【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大径支圧板付の杭およびその杭頭接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、杭は杭単独の製造と施工のみから基本的な構成が決められており、杭が施工された後、上部構造と接合構造を構築するという観点において、必ずしも満足したものになっていない部分がある。現状では、杭とその上部に構築する基礎スラブとの接合は、鋼管外径と同径の端板を取り付けた杭を使用し、この端板に鉄筋を溶接もしくは機械的に接合するか、あるいは杭頭部の鋼管側面に鉄筋を溶接して固定し、この鉄筋の他端を前記基礎スラブ内に定着して行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の技術には、次のような問題点があった。
【０００４】
近年、大地震時に建物の破壊を防止する終局強度設計が多く採用される傾向にあり、基礎分野において、これに対応出来る鋼管等を使用した強化杭の製造および工法の開発が盛んに行われている。しかしながら、杭とその上部に構築する基礎スラブとの接合に関しては、基礎スラブのコンクリートが、杭の約２０〜３０％程度の圧縮強度しか無い為、強化杭に発生した軸方向力および曲げモーメントを杭と同じ面積の基礎スラブの支圧力だけで支持する事が困難になっており、これを補強する為に多数の接合鉄筋を要するなど、適正な設計と効率の良い施工がなされていない現状にある。
【０００５】
鋼管外径内の杭上端に鉄筋を溶接するかもしくは螺合して固定する方法は、鋼管の直上に鉄筋の芯を合わせて固定する事が不可能な為、鉄筋と鋼管との偏心に伴う大きな面外曲げモーメントを発生する事となり、鉄筋が引張り性能を十分に発揮する前に、鋼管が外部に曲げ降伏破壊したり、杭頭側面部の基礎スラブが破壊する事がある。
【０００６】
鋼管外径内の杭上端に鉄筋を溶接する方法は、鋼管に近づけて偏芯を少なくして溶接する為、適正な端あきを確保出来ず、端板として使用されている鋼材の開裂破壊を招く事があり、又、偏芯により発生する曲げモーメントに抵抗させる為に、予め、端板の下面に鉄筋を固定して杭のコンクリート部に定着するなど多大な手間とコストがかかる補強が必要となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では大径支圧板付の杭およびその杭頭接合構造を開発した事により、前記問題点を解決するものである。
【０００８】
【実施例】
ここで、本発明の大径支圧板付の杭およびその杭頭接合構造の一実施例を図面に基づいて説明する。
【０００９】
第１図は、請求項１及び請求項３の発明に係わる雌ねじ１０を設けた大径支圧板５を付けた杭２の上面に、基礎スラブ内に定着する鉄筋１２の雄ねじ１３を螺合し、かつ、ナット１４を締め付けて支圧板５に取り付けた状態の平面図である。大径支圧板５を付けた杭２は、外側を覆っている鋼管３と中空断面のコンクリート部４から構成される鋼管巻きコンクリート杭２の鋼管３の上端に、外径が鋼管３より大きく内径が杭２の内径とほぼ同じ形状で、かつ、鋼管３の直上位置になるように雌ねじ１０を設けた大径支圧板５を溶接して一体化した例を示している。雌ねじ１０は大径支圧板５を貫通する雌ねじ１０を形成した例を示しているが、大径支圧板５の板厚の中間まで雌ねじを形成したものを採用する事もある。又、鉄筋１２を多数取り付ける場合には、鋼管３の直上位置だけでなく、鋼管３の内外に雌ねじ１０を大径支圧板５に設ける事となる。大径支圧板５と鋼管３との溶接は裏当て金９を使用し、かつ、鋼管３の端部にレ形の開先部７を加工して完全溶込み溶接８した例を示している。基礎スラブ内に定着する鉄筋１２は丸鋼又は異形を使用するが、偏芯を生じ無い様にする為に、鋼管３の直上位置に設けられた雌ねじ１０に異形鉄筋１２の雄ねじ１３を螺合し、かつ、ナット１４を締め付けて大径支圧板５に固定した例を示している。尚、鉄筋１２はナット１４を使用せず雌ねじ１０に雄ねじ１３を螺合するかあるいは雌ねじ１０と雄ねじ１３の螺合部にグラウト材を注入等して大径支圧板５に固定する事もある。
【００１０】
第２図は、第１図のＡ−Ａ線による縦断面図である。
【００１１】
第３図は、請求項２、請求項４および請求項５の発明に係わる大径支圧板５を付けた杭１の上面に、基礎スラブ内に定着する鉄筋１５を溶接して取り付けた状態の平面図である。大径支圧板５を付けた鋼管杭１は、鋼管３の上端に外径が鋼管３より大きく内径が鋼管３の内径よりやや小さい形状の大径支圧板５を溶接して一体化し、かつ、補強板６をこの大径支圧板５の下面の鉄筋１５と鉄筋１５のほぼ中間に放射状に配置した例を示している。尚、大径支圧板５の平面形状は、鋼管杭１の製造および施工に障害がなければ、円環でなく円を採用する事もある。大径支圧板５と鋼管３との溶接は裏当て金９を使用し、かつ、鋼管３の端部にＪ形状の開先部１１を加工して完全溶込み溶接８してあり、補強板６は大径支圧板５の下面と鋼管３の側面に隅肉溶接した例を示している。基礎スラブ内に定着する鉄筋１５は丸鋼又は異形を使用するが、偏芯を生じ無い様にする為に、鋼管３の直上に鋼管３の芯と異形鉄筋１５の芯を一致させて溶接した例を示している。尚、鋼管３の内外部に鉄筋１５を二重配置する事により、杭頭接合部の強度を更に高める事が出来る。尚、鋼管杭１には、現場でソイルセメントあるいはコンクリートを鋼管杭１の内外に設けて施工する方法もある。
