JP2016205116A

JP2016205116A - 杭頭補強構造

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Publication number: JP2016205116A
Application number: JP2015194147A
Authority: JP
Inventors: 横山　眞一; Shinichi Yokoyama; 眞一横山; 平山　貴章; Takaaki Hirayama; 貴章平山; 内海　祥人; Yoshito Utsumi; 祥人内海; 隆祐竹内; Ryusuke Takeuchi; 照久田中; Teruhisa Tanaka; 純一堺; Junichi Sakai
Original assignee: Okabe Co Ltd; Fukuoka University
Current assignee: Okabe Co Ltd; Fukuoka University
Priority date: 2015-04-21
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2016-12-08
Anticipated expiration: 2035-09-30
Also published as: JP6697240B2; JP6780063B2; JP2019143475A

Abstract

【課題】応力伝達作用及び定着力を十分に確保することが可能であって、基礎中に埋設される配筋と干渉が生じるおそれを低減できると共に、杭頭部に対して応力伝達可能に設ける作業を容易化することが可能で、構造強度を適切に確保できる杭頭補強構造を提供する。【解決手段】杭１と基礎２との間で杭頭部１ａに作用する力を伝達するために、基礎中に上部側が埋設されると共に、下部側が杭頭部の鋼製部分と応力伝達可能に設けられる杭頭補強部材３を有する杭頭補強構造であって、杭頭補強部材は、杭頭部に接合され、鋼製部分との間で応力伝達する上下方向縦向き板状部分３ａと、上下方向縦向き板状部分を横向きに貫通する貫通孔３ｂと、上下方向縦向き板状部分の表面から突設される突出部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、応力伝達作用及び定着力を十分に確保することが可能であって、基礎中に埋設される配筋と干渉が生じるおそれを低減できると共に、杭頭部に対して応力伝達可能に設ける作業を容易化することが可能で、構造強度を適切に確保できる杭頭補強構造に関する。

杭と基礎との間で杭頭部に作用する力を伝達するために、基礎中に上部側が埋設されると共に、下部側が杭頭部と応力伝達可能に設けられる杭頭補強部材を有する杭頭補強構造として、特許文献１が知られている。

特許文献１の「既製杭と基礎スラブとの接続方法」は、少ない鉄筋使用量で既製杭と基礎スラブとを強固に接続する方法を提供することを課題とし、既製杭の外径より大径で、内側にガイドが設けられ且つ外側に鉄筋が溶着された金属短管を既製杭の杭頭部分に装着した後、金属短管と既製杭との隙間に基礎スラブを形成するためのコンクリートを充填し杭頭部を補強するとともに、既製杭と形成された基礎スラブとを一体化させるようにしている。

特開平１０−２６６２２７号公報

特許文献１では、一般に断面が円形状の鉄筋を短管に溶着するようにしている。基礎と杭との間で杭頭部に作用する曲げモーメントや軸力を伝達するために鉄筋を用いる場合、十分な応力伝達作用を確保し、かつ確実に鉄筋を定着させるためには、鉄筋の長さとして、当該鉄筋の径の３０〜４０倍の長さが必要であり、鉄筋と基礎中に埋設される配筋との干渉が生じてしまう。

また、鉄筋としては、良好な定着を確保するために、凹凸のある異形鉄筋などが用いられ、フレア溶接によって接合を行うため、溶接技術が至難であり、溶接欠陥を生じやすかった。

このような課題は、鉄筋を短管に接合する場合に限らず、杭頭部に直接接合する場合であっても、同様であった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、応力伝達作用及び定着力を十分に確保することが可能であって、基礎中に埋設される配筋と干渉が生じるおそれを低減できると共に、杭頭部に対して応力伝達可能に設ける作業を容易化することが可能で、構造強度を適切に確保できる杭頭補強構造を提供することを目的とする。

本発明にかかる杭頭補強構造は、杭と基礎との間で杭頭部に作用する力を伝達するために、該基礎中に上部側が埋設されると共に、下部側が該杭頭部の鋼製部分と応力伝達可能に設けられる杭頭補強部材を有する杭頭補強構造であって、上記杭頭補強部材は、上記杭頭部に接合され、上記鋼製部分との間で応力伝達する上下方向縦向き板状部分と、該上下方向縦向き板状部分を横向きに貫通する貫通孔と、上記上下方向縦向き板状部分の表面から突設される突出部とを備えることを特徴とする。

前記突出部は、前記貫通孔をその周りから包囲する形態で形成されることを特徴とする。

前記杭頭補強部材の前記上下方向縦向き板状部分は、前記鋼製部分に面する接合面部を有して、該接合面部が該鋼製部分に溶接接合される鋼製板で形成されることを特徴とする。

前記鋼製板は前記杭頭部の周りに間隔を隔てて複数配列され、前記接合面部は上記鋼製板の板端面であることを特徴とする。

前記杭頭補強部材の前記上下方向縦向き板状部分は、前記鋼製部分に面する接合周面部を有して、該接合周面部が該鋼製部分に溶接接合される鋼製中空筒体で形成されることを特徴とする。

前記杭頭補強部材の前記上下方向縦向き板状部分は、前記杭頭部を、間隔を隔てて包囲する鋼製中空筒体と、該杭頭部から隙間を隔てて、該鋼製中空筒体の内周面に接合して設けられる鋼製板とから構成され、上記上下方向縦向き板状部分は、上記中空筒体内部に充填される充填材を介して、上記杭頭部に接合されることを特徴とする。

前記杭頭補強部材は、前記杭頭部の直上を横向き方向に跨ぐ横向き板状部分を備え、該横向き板状部分は、上記杭頭部を挟んで当該杭頭部の両側に配置される前記上下方向縦向き板状部分を連結し、上記杭頭補強部材は、上記杭頭部の前記鋼製部分との間で応力伝達するために、上記上下方向縦向き板状部分に代えて、少なくとも該上下方向縦向き板状部分及び上記横向き板状部分のいずれかが該杭頭部に接合されることを特徴とする。

前記横向き板状部分を横向きに貫通する貫通孔と、該横向き板状部分の表面から突設される突出部とを備えることを特徴とする。

前記杭頭部には、その周方向に沿って環状の鋼製鍔部が形成され、該鍔部に前記杭頭補強部材が接合されることを特徴とする。

前記杭頭部は中空筒状に形成され、前記横向き板状部分は、前記基礎を構築するコンクリートを堰き止めるための堰部材を備えることを特徴とする。

前記杭頭部は中空筒状に形成され、前記横向き板状部分は、上記杭頭部の内方に垂下される垂下部分を備え、該垂下部分の下端には、杭頭部の内方を上下に仕切る仕切り部材が備えられ、さらに、上記垂下部分を横向きに貫通する貫通孔と、該垂下部分の表面から突設される突出部とを備えることを特徴とする。

本発明にかかる杭頭補強構造にあっては、応力伝達作用及び定着力を十分に確保することができ、基礎中に埋設される配筋と干渉が生じるおそれを低減できると共に、杭頭部に対して応力伝達可能に設ける作業を容易化することができ、構造強度を適切に確保することができる。

