(57)【要約】【課題】鉄筋固定用金具を用いた無溶接工法による連結鉄筋籠を設計する際に、連結鉄筋籠の建て込み時に座屈が起きないようにするための補強リングの適切な間隔を簡単に決定でき、施工安全性を高めることができる連結鉄筋籠の設計方法を提供すること。【解決手段】複数の主筋、複数のフープ筋、及び複数の補強リングを備え、これら主筋と補強リングとの交差部が鉄筋固定用金具によって固定されている鉄筋籠が複数連結される連結鉄筋籠の設計方法であって、連結鉄筋籠を構成する各鉄筋籠の下部所定箇所で複数の主筋にかかる断面荷重を算出する算出工程（Ｓ１）と、複数の主筋の径サイズ毎に主筋の許容断面荷重と補強リングの最大間隔との関係が設定された補強リング間隔適用テーブルに基づいて、算出工程により算出された複数の主筋にかかる断面荷重と当該主筋の径サイズとに対応する前記補強リングの最大間隔を決定する第１決定工程（Ｓ２）とを含む。【選択図】  図１２
2020105730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸の周囲に該中心軸の方向とほぼ平行に配列された複数の主筋と、
前記中心軸とほぼ直交する円周方向に配設され、前記複数の主筋と交差部を有する複数のフープ筋と、
前記複数の主筋の内側又は外側に配設され、前記複数の主筋と交差部を有する複数の補強リングとを備え、
前記複数の主筋と前記補強リングとの交差部が鉄筋固定用金具によって固定されている鉄筋籠が複数連結される連結鉄筋籠の設計方法であって、
前記連結鉄筋籠を構成する各鉄筋籠の下部所定箇所で前記複数の主筋にかかる断面荷重を算出する算出工程と、
前記複数の主筋の径サイズ毎に主筋の許容断面荷重と前記補強リングの最大間隔との関係が設定された補強リング間隔適用テーブルに基づいて、前記算出工程により算出された前記複数の主筋にかかる断面荷重とこれら主筋の径サイズとに対応する前記補強リングの最大間隔を決定する第１決定工程とを含んでいることを特徴とする連結鉄筋籠の設計方法。
【請求項２】
前記主筋の許容断面荷重が、オイラー式に基づく弾性座屈荷重を、前記主筋の断面積と第１の安全率との積算値で除算して得られた値であり、
前記複数の主筋にかかる断面荷重が、前記各鉄筋籠の下部所定箇所より上部の籠重量を、当該下部所定箇所に配置されている前記複数の主筋の合計断面積で除算して得られた値であり、
前記第１の安全率が、前記連結鉄筋籠を用いた場所打ち杭の施工実績に基づいて、前記補強リング間で座屈が起こらないと想定される値に設定されていることを特徴とする請求項１記載の連結鉄筋籠の設計方法。
【請求項３】
前記複数の主筋の径サイズ毎に前記主筋の許容断面荷重と前記連結鉄筋籠の最下部の補強リングから下端部までの杭底離隔との関係が設定された補強リング杭底離隔適用テーブルに基づいて、
前記算出工程により算出された、前記連結鉄筋籠を構成する最下段の鉄筋籠の下部所定箇所で前記複数の主筋にかかる断面荷重とこれら主筋の径サイズとに対応する前記最下部の補強リングの最大杭底離隔を決定する第２決定工程をさらに含んでいることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の連結鉄筋籠の設計方法。
【請求項４】
前記最下段の鉄筋籠の下部所定箇所で前記主筋にかかる許容断面荷重が、オイラー式に基づく弾性座屈荷重を、前記主筋の断面積と第２の安全率との積算値で除算して得られた値であり、
前記複数の主筋にかかる断面荷重が、前記最下段の鉄筋籠の下部所定箇所より上部の籠重量を、当該下部所定箇所に配置されている前記複数の主筋の合計断面積で除算して得られた値であり、
前記第２の安全率が、前記連結鉄筋籠を用いた場所打ち杭の施工実績に基づいて、前記杭底離隔で座屈が起こらないと想定される値に設定されていることを特徴とする請求項３記載の連結鉄筋籠の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は連結鉄筋籠の設計方法に関し、より詳細には、鉄筋籠の建て込み時における施工安全性を高めることのできる連結鉄筋籠の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物の建設現場では、構造物の耐震強度等を高めるため地盤に杭を打ち込み、構造物を支える杭基礎を形成する工法が一般に採用されている。杭基礎の施工法の一つに場所打ち杭による施工法がある。場所打ち杭とは、円筒状に組み立てられた鉄筋籠を掘削した杭孔内に建て込み、建て込み後にコンクリートを杭孔内に打ち込み、固めて形成したものである。場所打ち杭による施工法には、地面を掘削する方法等の違いにより、オールケーシング工法、アースドリル工法、リバース工法などのいくつかの工法が知られている。
【０００３】
場所打ち杭を構築するために必要となる鉄筋籠の組み立てについては、従来、溶接による仮止めが行われることが多かった。しかしながら、２０１２年３月に「道路橋示方書・同解説」（社団法人  日本道路協会）が改訂され、「１９．８  鉄筋かごの製作及び建込み」の（１）のただし書きに、「…ただし、鉄筋の組立においては、組立上の形状保持などのための溶接を行ってはならない。」と記載され、その解説に、「…、溶接による…施工品質の確保が困難であり鉄筋の断面減少等の欠陥が生じるおそれがあるため、…」と記載され、鉄筋籠の主要構成部材である主筋に直接の溶接を用いてはならないように規定されている。このため、現在では、溶接を行わない無溶接工法が採用されている。このような無溶接工法で製作された鉄筋籠については、下記の特許文献１に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、分割鉄筋籠が連結接続された連結鉄筋籠が記載されている。連結鉄筋籠を構成する分割鉄筋籠は、主筋と補強枠が格子状にそれぞれ交差するように配置され、つまり環状の補強枠の内側に主筋が縦方向に所定本数格子状に配置されると共に、Ｕボルト形状の取り付け金具で補強枠が主筋に取付け保持固定され、その保持固定された補強枠間にフープ筋が多数並列されて、格子状に配置されると共に結束線又は取付金具で取付け保持固定されている。
【０００５】
このような無溶接工法で製作される鉄筋籠については、「一般社団法人  日本基礎協会」が発刊している「場所打ちコンクリート杭の鉄筋かご無溶接工法  設計・施工に関するガイドライン」に則って、鉄筋籠の形状保持と建て込み時の安全性を確保するための検討を行うことが推奨されている。
