JP3665855B2 - 杭と柱の接合工法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は建物の基礎に係わり、特に杭と柱の簡便かつ合理的な接合工法に関する。
【0002】
【従来の技術】
建物の基礎における杭は上部構造の荷重を支持するために柱と確実に接合されなければならない。そのため、杭と柱との接合部には大掛かりなフーチングを設けて確実強固な接合を行い、かつ隣り合うフーチング間には基礎梁を設けることが従来一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来一般の基礎の構造ではフーチングや基礎梁を設けることによる基礎工事費の増大が不可避であり、特にフーチングの施工は多数の鉄筋が縦横に錯綜するので複雑かつ面倒な作業となる。
【0004】
そのため、近年においてはフーチングや基礎梁を省略して杭と柱とを直接的に接合することも試みられつつあるが、杭と柱とを簡略にかつ確実に接合し得る有効適切な構造とその施工方法は確立されておらず未だ試行段階にある。
【0005】
上記事情に鑑み、本発明は杭と柱とを十分に簡便にかつ確実に接合し得る有効な工法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、柱脚締結用のボルトを植設した杭頭接合金物を中空杭の杭頭部に固定して、柱のベースプレートを前記ボルトに締結することにより前記杭頭接合金物を介して杭頭と柱脚とを接合するとともに、ベースプレートの下方に延長させた柱脚部を杭頭部の中空部に挿入し、該中空部にコンクリートを充填して該コンクリートを介して柱脚部を杭頭部に固着せしめるようにした杭と柱の接合工法であって、前記杭頭接合金物には柱建方時に建入れ直し用のワイヤーを連結するための連結片を設けておいて、前記杭を施工した後に該杭頭接合金物を杭頭部に位置決めして固定し、柱建方に際しては、該柱のベースプレートのボルト孔に前記ボルトを挿通せしめてその位置決めとレベル調整を行い、かつ該柱の柱頭部に前記ワイヤーの一端を連結するとともに該ワイヤーの他端を他の杭の杭頭部に固定した杭頭接合金物の連結片に連結して該ワイヤーを張設することにより該柱の建入れ直しを行い、しかる後に、前記ベースプレートを前記ボルトにより前記杭頭接合金物に対して締結するとともに杭頭部にコンクリートを充填することを特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1〜図3は本発明の第1実施形態を示すものである。本第1実施形態は、従来一般の基礎におけるフーチングや基礎梁を省略して杭1と柱2とを杭頭接合金物3を介して接合するようにしたものである。
【0010】
本第1実施形態における杭1は既製の中空PC杭であって、杭頭にはPC鋼線定着用の環状のPC定着鋼板4が固着され、杭頭部の周囲には補強鋼板5が嵌着されているものである。
【0011】
本第1実施形態における柱2は円形断面の鋼管柱であって、柱脚にはベースプレート6が一体に設けられ、そのベースプレート6を上記の杭頭接合金物3を介して杭頭に締結し、かつ、ベースプレート6の下方に延長されている柱脚部7を杭1の中空部に挿入してそこにコンクリート8を打設充填することにより、柱脚部7を杭1に対して固着するようにされている。柱脚部7には定着強度増強のためのスタッド9を設けておくことが好ましい。
【0012】
本第1実施形態における杭頭接合金物3は鋼板製のもので、図3に示すように杭1の断面形状にほぼ合致する環状の本体部3aの上面に所定規格のボルト10(たとえばM20×170)が複数本(図示例では4本)植設されているものである。それらボルト10の本数と位置は、接合するべき柱2のベースプレート6に形成されているボルト孔11に対応するものとされている。各ボルト10の本体部3aに対する植設は溶接によるか、あるいは図3(c)に示すように本体部3aに設けたネジ穴にボルト10の下端部を螺着してナットにより締め付けることでも良く、その場合には(d)あるいは(e)に示すようにボルト10の中間部や頭部にスパナをかけるための平坦部や矩形頭部を設けておくと良い。また、本体部3aの周囲には4方向に突出する連結片12が設けられている。それら連結片12は、柱建方に際して各柱2を支持するワイヤー13を連結するためのもので、その先端部にはシャックル孔14が設けられている。ワイヤー13は柱2の建方時にその建入れ直しを行うためのもので、建入れすべき柱2の柱頭部にワイヤー13の一端を連結するとともにそのワイヤー13の他端を周囲に隣接している他の杭1の杭頭部に固定されている他の杭頭接合金物3における連結片12にそれぞれ連結して、それらワイヤー13を図1〜図2に示すように斜めに張設することでその柱2の建入れ直しを行って自立状態で仮支持するようになっている。
【0013】
上記杭頭接合金物3を用いて杭1と柱2を接合する場合の構造を、その施工手順とともに具体的に説明する。
【0014】
杭1を施工した後、その杭頭に杭頭接合金物3を固定する。杭頭に対する杭頭接合金物3の固定は、杭頭に固着されているPC定着鋼板4に対して本体部3aを直接的に溶接することで行う。その際、杭頭接合金物3の位置を柱2の建て込み位置に対して正確に合致させ、各連結片12の突出方向を柱2の通り芯に合致させる。
