(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートによって構成され、筒形状を有する本体部と、
前記本体部に固定可能であり、且つ、前記本体部の軸線方向にそれぞれ延出可能な複数の補強筋と、を備え、
前記本体部は、充填材を充填可能な隙間を存して杭頭部を囲むように設置可能であり、
前記杭頭部に対する前記本体部の位置決めの際、水平方向での前記本体部の設置位置の可変量が、前記杭頭部の外径の０．１５倍以上になるよう構成され、
前記本体部の内周面に設けられ、前記本体部に対する鉛直方向での前記充填材の相対的なずれを防止可能な本体部側ずれ止めを更に備えている
ことを特徴とする杭頭接合装置。
【請求項２】
前記杭頭部に対する前記本体部の位置決めの際、水平方向での前記本体部の設置位置の可変量が、前記杭頭部の外径の０．１５倍以上且つ１００ｍｍ以上になるよう構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の杭頭接合装置。
【請求項３】
前記本体部の軸線方向でみて、前記本体部の外縁は四角形形状をなし、
前記複数の補強筋は前記本体部の外縁に沿って配列可能である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の杭頭接合装置。
【請求項４】
前記複数の補強筋はＵ字筋によって構成され、
前記Ｕ字筋の曲げ部は前記本体部に埋設されている
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の杭頭接合装置。
【請求項５】
前記本体部にカプラが固定され、
前記補強筋は前記カプラを介して前記本体部に固定可能である
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の杭頭接合装置。
【請求項６】
前記本体部側ずれ止めは、前記本体部の内周面に固定された突起、スタッドボルト、又は、前記補強筋の一部によって構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の杭頭接合装置。
【請求項７】
コンクリートによって構成され、筒形状を有する本体部と、
前記本体部に固定可能であり、且つ、前記本体部の軸線方向にそれぞれ延出可能な複数の補強筋と、を備え、
前記本体部は、充填材を充填可能な隙間を存して杭頭部を囲むように設置可能であり、
前記杭頭部に対する前記本体部の位置決めの際、水平方向での前記本体部の設置位置の可変量が、前記杭頭部の外径の０．１５倍以上になるよう構成され、
ハット形状に組み合わされた複数の補強筋によって構成される補強部材を更に備え、
前記補強部材の少なくとも一部が前記本体部に埋設されている
ことを特徴とする杭頭接合装置。
【請求項８】
杭と、
前記杭の杭頭部を囲むように設けられた請求項１乃至７の何れか一項に記載の杭頭接合装置と、
前記隙間に充填された充填材と、
前記杭頭接合装置の本体部に固定され且つ前記本体部の軸線方向にそれぞれ延出する前記複数の補強筋を囲むように打設された第２コンクリートと、
を備えることを特徴とする杭頭接合構造。
【請求項９】
前記杭頭部に固定されるとともに前記第２コンクリートによって囲まれる第２補強筋、前記杭頭部の内側から突出するとともに前記第２コンクリートによって囲まれるダボ筋、及び、前記杭頭部の外周面に設けられて前記杭頭部に対する鉛直方向での前記充填材の相対的なずれを防止可能な杭頭部側ずれ止めのうち何れか一つ以上を更に備える
ことを特徴とする請求項８に記載の杭頭接合構造。
【請求項１０】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の杭頭接合装置を用意する準備工程と、
隙間を存して杭頭部を囲むように前記杭頭接合装置の本体部を配置する配置工程と、
前記隙間に充填材を充填する充填工程と、
前記本体部に固定され且つ前記本体部の軸線方向にそれぞれ延出する前記複数の補強筋の周りに第２コンクリートを打設する打設工程と、
を備えることを特徴とする杭頭接合方法。
【請求項１１】
前記第２コンクリートによって囲まれる第２補強筋を前記杭頭部に固定する工程、前記第２コンクリートによって囲まれるダボ筋を前記杭頭部の内側から突出するように配置する工程、及び、前記杭頭部に対する鉛直方向での前記充填材の相対的なずれを防止可能な杭頭部側ずれ止めを前記杭頭部の外周面に設ける工程のうち何れか一つ以上を更に備える
