JPH0415791Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、建造物等を支持する為に地中に埋設
する、下部に拡大部を有するコンクリート杭に関
するものであり、特に寒冷地特有の地層である厚
い泥炭層の下に傾斜した堅固な地盤を有する地中
に強い打撃力を加えて杭を打ち込んでも、先端部
が破損されなく、寒冷地でも支持力が大きい値と
なる基礎杭に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、既成杭を建造物等を支持するために地中
に埋設する際に、施工現場で杭の下部に拡大球根
コンクリート部を形成させて支持力を大きくした
り、また、杭の下部に外径の大きなコンクリート
杭を接続して一体化して支持力を大きくしようと
していた（実開昭54−154501号公報）。

〔考案が解決しようとする課題〕

施工現場で杭下部に拡大球根部を形成する為に
は、杭下部を掘削し、その掘削部分にコンクリー
トを打設する必要があるが、寒冷地では、コンク
リートの凍結がおこり、充分な支持力が得られな
かつたり、極端な場合では施工し難くなるという
欠点がある。また、コンクリートの凍結が起こら
ない場合であつても、その支持力は杭に打設を加
えて杭を強固な支持地盤まで沈設する工法によつ
て得られる支持力よりも劣つている。

また、実開昭54−154501号公報等に示されてい
るような、杭の下部に外径の大きなコンクリート
杭を接続して一体化した杭は、寒冷地特有の地層
である厚い泥炭層の下に傾斜した堅固な地盤を有
する地中に強い打撃力を杭上部に加えて杭を打ち
込むと、杭の下部の先端部が破損されて、やはり
充分な支持力を得られないという欠点があるとい
うことを我々は見出した。

本考案は、これら従来技術の欠点を解決するも
のであり、予めコンクリート杭の下部に拡大部を
形成しても、地盤状態に悪い寒冷地で杭を打撃工
法により沈設しても、その施工時に杭下部の拡大
先端部の損傷が少なく、且つ上部より拡大部に掛
かる圧力を確実に拡大先端部に伝えて大きな支持
力を確実に発現できる構造のコンクリート杭を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案のコンクリート杭は、コンクリート杭５
の下方に、該コンクリート杭５の外径よりも大き
な径のコンクリート鋼管複合部が設けられてお
り、該コンクリート鋼管複合部は、鋼管２内に中
空部を有するコンクリート１が存在するものであ
つて、該コンクリート１と鋼管２とは膨張剤の膨
張力により一体化されており、且つ少なくとも該
コンクリート鋼管複合部のコンクリート１の上部
と下部は該鋼管２に一体化した棡板３，４により
保護された構造のコンクリート鋼管複合部である
コンクリート鋼管複合部付コンクリート杭であ
る。

本発明に用いられる上部に接続されるコンクリ
ート杭５は、鉄筋コンクリート杭やプレストレス
トコンクリート杭等である。支持耐力等を更に大
きくするためには、圧縮強度が800Kg／cm²以上の
コンクリート杭であることが好ましい。なお、こ
のコンクリート杭５は一般的には中央が中空状に
なつている。

このコンクリート杭５は、その外径よりも大き
い外径のコンクリート鋼管複合部に、例えば、第
１図に示すようにコンクリート杭５の端板７とコ
ンクリート鋼管複合部の鋼板３とを溶接により溶
接部８を形成して、一体的に接続されている。

また、コンクリート鋼管複合部は、鋼管２内に
中空部を有するコンクリート部が存在するもので
あつて、そのコンクリート部１と鋼管２とは酸化
マグネシウム、カルシウムサルフアアルミネー
ト、石膏石灰系等の膨張剤の膨張力により一体化
されたものである。なお、コンクリート鋼管複合
部の鋼管２の厚みは、上部からの圧力などにより
変形に耐える厚みがあればよく、３〜20mmの鋼管
がその径に応じて使用される。また、鋼管の長さ
は、コンクリートを充分に鋼管２と一体化させる
ためにある程度の長さが必要であるが、長すぎて
も鋼管の使用量が多くなり不経済であるという点
を考慮の上、適誼設定すればよい。好ましくは、
40〜70cm程度である。

コンクリート鋼管複合部の少なくともコンナク
リート１の上部と下部は前記の鋼管２に、例えば
溶接により一体化された棡板３，４で保護されて
いる。これらの鋼板３，４はコンクリート鋼管複
合部に上下から掛かる外力からコンクリート１部
を保護する為のものであり、５〜20mmの厚みの鋼
板が用いられ、鋼板３，４の外径は外力からの保
護という目的から鋼管２の内径より大であること
が好ましい。コンクリート鋼管複合部の外径は、
支持力を増大させるため、コンクリート杭の外径
より大きくなるよう適誼設定すればよい。好まし
くは、コンクリート杭より該複合部を５〜10cm程
大きくする。

