(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管杭の上端部が所定深さとなる位置まで土中に鋼管杭を埋設し、鋼管杭の内部および周囲に、前記鋼管杭の上端より高い位置までコンクリートを打設し、コンクリートの固化後、鋼管杭の上端位置から上方のコンクリートを除去し、鋼管杭上部に鞘管を接合し、該鞘管内に柱材を挿入し、その後、前記鞘管内にコンクリートを打設して、鞘管と柱材を固定することを特徴とする一柱一杭基礎における柱材と鋼管杭との接合方法。
【請求項２】
鋼管杭の上端部が所定深さとなる位置まで土中に鋼管杭を埋設し、鋼管杭の内部および周囲に、前記鋼管杭の上端より高い位置までコンクリートを打設するにあたり、鋼管杭の上端に開口を有するキャップを載置して、コンクリートを打設し、鋼管杭の上端位置から上方のコンクリートを除去する際に、前記キャップと共に前記上方のコンクリートを除去することを特徴とする請求項１に記載の一柱一杭基礎における柱材と鋼管杭との接合方法。
【請求項３】
鋼管杭上部に鞘管を溶接、ボルト、またはネジにより接合することを特徴とする請求項１または２に記載の一柱一杭基礎における柱材と鋼管杭との接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄骨構造物を構築する際の一柱一杭基礎における柱材と鋼管杭との接合方法および基礎構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄骨柱等の柱材を場所打ち鋼管コンクリート杭に接合するに際し、コンクリート打設による接合方法がある。このコンクリート打設において、鋼管杭の内部にコンクリートを充填すると、コンクリート表面近くは、下部からの泥などの不純物が混入しているため、表面から１ｍ程度までのコンクリートは強度が不足する不良コンクリートである場合が多い。従って、所定位置よりも多めにコンクリートを打ち増し、この余盛部分を除去する必要がある。また、コンクリートのレベルを、柱材の挿入下端位置で打ち止めるのが望ましいが、コンクリート圧送の際の流量調整が困難なため、正確な位置でコンクリートを打ち止めることが困難である。
【０００３】
前記問題点を解消する方法として、地中に打設された鋼管杭の内部にコンクリートを天端まで打設し、コンクリートの固化前に、不純物を除去する観点から、前記柱材を建て込むレベルまでコンクリートを除去し、その後、柱材を挿入して位置を決定後、再度、コンクリートを打設して鋼管杭と柱材とのコンクリート接合を図っている（従来技術１）。
【０００４】
また、特開平２−１６４９３３号には、鋼管杭にコンクリートを打設する際に、ポリスチレン発泡体ブロック等の型材を用いてコンクリートを充填し、その後、前記型材を除去することにより空洞部を形成し、該空洞部に柱材を挿入した後に、コンクリートを打設して柱材と鋼管杭との接合を図る方法が開示されている（従来技術２）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術１においては、コンクリートの除去に多大の労力を要し、また、コンクリート除去の際に、鋼管杭を損傷したり、鋼管杭内面のコンクリート除去が不完全なため、柱材設置後に打設するコンクリートと鋼管杭内面との付着性が良好でない、問題がある。
【０００６】
また、従来技術２においては、空洞形成用の型材であるポリスチレン発泡体ブロックの除去に長時間を要し、さらに、ポリスチレン発泡体ブロック除去後の空洞において、先に打設したコンクリートと柱材挿入後の後から打設したコンクリートとの打ち継ぎ面の付着が良好でなく、付着性を向上させるには、先に打設したコンクリート表面の目荒らし等の処理作業が必要となる等々の問題がある。
【０００７】
本発明は、鋼管杭に柱材を建て込む作業を簡略化し、接合部の強度を向上させることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決する第一の手段は、鋼管杭の上端部が所定深さとなる位置まで土中に鋼管杭を埋設し、鋼管杭の内部および周囲に、前記鋼管杭の上端より高い位置までコンクリートを打設し、コンクリートの固化後、鋼管杭の上端位置から上方のコンクリートを除去し、鋼管杭上部に鞘管を接合し、該鞘管内に柱材を挿入し、その後、前記鞘管内にコンクリートを打設して、鞘管と柱材を固定することを特徴とする一柱一杭基礎における柱材と鋼管杭との接合方法である。
【０００９】
前記第一の手段によれば、まず、鋼管杭は通常の埋設手段で土中に埋設され、鋼管杭の内部および周囲に、前記鋼管杭の上端より高い位置までコンクリートを打設し、コンクリートのある程度の固化後、鋼管杭の上端位置から上方の余盛りコンクリートが除去されるので、不純物を含むコンクリートが除去され、強度劣化が防止される。
【００１０】
その後、鋼管杭に鞘管が接合され、柱材が該鞘管内に設置されて、該鞘管内にコンクリートが打設されて柱材が固定されるので、柱材の設置が容易であり、不純物の混入も防止され、品質的に高度な基礎が形成される。
【００１１】
前述の課題を解決する第二の手段は、鋼管杭の上端部が所定深さとなる位置まで土中に鋼管杭を埋設し、鋼管杭の内部および周囲に、前記鋼管杭の上端より高い位置までコンクリートを打設するにあたり、鋼管杭の上端に開口を有するキャップを設置して、コンクリートを打設し、鋼管杭の上端位置から上方のコンクリートを除去する際に、前記キャップと共に除去することを特徴とする前記第一の手段１に記載の一柱一杭基礎における柱材と鋼管杭との接合方法である。
【００１２】
前記第二の手段によれば、開口を有するキャップの使用により、鋼管杭内へのコンクリートの打設については、開口からコンクリートが注入され、鋼管杭上部の余盛りコンクリートの除去については、キャップを除去することにより、簡単に除去することができる。
