JP2002309591A - 杭頭部と鋼製地中梁の接合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現地施工を省力化でき、さらに杭頭部と鋼製
地中梁の接合施工誤差を吸収できる杭頭部と鋼製地中梁
の接合構造を提供すること。 【解決手段】 地盤に立設された基礎鋼管杭３の杭頭部
側面に取り付けられたメス継手金具１１に、鋼製地中梁
４の両端に取り付けられたオス継手金具１２を現場で上
部よりスライドさせ挿入し、メス継手内の空隙にモルタ
ルを充填することで杭頭部と鋼製地中梁を接合すること
により、杭頭部と鋼製地中梁の接合施工誤差を吸収でき
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基礎建設における
基礎と鋼製地中梁の接合構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、基礎と鋼製地中梁を構築するにあ
たっては、杭立設後に杭周辺部、および隣接する杭間に
両杭に通じる溝を掘削し、周辺部および溝に木枠および
鉄筋を配設してコンクリートを打設して鉄筋コンクリー
ト構造の基礎、鋼製地中梁を設けている。（従来技術
１） また、例えば、特開平９−２６８５７３号公報には、上
部に柱が接合される接合部を有し下部に地中に立設杭内
に挿入される脚部が形成された支柱と、この支柱に水平
方向に取り付けられた複数の梁とを備えた部材を杭内に
挿入し、コンクリートを充填した後、柱および鋼製地中
梁を連結させる基礎、鋼製地中梁の接合構造に関する発
明が開示されている。（従来技術２）

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した従来
の基礎、鋼製地中梁接合構造では、従来技術１の場合は
フーチング、鋼製地中梁を構築するために作業員の施工
スペースを確保するために膨大な土砂を掘削し運搬した
のちに型枠を設置しコンクリートを打設しなければなら
ないため、工期が長くなり、施工性が悪かった。また、
従来技術２の場合は掘削やコンクリート工事は減少する
ものの、杭内への部材建て込みの精度が要求されること
や現場でその部材と柱、および鋼製地中梁を溶接、また
はボルト接合で繋げる作業が発生し、現場施工性が悪か
った。

【０００４】本発明は、前記した従来技術の問題点が解
決されたもので、現地施工を省力化でき、さらに杭頭部
と鋼製地中梁の接合施工誤差を吸収できる杭頭部と鋼製
地中梁の接合構造を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明は、次のように構成する。第１の発明は、
地盤に立設された基礎鋼管杭の杭頭部側面に取り付けら
れたメス継手金具に、鋼製地中梁の両端に取り付けられ
たオス継手金具を現場で上部よりスライドさせ挿入し、
メス継手内の空隙にモルタルを充填することで杭頭部と
鋼製地中梁を接合することを特徴とする。

【０００６】第２の発明は、地盤に立設された基礎鋼管
杭の杭頭部側面に入れたスリットに、鋼製地中梁の両端
に取り付けられたオス継手金具を現場で上部よりスライ
ドさせ挿入し、基礎内にコンクリートを充填することで
杭頭部と鋼製地中梁を接合することを特徴とする。

【０００７】第３の発明は、基礎鋼管杭の杭頭部の外側
に、第１または２の発明の構造をもつ杭径より大径の内
面突起付き鋼管を設けることを特徴とする。また第４の
発明は、第１の発明のメス継手金具は、小径鋼管にスリ
ットを設けたものや形鋼を用いることを特徴とする。第
５の発明は、第１〜４のいずれかの発明のオス継手金具
は、Ｈ形鋼、Ｔ形鋼、Ｙ形鋼、スタッドジベルを溶接し
た鋼板を用いることを特徴とする。

【０００８】さらに第６の発明は、第１〜５のいずれか
の発明のオス継手金具は、連続部材で接合部に作用する
荷重を伝達するか、上下２つに分離して鋼製地中梁に結
合することで接合部に作用する転倒モーメントを上下そ
れぞれのオス継手金具に軸力に変換して荷重伝達を行う
ことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面に従って
詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の説明
図、図２はそのＡ−Ａ断面図を示す。図１において、１
は地中に設けられた下部構造物であり、図２に示すよう
な配列で地中に設置された複数の鋼管杭３と、該鋼管杭
３相互を連結する鋼製地中梁４とから構成されている。
また、２は下部構造物１の上に建てられた上部構造物で
ある。

【００１０】図３、４は本発明の下部構造物の一実施形
態の概略断面図、平面図である。立設された鋼管杭３の
杭頭部７１に加工され取り付けられたメス継手金具１１
に、先端にオス継手金具１２を加工した鋼製地中梁４を
挿入し、内部にモルタル２１を充填することで、杭頭部
３と鋼製地中梁４を接合した構造を示す。

