(57)【要約】      （修正有）【課題】大径支圧板付の杭および大径支圧板付の杭を使用した杭と基礎スラブとの杭頭接合構造を提案する。【解決手段】杭とその上部に構築する基礎スラブとの接合において、杭頭部の鋼管３の上端に鋼管３より大きな外径の大径支圧板５を溶接して一体化した大径支圧板付の杭を使用し、前記大径支圧板５の上面に、基礎スラブ内に定着する鉄筋１２、１５を機械接合あるいは溶接した事を特徴とする大径支圧板付の杭および大径支圧板付の杭を使用した杭と基礎スラブとの杭頭接合構造【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭とその上部に構築する基礎スラブとの接合において、杭頭部の鋼管上端に、鋼管より大きな外径を有し、かつ、鉄筋の雄ねじを螺合する雌ねじを設けた支圧板を溶接して一体化した大径支圧板付の杭を使用し、前記大径支圧板に設けた雌ねじに、基礎スラブ内に定着する鉄筋の雄ねじを螺合して支圧板に固定した事を特徴とする杭と基礎スラブとの杭頭接合構造。
【請求項２】
杭とその上部に構築する基礎スラブとの接合において、杭頭部の鋼管上端に鋼管より大きな外径の支圧板を溶接して一体化した大径支圧板付の杭を使用し、前記大径支圧板の上面に、基礎スラブ内に定着する鉄筋を溶接した事を特徴とする杭と基礎スラブとの杭頭接合構造。
【請求項３】
杭頭部の鋼管上端に鋼管より大きな外径を有し、かつ、鉄筋の雄ねじを螺合する雌ねじを設けた支圧板を溶接して一体化した事を特徴とする大径支圧板付の杭。
【請求項４】
杭頭部の鋼管上端に鋼管より大きな外径の支圧板を溶接して一体化した事を特徴とする大径支圧板付の杭。
【請求項５】
大径支圧板の下面と鋼管側面に接合する補強具を取り付けた請求項１、請求項２、請求項３および請求項４に記載の大径支圧板付の杭を使用した杭頭接合構造および大径支圧板付の杭。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大径支圧板付の杭およびその杭頭接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、杭は杭単独の製造と施工のみから基本的な構成が決められており、杭が施工された後、上部構造と接合構造を構築するという観点において、必ずしも満足したものになっていない部分がある。現状では、杭とその上部に構築する基礎スラブとの接合は、鋼管外径と同径の端板を取り付けた杭を使用し、この端板に鉄筋を溶接もしくは機械的に接合するか、あるいは杭頭部の鋼管側面に鉄筋を溶接して固定し、この鉄筋の他端を前記基礎スラブ内に定着して行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の技術には、次のような問題点があった。
【０００４】
近年、大地震時に建物の破壊を防止する終局強度設計が多く採用される傾向にあり、基礎分野において、これに対応出来る鋼管等を使用した強化杭の製造および工法の開発が盛んに行われている。しかしながら、杭とその上部に構築する基礎スラブとの接合に関しては、基礎スラブのコンクリートが、杭の約２０〜３０％程度の圧縮強度しか無い為、強化杭に発生した軸方向力および曲げモーメントを杭と同じ面積の基礎スラブの支圧力だけで支持する事が困難になっており、これを補強する為に多数の接合鉄筋を要するなど、適正な設計と効率の良い施工がなされていない現状にある。
【０００５】
鋼管外径内の杭上端に鉄筋を溶接するかもしくは螺合して固定する方法は、鋼管の直上に鉄筋の芯を合わせて固定する事が不可能な為、鉄筋と鋼管との偏心に伴う大きな面外曲げモーメントを発生する事となり、鉄筋が引張り性能を十分に発揮する前に、鋼管が外部に曲げ降伏破壊したり、杭頭側面部の基礎スラブが破壊する事がある。
【０００６】
鋼管外径内の杭上端に鉄筋を溶接する方法は、鋼管に近づけて偏芯を少なくして溶接する為、適正な端あきを確保出来ず、端板として使用されている鋼材の開裂破壊を招く事があり、又、偏芯により発生する曲げモーメントに抵抗させる為に、予め、端板の下面に鉄筋を固定して杭のコンクリート部に定着するなど多大な手間とコストがかかる補強が必要となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では大径支圧板付の杭およびその杭頭接合構造を開発した事により、前記問題点を解決するものである。
【０００８】
【実施例】
ここで、本発明の大径支圧板付の杭およびその杭頭接合構造の一実施例を図面に基づいて説明する。
【０００９】