【００１５】
前述の課題を解決する第四の手段は、鋼管杭上部に鞘管を溶接、ボルト、またはネジにより接合することを特徴とする前記第一の手段に記載の一柱一杭基礎における柱材と鋼管杭との接合方法。
【００１６】
前記第四の手段によれば、鋼管杭と鞘管との接合は、溶接による接合、もしくは、フランジを設けてボルト接合、または、鋼管杭外面に雄ネジを、鞘管内面に雌ネジを設けたネジ接合、により比較的簡単な通常の技術手段で強固に接合することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づき説明する。図１から図３は、本発明にかかる一柱一杭基礎における柱材と鋼管杭との接合方法の工程を示す側断面図である。
【００２０】
図１において、１は鋼管杭で、２は該鋼管杭１の下端部に形成された鉄筋基礎であり、３は鋼管杭１が土中に嵌入されるときに形成された土壁である。
【００２１】
本発明は、まず、鋼管杭１が土中に埋設され、鉄筋基礎２の上部に配置されたら、土壁３を利用して、コンクリート４を鉄筋基礎２に連続させて鋼管杭１の内部および周囲に充填、打設する。コンクリート４の余盛り部である上部レベルＬは、鋼管杭１の上端より上方とする。
【００２２】
次に、図２に示すように、土壁３を開削し法面３ａを形成し、コンクリート４がある程度固化した段階で、鋼管杭１の上端より上部の余盛りコンクリート４ａ（破線部分）を除去する。
【００２３】
次に、余盛りコンクリート４ａが除去されたら、図３に示す如く、鋼管杭１の上部に鞘管５を取付ける。鞘管５の取付けが完了したら、鞘管５内に建築物の鉄骨柱等の柱材６を挿入し、位置決めを図った後、新たなコンクリート７を、鞘管５と柱材６の空間部に打設し、コンクリート７の固化により、柱材６と鞘管５との接合が図られる。
【００２４】
図４は、本発明のコンクリート４の打設時に使用されるキャップの斜視図で、キャップ８は、中央に開口８ａが設けられ、鋼管杭１のフランジ部１ａにかぶせられるものである。開口８ａが設けられていることにより、コンクリート４の鋼管杭１内への充填が可能であり、また、鋼管杭１上端のコンクリートを除去する場合は、キャップ８ａを除去することにより、除去作業が迅速化される。
【００２５】
図５は、本発明にかかるキャップの他の実施の形態について示す斜視図であり開口８ｂは、膨らみ部８ｃの頂部に形成されている。
【００２６】
前記キャップ８ａは、内外表面にコンクリートの付着防止剤を塗布しておけば、コンクリート４の除去を容易にすることが可能である。
【００２７】
図６から図８は、本発明にかかる鋼管杭と鞘管との接合手段を示した側面図である。
【００２８】
図６は、鋼管杭１の上端にフランジ１ａを形成し、さらに、上部に接合される鞘管５にもフランジ５ａを設け、ボルト９で締結したものである。
【００２９】
図７は、鋼管杭１と鞘管５とを溶接１０により接合したものである。
図８は、鋼管杭１の外面に雄ネジを、鞘管５の内面に雌ネジを設けて、ネジ１１接合を図ったものである。
【００３０】
前記ボルト、溶接、ネジ接合は、通常の接合技術であり、熟練を要することなく、いかなる作業者でも従事することが可能である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上のとおりであるから、鋼管杭の上部に鞘管を接合することにより柱材を固定するコンクリートの品質を保持できるので、接合部の耐力が向上し、柱材に外力が作用した際に生じる局部座屈を防止することが可能となり、また、コンクリート相互の打ち継ぎが発生しないので、打ち継ぎ面の処理が不要であり、欠陥のない鋼管杭と柱材の接合構造とすることができる。
【００３２】
また、鞘管が鋼管杭の上部に設けられたことにより柱材の挿入時の位置調整が簡単となり、柱材の固定作業が簡単となる。
【００３３】
さらに、キャップを設けたことにより杭上部の余盛りコンクリートを除去する手間が大幅に省力化できる利点がある。
【００３４】
また、鋼管杭の打設時の土壁を利用することにより初期コンクリートの打設量を少なくでき、除去量も少なくなるので、作業量を大幅に低減することが可能である。
【００３５】
また、鋼管杭内のコンクリートを除去する必要がないため、鋼管杭とコンクリートとの付着に空洞等の欠陥ができる恐れがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる一柱一杭基礎における柱材と鋼管杭との接合方法の工程を示す側断面図である。
【図２】本発明にかかる一柱一杭基礎における柱材と鋼管杭との接合方法の工程を示す側断面図である。
【図３】本発明にかかる一柱一杭基礎における柱材と鋼管杭との接合方法の工程を示す側断面図である。
【図４】本発明にかかるキャップについて示す斜視図である。
【図５】本発明にかかるキャップの他の実施の形態について示す斜視図である。
【図６】発明にかかる鋼管杭と鞘管との接合手段（ボルト締結）を示す側面図である。
【図７】発明にかかる鋼管杭と鞘管との接合手段（溶接）を示す側面図である。
【図８】発明にかかる鋼管杭と鞘管との接合手段（ネジ接合）を示す側面図である。
【符号の説明】
１  鋼管杭
２  鉄筋基礎
３  土壁
３ａ  法面
４  コンクリート
４ａ  余盛りコンクリート
５  鞘管
６  柱材
７  コンクリート
８  キャップ
９  ボルト
１０  溶接
１１  ネジ
【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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