本発明に係る杭頭補強構造の第１実施形態を示す側面図である。図１に示した杭頭補強構造に備えられる貫通孔及び突出部を説明する説明図である。図１に示した杭頭補強構造への配筋の適用を説明する斜視図である。第１実施形態に係る杭頭補強構造の変形例を示す斜視図である。本発明に係る杭頭補強構造の第２実施形態を示す側面図である。図５に示した杭頭補強構造の斜視図である。第２実施形態に係る杭頭補強構造の変形例を示す側断面図である。本発明に係る杭頭補強構造の第３実施形態を示す斜視図である。本発明に係る杭頭補強構造の第４実施形態を示す斜視図である。図９に示した杭頭補強構造を説明する説明図である。図９に示した杭頭補強構造に用いられる部品を説明する説明図である。第４実施形態の第１変形例に係る杭頭補強構造を説明する説明図である。第４実施形態の第２変形例に係る杭頭補強構造を説明する説明図である。図１３に示した杭頭補強構造に用いられる部品を説明する説明図である。第４実施形態の第３変形例に係る杭頭補強構造を説明する説明図である。図１５に示した杭頭補強構造に用いられる部品の一部である杭頭補強部材の平面視及び側面視をそれぞれ示す説明図である。第４実施形態の第４変形例に係る杭頭補強構造に適用される杭頭補強部材の組立状態の平面視及び側面視をそれぞれ示す説明図である。第４実施形態の第５変形例に係る杭頭補強構造に適用される杭頭補強部材の組立状態の平面視及び側面視をそれぞれ示す説明図である。本発明に係る杭頭補強構造の第５実施形態を示す斜視図である。図１９に示した杭頭補強構造を説明する説明図である。図１９に示した杭頭補強構造に用いられる部品を説明する説明図である。第５実施形態の第１変形例に係る杭頭補強構造を説明する説明図である。図２２に示した杭頭補強構造に用いられる部品の一部である杭頭補強部材の構成部品例を説明する説明図である。第５実施形態の第２変形例に係る杭頭補強構造に適用される杭頭補強部材の組立状態の平面視及び側面視をそれぞれ示す説明図である。第５実施形態の第３変形例に係る杭頭補強構造に適用される杭頭補強部材の組立状態の平面視及び側面視をそれぞれ示す説明図である。

以下に、本発明にかかる杭頭補強構造の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、第１実施形態に係る杭頭補強構造の側面図、図２は、図１に示した杭頭補強構造に備えられる貫通孔及び突出部を説明する説明図、図３は、図１に示した杭頭補強構造への配筋の適用を説明する斜視図である。

各種杭が周知であるが、本実施形態に係る杭頭補強構造は、少なくとも杭頭部１ａに鋼管部分（図では、杭頭部自体が鋼管部分である場合を示している）を有する鋼管杭（Ｓ杭）や外殻鋼管付き高強度コンクリート杭（ＳＣ杭）などの杭１に適用される。基礎２中には、基礎鉄筋２ａが埋設される。そして、杭１の杭頭部１ａを基礎２に埋設する際には、杭１と基礎２との間で杭頭部１ａに作用する力を伝達するために、杭頭補強部材３が配設される。

杭頭補強部材３は、基礎２中に上部側が埋設され、下部側が杭頭部１ａの鋼製部分と応力伝達可能に設けられる。従来であれば、杭頭補強部材として異形鉄筋が用いられていて、この場合、鋼管部分に異形鉄筋をフレア溶接し、そして当該鉄筋を基礎に定着することによって、杭と基礎とは剛接合（固定）であると見なされる。

第１実施形態に係る杭頭補強構造は、図１及び図３に示すように、従来の異形鉄筋に代わる杭頭補強部材３として、杭１の杭芯に沿う上下方向に縦向きに長い、上下方向縦向き板状部分３ａと、上下方向縦向き板状部分３ａを、上下方向と交差する左右方向に沿って、横向きに貫通する貫通孔３ｂと、上下方向縦向き板状部分３ａの表面３ｃから突設される突出部３ｄ（図２参照）とを備える鋼製部材を用いて構成される。

杭頭補強部材３は、杭頭部１ａの周りに間隔を隔てて複数配列される。図示例では、杭頭補強部材３は、杭頭部１ａの周りに互いに等間隔を隔てて（杭頭部２ａ周りに６０°間隔で）、かつ杭芯を中心とする放射方向へ向かって杭頭部１ａから外方に突出させて、６枚が配列して設けられる。

本実施形態にあっては、杭頭補強部材３の上下方向縦向き板状部分３ａは全体が、適宜な一定厚さの一枚の鋼製板で形成される。図示例では、鋼製板は、縦長帯状の長方形で形成されているが、後述する接合面部３ｅが杭頭部１ａの鋼製部分に対し接する態様であれば、その他の形状であってもよい。

杭頭補強部材３の上下方向縦向き板状部分３ａは、下部側が杭頭部１ａの鋼製部分に、隅肉溶接などの一般的な溶接技術により、溶接接合され、これにより鋼製部分との間での応力伝達が確保される。また、杭頭補強部材３の上下方向縦向き板状部分３ａは、上部側が基礎２を形成するコンクリート中に埋設され、これにより、杭頭部１ａに作用する力を、杭１と基礎２との間で伝達する作用が確保される。

図示例にあっては、杭頭補強部材３の上下方向縦向き板状部分３ａは、杭頭部１ａの鋼製部分に対して溶接接合される上下長さ（下部側の長さ）Ｌ１が、杭頭部１ａから上方へ突出されて基礎２中に埋設される上下長さ（上部側の長さ）Ｌ２よりも短く設定される。溶接接合の強度や基礎２との定着性能によっては、上下長さＬ１を上下長さＬ２よりも長くしたり、上下長さＬ１と上下長さＬ２を、ほぼ同じ長さに設定しても良い。

杭頭補強部材３の上下方向縦向き板状部分３ａは詳細には、その外形形態を画するいくつかの面のうち、杭頭部１ａの鋼製部分に面する接合面部３ｅを有し、この接合面部３ｅが鋼製部分に突き当てられた状態で、両者が溶接接合される。

第１実施形態では、接合面部３ｅは、鋼製板（上下方向縦向き部分３ａ）の板表面３ｃ以外の、板端面とされる。図示例に係る長方形の鋼製板の場合には、２つの板表面３ｃ以外の、４つの平坦な板端面のうち、杭芯に沿う上下方向の２つの板端面のいずれかが、杭頭部１ａの鋼製部分に突き当てて溶接接合される接合面部３ｅとされる。この接合面部３ｅは、平坦であって、鋼製部分に対し接する態様で突き当てられ、隅肉溶接等の一般的な溶接技術で鋼製部分に溶接接合される。

図２は、貫通孔３ｂ及び突出部３ｄを説明する説明図であって、図２（Ａ）は、上下方向縦向き板状部分３ａに一体的に設けられる場合を示し、図２（Ｂ）は、上下方向縦向き板状部分３ａに、貫通孔３ｂ付きの突出部３ｄが別体で設けられる場合を示し、図２（Ｃ）は、貫通孔３ｂを形成した上下方向縦向き板状部分３ａに、穴部３ｆを有する突出部３ｄが別体で設けられる場合を示している。

上下方向縦向き板状部分３ａに形成される貫通孔３ｂは、これを介して、基礎２を構築するために打設されるコンクリートを杭頭補強部材３周りに円滑に流動させ、充填性を高めると同時に、当該コンクリートを杭頭補強部材３にムラなく密実に付着してそれらを確実に一体化させる。

