節付杭
【課題】節付杭の節部にひび割れが生じることを防止する。
【解決手段】他の部位に比べて径が大きな節部１２０、拡径部１３０を少なくとも一以上備えた節付杭１１０において、少なくとも節部１２０、拡径部１３０を構成するコンクリート５０を繊維コンクリート５１とした。
【解決手段】他の部位に比べて径が大きな節部１２０、拡径部１３０を少なくとも一以上備えた節付杭１１０において、少なくとも節部１２０、拡径部１３０を構成するコンクリート５０を繊維コンクリート５１とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面より突出する節部を備えた節付杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建物の荷重を支持する基礎杭として、例えば図７に示すように、杭の鉛直方法中間部や底部に、他の部位に比べて径が大きい節部２２０や拡径部２３０を設けた節付杭２１０が用いられている。このような節付杭２１０によれば、建物の荷重により下方に向かって押し込み荷重が作用した場合には、杭の外周面に沿って作用する周面摩擦力、及び杭の底部が受ける地盤反力に加えて、節部２２０の下部に周囲の地盤より支圧力が作用するため、より大きな押込荷重に対して抵抗することができる。また、建物に転倒モーメントが作用し、上方に向かう引抜荷重が作用した場合には、杭の外周面に沿って作用する周面摩擦力に加えて、節部２２０及び拡径部２３０の上部に地盤より支圧力が作用するため、より大きな引抜荷重に対して抵抗することができる。
【０００３】
本願出願人らは、このような節付杭２１０の引抜抵抗力を正確に評価する方法として、節部２２０及び拡径部２３０に作用する支圧力及びせん断力に基づき算出する方法を提案している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６―３２２２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような節付杭に引抜荷重や押込荷重が作用した場合は、上記のように節部２２０や拡径部２３０に支圧力が作用するため、これら節部２２０や拡径部２３０に鉛直方向にひび割れが生じ、構造性能が低下する虞がある。そこで、節部２２０や拡径部２３０を補強するために、これらの部位に鉄筋などを埋設することにより補強することも考えられるが、節付杭２１０を現場において構築する場合には、掘削孔内の節部にあたる部分に鉄筋を配筋することは非常に困難である。
【０００５】
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであって、節付杭の節部にひび割れが生じるのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の節付杭は、杭本体の表面より突出する節部を一以上備えた節付杭であって、 少なくとも前記節部を構成するコンクリートを、補強繊維が混入された繊維コンクリートとしたことを特徴とする。
【０００７】
上記の節付杭において、前記杭本体は円柱状であってもよく、壁状であってもよい。
【０００８】
また、前記繊維コンクリートは、鋼繊維コンクリートであってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、節部を構成するコンクリートを繊維コンクリートとすることにより、コンクリート部材の引張抵抗力が向上するため、節部に支圧力が作用した場合であっても、節部にひび割れが生じることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の節付杭の一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態の節付杭１０を示す斜視図である。同図に示すように、本実施形態の節付杭１０は、円柱状に形成された杭軸部４０と、長さ方向中間部に形成された節部２０と、下端に形成された拡径部３０と、を備えてなる。節部２０は、杭軸部４０に比べて大きな径を有する鉛直部２２と、鉛直部の上下端より上下に向かって杭軸部４０と径が等しくなるように傾斜する傾斜部２１、２２とからなる。また、拡径部２０は、杭軸部３０に比べて大きな径を有する鉛直部３２と、上方に向かって杭軸部４０と径が等しくなるように傾斜する傾斜部３１とからなる。なお、本発明における節部には杭の中間部に設けられた節部２０及び杭の下端に設けられた拡径部３０が含まれる。
【００１１】