【０００６】
無溶接工法では、取付金具の固定力が溶接に比べて劣るため、荷重の均等分散を担う、組立用鉄筋としての補強枠（補強リングともいう）が、鉄筋籠の座屈を防止する役割などの重要な役割を果たしている。上記道路橋示方書によれば、「組立用鉄筋の径及びその配置は、鉄筋かごの大きさや重量等によって異なるが、一般的に直径２２ｍｍ程度の鉄筋を２〜３ｍの間隔に配置するのがよい。」と記載されている。
【０００７】
［発明が解決しようとする課題］
阪神淡路の震災以降、年々、杭頭の鉄筋籠配筋の太径／多本数化が著しくなっており、杭頭の過大な荷重を従来同様の脚部主筋（すなわち、杭頭の鉄筋籠と比べて、細径／低本数の主筋からなる鉄筋籠）が支えるという、座屈が起こりやすい配筋になってきている。また、従来滅多に使用されることのなかったＤ５１等の極太径主筋、Ｄ３２やＤ３５などの太径の帯筋が使用され、また、杭長も中間支持層までだったものが、より深い支持層へ到達させるようになるなど、従来の溶接工法時代とは、全く異なる困難な施工条件になってきている。
【０００８】
このように数年前の鉄筋籠の配筋と比較して、現在の鉄筋籠の配筋は、主筋の径や本数、補強リングのサイズ等が、前例のないものとなってきており、鉄筋籠の大重量化、大径化が進み、過去の経験が全く役に立たないほど、施工の難易度が高くなってきている。
【０００９】
鉄筋籠が建て込み時に座屈する要因には、（１）鉄筋重量、（２）杭底状況、（３）ケーシング引き抜きに伴うコンクリート及び注水重量の影響などが挙げられる。オールケーシング工法の場合、ケーシングチューブ切り離し時に、鉄筋籠をケーシング内部に寄り掛からせた状態で自立させることとなり、杭底が傾斜している（水平でない）場合、一部の主筋に鉄筋籠の全荷重がかかり、座屈の危険性が高くなる。また、ケーシング引き抜き時のコンクリートの沈下量の予測が難しく、上記（２）、（３）の要因については、施工前に予測ができない。また、これら要因（２）、（３）に加え、さらに、使用する鋼材の品質や寸法精度にもばらつきがあるため、単なる鉄筋の座屈荷重計算だけでは座屈検討としては不十分であった。
【００１０】
杭孔への建て込み時に、鉄筋籠に座屈が一旦起こると、補強リング間の主筋が完全に座屈し終えるまで収まることがなく、鉄筋籠が円周方向に激しく回転しながら、螺旋状に圧縮されて、沈下することとなる。場合によっては、鉄筋籠の沈下量が数メートルにも及ぶ。このような鉄筋籠の座屈に作業者が巻き込まれた場合、死傷事故に繋がる恐れがある。
【００１１】
鉄筋籠の座屈対策は、施工安全性を高めるために非常に重要度が高いものの、座屈対策のための補強リングの間隔については、現在のところ明確な基準がなく、上記した道路橋示方書の記載を根拠に、３ｍ以下の条件で、あとは施工者毎の判断、すなわち、現場作業者の経験と勘で決定されているのが実情である。
【００１２】
このように、鉄筋固定用金具を用いた無溶接工法で、様々なサイズの鉄筋籠を設計する際に、鉄筋籠の建て込み時に座屈が起きないようにするための補強リングの適切な間隔を、現場作業者の経験や勘に頼らずに、簡単に決定できる方法が実現できていないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第５３８２３９４号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段及びその効果】
【００１４】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、鉄筋固定用金具を用いた無溶接工法で、様々な種類の主筋を用いて、様々なサイズの連結鉄筋籠を設計する際に、連結鉄筋籠の建て込み時に座屈が起きないようにするための補強リングの適切な間隔を簡単に決定でき、施工安全性を高めることができる連結鉄筋籠の設計方法を提供することを目的としている。
【００１５】
上記目的を達成するために本発明に係る連結鉄筋籠の設計方法（１）は、
中心軸の周囲に該中心軸の方向とほぼ平行に配列された複数の主筋と、
前記中心軸とほぼ直交する円周方向に配設され、前記複数の主筋と交差部を有する複数のフープ筋と、
前記複数の主筋の内側又は外側に配設され、前記複数の主筋と交差部を有する複数の補強リングとを備え、
前記複数の主筋と前記補強リングとの交差部が鉄筋固定用金具によって固定されている鉄筋籠が複数連結される連結鉄筋籠の設計方法であって、
前記連結鉄筋籠を構成する各鉄筋籠の下部所定箇所で前記複数の主筋にかかる断面荷重を算出する算出工程と、
前記複数の主筋の径サイズ毎に主筋の許容断面荷重と前記補強リングの最大間隔との関係が設定された補強リング間隔適用テーブルに基づいて、前記算出工程により算出された前記複数の主筋にかかる断面荷重とこれら主筋の径サイズとに対応する前記補強リングの最大間隔を決定する第１決定工程とを含んでいることを特徴としている。
【００１６】
上記連結鉄筋籠の設計方法（１）によれば、前記算出工程により、前記連結鉄筋籠を構成する各鉄筋籠の下部所定箇所で前記複数の主筋にかかる断面荷重を算出する。前記各鉄筋籠の下部所定箇所は、例えば、前記各鉄筋籠の前記主筋の下端部でもよいし、前記各鉄筋籠の最下段の補強リング箇所などでもよい。
そして、前記第１決定工程により、前記補強リング間隔適用テーブルに基づいて、前記算出工程により算出された前記複数の主筋にかかる断面荷重と当該主筋の径サイズとに対応する前記補強リングの最大間隔を決定する。
【００１７】
前記補強リング間隔適用テーブルには、前記複数の主筋の径サイズ毎に主筋の許容断面荷重と前記補強リングの最大間隔との関係が設定されているので、前記鉄筋固定用金具を用いた無溶接工法で、様々な種類の主筋を用いて、様々なサイズの鉄筋籠を設計する際に、前記連結鉄筋籠の建て込み時に座屈が起きないようにするための前記補強リングの適切な間隔を、熟練作業者の経験や勘に頼ることなく、簡単に決定することができる。したがって、前記鉄筋固定用金具を用いた施工安全性の高い、より信頼性の高い無溶接工法を様々な施工現場に広めることができる。
【００１８】
また本発明に係る連結鉄筋籠の設計方法（２）は、上記連結鉄筋籠の設計方法（１）において、
前記主筋の許容断面荷重が、オイラー式に基づく弾性座屈荷重を、前記主筋の断面積と第１の安全率との積算値で除算して得られた値であり、
