JPS621923A - コンクリ−ト杭と、その製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔利用される技術分野〕 この発明は大きな横力に耐えるコンクリート杭に関する
ものである。 〔従来技術とその問題点〕 一般に構造物に施工される基礎杭は、構造物の重量を支
持するため鉛直方向つまり杭の軸方向の圧縮力と、地震
時における構造物の水平方向の慣性力による曲げを受け
る。 この５ち鉛直方向の荷重に対してはコンクリート自体が
耐圧縮力に強く、通常の中空鉄筋コンクリート杭や、Ｐ
Ｃコンクリート杭で充分であり、またこれらの支持力の
増強は、断面積を大きくするなどで充分に対拠でき、現
実、周知の前記コンクリート杭より支持地盤の支持力の
方が弱いため鉛直方向力を特に増加させる必要はない。 一方、水平方向の支持力については、杭の頭部と上部構
造物の結合方法、地盤の性質が複雑に絡み、杭のどの部
分に特に大きな横力が作用するかは正確には予測し得な
いところであるが、杭頭が強固に上部の構造物と固定さ
れた場合の曲げモーメント分布図は２６図グラフの曲線
Ａ、杭頭が上部構造物にピン止めされているときは曲線
Ｂのようなものに凡そなることが、理論的にも水平載荷
試験の結果からも確かめられており、各設計指導機関に
おいても、はｙ統一した計算式で計算して杭の安全性を
検討してよいとされている。 そこでコンクリート杭をこの曲げモーメントに耐えるよ
うにしたいわゆる曲げモーメント杭には大きく分けて２
つあり、その一つは鉄筋コンクリート杭において鉄筋量
を増加させることであり、複合杭がある。 ところが前者のものにおいて、鉄筋として用いるＰＣ鋼
棒や、普通鉄筋を増加する場合、ＰＣ鋼棒においては、
これにプレストレスを与える都合上、その両端を杭に固
定する端板を必要とし、その構造が複雑で、応力導入装
置にも特殊な治具を要し、応力導入にも手数を要し、資
材費及び製造行程数が多いため著しく製造コストが高く
つき、かつプレストレスの量が非常に大きくなり、コン
クリート層にクリープが発生し易くなるため、コンクリ
ート層の強度を大きくするためにセメント量を増加させ
なげればならない。また、大きなプレストレスのためコ
ンクリート層自体の耐圧縮力がその分減少し、打撃に対
しては極端に弱くなる。 、また杭頭を切断して切り揃えるときに、ＰＣ棒の数が
多いと切断にも手間どるし、このＰＣ鋼棒に＆って、コ
ンクリート層にひび割れが発生し易い。 またＰＣ鋼棒はその両端の固定が面倒であるため、普通
鉄筋を増加した所謂ＰＲＣ杭も開発されているが、鉄筋
は相当に太く（２０〜４０酊）なり、防錆のためにコン
クリート層の中央部に位置させなければならず、また相
隣る鉄筋との間隔が接近することとなり、コンクリート
中の粗骨材の大きさとの関係で好ましくなく、かつ鉄筋
間の円周方向の引・張力が脆弱化し、打撃時に生じる抗
日周方向引張力や、中掘工法のように内側より圧力を受
けるときに、縦方向のひび割が発生し易（、現実には必
要量の鉄筋を用いることができない。 また鉄筋を用いないで、中空コンクリート杭の外側を４
．５問以上厚肉の鋼管で拘束した鋼管複合杭も知られて
いるが、（例えば特開昭５０−８６１０８号）、鋼管は
鉄筋に比較し、この出願時において極めて高価であり、
また杭の長さ方向に対して必要な部分のみ肉厚にするこ
とは、更に加工費が嵩み、結局一段階上の厚みの鋼管を
全長に採用しており、一般に鋼管の厚みは４．５ｍｙｓ
以上のものが使用されており、資材を無駄に使用してい
る。 一般に本件出願時における前記厚みの鋼管を使用した鋼
管コンクリ−１・複合杭は、他のＰＣコンクリート杭、
普通鉄筋コンクリート杭の２〜４倍の価格に達している
。 前記従来技術の欠点を改良すべく、本件発明者は、軸筋
が外周寄に偏在してなる複合コンクリート杭として、「
外周面が鋼管、強化合成樹脂管のうちの一種よりなる外
