プレストレストコンクリート杭及びその製造方法並びに杭とフーチングとの連結構造
【課題】カットオフする必要がなく、またあらかじめ杭体内補強鉄筋を埋め込んだ杭を製造する必要もなく、現場でフーチングの補強用鉄筋を設置できるプレストレストコンクリート杭を提供する。
【解決手段】ＰＣ鋼材２のヘッド定着部８とフーチングの補強用鉄筋１０をねじ込むためのネジ穴を備えたカプラー５を、ＰＣ杭の杭頭端板４に形成したカプラー定着穴７に装着し、前記ＰＣ杭の内部コンクリート３に埋設した前記ＰＣ鋼材の端部２ａを前記カプラーのヘッド定着部に固定する。
【解決手段】ＰＣ鋼材２のヘッド定着部８とフーチングの補強用鉄筋１０をねじ込むためのネジ穴を備えたカプラー５を、ＰＣ杭の杭頭端板４に形成したカプラー定着穴７に装着し、前記ＰＣ杭の内部コンクリート３に埋設した前記ＰＣ鋼材の端部２ａを前記カプラーのヘッド定着部に固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプレストレストコンクリート杭に関し、詳しくは、プレストレストコンクリート杭の杭頭部構造及び該杭の製造方法並びに杭とフーチングとの連結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート杭とフーチングとの連結方法として、フーチング内への杭の埋込み長さを最小限度にとどめ、主として鉄筋で補強することにより杭頭曲げモーメントに抵抗する方法が知られる（道路橋示方書の「方法Ｂ」）。この場合、杭頭部の一定長を機械的にはつり出し、ＰＣ鋼材や予め杭体内に埋め込んだ補強鉄筋（杭体内補強鉄筋）を露出させなければならない。さらに杭の中空部に一定深さで中詰めコンクリートを打設し、該中詰めコンクリートに建て込んだ補強筋をフーチング部鉄筋コンクリートと一体化させている。
【０００３】
ＰＨＣ杭の補強方法では、剛結合であることを仮定してモーメントが作用する場合、フーチング部の仮想鉄筋コンクリート断面を仮定して、コンクリートと鉄筋の応力度を照査することが行われている。この場合、杭体内補強鉄筋と中詰め補強鉄筋が考慮され、カットオフ位置から下方のＰＣ鋼材径の５０倍の区間はプレストレスのない区間として取り扱われ、ＰＣ鋼材は無視される。特に、軸方向の引抜き力を考慮する場合には、杭体内補強鉄筋を用いることが原則である。また、ハツリ出し作業は油圧ジャッキ式の切断機等をもって杭頭部をカットオフし、ＰＣ鋼材や杭体内補強鉄筋を傷付けないよう露出させる必要があるため、極めて多大な労力を要する作業である。
【０００４】
上記のような問題点を解決するため、ＰＨＣ杭の杭頭部の補強構造として、杭頭部端板にネジ切りされたＰＣ鋼材緊張時の緊張板固定用の孔を利用し、この雌ネジ穴に先端に雄ネジ部を有するフーチング用の補強鉄筋をネジ込んで定着させる方法（特開昭６２−２８８２１９号公報）及び前記雌ネジ穴に中央部に雌ネジ穴を設けた連結補助具を埋め込み、該連結補助具の前記雌ネジ穴に先端に雄ネジ部を有するフーチング用補強鉄筋をネジ込んで定着させる方法（実公平３−０４０９１２号公報）が開示されている。
【０００５】
また、あらかじめフーチング用補強鉄筋の先端にボルトや緊結部材を固着し、ＰＨＣ杭の杭頭部端板の雌ネジ穴に前記ボルトや緊結部材を螺合して定着する方法も提案されている（特開昭６３−１６５６１８号公報、実開平０４−０５０４４７号公報、特開２０００−２１２９５６号公報）。
【０００６】
これらの提案とは別に、フーチングに埋め込まれる補強鉄筋の接続部をネジ切りして雄ネジを形成し、これを既成コンクリート杭の杭頭部端板のネジ孔に螺合してナットやカプラーを締め付けて定着させる工法がある（特開平０２−０９１３２２号公報）。また、特許３５６８１６８号公報のように、所定長のネジ無し部を設けて非螺合部を設け、締め付けによる緊張力を付加しているものが知られている（ＮＣＰアンカー工法）。更に、コンクリート杭の杭頭部端板に直接フーチング用の補強鉄筋をスタッド溶接して連結し、フーチングを杭頭部の端板に定着させる工法がある（パイルスタッド工法）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実公平０３−０４０９１２号公報
【特許文献２】特開平０２−０９１３２２号公報
【特許文献３】実開平０４−０５０４４７号公報
【特許文献４】特開２０００−２１２９５６号公報
【特許文献５】特許第３５６８１６８号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】道路橋示方書 IV 下部構造編
【非特許文献２】パイルスタッド工法カタログ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記道路橋示方書の方法Ｂでは、杭頭部のコンクリートをはつる作業や杭中空部のソイルセメントを除去する作業があるため、建築分野では前記ＮＣＰアンカー工法やパイルスタッド工法が採用されることが多い。しかし、土木分野ではこうした方法が採用されておらず、新たな杭頭補強方法が望まれていた。
【００１０】
また、前記実公平３−０４０９１２号公報や特開昭６２−２８８２１９号公報の発明のような杭頭部端板の既製のネジ穴を利用する方法ではネジ径の大きさが限られ、ひいては使用できるフーチング用の補強鉄筋の太さが限られてしまうという問題がある。
【００１１】
一方、前記パイルスタッド工法は溶接されるスタッド鉄筋に引張力が生じる。したがって、その影響を避けるため、杭頭部端板の厚さによって使用できるフーチング用補強鉄筋の太さも制限されるという欠点を有する。更には、これら従来の杭頭部の補強構造では、施工後の杭頭部に引張応力が作用した場合、杭頭部端板に引張応力が直接作用し、杭頭部端板が変形したり損傷する畏れが生じるといった問題点がある。
【００１２】
本発明は、上記のような従来技術が有する諸欠点を解消するためになされたもので、施工後の杭頭部のハツリ作業をなくすことができるとゝもに、杭頭部端板の既製のネジ穴の大きさに制限されずにフーチング用補強鉄筋の径を大きくすることが可能で、かつフーチング用補強鉄筋に引張応力が作用した場合でも、杭頭部端板が変形したり損傷することのない杭頭部構造を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明は、一端側にＰＣ鋼材のヘッド定着部を、他端側にフーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴をそれぞれ有するカプラーを、ＰＣ杭の杭頭端板に形成したカプラー定着穴に装着し、前記ＰＣ杭の内部コンクリートに埋設した前記ＰＣ鋼材の端部を前記カプラーのヘッド定着部に固定したことを特徴とするプレストレストコンクリート杭である。
【００１４】
また、上記の目的を達成するため、本願の請求項２に係る発明は、前記カプラーがその外周面に周溝を備え、該周溝と前記杭頭端板に形成したスライド式のカプラー定着穴の穴周縁との係合で、前記カプラーを前記杭頭端板に装着したことを特徴とする。そして、本願の請求項３に係る発明は、前記カプラーが、ＰＣ鋼材のヘッド定着部を有する一端側の部材と、フーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴を有する他端側の部材との二部材から構成され、前記一端側の部材と他端側の部材とがネジ結合により一体化構造となる構成としたことを特徴とする。
【００１５】
