(57)【要約】【課題】場所打ち鋼管コンクリート杭において、低コストで十分な耐力を確保できるようにする。【解決手段】場所打ち鋼管コンクリート杭１０において大きな断面力が作用する杭頭部１０ａ寄りの所定長部分を、鋼管コンクリート部１４として構成するとともに、残りの部分を鉄筋コンクリート部１６として構成する。その際、鋼管コンクリート部１４を構成する鋼管２４を、鋼管本体３２と、その上下両端部および中央部の３箇所に設置されたダイアフラム３４とを備えた構成とする。そして、これら３つのダイアフラム３４の存在により鋼管２４内に打設されたコンクリート２０を拘束して、コンクリート２０と鋼管２４との一体性を高め、所要の耐力を確保する。鋼管本体３２は、極厚鋼のストレートシーム鋼管で構成することにより、十分な耐力を確保した上で、リブ付き鋼管を用いた場合に比して大幅なコスト低減を図る。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭頭部寄りの所定長部分が鋼管コンクリート部として構成されるとともに残りの部分が鉄筋コンクリート部として構成された場所打ち鋼管コンクリート杭において、
上記鋼管コンクリート部を構成する鋼管が、鋼管本体と、この鋼管本体における上下方向の複数箇所に設置されたダイアフラムとを備えてなる、ことを特徴とする場所打ち鋼管コンクリート杭。
【請求項２】
上記複数箇所が、鋼管本体の上下両端部および中央部の３箇所に設定されている、ことを特徴とする請求項１記載の場所打ち鋼管コンクリート杭。
【請求項３】
上記鋼管本体が、上記各ダイアフラムの設置位置において上部鋼管本体と下部鋼管本体とに分割形成されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の場所打ち鋼管コンクリート杭。
【請求項４】
上記各ダイアフラムと該ダイアフラムの上側に隣接する上部鋼管本体とが、該上部鋼管本体の下端部に内接するように配置されたリング状プレートを介して溶接により固定されており、
上記各ダイアフラムと該ダイアフラムの下側に隣接する下部鋼管本体とが、該下部鋼管本体の上端部に内接するように配置されたリング状プレートを介して溶接により固定されている、ことを特徴とする請求項３記載の場所打ち鋼管コンクリート杭。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、場所打ち鋼管コンクリート杭に関するものであり、特にその鋼管コンクリート部の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
場所打ち鋼管コンクリート杭は、建築物の基礎などに多用されている場所打ちコンクリート杭の一種であって、例えば特許文献１に記載されているように、杭頭部寄りの所定長部分が鋼管コンクリート部として構成されるとともに、残りの部分が鉄筋コンクリート部として構成されている。
【０００３】
そして、場所打ちコンクリート杭において大きな断面力が作用する杭頭部寄りの所定長部分を、このように鋼管コンクリートで置き換えることにより、杭の耐力向上を図ることができる。
【０００４】
その際、上記特許文献１にも記載されているように、鋼管コンクリート部を構成する鋼管として、内周面にリブが形成されたリブ付き鋼管を用いるようにすれば、鋼管とコンクリートとの一体性を高めることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−４２７１号公報
【発明が解決しようとする課題】
上記鋼管コンクリート部を構成する鋼管として、ストレートシーム鋼管を用いるようにした場合には、その製法上、リブ付きとすることはできないので、リブ付き鋼管とするためには、熱間圧延時にリブ付きのロールを使用することができるスパイラル鋼管を用いる必要がある。しかしながら、このようにした場合には鋼管の単価が割高となるため、場所打ち鋼管コンクリート杭のコストが高いものとなってしまう、という問題がある。
【０００６】
また、このスパイラル鋼管は、その製法上、最大で管厚２２ｍｍ程度、外径２５００ｍｍ程度までの鋼管しか製造することができないので、耐力向上にも自ずと限界がある、という問題がある。
【０００７】
なお、鋼管本体の内部に鉄筋を配置することも考えられるが、このようにした場合には、鉄筋の配置間隔に制限があり、また施工が煩雑となるので、鉄筋量を多くして杭の耐力を増強させることは困難である。
