(57)【要約】【課題】拡底杭を用いた地盤補強工事に要する労力や時間やコストを削減することができる拡底鉄筋を提供すること。【解決手段】本発明では、地盤（３２）に掘削した縦孔（３４）に埋設する拡底杭に用いられ、拡大した縦孔（３４）の底部（３３）にまで配筋する拡底鉄筋（１）において、縦孔（３４）に埋設する固定鉄筋（２）の下部に複数の上側開閉鉄筋（１５）を前記固定鉄筋（２）の外方へ向けて上下回動自在に連結し、各上側開閉鉄筋（１５）の下部に下側開閉鉄筋（１６）を上下回動自在に連結するとともに、複数の下側開閉鉄筋（１６）の下端部同士を前記固定鉄筋（２）の下端よりも下方位置で連結することにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に掘削した縦孔に埋設する拡底杭に用いられ、拡大した縦孔の底部にまで配筋する拡底鉄筋において、
縦孔に埋設する固定鉄筋の下部に複数の上側開閉鉄筋を前記固定鉄筋の外方へ向けて上下回動自在に連結し、各上側開閉鉄筋の下部に下側開閉鉄筋を上下回動自在に連結するとともに、複数の下側開閉鉄筋の下端部同士を前記固定鉄筋の下端よりも下方位置で連結したことを特徴とする拡底鉄筋。
【請求項２】
前記複数の下側開閉鉄筋の下端部同士を連結した連結部に先鋭状の先端杭を配設したことを特徴とする請求項１に記載の拡底鉄筋。
【請求項３】
前記固定鉄筋に昇降鉄筋を昇降自在に設け、前記昇降鉄筋の下端を前記固定鉄筋の下端よりも下方に位置させるとともに、前記昇降鉄筋が前記上側開閉鉄筋の上下回動を阻止するロック状態と前記昇降鉄筋が上昇して前記ロック状態を解除する解除状態とに状態変更可能に構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の拡底鉄筋。
【請求項４】
前記上側開閉鉄筋を前記固定鉄筋の外方へ回動させる方向に向けて付勢する帯筋を前記上側開閉鉄筋に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の拡底鉄筋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤に掘削した縦孔に埋設する拡底杭に用いられ、拡大した縦孔の底部にまで配筋する拡底鉄筋に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地盤の強化のために、地盤に複数本の杭を埋設する地盤補強工事が行われている。この地盤補強工事では、地盤に縦孔を掘削し、掘削した縦孔に鉄筋を配設し、その後、コンクリートを打設することによって、地盤に杭を埋設形成するようにしている。
【０００３】
特に建造物の高層化が要求される近年の地盤補強工事においては、地盤に掘削した縦孔の底部を他の部分よりも直径で約２倍程度拡大することによって形成した拡底杭が広く用いられてきている。この拡底杭では、現実に拡大した底部にまで鉄筋を配設したものは知られていないが、特許文献１には、拡大した底部にまで鉄筋を配設する拡底鉄筋が開示されている。
【０００４】
この特許文献１に開示されている拡底鉄筋では、円筒状の鉄筋篭の下部にＬ字状の補強鉄筋を鉄筋篭よりも外方に突出させた状態で取付けるとともに、鉄筋篭の外側に円筒状の拘束部材を昇降自在に配設し、拘束部材で補強鉄筋を鉄筋篭の内側に向けた状態で拘束しておき、縦孔に拡底鉄筋を設置した後に、拘束部材を上方に吊り上げることによって補強鉄筋の拘束状態を解除し、補強鉄筋を拡大した底部に配設するように構成していた。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１０７２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記従来の拡底鉄筋では、縦孔に拡底鉄筋を設置した後に拘束部材を上方に吊り上げなければ補強鉄筋を拡大した底部に配設することができない構成であったために、作業に多大な労力や時間を要し、地盤補強工事に要するコストが増大していた。
【０００７】
