(57)【要約】【課題】経済的でひび割れ発生強度が良好な鉄筋コンクリート杭を提供する。【解決手段】円筒状のコンクリート部２と、このコンクリート部２の軸方向の端部に設けられた端面金具３と、コンクリート部２内に軸方向に沿って配設され端部が端面金具３に係止された複数の異形棒鋼４とを具備する。また、異形棒鋼４にはその異形棒鋼４の長期許容引張強度より小さい緊張力が付与されており、その緊張力によってコンクリート部２に１Ｎ／ｍｍ２以上４Ｎ／ｍｍ２未満のプレストレスが導入されている。そのため、設計上で必要以上に鉄筋を用いる必要がなく、構造上の弱点となる箇所が生じにくく、継手耐力も低下しにくい。したがって、経済的に強度を向上できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のコンクリート部と、
このコンクリート部の軸方向の端部に設けられた端面金具と、
前記コンクリート部内に軸方向に沿って配設され端部が前記端面金具に係止された複数の異形棒鋼とを具備し、
前記異形棒鋼には緊張力が付与されており、その緊張力によって前記コンクリート部に１Ｎ／ｍｍ２以上４Ｎ／ｍｍ２未満のプレストレスが導入されている
ことを特徴とする鉄筋コンクリート杭。
【請求項２】
異形棒鋼の鉄筋比は、０．８％以上６．０％以下である
ことを特徴とする請求項１記載の鉄筋コンクリート杭。
【請求項３】
異形棒鋼は、コンクリート部に埋設された埋設部と、この埋設部の端部に設けられ端面金具の所定位置に係止された鋲頭部とを有する
ことを特徴とする請求項１または２記載の鉄筋コンクリート杭。
【請求項４】
端面金具に異形棒鋼の一端部を係止し、
前記異形棒鋼を緊張し前記異形棒鋼が埋設されるように筒状のコンクリート部を成形し、
前記異形棒鋼の緊張力を開放して前記コンクリート部に１Ｎ／ｍｍ２以上４Ｎ／ｍｍ２未満のプレストレスを導入する
ことを特徴とする鉄筋コンクリート杭の製造方法。
【請求項５】
異形棒鋼を緊張する際には、その異形棒鋼の長期許容引張強度より小さい緊張力で緊張する
ことを特徴とする請求項４記載の鉄筋コンクリート杭の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート部に異形棒鋼が配設された鉄筋コンクリート杭およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の鉄筋コンクリート（ＲＣ）杭は、特許文献１等に示すように、所定の直径、長さおよび本数の軸方向鉄筋である異形棒鋼と螺旋鉄筋とで構成された鉄筋籠を型枠内にセットし、その型枠内にコンクリートを注入して遠心力成形して製造される。
【０００３】
また、鉄筋籠をセットする際には、モルタル製またはプラスチック製等のスペーサーや、いわゆるヒゲ筋およびリング状鉄筋等の位置決め用鉄筋を用いて、型枠内の所定位置に鉄筋籠を保持する。
【０００４】
この鉄筋コンクリート杭等の既製杭は、下杭が支持層付近に設置され、上杭が地面近傍に設置されるように地盤に埋設されて、地上構造物の重量を支えるために使用される。
【０００５】
また、このように設置された既製杭には、一般的に軸力（圧縮力）と水平力（曲げ力）が作用するが、地盤の支持層付近に配置される下杭では、軸力は上杭と同程度の大きさであるが、水平力は上杭より小さくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−３６１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
既製杭は、製造工場等でのハンドリング、運搬、および施工等の作業時に曲げ力が作用することがある。そのため、曲げ力が作用した際にひび割れが発生しないように、施工後の設置状態にて必要な鉄筋量以上の軸方向鉄筋を配設しなければならないことがあり、コストの上昇の要因となる。
【０００８】
鉄筋籠を保持するためにスペーサーを用いた場合には、一般的にそのスペーサーの強度が杭のコンクリート部の強度や鉄筋の強度より劣るため、スペーサーが構造上の弱点になる可能性がある。
【０００９】
また、鉄筋籠を保持するために位置決め用鉄筋を用いた場合には、軸方向鉄筋である異形棒鋼がその位置決め用鉄筋を介して端面金具に接続されるため、継手を用いてＲＣ杭同士を軸方向に上下に接続した状態において、異形棒鋼が軸方向に不連続となり、継手耐力が低下してしまう。そのため、継手耐力の低下の防止を目的として杭端部に補強バンドを設置して強化する必要がある。
【００１０】
