(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート製の柱状杭部材と、この柱状杭部材と同じ外径を有して互いに重合される複数枚のコンクリート又は鋼製の輪切状杭部材とが同軸状に接続配置されて杭本体が形成されると共に、柱状杭部材及び輪切状杭部材に夫々周方向に所定間隔をおいて軸方向に貫設された複数の貫通孔に夫々軸筋材が挿通され、これら軸筋材の一部を緊張させることによって前記杭本体にプレストレスが与えられるように形成されてなる既成免震杭であって、前記柱状杭部材及び輪切状杭部材に夫々周方向に所定間隔をおいて軸方向に貫設された複数の貫通孔は、周方向に隣合うＰＣ鋼材用貫通孔とＲＣ鋼材用貫通孔とからなり、ＰＣ鋼材用貫通孔には杭本体にプレストレスを与えるように緊張されるＰＣ鋼線からなるＰＣ鋼材が挿通され、ＲＣ鋼材用貫通孔にはＰＣ鋼材より径大の鉄筋材からなるＲＣ鋼材が挿通されるようになっている既成免震杭。
【請求項２】
柱状杭部材は中空に形成され、輪切状杭部材は中空柱状杭部材と同じ内径及び外径を有するリング状に形成されてなる請求項１に記載の既成免震杭。
【請求項３】
杭本体の両端面には夫々、輪切状杭部材と同じ内径及び外径を有する鋼製のリング状端板が重合配置され、各リング状端板にはＰＣ鋼材用貫通孔とＲＣ鋼材用貫通孔とが周方向に所定間隔をおいて軸方向に貫設されている請求項１又は２に記載の既成免震杭。
【請求項４】
地盤に所定深さの掘孔を形成し、この掘孔内に、夫々縦軸筋材としてのＰＣ鋼線からなるＰＣ鋼材とこのＰＣ鋼材より径大の鉄筋材からなるＲＣ鋼材とを周方向所定間隔おきに交互に配置してなる鉄筋を挿入した後、掘孔内にはその孔底から所定高さまでコンクリートを打設し、しかる後、掘孔内に挿通可能な外径を有すると共に前記ＰＣ鋼材及びＲＣ鋼材が挿通可能なＰＣ鋼材用貫通孔とＲＣ鋼材用貫通孔とが周方向所定間隔おきに交互に貫設された所要枚数のコンクリート製輪切状杭部材を、そのＰＣ鋼材用貫通孔及びＲＣ鋼材用貫通孔を介して前記鉄筋のＰＣ鋼材及びＲＣ鋼材に挿通することによって前記打設コンクリートの上に複数段に積み重ね、前記鉄筋のＰＣ鋼材を緊張させることによって前記打設コンクリートとこの上に積み重ねられた輪切状杭部材とからなる杭本体にプレストレスを与えるようにした場所打ち免震杭の造成方法。
【請求項５】
前記貫通孔には、モルタル又は防錆用樹脂を圧入するようにした請求項４に記載の場所打ち免震杭の造成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既成免震杭、及び場所打ち免震杭の造成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来のコンクリート杭（ＲＣ杭）は、鋼管杭に比べて価格的に安いため、広く普及しているが、鋼管杭のような伸びがなく、強い地震の際にはクラックが発生し易く、破壊し易い。これは、コンクリートが圧縮には強いが、引っ張りには極端に弱いからである。
【０００３】
近年、上記のようなコンクリート杭に代わり、ＰＣ杭（プレストレスコンクリート杭）やＰＨＣ杭（高強度プレストレスコンクリート杭）が使用されている。このＰＣ杭やＰＨＣ杭は、鉄筋コンクリートの軸筋材として高抗張力を有するＰＣ鋼材を使用し、このＰＣ鋼材を緊張させることによってコンクリートにプレストレスを与え、これによって水平力及び軸方向引張力に耐え得るようにしたものであるが、限界点が低く、例えば震度６以上の大地震時にはクラックが発生し、破壊し易い。
【０００４】
また、場所打ち杭についても、従来の場所打ち杭では上記のような大地震時にクラックが多く発生し、使用が困難であるか又は不能な状態となることが多かった。
【０００５】