前記複数の主筋にかかる断面荷重が、前記各鉄筋籠の下部所定箇所より上部の籠重量を、当該下部所定箇所に配置されている前記複数の主筋の合計断面積で除算して得られた値であり、
前記第１の安全率が、前記連結鉄筋籠を用いた場所打ち杭の施工実績に基づいて、前記補強リング間で座屈が起こらないと想定される値に設定されていることを特徴としている。
【００１９】
上記連結鉄筋籠の設計方法（２）によれば、前記主筋の許容断面荷重が、オイラー式に基づく弾性座屈荷重を、前記主筋の断面積と第１の安全率との積算値で除算して得られた値であり、前記第１の安全率が、前記連結鉄筋籠を用いた場所打ち杭の施工実績に基づいて、前記補強リング間で座屈が起こらないと想定される値に設定されている。
【００２０】
本発明者は、これまでに前記鉄筋固定用金具を用いた無溶接工法により製作する連結鉄筋籠の設計を６，０００本以上行ってきた。前記第１の安全率は、これら設計に基づく場所打ち杭の施工実績に基づいて、前記補強リング間で座屈が起こらないと想定される値に設定されている。
すなわち、様々な種類（直径、長さ、本数）の主筋を用いて、様々なサイズ（籠径、杭長、重量）の連結鉄筋籠を実際に施工したときの前記連結鉄筋籠の施工状態（例えば、正常に施工できた（座屈等が起こらなかった）場合、何らかの原因（鉄筋籠連結部の食い下がり、鉄筋籠の変形等）により鉄筋籠の沈下が生じた場合などの状態）とその設計条件を比較検討し、さらに上記した座屈要因に関する不安定要素も加味して、様々な条件で設計された前記連結鉄筋籠の前記補強リング間で座屈が起こる可能性が低くなる値に設定されている。
【００２１】
また、前記複数の主筋にかかる断面荷重（換言すれば、単位断面積荷重）が、前記各鉄筋籠の下部所定箇所より上部の籠重量を、当該下部所定箇所に配置されている前記複数の主筋の合計断面積（主筋断面積×主筋本数の値）で除算して得られた値となっている。
前記連結鉄筋籠については、建て込み時の様々な要因により、座屈の要因である圧縮荷重を予め確定できない。そのため、前記各鉄筋籠の下部所定箇所より上部の籠重量（すなわち、鋼材重量）のみを圧縮荷重と見做して、前記複数の主筋にかかる断面荷重を求める。このようにして求められる前記複数の主筋にかかる断面荷重は、異なる杭径、杭長、配筋サイズ等の設計条件が異なっていても定量的に求められる値となっている。したがって、前記第１決定工程において、前記補強リング間隔適用テーブルに基づいて決定される前記補強リングの最大間隔の設計値の信頼性を高めることができる。
【００２２】
また本発明に係る連結鉄筋籠の設計方法（３）は、上記連結鉄筋籠の設計方法（１）又は（２）において、
前記複数の主筋の径サイズ毎に前記主筋の許容断面荷重と前記連結鉄筋籠の最下部の補強リングから下端部までの杭底離隔との関係が設定された補強リング杭底離隔適用テーブルに基づいて、
前記算出工程により算出された、前記連結鉄筋籠を構成する最下段の鉄筋籠の下部所定箇所で前記複数の主筋にかかる断面荷重とこれら主筋の径サイズとに対応する前記最下部の補強リングの最大杭底離隔を決定する第２決定工程をさらに含んでいることを特徴としている。
【００２３】
上記連結鉄筋籠の設計方法（３）によれば、さらに、前記第２決定工程により、前記補強リング杭底離隔適用テーブルに基づいて、前記算出工程により算出された、前記連結鉄筋籠を構成する最下段の鉄筋籠の下部所定箇所で前記複数の主筋にかかる断面荷重とこれら主筋の径サイズとに対応する前記最下部の補強リングの最大杭底離隔を決定する。
【００２４】
前記連結鉄筋籠の下端部には、杭孔への建て込み時に当該連結鉄筋籠の全荷重がかかる。上記したように、杭底状況は予測ができない。前記連結鉄筋籠の下端部の一部主筋に当該連結鉄筋籠の全荷重がかかる場合も想定される。
【００２５】
前記補強リング杭底離隔適用テーブルには、前記複数の主筋の径サイズ毎に前記主筋の許容断面荷重と前記連結鉄筋籠の最下部の補強リングから下端部までの杭底離隔との関係が設定されているので、杭底状況が傾斜しているなどの状況であっても、前記杭底離隔で座屈が起きないようにするための最大杭底離隔を、熟練作業者の経験や勘に頼ることなく、簡単に決定することができる。
【００２６】
また本発明に係る連結鉄筋籠の設計方法（４）は、上記連結鉄筋籠の設計方法（３）において、
前記最下段の鉄筋籠の下部所定箇所で前記主筋にかかる許容断面荷重が、オイラー式に基づく弾性座屈荷重を、前記主筋の断面積と第２の安全率との積算値で除算して得られた値であり、
前記複数の主筋にかかる断面荷重が、前記最下段の鉄筋籠の下部所定箇所より上部の籠重量を、当該下部所定箇所に配置されている前記複数の主筋の合計断面積で除算して得られた値であり、
前記第２の安全率が、前記連結鉄筋籠を用いた場所打ち杭の施工実績に基づいて、前記杭底離隔で座屈が起こらないと想定される値に設定されていることを特徴としている。
【００２７】
上記連結鉄筋籠の設計方法（４）によれば、前記最下段の鉄筋籠の下部所定箇所で前記主筋にかかる許容断面荷重が、オイラー式に基づく弾性座屈荷重を、前記主筋の断面積と前記第２の安全率との積算値で除算して得られた値となっている。また、前記第２の安全率が、前記連結鉄筋籠を用いた場所打ち杭の施工実績に基づいて、前記杭底離隔で座屈が起こらないと想定される値に設定されている。
【００２８】
本発明者は、これまでに前記鉄筋固定用金具を用いた無溶接工法により製作する連結鉄筋籠の設計を６，０００本以上行ってきた。前記第２の安全率は、これら設計に基づく場所打ち杭の施工実績に基づいて、杭底状況がいかなる状況であっても、前記杭底離隔で座屈が起こらないと想定される値、例えば、前記連結鉄筋籠の下端部の一部の主筋に全荷重がかかった状態でも前記杭底離隔で座屈が起きないと想定される値に設定されている。
【００２９】
また、前記複数の主筋にかかる断面荷重（換言すれば、単位断面積荷重）が、前記最下段の鉄筋籠の下部所定箇所より上部の籠重量を、当該下部所定箇所に配置されている前記複数の主筋の合計断面積（主筋断面積×主筋本数の値）で除算して得られた値となっている。
【００３０】
前記連結鉄筋籠については、建て込み時の様々な要因により、座屈の要因である圧縮荷重を予め確定できない。そのため、前記最下段の鉄筋籠の下部所定箇所より上部の籠重量（すなわち、鋼材重量）のみを圧縮荷重と見做して、前記複数の主筋にかかる断面荷重を求める。このようにして求められる前記複数の主筋にかかる断面荷重は、異なる杭径、杭長、配筋サイズ等の設計条件が異なっていても定量的に求められる値となっている。したがって、前記第２決定工程において、前記補強リング杭底離隔適用テーブルに基づいて決定される前記補強リングの最大杭底離隔の設計値の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】無溶接工法により製作された鉄筋籠の一例を示す要部拡大斜視図である。