套管で拘束して、内部に膨張性コンクリートを遠心力成
形し後膨張させ、前記外套管とコンクリート層にプレス
トレスを与えて形成してなる複合コンクリート杭を前提
条件とし、軸筋を等角間隔をおいて、少なくとも６本以
上前記外套管の内周面に、各軸筋の全長に亘って接触さ
せ前記コンクリート層中の外周寄に偏在させて各々埋設
して成形してなるコンクリート杭」を開発し、かつその
製造方法をも開発し、最も少管として鋼管、強化合成樹
脂管を用い、かつ、コンクリートとじて、膨張性コンク
リートを用いるためコンクリート杭の原価が公知の鋼管
コンクリート複合杭よりは廉価となるが実用化には今−
歩の感がある。また鋼管を使用したものは腐蝕の問題を
避けることはできない。 〔問題点を解決するための手段〕 本件発明は、前記先願を更に改良し、合成樹脂外皮層で
コンクリート層周面を被覆し、コンクリート層とこの外
皮層の境界部に位置する軸筋を外部と遮閉する構造とす
ることにより、これら軸筋の腐蝕、破損を先出類のもの
よりも更に良好に防止し、かつ耐曲げ力を高め、プレス
トレス導入装置を不用化し、設計上の自由度を大幅に高
めた外側の合成樹脂外皮層と内側のコンクリート層の境
界部近傍には、このコンクリート層内に各々埋設された
長手方向に延在する少なくとも６本の軸筋が、等角間隔
をおいて配筋されていることを特徴とするコンクリート
杭及び所定ピッチでスパイラル状に形成されたフープ筋
を一本と、軸筋な少くと一プ筋をその交差部で適宜一体
に固着し、鉄筋篭を形成し、この鉄筋篭を前記フープ筋
の内側にはｙ接する状態で型枠内にセットし、この型枠
内にコンクリートを注入乃至盛り込み、遠心力成形によ
りコンクリート締め固めを行い、前記鉄筋篭が外周寄に
埋設固定された所定厚さのコンクリート層を型枠内で形
成し杭主体部を得た後この杭主体部を型枠から外し、こ
の杭主体部のコンクリート層外周面全面を薄肉の合成樹
脂外皮層により被覆することを特徴とするコンクリート
杭の製造方法である。 次に、特定発明であるコンクリート杭の代表的な実施態
様を図に基すき説明する。 矛１図、矛２図及び矛３図において、１ｏは、合成樹脂
外皮層であり、厚さ２乃至３間のポリエチレン樹脂から
なるが、これに限定されるわけではなく、カーボン繊維
入れの樹脂層でもよく、要は通気性及び透水性がなく、
化学的に安定し、杭の建込み時に破損、剥離せず、杭曲
げ破壊状態まで亀裂しない延性を有する合成樹脂外皮層
であれば、樹脂の種類に限定はない。 １１は、コンクリート層であり、その外周面は一全周に
亘り前記合成樹脂外皮層１ｏで被覆されている。１２は
、軸筋の一種である異形の棒鋼であり、直径９　ｔｘｍ
乃至３２ＷＭで６〜２０本程度、好ましくは８乃至１２
本の棒鋼１２が、長手方向に延在して等角間隔で、相互
密着された前記外側の合成樹脂外皮層１０とコンクリー
ト層１１の境界部において、コンクリート層１１内に各
々埋設配筋されて、コンクリート杭Ａとなる。 １３は、ピッチ５０闘乃至１００　ｍｌでスパイラル状
に形成された一本の普通鉄筋製のフープ筋であり、前記
棒鋼１２をコンクリート層１１に埋設する以前に、各棒
鋼１２は、このフープ筋１３の内側に亘り相互平行に等
角間隔をおいて配筋され各棒鋼１２とフープ筋１３の交
差部で溶接等により一体に固着され、鉄筋篭１４を形成
している。 この鉄筋篭１４が、前記棒鋼１２が前記境界部に位置す
る状態でコンクリート層１１内に埋設されている。 前記実施態様においては、軸筋１２として異形棒鋼を示
したが、丸棒でも、平鋼でもこの発明としては同一であ
り、軸筋１２の配置は、第１図のようにコンクリート杭
Ａ全長でも、牙２図のように、コンクリート抗Ａ上端寄
りで最大曲げ力を受ける部分に設けても、この発明のコ
ンクリート杭Ａの技術的範囲に属する。 ぐ牙２番目発明のコンクリート杭製造方法発明の実施態
様〉 前記特定発明のコンクリート杭Ａの製造方法のｒ　１１
