JP2005207096A - 杭頭接合部の構造及びその施工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】杭3が貫通可能な貫通孔23を備えたプレハブ版21又はプレハブ桁と、杭3を貫通孔23に貫通させた際にプレハブ版21が係止可能な係止具4を備えた杭頭31と、プレハブ版21から突出した杭頭31の上部に備えて該杭頭31と該プレハブ版21を固定可能な固定具5とから杭頭接合部1の構造を構成する。貫通孔23と杭頭31の間に充填材7を充填固化することで、より強固な杭頭接合部の構造を成形することができる。
【選択図】図1
Description
ここで、上部構造物とは、橋脚や建屋等の構造物全体の他に、かかる構造物を支持する底版やフーチングなどをも示すものである。
ここで、上部構造物として橋脚を施工する場合、該橋脚が鋼製橋脚であれば、予めアンカーフレームを埋め込んだ状態で底版を現場施工し、かかるアンカーフレームと鋼製橋脚をボルト接合するとともに橋脚下部(根元)は根巻きコンクリートなどで補強等することにより施工されている。
一方、橋脚が鉄筋コンクリート橋脚の場合は、現場にて底版を構築し、かかる底版上に突出させた橋脚用柱筋に更に柱筋を継ぎ足しながら現場打ちにて橋脚の施工がおこなわれている。
<1>杭施工後、現場にて底版やフーチングなどの鉄筋、型枠の組み立て、コンクリート打設、養生をおこなった後にその上部工の施工をおこなうこととなり、工期の短縮が困難である。
<2>底版やフーチングなどをプレハブ化した場合に、複数の杭夫々の平面配置及び高さ方向の施工誤差をかかるプレハブ部材が吸収しきれないため、工期が長期化し得る現場打ち施工を余儀なくされていた。
<1>プレハブ化した底版やフーチングと杭を接合するため、工期の大幅な短縮が可能となる。
<2>杭頭部に備えた係止具のレベルを調整可能とすることで複数の杭の高さ方向の誤差を吸収(調整)可能とし、プレハブ部材に備えた貫通孔の孔径または孔の大きさに施工誤差を考慮した余裕をもたせて複数の杭の平面的な誤差を吸収(調整)可能とすることで、底版やフーチングをプレハブ化する場合の杭施工誤差の問題を解消することができる。
<3>プレハブ版又はプレハブ桁を係止具及び固定具で締め付け固定することで杭と底版又はフーチングを容易かつ強固に一体化することができる。この場合、杭頭と係止具及び固定具の貫通孔が螺合可能となるようにネジ溝状に成形するのがよい。さらに、底版又はフーチングの貫通孔と杭との間に充填材を充填固化させることで、より一層強固な接合構造を形成することができる。
杭頭接合部1は、上部構造物(底版やフーチングなど)と杭3の杭頭31の接合部のことである。本発明では、特に底版やフーチングとして後述するプレハブ版21やプレハブ桁などの工場製作された版と杭頭31との接合部を対象とするものである。以下、上部構造物としてプレハブ版21を例に杭頭接合部1の構造を説明する。
杭頭接合部1の構造は、杭3(杭頭31)が貫通可能な貫通孔23を備えたプレハブ版21と、該貫通孔23に貫通させた杭頭31、杭頭31に設けてプレハブ版21を係止させる係止具4と、プレハブ版21から突出した杭頭31の上部を固定する固定具5とから構成される(図1参照)。ここで、固定具5による固定とは、係止具4と固定具5によってプレハブ版21を上下から挟み込んで締め付けながら固定することである。
プレハブ版21と杭3の結合をより強固にするために、プレハブ版21に備えた貫通孔23と杭頭31の間に充填材7を充填固化させるのが好ましい。ここで、充填材7としては、セメントグラウト材や無収縮グラウト材、膨張性高強度グラウト材、樹脂系グラウト材などを使用することができる。
ここで、マイクロパイルとは、30cm以下の小口径の場所打ち杭や埋め込み杭をいう。マイクロパイルを構築するマイクロパイル工法は、ボーリングマシンによって地盤を削孔しながら鋼管(ケーシング)を支持地盤まで貫入させ、鋼管内に補強用ネジ鉄筋などを挿入した後、セメントミルクやモルタルなどのグラウト材を充填することでマイクロパイルを構築する工法である。
斜杭とプレハブ版21を接合する場合は、後述するテーパープレート6を係止具4の上面及び固定具5の下面とプレハブ版21との間に楔のように備えて斜杭の傾斜に適合させるのがよい(図2参照)。
プレハブ版21やプレハブ桁は、上部構造物である橋脚(柱体)や壁体などを支持する版(底版など)やフーチング、桁(格子桁など)などをプレハブ化したものである。
プレハブ版21の形状は、平面視が矩形、正方形、円形など設計仕様に応じて多様に選定でき、また、その材質はコンクリート製材料や鋼製材料などが考えられる。
プレハブ版21は、複数の杭3が貫通可能な貫通孔23を備えて製作する。ここで、貫通孔23の孔径または孔の断面寸法(孔の延伸方向に垂直な断面寸法)は、杭の施工誤差を勘案して、使用する杭の杭径よりも所定の余裕幅をもって決定するのが好ましい。杭3と貫通孔23の内空面に間隙があっても、充填材7を充填固化させることによってかかる隙間を密実にでき、杭3とプレハブ版21との結合力を確保することができる。
係止具4は、平面板材からなりその中央に杭3が貫通可能な貫通孔を備えた係止プレート41と、係止プレート41の片面に取り付けて杭が貫通可能な筒体43、及び係止プレート41と筒体43側面に取り付けて係止プレート41のうち筒体43の外径から張り出した部分を支持する支持プレート42とから構成できる(図1参照)。使用する杭3の杭頭31がネジ溝状に成形されている場合は、筒体43の内空面も杭3と螺合可能にネジ溝状に成形するのがよい。
