel pipes of the SC part, both performance of concrete piles with outer steel pipes (SC piles) and prestressed concrete piles (PC piles) Is effectively obtained. PC steel will not be specifically limited if it is conventionally used for PC pile. Moreover, the arrangement | positioning form of PC steel materials is the same as that of the conventional PC pile.
また、本発明の複合杭では、軸方向の全長に渡って螺旋筋が配設されている。このようにすることによりSC部に配置されたPC鋼材が投入されたコンクリートによってバラバラにならず、SC部のコンクリートおよび鋼管にも効率良くプレストレスが作用するといった効果が得られる。 Moreover, in the composite pile of this invention, the helix is arrange | positioned over the full length of the axial direction. By doing in this way, the concrete in which the PC steel material arrange | positioned at SC part is thrown away does not fall apart, but the effect that prestress acts efficiently also on the concrete and steel pipe of SC part is acquired.
螺旋筋は普通鉄線または高強度螺旋筋とし、例えば、外径500mm以下の螺旋では線径3mm以上、外径600mmの螺旋では線径4mm以上、外径700〜1000mmの螺旋では線径5mm以上とするのが好ましい。ピッチはいずれも110mm以下が好ましい。これらの範囲を外れると螺旋筋としての効果が十分得られなくなる可能性がある。 The spiral muscle is a normal iron wire or a high-strength spiral muscle, for example, a wire diameter of 3 mm or more for a spiral with an outer diameter of 500 mm or less, a wire diameter of 4 mm or more for a spiral with an outer diameter of 600 mm, and a wire diameter of 5 mm or more for a spiral with an outer diameter of 700 to 1000 mm. It is preferable to do this. The pitch is preferably 110 mm or less. Outside these ranges, the effect as a spiral muscle may not be sufficiently obtained.
また、本発明では、上記SC部において上記PC部に接続される側の鋼管端部の管肉が、管内面側から管外面側に向かって傾斜して先細り状になっている。このようにすることによって脱型時(プレストレス導入時)の鋼管端部作用力は、鋼管端部のテーパによって、軸方向力と管内面方向へ分散される。そのため、鋼管端部のコンクリートに作用する力が小さくなるので、製造での脱型時(プレストレス導入時)に上記SC部と上記PC部との境界部の破損が生じ難くなる。 Moreover, in this invention, the pipe | tube wall of the steel pipe end part by the side connected to the said PC part in the said SC part inclines toward the pipe | tube outer surface side from the pipe inner surface side, and is tapering. By doing so, the steel pipe end portion acting force at the time of demolding (when prestress is introduced) is distributed in the axial direction and the pipe inner surface direction by the taper of the steel pipe end portion. For this reason, the force acting on the concrete at the end of the steel pipe is reduced, so that the boundary portion between the SC portion and the PC portion is less likely to be damaged at the time of demolding during manufacture (when prestress is introduced).
なお、傾斜した鋼管端部の先端は尖がっていても良いが、安全性や作業性を考慮して1〜3mm程度の平面にしておくのが好ましい。 In addition, although the tip of the inclined steel pipe end may be pointed, it is preferable to have a flat surface of about 1 to 3 mm in consideration of safety and workability.
以上の通り、軸方向の全長に渡ってPC鋼材を配設し、かつ、軸方向の全長に渡って螺旋筋を配設し、かつ、上記SC部において上記PC部に接続される側の鋼管端部の管肉を、管内面側から管外面側に向かって傾斜した先細り状とすることにより、前記本発明の主目的が効果的に達成できる。 As described above, the steel pipe is disposed over the entire length in the axial direction, the spiral bars are disposed over the entire length in the axial direction, and the steel pipe is connected to the PC portion in the SC portion. The main object of the present invention can be effectively achieved by forming the end of the tube wall into a tapered shape inclined from the inner surface of the tube toward the outer surface of the tube.
本発明の複合杭は、さらに、「外殻鋼管付きコンクリート部とコンクリート部のコンクリートが設計基準強度50N/mm2以上の高強度コンクリートである」ようにすることが好ましい。In the composite pile of the present invention, it is further preferable that “the concrete part with the outer shell steel pipe and the concrete of the concrete part are high-strength concrete having a design standard strength of 50 N / mm 2 or more”.
