節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭
【課題】補強バンドの長さが短くとも、軸方向鉄筋が配設されない区間を補強することで端板と軸方向鉄筋との一体性が確保され、ＰＲＣ構造が全長に渡って形成される構造とした節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭を提供する。
【解決手段】ＰＣ鋼材７，軸方向鉄筋８を配設した節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭１において、端板５Ａと前記軸方向鉄筋の基端部８Ａとの間の軸方向鉄筋がない区間Ｄを前記端板にスタッド溶接により設置したスタッド筋９で補強する構成とした。
【解決手段】ＰＣ鋼材７，軸方向鉄筋８を配設した節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭１において、端板５Ａと前記軸方向鉄筋の基端部８Ａとの間の軸方向鉄筋がない区間Ｄを前記端板にスタッド溶接により設置したスタッド筋９で補強する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭、詳しくは、プレテンション式の鉄筋コンクリート構造からなる節付き杭の端部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
既製コンクリート杭の種類として、ＲＣ杭、ＰＨＣ杭、ＳＣ杭およびＰＲＣ杭などが知られているが、これら既製コンクリート杭のうち、ＰＲＣ杭はＲＣ杭とＰＨＣ杭の双方の性能を組み合わせた構造であり、地震時に発生する水平力によって杭体に生ずるモーメントに対し優れた耐力をもたせたものである。
【０００３】
一方、既製コンクリート杭の形状は、ＪＩＳ Ａ５３７３附属書Ｅに規定された中空円筒状のストレート杭、拡径部を有したＳＴ杭または一定間隔の節部を有する節付き杭が知られている。なかには杭頭部に拡径部を有する節付き杭も製造されている。なお、ＰＲＣ杭としては、（社）コンクリートパイル建設技術協会が仕様を統一した所謂コピタ型ＰＲＣ杭が知られているが、ＳＴ杭または節付き杭の形状では仕様が統一されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プレテンション式のＰＲＣ構造では、杭体内に軸方向のＲＣ鉄筋（以下、軸方向鉄筋）を配設した後、緊張材（ＰＣ鋼材）を引っ張った状態でコンクリートを養生硬化させる必要があるが、この際、杭頭部または杭先端部の端板と軸方向鉄筋の基端部との間に間隔が生ずることになり、この離間した区間が構造上ＰＣ構造となってしまう。そこで、このような場合には、杭頭部または杭先端部に設置する補強バンドの材質と厚さを確保し、断面で所定の性能を満たすよう設計する必要があった。
【０００５】
また、ＰＲＣ構造を節付き杭にも適用する場合には、構造上ＰＣ構造となってしまう杭頭部または杭先端部の端板と軸方向鉄筋の基端部との間の離間した区間を、長さを所定長だけ延ばした補強バンドで補強し、全長にわたってＲＣ構造として一体性が確保された構造とする方法も考えられる。しかし、補強バンドを所定長より長くした場合、杭頭部または杭先端部から近い位置にある節部に補強バンドの一端側が食い込み、節部の一体性を損なうおそれがある。したがって、節付き杭の場合、補強バンドを所定長より長くすることができず、上記のよう手段は採用できないといった問題点がある。
【０００６】
そこで、新たに所定長の定着筋を端板に取り付けることが考えられるが、ＰＲＣ構造では杭体内に緊張材，軸方向鉄筋およびせん断補強筋などが配設されているため、定着筋の溶接代や作業空間の確保などの点で難しいといった問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するため、狭い作業空間の中での作業が容易である一方、溶接代も少なくできるスタッド溶接によって端板にスタッド筋を配設することで、杭頭部或いは杭先端部の端板と軸方向鉄筋との一体性が確保され、ＰＲＣ構造が全長に渡って形成される構造とした節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭を提供することを目的としたものである。
【０００８】
上記の目的を達成するため、第一発明として、ＰＣ鋼材に加え軸方向鉄筋を配設した節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭において、杭頭部または杭先端部の端板と前記軸方向鉄筋の基端部との離間する区間を、前記端板にスタッド溶接により設置したスタッド筋で補強する構成とした。