また、上下方向縦向き板状部分３ａに設けられる突出部３ｄは、杭頭補強部材３周囲に付着するコンクリートに対する杭頭補強部材３の定着性を向上し、杭頭部１ａに作用する曲げモーメントやせん断力、軸力を杭１と基礎２との間で伝達する作用を確実化する。

図２（Ａ）の場合は、鋼製板（上下方向縦向き板状部分３ａ）にバーリング加工で貫通孔３ｂを形成するようにし、その際に生じる立ち上がり部分が突出部３ｄとされる。

図２（Ｂ）の場合は、貫通孔３ｂを有しかつ上下方向縦向き板状部分３ａの板厚よりも長さの長い長尺パイプピースを、上下方向縦向き板状部分３ａに形成した穴３ｇ内部に接合固定するようにし、長尺パイプピースが突出部３ｄとされる。

図２（Ｃ）の場合は、上下方向縦向き板状部分３ａに貫通孔３ｂを形成すると共に、当該貫通孔３ｂと略同径の穴部３ｆを有する短尺パイプピースを、穴部３ｆと貫通孔３ｂを位置合わせして、上下方向縦向き板状部分３ａの板表面３ｃに接合固定するようにし、短尺パイプピースが突出部３ｄとされる。

図示例にあっては、突出部３ｄは、貫通孔３ｂをその周りから包囲する形態で形成されている。従って、貫通孔３ｂと突出部３ｄは同数で４つずつ形成されている。このように形成すれば、貫通孔３ｂを介して流動するコンクリートを、スムーズに突出部３ｄ周りに送り込んで密実な付着が確保されると同時に、その突出部３ｄによって定着性能が向上される。しかしながら、貫通孔３ｂと突出部３ｄとは、別々に個別に、互いに異なる位置に形成してもよく、従って、異なる個数で形成されていてもよい。

第１実施形態に係る杭頭補強構造の作用について説明すると、図１に示すように、地表面Ｇから突出している杭頭部１ａの鋼製部分に、杭頭補強部材３の上下方向縦向き板状部分３ａの下部側を溶接して、杭頭部１ａに杭頭補強部材３を接合する。これにより、杭頭補強部材３が杭頭部１ａから上方に突出される。

次いで、基礎２中に埋設する基礎鉄筋２ａを配筋した後、これら鉄筋２ａ、杭頭補強部材３の上部側並びに杭頭部１ａを埋設するようにして、基礎２を構築するコンクリートを打設する。コンクリートの打設により、杭頭部１ａに作用する曲げモーメントやせん断力、軸力は、杭頭補強部材３によって基礎２と杭１との間で伝達される。

第１実施形態に係る杭頭補強構造では、従来の鉄筋に代えて、上記構成を備える杭頭補強部材３を備えるようにしていて、杭頭補強部材３の上下方向縦向き板状部分３ａに備えた貫通孔３ｂと突出部３ｄとにより、コンクリートの充填性を確保しつつ、コンクリートに対する定着性を向上することができるので、短尺な杭頭補強部材３を用いて、応力伝達作用を適切かつ十分に確保することができ、さらに、基礎２中に埋設される基礎鉄筋２ａと干渉が生じるおそれを低減することができる。

また、杭頭補強部材３が上下方向縦向き板状部分３ａを有していて、凸凹のある異形鉄筋とは異なり、一般的な溶接技術で杭頭部１ａの鋼製部分に溶接接合することができ、従って、杭頭部１ａに対して応力伝達可能に設ける作業を容易化することができると同時に、溶接欠陥などの発生を抑えて、構造強度を適切に確保することができる。

突出部３ｄが、貫通孔３ｂをその周りから包囲する形態で形成されるようにしたので、これら突出部３ｄと貫通孔３ｂとを別々に形成する場合に比べて、合理的かつ効率的にこれら両者を備えることができ、狭いスペースであってもこれらを多数設けることができると共に、貫通孔３ｂを介して充填性良く流動されるコンクリートが、スムーズに突出部３ｄ周りに送り込まれて、両者の密実な付着を確保することができる。

杭頭補強部材３の上下方向縦向き板状部分３ａが、鋼製部分に面する接合面部３ｅを有して、接合面部３ｅが鋼製部分に溶接接合される鋼製板で形成されるので、短尺であっても広い定着面積が確保され、かつまた、接合面部３ｅを利用して、容易かつ確実な接合作業で、杭頭補強部材３を杭頭部１ａの鋼製部分に応力伝達可能に設けることができる。

上下方向縦向き板状部分３ａを構成する鋼製板は、杭頭部１ａの周りに間隔を隔てて複数配列され、接合面部３ｅは鋼製板の板端面であるので、板表面３ｃが杭頭部１ａ外方へ向かって広がる複数の鋼製板により、広い定着領域を確保して、杭頭部１ａを的確かつ十分に補強することができる。

図３に示すように、杭頭補強部材３の貫通孔３ｂに、基礎２に施工される基礎鉄筋２ａを挿通しても良い。これにより、杭頭部１ａに作用する曲げモーメントやせん断力に対する曲げ耐力、せん断耐力を向上させることができる。また、基礎鉄筋２ａに代えて、杭頭補強部材３と杭頭部１ａ周囲のコンクリートとの定着性能をさらに高めるべく、杭頭部１ａの外周面周りに配設される複数本の補強鉄筋を別途用意し、これら補強鉄筋を杭頭補強部材３の貫通孔３ｂにそれぞれ挿通するようにしても良い。この場合、一般周知の継手手段で補強鉄筋の端部同士を連結すれば、定着性能をさらに高めることができると同時に、複数配列された杭頭補強部材３が一体化されることに伴う協働作用により、杭頭補強構造としての性能を向上することができる。

図４は、第１実施形態に係る杭頭補強構造の変形例を示す斜視図である。この変形例では、上下方向縦向き板状部分３ａの接合面部３ｅは、上記実施形態の板端面に代えて、鋼製板の板表面３ｃとされている。

板表面３ｃを杭頭部１ａの鋼製部分に押し当てて、当該板表面３ｃ周囲に対し、鋼製部分に対する溶接接合が行われる。この変形例では、溶接接合に代えて、作業が簡便で接合品質が一定のボルト接合を用いても良い。この変形例では、貫通孔３ｂの一部が杭頭部１ａで塞がれる取り付け構造となるが、その他の点は上記実施形態と同等であり、同様な作用効果を奏することができる。

図５及び図６には、本発明に係る杭頭補強構造の第２実施形態が示されている。図５は、第２実施形態に係る杭頭補強構造の側面図、図６は、図５に示した杭頭補強構造の斜視図である。

第２実施形態は、鋼製板を用いる第１実施形態と異なり、杭頭補強部材４の上下方向縦向き板状部分４ａが鋼製中空筒体で形成される。すなわち、杭頭補強部材４の上下方向縦向き板状部分４ａは、第１実施形態では平板状であったが、第２実施形態では、板状素材から加工成形される筒状とされる。中空筒体の外形形態は、杭頭部１ａの鋼製部分に合わせて通常、円筒状に形成される。杭頭部１ａの形態に合わせる限り、言い換えれば、鋼製部分の形態に沿う形状であれば、その他の形状であっても良い。