　） 代表的な実施態様を次に説明する。 先ず、前記フープ筋１３を１本と、軸筋の一種である異
形棒鋼１２を少くとも６本、好ましくは８本乃至１２本
用意し、このフープ筋１３の内側に亘り、このフープ筋
１３の軸線と平行で、かつ相互に平行に前記各棒鋼１２
を等角間隔をおいて配筋し、各棒鋼１２とフープ筋１３
をその交差部において溶接などにより一体に固着し、鉄
筋篭１４を形成する。 次いで、この鉄筋篭１４を、前記フープ筋１３外局面が
成形型枠Ｂ内面にはｙ接する状態でこの型枠Ｂ内にセッ
トした後、この型枠Ｂ内にコンクリートを必要量ポンプ
により注入するか、盛り込み型枠Ｂをその長手軸線回り
で回転させ、遠心成形によりコンクリート締め固めを行
い、鉄筋篭１４が外周寄に埋設固定された所定厚さのコ
ンクリート層１１を型枠Ｂ内で形成し適宜養生によりコ
ンクリート層１１を硬化させ杭主体部んを製造するぐ矛
４図参照〉。 このように製造した杭主体部ＡＯを型枠Ｂから外ｔ　　
１９　　） し、この杭主体部んのコンクリート層１１外局面全面を
薄肉の合成樹脂外皮層１０により被覆し、この内側のコ
ンクリート層１１と外側の合成樹脂外皮層１０を一体に
密着し、軸筋１２が偏在した前記コンクリート杭Ａを製
造する。 レン等の溶融合成樹脂を巻付は乃至コーティング後冷却
固化する方法が最適であるが、熱収縮性の合成樹脂製チ
ューブをこの杭主体部んに嵌めた後熱収縮させ、コンク
リート層１１周面に密着固定しても、合成樹脂液中に杭
主体部Ａｏを浸漬したり、合成樹脂液を杭主体部ＡｏＫ
吹付は乃至刷毛塗りしてもこの製造方法の発明の技術的
範囲に属する。 〔効　果〕 先ず、特定発明であるコンクリート杭Ａを前記のように
構成することにより次の効果を奏する。 前記コンクリート層１１の局面は合成樹脂外皮層１０で
被覆され、一体に密着され、鋼管を外套管として利用し
ないため、コンクリート杭Ａの製（ｌ乙） 造価格を低減できると共に、このコンクリート杭Ａに接
続する地上構造物の耐用年数よりも長期間に亘り耐腐蝕
性を維持する前記合成樹脂外皮層１０により、コンクリ
ート層１１の外周面寄りに位置する前記軸筋１２は一％
４１＝＋外部と完全に連間されているため、軸筋１２の
腐蝕をより良好に阻止でき、コンクリートの耐曲げ゛力
特性を設計値に維持できる。 前記軸筋１２は、前記合成樹脂外皮層１０とコンクリー
ト層１１の境界部近傍でコンクリート層１１内に埋設さ
れているため、コンクリート層１１の最大半径位置に軸
筋１２が位置することとなり、最も少ない軸筋１２量の
使用で、コンクリート杭の耐曲げ効果を最大限に発揮で
きる。 軸筋１２は、等角間隔で少なくとも６本コンクリート層
ｌｌ内に埋設配筋されているため、コンクリート杭Ａの
軸線周り、どの方向からの曲げ力に対しても、はｇ同じ
耐力を発揮し、との軸筋１２の本数が６本以下の時には
、コンクリート杭の耐横力に方向性が生じる。 前記コンクリート杭Ａを地中に中掘工法等により建込み
施工後、その上端を切断し地上構造物と接続する際の杭
頭処理作業においても、外套管として鋼管は存在せず、
コンクリート層１１の外周面には薄肉の前記合成樹脂外
皮層１０のみが接着及び被膜固定されているのみである
ので、この合成樹脂外皮層１０を刃物、ホットナイフ、
軽量手持ちグラインダにより容易に切断でき、内側のコ
ンクリート層１０を油圧パイルカッターで通常通り破砕
し、コンクリート杭Ａ上端に所定接続寸法軸筋１２を容
易に露呈することができる。 よって上記軸筋１２を直角に外側に折り曲げたり、上部
構造物と接合するためのＬ字型アンカー筋Ｃとの溶接な
どによる接続も容易である。 〔コンクリート杭の実施態様の効果〕 前記軸筋１２の外側に所定ピッチでスパイラル状にフー
プ筋１３が巻付けられ鉄筋篭１４を形成した態様におい
ては、コンクリート杭Ａに加わる横力に伴い軸筋１２が
コンクリート杭Ａの半径方向へ拡張しようとするのをこ