【００１２】
第４図は、第３図のＡ−Ａ線による縦断面図である。
【００１３】
【発明の効果】
本発明に係わる大径支圧板付の杭およびその杭頭接合構造には、次の様な特有の効果がある。
【００１４】
杭に発生した軸方向力および曲げモーメントを、均一に分散する円形あるいは多角形等の外形を有する大径支圧板を介して、基礎スラブにコンクリートの許容圧縮強度以下の適正な支圧力に低減して伝達できる為、経済的で高強度な杭頭接合部を設計する事が可能となる。
【００１５】
大径支圧板の上面に、適正な端あきを確保して鉄筋を鋼管の直上に偏芯させずに固定出来る為、板鋼材の開裂防止が図られると共に、鉄筋と鋼管との偏心に伴う大きな面外曲げモーメントが発生せず、鋼管が外部に曲げ破壊したり、杭頭側面部の基礎スラブの破壊が無い耐震性の高い杭頭接合部の構築が可能となる。
【００１６】
大径支圧板の下面と鋼管側面に接合する補強具が杭に発生した軸方向力および曲げモーメントを鋼管上面だけでなく、鋼管側面からも大径支圧板を介して基礎スラブに伝達する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１及び請求項３の発明に係わる雌ねじを設けた大径支圧板付の杭の上面に、基礎スラブ内に定着する鉄筋を機械的接合して取り付けた状態の平面図である。
【図２】第１図のＡ−Ａ線による縦断面図である。
【図３】請求項２、請求項４および請求項５の発明に係わる大径支圧板付の杭の上面に、基礎スラブ内に定着する鉄筋を溶接して取り付けた状態の平面図である
【図４】第３図のＡ−Ａ線による縦断面図である。
【符号の説明】
１ 鋼管杭
２ 鋼管巻きコンクリート杭
３ 鋼管
４ 鋼管巻きコンクリート杭のコンクリート部
５ 大径支圧板
６ 補強板
７ 鋼管に加工されたレ形状の開先部
８ 大径支圧板と鋼管との溶接部
９ 裏当て金
１０ 大径支圧板に設けられている雌ねじ
１１ 鋼管に加工されたＪ形状の開先部
１２ 雄ねじ付鉄筋
１３ 雄ねじ
１４ ナット
１５ 溶接鉄筋
１６ 大径支圧板と鉄筋との溶接部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pile with a large-diameter support plate and a pile head joint structure thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the basic configuration of a pile is determined only from the manufacture and construction of the pile alone, and the part that is not always satisfactory in terms of building the upper structure and the joint structure after the pile is constructed There is. At present, the connection between the pile and the foundation slab to be built on top of the pile uses a pile with an end plate of the same diameter as the outer diameter of the steel pipe, and welds or mechanically joins reinforcing steel to this end plate, or A reinforcing bar is welded and fixed to the steel pipe side surface of the pile head, and the other end of the reinforcing bar is fixed in the foundation slab.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional technique has the following problems.