本発明は、上記のような事情に鑑み、地震に強く、大きな水平力及び軸方向引張力に十分耐え得る既成免震杭を提供することを目的とする。更に本発明は、同様に地震に強く、大きな水平力及び軸方向引張力に十分耐え得る場所打ち免震杭の造成方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る既成免震杭は、コンクリート製の柱状杭部材２と、この柱状杭部材２と同じ外径を有して互いに重合される複数枚のコンクリート又は鋼製の輪切状杭部材３とが同軸状に接続配置されて杭本体１０が形成されると共に、柱状杭部材２及び輪切状杭部材３に夫々周方向に所定間隔をおいて軸方向に貫設された複数の貫通孔に夫々軸筋材が挿通され、これら軸筋材の一部を緊張させることによって前記杭本体１０にプレストレスが与えられるように形成されてなる既成免震杭であって、前記柱状杭部材２及び輪切状杭部材３に夫々周方向に所定間隔をおいて軸方向に貫設された複数の貫通孔は、周方向に隣合うＰＣ鋼材用貫通孔６とＲＣ鋼材用貫通孔７とからなり、ＰＣ鋼材用貫通孔６には杭本体１０にプレストレスを与えるように緊張されるＰＣ鋼線からなるＰＣ鋼材８が挿通され、ＲＣ鋼材用貫通孔７にはＰＣ鋼材より径大の鉄筋材からなるＲＣ鋼材９が挿通されるようになっていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２は、請求項１に記載の既成免震杭において、柱状杭部材２は中空に形成され、輪切状杭部材３は中空柱状杭部材と同じ内径及び外径を有するリング状に形成されてなることを特徴とする。
【０００９】
請求項３は、請求項１又は２に記載の既成免震杭において、杭本体１０の両端面には夫々、輪切状杭部材３と同じ内径及び外径を有する鋼製のリング状端板４，５が重合配置され、各リング状端板４，５にはＰＣ鋼材用貫通孔６とＲＣ鋼材用貫通孔７とが周方向に所定間隔をおいて軸方向に貫設されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る場所打ち免震杭の造成方法は、地盤Ｇに所定深さの掘孔２２を形成し、この掘孔２２内に、夫々縦軸筋材としてのＰＣ鋼線からなるＰＣ鋼材８とこのＰＣ鋼材８より径大の鉄筋材からなるＲＣ鋼材９とを周方向所定間隔おきに交互に配置してなる鉄筋２３を挿入した後、掘孔２２内にはその孔底から所定高さまでコンクリート２６を打設し、しかる後、掘孔２２内に挿通可能な外径を有すると共に前記ＰＣ鋼材８及びＲＣ鋼材９が挿通可能なＰＣ鋼材用貫通孔６とＲＣ鋼材用貫通孔７とが周方向所定間隔おきに交互に貫設された所要枚数のコンクリート製輪切状杭部材３を、そのＰＣ鋼材用貫通孔６及びＲＣ鋼材用貫通孔７を介して前記鉄筋２３のＰＣ鋼材８及びＲＣ鋼材９に挿通することによって前記打設コンクリート２６とこの上に複数段に積み重ね、前記鉄筋のＰＣ鋼材８を緊張させることによって前記打設コンクリート２６とこの上に積み重ねられた輪切状杭部材３…とからなる杭本体３０にプレストレスを与えるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５は、請求項４に記載の場所打ち免震杭の造成方法において、前記貫通孔には、モルタル又は防錆用樹脂を圧入するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１の（Ａ）は本発明に係る既成免震杭１を示す正面図、（Ｂ）はこの既成免震杭１の分解斜視図である。この図１において、２は柱状杭部材で、コンクリートによって所定長さの中空柱状に一体形成されている。３は、リング状に輪切りされたような形状を有する鋼製の輪切状杭部材で、上記中空柱状杭部材２と同じ内径及び外径を有する。４及び５は鋼製の上下端板で、各端板４，５は、輪切状杭部材３よりも厚いリング状に形成されていて、輪切状杭部材３と同様に上記中空柱状杭部材２と同じ内径及び外径を有する。
【００１４】