図２は、節付杭１０の鉛直断面図であり、鋼繊維コンクリートを用いた箇所については灰色で示している。同図に示すように、節付杭１０はコンクリート５０、５１に鉄筋かご６０が埋設されてなる。鉄筋かご６０は、杭軸部４０において十分なかぶり厚さを確保することができるような径を有する円柱状に組まれた鉄筋からなる。また、節部２０及び拡径部３０にあたる部分を構成するコンクリートには鋼繊維コンクリート５１が用いられ、杭軸部４０を構成するコンクリートには一般的なコンクリート５０が用いられている。鋼繊維コンクリート５１は、補強繊維として鋼繊維が混入されたコンクリートであり、これにより、通常のコンクリートに比べて引張耐力が向上されている。
【００１２】
このような節付杭１０は、以下のようにして構築することができる。図３は、節付杭１０を構築する施工手順を説明するための図である。
まず、図３（Ａ）に示すように、拡径機能を備えたバケット１００を用いて、節付杭１０の形状に合わせた掘削孔７０を形成する。
次に、図３（Ｂ）に示すように、上記形成した形成した掘削孔６０内に鉄筋かご６１を挿入する。
【００１３】
そして、図３（Ｃ）に示すように、コンクリートを打設する。コンクリートは下方より上方に向かって打設する。この際、拡径部３０及び節部２０にあたる深さでは、打設するコンクリートを鋼繊維コンクリート５１とし、杭軸部４０にあたる深さでは打設するコンクリートを通常のコンクリート５１とする。このようにして上記図２に示すような杭１０を構築することができる。
【００１４】
図４は、引抜荷重が作用した際の節付杭１０及び節付杭１０周辺の地盤に作用する応力を示す図である。同図に示すように、節付杭１０に引張荷重が作用した場合には、節付杭１０の表面全体に亘って、表面に対して平行に下方に向かって周面摩擦力ｆ１が作用するとともに、節部２０及び拡径部３０の上方の傾斜部２１、３１には表面に対して垂直方向に支圧力ｆ２が作用する。このように傾斜部２１、３１に作用する支圧力ｆ２及び周面摩擦力ｆ１の鉛直方向成分が、節部２０及び拡径部３０と杭軸部４０の境界より、図中破線で示す面に沿った下向きのせん断力ｆＳとして作用する（通常支圧力ｆ２の鉛直方向成分が支配的である）。これに対して、本実施形態の節付杭１０は、上記のように、節部２０及び拡径部３０を構成するコンクリートを鋼繊維コンクリート５１としたため、鋼繊維コンクリート５１の引張耐力により、せん断力ｆＳに抵抗することができ、節部２０及び拡径部３０にひび割れが発生するのを防止することができる。
【００１５】
また、図５は、押込荷重が作用した際の節付杭１０及び節付杭１０周辺の地盤に作用する応力を示す図である。同図に示すように、節付杭１０に押込荷重が作用した場合には、節付杭１０の表面全体に亘って、表面に対して平行に上方に向かって周面摩擦力ｆ１が作用し、拡径部３０の下方に地盤反力ｆ３が作用し、節部３０の下方の傾斜面２３には斜め上方に向かって支圧力ｆ２が作用する。このように傾斜部２１に作用する支圧力ｆ２及び周面摩擦力ｆ１の鉛直方向成分が、節部２０と杭軸部４０の境界より、図中破線で示す面に沿った上向きのせん断力ｆＳとして作用する（通常支圧力ｆ２の鉛直方向成分が支配的である）。これに対して、引張荷重が作用した場合と同様に、節部２０を構成するコンクリート５０を鋼繊維コンクリート５１としたことにより、鋼繊維コンクリート５１の引張耐力によりせん断力ｆＳに抵抗することができ、節部２０及び拡径部３０にひび割れが発生するのを防止することができる。
【００１６】
以上説明したように、本実施形態の節付杭１０によれば、節部２０及び拡径部３０を構成するコンクリート５０を鋼繊維コンクリート５１とすることにより、引張耐力が向上されるため、節付杭１０に引抜荷重は押込荷重が作用した際に、節部２０や拡径部３０に発生するせん断力に抵抗することができる。これにより、節部２０や拡径部３０にひび割れ等が生じることを防止できる。
【００１７】
なお、本実施形態では、節部２０及び拡径部３０を構成するコンクリート５０に鋼繊維コンクリート５１を用いることとしたが、これに限らず、炭素繊維コンクリートなど、繊維を混入することにより通常のコンクリートに比べて引張耐力が向上されているコンクリートであれば用いることができる。
【００１８】
また、本実施形態では、節付杭１０の節部２０及び拡径部３０を構成するコンクリート５０のみを鋼繊維コンクリート５１とした場合について説明したが、これに限らず、節付杭１０を構成するコンクリート５０全体を鋼繊維コンクリート５１としてもよく、要するに、少なくとも節部２０及び拡径部３０を構成するコンクリート５０が鋼繊維コンクリート５１であればよい。
【００１９】
また、本実施形態では、杭軸部が円柱状の節付杭に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、図６に示すような、壁状に形成された壁部１０１と、壁部１０１の表面より突出するように節部１２０及び拡径部１３０が設けられた節付杭１１０に対しても本発明を適用することができる。このような場合においても、少なくとも節部１２０及び拡径部１３０にあたる部分のコンクリートを鋼繊維コンクリートとすればよい。