外殻鋼管付きコンクリート部とコンクリート部(PC部)に用いるコンクリートを設計基準強度50N/mm2以上の高強度コンクリートにすることにより、前記境界部の破損が生じ難くなるとともに、前述の通り、SC杭とPHC杭の両方の性能を兼ね備えた高強度・高耐久性の杭が得られる。By making the concrete used for the concrete part with the outer shell steel pipe and the concrete part (PC part) high-strength concrete with a design standard strength of 50 N / mm 2 or more, the boundary part is less likely to be damaged. A high-strength, high-durability pile that combines the performance of both piles and PHC piles can be obtained.
本発明の複合杭は、さらに、「管肉が先細り状となった鋼管端部付近の鋼管内面にはリング筋が取付けられている」ようにすることが好ましい。 In the composite pile of the present invention, it is further preferable that “a ring streak is attached to the inner surface of the steel pipe near the end of the steel pipe whose pipe wall is tapered”.
一般的に、SC杭に対応するSC部とPC杭に対応するPC部からなる複合杭では、両者の境界からSC部方向に向かって杭径の1〜1.5倍程度は定着部と言われている。この定着部は、脱型時(プレストレス導入時)のプレストレス力をコンクリートと鋼管の付着力によって鋼管に伝達するといった作用効果を有する部分である。この定着部の長さが長いとコンクリートと鋼管が一体挙動しないSC部が多くなるので好ましくない。 In general, in a composite pile consisting of an SC section corresponding to an SC pile and a PC section corresponding to a PC pile, about 1 to 1.5 times the pile diameter from the boundary toward the SC section is called a fixing section. It has been broken. This fixing portion is a portion having an effect of transmitting a prestress force at the time of demolding (when prestress is introduced) to the steel pipe by an adhesion force between the concrete and the steel pipe. If the length of the fixing portion is long, the number of SC portions where the concrete and the steel pipe do not move together increases, which is not preferable.
本発明ではこの定着部の長さを短くするべく、管肉が先細り状となった前記SC部の鋼管端部付近の鋼管内面にリング筋を取付けた。このようにすることにより鋼管内部のコンクリートと鋼管の付着力に加えてリング筋の支圧力によっても脱型時(プレストレス導入時)のプレストレス力を鋼管に伝達することになるのでリング筋を設けない場合に比べ定着部の長さを短くできる。 In the present invention, in order to shorten the length of the fixing portion, a ring line is attached to the inner surface of the steel pipe in the vicinity of the end of the steel pipe of the SC portion having a tapered tube thickness. By doing so, in addition to the adhesion force between the concrete and the steel pipe inside the steel pipe, the prestressing force at the time of demolding (when prestress is introduced) is also transmitted to the steel pipe by the support pressure of the ring reinforcement. The length of the fixing portion can be shortened as compared with the case where it is not provided.
リング筋は鋼製の筋であり、筋の断面形状は円形だけでなく楕円径、四角形、三角形など様々な形状のものがとり得る。リング筋の太さは6mm以上が好ましい。6mm未満だと前記定着部に作用する力の分散効果が十分得られないことがある。 The ring bars are steel bars, and the cross-sectional shape of the bars can be not only circular but also various shapes such as an ellipse diameter, a quadrangle, and a triangle. The thickness of the ring line is preferably 6 mm or more. If it is less than 6 mm, the effect of dispersing the force acting on the fixing portion may not be sufficiently obtained.
リング筋の設置位置は前記SC部の鋼管端部付近である。リング筋はリングがSC部の軸方向と直角方向になるように周方向に設置する。該リング筋の設置数は1個に限らず、2〜3個を軸方向に10〜20cmの間隔で設置してもよい。リング筋の鋼管内面の取付け方法は特に限定されない。例えば、溶着、ボルト等の締結金具による。
本発明の複合杭は、さらに、「前記傾斜の傾斜角θが30〜50°」であるようにすることが好ましい。The installation position of the ring line is near the end of the steel pipe of the SC part. The ring bars are installed in the circumferential direction so that the ring is in a direction perpendicular to the axial direction of the SC portion. The number of the ring streaks is not limited to one, but two or three may be installed at intervals of 10 to 20 cm in the axial direction. The method for attaching the inner surface of the steel pipe of the ring wire is not particularly limited. For example, by fastening metal fittings such as welding and bolts.
