(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端を開口した拘束管と、
前記拘束管の両端を封鎖可能な、２つのキャップ部と、
前記拘束管の内部に封入されている、固結材と、
前記拘束管を挿通可能な全長を有する、引張材と、を有し、
前記キャップ部に反力を得て、前記引張材が緊張されていることにより、前記拘束管にプレストレスが付与されており、前記拘束管によって前記固結材が拘束されていることを特徴とする、
プレストレス鋼管杭。
【請求項２】
前記拘束管は、複数の分割拘束管で構成されており、前記複数の分割拘束管が前記引張材で一体に連結されていることを特徴とする、請求項１に記載のプレストレス鋼管杭。
【請求項３】
前記分割拘束管が、螺合、嵌合、又は溶接のいずれか一つの接合手段で連結されていることを特徴とする、請求項２に記載のプレストレス鋼管杭。
【請求項４】
前記引張材は、ＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼より線、又はアラミド繊維のいずれか一つ、若しくはこれらの組合せであることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプレストレス鋼管杭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレストレス鋼管杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼管杭は、材料強度が強く、容易に長尺化を図れることから、軟弱地盤の多い我が国において、橋梁基礎、港湾・臨海構造物基礎、建築基礎等の施工に広く利用されている。中でも近年は、杭基礎工法において、市街地等の狭隘な条件に適した、小口径の鋼管杭を用いることが多くなっている。
【０００３】
従来の技術として、特許文献１には、外周面に環状またはらせん状に所定の寸法関係を有する節を設けた小口径の鋼管杭が開示されている。
特許文献１の発明によれば、外周面に設けた節によってセメント系グラウト材との付着力が確保されるため、小口径杭の支持力を十分に発揮することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３２３４５９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の技術には次のような欠点があった。
＜１＞小口径杭は、径が小さいため、曲げ剛性が十分でなかった。
＜２＞小口径杭を採用する場合、所定の支持力を得るため、多数打設しなければならなかった。そのため施工コストが高かった。
＜３＞杭の打設には大型の建機を用いるため、狭隘な土地では施工が困難だった。
【０００６】
本発明の目的は、次の効果のうち少なくともひとつを有する、プレストレス鋼管杭を提供することにある。
＜１＞小口径でありながら高い曲げ剛性を有すること。
＜２＞打設本数を減らすことができ、施工コストを削減できること。
＜３＞施工性が良く、狭隘な土地でも効率よく施工できること。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のような課題を解決するための、本発明のプレストレス鋼管杭は、両端を開口した拘束管と、拘束管の両端を封鎖可能な、２つのキャップ部と、拘束管の内部に封入した、固結材と、拘束管を挿通可能な全長を有する、引張材と、を有し、キャップ部に反力を得て、引張材を緊張して、拘束管にプレストレスを付与しつつ、拘束管で固結材を拘束したことを特徴とする。
【０００８】
本発明のプレストレス鋼管杭は、拘束管を、複数の分割拘束管で構成し、複数の分割拘束管を引張材で一体に連結したことを特徴とする。
【０００９】
本発明のプレストレス鋼管杭は、分割拘束管を、螺合、嵌合、又は溶接のいずれか一つの接合手段で連結したことを特徴とする。
【００１０】
本発明のプレストレス鋼管杭は、引張材が、ＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼より線、又はアラミド繊維のいずれか一つ、若しくはこれらの組合せであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のプレストレス鋼管杭は、以上説明した構成を有するため、次の効果の少なくともひとつを備える。
＜１＞拘束管にプレストレスを付与したため、小口径でありながら高い曲げ剛性を発揮できる。
＜２＞曲げ剛性が高いため、従来の小口径鋼管杭より打設する本数を減らすことができる。また、既設構造物の補強時、打設本数を減らすことで、コンクリートの増厚量を減らすことができる。このため、施工コストを大幅に削減できる。
＜３＞小口径なので小型の建機で打設できる。そのため、建築物の密集した狭隘な施工場所でも容易に施工でき、施工性が非常に高い。
＜４＞分割した拘束管を打ち継ぐことができる。そのため、打設場所の上部空間に制約がある場所でも長尺の鋼管杭を打設できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るプレストレス鋼管杭の説明図。
【図２】本発明の実施例１の説明図。
【図３】本発明の実施例２の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の、プレストレス鋼管杭について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
［プレストレス鋼管杭］
＜１＞全体の構成（図１）。
本発明のプレストレス鋼管杭１は、拘束管１０に軸線方向の引張力を付与した、小口径の鋼管杭である。
