(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面にコンクリートとの付着防止層を設けた補強管を杭外周に設置し、鉄筋を配筋して補強した補強場所打コンクリート杭。
【請求項２】
請求項１において、補強管を杭頭部に設けた補強場所打コンクリート杭。
【請求項３】
請求項１または２において、補強管内面にフッ素樹脂を塗布した補強場所打コンクリート杭。
【請求項４】
請求項１または２において、補強管内面にグリースを塗布した補強場所打コンクリート杭。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管などの補強管で補強した場所打コンクリート杭に関する。
【０００２】
【従来の技術】
場所打コンクリート杭の耐力を増大させる方法として特開昭６０−４７１１７号に示されているように、杭頭部に鋼管を設置し、コンクリートと鋼管を複合一体化させたものがある。この杭においては、コンクリートの鋼管に対する付着力を増大させるために鋼管内面にリブや突起、スタッドボルト、ジベル等を取り付けることがおこなわれている。また、コンクリートの剪断破壊をＸ方向配筋で防止しようとする多方向Ｘ形組立鉄筋を挿入させた場所打コンクリート杭が提案されている。
一方、既成コンクリート杭では、鋼管内部に膨張コンクリートを打設して複合させた鋼管コンクリート複合杭（ＳＣ杭）がある。（特開昭５３−５３０２１号公報など）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
場所打コンクリート杭の杭頭にリブ付鋼管を設置し、打設したコンクリートと鋼管の付着力を増大させて鋼管とコンクリートの一体化を図り、曲げ耐力を確保した場合、杭に作用する曲げモーメントによってリブに応力が集中し、リブ先端よりコンクリート内部にひび割れが発生する。また、リブ間に嵌入したコンクリートが破断し、鋼管とコンクリートの付着が失われる。その結果、杭としての耐力・耐久性の低下が認められる。特に地震のように繰り返し荷重が作用する場合は、その傾向が大きく、一旦コンクリートが破断すると付着は期待できなくなり、コンクリートと鋼管を複合させて補強した意味がなくなる。
【０００４】
そのため、鋼管とコンクリートの付着を考慮して杭を設計した場合、コンクリートと鋼管との付着がなくなると危険な状態となる。すなわち、曲げ応力が杭に作用すると鋼管内のリブより集中応力が発生し亀裂が発生する。
【０００５】
このように場所打コンクリート杭の外周部に鋼管を被せ両者を一体化した杭は、リブに嵌入したコンクリートが簡単に破断する。また、スタッドボルト等についても同様に応力が集中する結果、コンクリートが破断する。
本発明は、鋼管とコンクリートの付着を期待することなく破壊終局時の場所打コンクリート杭の靭性を確保しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
補強管内壁にコンクリートとの付着防止層を設けて補強管とコンクリートが付着しないようにし、さらに、コンクリートには鉄筋を配筋して場所打コンクリート杭を補強し、破壊終局時の靭性を増大させたものである。
【０００７】
【作用】
杭頭部の鋼管とコンクリートの付着がないため、補強管内のコンクリートは半径方向の変形は拘束されるが、杭軸方向に関しては補強管とコンクリートは一体化されておらず、軸力を鋼管に負担させないので鋼管の曲げ耐力が大きく取れる。従って、従来のコンクリートと鋼管をリブなどで一体化したコンクリート杭にない終局時の靭性が確保できる。
鋼管に付着を期待しないので、付着を期待した工法の杭のように経年変化による付着力の低下がなく、長年月に渡り杭の靭性が確保できる。しかも、コンクリートと補強管の間には付着防止層を設けたので、鋼管と鋼管に取り付けた突起物による応力の集中が避けられるためコンクリート内部のひび割れ発生とリブ間のコンクリートの破断がないので、杭頭部からの応力は鉄筋コンクリートを通じてスムーズに下方に伝達される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施例１
図１に本発明の補強場所打コンクリート杭の縦断面、図２に平面図を示す。
本発明の補強場所打コンクリート杭１は、補強主鉄筋２とフープ筋２１からなる鉄筋籠２０が杭中に配置され、杭頭部に鋼管３が杭頭から杭径の５倍以上に渡り補強体として配置されている。鋼管３内面は、リブなどの突起が形成されていない滑らかな平面であり、グリース等の潤滑剤を塗布して付着防止層（滑動層）４を形成し、コンクリートと鋼管の付着を防止している。
【０００９】
上部構造物と接合するため、鋼管に接合されたヒゲ筋２２は、フーチング５にアンカー筋として定着されている。本発明の補強場所打コンクリート杭の設計においては、鋼管内面は全くコンクリートとは付着がないものとし、終局時の靭性の低下を防いでいる。