さらに、本願の請求項４に係る発明は、前記杭頭端板に形成したカプラー定着穴に、前記杭頭端板の裏面側から挿入した前記一端側の部材と、該一端側の部材とネジ結合により一体に連結した前記杭頭端板の表面側から挿入した前記他端側の部材とで、前記カプラー定着穴の穴周縁を上下から挟持して前記カプラーを装着したことを特徴とする。
【００１６】
そして、本願の請求項５に係る発明は、一端側にＰＣ鋼材のヘッド定着部を、他端側にフーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴をそれぞれ備えたカプラーをＰＣ杭の杭頭端板に装着するとゝもに、前記カプラーのヘッド定着部にＰＣ鋼材の端部を取付けた鉄筋籠をＰＣ杭成形用の型枠内に配置する工程、前記型枠内にコンクリートを打設して一体に成形した後、前記カプラーを前記雌ネジ穴を利用してねじ込んだ定着ボルトにより取付けた緊張版を介して前記ＰＣ鋼材に所定の緊張力を与えながら前記コンクリートを養生硬化させる工程、養生硬化させたコンクリートにプレストレスを与えて脱型し、前記定着ボルトを取り外す工程を順次経ることを特徴とする。
【００１７】
また、本願の請求項６に係る発明は、請求項１〜４のうちいずれか一つに記載のプレストレストコンクリート杭を地盤に建て込んだ後、前記カプラーの雌ネジ穴にフーチング補強用鉄筋の基部に形成した雄ネジをねじ込み、該フーチング補強用鉄筋を前記カプラーを介して前記ＰＣ鋼材に連結するとゝもに、前記杭頭端板から突出する前記フーチング補強用鉄筋に帯鉄筋を配してフーチングコンクリートを打設することを特徴とするプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチングとの連結方法である。
【００１８】
そして又、本願の請求項７に係る発明は、請求項１〜４のうちいずれか一つに記載のプレストレストコンクリート杭を地盤に建て込んだ後又は建て込む前に、前記カプラーの雌ネジ穴に、鍔部とその上下面から突出するボルト部からなる接続ボルトの一方のボルト部をねじ込んで前記カプラーと連結するとゝもに、前記接続ボルトの他方のボルト部を、フーチング補強用鉄筋の一端を固定したスリーブ圧着ネジ継手の雌ねじ穴にねじ込んで前記フーチング補強用鉄筋と連結し、前記杭頭端板から突出する前記フーチング補強用鉄筋に帯鉄筋を配してフーチングコンクリートを打設することを特徴とするプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチングとの連結方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本願の請求項１に記載のプレストレストコンクリート既製杭は、上記のように、一端側にＰＣ鋼材のヘッド定着部を、他端側にフーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴をそれぞれ有するカプラーを、ＰＣ杭の杭頭端板に形成したカプラー定着穴に装着し、前記ＰＣ杭の内部コンクリートに埋設した前記ＰＣ鋼材の端部を前記カプラーのヘッド定着部に固定した構成のものであるから、前記カプラーにフーチングの補強鉄筋を連結した場合に、前記ＰＣ鋼材は緊張状態を保持したままフーチング補強用鉄筋の定着部としての機能を果たし、杭頭部をハツリ出す作業がなくなる。また、フーチングを介してフーチングの補強用鉄筋に引張り応力が作用した場合でも、この引張り応力は杭頭端板を介さずカプラーを介して前記ＰＣ鋼材に直接伝達されるため、杭頭端板を厚くする必要がない。
【００２０】
また、本願の請求項２に係る発明は、前記カプラーがその外周面に周溝を備え、該周溝と前記杭頭端板に形成したスライド式のカプラー定着穴の穴周縁との係合で、前記カプラーを前記杭頭端板に装着したことを特徴とする構成であるから、カプラーの杭頭端板への固定が極めて容易であり、製造時の利点が大きい。
【００２１】
本願の請求項３に係る発明は、前記カプラーが、ＰＣ鋼材のヘッド定着部を有する一端側の部材と、フーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴を有する他端側の部材との二部材から構成され、前記一端側の部材と他端側の部材とがネジ結合により一体化構造となる構成としたものであるから、大きさの異なるヘッド定着部を備えた複数の一端側の部材と、大きさの異なる雌ネジ穴を備えた複数の他端側の部材とを任意に組み合わせることで、多種類のカプラーを形成することが可能であり、ＰＣ鋼材およびフーチング補強用鉄筋の太さに自在に対応できる。
【００２２】
更に、本願の請求項４に係る発明は、前記杭頭端板に形成したカプラー定着穴に、前記杭頭端板の裏面側から挿入した前記一端側の部材と、該一端側の部材とネジ結合により一体に連結した前記杭頭端板の表面側から挿入した前記他端側の部材とで、前記カプラー定着穴の穴周縁を上下から挟持して前記カプラーを装着した構成であるから、カプラーはカプラー定着穴の穴周縁を上下から挟持する状態で杭頭端板に確実に固定され、取付け部の構造強度が向上する。
【００２３】
そして又、本願の請求項５に記載のプレストレストコンクリート杭の製造方法は、一端側にＰＣ鋼材のヘッド定着部を、他端側にフーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴をそれぞれ備えたカプラーをＰＣ杭の杭頭端板に装着するとゝもに、前記カプラーのヘッド定着部にＰＣ鋼材の端部を取付けた鉄筋籠をＰＣ杭成形用の型枠内に配置する工程、前記型枠内にコンクリートを打設して一体に成形した後、前記カプラーを前記雌ネジ穴を利用してねじ込んだ定着ボルトにより取付けた緊張版を介して前記ＰＣ鋼材に所定の緊張力を与えながら前記コンクリートを養生硬化させる工程、養生硬化させたコンクリートにプレストレスを与えて脱型し、前記定着ボルトを取り外す工程を順次経ることを特徴とするものであるから、前記カプラーに形成したフーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴を利用することで、前記ＰＣ鋼材の緊張作業を容易に行うことができる。
【００２４】
また、本願の請求項６に記載のプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチングとの連結方法は、上記のように、プレストレストコンクリート杭を地盤に建て込んだ後、前記カプラーの雌ネジ穴にフーチング補強用鉄筋の基部に形成した雄ネジをねじ込み、該フーチング補強用鉄筋を前記カプラーを介して前記ＰＣ鋼材に連結するとゝもに、前記杭頭端板から突出する前記フーチング補強用鉄筋に帯鉄筋を配してフーチングコンクリートを打設することを特徴とするものであるから、杭頭部のカットオフを行う必要がない。又、フーチング補強用鉄筋として任意大きさの径のものを選定することができるなど、経済的な杭頭部とフーチングとの連結構造を提供できる。
【００２５】
そして更に、本願の請求項７に記載のプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチングとの連結方法は、上記のように、プレストレストコンクリート杭を地盤に建て込んだ後又は建て込む前に、前記カプラーの雌ネジ穴に、鍔部とその上下面から突出するボルト部からなる接続ボルトの一方のボルト部をねじ込んで前記カプラーと連結するとゝもに、前記接続ボルトの他方のボルト部を、フーチング補強用鉄筋の一端を固定したスリーブ圧着ネジ継手の雌ねじ穴にねじ込んで前記フーチング補強用鉄筋と連結し、前記杭頭端板から突出する前記フーチング補強用鉄筋に帯鉄筋を配してフーチングコンクリートを打設することを特徴とするものであるから、前記接続ボルトの他方のボルト部の径および該ボルト部がねじ込まれて連結されるスリーブ圧着ネジ継手の圧着部の径が大きなものを選択することで、この圧着部に圧着固定されるフーチング補強用鉄筋の径が大きなものを自在に選定することができ、構造強度の大きなフーチング部と杭頭部との連結構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は本発明に係るプレストレストコンクリート杭の杭頭部の説明断面図である。
