JPH023846B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はPC杭とRC杭の特徴を併せ持つ複合コ
ンクリート杭とその製造方法に関する。

既製のコンクリート杭にはRC杭とPC杭と称す
るものがある。RC杭は普通鋼棒を主筋とする鉄
筋龍を芯材としてコンクリートを遠心成形等で製
作する杭であるが、コンクリートの持つ特性から
軸方向圧縮力には強いが引張力に弱い欠点があ
り、従つて地震時等の際、構築物に水平力が働く
場合、強度的に曲げ耐力、せん断耐力の弱いRC
杭は不適とされている。

これに対しPC杭は、上記RC杭の引張りに弱い
欠点を補うため、予備的にコンクリート抗体に圧
縮応力を与えて曲げ耐力およびせん断耐力を増強
すべくなした杭で、一般的な製造方法では、ピア
ノ線、PC鋼棒等のPC鋼材を主筋とする鉄筋籠を
形枠内に設置し、前記主筋を緊張し型枠に固定し
た状態で型枠内に生コンクリートを充填して遠心
成形により製作し、生コンクリート硬化後主筋と
型枠との連結を外し、主筋に与えた緊張力を杭体
に伝える、つまりプレストレスを与えるようにし
たものである。

上記両杭を比較した場合、PC杭はRC杭に比べ
てプレストレスを与えた分、ひび割れや破壊等に
対する抵抗力、つまりは引張り耐力が増強されて
いるが、地震時等の水平力により抗体に曲げモー
メントが発生する場合、抗体の引張り側を増強し
得ても圧縮側にプレストレスが負担されているこ
と、主筋にPC鋼材が用いられていること等の点
から、水平力に対しては強度的に強いが、変形性
能が悪く、脆い（脆性）という欠点があり、他方
RC杭は、PC杭に比べ水平力即ち引張り力に弱い
が、芯材である主筋が普通鋼棒であるため変形性
能が良く、極限耐力はPC杭に劣るがねばり強い
という性質即ち靭性がある。

しかし、地震時の水平力を考えると、構築物を
支える基礎杭に作用する水平力は、一定サイクル
で方向を逆にする繰返しの水平力であり、従つて
引張り耐力の大きい抗体であることは必要不可欠
であるが、併せてねばり強い靭性のある抗体であ
ること、即ち、変形性能、変形特性がよい杭体で
あることが望ましく、たとえ強度的に同じであつ
ても変形性能がよい杭体であるほど、地震時に作
用する水平力に対する最終耐力を増すものであ
る。

本発明は、上記に鑑みて、引張り耐力の強い
PC杭および靭性のあるRC杭の特徴を併せ持つ複
合コンクリート杭、即ち、変形性能、変形特性の
よい複合コンクリート杭を提供せんとして発明し
たものであり、抗体に対しプレストレスを与える
主筋と、抗体に対し若干のプレストレスを与える
か全くプレストレスを与えない主筋との２種の主
筋を、互いに鉄筋量を変えて円周方向に交互に配
列挿入してなることを特徴とするものである。ま
た、杭体に与える緊張力に対し、最適な変形特性
を得るために、上記２種の主筋の鉄筋量を、鉄筋
径、あるいは挿入設置する位置での主筋数等によ
つて変えることとしたものである。

さらに本発明は前記構成のコンクリート杭を能
率よく、かつ所定の性能どおりに容易に得ること
のできる製造方法にも特徴が存するものである。

次に本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図〜第５図は本発明に係るコンクリート杭
Ｐの好例を示しており、１はコンクリート抗体、
２ａおよび２ｂは前記抗体１の内部にらせん状の
フープ筋３を介して互いに鉄筋量を変えて円周方
向に交互に配列挿入した性質を異にする２種の主
筋である。一方の主筋２ａは、主としてPC鋼材
を素材とし、抗体１に対し通常のPC杭における
場合と同様にプレストレスを与えるよう所定の緊
張状態で端板５に定着してあり、他方の主筋２ｂ
は、主として普通鋼棒を素材とし、抗体に対し全
くプレストレスを与えないよう非緊張状態で固定
してある。

前記の両主筋２ａ，２ｂは、第２図のごとくそ
れぞれが異径の主筋２ａ，２ｂを一本づつ交互
に、かつ同心円上に配設することにより、それぞ
れの鉄筋量を変えることも可能であるが、第３図
のようにそれぞれの主筋２ａ，２ｂを２本づつ、
数本づつあるいは上記一本と数本、及び複数本づ
つの組合せで交互に配設して、それぞれの位置で
の鉄筋量を変えることも可能である。なお、前記
組合せで配設する場合には、主筋如の間隔は一定
間隔でなくてもよく、バランスを考慮した範囲で
適宜異なる間隔で実施することもできる。

さらに本発明の別な実施例として、抗体１の内
部に交互に挿入配設する主筋２ａ，２ｂを、上記
したようにして互いに鉄筋量を変えた上で、何れ
も緊張状態にしてかつその緊張度合を大小異にし
て杭体１に定着することも可能である。つまり上
記の実施例において非緊張状態で定着した側の主
筋２ｂを、所定の緊張状態で定着する主筋２ａよ
り小なる若干の緊張状態で定着することができる
（第４図）。この場合、小なる緊張側の主筋２ｂに
も主にPC鋼材を用いる。

