(57)【要約】【課題】壁特タイプの杭本体に対して標準の端板を用いても、端板の近傍断面における十分な断面性能を容易に確保できる構造の既製コンクリート杭を提供する。【解決手段】壁特杭12Aは、標準タイプの杭本体13より内側に張り出した大きな壁厚を有する壁特タイプの杭本体14を有する。この杭本体14の壁厚よりも小さな内外径間サイズを有する中空状に形成した、標準タイプと同一サイズの端板16を、壁特タイプの杭本体14の端面に設ける。壁特杭12Aには、端板16から杭本体14の外周面にわたって円筒状の鋼板18を設ける。この鋼板18の厚さは、横断面部分Ｂ−Ｂにおける換算断面積を横断面部分Ａ−Ａにおける換算断面積以上とし、かつ、横断面部分Ｂ−Ｂにおける換算断面二次モーメントを横断面部分Ａ−Ａにおける換算断面二次モーメント以上とするように選定する。【選択図】図１
2014005710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標準タイプの杭本体より大きな壁厚を有する壁特タイプの中空状の杭本体と、
この壁特タイプの杭本体の端面に設けられた、杭本体の壁厚よりも小さな内外径間サイズを有する中空状に形成された、標準タイプと同一サイズの端板とを具備し、
杭本体と端板との境界の横断面部分における、端板からはみ出した壁厚部分を除いた換算断面積を、壁特タイプの杭本体の換算断面積以上とするとともに、
杭本体と端板との境界の横断面部分における、端板からはみ出した壁厚部分を除いた換算断面二次モーメントを、壁特タイプの杭本体の換算断面二次モーメント以上とした
ことを特徴とする既製コンクリート杭。
【請求項２】
請求項１記載の既製コンクリート杭において、
端板から杭本体の外周面にわたって筒状に設けられた鋼板を具備し、
この鋼板の厚さは、
杭本体と端板との境界の横断面部分における、端板からはみ出した壁厚部分を除いた換算断面積を、壁特タイプの杭本体の換算断面積以上とするとともに、杭本体と端板との境界の横断面部分における、端板からはみ出した壁厚部分を除いた換算断面二次モーメントを、壁特タイプの杭本体の換算断面二次モーメント以上とするように選定した
ことを特徴とする既製コンクリート杭。
【請求項３】
壁特タイプの杭本体は、
端板から突出する端面角部を端板に向かって同径となるように面取り形成した面取り部を備えた
ことを特徴とする請求項１または２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】
本発明は、杭本体の壁厚が大きい場合の端板構造に特徴を有する既製コンクリート杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
既製コンクリート杭(以下、杭と呼ぶ)の壁厚形状には、ＪＩＳ Ａ５３７３で規定された厚さの標準タイプと、標準タイプよりも厚い壁特タイプの区分がある。壁特タイプの杭は、杭が負担する荷重が大きく、標準タイプの杭を使用すると杭径を増加せざるを得ない場合に、杭径を抑える目的などで使用される。
【０００３】
図６には、標準タイプの杭１に、壁特タイプの杭２が接続された例が示されている。
【０００４】
上記に掲げる何れのタイプの杭も、図６に示されるように杭本体３，４の両端には、杭本体３，４の壁厚に応じた寸法に形成された端板５，６が取り付けられ、これらの端板５，６どうしが溶接継手部７により接続されている。杭１，２の端板５，６から杭本体３，４の外周面にわたって円筒状の補強バンド８，９がそれぞれ一体化されている。
【０００５】
このように、杭１，２の杭本体３，４の壁厚形状が異なるごとに、端板５，６の仕様を定め、標準の端板５に対して、特別に製作した端板６を用いる必要がある。
【０００６】
また、異なる杭の対向する端板どうしを接続できるようにした既製コンクリート杭において、端板よりも内側に張り出した壁厚の大きな杭本体の端面を、端板の内周側に露出させたり、端板としての主リング部材の内周側に配置されて一体化された補助リング部材により、壁厚の大きな杭本体の端面を端板の内周側に露出させないように覆うものがある（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭５２−１５８０９号公報（第２図および第３図）
【特許文献２】特開２００５−２９９２４３号公報（図４および図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図６に示されるように壁特タイプの杭２のように、杭本体４の壁厚が大きい場合、壁特タイプの端板６は、鋼板からリング状に切り出す方法や打ち抜きによる方法で対応しているため、材料の無駄が発生し、また特殊加工品となるために納期がかかる問題もある。
【０００９】