上記中空柱状杭部材２には、夫々軸方向に貫通するＰＣ鋼材用貫通孔６と、この貫通孔６より大径のＲＣ鋼材用貫通孔７とが、周方向に交互に一定間隔で貫設されている。ＰＣ鋼材用貫通孔６及びＲＣ鋼材用貫通孔７は、各輪切状杭部材３及び上下各端板４，５にも、柱状杭部材２と同じピッチで周方向に交互に貫設されている。ＰＣ鋼材用貫通孔６にはＰＣ鋼材８（軸筋材）が挿通され、ＲＣ鋼材用貫通孔７にはＰＣ鋼材より大径のＲＣ鋼材９（軸筋材）が挿通されるようになっている。また図１において、１０は杭本体で、１つ又は複数の柱状杭部材２と、互いに重合させた複数枚の輪切状杭部材３…とを同軸状に接続配置することによって形成される。
【００１５】
ＰＣ鋼材８は、一般にはＰＣ鋼線と呼ばれる高抗張力の鋼線からなるもので、その全長にわたって雄ねじ８ａが形成され、また一端部には係止用の径大頭部８ｂが形成されている（図２参照）。このＰＣ鋼材８の直径は、中空柱状杭部材２のサイズが例えば外径５００ｍｍ、内径２６０ｍｍ、厚さ１２０ｍｍである場合には、９ｍｍ程度のものが使用される。ＲＣ鋼材９は、普通の鉄筋材からなるもので、ＰＣ鋼材８の直径の例えば１．５倍程度の直径を有するものが使用され、このＲＣ鋼材９にも全長にわたって雄ねじ９ａが形成されている。また、ＰＣ鋼材用貫通孔６は、ＰＣ鋼材８の直径の例えば１．２倍程度の内径に形成され、またＲＣ鋼材用貫通孔７も、ＲＣ鋼材９の直径の例えば１．２倍程度の内径に形成される。
【００１６】
図２に示すように、上部側の端板４には各ＲＣ鋼材用貫通孔７の上半分を拡径したようなナット収容穴７ａが形成され、また下部側の端板５にも各ＲＣ鋼材用貫通孔７の下半分を拡径したようなナット収容穴部７ａが形成されている。また下部側の端板５には、各ＰＣ鋼材用貫通孔６の下半分を拡径したような径大頭部収容穴部６ａが形成されている。
【００１７】
図１に示す既成免震杭１を組み立てるには、上下一対の中空柱状杭部材２，２間に、互いに重合させた所要枚数（図示例では３２枚）の鋼製輪切状杭部材３…を同軸状に介在させて杭本体１０を形成し、この杭本体１０の上下両端面、即ち上部柱状杭部材２の上端面と下部柱状杭部材２の下端面に端板４，５を重合させると共に、これら端板４，５、柱状杭部材２，２及び輪切状杭部材３…の軸方向に連なる夫々一連のＰＣ鋼材用貫通孔６及びＲＣ鋼材用貫通孔７に、ＰＣ鋼材８及びＲＣ鋼材９を夫々挿通させる。
【００１８】
ＰＣ鋼材８の挿通にあたっては、図２に示すように、ＰＣ鋼材８を下部側端板５のＰＣ鋼材用貫通孔６より挿通して、このＰＣ鋼材８の一端部に形成された係止用径大頭部８ｂをＰＣ鋼材用貫通孔６の径大頭部収容穴部６ａに収容して係止させると共に、このＰＣ鋼材８の他端部を上部側端板４のＰＣ鋼材用貫通孔６から突出させ、この上部側端板４のＰＣ鋼材用貫通孔６から突出した突出端部にナット２０を螺合し、仮締めしておく。また、ＲＣ鋼材９は、上下両端板４，５の上下何れかの側からそのＲＣ鋼材用貫通孔７に挿入してもよいが、ＲＣ鋼材９の両端部が上下端板４，５のＲＣ鋼材用貫通孔７，７のナット収容穴部７ａ，７ａに没入した状態でその両端部にナット１２，１２を螺合して締め付ける。
【００１９】
上記のように端板４，５、柱状杭部材２，２及び輪切状杭部材３…の軸方向に連なる夫々一連のＰＣ鋼材用貫通孔６及びＲＣ鋼材用貫通孔７に、ＰＣ鋼材８及びＲＣ鋼材９を夫々挿通させた後、図３に示すような緊張装置１３を使用して、各ＰＣ鋼材８を緊張させる。
【００２０】
この緊張装置１３は、基本的に、架台１４と、この架台１４上に装備された油圧ジャッキ１５と、このジャッキ１５及び架台１４の中心軸線に沿って設けられた引張螺軸１６とからなるもので、使用にあたっては、図３に示すように緊張すべきＰＣ鋼材８の上端突出端部を囲むように架台１４を上部側端板４の上にセットし、このＰＣ鋼材８の上端突出端部と引張螺軸１６の下端部とをカップリング１７によって結合するだけでよく、しかして油圧ジャッキ１５の作動によりラム１５ａが上動して、引張螺軸１６が所定ストローク引き上げられることにより、ＰＣ鋼材８に所定の引張力が与えられるから、その状態でナット２０を締め付けばよい。