【００１０】
これをモデル実験で説明する。
図３は、内径１９５ｍｍ、厚さ２．１５ｍｍの鋼管内に水セメント比５５％、単位水量１８９ｋｇ／ｍ3、スランプ１８ｃｍ、細骨材率４６．１％のポルトランドセメントコンクリートを打設した杭の曲げ試験で、鋼管内は無筋である。コンクリートの圧縮強度は２７．８Ｎ／ｍｍ2、引張強度は２．２５Ｎ／ｍｍ2である。Ｎｏ．１杭は、コンクリート打設前に鋼管内面エポキシ系接着剤を塗布して鋼管とコンクリートを一体化したもので、Ｎｏ．２の杭は、コンクリートと鋼管との付着を完全に切るために鋼管の内面にグリースを塗り、更に厚さ０．１ｍｍのポリエステルフィルムを貼って付着防止層４を形成し、コンクリートと鋼管の付着がないようにしたものである。
【００１１】
図４に示すＮｏ．３、Ｎｏ．４の杭は、両者共に鋼管内に鉄筋を配置したもので、Ｎｏ．３杭は鋼管内面にＮｏ．１杭と同様にエポキシ系接着剤を塗布してコンクリートと鋼管を一体化させたもので、Ｎｏ．４杭は、鋼管内面にグリースを塗布し、ポリエステルフィルムを貼り付けて付着なしとしたものである。Ｎｏ．５杭は鋼管を巻かなかった通常の鉄筋コンクリート杭であり、鉄筋比を１％としたものである。
【００１２】
コンクリートと鋼管に付着のあるＮｏ．１杭では、良好な曲げ耐力のあることがわかる。また、Ｎｏ．２杭は、中央たわみの増大とともに耐力は徐々に低下する。
このことから、鋼管内部が無筋コンクリートの場合、コンクリートと鋼管の付着の有無は最大耐力及び曲げ変形増加に伴う耐力低下に大きく影響を与える。
【００１３】
一方、図４に示す鋼管内部に鉄筋を配置した杭の場合、鋼管とコンクリートの付着の有無に拘わらず、鋼材降伏に至るまでの剛性、並びに鋼材降伏時の荷重はほぼ等しくなることがわかり、鋼管内に鉄筋を配筋すると鋼管とコンクリートとの付着に影響されることなく杭体の靭性が保たれるのがわかる。
但し、付着のあるＮｏ．３杭はたわみの増大に伴い、徐々に耐力が増大するのに対し、付着のないＮｏ．４杭はほぼ一定値となっている。
【００１４】
施工例１  掘削同時建て込み
図５に工程を示すように、掘削完了後、または掘削と同時に補強管となる鋼管を地盤中に建て込み、鋼管内にコンクリート打設をおこなう工法である。
ベントナイト泥水工法で杭穴を形成し、杭穴が完成したら、杭穴底部のスライムを除去する１次底部処理をおこない、鋼管３と鉄筋籠２を杭穴中に設置する。鋼管３は、杭径の５倍程度の長さとした。杭穴内には掘削時に使用したベントナイト泥水が満たされており、ベントナイト粒子が鋼管３内壁に沈着し、ベントナイトの膜を形成する。この膜が打設コンクリートと鋼管の付着を防止する付着防止層４となる。
必要に応じて杭穴底部のスライム処理（２次杭底部処理）をおこない、コンクリートを打設して場所打杭を完成する。
【００１５】
補強管を掘削時の地盤保護用のケーシングとして兼用させることも可能である。この場合は、鋼管ケーシング３を地盤中に設置し、杭穴を掘削して杭穴が深くなるに伴って鋼管ケーシングを接続していく。杭穴の掘削が完了したところで鉄筋籠を設置し、コンクリートを打設する。
【００１６】
泥水中のベントナイトを積極的に鋼管内壁に付着させるためには、鋼管３に陽極を接続し、泥水に陰極を設置し、負に帯電しているベントナイト粒子を鋼管内壁に吸引して付着させ、付着防止層４を形成する。
【００１７】
施工例２
図６に示すように、場所打コンクリート杭を地盤中に築造し、打設したコンクリートがまだ固まらないうちにパワージャッキまたはバイブロハンマーで補強管となる鋼管を圧入する工法である。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、場所打コンクリート杭の補強管内面にリブや突起を形成せずに平面とし、補強管とコンクリートの間に付着防止層を形成し、補強管内面とコンクリートの間をスリップさせることにより不測の外力に対して応力集中が生ずることがないようして補強管内のコンクリートの破断を防止し、長年月に渡り靭性が保持されるようにした。
また、コンクリートと補強管の付着を期待しないので補強管に軸力を負担させる必要がないため曲げ耐力の増大が図れる。
このように、補強管内壁にリブ等の突起を形成しないので、市販の鋼管を補強管として使用できるので安く、納期も早く、杭径・杭長の変更が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の縦断面図。
【図２】本発明の平面図。
【図３】鋼管の付着のない状態の曲げ試験結果と理論値を示すグラフ。
【図４】付着のない鋼管に鉄筋を挿入した場合の靭性のグラフ。
【図５】施工工程説明図。
【図６】施工工程説明図。
【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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