ことを特徴とする請求項１０に記載の杭頭接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、杭頭接合装置、杭頭接合構造、及び、杭頭接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上部構造を支持する杭基礎は、一般的に、複数の杭、杭の杭頭部を囲むように設けられるパイルキャップ、及び、パイルキャップ同士を連結する梁によって構成される。パイルキャップは鉄筋コンクリートによって構成され、パイルキャップの内部を、杭頭部に固定された複数の補強筋がそれぞれ鉛直方向に延びている。また、梁のための複数の補強筋が水平方向にて縦横にパイルキャップの内部を延びており、更に必要に応じて、上部構造の柱のための複数の補強筋が、パイルキャップの内部を鉛直方向にそれぞれ延びている。
【０００３】
このようにパイルキャップの内部を延びる補強筋の数は多数であり、これら補強筋の配置及び固定作業には手間がかかる。そこで、特許文献１が開示するようなプレキャストコンクリート製杭頭補強ユニットを採用することが考えられる。プレキャストコンクリート製杭頭補強ユニットは、杭頭を取り囲む形状のコンクリート製躯体と、コンクリート製躯体から上方に向かって突出した一体筋とを備えており、予め製作可能である。予め製作したプレキャストコンクリート製杭頭補強ユニットを現場に搬入して設置すれば、現場での補強筋の配置及び固定作業の簡略化を図れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８９１１６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の杭頭補強構造はフーチングに適用されているが、パイルキャップにも適用できる。この場合、一体筋がパイルキャップの内部を延びることになる。
ここで、施工後の杭の設置位置には多少の誤差があり、この誤差に対応してプレキャストコンクリート製杭頭補強ユニットの設置位置、ひいては一体筋の設置位置にも誤差が生じることが考えられる。
【０００６】
一方、梁又は柱のための補強筋の位置は、杭の設置位置の誤差にかかわらずに決定される。このため、特許文献１のプレキャストコンクリート製杭頭補強ユニットをパイルキャップに適用した場合、杭の設置位置の誤差に起因して一体筋の配置位置がずれると、一体筋と、梁又は柱のための補強筋とが干渉する虞がある。
【０００７】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、杭の設置位置の誤差にかかわらずに杭頭接合構造の構築を容易にする杭頭接合装置、該杭頭接合装置を用いた杭頭接合構造、及び、杭頭接合方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る杭頭接合装置は、
コンクリートによって構成され、筒形状を有する本体部と、
前記本体部に固定可能であり、且つ、前記本体部の軸線方向にそれぞれ延出可能な複数の補強筋と、を備え、
前記本体部は、充填材を充填可能な隙間を存して杭頭部を囲むように設置可能であり、
前記杭頭部に対する前記本体部の位置決めの際、水平方向での前記本体部の設置位置の可変量が、前記杭頭部の外径の０．１５倍以上になるよう構成されている。
【０００９】
上記構成（１）によれば、杭頭接合装置は、杭頭部に対する本体部の位置決めの際、水平方向での本体部の設置位置の可変量が、杭頭部の外径の０．１５倍以上になるよう構成されているので、杭の設置位置に誤差が生じたとしても、この誤差を吸収して本体部を所望の設置位置に配置することができる。従って、杭の設置位置に誤差が生じたとしても、本体部に固定された補強筋と梁又は柱のための補強筋との間の相対的な位置関係が変化せず、本体部に固定された補強筋と梁又は柱のための補強筋との干渉を防止できる。この結果として、上記構成（１）の杭頭接合装置を用いれば、杭の設置位置の誤差にかかわらずに杭頭接合構造を容易に構築することができる。
【００１０】
（２）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
前記杭頭部に対する前記本体部の位置決めの際、水平方向での前記本体部の設置位置の可変量が、前記杭頭部の外径の０．１５倍以上且つ１００ｍｍ以上になるよう構成されている。
上記構成（２）によれば、水平方向での本体部の設置位置の可変量が１００ｍｍ以上であることで、杭頭部の外径にかかわらずに、杭の設置位置の誤差を確実に吸収することができ、且つ、隙間に対し充填材を容易に且つ確実に充填することができる。
【００１１】
（３）幾つかの実施形態では、上記構成（１）又は（２）において、
前記本体部の軸線方向でみて、前記本体部の外縁は四角形形状をなし、
前記複数の補強筋は前記本体部の外縁に沿って配列可能である。
上記構成（３）によれば、本体部に固定可能な補強筋同士の離間方向と、梁又は柱のための補強筋同士の離間方向を一致させることができ、これらの補強筋の干渉をより確実に回避することができる。