【０００８】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、低コストで十分な耐力を確保することができる場所打ち鋼管コンクリート杭を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、鋼管コンクリート部を構成する鋼管の構成に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【００１０】
すなわち、本願発明に係る場所打ち鋼管コンクリート杭は、
杭頭部寄りの所定長部分が鋼管コンクリート部として構成されるとともに残りの部分が鉄筋コンクリート部として構成された場所打ち鋼管コンクリート杭において、
上記鋼管コンクリート部を構成する鋼管が、鋼管本体と、この鋼管本体における上下方向の複数箇所に設置されたダイアフラムとを備えてなる、ことを特徴とするものである。
【００１１】
上記「場所打ち鋼管コンクリート杭」の用途は特に限定されるものではなく、例えば、橋脚や橋台あるいは建築物等の基礎杭として用いることが可能である。また、この「場所打ち鋼管コンクリート杭」の造成方法についても特に限定されるものではなく、例えば、オールケーシング工法、リバースサーキュレーション工法、アースドリル工法等が採用可能である。
【００１２】
上記「杭頭部寄りの所定長部分」の具体的範囲は、特に限定されるものではない。
【００１３】
上記各「ダイアフラム」は、鋼管本体の内部空間を上下２つの空間に仕切るとともにこれら上下両空間を連通させるように構成されたものであれば、その板厚や連通用の開口部形状等の具体的構成は特に限定されるものではない。
【００１４】
【発明の作用効果】
上記構成に示すように、本願発明に係る場所打ち鋼管コンクリート杭は、これに作用する断面力が大きな値となる杭頭部寄りの所定長部分が鋼管コンクリート部として構成されるとともに残りの部分が鉄筋コンクリート部として構成されているが、その鋼管コンクリート部を構成する鋼管が、鋼管本体と、この鋼管本体における上下方向の複数箇所に設置されたダイアフラムとを備えているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００１５】
すなわち、複数のダイアフラムの存在により鋼管内に打設されたコンクリートが拘束されるので、コンクリートと鋼管との一体性を高めることができ、これにより所要の耐力を確保することができる。
【００１６】
しかも、本願発明の構成はストレートシーム鋼管に適用することができるので、リブ付き鋼管を用いるようにした場合に比して大幅にコスト低減を図ることができる。その際、鋼管本体として２５ｍｍ以上の極厚鋼を用いることも可能となるので、鋼材量を増加させることにより従来の場所打ち鋼管コンクリート杭に比して耐力の向上を図ることができる。
【００１７】
このように本願発明によれば、場所打ち鋼管コンクリート杭において、低コストで十分な耐力を確保することができる。そしてこれにより杭径を小さくすることも可能となるので、杭施工箇所が狭隘な場所であっても容易に施工を行うことが可能となる。
【００１８】
また、上述したように複数のダイアフラムの存在によりコンクリートと鋼管との一体性を高めることができることから、コンクリートと鋼管とが同じ平面ひずみ内で挙動するものとして、鉄筋コンクリート方式の設計手法を適用することが可能となる。
【００１９】
一方、本願発明の構成をスパイラル鋼管に適用した場合においても、同径のリブ付き鋼管に比して材料費が安価なものとなるので、その分だけコスト低減を図ることができる。
【００２０】
上記構成において、鋼管本体に対してダイアフラムが設置される複数箇所を、鋼管本体の上下両端部および中央部の３箇所に設定すれば、少ない設置箇所で鋼管とコンクリートとの一体性を高めることができる。
【００２１】
また上記構成において、鋼管本体を、各ダイアフラムの設置位置において上部鋼管本体と下部鋼管本体とに分割形成された構成とすれば、施工現場への鋼管の搬送を容易に行うことが可能となる。
【００２２】
その際、各ダイアフラムとその上側に隣接する上部鋼管本体とが、該上部鋼管本体の下端部に内接するように配置されたリング状プレートを介して溶接により固定された構成とするとともに、各ダイアフラムとその下側に隣接する下部鋼管本体とが、該下部鋼管本体の上端部に内接するように配置されたリング状プレートを介して溶接により固定された構成とすれば、各ダイアフラムと鋼管本体との接合作業を容易に行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