【００２１】
上記のようにして全てのＰＣ鋼材８…に所定の引張力を与えた状態で夫々ナット２０を締め付けることにより、これらのＰＣ鋼材８…が緊張状態に保持され、これによって上下の柱状杭部材２，２と、両柱状杭部材２，２間に介在されて互いに重合された輪切状杭部材３…とからなる杭本体１０に対しプレストレスが与えられて、プレストレス杭、即ち本発明の免震杭１が形成される。
【００２２】
図４の（Ａ）は本発明の他の実施形態による既成免震杭１１を示す正面図であり、（Ｂ）は同既成免震杭１１の分解斜視図である。この既成免震杭１１は、上下の柱状杭部材２，２と、互いに重合される複数の輪切状杭部材３…とからなる杭本体１０において、各輪切状杭部材３がコンクリートで形成されている点が、図１に示す既成免震杭１と異なるだけで、他の構成については免震杭１と全く同じである。
【００２３】
図１に示す既成免震杭１は、各輪切状杭部材３が鋼製のものであるため、比較的薄く形成されているが、この既成免震杭１１の輪切状杭部材３は、コンクリートで形成されることから、図示からも分かるように十分な厚さ（軸方向長さ）をもたせることが好ましい。このコンクリート製輪切状杭部材３も、リング状に輪切りされたような形状を有する。
【００２４】
図５の（Ａ）は本発明の更に他の実施形態による既成免震杭２１を示す正面図であり、（Ｂ）は同既成免震杭２１の斜視図である。この既成免震杭２１は、上下両端面が緩やかな凸面状に形成された凸形輪切状杭部材３ａと、上下両端面が凸形輪切状杭部材３ａに係合する緩やかな凹面状に形成された凹形輪切状杭部材３ｂとを交互に重合配置した点が、図１に示す既成免震杭１や図４に示す既成免震杭１１と異なり、他の構成については既成免震杭１，１１と同じである。尚、図５の（Ｂ）では、実際には凸形輪切状杭部材３ａと凹形輪切状杭部材３ｂが係合した状態で同図（Ａ）のように複数組連続して配置されているわけであるが、この凸形輪切状杭部材３ａ及び凹形輪切状杭部材３ｂの端面形状が良く分かるように、凸形輪切状杭部材３ａと凹形輪切状杭部材３ｂとの１組だけを互いに切り離した状態で示している。また、この実施形態の凸形輪切状杭部材３ａ及び凹形輪切状杭部材３ｂは、コンクリートによって形成されているが、鋼材によって形成されてもよい。
【００２５】
図６の（Ａ）は、図１に示す既成免震杭１の概略縦断面図、（Ｂ）はこの免震杭１の柱状杭部材２及び輪切状杭部材３の概略横断面図であり、（Ｃ）はこの免震杭１の作用示す概略正面図である。この既成免震杭１を地盤中に打ち込んで、建造物の基礎杭として使用している状態において、いま、地震の発生によって、地盤が横揺れして、この免震杭１に同図（Ｃ）の矢印で示すような大きな水平力（横荷重）Ｐが作用すると、この水平力Ｐによって、杭本体１０を貫通するＰＣ鋼材８及びＲＣ鋼材９が弾性的に曲げられると同時に、杭本体１０の互いに重合した輪切状杭部材３…が互いに横滑りしながら、この水平力（横荷重）Ｐが集中的に作用する１つ又は複数の輪切状杭部材３が先行して突出し、これに他の輪切状杭部材３が追従して、一時的に図示のように略くの字状に横ずれした状態となるけれども、この水平力Ｐが作用しなくなれば、ＰＣ鋼材８及びＲＣ鋼材９が弾性復帰し、同図の（Ａ）に示すような正常な状態に戻ることになる。
【００２６】
