(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面全体に偏平な突起が連続してらせん状に設けられた鋼管または鋼管コンクリート複合杭に円筒形をした袋体がその上下部をバンドによって装着されたことを特徴とする袋体付き既製杭。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、袋体が装着された既製杭に関するものであり、埋込工法において既製杭に装着した袋体の中に固結性流動物を圧入して杭下端に拡大部を形成させ、支持力を増大し得る袋体付き既製杭に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、高い鉛直支持力を発現させるために袋体を有した既製杭を用いる方法が開発されている。このような袋体を装着した既製杭は、特開平２−８５４１９号公報に示されるように袋体がその上下部でバンドによって既製杭の外周に装着された杭であって、取り付け部に袋体ずれ防止を目的として円周方向に突起を有する構造になっている。また更に実公平５−２１５３０号公報や特開平５−９９３４号公報に示されるように既製杭と袋体内に圧入した固結性流動物の硬化体との付着強度を増し、拡底球根部を一体化することを目的として袋体で覆われた部分の既製杭の外周面に凹凸の突起を有する構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術における袋体を装着した杭は、鋼管の表面に袋体ずれ防止の突起を溶接および切削方式により設けているため、製造工程が非常に複雑になり製品の信頼性、安定した供給量に問題が生じていた。また袋体ずれ防止を施した該既製杭は、高圧注入する際に袋体取り付け部よりミルクが漏れるのを防ぐために円周方向に設けられた突起を挟み込むようにして二重にバンドを取り付けるか、もしくは袋体内外部に突起を設けバンドを高引張り力で締め付けなければならないなどの手数がかかる取り付け方法が要求されていた。また例えば鉄筋を鋼管に溶接することにより袋体取り付け部の突起をらせん状に設けても、突起の形状が円形のためか、簡単な取り付け方法では袋体のずれを防止できないなどの問題を生じていた。
【０００４】
本発明の目的は、固結性流動物の高圧注入を必要とする場合においても、一巻のバンドにより低引張り力で締め付けるだけで袋体のずれを防止するのに十分な摩擦力が簡単に得られるため、既製杭と袋体を確実に固着することが可能となり、既製杭と袋体拡底部が完全に一体化した高支持力が得られる袋体付き既製杭を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、外周面全体に偏平な突起が連続してらせん状に設けられた鋼管または鋼管コンクリート複合杭に円筒形をした袋体がその上下部をバンドによって装着されたことを特徴とする袋体付き既製杭であり、特にずれ防止のための複雑な突起を別工程で設けなくても袋体と既製杭が簡易なバンドにより確実に、かつ所望の位置に容易に固着でき、袋体中にセメントミルク等を注入させ硬化させると既製杭と硬化体との付着部で高付着力が得られる袋体付き既製杭であり、袋体を取り付ける既製杭の外周面全体に、連続したらせん状の偏平な突起を有していることを特徴とするものである。
【０００６】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施態様の既製杭にセメントミルクなどの固結性流動物を圧入したときの状態の半断面図であり、図２は図１の袋体取り付け部の拡大図である。図において、既製杭３は、外周に鋼管１を有し、内面は鋼管１に密着した中空コンクリート部２からなる鋼管コンクリート複合杭である。既製杭３には、袋体４がその上下部でバンド５によって、外周のみに装着されている。既製杭３の鋼管１には、予めその生産段階で表面全体に偏平な突起６が連続してらせん状に設けられている。また中空コンクリート部２には注入管９が設けられている。注入管９は袋体４に固結性流動物を注入できるように、その注入口が袋体によって覆われている。この既製杭を通常最下端の杭として用いる。
【０００７】
袋体取り付け部は、表面全体に偏平な突起６が設けられた鋼管１を有する既製杭３にクッション材７が円周方向に取り付けられ、その外周に袋体４が被せられている。更に該袋体４の外側から円周方向にバンド５を巻き、締め付けることによってクッション材７が塑性変形して既製杭３と袋体４が密着することになり、袋体４がその上下で鋼管１を有する既製杭３と確実に固着される構造となっている。
【０００８】
この袋体４の材質は、注入する固結性流動物中の水だけを透過させる脱水効果を有する点と強度の点からナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ビニロンなどの合成繊維を用いることが好ましい。このように固結性流動物の水を外へ脱水できる袋体にすると、施工に際してこの杭体の袋体内にセメント系等の固結性流動物が注入され、所定の圧力、例えば６〜１２ｋｇｆ／ｃｍ２  の注入圧力により固結性流動物中の水分が袋体表面を通して脱水され、固結性流動物は硬化後に緻密で強固な硬化体となる。袋体４と鋼管１を有する既製杭３の取り付け部はバンド５で取り付ける。なお、バンド５と接着剤を組み合わせ併用して取り付けるとより確実に固着される。
【０００９】
また、本発明に用いる杭の外径はφ４００〜８００ｍｍである。本発明に使用するバンド５は、例えば鋼製のものであり、固結性流動物の漏れを防ぐには幅は１０〜５０ｍｍ程度、厚さ１〜３ｍｍ程度のものが好ましく、袋体の外径は杭外径＋３００〜６００ｍｍとし、バンドの外径は杭外径＋１０〜３０ｍｍとするのが好ましい。袋体と既製杭の間のクッション材７は、例えばゴムとアスファルト材を練混ぜた粘着性を持つ超弾性体のものであり、このようにクッション材７を併用すると鋼管１を有する既製杭３への袋体４の取り付け部がより確実に固着される。
