(57)【要約】【課題】最近の設計では、大地震時に建物の破壊を防止する終局設計が採用される傾向にあり、これに対応するため、鋼管巻き強化杭等が多く設計されている。その応力に充分耐える満足された、しかも信頼性と施工性にすぐれた杭頭接合構造が構築されていない。【解決手段】終局設計応力に耐える設計を可能にするため、基礎スラブ内に定着する鉄筋の仕口加工の構築と、鋼管外径部の杭上端に信頼性の高い突合せ溶接で取付けされた雌型ジョイント金物、または下部クサビ用穴付き厚板、または杭頭部に埋め込まれたホールイン・ジョイント金物を全て工場で取付けた後、それぞれの杭を現場搬入後、専門技術を必要とせず、施工性に優れ、迅速で、経済的に、現場において構築することができる杭頭接合構造を開発した。【選択図】図２２
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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鉄筋先端ねじ切り部より大きな穴を設けた雌型穴付き厚板を有し、かつ鉄筋の雄ねじをさし込むための雌型穴付き厚板を溶接して固定する。この雌型穴付き厚板に基礎スラブ内に定着する鉄筋先端ねじ加工された雄ねじ鉄筋をさし込み、上・下ナットにて緊結固定した事を特長とする杭と基礎スラブとの杭頭接合構造  −上・下ナット締付け・シンプルジョイント工法
【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、雌ねじ付き厚板を有し、かつ、鉄筋の雄ねじを螺合するための雌ねじ付き厚板を溶接して固定する。この雌型ねじ付き厚板に基礎スラブ内に定着する鉄筋先端ねじ加工された雄ねじ鉄筋を螺合し、上部ナットにて緊結固定した事を特長とする杭と基礎スラブとの杭頭接合構造  −ナット付きねじ込み・シンプルジョイント工法
【請求項３】
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下部クサビ用穴部付き厚板を有し、かつ、下部クサビ用穴付き厚板を溶接固定し、この下部クサビ用穴付き厚板と、基礎スラブ内に定着する鉄筋をもつ上部クサビ用穴付き厚板との両面のクサビ用穴部に特殊に造られたクサビ（特殊Ｈ型鋼）を側面から押し込む事により緊結固定した事を特長とする杭と基礎スラブとの杭頭接合構造−クサビ・シンプルジョイント工法
【請求項４】
杭とその上部に構築する基礎スラブとの接合において、杭頭部の鋼管巻きプレキャストコンクリート杭（以下、ＰＣ杭又はＰＨＣ杭という）及び鋼管巻き場所打ちコンクリート杭頭部に雌型ホールイン・ジョイント金物を有し、かつ、引抜き応力に充分耐えるアンカー鉄筋付き雌型ホールイン・ジョイント金物を埋め込み固定し、このホールイン・ジョイント金物に基礎スラブ内に定着する鉄筋をもつ雄型ホールイン・ジョイント金物を押し込む事により緊結固定した事を特長とする杭と基礎スラブとの杭頭接合構造  −ホールイン・シンプルジョイント工法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、シンプルジョイント雌型工法による杭頭接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、杭は杭単独の製造とその製造業者の施工という基本構成となっており、杭が施工された後、上部構造のコンクリートフーチング基礎と接合する場合、必ずしも満足されていない部分がある。現状では、杭とその上部に構築するフーチング基礎スラブとの接合は杭頭外周鋼管に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、あるいは杭頭部外周鋼管側面に鉄筋を溶接固定し、この鉄筋の他端を前記フーチング基礎スラブ内に定着して行っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかしながら、前記従来の技術には、次のような問題があった。