(57)【要約】      （修正有）【課題】製造工程を複雑化したり、部材数を増やすことなく、杭頭部などの杭端部内周に簡単に環状突起を形成することができる既製コンクリート杭を提供する。【解決手段】杭頭部１０ａなどの杭端部内周にその周方向に沿う環状突起２１を有する既製コンクリート杭であって、環状突起２１は、拡径方向にばね力が付与された環状部材２１ａを、そのばね力によって杭頭部１０ａ内周に固定することにより形成されていることを特徴とする。環状部材２１ａは周方向の一部に２つの自由端部を有する拡縮可能な部材であり、縮径することによってばね力が付与されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭端部内周にその周方向に沿う環状突起を有する既製コンクリート杭であって、
前記環状突起は、拡径方向にばね力が付与された環状部材を、そのばね力によって前記杭端部内周に固定することにより形成されていることを特徴とする既製コンクリート杭。
【請求項２】
前記環状部材は周方向の一部に２つの自由端部を有する拡縮可能な部材であり、縮径することによってばね力が付与されていることを請求項１記載の既製コンクリート杭。
【請求項３】
前記環状部材の前記杭端部内周との当接面に粗面化処理がなされていることを特徴とする請求項１又は２記載の既製コンクリート杭。
【請求項４】
前記杭端部の内周に環状溝が形成され、この環状溝に前記環状部材の外周部分が嵌め込まれていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の既製コンクリート杭。
【請求項５】
前記環状部材はその外周が上方に向けて径が漸増するテーパ面に形成され、前記環状溝は前記テーパ面に合致する形状に形成されていることを特徴とする請求項４記載の既製コンクリート杭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、既製コンクリート杭に関し、さらに詳細には、例えば杭頭部と構造物基礎との接合部に作用する引張り力に対応するのに有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、短工期とローコスト化の潮流から、既製コンクリート杭の高支持力化が進み、従来の埋め込み杭工法と比較すると同径の杭で２〜３倍の支持力をもつようになった。このため、地震時に１本の杭が負担する水平力も従来より大きくなり、小口径でも大きな耐力をもつＳＣ杭（外殻鋼管付きコンクリート杭）やＰＲＣ杭（遠心力プレストレスト鉄筋コンクリート杭）を採用する事例が増えてきた。このような高耐力の杭を使用することで、杭体の曲げ耐力は確保できるが、杭頭接合部はＲＣ構造となるため、接合部破壊を防止することが困難であった。
【０００３】
これを解決するため、杭頭に拡頭リングを設けて接合部耐力を確保して、杭頭破壊を防止する工法が開発されている。しかしながら、この工法は杭頭に拡頭リングをかぶせコンクリートを充填して両者を一体化させるため、大きな引張り力には対応できないという問題があった。
【０００４】
また、拡頭リングを用いない既製コンクリート杭の杭頭接合部の場合、引張り力に対応するためには杭頭に鉄筋（基礎へのアンカー筋）を現場溶接する方法が採用されている。しかしながら、現場溶接の信頼性が低く接合部の品質を確保する観点から、今後は現場溶接しない工法が求められてくる状況にある。例えば、今回改訂された「杭基礎設計便覧  平成１８年度改訂版」（平成１９年１月  社団法人  日本道路協会）では、道路橋示方書で解説された意図を踏まえ杭頭接合部の設計において杭外周に溶接される鉄筋を１次設計（許容応力度設計）では考慮しないこととしている。
【０００５】
従来、現場溶接によらない杭頭接合部として図５に示すような構造が知られている。既製コンクリート杭１０は、杭施工に伴って内部にソイルセメント１３が満たされ、杭頭部１０ａには杭頭部内側空間１５が形成される。既製コンクリート杭１０は、この杭頭部内側空間１５に挿入される複数本のアンカー筋１４及び杭頭部内側空間１５に打設される中詰めコンクリート１２を介して構造物基礎であるパイルキャップ１６と一体的に接合される。１７はアンカー筋１４の周囲に巻かれる帯筋、１８は下側主筋を示している。
【０００６】
