(57)【要約】【課題】大地震後であっても上部構造を支持可能な新規な既製杭を提供する。【解決手段】既製杭は、コンクリートによって構成された中空筒形状の本体部と、前記本体部の内周面の少なくとも一部を覆う、ポリウレア樹脂を含む第１補強部とを備える。【選択図】  図１
2017160635.tif 000002
【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た中空筒形状の本体部と、
前記本体部の内周面の少なくとも一部を覆う、ポリウレア樹脂を含む第１補強部と
を備えることを特徴とする既製杭。
【請求項２】
前記第１補強部は中空筒形状を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の既製杭。
【請求項３】
前記第１補強部は前記本体部の内部に中実に充填されている
ことを特徴とする請求項１に記載の既製杭。
【請求項４】
前記第１補強部の内部に充填された充填材を更に備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の既製杭。
【請求項５】
前記本体部の外周面の少なくとも一部を覆う、ポリウレア樹脂を含む第２補強部を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の既製杭。
【請求項６】
前記第２補強部は中空筒形状を有する
ことを特徴とする請求項５に記載の既製杭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は既製杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、大地震や大衝撃の際にもエネルギー吸収性能を発揮し、また、仮に構造体が破壊されたとしても構造体の破壊片の崩落を防いで被害を抑え、さらに、耐火性を向上させて建築物や可燃物がある箇所にも適用可能にすることを目的として、補強材を開示している。特許文献１の補強材は、柱の柱頂部の表面を被覆するように柱に対して一体に設けられて柱頂部を補強する。この補強材は、ポリウレア樹脂からなる樹脂補強層が備えられ、樹脂補強層に、不燃性または難燃性を有する液状、粉状、粒状或いは破砕片状の混入材が混入されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２０７５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
建築物を支持するための杭基礎に用いられるＰＨＣ杭やＰＲＣ杭等、コンクリートを主成分とする中空既製杭にあっては、その建築物が受けるであろう過去、将来にわたって最強と考えられる大地震時に、大きな圧縮力が加わった状態で曲げモーメントが作用することがある。このような場合には、コンクリートが損傷し、中空既製杭の表面の一部、特に内周面の一部が剥落する虞がある。中空既製杭には、大地震後にも、上部構造を支持可能な程度の鉛直支持力を有していることが望まれるが、そのためには、コンクリートの損傷自体を抑制することは勿論のこと、損傷したコンクリートの剥落を抑制することが有効であると考えられる。すなわち、中空既製杭の鉛直支持力を確保するには、中空既製杭の損傷による体積変化を抑制することが有効であると考えられる。
【０００５】
この点、特許文献１は、地表よりも上方の柱頂部の破壊片の崩落を防いで、崩落した破壊片による被害を抑えることを開示しているものの、大地震後に中空既製杭の鉛直支持力を確保するために中空既製杭の体積変化を抑制することは開示していない。
【０００６】
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、大地震後であっても上部構造を支持可能な新規な既製杭を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る既製杭は、
コンクリートによって構成された中空筒形状の本体部と、
前記本体部の内周面の少なくとも一部を覆う、ポリウレア樹脂を含む第１補強部と
を備える。
【０００８】
上記構成（１）によれば、ポリウレア樹脂を含む第１補強部によって本体部の内周面の少なくとも一部が覆われており、ポリウレア樹脂の弾性力によって、既製杭の曲げ変形が抑制される。このため、大地震が発生したときに、コンクリートが損傷することが抑制される。
また、大地震によってコンクリートの一部が損傷したとしても、ポリウレア樹脂を含む第１補強部によって覆われている部分からは、コンクリートの一部が落下することが防止される。このため、第１補強部によって覆われているコンクリートの部分では、損傷した部分が落下することによるコンクリートの体積変化が防止される。
これらの結果、上記構成の既製杭では、たとえ大地震を経たとしても、上部構造を支持可能な鉛直支持力が確保される。
【０００９】
（２）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
前記第１補強部は中空筒形状を有する。
【００１０】
上記構成（２）によれば、第１補強部が中空筒形状を有しており、既製杭の曲げ変形がより一層抑制される。このため、大地震が発生したときに、コンクリートが損傷することがより一層抑制される。また、第１補強部が中空筒形状を有しており、コンクリートの一部が落下することがより一層防止される。
これらの結果、上記構成の既製杭では、たとえ大地震を経たとしても、上部構造を支持可能な鉛直支持力がより確実に確保される。
【００１１】