【０００４】  最近の設計では、大地震時に建物の破壊を防止する終局強度設計が採用される傾向にあり、基礎分野においてこれに対応できる場所打ちコンクリート杭およびＰＣ（ＰＨＣ）杭を強化した鋼管巻き場所打ちコンクリート杭および鋼管巻きＰＣ（ＰＨＣ）杭および杭先端特殊加工した鋼管杭の製造及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フーチング基礎スラブの接合に関しては、フーチング基礎スラブのコンクリート強度が杭の約３０％〜４０％程度の圧縮強度しかない為、鋼管巻き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面積の基礎スラブの支圧力だけで支持すること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】  最近フーチング基礎スラブ内に定着する鉄筋を開先加工した、つき合わせ溶接可能な鉄筋を鋼管外径部の杭上端に溶接して固定する方法があるが、この方法は現場での溶接となり、しかも立向き溶接で、信頼性に欠ける。カラーチェックによる溶接検査が可能であるが、時間も多く要し、超音波深傷と比較して充分な品質確保が難しい問題が残る。又雨天時には、施工不可能である。【０００６】  鋼管外径部の杭上端に異型鉄筋をそのまま溶接する方法（フレア溶接）は鉄筋径の１０倍以上必要となり、鉄筋Ｄ２９使用の場合２９０ｍｍ以上必要である。一般にフーチング基礎スラブ内への杭頭部、埋め込みの高さは１００ｍｍで設計されており、フーチング基礎スラブを２９０ｍｍ以上も下げることになり、不経済である。また、この溶接方法（フレア溶接）は、一般的に溶接部の品質が充分確保されないと言う欠点がある。【０００７】  ＰＣ（ＰＨＣ）杭の杭頭内部に設置されたＰＣ鋼棒部に雌ねじ孔を付けた定着板を取付け、雄ねじ加工されたフーチング基礎スラブ内定着鉄筋を螺合して固定する方法がある。又ＰＣ鋼棒部の定着板に直接スタット溶接する方法がある。いずれの方法も仕口の耐力に対応して、最大異型鉄筋の使用としてはＤ２９以下となる。このことにより、鋼管巻き杭最大耐力に対して定められた鉄筋径ピッチ以内では並びきれないことが多くなっている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明では、鋼管外径部の杭上端に取付けされたシンプルジョイント雌型厚板付き杭（上・下ナット締付け・シンプルジョイント工法、ナット付きねじ込み・シンプルジョイント工法）、および下部クサビ用穴付き厚板杭（クサビ・シンプルジョイント工法）、ＰＣ（ＰＨＣ）杭及び場所打ちコンクリート杭頭部に埋め込まれたホールイン・シンプルジョイント杭（ホールイン・シンプルジョイント工法）およびその杭頭接合構造を開発したことにより、前記問題点を解決するものである。
【発明の効果】
【０００９】  本発明に係わるシンプルジョイント雌型工法による杭および杭頭接合構造には、次のような特有な効果がある。【００１０】  最近の設計では、大地震時に建物の破壊を防止する終局設計が採用されるが、その応力に充分耐える満足された、しかも信頼性と施工性に優れ、経済性を充分発揮できる杭頭接合構造を構築することが可能となる。【００１１】  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ため、鋼管外径部の杭上端に取付けされた雌型穴付き厚板７また、下部クサビ用穴付き厚板１４を設計された脚長をもち、かつ信頼性の高いつき合わせ溶接を行い、設計された応力に見合う本数をセットし、または設計された応力に見合う本数の雌型ホールイン・ジョイント金物１７をセットしてそれぞれの杭を現場搬入後、基礎スラブ内に定着する鉄筋先端ねじ加工された雄ねじ鉄筋１０または、定着用アンカー鉄筋１０をもつ上部クサビ用穴付き厚板１５または、定着用アンカー鉄筋１０をもつ雄型ホールイン・ジョイント金物１８を現場において簡単かつ迅速に施工することができ、経済的で信頼性の高い杭頭接合部を構築することが可能となる。