特に近年では、地盤に数十メートルを超える深さの縦孔を掘削することが多く、その場合には数十メートルもの地下において拘束部材の吊り上げ作業を行わなければならず、上記従来の拡底鉄筋は実用性に著しく欠けるものであり、現実に実用化されていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、請求項１に係る本発明では、地盤に掘削した縦孔に埋設する拡底杭に用いられ、拡大した縦孔の底部にまで配筋する拡底鉄筋において、縦孔に埋設する固定鉄筋の下部に複数の上側開閉鉄筋を前記固定鉄筋の外方へ向けて上下回動自在に連結し、各上側開閉鉄筋の下部に下側開閉鉄筋を上下回動自在に連結するとともに、複数の下側開閉鉄筋の下端部同士を前記固定鉄筋の下端よりも下方位置で連結することにした。
【０００９】
また、請求項２に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、前記複数の下側開閉鉄筋の下端部同士を連結した連結部に先鋭状の先端杭を配設することにした。
【００１０】
また、請求項３に係る本発明では、前記請求項１又は請求項２に係る本発明において、前記固定鉄筋に昇降鉄筋を昇降自在に設け、前記昇降鉄筋の下端を前記固定鉄筋の下端よりも下方に位置させるとともに、前記昇降鉄筋が前記上側開閉鉄筋の上下回動を阻止するロック状態と前記昇降鉄筋が上昇して前記ロック状態を解除する解除状態とに状態変更可能に構成することにした。
【００１１】
また、請求項４に係る本発明では、前記請求項１〜請求項３のいずれかに係る本発明において、前記上側開閉鉄筋を前記固定鉄筋の外方へ回動させる方向に向けて付勢する帯筋を前記上側開閉鉄筋に設けることにした。
【発明の効果】
【００１２】
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。
【００１３】
すなわち、本発明では、地盤に掘削した縦孔に埋設する拡底杭に用いられ、拡大した縦孔の底部にまで配筋する拡底鉄筋において、縦孔に埋設する固定鉄筋の下部に複数の上側開閉鉄筋を固定鉄筋の外方へ向けて上下回動自在に連結し、各上側開閉鉄筋の下部に下側開閉鉄筋を上下回動自在に連結するとともに、複数の下側開閉鉄筋の下端部同士を固定鉄筋の下端よりも下方位置で連結することにしているために、地盤に掘削した縦孔に拡底鉄筋を挿入すると、下側開閉鉄筋の下端部同士の連結部が縦孔の底部に当接し、その後、上下側開閉鉄筋が固定鉄筋の外方に向かって開いた状態に自動的になり、これにより、拡大した縦孔の底部にまで上下側開閉鉄筋を容易に配設することができるので、拡底杭を用いた地盤補強工事に要する労力や時間やコストを削減することができる。
【００１４】
また、本発明では、複数の下側開閉鉄筋の下端部同士を連結した連結部に先鋭状の先端杭を配設することにしているために、地盤に掘削した縦孔に拡底鉄筋を挿入すると、縦孔の底部に先端杭が突き刺さり、これにより、複数の下側開閉鉄筋の下端部同士の連結部の位置が固定されることになり、上下側開閉鉄筋を円滑に開いた状態にすることができる。
【００１５】
また、本発明では、固定鉄筋に昇降鉄筋を昇降自在に設け、昇降鉄筋の下端を固定鉄筋の下端よりも下方に位置させるとともに、昇降鉄筋が上側開閉鉄筋の上下回動を阻止するロック状態と昇降鉄筋が上昇してロック状態を解除する解除状態とに状態変更可能に構成することにしているために、地盤に掘削した縦孔に拡底鉄筋を挿入すると、縦孔の底部に昇降鉄筋が当接した後に昇降鉄筋が上昇することになり、これにより、ロック状態が自動的に解除されて、上下側開閉鉄筋を円滑に開いた状態にすることができる。
【００１６】
また、本発明では、上側開閉鉄筋を固定鉄筋の外方へ回動させる方向に向けて付勢する帯筋を上側開閉鉄筋に設けることにしているために、帯筋の付勢力によって上下側開閉鉄筋を円滑に開いた状態にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る拡底鉄筋の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。なお、本発明に係る拡底鉄筋は、地盤補強工事において地盤に掘削した縦孔に埋設する拡底杭に用いられる鉄筋であり、拡大した縦孔の底部にまで配筋する構造のものである。
【００１８】
図１に示すように、拡底鉄筋１は、略円筒形状の固定鉄筋２に略円筒形状の昇降鉄筋３を昇降自在に配設するとともに、固定鉄筋２に開閉鉄筋４を開閉自在に配設した構成となっている。なお、拡底鉄筋１は、昇降鉄筋３の下端及び開閉鉄筋４の下端を固定鉄筋２の下端よりも下方に位置させるとともに、昇降鉄筋３の下端を開閉鉄筋４の下端よりも下方に位置させている。