【００１２】
（４）幾つかの実施形態では、上記構成（１）乃至（３）の何れか１つにおいて、
前記複数の補強筋はＵ字筋によって構成され、
前記Ｕ字筋の曲げ部は前記本体部に埋設されている。
上記構成（４）によれば、補強筋としてのＵ字筋の曲げ部が本体部に埋設されることで、本体部に対する補強筋の付着力を高めることができる。このため、軸線方向での本体部の長さを短くすることができ、杭頭接合装置の軽量化を図れる。
【００１３】
（５）幾つかの実施形態では、上記構成（１）乃至（４）の何れか１つにおいて、
前記本体部にカプラが固定され、
前記補強筋は前記カプラを介して前記本体部に固定可能である。
上記構成（５）によれば、本体部に対しカプラを介して補強筋を固定可能であり、現場まで本体部及び補強筋を運搬する際に、本体部と補強筋を別々に運搬することができる。このため、杭頭接合装置を容易に運搬することができる。
【００１４】
（６）幾つかの実施形態では、上記構成（１）乃至（５）の何れか１つにおいて、
ハット形状に組み合わされた複数の補強筋によって構成される補強部材を更に備え、
前記補強部材の少なくとも一部が前記本体部に埋設されている。
上記構成（６）によれば、ハット形状の補強部材によって、杭頭接合装置を用いた杭頭接合構造の強度をより高くすることができる。
【００１５】
（７）本発明の少なくとも一実施形態に係る杭頭接合構造は、
杭と、
杭頭接合装置であって、第１コンクリートによって構成され、筒形状を有する本体部と、前記本体部に固定され、且つ、前記本体部の軸線方向にそれぞれ延出する複数の補強筋と、を含み、前記本体部は、充填材を充填可能な隙間を存して杭頭部を囲むように設置可能であり、前記杭頭部に対する前記本体部の位置決めの際、水平方向での前記本体部の設置位置の可変量が、前記杭頭部の外径の０．１５倍以上になるよう構成されている、杭頭接合装置と、
前記隙間に充填された充填材と、
前記補強筋を囲むように打設された第２コンクリートと、
を備える。
【００１６】
上記構成（７）によれば、杭頭接合装置が、杭頭部に対する本体部の位置決めの際、水平方向での本体部の設置位置の可変量が、杭頭部の外径の０．１５倍以上になるよう構成されているので、杭の設置位置に誤差が生じたとしても、この誤差を吸収して本体部を所望の設置位置に配置することができる。従って、杭の設置位置に誤差が生じたとしても、本体部に固定された補強筋と梁又は柱のための補強筋との間の相対的な位置関係が変化せず、本体部に固定された補強筋と梁又は柱のための補強筋との干渉を防止できる。この結果として、上記構成（７）の杭頭接合構造は、杭の設置位置の誤差にかかわらずに容易に構築することができる。
【００１７】
（８）本発明の少なくとも一実施形態に係る杭頭接合方法は、
杭頭接合装置を用意する工程であって、第１コンクリートによって構成され、筒形状を有する本体部と、前記本体部に固定可能であり、且つ、前記本体部の軸線方向にそれぞれ延出可能な複数の補強筋と、を備え、前記本体部は、充填材を充填可能な隙間を存して杭頭部を囲むように設置可能であり、前記杭頭部に対する前記本体部の位置決めの際、水平方向での前記本体部の設置位置の可変量が、前記杭頭部の外径の０．１５倍以上になるよう構成されている、杭頭接合装置を用意する準備工程と、
隙間を存して杭頭部を囲むように前記杭頭接合装置の本体部を配置する配置工程と、
前記隙間に充填材を充填する充填工程と、
前記本体部に固定された前記複数の補強筋の周りに第２コンクリートを打設する打設工程と、
を備える。
【００１８】
上記構成（８）によれば、杭頭部に対する本体部の位置決めの際、水平方向での本体部の設置位置の可変量が、杭頭部の外径の０．１５倍以上になるよう構成されているので、杭の設置位置に誤差が生じたとしても、この誤差を吸収して本体部を所望の設置位置に配置することができる。従って、杭の設置位置に誤差が生じたとしても、本体部に固定された補強筋と梁又は柱のための補強筋との間の相対的な位置関係が変化せず、本体部に固定された補強筋と梁又は柱のための補強筋との干渉を防止できる。この結果として、上記構成（８）の杭頭接合方法によれば、杭の設置位置の誤差にかかわらずに容易に構築することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、杭の設置位置の誤差にかかわらずに杭頭接合構造の構築を容易にする杭頭接合装置、該杭頭接合装置を用いた杭頭接合構造、及び、杭頭接合方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】構造体の概略的な構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る杭頭接合構造を概略的に示す縦断面図である。