（３）幾つかの実施形態では、上記構成（１）又は（２）において、
前記第１補強部は前記本体部の内部に中実に充填されている。
【００１２】
上記構成（３）によれば、本体部の内部に中実に充填された第１補強部によって、既製杭の曲げ変形がより一層抑制される。このため、大地震が発生したときに、コンクリートが損傷することがより一層抑制される。また、本体部の内部に中実に充填された第１補強部によって、コンクリートの一部が落下することを確実に防止できる。
これらの結果、上記構成の既製杭では、たとえ大地震を経たとしても、上部構造を支持可能な鉛直支持力がより確実に確保される。
【００１３】
（４）幾つかの実施形態では、上記構成（１）又は（２）において、
前記第１補強部の内部に充填された充填材を更に備える。
【００１４】
上記構成（４）によれば、中空筒形状の第１補強部に充填された充填材によって、既製杭の曲げ変形がより一層抑制される。このため、大地震が発生したときに、コンクリートが損傷することがより一層抑制される。また、中空筒形状の第１補強部に充填された充填材によって、コンクリートの一部が落下することがより一層防止される。
これらの結果、上記構成の既製杭では、たとえ大地震を経たとしても、上部構造を支持可能な鉛直支持力がより確実に確保される。
【００１５】
（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、
前記本体部の外周面の少なくとも一部を覆う、ポリウレア樹脂を含む第２補強部を更に備える。
【００１６】
上記構成（５）によれば、ポリウレア樹脂を含む第２補強部によって本体部の外周面の少なくとも一部が覆われており、ポリウレア樹脂の弾性力によって、既製杭の曲げ変形が抑制される。このため、大地震が発生したときに、コンクリートが損傷することが抑制される。
また、大地震によってコンクリートの一部が損傷したとしても、ポリウレア樹脂を含む第２補強部によって覆われている部分からは、コンクリートの一部が落下することが防止される。このため、第２補強部によって覆われているコンクリートの部分では、損傷した部分が落下することによるコンクリートの体積変化が防止される。
これらの結果、上記構成の既製杭では、たとえ大地震を経たとしても、上部構造を支持可能な鉛直支持力がより確実に確保される。
【００１７】
（６）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
前記第２補強部は中空筒形状を有する。
【００１８】
上記構成（６）によれば、第２補強部が中空筒形状を有しており、既製杭の曲げ変形がより一層抑制される。このため、大地震が発生したときに、コンクリートが損傷することがより一層抑制される。また、第２補強部が中空筒形状を有しており、コンクリートの一部が落下することがより一層防止される。
これらの結果、上記構成の既製杭では、たとえ大地震を経たとしても、上部構造を支持可能な鉛直支持力がより確実に確保される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、大地震後であっても上部構造を支持可能な新規な既製杭が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る既製杭の概略的な縦断面図であり、図中円内は既製杭の一部を拡大して概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の他の一実施形態に係る既製杭の概略的な縦断面図であり、図中円内は既製杭の一部を拡大して概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の他の一実施形態に係る既製杭の概略的な縦断面図であり、図中円内は既製杭の一部を拡大して概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の他の一実施形態に係る既製杭の概略的な縦断面図であり、図中円内は既製杭の一部を拡大して概略的に示す断面図である。
【図５】本発明の他の一実施形態に係る既製杭の概略的な縦断面図であり、図中円内は既製杭の一部を拡大して概略的に示す断面図である。
【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乃至図５は、それぞれ、本発明の一実施形態に係る既製杭１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅを概略的に示す縦断面図である。なお、図１乃至図５中の円内は、既製杭１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅの一部を拡大して概略的に示している。図示しないけれども、既製杭１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅは、中掘り杭工法やプレボーリング工法等の適当な工法によって地盤に設けられた杭孔に沈設され、ビルや橋等の上部構造を支持するのに用いられる。
【００２３】
図１乃至図５に示したように、既製杭１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅは、本体部１０と、第１補強部１２とを有する。
本体部１０は、コンクリートによって構成され、中空筒形状を有する。
第１補強部１２は、ポリウレア樹脂を含み、本体部１０の内周面１４の少なくとも一部を覆っている。
【００２４】
