杭と鉄骨柱との接合構造および接合方法
【課題】現場溶接を用いることなく杭と鉄骨柱とを直接接合し、且つ杭の鉛直方向および水平方向の施工誤差を吸収して鉄骨柱を適正な位置に配置する。
【解決手段】筒状に形成され且つ杭頭面１ａに端板１２を有する杭１と、ベースプレート２２にボルト挿通孔２３が形成された鉄骨柱２とを接合するため、金属製のトッププレート３１と、一端がトッププレート３１の下面３１ｂに溶接され、トッププレート３１の周縁に沿うように互いに離間して配置された複数のフットプレート３２とを有する杭頭接合金物３を用意し、工場などで杭１の上端に溶接する。杭１の沈設時には、隣接するフットプレート３２間に形成される開口３５から中空部１Ｃの空気を外部へ排出させる。杭１の沈設後、鉄骨柱２の位置に合わせてトッププレート３１にボルト挿通孔３６を形成し、ボルト８およびナット９により高さ調整しつつ鉄骨柱２を杭頭接合金物３に接合する。
【解決手段】筒状に形成され且つ杭頭面１ａに端板１２を有する杭１と、ベースプレート２２にボルト挿通孔２３が形成された鉄骨柱２とを接合するため、金属製のトッププレート３１と、一端がトッププレート３１の下面３１ｂに溶接され、トッププレート３１の周縁に沿うように互いに離間して配置された複数のフットプレート３２とを有する杭頭接合金物３を用意し、工場などで杭１の上端に溶接する。杭１の沈設時には、隣接するフットプレート３２間に形成される開口３５から中空部１Ｃの空気を外部へ排出させる。杭１の沈設後、鉄骨柱２の位置に合わせてトッププレート３１にボルト挿通孔３６を形成し、ボルト８およびナット９により高さ調整しつつ鉄骨柱２を杭頭接合金物３に接合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭と鉄骨柱との接合構造および杭と鉄骨柱との接合方法に係り、特に、基礎梁やフーチングを設けることなく杭と柱とを直接接合するのに適した接合構造および接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄骨造建物の杭基礎は、最下階のスラブ面から所定寸法下がった位置に杭頭が位置するように複数の杭を地盤中に構築し、各杭の杭頭を巻き込むようにフーチングを構築するとともに、これらフーチングを地中梁で連結して一体化したうえで、フーチングに建物の柱を接合する構造が一般的であった。ところが、近年、フーチングおよび地中梁を設けずに杭と柱とを直接接合する構造が採用され始めている。この構造によれば、大幅な工期の短縮およびコストの削減を図ることができる。
【０００３】
このような杭と柱との直接接合構造として、柱の下部にベースプレートを設けるとともに、上面にアンカーボルトを備えた杭頭接合金物を、地盤中に埋設された既製杭に対して水平施工誤差を吸収する位置に溶接し、ベースプレートよりも下側の連結部を杭頭内に挿入した状態で、アンカーボルトによって杭の鉛直施工誤差を吸収しつつベースプレートを支持させるようにしたもの（特許文献１参照）が知られている。
【０００４】
一方、鉄骨柱の脚部を杭頭内に挿入すると、杭径が必要以上に大きくなることがあるため、これを改善するための接合構造として、ベースプレートよりも下側の連結部を柱本体よりも小断面とし、地盤中に埋設された既製杭の上面にアンカーボルトを突出させ、アンカーボルトに杭の鉛直施工誤差を吸収させつつベースプレートを支持させるようにしたもの（特許文献２，３参照）や、柱の納まりとは関係なく杭径を決定できるようにするために、杭頭に溶接した杭頭接合部プレートに、鉄骨柱のベースプレートをボルトで高さ調整可能に支持させるようにした発明（特許文献４参照）なども提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４０５６３９号公報
【特許文献２】特許第３６７１３４２号公報
【特許文献３】特開２００２−１９４７４８号公報
【特許文献４】特開２００２−１８８１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、杭を地盤中に埋設した後に杭頭接合金物を溶接しなければないため、作業が天候に左右されるなど、作業条件の制約が厳しくなり、安定した品質確保が困難である。また、溶接作業用のスペースを確保しなければならいため、地盤掘削量が増大することも考えられる。このような問題は引用文献４に記載の発明においても同様に存在する。一方、引用文献２，３に記載の発明では、ボルトによってベースプレートを杭頭に接合するためこのような問題は生じないが、杭位置の鉛直方向の施工誤差をボルトによって吸収することができる一方、水平方向の施工誤差を吸収することはできない。ここで、水平方向の施工誤差を吸収するために、杭の設置後にベースプレートの加工を行うことも考えられるが、このようにすると、鉄骨製作が遅れて工期が延びる虞がある。
【０００７】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、現場溶接を用いることなく杭と鉄骨柱とを直接接合し、且つ杭の鉛直方向および水平方向の施工誤差を吸収して鉄骨柱を適正な位置に配置することのできる杭と鉄骨柱との接合方法および杭頭接合金物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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、筒状に形成され且つ上面（１ａ）に金属部分（１２）を有する杭（１）と、複数のボルト挿通孔（２３）が形成されたベースプレート（２２）を下端に備えた鉄骨柱（２）とを接合するための杭と柱との接合方法であって、略円形を呈する金属製のプレート部（３１）と、一端がプレート部の一方の面（３１ｂ）に溶接され、プレート部の周縁に沿うように互いに離間して配置された複数の脚部（３２）とを有する杭頭接合金物（３）を用意するステップと、プレート部が杭の上面に対向し、且つ軸方向視において杭の中空部（１Ｃ）を覆うように、杭頭接合金物を杭の上端に取付け、隣接する脚部間に形成される開口（３５）によって杭の中空部と杭の上方外部とを連通させるステップと、地盤（Ｇ）を掘削し、掘削孔（６）内においてセメントミルクを注入しながら土砂を撹拌混合してソイルセメント（７）を造成するステップと、杭頭接合金物が取付けられた杭をソイルセメントが充填された掘削孔に挿入し、中空部の空気を開口から外部へ排出させながら沈設するステップと、杭が沈設された後に、鉄骨柱を所定の位置に配置したときにベースプレートのボルト挿通孔に整合するように、プレート部に複数のボルト挿通孔（３６）を形成するステップと、鉄骨柱を杭の上方に配置し、プレート部のボルト挿通孔とベースプレートのボルト挿通孔とにボルト（８）を挿通し、該ボルトに螺着させたナット（９）によって鉄骨柱の高さ調整を行いつつ杭頭接合金物と鉄骨柱とを接合するステップとを備える方法を提供する。