[0004]
In recent years, the ultimate strength design that prevents the destruction of buildings in the event of a large earthquake has tended to be adopted in many cases, and in the basic field, the production of reinforced piles using steel pipes and the like that can respond to this and the development of construction methods have been actively performed. I have. However, regarding the connection between the pile and the foundation slab to be built on the pile, since the concrete of the foundation slab has a compressive strength of only about 20 to 30% of the pile, the axial force and bending moment generated in the reinforced pile are reduced. At present, proper design and efficient construction have not been made, as it is difficult to support only the bearing pressure of the foundation slab of the same area as the pile, and it requires a large number of joining reinforcing bars to reinforce it. is there.
[0005]
The method of welding or screwing the reinforcing bar to the upper end of the pile within the outer diameter of the steel pipe is not possible because the core of the reinforcing bar cannot be fixed just above the steel pipe, so the eccentricity between the reinforcing steel and the steel pipe is required. Since a large out-of-plane bending moment is generated, the steel pipe may be bent outward and yield fracture or the foundation slab on the side of the pile head may fail before the reinforcing bar sufficiently exerts the tensile performance.
[0006]
The method of welding the reinforcing bar to the top of the pile within the outer diameter of the steel pipe is to reduce the eccentricity by bringing it closer to the steel pipe. In order to resist the bending moment caused by eccentricity, it is necessary to reinforce the reinforcing bar which requires a great deal of labor and cost, such as fixing the reinforcing steel to the lower surface of the end plate in advance and fixing it to the concrete part of the pile It becomes.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above-mentioned problems by developing a pile with a large-diameter support plate and a pile head joining structure.
[0008]
【Example】
Here, one embodiment of a pile with a large-diameter support plate and a pile head joining structure of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0009]
FIG. 1 shows a male screw 13 of a reinforcing bar 12 fixed in a foundation slab, which is screwed onto the upper surface of a pile 2 provided with a large-diameter support plate 5 provided with a female screw 10 according to the first and third aspects of the present invention. FIG. 4 is a plan view showing a state where the nut 14 is attached to the support plate 5 by tightening the nut 14. The pile 2 provided with the large-diameter support plate 5 has an outer diameter larger than the steel pipe 3 at the upper end of the steel pipe 3 of the steel pipe-wound concrete pile 2 composed of a steel pipe 3 covering the outside and a concrete section 4 having a hollow section. Shows an example in which a large-diameter support plate 5 provided with a female screw 10 and having substantially the same shape as the inner diameter of the pile 2 and provided with a female screw 10 is positioned directly above the steel pipe 3 and integrated. The female screw 10 is an example in which the female screw 10 penetrating the large-diameter support plate 5 is formed. However, a female screw formed to an intermediate thickness of the large-diameter support plate 5 may be used. When a large number of rebars 12 are attached, female screws 10 are provided on the large-diameter support plate 5 not only directly above the steel pipe 3 but also inside and outside the steel pipe 3. An example is shown in which welding between the large-diameter support plate 5 and the steel pipe 3 is performed by using a backing metal 9, and forming a groove-shaped groove 7 at the end of the steel pipe 3 and performing full penetration welding 8. . A round bar or a deformed bar is used for the reinforcing bar 12 fixed in the base slab. To prevent eccentricity, the male screw 13 of the deformed reinforcing bar 12 is screwed to the female screw 10 provided immediately above the steel pipe 3. An example is shown in which the nut 14 is fastened and fixed to the large-diameter support plate 5. The reinforcing bar 12 may be fixed to the large-diameter pressure plate 5 by screwing the male screw 13 to the female screw 10 without using the nut 14 or by injecting grout material into the screw portion of the female screw 10 and the male screw 13. .