【図２】図２は本発明で使用するカプラーで、（イ）は斜視図，（ロ）は正面図，（ハ）は（ロ）のＩーＩ線断面矢視図である。
【図３】図３はプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチングとの連結状態を示す説明断面図である。
【図４】図４はプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチング補強用鉄筋の連結状態を示す他の実施例の説明断面図である。
【図５】図５は本発明に係るプレストレストコンクリート杭の杭頭部の他の実施例の説明断面図である。
【図６】図６は図２は本発明で使用するカプラーの他の実施例で、（イ）は斜視図，（ロ）は正面図，（ハ）は（ロ）のIIーII線断面矢視図である。
【図７】図７はプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチングとの連結状態を示す更に他の実施例の説明断面図である。
【図８】図８はプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチング補強用鉄筋の連結状態を示す更に他の実施例の説明断面図である。
【図９】図９は本発明に係るプレストレストコンクリート杭の製造方法を示す説明部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を図面に示す実施形態により詳細に説明する。図１乃至図４において、１はプレストレストコンクリート杭で、その内部コンクリート３にはプレストレスを導入するためのＰＣ鋼材２が前記杭１の全長にわたって埋設さている。４は前記プレストレストコンクリート杭１の上端部に装着したドーナツ型の杭頭端板であり、５は前記杭頭端板４に設置したカプラーである。なお、図中２ａは前記ＰＣ鋼材２の先端部に形成した係止用のヘッドである。
【００２８】
上記カプラー５は、図２に示すように、全体形状が円柱状体のもので、外周面に周溝６を備えており、この周溝６と前記杭頭端板４に形成したスライド式のカプラー定着穴７の穴周縁との係合により、前記カプラー５は杭頭端板４に装着されている。
【００２９】
詳述すると、前記カプラー定着穴７は、前記カプラー５の外径よりやや大きい径の大径穴と、前記周溝６の外径よりやや大きい径の小径穴とがこの小径穴の直径部で連続した構成の所謂ダルマ穴からなる形状のものであり、前記大径穴の部分で挿入したカプラー５をその周溝６の部分で小径穴方向にスライドさせ、前記小径穴（前記カプラー定着穴）７の穴周縁と係合させることで前記杭頭端板４に装着されている。
【００３０】
８は前記ＰＣ鋼材２のヘッド２ａを固定するためのヘッド定着部で、前記カプラー５の外周面から中心部付近まで延びたＴ字形状の横穴、詳しくは、ヘッド挿通部８ａとＰＣ鋼材挿通部８ｂとからなる正面視がＴ字形状の横穴で構成されている。９は前記カプラー５の中心部に上端面から下方向に延びる雌ネジ穴で、プレストレストコンクリート杭１の頭部１ＡにフーチングＦを構築する場合に、フーチングの補強用鉄筋１０を取付ける際に使用するものであり、前記雌ネジ穴９の上端は前記カプラー５の上端面に開口している。なお、図中１０ａは前記フーチング補強用鉄筋１０の下端部に形成した雄ねじである。
【００３１】
そこで、上記のような構成からなる既成のプレストレストコンクリート杭１を使用し、その杭頭部１Ａと連結したフーチングＦを構築する場合について説明すると、図３に示すように、プレストレストコンクリート杭１を地盤Ｇに建て込み、該杭１の杭頭端板４の上面に露出するカプラー５の雌ネジ穴９内に、フーチング補強用鉄筋１０の下端部に形成した雄ねじ１０ａをねじ込み、該補強用鉄筋１０を前記カプラー５と一体に連結する。
【００３２】
これにより、前記フーチングの補強用鉄筋１０は、カプラー５を介して内部コンクリート３内に埋設したＰＣ鋼材２と一体に連結されることになる。つぎに、プレストレストコンクリート杭１の杭頭端板４の上面から上方へ起立する各フーチングの補強用鉄筋１０，１０に図示しない帯鉄筋を配設し、フーチング成形用の枠内にコンクリートを打設する。そして、このコンクリートが硬化することで、プレストレストコンクリート杭１のＰＣ鋼材２と一体に連結された前記各フーチングの補強用鉄筋１０及び図示しない帯鉄筋で補強されたフーチングＦが形成される。
【００３３】
上記図１乃至図３に示す実施例では、カプラー５の雌ネジ穴９内にフーチング補強用鉄筋１０の雄ネジ１０ａを直接ねじ込むことで、フーチングの補強用鉄筋１０とカプラー５とを一体に連結する方法について説明したが、図４に示すような他の方法、すなわち、スリーブ圧着ネジ継手１１および接続ボルト１３を介して連結する方法も採用できる。
【００３４】
詳述すると、前記スリーブ圧着ネジ継手１１は、スリーブの内周面に雌ネジを形成した下方の雌ネジ部１２ａと、スリーブの内周面に凹凸を形成した上方の圧着部１２ｂとから構成されている。一方、前記接続ボルト１３は、ねじ棒の長手方向の中央部に鍔１４を備え、該鍔１４の中心部にあってその上下両面に上部雄ネジ１５ａと下部雄ネジ１５ｂがそれぞれ上下に突設した構造のものである。
【００３５】
そこで、先ず前記接続ボルト１３の下部雄ネジ１５ｂを、鍔１４が前記カプラー５の上端面と当接するまでその雌ネジ穴９内にねじ込み、前記カプラー５に接続ボルト１３を連結しておく。つぎに、前記接続ボルト１３の上部ネジ１５ａにスリーブ圧着ネジ継手１１の下方の雌ネジ部１２ａをねじ込むことで、前記接続ボルト１３とスリーブ圧着ネジ継手１１とが連結される。
【００３６】
これにより、図４（イ）に示すように、前記スリーブ圧着ネジ継手１１の上方の圧着部１２ｂに下端が圧着により固定されたフーチングの補強用鉄筋１０が、図４（ロ）に示すように、前記スリーブ圧着ネジ継手１１および接続ボルト１３を介して前記カプラー５と一体に連結されることになる。
【００３７】
図５乃至図８は本発明の他の実施例で、前記図１乃至図４に示す実施例１のものとはカプラー５の構造が相違するのみで、その他の構成及びカプラー５とフーチングの補強用鉄筋１０との連結構造は、前記図１乃至図４に示す実施例１のものと同じである。したがって、以下では相違する部分についてのみ詳細に説明し、その他の同一の構成部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３８】
図５乃至図８において、２５はカプラーで、該カプラー２５はＰＣ鋼材２のヘッド定着部８を有する雌側部材２６と、フーチングの補強用鉄筋１０を取付けるための雌ネジ穴９を有する雄側部材２７との二部材から構成されており、前記雌側部材２６と雄側部材２７とはネジ結合により一体化構造となってカプラー２５を形成する構成のものである。
【００３９】