【０００９】
また、本発明の一側面によれば、杭頭接合金物と鉄骨柱とを接合した後に、杭頭接合金物と鉄骨柱との間に無収縮モルタル（４５）を充填するステップや、杭頭接合金物と鉄骨柱とを接合した後に、杭の頭部（１Ｈ）、杭頭接合金物および鉄骨柱の脚部（１Ｆ）を巻き込む鉄筋コンクリート構造体（４）を構築するステップを更に備える構成とすることができる。
【００１０】
また、上記課題を解決するために、本発明は、筒状に形成され且つ上面（１ａ）に金属部分（１２）を有するとともに、内部にソイルセメント（７）が造成された掘削孔（６）内に沈設される杭（１）と、複数のボルト挿通孔（２３）が形成されたベースプレート（２２）を下端に備える鉄骨柱（２）とを接合するために、沈設前に杭の上端に取付けられる杭頭接合金物（３）であって、杭の上面に対向配置され、軸方向視において杭の中空部（１Ｃ）を覆う略円形の金属製のプレート部（トッププレート３１）と、一端がプレート部の杭側の面に溶接されるとともに、プレート部の周縁に沿うように互いに離間して配置され、杭の上端に取付けられた状態で杭の中空部と杭の上方外部とを連通する開口（３５）を形成する複数の脚部（フットプレート３２）とを備える杭頭接合金物を提供する。
【００１１】
本発明の一側面によれば、複数の脚部の他端側に連結され、当該複数の脚部を連結する金属製のリング状プレート部（３３）を杭頭接合金物が更に備える構成とすることができる。
【００１２】
本発明によれば、杭を地盤中に沈設する前に杭頭接合金物を溶接するため、天候などの作業条件に左右されず、安定した品質を確保することができる。また、溶接作業用のスペースを埋設した杭の周辺に確保する必要がないため、地盤掘削量の増大を回避することができる。また、杭を沈設した後に、ベースプレートのボルト挿通孔に整合する位置にプレート部のボルト挿通孔を形成することで、杭位置の水平方向の施工誤差を吸収し、且つボルト挿通孔に通したボルトおよびナットにより杭位置の鉛直方向の施工誤差を吸収して鉄骨柱を所定の位置に配置することができる。さらに、杭の設置後にベースプレートの加工を行う必要もないため、鉄骨製作の遅れにより工期が延びる虞もない。
【００１３】
また、杭頭接合金物と鉄骨柱との間に無収縮モルタルを充填し、或いは、杭の頭部、杭頭接合金物および鉄骨柱の脚部を巻き込む鉄筋コンクリート構造体を構築するように構成することにより、鉄骨柱の軸力を確実に杭１に伝達させることができ、杭と鉄骨柱との接合強度を高めることができる。
【００１４】
また、杭頭接合金物が金属製のリング状プレート部を備えるように構成することにより、リング状プレート部の全周を杭の金属部分に溶接することができるため、杭頭接合金物の杭に対する接合強度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
このように本発明によれば、現場溶接を用いることなく杭と鉄骨柱とを直接接合し、且つ杭の鉛直方向および水平方向の施工誤差を吸収して鉄骨柱を適正な位置に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る杭と鉄骨柱との接合構造を鉄筋コンクリート構造体を透視して示す側面図
【図２】実施形態に係る杭と鉄骨柱との接合構造の縦断面図
【図３】図１中のIII−III線に沿って鉄筋コンクリート構造体を透視して示す断面図
【図４】図１中のIV−IV線に沿って鉄筋コンクリート構造体を透視して示す断面図
【図５】実施形態に係る杭頭接合金物の斜視図
【図６】実施形態に係る杭と鉄骨柱との接合方法の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明に係る杭１と鉄骨柱２との接合方法およびこれに用いられる杭頭接合金物３の実施形態について説明する。なお、図１，図３および図４においては、鉄筋コンクリート構造体４を透視して示している。
【００１８】
図１および図２に示すように、本発明に係る杭１と鉄骨柱２との接合構造は、一本の杭１に一本の鉄骨柱２を支持させるようにしたものであり、ここでは、鉄筋コンクリート構造体４により構成される接合部分が最下階（ここでは１階）の床面５よりも低い位置に設定されている。
【００１９】
杭１は、ＳＣパイル（Steel and Concret composite pile：外殻鋼管付き高強度コンクリートパイル）であり、外周面に配置された鋼管１１と、鋼管１１の上下端に溶接により一体とされたリング状の端板１２と、鋼管１１の内部に筒状に充填された高強度コンクリート１３とにより構成される。つまり、杭１は、軸線方向に沿って延在し、両端が開口する中空部１Ｃを高強度コンクリート１３の内側に形成するとともに、金属製の端板１２によって上面（以下、杭頭面１ａと記す。）が画成されている。また、上側の端板１２の周面上端には、全周にわたってＪ形開先が形成されている。
【００２０】
図３に併せて示すように、鉄骨柱２は、断面が略正方形を呈する中空の四角柱からなる柱本体２１と、柱本体２１の下端に溶接され、柱本体２１の断面形状よりも大きく且つ相似な平面形状を有するベースプレート２２とを有しており、ベースプレート２２が杭頭面１ａの直上に位置するように配置される。ベースプレート２２の四隅近傍には、それぞれボルト挿通孔２３が形成されている。
【００２１】
杭１と鉄骨柱２との間には、杭１に対しては全周溶接により連結され、鉄骨柱２に対しては、頭部がなく全長にわたって雄ねじが形成された寸切ボルト（以下、ボルト８と記す。）およびナット９により締結された杭頭接合金物３が配置される。
【００２２】
図２、図４、図５に示すように、杭頭接合金物３は、略円形を呈する金属製のトッププレート３１と、一端がトッププレート３１の杭１側の面（以下、下面３１ｂと記す）に溶接されるとともに、トッププレート３１の周縁に沿って互いに離間して配置された複数（ここでは８つ）のフットプレート３２と、フットプレート３２の他端側に溶接され、全てのフットプレート３２を連結する金属性のリング状プレート３３とを備えている。
【００２３】