中空筒体状の上下方向縦向き板状部分４ａは、杭頭部１ａの鋼製部分の外径寸法よりも僅かに大きな内径寸法で形成される。これにより、杭頭補強部材４を杭頭部１ａに装着した際、その上下方向縦向き板状部分４ａは、杭頭部１ａの外周面にほぼ隙間なく密着される。そして、中空筒体の内周面が鋼製部分に面する接合周面部とされる。接合周面部を有する上下方向縦向き板状部分４ａの下部側が、杭頭部１ａに対しその周りに沿って、隅肉溶接などの一般的な溶接技術を用いて、溶接接合される。なお、中空筒体状の上下方向縦向き板状部分４ａと杭頭部１ａとの溶接接合は、接合周面部である中空筒体の内周面の、杭頭部１ａの鋼管部分上端に位置する部分を、全周に亘って溶接接合しても良い。

これにより、上下方向縦向き板状部分４ａの上部側が、基礎２中に埋設される。中空筒体状の上下方向縦向き板状部分４ａには、その全周にわたり、第１実施形態で説明した貫通孔３ｂ及び突出部３ｄが形成される。

第２実施形態に係る杭頭補強構造も、第１実施形態と同様に、杭頭補強部材３の上下方向縦向き板状部分４ａに備えた貫通孔３ｂと突出部３ｄとにより、コンクリートの充填性を確保しつつ、コンクリートに対する定着性を向上することができるので、短尺な杭頭補強部材４を用いて、応力伝達作用を適切かつ十分に確保することができ、さらに、基礎２中に埋設される基礎鉄筋２ａと干渉が生じるおそれを低減することができる。

また、杭頭補強部材４が、中空筒体状の上下方向縦向き板状部分４ａを有していて、一般的な溶接技術で杭頭部１ａの鋼製部分に溶接接合することができ、従って、杭頭部１ａに対して応力伝達可能に設ける作業を容易化することができると同時に、溶接欠陥などの発生を抑えて、構造強度を適切に確保することができる。

図７は、第２実施形態に係る杭頭補強構造の変形例を示す側断面図である。上記第２実施形態では、杭頭補強部材４は、その中空筒体状の上下方向縦向き板状部分４ａが杭頭部１ａの鋼製部分の外径寸法よりも僅かに大きな内径寸法で形成される場合であったが、この変形例では、杭頭部１ａの鋼製部分の内径寸法よりも僅かに小さな外径寸法で形成される。これにより、杭頭補強部材４を杭頭部１ａに装着した際、その上下方向縦向き板状部分４ａは、杭頭部１ａの内周面にほぼ隙間なく密着される。そして、中空筒体の外周面が鋼製部分に面する接合周面部とされる。その他の構成は、上記第２実施形態と同様である。このような変形例であっても、上記第１及び第２実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。

図８は、本発明に係る杭頭補強構造の第３実施形態を示す斜視図である。第３実施形態は、杭頭補強部材５の下部側を杭頭部１ａの鋼製部分に応力伝達可能に設ける手段が、溶接接合に代えて、基礎２を形成するコンクリートあるいはその他のグラウト材の充填による場合である。杭頭補強部材５の上下方向縦向き板状部分は、貫通孔が形成されない鋼製中空筒体５ａ及び貫通孔３ｂ及び突出部３ｄが形成された鋼製の鋼製板５ｂから構成される。

中空筒体５ａは、杭頭部１ａを包囲して、杭頭部１ａ周りの地表面Ｇ上に設けられる。中空筒体５ａの内周面と杭頭部１ａの外周面とは、これらの間にコンクリート等を充填するために、間隔が隔てられる。中空筒体５ａの内周面には、その周方向に沿って間隔を隔てて、好ましくは等間隔で、鋼製板５ｂが溶接接合して設けられる。中空筒体５ａの内周面だけでなく、外周面にも鋼製板５ｂを溶接接合して設けるようにしても良い。

鋼製板５ｂは、杭芯（中空筒体５ａの軸芯）を中心とする放射方向に沿って、中空筒体５ａの内周面から内方へ突出させて設けられる。鋼製板５ｂは、板端面が中空筒体５ａに接合され、板表面が杭芯を中心とする放射方向に沿わされる。鋼製板５ｂは、杭頭部１ａの外周面との間に隙間を隔てるように配設される。鋼製板５ｂには、上述した貫通孔３ｂ及び突出部３ｄが形成される。

杭頭補強部材５は、杭頭部１ａを外方から包囲するように配設され、中空筒体５ａ内部に、杭頭部１ａに対して杭頭補強部材５を応力伝達可能に接合するコンクリート等が充填される。

第３実施形態に係る杭頭補強構造では、上記構成を備える杭頭補強部材５を備えるようにしていて、上下方向縦向き板状部分を構成する鋼製板５ｂに備えた貫通孔３ｂと突出部３ｄとにより、コンクリート等の充填性を確保しつつ、コンクリート等に対する定着性を向上することができるので、短尺な杭頭補強部材５を用いて、応力伝達作用を適切かつ十分に確保することができ、さらに、基礎２中に埋設される基礎鉄筋２ａと干渉が生じるおそれを低減することができる。

また、杭頭補強部材５を、コンクリート等の充填によって杭頭部１ａに応力伝達可能に接合して設けることができるので、当該接合作業を単純な充填作業によって容易化することができると同時に、構造的な欠陥の発生などを抑えて、構造強度を適切に確保することができる。

図９から図１８には、本発明に係る杭頭補強構造の第４実施形態が示されている。第４実施形態は、中空筒状の杭、例えば鋼管杭（Ｓ杭）に適用して好ましいものである。図９は、第４実施形態に係る杭頭補強構造の斜視図、図１０は、図９に示した杭頭補強構造を説明する説明図であって、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は正面図、図１０（ｃ）は側面図、図１０（ｄ）は図１０（ａ）中、Ａ−Ａ線矢視断面図、図１１は、図９に示した杭頭補強構造に用いられる部品を説明する説明図であって、図１１（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ杭頭補強部材の正面図、図１２は、第４実施形態の第１変形例に係る杭頭補強構造を説明する説明図であって、図１２（ａ）は斜視図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）中、Ｂ−Ｂ線矢視断面図、図１３は、第４実施形態の第２変形例に係る杭頭補強構造を説明する説明図であって、図１３（ａ）は斜視図、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）中、Ｃ−Ｃ線矢視断面図、図１４は、図１３に示した杭頭補強構造に用いられる部品を説明する説明図であって、図１４（ａ）は堰部材の平面図、図１４（ｂ）は、堰部材の他の例の平面視及び側面視をそれぞれ示す図、図１５は、第４実施形態の第３変形例に係る杭頭補強構造を説明する説明図であって、図１５（ａ）は斜視図、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）中、Ｄ−Ｄ線矢視断面図、図１６は、図１５に示した杭頭補強構造に用いられる部品の一部である杭頭補強部材の平面視及び側面視をそれぞれ示す説明図、図１７は、第４実施形態の第４変形例に係る杭頭補強構造に適用される杭頭補強部材の組立状態の平面視及び側面視をそれぞれ示す説明図、図１８は、第４実施形態の第５変形例に係る杭頭補強構造に適用される杭頭補強部材の組立状態の平面視及び側面視をそれぞれ示す説明図である。

まず、第４実施形態について、図９〜図１１を参照して説明すると、杭頭補強部材３は、杭頭部１ａの直上を水平横向き方向に跨ぐ鋼製の横向き板状部分３ｈを備える。横向き板状部分３ｈは、上下方向縦向き板状部分３ａ、例えば第１実施形態で説明した上下方向縦向き板状部分３ａに連設される。