さらに、杭端部への補強バンドや位置決め用鉄筋の設置は、型枠内の端部へのコンクリートの充填が難しくなる上に、コストの上昇の原因となる。
【００１１】
したがって、材料コストの観点からより経済的に製造でき、製造後の作業時にひび割れが生じない程度に強度が良好な鉄筋コンクリート杭が求められていた。
【００１２】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、経済的でひび割れ発生強度が良好な鉄筋コンクリート杭およびその製造方法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に記載された鉄筋コンクリート杭は、円筒状のコンクリート部と、このコンクリート部の軸方向の端部に設けられた端面金具と、前記コンクリート部内に軸方向に沿って配設され端部が前記端面金具に係止された複数の異形棒鋼とを具備し、前記異形棒鋼には緊張力が付与されており、その緊張力によって前記コンクリート部に１Ｎ／ｍｍ２以上４Ｎ／ｍｍ２未満のプレストレスが導入されているものである。
【００１４】
請求項２に記載された鉄筋コンクリート杭は、請求項１記載の鉄筋コンクリート杭において、異形棒鋼の鉄筋比は、０．８％以上６．０％以下であるものである。
【００１５】
請求項３に記載された鉄筋コンクリート杭は、請求項１または２記載の鉄筋コンクリート杭において、異形棒鋼は、コンクリート部に埋設された埋設部と、この埋設部の端部に設けられ端面金具の所定位置に係止された鋲頭部とを有するものである。
【００１６】
請求項４に記載された鉄筋コンクリート杭の製造方法は、端面金具に異形棒鋼の一端部を係止し、前記異形棒鋼を緊張し前記異形棒鋼が埋設されるように筒状のコンクリート部を成形し、前記異形棒鋼の緊張力を開放して前記コンクリート部に１Ｎ／ｍｍ２以上４Ｎ／ｍｍ２未満のプレストレスを導入するものである。
【００１７】
請求項５に記載された鉄筋コンクリート杭の製造方法は、請求項４記載の鉄筋コンクリート杭の製造方法において、異形棒鋼を緊張する際には、その異形棒鋼の長期許容引張強度より小さい緊張力で緊張するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、異形棒鋼には緊張力が付与されており、その緊張力によってコンクリート部に１Ｎ／ｍｍ２以上４Ｎ／ｍｍ２未満のプレストレスが導入されているため、経済的にひび割れ発生強度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る鉄筋コンクリート杭の構成を示す部分断面図である。
【図２】同上鉄筋コンクリート杭を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施の形態の構成について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１および図２において、１は円筒状で中空の鉄筋コンクリート杭であり、この鉄筋コンクリート杭１は、地盤に埋設されて地上の構造物を支えるために用いられる。
【００２２】
鉄筋コンクリート杭１は、円筒状のコンクリート部２を備え、このコンクリート部２の軸方向の両端部には円板状の端面金具３が設けられている。また、コンクリート部２内には軸方向に沿って複数（例えば１２本）の軸方向鉄筋である異形棒鋼４が配設されている。さらに、コンクリート部２の軸方向の端部近傍の外側には、端面金具３の外周面の一部およびコンクリート部２の外周面の一部を覆うように、補強バンド５が設けられている。
【００２３】
端面金具３は、環状の金具本体６と、この金具本体６における径方向の中央部よりやや外側に円周状に配置された複数（例えば１２個）の係止孔７とを有している。
【００２４】
係止孔７は、コンクリート部２とは反対側に位置する大径部８と、コンクリート部２側に位置し大径部８より径が小さい小径部９とを有し、内部形状が段差状に構成された貫通孔である。
【００２５】
そして、コンクリート部２内に配設された異形棒鋼４のうちコンクリート部２から露出した両端部が係止孔７に係止されて固定されている。
【００２６】
異形棒鋼４は、例えばＪＩＳ  Ｇ  ３１１２（２０１０）に規定されたＳＤ２９５Ａ、ＳＤ３４５、ＳＤ３９０およびＳＤ４９０等が用いられ、コンクリート部２に対して鉄筋比が例えば０．８％以上６．０％以下となるように設けられている。
【００２７】
