JP6274552B2

JP6274552B2 - 基礎杭構造

Info

Publication number: JP6274552B2
Application number: JP2013188254A
Authority: JP
Inventors: 満小寺; 智之袴田; 一貴岩井
Original assignee: Nippon Concrete Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Concrete Industries Co Ltd
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2018-02-07
Anticipated expiration: 2033-09-11
Also published as: JP2015055077A

Description

本発明は、既製杭を埋設した基礎杭構造に関する。

主に高支持力杭工法においては、高い支持力を得るために、先端部に根固め液を注入した根固め部を有する杭穴内にコンクリート製の既製杭を埋設し（例えば、特許文献１参照）、この根固め部と杭との結合を強化することを目的に、周面に凹凸や節を付けた特殊形状の杭を用いている（例えば、特許文献２−４参照）。

これらの根固め部中に定着される杭下部に作用する断面力は、おもに軸力であるため、コスト的に安い異形ＰＨＣ杭（プレテンション方式遠心力高強度プレストレストコンクリート杭）が下杭として用いられる。

一方、杭上部については、杭１本当たりが負担する断面力が比較的大きいため、従来多用されていたＰＨＣ杭より耐荷性能が大きいＰＲＣ杭（ＰＣ鋼線と異形棒鋼を軸方向筋としスパイラル鉄筋を横方向拘束筋とする遠心力高強度プレストレストコンクリート杭）や、ＳＣ杭（外殻鋼管付遠心力コンクリート杭）が上杭として適する。

ただし、ＰＲＣ杭の場合、上部構造から伝達される断面力を杭頭へ伝達する杭頭補強鉄筋の配置可能本数が限られているため、断面力が大きい場合にはＰＲＣ杭は採用し難く、上杭としてはＳＣ杭が選択されることが多い。

また、既製杭は、工場から工事現場まで一般の道路を利用して運送するため、工場での製造長さは概ね１５ｍ以下に制限される。そして、工事地点の支持層の深さに応じて複数の既製杭を継ぎ足して所要の杭基礎を構築する。

この場合、高価な外殻鋼管にかかるコストを抑えるため、一般的に上杭としてのＳＣ杭の杭長は５〜１０ｍ程度が多く、下杭としての通常ＰＨＣ杭や上記の異形ＰＨＣ杭にＳＣ杭を溶接や機械式の継手金具を用いて継いでいる。

すなわち、図１１に示されるように、上杭（ＳＣ杭）１の下端エンドプレート２と下杭（異形ＰＨＣ杭）３の上端エンドプレート４とを溶接や継手金具などの継手部５により連結している。

なお、ＳＣ杭の従来の筒状鋼製板は、通常ＰＨＣ杭の型枠には収めることができない形状であるため、ＳＣ杭とＰＨＣ杭とを一体で製作することができないとともに、従来の筒状鋼製板の周面摩擦力は、ストレートのＰＨＣ杭と同様の摩擦力を採用しており、多くの周面摩擦力を期待していない。

特開２００６−３４８５６４号公報特開２００６−１２５０８９号公報特開２００３−１２９４７１号公報特許第４７２４８７９号公報

ＳＣ杭により杭上部の構造上の強度を確保しようとすると、図１１に示されるように溶接したり継手金具を設けてＳＣ杭とＰＨＣ杭とを継ぐ必要があり、継手金具費の増加および施工現場での杭の接合作業の手間などが増えコストアップする問題が生じている。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、耐荷性能が要求される杭上部と安価な杭下部とを一体で製作した既製杭を用いることで、構造上の強度と経済性を兼ね備えた基礎杭構造を提供することを目的とする。

本発明は、軸部と、この軸部より拡径した根固め部とを有する杭穴内にコンクリート製の既製杭を埋設し前記杭穴内における少なくとも根固め部に根固め液を注入して形成した基礎杭構造であって、前記既製杭の少なくとも根固め部より上側に位置する部分は、ＰＣ構造またはＲＣ構造の杭を芯材とした杭下部と、ＰＣ構造またはＲＣ構造の杭を芯材とし前記杭下部の上端部に一体な杭上部とを有し、前記杭上部は、芯材に筒状鋼製板が一体化され、前記杭下部は、芯材のままである構成の基礎杭構造である。

本発明によれば、根固め液を注入した根固め部を有する杭穴内に埋設する既製杭の少なくとも根固め部より上側に位置する部分を、ＰＣ構造またはＲＣ構造の杭を芯材とし、筒状鋼製板を一体化した杭上部と、ＰＣ構造またはＲＣ構造のままの杭下部とを一体で製作したので、耐荷性能が要求されるＳＣ杭構造の杭上部と安価な杭下部とを一体成形でき、溶接や継手金具費の廃止や削減、接合作業の軽減および施工性向上によるコストダウン効果が期待でき、構造上の強度と経済性を兼ね備えた基礎杭構造を提供できる。