【図３】図２中の領域ＩＩＩの拡大図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る杭頭接合装置を概略的に示す斜視図である。
【図５】杭頭接合装置に適用された複数の補強筋の一例を概略的に示す斜視図である。
【図６】杭頭接合装置及び杭の杭頭部を概略的に示す平面図である。
【図７】他の実施形態に係る杭頭接合装置に適用可能な補強筋を概略的に示す斜視図である。
【図８】他の実施形態に係る杭頭接合装置の概略的な縦断面図である。
【図９】他の実施形態に係る杭頭接合装置の概略的な縦断面図である。
【図１０】他の実施形態に係る杭頭接合装置の概略的な縦断面図である。
【図１１】他の実施形態に係る杭頭接合装置の概略的な縦断面図である。
【図１２】他の実施形態に係る杭頭接合装置の概略的な縦断面図である。
【図１３】図１２の杭頭接合装置に適用された補強部材を概略的に示す斜視図である。
【図１４】他の実施形態に係る杭頭接合装置の概略的な縦断面である。
【図１５】他の実施形態に係る杭頭接合装置及び杭の杭頭部を概略的に示す平面図である。
【図１６】他の実施形態に係る杭頭接合構造の概略的な縦断面図である。
【図１７】他の実施形態に係る杭頭接合構造の概略的な縦断面図である。
【図１８】他の実施形態に係る杭頭接合装置の概略的な平面図である。
【図１９】他の実施形態に係る杭頭接合装置の概略的な平面図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係る杭頭接合方法の概略的な手順を示すフローチャートである。
【図２１】図２０の杭頭接合方法の工程を説明するための図である。
【図２２】図２０の杭頭接合方法の工程を説明するための図である。
【図２３】図２０の杭頭接合方法の工程を説明するための図である。
【図２４】他の実施形態に係る杭頭接合方法を説明するための図である。
【図２５】他の実施形態に係る杭頭接合方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２２】
図１は、構造体１の概略的な構成を示す図である。構造体１は、複数の杭２と、複数の杭２の杭頭部の各々に接合されたパイルキャップ４ａと、パイルキャップ４ａ同士を連結する梁４ｂと、パイルキャップ４ａを介して杭２によって支持された上部構造６と有する。杭２、パイルキャップ４ａ及び梁４ｂは、上部構造６を支持するための杭基礎構造８を構成している。
なお、杭基礎構造８は、パイルキャップ４ａに代えて、フーチングにも適用できる。また、杭基礎構造８は、上部構造６を直接支持することができるが、免震装置を介して支持してもよい。これに対応して、梁４ｂは基礎梁であっても、扁平梁であってもよい。更に、杭２は場所打ち杭であっても、既製杭であってもよい。
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態に係る杭頭接合構造１０を説明するための図であり、図３は、図２中の領域ＩＩＩの拡大図である。杭頭接合構造１０は、杭２と、杭頭接合装置１２と、充填材１３と、コンクリート（第２コンクリート）１４とを備えている。
図４は、杭頭接合装置１２を概略的に示す斜視図である。図４に示すように、杭頭接合装置１２は、必須の構成として、本体部１５と、複数の補強筋（主筋）１６とを有する。本体部１５は、コンクリート（第１コンクリート）によって構成され、筒形状を有する。本実施形態では、本体部１５の外側面は、断面四角形の角筒形状をなし、内側面は円筒形状を有しているが、本体部１５の外側面及び内側面の形状はこれらに限定されることはない。一方、本体部１５の下端面及び上端面は水平面によって構成されている。本体部１５は、本体部１５の軸線方向が鉛直方向に一致するように配置される。
【００２４】
複数の補強筋１６は、本体部１５に固定可能であり、且つ、本体部１５の軸線方向にて本体部１５の上端面からそれぞれ延出可能である。補強筋１６が本体部１５に固定可能であるとは、本体部１５の成形時に補強筋１６を固定しても、本体部１５の成形後に補強筋１６を固定してもよいということであり、あるいは、補強筋１６が本体部１５から取り外し可能であってもよいということである。本実施形態では、補強筋１６の下端側が、本体部１５に埋設されている。ここで、図５は、複数の補強筋１６の一例を概略的に示す斜視図である。
例えば、複数の補強筋１６は、上下方向に延びる真っ直ぐな異形筋によって構成され、複数の補強筋１６の下端側は付加的な構成要素である複数の補助筋（フープ筋）１８によって囲まれている。補助筋１８は、水平面内を延びており、本実施形態では、補助筋１８も本体部１５に埋設されている。
【００２５】
図６は、杭頭接合装置１２及び杭２の杭頭部２０を概略的に示す平面図（上面図）である。図６に示したように、本体部１５は、隙間Ｓを存して杭頭部２０を囲むことができるように構成されている。