【００２０】
また、本実施形態では、節部２０、１２０及び拡径部３０、１３０を備えた節付杭１０、１１０に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、節部２０、１２０及び拡径部３０、１３０の何れかのみを備えた節付杭や、複数の節部２０、１２０を備えた節付杭に対しても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態の節付杭を示す斜視図である。
【図２】節付杭の鉛直断面図である。
【図３】節付杭１０を構築する施工手順を説明するための図である。
【図４】引抜荷重が作用した際の節付杭及び節付杭周辺の地盤に作用する応力を示す図である。
【図５】押込荷重が作用した際の節付杭及び節付杭周辺の地盤に作用する応力を示す図である。
【図６】壁状に形成された壁部と、壁部の表面より突出するように節部及び拡径部が設けられた節付杭を示す図である。
【図７】節付杭を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０、１１０ 節付杭
２０、１２０ 節部
２１ 傾斜部
２２ 鉛直部
２３ 傾斜部
３０、１３０ 拡径部
３１ 傾斜部
３２ 鉛直部
４０ 杭軸部
５０ 通常のコンクリート
５１ 鋼繊維コンクリート
６０ 鉄筋かご
７０ 掘削孔
１００ バケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面より突出する節部を備えた節付杭に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建物の荷重を支持する基礎杭として、例えば図７に示すように、杭の鉛直方法中間部や底部に、他の部位に比べて径が大きい節部２２０や拡径部２３０を設けた節付杭２１０が用いられている。このような節付杭２１０によれば、建物の荷重により下方に向かって押し込み荷重が作用した場合には、杭の外周面に沿って作用する周面摩擦力、及び杭の底部が受ける地盤反力に加えて、節部２２０の下部に周囲の地盤より支圧力が作用するため、より大きな押込荷重に対して抵抗することができる。また、建物に転倒モーメントが作用し、上方に向かう引抜荷重が作用した場合には、杭の外周面に沿って作用する周面摩擦力に加えて、節部２２０及び拡径部２３０の上部に地盤より支圧力が作用するため、より大きな引抜荷重に対して抵抗することができる。
【０００３】
本願出願人らは、このような節付杭２１０の引抜抵抗力を正確に評価する方法として、節部２２０及び拡径部２３０に作用する支圧力及びせん断力に基づき算出する方法を提案している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６―３２２２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような節付杭に引抜荷重や押込荷重が作用した場合は、上記のように節部２２０や拡径部２３０に支圧力が作用するため、これら節部２２０や拡径部２３０に鉛直方向にひび割れが生じ、構造性能が低下する虞がある。そこで、節部２２０や拡径部２３０を補強するために、これらの部位に鉄筋などを埋設することにより補強することも考えられるが、節付杭２１０を現場において構築する場合には、掘削孔内の節部にあたる部分に鉄筋を配筋することは非常に困難である。
【０００５】
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであって、節付杭の節部にひび割れが生じるのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の節付杭は、杭本体の表面より突出する節部を一以上備えた節付杭であって、 少なくとも前記節部を構成するコンクリートを、補強繊維が混入された繊維コンクリートとしたことを特徴とする。
【０００７】
上記の節付杭において、前記杭本体は円柱状であってもよく、壁状であってもよい。
【０００８】