詳述すると、ＰＣ鋼材２のヘッド定着部８を有する雌側部材２６は、その中心部に上端面から下方向に延びる雌ネジ穴９を備えており、フーチングの補強用鉄筋１０を取付けるための雌ネジ穴９を有する雄側部材２７を、その頭部２９の下面中央から垂下する雄ネジを備えたボルト部３０の部分で前記雌側部材２６の雌ネジ穴２８と螺合せしめることで、上記カプラー２５が形成される。
【００４０】
そこで、上記の構成から成るカプラー２５をプレストレストコンクリート杭１の杭頭端板４に固定する場合は、前記雄側部材２７のボルト部３０の径よりやや大きい径のカプラー定着穴３１を杭１の杭頭端板４に形成し、前記雄側部材２７のボルト部３０を前記カプラー定着穴３１内に杭頭端板４の上面側から挿入する。そして、一方の雌側部材２６を杭頭端板４の裏面側に配設し、その雌ネジ穴２８をカプラー定着穴３１の位置と合致させ、該カプラー定着穴３１内に挿入したボルト部３０と雌ネジ穴２８とを合致させる。
【００４１】
つぎに、雄側部材２７を回動することでボルト部３０を前記雌側部材２６の雌ネジ穴２８に螺合させ、雄側部材２７を更に回動させることで両部材２６，２７により前記カプラー２５を形成するとゝもに、カプラー定着穴３１の穴周縁を前記雄側部材２７の頭部２９下面と雌側部材２６の上端面とで上下から締付けることで、前記カプラー２５はプレストレストコンクリート杭１の杭頭端板４に装着される。
【００４２】
そこで、上記のような構成からなる既成のプレストレストコンクリート杭１を使用し、その上端部にフーチングＦを構築する場合について説明すると、図７に示すように、杭１の杭頭端板４の上面に露出するカプラー２５の雌ネジ穴９内に、フーチング補強用鉄筋１０の下端部に形成した雄ねじ１０ａをカプラー２５の上端面の開口からねじ込み、フーチングの補強用鉄筋１０を前記カプラー５と一体に連結する。
【００４３】
或いは、図８に示すように、スリーブ圧着ネジ継手１１および接続ボルト１３を介して連結する前記図４で説明したような方法で、フーチングの補強用鉄筋１０をカプラー２５と一体に連結する。その後のプレストレストコンクリート杭１の上端部にフーチングＦを構築する方法については上記と同一である。
【００４４】
つぎに、本発明に係るプレストレストコンクリート杭１の製造方法を、図９に示す説明図により説明すると、前記カプラー５，２５を杭頭端板４のカプラー定着穴７，３１に装着し、前記カプラー５，２５のヘッド定着部８にＰＣ鋼材２のヘッド２ａを取付けた鉄筋籠をプレストレストコンクリート杭成形用の型枠４０内に配置する。
【００４５】
そして、前記型枠４０内にコンクリート４１を打設して一体に成形した後、前記カプラー５，２５をその雌ネジ穴９を利用してねじ込んだ定着ボルト４２により緊張版４３に取り付ける。つぎに、油圧シリンダを駆動してその緊張ロッド４４を収縮させ、前記緊張版４３，カプラー５，２５を介して前記ＰＣ鋼材２に所定の緊張力を与える。そしてこの状態でコンクリート４１を養生硬化させる。
【００４６】
そして更に、型枠４０内に打設した前記コンクリート４１の養生硬化工程が終了したのち、養生硬化させたコンクリート３にプレストレスを与えて脱型し、前記定着ボルト４２を前記カプラー５，２５の雌ネジ穴９から取り外すことで、本発明に係るプレストレストコンクリート杭１を得ることが出来る。
【符号の説明】
【００４７】
１ プレストレストコンクリート杭１
１Ａ 杭頭
２ ＰＣ鋼材
２ａ 端部
３ コンクリート
４ 杭頭端板
５・２５ カプラー
６ 周溝
７・３１ カプラー定着穴
８ ヘッド定着部
８ａ ヘッド挿通部
８ｂ ＰＣ鋼材挿通部
９ 雌ネジ穴
１０ フーチング補強用鉄筋
１０ａ 雄ネジ
１１ スリーブ圧ネジ継手
１２ａ 雌ネジ部
１２ｂ 圧着部
１３ 接続ボルト
１４ 鍔
１５ａ 上部雄ネジ
１５ｂ 下部雄ネジ
２６ 雌型部材
２７ 雄型部材
２８ 雌ネジ穴
２９ 頭部
３０ ボルト部
４０ 型枠
４１ コンクリート
４２ 定着ボルト
４３ 緊張板
４４ 緊張ロッド
【技術分野】
【０００１】
本発明はプレストレストコンクリート杭に関し、詳しくは、プレストレストコンクリート杭の杭頭部構造及び該杭の製造方法並びに杭とフーチングとの連結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート杭とフーチングとの連結方法として、フーチング内への杭の埋込み長さを最小限度にとどめ、主として鉄筋で補強することにより杭頭曲げモーメントに抵抗する方法が知られる（道路橋示方書の「方法Ｂ」）。この場合、杭頭部の一定長を機械的にはつり出し、ＰＣ鋼材や予め杭体内に埋め込んだ補強鉄筋（杭体内補強鉄筋）を露出させなければならない。さらに杭の中空部に一定深さで中詰めコンクリートを打設し、該中詰めコンクリートに建て込んだ補強筋をフーチング部鉄筋コンクリートと一体化させている。
【０００３】
ＰＨＣ杭の補強方法では、剛結合であることを仮定してモーメントが作用する場合、フーチング部の仮想鉄筋コンクリート断面を仮定して、コンクリートと鉄筋の応力度を照査することが行われている。この場合、杭体内補強鉄筋と中詰め補強鉄筋が考慮され、カットオフ位置から下方のＰＣ鋼材径の５０倍の区間はプレストレスのない区間として取り扱われ、ＰＣ鋼材は無視される。特に、軸方向の引抜き力を考慮する場合には、杭体内補強鉄筋を用いることが原則である。また、ハツリ出し作業は油圧ジャッキ式の切断機等をもって杭頭部をカットオフし、ＰＣ鋼材や杭体内補強鉄筋を傷付けないよう露出させる必要があるため、極めて多大な労力を要する作業である。
【０００４】
上記のような問題点を解決するため、ＰＨＣ杭の杭頭部の補強構造として、杭頭部端板にネジ切りされたＰＣ鋼材緊張時の緊張板固定用の孔を利用し、この雌ネジ穴に先端に雄ネジ部を有するフーチング用の補強鉄筋をネジ込んで定着させる方法（特開昭６２−２８８２１９号公報）及び前記雌ネジ穴に中央部に雌ネジ穴を設けた連結補助具を埋め込み、該連結補助具の前記雌ネジ穴に先端に雄ネジ部を有するフーチング用補強鉄筋をネジ込んで定着させる方法（実公平３−０４０９１２号公報）が開示されている。
【０００５】
また、あらかじめフーチング用補強鉄筋の先端にボルトや緊結部材を固着し、ＰＨＣ杭の杭頭部端板の雌ネジ穴に前記ボルトや緊結部材を螺合して定着する方法も提案されている（特開昭６３−１６５６１８号公報、実開平０４−０５０４４７号公報、特開２０００−２１２９５６号公報）。
【０００６】
これらの提案とは別に、フーチングに埋め込まれる補強鉄筋の接続部をネジ切りして雄ネジを形成し、これを既成コンクリート杭の杭頭部端板のネジ孔に螺合してナットやカプラーを締め付けて定着させる工法がある（特開平０２−０９１３２２号公報）。また、特許３５６８１６８号公報のように、所定長のネジ無し部を設けて非螺合部を設け、締め付けによる緊張力を付加しているものが知られている（ＮＣＰアンカー工法）。更に、コンクリート杭の杭頭部端板に直接フーチング用の補強鉄筋をスタッド溶接して連結し、フーチングを杭頭部の端板に定着させる工法がある（パイルスタッド工法）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実公平０３−０４０９１２号公報
【特許文献２】特開平０２−０９１３２２号公報
【特許文献３】実開平０４−０５０４４７号公報
【特許文献４】特開２０００−２１２９５６号公報
【特許文献５】特許第３５６８１６８号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】道路橋示方書 IV 下部構造編