【００１２】  天候に左右されることなく、杭現場搬入後迅速に施工することが可能である。また、基礎スラブ内、ひげアンカー筋を専門職の技術を用いずに極めて簡単に施工することが可能となる。【００１３】  設計された脚長を自由に大きくとることが施工的に可能となり、かつ設計上有効となり、基礎スラブ内アンカー筋としてＤ３２等大径筋の設計が可能となる。このことにより杭に発生した軸方向力および曲げモーメント応力に対応できる本数を設計し、施工的に設計された杭径の範囲に基準で定められた標準ピッチでひげアンカー筋を並べることが可能となる。この結果、経済的で設計応力に適した杭頭接合部の構築が可能となる。
また、設計された脚長で、工場において、設計応力を充分満足した極めて信頼性の高い、つき合わせ溶接１１を行うため、または、設計応力を充分満足した雌型ホールイン・ジョイント金物１７を埋め込む事により、求められた設計応力を充分満足する杭頭接合構造の構築が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  以下、本発明の実施の形態を図１〜図２２に基づいて説明する。
【実施例】
【００１５】  ここで、本発明の鋼管外径部の杭上端に取付されたシンプルジョイント雌型厚板付き杭（上・下ナット締付け・シンプルジョイント工法、ナット付きねじ込み・シンプルジョイント工法）、鋼管巻きＰＣ（ＰＨＣ）杭及び鋼管巻き場所打ちコンクリート杭頭部に埋め込まれたホールイン・シンプルジョイント杭（ホールイン・シンプルジョイント工法）およびその杭頭接合構造の実施例を図面に基づいて説明する。【００１６】  第１図、第２図、第３図は、請求項１の発明に係わる雌型厚板７を取付けた状態の鳥瞰図である。【００１７】  第４図、第５図、第６図は請求項１の発明に係わる実施の形態説明図である。
あらかじめ設計された鋼管上端位置に雌型穴つき厚板７を工場で溶接し、その杭を現場搬入後、基礎スラブ内に定着する鉄筋先端ねじ加工された雄ねじ鉄筋１０を、あらかじめ製作され工場で溶接セットされた雌型穴付き厚板７の鉄筋径より太めの穴９にさし込み、上・下ナット８にて、上下から締め付け形成するものである。第４図、第５図、第６図が工場で、あらかじめ設計された脚長でつぎ合せ溶接した後、現場搬入され、基礎スラブ内に定着する鉄筋先端ねじ加工された１２をもつ雄ねじ鉄筋１０を雌型穴付き厚板７の穴部９にさし込みセットし、上・下ナット８を締め付け形成された姿図と縦断面図及び溶接詳細である。【００１８】  第７図は、第６図のＡ−Ａ横断面図及び、つき合わせ溶接部断面である。【００１９】  第１図、第２図、第３図は、請求項２の発明に係わる雌型穴付き厚板７を取付けた状態の鳥瞰図である。【００２０】  第８図、第９図、第１０図は請求項２の発明に係わる実施の形態説明図である。
あらかじめ設計された鋼管上端位置に雌型穴付き厚板７を工場で、設計された脚長でつき合わせ溶接し、その杭を現場搬入後、基礎スラブ内に定着する鉄筋先端ねじ加工された１２をもつ雄ねじ鉄筋１０を、あらかじめ掘られた雌型穴付き厚板７の雌ねじ部１３に螺合し、上部ナット８を締め付け形成したものである。第８図、第９図、第１０図が工場で、あらかじめ雌型穴付き厚板７を設計された脚長でつき合わせ溶接した後、現場搬入され、基礎スラブ内に定着する鉄筋先端ねじ加工された１２をもつ雄ねじ鉄筋１０を雌型穴付き厚板７の雌ねじ部１３に螺合し形成された姿図と縦断面図及び溶接詳細である。【００２１】  第１１図は、第１０図のＡ−Ａ横断面図及び、つき合わせ溶接部断面である。【００２２】  第１２図は、請求項３の発明に係わる杭頭部の鋼管上端位置に下部クサビ用穴付き厚板１４を取付けた状態の鳥瞰図である。【００２３】  第１３図、第１４図、第１５図は請求項３の発明に係わる実施の形態説明図である。