また、この免震杭１に作用する水平力Ｐが相当大きく、杭本体１０を貫通するＰＣ鋼材８及びＲＣ鋼材９が弾性変形の範囲を越えて塑性変形した状態となっても、杭本体１０は、概ね図６の（Ｃ）に示すような状態になるだけであるから、輪切状杭部材３自体は破壊することがなく、従って建造物の倒壊を防止することができる。また、この地震により地盤が縦揺れして、この免震杭１に軸方向の引張力が作用しても、杭本体１０には緊張されたＰＣ鋼材８により予めプレストレスが与えられていて、杭本体１０の全断面が圧縮力を受けた状態にあるため、杭本体１０がひび割れしたり、破断するようなこともない。
【００２７】
この免震杭１では、柱状杭部材２及び輪切状杭部材３に夫々周方向に所定間隔をおいてＰＣ鋼材用貫通孔６とＲＣ鋼材用貫通孔７とを隣合うように交互に設けて、ＰＣ鋼材用貫通孔６には杭本体１０にプレストレスを与えるように緊張されるＰＣ鋼材８を挿通し、ＲＣ鋼材用貫通孔７にはＲＣ鋼材９を挿通しているが、このＲＣ鋼材９は、杭本体１０に十分な剛性を持たせ、杭本体１０の曲げ強度を高めることができる効果を奏するものである。
【００２８】
また実施形態のように、ＰＣ鋼材用貫通孔６とＲＣ鋼材用貫通孔７とを柱状杭部材２及び輪切状杭部材３に夫々周方向に隣合うように交互に設けることによって、各ＰＣ鋼材８が杭本体１０に対し有効にプレストレスを与えることができると共に、杭本体１０に対し各ＲＣ鋼材９のもつ剛性保持機能を有効に発揮させることができる。
【００２９】
また、この免震杭１では、柱状杭部材２及び輪切状杭部材３を夫々中空状に形成しているが、柱状杭部材２は中実状に、また輪切状杭部材３は円板状に形成してもよい。しかし、実施形態のように、柱状杭部材２及び輪切状杭部材３を夫々中空状に形成することにより、杭本体１０の軽量化と製造コストの低減化を図ることができる。
【００３０】
また、杭本体１０の両端面には夫々、輪切状杭部材３と同じ内径及び外径を有する鋼製のリング状４端板４，５を重合配置し、各リング状端板４，５にはＰＣ鋼材用貫通孔６とＲＣ鋼材用貫通孔７とを周方向に所定間隔をおいて軸方向に貫設していることによって、免震杭１の製造時において杭本体１０に対するＰＣ鋼材８及びＲＣ鋼材９の取付作業及ＰＣ鋼材８の緊張作業を容易に行うことができる。
【００３１】
以上、図１に示される既成免震杭１の作用について説明したが、図４に示す既成免震杭１１及び図５に示す既成免震杭２１の作用も、上述した既成免震杭１とほとんど同じであるため、その説明を省略する。
【００３２】
図７の(1) 〜(4) 及び図８の(5) 〜(7) は、本発明に係る場所打ち免震杭の造成方法の一実施形態を示したものであり、図９の（Ａ）は場所打ち免震杭の造成に使用される輪切状杭部材３の平面図、（Ｂ）は掘孔内に挿入されて打設コンクリート上に積み重ねされる輪切状杭部材３の拡大断面図である。
【００３３】
この場所打ち免震杭を造成するには、先ず、図７の(1) に示すように、アースオーガ等の掘削装置により地盤Ｇを掘削して、所定深さの掘孔２２を形成し、そしてこの掘孔２２に同図の(2) に示すように鉄筋２３を挿入する。この鉄筋２３は、掘孔２２の深さより若干長い縦軸筋材としてのＰＣ鋼材８及びＲＣ鋼材９とを周方向所定間隔おきに交互に配置すると共に、これらＰＣ鋼材８及びＲＣ鋼材９に多数のフープ筋材２４を上下多段状に取り付けて、籠形に形成したものである。尚、フープ筋材２４は、図示のように縦軸筋材の下端から縦軸筋材長さの２／３程度のところまで取り付けられる。
【００３４】
掘孔２２内に鉄筋２３を挿入した後、図７の(3) に示すように、トレミー管２５の使用により、掘孔２２内にその孔底から所定高さ位置（鉄筋２３の最上段のフープ筋材２４の取付位置程度のところ）までコンクリートを打設する。こうして掘孔２２内の所定高さ位置までコンクリートを打設すると、同図の(4) に示すように、この打設コンクリート２６の上部に液状の不純物２７が浮上して溜まる。
【００３５】