【非特許文献２】パイルスタッド工法カタログ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記道路橋示方書の方法Ｂでは、杭頭部のコンクリートをはつる作業や杭中空部のソイルセメントを除去する作業があるため、建築分野では前記ＮＣＰアンカー工法やパイルスタッド工法が採用されることが多い。しかし、土木分野ではこうした方法が採用されておらず、新たな杭頭補強方法が望まれていた。
【００１０】
また、前記実公平３−０４０９１２号公報や特開昭６２−２８８２１９号公報の発明のような杭頭部端板の既製のネジ穴を利用する方法ではネジ径の大きさが限られ、ひいては使用できるフーチング用の補強鉄筋の太さが限られてしまうという問題がある。
【００１１】
一方、前記パイルスタッド工法は溶接されるスタッド鉄筋に引張力が生じる。したがって、その影響を避けるため、杭頭部端板の厚さによって使用できるフーチング用補強鉄筋の太さも制限されるという欠点を有する。更には、これら従来の杭頭部の補強構造では、施工後の杭頭部に引張応力が作用した場合、杭頭部端板に引張応力が直接作用し、杭頭部端板が変形したり損傷する畏れが生じるといった問題点がある。
【００１２】
本発明は、上記のような従来技術が有する諸欠点を解消するためになされたもので、施工後の杭頭部のハツリ作業をなくすことができるとゝもに、杭頭部端板の既製のネジ穴の大きさに制限されずにフーチング用補強鉄筋の径を大きくすることが可能で、かつフーチング用補強鉄筋に引張応力が作用した場合でも、杭頭部端板が変形したり損傷することのない杭頭部構造を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明は、一端側にＰＣ鋼材のヘッド定着部を、他端側にフーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴をそれぞれ有するカプラーを、ＰＣ杭の杭頭端板に形成したカプラー定着穴に装着し、前記ＰＣ杭の内部コンクリートに埋設した前記ＰＣ鋼材の端部を前記カプラーのヘッド定着部に固定したことを特徴とするプレストレストコンクリート杭である。
【００１４】
また、上記の目的を達成するため、本願の請求項２に係る発明は、前記カプラーがその外周面に周溝を備え、該周溝と前記杭頭端板に形成したスライド式のカプラー定着穴の穴周縁との係合で、前記カプラーを前記杭頭端板に装着したことを特徴とする。そして、本願の請求項３に係る発明は、前記カプラーが、ＰＣ鋼材のヘッド定着部を有する一端側の部材と、フーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴を有する他端側の部材との二部材から構成され、前記一端側の部材と他端側の部材とがネジ結合により一体化構造となる構成としたことを特徴とする。
【００１５】
さらに、本願の請求項４に係る発明は、前記杭頭端板に形成したカプラー定着穴に、前記杭頭端板の裏面側から挿入した前記一端側の部材と、該一端側の部材とネジ結合により一体に連結した前記杭頭端板の表面側から挿入した前記他端側の部材とで、前記カプラー定着穴の穴周縁を上下から挟持して前記カプラーを装着したことを特徴とする。
【００１６】
そして、本願の請求項５に係る発明は、一端側にＰＣ鋼材のヘッド定着部を、他端側にフーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴をそれぞれ備えたカプラーをＰＣ杭の杭頭端板に装着するとゝもに、前記カプラーのヘッド定着部にＰＣ鋼材の端部を取付けた鉄筋籠をＰＣ杭成形用の型枠内に配置する工程、前記型枠内にコンクリートを打設して一体に成形した後、前記カプラーを前記雌ネジ穴を利用してねじ込んだ定着ボルトにより取付けた緊張版を介して前記ＰＣ鋼材に所定の緊張力を与えながら前記コンクリートを養生硬化させる工程、養生硬化させたコンクリートにプレストレスを与えて脱型し、前記定着ボルトを取り外す工程を順次経ることを特徴とする。
【００１７】
また、本願の請求項６に係る発明は、請求項１〜４のうちいずれか一つに記載のプレストレストコンクリート杭を地盤に建て込んだ後、前記カプラーの雌ネジ穴にフーチング補強用鉄筋の基部に形成した雄ネジをねじ込み、該フーチング補強用鉄筋を前記カプラーを介して前記ＰＣ鋼材に連結するとゝもに、前記杭頭端板から突出する前記フーチング補強用鉄筋に帯鉄筋を配してフーチングコンクリートを打設することを特徴とするプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチングとの連結方法である。
【００１８】
そして又、本願の請求項７に係る発明は、請求項１〜４のうちいずれか一つに記載のプレストレストコンクリート杭を地盤に建て込んだ後又は建て込む前に、前記カプラーの雌ネジ穴に、鍔部とその上下面から突出するボルト部からなる接続ボルトの一方のボルト部をねじ込んで前記カプラーと連結するとゝもに、前記接続ボルトの他方のボルト部を、フーチング補強用鉄筋の一端を固定したスリーブ圧着ネジ継手の雌ねじ穴にねじ込んで前記フーチング補強用鉄筋と連結し、前記杭頭端板から突出する前記フーチング補強用鉄筋に帯鉄筋を配してフーチングコンクリートを打設することを特徴とするプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチングとの連結方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本願の請求項１に記載のプレストレストコンクリート既製杭は、上記のように、一端側にＰＣ鋼材のヘッド定着部を、他端側にフーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴をそれぞれ有するカプラーを、ＰＣ杭の杭頭端板に形成したカプラー定着穴に装着し、前記ＰＣ杭の内部コンクリートに埋設した前記ＰＣ鋼材の端部を前記カプラーのヘッド定着部に固定した構成のものであるから、前記カプラーにフーチングの補強鉄筋を連結した場合に、前記ＰＣ鋼材は緊張状態を保持したままフーチング補強用鉄筋の定着部としての機能を果たし、杭頭部をハツリ出す作業がなくなる。また、フーチングを介してフーチングの補強用鉄筋に引張り応力が作用した場合でも、この引張り応力は杭頭端板を介さずカプラーを介して前記ＰＣ鋼材に直接伝達されるため、杭頭端板を厚くする必要がない。
【００２０】
また、本願の請求項２に係る発明は、前記カプラーがその外周面に周溝を備え、該周溝と前記杭頭端板に形成したスライド式のカプラー定着穴の穴周縁との係合で、前記カプラーを前記杭頭端板に装着したことを特徴とする構成であるから、カプラーの杭頭端板への固定が極めて容易であり、製造時の利点が大きい。
【００２１】
本願の請求項３に係る発明は、前記カプラーが、ＰＣ鋼材のヘッド定着部を有する一端側の部材と、フーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴を有する他端側の部材との二部材から構成され、前記一端側の部材と他端側の部材とがネジ結合により一体化構造となる構成としたものであるから、大きさの異なるヘッド定着部を備えた複数の一端側の部材と、大きさの異なる雌ネジ穴を備えた複数の他端側の部材とを任意に組み合わせることで、多種類のカプラーを形成することが可能であり、ＰＣ鋼材およびフーチング補強用鉄筋の太さに自在に対応できる。
【００２２】