一方、標準タイプの端板５は、必要幅を持った平鋼をリング状に曲げて端面同士を突合せ溶接したベンダー加工品であるが（特許文献２図７参照）、この標準タイプの端板５を壁特タイプの杭本体４で用いた場合（図示せず）、杭本体４の断面全体で負担していた荷重が、杭端部に近づくにつれ幅狭の端板に集中するように伝達されるため、端板からはみ出した壁特タイプの壁厚部分は、実質的に荷重を負担せず、端板の近傍断面における十分な断面性能を確保できない。
【００１０】
さらに、標準タイプの端板５を壁特タイプの杭本体４で用いた場合、杭製造時の脱型工程などにおいて端板の内周側に露出する杭本体部分からはみ出した壁特タイプの壁厚部分が破損しやすい問題もある。
【００１１】
また、特許文献２のような端板としての主リング部材より壁厚が大きな杭本体を有する杭を用いる場合、主リング部材の内周側に配置されて一体化される補助リング部材を製造し、嵌着することは、作業工程の増加およびコストアップなどの問題がある。
【００１２】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、壁特タイプの杭本体に対して標準の端板を用いても、端板の近傍断面における十分な断面性能を容易に確保できる構造の既製コンクリート杭を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載された発明は、標準タイプの杭本体より大きな壁厚を有する壁特タイプの中空状の杭本体と、この壁特タイプの杭本体の端面に設けられた、杭本体の壁厚よりも小さな内外径間サイズを有する中空状に形成された、標準タイプと同一サイズの端板とを具備し、杭本体と端板との境界の横断面部分における、端板からはみ出した壁厚部分を除いた換算断面積を、壁特タイプの杭本体の換算断面積以上とするとともに、杭本体と端板との境界の横断面部分における、端板からはみ出した壁厚部分を除いた換算断面二次モーメントを、壁特タイプの杭本体の換算断面二次モーメント以上とした既製コンクリート杭である。
【００１４】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の既製コンクリート杭において、端板から杭本体の外周面にわたって筒状に設けられた鋼板を具備し、この鋼板の厚さは、杭本体と端板との境界の横断面部分における、端板からはみ出した壁厚部分を除いた換算断面積を、壁特タイプの杭本体の換算断面積以上とするとともに、杭本体と端板との境界の横断面部分における、端板からはみ出した壁厚部分を除いた換算断面二次モーメントを、壁特タイプの杭本体の換算断面二次モーメント以上とするように選定した既製コンクリート杭である。
【００１５】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載の既製コンクリート杭における壁特タイプの杭本体が、端板から突出する端面角部を端板に向かって同径となるように面取り形成した面取り部を備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の発明によれば、壁特タイプの杭本体に標準タイプと同一サイズの端板を用いるので、壁特タイプの端板を用いる場合の材料の無駄がなくなるとともに、コストや納期を縮小できる。また、杭本体と端板との境界の横断面部分における、端板からはみ出した壁厚部分を除いた換算断面積および換算断面二次モーメントを壁特タイプの杭本体と同等以上にすることで、端板の近傍断面における十分な断面性能を容易に確保できる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、杭本体と端板との境界の横断面部分における、端板からはみ出した壁厚部分を除いた換算断面積および換算断面二次モーメントを壁特タイプの杭本体と同等以上にするように、筒状に形成された鋼板の厚さを選定することで、端板の近傍断面における十分な断面性能を容易に確保できる。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、端板から突出する壁特タイプの杭本体の端面角部を端板に向かって同径となるように面取り形成した面取り部によって、端板から突出する端面角部が製造時の脱型工程などにおいて破損するおそれを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る既製コンクリート杭の第１実施の形態を示す断面図である。
【図２】同上杭の第２実施の形態を示す断面図である。
【図３】同上杭の第３実施の形態を示す断面図である。
【図４】同上杭の第４実施の形態を示す断面図である。
【図５】同上杭の第５実施の形態を示す断面図である。