第１図は、請求項１及び請求項３の発明に係わる雌ねじ１０を設けた大径支圧板５を付けた杭２の上面に、基礎スラブ内に定着する鉄筋１２の雄ねじ１３を螺合し、かつ、ナット１４を締め付けて支圧板５に取り付けた状態の平面図である。大径支圧板５を付けた杭２は、外側を覆っている鋼管３と中空断面のコンクリート部４から構成される鋼管巻きコンクリート杭２の鋼管３の上端に、外径が鋼管３より大きく内径が杭２の内径とほぼ同じ形状で、かつ、鋼管３の直上位置になるように雌ねじ１０を設けた大径支圧板５を溶接して一体化した例を示している。雌ねじ１０は大径支圧板５を貫通する雌ねじ１０を形成した例を示しているが、大径支圧板５の板厚の中間まで雌ねじを形成したものを採用する事もある。又、鉄筋１２を多数取り付ける場合には、鋼管３の直上位置だけでなく、鋼管３の内外に雌ねじ１０を大径支圧板５に設ける事となる。大径支圧板５と鋼管３との溶接は裏当て金９を使用し、かつ、鋼管３の端部にレ形の開先部７を加工して完全溶込み溶接８した例を示している。基礎スラブ内に定着する鉄筋１２は丸鋼又は異形を使用するが、偏芯を生じ無い様にする為に、鋼管３の直上位置に設けられた雌ねじ１０に異形鉄筋１２の雄ねじ１３を螺合し、かつ、ナット１４を締め付けて大径支圧板５に固定した例を示している。尚、鉄筋１２はナット１４を使用せず雌ねじ１０に雄ねじ１３を螺合するかあるいは雌ねじ１０と雄ねじ１３の螺合部にグラウト材を注入等して大径支圧板５に固定する事もある。
【００１０】
第２図は、第１図のＡ−Ａ線による縦断面図である。
【００１１】
第３図は、請求項２、請求項４および請求項５の発明に係わる大径支圧板５を付けた杭１の上面に、基礎スラブ内に定着する鉄筋１５を溶接して取り付けた状態の平面図である。大径支圧板５を付けた鋼管杭１は、鋼管３の上端に外径が鋼管３より大きく内径が鋼管３の内径よりやや小さい形状の大径支圧板５を溶接して一体化し、かつ、補強板６をこの大径支圧板５の下面の鉄筋１５と鉄筋１５のほぼ中間に放射状に配置した例を示している。尚、大径支圧板５の平面形状は、鋼管杭１の製造および施工に障害がなければ、円環でなく円を採用する事もある。大径支圧板５と鋼管３との溶接は裏当て金９を使用し、かつ、鋼管３の端部にＪ形状の開先部１１を加工して完全溶込み溶接８してあり、補強板６は大径支圧板５の下面と鋼管３の側面に隅肉溶接した例を示している。基礎スラブ内に定着する鉄筋１５は丸鋼又は異形を使用するが、偏芯を生じ無い様にする為に、鋼管３の直上に鋼管３の芯と異形鉄筋１５の芯を一致させて溶接した例を示している。尚、鋼管３の内外部に鉄筋１５を二重配置する事により、杭頭接合部の強度を更に高める事が出来る。尚、鋼管杭１には、現場でソイルセメントあるいはコンクリートを鋼管杭１の内外に設けて施工する方法もある。
【００１２】
第４図は、第３図のＡ−Ａ線による縦断面図である。
【００１３】
【発明の効果】
本発明に係わる大径支圧板付の杭およびその杭頭接合構造には、次の様な特有の効果がある。
【００１４】
杭に発生した軸方向力および曲げモーメントを、均一に分散する円形あるいは多角形等の外形を有する大径支圧板を介して、基礎スラブにコンクリートの許容圧縮強度以下の適正な支圧力に低減して伝達できる為、経済的で高強度な杭頭接合部を設計する事が可能となる。
【００１５】
大径支圧板の上面に、適正な端あきを確保して鉄筋を鋼管の直上に偏芯させずに固定出来る為、板鋼材の開裂防止が図られると共に、鉄筋と鋼管との偏心に伴う大きな面外曲げモーメントが発生せず、鋼管が外部に曲げ破壊したり、杭頭側面部の基礎スラブの破壊が無い耐震性の高い杭頭接合部の構築が可能となる。
【００１６】
大径支圧板の下面と鋼管側面に接合する補強具が杭に発生した軸方向力および曲げモーメントを鋼管上面だけでなく、鋼管側面からも大径支圧板を介して基礎スラブに伝達する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１及び請求項３の発明に係わる雌ねじを設けた大径支圧板付の杭の上面に、基礎スラブ内に定着する鉄筋を機械的接合して取り付けた状態の平面図である。
【図２】第１図のＡ−Ａ線による縦断面図である。
【図３】請求項２、請求項４および請求項５の発明に係わる大径支圧板付の杭の上面に、基礎スラブ内に定着する鉄筋を溶接して取り付けた状態の平面図である
【図４】第３図のＡ−Ａ線による縦断面図である。
【符号の説明】
１  鋼管杭
２  鋼管巻きコンクリート杭
３  鋼管
４  鋼管巻きコンクリート杭のコンクリート部
５  大径支圧板
６  補強板
７  鋼管に加工されたレ形状の開先部
８  大径支圧板と鋼管との溶接部
９  裏当て金
１０  大径支圧板に設けられている雌ねじ
１１  鋼管に加工されたＪ形状の開先部
１２  雄ねじ付鉄筋
１３  雄ねじ
１４  ナット
１５  溶接鉄筋
１６  大径支圧板と鉄筋との溶接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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