上記のようにして掘孔２２内へのコンクリートの打設を終えた後、図８の(5) 、(6) に示すように掘孔２２内に所要数個のコンクリート製輪切状杭部材３を挿入して、打設コンクリート２６の上に積み重ねる。このコンクリート製輪切状杭部材３は、図９にも示しているが、図４に示す輪切状杭部材３と同じ構造のもので、掘孔２２内に挿通可能な外径を有すると共に前記鉄筋２３のＰＣ鋼材８及びＲＣ鋼材９（縦軸筋材）が挿通可能なＰＣ鋼材用貫通孔６及びＲＣ鋼材用貫通孔７（貫通孔）を周方向一定間隔で交互に形成し、更に内周部に複数のフック係止用リング２８を取り付けている。
【００３６】
掘孔２２内にコンクリート製輪切状杭部材３を挿入するには、図８の(5) に示すように、クレーンで昇降される吊りロープ２９のフック３２を輪切状杭部材３のフック係止用リング２８に係止して吊り上げる。しかして、輪切状杭部材３のＰＣ鋼材用貫通孔６及びＲＣ鋼材用貫通孔７（貫通孔）を介して鉄筋２３のＰＣ鋼材８及びＲＣ鋼材９（縦軸筋材）に挿通することにより、同図の(6) に示すように掘孔２２内の打設コンクリート２６の上に複数段に積み重ねる。この際、打設コンクリート２６の上部に溜まっている液状不純物２７は、最下段の輪切状杭部材３下面と打設コンクリート２６上面との間に介在することなく、この最下段の輪切状杭部材３の中空部、更にはＰＣ鋼材用貫通孔６やＲＣ鋼材用貫通孔７内に入り込んでしまうため、最終的に形成される場所打ち免震杭の内部に空洞部等の欠陥部を形成することがない。
【００３７】
上記のようにして掘孔２２内の打設コンクリート２６上に所要段数に積み重ねた後、最上段の輪切状杭部材３に形成されたＰＣ鋼材用貫通孔６及びＲＣ鋼材用貫通孔７よりその下方に続く輪切状杭部材３…の鋼材用貫通孔６及びＲＣ鋼材用貫通孔７にモルタル又は防錆用樹脂を圧入する。これによって、ＰＣ鋼材８及びＲＣ鋼材９が錆びるのを防止し、免震杭１を長年月にわたって有効に使用することができる。尚、モルタル又は防錆用樹脂の圧入作業は、後記するＰＣ鋼材８の緊張作業の後に行っても良い。
【００３８】
しかる後に、前述した免震杭１，１１，２１の製造時に使用する図３に示すような緊張装置１３を用いて、鉄筋２３のＰＣ鋼材８（縦軸筋材）を緊張させる。こうして鉄筋２３の全てのＰＣ鋼材８…に所定の引張力を与えた状態で夫々ナット２０を締め付けることにより、これらのＰＣ鋼材８…が緊張状態に保持され、これにより掘孔２２内の打設コンクリート２６とこの上に積み重ねられた複数段のコンクリート製輪切状杭部材３…とからなる杭本体３０に対しプレストレスが与えられて、図８の(7) に示すようなプレストレス杭、即ち本発明の場所打ち免震杭３１が造成される。
【００３９】
こうして造成された場所打ち免震杭３１によれば、地震で地盤が横揺れして、この免震杭３１に水平力（横荷重）が作用すると、図６によって説明した免震杭１の場合と同様に、その水平力によって、杭本体３０を貫通するＰＣ鋼材８及びＲＣ鋼材９が弾性的に曲げられると同時に、杭本体３０の互いに重合した輪切状杭部材３…が互いに横滑りしながら、水平力の集中的に作用する一つ又は複数の輪切状杭部材３が先行して突出し、これに他の輪切状杭部材３が追従して、それらが略くの字状を成して一時的に横ずれした状態となるけれども、その水平力が作用しなくなれば、ＰＣ鋼材８及びＲＣ鋼材９が弾性復帰して、正常な状態に戻ることになる。
【００４０】
また、この免震杭３１に作用する水平力が相当大きく、杭本体３０を貫通するＰＣ鋼材８及びＲＣ鋼材９が弾性変形の範囲を越えて塑性変形した状態となっても、この杭本体３０は破壊することがなく、建造物の倒壊を防止することができる。更に、地盤が縦揺れして、この免震杭３１に軸方向の引張力が作用しても、杭本体３０には緊張されたＰＣ鋼材８により予めプレストレスが与えられていて、杭本体３０の全断面が圧縮力を受けた状態にあるため、杭本体３０がひび割れしたり、破断するようなこともない。
【００４１】