のフープ筋１３で抑なく、薄肉の合成樹脂外皮層１０で
耐腐蝕効果を光分に発揮できる。 軸筋１２として平鋼板を用いた時は、露出した軸筋１２
の断面積を大きくとれ、地上構造物との接合用のＬ字型
アンカー鉄筋Ｃとの溶接も容易で２本のアンカー鉄筋Ｃ
を一本の軸筋１２に溶接することもでき、強固な連結が
できる。ぐオフ図参照〉 軸筋１２として異形棒鋼を用いた場合には、コンクリー
ト層１１との間に滑りが生ずるおそれが全くなく、耐曲
げ力を充分に発揮でき、軸筋１２として丸棒を用いた時
には材料費を低減できる。 軸筋１２を大きな曲げモーメントを受ける位置に主に埋
設したものにおいては、軸筋１２の使用量を少なくして
コンクリート杭Ａの耐曲げ力を所期通り得ることができ
る。 前記合成樹脂外皮層１０を厚さ２乃至３朋のポリエチレ
ン樹脂で形成したものでは、安価に耐腐ｔ　１６　） 工時においても集りに前記外皮層１０は破断せず所期の
効果を長時間維持する。 また前記合成樹脂外皮層１０とコンクリート層１１との
境界面が相互に接着されておらず、単に密着しているだ
けで、周面方向及び軸方向に前記境界面で滑りを生ずる
態様のもの、例えば熱収縮性チューブより形成した外皮
層１０又は、塗着、刷子塗、スプレー、浸漬、溶融樹脂
の巻付けなどによる外皮層１０であっても前記境界面に
ラテックス、アスファルトなど合成樹脂外皮層１０とコ
ンクリート層１１が相互に直接強固に接着しない層を介
在させた態様のものにおいては、杭の運搬時や施工時、
並びに施工後の長年月使用中に１杭のコンクリート層１
１に曲げが生じたり、或は亀裂が生じたとしても、その
近傍部分において前記外皮層１０とコンクリート層１１
間にすべりを生じ一部の前記外皮層１０に外力が集中せ
ず、よつ完全なまでに防げ、る。 〔方法発明の効果〕 先ず前記の特定発明のコンクリート杭Ａを製造すること
ができると共に、従来例のようにプレストレス導入装置
を利用しなくとも通常の型枠Ｂ内に前記鉄筋篭１４をそ
のフープ筋１３の外周面を前記型枠Ｂの内周面に接触さ
せて七ットでき、特に巾約のための治具も必要としない
。 よって、型枠に生コンクリートを充填する方法も、型枠
を閉じる前に盛り込むことも、或は円筒形に組立てた後
端面より注入する何れの方法をも採用できる。更に前述
の通り鉄篭１４の外周は型枠Ｂで直接支持されているか
ら、遠心成形に伴う遠心力は、前記鉄筋篭１４自体及び
生コンクリートに作用するが鉄筋篭１４は前記の通りに
支持さ位置させたものが形成でき、その作業は従来の鉄
筋コンクリート杭よりも遥かに容易かつ短時間にできる
。 また先願の方法のように外層部に薄肉鋼管や・、合成樹
脂管を使用する方法においては、鉄筋篭の装入時又はそ
の準備段階においてもこれらの管を鉄筋篭や、型枠に衝
突させたりすると、これらが簡単に潰れたり、曲がった
りして、使用不能になるおそれがあり、取扱いには細心
の注意を要し、作業管理がむずかしいが、この方法にお
いては、更に前記合成樹脂外皮層１０は杭主体部Ａｏを
形成後に刷子塗、スプレーなどによる塗着、浸漬、溶融
樹脂の巻付け、熱収縮性合成樹脂チューブを被覆後収縮
させ

【成形する方法など適宜選択して実施でき、実用性が極めて高い。 〔方法発明の実施態様の効果〕

前記外皮層１０を刷子、スプレーなど塗布する方法にお
いては、特別な装置を必要としないし、肉厚は塗布回数
により自由に定められる。 溶融合成樹脂を押し出しながら杭主体部？？Ａ。 Ｋ巻付ける方法においては一度に所期の肉厚の外皮層１
０が成形できる。 浸漬方法は大きな浸漬槽を必要とするが、前記外皮層１
０の形成が短時間にできる。 熱収縮性合成樹脂チューブを用いる方法は外皮層１０の
肉厚が一定し、杭主体部Ａ、との結合も単なる圧接であ
り、成形後の前記外皮層】Ｏが杭の取扱中や、施工後に
おいても杭の変形によっては前記外皮層１０が破断し難
いものが得られる。 外皮層］０の成形時に非腐蝕性の補強繊維を混合したり