更に、本願の請求項４に係る発明は、前記杭頭端板に形成したカプラー定着穴に、前記杭頭端板の裏面側から挿入した前記一端側の部材と、該一端側の部材とネジ結合により一体に連結した前記杭頭端板の表面側から挿入した前記他端側の部材とで、前記カプラー定着穴の穴周縁を上下から挟持して前記カプラーを装着した構成であるから、カプラーはカプラー定着穴の穴周縁を上下から挟持する状態で杭頭端板に確実に固定され、取付け部の構造強度が向上する。
【００２３】
そして又、本願の請求項５に記載のプレストレストコンクリート杭の製造方法は、一端側にＰＣ鋼材のヘッド定着部を、他端側にフーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴をそれぞれ備えたカプラーをＰＣ杭の杭頭端板に装着するとゝもに、前記カプラーのヘッド定着部にＰＣ鋼材の端部を取付けた鉄筋籠をＰＣ杭成形用の型枠内に配置する工程、前記型枠内にコンクリートを打設して一体に成形した後、前記カプラーを前記雌ネジ穴を利用してねじ込んだ定着ボルトにより取付けた緊張版を介して前記ＰＣ鋼材に所定の緊張力を与えながら前記コンクリートを養生硬化させる工程、養生硬化させたコンクリートにプレストレスを与えて脱型し、前記定着ボルトを取り外す工程を順次経ることを特徴とするものであるから、前記カプラーに形成したフーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴を利用することで、前記ＰＣ鋼材の緊張作業を容易に行うことができる。
【００２４】
また、本願の請求項６に記載のプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチングとの連結方法は、上記のように、プレストレストコンクリート杭を地盤に建て込んだ後、前記カプラーの雌ネジ穴にフーチング補強用鉄筋の基部に形成した雄ネジをねじ込み、該フーチング補強用鉄筋を前記カプラーを介して前記ＰＣ鋼材に連結するとゝもに、前記杭頭端板から突出する前記フーチング補強用鉄筋に帯鉄筋を配してフーチングコンクリートを打設することを特徴とするものであるから、杭頭部のカットオフを行う必要がない。又、フーチング補強用鉄筋として任意大きさの径のものを選定することができるなど、経済的な杭頭部とフーチングとの連結構造を提供できる。
【００２５】
そして更に、本願の請求項７に記載のプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチングとの連結方法は、上記のように、プレストレストコンクリート杭を地盤に建て込んだ後又は建て込む前に、前記カプラーの雌ネジ穴に、鍔部とその上下面から突出するボルト部からなる接続ボルトの一方のボルト部をねじ込んで前記カプラーと連結するとゝもに、前記接続ボルトの他方のボルト部を、フーチング補強用鉄筋の一端を固定したスリーブ圧着ネジ継手の雌ねじ穴にねじ込んで前記フーチング補強用鉄筋と連結し、前記杭頭端板から突出する前記フーチング補強用鉄筋に帯鉄筋を配してフーチングコンクリートを打設することを特徴とするものであるから、前記接続ボルトの他方のボルト部の径および該ボルト部がねじ込まれて連結されるスリーブ圧着ネジ継手の圧着部の径が大きなものを選択することで、この圧着部に圧着固定されるフーチング補強用鉄筋の径が大きなものを自在に選定することができ、構造強度の大きなフーチング部と杭頭部との連結構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は本発明に係るプレストレストコンクリート杭の杭頭部の説明断面図である。
【図２】図２は本発明で使用するカプラーで、（イ）は斜視図，（ロ）は正面図，（ハ）は（ロ）のＩーＩ線断面矢視図である。
【図３】図３はプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチングとの連結状態を示す説明断面図である。
【図４】図４はプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチング補強用鉄筋の連結状態を示す他の実施例の説明断面図である。
【図５】図５は本発明に係るプレストレストコンクリート杭の杭頭部の他の実施例の説明断面図である。
【図６】図６は図２は本発明で使用するカプラーの他の実施例で、（イ）は斜視図，（ロ）は正面図，（ハ）は（ロ）のIIーII線断面矢視図である。
【図７】図７はプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチングとの連結状態を示す更に他の実施例の説明断面図である。
【図８】図８はプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチング補強用鉄筋の連結状態を示す更に他の実施例の説明断面図である。
【図９】図９は本発明に係るプレストレストコンクリート杭の製造方法を示す説明部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を図面に示す実施形態により詳細に説明する。図１乃至図４において、１はプレストレストコンクリート杭で、その内部コンクリート３にはプレストレスを導入するためのＰＣ鋼材２が前記杭１の全長にわたって埋設さている。４は前記プレストレストコンクリート杭１の上端部に装着したドーナツ型の杭頭端板であり、５は前記杭頭端板４に設置したカプラーである。なお、図中２ａは前記ＰＣ鋼材２の先端部に形成した係止用のヘッドである。
【００２８】
上記カプラー５は、図２に示すように、全体形状が円柱状体のもので、外周面に周溝６を備えており、この周溝６と前記杭頭端板４に形成したスライド式のカプラー定着穴７の穴周縁との係合により、前記カプラー５は杭頭端板４に装着されている。
【００２９】
詳述すると、前記カプラー定着穴７は、前記カプラー５の外径よりやや大きい径の大径穴と、前記周溝６の外径よりやや大きい径の小径穴とがこの小径穴の直径部で連続した構成の所謂ダルマ穴からなる形状のものであり、前記大径穴の部分で挿入したカプラー５をその周溝６の部分で小径穴方向にスライドさせ、前記小径穴（前記カプラー定着穴）７の穴周縁と係合させることで前記杭頭端板４に装着されている。
【００３０】
８は前記ＰＣ鋼材２のヘッド２ａを固定するためのヘッド定着部で、前記カプラー５の外周面から中心部付近まで延びたＴ字形状の横穴、詳しくは、ヘッド挿通部８ａとＰＣ鋼材挿通部８ｂとからなる正面視がＴ字形状の横穴で構成されている。９は前記カプラー５の中心部に上端面から下方向に延びる雌ネジ穴で、プレストレストコンクリート杭１の頭部１ＡにフーチングＦを構築する場合に、フーチングの補強用鉄筋１０を取付ける際に使用するものであり、前記雌ネジ穴９の上端は前記カプラー５の上端面に開口している。なお、図中１０ａは前記フーチング補強用鉄筋１０の下端部に形成した雄ねじである。
【００３１】
そこで、上記のような構成からなる既成のプレストレストコンクリート杭１を使用し、その杭頭部１Ａと連結したフーチングＦを構築する場合について説明すると、図３に示すように、プレストレストコンクリート杭１を地盤Ｇに建て込み、該杭１の杭頭端板４の上面に露出するカプラー５の雌ネジ穴９内に、フーチング補強用鉄筋１０の下端部に形成した雄ねじ１０ａをねじ込み、該補強用鉄筋１０を前記カプラー５と一体に連結する。
【００３２】
これにより、前記フーチングの補強用鉄筋１０は、カプラー５を介して内部コンクリート３内に埋設したＰＣ鋼材２と一体に連結されることになる。つぎに、プレストレストコンクリート杭１の杭頭端板４の上面から上方へ起立する各フーチングの補強用鉄筋１０，１０に図示しない帯鉄筋を配設し、フーチング成形用の枠内にコンクリートを打設する。そして、このコンクリートが硬化することで、プレストレストコンクリート杭１のＰＣ鋼材２と一体に連結された前記各フーチングの補強用鉄筋１０及び図示しない帯鉄筋で補強されたフーチングＦが形成される。