【００１９】
以下に、拡底鉄筋１を構成する固定鉄筋２、昇降鉄筋３、開閉鉄筋４の具体的な構造について順に説明する。
【００２０】
まず、固定鉄筋２の具体的な構造について説明すると、固定鉄筋２は、図２に示すように、上下方向に伸延した６本の円柱状の主筋５を同一円上に等間隔に配置し、各主筋５の上端部内側に円環状の補強筋６を水平に取付けるとともに、各主筋５の中途部外側に４本の円環状の帯筋７を上下に間隔をあけて水平に取付け、さらに、各主筋５の下部内側に円環状の補強筋８を水平に取付け、各主筋５の下端部内側に円環状の補強筋９を水平に取付けている。なお、固定鉄筋２は、地盤に埋設する拡底杭の長さに応じて主筋５の長さを設定している。また、固定鉄筋２は、主筋５と帯筋７との連結部にスペーサ35を取付けている。
【００２１】
また、固定鉄筋２は、主筋５の中途下部に設けた補強筋８の外周上部に６個の支持体10を円周方向に向けて等間隔に取付けている。この支持体10は、開閉鉄筋４を固定鉄筋２の外側方向へ向けて上下回動自在に支持している。
【００２２】
次に、昇降鉄筋３の具体的な構造について説明すると、昇降鉄筋３は、図３に示すように、上下方向に伸延した３本の円柱状の主筋11を同一円状に等間隔に配置し、各主筋11の上端部内側と中途部内側と下端部内側に円環状の帯筋12,13,14を上下に間隔をあけて水平に取付けている。
【００２３】
この昇降鉄筋３は、図１に示すように、外径が固定鉄筋２の内径よりも小さく、固定鉄筋２の内側に形成された空間の内部に昇降自在に収容されている。
【００２４】
次に、開閉鉄筋４の具体的な構造について説明すると、開閉鉄筋４は、図４に示すように、円周方向に向けて等間隔に配置した６本の上側開閉鉄筋15の下端部に下側開閉鉄筋16の上端部を上下回動自在に連結するとともに、固定鉄筋２の下端よりも下方位置において６本の下側開閉鉄筋16の下端部同士を先鋭状の先端杭17で上下回動自在に連結し、さらには、上側開閉鉄筋15の外側に５個の円環状の帯筋18を上下に間隔を開けて連結するとともに、下側開閉鉄筋16の外側に円環状の帯筋19を連結している。なお、開閉鉄筋４は、下側開閉鉄筋16の下端部同士の連結部に設けた先端杭17を昇降鉄筋３の内側に形成された空間に配置して、昇降鉄筋３で先端杭17（下側開閉鉄筋16の下端部同士の連結部）を保護している。
【００２５】
上側開閉鉄筋15は、図５(a)に示すように、上下方向に伸延した円柱状の鉄筋本体20の中途部内側に左右一対の連結体21,21を取付けている。この連結体21,21は、図１に示すように、固定鉄筋２の中途下部の補強筋８に設けた支持体10に連結ピン（図示省略）で回動自在に連結される。
また、上側開閉鉄筋15は、鉄筋本体20の中途部から下端部の外側に５個の半円環状の保持体22を上下に間隔をあけて取付けている。この保持体22は、帯筋18を水平回動自在に保持している。なお、この保持体22は、スペーサとしても機能している。
【００２６】
また、上側開閉鉄筋15は、鉄筋本体20の下端部内側に略Ｌ字状のフック23を取付けている。このフック23は、図１に示すように、昇降鉄筋３の中途部の帯筋13を下側から係止して、昇降鉄筋３が固定鉄筋２から脱落するのを防止している。また、上側開閉鉄筋15のフック23が昇降鉄筋３の帯筋13に係止している状態では、上側開閉鉄筋15の鉄筋本体20の上部に昇降鉄筋３の上端部の帯筋12が当接しており、これにより、昇降鉄筋３が上側開閉鉄筋15の上下回動を阻止するロック状態となっている。なお、昇降鉄筋３を固定鉄筋２に対して相対的に上昇させることによって、上側開閉鉄筋15のフック23と昇降鉄筋３の帯筋13との係止状態が解除されるとともに、上側開閉鉄筋15の鉄筋本体20の上部と昇降鉄筋３の上端部の帯筋12との当接状態が解除され、上側開閉鉄筋15が上下回動可能となり、昇降鉄筋３のロック状態を解除した解除状態となる。
【００２７】
さらに、上側開閉鉄筋15は、鉄筋本体20の下端部下側に支持体24を取付けている。この支持体24は、下側開閉鉄筋16の上端部を上下回動自在に支持している。
【００２８】