また、前記繊維コンクリートは、鋼繊維コンクリートであってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、節部を構成するコンクリートを繊維コンクリートとすることにより、コンクリート部材の引張抵抗力が向上するため、節部に支圧力が作用した場合であっても、節部にひび割れが生じることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の節付杭の一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態の節付杭１０を示す斜視図である。同図に示すように、本実施形態の節付杭１０は、円柱状に形成された杭軸部４０と、長さ方向中間部に形成された節部２０と、下端に形成された拡径部３０と、を備えてなる。節部２０は、杭軸部４０に比べて大きな径を有する鉛直部２２と、鉛直部の上下端より上下に向かって杭軸部４０と径が等しくなるように傾斜する傾斜部２１、２２とからなる。また、拡径部２０は、杭軸部３０に比べて大きな径を有する鉛直部３２と、上方に向かって杭軸部４０と径が等しくなるように傾斜する傾斜部３１とからなる。なお、本発明における節部には杭の中間部に設けられた節部２０及び杭の下端に設けられた拡径部３０が含まれる。
【００１１】
図２は、節付杭１０の鉛直断面図であり、鋼繊維コンクリートを用いた箇所については灰色で示している。同図に示すように、節付杭１０はコンクリート５０、５１に鉄筋かご６０が埋設されてなる。鉄筋かご６０は、杭軸部４０において十分なかぶり厚さを確保することができるような径を有する円柱状に組まれた鉄筋からなる。また、節部２０及び拡径部３０にあたる部分を構成するコンクリートには鋼繊維コンクリート５１が用いられ、杭軸部４０を構成するコンクリートには一般的なコンクリート５０が用いられている。鋼繊維コンクリート５１は、補強繊維として鋼繊維が混入されたコンクリートであり、これにより、通常のコンクリートに比べて引張耐力が向上されている。
【００１２】
このような節付杭１０は、以下のようにして構築することができる。図３は、節付杭１０を構築する施工手順を説明するための図である。
まず、図３（Ａ）に示すように、拡径機能を備えたバケット１００を用いて、節付杭１０の形状に合わせた掘削孔７０を形成する。
次に、図３（Ｂ）に示すように、上記形成した形成した掘削孔６０内に鉄筋かご６１を挿入する。
【００１３】
そして、図３（Ｃ）に示すように、コンクリートを打設する。コンクリートは下方より上方に向かって打設する。この際、拡径部３０及び節部２０にあたる深さでは、打設するコンクリートを鋼繊維コンクリート５１とし、杭軸部４０にあたる深さでは打設するコンクリートを通常のコンクリート５１とする。このようにして上記図２に示すような杭１０を構築することができる。
【００１４】
図４は、引抜荷重が作用した際の節付杭１０及び節付杭１０周辺の地盤に作用する応力を示す図である。同図に示すように、節付杭１０に引張荷重が作用した場合には、節付杭１０の表面全体に亘って、表面に対して平行に下方に向かって周面摩擦力ｆ１が作用するとともに、節部２０及び拡径部３０の上方の傾斜部２１、３１には表面に対して垂直方向に支圧力ｆ２が作用する。このように傾斜部２１、３１に作用する支圧力ｆ２及び周面摩擦力ｆ１の鉛直方向成分が、節部２０及び拡径部３０と杭軸部４０の境界より、図中破線で示す面に沿った下向きのせん断力ｆＳとして作用する（通常支圧力ｆ２の鉛直方向成分が支配的である）。これに対して、本実施形態の節付杭１０は、上記のように、節部２０及び拡径部３０を構成するコンクリートを鋼繊維コンクリート５１としたため、鋼繊維コンクリート５１の引張耐力により、せん断力ｆＳに抵抗することができ、節部２０及び拡径部３０にひび割れが発生するのを防止することができる。
【００１５】
また、図５は、押込荷重が作用した際の節付杭１０及び節付杭１０周辺の地盤に作用する応力を示す図である。同図に示すように、節付杭１０に押込荷重が作用した場合には、節付杭１０の表面全体に亘って、表面に対して平行に上方に向かって周面摩擦力ｆ１が作用し、拡径部３０の下方に地盤反力ｆ３が作用し、節部３０の下方の傾斜面２３には斜め上方に向かって支圧力ｆ２が作用する。このように傾斜部２１に作用する支圧力ｆ２及び周面摩擦力ｆ１の鉛直方向成分が、節部２０と杭軸部４０の境界より、図中破線で示す面に沿った上向きのせん断力ｆＳとして作用する（通常支圧力ｆ２の鉛直方向成分が支配的である）。これに対して、引張荷重が作用した場合と同様に、節部２０を構成するコンクリート５０を鋼繊維コンクリート５１としたことにより、鋼繊維コンクリート５１の引張耐力によりせん断力ｆＳに抵抗することができ、節部２０及び拡径部３０にひび割れが発生するのを防止することができる。
【００１６】
以上説明したように、本実施形態の節付杭１０によれば、節部２０及び拡径部３０を構成するコンクリート５０を鋼繊維コンクリート５１とすることにより、引張耐力が向上されるため、節付杭１０に引抜荷重は押込荷重が作用した際に、節部２０や拡径部３０に発生するせん断力に抵抗することができる。これにより、節部２０や拡径部３０にひび割れ等が生じることを防止できる。