本発明に係る基礎杭構造の第１実施の形態を示す断面図である。同上杭構造の杭断面図である。同上杭構造における筒状鋼製板の異形加工例を示す説明図である。同上杭構造における筒状鋼製板の他の異形加工例を示す説明図である。本発明に係る基礎杭構造の第２実施の形態を示す断面図である。同上杭構造の杭断面図である。本発明に係る基礎杭構造の第３実施の形態を示す断面図である。同上杭構造の杭断面図である。本発明に係る基礎杭構造の第４実施の形態を示す断面図である。同上杭構造の杭断面図である。従来の基礎杭構造を示す断面図である。

以下、本発明を、図１乃至図４に示された第１実施の形態、図５および図６に示された第２実施の形態、図７および図８に示された第３実施の形態、図９および図１０に示された第４実施の形態に基いて詳細に説明する。

先ず、図１乃至図４に示された第１実施の形態を説明する。

図１に示されるように、掘削された杭穴11は、軸部12およびこの軸部12の先端部に軸部12より拡径した根固め部13を有する。その杭穴11の根固め部13内に根固め液としてのセメントミルク14を注入し、杭穴11内にコンクリート製の既製杭15を埋設するとともに、杭穴11の軸部12と既製杭15との間の隙間に杭周固定液として充填されたセメントミルク14を固結させる。

このように、先端部にセメントミルク14を注入した根固め部13を有する杭穴11内にコンクリート製の既製杭15を埋設し、以下のような基礎杭構造を構成する。

（1）前記既製杭15は、図２に示されるように杭上端のエンドプレート17と杭下端のエンドプレート18との間にＰＣ鋼線19を緊張させたＰＣ構造または鉄筋を配筋したＲＣ構造の杭を芯材とし、ＳＣ杭構造に構成した杭上部15aと、ＰＣ構造またはＲＣ構造の杭をそのまま用いた杭下部15bとを一体成形する。

（2）前記既製杭15は、図１および図２に示されるように杭上部15aの芯材の外周面部に筒状鋼製板21を一体化してなる。この筒状鋼製板21としては、帯状の鋼製板を螺旋状に巻きたてて溶接することにより円筒状に成形したスパイラル鋼管が一般的であるが、このようなスパイラル鋼管において溶接の際に生じた溶接ビードの突起を切削したものを筒状鋼製板21として用いる。あるいは、筒状鋼製板21としては、鋼製板を円筒状に成形しながら継ぎ目を電気抵抗溶接し、その溶接の際に生じた溶接ビードの突起を除去した電縫鋼管を用いても良い。

（3）前記筒状鋼製板21は、表面が無加工の通常鋼製板でも良いが、表面に異形加工を施した鋼製板としても良い。例えば、図３に示される縞状模様22の凹凸加工を施したり、図４に示されるチェック模様23の凹凸加工を施したり、図示しないエンボス模様の凹凸加工を施すと良い。

（4）前記既製杭15の杭下部15bは、その周面に凹凸や節を付けないストレート杭の構造に形成しても良いし、凹凸や節を付けた異形ＰＨＣ杭または異形ＲＣ杭の構造に形成しても良い。図１および図２に示されるように既製杭15のうち根固め部13内に位置する部分は、ストレート杭構造とは異なり杭穴11の根固め部13内と対応する軸方向位置の全周面に単数または複数の溝24が設けられた溝付き杭である。すなわち、既製杭15のうち根固め部13内に位置する部分は、ストレート杭構造と異なる異形ＰＨＣ杭または異形ＲＣ杭構造に形成したので、この部分と根固め部13との軸力方向の結合を強化することができる。

（5）前記異形ＰＨＣ杭または異形ＲＣ杭構造の少なくとも溝24は、図１に示されるように前記根固め部13内に位置させる。なお、図示の例では根固め部13は、杭穴11の軸部12を拡径した拡底形状としている。

（6）前記杭上部15aと杭下部15bとを遠心成形機により一体で製作する。その際、図２に示されるように、溶接ビードを廃した杭上部15aの筒状鋼製板21の表面と、杭下部15bのコンクリート成形面が、同一の回転型枠内で面一に一体成形される。

すなわち、ＰＣ構造の杭としての異形ＰＨＣ杭またはＲＣ構造の杭としての異形ＲＣ杭の上部に位置する必要部分に、溶接ビードを廃した筒状鋼製板21を一体化するように、この筒状鋼製板21を遠心成形機の回転型枠内の一部に配置することで、ＳＣ杭と、異形ＰＨＣ杭または異形ＲＣ杭とを一体で製作する。これにより、２種杭間の溶接または継手金具を廃止することができる。

また、図１および図２には、上記の通り、溶接または継手金具による継手を廃止した例を示したが、支持層が深く、杭全長が１５ｍを超える場合には、杭下部15bのＰＣ構造またはＲＣ構造を複数の杭で構成しても良い。すなわち、既製杭15の少なくとも根固め部13より上側に位置する部分を、ＰＣ構造またはＲＣ構造の杭を芯材とし筒状鋼製板21を一体化した杭上部15aと、ＰＣ構造またはＲＣ構造のままの杭下部15bとを一体で製作した構成とすれば良く、根固め部13内に埋設されるＰＣ構造またはＲＣ構造の下杭は、別体製作して溶接や継手金具で継ぎ足すようにしても良い。