横向き板状部分３ｈは、例えば平面長方形状の外形形態を画する面のうち、板表裏の板表面３ｃが横向きに向けられ、板表面３ｃ以外の四方の板端面のうち、跨ぐ方向の板端面が上下方向縦向き板状部分３ａに向けられ、跨ぐ方向と交差する方向の一対の板端面の一方（前述した接合面部３ｅとなる）が杭頭部１ａの上向き頂面１ｂに向けられ、他方の板端面が上方に向くようにして、杭頭部１ａ直上に板表面３ｃを立てた状態で設けられる。

横向き板状部分３ｈは、杭頭部１ａを挟んで当該杭頭部１ａの両側に配置される上下方向縦向き板状部分３ａを連結する。従って、杭頭補強部材３は、杭頭部１ａを水平横向き方向に跨ぐ向きにおいて、中央に横向き板状部分３ｈを備え、横向き板状部分３ｈの両端それぞれに上下方向縦向き板状部分３ａを備えて構成される。

図示例では、杭頭補強部材３は、上下方向縦向き板状部分３ａと横向き板状部分３ｈとが単一の板材から一体的に形成されている。もちろん、横向き板状部分３ｈと上下方向縦向き板状部分３ａとを別体で形成して、一体的に接合するようにしても良い。

また図示例では、杭頭部１ａが平断面円形状であって、杭頭補強部材３は、横向き板状部分３ｈが杭頭部１ａの中心（杭芯）を経過するように、当該杭頭部１ａをその直径方向に跨ぐように配置されている。しかしながら、杭頭補強部材３は、横向き板状部分３ｈが杭頭部１ａの直上を跨ぐ形態であれば、直径方向に跨ぐことに限定されず、杭芯を避けた位置を跨ぐ形態（例えば、後述する井桁状）であっても良い。

また、図示例では、２つの杭頭補強部材３の横向き板状部分３ｈが杭頭部１ａの中心（杭芯）で直交配置されている。従って、上下方向縦向き板状部分３ａは、４つ備えられ、これら上下方向縦向き板状部分３ａは、杭頭部１ａの周りに適宜間隔を隔てて配列される。

図１１に示すように、例えば各横向き板状部分３ｈの横向き方向中央には、これらを板厚方向に貫通して、下向き嵌め合わせ溝６と上向き嵌め合わせ溝７とが形成され、これら嵌め合わせ溝６，７を上下に嵌め合わせることにより、２つの杭頭補強部材３は、それらの横向き板状部分３ｈが嵌め合わせ構造で組み合わされている。

しかしながら、杭頭補強部材３を３つ以上用い、それらの横向き板状部分３ｈを杭頭部１ａ直上で放射状に配列し、６つ以上の上下方向縦向き板状部分３ａを備えるようにしても良い。このような場合を想定すると、杭頭補強部材３同士の組立は、上記嵌め合わせ構造に限られず、２つ以上の横向き板状部分３ｈを、杭頭部１ａの周方向に循環するように放射状に並べて、互いに溶接接合して構成される。あるいは、いずれかの横向き板状部分３ｈの板表面に、他の横向き板状部分３ｈの板端面を突き合わせて溶接接合して構成される。

横向き板状部分３ｈには、上述した上下方向縦向き板状部分３ａと同様にして、貫通孔３ｂと突出部３ｄとが備えられる。図示例では、貫通孔３ｂ及び突出部３ｄは、杭頭部１ａの中心を挟んで上下に１つずつ、４つ設けられている。横向き板状部分３ｈの両端側の上下方向縦向き板状部分３ａそれぞれにも、上下に１つずつ設けられている。また、図示例では、連続する横向き板状部分３ｈ及び上下方向縦向き板状部分３ａの突出部３ｄが、すべて同じ向きに突設されているが、突設方向は適宜に異ならせても良い。

要するに、第４実施形態に用いられる杭頭補強部材３は、上下方向縦向き板状部分３ａに加えて、当該上下方向縦向き板状部分３ａと連結されると共に杭頭部１ａの直上を横向き方向に跨ぐ横向き板状部分３ｈを備えて構成されると共に、これら板状部分３ａ，３ｈのいずれにも貫通孔３ｂ及び突出部３ｄが備えられ、杭頭部１ａの上向き頂面１ｂに対し、これに向けられた横向き板状部分３ｈの板端面（接合面部３ｅ）を載せることで、杭頭部１ａ上に仮置きされるようになっている。

第４実施形態では、杭頭補強部材３は、杭頭部１ａの鋼製部分との間で応力伝達するために、上下方向縦向き板状部分３ａ及び横向き板状部分３ｈの少なくともいずれか一方が杭頭部１ａに溶接接合される。

図示例では、杭頭部１ａの上向き頂面１ｂに対し、これに向けられた横向き板状部分３ｈの板端面が接合面部３ｅとされ、この接合面部３ｅと杭頭部１ａの上向き頂面１ｂとが突き合わされて溶接接合され、これにより横向き板状部分３ｈそのものによって、そしてまた当該横向き板状部分３ｈを介して上下方向縦向き板状部分３ａが杭頭部１ａに接合されることによって、これら板状部分３ａ，３ｈと鋼製部分との間の応力伝達が確保される。

第４実施形態では、杭頭補強部材３の上下方向縦向き板状部分３ａに加えて、横向き板状部分３ｈによって鋼製部分との間での応力伝達が確保される。また、杭頭補強部材３の上下方向縦向き板状部分３ａ及び横向き板状部分３ｈが、基礎２を形成するコンクリート中に埋設され、これにより、杭頭部１ａに作用する力を、杭１と基礎２との間で伝達する作用が確保される。

第４実施形態に係る杭頭補強構造の作用について説明すると、図９に示すように、地表面Ｇから突出している杭頭部１ａの鋼製部分に、杭頭補強部材３の横向き板状部分３ｈの接合面部３ｅを溶接して、杭頭部１ａに杭頭補強部材３を接合する。これにより、杭頭補強部材３が杭頭部１ａ上方に突設される。

次いで、基礎中に埋設する基礎鉄筋を配筋した後、これら鉄筋、杭頭補強部材３並びに杭頭部１ａを埋設するようにして、基礎を構築するコンクリートを打設する。コンクリートの打設により、杭頭部１ａに作用する曲げモーメントやせん断力、軸力は、杭頭補強部材３によって基礎と杭１との間で伝達される。

第４実施形態に係る杭頭補強構造にあっては、杭頭補強部材３が、杭頭部１ａの直上を横向き方向に跨ぐ横向き板状部分３ｈを備え、横向き板状部分３ｈは、杭頭部１ａを挟んで当該杭頭部１ａの両側に配置される上下方向縦向き板状部分３ａを連結して構成されるので、横向き板状部分３ｈ自体、そしてまた横向き板状部分３ｈを介する上下方向縦向き板状部分３ａの杭頭部１ａへの接合によって、鋼製部分との応力伝達性能を向上することができる。

横向き板状部分３ｈを備えることにより、上下方向縦向き板状部分３ａの杭頭部１ａ上方への突出量を抑えることができ、杭頭部１ａ直上に配される基礎配筋等各種配筋との干渉をなくして、杭頭部１ａの四方に均等に配筋することができる。また、杭頭補強部材３が、杭頭部１ａから側方へ向かって張り出すので、大きな曲げ抵抗力を発揮させることができる。