本体部１５と杭頭部２０との間の隙間Ｓには充填材が充填可能であり、図２及び図３に示したように、充填材１３が本体部１５と杭頭部２０との間の隙間Ｓに充填されている。
コンクリート１４は、本体部１５から突出した補強筋１６の部分を囲むように打設され、パイルキャップ４ａを構成している。なお、図２では、補強筋１６及びパイルキャップ４ａのための補強筋２１が図示されているが、パイルキャップ４ａに接続される梁４ｂ又は柱のための補強筋は省略されている。
【００２６】
再び図６を参照すると、杭頭接合装置１２は、必須の構成として、杭頭部２０に対する本体部１５の位置決めの際、水平方向での本体部１５の設置位置の可変量が、杭頭部２０の外径ｄの０．１５倍以上になるよう構成されている。例えば、本体部１５の内側面が円筒形状の内周面１５ａによって構成されている場合、本体部１５の内径Ｄは、杭頭部２０の外径ｄの１．１５倍以上になるように構成されている（（Ｄ−ｄ）≧０．１５ｄ）
【００２７】
上記した構成によれば、杭頭接合装置１２は、杭頭部２０に対する本体部１５の位置決めの際、水平方向での本体部１５の設置位置の可変量が、杭頭部２０の外径ｄの０．１５倍以上になるよう構成されているので、施工後の杭２の設置位置に誤差が生じたとしても、この誤差を吸収して本体部１５を所望の設置位置に配置することができる。従って、杭２の設置位置に誤差が生じたとしても、本体部１５に固定された補強筋１６と、梁４ｂ又はパイルキャップ４ａ上に設けられる柱のための補強筋（不図示）との間の相対的な位置関係を変更する必要が無く、本体部１５に固定された補強筋１６と梁４ｂ又は柱のための補強筋（不図示）との干渉を防止できる。この結果として、上記構成の杭頭接合装置１２を用いれば、杭２の設置位置の誤差にかかわらずに杭頭接合構造１０を容易に構築することができる。
また上記した構成によれば、杭頭部２０と本体部１５との間に十分な大きさの隙間Ｓが確保されるので、隙間Ｓに対し充填材１３を容易に且つ確実に充填することができる。
【００２８】
幾つかの実施形態では、杭頭接合装置１２は、杭頭部２０に対する本体部１５の位置決めの際、水平方向での本体部１５の設置位置の可変量が、杭頭部２０の外径ｄの０．６倍以下になるよう構成されている。
上記構成によれば、水平方向での本体部１５の設置位置の可変量が、杭頭部２０の外径ｄの０．６倍以下であることで、杭頭部２０と本体部１５との間の隙間Ｓの大きさが制限され、充填材１３の量を制限することができる。
【００２９】
幾つかの実施形態では、杭頭接合装置１２は、杭頭部２０に対する本体部１５の位置決めの際、水平方向での本体部１５の設置位置の可変量が、杭頭部２０の外径ｄの０．１５倍以上であり且つ、設計時に設定される誤差とグラウトの充填作業に必要な距離との合算値以上になるよう構成されている。設計時に設定される誤差とグラウトの充填作業に必要な距離との合算値として、具体的には１００ｍｍ以上が望ましい。
上記した構成によれば、水平方向での本体部１５の設置位置の可変量が１００ｍｍ以上であることで、杭頭部２０の外径ｄにかかわらずに、杭２の設置位置の誤差を確実に吸収することができ、且つ、充填材１３を容易且つ確実に充填することができる。
【００３０】
幾つかの実施形態では、充填材１３は、セメントやモルタル等のグラウトによって構成される。そして、グラウトによって構成される充填材１３は、本体部１５を構成するコンクリートよりも大きい圧縮強度を有する。例えば、充填材１３を構成するグラウトの圧縮強度（硬化後）は６０Ｎ／ｍｍ２〜８０Ｎ／ｍｍ２であり、本体部１５を構成するコンクリートの圧縮強度は３０Ｎ／ｍｍ２〜４０Ｎ／ｍｍ２である。
【００３１】
幾つかの実施形態では、図６に示したように、本体部１５の軸線方向でみて、本体部１５の外縁１５ｂは四角形形状をなし、複数の補強筋１６は本体部１５の外縁１５ｂに沿って配列可能である。配列可能であるとは、複数の補強筋１６が本体部１５に固定された状態において、複数の補強筋１６は本体部１５の外縁１５ｂに沿って配列されることを意味している。
上記構成によれば、本体部１５に固定可能な補強筋１６同士の離間方向と、梁４ｂ又は柱のための補強筋同士の離間方向を一致させることができ、これらの補強筋の干渉をより確実に回避することができる。例えば、梁４ｂの補強筋は、パイルキャップ４ａ内を、水平面内にて縦横に格子状に延び、梁４ｂ又は柱のための補強筋のピッチは、補強筋１６のピッチの２倍である。
【００３２】
図７は、他の実施形態に係る杭頭接合装置１２に適用可能な補強筋１６を概略的に示す斜視図である。幾つかの実施形態では、図７に示したように、複数の補強筋１６はＵ字筋によって構成され、Ｕ字筋の曲げ部１６ａは本体部１５に埋設されている。