【０００９】
また、上記の目的を達成するため、第二発明として、前記スタッド筋が前記軸方向鉄筋に沿って平行に配設され、且つ前記スタッド筋の径と本数が杭体内の前記軸方向鉄筋と同径，同本数である構造とした。
【００１０】
さらに、上記の目的を達成するため、第三発明として、節付き杭の杭頭部に拡径部を有するプレストレスト鉄筋コンクリート杭の前記拡径部において、前記スタッド筋がＰＣ鋼材および軸方向鉄筋の外周側に配設されている構成とした。
【００１１】
そして、上記の目的を達成するため、第四発明として、前記第三発明のスタッド筋にらせん筋を巻き付け、前記軸方向鉄筋に巻き付けたらせん筋とで、前記端板と前記軸方向鉄筋の基端部との離間する区間を２重のらせん筋構造とした。
【発明の効果】
【００１２】
第一発明では、上記のような構成とすることで、ＰＲＣ構造が節付き杭の端部まで全長に渡って形成され、杭頭部または杭先端部の端板と軸方向鉄筋との一体性が確保される。
【００１３】
また、第二発明では、上記のような構成とすることで、定着用スタッド筋の配設が合理的に無理なく配置できる。
【００１４】
そして、第三発明では、上記のような構成とすることで、拡径部におけるＰＲＣ構造が特に継手部の軸方向引張特性において有利となる。
【００１５】
そして、第四発明では、上記のような構成とすることで、杭体内にあってＰＣ構造となっている前記端板と前記軸方向鉄筋の基端部との離間する区間が、スタッド筋に巻き付けたらせん筋と、前記軸方向鉄筋に巻き付けたらせん筋とで２重のらせん筋構造となり、前記区間の構造強度が一段と強化される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭の一部を省略した半部縦断面図である。
【図２】図１のＡーＡ線断面拡大図である。
【図３】図２のＢーＢ線断面拡大部分図である。
【図４】本発明に係る杭頭部に拡径部を有する節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭の一部を省略した半部縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭を図１ないし図４に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１乃至図３において、１は節杭で、その胴部２（小径部）には長手方向に沿って複数の節部３（大径部）が所定の間隔をおいて形成されている。５Ａは前記節杭１の杭頭部１Ａに設置した端板で、杭頭部１Ａの外周に巻き回して設置した補強バンド６Ａの周端縁が前記端板５Ａに溶接により連結されている。なお、図中５Ｂは前記節杭１の先端部１Ｂに設置した端板、６Ｂは杭の先端部外周に巻き回して設置した補強バンドである。
【００１９】
７は前記節杭１の杭体部に緊張状態で配設したＰＣ鋼材で、節杭１の杭頭部１Ａから先端部１Ｂまで全長にわたって設置されており、節杭１の杭頭部１Ａに設置した端板５Ａに一端を定着した前記ＰＣ鋼材７の他端は杭軸と平行に真っ直ぐに伸び、前記節杭１の先端部１Ｂに設置した端板５Ｂに定着されている。
【００２０】
８は前記ＰＣ鋼材７と同心円上に配設した軸方向鉄筋で、複数本前記ＰＣ鋼材７と平行に配設されており、該軸方向鉄筋８の両端部８Ａ，８Ｂは、前記ＰＣ鋼材７を引っ張った状態でコンクリートＣを養生硬化させた関係で、節杭１の杭頭部１Ａおよび先端部１Ｂに設置した端板５Ａ，５Ｂから所定の間隔だけ離間しており、この離間した区間Ｄだけ軸方向鉄筋８が配設されていない、いわゆるＰＣ構造となっている。
【００２１】
９は杭頭部１Ａに設置した前記端板５Ａにスタッド溶接により設置したスタッド筋で、前記軸方向鉄筋７に沿って平行に配設されており、杭体内にあってＰＣ構造となっている前記離間した区間Ｄの部分を覆って更に他端方向に伸びている。そして、前記スタッド筋９の太さと本数は、杭体内の前記軸方向鉄筋８と同じ太さのものを同じ本数設置してなる構成としたものである。なお、図中、１０は前記軸方向鉄筋８の外側に巻き付けたらせん筋である。
【００２２】
図４に示すものは、本発明に係る節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭１の他の実施例で、杭１の頭部１Ａ側に拡径部１１を形成したものである。そして、前記拡径部１１側の端板１５にスタッド筋１９がスタッド溶接により設置されており、このスタッド筋１９はＰＣ鋼材７および軸方向鉄筋８の外周側に配設されている。