あらかじめ設計された鋼管上端位置に下部クサビ用穴付き厚板１４を工場で、設計された脚長でつき合わせ溶接し、その杭を現場搬入後、基礎スラブ内に定着する、鉄筋１０をもつ上部クサビ用穴付き厚板１５を下部クサビ用穴付き厚板１４に近づけセットし、特殊に造られたクサビ（特殊Ｈ型鋼）１６を側面から軽打により押し込む事により緊結固定する。第１３図、第１４図、第１５図は工場で、あらかじめ下部クサビ用穴付き厚板１４を設計された脚長でつき合わせ溶接した後、杭現場搬入され、その下部クサビ用穴付き厚板１４と基礎スラブ内に定着する鉄筋１０をもつ上部クサビ用穴付厚板１５とに特殊に造られたクサビ（特殊Ｈ型鋼）１６を側面から軽打により押し込み、緊結固定された姿図と縦断面図及び溶接詳細である。【００２４】  第１６図は、第１５図のＢ−Ｂ横断面図及び、つき合わせ溶接部断面である。【００２５】  第１７図、第１８図は、請求項４の発明に係わる鋼管巻きＰＣ杭（ＰＨＣ杭）または鋼管巻き場所打ちコンクリート杭の頭部（鋼板プレート付き）に引き抜き応力に充分耐える定着用アンカー鉄筋１９付き雌型ホールイン・シンプルジョイント金物１７を埋め込み取付けた状態の鳥瞰図である。【００２６】  第１９図、第２０図は請求項４の発明に係わる実施の形態説明図である。
鋼管巻き場所打ちコンクリート杭または鋼管巻きＰＣ杭（ＰＨＣ杭）の頭部に設計された本数の引き抜き応力に耐える定着用アンカー鉄筋１９付き雌型ホールイン・シンプルジョイント金物１７を工場で埋め込みセットし、その杭を現場搬入後、基礎スラブ内に定着する鉄筋１０をもつ雄型ホールイン・シンプルジョイント金物１８を押し込む事により緊結固定する。この時、杭現場搬入前に工場で雌型ホールイン・ジョイント金物１７にはあらかじめネジ付き蓋２０をセットし、雄型ホールイン・シンプルジョイント取付け時、ネジ付き蓋を取除き、雌型ホールイン・シンプルジョイント金物に押し込み施工する。
第１９図、第２０図は、工場であらかじめ引き抜き応力に耐える定着用アンカー鉄筋１９付き雌型ホールイン・シンプルジョイント金物１７をセットした後、杭現場搬入され、基礎スラブ内に定着する鉄筋１０をもつ雄型ホールイン・シンプルジョイント金物１８を押し込むことにより緊結固定された姿図と縦断面図及び溶接詳細である。【００２７】  第２１図は、第２０図のＣ−Ｃ横断面図である。【００２８】  第２２図は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、の発明に係わる説明において、それぞれの特長を生かした縦断面図、及び溶接の断面詳細、及び定着用アンカー鉄筋１９付きホールイン・ジョイント金物１７の埋め込み部断面詳細を表わす。
【産業上の利用可能性】
【００２９】  本発明は、専門技術を必要とする分野は全て工場で製作加工取付けされ、現場搬入後はほとんど技術を必要とせず、天候に左右されることなく、簡単で迅速な施工が可能となり、経済的であり、杭頭接合構造として、これから、土木・建築現場での需要の可能性が大きいと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】請求項１、請求項２の発明に係わる雌型穴付き厚板を鋼管巻きプレキャスト杭の鋼管外径部の杭上端に取付けた杭の鳥瞰図である。
【図２】請求項１、請求項２の発明に係わる雌型穴付き厚板を鋼管巻き場所打ちコンクリート杭の鋼管外径部の杭上端に取付けた杭の鳥瞰図である。
【図３】請求項１、請求項２の発明に係わる雌型穴付き厚板を鋼管杭の鋼管外径部の杭上端に取付けた杭の鳥瞰図である。
【図４】請求項１の発明に係わる雌型穴付き厚板を鋼管外径部の杭上端に取付けた後、ひげアンカー筋を差込み、上・下ナットにて締め付けた姿図である。
【図５】図４の側面からみた姿図である。