トッププレート３１は、杭径と略同一の外径を有する略円形とされている。フットプレート３２は、同一形状すなわち同一高さを有する金属製のプレートであり、一定間隔となるようにトッププレート３１の中心から等距離且つ４５度間隔に配置され、トッププレート３１に対して垂直に接合される。リング状プレート３３は、杭径と同一の外径を有し、杭１の内径よりも小さな内径を有する。
【００２４】
杭頭接合金物３は、トッププレート３１が杭頭面１ａに対向するとともに、杭１の軸方向視において中空部１Ｃを覆ように、また、複数のフットプレート３２が杭頭面１ａの周縁に沿って配置され、且つ隣接するフットプレート３２の間に杭１の中空部１Ｃと杭１の上方外部とを連通する開口３５が形成されるように、杭１の上端に取付けられる。なお、開口３５は、後記するように、杭１の埋込み時に杭１の中空部１Ｃの空気およびソイルセメントを外部に排出させる役割を果たす。
【００２５】
リング状プレート３３の周面下端には、上側の端板１２に形成されたＪ形開先と協働してＵ形開先をなすＪ形開先が全周にわたって形成されており、Ｕ形開先に対する全周溶接により、杭頭接合金物３が杭１の上端に強固に取付けられる。
【００２６】
一方、トッププレート３１には、鉄骨柱２のベースプレート２２に形成されたボルト挿通孔２３に対峙する位置に４つのボルト挿通孔３６が形成されている。トッププレート３１およびベースプレート２２の一対のボルト挿通孔２３，３６に対し、それぞれ１本のボルト８が挿通され、各ボルト８に対して上下に２つのナット９が螺合しており、鉄骨柱２が杭頭接合金物３に対する相対離間距離すなわちその高さを調整可能に杭頭接合金物３に接合される。
【００２７】
杭頭接合金物３と鉄骨柱２との間には、無収縮モルタル４５が充填されており、鉄骨柱２の軸力が無収縮モルタル４５を介して杭頭接合金物３へ伝達するようになっている。
【００２８】
また、杭１の頭部１Ｈ、杭頭接合金物３、および鉄骨柱２の脚部２Ｆの周囲には、これらを巻き込むように鉄筋コンクリート構造体４を構築することができ、鉄骨柱２の応力（軸力、曲げ、せん断）を鉄筋コンクリート構造体４をも介して杭頭接合金物３へ伝達できるようになっている。
【００２９】
鉄筋コンクリート構造体４は、杭径よりも大きな直径の円形断面を呈し、杭頭面１ａから所定寸法下がった高さから上方に打設されたコンクリート４１と、その内部に設けられた鉄筋かご４２とにより構成される。鉄筋かご４２は、上下方向に延在し、水平方向に所定間隔をおいて円形に配置された複数の主筋４３と、これら主筋４３を取り囲むように円形に形成され、上下方向に所定間隔をおいて水平に配置された複数のフープ筋４４とを有する。各主筋４３は、杭頭面１ａよりも下方へ突出し且つ鉄骨柱２のベースプレート２２の上面よりも上方へ突出するように配置される。なお、杭１の中空部１Ｃの大部分にはソイルセメント７が充填されており、杭頭接合金物３の内部にはコンクリート４１が充填される。
【００３０】
次に、図６などを参照して実施形態に係る杭１と鉄骨柱２との接合方法について説明する。
【００３１】
まず、略円形を呈するトッププレート３１と、一端がトッププレート３１の下面３１ｂに溶接され、トッププレート３１の周縁に沿うように互いに離間して配置された複数のフットプレート３２と、フットプレート３２の他端側に溶接され、全てのフットプレート３２を連結するリング状プレート３３とを有する杭頭接合金物３を用意する（図５参照）。
【００３２】
次に、杭１の製造工場などにおいて、トッププレート３１が杭頭面１ａに対向するとともに、軸方向視において杭１の中空部１Ｃを覆うように、また、複数のフットプレート３２が杭頭面１ａの周縁に沿い、且つ隣接するフットプレート３２間に杭１の中空部１Ｃと杭１の上方外部とを連通させる開口３５が形成されるように、杭頭接合金物３を杭１の上端に取付ける（図１，２参照）。そして、このようにして杭頭接合金物３が上端に取付けられた杭１を現場へ搬入する。
【００３３】
一方、現場において、（Ａ）に示すように、先端に拡大ヘッドを有し、螺旋部分に切欠を有するオーガスクリュー５１を用いて、掘削液を適宜吐出しながら所定の深度まで地盤Ｇを掘削し、（Ｂ）に示すように、先端の拡大ヘッドを拡大させた状態でオーガスクリュー５１を反転させながら引き上げ、掘削孔６の下側部分の径が大きくなるように地盤Ｇを掘削する。次に、（Ｃ）に示すように、掘削孔６内においてセメントミルクを注入しながらオーガスクリュー５１を上下移動および正転・反転させ、掘削土砂を撹拌混合してソイルセメント７を造成する。
【００３４】
その後、（Ｄ）に示すように、掘削孔６の底部においてソイルセメント７のうち他の部分よりも高強度となる根固め部７１を築造した後、オーガスクリュー５１を引き上げ、（Ｅ）に示すように、搬入済みの杭頭接合金物３が取付けられた杭１をソイルセメント７が充填された掘削孔６に挿入し、杭１の中空部１Ｃの空気を杭頭接合金物３の開口３５から外部へ排出させながら沈設し、杭１の先端を根固め部７１に突入させ支持地盤に定着させる。なお、杭１の沈設に伴い、ソイルセメント７が杭１の中空部１Ｃおよび杭１の外周部に充填されることとなり、ソイルセメント７が多い場合には、杭１の中空部１Ｃ内のソイルセメント７は杭頭接合金物３の開口３５を介して外部へ排出される。
【００３５】
ここで、図２を参照して説明すると、杭１に設置誤差が生じた場合、杭頭面１ａが所定の位置に対して水平方向および鉛直方向にずれた状態となる。そこで、杭１が沈設された後に、鉄骨柱２を所定の位置に配置したときにベースプレート２２のボルト挿通孔２３に整合するように、トッププレート３１に４つのボルト挿通孔３６を形成する。その後、鉄骨柱２を杭１の上方に配置し、トッププレート３１のボルト挿通孔３６とベースプレート２２のボルト挿通孔２３とにボルト８を挿通し、該ボルト８に螺着させた４つのナット９によって鉄骨柱２の高さ調整を行いつつトッププレート３１とベースプレート２２とを接合することで、鉄骨柱２を杭頭接合金物３つまり杭１に接合する。
【００３６】
その後、杭頭接合金物３と鉄骨柱２との間に無収縮モルタル４５を充填するとともに、杭１の頭部１Ｈ、杭頭接合金物３、および鉄骨柱２の脚部２Ｆの周囲に鉄筋コンクリート構造体４を構築する。なお、鉄筋コンクリート構造体４の構築にあたっては、杭１の周辺の地盤Ｇを鉄筋組立作業および形枠組立作業に支障を来さない範囲で掘削するとともに、杭頭接合金物３の内部にソイルセメント７が充填されている場合には、杭１の沈設後であってボルト挿通孔３６を形成する前に、杭頭接合金物３の内部のソイルセメント７を撤去する。