【図２】無溶接工法に用いられる鉄筋固定用金具（第１金具）を示す要部の斜視図である。
【図３】無溶接工法に用いられる、別の鉄筋固定用金具（第２金具）を示す要部の斜視図である。
【図４】無溶接工法に用いられる、さらに別の鉄筋固定用金具（第３金具）を示す要部の斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る連結鉄筋籠の設計方法を説明するための連結鉄筋籠の配筋図の一例であり、（ａ）は、従来の設計方法の一例、（ｂ）は、本実施の形態に係る設計方法の一例を示す図である。
【図６】図５に示した連結鉄筋籠に用いられる鉄筋の一覧表である。
【図７】実施の形態に係る連結鉄筋籠の設計方法に用いる補強リング間隔適用テーブルの一例を示す図である。
【図８】補強リング間隔適用テーブルに設定される主筋の許容断面荷重の算出例を説明するための図である。
【図９】実施の形態に係る連結鉄筋籠の設計方法に用いる補強リング杭底離隔適用テーブルの一例を示す図である。
【図１０】補強リング杭底離隔適用テーブルに設定される主筋の許容断面荷重の算出例を説明するための図である。
【図１１】（ａ）従来の設計方法と、（ｂ）本実施の形態に係る設計方法との対比結果を示す図である。
【図１２】実施の形態に係る連結鉄筋籠の設計方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係る連結鉄筋籠の設計方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００３３】
実施の形態に係る連結鉄筋籠の設計方法を説明するにあたり、まず、連結鉄筋籠を構成する鉄筋籠について説明する。
図１は、無溶接工法により製作された鉄筋籠の一例を示す要部拡大斜視図である。
【００３４】
鉄筋籠１は、中心軸の周囲に該中心軸の方向とほぼ平行に配列された複数の主筋２と、中心軸とほぼ直交する円周方向に配設され、複数の主筋２と交差部を有する複数のフープ筋３と、複数の主筋２の内側に配設され、これら主筋２と交差部を有する複数の補強リング４とを含んで構成されている。これら主筋２と補強リング４との交差部が、鉄筋固定用金具である第１金具２０によって固定されている。また、主筋２とフープ筋３との交差部は、鉄線結束、クリップ金具等（図示せず）により固定される。補強リング４は、図１に示すように主筋２の内側に配設されてもよいし、主筋２の外側に配設される形態であってもよい。
【００３５】
鉄筋籠１の大きさは、施工現場ごとに異なり、その直径が０．６ｍ〜３ｍ程度以上のものまであり、また、長さが１籠当たり１２ｍ〜１４ｍ程度に及ぶものもある。また、主筋２には、直径が１９ｍｍ〜５１ｍｍ程度の棒状筋が使用されている。場所打ち杭の施工現場では、このような鉄筋籠１を連結しながら数十ｍ以上（〜７０ｍ程度）の深さがある杭孔へ建て込む作業が行われる。補強リング４は、帯状鋼板の他、アングル型鋼材、Ｈ型鋼材、棒状筋で構成されてもよい。
【００３６】
図２は、鉄筋固定用金具である第１金具２０を示す要部の斜視図である。
第１金具２０は、板状体がＵ字状に折り返されてＵ字状の折曲部２１及び左、右側片２２を有する金具本体を備え、左、右側片２２のそれぞれの一側縁より補強リング挿入用の挿入溝２３が形成され、折曲部２１の頂部に固定用ボルト挿通用の挿通孔が形成されている。折曲部２１には、挿通孔に連通するナット２４が固着され、ナット２４に固定用ボルト２５が取り付けられている。
【００３７】
なお、ナット２４は、折曲部２１の外側に固着してもよいし、折曲部２１の内側に固着してもよい。また、ナット２４を設けずに、折曲部２１に、固定用ボルト用のネジ孔を形成してもよい。板状体はＵ字状の他、略コの字状に折り返されてもよい。また、第１金具２０は、主筋２を縦に２本束ねた縦束ね筋に適用できるように板状体の折曲部２１を深めに構成してもよい。また、主筋２を横に２本束ねた横束ね筋に適用できるように板状体の折曲部２１を幅広に構成してもよい。第１金具２０は、建て込み時に鉄筋籠から取り外して回収し、再利用してもよい。
【００３８】
なお、鉄筋固定用金具は、第１金具２０の形態に限定されない。
図３は、別の鉄筋固定用金具である第２金具３０を示す要部の斜視図である。
第２金具３０は、帯状板からなる補強リング４を上下方向に挟んで位置し、主筋挿入用Ｃ形切り欠け部３１ａを有する主筋把持部３１と、２つの主筋把持部３１を連結すると共に主筋２と補強リング４との交差部を締め付けるためのボルト螺合用ネジ孔３２ａが形成されたネジ孔板部３２とを備えている。また、主筋把持部３１に固定され、鉄筋籠用スペーサ３３の軸部３３ｂを挿通させるための軸受け３３ｃが備えられている。軸受け３３ｃに、お椀形状をした頭部３３ａと軸部３３ｂを備えた鉄筋籠用スペーサ３３が着脱可能に構成されている。なお、軸受け３３ｃが設けられていない構成としてもよい。第２金具３０は、埋設用金具として使用される。
【００３９】
図４は、さらに別の鉄筋固定用金具である第３金具４０を示す要部の斜視図である。
第３金具４０は、金具本体４１と、押圧部材４６とを含んで構成されている。
金具本体４１は、２本の主筋２を跨ぐように板状体が略Ｕ字状に折り曲げられて、左右側板部４２と主筋把持部４３とが形成され、左右側板部４２の先端側にそれぞれ係止片４４が形成されたものである。金具本体４１の左右側板部４２の係止片４４は、左右側板部４２の一側縁を略凹形状に切り欠いた切欠き部４５により形成されている。
【００４０】
押圧部材４６は、金具本体４１の左右側板部４２の係止片４４間に跨設されるように肉厚短冊状の板体が略コの字形状に折り曲げられて、左右折片部４７と連結板部４８とが形成され、連結板部４８にボルト螺合用ネジ孔４８ａが形成され、ボルト螺合用ネジ孔４８ａに補強リング４を主筋２側に押圧するための押えボルト４９が螺装される構成となっている。
【００４１】