しかして上記のごとき構成のコンクリート杭を
製造するには、互いに鉄筋量の異なる２種の主筋
２ａ，２ｂを、らせん状フープ筋３の周囲に交互
に配設して鉄筋籠４を編成し、この鉄筋籠４を遠
心成形用型枠内に設置して、緊張する側の主筋２
ａの端部を杭端部の端板５に係止して緊張状態を
保持して遠心成形するものである。

すなわち、例えば第２図のごときコンクリート
杭Ｐを製造するには、第５図及び第６図のよう
に、互いに径の異なるPC鋼材よりなる主筋２ａ
と普通鋼棒よりなる主筋２ｂとをらせん状のフー
プ筋３等を介して交互にかつ略円形に配列した鉄
筋籠４を先ず編成する。この際、フープ筋と主筋
とは通常電気溶接手段等により交差部で点接する
が、本発明においては何れか一方の主筋２ａまた
は２ｂのみをフープ筋３と点接しておくことが望
ましい。これは後述する主筋緊張によるフープ筋
のねじれ変形を防止するためである。

そして上記の鉄筋籠４の両端部にそれぞれ端板
５，５を主筋貫通状に装着係止する。殊に第６図
に示すように、一端部の端板５はこれに有する係
止孔６に各主筋２ａ，２ｂを挿通するとともにそ
の主筋端部にナツト７等を螺合して係止し、他端
部の端板５はこれに有する係止孔６に主筋２ａ，
２ｂを挿通する。次にこの状態の鉄筋籠４を開閉
可能な一対の半割型よりなる半割円筒状の遠心成
形用型枠８内に装填するもので、該型枠８を予め
分割開口しておいてその一方の半割型内に上記鉄
筋籠４を設置するとともに、他方の半割型で閉蓋
して両半割型を緊張接合する。なお、このとき両
端部の端板５，５はそれぞれ型枠８の両端部に嵌
合位置せしめておく。図の場合、型枠８の両端部
に端板５，５が嵌合係止する嵌合段部を設けてあ
る。

そして、第７図のように上記一方の型枠端部の
端板５より突出せる主筋端部２a′，２b′の個所に
緊張板９を貫挿セツトする。前記緊張板９は、略
円形で各主筋２ａ，２ｂと対応する個所に係止孔
１０ａ，１０ｂを有するとともに中央部に緊張装
置１１の緊張ロツド１２と螺合できる係合部１３
を有しており、前記係止孔１０ａ，１０ｂに主筋
端部２a′，２b′を挿通した状態にセツトする。な
おこの緊張板９をセツトするまでに各主筋端部２
a′，２b′に端板５への固定用ナツト１４を螺合し
ておく。また緊張板９をセツトした状態で、PC
鋼材の主筋端部２b′のみを係止用ナツト１５等に
より緊張板９に係止する。係止しない側の主筋端
部２６を短くして緊張板９および端板５に挿通係
止しないでおく場合もある。

こうして、第８図のように、緊張装置１１の緊
張ロツド１２の先端ねじ部１２′を緊張板９中央
の係合部１３に螺入して係止し、この状態で緊張
ロツド１２を後退させて緊張板９を軸心方向に牽
引する。この場合、緊張板９に係止されたPC鋼
材の主筋２ａのみが緊張せしめられ、他方の普通
鋼棒の主筋２ｂは緊張されない。そこで一方の主
筋２ａの緊張状態を保持するように固定用のナツ
ト１４により該主筋２ａを端板５に係止して緊張
状態を保持する。なお、緊張されない普通鋼棒の
主筋２ｂは必ずしも固定する必要はないが端板５
に固定するのが望ましい。

上記のように緊張する側の主筋２ａの端部を杭
端部の端板５に係止して緊張状態を保持し後、緊
張装置１１を取外して、公知の方法で遠心成形、
蒸気養生、脱型を順次行ない、コンクリート杭Ｐ
を製造する。こうして製造されたコンクリート杭
Ｐは、PC鋼材よりなる主筋２ａと普通鋼棒より
なる主筋２ｂとがその鉄筋量を異にして交互に配
列挿入され、かつPC鋼材の主筋２ａのみが緊張
状態で抗体１に定着されていることになり、この
主筋２ａのみによつて抗体１にプレストレスが与
えられることになる。

従つて、上記の製造方法によれば、一方の主筋
２ａによつてプレストレスが与えられて引張りに
強いPC杭の特徴を持ち、他方の主筋２ｂにより
靭性のあるRC杭の特徴をも併せ持つ本発明に係
るコンクリート杭を得ることができる。しかも、
上記したようにPC鋼材の主筋２ａおよび普通鋼
棒の主筋２ｂに、それぞれ径の異なるものを用い
たことにより、交互に両主筋２ａ，２ｂの鉄筋量
が異なつた第２図のごときコンクリート杭を製造
することができる。すなわち鉄筋量の異なる主筋
２ａ，２ｂの組合せにより、強度的にも、また変
形性能的にも地盤状況、構造物荷重あるいは構造
物に働く水平力等に応じて要求される種々の特性
に優れる杭耐力を持つ最適な杭を製作することが
容易に可能となる。