【００３７】
このような杭頭接合金物３およびこれを用いた杭１と鉄骨柱２との接合方法によれば、杭１を地盤Ｇ中に沈設する前に工場などで杭頭接合金物３を杭１の上端に溶接するため、天候などの作業条件に左右されず、安定した品質を確保することができる。また、埋設した杭１の周辺に溶接作業用のスペースを確保する必要がないため、地盤Ｇの掘削量の増大を招くこともない。また、杭１を沈設した後に、ベースプレート２２のボルト挿通孔２３に整合する位置にトッププレート３１のボルト挿通孔３６を形成することで、埋設された杭１の水平方向の施工誤差を吸収し、且つボルト挿通孔２３，３６に通したボルト８およびナット９により杭１の鉛直方向の施工誤差を吸収して鉄骨柱２を所定の位置に配置することができる。さらに、杭１の設置後にベースプレート２２の加工を行う必要もないため、鉄骨製作の遅れにより工期が延びる虞もない。
【００３８】
また、杭頭接合金物３と鉄骨柱２との間に無収縮モルタル４５を充填し、杭１の頭部１Ｈ、杭頭接合金物３および鉄骨柱２の脚部２Ｆを巻き込むように鉄筋コンクリート構造体４を構築することにより、鉄骨柱２の軸力を確実に杭１に伝達させることができ、杭１と鉄骨柱２との接合強度を高めることができる。
【００３９】
また、杭頭接合金物３がリング状プレート３３を備えることにより、杭頭接合金物３の全周を杭１の金属部分に溶接することができるため、杭頭接合金物３の杭１に対する接合強度を高めることができる。
【００４０】
以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、杭１としてＳＣパイルを用いているが、杭頭面１ａに金属部分を有する杭であれば、例えばＰＣ杭やＰＨＣ杭、ＰＲＣ杭、節杭など、ＳＣパイル以外の杭を用いてもよい。また、上記実施形態では、杭頭接合金物３がリング状プレート３３を備えているが、リング状プレート３３を備えないように構成してもよい。また、上記実施形態では、杭頭接合金物３のトッププレート３１およびリング状プレート３３の外径を、杭１の外径と同一としているが、杭１の外径よりも小さくできることは勿論のこと、杭１の沈設が可能であれば杭１の外径よりも大きくしてもよい。また、上記実施形態では、杭１の支持層への定着方法を特に限定していないが、打撃や圧入による方法を採用できるほか、杭先端に金具を装備し、杭１の中空部１Ｃに挿入したロッドの回転と先端の金具による水の噴出などにより地盤Ｇを軟化させて杭１を支持層に回転圧入させ、その後根固め部７１を造成する方法を採用してもよい。また、上記実施形態では、杭１と鉄骨柱２との接合部に鉄筋コンクリート構造体４を構築しているが、これを設けない形態とすることも可能である。また、上記実施形態では、基礎梁を設けていないが、基礎梁を設けることも可能であり、接合部の周囲にフーチングを設けることも可能である。さらに、鉄骨柱２の形状やボルト挿通孔２３，３６の数量、位置、ボルト８やナット９の数量、形状なども上記実施形態のものに限定されるものではない。これらのほか、各部材の具体的形状や、配置、数量など、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１ 杭
１Ｃ 中空部
１Ｈ 頭部
１ａ 杭頭面（上面）
２ 鉄骨柱
２Ｆ 脚部
３ 杭頭接合金物
４ 鉄筋コンクリート構造体
６ 掘削孔
７ ソイルセメント
８ ボルト
９ ナット
１２ 端板
２２ ベースプレート
２３ ボルト挿通孔
３１ トッププレート（プレート部）
３１ｂ 下面（杭１側の面）
３２ フットプレート（脚部）
３３ リング状プレート
３５ 開口
３６ ボルト挿通孔
４５ 無収縮モルタル
Ｇ 地盤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭と鉄骨柱との接合構造および杭と鉄骨柱との接合方法に係り、特に、基礎梁やフーチングを設けることなく杭と柱とを直接接合するのに適した接合構造および接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄骨造建物の杭基礎は、最下階のスラブ面から所定寸法下がった位置に杭頭が位置するように複数の杭を地盤中に構築し、各杭の杭頭を巻き込むようにフーチングを構築するとともに、これらフーチングを地中梁で連結して一体化したうえで、フーチングに建物の柱を接合する構造が一般的であった。ところが、近年、フーチングおよび地中梁を設けずに杭と柱とを直接接合する構造が採用され始めている。この構造によれば、大幅な工期の短縮およびコストの削減を図ることができる。
【０００３】
このような杭と柱との直接接合構造として、柱の下部にベースプレートを設けるとともに、上面にアンカーボルトを備えた杭頭接合金物を、地盤中に埋設された既製杭に対して水平施工誤差を吸収する位置に溶接し、ベースプレートよりも下側の連結部を杭頭内に挿入した状態で、アンカーボルトによって杭の鉛直施工誤差を吸収しつつベースプレートを支持させるようにしたもの（特許文献１参照）が知られている。
【０００４】
一方、鉄骨柱の脚部を杭頭内に挿入すると、杭径が必要以上に大きくなることがあるため、これを改善するための接合構造として、ベースプレートよりも下側の連結部を柱本体よりも小断面とし、地盤中に埋設された既製杭の上面にアンカーボルトを突出させ、アンカーボルトに杭の鉛直施工誤差を吸収させつつベースプレートを支持させるようにしたもの（特許文献２，３参照）や、柱の納まりとは関係なく杭径を決定できるようにするために、杭頭に溶接した杭頭接合部プレートに、鉄骨柱のベースプレートをボルトで高さ調整可能に支持させるようにした発明（特許文献４参照）なども提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４０５６３９号公報
【特許文献２】特許第３６７１３４２号公報
【特許文献３】特開２００２−１９４７４８号公報
【特許文献４】特開２００２−１８８１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、杭を地盤中に埋設した後に杭頭接合金物を溶接しなければないため、作業が天候に左右されるなど、作業条件の制約が厳しくなり、安定した品質確保が困難である。また、溶接作業用のスペースを確保しなければならいため、地盤掘削量が増大することも考えられる。このような問題は引用文献４に記載の発明においても同様に存在する。一方、引用文献２，３に記載の発明では、ボルトによってベースプレートを杭頭に接合するためこのような問題は生じないが、杭位置の鉛直方向の施工誤差をボルトによって吸収することができる一方、水平方向の施工誤差を吸収することはできない。ここで、水平方向の施工誤差を吸収するために、杭の設置後にベースプレートの加工を行うことも考えられるが、このようにすると、鉄骨製作が遅れて工期が延びる虞がある。