横向き板状部分３ｈは、上下方向縦向き板状部分３ａに連結されるので、杭頭補強部材３自体の強度を増大することができる。施工に際しては、横向き板状部分３ｈを利用して杭頭補強部材３を杭頭部１ａ上に仮置きすることができて、作業性を向上することができる。横向き板状部分３ｈに設けられる貫通孔３ｂ及び突出部３ｄは、上下方向縦向き板状部分３ａに設けられる貫通孔３ｂ及び突出部３ｄと同様の構成及び作用効果を確保することができる。

そしてこのような第４実施形態であっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。

図１２には、第４実施形態に係る杭頭補強構造の第１変形例が示されている。第１変形例では、杭頭部１ａには、横向き板状部分３ｈが接合される環状の上向き頂面１ｂに、その周方向に沿って環状の鋼製鍔部として鍔部材８が溶接接合され、この鍔部材８に杭頭補強部材３の横向き板状部分３ｈの接合面部３ｅが溶接接合される。別体の鍔部材８に代えて、杭頭部１ａの上向き頂面１ｂにこれを拡張する加工を施して、鋼製鍔部を杭頭部１ａに一体的に形成するようにしてもよい。鍔部材８は、予め杭頭補強部材３側に接合しておくようにしても良い。

第４実施形態では、杭頭部１ａの上向き頂面１ｂに対し、単に突き合わせて横向き板状部分３ｈの接合面部３ｅを溶接接合するため、溶接長を十分に確保できないと共に、その杭頭部１ａの上向き頂面１ｂ周辺が応力集中により局部的な変形を起こす場合があるが、第１変形例では、鍔部材８を備えることにより、溶接長を長く確保することができ、鋼製部分と杭頭補強部材３との接合強度を高く確保することができる。また、鍔部材８によって、応力伝達作用を営む杭頭部１ａの上向き頂面１ｂ周辺の強度を増強することができ、局部的な変形を防止することができる。

図１３及び図１４には、第４実施形態に係る杭頭補強構造の第２変形例が示されている。第２変形例は、鋼管杭などのように杭頭部１ａが中空筒状に形成されている場合に、杭頭補強部材３の横向き板状部分３ｈに、基礎を構築するコンクリートを堰き止めるための鋼製の堰部材９を備えるようにしたものである。

堰部材９は、杭頭部１ａの内方に挿入可能に、杭頭部１ａの内径以下の外径の板材で形成される。図示例では、杭頭部１ａが平断面円形状なので、堰部材９は図１４（ａ）に示すように、円形状に形成されている。しかしながら、堰部材９は、杭頭部１ａの内方に挿入可能で、コンクリートを堰き止める形状であれば、円形状に限定されず、杭頭部１ａの平断面と異なる形状であっても良い。また図示例では、横向き板状部分３ｈには、杭頭部１ａの内方へ挿入可能な延長部分３ｉが形成され、この延長部分３ｉに堰部材９が溶接接合されている。

図示例では、２つの杭頭補強部材３の横向き板状部分３ｈが直交しているので、延長部分３ｉは平面十字状に形成されていて、堰部材９はこの十字状の延長部分３ｉに接合されている。堰部材９には、図１４（ｂ）に示すように、横向き板状部分３ｈもしくは延長部分３ｉが形成されている場合には当該延長部分３ｉの下端側の形態に合わせて、嵌め込み溝１０を形成し、この嵌め込み溝１０を介して、横向き板状部分３ｈ等に接合するようにしても良い。図示例では、十字状の嵌め込み溝１０が示されている。

嵌め込み溝１０を形成する場合、堰部材９は、１枚の板材９ａの上に、嵌め込み溝１０分の間隔を隔てる複数枚の板片９ｂを重ね合わせ接合することで形成するようにしてもよい。

延長部分３ｉにより、杭頭補強部材３を杭頭部１ａに嵌め合わせて、前後左右水平方向に対する位置決めをすることができる。また、杭頭補強部材３の平面上の向きを設定する場合、延長部分３ｉを利用することで、杭頭補強部材３を杭頭部１ａ周りに回して向きを設定することができる。

第２変形例にあっても、杭頭補強部材３は、横向き板状部分３ｈの接合面部３ｅと杭頭部１ａの上向き頂面１ｂとが突き合わされて溶接接合され、これにより応力伝達が確保される。堰部材９の端縁を杭頭部１ａの内面に溶接接合しても良い。さらに、延長部分３ｉを杭頭部１ａの内面に溶接接合しても良い。第２変形例では、基礎を構築するコンクリートを堰き止めるための堰部材９を備えたので、杭１内部にコンクリートが入り込むことを抑制することができる。

また、堰部材９、そしてまた延長部分３ｉにより、杭頭補強部材３と鋼製部分との溶接長を長く確保できて、鋼製部分と杭頭補強部材３との接合強度を高く確保することができる。また、堰部材９、そしてまた延長部分３ｉによって、応力伝達作用を営む杭頭部１ａの上向き頂１ｂ面周辺の強度を増強することができる。

図１５及び図１６には、第４実施形態に係る杭頭補強構造の第３変形例が示されている。図９〜図１４に示した第４実施形態に用いられる杭頭補強部材３では、上下方向縦向き板状部分３ａが杭頭部１ａ上方に位置される場合であったが、第２変形例を示す図１３と対比することで理解されるように、第３変形例では、上下方向縦向き板状部分３ａが、杭頭部１ａの側方で、杭芯に沿う上下方向に沿って垂下されている。

従って、第３変形例では、杭頭補強部材３を、上記第２変形例で説明したように溶接接合し得ることに加えて、上記第１実施形態と同様に、上下方向縦向き板状部分３ａを杭頭部１ａに溶接接合することが可能であって、さらには、両方の板状部分３ａ，３ｈを、そしてまた堰部材９も、杭頭部１ａに溶接接合しても良い。

また、図１６に示すように、杭頭補強部材３の組立としては、図１４（ｂ）に示した嵌め込み溝１０を用いることなく、杭頭部１ａを跨ぐ方向でいずれかの杭頭補強部材３の横向き板状部分３ｈの中央に、他の杭頭補強部材３の横向き板状部分３ｈを当該跨ぐ方向で二分したものを溶接接合して、これを単体ユニット１１として設置施工するようにしても良い。

第３変形例では、杭頭部１ａに対する杭頭補強部材３の溶接長を自在に長く確保することができ、応力伝達性能をさらに向上することができる。

図１７には、第４実施形態に係る杭頭補強構造の第４変形例が示されている。第４変形例の杭頭補強部材３では、図１２に示した上記第１変形例に対し、横向き板状部分３ｈの貫通孔３ｂ及び突出部３ｄが省略されている。

図１８には、第４実施形態に係る杭頭補強構造の第５変形例が示されている。第５変形例の杭頭補強部材３は、図１３に示した十字形に組み合わせた上記第２変形例に対し、杭芯を包囲するようにして、４つの杭頭補強部材３の横向き板状部分３ｈを平面井桁状に組んで構成されている。

第５変形例では、平面井桁状であることから、杭頭部１ａの狭いスペースに、定着面積を効率よく確保できる稠密さと構造的な剛強さを備える杭頭補強部材３の組立体１２を構成することができ、高い応力伝達性能を確保することができる。