【００１１】図５（ａ）は、鋼管杭３の杭頭部７１に加
工されたメス継手金具１１の具体例を示す。メス継手金
具１１はオス継手金具１２が挿入できるように成形加工
されたものであり、鋼製地中梁４を設置する方向に取り
付ける。メス継手金具１１の内部面積が大きいほど、杭
頭部７１と鋼製地中梁４の施工精度を吸収することがで
きる。また、メス継手金具１１の底部には、オス継手金
具１２を挿入した後にメス継手内に充填するモルタル２
１が漏出しないように、漏出防止板１３を固着しておく
ことが望ましい。鋼管杭３としては、図示のものに限ら
ず角形鋼管杭、Ｈ杭を用いても良い。

【００１２】図５（ｂ）は、鋼管杭３の杭頭部外側に、
杭径より大径の内面突起付き鋼管６を設置し、その内部
にコンクリート２２を充填して杭３と内面突起付き鋼管
６を接合した基礎形式であり、その内面突起付き鋼管６
に加工されたメス継手金具１１の具体例を示す。メス継
手金具１１はオス継手金具１２が挿入できるように加工
されたものであり、鋼製地中梁４を設置する方向に取り
付ける。メス継手金具１１の内部面積が大きいほど、杭
頭部７１と鋼製地中梁４の施工精度を吸収することがで
きる。メス継手金具１１の底部にはメス継手内に充填す
るモルタル２１が漏出しないように漏出防止板１３を配
置する。この基礎形式は（ａ）に比べて、鋼管杭３立設
後に内面突起付き鋼管６を設置することで、鋼管杭３の
施工精度を吸収できる特徴がある。

【００１３】図６のように、メス継手金具１１は、
（ａ）に示す小径鋼管４１にスリット４２を設けたもの
か、（ｂ）、（ｃ）に示すような形態で、２つの等辺山
形鋼４４を鋼管杭３または内面突起付き鋼管６に適宜固
着して用いてもよい。（ａ）の小径鋼管４１には鋼管杭
３または内面突起付き鋼管６との溶接が簡易になるよう
に接合鋼板４３を溶接しておくことできる。

【００１４】次に、本発明のさらに他の実施形態を図
７、図８の平面図、断面図に示す。この例では、立設さ
れた鋼管杭３の杭頭部７１の側面軸方向に入れたスリッ
ト５１に、断面Ｈ形のオス継手金具１２を先端に固着し
た鋼製地中梁４を挿入し、鋼管杭３の内部にコンクリー
ト２２を充填し、杭頭部７１と鋼製地中梁４を接合した
構造を示す。

【００１５】このときの鋼管杭３に入れられたスリット
５１の加工状態を図９（ａ）に示す。スリット５１はオ
ス継手金具１２が挿入できるように切り込み加工された
ものであり、鋼製地中梁４を設置する方向に付ける。鋼
管杭３は角形鋼管杭を用いても良い。図９（ｂ）は、鋼
管杭３の外側に杭径より大径の内面突起付き鋼管６を設
置し、内面突起付き鋼管６内部にコンクリート２２を充
填して鋼管杭３と内面突起付き鋼管６を接合する基礎形
式であり、その内面突起付き鋼管６に入れられたスリッ
ト５１の加工状態を示す。スリット５１はオス継手金具
１２が挿入できるように加工されたものであり、鋼製地
中梁４を設置する方向に取り付ける。この基礎形式は
（ａ）に比べて、鋼管杭３立設後に内面突起付き鋼管６
を設置することで、杭３の施工精度を吸収できる特徴が
ある。

【００１６】鋼製地中梁４の先端に加工されたオス継手
金具１２の具体例を図１０に示す。鋼製地中梁４の端部
には直接オス継手金具を溶接するか、必要に応じてオス
継手加工用鋼板４５を介し、そのオス継手金具加工用鋼
板４５にオス継手金具１２を溶接する。また、鋼製地中
梁４の高さよりオス継手金具の高さの方が大きい場合
は、鋼製地中梁４とオス継手金具１２間、もしくはオス
継手金具加工用鋼板４５間にはリブ４６を加工する。ま
た、オス継手金具１２は図１０（ａ）のように連続材と
して用いてもよく、また図１０（ｂ）のように上部材１
２ａ、下部材１２ｂに分離し、鋼製地中梁４端部に作用
する転倒モーメントを偶力により押込力、引抜力に変換
し、設計上簡便化を図っても良い。鋼製地中梁４は、形
鋼を用いてもよく、鋼管を用いても良い。

【００１７】オス継手金具１２は、図１１のようにメス
継手金具１１内、およびスリット５１に挿入できるもの
であり、（ａ）のようなＨ形の部材６１、（ｂ）のよう
なＴ型の部材６２、（ｃ）のようなＹ型の部材６３、
（ｄ）のような鋼板６４にスタッドジベル６５を溶接し
た部材を用いてもよい。また、（ａ）〜（ｃ）に示す各
部材についても必要に応じてはスタッドジベル６５を溶
接してもよく、これによってオス継手とコンクリートも
しくはモルタルとの付着強度を向上させる効果がある。