【０００７】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、現場溶接を用いることなく杭と鉄骨柱とを直接接合し、且つ杭の鉛直方向および水平方向の施工誤差を吸収して鉄骨柱を適正な位置に配置することのできる杭と鉄骨柱との接合方法および杭頭接合金物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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、筒状に形成され且つ上面（１ａ）に金属部分（１２）を有する杭（１）と、複数のボルト挿通孔（２３）が形成されたベースプレート（２２）を下端に備えた鉄骨柱（２）とを接合するための杭と柱との接合方法であって、略円形を呈する金属製のプレート部（３１）と、一端がプレート部の一方の面（３１ｂ）に溶接され、プレート部の周縁に沿うように互いに離間して配置された複数の脚部（３２）とを有する杭頭接合金物（３）を用意するステップと、プレート部が杭の上面に対向し、且つ軸方向視において杭の中空部（１Ｃ）を覆うように、杭頭接合金物を杭の上端に取付け、隣接する脚部間に形成される開口（３５）によって杭の中空部と杭の上方外部とを連通させるステップと、地盤（Ｇ）を掘削し、掘削孔（６）内においてセメントミルクを注入しながら土砂を撹拌混合してソイルセメント（７）を造成するステップと、杭頭接合金物が取付けられた杭をソイルセメントが充填された掘削孔に挿入し、中空部の空気を開口から外部へ排出させながら沈設するステップと、杭が沈設された後に、鉄骨柱を所定の位置に配置したときにベースプレートのボルト挿通孔に整合するように、プレート部に複数のボルト挿通孔（３６）を形成するステップと、鉄骨柱を杭の上方に配置し、プレート部のボルト挿通孔とベースプレートのボルト挿通孔とにボルト（８）を挿通し、該ボルトに螺着させたナット（９）によって鉄骨柱の高さ調整を行いつつ杭頭接合金物と鉄骨柱とを接合するステップとを備える方法を提供する。
【０００９】
また、本発明の一側面によれば、杭頭接合金物と鉄骨柱とを接合した後に、杭頭接合金物と鉄骨柱との間に無収縮モルタル（４５）を充填するステップや、杭頭接合金物と鉄骨柱とを接合した後に、杭の頭部（１Ｈ）、杭頭接合金物および鉄骨柱の脚部（１Ｆ）を巻き込む鉄筋コンクリート構造体（４）を構築するステップを更に備える構成とすることができる。
【００１０】
また、上記課題を解決するために、本発明は、筒状に形成され且つ上面（１ａ）に金属部分（１２）を有するとともに、内部にソイルセメント（７）が造成された掘削孔（６）内に沈設される杭（１）と、複数のボルト挿通孔（２３）が形成されたベースプレート（２２）を下端に備える鉄骨柱（２）とを接合するために、沈設前に杭の上端に取付けられる杭頭接合金物（３）であって、杭の上面に対向配置され、軸方向視において杭の中空部（１Ｃ）を覆う略円形の金属製のプレート部（トッププレート３１）と、一端がプレート部の杭側の面に溶接されるとともに、プレート部の周縁に沿うように互いに離間して配置され、杭の上端に取付けられた状態で杭の中空部と杭の上方外部とを連通する開口（３５）を形成する複数の脚部（フットプレート３２）とを備える杭頭接合金物を提供する。
【００１１】
本発明の一側面によれば、複数の脚部の他端側に連結され、当該複数の脚部を連結する金属製のリング状プレート部（３３）を杭頭接合金物が更に備える構成とすることができる。
【００１２】
本発明によれば、杭を地盤中に沈設する前に杭頭接合金物を溶接するため、天候などの作業条件に左右されず、安定した品質を確保することができる。また、溶接作業用のスペースを埋設した杭の周辺に確保する必要がないため、地盤掘削量の増大を回避することができる。また、杭を沈設した後に、ベースプレートのボルト挿通孔に整合する位置にプレート部のボルト挿通孔を形成することで、杭位置の水平方向の施工誤差を吸収し、且つボルト挿通孔に通したボルトおよびナットにより杭位置の鉛直方向の施工誤差を吸収して鉄骨柱を所定の位置に配置することができる。さらに、杭の設置後にベースプレートの加工を行う必要もないため、鉄骨製作の遅れにより工期が延びる虞もない。
【００１３】
また、杭頭接合金物と鉄骨柱との間に無収縮モルタルを充填し、或いは、杭の頭部、杭頭接合金物および鉄骨柱の脚部を巻き込む鉄筋コンクリート構造体を構築するように構成することにより、鉄骨柱の軸力を確実に杭１に伝達させることができ、杭と鉄骨柱との接合強度を高めることができる。
【００１４】
また、杭頭接合金物が金属製のリング状プレート部を備えるように構成することにより、リング状プレート部の全周を杭の金属部分に溶接することができるため、杭頭接合金物の杭に対する接合強度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
このように本発明によれば、現場溶接を用いることなく杭と鉄骨柱とを直接接合し、且つ杭の鉛直方向および水平方向の施工誤差を吸収して鉄骨柱を適正な位置に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る杭と鉄骨柱との接合構造を鉄筋コンクリート構造体を透視して示す側面図
【図２】実施形態に係る杭と鉄骨柱との接合構造の縦断面図
【図３】図１中のIII−III線に沿って鉄筋コンクリート構造体を透視して示す断面図
【図４】図１中のIV−IV線に沿って鉄筋コンクリート構造体を透視して示す断面図
【図５】実施形態に係る杭頭接合金物の斜視図
【図６】実施形態に係る杭と鉄骨柱との接合方法の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明に係る杭１と鉄骨柱２との接合方法およびこれに用いられる杭頭接合金物３の実施形態について説明する。なお、図１，図３および図４においては、鉄筋コンクリート構造体４を透視して示している。
【００１８】
図１および図２に示すように、本発明に係る杭１と鉄骨柱２との接合構造は、一本の杭１に一本の鉄骨柱２を支持させるようにしたものであり、ここでは、鉄筋コンクリート構造体４により構成される接合部分が最下階（ここでは１階）の床面５よりも低い位置に設定されている。