【００２３】
このように、スタッド筋１９をらせん筋１０の外側に配置する場合は、スタッド筋１９の外周にも所定量のらせん筋２０を巻き付け、杭体内にあってＰＣ構造となっている前記離間した区間Ｄの部分を、前記軸方向鉄筋８の外側に巻き付けたらせん筋１０とで２重のらせん筋構造とするか、図４に示すように、補強バンド６Ａをスタッド筋１９の長さよりやや長くして拘束させると良い。
【符号の説明】
【００２４】
１ 節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭
１Ａ 杭頭部
１Ｂ 先端部
２ 胴部
３ 節部
５Ａ・５Ｂ・１５ 端板
６Ａ・６Ｂ 補強バンド
７ ＰＣ鋼材
８ 軸方向鉄筋
９・１９ スタッド筋
１０・２０ らせん筋
１１ 拡径部
【技術分野】
【０００１】
本発明は節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭、詳しくは、プレテンション式の鉄筋コンクリート構造からなる節付き杭の端部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
既製コンクリート杭の種類として、ＲＣ杭、ＰＨＣ杭、ＳＣ杭およびＰＲＣ杭などが知られているが、これら既製コンクリート杭のうち、ＰＲＣ杭はＲＣ杭とＰＨＣ杭の双方の性能を組み合わせた構造であり、地震時に発生する水平力によって杭体に生ずるモーメントに対し優れた耐力をもたせたものである。
【０００３】
一方、既製コンクリート杭の形状は、ＪＩＳ Ａ５３７３附属書Ｅに規定された中空円筒状のストレート杭、拡径部を有したＳＴ杭または一定間隔の節部を有する節付き杭が知られている。なかには杭頭部に拡径部を有する節付き杭も製造されている。なお、ＰＲＣ杭としては、（社）コンクリートパイル建設技術協会が仕様を統一した所謂コピタ型ＰＲＣ杭が知られているが、ＳＴ杭または節付き杭の形状では仕様が統一されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プレテンション式のＰＲＣ構造では、杭体内に軸方向のＲＣ鉄筋（以下、軸方向鉄筋）を配設した後、緊張材（ＰＣ鋼材）を引っ張った状態でコンクリートを養生硬化させる必要があるが、この際、杭頭部または杭先端部の端板と軸方向鉄筋の基端部との間に間隔が生ずることになり、この離間した区間が構造上ＰＣ構造となってしまう。そこで、このような場合には、杭頭部または杭先端部に設置する補強バンドの材質と厚さを確保し、断面で所定の性能を満たすよう設計する必要があった。
【０００５】
また、ＰＲＣ構造を節付き杭にも適用する場合には、構造上ＰＣ構造となってしまう杭頭部または杭先端部の端板と軸方向鉄筋の基端部との間の離間した区間を、長さを所定長だけ延ばした補強バンドで補強し、全長にわたってＲＣ構造として一体性が確保された構造とする方法も考えられる。しかし、補強バンドを所定長より長くした場合、杭頭部または杭先端部から近い位置にある節部に補強バンドの一端側が食い込み、節部の一体性を損なうおそれがある。したがって、節付き杭の場合、補強バンドを所定長より長くすることができず、上記のよう手段は採用できないといった問題点がある。
【０００６】
そこで、新たに所定長の定着筋を端板に取り付けることが考えられるが、ＰＲＣ構造では杭体内に緊張材，軸方向鉄筋およびせん断補強筋などが配設されているため、定着筋の溶接代や作業空間の確保などの点で難しいといった問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するため、狭い作業空間の中での作業が容易である一方、溶接代も少なくできるスタッド溶接によって端板にスタッド筋を配設することで、杭頭部或いは杭先端部の端板と軸方向鉄筋との一体性が確保され、ＰＲＣ構造が全長に渡って形成される構造とした節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭を提供することを目的としたものである。
【０００８】
上記の目的を達成するため、第一発明として、ＰＣ鋼材に加え軸方向鉄筋を配設した節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭において、杭頭部または杭先端部の端板と前記軸方向鉄筋の基端部との離間する区間を、前記端板にスタッド溶接により設置したスタッド筋で補強する構成とした。
【０００９】