上記構成の既製杭１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅによれば、ポリウレア樹脂を含む第１補強部１２によって本体部１０の内周面１４の少なくとも一部が覆われており、ポリウレア樹脂の弾性力によって、既製杭の曲げ変形が抑制される。このため、大地震が発生したときに、コンクリートが損傷することが抑制される。
【００２５】
また、大地震によってコンクリートの一部が損傷したとしても、ポリウレア樹脂を含む第１補強部１２によって覆われている部分からは、コンクリートの一部が落下することが防止される。このため、第１補強部１２によって覆われているコンクリートの部分では、損傷した部分が落下することによるコンクリートの体積変化が防止される。
これらの結果、上記構成の既製杭１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅでは、たとえ大地震を経たとしても、上部構造を支持可能な鉛直支持力が確保される。
【００２６】
幾つかの実施形態では、図１乃至図５に示したように、第１補強部１２は中空筒形状を有する。
上記構成によれば、第１補強部１２が中空筒形状を有しており、既製杭１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅの曲げ変形がより一層抑制される。このため、大地震が発生したときに、コンクリートが損傷することがより一層抑制される。また、第１補強部１２が中空筒形状を有しており、コンクリートの一部が落下することがより一層防止される。
これらの結果、上記構成の既製杭１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅでは、たとえ大地震を経たとしても、上部構造を支持可能な鉛直支持力がより確実に確保される。
【００２７】
幾つかの実施形態では、図１乃至図５に示したように、第１補強部１２は中空筒形状を有し、既製杭１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅの内周面１４の全域を覆っている。
【００２８】
幾つかの実施形態では、図１乃至図５に示したように、第１補強部１２は、プライマによって構成される下地層１６と、ポリウレア樹脂を主成分とする被覆層１８とによって構成されている。
下地層１６は、本体部１０に対する被覆層１８の密着性を高めるために設けられ、本体部１０の内周面１４上に付与される。下地層１６のプライマとしては、例えば、ポリエステル樹脂を用いることができる。下地層１６の厚さは、密着性を確保可能な範囲で、適宜設定可能である。
【００２９】
被覆層１８は、例えば、ポリイソシアネートとポリアミンを混合して下地層１６の表面に吹き付けることによって形成可能である。この場合、ポリウレア樹脂は、ポリイソシアネートとポリアミンが化学反応することによって生成される。被覆層１８の厚さは、コンクリートが損傷したときの体積変化を抑制可能な範囲で、適宜設定可能である。例えば、被覆層１８の厚さは、１ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。
【００３０】
幾つかの実施形態では、ポリウレア樹脂からなる筒形状の第１補強部１２を、本体部１０の内部に圧入して固定してもよい。
また、幾つかの実施形態では、ポリウレア樹脂からなる第１補強部１２を本体部１０の内部に充填して中実にして既製杭１Ａとしてもよい。
【００３１】
幾つかの実施形態では、図２に示したように、既製杭１Ｂは、第１補強部１２の内部に充填された充填材２０を更に備える。この場合、図２に示したように、既製杭１Ｂは中実の筒形状を有する。
上記構成によれば、中空筒形状の第１補強部１２に充填された充填材２０によって、既製杭１Ｂの曲げ変形がより一層抑制される。このため、大地震が発生したときに、コンクリートが損傷することがより一層抑制される。また、中空筒形状の第１補強部１２に充填された充填材２０によって、コンクリートの一部が落下することがより一層防止される。
これらの結果、上記構成の既製杭１Ｂでは、たとえ大地震を経たとしても、上部構造を支持可能な鉛直支持力がより確実に確保される。
【００３２】
幾つかの実施形態では、充填材２０は、発泡ウレタン樹脂又は発泡モルタルによって構成される。充填材２０は、発泡ウレタン樹脂又は発泡モルタルによって構成されている場合、既製杭１Ｂの軽量化を図ることができる。
【００３３】
幾つかの実施形態では、第１補強部１２の内部に未硬化の充填材２０を充填した後、充填材２０が硬化することにより、既製杭１Ｂが製造される。
幾つかの実施形態では、第１補強部１２の内部に、硬化した充填材２０を圧入することにより、既製杭１Ｂが製造される。
幾つかの実施形態では、硬化した充填材２０を第１補強部１２で被覆したものを、本体部１０の内部に圧入して固定することにより、既製杭１Ｂが製造される。
【００３４】
幾つかの実施形態では、第１補強部１２の内部の一部のみに充填材２０が充填されていてもよい。
【００３５】
幾つかの実施形態では、図３及び図４に示したように、既製杭１Ｃ，１Ｄは、本体部１０の外周面２２の少なくとも一部を覆う、ポリウレア樹脂を含む第２補強部２４を更に備える。
上記構成によれば、ポリウレア樹脂を含む第２補強部２４によって本体部１０の外周面２２の少なくとも一部が覆われており、ポリウレア樹脂の弾性力によって、既製杭１Ｃ，１Ｄの曲げ変形が抑制される。このため、大地震が発生したときに、コンクリートが損傷することが抑制される。
【００３６】