以上説明した第４実施形態の各種変形例のいずれにあっても、上記第１実施形態及び第４実施形態が奏する作用効果と同様の作用効果を奏することはもちろんである。

図１９から図２５には、本発明に係る杭頭補強構造の第５実施形態が示されている。第５実施形態も、中空筒状の杭、例えば鋼管杭（Ｓ杭）に適用して好ましいものである。図１９は、第５実施形態に係る杭頭補強構造の斜視図、図２０は、図１９に示した杭頭補強構造を説明する説明図であって、図２０（ａ）は平面図、図２０（ｂ）は側面図、図２０（ｃ）は図２０（ａ）中、Ｅ−Ｅ線矢視断面図、図２１は、図１９に示した杭頭補強構造に用いられる部品を説明する説明図であって、図２１（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ杭頭補強部材の正面図、図２１（ｃ）は仕切り部材の平面図、図２２は、第５実施形態の第１変形例に係る杭頭補強構造を説明する説明図であって、図２２（ａ）は斜視図、図２２（ｂ）は、図２２（ａ）中、Ｆ−Ｆ線矢視断面図、図２３は、図２２に示した杭頭補強構造に用いられる部品の一部である杭頭補強部材の構成部品例を説明する説明図であって、図２３（ａ）は、横向き板状部分の平面視及び側面視をそれぞれ示す説明図、図２３（ｂ）は、垂下部分の平面視及び側面視をそれぞれ示す説明図、図２４は、第５実施形態の第２変形例に係る杭頭補強構造に適用される杭頭補強部材の組立状態の平面視及び側面視をそれぞれ示す説明図、図２５は、第５実施形態の第３変形例に係る杭頭補強構造に適用される杭頭補強部材の組立状態の平面視及び側面視をそれぞれ示す説明図である。

まず、第５実施形態について、図１９〜図２１を参照して説明する。第５実施形態は、図９に示した第４実施形態と対比すると、杭頭補強部材３の横向き板状部分３ａは、中空筒状に形成された杭頭部１ａの内方に垂下される垂下部分３ｊと、垂下部分３ｊの下端に溶接接合され、杭頭部１ａ内方をその上方と下方とに仕切る鋼製板状の仕切り部材１３とを含み、垂下部分３ｊには、当該垂下部分３ｊを横向きに貫通する貫通孔３ｂ及び垂下部分３ｊの表面から突設される突出部３ｄとが設けられている。

垂下部分３ｊは、横向き板状部分３ｈから一体に垂下される板状の鋼製部分である。杭頭補強部材３は、上述したように例えば十字状に組んで構成されることから、杭頭部１ａ内方に垂下される垂下部分３ｊも、十字状形態で杭頭部１ａ内方に位置される。

杭頭部１ａ内方に仕切り部材１３が設けられ、仕切り部材１３の上方には、杭頭部１ａ内方に充填するコンクリートが打設される。仕切り部材１３は、杭頭部１ａの内面に溶接接合することが好ましい。すなわち、第５実施形態は、杭頭部１ａ内で垂下部分３ｊと鋼管部分とが、杭頭部１ａ内方に中詰めされる打設コンクリートによって接合されるものである。貫通孔３ｂ及び突出部３ｄの構成及び作用効果は、上記実施形態と同様である。

図２１には、部品構成が示されていて、図１１に示した場合と同様に、例えば互いに組み合わされる２つの杭頭補強部材３の一方の横向き板状部分３ｈと、他方の垂下部分３ｊの横向き方向中央には、これらを板厚方向に貫通して、下向き嵌め合わせ溝１４と上向き嵌め合わせ溝１５とが形成され、これら嵌め合わせ溝１４，１５を上下に嵌め合わせることにより、横向き板状部分３ｈと垂下部分３ｊとが嵌め合わせ構造で組み合わされて、２つの杭頭補強部材３が組み付けられる。

しかしながら、第４実施形態で説明したように、杭頭補強部材３を３つ以上用い、それらの横向き板状部分３ｈを杭頭部１ａ直上で放射状に配列し、６つ以上の上下方向縦向き板状部分３ａを備えるようにしても良い。

このような場合を想定すると、杭頭補強部材３同士の組立は、上記嵌め合わせ構造に限られず、２つ以上の横向き板状部分３ｈ及び垂下部分３ｊを、杭頭部１ａの周方向に循環するように放射状に並べて、互いに溶接接合して構成される。あるいは、いずれかの横向き板状部分３ｈ及び垂下部分３ｊの板表面に、他の横向き板状部分３ｈ及び垂下部分３ｊの板端面を突き合わせて溶接接合して構成される。そして、組み立てられた垂下部分３ｊの下端に、仕切り部材１３が溶接接合される。

第５実施形態に係る杭頭補強構造の作用について説明すると、図１９に示すように、地表面Ｇから突出している杭頭部１ａ内方に向かって垂下部分３ｊを挿入しつつ、杭頭補強部材３を、横向き板状部分３ｈを介して杭頭部１ａ上に仮置き設置する。これにより、杭頭補強部材３の横向き板状部分３ｈ及び上下方向縦向き板状部分３ａが杭頭部１ａ上方に突設されると共に、垂下部分３ｊ及び仕切り部材１３が杭頭部１ａ内方に設置される。

次いで、基礎中に埋設する基礎鉄筋を配筋した後、これら鉄筋、杭頭補強部材３並びに杭頭部１ａを埋設するようにして、基礎を構築するコンクリートを打設する。コンクリートの一部は、杭頭部１ａの上向き頂部１ｂからその内方に充填され、仕切り部材１３上方の杭頭部１ａ内に中詰めされる。当該コンクリートによって、杭頭部１ａの鋼製部分と杭頭補強部材３、詳細には、鋼製部分と上下方向縦向き板状部分３ａとが、垂下部分３ｊ及び横向き板状部分３ｈを介して、接合される。

そしてまた打設されたコンクリートにより、杭頭部１ａに作用する曲げモーメントやせん断力、軸力は、杭頭補強部材３によって基礎２と杭１との間で伝達される。

第５実施形態に係る杭頭補強構造にあっては、第４実施形態の構成に加えて、横向き板状部分３ｈは、中空筒状体の杭頭部１ａの内方に垂下される垂下部分３ｊを備え、垂下部分３ｊの下端には、杭頭部１ａの内方を上下に仕切る仕切り部材１３が備えられ、さらに、垂下部分３ｊを横向きに貫通する貫通孔３ｂと、垂下部分３ｊの表面から突設される突出部３ｄとを備えているので、垂下部分３ｊ及び横向き板状部分３ｈそのもの、そしてまた垂下部分３ｊ及び横向き板状部分３ｈを介する上下方向縦向き板状部分３ａの杭頭部１ａへの接合によって、鋼製部分との応力伝達性能を向上することができる。

垂下部分３ｊは、横向き板状部分３ｈ及び上下方向縦向き板状部分３ａに連結されるので、杭頭補強部材３自体の強度を増大することができる。施工に際しては、コンクリートによって杭頭補強部材３と鋼管部分とを接合できるので、当該接合のための溶接作業量を削減することができ、施工性を向上することができる。また、横向き板状部分３ｈを利用して杭頭補強部材３を杭頭部１ａ上に仮置きすることができて、作業性を向上することができる。

