(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管柱を鋼管杭内に差し込み、コンクリートを打設して鋼管柱と鋼管杭とを接合し一体化する差し込み形式鋼管柱の建込み施工方法において、鋼管柱の所定の位置から両側に突出する２つの嵌合部材を備えると共に、鋼管杭の頭部の一方側に前記１つの嵌合部材を挟むことができる挟持部材と嵌合部材を載置することができるストッパー部材とを備え、そして鋼管杭の頭部の他方側に前記他の１つの嵌合部材を挟むことができる挟持部材を備えてなる第１の接続装置によって、鋼管柱の水平方向位置及び上下方向の高さ位置の調整を行い、更に、前記２つの嵌合部材の間で鋼管柱から水平方向に突出し、ジヤッキアップボルトを設置されている固定金具板と、鋼管杭の頭部から突出して該固定金具板を載置できる天板プレートとを備えてなる第２の接続装置によって、ジャッキアップボルトを操作して鋼管柱の垂直方向の倒れの調整を行うことを特徴とする、差し込み形式鋼管柱の建込み施工方法。
【請求項２】
鋼管柱の所定の位置から両側に突出する２つの嵌合部材を備えると共に、鋼管杭の頭部の一方側に鋼管杭の外表面から突出する支持部材を備えていて、該支持部材の先端部には前記１つの嵌合部材を挟むことができる挟持部材と、嵌合部材を載置することができるストッパー部材とが固着されており、また、鋼管杭の頭部の他方側には鋼管杭の外表面から突出し、前記他の１つの嵌合部材を挟むことができる挟持部材を備えてなる第１の接続装置と、そして、前記２つの嵌合部材の間で鋼管柱から水平方向に突出し、ジヤッキアップボルトを設置されている固定金具板と、鋼管杭の頭部から突出して固定金具板を載置できる天板プレートとを備えてなる第２の接続装置とを備えていることを特徴とする、差し込み形式鋼管柱の建込み施工装置。
【請求項３】
鋼管柱から突出する嵌合部材が嵌合プレートであって、鋼管杭から突出する支持部材の先端部に固着され、嵌合プレートを挟むことができる挟持部材が２対の向かい合った断面Ｌ字型の山形鋼であることを特徴とする請求項２記載の差し込み形式鋼管柱の建込み施工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管柱を鋼管杭内に差し込み、コンクリートを打設し、鋼管杭と鋼管柱とを接合し一体化してなる土木建築構造物、例えば高架橋、高架鉄道、ビル等の基礎杭としての鋼管柱を建込む施工方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
土木建築構造物の鋼管基礎杭と柱との接合方法としては、鋼管基礎杭の上に鉄筋コンクリートの基礎を設け、この基礎の上に鋼管柱の柱脚をアンカーボルトで固定し、必要に応じて、鋼管柱にコンクリートを充填するのが一般的な施工方法である。ところが最近、鋼管基礎杭と柱の接合方法として、鋼管基礎杭上に設けた鉄筋コンクリート基礎を省略し、鋼管杭に鋼管柱を差し込んでコンクリートを充填して鋼管杭と鋼管柱とを接合一体化し、鋼管基礎杭と柱とを接合する必要が生じている。
【０００３】
鋼管杭に鋼管柱を差し込んで接合する施工方法に関連する公知技術としては、例えば、特開平５−８６６３０号公報に、コンクリート充填鋼管杭とコンクリート充填鋼管柱の接合構造が提案されていて、コンクリートを充填した鋼管杭の頭部にアンカーボルトを埋め込み、鋼管柱の脚部を鋼管杭内に挿入して、アンカーボルトで固定した後にコンクリートを打設して接合し一体化することが開示されている。
【０００４】
しかし、鋼管杭内のコンクリートに埋め込まれたアンカーボルトに鋼管柱の脚部を固定しようとすると、鋼管杭の内面と鋼管柱の外面との間、つまり両者の間にボルト締めの空間がないと、鋼管柱をアンカーボルトで固定するための作業が困難となることが考えられる。そして、ボルト締めの作業性を確保しようとすると、大径の鋼管杭と小径の鋼管柱を用いてボルト締めの空間を形成する必要があり、設計上大径の鋼管杭とする必要がないにもかかわらず鋼管杭の径を大きくせざるを得ず、経済性が悪いという問題が生じる。しかも、鋼管柱の脚部を鋼管杭の頭部に埋め込まれたアンカーボルトに固定することだけでは、鋼管柱を所定の高さ位置で、且つ垂直に建て込むことには技術的な問題がある。