【００１９】
杭１は、ＳＣパイル（Steel and Concret composite pile：外殻鋼管付き高強度コンクリートパイル）であり、外周面に配置された鋼管１１と、鋼管１１の上下端に溶接により一体とされたリング状の端板１２と、鋼管１１の内部に筒状に充填された高強度コンクリート１３とにより構成される。つまり、杭１は、軸線方向に沿って延在し、両端が開口する中空部１Ｃを高強度コンクリート１３の内側に形成するとともに、金属製の端板１２によって上面（以下、杭頭面１ａと記す。）が画成されている。また、上側の端板１２の周面上端には、全周にわたってＪ形開先が形成されている。
【００２０】
図３に併せて示すように、鉄骨柱２は、断面が略正方形を呈する中空の四角柱からなる柱本体２１と、柱本体２１の下端に溶接され、柱本体２１の断面形状よりも大きく且つ相似な平面形状を有するベースプレート２２とを有しており、ベースプレート２２が杭頭面１ａの直上に位置するように配置される。ベースプレート２２の四隅近傍には、それぞれボルト挿通孔２３が形成されている。
【００２１】
杭１と鉄骨柱２との間には、杭１に対しては全周溶接により連結され、鉄骨柱２に対しては、頭部がなく全長にわたって雄ねじが形成された寸切ボルト（以下、ボルト８と記す。）およびナット９により締結された杭頭接合金物３が配置される。
【００２２】
図２、図４、図５に示すように、杭頭接合金物３は、略円形を呈する金属製のトッププレート３１と、一端がトッププレート３１の杭１側の面（以下、下面３１ｂと記す）に溶接されるとともに、トッププレート３１の周縁に沿って互いに離間して配置された複数（ここでは８つ）のフットプレート３２と、フットプレート３２の他端側に溶接され、全てのフットプレート３２を連結する金属性のリング状プレート３３とを備えている。
【００２３】
トッププレート３１は、杭径と略同一の外径を有する略円形とされている。フットプレート３２は、同一形状すなわち同一高さを有する金属製のプレートであり、一定間隔となるようにトッププレート３１の中心から等距離且つ４５度間隔に配置され、トッププレート３１に対して垂直に接合される。リング状プレート３３は、杭径と同一の外径を有し、杭１の内径よりも小さな内径を有する。
【００２４】
杭頭接合金物３は、トッププレート３１が杭頭面１ａに対向するとともに、杭１の軸方向視において中空部１Ｃを覆ように、また、複数のフットプレート３２が杭頭面１ａの周縁に沿って配置され、且つ隣接するフットプレート３２の間に杭１の中空部１Ｃと杭１の上方外部とを連通する開口３５が形成されるように、杭１の上端に取付けられる。なお、開口３５は、後記するように、杭１の埋込み時に杭１の中空部１Ｃの空気およびソイルセメントを外部に排出させる役割を果たす。
【００２５】
リング状プレート３３の周面下端には、上側の端板１２に形成されたＪ形開先と協働してＵ形開先をなすＪ形開先が全周にわたって形成されており、Ｕ形開先に対する全周溶接により、杭頭接合金物３が杭１の上端に強固に取付けられる。
【００２６】
一方、トッププレート３１には、鉄骨柱２のベースプレート２２に形成されたボルト挿通孔２３に対峙する位置に４つのボルト挿通孔３６が形成されている。トッププレート３１およびベースプレート２２の一対のボルト挿通孔２３，３６に対し、それぞれ１本のボルト８が挿通され、各ボルト８に対して上下に２つのナット９が螺合しており、鉄骨柱２が杭頭接合金物３に対する相対離間距離すなわちその高さを調整可能に杭頭接合金物３に接合される。
【００２７】
杭頭接合金物３と鉄骨柱２との間には、無収縮モルタル４５が充填されており、鉄骨柱２の軸力が無収縮モルタル４５を介して杭頭接合金物３へ伝達するようになっている。
【００２８】
また、杭１の頭部１Ｈ、杭頭接合金物３、および鉄骨柱２の脚部２Ｆの周囲には、これらを巻き込むように鉄筋コンクリート構造体４を構築することができ、鉄骨柱２の応力（軸力、曲げ、せん断）を鉄筋コンクリート構造体４をも介して杭頭接合金物３へ伝達できるようになっている。
【００２９】
鉄筋コンクリート構造体４は、杭径よりも大きな直径の円形断面を呈し、杭頭面１ａから所定寸法下がった高さから上方に打設されたコンクリート４１と、その内部に設けられた鉄筋かご４２とにより構成される。鉄筋かご４２は、上下方向に延在し、水平方向に所定間隔をおいて円形に配置された複数の主筋４３と、これら主筋４３を取り囲むように円形に形成され、上下方向に所定間隔をおいて水平に配置された複数のフープ筋４４とを有する。各主筋４３は、杭頭面１ａよりも下方へ突出し且つ鉄骨柱２のベースプレート２２の上面よりも上方へ突出するように配置される。なお、杭１の中空部１Ｃの大部分にはソイルセメント７が充填されており、杭頭接合金物３の内部にはコンクリート４１が充填される。
【００３０】
次に、図６などを参照して実施形態に係る杭１と鉄骨柱２との接合方法について説明する。
【００３１】
まず、略円形を呈するトッププレート３１と、一端がトッププレート３１の下面３１ｂに溶接され、トッププレート３１の周縁に沿うように互いに離間して配置された複数のフットプレート３２と、フットプレート３２の他端側に溶接され、全てのフットプレート３２を連結するリング状プレート３３とを有する杭頭接合金物３を用意する（図５参照）。
【００３２】
次に、杭１の製造工場などにおいて、トッププレート３１が杭頭面１ａに対向するとともに、軸方向視において杭１の中空部１Ｃを覆うように、また、複数のフットプレート３２が杭頭面１ａの周縁に沿い、且つ隣接するフットプレート３２間に杭１の中空部１Ｃと杭１の上方外部とを連通させる開口３５が形成されるように、杭頭接合金物３を杭１の上端に取付ける（図１，２参照）。そして、このようにして杭頭接合金物３が上端に取付けられた杭１を現場へ搬入する。
【００３３】
一方、現場において、（Ａ）に示すように、先端に拡大ヘッドを有し、螺旋部分に切欠を有するオーガスクリュー５１を用いて、掘削液を適宜吐出しながら所定の深度まで地盤Ｇを掘削し、（Ｂ）に示すように、先端の拡大ヘッドを拡大させた状態でオーガスクリュー５１を反転させながら引き上げ、掘削孔６の下側部分の径が大きくなるように地盤Ｇを掘削する。次に、（Ｃ）に示すように、掘削孔６内においてセメントミルクを注入しながらオーガスクリュー５１を上下移動および正転・反転させ、掘削土砂を撹拌混合してソイルセメント７を造成する。