It is preferable that the composite pile of the present invention further has “the inclination angle θ of the inclination is 30 to 50 °”.
本発明では、上記SC部において上記PC部に接続される側の鋼管端部の管肉が、管内面側から管外面側に向かって傾斜して先細り状になっているが、その傾斜角θは30〜50°であるのが好ましい。30°未満では鋼管端部のコンクリートに作用する軸方向力が大きくなり、上記SC部と上記PC部との境界部の破損が生じやすくなり、50°を超えると端部が変形しやすくなる。なお、本発明で言う「傾斜角θ」は、杭軸方向に直角な垂線と傾斜面とのなす角である。 In the present invention, the tube wall at the end of the steel pipe connected to the PC section in the SC section is tapered from the pipe inner surface side toward the pipe outer surface side, but the inclination angle θ Is preferably 30 to 50 °. If the angle is less than 30 °, the axial force acting on the concrete at the end of the steel pipe is increased, and the boundary portion between the SC portion and the PC portion is likely to be damaged. If the angle exceeds 50 °, the end portion is easily deformed. The “inclination angle θ” referred to in the present invention is an angle formed between a perpendicular line perpendicular to the pile axis direction and an inclined surface.
上記本発明の複合杭は、軟弱地盤での施工、施工効率が求められる施工などの杭施工に好適に使用することができる。 The composite pile of the present invention can be suitably used for pile construction such as construction on soft ground and construction where construction efficiency is required.
本発明のSC部とPC部とからなる複合杭では、軸方向の全長に渡ってPC鋼材を配設し、かつ、軸方向の全長に渡って螺旋筋を配設し、かつ、前記SC部において前記PC部に接続される側の鋼管端部の管肉を、管内面側から管外面側に向かって傾斜した先細り状としたので、製造での脱型時(プレストレス導入時)にSC部とPC部との境界部の破損が生じ難く、外殻鋼管付きコンクリート杭(SC杭)とプレストレストコンクリート杭(PC杭)の両性能が効果的に得られる。 In the composite pile comprising the SC portion and the PC portion of the present invention, the PC steel material is disposed over the entire length in the axial direction, and the spiral bars are disposed over the entire length in the axial direction. In this case, the tube wall at the end of the steel pipe connected to the PC portion is tapered so as to be inclined from the inner surface of the tube toward the outer surface of the tube. It is difficult for the boundary portion between the PC portion and the PC portion to break, and both performances of the concrete pile with outer shell steel pipe (SC pile) and the prestressed concrete pile (PC pile) can be obtained effectively.
また、SC部の定着部において、管肉が先細り状となった鋼管端部付近の鋼管内面にリング筋を取付けることにより、定着部の長さが短い複合杭を得ることができる。 Moreover, in the fixing part of the SC part, a composite pile having a short fixing part length can be obtained by attaching a ring line to the inner surface of the steel pipe in the vicinity of the end part of the steel pipe in which the pipe wall is tapered.
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
図1は、本発明の複合杭1の一例における全体の概略を示す側面図である。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below.
