JP4110729B2

JP4110729B2 - 基礎杭頭部の構造

Info

Publication number: JP4110729B2
Application number: JP2000311073A
Authority: JP
Inventors: 政信岡本; 真池田; 嘉之小國
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2020-10-11
Also published as: JP2002115248A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建造物の基礎杭として地盤中に施工された鋼管杭、鋼管コンクリート杭またはコンクリート杭などの基礎杭頭部の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄筋コンクリート構造の基礎として、フーチングまたは基礎スラブ（以下「フーチング」という）直下の地盤の耐力があまり期待できないために、フーチングを介して伝えられる上部構造の応力を、耐力が期待できる地盤まで杭によって伝える杭基礎が知られている。
【０００３】
この場合の基礎杭として、例えば鋼管杭または鋼管コンクリート杭などが使用され、これらの杭頭部はフーチングと一体に接合されている。これまで、基礎杭の杭頭部をフーチングと一体的に接合する方法としては、例えば図７（ａ）に図示するような、基礎杭２０の上端部に杭頭部とフーチングとを接合するための接合鉄筋２１として鉄筋かごを突設する鉄筋かご方式、図７（ｂ）に図示するような、基礎杭２０の上端部の外周に接合鉄筋２１を直接溶接して突設するひげ筋方式、図７（ｃ）に図示するような、基礎杭２０の上端部の外周にねじ式カプラーまたはナット２２を溶接し、このカプラーまたはナット２２に接合鉄筋２１を螺合して突設するカプラー方式が知られている。
【０００４】
いずれの方式においても、基礎杭２０の上端部に突設された接合鉄筋２１がフーチングのコンクリート内に定着されることで、基礎杭２０の杭頭部とフーチグとが一体的に接合される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、鉄筋かご方式の場合、接合鉄筋２１としての鉄筋かごは鋼管杭２０ａの上端部に充填されたコンクリート２０ｂ内に挿入して突設されることから、鉄筋の配筋スペースがせまく、過密配筋になりやすい。このため困難な施工を強いられるだけでなく、力学性能が劣る等の課題があった。
【０００６】
また、ひげ筋方式には現場溶接の品質保証が難しい等の課題があり、カプラー方式には鉄筋かご方式やひげ筋方式の上述するような問題点は解決できるものの、コスト高になる等の課題があった。
【０００７】
また、カプラー方式の場合、多角柱状のカプラーを鋼管杭の外周に直接溶接して取り付ける際、例えば図７（ｃ）に図示するようにカプラー２２の一側面を鋼管杭２０ａの側面部に当接させ、その両端部を鋼管杭２０ａに溶接することとなるが、この溶接がきわめて面倒なものであった。
【０００８】
しかも、カプラー２２を鋼管杭２０ａの外周に溶接できても、この両端の溶接部間の距離ｍがきわめて短いため、基礎杭２０が水平方向に力Ｐを受けた時などにモーメント抵抗が小さく、力学的な弱点になりやすいという問題があった。
【０００９】
このようなカプラー方式の問題点を解決する方法が、例えば特開平１１−２４７１８４号公報に掲載されている。
本公報に掲載の方法では、図７（ｄ）に図示するようにカプラー（ねじ孔付接続具）の代わりに通常の鋼管２３を使ってねじ鉄筋からなる接合鉄筋２１を固定するため、コスト的にはカプラー方式に比べて改善されるが、鋼管２３を杭頭部の外周に溶接するのは、多角柱のカプラー２２を溶接する場合よりもさらに困難なだけでなく、溶接部が力学的弱点であることにかわりがない。
【００１０】
さらに、カプラー方式と異なり、鋼管２３に接合鉄筋２１としてねじ鉄筋を貫通させて固定するためには、鋼管２３の下端部と上端部から接合鉄筋２１に固定ナット２４と２５をそれぞれ締め付ける必要があり、この場合、杭頭部の外周に鋼管２３を取り付けた後から下側の固定ナット２４を接合鉄筋２１に締め付けるのは容易でない。
【００１１】
また、接合鉄筋２１に作用する軸力は固定ナット２４および２５を介して鋼管２３に伝達されるが、鋼管２３の断面力は接合鉄筋２１の軸力と同程度になるため、かなり肉厚の鋼管を必要とし、現実的でない等の課題がある。