図１は、本願発明の一実施形態に係る場所打ち鋼管コンクリート杭を示す側断面図であり、図２および３は、そのＩＩ部拡大図およびＩＩＩ  部拡大図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態に係る場所打ち鋼管コンクリート杭１０は、地盤１００に形成された杭孔１００ａに埋め込まれており、その杭頭部１０ａには地盤１００の地表面と略面一でフーチング１２が形成されている。
【００２６】
この場所打ち鋼管コンクリート杭１０は、その杭頭部１０ａ寄りの所定長部分が鋼管コンクリート部１４として構成されるとともに残りの部分が鉄筋コンクリート部１６として構成されている。具体的には、場所打ち鋼管コンクリート杭１０の全長は４２ｍ程度であって、その上部２０ｍ程度の範囲が鋼管コンクリート部１４として構成されている。
【００２７】
鉄筋コンクリート部１６は、杭孔１００ａの下部領域に、異形鉄筋からなる長尺の鉄筋籠２２を配置した状態で、杭孔１００ａにコンクリート２０を打設することにより造成されるようになっている。
【００２８】
一方、鋼管コンクリート部１４は、杭孔１００ａの上部領域に鋼管２４を配置した状態で、この鋼管２４の内部にコンクリート２０を打設することにより造成されるようになっている。その際、鋼管２４の下端部には、鉄筋コンクリート部１６の鉄筋籠２２の上端部が挿入されて、重ね継ぎ手を構成するようになっており、また、鋼管２４の上端部には、フーチング１２内へ突出する異形鉄筋からなる短尺の鉄筋籠２６が挿入されるようになっている。
【００２９】
さらに、鋼管２４の内部にコンクリート２０を打設する際、これと同時に、鋼管２４の外周面と杭孔１００ａの周壁面との間にグラウト３０を注入することにより、その隙間を埋めるようになっている。なお、杭孔１００ａの掘削径は、１．７ｍ程度に設定されており、鋼管２４の外径は１．５ｍ程度に設定されている。
【００３０】
この鋼管２４は、板厚４５ｍｍ程度のストレートシーム鋼管として構成された鋼管本体３２と、この鋼管本体３２における上下両端部および中央部の３箇所に設置された板厚４５ｍｍ程度のダイアフラム３４とからなっている。
【００３１】
その際、上端部のダイアフラム３４は、鋼管本体３２の上端から１．５ｍ程度の位置に設置されており、これにより短尺の鉄筋籠２６の下端部を支持する支持プレートとして機能するようになっている。一方、下端部のダイアフラム３４は、鋼管本体３２の下端から１．５ｍ程度の位置に設置されており、これにより長尺の鉄筋籠２２の上端部を受けるストッパプレートとして機能するようになっている。
【００３２】
図２および３に示すように、鋼管本体３２は、各ダイアフラム３４の設置位置において上部鋼管本体３２Ｕと下部鋼管本体３２Ｌとに分割形成されている。すなわち、鋼管本体３２は、鋼管コンクリート部１４の上下両端部に位置する２本の短尺管と、その間に位置する２本の長尺管とからなっている。
【００３３】
そして、各ダイアフラム３４の設置位置においては、ダイアフラム３４とその上側に隣接する上部鋼管本体３２Ｕとが、この上部鋼管本体３２Ｕの下端部に内接するように配置されたリング状プレート３６を介して溶接により固定されるとともに、ダイアフラム３４とその下側に隣接する下部鋼管本体３２Ｌとが、この下部鋼管本体３２Ｌの上端部に内接するように配置されたリング状プレート３８を介して溶接により固定されている。
【００３４】
図４は、図３のＩＶ−ＩＶ  線の位置において、鋼管２４のみを取り出して示す断面図である。
【００３５】
同図にも示すように、ダイアフラム３４は、鋼管本体３２の外径と略同じ外径を有する円板状部材であって、その中心部には大径（具体的にはφ８００ｍｍ程度）の開口部３４ａが形成されており、さらに、その外周縁近傍部位には複数（具体的には８個）の小径（具体的にはφ７０ｍｍ程度）の開口部３４ｂが形成されている。
【００３６】
以上詳述したように、本実施形態に係る場所打ち鋼管コンクリート杭１０は、これに作用する断面力が大きな値となる杭頭部１０ａ寄りの所定長部分が鋼管コンクリート部１４として構成されるとともに残りの部分が鉄筋コンクリート部１６として構成されているが、その鋼管コンクリート部１４を構成する鋼管２４が、鋼管本体３２と、この鋼管本体３２における上下方向の複数箇所に設置されたダイアフラム３４とを備えているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００３７】
すなわち、これら複数のダイアフラム３４の存在により鋼管２４内に打設されたコンクリート２０が拘束されるので、コンクリート２０と鋼管２４との一体性を高めることができ、これにより所要の耐力を確保することができる。