なお、上側開閉鉄筋15は、拡底鉄筋１が開いた状態（図９参照。）で拡底鉄筋１の内部に上側開閉鉄筋15の上部が位置しており、コンクリート打設時に打設用パイプの挿入を妨げるおそれがあるため、図５(b)に示すように、上部を外側に所定角度で折曲しておき、開いた状態で上側開閉鉄筋15の上部が固定鉄筋２の主筋５と平行になるようにしてもよい。
【００２９】
下側開閉鉄筋16は、図６に示すように、上下傾斜方向に伸延した円柱状の鉄筋本体25の上端部に左右一対の連結体26,26を取付けている。この連結体26,26は、図１に示すように、上側開閉鉄筋15の下端部に取付けた支持体24に連結ピン（図示省略）で回動自在に連結される。
【００３０】
また、下側開閉鉄筋16は、鉄筋本体25の上端部外側に半円環状の保持体27を取付けている。この保持体27は、帯筋19を水平回動自在に保持している。
【００３１】
さらに、下側開閉鉄筋16は、鉄筋本体25の下端部に左右一対の支持体28,28を取付けている。この支持体28,28は、図１に示すように、先端杭17を上下回動自在に支持している。
【００３２】
この下側開閉鉄筋16は、拡底鉄筋１の底筋に連結体26や支持体28を取付けた構成となっており、拡底杭が受ける剪断力に抵抗する機能を有している。
【００３３】
先端杭17は、図７に示すように、上下方向に伸延した円柱状の杭本体29の下端部に逆円錐型の先鋭状の杭先30を取付けるとともに、杭本体29の外周に６個の連結体31を円周方向に間隔をあけて取付けている。この連結体31は、図１に示すように、下側開閉鉄筋16の下端部に取付けた支持体28,28に連結ピン（図示省略）で回動自在に連結される。
【００３４】
帯筋18は、１本の可撓性を有する針金を拡径時の直径で有端円環形状に巻回したものであり、縮径した状態で上側開閉鉄筋15の保持体22に水平回動自在に保持され、上側開閉鉄筋15を固定鉄筋２の外方へ向けて回動させる方向に上側開閉鉄筋15を付勢しており、上側開閉鉄筋15が固定鉄筋２の外方へ向けて回動するとそれに伴って拡径するようになっている。
【００３５】
帯筋19も帯筋18と同様に、１本の可撓性を有する針金を拡径時の直径で有端円環形状に巻回したものであり、縮径した状態で下側開閉鉄筋16の保持体27に水平回動自在に保持され、下側開閉鉄筋16が固定鉄筋２の外方へ向けて回動する方向に下側開閉鉄筋16を付勢しており、下側開閉鉄筋16が固定鉄筋２の外方へ向けて回動するとそれに伴って拡径するようになっている。
【００３６】
拡底鉄筋１は、以上に説明した構造となっており、図８(c)に示すように、地盤32に掘削された底部33を拡大した縦孔34の内部に設置され、コンクリートの打設によって形成される拡底杭の鉄筋として使用される。
【００３７】
そして、縦孔34の内部に拡底鉄筋１を設置する場合には、図１に示すロック状態となっている拡底鉄筋１の固定鉄筋２を吊った状態で拡底鉄筋１を縦孔34の内部に降ろしていくと（図８(a)参照。）、縦孔34の底部33に先端杭17の杭先30が突き刺さるとともに、縦孔34の底部33に昇降鉄筋３の下端部の帯筋14が当接し（図８(b)参照。）、その後、さらに拡底鉄筋１の固定鉄筋２を降ろしていくと、それに伴って昇降鉄筋３が固定鉄筋２に対して相対的に上昇し、これによってロック状態が解除されて解除状態となり、下側開閉鉄筋16の下端部同士の連結部（先端杭17）に作用する押上力や帯筋18,19によって上下側開閉鉄筋15,16に作用する付勢力で開閉鉄筋４の上側開閉鉄筋15と下側開閉鉄筋16が固定鉄筋２の外方へ向けて回動し、開閉鉄筋４が開いた状態となり（図８(c)参照。）、縦孔34の内部に図９に示す解除状態となっている拡底鉄筋１が設置される。これにより、縦孔34の底部33の拡大した部分にまで上下側開閉鉄筋15,16や帯筋18,19が配設されることになる。
【００３８】
以上に説明したように、上記拡底鉄筋１では、縦孔34に埋設する固定鉄筋２の下部に複数の上側開閉鉄筋15を固定鉄筋２の外方へ向けて上下回動自在に連結し、各上側開閉鉄筋15の下部に下側開閉鉄筋16を上下回動自在に連結するとともに、複数の下側開閉鉄筋16の下端部同士を固定鉄筋２の下端よりも下方位置で連結した構成となっている。
【００３９】