プレストレス鋼管杭１は、拘束管１０と、キャップ部２０と、固結材３０と、引張材４０と、を備える。
【００１５】
＜２＞拘束管。
拘束管１０は、プレストレス鋼管杭１の主部材をなす鋼管である。本例ではφ１００〜２００mm程度の既成の円筒形鋼管を採用する。
拘束管１０の周面には、穿孔５０内で周囲に充填される注入材６０との定着性を高めるため、節状等の突起を設けることができる。
【００１６】
＜３＞キャップ部。
キャップ部２０、２０は、拘束管１０の両端を被覆すると同時に、引張材４０による圧縮力を拘束管１０に伝達しつつ、拘束管１０内の固結材３０を拘束する部材である。
キャップ部２０は、拘束管１０の端部を塞ぐ支圧板２１と、引張材４０の端部に連結する定着具２３と、定着具２３に付与された圧縮力を支圧板２１に伝達する押え材２２と、を含む。
支圧板２１は、本例では、円形の板状体とする。支圧板２１の拘束管１０側の面には、拘束管１０の内面に嵌合する突出部を設ける。
支圧板２１、押え材２２、定着具２３は、それぞれ独立の部材とするほか、一体構造とすることができる。
【００１７】
＜４＞固結材。
固結材３０は、拘束管１０の内部に充填する硬化性の中詰材である。
本例では、固結材３０に、セメントグラウト材を採用する。その他モルタルや合成樹脂等の素材を採用することもできる。
固結材３０は、硬化し、拘束管１０内に拘束されることによって、拘束管１０と一体化し、プレストレス鋼管杭１の剛性を向上させる。
【００１８】
＜５＞引張材。
引張材４０は、キャップ部２０を介して拘束管１０にプレストレスによる圧縮力を与える部材である。
本例では、引張材４０に、ＰＣ鋼棒を採用する。その他ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼より線、アラミド繊維等の公知の材料を採用することができる。また複数本の素材を組合わせてもよい。
引張材４０の両端はキャップ部２０の支圧板２１と押え材２２を貫通し、定着具２３に連結される。
【００１９】
[プレストレス鋼管杭の製造方法]
引き続き、本発明のプレストレス鋼管杭の製造方法について詳細に説明する。
【００２０】
＜１−１＞拘束管の第一開口端の封鎖。
拘束管１０の一方の開口端に、支圧板２１の突出部を嵌め込む。
支圧板２１の外側の面に押え材２２を載せる。
引張材４０の一端に定着具２３を連結し、他端を、押え材２２、支圧板２１の中央孔に連通し、拘束管１０の反対側の開口から突出させる。
【００２１】
＜１−２＞固結材の注入。
拘束管１０を、開口側を上方に向けて立て、固結材３０を拘束管１０の内部に、縁近くまで充填する。
【００２２】
＜１−３＞拘束管の第二開口端の被覆（図２）。
拘束管１０の開口側を支圧板２１で覆う。この時、支圧板２１の突出部を拘束管１０の管内に嵌め込み、支圧板２１の中央孔に、引張材４０の先端を挿通させる。
支圧板２１の上部に押え材２２を設置する。押え材２２の中央孔から引張材４０を突出させる。
【００２３】
＜１−４＞プレストレスの導入。
拘束管１０両端の支圧板２１、２１から反力を得て、ジャッキ等で引張材４０を緊張し、引張力を加える。
引張材４０に定着具２３を接合し、ジャッキを開放して、キャップ部２０、２０を介して、拘束管１０にプレストレスを導入する。
引張材４０の突出した端部を適当な長さに切断する。
【００２４】
＜１−５＞その他の方法。
本例のプレストレス鋼管杭１の製造方法は一例であり、他の公知の方法、例えば、拘束管１０の両端を封鎖した後に、注入孔から固結材３０を注入したり、プレストレスの導入をプレテンション方式にする等を採用してもよい。
【００２５】
＜２＞プレストレスの効果。
拘束管１０は、引張材４０によるプレストレスを受けて、軸方向に圧縮されることで、曲げ剛性が高まる。
また、拘束管１０内の固結材３０も、支圧板２１の突出部を介して引張材４０の圧縮力を受ける。これによって固結材３０自体の強度も向上する。
このため、従来大口径の場所打ち杭等で施工していた補強構造等に、杭径φ１００〜２００mm程度の小口径杭を採用することができ、施工コストを大幅に低減することができる。また、小型の機器で施工できるため、施工性が非常に高い。
【実施例２】
【００２６】
[拘束管を分割構造とした他の例]
拘束管１０を複数の分割拘束管１０Ａの連結構造とした他の実施例について説明する（図３）。
本例では、拘束管１０は分割構造であり、複数の分割拘束管１０Ａを、軸線方向に連結してなる。
分割拘束管１０Ａ同士の連結には、螺合、嵌合、溶接等の公知の接合手段を採用する。分割拘束管１０Ａの端部に、螺合用のネジ部等の連結機構１１を設けることもできる。
すべての分割拘束管１０Ａを連結した後に、内部に連通した引張材４０で両端部のキャップ部２０、２０にプレストレスを付与し、分割拘束管１０Ａ同士を軸線方向に圧縮することで、一体に連結する。
本例の場合、穿孔５０内に、短尺の分割拘束管１０Ａを１本ずつ挿入し、穿孔５０内で連結することができるため、打設場所の上方に空間上の制限がある場合でも、長尺のプレストレス鋼管杭１を形成することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１      プレストレス鋼管杭
１０    拘束管
１０Ａ  分割拘束管
１１    連結機構
２０    キャップ部
２１    支圧板
２２    押え材
２３    定着具
３０    固結材
４０    引張材
５０    穿孔
【図１】
0006034348.tif 000002
【図２】
0006034348.tif 000003
【図３】
0006034348.tif 000004