【００１２】
この発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、基礎杭の頭部に杭頭部とフーチングとを接合するため接合鉄筋を簡単かつ確実に取り付けることができて、施工性の向上と経済施工を可能にした基礎杭頭部の構造を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の基礎杭頭部の構造は、杭頭部の外周に取り付けられた接続金具に接合鉄筋が固定されてなる基礎杭頭部の構造において、前記接続金具は、前記杭頭部の外周に取り付けられて中空部を形成する側部金具と、この側部金具の上下に設けられた支圧板とから形成され、前記接合鉄筋は前記上下の支圧板を貫通して設けられていることを特徴とする。
【００１４】
ここで、側部金具としては、杭頭部に取り付けて形成される中空部に接合鉄筋を配置することができるものであればよく、中空部の断面が半円形、台形、三角形等となるものなど様々な形状のもを用いることができるが、例えば溝形鋼を適当な長さに切断したもの、適当な長さに切断した２本のＬ形鋼を溝形状に突き合わせ、溶接したもの等を使用することができる。
【００１５】
また、中空部の断面は必ずしも閉じている必要はなく、前述の例ではＬ形鋼の突き合わせ部分に隙間があっても構わないが、その場合は接合鉄筋が通らないような隙間とすることが望ましい。
【００１６】
支圧板は側部金具の上下に設けられて、接合鉄筋が側部金具に対して上下方向に移動するのを拘束するので、側部金具と支圧板とを溶接により固定しない場合には設置時に側部金具の断面を通過しない形状とする必要がある。
【００１７】
上下の支圧板の間隔が長いほどせん断力に抵抗する力が大きくなるので、側部金具はできるだけ長い方が好ましいが、支圧板は必ずしも側部金具の上端よりも上部と側部金具の下端よりも下部とする必要はなく、側部金具内の中間部に取り付けられていてもよい。
【００１８】
請求項２記載の基礎杭頭部の構造は、請求項１記載の基礎杭頭部の構造において、支圧板は側部金具の上端部と下端部にそれぞれ溶接により取り付けられていることを特徴とする。
【００１９】
請求項３記載の基礎杭頭部の構造は、請求項１または２記載の基礎杭頭部の構造において、中空部に固化材が充填されていることを特徴とする。固化材としては、モルタルまたはコンクリート等を用いることができる。これらの固化材を充填することにより接合鉄筋の固定度を向上させたり、腐食対策を行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態
図１〜図３は、この発明に係る基礎杭頭部の構造の一例を示し、図において基礎杭として施工された鋼管杭１の上端部の外周に、接続金具２が鋼管杭１の周方向に所定間隔おきに複数突設され、この接続金具２に鋼管杭１の杭頭部をその上側に施工されたフーチング３に接合するための接合鉄筋４としてねじ鉄筋がそれぞれ突設されている。
【００２１】
接続金具２は、側部金具２ａとこの側部金具２ａの上端部と下端部にそれぞれ取り付けられた二枚の支圧板２ｂおよび２ｃとから形成されている。
側部金具２ａは鋼管杭１側に開口し、かつ鋼管杭１の上下方向に連続する断面ほぼ溝形状に形成されている。また、側部金具２ａは鋼管杭１の外側部に両側のフランジ２ｄ，２ｄの先端をそれぞれ上下方向に連続溶接することにより取り付けられている。
【００２２】
なお、側部金具２ａには、例えば溝形鋼を適当な長さに切断したものが使用され、その際、接合鉄筋４に作用する軸力の大きさ等を参酌して側部金具２ａの長さが適宜決められている。
【００２３】
支圧板２ｂと２ｃはともに、中央に接合鉄筋４を貫通させるための貫通孔２ｅを有し、側部金具２ａの上端側と下端側にそれぞれ溶接によって取り付けられている。また、上側の支圧板２ｂと鋼管杭１との間には一定の隙間ｓが設けられ、下側の支圧板２ｃは鋼管杭１の外周に密着させて取り付けられている。その際、支圧板２ｃの鋼管杭１との当接部は鋼管杭１の外側部に隙間なく密着するように、鋼管杭１の外周に沿って円弧状に形成されている。
【００２４】
なお、支圧板２ｂと２ｃはともに、側部金具２ａと同様に接合鉄筋４に作用する軸力の大きさ等を参酌して厚さが適宜決められている。