【0015】
そして、柱2のベースプレート6に形成されているボルト孔11を杭頭接合金物3の各ボルト10に挿通せしめることで、柱脚部7を杭頭部の中空部内に挿入した状態で柱2を建て込む。この際、柱2の水平方向の位置決めはボルト10により自ずと正確になされるが、柱2のレベル調整(上下方向の位置決め)はボルト10に螺着した下ナット15により行う。また、柱頭部にワイヤー13の一端を連結するとともに該ワイヤー13の他端を隣接する他の杭1の杭頭部に固定されている杭頭接合金物3の連結片12にシャックルを介して連結して張設することで該柱2の建入れ直しを行って仮支持する。
【0016】
上記のようにして柱2を建て込んで位置決めした後、ボルト10に上ナット16を螺着することでベースプレート6を杭頭接合金物3に対して締結し、杭頭部の中空部にコンクリート8を打設充填することで柱脚部7を杭頭部に対して固着せしめる。
【0017】
本第1実施形態の工法によれば、杭1と柱2とを確実強固に接合できることはもとより、その施工は極めて簡便かつ容易に行うことができる。特に、ボルト10を植設した杭頭接合金物3を介して杭1と柱2とを接合するようにしたことで、柱2の建て込みと位置決めを容易にかつ精度良く行い得ることはもとより、仮に柱2の建て込み位置に対して杭1がずれて施工されていたような場合には、杭1に対する杭頭接合金物3の固定位置を調整することでその位置ずれを容易にかつ正確に修正することができる。しかも、柱建方の際に建入れ直し用のワイヤー13を連結するための連結片12を杭頭接合金物3に設けているので、通常のようにワイヤー13を連結するための金物を別途用意してそれを取り付ける手間を無くすことができるし、杭頭接合金物3を杭頭に固定した時点で直ちにワイヤー13の張設が可能となり、この点においても施工性に優れ合理的である。勿論、杭頭接合金物3は鋼板を加工してボルト10を植設しただけの簡単な構成であるので安価に製作することができるものである。
【0018】
なお、このような杭頭接合金物3を用いることなく、各ボルト10を杭頭のPC定着鋼板4に対して直接的に溶接することも従来においては試みられているが、その場合には複数のボルト10を個々に溶接する手間が必要となるのみならず、PC定着鋼板4の上面にはPC鋼線の定着のために多数の凹凸が形成されているから、そこに各ボルト10を正確に位置決めしつつ溶接することは必ずしも容易ではないし、最適位置にボルト10を溶接できない場合もあり得る。その点、本第1実施形態のように杭1と柱2の形状および寸法に対応させて予め製作した杭頭接合金物3を用い、それをPC定着鋼板4に重ねた状態でその全体を一括して溶接して固定することにより、各ボルト10を個々に位置決めして溶接する場合に比較すれば作業性と施工精度を格段に改善することができる。
【0019】
以上で本発明の第1実施形態を説明したが、杭頭接合金物3の形状と寸法は接合対象の杭1と柱2の形状と寸法に対応して適切に設定すれば良く、たとえば図4に示すようにボルト10の植設位置を変更したり、ボルト10の本数を増減する等の変更は任意である。
【0020】
次に、図5〜図7を参照して第2実施形態を説明する。上記第1実施形態では環状の杭頭接合金物3を採用したが、本第2実施形態では短冊形状の杭頭接合金物20を複数(図示例では4つ)用いるようにしたものである。その杭頭接合金物20は短冊形状の本体部20aの基端部上面に1本のボルト21が溶接あるいは螺着されて植設され、本体部20aの先端部にシャックル孔22を有する連結片23が形成されているものである。
【0021】
この杭頭接合金物20を用いて杭1と柱2とを接合するには、杭1を施工した後、上記の各杭頭接合金物20をそれぞれ連結片23を外側に突出させた状態で本体部20aの基端部をPC定着鋼板4に対して溶接して固定する。その際、各ボルト21の位置をそれぞれベースプレート6のボルト孔11の位置に正確に合致させ、連結片23の向きを通り芯方向に合致させる。以降は第1実施形態と同様に、ベースプレート6のボルト孔11を各ボルト21に挿通せしめて柱2を建て込み、各杭頭接合金物20の連結片23にワイヤー13を連結して各柱2の建入れ直しを行うとともに仮支持し、下ナット15によりレベル調整を行った後、上ナット16により締結し、コンクリート8を打設すれば良い。
【0022】
本第2実施形態では、各杭頭接合金物20をそれぞれ杭頭に対して個々に位置決めして固定するので第1実施形態の環状の杭頭接合金物3を用いる場合に比較すると各杭頭接合金物20を杭頭に対して固定する手間が増えることにはなるが、逆に、それぞれの杭頭接合金物20を独立に所望位置に固定することができるし、その使用数は適宜増減することができるから、この杭頭接合金物20は様々な形状、寸法の杭1と柱2を接合する場合全般に広く採用することができ、したがって特定の形状、寸法の杭1と柱2を接合する専用のものとして予め製作しておく必要のある第1実施形態の杭頭接合金物3よりも汎用性に優れる利点がある。
【0023】