上記構成によれば、補強筋１６としてのＵ字筋の曲げ部１６ａが本体部１５に埋設されることで、本体部１５に対する補強筋１６の付着力を高めることができる。このため、本体部１５の軸線方向での本体部１５の長さを短くすることができ、杭頭接合装置１２の軽量化を図れる。
【００３３】
幾つかの実施形態では、本体部１５の軸線方向でみて、本体部１５の外縁１５ｂは四角形形状をなし、図７に示したように、各Ｕ字筋の曲げ部１６ａは本体部１５の外縁１５ｂに沿って延びている。
【００３４】
図８は、他の実施形態に係る杭頭接合装置１２の概略的な縦断面を示している。幾つかの実施形態では、図８に示したように補強筋１６はＵ字筋によって構成され、本体部１５の軸線方向でみたとき、各Ｕ字筋の曲げ部１６ａは、本体部１５の外側面と直交する方向、換言すれば、杭２の径方向に沿って延びている。
【００３５】
図９は、他の実施形態に係る杭頭接合装置１２の概略的な縦断面を示している。幾つかの実施形態では、図９に示したように、杭頭接合装置１２は、補強筋１６に固定された定着部材２４を更に備える。
上記構成によれば、補強筋１６に定着部材２４を取り付けることで、補強筋１６とパイルキャップ４ａとの間の付着力を高めることができる。このため、パイルキャップ４ａの高さを低くすることができる。定着部材２４は、補強筋１６よりも大径であればよい。例えば、定着部材２４はナット形状を有し、補強筋１６は、定着部材２４を螺合するための螺子部を有する。
【００３６】
図１０は、他の実施形態に係る杭頭接合装置１２の概略的な縦断面を示している。幾つかの実施形態では、図１０に示したように、本体部１５にカプラ２６が固定されている。カプラ２６には補強筋１６が固定可能であり、補強筋１６はカプラ２６を介して本体部に固定可能である。例えば、カプラ２６は雌ねじ部を有し、補強筋１６は、カプラ２６の雌ねじ部と螺合可能な雄ねじ部を下端部に有する。
上記構成によれば、本体部１５に対しカプラ２６を介して補強筋１６を固定可能であり、施工現場まで本体部１５及び補強筋１６を運搬する際に、本体部１５と補強筋１６を別々に運搬することができる。このため、杭頭接合装置１２を容易に運搬することができる。
【００３７】
図１１は、他の実施形態に係る杭頭接合装置１２の概略的な縦断面を示している。幾つかの実施形態では、図１１に示したように、複数の補強筋１６の各々に他の補強筋２８を直列に接続可能な接続部材３０を更に備える。接続部材３０は例えば機械的接続部材である。
【００３８】
上記構成によれば、他の補強筋２８を接続部材３０を介して直列に接続することで、他の補強筋２８により、補強筋１６の全長を延長することができる。この結果として、本体部１５に固定可能な補強筋１６の短縮化を図りながら、補強筋１６とパイルキャップ４ａとの間の付着力を確保することができる。一方、現場まで本体部１５及び本体部１５に固定された補強筋１６を運搬する際には、本体部１５に固定された補強筋１６は短くてもよいので、本体部１５を容易に運搬することができる。
【００３９】
図１２は、他の実施形態に係る杭頭接合装置１２の概略的な縦断面を示している。幾つかの実施形態では、図１２に示したように、杭頭接合装置１２は補強部材３２を更に備えている。図１３は、補強部材３２を概略的に示す斜視図であり、補強部材３２は、ハット形状に組み合わされた複数の補強筋によって構成されている。
補強部材３２の一部は本体部１５に埋設されており、本体部１５とともに運搬及び設置される。この場合、杭頭部２０に対する本体部１５の位置決めの際、水平方向での本体部１５の設置位置の可変量は、補強部材３２によって規定される。従って、補強部材３２は、杭頭部２０に対する本体部１５の位置決めの際、水平方向での本体部１５の設置位置の可変量が、杭頭部２０の外径ｄの０．１５倍以上になるよう構成されている。
上記構成によれば、ハット形状の補強部材３２によって、杭頭接合装置１２を用いた杭頭接合構造１０の強度をより高くすることができる。
【００４０】
図１４は、他の実施形態に係る杭頭接合装置１２の概略的な縦断面を示している。幾つかの実施形態では、図１４に示したように、補強筋１６の一部が、本体部１５の内側に位置している。この場合、杭頭部２０に対する本体部１５の位置決めの際、水平方向での本体部１５の設置位置の可変量は、本体部１５の内側に位置する補強筋１６の一部によって規定される。従って、本体部１５の内側に位置する補強筋１６の一部は、杭頭部２０に対する本体部１５の位置決めの際、水平方向での本体部１５の設置位置の可変量が、杭頭部２０の外径ｄの０．１５倍以上になるよう構成されている。
上記構成によれば、補強筋１６の下端部全体が本体部１５に埋設されていないので、本体部１５の小型化を図れ、これにより杭頭接合装置１２の軽量化を図れる。
【００４１】