FIG. 1 is a side view showing an overall outline of an example of the
複合杭1は、SC部2とPC部3とからなる中空管である。また、SC部2において、PC部3との境界から軸方向に約1mは定着部4となっている。また、両端には環状の端板10が設けられている。
The
この例では、複合杭1長さは10mであり、SC部2とPC部3の長さ比は、おおよそSC部:PC部=2:1となっている。この比はこれに限定されるものではなく、SC部2の長さが3m以上あれば、あらゆる比をとることができる。施工地盤との関係でSC杭としての効果をより強く得たければ、SC部2の長さ比を高くすればよい。また、管の外径は100cmであり内径は74cmである。
In this example, the length of the
複合杭1は設計基準強度105N/mm2の高強度コンクリート管からなり、SC部2は肉厚6mmの鋼管5で被覆されている。The
鋼管5は、PC部3に接続される側の鋼管5端部の管肉が、管内面側から管外面側に向かって傾斜して先細り状になっている。傾斜面が杭軸方向に直角な垂線(仮想線)となす傾斜角θは30〜50°が好ましい。この例では45°である。このようにすることによって鋼管端部のコンクリートに作用する力が杭軸方向や管内面方向に分散されることとなるので、製造での脱型時(プレストレス導入時)にSC部2とPC部3との境界部の破損が生じ難くなる。
The
この例では、SC部2の外径・内径(鋼管の外径、コンクリート管の内径)とPC部3の外径・内径(コンクリート管の外径・内径)とは同じ寸法である。 In this example, the outer diameter / inner diameter of the SC part 2 (the outer diameter of the steel pipe, the inner diameter of the concrete pipe) and the outer diameter / inner diameter of the PC part 3 (the outer diameter / inner diameter of the concrete pipe) are the same.
本発明の複合杭1では、高強度コンクリート6からなる管肉の略中央には、軸方向の全長に渡ってPC鋼材7が環状に配設されている。PC鋼材7は従来からPC杭に用いられているものと同様のものであり、両側の端板10に取付けられている。PC鋼材7をPC部3だけでなくSC部2まで延長して配設することによりSC部にもプレストレスが作用するのでSC部を強化したより高性能な複合杭が得られる。
In the
また、図に示すように、PC鋼材7の外周には全長に渡って螺旋筋8が配設されている。この例では、螺旋筋8は太さ5mmの鉄筋からなり筋のピッチは100mmである。このように螺旋筋8を配設することにより、PC鋼材7が製造投入されたコンクリートによってバラバラにならず、SC部にもプレストレスが確実に作用するといった作用効果が得られる。
Moreover, as shown in the figure, a
また、SC部2においてPC部3に接続される側の鋼管5端部の管肉が、図に示すように、管内面側から管外面側に向かって傾斜して先細り状になっている。このようにすることによって脱型時(プレストレス導入時)の鋼管端部の作用力(圧縮力)は、該端部のテーパによって、軸方向力と管内面方向へ分散される。そのため、鋼管端部のコンクリートに作用する作用力が小さくなるので、製造での脱型時(プレストレス導入時)にSC部2とPC部3との境界部の破損が生じ難くなる。
Moreover, as shown in the drawing, the tube wall at the end of the
更に、図に示すように、管肉が先細り状となったSC部2の鋼管5端部付近の鋼管内面にリング筋9が周方向に1個溶着により取付けられている。リング筋9は断面円形の鉄筋であり、その太さは6mmである。リング筋9を設けることにより高強度コンクリート6と鋼管5との付着力に加えてリング筋による支圧力が増加するために、定着部4の長さがリング筋9を設けない場合に比べ4割〜8割程度にまで短縮できる。そして、定着部4を短縮することによりコンクリートと鋼管が一体挙動しないSC部が少なくなるので、SC杭とPC杭の両性能がより効果的に得られる複合杭となる。
Further, as shown in the figure, one
図2は、図1の境界部Aの部分の拡大図である。枠内は、管肉が先細り状となった鋼管5のテーパ部の拡大図である。
FIG. 2 is an enlarged view of a boundary portion A in FIG. The inside of a frame is an enlarged view of the taper part of the