【００３８】
しかも本実施形態においては、鋼管本体３２がストレートシーム鋼管で構成されているので、リブ付き鋼管を用いるようにした場合に比して大幅にコスト低減を図ることができる。また、このように鋼管本体３２がストレートシーム鋼管で構成されていることから、本実施形態のように板厚４５ｍｍ程度の極厚鋼を用いることも可能となる。そして、このようして鋼材量を増加させることにより、従来の場所打ち鋼管コンクリート杭に比して耐力の向上を図ることができる。そしてこれにより杭径を小さくすることも可能となるので、杭施工箇所が狭隘な場所であっても容易に施工を行うことが可能となる。
【００３９】
また、複数のダイアフラム３４の存在によりコンクリート２０と鋼管２４との一体性を高めることができることから、コンクリート２０と鋼管２４とが同じ平面ひずみ内で挙動するものとして、鉄筋コンクリート方式の設計手法を適用することが可能となる。
【００４０】
本実施形態においては、複数のダイアフラム３４が鋼管本体３２に対してその上下両端部および中央部の３箇所に設置されているので、少ない設置箇所で鋼管３２とコンクリート２０との一体性を高めることができる。また、上端部に位置するダイアフラム３４を、短尺の鉄筋籠２６の下端部を支持する支持プレートとして活用することができるとともに、下端部に位置するダイアフラム３４を、長尺の鉄筋籠２２の上端部を受けるストッパプレートとして活用することができる。
【００４１】
また本実施形態においては、鋼管本体３２が、各ダイアフラム３４の設置位置において上部鋼管本体３２Ｕと下部鋼管本体３２Ｌとに分割形成されているので、施工現場への鋼管２４の搬送を容易に行うことが可能となる。
【００４２】
その際、各ダイアフラム３４とその上側に隣接する上部鋼管本体３２Ｕとが、該上部鋼管本体３２Ｕの下端部に内接するように配置されたリング状プレート３６を介して溶接により固定されるとともに、各ダイアフラム３４とその下側に隣接する下部鋼管本体３２Ｌとが、該下部鋼管本体３２Ｌの上端部に内接するように配置されたリング状プレート３８を介して溶接により固定されているので、各ダイアフラム３４と鋼管本体３２との接合作業を容易に行うことができる。
【００４３】
そしてこのような構成を採用することにより、図５に示すように、各ダイアフラム３４とその下側に隣接する下部鋼管本体３２Ｌとの溶接については、予め工場等で行っておき、現場では、各ダイアフラム３４とその上側に隣接する上部鋼管本体３２Ｕとの溶接のみを行うようにすることが可能となり、これにより施工作業性を高めることができる。
【００４４】
なお、上記実施形態においては、鋼管本体３２がストレートシーム鋼管で構成されている場合について説明したが、鋼管本体３２がスパイラル鋼管で構成されるようにした場合においても、同径のリブ付き鋼管に比して材料費が安価なものとなるので、その分だけコスト低減を図ることができる。
【００４５】
また、上記実施形態に係る場所打ち鋼管コンクリート杭１０は、その全長にわたって略同じ径で形成されているが、その鉄筋コンクリート部１６の下端部が他の一般部よりも大径で形成されたいわゆる拡底タイプの場所打ち鋼管コンクリート杭においても、上記実施形態の構成を採用することにより上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態に係る場所打ち鋼管コンクリート杭を示す側断面図
【図２】図１のＩＩ部拡大図
【図３】図１のＩＩＩ  部拡大図
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ  線の位置において、上記場所打ち鋼管コンクリート杭の鋼管コンクリート部を構成する鋼管のみを取り出して示す断面図
【図５】上記鋼管の製造工程を示す要部側断面図
【符号の説明】
１０  場所打ち鋼管コンクリート杭
１０ａ  杭頭部
１２  フーチング
１４  鋼管コンクリート部
１６  鉄筋コンクリート部
２０  コンクリート
２２、２６  鉄筋籠
２４  鋼管
３０  グラウト
３２  鋼管本体
３２Ｕ  上部鋼管本体
３２Ｌ  下部鋼管本体
３４  ダイアフラム
３４ａ、３４ｂ  開口部
３６、３８  リング状プレート
１００  地盤
１００ａ  杭孔
【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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