幾つかの実施形態では、図２及び図３に示したように、杭頭接合構造１０は、捨てコンクリート３４と、高さ調節部材３６と、シール部材３８とを更に備えている。
捨てコンクリート３４は、杭２の杭頭部２０の周りに配置されている。高さ調節部材３６は、本体部１５を水平に設置するために、捨てコンクリート３４と本体部１５との間に配置されている。この場合、捨てコンクリート３４と本体部１５との間に隙間Ｓが形成され、この隙間Ｓに、充填材１３が更に充填されている。
【００４２】
上記構成によれば、捨てコンクリート３４の上に高さ調節部材３６を介して本体部１５を設置することで、本体部１５の軸線方向を鉛直方向に合わせることができる。一方、捨てコンクリート３４と本体部１５との間の隙間Ｓに充填材１３を更に充填することで、充填材１３の充填後に本体部１５が傾くことを防止することができる。なお、本体部１５と捨てコンクリート３４との隙間を外側から覆うようにシール部材３８を配置することで、隙間から充填材１３が漏れ出ることを防止することができる。
【００４３】
図１５及び図１６は、他の実施形態に係る杭頭接合構造１０を説明するための図である。図１５及び図１６に示したように、杭頭接合装置１２は、本体部１５に固定可能な補強筋（第１補強筋）１６に加えて、杭２の杭頭部２０に固定され、杭２の軸線方向にそれぞれ延出する複数の補強筋（第２補強筋）４０を更に備える。例えば、杭２は、外殻鋼管付きコンクリート杭であり、補強筋４０は、杭頭部２０の外周面に直接溶接可能である。
【００４４】
上記構成によれば、本体部１５に固定された補強筋１６、及び、杭頭部２０に固定された補強筋４０によって、杭頭部２０とパイルキャップ４ａとの間の接合強度を確保することができる。一方、上記構成では、本体部１５に固定された補強筋１６が設けられており、本体部１５に固定された補強筋１６が無い場合に比べ、杭頭部２０に固定された補強筋４０の数を減らすことができる。このため、本体部１５に固定された補強筋１６と梁４ｂ又は柱のための補強筋との干渉を防止することができるとともに、杭頭部２０に固定された補強筋４０と梁４ｂ又は柱のための補強筋との干渉を防止することができる。
【００４５】
幾つかの実施形態では、補強筋１６の配列間隔Ｐ１と補強筋４０の配列間隔Ｐ２が等しくなるように、補強筋１６及び補強筋４０は固定される。
上記構成によれば、補強筋１６の配列間隔Ｐ１と補強筋４０の配列間隔Ｐ２が等しいことで、本体部１５に固定された補強筋１６と梁４ｂ又は柱のための補強筋との干渉を防止することができるとともに、杭頭部２０に固定された補強筋４０と梁４ｂ又は柱のための補強筋との干渉を防止することができる。
【００４６】
図１７は、他の実施形態に係る杭頭接合構造１０を説明するための図である。図１７に示したように、補強筋４０は、カプラ４２を介して、杭頭部２０に固定可能である。
【００４７】
図１８は、他の実施形態に係る杭頭接合装置１２を説明するための図である。幾つかの実施形態では、図１８に示したように、本体部１５の軸線方向でみて、本体部１５の外縁１５ｂは四角形形状をなし、複数の補強筋１６は本体部１５の外縁１５ｂに沿って配列可能である。そして、本体部１５の角部における補強筋１６の配列間隔Ｐ３は、本体部１５の辺部における補強筋１６の配列間隔Ｐ１よりも小である。
【００４８】
上記構成によれば、本体部１５の角部において補強筋１６を密に配置することができ、
杭頭接合装置１２とパイルキャップ４ａとの接合を強固にすることができる。一方、本体部１５の角部の上方には、梁４ｂ又は柱のための補強筋が配置されないか、配置されても密度が低いので、本体部１５の角部に固定された補強筋１６と梁４ｂ又は柱のための補強筋との干渉を回避することができる。
【００４９】
図１９は、他の実施形態に係る杭頭接合装置１２を説明するための図である。幾つかの実施形態では、図１９に示したように、本体部１５の軸線方向でみて、一部の補強筋１６は、四角形の仮想線Ｌの各辺の中央部に配列され、他の補強筋１６は、仮想線Ｌの角部よりも内側に配置されている。
上記構成によれば、補強筋１６と杭頭部２０との間の距離のばらつきを小さくすることができ、杭頭接合装置１２と杭頭部２０との間での力の伝達をバランス良く行うことができる。
【００５０】
また、幾つかの実施形態では、本体部１５の軸線方向でみて、本体部１５の外側面は、八角形形状を有する。この八角形形状は、四角形形状の角を切り落としたような形状である。
上記構成によれば、本体部１５の軸線方向でみて、本体部１５が八角形形状であることによって、本体部１５が四角形形状である場合よりも本体部１５の軽量化を図れる。この結果として、杭頭接合装置１２の軽量化を図れる。
【００５１】