この免震杭３１では、コンクリート製輪切状杭部材３に夫々周方向に所定間隔をおいてＰＣ鋼材用貫通孔６とＲＣ鋼材用貫通孔７とを設けて、ＰＣ鋼材用貫通孔６には杭本体３０にプレストレスを与えるように緊張されるＰＣ鋼材８を挿通し、ＲＣ鋼材用貫通孔７にはＲＣ鋼材９を挿通しているが、各コンクリート製輪切状杭部材３にＰＣ鋼材用貫通孔６のみを設けて、杭本体３０にプレストレスを与えるＰＣ鋼材８のみを貫通させるようにしてもよい。しかし、実施形態のように各輪切状杭部材３にＲＣ鋼材用貫通孔７を併設して、ＲＣ鋼材９をも使用することにより、ＲＣ鋼材９は、杭本体３０に十分な剛性を持たせ、杭本体３０の曲げ強度を高めることができる。ＰＣ鋼材用貫通孔６とＲＣ鋼材用貫通孔７とを輪切状杭部材３に周方向に隣合うように交互に設けることによって、各ＰＣ鋼材８が杭本体３０に対し有効にプレストレスを与えることができると共に、杭本体３０に対しＲＣ鋼材９のもつ剛性保持機能を有効に発揮させることができる。
【００４２】
図１０は、本発明に係る既成免震杭１（既成免震杭１１又は２１でもよい）に従来のＰＣ杭４１（ＰＨＣ杭でもよい）を同軸一体に連結した複合免震杭５１，６１を示している。同図の（Ａ）に示す複合免震杭５１は、免震杭１の下部端板５とＰＣ杭４１の上部端板４４とを溶接により接合して、両杭１，４１とを同軸一体に連結したものである。また、同図の（Ｂ）に示す複合免震杭６１は、免震杭１と、これを挟んでその上下に配置したＰＣ杭４１，４１とを、上記同様に端板４，４４どうし及び端板５，４４どうしの溶接接合により同軸一体に連結したものである。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の既成免震杭によれば、地震で地盤が横揺れして、杭本体に水平力が作用すると、その水平力によって、杭本体を貫通する軸筋材が弾性的に曲げられると同時に、杭本体の互いに重合した輪切状杭部材が互いに横滑りしながら、例えば略くの字状を成して一時的に横ずれした状態となるけれども、その水平力が作用しなくなれば、軸筋材が弾性復帰して正常な状態に戻る。また、この杭本体に作用する水平力が相当大きく、杭本体を貫通する軸筋材が弾性変形範囲を越えて塑性変形した状態となっても、この杭本体は破壊することがなく、従って建造物の倒壊を防止することができる。更に、地震で地盤が縦揺れして、杭本体に軸方向の引張力が作用しても、杭本体にはプレストレスが与えられていて、杭本体の全断面が圧縮力を受けた状態にあるため、杭本体がひび割れしたり、破断するようなこともない。
【００４４】
また、この発明の既成免震杭は、柱状杭部材及び輪切状杭部材に、夫々周方向に隣合うＰＣ鋼材用貫通孔とＲＣ鋼材用貫通孔とを設け、ＰＣ鋼材用貫通孔には杭本体にプレストレスを与えるように緊張されるＰＣ鋼材を挿通し、ＲＣ鋼材用貫通孔にＲＣ鋼材を挿通したものであるから、ＰＣ鋼材によって、杭本体に対しプレストレスを有効に与えることができると共に、ＲＣ鋼材によって、杭本体に十分な剛性を持たせ、杭本体の曲げ強度を高めることができる。
【００４５】
請求項２に係る発明の既成免震杭のように、柱状杭部材を中空に形成し、輪切状杭部材を中空柱状杭部材と同じ内径及び外径を有するリング状に形成することによって、杭本体の軽量化と製造コストの低減化を図ることができる。
【００４６】
請求項３に係る発明の既成免震杭のように、杭本体の両端面に夫々、輪切状杭部材と同じ内径及び外径を有する鋼製のリング状端板を重合配置し、各リング状端板にＰＣ鋼材用貫通孔とＲＣ鋼材用貫通孔とを周方向に所定間隔をおいて軸方向に貫設することにより、免震杭の製造において、杭本体に対するＰＣ鋼材及びＲＣ鋼材の取付作業及ＰＣ鋼材の緊張作業を容易に行うことができる。
【００４７】