また、金具本体４１には、お皿形状をした頭部５１、長さ方向の一端側が頭部５１の内側に接合された軸部５２、左右側板部４２のいずれか一方に固定され、軸部５２を挿通させるための軸受け５３、及び軸部５２に挿通され、頭部５１の軸受け５３からの突出長さを規定する管状部材５４を有する鉄筋籠用スペーサ５０を備えていてもよい。図４に示した第３金具４０は、縦束ね筋に対応したもの（２本の主筋を跨ぐように板状体が略Ｕ字状に折り曲げられている構成）となっているが、金具本体４１が、一本の主筋２を跨ぐように板状体が略Ｕ字状に浅めに折り曲げられている構成としてもよい。第３金具４０は、埋設用金具として使用される。
【００４２】
鉄筋固定用金具には、建て込み時に回収される第１金具２０と、埋設される第２金具３０、第３金具４０とを適宜組み合わせて使用することが好ましい。鉄筋固定用金具は、これら第１金具２０、第２金具３０、及び第３金具４０に限定されないが、これら金具は、取付け作業性にも優れているため、これら金具を使用することが好ましい。
【００４３】
図５は、実施の形態に係る連結鉄筋籠の設計方法を説明するための連結鉄筋籠の配筋図の一例であり、（ａ）は、従来の設計方法の一例、（ｂ）は、本実施の形態の設計方法の一例を示す図である。また、図６は、図５に示した連結鉄筋籠１０を構成する鉄筋の一覧表を示している。但し、図５（ａ）と図５（ｂ）とに示した連結鉄筋籠１０では、補強リング４の本数が異なることとなる。
【００４４】
図５（ａ）、（ｂ）に示した連結鉄筋籠１０は、ともに、杭頭から第１節鉄筋籠１Ａ、第２節鉄筋籠１Ｂ、第３節鉄筋籠１Ｃ、第４節鉄筋籠１Ｄの順で連結されるように設計されている。
【００４５】
第１節鉄筋籠１Ａの主筋は、種別記号Ｋ１で示した呼び径Ｄ３５の主筋２Ａにより構成され、第２節鉄筋籠１Ｂの主筋は、種別記号Ｋ２、Ｋ３で示した呼び径Ｄ３５の主筋２Ｂにより構成される設計となっている。また、第３節鉄筋籠１Ｃの主筋は、種別記号Ｋ４で示した呼び径Ｄ２５の主筋２Ｃにより構成され、第４節鉄筋籠１Ｄの主筋は、種別記号Ｋ５で示した呼び径Ｄ２５の主筋２Ｄにより構成される設計となっている。
【００４６】
また、種別記号Ｋ６、Ｋ７は補強リング４を示し、種別記号Ｋ８、Ｋ９はフープ筋３を示している。種別記号Ｋ１０は、第４節鉄筋籠１Ｄの下端部に配設される仮補強リング（図示せず）に使用される材料であり、建て込み時に取り外されてもよい。
【００４７】
図６に示す鉄筋一覧表（杭１本当り）には、連結鉄筋籠１０を構成する各鋼材の呼び径、長さ、使用本数、単位質量（重量）（ｋｇ／ｍ）、１本当り質量（ｋｇ）、合計質量（ｋｇ）、摘要が記載されている。
【００４８】
図５（ａ）に示した従来の設計方法では、記号Ｋ６、Ｋ７で示す補強リング４の間隔は、上記した道路橋示方書の記載に基づいて、３ｍ（３０００ｍｍ）を基準にして、その間隔が設計されている。
図５（ａ）に示した例では、第２節鉄筋籠１Ｂの下端部の補強リング間隔は３．００ｍ、第３節鉄筋籠１Ｃの下端部の補強リング間隔は２．７０ｍ、第４節鉄筋籠１Ｄの下端部の補強リング間隔は３．００ｍに設計されている。また、第４節鉄筋籠１Ｄの最下段の補強リング４から下端部までの杭底離隔は０．４０ｍ（４００ｍｍ）に設計されている。
図５（ａ）に示した例では、１４本の（１〜１４が示す位置に）補強リング４が設けられる設計となっている。
【００４９】
一方、図５（ｂ）に示した実施の形態に係る設計方法では、第２節鉄筋籠１Ｂの下端部の補強リング間隔は２．４０ｍ、第３節鉄筋籠１Ｃの下端部の補強リング間隔は１．８０ｍ、第４節鉄筋籠１Ｄの下端部の補強リング間隔は１．５０ｍに設計され、第４節鉄筋籠１Ｄの最下段の補強リング４から杭底までに杭底離隔は０．５０ｍに設計されている。
図５（ｂ）に示した例では、１７本の（１〜１７が示す位置に）補強リング４が設けられる設計となっている。
これら各節の鉄筋籠の補強リング間隔、最下節の鉄筋籠の杭底離隔は、以下に説明する方法により決定される。
【００５０】
１．算出工程
連結鉄筋籠１０を構成する各鉄筋籠（図５では、第２節鉄筋籠１Ｂ、第３節鉄筋籠１Ｃ、第４節鉄筋籠１Ｄ）の下部所定箇所（図５では、下端部）で複数の主筋（２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ）にかかる断面荷重（単位断面積荷重）を算出する。
【００５１】
２．第１決定工程
複数の主筋の径サイズ毎に主筋の許容断面荷重と補強リングの最大間隔との関係が設定された補強リング間隔適用テーブル（図７）に基づいて、上記算出工程により算出された複数の主筋（２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ）にかかる断面荷重とこれら主筋の径サイズ（呼び径Ｄ３５、Ｄ２５）とに対応する補強リング４の最大間隔を決定する。
【００５２】
また、以下の方法により、連結鉄筋籠１０の最下部の補強リング４から下端部までの杭底離隔を決定する。
３．第２決定工程
複数の主筋の径サイズ毎に主筋の許容断面荷重と連結鉄筋籠１０の最下部の補強リング４から下端部までの杭底離隔との関係が設定された補強リング杭底離隔適用テーブル（図９）に基づいて、上記算出工程により算出された、連結鉄筋籠１０を構成する最下段の鉄筋籠（図５では、第４節鉄筋籠１Ｄ）の下部所定箇所（図５では、下端部）で複数の主筋（２Ｄ）にかかる断面荷重とこれら主筋の径サイズ（呼び径Ｄ２５）とに対応する最下部の補強リング４の最大杭底離隔を決定する。
【００５３】
次に、上記算出工程の具体例を説明する。
第２節鉄筋籠１Ｂの下端部で、記号Ｋ３で示す複数の主筋２Ｂにかかる断面荷重（単位面積当りにかかる荷重）は、３５ｋｇ／ｃｍ２となる。この断面荷重は、第２節鉄筋籠１Ｂの下端部より上部の籠重量（この場合、第１節鉄筋籠１Ａと第２節鉄筋籠１Ｂの合計重量）を、第２節鉄筋籠１Ｂの下端部に配置されている複数の主筋２Ｂの合計断面積（主筋２Ｂの断面積×主筋２Ｂの本数）で除算することで得られる。主筋２Ｂの断面積は、公称断面積９．５６６ｃｍ２であり、主筋２Ｂの本数は１５本である。
【００５４】
第３節鉄筋籠１Ｃの下端部で、記号Ｋ４で示す複数の主筋２Ｃにかかる断面荷重（単位断面積荷重）は、８２ｋｇ／ｃｍ２となる。この断面荷重は、第３節鉄筋籠１Ｃの下端部より上部の籠重量（この場合、第１節鉄筋籠１Ａ、第２節鉄筋籠１Ｂ、及び第３節鉄筋籠１Ｃの合計重量）を、第３節鉄筋籠１Ｃの下端部に配置されている複数の主筋２Ｃの合計断面積（主筋２Ｃの断面積×主筋２Ｃの本数）で除算することで得られる。主筋２Ｃの断面積は、公称断面積５．０６７ｃｍ２であり、主筋２Ｃの本数は１５本である。
【００５５】
