JPH086336B2 - 杭頭部支持構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はピン状態に近い支持機能を有する杭頭部支持
構造に関するものである。

〔従来の技術〕

杭頭部の接合に関しては、杭頭部を剛結とする考え方
と、杭頭部をピン接合とする考え方がある。

しかし、剛結とした場合、杭頭部に作用する曲げモー
メントが非常に大きくなるため、杭頭部の配筋量を多く
するなどして対処する必要があり、施工性の面でも、コ
ストの面でも不利である。

これに対し、杭頭部をピン接合とすれば、杭本体に作
用する曲げ応力が軽減され、杭本体について経済的な設
計が可能であるが、ベアリングや球面を利用したもの
は、杭頭部の構造が複雑となる他、完全なピン構造とす
ることが難しいため、杭頭部に破損が生ずるなどの被害
の恐れがある。

従来、このような杭頭部の構造を工夫したものとして
は、例えば特公昭63−19651号公報記載の杭基礎や、特
開昭63−300120号公報記載の杭頭部と基礎コンクリート
との接合構造がある。前者はフーチング下面に鋼板を設
け、さらに鋼板と杭頭部との間に砂または砂利をシート
で包んだ緩衝層を設け、フーチングと杭頭部を切り離し
た構造となっている。また、後者は杭頭部にプレキャス
トコンクリート製のキャップを設け、杭頭部に緩く嵌合
し、杭頭部の曲げ拘束を小さくする構造となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の杭頭部におけるピン構造はいずれも構造が複雑
で、また杭と上部構造の連続性を何らかの形で絶つ構造
であるため、施工性の面で問題があり、また不安定な構
造となりやすいという問題もある。

本発明は上述のような問題点の解決を目的としたもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の杭頭部支持構造は杭本体を有する杭の上端部
を１本または数本の細径の金属製の棒状体に置き代えた
変断面部を形成することにより、杭頭部をピン状態に近
い支持構造としたものである。すなわち、建物基礎下端
などの上部構造物と杭上端との取り付け部位において、
杭支持力を伝達すべく、変断面部の棒状体の断面積を杭
本体と同程度の鉛直支持力が得られる断面積とし、かつ
杭本体の曲げ剛性に比べ、杭頭部の曲げ剛性が小さくな
るようにした。

棒状体は鋼、その他の金属からなり、充実、中空など
様々な断面形が考えられる。

この杭上端部の棒状体は地震による揺れに伴いダンパ
ー機能を持たせることも可能であり、軸力を維持しつ
つ、水平変形に追随する。その場合、棒状体の長さ、剛
性、強度を種々に選択し、または異なる剛性の棒状体を
組み合わせることなどにより、必要とするダンパー機能
を容易に設計することができる。

杭本体は鋼管杭やプレキャストコンクリート杭などの
既成杭でも、現場打ちコンクリート製の現場築造杭でも
よい。また、杭本体と杭頭部の棒状体との接合あるいは
組立についても、あらかじめ一体化しておいてもよい
し、現場で一体化するようにしてもよい。

基礎と杭との支持をスムーズにし、または棒状体を保
護すべく、棒状体の周囲には杭本体部分に対する断面変
化を補う１層または何層かのコンクリート製などのリン
グを変断面部と切り離して配置することもできる。リン
グを複数層設けた場合、棒状体の曲げ変形など水平方向
の変位に対しても、層間に拘束がないため、安定的に追
随することができる。

〔作 用〕

上部構造からの鉛直荷重、すなわち上載荷重に対する
支持力については、杭頭部も杭本体も同程度の支持力が
得られる断面積とすることにより、支持能力を損なうこ
とがない。例えば杭本体が鋼管杭で、杭頭部の棒状体も
同じ材質の鋼であれば、その断面積を等しくすればよい
ことになる。杭本体が鉄筋コンクリートあるいは複合パ
イルなどの場合には換算した面積が等しくなるようにす
る。

また、杭本体の曲げ剛性に比べ、杭頭部の曲げ剛性が
小さくなるよう、杭上端部を杭本体より細径の１本また
は複数本の金属製の棒状体に置き代えたことにより、杭
頭部がピンに近い構造となるため、杭本体に作用する曲
げ応力が軽減され、杭本体について経済的な設計が可能
である。

杭本体から杭頭部の棒状体、さらに上部構造物の基礎
部へと連続性が保たれるため、安定した構造であり、施
工性の面でも従来の剛結の場合とあまり変わらず、かえ
って杭頭部の補強などが簡単となる。