【００３３】
上記図１乃至図３に示す実施例では、カプラー５の雌ネジ穴９内にフーチング補強用鉄筋１０の雄ネジ１０ａを直接ねじ込むことで、フーチングの補強用鉄筋１０とカプラー５とを一体に連結する方法について説明したが、図４に示すような他の方法、すなわち、スリーブ圧着ネジ継手１１および接続ボルト１３を介して連結する方法も採用できる。
【００３４】
詳述すると、前記スリーブ圧着ネジ継手１１は、スリーブの内周面に雌ネジを形成した下方の雌ネジ部１２ａと、スリーブの内周面に凹凸を形成した上方の圧着部１２ｂとから構成されている。一方、前記接続ボルト１３は、ねじ棒の長手方向の中央部に鍔１４を備え、該鍔１４の中心部にあってその上下両面に上部雄ネジ１５ａと下部雄ネジ１５ｂがそれぞれ上下に突設した構造のものである。
【００３５】
そこで、先ず前記接続ボルト１３の下部雄ネジ１５ｂを、鍔１４が前記カプラー５の上端面と当接するまでその雌ネジ穴９内にねじ込み、前記カプラー５に接続ボルト１３を連結しておく。つぎに、前記接続ボルト１３の上部ネジ１５ａにスリーブ圧着ネジ継手１１の下方の雌ネジ部１２ａをねじ込むことで、前記接続ボルト１３とスリーブ圧着ネジ継手１１とが連結される。
【００３６】
これにより、図４（イ）に示すように、前記スリーブ圧着ネジ継手１１の上方の圧着部１２ｂに下端が圧着により固定されたフーチングの補強用鉄筋１０が、図４（ロ）に示すように、前記スリーブ圧着ネジ継手１１および接続ボルト１３を介して前記カプラー５と一体に連結されることになる。
【００３７】
図５乃至図８は本発明の他の実施例で、前記図１乃至図４に示す実施例１のものとはカプラー５の構造が相違するのみで、その他の構成及びカプラー５とフーチングの補強用鉄筋１０との連結構造は、前記図１乃至図４に示す実施例１のものと同じである。したがって、以下では相違する部分についてのみ詳細に説明し、その他の同一の構成部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３８】
図５乃至図８において、２５はカプラーで、該カプラー２５はＰＣ鋼材２のヘッド定着部８を有する雌側部材２６と、フーチングの補強用鉄筋１０を取付けるための雌ネジ穴９を有する雄側部材２７との二部材から構成されており、前記雌側部材２６と雄側部材２７とはネジ結合により一体化構造となってカプラー２５を形成する構成のものである。
【００３９】
詳述すると、ＰＣ鋼材２のヘッド定着部８を有する雌側部材２６は、その中心部に上端面から下方向に延びる雌ネジ穴９を備えており、フーチングの補強用鉄筋１０を取付けるための雌ネジ穴９を有する雄側部材２７を、その頭部２９の下面中央から垂下する雄ネジを備えたボルト部３０の部分で前記雌側部材２６の雌ネジ穴２８と螺合せしめることで、上記カプラー２５が形成される。
【００４０】
そこで、上記の構成から成るカプラー２５をプレストレストコンクリート杭１の杭頭端板４に固定する場合は、前記雄側部材２７のボルト部３０の径よりやや大きい径のカプラー定着穴３１を杭１の杭頭端板４に形成し、前記雄側部材２７のボルト部３０を前記カプラー定着穴３１内に杭頭端板４の上面側から挿入する。そして、一方の雌側部材２６を杭頭端板４の裏面側に配設し、その雌ネジ穴２８をカプラー定着穴３１の位置と合致させ、該カプラー定着穴３１内に挿入したボルト部３０と雌ネジ穴２８とを合致させる。
【００４１】
つぎに、雄側部材２７を回動することでボルト部３０を前記雌側部材２６の雌ネジ穴２８に螺合させ、雄側部材２７を更に回動させることで両部材２６，２７により前記カプラー２５を形成するとゝもに、カプラー定着穴３１の穴周縁を前記雄側部材２７の頭部２９下面と雌側部材２６の上端面とで上下から締付けることで、前記カプラー２５はプレストレストコンクリート杭１の杭頭端板４に装着される。
【００４２】
そこで、上記のような構成からなる既成のプレストレストコンクリート杭１を使用し、その上端部にフーチングＦを構築する場合について説明すると、図７に示すように、杭１の杭頭端板４の上面に露出するカプラー２５の雌ネジ穴９内に、フーチング補強用鉄筋１０の下端部に形成した雄ねじ１０ａをカプラー２５の上端面の開口からねじ込み、フーチングの補強用鉄筋１０を前記カプラー５と一体に連結する。
【００４３】
或いは、図８に示すように、スリーブ圧着ネジ継手１１および接続ボルト１３を介して連結する前記図４で説明したような方法で、フーチングの補強用鉄筋１０をカプラー２５と一体に連結する。その後のプレストレストコンクリート杭１の上端部にフーチングＦを構築する方法については上記と同一である。
【００４４】
つぎに、本発明に係るプレストレストコンクリート杭１の製造方法を、図９に示す説明図により説明すると、前記カプラー５，２５を杭頭端板４のカプラー定着穴７，３１に装着し、前記カプラー５，２５のヘッド定着部８にＰＣ鋼材２のヘッド２ａを取付けた鉄筋籠をプレストレストコンクリート杭成形用の型枠４０内に配置する。
【００４５】
そして、前記型枠４０内にコンクリート４１を打設して一体に成形した後、前記カプラー５，２５をその雌ネジ穴９を利用してねじ込んだ定着ボルト４２により緊張版４３に取り付ける。つぎに、油圧シリンダを駆動してその緊張ロッド４４を収縮させ、前記緊張版４３，カプラー５，２５を介して前記ＰＣ鋼材２に所定の緊張力を与える。そしてこの状態でコンクリート４１を養生硬化させる。
【００４６】
そして更に、型枠４０内に打設した前記コンクリート４１の養生硬化工程が終了したのち、養生硬化させたコンクリート３にプレストレスを与えて脱型し、前記定着ボルト４２を前記カプラー５，２５の雌ネジ穴９から取り外すことで、本発明に係るプレストレストコンクリート杭１を得ることが出来る。
【符号の説明】
【００４７】
１ プレストレストコンクリート杭１
１Ａ 杭頭
２ ＰＣ鋼材
２ａ 端部
３ コンクリート
４ 杭頭端板
５・２５ カプラー
６ 周溝
７・３１ カプラー定着穴
８ ヘッド定着部
８ａ ヘッド挿通部
８ｂ ＰＣ鋼材挿通部
９ 雌ネジ穴
１０ フーチング補強用鉄筋
１０ａ 雄ネジ
１１ スリーブ圧ネジ継手
１２ａ 雌ネジ部
１２ｂ 圧着部
１３ 接続ボルト
１４ 鍔
１５ａ 上部雄ネジ
１５ｂ 下部雄ネジ
２６ 雌型部材
２７ 雄型部材
２８ 雌ネジ穴
２９ 頭部
３０ ボルト部
４０ 型枠
４１ コンクリート
４２ 定着ボルト
４３ 緊張板
４４ 緊張ロッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側にＰＣ鋼材のヘッド定着部を、他端側にフーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴をそれぞれ有するカプラーを、ＰＣ杭の杭頭端板に形成したカプラー定着穴に装着し、前記ＰＣ杭の内部コンクリートに埋設した前記ＰＣ鋼材の端部を前記カプラーのヘッド定着部に固定したことを特徴とするプレストレストコンクリート杭。
【請求項２】
前記カプラーがその外周面に周溝を備え、該周溝と前記杭頭端板に形成したスライド式のカプラー定着穴の穴周縁との係合で、前記カプラーを前記杭頭端板に装着したことを特徴とする請求項１記載のプレストレストコンクリート杭。
【請求項３】