第４節鉄筋籠１Ｄの下端部で、記号Ｋ５で示す複数の主筋２Ｄにかかる断面荷重（単位断面積荷重）は、９８ｋｇ／ｃｍ２となる。この断面荷重は、第４節鉄筋籠１Ｄの下端部より上部の籠重量（この場合、第１節鉄筋籠１Ａ、第２節鉄筋籠１Ｂ、第３節鉄筋籠１Ｃ及び第４節鉄筋籠１Ｄの合計重量）を、第４節鉄筋籠１Ｄの下端部に配置されている複数の主筋２Ｄの合計断面積（主筋２Ｄの断面積×主筋２Ｄの本数）で除算することで得られる。主筋２Ｄの断面積は、公称断面積５．０６７ｃｍ２であり、主筋２Ｄの本数は１５本である。
【００５６】
次に第１決定工程の具体例を説明する。
まず、第1決定工程で用いる補強リング間隔適用テーブルについて説明する。
図７は、実施の形態に係る連結鉄筋籠の設計方法に用いる補強リング間隔適用テーブルの一例を示す図である。
図７に示す補強リング間隔適用テーブルには、主筋の径サイズ（呼び径、公称断面積、公称直径）毎に、主筋の許容断面荷重と補強リングの最大間隔（３．００ｍ以内から１．５０ｍ以内まで１５ｃｍ間隔の値）との関係が設定されている。
【００５７】
図８は、図７の補強リング間隔適用テーブルに設定される主筋の許容断面荷重の算出例を説明するための図である。
図８には、主筋の許容断面荷重の算出例として、主筋の呼び径がＤ３５、補強リング間隔が３，０００ｍｍ（３．００ｍ）の場合、主筋の許容断面荷重が、８７．２５７ｋｇｆ／ｃｍ２となる例を示している。
【００５８】
主筋の許容断面荷重（ｋｇｆ／ｃｍ２）は、オイラー式に基づく弾性座屈荷重（Ｐｅ＝π２・Ｅ・Ｉ／Ｌｋ、両端ピン）を、主筋の断面積（公称断面積）と第１の安全率（本例では、２．０）との積算値で除算して得られた値（Ｐｅ／（公称断面積×第１の安全率）ｋｇｆ／ｃｍ２）である。
【００５９】
この値（８７．２５７ｋｇｆ／ｃｍ２）が、図７の補強リング間隔適用テーブルにおける、呼び径がＤ３５、補強リング間隔が３．００ｍ以内における主筋の許容断面荷重の値として設定されている。
【００６０】
図８に示す計算式に基づいて、主筋の径サイズ（呼び径）毎に、補強リング間隔を３．００ｍ以内から１．５０ｍ以内までの１５ｃｍ間隔で設定した値にしたときの許容断面荷重を算出する。算出した値を、補強リング間隔適用テーブルの対応する欄に設定することで、図７のテーブルが得られる。
【００６１】
本発明者は、無溶接工法により製作する連結鉄筋籠の設計を６，０００本以上行ってきた。図８に示した第１の安全率は、これら設計に基づく場所打ち杭の施工実績に基づいて、補強リング間で座屈が起こらないと想定される値に設定されている。
すなわち、様々な種類（直径、長さ、本数）の主筋を用いて、様々なサイズ（籠径、杭長、重量）の連結鉄筋籠を実際に施工したときの連結鉄筋籠の施工状態（例えば、正常に施工できた（座屈等が起こらなかった）場合、何らかの原因により鉄筋籠の沈下が生じた場合などの状態）とその設計条件を比較検討し、さらに座屈要因に関する不安定要素も加味して、様々な条件で設計された連結鉄筋籠の補強リング間で座屈が起こる可能性が低くなる値に設定されている。
したがって、図８に示した例では、第１の安全率が２．０に設定されているが、第１の安全率は、この値に限定されるものではない。第１の安全率は、設計条件を考慮して、１．５〜３．０の範囲内の値に設定することが好ましいが、特殊な設計条件によっては、第１の安全率は、３．０より大きく、後述する第２の安全率より小さな値に設定してもよい。
【００６２】
次に、上記のようにして作成された補強リング間隔適用テーブル（図７）に基づいて、上記算出工程により算出された各節の主筋（２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ）にかかる断面荷重と当該主筋の径サイズ（呼び径Ｄ３５、Ｄ２５）とに対応する補強リングの最大間隔を決定する。
【００６３】
第２節鉄筋籠１Ｂの下端部で、記号Ｋ３で示す複数の主筋２Ｂにかかる断面荷重は、上記算出工程で３５ｋｇ／ｃｍ２と算出された。
主筋の径サイズが主筋２Ｂの呼び径Ｄ３５である場合に、主筋の断面荷重が３５ｋｇ／ｃｍ２の条件を満たす、補強リングの最大間隔は、補強リング間隔適用テーブルから３．００ｍ（主筋の許容断面荷重：８７ｋｇ／ｃｍ２以下）に決定される。
【００６４】
したがって、第１節鉄筋籠１Ａと第２節鉄筋籠１Ｂにおける補強リング４の間隔は、最大で３．００ｍ以内となる間隔に設計される。図５（ｂ）に示した例では、第１節鉄筋籠１Ａの補強リング４の間隔が、２．４０ｍ、２．７０ｍに設計され、第２節鉄筋籠１Ｂの補強リングの間隔が、２．４０ｍに設計され、いずれも３．００ｍ以内の間隔に設計されている。
【００６５】
次に第３節鉄筋籠１Ｃの下端部で、記号Ｋ４で示す複数の主筋２Ｃにかかる断面荷重は、上記算出工程で８２ｋｇ／ｃｍ２と算出された。
主筋の径サイズが主筋２Ｃの呼び径Ｄ２５の場合に、主筋の断面荷重が８２ｋｇ／ｃｍ２の条件を満たす、補強リングの最大間隔は、補強リング間隔適用テーブルから２．２５ｍ（主筋の許容断面荷重：８２ｋｇ／ｃｍ２以下）に決定される。
【００６６】
したがって、第３節鉄筋籠１Ｃにおける補強リング４の間隔は、最大で２．２５ｍ以内となる間隔に設計される。図５（ｂ）に示した例では、第３節鉄筋籠１Ｃの補強リング４の間隔が、２．２５ｍ、１．８０ｍに設計され、いずれも２．２５ｍ以内の間隔に設計されている。
【００６７】
次に第４節鉄筋籠１Ｄの下端部で、記号Ｋ５で示す複数の主筋２Ｄにかかる断面荷重は、上記算出工程で９８ｋｇ／ｃｍ２と算出された。
主筋の径サイズが主筋２Ｄの呼び径Ｄ２５の場合に、主筋の断面荷重が９８ｋｇ／ｃｍ２の条件を満たす、補強リングの最大間隔は、補強リング間隔適用テーブルから１．９５ｍ（主筋の許容断面荷重：１０９ｋｇ／ｃｍ２以下）に決定される。
【００６８】
したがって、第４節鉄筋籠１Ｄにおける補強リング４の間隔は、最大で１．９５ｍ以内となる間隔に設計される。図５（ｂ）に示した例では、第４節鉄筋籠１Ｄの補強リング４の間隔が、１．８０ｍ、１．６５ｍ、１．５０ｍに設計され、いずれも１．９５ｍ以内の間隔に設計されている。
【００６９】
次に第２決定工程の具体例を説明する。
まず、第２決定工程で用いる補強リング杭底離隔適用テーブルについて説明する。
図９は、実施の形態に係る連結鉄筋籠の設計方法に用いる補強リング杭底離隔適用テーブルの一例を示す図である。
【００７０】