このような異形棒鋼４は、コンクリート部２内において軸方向に沿って埋設され両端部が係止孔７に挿通可能な埋設部10と、この埋設部10の両端部に設けられ埋設部10より径が大きい鋲頭部11とを有している。
【００２８】
鋲頭部11は、係止孔７の大径部８より径が小さく係止孔７の小径部９より径が大きいため、係止孔７内において、段差状の大径部８と小径部９との境界部分に係止可能である。
【００２９】
このような鋲頭部11は、埋設部10の両端部を、一般的なＰＨＣ杭の緊張鋼材と同様の加工装置等によって、加工温度２００℃以上１０００℃以下で鋲頭加工することによって形成される。
【００３０】
そして、異形棒鋼４には、鋲頭部11を端面金具３の係止孔７に係止した状態にて、例えば異形棒鋼４の長期許容引張強度より小さい所定の緊張力が付与されている。
【００３１】
また、その緊張力によってコンクリート部２には、１Ｎ／ｍｍ２以上４Ｎ／ｍｍ２未満のプレストレスが導入されている。
【００３２】
なお、プレストレス量が１Ｎ／ｍｍ２未満であると、コンクリートの乾燥凝縮等でプレストレスが失われて、効果的にひび割れ発生強度を向上できない可能性があり、また、通常は緊張させない異形棒鋼４を使用するためプレストレス量を４Ｎ／ｍｍ２以上にすると、異形棒鋼４の緊張力が長期許容引張強度を超える可能性があり、その場合は時間の経過とともに異形棒鋼４の引張ひずみが増加し、緊張力が減少する可能性がある。そこで、プレストレス量を１Ｎ／ｍｍ２以上４Ｎ／ｍｍ２未満とした。
【００３３】
次に上記鉄筋コンクリート杭１の製造方法について説明する。
【００３４】
鉄筋コンクリート杭１を製造する際には、まず、端面金具３の係止孔７に鋲頭加工前の異形棒鋼４を挿入し、その異形棒鋼４の先端部を、例えば２００℃以上１０００℃以下の温度で鋲頭加工することで、異形棒鋼４の両端部に鋲頭部11を成形する。
【００３５】
また、その鋲頭部11を係止孔７に係止させた状態で、下側型枠に異形棒鋼４をセットする。コンクリートを型枠内に流し込み、上側型枠を下側型枠に嵌着して、端面金具３をつかみ、異形棒鋼４を長期許容引張強度より小さい緊張力で緊張させながら、コンクリート部２を遠心力成形する。
【００３６】
そして、遠心力成形により円筒状のコンクリート部２を成形し、コンクリートが硬化した後に、異形棒鋼４に作用している緊張力を解放することで、異形棒鋼４に付与した緊張力に応じてコンクリート部２に１Ｎ／ｍｍ２以上４Ｎ／ｍｍ２未満のプレストレスを導入し、鉄筋コンクリート杭１を型枠から脱型する。
【００３７】
次に、上記一実施の形態の作用および効果を説明する。
【００３８】
上記一実施の形態によれば、コンクリート部２に１Ｎ／ｍｍ２以上４Ｎ／ｍｍ２未満のプレストレスが導入されていることによって、製造工場等でのハンドリング、運搬、および施工等の作業時にひび割れが発生しない程度に強度を向上でき、設計上で必要な量以上に鉄筋を用いる必要がない。また、異形棒鋼４の端部が端面金具３に係止されており、スペーサーや位置決め鉄筋を用いる必要がないため、コンクリート部２より構造上の弱点となる箇所が生じにくく、かつ、継手耐力も低下しにくい。したがって、経済的に強度を向上できる。
【００３９】
また、鉄筋コンクリート杭１は、異形棒鋼４を用いるものの、従来のＰＨＣ杭の製造設備を利用して製造できるため、特殊な設備が不要である。
【００４０】
ここで、通常、異形棒鋼４は、ＰＨＣ杭に用いられる緊張鋼材のように緊張されることを想定されていないため、通常の緊張鋼材と同様の緊張力を付与すると破損等が生じてしまう可能性がある。そこで、その異形棒鋼４の長期許容引張強度より小さい緊張力を異形棒鋼４に付与することで、その異形棒鋼４によってコンクリート部２に適切にプレストレスを導入できる。
【００４１】
コンクリート部２に対する異形棒鋼４の鉄筋比を０．８％以上６．０％以下にすることで、好ましくは鉄筋比を０．８％以上２．０％以下にすることで、ＲＣ杭として要求される強度を確保する上で必要以上の異形棒鋼４を配設する必要がなく、材料コストの上昇を抑制できる。
【００４２】
異形棒鋼４は、緊張鋼材と同様の加工装置で成形できる鋲頭部11を有するため、端面金具３に簡単かつ確実に係止して固定できるとともに、鋲頭加工時の温度管理が容易であり、通常の熱間加工だけでなく冷間加工も可能になる。
【符号の説明】
【００４３】
１    鉄筋コンクリート杭
２    コンクリート部
３    端面金具
４    異形棒鋼
10    埋設部
11    鋲頭部
【図１】
2019073907.tif 000003
【図２】
2019073907.tif 000004