また、コンクリート鋼管複合部のコンクリート
部１の圧縮強度も上部のコンクリート杭５の圧縮
強度と同等かそれ以上であることが好ましく、従
つて、圧縮強度が800Kg／cm²以上であることが好
ましい。かかる高い圧縮強度のコンクリート１
は、例えば、コンクリート鋼管複合部をオートク
レーブ養生する等の方法によつて達成される。

かかるコンクリート鋼管複合部の製造に際して
は、長さの長い鋼管の内部に膨張剤を入れたコン
クリートを遠心力成型法などで形成し、養生時の
膨張作用により鋼管と一体化させたものを製造
し、これを適宜長さに切断し、それに上下の鋼板
を一体化して製造してもよい。

〔作用〕

本考案の杭下部に接続されたコンクリート鋼管
複合部は、鋼管２内に中空部を有するコンクリー
ト１が存在し、該コンクリート１と鋼管２とは膨
張剤の膨張力により一体化されている。そのた
め、この複合部に鋼管２の耐力以上の曲力等が掛
つた際、端に鋼管内にコンクリートが存在してい
る場合に比べ、曲力に対し一層強く抵抗するとい
う作用を発現する。

更に、本考案のコンクリート鋼管複合部は、少
なくとも該複合部のコンクリート１の上部と下部
には鋼管２に一体化された鋼板３，４が存在する
構造となつているので、コンクリート１の曲力に
対して抵抗できると共に、支持力を高くするため
に打込工法で杭を沈設する際に、上部の杭の上端
に加えられる打撃力をコンクリート１を破損する
ことなく圧縮力の強いコンクリート１に伝達で
き、かつ、地盤中でコンクリート１が破損されな
いよう保護される。

特に、Ｎ値の極めて小さく泥炭層が厚く堆積
し、その下に堅固な層が傾斜していることが非常
に多い寒冷地特有の地層に打込工法により杭を沈
設する場合、傾斜した堅固な支持層とその上の地
層との境界面に杭の先端が到達すると、打撃の瞬
間に杭先端の拡大部に大きな剪断力や曲力が加え
られる。ところが、前述の構成とした本考案の杭
下部に接続したコンクリート鋼管複合部は、破損
されることなく、かつ、打撃の際、杭の上部より
かかる圧力を、前記複合部に確実に伝えて大きな
支持力を確実に発現できる。従つて、本考案の杭
によれば寒冷地では施工が困難になることが多い
施工現場で、コンクリートを打設して球根部を形
成する工法によることなく、寒冷地で大きな支持
力を得ることができる。

また、打込工法で沈設した場合、コンクリート
鋼管複合部の下部は支持地盤中に沈設されるが、
この複合部の一部上部はその上のＮ値の小さな層
等の支持層とは異なる地層中に出ている場合が多
く、地震が発生すると性質の異なる地層の境目で
は滑動が発生して、埋設されている杭に大きな剪
断力が加わる。この際も、前述の構成としたコン
クリート鋼管複合部とすることで大きな抵抗力を
発揮することができる。

〔実施例〕

実施例 １ 外径40cm、肉厚4.5mm、長さ5mの鋼管を端板を
有する型枠内に入れ、酸化マグネシウムを混合し
たコンクリートのスラリーを遠心力の作用下に中
空部の径が27cmとなるように注入し、オートクレ
ーブ養生した後に、50cmの長さに切断し、この上
下に肉厚12mmの外径が40cmの鋼管を接続してコン
クリート鋼管複合部に製造した。

この上部にコンクリート杭の一種である外径30
cm内径18cmの旭化成工業(株)製のAHSパイルを中
心が一致するように載せて、AHSパルイの端板
７とコンクリート鋼管複合部の鋼板３とを溶接に
より一体化してコンクリート鋼管複合部付のコン
クリート杭とした。

この杭をＮ値の極めて小さく泥炭層が厚く堆積
し、その下に堅固な層が傾斜している寒冷地の地
層に杭の上方を打撃して沈設した。更に、この杭
の上方に前記のAHSパイルを溶接して継ぎ足し、
杭の最上部を打撃しながら沈設して杭先端のコン
クリート鋼管複合部の先端部を所定の支持地盤中
に到達させた。

このように沈設した本考案の基礎杭は、打撃を
加えながらの打込沈設時に、杭下部の破損による
異常が感じられず、かつ、62トン以上の支持力が
確保された。

次に、支持力を測定した後、杭先端部の状態を
確認するために杭を掘り出した。その結果、杭先
端のコンクリート鋼管複合部にも全く損傷は認め
られなかつた。

実施例 ２ 実施例１と同じ工法を使用して実施例１の杭
を、地層の途中に転石層を含む地層に設けた転石
層を貫通して支持地盤に達するまで予め掘削した
孔の中に沈設しようとしたが、掘削孔の部分的な
崩壊や曲がり等があつたためか、杭が自重によつ
ては沈設できなかつたので、杭の上方を打撃して
沈設した。更に、この杭の上方に前記のAHSパ
イルを溶接して継ぎ足し、杭の最上部を打撃しな
がら沈設して予定の深さの支持地盤まで杭先端の
コンクリート鋼管複合部の先端部を到達させた。