【図６】鋼管外径部の杭上端雌型穴付き厚板にひげアンカー鉄筋を取付け上下ナットにて締め付けた図４の縦断面図と溶接部の詳細を表わす。
【図７】縦断面図６のＡ−Ａ線による横断面図とつき合わせ溶接の脚長断面を表わす。
【図８】請求項２の発明に係わる雌型穴付き厚板を鋼管外径部の杭上端に取付けた後、ひげアンカー筋を螺合取付け上部ナットにて締め付けた姿図である。
【図９】図８の側面からみた姿図である。
【図１０】鋼管外径部の杭上端に取付けた雌型穴付き厚板にひげアンカー鉄筋を螺合取付け上部ナットにて締め付けた縦断面図と溶接部の詳細を表わす。
【図１１】縦断面図１０のＡ−Ａ線による横断面図とつき合わせ溶接の脚長断面を表わす。
【図１２】請求項３の発明に係わる下部クサビ用穴付き厚板を取付けた鳥瞰図とつき合わせ溶接図である。
【図１３】請求項３の発明に係わる下部クサビ用穴付き厚板を鋼管外径部の杭上端に取付けた後、ひげアンカー筋をもつ上部クサビ用厚板を近づけ、側面から特殊に造られたクサビ（特殊Ｈ型鋼）を押し込んだ姿図である。
【図１４】図１３の側面からみた姿図である。
【図１５】下部クサビ用穴付き厚板と、ひげアンカー鉄筋をもつ上部クサビ用厚板とを近づけセットし、側面から特殊に造られたクサビ（特殊Ｈ型鋼）を押し込んだ縦断面図と溶接部の詳細を表わす。
【図１６】縦断面図１５のＢ−Ｂ線による横断面図とつき合わせ溶接の脚長断面を表わす。
【図１７】請求項４の発明に係わる鋼管巻きＰＣ杭（ＰＨＣ杭）の杭頭部に雌型ホールイン・ジョイント金物を埋め込んだ姿図である。
【図１８】請求項４の発明に係わる鋼管巻き場所打ちコンクリート杭の杭頭部に雌型ホールイン・ジョイント金物を埋め込んだ姿図である。
【図１９】杭頭部に取付けされた雌型ホールイン・ジョイント金物にひげアンカー鉄筋をもつ雄型ホールイン・ジョイント金物を押し込まれた状態の縦断面図である。
【図２０】図１９の押し込まれた状態から押し込みが完了した状態の縦断面図である。
【図２１】縦断面図２０のＣ−Ｃ線による横断面図である。
【図２２】請求項１、請求項２、請求項３、請求項４の発明に係わる説明において、それぞれの特長を生かした縦断面図である。
【符号の説明】
【００３１】１．鋼管杭
２．鋼管巻きプレキャストコンクリート（ＰＣ又はＰＨＣ杭）杭
３．鋼管巻き場所打ちコンクリート杭
４．鋼管
５．鋼管巻きＰＣ杭（又はＰＨＣ杭）のＰＣ部
６．鋼管巻き場所打ちコンクリート杭のコンクリート部
７．雌型穴付き厚板
８．ナット
９．雌型穴付き厚板の穴部
１０．基礎コンクリート定着用（ひげアンカー）鉄筋（Ｄ３２以上の鉄筋使用可能）
１１．つき合わせ溶接部
１２．（ひげアンカー）鉄筋ねじ切り雄部（鉄筋先端ねじ加工された雄ねじ鉄筋）
１３．（ひげアンカー）鉄筋ねじ用雌部（雌型穴付き厚板に加工された雌ねじ部）
１４．下部クサビ用穴付き厚板
１５．上部クサビ用穴付き厚板
１６．クサビ（特殊Ｈ型鋼）
１７．雌型ホールイン・ジョイント金物
１８．雄型ホールイン・ジョイント金物
１９．杭頭定着用アンカー鉄筋
２０．ねじ付蓋（工場取付）
２１．鋼管巻きＰＣ杭（ＰＨＣ杭）及び鋼管巻きコンクリート杭の杭頭部に取付けられた、定着用の鉄板
【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】
2005098050.tif 000017
【図１６】
2005098050.tif 000018
【図１７】
2005098050.tif 000019
【図１８】
2005098050.tif 000020
【図１９】
2005098050.tif 000021
【図２０】
2005098050.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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