幾つかの実施形態では、杭頭部２０の外周面には、鉛直方向での充填材１３の相対的なずれを防止するためのずれ止めが設けられている。ずれ止めは、例えば図３に示したように、杭頭部２０の外周面や本体部１５の内周面１５ａに固定された突起４６や、スタッドボルト等によって構成される。
【００５２】
幾つかの実施形態では、図２に示したように、杭２は中空既製杭であり、中空既製杭の内部には、上側の一部を除いてソイルセメント４８が充填される。
幾つかの実施形態では、図２に示したように、杭２は中空既製杭であり、杭頭部２０の内側には、杭頭部２０から突出するように鉄筋によって構成されたダボ筋５０が配置される。ダボ筋５０によって、杭頭接合構造１０がより強固になる。
【００５３】
図２０は、杭頭接合構造１０の構築方法（杭頭接合方法）の概略的な手順を示すフローチャートであり、図２１、図２２及び図２３は、図２０中の工程を説明するための図である。
図２０に示したように、杭頭接合方法は、準備工程Ｓ１０と、配置工程Ｓ１２と、充填工程Ｓ１４と、打設工程Ｓ１６とを備えている。
準備工程Ｓ１０は、杭頭接合装置１２を杭２の施工現場に用意する工程である。杭頭接合装置１２を用意することには、杭頭接合装置１２をその場で製造することのほか、予め工場等の別の場所で製造された杭頭接合装置１２を杭２の施工現場に搬入することも含まれる。
【００５４】
配置工程Ｓ１２では、図２１に示したように、杭頭接合装置１２の本体部１５が隙間Ｓを存して杭頭部２０を囲むように、杭頭接合装置１２が配置される。この際、必要に応じて高さ調節部材３６が捨てコンクリート３４と本体部１５との間に配置され、シール部材３８がこれらの隙間を外側から覆うように配置される。
【００５５】
充填工程Ｓ１４では、図２２に示したように、本体部１５と杭頭部２０との間の隙間Ｓに充填材１３が充填される。充填材１３が硬化することによって、本体部１５が杭頭部２０に対し固定される。
【００５６】
打設工程Ｓ１６では、本体部１５に固定された複数の補強筋１６の周りにコンクリート（第２コンクリート）１４が打設される。コンクリート１４の打設の前に、図２３に示したように、パイルキャップ４ａの補強筋２１が配筋されるとともに、梁４ｂ又は柱のための補強筋（不図示）が配筋される。また、コンクリート１４の打設の前に、パイルキャップ４ａを成形するための型枠５２が組まれ、必要に応じてダボ筋５０が配置される。打設工程Ｓ１６で打設したコンクリート１４が硬化することによって、図２に示したようにパイルキャップ４ａが形成される。
【００５７】
図２４及び図２５は、他の実施形態に係る杭頭接合方法を説明するための図である。本体部１５の高さが低い場合、図２４に示したように、本体部１５の上端を超えるように、本体部１５の外側面に沿って型枠５４が配置され、型枠５２と型枠５４との間に型枠５６は配置される。型枠５４は、シール部材としての機能も有する。
【００５８】
そして、図２５に示したように、隙間Ｓ、型枠５２、５４及び５６の中にコンクリート１４を充填することによって、パイルキャップ４ａを形成することができる。この場合、本体部１５の高さが低いため、コンクリート１４の一部が、杭頭部２０の外周面を囲む。
この実施形態に係る杭頭接合方法によれば、本体部１５と杭頭部２０との間の隙間Ｓにコンクリート１４を充填するとともに、型枠５２、５４及び５６の中にも充填することができるため、充填材１３の製造、管理及び施工の手間を省くことができる。
【００５９】
最後に、本発明は上述した幾つかの実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【符号の説明】
【００６０】
１        構造体
２        杭
４ａ      パイルキャップ
４ｂ      梁
６        上部構造
８        杭基礎構造
１０      杭頭接合構造
１２      杭頭接合装置
１３      充填材
１４      コンクリート（第２コンクリート）
１５      本体部
１６      補強筋（第１補強筋）
１８      補助筋
２０      杭頭部
２１      補強筋
２４      定着部材
２６      カプラ
２８      他の補強筋
３０      接続部材
３２      補強部材
３４      捨てコンクリート
３６      高さ調節部材
３８      シール部材
４０      補強筋（第２補強筋）
４２      カプラ
４４      拡頭リング
４６      突起
４８      ソイルセメント
５０      ダボ筋
５２      型枠
５４      型枠
５６      型枠
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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