上記のような従来の杭頭接合構造の場合、アンカー筋１４（中詰め補強鉄筋）に作用する引張り力は中詰めコンクリート１２とコンクリート杭１０の杭体コンクリート内面との付着により杭体に伝達される。しかし、遠心成形される杭体の内面は滑らかで凹凸が小さく、この付着は一般的なコンクリート打継ぎ面よりかなり小さなものとなる。このため、引張り力が作用した際、アンカー筋１４が引張り耐力に達する前に、杭体内面と中詰めコンクリート１２との付着が切れてしまうおそれがある。この出願の出願人による実験によれば、ピストン内でシリンダーが動くように、早期に中詰めコンクリート１２が杭体に対して杭軸方向に離間してずれてしまうという現象が見出された。
【０００７】
この問題を解決するために、この出願人は特許文献１に記載されるような既製コンクリート杭の杭頭部接合構造を提案した。これは、図６に示すように、杭頭部の内周に外周部分が杭体コンクリート内に埋め込まれかつ内周部分が中詰めコンクリート１２に突出する環状突起２１が周方向に沿って設けられている接合構造である。この接合構造によれば、アンカー筋１４に引張り力が作用した場合、環状突起２１が中詰めコンクリート１２と杭体コンクリートとの間で支圧抵抗による「シャーキー」として機能するので、両者間にずれが生じることなく一体化が保たれ、アンカー筋１４の耐力を十分に発揮させることができる。
【０００８】
しかしながら、上記接合構造に適用される既製コンクリート杭１０は、環状突起２１が杭体コンクリート内に外周部分が埋め込まれたものである。このため、既製コンクリート杭１０を遠心成形する前に、環状突起２１を形成する部材をコンクリート充填空間に保持しなければならない。具体的には、同特許文献１に記載のように、保持部材を配置してこれに環状部材を固定しなければならない。また、遠心成形時には環状部材の突出長さを確保し、突出部分にモルタル成分が付着しないように、発泡スチロール等で養生をする必要がある。以上のことから、環状部材を杭体コンクリートに一部埋め込んで環状突起とする方法は、既製コンクリート杭の製造工程を複雑化するだけでなく、環状部材を保持するための部材を必要とする難点がある。
【特許文献１】特願２００８−２６４８０１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、製造工程を複雑化したり、部材数を増やすことなく、簡単に環状突起を形成することができる、環状突起を備えた既製コンクリート杭を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、杭端部内周にその周方向に沿う環状突起を有する既製コンクリート杭であって、
前記環状突起は、拡径方向にばね力が付与された環状部材を、そのばね力によって前記杭端部内周に固定することにより形成されていることを特徴とする既製コンクリート杭にある。
【００１１】
より具体的には、前記環状部材は周方向の一部に２つの自由端部を有する拡縮可能な部材であり、縮径することによってばね力が付与されている。前記環状部材の前記杭端部内周との当接面に粗面化処理がなされている構成を採用することができる。
【００１２】
前記杭端部の内周に環状溝が形成され、この環状溝に前記環状部材の外周部分が嵌め込まれている構成を採用することもできる。この場合、前記環状部材はその外周が上方に向けて径が漸増するテーパ面に形成され、前記環状溝は前記テーパ面に合致する形状に形成されている構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、環状突起は、拡径方向にばね力が付与された環状部材をそのばね力によって杭端部内周に固定することにより形成されているので、既製杭コンクリート杭の製造工程とは無関係に、例えば施工現場でも、環状突起を形成することができる。したがって、製造工程を複雑化したり、部材数を増やすことなく簡単に環状突起を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明の第１実施形態を示す杭頭部の軸方向断面図である。杭端部である杭頭部１０ａの内周には環状突起２１が周方向に沿って形成されている。環状突起２１は、図示のように杭軸方向に沿って間隔を置いて複数段（この実施形態では２段）形成してもよい。
【００１５】