、ラミネートする方法を付加した方法は更に前記外皮層
１０が丈夫なものが得られる。

【図面の簡単な説明】

図は、この発明に係るもので、牙１図は、特定発明のコ
ンクリート杭の代表的な実施態様の一部縦断面図、矛２
図は、他の実施態様の矛１図同様の一部縦断面図、２３
図は、１７１図の３−３線に沿う横断面図、矛４図は、
１１１図の杭主体部の成形工程を示す概略図、１１５図
は、この杭主体部外周面に押出成形機より押出した溶融
樹脂をコーティングする工程を示す概略図、牙６図は杭
の受ける曲げモーメント分布図、および第７図は、軸筋
と地上構造物との接合状態を示す縦断面図である図中の
主な記号の説明 Ａ・・・・・・コンクリート杭、ん・・・・・・杭主体
部、１０・・・合成樹脂外皮層、１１・・・コンクリー
ト層、１２・・・軸筋、　　　　　　１３・・・フープ
筋。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）外側の合成樹脂外皮層と内側のコンクリート層の境
   界部近傍には、このコンクリート層内に各々埋設された
   長手方向に延在する少くとも６本の軸筋が、等角間隔を
   おいて配筋されていることを特徴とするコンクリート杭
   。 ２）前記軸筋は、その外側に所定ピッチでスパイラル状
   にフープ筋が巻付けられ鉄筋篭をこのフープ筋と共に形
   成する軸筋である特許請求の範囲第１項記載のコンクリ
   ート杭。 ３）前記フープ筋の外周面は前記合成樹脂外皮層の内周
   面に沿い接触し、コンクリート層に埋設されている特許
   請求の範囲第２項記載のコンクリート杭。 ４）前記軸筋は、異形鉄筋、丸棒、平鋼、のうちの一種
   である特許請求の範囲第１項又は第２項記載のコンクリ
   ート杭。 ５）前記合成樹脂外皮層は、厚さ２ｍｍ乃至３ｍｍのポ
   リエチレン樹脂層としてある特許請求の範囲第１項又は
   第４項記載のコンクリート杭。 ６）前記軸筋が、前記杭において大きな曲げモーメント
   を受ける位置に主に埋設してある特許請求の範囲第１項
   又は第４項記載のコンクリート杭。 ７）所定ピッチでスパイラル状に形成されたフープ筋を
   一本と、軸筋を少くとも６本用意し、このフープ筋の内
   側に亘り各軸筋を相互平行に等角間隔をおいて配筋し、
   各軸筋とフープ筋をその交差部で適宜一体に固着し、鉄
   筋篭を形成し、この鉄筋篭を前記フープ筋外周面が型枠
   内面にほゞ接する状態で型枠内にセットし、この型枠内
   にコンクリートを注入乃至盛り込み、遠心力成形により
   コンクリート締め固めを行い、前記鉄筋篭が外周寄に埋
   設固定された所定厚さのコンクリート層を型枠内で形成
   し杭主体部を得た後、この杭主体部を型枠から外し、こ
   の杭主体部のコンクリート層外周面全面を薄肉の合成樹
   脂外皮層により被覆することを特徴とするコンクリート
   杭の製造方法。 ８）前記合成樹脂外皮層の成形方法は、熱収縮性の合成
   樹脂製チューブを杭主体部に嵌めた後熱収縮させ、接着
   固定する方法、溶融樹脂を杭主体部に巻付け乃至コーテ
   ィング後冷却固化させる方法、合成樹脂液中に杭主体部
   を浸漬する方法のうちの一種である特許請求の範囲第７
   項記載のコンクリート杭の製造方法。 ９）前記合成樹脂外皮層の厚さを２ｍｍ乃至３ｍｍに成
   形する特許請求の範囲第７項記載のコンクリート杭の製
   造方法。 １０）前記軸筋として異形鉄筋、丸棒、平鋼のうちの一
   種を使用する特許請求の範囲第７項又は第８項記載のコ
   ンクリート杭の製造方法。 １１）前記フープ筋として、ピッチ５０乃至１００ｍ／
   ｍ、直径４ｍ／ｍ乃至９ｍ／ｍのスパイラル状の普通鉄
   線を用いて、軸筋として直径９ｍ／ｍ乃至３２ｍ／ｍの
   異形鉄筋を用いる特許請求の範囲第７項又は第８項記載
   のコンクリート杭の製造方法。