請求項４に係る発明によって造成される場所打ち免震杭によれば、地震によって杭本体に水平力が作用すると、その水平力によって、杭本体を貫通する軸筋材が弾性的に曲げられると同時に、互いに重合した輪切状杭部材が互いに横滑りしながら、例えば略くの字状を成して一時的に横ずれした状態となるが、その水平力がなくなれば、軸筋材が弾性復帰して正常な状態に戻る。また、杭本体に作用する水平力が相当大きく、縦軸筋材が弾性変形範囲を越えて塑性変形しても、この杭本体は破壊することがなく、従って建造物の倒壊を防止することができる。更に、地震で地盤が縦揺れして、杭本体に軸方向の引張力が作用しても、杭本体にはプレストレスが与えられていて、杭本体の全断面が圧縮力を受けた状態にあるため、杭本体のひび割れや破断がなくなる。また、鉄筋の縦軸筋材は、周方向に所定間隔おきに配置された互いに隣合う隣合うＰＣ鋼材とＲＣ鋼材とからなり、輪切状杭部材にはＰＣ鋼材用貫通孔とＲＣ鋼材用貫通孔とが周方向所定間隔おきに貫設されていて、この輪切状杭部材のＰＣ鋼材用貫通孔に挿通したＰＣ鋼材を緊張させるようにしたから、ＰＣ鋼材によって、杭本体に対しプレストレスを有効に与えることができると共に、ＲＣ鋼材によって、杭本体に剛性を持たせ、杭本体の曲げ強度を高めることができる。
【００４８】
請求項５に係る発明のように、貫通孔にモルタル又は防錆用樹脂を圧入することによって、縦軸筋材が錆びるのを防止し、場所打ち免震杭を長年月にわたって有効に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （Ａ）は本発明に係る既成免震杭を示す正面図、（Ｂ）はこの既成免震杭の分解斜視図である。
【図２】  同既成免震杭の上下両端部の拡大断面図である。
【図３】  緊張装置でＰＣ鋼材を謹聴している状態を示す説明図である。
【図４】  （Ａ）は本発明の他の実施形態による既成免震杭を示す正面図、（Ｂ）は同既成免震杭１１の分解斜視図である。
【図５】  （Ａ）は本発明の更に他の実施形態による既成免震杭を示す正面図、（Ｂ）は同既成免震杭の分解斜視図、（Ｃ）は凸形輪切状杭部材の断面図、（Ｄ）と凹形輪切状杭部材の断面図、（Ｅ）は凸形輪切状杭部材及び凹形輪切状杭部材の平面図である。
【図６】  （Ａ）は、図１に示す既成免震杭の概略縦断面図、（Ｂ）はこの  免震杭の柱状杭部材及び輪切状杭部材の概略横断面図、（Ｃ）はこの免震杭の作用示す概略正面図である。
【図７】  (1) 〜(4) は本発明に係る場所打ち免震杭の造成工程を示す説明図である。
【図８】  (5) 〜(7) は図７の(4) に続く場所打ち免震杭の造成工程を示す説明図である。
【図９】  （Ａ）は場所打ち免震杭の造成に使用される輪切状杭部材を示す平面図、（Ｂ）は掘孔内に挿入されて打設コンクリート上に積み重ねされた輪  切状杭部材の拡大断面図である。
【図１０】  （Ａ）及び（Ｂ）は本発明に係る免震杭を従来のＰＣ杭に連結してなる複合免震杭を示す正面図である。
【符号の説明】
１，１１，２１    免震杭
２                柱状杭部材
３                輪切状杭部材
４，５            端板
６                ＰＣ鋼材用貫通孔
７                ＲＣ鋼材用貫通孔
８                ＰＣ鋼材（軸筋材）
９                ＲＣ鋼材（軸筋材）
１０              杭本体
１３              緊張装置
２２              掘孔
２３              鉄筋
３０              場所打ち免震杭の杭本体
３１              場所打ち免震杭
【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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