このように沈設した本考案の基礎杭は、打撃を
加えながらの打込沈設時に、杭下部の破損による
異常が感じられず、かつ、62トン以上の支持力が
確保された。

次に、支持力を測定した後、杭先端部の状態を
確認するために杭を掘り出した。その結果、杭先
端のコンクリート複合部にも全く損傷は認められ
なかつた。

比較例１および２ 一方、比較のために、本考案のコンクリート鋼
管複合部の代わりに、コンクリート鋼管複合部と
ほぼ同じ寸法の中空コンクリートとして、コンク
リート杭である旭化成工業株式会社製のAHSパ
イルを切断してその上下に鋼管を乗せてモルタル
でコンクリートと接着させて先端拡大部を製造し
た。この上に実施例１で使用したものと同じ大き
さのASHパイルを前記の拡大部と中心が一致す
るように載せて一体化して拡径コンクリート部付
のコンクリート杭とした。

この杭を実施例１と同じ地盤と実施例２と同じ
地盤で、各々実施例と同様な工法により沈設しよ
うとしたが、実施例１の寒冷地の地盤では所定の
地盤とその上の地盤面の境目に該当する位置に先
端が到達した際に杭の損傷が感じられ、また実施
例２の地盤では所定の支持地盤まで達する前に、
途中で先端拡大部が破損したようである。何れの
場合も、杭の損傷にかまわず、所定の支持地盤ま
で強引に沈設したが、何れの場合もその支持力は
10トンに達しなかつた。

このように支持力を測定した後、杭先端部の状
態を確認するために杭を掘り出した。その結果、
この二つの比較例の杭はいずれも先端のコンクリ
ート複合部が破損していた。

比較例３および比較例４ 先端拡大部として比較例２や比較例３で使用し
た同じ拡径コンクリート部を使用し、この上に中
空のコンクリート鋼管複合杭の一種である外径30
cmで肉厚６mmの鋼管の内側に54mm厚みでコンクリ
ートが一体化された中空のコンクリート鋼管複合
杭の旭化成工業(株)製のACCSパイルを前記の拡大
部と中心が一致するように載せて一体化して拡径
コンクリート部付のコンクリート杭とした。

この杭を実施例１と同じ地盤と実施例２と同じ
地盤の双方の地盤で、各々実施例と同様な工法を
使用して沈設しようとしたが、実施例１の寒冷地
の地盤では所定の地盤とその上の地盤面の境目に
該当する位置に杭先端が到達した際に杭の損傷が
感じられ、また、実施例２に記載した地盤では所
定の支持地盤まで達する前に、途中で先端拡大部
が破損したようである。何れの場合も、杭の損傷
にかまわず、所定の支持地盤まで強引に沈設した
が、その支持力は10トンに達しなかつた。

このように支持力を測定した後、杭先端部の状
態を確認するために杭を堀り出した。その結果、
この二つの比較例の杭はいずれも先端のコンクリ
ート複合部が破損していた。

〔考案の効果〕

本考案の杭は、前述の通りの構成とすることに
より、支持力を高くするために杭の上端に高い打
撃を加える打込工法を使用しても、杭下部のコン
クリート鋼管複合部の損傷が少なく、且つ、上部
より該複合部に掛かる圧力を確実に該複合部に伝
えて大きな支持力を確実に発現できるという効果
を発現する。特に、打込工法（打撃工法）を適用
使用しても高い支持力が得られなかつた寒冷地等
の杭先端が損傷を受け易い状態の悪い地盤におい
ても、打撃工法により沈設可能となり高い支持力
が得られるという従来の杭では得られない優れた
効果を発揮する。

更に、地震などにより大きな剪断力が杭にかけ
られた場合にも、大きな抵抗力を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、本考案のコンクリート杭の
例を示す半切断正面図である。 １……コンクリート部、２……鋼管、３，４…
…鋼板、５……コンクリート杭、６，８……溶接
部、７……端板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 コンクリート杭５の下方に、該コンクリート杭
   ５の外径よりも大きな径のコンクリート鋼管複合
   部が設けられており、 該コンクリート鋼管複合部は、鋼管２内に中空
   部を有するコンクリート１が存在するものであつ
   て、該コンクリート１と鋼管２とは膨張剤の膨張
   力により一体化されており、且つ少なくとも該コ
   ンクリート鋼管複合部のコンクリート１の上部と
   下部は該鋼管２に一体化した鋼板３，４により保
   護された構造のコンクリート鋼管複合部であるコ
   ンクリート鋼管複合部付コンクリート杭。