接合鉄筋４は接続金具２に上下の支圧板２ｂおよび２ｃの貫通孔２ｅと側部金具２ａ内を鋼管杭１の軸方向に連続して貫通し、上端側が上方向に所定長さ延びている。
【００２５】
そして、支圧板２ｂの上側と支圧板２ｃの下側から接合鉄筋４に固定ナット５ａと５ｂがそれぞれ螺合されている。こうして、接合鉄筋４は接続金具２を介して鋼管杭１の外周に上方に向けて突設されている。なお、接合鉄筋４にはねじ鉄筋の他に丸鋼なども使用されている。
【００２６】
このような構成において、接合鉄筋４に作用する軸力は定着ナット５ａおよび５ｂ、上下の支圧板２ｂおよび２ｃ、側部金具２ａ、そして鋼管杭１へと確実に伝達される。
【００２７】
なお、図４〜図６に図示するように、各接続金具２の上側の支圧板２ｂの代わりとして、各接続金具２の上側の支圧板２ｂが鋼管杭１の円周方向に連続するリング状に形成された１枚の支圧板６（図６（ａ）参照）を、また下側の支圧板２ｃの代わりとして支圧板６を半割りにした支圧板７（図６（ｂ）参照）を使用してもよい。
【００２８】
このような支圧板６と７を使用することで、効率的な作業をおこなうことができるとともに、杭頭部の剛性を高めることができる。
また、図３（ｂ）に図示するように側部金具２ａと上下の支圧板２ｂおよび２ｃとで形成される中空部８に隙間ｓからモルタルやコンクリート等の固化材９を充填することで、接続金具の剛性を高め、接合鉄筋４に作用する軸力を鋼管杭１により確実に伝達させることができる。
【００２９】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したとおりであり、特に接続金具の側部金具は杭頭部の外周に取り付けられて中空部を形成するように形成されていることで、両側フランジの先端を円弧状をなす杭頭部の外周に溶接により簡単かつ確実に取り付けることができ、また側部金具が溝形状をなす場合、溝形鋼を適当な長さに切断したものを側部金具として使用できるので特別なものを必要とせず、施工性の向上と経済施工が図れる。
【００３０】
また、接合鉄筋が、側部金具内とこの側部金具の上端部と下端部にそれぞれ溶接された上下の支圧板を貫通して設けられていることで、上下支圧板の上側と下側から接合鉄筋に固定ナットを螺合したり、または上下の支圧板に接合鉄筋を溶接する等の方法により、接合鉄筋を接続金具に確実に定着させることができる。
【００３１】
さらに、中空部に固化材が充填されていることで、接合鉄筋を接続金具により確実に定着させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は基礎杭頭部の構造を示す一部斜視図である。
【図２】接続金具および接合鉄筋の取付状態を示す基礎杭頭部の一部斜視図である。
【図３】接続金具および接合鉄筋の取付状態を示す基礎杭頭部の一部を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は正面図である。
【図４】基礎杭頭部の構造を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）は平面図である。
【図５】基礎杭頭部の構造を示し、（ａ）はその分解正面図、（ｂ）は平面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は支圧板の他の例を示す平面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は従来の基礎杭頭部の構造を示す縦断面図、（ｄ）はその一部側面図、（ｅ）は一部平面図である。
【符号の説明】
１鋼管杭
２接続金具
２ａ側部金具
２ｂ支圧板
２ｃ支圧板
２ｄフランジ
３フーチング
４接合鉄筋
５ａ固定ナット
５ｂ固定ナット
６支圧板
７支圧板
８中空部

Claims

杭頭部の外周に取り付けられた接続金具に接合鉄筋が固定されてなる基礎杭頭部の構造において、前記接続金具は、前記杭頭部の外周に取り付けられて中空部を形成する側部金具と、この側部金具の上下に設けられた支圧板とから形成され、前記接合鉄筋は前記上下の支圧板を貫通して設けられていることを特徴とする基礎杭頭部の構造。
支圧板は、側部金具の上端部と下端部にそれぞれ溶接により取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の基礎杭頭部の構造。
中空部に固化材が充填されていることを特徴とする請求項１または２記載の基礎杭頭部の構造。