【図６】従来の既製コンクリート杭を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を、図１乃至図５に示された各実施の形態に基いて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、第１実施の形態を示し、図６に示された従来例との相違点を明確にするため、標準タイプの既製コンクリート杭（以下、標準杭11という）と、壁特タイプの既製コンクリート杭（以下、壁特杭12Aという）とを継いだ場合を例に挙げて説明する。
【００２２】
壁特杭12Aは、標準杭11に対して内側張出型の既製コンクリート杭であり、標準タイプのコンクリート杭本体（以下、杭本体13という）より内側に張り出した大きな壁厚を有する壁特タイプの中空状のコンクリート杭本体（以下、杭本体14という）を有する。この杭本体14の壁厚よりも小さな内外径間サイズを有する中空状に形成された、標準タイプの端板15と同一サイズの端板16が、壁特タイプの杭本体14の端面に設けられている。
【００２３】
標準杭11は、端板15から杭本体13の外周面にわたって、端板15の外周凹溝の全周に溶接された補強バンド17が設けられているのに対して、壁特杭12Aは、端板16から杭本体14の外周面にわたって、端板16の外周凹溝の全周に溶接された円筒状の鋼板18が設けられている。
【００２４】
標準杭11の上下両端の端板15間にはＰＣ鋼材19が設けられ、同様に壁特杭12Aの上下両端の端板16間にはＰＣ鋼材20が設けられている。
【００２５】
壁特タイプの杭本体14は、標準タイプと同一サイズの端板16から突出する内径側の端面角部を端板16に向かって同径となるように面取り形成した面取り部21を備えている。この面取り部21は、型枠を用いて遠心成形により杭本体14と同時に成形してもよいし、杭本体14を遠心成形した後に端面角部を削り取って成形してもよい。
【００２６】
標準杭11と壁特杭12Aは、標準杭11の端板15と壁特杭12Aの対向する端板16とを、全周にわたって溶接した溶接継手部22により接続する。
【００２７】
なお、標準杭11と壁特杭12Aとの接続方法は、溶接に限られるものではなく、機械式継手により接続してもよい。
【００２８】
壁特杭12Aの鋼板18の厚さは、壁特タイプの杭本体14において鋼板18のない軸方向位置の横断面部分Ａ−Ａにおける換算断面積（コンクリート換算断面積）に対して、杭本体14と端板16との境界の横断面部分Ｂ−Ｂにおける、端板16からはみ出した壁厚部分を除いた換算断面積を、横断面部分Ａ−Ａにおける壁特タイプの杭本体14の換算断面積以上とするとともに、杭本体14と端板16との境界の横断面部分Ｂ−Ｂにおける、端板16からはみ出した壁厚部分を除いた換算断面二次モーメント（コンクリート換算断面二次モーメント）を、横断面部分Ａ−Ａにおける壁特タイプの杭本体14の換算断面二次モーメント以上とするように、円筒状に形成された鋼板18の厚さを選定する。
【００２９】
すなわち、Ａｅ(A)を横断面部分Ａ−Ａの換算断面積とし、Ｉｅ(A)を横断面部分Ａ−Ａの換算断面二次モーメントとし、Ａｅ(B)を横断面部分Ｂ−Ｂの換算断面積とし、Ｉｅ(B)を横断面部分Ｂ−Ｂの換算断面二次モーメントとした場合、
Ａｅ(A)≦Ａｅ(B)、およびＩｅ(A)≦Ｉｅ(B)
の関係が成立するように、鋼板18の厚さを選定する。
【００３０】
鋼板18の軸方向長さは、面取り部21の軸方向長さに鋼板18の杭本体14への定着長を加えた値以上とする。なお、鋼板18にリング筋やヒゲ筋を取付けたり、凹凸状の鋼板（例えば縞鋼板）等を用いることにより付着力が増加することを考慮して、必要な軸方向長さを短くすることも可能である。
【００３１】
次に、この図１に示された第１実施の形態から得られる作用効果を説明する。
【００３２】
壁特タイプの杭本体14に標準タイプと同一サイズの端板16を用いるので、従来の壁特タイプの端板６（図６）を用いる場合のような材料の無駄がなくなるとともに、コストや納期を縮小でき、かつ、端板近傍断面すなわち横断面部分Ｂ−Ｂの換算断面積Ａｅ(B)および換算断面二次モーメントＩｅ(B)を、壁特タイプの杭本体14の横断面部分Ａ−Ａの換算断面積Ａｅ(A)および換算断面二次モーメントＩｅ(A)と同等以上にするように、円筒状に形成された鋼板18の厚さを選定することで、端板16の近傍断面における十分な断面性能を容易に確保できる。
【００３３】
また、標準タイプと同一サイズの端板16から突出する壁特タイプの杭本体14の内径側の端面角部を、端板16に向かって同径となるように面取り形成した面取り部21によって、この面取り部21のない場合に端板16から突出する内径側の端面角部が脱型時などにおいて破損するおそれを防止でき、補修などに要する手間を省ける。
【００３４】