【００３４】
その後、（Ｄ）に示すように、掘削孔６の底部においてソイルセメント７のうち他の部分よりも高強度となる根固め部７１を築造した後、オーガスクリュー５１を引き上げ、（Ｅ）に示すように、搬入済みの杭頭接合金物３が取付けられた杭１をソイルセメント７が充填された掘削孔６に挿入し、杭１の中空部１Ｃの空気を杭頭接合金物３の開口３５から外部へ排出させながら沈設し、杭１の先端を根固め部７１に突入させ支持地盤に定着させる。なお、杭１の沈設に伴い、ソイルセメント７が杭１の中空部１Ｃおよび杭１の外周部に充填されることとなり、ソイルセメント７が多い場合には、杭１の中空部１Ｃ内のソイルセメント７は杭頭接合金物３の開口３５を介して外部へ排出される。
【００３５】
ここで、図２を参照して説明すると、杭１に設置誤差が生じた場合、杭頭面１ａが所定の位置に対して水平方向および鉛直方向にずれた状態となる。そこで、杭１が沈設された後に、鉄骨柱２を所定の位置に配置したときにベースプレート２２のボルト挿通孔２３に整合するように、トッププレート３１に４つのボルト挿通孔３６を形成する。その後、鉄骨柱２を杭１の上方に配置し、トッププレート３１のボルト挿通孔３６とベースプレート２２のボルト挿通孔２３とにボルト８を挿通し、該ボルト８に螺着させた４つのナット９によって鉄骨柱２の高さ調整を行いつつトッププレート３１とベースプレート２２とを接合することで、鉄骨柱２を杭頭接合金物３つまり杭１に接合する。
【００３６】
その後、杭頭接合金物３と鉄骨柱２との間に無収縮モルタル４５を充填するとともに、杭１の頭部１Ｈ、杭頭接合金物３、および鉄骨柱２の脚部２Ｆの周囲に鉄筋コンクリート構造体４を構築する。なお、鉄筋コンクリート構造体４の構築にあたっては、杭１の周辺の地盤Ｇを鉄筋組立作業および形枠組立作業に支障を来さない範囲で掘削するとともに、杭頭接合金物３の内部にソイルセメント７が充填されている場合には、杭１の沈設後であってボルト挿通孔３６を形成する前に、杭頭接合金物３の内部のソイルセメント７を撤去する。
【００３７】
このような杭頭接合金物３およびこれを用いた杭１と鉄骨柱２との接合方法によれば、杭１を地盤Ｇ中に沈設する前に工場などで杭頭接合金物３を杭１の上端に溶接するため、天候などの作業条件に左右されず、安定した品質を確保することができる。また、埋設した杭１の周辺に溶接作業用のスペースを確保する必要がないため、地盤Ｇの掘削量の増大を招くこともない。また、杭１を沈設した後に、ベースプレート２２のボルト挿通孔２３に整合する位置にトッププレート３１のボルト挿通孔３６を形成することで、埋設された杭１の水平方向の施工誤差を吸収し、且つボルト挿通孔２３，３６に通したボルト８およびナット９により杭１の鉛直方向の施工誤差を吸収して鉄骨柱２を所定の位置に配置することができる。さらに、杭１の設置後にベースプレート２２の加工を行う必要もないため、鉄骨製作の遅れにより工期が延びる虞もない。
【００３８】
また、杭頭接合金物３と鉄骨柱２との間に無収縮モルタル４５を充填し、杭１の頭部１Ｈ、杭頭接合金物３および鉄骨柱２の脚部２Ｆを巻き込むように鉄筋コンクリート構造体４を構築することにより、鉄骨柱２の軸力を確実に杭１に伝達させることができ、杭１と鉄骨柱２との接合強度を高めることができる。
【００３９】
また、杭頭接合金物３がリング状プレート３３を備えることにより、杭頭接合金物３の全周を杭１の金属部分に溶接することができるため、杭頭接合金物３の杭１に対する接合強度を高めることができる。
【００４０】
以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、杭１としてＳＣパイルを用いているが、杭頭面１ａに金属部分を有する杭であれば、例えばＰＣ杭やＰＨＣ杭、ＰＲＣ杭、節杭など、ＳＣパイル以外の杭を用いてもよい。また、上記実施形態では、杭頭接合金物３がリング状プレート３３を備えているが、リング状プレート３３を備えないように構成してもよい。また、上記実施形態では、杭頭接合金物３のトッププレート３１およびリング状プレート３３の外径を、杭１の外径と同一としているが、杭１の外径よりも小さくできることは勿論のこと、杭１の沈設が可能であれば杭１の外径よりも大きくしてもよい。また、上記実施形態では、杭１の支持層への定着方法を特に限定していないが、打撃や圧入による方法を採用できるほか、杭先端に金具を装備し、杭１の中空部１Ｃに挿入したロッドの回転と先端の金具による水の噴出などにより地盤Ｇを軟化させて杭１を支持層に回転圧入させ、その後根固め部７１を造成する方法を採用してもよい。また、上記実施形態では、杭１と鉄骨柱２との接合部に鉄筋コンクリート構造体４を構築しているが、これを設けない形態とすることも可能である。また、上記実施形態では、基礎梁を設けていないが、基礎梁を設けることも可能であり、接合部の周囲にフーチングを設けることも可能である。さらに、鉄骨柱２の形状やボルト挿通孔２３，３６の数量、位置、ボルト８やナット９の数量、形状なども上記実施形態のものに限定されるものではない。これらのほか、各部材の具体的形状や、配置、数量など、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１ 杭
１Ｃ 中空部
１Ｈ 頭部
１ａ 杭頭面（上面）
２ 鉄骨柱
２Ｆ 脚部
３ 杭頭接合金物
４ 鉄筋コンクリート構造体
６ 掘削孔
７ ソイルセメント
８ ボルト
９ ナット
１２ 端板
２２ ベースプレート
２３ ボルト挿通孔
３１ トッププレート（プレート部）
３１ｂ 下面（杭１側の面）
３２ フットプレート（脚部）
３３ リング状プレート
３５ 開口
３６ ボルト挿通孔
４５ 無収縮モルタル
Ｇ 地盤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に形成され且つ少なくとも上面に金属部分を有する杭と、複数のボルト挿通孔が形成されたベースプレートを下端に備えた鉄骨柱とを接合するための杭と柱との接合方法であって、
略円形を呈する金属製のプレート部と、一端が前記プレート部の一方の面に連結され、前記プレート部の周縁に沿って互いに離間して配置された複数の脚部とを有する杭頭接合金物を用意するステップと、
前記プレート部が前記杭の上面に対向するとともに、軸方向視において前記杭の中空部を覆うように、また、複数の脚部が前記杭の上面の周縁に沿い、且つ隣接する脚部間に前記杭の中空部と前記杭の上方外部とを連通させる開口が形成されるように、前記杭頭接合金物を前記杭の上端に取付けるステップと、