さらに双方の主筋２ａ，２ｂに異径の、もしく
は鉄筋数を異にしたPC鋼材を用いて鉄筋量を変
えた場合において、双方の主筋２ａ，２ｂを緊張
させるとともにその緊張度に強弱を付すことによ
り、第４図の実施例のごときコンクリート杭を製
造できるものであり、緊張度の大なる主筋２ａに
よりPC杭の特徴を、緊張度の小なる主筋２ｂに
よりある程度RC杭の特徴を保有し、しかも両主
筋２ａ，２ｂの前記鉄筋量を変えたことにより、
変形特性的にも優れた耐力を持つたコンクリート
杭を得ることができる。このように主筋２ａ，２
ｂの緊張度に強弱を付すには、両主筋２ａ，２ｂ
が異径である場合は双方を同じように牽引すれば
よいが、両主筋２ａ，２ｂが同径である場合、例
えば第９図のように緊張板９の係止孔１０ａ，１
０ｂの部分に若干の段差を設けるとともに、これ
に係止させるように各々の主筋端部２a′，２b′に
螺合したナツト１５を一線に並べるようにしてお
いて、緊張板９を上記と同様に牽引するか、また
は第１０図のように緊張板９には段差を設けず、
これに係止するナツト１５の螺合位置に差をつけ
ておいて緊張板９を牽引するようにすればよい。

以上のように本発明によれば、PC杭とRC杭の
長所を併せ持つ、即ち引張り強度に優れかつ靭性
に富む、従来の既製コンクリート杭にない特性を
持つ杭を得ることができる。

特に本発明においては、PC鋼材の主筋および
普通鋼棒等よりなる２種の主筋を、その数、径を
適当に組合せることによつて、互いに鉄筋量を変
えて交互に配設しているため、引張り強度やせん
断強度に止まらず、変形性能や変形特性も非常に
優れており、これが地震時等において杭が負担す
る水平力、すなわち繰返し水平力等に対して有効
に作用し、強度的にも、また変形性能的にも如何
なる特性に対しても優れる最適な最終耐力を保有
するコンクリート杭を得ることができ、地震に対
してより安全な基礎杭となる。またPC鋼材の主
筋強度が少ないため軸方向圧縮耐力が大きくな
る。しかも本発明の製造方法によれば、前記のよ
うに強度的および変形性能的にも地盤状況、構造
物荷重あるいは構造物に働く水平力等に応じて要
求される種々の特性の杭耐力を持つ最適な杭を容
易に製作、提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のコンクリート杭の１例を示す
縦断面図、第２図は前図−線における断面
図、第３図および第４図はそれぞれ他の実施例の
コンクリート杭を示す横断面図、第５図および第
６図はPC鋼材の主筋と普通鋼棒の主筋とを交互
に配した鉄筋籠の側面図と正面図、第７図および
第８図は主筋緊張前後の側面図、第９図および第
１０図はそれぞれ第４図のコンクリート杭を製造
する場合の主筋緊張手段を示す側面図である。 ｐ……コンクリート杭、１……コンクリート杭
体、２ａ，２ｂ……主筋、３……フープ筋、４…
…鉄筋籠、８……遠心成形用型枠、９……緊張
板、１０ａ，１０ｂ……係止孔、１１……緊張装
置、１２……緊張ロツド、１４……固定用ナツ
ト、１５……係止用ナツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コンクリート杭体の内部に、軸方向に延在す
   る２種の主筋を、互いに鉄筋量を変えて円周方向
   に交互に配列挿入してなり、一方の主筋は杭体に
   プレストレスを与えるように緊張状態で定着し、
   他方の主筋は杭体に対して非緊張状態もしくは前
   記一方の主筋より小なる緊張状態で定着してなる
   ことを特徴とする複合コンクリート杭。 ２ 交互に配設される２種の主筋の鉄筋量を、主
   筋の径を異にすることによつて変えた特許請求の
   範囲第１項記載の複合コンクリート杭。 ３ 交互に配設される２種の主筋の鉄筋量を、挿
   入配設される位置での主筋の数を異にすることに
   よつて変えた特許請求の範囲第１項記載の複合コ
   ンクリート杭。 ４ 一方の主筋がPC鋼材よりなり、他方の主筋
   が普通鋼棒よりなる特許請求の範囲第１項、第２
   項または第３項のいずれか１項に記載の複合コン
   クリート杭。 ５ 互いに鉄筋量の異なる２種の主筋を、らせん
   状フープ筋の周囲に円周方向に交互に配列して鉄
   筋籠を編成し、この鉄筋籠を遠心成形用型枠内に
   設置して、緊張する主筋の端部を杭端部の端板に
   係止して成形することを特徴とする複合コンクリ
   ート杭の製造方法。 ６ PC鋼材の主筋と普通鋼棒の主筋のいずれか
   一方を、らせん状フープ筋に点接する特許請求の
   範囲第５項記載の複合コンクリート杭の製造方
   法。