【００１８】また、オス継手金具１２とメス継手金具１
１とからなる継手部を、図１２のように平面方向に２つ
以上設置することにより、平面方向の転倒モーメントを
偶力に変換することができ、継手部の安定度を増すこと
ができる。（ａ）は地中梁４に２個のＴ型オス継手金具
１２を設け、小型鋼管からなるメス継手金具１１に接続
した例、（ｂ）は地中梁４に設けた２個のＴ型オス継手
金具１２を直接杭３或いは内面突起付き鋼管６に形成し
たスリットに挿入して接続した例を示す。

【００１９】以上のような杭頭部７１と鋼製地中梁４の
接合部の荷重伝達機構は次の通りである。オス継手１２
を上下２つに分離した場合は、鋼製地中梁に作用する転
倒モーメントは、偶力として上部１２ａ、下部１２ｂに
押込力、引抜力として変換されてモルタル２１→メス継
手、およびコンクリート２２を介して杭３および内面突
起付き鋼管６に伝達していく。また、継手部の鋼材量に
より、その押込バネ値、引抜バネ値を調整し、接合部全
体としての剛結度を調整することができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、現場での型枠工、鉄筋
工のコンクリート工事または、溶接作業などの現地工事
が省力化、簡略化でき短工期での施工が可能となる。さ
らに、メス継手の空隙により杭頭部と鋼製地中梁の施工
誤差を吸収でき、その継手の鋼材量によって接合部の剛
結度を自由にコントロールすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の説明図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１の下部構造の一例を示した断面図である。

【図４】図３の平面図である。

【図５】鋼管杭および内面突起付き鋼管とメス継手金具
の加工状態を示す説明図である。

【図６】メス継手金具の平面形状を示す説明図である。

【図７】図１の下部構造の他の一例を示した断面図であ
る。

【図８】図７の平面図である。

【図９】鋼管杭および内面突起付き鋼管のスリット加工
状態を示す説明図である。

【図１０】鋼製地中梁とオス継手金具の加工状態を示す
説明図である。

【図１１】オス継手金具の平面形状を示す説明図であ
る。

【図１２】杭頭部と鋼製地中梁の平面接合状態を示す説
明図である。

【符号の説明】

１ 下部構造物 ２ 上部構造物 ３ 鋼管杭 ４ 鋼製地中梁 ６ 内面突起付き鋼管 １１ メス継手金
具 １２ オス継手金具 １２ａ 上部オ
ス継手金具 １２ｂ 下部オス継手金具 １３ 漏出防止鋼
板 ２１ モルタル ２２ コンクリー
ト ４１ 小径鋼管 ４２ スリット ４３ 接合鋼板 ４４ 等辺山形鋼 ４５ オス継手金具加工用鋼板 ４６ リブ ５１ スリット ６１ Ｈ形鋼 ６２ Ｔ形鋼 ６３ Ｙ形鋼 ６４ 鋼板 ６５ スタッドジ
ベル ７１ 杭頭部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤司 有三 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 妙中 真治 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Ｆターム(参考） 2D046 CA08 2E125 AA46 AB01 AB10 AC15 AG03 AG43 BB36 CA91 EA33

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤に立設された基礎鋼管杭の杭頭部側
   面に取り付けられたメス継手金具に、鋼製地中梁の両端
   に取り付けられたオス継手金具を現場で上部よりスライ
   ドさせ挿入し、メス継手内の空隙にモルタルを充填する
   ことで杭頭部と鋼製地中梁を接合することを特徴とする
   杭頭部と鋼製地中梁の接合構造。
2. 【請求項２】 地盤に立設された基礎鋼管杭の杭頭部側
   面に入れたスリットに、鋼製地中梁の両端に取り付けら
   れたオス継手金具を現場で上部よりスライドさせ挿入
   し、基礎内にコンクリートを充填することで基礎と鋼製
   地中梁を接合することを特徴とする杭頭部と鋼製地中梁
   の接合構造。
3. 【請求項３】 基礎鋼管杭の杭頭部の外側に、杭径より
   大径の内面突起付き鋼管を設けることを特徴とする請求
   項１または２に記載の杭頭部と鋼製地中梁の接合構造。
4. 【請求項４】 メス継手金具は、小径鋼管にスリットを
   設けたもの或いは形鋼から形成したことを特徴とする請
   求項１に記載の杭頭部と鋼製地中梁の接合構造。
5. 【請求項５】 オス継手金具は、Ｈ形鋼、Ｔ形鋼、Ｙ形
   鋼、スタッドジベルを溶接した鋼板を用いることを特徴
   とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の杭頭部と鋼
   製地中梁の接合構造。
6. 【請求項６】 オス継手金具は、連続部材で接合部に作
   用する荷重を伝達するか、上下２つに分離して鋼製地中
   梁に結合することで鋼製地中梁端部に作用する転倒モー
   メントを上下それぞれのオス継手金具に軸力に変換して
   荷重伝達を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれ
   か１項に記載の杭頭部と鋼製地中梁の接合構造。