また、大地震によってコンクリートの一部が損傷したとしても、ポリウレア樹脂を含む第２補強部２４によって覆われている部分からは、コンクリートの一部が落下することが防止される。このため、第２補強部２４によって覆われているコンクリートの部分では、損傷した部分が落下することによるコンクリートの体積変化が防止される。
これらの結果、上記構成の既製杭１Ｃ，１Ｄでは、たとえ大地震を経たとしても、上部構造を支持可能な鉛直支持力がより確実に確保される。
【００３７】
幾つかの実施形態では、図３に示したように、既製杭１Ｃはストレート杭であり、第２補強部２４は中空筒形状を有する。
上記構成によれば、第２補強部２４が中空筒形状を有しており、既製杭１Ｃの曲げ変形がより一層抑制される。このため、大地震が発生したときに、コンクリートが損傷することがより一層抑制される。また、第２補強部２４が中空筒形状を有しており、コンクリートの一部が落下することがより一層防止される。
これらの結果、上記構成の既製杭１Ｃでは、たとえ大地震を経たとしても、上部構造を支持可能な鉛直支持力がより確実に確保される。
【００３８】
幾つかの実施形態では、図４に示したように、既製杭１Ｄは節杭であり、本体部１０はそれぞれコンクリートによって構成された軸部１０ａ及び節部１０ｂを有する。軸部１０ａは中空筒形状を有し、節部１０ｂは軸部１０ａの外周面を囲むように環形状を有し、軸部１０ａの外周面２２ａから径方向に突出している。
第２補強部２４は節部１０ｂに対応して段付きの中空筒形状を有し、軸部１０ａの外周面２２ａ及び節部１０ｂの外周面２２ｂを覆っている。
【００３９】
上記構成によれば、第２補強部２４が段付きの中空筒形状を有しており、既製杭１Ｄの曲げ変形がより一層抑制される。このため、大地震が発生したときに、コンクリートが損傷することがより一層抑制される。また、第２補強部２４が中空筒形状を有しており、コンクリートの一部が落下することがより一層防止される。更に、節部１０ｂは損傷し易いが、第２補強部２４で覆われていることによって、節部１０ｂの損傷も抑制される。
これらの結果、上記構成の既製杭１Ｄでは、たとえ大地震を経たとしても、上部構造を支持可能な鉛直支持力がより確実に確保される。
【００４０】
幾つかの実施形態では、図３及び図４に示したように、第２補強部２４は、プライマによって構成される下地層２６と、ポリウレア樹脂を主成分とする被覆層２８とによって構成されている。
下地層２６は、本体部１０に対する被覆層１８の密着性を高めるために設けられ、本体部１０の外周面２２上に付与される。下地層１６のプライマとしては、例えば、ポリエステル樹脂を用いることができる。下地層２６の厚さは、密着性を確保可能な範囲で、適宜設定可能である。
【００４１】
被覆層１８は、例えば、ポリイソシアネートとポリアミンを混合して下地層２６の表面に吹き付けることによって形成可能である。この場合、ポリウレア樹脂は、ポリイソシアネートとポリアミンが化学反応することによって生成される。被覆層１８の厚さは、コンクリートが損傷したときの体積変化を抑制可能な範囲で、適宜設定可能である。例えば、被覆層１８の厚さは、１ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。
【００４２】
幾つかの実施形態では、図５に示したように、既製杭１Ｅは、本体部１０の外周面が鋼管３０によって覆われたＳＣ杭であってもよい。
【００４３】
幾つかの実施形態では、図１乃至図５に示したように、本体部１０の各上下端面には環形状の端板３２が固定されていてもよく、端板３２同士の間に本体部１０を貫通してＰＣ鋼棒３４が架け渡されていてもよい。
幾つかの実施形態では、図１乃至図４に示したように、本体部１０の両端部の外周面２２は金属製の円筒形状のカバー３６によって覆われていてもよい。
幾つかの実施形態では、本体部１０の内部には、図示しないけれども螺旋形状若しくは直線形状の補強筋が埋設されていてもよい。
【００４４】
幾つかの実施形態では、本体部１０、第１補強部１２及び第２補強部２４は、筒形状を有していたが、筒形状としては、円筒形状の他、三角筒形状や四角筒形状等であってもよい。
幾つかの実施形態では、既製杭１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅは、３００ｍｍ以上１６００ｍｍ以下の外径Ｄを有し、２ｍ以上１５ｍ以下の長さＬを有する。
幾つかの実施形態では、ＰＣ杭、ＰＲＣ杭、ＰＨＣ杭或いはＳＣ杭等の既製杭の内周面や外周面に、杭の施工現場で第１補強部１２や第２補強部２４を形成してもよい。
【００４５】
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】
【００４６】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ    既製杭
１０      本体部
１０ａ    軸部
１０ｂ    節部
１２      第１補強部
１４      内周面
１６      下地層
１８      被覆層
２０      充填材
２２，２２ａ，２２ｂ  外周面
２４      第２補強部
２６      下地層
２８      被覆層
３０      鋼管
３２      端板
３４      ＰＣ鋼棒
３６      カバー
【図１】
2017160635.tif 000003
【図２】
2017160635.tif 000004
【図３】
2017160635.tif 000005
【図４】
2017160635.tif 000006
【図５】
2017160635.tif 000007