以上で本発明の第1および第2実施形態を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されず、以下に列挙するような変形、応用が可能である。
【0024】
本発明における柱はベースプレートを杭頭接合金物に対して締結するものであれば良く、その限りにおいて上記各実施形態のような円形あるいは角形の鋼管柱に限らず、H形鋼をはじめとして適宜断面形状の柱が採用可能である。
【0026】
上記実施形態では杭1として既製の中空PC杭を採用し、その杭頭のPC定着鋼板4に対して杭頭接合金物3,20を溶接して固定するようにしたが、他の構造の中空杭も採用可能であり、杭の構造に合わせて杭頭接合金物の形態や杭に対する固定の構造を変更すれば良い。たとえば鋼管杭を採用する場合にはその杭頭に杭頭接合金物を直接的に溶接すれば良い。
【0027】
杭頭接合金物は柱のベースプレートを締結するためのボルトと、建入れ直し用のワイヤーを連結するための連結片を有するものであれば良く、その限りにおいて第1実施形態の環状の杭頭接合金物3や第2実施形態の短冊状の杭頭接合金物20の他、さらに様々な形状、寸法のものが採用可能である。
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、柱脚締結用のボルトを植設した杭頭接合金物を杭頭部に固定し、前記ボルトに柱脚のベースプレートを締結することで杭頭と柱脚とを前記杭頭接合金物を介して接合することにより、杭と柱とを確実強固にしかも簡便に接合することができ、基礎の構造の簡略化を十分に図ることができる。
【0029】
また、前記杭として中空杭を採用するとともに、前記柱の柱脚部をベースプレートの下方に延長せしめておき、杭頭部に柱脚部を挿入してコンクリートを充填することで柱脚部を杭頭部に固着せしめることにより、杭と柱との接合強度とそれらの間の応力伝達をより高めることができる。
【0030】
さらに、杭を施工した後、柱脚締結用のボルトを植設した杭頭接合金物を杭頭部に位置決めして固定し、ベースプレートのボルト孔に前記ボルトを挿通せしめることで柱を位置決めして建て込むとともにレベル調整を行い、しかる後に前記ベースプレートを前記ボルトにより前記杭頭接合金物に対して締結して杭と柱とを接合する工法であるから、柱の建て込みと位置決め、レベル調整を容易にかつ精度良く行うことができ、仮に柱の建て込み位置に対して杭がずれて施工されていたような場合にも杭に対する杭頭接合金物の固定位置を調整することでその位置ずれを容易にかつ正確に修正することができる。
しかも、杭頭接合金物には柱建方の際に建入れ直し用のワイヤーを連結するための連結片を設けているので、通常のようにワイヤーを連結するための金物を別途用意してそれを取り付ける手間を無くすことができるし、杭頭接合金物を杭頭に固定した時点で直ちにワイヤーの張設が可能となり、この点においても施工性に優れ合理的であるし、杭頭接合金物は鋼板を加工してボルトを植設し連結片を設けただけの簡単な構成であるので安価に製作することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態である杭と柱の接合工法を示す図である。
【図2】 同、接合部の分解図である。
【図3】 同、杭頭接合金物の一例を示す図である。
【図4】 同、杭頭接合金物の他の例を示す図である。
【図5】 本発明の第2実施形態である杭と柱の接合工法を示す図である。
【図6】 同、接合部の分解図である。
【図7】 同、杭頭接合金物の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 杭
2 柱
3 杭頭接合金物
3a 本体部
4 PC定着鋼板
5 補強鋼板
6 ベースプレート
7 柱脚部
8 コンクリート
9 スタッド
10 ボルト
11 ボルト孔
12 連結片
13 ワイヤー
14 シャックル孔
15 下ナット
16 上ナット
20 杭頭接合金物
20a 本体部
21 ボルト
22 シャックル孔
23 連結片
Claims (1)
- 柱脚締結用のボルトを植設した杭頭接合金物を中空杭の杭頭部に固定して、柱のベースプレートを前記ボルトに締結することにより前記杭頭接合金物を介して杭頭と柱脚とを接合するとともに、ベースプレートの下方に延長させた柱脚部を杭頭部の中空部に挿入し、該中空部にコンクリートを充填して該コンクリートを介して柱脚部を杭頭部に固着せしめるようにした杭と柱の接合工法であって、
前記杭頭接合金物には柱建方時に建入れ直し用のワイヤーを連結するための連結片を設けておいて、前記杭を施工した後に該杭頭接合金物を杭頭部に位置決めして固定し、
柱建方に際しては、該柱のベースプレートのボルト孔に前記ボルトを挿通せしめてその位置決めとレベル調整を行い、かつ該柱の柱頭部に前記ワイヤーの一端を連結するとともに該ワイヤーの他端を他の杭の杭頭部に固定した杭頭接合金物の連結片に連結して該ワイヤーを張設することにより該柱の建入れ直しを行い、
しかる後に、前記ベースプレートを前記ボルトにより前記杭頭接合金物に対して締結するとともに杭頭部にコンクリートを充填することを特徴とする杭と柱の接合工法。
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