地盤を掘削し、掘削孔内においてセメントミルクを注入しながら土砂を撹拌混合してソイルセメントを造成するステップと、
前記杭頭接合金物が取付けられた杭を前記ソイルセメントが充填された前記掘削孔に挿入し、前記中空部の空気を前記開口から外部へ排出させながら沈設するステップと、
前記杭が沈設された後に、前記鉄骨柱を所定の位置に配置したときに前記ベースプレートの前記ボルト挿通孔に整合するように、前記プレート部に複数のボルト挿通孔を形成するステップと、
前記鉄骨柱を前記杭の上方に配置し、前記プレート部のボルト挿通孔と前記ベースプレートのボルト挿通孔とにボルトを挿通し、該ボルトに螺着させたナットによって前記鉄骨柱の高さ調整を行いつつ前記杭頭接合金物と前記鉄骨柱とを接合するステップと
を備えることを特徴とする杭と柱との接合方法。
【請求項２】
前記杭頭接合金物と前記鉄骨柱とを接合した後に、前記杭頭接合金物と前記鉄骨柱との間に無収縮モルタルを充填するステップを更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の杭と柱との接合方法。
【請求項３】
前記杭頭接合金物と前記鉄骨柱とを接合した後に、前記杭の頭部、前記杭頭接合金物および前記鉄骨柱の脚部を巻き込む鉄筋コンクリート構造体を構築するステップを更に備えることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の杭と柱との接合方法。
【請求項４】
筒状に形成され且つ上面に金属部分を有するとともに、内部にソイルセメントが造成された掘削孔内に沈設される杭と、複数のボルト挿通孔が形成されたベースプレートを下端に備える鉄骨柱とを接合するために、沈設前に前記杭の上端に取付けられる杭頭接合金物であって、
前記杭の上面に対向配置されるとともに、軸方向視において前記杭の中空部を覆う略円形の金属製のプレート部と、
一端が前記プレート部の前記杭側の面に連結されるとともに、前記プレート部の周縁に沿って互いに離間して配置され、前記杭の上端に取付けられた状態において、他端が前記杭の上面の周縁に沿い、且つ隣接する２つの間に前記杭の中空部と前記杭の上方外部とを連通する開口を形成する複数の脚部と
を備えることを特徴とする杭頭接合金物。
【請求項５】
前記複数の脚部の他端側に連結され、当該複数の脚部を連結する金属製のリング状プレート部を更に備えていることを特徴とする、請求項４に記載の杭頭接合金物。
【請求項１】
筒状に形成され且つ少なくとも上面に金属部分を有する杭と、複数のボルト挿通孔が形成されたベースプレートを下端に備えた鉄骨柱とを接合するための杭と柱との接合方法であって、
略円形を呈する金属製のプレート部と、一端が前記プレート部の一方の面に連結され、前記プレート部の周縁に沿って互いに離間して配置された複数の脚部とを有する杭頭接合金物を用意するステップと、
前記プレート部が前記杭の上面に対向するとともに、軸方向視において前記杭の中空部を覆うように、また、複数の脚部が前記杭の上面の周縁に沿い、且つ隣接する脚部間に前記杭の中空部と前記杭の上方外部とを連通させる開口が形成されるように、前記杭頭接合金物を前記杭の上端に取付けるステップと、
地盤を掘削し、掘削孔内においてセメントミルクを注入しながら土砂を撹拌混合してソイルセメントを造成するステップと、
前記杭頭接合金物が取付けられた杭を前記ソイルセメントが充填された前記掘削孔に挿入し、前記中空部の空気を前記開口から外部へ排出させながら沈設するステップと、
前記杭が沈設された後に、前記鉄骨柱を所定の位置に配置したときに前記ベースプレートの前記ボルト挿通孔に整合するように、前記プレート部に複数のボルト挿通孔を形成するステップと、
前記鉄骨柱を前記杭の上方に配置し、前記プレート部のボルト挿通孔と前記ベースプレートのボルト挿通孔とにボルトを挿通し、該ボルトに螺着させたナットによって前記鉄骨柱の高さ調整を行いつつ前記杭頭接合金物と前記鉄骨柱とを接合するステップと
を備えることを特徴とする杭と柱との接合方法。
【請求項２】
前記杭頭接合金物と前記鉄骨柱とを接合した後に、前記杭頭接合金物と前記鉄骨柱との間に無収縮モルタルを充填するステップを更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の杭と柱との接合方法。
【請求項３】
前記杭頭接合金物と前記鉄骨柱とを接合した後に、前記杭の頭部、前記杭頭接合金物および前記鉄骨柱の脚部を巻き込む鉄筋コンクリート構造体を構築するステップを更に備えることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の杭と柱との接合方法。
【請求項４】
筒状に形成され且つ上面に金属部分を有するとともに、内部にソイルセメントが造成された掘削孔内に沈設される杭と、複数のボルト挿通孔が形成されたベースプレートを下端に備える鉄骨柱とを接合するために、沈設前に前記杭の上端に取付けられる杭頭接合金物であって、
前記杭の上面に対向配置されるとともに、軸方向視において前記杭の中空部を覆う略円形の金属製のプレート部と、
一端が前記プレート部の前記杭側の面に連結されるとともに、前記プレート部の周縁に沿って互いに離間して配置され、前記杭の上端に取付けられた状態において、他端が前記杭の上面の周縁に沿い、且つ隣接する２つの間に前記杭の中空部と前記杭の上方外部とを連通する開口を形成する複数の脚部と
を備えることを特徴とする杭頭接合金物。
【請求項５】
前記複数の脚部の他端側に連結され、当該複数の脚部を連結する金属製のリング状プレート部を更に備えていることを特徴とする、請求項４に記載の杭頭接合金物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−５７４３３（Ｐ２０１２−５７４３３Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０４０８５（Ｐ２０１０−２０４０８５）
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００１７４９４３）三井住友建設株式会社 (346)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００１７４９４３）三井住友建設株式会社 (346)
【Ｆターム（参考）】
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