SC部2の鋼管5の管肉は、図に示すように、PC部3方向の先端にテーパ11が設けられ、傾斜角θで傾斜している。「傾斜角θ」の定義は前述の通りであり、傾斜面(テーパ11)が仮想垂線15となす角である。傾斜角θは30〜50°が好ましい。また、テーパ11の少し内側の鋼管5内面にリング筋9が溶着部12により固定されている。
As shown in the figure, the tube wall of the
このように、鋼管5の管肉にテーパ11を設け、かつ、テーパ11付近の鋼管5内面にリング筋9を取付ければ、境界部Aでの高強度コンクリート6のひび割れ等による破損が生じ難くなるとともに定着部4の長さが短くできるので、高品質で高性能の複合杭1が得られる。なお、テーパ11の先端は、安全性や作業性を考慮して幅2mm程度の平面14にしてある。
In this way, if the pipe wall of the
図3は、本発明の複合杭1におけるリング筋9が無い場合の力学的作用機構を示す図である。枠内は、管肉が先細り状となった鋼管5のテーパ部の拡大図である。
FIG. 3 is a diagram showing a mechanical action mechanism when there is no
SC部2には、矢印の方向にコンクリートと鋼管の付着力Fが働いている。また、PC部3には、矢印の方向にPC鋼材7によるプレストレス導入によりプレストレスによる圧縮力(P)が働いている。
In the
SC部2の鋼管5には、コンクリートと鋼管の付着力(F)によってプレストレスが作用する。この付着力(F)は、高強度コンクリート6の鋼管5に対する付着応力に定着部4の表面積を乗じたものである。
Prestress is applied to the
上記プレストレスによる圧縮力(P)に対しコンクリートと鋼管の付着力(F)で抵抗し、力学的にはコンクリートと鋼管の付着力(F)≦プレストレスによる圧縮力(P)となる。 The compressive force (P) due to the prestress is resisted by the adhesive force (F) between the concrete and the steel pipe, and mechanically, the adhesive force (F) between the concrete and the steel pipe ≦ the compressive force (P) due to the prestress.
図4は、本発明の複合杭1におけるリング筋9がある場合の力学的作用機構を示す図である。枠内は、管肉が先細り状となった鋼管5のテーパ部の拡大図である。
FIG. 4 is a diagram showing a mechanical action mechanism in the case where there is a
SC部2には、矢印の方向にコンクリートと鋼管の付着力(F)とリング筋によるコンクリートの支圧力(N)が働いている。また、PC部3には、矢印の方向にPC鋼材7によるプレストレス導入によりプレストレスによる圧縮力(P)が働いている。
In the
付着力(F)は、高強度コンクリート6の鋼管5に対する付着応力に定着部4の表面積を乗じたもの、リング筋による支圧力(N)は、リング筋9の軸方向断面積に高強度コンクリート6の支圧強度を乗じたものである。
The adhesion force (F) is obtained by multiplying the adhesion stress of the high-
上記プレストレスによる圧縮力(P)に対しコンクリートと鋼管の付着力(F)とリング筋によるコンクリートの支圧力(N)で抵抗し、力学的にはコンクリートと鋼管の付着力(F)+リング筋によるコンクリートの支圧力(N)≦プレストレスによる圧縮力(P)となる。 Resist the compressive force (P) caused by the pre-stress with the adhesion force (F) between the concrete and the steel pipe and the bearing pressure (N) of the concrete with the ring reinforcement, and mechanically the adhesion force between the concrete and the steel pipe (F) + ring The concrete support pressure by the reinforcement (N) ≦ the compressive force (P) by the prestress.