例えば、杭全長が３０ｍとなる場合、従来は６〜１０ｍのＳＣ杭と１２〜１０ｍのＰＨＣ杭２本により３本継ぎの杭としていたが、ＳＣ杭構造とした杭上部15aとＰＣ構造またはＲＣ構造とした杭下部15bとからなる１５ｍの上杭と、１５ｍのＰＣ構造またはＲＣ構造の下杭とにより、２本継ぎの杭とすることができ、溶接または継手金具を２箇所から１箇所に削減することができる。

このように、セメントミルク14を注入した根固め部13を有する杭穴11内に埋設する既製杭15の少なくとも根固め部13より上側に位置する部分を、ＰＣ構造またはＲＣ構造の杭を芯材とし、溶接ビードを廃した筒状鋼製板21を一体化した杭上部15aと、ＰＣ構造またはＲＣ構造のままの杭下部15bとを一体で製作したので、耐荷性能が要求されるＳＣ杭構造の杭上部15aと安価な杭下部15bとを一体の杭で実現することができ、溶接や継手金具費の廃止や削減、接合作業の軽減および施工性向上によるコストダウン効果が期待でき、構造上の強度と経済性を兼ね備えた基礎杭構造を提供できる。

さらに、杭上部15aの筒状鋼製板21の表面に図３または図４に示されるような異形加工を施した場合は、セメントミルク硬化層や地盤に対する杭上部15aの周面摩擦力が向上し、杭の支持力を増加させることができる。

次に、図５−図１０に示された第２−４実施の形態を参照しながら、ＳＣ杭構造の杭上部15aと、根固め部13内に位置する部分を異形ＰＨＣ杭または異形ＲＣ杭構造とした杭下部15bとを一体成形した既製杭15A，15B，15Cを用いた基礎杭構造を説明する。なお、図１および図２に示された第１実施の形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

図５および図６に示された第２実施の形態は、拡底溝付き杭型の既製杭15Aを用いた例であり、杭下部15bの上半部に対し杭穴11の根固め部13内に位置する下半部を大径に形成した拡底部25を有し、この拡底部25の周面に単数または複数の溝24が設けられているため、拡底部25による支持力増加を図ることができる。

図７および図８に示された第３実施の形態は、拡頭拡底溝付き杭型の既製杭15Bを用いた例であり、図５および図６に示された拡底溝付き杭型の既製杭15Aに拡頭部26を付加したものであり、拡底部25による支持力増加に加えて拡頭部26による耐荷性能増加を図ることができる。

図９および図１０に示された第４実施の形態は、節杭型の既製杭15Cを用いた例であり、杭下部15bの根固め部13内に対応する軸方向位置の全周面には単数または複数の節27が設けられているため、節27による支持力増加を図ることができる。

これらの第２−４実施の形態における杭上部15aの筒状鋼製板21の表面にも、縞状模様、チェック模様またはエンボス模様などの異形加工を施しても良い。

そして、これらの第２−４実施の形態によっても、ＰＣ構造またはＲＣ構造の杭を芯材として筒状鋼製板21を一体化した杭上部15aによりＳＣ杭構造を形成できるとともに、このＳＣ杭構造とＰＣ構造またはＲＣ構造の杭とを一体で製作したので、耐荷性能が要求されるＳＣ杭構造の杭上部15aと安価な杭下部15bとを一体の杭で実現することができ、溶接や継手金具費の廃止や削減、接合作業の軽減および施工性向上によるコストダウン効果が期待できる。

本発明は、基礎杭構造を施工などする事業者にとって産業上の利用可能性がある。

11 杭穴
13 根固め部
14 根固め液としてのセメントミルク
15 既製杭
15a 杭上部
15b 杭下部
21 筒状鋼製板

Claims

軸部と、この軸部より拡径した根固め部とを有する杭穴内にコンクリート製の既製杭を埋設し前記杭穴内における少なくとも根固め部に根固め液を注入して形成した基礎杭構造であって、
前記既製杭の少なくとも根固め部より上側に位置する部分は、ＰＣ構造またはＲＣ構造の杭を芯材とした杭下部と、ＰＣ構造またはＲＣ構造の杭を芯材とし前記杭下部の上端部に一体な杭上部とを有し、
前記杭上部は、芯材に筒状鋼製板が一体化され、
前記杭下部は、芯材のままである
ことを特徴とする基礎杭構造。
既製杭のうち根固め部内に位置する部分は、ＰＣ構造の杭としての異形ＰＨＣ杭またはＲＣ構造の杭としての異形ＲＣ杭の構造に形成した
ことを特徴とする請求項１記載の基礎杭構造。
筒状鋼製板は、表面に異形加工を施した鋼製板である
ことを特徴とする請求項１または２記載の基礎杭構造。