〔実施例〕

次に、図示した実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示したもので、杭本体１
が鋼管杭であり、棒状体２として中実の鋼棒を用いた場
合である。この場合、杭本体１の断面積と棒状体２の断
面積が等しくなるようにする。断面剛性すわち曲げ剛性
に関しては、明らかに鋼管である杭本体１の方がはるか
に大きい。

棒状体２の下端と杭本体１および棒状体２の上端と上
部構造基礎部（図示していないが、図中二点鎖線で上部
構造基礎部に対する接合面ａを示している）との接合部
については、それぞれ４枚の羽状のリブ3,4を設け、下
端のリブ３を杭本体２を構成する鋼管の上端に挿入して
接合し、上端のリブ４を上部構造基礎部のコンクリート
中に埋め込む構造としている。もちろん接合構造は本実
施例のものに限らず、種々の構造が考えられ、例えば上
端のリブ４に代え、スタッドボルトその他各種のシヤー
コネクターを棒状体に溶接しておいてもよい。なお、こ
れらはあらかじめ工場で組立て一体化しておくこともで
きるし、現場で杭を打設しながら組み立てることもでき
る。

第２図は他の実施例として、棒状体２としては上述の
実施例と同様中実の鋼棒を用い、その回りにコンクリー
ト製などのリング５を複数層（図では４層）設けたもの
である。このリング５は断面外形が縮小する棒状体２の
周囲を埋めることにより、上部構造基礎部と杭本体１と
の間の支持をスムーズにする他、棒状体２部分の保護の
機能も有する。前述したように、杭頭部における水平方
向の変位に対しては、層間の拘束がないため、安定的に
追随することができる。

第３図はさらに他の実施例として、杭本体６が現場築
造の鉄筋コンクリート杭（図中、７は鉄筋を示す）であ
り、杭頭部に３本の棒状体８を配した場合を示したもの
である。この場合、棒状体８は３本の合計の断面が杭本
体の鉄筋コンクリート部分の圧縮力と同程度の圧縮力を
得られる断面積となるよう決定される。なお、本実施例
では杭本体６および上部構造基礎部のコンクリート内に
埋め込ま部分については、棒状体８どうしを接合プレー
ト９で連結し、相互にずれが生じないようにしている。

第４図は本発明の杭頭部支持構造の適用位置の一例を
示したもので、上部構造基礎部としての基礎スラブ柱位
置近傍に杭を配置し、本発明によりその杭頭部をピンに
近い構造としている。なお、第４図は一例を示したに過
ぎず、本発明は上部構造を支持するいかなる杭にも適用
することができる。

〔発明の効果〕

本発明の杭頭部支持構造では杭頭部の棒状体が杭本体
と同じ支持能力を有し、かつ曲げ剛性が杭本体に比べは
るかに小さいため、杭頭部がピンに近い構造となり、杭
本体に作用する曲げ応力が軽減され、杭本体について経
済的な設計が可能である。

杭本体から上部構造基礎部への連結構造が単純である
ため、施工性に優れ、構造的にも安定している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す杭頭部の斜視図、第２
図および第３図は他の実施例における杭頭部の斜視図、
第４図は上部構造に対する支持構造の一例を示す鉛直断
面図である。 １……杭本体、２……棒状体、3,4……リブ、５……リ
ング、６……杭本体、７……鉄筋、８……棒状体、９…
…接合プレート、10……上部構造基礎部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】杭上端部に杭本体より細径の１本または複
   数本の金属製の棒状体からなり、杭本体に比べ曲げ剛性
   の小さい変断面部を形成し、前記変断面部の棒状体の断
   面積を前記杭本体と同程度の鉛直支持力が得られる断面
   積とし、前記棒状体の上端部で上部構造物を支持するよ
   う構成したことを特徴とする杭頭部支持構造。
2. 【請求項２】前記杭本体が鋼管であり、前記変断面部は
   平面的にみて前記鋼管の断面内側に位置する１本または
   複数本の鋼棒からなり、前記鋼管の断面積と前記変断面
   部の面積を等しくしてある請求項１記載の杭頭部支持構
   造。
3. 【請求項３】前記杭本体が鉄筋コンクリート製であり、
   前記変断面部は平面的にみて前記鋼管の断面内側に位置
   する１本または複数本の鋼棒からなる請求項１記載の杭
   頭部支持構造。
4. 【請求項４】前記変断面部の周囲には杭本体部分に対す
   る断面変化を補うリングを変断面部と切り離して１層ま
   たは複数層設けてある請求項１記載の杭頭部支持構造。