【００１７】
なお、本実施形態では、節部２０及び拡径部３０を構成するコンクリート５０に鋼繊維コンクリート５１を用いることとしたが、これに限らず、炭素繊維コンクリートなど、繊維を混入することにより通常のコンクリートに比べて引張耐力が向上されているコンクリートであれば用いることができる。
【００１８】
また、本実施形態では、節付杭１０の節部２０及び拡径部３０を構成するコンクリート５０のみを鋼繊維コンクリート５１とした場合について説明したが、これに限らず、節付杭１０を構成するコンクリート５０全体を鋼繊維コンクリート５１としてもよく、要するに、少なくとも節部２０及び拡径部３０を構成するコンクリート５０が鋼繊維コンクリート５１であればよい。
【００１９】
また、本実施形態では、杭軸部が円柱状の節付杭に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、図６に示すような、壁状に形成された壁部１０１と、壁部１０１の表面より突出するように節部１２０及び拡径部１３０が設けられた節付杭１１０に対しても本発明を適用することができる。このような場合においても、少なくとも節部１２０及び拡径部１３０にあたる部分のコンクリートを鋼繊維コンクリートとすればよい。
【００２０】
また、本実施形態では、節部２０、１２０及び拡径部３０、１３０を備えた節付杭１０、１１０に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、節部２０、１２０及び拡径部３０、１３０の何れかのみを備えた節付杭や、複数の節部２０、１２０を備えた節付杭に対しても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態の節付杭を示す斜視図である。
【図２】節付杭の鉛直断面図である。
【図３】節付杭１０を構築する施工手順を説明するための図である。
【図４】引抜荷重が作用した際の節付杭及び節付杭周辺の地盤に作用する応力を示す図である。
【図５】押込荷重が作用した際の節付杭及び節付杭周辺の地盤に作用する応力を示す図である。
【図６】壁状に形成された壁部と、壁部の表面より突出するように節部及び拡径部が設けられた節付杭を示す図である。
【図７】節付杭を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０、１１０ 節付杭
２０、１２０ 節部
２１ 傾斜部
２２ 鉛直部
２３ 傾斜部
３０、１３０ 拡径部
３１ 傾斜部
３２ 鉛直部
４０ 杭軸部
５０ 通常のコンクリート
５１ 鋼繊維コンクリート
６０ 鉄筋かご
７０ 掘削孔
１００ バケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭本体の表面より突出する節部を一以上備えた節付杭であって、
少なくとも前記節部を構成するコンクリートを、補強繊維が混入された繊維コンクリートとしたことを特徴とする節付杭
【請求項２】
前記杭本体は円柱状であることを特徴とする請求項１記載の節付杭。
【請求項３】
前記杭本体は壁状であることを特徴とする請求項１記載の節付杭。
【請求項４】
前記繊維コンクリートは、鋼繊維コンクリートであることを特徴とする請求項１から３のうち何れかに記載の節付杭。
【請求項１】
杭本体の表面より突出する節部を一以上備えた節付杭であって、
少なくとも前記節部を構成するコンクリートを、補強繊維が混入された繊維コンクリートとしたことを特徴とする節付杭
【請求項２】
前記杭本体は円柱状であることを特徴とする請求項１記載の節付杭。
【請求項３】
前記杭本体は壁状であることを特徴とする請求項１記載の節付杭。
【請求項４】
前記繊維コンクリートは、鋼繊維コンクリートであることを特徴とする請求項１から３のうち何れかに記載の節付杭。
【図１】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１１４６９６（Ｐ２００９−１１４６９６Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８７５５６（Ｐ２００７−２８７５５６）
【出願日】平成１９年１１月５日（２００７．１１．５）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月５日（２００７．１１．５）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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