[0010]
FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line AA of FIG.
[0011]
FIG. 3 shows a state in which a reinforcing bar 15 fixed in the foundation slab is welded to the upper surface of the pile 1 on which the large-diameter support plate 5 according to the second, fourth and fifth aspects of the present invention is attached. It is a top view. The steel pipe pile 1 to which the large-diameter support plate 5 is attached is integrated with a large-diameter support plate 5 having an outer diameter larger than the steel pipe 3 and an inner diameter slightly smaller than the inner diameter of the steel pipe 3 by welding at the upper end of the steel pipe 3, and An example is shown in which the reinforcing plate 6 is radially arranged on the lower surface of the large-diameter support plate 5 and approximately in the middle between the reinforcing bars 15. In addition, as long as there is no obstacle in the manufacture and construction of the steel pipe pile 1, the plane shape of the large-diameter support plate 5 may adopt a circle instead of a ring. The backing plate 9 is used for welding the large-diameter support plate 5 and the steel pipe 3, and a J-shaped groove 11 is formed at the end of the steel pipe 3 to perform full penetration welding 8. 6 shows an example in which fillet welding is performed on the lower surface of the large-diameter support plate 5 and the side surface of the steel pipe 3. The rebar 15 fixed in the base slab is made of round bar or deformed steel. In order to prevent eccentricity, the core of the steel pipe 3 and the core of the deformed rebar 15 are welded immediately above the steel pipe 3. An example is shown. By arranging the reinforcing bars 15 inside and outside the steel pipe 3, the strength of the pile head joint can be further increased. In addition, there is also a method in which soil cement or concrete is provided on the inside and outside of the steel pipe pile 1 at the site to construct the steel pipe pile 1.
[0012]
FIG. 4 is a longitudinal sectional view taken along line AA of FIG.
[0013]
【The invention's effect】
The pile with a large diameter support plate and the pile head joint structure according to the present invention have the following specific effects.
[0014]
Axial forces and bending moments generated on piles are reduced to an appropriate bearing pressure equal to or less than the allowable compressive strength of concrete on the foundation slab through a large-diameter bearing plate with a circular or polygonal shape that uniformly disperses. It is possible to design an economical and high-strength pile head joint.
[0015]
The upper end of the large-diameter support plate can be secured without eccentricity of the reinforcing bar directly above the steel pipe by securing an appropriate end gap, preventing cracking of the steel plate and increasing the eccentricity between the reinforcing bar and the steel pipe. No out-of-plane bending moment is generated, and a steel pipe joint with high seismic resistance can be constructed without bending the steel pipe outward and breaking the foundation slab on the side of the pile head.
[0016]
The reinforcements joining the lower surface of the large-diameter support plate and the side of the steel pipe can transmit the axial force and bending moment generated on the pile not only from the upper surface of the steel tube but also from the side of the steel tube to the foundation slab via the large-diameter support plate. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a state in which a reinforcing bar fixed in a foundation slab is mechanically joined and attached to an upper surface of a pile with a large-diameter support plate provided with a female screw according to the first and third aspects of the present invention. is there.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 3 is a plan view showing a state in which a reinforcing bar fixed in a foundation slab is welded to the upper surface of a pile with a large-diameter support plate according to the second, fourth, and fifth aspects of the invention. FIG. 4 is a longitudinal sectional view taken along line AA of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steel pipe pile 2 Steel pipe wound concrete pile 3 Steel pipe 4 Concrete part of steel pipe wound concrete pile 5 Large-diameter bearing plate 6 Reinforcement plate 7 Recessed groove formed into steel pipe 8 Welded part between large-diameter bearing plate and steel pipe 9 Backing metal 10 Female screw 11 provided on large-diameter support plate 11 J-shaped groove 12 formed in steel pipe 12 Reinforcing bar 13 with male thread Male screw 14 Nut 15 Welding reinforcing bar 16 Welding portion between large-diameter supporting plate and reinforcing bar