前記カプラーが、ＰＣ鋼材のヘッド定着部を有する一端側の部材と、フーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴を有する他端側の部材との二部材から構成され、前記一端側の部材と他端側の部材とがネジ結合により一体化構造となる構成としたことを特徴とする請求項１又は２記載のプレストレストコンクリート杭。
【請求項４】
前記杭頭端板に形成したカプラー定着穴に、前記杭頭端板の裏面側から挿入した前記一端側の部材と、該一端側の部材とネジ結合により一体に連結した前記杭頭端板の表面側から挿入した前記他端側の部材とで、前記カプラー定着穴の穴周縁を上下から挟持して前記カプラーを装着したことを特徴とする請求項３記載のプレストレストコンクリート杭。
【請求項５】
一端側にＰＣ鋼材のヘッド定着部を、他端側にフーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴をそれぞれ備えたカプラーをＰＣ杭の杭頭端板に装着するとゝもに、前記カプラーのヘッド定着部にＰＣ鋼材の端部を取付けた鉄筋籠をＰＣ杭成形用の型枠内に配置する工程、前記型枠内にコンクリートを打設して一体に成形した後、前記カプラーを前記雌ネジ穴を利用してねじ込んだ定着ボルトにより取付けた緊張版を介して前記ＰＣ鋼材に所定の緊張力を与えながら前記コンクリートを養生硬化させる工程、養生硬化させたコンクリートにプレストレスを与えて脱型し、前記定着ボルトを取り外す工程を順次経ることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一つに記載のプレストレストコンクリート杭の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のうちいずれか一つに記載のプレストレストコンクリート杭を地盤に建て込んだ後、前記カプラーの雌ネジ穴にフーチング補強用鉄筋の基部に形成した雄ネジをねじ込み、該フーチング補強用鉄筋を前記カプラーを介して前記ＰＣ鋼材に連結するとゝもに、前記杭頭端板から突出する前記フーチング補強用鉄筋に帯鉄筋を配してフーチングコンクリートを打設することを特徴とするプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチングとの連結方法。
【請求項７】
請求項１〜４のうちいずれか一つに記載のプレストレストコンクリート杭を地盤に建て込んだ後又は建て込む前に、前記カプラーの雌ネジ穴に、鍔部とその上下面から突出するボルト部からなる接続ボルトの一方のボルト部をねじ込んで前記カプラーと連結するとゝもに、前記接続ボルトの他方のボルト部を、フーチング補強用鉄筋の一端を固定したスリーブ圧着ネジ継手の雌ねじ穴にねじ込んで前記フーチング補強用鉄筋と連結し、前記杭頭端板から突出する前記フーチング補強用鉄筋に帯鉄筋を配してフーチングコンクリートを打設することを特徴とするプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチングとの連結方法。
【請求項１】
一端側にＰＣ鋼材のヘッド定着部を、他端側にフーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴をそれぞれ有するカプラーを、ＰＣ杭の杭頭端板に形成したカプラー定着穴に装着し、前記ＰＣ杭の内部コンクリートに埋設した前記ＰＣ鋼材の端部を前記カプラーのヘッド定着部に固定したことを特徴とするプレストレストコンクリート杭。
【請求項２】
前記カプラーがその外周面に周溝を備え、該周溝と前記杭頭端板に形成したスライド式のカプラー定着穴の穴周縁との係合で、前記カプラーを前記杭頭端板に装着したことを特徴とする請求項１記載のプレストレストコンクリート杭。
【請求項３】
前記カプラーが、ＰＣ鋼材のヘッド定着部を有する一端側の部材と、フーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴を有する他端側の部材との二部材から構成され、前記一端側の部材と他端側の部材とがネジ結合により一体化構造となる構成としたことを特徴とする請求項１又は２記載のプレストレストコンクリート杭。
【請求項４】
前記杭頭端板に形成したカプラー定着穴に、前記杭頭端板の裏面側から挿入した前記一端側の部材と、該一端側の部材とネジ結合により一体に連結した前記杭頭端板の表面側から挿入した前記他端側の部材とで、前記カプラー定着穴の穴周縁を上下から挟持して前記カプラーを装着したことを特徴とする請求項３記載のプレストレストコンクリート杭。
【請求項５】
一端側にＰＣ鋼材のヘッド定着部を、他端側にフーチングの補強用鉄筋を取付けるための雌ネジ穴をそれぞれ備えたカプラーをＰＣ杭の杭頭端板に装着するとゝもに、前記カプラーのヘッド定着部にＰＣ鋼材の端部を取付けた鉄筋籠をＰＣ杭成形用の型枠内に配置する工程、前記型枠内にコンクリートを打設して一体に成形した後、前記カプラーを前記雌ネジ穴を利用してねじ込んだ定着ボルトにより取付けた緊張版を介して前記ＰＣ鋼材に所定の緊張力を与えながら前記コンクリートを養生硬化させる工程、養生硬化させたコンクリートにプレストレスを与えて脱型し、前記定着ボルトを取り外す工程を順次経ることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一つに記載のプレストレストコンクリート杭の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のうちいずれか一つに記載のプレストレストコンクリート杭を地盤に建て込んだ後、前記カプラーの雌ネジ穴にフーチング補強用鉄筋の基部に形成した雄ネジをねじ込み、該フーチング補強用鉄筋を前記カプラーを介して前記ＰＣ鋼材に連結するとゝもに、前記杭頭端板から突出する前記フーチング補強用鉄筋に帯鉄筋を配してフーチングコンクリートを打設することを特徴とするプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチングとの連結方法。
【請求項７】
請求項１〜４のうちいずれか一つに記載のプレストレストコンクリート杭を地盤に建て込んだ後又は建て込む前に、前記カプラーの雌ネジ穴に、鍔部とその上下面から突出するボルト部からなる接続ボルトの一方のボルト部をねじ込んで前記カプラーと連結するとゝもに、前記接続ボルトの他方のボルト部を、フーチング補強用鉄筋の一端を固定したスリーブ圧着ネジ継手の雌ねじ穴にねじ込んで前記フーチング補強用鉄筋と連結し、前記杭頭端板から突出する前記フーチング補強用鉄筋に帯鉄筋を配してフーチングコンクリートを打設することを特徴とするプレストレストコンクリート杭の杭頭部とフーチングとの連結方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１７４４７４（Ｐ２０１０−１７４４７４Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６５６８（Ｐ２００９−１６５６８）
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（３０８０２５９２３）前田製品販売株式会社 (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（３０８０２５９２３）前田製品販売株式会社 (16)
【Ｆターム（参考）】
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