また、上記の目的を達成するため、第二発明として、前記スタッド筋が前記軸方向鉄筋に沿って平行に配設され、且つ前記スタッド筋の径と本数が杭体内の前記軸方向鉄筋と同径，同本数である構造とした。
【００１０】
さらに、上記の目的を達成するため、第三発明として、節付き杭の杭頭部に拡径部を有するプレストレスト鉄筋コンクリート杭の前記拡径部において、前記スタッド筋がＰＣ鋼材および軸方向鉄筋の外周側に配設されている構成とした。
【００１１】
そして、上記の目的を達成するため、第四発明として、前記第三発明のスタッド筋にらせん筋を巻き付け、前記軸方向鉄筋に巻き付けたらせん筋とで、前記端板と前記軸方向鉄筋の基端部との離間する区間を２重のらせん筋構造とした。
【発明の効果】
【００１２】
第一発明では、上記のような構成とすることで、ＰＲＣ構造が節付き杭の端部まで全長に渡って形成され、杭頭部または杭先端部の端板と軸方向鉄筋との一体性が確保される。
【００１３】
また、第二発明では、上記のような構成とすることで、定着用スタッド筋の配設が合理的に無理なく配置できる。
【００１４】
そして、第三発明では、上記のような構成とすることで、拡径部におけるＰＲＣ構造が特に継手部の軸方向引張特性において有利となる。
【００１５】
そして、第四発明では、上記のような構成とすることで、杭体内にあってＰＣ構造となっている前記端板と前記軸方向鉄筋の基端部との離間する区間が、スタッド筋に巻き付けたらせん筋と、前記軸方向鉄筋に巻き付けたらせん筋とで２重のらせん筋構造となり、前記区間の構造強度が一段と強化される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭の一部を省略した半部縦断面図である。
【図２】図１のＡーＡ線断面拡大図である。
【図３】図２のＢーＢ線断面拡大部分図である。
【図４】本発明に係る杭頭部に拡径部を有する節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭の一部を省略した半部縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭を図１ないし図４に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１乃至図３において、１は節杭で、その胴部２（小径部）には長手方向に沿って複数の節部３（大径部）が所定の間隔をおいて形成されている。５Ａは前記節杭１の杭頭部１Ａに設置した端板で、杭頭部１Ａの外周に巻き回して設置した補強バンド６Ａの周端縁が前記端板５Ａに溶接により連結されている。なお、図中５Ｂは前記節杭１の先端部１Ｂに設置した端板、６Ｂは杭の先端部外周に巻き回して設置した補強バンドである。
【００１９】
７は前記節杭１の杭体部に緊張状態で配設したＰＣ鋼材で、節杭１の杭頭部１Ａから先端部１Ｂまで全長にわたって設置されており、節杭１の杭頭部１Ａに設置した端板５Ａに一端を定着した前記ＰＣ鋼材７の他端は杭軸と平行に真っ直ぐに伸び、前記節杭１の先端部１Ｂに設置した端板５Ｂに定着されている。
【００２０】
８は前記ＰＣ鋼材７と同心円上に配設した軸方向鉄筋で、複数本前記ＰＣ鋼材７と平行に配設されており、該軸方向鉄筋８の両端部８Ａ，８Ｂは、前記ＰＣ鋼材７を引っ張った状態でコンクリートＣを養生硬化させた関係で、節杭１の杭頭部１Ａおよび先端部１Ｂに設置した端板５Ａ，５Ｂから所定の間隔だけ離間しており、この離間した区間Ｄだけ軸方向鉄筋８が配設されていない、いわゆるＰＣ構造となっている。
【００２１】
９は杭頭部１Ａに設置した前記端板５Ａにスタッド溶接により設置したスタッド筋で、前記軸方向鉄筋７に沿って平行に配設されており、杭体内にあってＰＣ構造となっている前記離間した区間Ｄの部分を覆って更に他端方向に伸びている。そして、前記スタッド筋９の太さと本数は、杭体内の前記軸方向鉄筋８と同じ太さのものを同じ本数設置してなる構成としたものである。なお、図中、１０は前記軸方向鉄筋８の外側に巻き付けたらせん筋である。
【００２２】
図４に示すものは、本発明に係る節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭１の他の実施例で、杭１の頭部１Ａ側に拡径部１１を形成したものである。そして、前記拡径部１１側の端板１５にスタッド筋１９がスタッド溶接により設置されており、このスタッド筋１９はＰＣ鋼材７および軸方向鉄筋８の外周側に配設されている。
【００２３】