図９に示す補強リング杭底離隔適用テーブルには、主筋の径サイズ（呼び径、公称断面積、公称直径）毎に、最下端の主筋の許容断面荷重と連結鉄筋籠の最下部の補強リングから下端部までの杭底離隔（０．３５ｍ以内から１．５０ｍ以内まで、５ｃｍ、１０ｃｍ又は３０ｃｍ間隔の値）との関係が設定されている。
【００７１】
図１０は、図９の補強リング杭底離隔適用テーブルに設定される主筋の許容断面荷重の算出例を説明するための図である。
図１０には、主筋の許容断面荷重の算出例として、主筋の呼び径がＤ３５、杭底離隔が８００ｍｍ（０．８０ｍ）の場合における、最下端の主筋の許容断面荷重が、９４．３８９ｋｇｆ／ｃｍ２となる例を示している。
【００７２】
最下段の鉄筋籠の下部所定箇所で主筋にかかる許容断面荷重（ｋｇｆ／ｃｍ２）は、オイラー式に基づく弾性座屈荷重（Ｐｅ＝π２・Ｅ・Ｉ／Ｌｋ、両端ピン）を、最下端の主筋の断面積（公称断面積）と第２の安全率（本例では、２６．０）との積算値で除算して得られた値（Ｐｅ／（公称断面積×第２の安全率））である。
【００７３】
この値（９４．３８９ｋｇｆ／ｃｍ２）が、図９の補強リング杭底離隔適用テーブルにおける、呼び径がＤ３５、杭底離隔が０．８０ｍ以内における主筋の許容断面荷重の値として設定されている。
【００７４】
図１０に示す計算式に基づいて、主筋の径サイズ（呼び径）毎に、補強リング間隔を０．３５ｍ以内から１．５０ｍ以内までの５ｃｍ、１０ｃｍ、または３０ｃｍの所定間隔で設定した値にしたときの許容断面荷重を算出する。算出した値を、補強リング杭底離隔適用テーブルの対応する欄に設定することで、図９のテーブルが得られる。
【００７５】
本発明者は、これまでに無溶接工法により製作する連結鉄筋籠の設計を６，０００本以上行ってきた。第２の安全率は、これら設計に基づく場所打ち杭の施工実績に基づいて、杭底状況がいかなる状況であっても、杭底離隔の部分で座屈が起こらないと想定される値、例えば、連結鉄筋籠の下端部の一部（例えば、１本、又は数本）の主筋に全荷重がかかった状態でも杭底離隔で座屈が起きないと想定される値に設定されている。
したがって、図１０に示した例では、第２の安全率が２６．０に設定されているが、第２の安全率は、この値に限定されるものではない。第２の安全率は、設計条件を考慮して、２０．０〜３５．０の範囲内の値に設定することが好ましいが、特殊な設計条件によっては、３５．０以上の所定値に設定してもよい。
【００７６】
上記のように作成された補強リング杭底離隔適用テーブル(図９)に基づいて、上記算出工程により算出された、連結鉄筋籠１０を構成する第４節鉄筋籠１Ｄの下端部で主筋２Ｄにかかる断面荷重と当該主筋２Ｄの径サイズとに対応する最下部の補強リング４の最大杭底離隔を決定する。
【００７７】
第４節鉄筋籠１Ｄの下端部で、記号Ｋ５で示す複数の主筋２Ｄにかかる断面荷重（単位面積当りにかかる荷重）は、上記算出工程で９８ｋｇ／ｃｍ２と算出された。
主筋の径サイズが主筋２Ｄの呼び径Ｄ２５である場合に、主筋の断面荷重が９８ｋｇ／ｃｍ２の条件を満たす、最大杭底離隔は、補強リング杭底離隔適用テーブルから０．５０ｍ（主筋の許容断面荷重：１２８ｋｇ／ｃｍ２以下）に決定される。
したがって、最下節の第４節鉄筋籠１Ｄにおける最下部の補強リング４の最大杭底離隔は、最大で０．５０ｍ以内となる間隔に設計される。図５（ｂ）に示した例では、第４節鉄筋籠１Ｄの補強リング４の最大杭底離隔が、０．５０ｍに設計され、決定された０．５０ｍ以内の杭底離隔に設計されている。
【００７８】
次に、図５（ａ）に示した従来の設計方法で設計された連結鉄筋籠１０と、図５（ｂ）に示した、上記実施の形態に係る設計方法で設計された連結鉄筋籠１０との座屈に対する安全性について比較検討した結果について、図１１を用いて説明する。
【００７９】
図１１（ａ）は、従来の設計方法、図１１（ｂ）は、上記実施の形態に係る設計方法で設計された、第２節鉄筋籠１Ｂ、第３節鉄筋籠１Ｃ、第４節鉄筋籠１Ｄの下部の補強リング間隔、補強リング４の最下段との杭底離隔、各節下端部の主筋の断面荷重（Ａ）、補強リング間隔（又は杭底離隔）での主筋の許容断面荷重（Ｂ）、座屈危険性（Ａ÷Ｂ×１００（％））を示している。なお、補強リング間隔又は杭底離隔での主筋の許容断面荷重（Ｂ）は、主筋(呼び径)及び補強リング間隔に基づいて、図７に示した補強リング間隔適用テーブル、図９に示した補強リング杭底離隔適用テーブルから抽出した値である。
【００８０】
図１１において、座屈危険性の値が、１００％未満の場合は、主筋にかかる圧縮荷重に余裕がある、すなわち、座屈が起こる危険性がより低いこと（換言すれば、これまでの施工実績において座屈が起きない条件範囲内であること）を示し、１００％以上の場合は、座屈が起こる危険性が高まることを示している。
【００８１】
図１１（ａ）に示す従来の設計方法では、第３節鉄筋籠１Ｃ、第４節鉄筋籠１Ｄの下部の補強リング間隔での座屈危険性が、１４４％、２１３％と、いずれも１００％以上となっている。
【００８２】
一方、図１１（ｂ）に示す本実施の形態に係る連結鉄筋籠の設計方法では、第２節鉄筋籠１Ｂ、第３節鉄筋籠１Ｃ、第４節鉄筋籠１Ｄの下部の補強リング間隔での座屈危険性が２９％、６４％、５３％、杭底離隔での座屈危険性が７７％と、いずれも１００％未満となっている。
すなわち、本実施の形態に係る連結鉄筋籠の設計方法では、座屈危険性の値が、１００％未満となるように、各鉄筋籠の補強リングの間隔、及び杭底離隔が設計されるようになっている。
【００８３】
図１２は、実施の形態に係る連結鉄筋籠の設計方法を説明するためのフローチャートである。
まず、ステップＳ１では、連結鉄筋籠を構成する各鉄筋籠の下部所定箇所で、複数の主筋にかかる断面荷重を算出する（算出工程）。
【００８４】
次にステップＳ２では、複数の主筋の径サイズ毎に主筋の許容断面荷重と補強リングの最大間隔との関係が設定された補強リング間隔適用テーブル（図７）に基づいて、ステップＳ１の算出工程により算出された、複数の主筋にかかる断面荷重とこれら主筋の径サイズとに対応する補強リングの最大間隔を決定する（第１決定工程）。
【００８５】
次にステップＳ３では、主筋の径サイズ毎に主筋の許容断面荷重と連結鉄筋籠の最下部の補強リングから下端部までの杭底離隔との関係が設定された補強リング杭底離隔適用テーブル(図９)に基づいて、ステップＳ１の算出工程により算出された、連結鉄筋籠を構成する最下段の鉄筋籠の下部所定箇所で主筋にかかる断面荷重と当該主筋の径サイズとに対応する最下部の補強リングの最大杭底離隔を決定する（第２決定工程）。
【００８６】