【０００５】
また、特開平３−６４００８号公報には、建築構造物の柱と杭の接合構造として、柱の鋼管下部を杭の鋼管上部に挿嵌し、コンクリートを介して両者を接合することが記載されているが、柱となる鋼管柱を垂直に建て込むことについては何らの開示もない。
【０００６】
即ち、差し込み形式の鋼管柱の建込み施工方法においては、鋼管柱を所定の位置に建て込む必要があり、
▲１▼鋼管柱を所定の高さ位置に設置すること、
▲２▼鋼管柱を所定の水平方向位置に設置すること、
▲３▼鋼管柱を垂直方向に建て込むこと、
の３つが重要な要件となる。ところが、差し込み形式の鋼管柱の建込み施工方法において、上記３つの要件を解決した簡便な施工方法及び装置は知られていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、鋼管杭内に差し込んだ鋼管柱の脚部をアンカーボルトに固定する事なく、鋼管杭内に差し込んだ鋼管柱を所定の高さ位置に、そして所定の水平方向の位置で且つ垂直に設置し、コンクリートを充填して鋼管杭と鋼管柱とを接合し一体化することができる、差し込み形式の鋼管柱の建込み施工方法および装置を提供することを解決課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鋼管杭の上端部を鋼管柱建込みの基準位置として、鋼管杭上端部に鋼管柱の高さ位置、水平方向位置および垂直方向位置の調整を行うことができる装置を設置して、鋼管杭内に建込む鋼管柱の位置調整を行えば、鋼管杭内にアンカーボルトを設置することなしに鋼管杭内で鋼管柱を正確な位置に建て込むことができることを知見して本発明を完成した。
【０００９】
本発明の要旨は、以下の通りである。
【００１０】
（１）  鋼管柱を鋼管杭内に差し込み、コンクリートを打設して鋼管柱と鋼管杭とを接合し一体化する差し込み形式鋼管柱の建込み施工方法において、鋼管柱の所定の位置から両側に突出する２つの嵌合部材を備えると共に、鋼管杭の頭部の一方側に前記１つの嵌合部材を挟むことができる挟持部材と嵌合部材を載置することができるストッパー部材とを備え、そして鋼管杭の頭部の他方側に前記他の１つの嵌合部材を挟むことができる挟持部材を備えてなる第１の接続装置によって、鋼管柱の水平方向位置及び上下方向の高さ位置の調整を行い、更に、前記２つの嵌合部材の間で鋼管柱から水平方向に突出し、ジヤッキアップボルトを設置されている固定金具板と、鋼管杭の頭部から突出して該固定金具板を載置できる天板プレートとを備えてなる第２の接続装置によって、ジャッキアップボルトを操作して鋼管柱の垂直方向の倒れの調整を行うことを特徴とする、差し込み形式鋼管柱の建込み施工方法。
【００１１】
（２）  鋼管柱の所定の位置から両側に突出する２つの嵌合部材を備えると共に、鋼管杭の頭部の一方側に鋼管杭の外表面から突出する支持部材を備えていて、該支持部材の先端部には前記１つの嵌合部材を挟むことができる挟持部材と、嵌合部材を載置することができるストッパー部材とが固着されており、また、鋼管杭の頭部の他方側には鋼管杭の外表面から突出し、前記他の１つの嵌合部材を挟むことができる挟持部材を備えてなる第１の接続装置と、そして、前記２つの嵌合部材の間で鋼管柱から水平方向に突出し、ジヤッキアップボルトを設置されている固定金具板と、鋼管杭の頭部から突出して固定金具板を載置できる天板プレートとを備えてなる第２の接続装置とを備えていることを特徴とする、差し込み形式鋼管柱の建込み施工装置。
【００１２】
（３）  鋼管柱から突出する嵌合部材が嵌合プレートであって、鋼管杭から突出する支持部材の先端部に固着され、嵌合プレートを挟むことができる挟持部材が２対の向かい合った断面Ｌ字型の山形鋼であることを特徴とする上記（２）記載の差し込み形式鋼管柱の建込み施工装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、鋼管杭内に鋼管柱を差し込んでコンクリートを充填して、鋼管柱を建て込んだ状態を示す図である。