【００１０】
鋼管１の表面の偏平な突起６は、袋体のずれ防止および固化したセメントミルク等の硬化体８との境界面で十分な付着力を得るために、突起間隔１０ｍｍ〜１００ｍｍ、突起高さ２ｍｍ〜１０ｍｍ、突起幅５ｍｍ〜３０のサイズとすることが望ましく、また突起の幅と高さ比（幅／高さ）は、１．５倍〜３．０倍が望ましい。
【００１１】
以上のようにして、鋼管１の外周面全体に連続してらせん状に偏平な突起６を設けることにより、袋体４を介して存在するバンド５が偏平な突起６の凸部表面に、多数箇所で接触する構造となり、偏平な突起６の凸部とバンド５の接触面積で袋体４のずれを防止するために必要な摩擦効果が十分に発揮される。それ故バンド５により低引張り力で締め付けるだけの簡易な手段で袋体のずれを防止し、袋体４を鋼管１を有する既製杭３に確実に固着することが可能である。また異なる寸法の袋体４でも所望の位置に袋体４を簡易に取り付けることが可能であり、セメントミルク等の固結性流動物を圧入して硬化させると、更に偏平な突起６の凹凸部により既製杭３と固結性流動物の硬化体８との付着部で高付着力が得られるため、既製杭３と袋体拡底部を完全に一体化することができる。
【００１２】
尚、以上は鋼管１を有し、その内側に鋼管１と密着した中空コンクリート部２を有する既製杭３、即ち鋼管コンクリート複合杭について説明したが、鋼管のみからなる既製杭にも本発明は適用できる。
【００１３】
【実施例】
【００１４】
【実施例１】
まず、図１に示す如く、スパイラル状に高さ２．５ｍｍ、幅４ｍｍ、間隔４０ｍｍの偏平な突起６が設けられた径５００ｍｍの鋼管１を有する既製杭３に、幅１５０ｍｍ、長さ１８００ｍｍ、厚さ１０ｍｍの粘着性能を有する超弾性体のクッション材７を円周方向に取り付け、該クッション材７の外側から直径８５０ｍｍ、長さ３０００ｍｍのスパイラル製縫袋体４を被せ、さらに該袋体４の外側から袋体装着部に鋼性バンド５を１０００ｋｇｆの引張り力で締め付けて袋体４を取り付けた。このようにして図２のような袋体装着部のものである袋体を試験体１とし、地上から注入管９を通じて袋体中にセメントミルクを圧入して実験を実施した。使用したセメントミルクの水セメント比は６０％である。
【００１５】
結果は、試験体１はセメントミルクの注入圧が１２ｋｇｆ／ｃｍ２  に至っても袋体のずれは見られず、セメントミルクの漏れもなく、袋体は所望の径まで十分に拡大膨張した。
【００１６】
【比較例１】
図３に示す鋼管に鉄筋１１を溶接した従来の既製杭３に袋体４の外側からワイヤーロープバンド１２を２０００ｋｇｆの引張り力で締め付けて袋体４を取り付けた杭体を試験体２とし、実施例１と同様な方法で行った。
結果は、セメントミルクの注入圧が１０ｋｇｆ／ｃｍ２  でバンドのずれが生じ、取り付け部よりセメントミルクの漏れが発生し、注入圧１２ｋｇｆ／ｃｍ２  まで圧力を負荷させることはできなかった。
【００１７】
【実施例２】
上述に示すような地上でセメントミルクを注入して袋体を拡大膨張させ、セメントミルクを硬化させ拡大部を形成させた二つの試験体を拡大部形成から２８日後、円周方向にカットして図４に示す長さ１０００ｍｍ、直径８５０ｍｍの円筒形試験体に加工し、内径８５５ｍｍ、肉厚１２ｍｍの円筒鋼管１３により試験体を覆い、反力台１４上に載置し、セメントミルク硬化体８を反力として鋼管１を下方に押す方向に載荷することにより押抜き試験を実施し、鋼管１とセメントミルク硬化体８との付着力を測定した。なお、別途セメントミルク硬化体８の圧縮強度を測定したところ、およそ６００ｋｇｆ／ｃｍ２  程度であった。
【００１８】
押抜き試験の結果、本発明に基づいて作成した試験体１の鋼管１とセメントミルク硬化体の付着強度は８４ｋｇｆ／ｃｍ２  であるのに対し、突起を有しない試験体２は付着強度１０ｋｇｆ／ｃｍ２  となり、本発明の実施例が比較例の約８倍の数値を示した。またこのような大径の杭の場合に必要とされる先端支持力から付着強度を算定するとおよそ２０ｋｇｆ／ｃｍ２  であり、本発明の実施例が十分満足した付着強度を発揮していることを証明している。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の袋付き既製杭は、簡易なバンドの取り付け方法で袋体を取り付けた構造であっても地中所定深さに掘削した掘削孔に埋設した後、注入管等を経て袋体内に固結性流動物を圧入し袋体取り付け部に大きな力が加わる場合にも、取り付け部より固結性流動物が漏れることなく、外周面全体の連続したらせん状の偏平な突起の凸部とバンドにより圧着された接触部の摩擦力により、袋体がしっかりと取り付けられた状態で、安定的に所望の径まで袋体を拡大膨張させることができる。しかも袋体内に注入された固結性流動物の硬化体と既製杭との付着部で高付着が発揮されるため、確実に拡大膨張した袋体と既製杭が確実に一体化した拡底部を設けることができ、杭として高い支持力が安定して得られるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様である既製杭の袋体を拡大膨張させたときの半断面図である。
【図２】本発明の袋体取り付け部の概念図である。
【図３】従来技術による袋体取り付け部の概念図である。
【図４】押抜き試験の概念図である。
【符号の説明】
１  鋼管
２  中空コンクリート部
３  既製杭
４  袋体
５  バンド
６  突起
７  クッション材
８  硬化体
９  注入管
１０  中空部
１１  鉄筋
１２  ワイヤーロープ
１３  円筒鋼管
１４  反力台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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