図3と図4を比較してわかるように、リング筋9を取付けた場合はコンクリートと鋼管の付着力(F)に加えてリング筋9によるコンクリートの支圧力(N)が働くので、その分定着部の長さ13を短縮できる。定着部の長さ13を短縮すればプレストレスをSC部2に与えるに必要な定着部4の鋼管代が節約されるとともにSC部2にも確実にプレストレスを付与することができるので好ましい。
図5は、本発明の複合杭1の図1とは異なる他例における全体の概略を示す側面図である。As can be seen by comparing FIG. 3 and FIG. 4, when the
FIG. 5 is a side view showing an outline of the whole in another example different from FIG. 1 of the
この例も複合杭1はSC部2とPC部3とからなるが、該PC部3がST杭に対応する拡径部16を有するものとなっている点で図1のものとは異なる。拡径部16を設けている以外の構成、作用機構は図1に示すものと同じである。
In this example as well, the
この例では、図に示すように、PC部3の長さの約半分弱が拡径部16になっているがこれに限定されるものではなく、拡径部16の長さを任意に設けても良い。拡径部16の外径は杭本体径より10cm大きくなっている。拡径部の長さ、外径等は拡径部16に作用する杭先端荷重に抵抗できるように決められる。
In this example, as shown in the figure, a little less than half of the length of the
PC部3に拡径部16を設けてST杭に対応するものとしたことにより水平支持力の高い杭が得られる。したがって、この複合杭1は地表面付近の地盤が粘土やシルトのような微細な粒子に富んだ柔らかい土、間隙の大きい有機質土又は泥炭、ゆるい砂といったものからなる地盤強度が低い軟弱地盤での杭基礎施工に有効である。
図6は、本発明の複合杭1の図1、図5とは異なる他例における全体の概略を示す側面図である。By providing the
FIG. 6 is a side view showing an outline of the whole in another example different from FIGS. 1 and 5 of the
この例も複合杭1はSC部2とPC部3とからなるが、該PC部3が節杭に対応する節17を有するものとなっている点で図1、図5のものとは異なる。節17を設けている以外の構成、作用機構は図1に示すものと同じである。
In this example as well, the
この例では、図に示すように、PC部3に2列の節(環状突起)17が約100cmの間隔で設けられている。節17の外径は杭本体径+150mmとなっている。節17の設け方はこれに限定されるものではなく、1列もしくは3列以上の多数列からなる節を設けたり、節17の外径が杭本体径+200mmとなるように大きく突出させて設けても良い。節の大きさ、節間の間隔等は杭先端支持力によって決められる。
In this example, as shown in the drawing, the
PC部3に節17を設けて節杭に対応するものとしたことにより周面摩擦力、水平支持力の高い杭が得られる。したがって、この複合杭1は、前記拡径部16を有するものと同様、地表面付近の地盤が粘土やシルトのような微細な粒子に富んだ柔らかい土、間隙の大きい有機質土又は泥炭、ゆるい砂といったものからなる地盤強度が低い軟弱地盤での杭基礎施工に有効である。
By providing the
図7は、本発明のリング筋9を備えた複合杭1における、固定金具18によるリング筋9の鋼管5内面への取付け例を示す側面図である。
FIG. 7 is a side view showing an example of attaching the
図に示すように、リング筋9を湾曲した固定金具18で挟み込み、予め鋼管5に穿けられたボルト孔にボルト19を挿入してボルト19で固定する。固定金具18は周方向に4か所以上取付けられる。固定金具18の周方向の幅は特に限定されない。この取付け方法によれば、リング筋9を鋼管5の内面に確実に取付けることができる。
次に、図1に示す本発明の複合杭1の製造方法の概略を示す。As shown in the figure, the
Next, the outline of the manufacturing method of the
リング筋9を設ける場合は、鋼管5にあらかじめリング筋9を溶着、固定金具等で取付ける。次に従来通りの方法でPC鋼材7に螺旋筋8を取付け鉄筋かごを製作する。鋼管5に設置されている端板10に、その鉄筋かごの端部を取付ける。鋼管5と鉄筋かごを型枠に設置し高強度コンクリート6を投入した後、プレストレスを導入するために、PC鋼材7を緊張する。その後、従来通りの中空杭の製造方法で遠心成型、養生を行う。養生後、脱型をすることによってプレストレスを導入しSC部2およびPC部3に作用させる。
In the case where the
リング筋9を設けない場合は、リング筋9を取付けていない鋼管5を用いる。製造方法は上記リング筋9を設ける場合と同様である。
When the
1…複合杭、2…SC部、3…PC部、4…定着部、5…鋼管、6…高強度コンクリート、7…PC鋼材、8…螺旋筋、9…リング筋、10…端板、A…境界部、11…テーパ、12…溶着部、13…定着部の長さ、14…平面、15…仮想垂線、16…拡径部、17…節、18…固定金具、19…ボルト、F…コンクリートと鋼管の付着力、P…プレストレスによる圧縮力、N…リング筋によるコンクリートの支圧力
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