このように、スタッド筋１９をらせん筋１０の外側に配置する場合は、スタッド筋１９の外周にも所定量のらせん筋２０を巻き付け、杭体内にあってＰＣ構造となっている前記離間した区間Ｄの部分を、前記軸方向鉄筋８の外側に巻き付けたらせん筋１０とで２重のらせん筋構造とするか、図４に示すように、補強バンド６Ａをスタッド筋１９の長さよりやや長くして拘束させると良い。
【符号の説明】
【００２４】
１ 節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭
１Ａ 杭頭部
１Ｂ 先端部
２ 胴部
３ 節部
５Ａ・５Ｂ・１５ 端板
６Ａ・６Ｂ 補強バンド
７ ＰＣ鋼材
８ 軸方向鉄筋
９・１９ スタッド筋
１０・２０ らせん筋
１１ 拡径部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣ鋼材に加え軸方向鉄筋を配設した節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭において、杭頭部または先端部に設置した端板と前記軸方向鉄筋の基端部との離間する区間を、前記端板にスタッド溶接により設置したスタッド筋で補強する構成としたことを特徴とする節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭。
【請求項２】
前記スタッド筋が前記軸方向鉄筋と平行に配設され、且つ前記スタッド筋の径と本数が杭体内の前記軸方向鉄筋と同径，同本数であることを特徴とする請求項１記載の節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭の一端部側に拡径部を備えた節付き杭であって、前記拡径部の端板にスタッド溶接により設置したスタッド筋が、前記ＰＣ鋼材および前記軸方向鉄筋の外周側に配設されていることを特徴とする節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭。
【請求項４】
前記スタッド筋に所定量のらせん筋を巻き付け、前記軸方向鉄筋に巻き付けたらせん筋とで、前記端板と前記軸方向鉄筋の基端部との離間する区間を２重のらせん筋構造としたことを特徴とする請求項３記載の節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭。
【請求項１】
ＰＣ鋼材に加え軸方向鉄筋を配設した節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭において、杭頭部または先端部に設置した端板と前記軸方向鉄筋の基端部との離間する区間を、前記端板にスタッド溶接により設置したスタッド筋で補強する構成としたことを特徴とする節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭。
【請求項２】
前記スタッド筋が前記軸方向鉄筋と平行に配設され、且つ前記スタッド筋の径と本数が杭体内の前記軸方向鉄筋と同径，同本数であることを特徴とする請求項１記載の節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭の一端部側に拡径部を備えた節付き杭であって、前記拡径部の端板にスタッド溶接により設置したスタッド筋が、前記ＰＣ鋼材および前記軸方向鉄筋の外周側に配設されていることを特徴とする節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭。
【請求項４】
前記スタッド筋に所定量のらせん筋を巻き付け、前記軸方向鉄筋に巻き付けたらせん筋とで、前記端板と前記軸方向鉄筋の基端部との離間する区間を２重のらせん筋構造としたことを特徴とする請求項３記載の節付きプレストレスト鉄筋コンクリート杭。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−２３９７２（Ｐ２０１３−２３９７２Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６１７７２（Ｐ２０１１−１６１７７２）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【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２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【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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