【００１５】
図２は、図１の▲１▼−▲１▼線の断面図で、図３は、図１の▲２▼−▲２▼線の断面図である。
【００１６】
図１に示すように、鋼管杭１内に普通コンクリート等の１段コンクリート３を打設する。その後、鋼管柱２を鋼管杭内に差し込んで鋼管柱２の建込み施工を行う。
【００１７】
まず、鋼管柱を建て込む際の鋼管柱の上下位置および水平方向位置の調整の仕方について説明する。
【００１８】
図１の上部左右及び図２の左右に接続ＴｙｐｅーＡ及びＡ部として示す第１の接続装置４を鋼管杭頭部及び鋼管柱の所定の位置に設けて、鋼管柱の上下位置と水平方向位置のレベルを調整できるようにしてある。
【００１９】
即ち、鋼管杭の頭部右側に設置した第１接続装置の接続Ｔｙｐｅ−Ａの拡大図を図４に示す。図１、図２及び図４に示すように、鋼管杭には鋼管杭軸心線に沿って鋼管杭１の外表面から突出する支持部材の役割を果たす支持プレート５が取り付けられていて、その支持プレート５の先端部の両側には２つのＬ字型の山形鋼６が、支持プレートの上方に垂直に突出するように固着されている。そして、２つの山形鋼の外側には、嵌合プレート９のストッパーの役割を果たす丸鋼７が水平方向に差し渡されて固着されている。なお、支持プレート５には、例えば鋼管杭と支持プレートとを固定するための補強用リブプレートを設けてもよい。
【００２０】
また、鋼管杭１の頭部左側に設置した第１の接続装置のＡ部の拡大図を図６として示すように、鋼管杭の頭部外表面には軸心線に沿って鋼管杭頭部より上方に突出する２つのＬ字型の山形鋼８が嵌合プレート１１を嵌挿できる所定の間隔を持って取り付けられている。
【００２１】
一方、鋼管柱の所定位置の外表面には、図４の接続Ｔｙｐｅ−Ａに示すように、軸心線に沿って鋼管柱２から突出する嵌合部材となる嵌合プレート９が取り付けられている。嵌合プレート９には、２枚の補強用リブプレート１０が両面にそれぞれ設けられている。また、鋼管柱の所定位置の左側の外表面には、図６のＡ部に示すように、軸心線に沿って鋼管柱２から突出する嵌合部材となる嵌合プレート１１が取り付けられている。
【００２２】
このような２つの接続Ｔｙｐｅ−Ａ及びＡ部からなる第１の接続装置４を設けて、鋼管柱を吊り上げ、鋼管柱２を鋼管杭１内に差し込むと、図１及び図４に示すように接続Ｔｙｐｅ−Ａでは、鋼管杭から突出する支持プレート５を挟持するようにして上方に突出している挟持部材である２つの山形鋼６の間に、鋼管柱に設けてある嵌合プレート９が挟まり、ストッパーの役割を果たす丸鋼７の上に嵌合プレート９が載置されることとなる。このため、支持プレート５の板厚を嵌合プレート９の板厚よりも厚くすることが好ましい。また、同時に接続Ｔｙｐｅ−Ａの反対側に設けてあるＡ部では、図６に示すように鋼管杭１に取り付けてある挟持部材としての２つの山形鋼８の間で鋼管柱２に取り付けてある嵌合プレート１１が、挟持されることとなる。
【００２３】
この様に鋼管杭に設けてある接続部材と鋼管柱に設けてある接続部材とを接続することにより、ストッパーの役割を果たす丸鋼７の設置位置によって、鋼管柱２の高さ位置の調整が行え、そして、山形鋼６、８で嵌合プレート９、１１を挟持することによって、水平方向位置の調整を行うことができる。
【００２４】
次いで、鋼管柱の垂直方向位置、つまり鋼管柱の倒れの調整について説明する。
【００２５】
鋼管杭の頭部及び鋼管柱の所定の位置には、図２及び図５に示すように接続Ｔｙｐｅ−Ｂの第２の接続装置が２箇所設けられている。
【００２６】
図５は、第２の接続装置の接続Ｔｙｐｅ−Ｂを示す拡大図である。
【００２７】
即ち、鋼管杭１の頭部外表面には、支持部材としての天板プレート１３が鋼管杭の軸心方向から水平に突出するように取り付けられていて、天板プレートの下部には補強用の三角形のリブ１４が設けられている。なお、天板プレート１３とリブ１４とは一体に形成することもできる。