そのため、上記構成の拡底鉄筋１では、地盤32に掘削した縦孔34に拡底鉄筋１を挿入すると、下側開閉鉄筋16の下端部同士の連結部が縦孔34の底部33に当接し、その後、上下側開閉鉄筋15,16が固定鉄筋２の外方に向かって開いた状態に自動的になり、これにより、拡大した縦孔34の底部33にまで上下側開閉鉄筋15,16を容易に配設することができるので、拡底杭を用いた地盤補強工事に要する労力や時間やコストを削減することができる。
【００４０】
また、上記拡底鉄筋１では、複数の下側開閉鉄筋16の下端部同士を連結した連結部に先鋭状の先端杭17を配設した構成となっている。
【００４１】
そのため、上記構成の拡底鉄筋１では、地盤32に掘削した縦孔34に拡底鉄筋１を挿入すると、縦孔34の底部33に先端杭17が突き刺さり、これにより、複数の下側開閉鉄筋16の下端部同士の連結部の位置が固定されることになり、上下側開閉鉄筋15,16を円滑に開いた状態にすることができる。
【００４２】
また、上記拡底鉄筋１では、固定鉄筋２に昇降鉄筋３を昇降自在に設け、昇降鉄筋３の下端を固定鉄筋２の下端よりも下方に位置させるとともに、昇降鉄筋３が上側開閉鉄筋15の上下回動を阻止するロック状態と昇降鉄筋３が上昇してロック状態を解除する解除状態とに状態変更可能に構成している。
【００４３】
そのため、上記構成の拡底鉄筋１では、地盤32に掘削した縦孔34に拡底鉄筋１を挿入すると、縦孔34の底部33に昇降鉄筋３が当接し、その後、昇降鉄筋３が固定鉄筋２に対して相対的に上昇することになり、これにより、ロック状態が自動的に解除されて、上下側開閉鉄筋15,16を円滑に開いた状態にすることができる。
【００４４】
また、上記拡底鉄筋１では、上側開閉鉄筋15を固定鉄筋２の外方へ回動させる方向に向けて付勢する帯筋18を上側開閉鉄筋15に設けた構成となっている。
【００４５】
そのため、上記構成の拡底鉄筋１では、帯筋18の付勢力によって上下側開閉鉄筋15,16を円滑に開いた状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】拡底鉄筋（ロック状態）を示す斜視図。
【図２】固定鉄筋を示す斜視図。
【図３】昇降鉄筋を示す斜視図。
【図４】開閉鉄筋を示す斜視図。
【図５】上側開閉鉄筋を示す斜視図。
【図６】下側開閉鉄筋を示す斜視図。
【図７】先端杭を示す斜視図。
【図８】拡底鉄筋の動作を示す説明図。
【図９】拡底鉄筋（解除状態）を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４７】
１  拡底鉄筋                            ２  固定鉄筋
３  昇降鉄筋                            ４  開閉鉄筋
５  主筋                                ６  補強筋
７  帯筋                                8,9  補強筋
10  支持体                              11  主筋
12,13,14  帯筋                          15  上側開閉鉄筋
16  下側開閉鉄筋                        17  先端杭
18,19  帯筋                             20  鉄筋本体
21  連結体                              22  保持体
23  フック                              24  支持体
25  鉄筋本体                            26  連結体
27  保持体                              28  支持体
29  杭本体                              30  杭先
31  連結体                              32  地盤
33  底部                                34  縦孔
35  スペーサ
【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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