なお、端板近傍断面の換算断面積Ａｅ(B)および換算断面二次モーメントＩｅ(B)を、壁特タイプの杭本体14の横断面部分Ａ−Ａの換算断面積Ａｅ(A)および換算断面二次モーメントＩｅ(A)と同等以上にする手段は、図１に示された端板16の外周に円筒状の鋼板18を設ける構造のみに限定されるものではなく、例えば、端板16の近傍の杭本体14内に鉄筋などの補強材を配置したり、端板16の近傍については杭本体14を高剛性の材料で形成するなどして、換算断面積Ａｅ(B)および換算断面二次モーメントＩｅ(B)を増加させるようにしてもよく、いずれの場合も、端板16の近傍断面における十分な断面性能を容易に確保できる。
【００３５】
次に、図２は、第２実施の形態を示し、標準杭11と外側張出型の壁特タイプの既製コンクリート杭（以下、壁特杭12Bという）とを継いだ場合を例に挙げて説明する。なお、この図２に示された第２実施の形態において、図１に示されたものと同一の部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３６】
壁特タイプの壁特杭12Bは、標準タイプの杭本体13より外側に張り出した状態で大きな壁厚を有する中空状の杭本体14を有する。この杭本体14の壁厚よりも小さな内外径間サイズを有する中空状に形成された、標準タイプの端板15と同一サイズの端板16が、壁特タイプの杭本体14の端面に設けられている。
【００３７】
壁特杭12Bは、端板16から杭本体14の外周面にわたって、端板16の外周凹溝の全周に溶接された段付き円筒状の鋼板18が設けられている。
【００３８】
この鋼板18は、端板16の外径と同径の径小部18aに対して漸次径大のテーパ部18bを介して径大部18cが連続的に設けられている。
【００３９】
第２実施の形態は、第１実施の形態と同様の効果、すなわち、端板16の近傍断面における十分な断面性能を容易に確保できるなどの効果を得ることができるとともに、壁特杭12Bの内空側への張り出しがないため、継杭全体の内空面を平滑にすることができ、杭内空にオーガーを挿入して掘削・排土を行なう中掘工法に好適に採用することができる。
【００４０】
次に、図３は、内側張出型の壁特杭12Aと内側張出型の壁特杭12Aとを継いだ第３実施の形態を、また、図４は、外側張出型の壁特杭12Bと外側張出型の壁特杭12Bとを継いだ第４実施の形態を示す。図３の内側張出型の壁特杭12Aは、図１に示されたものと同一であり、また、図４の外側張出型の壁特杭12Bは、図２に示されたものと同一であるため、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４１】
上述の通り、本発明により壁特タイプの杭本体14に標準タイプと同一サイズの端板16を適用できるため、壁特タイプの杭を従来よりも低コストで提供することが可能となる。したがって、第３実施の形態や第４実施の形態のように、上杭だけでなく、中杭あるいは下杭にも壁特杭を採用しやすくなり、合理的かつ経済的な杭設計に資することになる。
【００４２】
次に、図５は、標準杭11と内側張出型の壁特タイプの既製コンクリート杭（以下、壁特杭12Cという）とを継いだ第５実施の形態を示す。この壁特杭12Cが、第１実施の形態の壁特杭12Aと異なる構造は、不等厚の鋼板18を用いた点であり、この鋼板18は、端板16に溶接される接続部分が所定長さにわたって厚肉に形成され、断面性能に余裕が有る部分から薄肉部18dにしてもよい。
【００４３】
以上、図１乃至図５を用いて、本発明の実施の形態を述べてきたが、各実施の形態における既製コンクリート杭は、ＰＨＣ杭、ＰＲＣ杭、ＳＣ杭、およびＲＣ杭を含むものであり、またその形状については、杭断面形状が一様のいわゆるストレート杭だけでなく、杭端部を拡径した拡径杭や、杭外周に一つ以上の節部を設けた節杭のような異形杭を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、既製コンクリート杭の製造、販売、施工などに係わる事業者にとって産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００４５】
12A，12B，12C  既製コンクリート杭（壁特杭）
13    標準タイプの杭本体
14    壁特タイプの杭本体
16    標準タイプと同一サイズの端板
18    鋼板
21    面取り部
【図１】
2014005710.tif 000003
【図２】
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【図３】
2014005710.tif 000005
【図４】
2014005710.tif 000006
【図５】
2014005710.tif 000007
【図６】
2014005710.tif 000008