【００２８】
一方、鋼管柱２の外表面の所定の位置には、Ｌ字型の柱固定金具板１５が取り付けられていて、固定金具の水平部１６にはジャッキアップボルト１７が設けられている。
【００２９】
鋼管柱２を鋼管杭１に差し込むと、鋼管杭の天板プレート１３上に鋼管柱の柱固定金具板の水平部１６が載置された状態となる。そこで、柱固定金具板に設けられているジャッキアップボルト１７を回転させると、柱固定金具板１５が天板プレート１３上から持ち上がるようになる。つまり、このジャッキアップボルトの回転操作により柱固定金具板の昇降が自在に行えるので、鋼管柱２の垂直方向の傾きを所望の傾きに制御することが可能となる。なお、天板プレートと柱固定金具板との間には、ジャッキアップボルト受け用のブラケットを配置することが好ましい。そして、この接続Ｔｙｐｅ−Ｂの第２の接続装置１２は少なくとも２箇所設けられているため、鋼管柱の垂直方向の調整を行うことができる。
【００３０】
以上述べたように、鋼管杭内に鋼管柱を差し込んで両者に設けられている接続Ｔｙｐｅ−Ａ及びＡ部からなる第１の接続装置を係合して、鋼管柱の高さ位置及び水平方向位置の調整を行い、且つ、接続Ｔｙｐｅ−Ｂの第２の接続装置により鋼管柱の垂直方向の傾き調整を行って、所定の位置に鋼管柱を設置し、挟持部材である山形鋼と嵌合プレートを溶接や機械的締め付け等により固定して鋼管柱が動かないように据え付ける。
【００３１】
鋼管柱の据え付け作業が終了した後、図１及び図３に示すように、高流動性コンクリート等で２段コンクリート１８を打設し、そして、コンクリートが固まってから各接続装置を除去して鋼管柱の建込み作業が終了する。
【００３２】
なお、上記接続装置に関する説明では、嵌合プレートを挟持する挟持部材として山形鋼を、ストッパー部材として丸鋼を用いることを説明したが、本発明では挟持部材を山形鋼に、ストッパー部材を丸鋼に限定するものでなく、任意の形状のものが使用できる。他の接続装置の部材についても当業者が任意に選択変更できる部材を使用することを排除するものではない。また、鋼管柱としては、円形鋼管柱や角形鋼管柱或いは鉄骨柱を使用することができる。
【００３３】
また、上記の例では鋼管杭に差し込んだ鋼管柱の中心位置を図１〜３に示すように左側寄りとしたため、右側に設けた接続装置の接続Ｔｙｐｅ−Ａの嵌合プレート及び支持プレートの寸法を長尺なものとして図示しているが、これらの寸法は、鋼管杭と鋼管柱の位置関係に応じて任意に決定するものである。
【００３４】
【発明の効果】
本発明では、接続装置を用いて鋼管杭頭部で鋼管柱の上下方向位置、水平方向位置及び垂直方向位置を決定するものであるため、位置決め作業が容易となる。また、アンカーボルトを使用しない鋼管柱の建込み工法であるため、ボルト締め作業の空間確保の必要性がないため、適切な設計値以上に鋼管杭の径を不必要に大きくする必要がないと言う効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋼管杭内に鋼管柱を差し込んでコンクリートを充填して、鋼管柱を建て込んだ状態を示す図である。
【図２】図１の▲１▼−▲１▼線の断面図である。
【図３】図１の▲２▼−▲２▼線の断面図である。
【図４】接続装置の接続Ｔｙｐｅ−Ａを示す図である。
【図５】接続装置のＡ部を示す図である。
【図６】接続装置の接続Ｔｙｐｅ−Ｂを示す図である。
【符号の説明】
１  鋼管杭
２  鋼管柱
３  第１段コンクリート
４  第１の接続装置
５  支持プレート
６  山形鋼
７  丸鋼
８  山形鋼
９  嵌合プレート
１０  補強用リブプレート
１１  嵌合プレート
１２  第２の接続装置
１３  天板プレート
１４  リブ
１５  柱固定金具板
１６  水平部
１７  ジャッキアップボルト
１８  ２段コンクリート
【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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