固定具5は、係止具4とその構成は同じであり、プレハブ版21から突出した杭頭31の上部に平らな係止プレートを下方にして杭頭31に設置するものである。
杭頭31に設置した係止具4及び固定具5でプレハブ版21を挟むように締め付けて杭3(杭頭31)とプレハブ版21を一体化する。
係止具4及び固定具5は、例えば鋼製材料にて製作することができる。
なお、図1に示すように、係止具4の下方、固定具5の上方には係止具4や固定具5のネジ回りによる締め付け力の低下を防止すべく、カプラー8を備えることもできる。図1では、筒体43とほぼ同外径のカプラー8を使用している実施例を示している。
プレハブ版21と斜杭を接合する場合、係止具4の係止プレート41の上面とプレハブ版21の底面、及び固定具5の係止プレートの下面とプレハブ版21の上面との間には、斜杭の傾斜角だけ隙間が生じ得る。そこで、かかる隙間を埋めるために、例えば傾斜角分のテーパーを備えたプレート状のテーパープレート6を使用するのがよい(図2参照)。
テーパープレート6は、その中央(中央付近)に杭3が貫通可能な貫通孔を備えて成形される。
テーパープレート6は、係止具4や固定具5と同材質(例えば鋼製材料)にて製作することもできるし、ゴム製材料にて製作することもできる。ゴム製材料等、伸縮性のある材料にて製作する場合は、予め伸縮性能に応じてテーパー角度を杭の傾斜角よりも大きく設計しておくのが好ましい。
まず、杭3として例えば杭頭31をネジ溝状に成形した複数のマイクロパイルを施工する。
次に、杭頭31にカプラー8を螺合するとともに係止具4も螺合させる(図3参照)。
ここで、各杭3の高さレベルに誤差がある場合は、カプラー8や係止具4のレベルを調整しながら杭頭31と螺合させ、少なくとも係止具4の係止プレート41の上面レベルが各杭3でほぼ同一レベルとなるように調整する。
かかる充填材7が固化することにより、杭3(杭頭31)とプレハブ版21がより強固に一体化される。
一方、図8は、施工する杭3の一部とプレハブ版21を連結した構造の実施例を示している。かかる構造を使用する利点は、上部構造物を支持し得る必要最小限の杭3を施工後、プレハブ版21を既施工の杭3と連結させ、その他の杭3の施工と上部構造物の付帯工事などを並行させることにより、全体工程の短縮を図ることができる点である。
この場合、プレハブ版21及びプレハブ版21と直接連結していない杭3とは所要の配筋を備えた根巻きコンクリート9(又は本設底版)にて一体化させるのがよい。
21・・・プレハブ版
23・・・貫通孔
3・・・・杭
31・・・杭頭
4・・・・係止具
5・・・・固定具
6・・・・テーパープレート
7・・・・充填材
Claims (6)
- 杭頭と上部構造物とを接合する杭頭接合部の構造において、
杭が貫通可能な貫通孔を備えたプレハブ版又はプレハブ桁と、
杭を前記貫通孔に貫通させた際に前記プレハブ版又は前記プレハブ桁が係止可能な係止具を備えた杭頭と、
前記プレハブ版又は前記プレハブ桁から突出した前記杭頭の上部に備えて該杭頭と該プレハブ版又は該プレハブ桁を固定可能な固定具と、からなることを特徴とする、
杭頭接合部の構造。
- 請求項1記載の杭頭接合部の構造において、
外周をネジ溝状に成形した杭頭と、
前記杭頭に螺合可能に成形して杭が貫通可能な貫通孔を備えた前記係止具と、
前記杭頭に螺合可能に成形して杭が貫通可能な貫通孔を備えた前記固定具と、からなることを特徴とする、
杭頭接合部の構造。
- 請求項1又は2記載の杭頭接合部の構造において、
前記プレハブ版又は前記プレハブ桁に斜杭を接合する際に、前記係止具の上面及び前記固定具の下面に杭が貫通可能な貫通孔を備えたテーパープレートを夫々備えたことを特徴とする、
杭頭接合部の構造。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の杭頭接合部の構造において、
前記プレハブ版又は前記プレハブ桁に備えた前記貫通孔と杭頭の間を充填材で一体化したことを特徴とする、
杭頭接合部の構造。
- 請求項4記載の杭頭接合部の構造を施工する施工方法であって、
既施工の杭に、前記係止具を設置し、
前記プレハブ版又は前記プレハブ桁の前記貫通孔を杭に貫通設置し、
前記プレハブ版又は前記プレハブ桁から突出した前記杭頭の上部に固定具を設置し、
前記貫通孔と前記杭頭の間に前記充填材を充填して、杭と前記プレハブ版又は前記プレハブ桁を一体化することを特徴とする、
杭頭接合部の構造の施工方法。
- 請求項4記載の杭頭接合部の構造を包含した杭頭接合部の構造の施工方法であって、
所要本数のうちの一部である既施工の前施工杭に、前記係止具を設置し、
前記プレハブ版又は前記プレハブ桁の前記貫通孔を前記前施工杭に貫通設置し、
前記プレハブ版又は前記プレハブ桁から突出した前記前施工杭の杭頭の上部に前記固定具を設置し、
前記貫通孔と前記杭頭の間に前記充填材を充填し
所要本数のうちの残りの後施工杭と上部構造物との施工を並行しておこない、
前記プレハブ版又は前記プレハブ桁及び前記前施工杭の前記杭頭と、前記後施工杭の杭頭をコンクリートにて一体化することを特徴とする、
杭頭接合部の構造の施工方法。
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