垂下部分３ｊに設けられる貫通孔３ｂ及び突出部３ｄは、横向き板状部分３ｈ及び上下方向縦向き板状部分３ａに設けられる貫通孔３ｂ及び突出部３ｄと同様の作用効果を確保することができる。垂下部分３ｊにより、杭頭補強部材３を杭頭部１ａに嵌め合わせて、前後左右水平方向に位置決めをすることができる。また、杭頭補強部材３の平面上の向きを設定する場合、垂下部分３ｊを利用することで、杭頭補強部材３を杭頭部１ａ周りに回して向きを設定することができる。

そしてこのような第５実施形態であっても、上記第１実施形態及び第４実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。

図２２及び図２３には、第５実施形態に係る杭頭補強構造の第１変形例が示されている。第１変形例は、杭頭補強部材３の横向き板状部分３ｈを杭頭部１ａに溶接接合する場合に、有利なものである。

この第１変形例は、図１５に示した第４実施形態の第３変形例と対比すると、杭頭部１ａには、環状の鍔部材８が溶接接合され、この鍔部材８に杭頭補強部材３の横向き板状部分３ｈの接合面部３ｅが溶接接合される。

第５実施形態では、杭頭部１ａ内方へのコンクリートの中詰めによって杭頭補強部材３を鋼製部分に接合するが、第１変形例では、溶接長を確保可能な鍔部材８を備えることにより、横向き板状部分３ｈを鋼製部分に付加的に長い溶接長で溶接することが可能で、鋼製部分と杭頭補強部材３との接合強度を高く確保することができる。また、鍔部材８によって、応力伝達作用を営む杭頭部１ａの上向き頂面１ｂ周辺の強度を増強することができ、局部的な変形を防止することができる。

また、図２３に示すように、杭頭補強部材３の組立としては、図２１に示した嵌め込み構造ではなく、仕切り部材１３付きの垂下部分３ｊを第１部品１６とし、横向き板状部分３ｈ及び上下方向縦向き板状部分３ａを主体とするものを第２部品１７として作製し、これら部品１６，１７を後付けで接合して組立を完了するようにしても良い。

図２４には、第５実施形態に係る杭頭補強構造の第２変形例が示されている。第２変形例は、第４実施形態の第４変形例に対応する。第２変形例の杭頭補強部材３では、図１９に示した上記第５実施形態に対し、複数の杭頭補強部材３のうち、いずれかの杭頭補強部材３の垂下部分３ｊが省略されている。

図２５には、第５実施形態に係る杭頭補強構造の第３変形例が示されている。第３変形例の杭頭補強部材３は、第４実施形態の第５変形例に対応し、図１９に示した十字形に組み合わせた第５実施形態に対し、杭芯を包囲するようにして、４つの杭頭補強部材３の横向き板状部分３ｈ及び垂下部分３ｊを平面井桁状に組んで構成されている。

第３変形例では、平面井桁状であることから、杭頭部１ａの狭いスペースに、定着面積を効率よく確保できる稠密さと構造的な剛強さを備える杭頭補強部材３の組立体を構成することができ、高い応力伝達性能を確保することができる。

以上説明した第５実施形態の各種変形例のいずれにあっても、上記第１実施形態、第４実施形態、並びに第５実施形態が奏する作用効果と同様の作用効果を奏することはもちろんである。

上記実施形態では、突出部３ｄを上下方向縦向き板状部分３ａの片側へ突出させる場合を例示して説明したが、両側へ突出させるようにしても良いことはもちろんである。

またこれら第４及び第５実施形態についても、図３に示したように、杭頭補強部材３の貫通孔３ｂに、基礎２に施工される基礎鉄筋２ａを挿通しても良いことはもちろんである。

１杭
１ａ杭頭部
２基礎
３，４，５杭頭補強部材
３ａ，４ａ上下方向縦向き板状部分
３ｂ貫通孔
３ｃ板表面
３ｄ突出部
３ｅ接合面部
３ｈ横向き板状部分
３ｊ垂下部分
５ａ中空筒体
５ｂ板
８鍔部材
９堰部材
１３仕切り部材

Claims

杭と基礎との間で杭頭部に作用する力を伝達するために、該基礎中に上部側が埋設されると共に、下部側が該杭頭部の鋼製部分と応力伝達可能に設けられる杭頭補強部材を有する杭頭補強構造であって、
上記杭頭補強部材は、上記杭頭部に接合され、上記鋼製部分との間で応力伝達する上下方向縦向き板状部分と、該上下方向縦向き板状部分を横向きに貫通する貫通孔と、上記上下方向縦向き板状部分の表面から突設される突出部とを備えることを特徴とする杭頭補強構造。
前記突出部は、前記貫通孔をその周りから包囲する形態で形成されることを特徴とする請求項１に記載の杭頭補強構造。
前記杭頭補強部材の前記上下方向縦向き板状部分は、前記鋼製部分に面する接合面部を有して、該接合面部が該鋼製部分に溶接接合される鋼製板で形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の杭頭補強構造。
前記鋼製板は前記杭頭部の周りに間隔を隔てて複数配列され、前記接合面部は上記鋼製板の板端面であることを特徴とする請求項３に記載の杭頭補強構造。
前記杭頭補強部材の前記上下方向縦向き板状部分は、前記鋼製部分に面する接合周面部を有して、該接合周面部が該鋼製部分に溶接接合される鋼製中空筒体で形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の杭頭補強構造。
前記杭頭補強部材の前記上下方向縦向き板状部分は、前記杭頭部を、間隔を隔てて包囲する鋼製中空筒体と、該杭頭部から隙間を隔てて、該鋼製中空筒体の内周面に接合して設けられる鋼製板とから構成され、
上記上下方向縦向き板状部分は、上記中空筒体内部に充填される充填材を介して、上記杭頭部に接合されることを特徴とする請求項１または２に記載の杭頭補強構造。
前記杭頭補強部材は、前記杭頭部の直上を横向き方向に跨ぐ横向き板状部分を備え、
該横向き板状部分は、上記杭頭部を挟んで当該杭頭部の両側に配置される前記上下方向縦向き板状部分を連結し、
上記杭頭補強部材は、上記杭頭部の前記鋼製部分との間で応力伝達するために、上記上下方向縦向き板状部分に代えて、少なくとも該上下方向縦向き板状部分及び上記横向き板状部分のいずれかが該杭頭部に接合されることを特徴とする請求項１〜４いずれかの項に記載の杭頭補強構造。
前記横向き板状部分を横向きに貫通する貫通孔と、該横向き板状部分の表面から突設される突出部とを備えることを特徴とする請求項７に記載の杭頭補強構造。
前記杭頭部には、その周方向に沿って環状の鋼製鍔部が形成され、該鍔部に前記杭頭補強部材が接合されることを特徴とする請求項７または８に記載の杭頭補強構造。
前記杭頭部は中空筒状に形成され、前記横向き板状部分は、基礎を構築するコンクリートを堰き止めるための堰部材を備えることを特徴とする請求項７〜９いずれかの項に記載の杭頭補強構造。
前記杭頭部は中空筒状に形成され、前記横向き板状部分は、上記杭頭部の内方に垂下される垂下部分を備え、該垂下部分の下端には、杭頭部の内方を上下に仕切る仕切り部材が備えられ、さらに、上記垂下部分を横向きに貫通する貫通孔と、該垂下部分の表面から突設される突出部とを備えることを特徴とする請求項７〜９いずれかの項に記載の杭頭補強構造。