上記設計方法は、計算（算出）式、鉄筋一覧表などの各種設計条件、補強リング間隔適用テーブル、及び補強リング杭底離隔適用テーブルなどがメモリに記憶されたコンピュータ装置を用い、演算処理装置に、本設計方法のプログラムを実行させることにより実現する構成としてもよい。
【００８７】
上記実施の形態に係る連結鉄筋籠の設計方法によれば、上記算出工程により、連結鉄筋籠を構成する各鉄筋籠の下部所定箇所（主筋の下端部でもよいし、最下段の補強リング箇所でもよい）で複数の主筋にかかる断面荷重を算出する。そして、上記第１決定工程により、図７に例示した補強リング間隔適用テーブルに基づいて、上記算出工程により算出された複数の主筋にかかる断面荷重と当該主筋の径サイズとに対応する補強リングの最大間隔を決定する。
【００８８】
図７に例示した補強リング間隔適用テーブルには、複数の主筋の径サイズ毎に主筋の許容断面荷重と補強リングの最大間隔との関係が設定されているので、第１金具２０、第２金具３０、第３金具４０などの鉄筋固定用金具を用いた無溶接工法で、様々な種類の主筋を用いて、様々なサイズの鉄筋籠を設計する際に、連結鉄筋籠の建て込み時に座屈が起きないようにするための補強リング４の適切な間隔を、熟練作業者の経験や勘に頼ることなく、簡単に決定することができる。したがって、鉄筋固定用金具を用いた施工安全性の高い、より信頼性の高い無溶接工法を様々な施工現場に広めることができる。
【００８９】
また、図７に例示した補強リング間隔適用テーブルに設定する主筋の許容断面荷重が、オイラー式に基づく弾性座屈荷重を、主筋の断面積と第１の安全率との積算値で除算して得られた値であり、第１の安全率が、連結鉄筋籠を用いた場所打ち杭の施工実績に基づいて、補強リング間で座屈が起こらないと想定される値（上記の例では、２．０）に設定されている。
【００９０】
また、上記算出工程で算出される複数の主筋にかかる断面荷重が、各鉄筋籠の下部所定箇所より上部の籠重量を、当該下部所定箇所に配置されている複数の主筋の合計断面積（主筋断面積×主筋本数の値）で除算して得られた値となっている。
連結鉄筋籠については、建て込み時の様々な要因により、座屈の要因である圧縮荷重を予め確定できない。そのため、各鉄筋籠の下部所定箇所より上部の籠重量（すなわち、鋼材重量）のみを圧縮荷重と見做して、前記複数の主筋にかかる断面荷重を求める。このようにして求められる複数の主筋にかかる断面荷重は、異なる杭径、杭長、配筋サイズ等の設計条件が異なっていても定量的に求められる値となっている。したがって、上記第１決定工程において、補強リング間隔適用テーブルに基づいて決定される補強リングの最大間隔の設計値の信頼性を高めることができる。
【００９１】
また、上記第２決定工程により、図９に例示した補強リング杭底離隔適用テーブルに基づいて、上記算出工程により算出された、連結鉄筋籠を構成する最下段の鉄筋籠の下部所定箇所で複数の主筋にかかる断面荷重とこれら主筋の径サイズとに対応する最下部の補強リング４の最大杭底離隔を決定する。
【００９２】
連結鉄筋籠の下端部には、杭孔への建て込み時に当該連結鉄筋籠の全荷重がかかる。上記したように、杭底状況は予測ができない。連結鉄筋籠の下端部の一部主筋に当該連結鉄筋籠の全荷重がかかる場合も想定される。
【００９３】
図９に例示した補強リング杭底離隔適用テーブルには、複数の主筋の径サイズ毎に主筋の許容断面荷重と連結鉄筋籠の最下部の補強リング４から下端部までの杭底離隔との関係が設定されているので、杭底状況が傾斜しているなどの状況であっても、杭底離隔で座屈が起きないようにするための最大杭底離隔を、熟練作業者の経験や勘に頼ることなく、簡単に決定することができる。
【００９４】
また、補強リング杭底離隔適用テーブルに設定される、最下段の鉄筋籠の下部所定箇所で主筋にかかる許容断面荷重が、オイラー式に基づく弾性座屈荷重を、主筋の断面積と第２の安全率との積算値で除算して得られた値となっている。また、第２の安全率が、連結鉄筋籠を用いた場所打ち杭の施工実績に基づいて、杭底離隔で座屈が起こらないと想定される値、例えば、連結鉄筋籠の下端部の一部の主筋に全荷重がかかった状態でも杭底離隔で座屈が起きないと想定される値（上記の例では、２６．０）に設定されている。
【００９５】
また、上記算出工程で算出される複数の主筋にかかる断面荷重が、最下段の鉄筋籠の下部所定箇所より上部の籠重量を、当該下部所定箇所に配置されている前記複数の主筋の合計断面積（主筋断面積×主筋本数の値）で除算して得られた値となっている。
【００９６】
連結鉄筋籠については、建て込み時の様々な要因により、座屈の要因である圧縮荷重を予め確定できない。そのため、最下段の鉄筋籠の下部所定箇所より上部の籠重量（すなわち、鋼材重量）のみを圧縮荷重と見做して、複数の主筋にかかる断面荷重を求める。このようにして求められる複数の主筋にかかる断面荷重は、異なる杭径、杭長、配筋サイズ等の設計条件が異なっていても定量的に求められる値となっている。したがって、第２決定工程において、補強リング杭底離隔適用テーブルに基づいて決定される補強リングの最大杭底離隔の設計値の信頼性を高めることができる。
【符号の説明】
【００９７】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  鉄筋籠
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ  主筋
３  フープ筋
４  補強リング
１０  連結鉄筋籠
２０  第１金具（鉄筋固定用金具）
２１  折曲部
２２  左、右側片
２３  挿入溝
２４  ナット
２５  固定用ボルト
３０  第２金具（鉄筋固定用金具）
３１  主筋把持部
３１ａ  主筋挿入用Ｃ形切り欠け部
３２  ネジ孔板部
３２ａ  ボルト螺合用ネジ孔
３３  鉄筋籠用スペーサ
３３ａ  頭部
３３ｂ  軸部
３３ｃ  軸受け
４０  第３金具（鉄筋固定用金具）
４１  金具本体
４２  左右側板部
４３  主筋把持部
４４  係止片
４５  切欠き部
４６  押圧部材
４７  左右折片部
４８  連結板部
４９  押えボルト
５０  鉄筋籠用スペーサ
５１  頭部
５２  軸部
５３  軸受け
５４  管状部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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