環状突起２１は、図２に示すような環状部材２１ａを杭頭部１０ａの内周に固定することによって形成される。環状部材２１ａは所要の厚みを有する断面矩形の鋼材を図２（ａ）のように、周方向の一部が開放し２つの自由端部を有する環状のものとして加工される。２つの自由端部にはそれぞれ外周部及び内周部にテーパ面２２，２３を形成するとよい。そして、図２（ｂ）に示すように、環状部材２１を縮径してテーパ面２２，２３どうしを重ね合わせ、適宜の仮止め手段で仮止めする。仮止め手段としては図示のようにピン２４や、仮溶接、あるいは結束線による結束を用いることができる。
【００１６】
環状部材２１は、縮径して仮止めすることにより閉鎖した環状とのものとなり、この状態で拡径方向へのばね力が付与されたことになる。縮径した状態での環状部材２１の径は、杭頭部１０ａの内周の径よりも幾分か小さい程度である。環状部材２１は、杭頭部１０ａ内の所定位置に配置され、ピン２４を引き抜くことにより仮止め手段が解除される。これにより、環状部材２１ａはその付与されたばね力により杭頭部１０ａの内周を押圧し、固定される。このようにして、図１に示したような環状突起２１が杭頭部１０ａの内周に形成される。環状部材２１ａの外周面、すなわち杭頭部１０ａとの当接面には、摩擦力を増大させるために、多数の凹凸を設けるなど、粗面化処理を施すようにしてもよい。
【００１７】
図３は、別の実施形態を示す杭頭部の軸方向断面図である。この実施形態においても、図２に示した環状部材２１ａをそのばね力により杭頭部１０ａの内周に固定する点は上記実施形態と同様である。この実施形態では、杭頭部１０ａの内周に環状部材２１ａを嵌め込むための環状溝２５が杭頭部１０ａの周方向に沿って形成されている。環状溝２５は、杭頭部１０ａの内周をグラインダー等により削ることにより形成することができる。環状溝２５の深さは環状部材２１ａの厚みよりも小さく、したがって、環状部材２１ａを環状溝２５に嵌め込むようにして取り付けると、環状部材２１の内周部分が杭頭部内方に突出し、図３に示すような環状突起２１が形成される。この実施形態によれば、環状突起２１は杭頭部内周に確実に固定され、杭軸方向にずれが生じるのを確実に防止できる。
【００１８】
図４は、さらに別の実施形態を示す拡大断面図である。この実施形態では環状部材２１は、その外周が上方に向けて径が漸増するテーパ面２６に形成されている。これに応じて、環状溝２５もテーパ面に合致する形状に形成されている。この実施形態によれば、環状突起２１に杭軸方向にずれようとする力（上向きの力）が作用すると、テーパ面２６により楔作用が生じるので杭軸方向にずれるのを確実に防止できる。
【００１９】
上記各実施形態から理解されるように、環状突起２１は、拡径方向にばね力が付与された環状部材２１ａをそのばね力によって杭頭部内周に固定することにより形成されているので、既製杭コンクリート杭の製造工程とは無関係に、例えば施工現場でも、環状突起を形成することができる。したがって、製造工程を複雑化したり、部材数を増やすことなく簡単に環状突起を形成することができる。
【００２０】
上記各実施形態では、環状突起を杭頭部内周に形成する例を示したが、環状突起は杭先端部内周に形成することもできる。このような環状突起を杭先端部内周に形成することにより、根固め部コンクリートと杭先端部との付着力を高め、杭の引抜き抵抗を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施形態を示す杭軸方向断面図である。
【図２】環状部材の平面図である。
【図３】別の実施形態を示す杭軸方向断面図である。
【図４】さらに別の実施形態を示す杭軸方向断面図である。
【図５】従来の杭頭部接合構造を示す軸方向断面図である。
【図６】改良された杭頭部接合構造を示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０      既製コンクリート杭
１０ａ    杭頭部
２１      環状突起
２１ａ    環状部材
２２，２３    テーパ面
２４      ピン
２５      環状溝
２６      テーパ面
【図１】
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【図２】
2010127016.tif 000004
【図３】
2010127016.tif 000005
【図４】
2010127016.tif 000006
【図５】
2010127016.tif 000007
【図６】
2010127016.tif 000008