JP4748496B2

JP4748496B2 - Joint structure of steel pipe pile and concrete foundation

Info

Publication number: JP4748496B2
Application number: JP2001270269A
Authority: JP
Inventors: 匡前嶋
Original assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Current assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2021-09-06
Also published as: JP2003074071A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管杭の杭頭部がコンクリート基礎内部に埋設される鋼管杭とコンクリート基礎との接合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鋼管杭とコンクリート基礎であるフーチングとを接合する場合、鋼管杭にかかる曲げモーメントを最小限に抑えるためにフーチングへの鋼管杭の埋め込み長さを最小限に留め、図３（ａ），（ｂ）に示すように主として鉄筋を利用して定着するものが一般である。
【０００３】
図３（ａ）では、地盤２に埋設した鋼管杭１の杭頭部外周に定着筋51を溶接し、該定着筋51を含む杭頭部をフーチング３内に埋設したものであり、図３（ｂ）では、予め組み立てた鉄筋籠52を地盤２に埋設した中空の鋼管杭１の内部に挿入して仮止めした後、鋼管杭１の内部にもコンクリートを打設して鉄筋籠52を含む杭頭部をフーチング３内に埋設したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来例において、フーチング３に伝達される上部構造物からの鉛直荷重が鋼管杭１に伝達された場合、受圧面積は鋼管杭１の断面積となり、鋼管杭１の支持力が高支持力化すると接地圧（＝垂直荷重／受圧面積）が増大し、フーチング３が接地圧により破壊する虞があった。
【０００５】
また、上部構造物から発生する引抜き荷重に対しては鋼管杭１の杭頭部に設けられた定着筋51や鉄筋籠52の付着強さによってフーチング３から鋼管杭１に伝達されるため引抜き荷重が十分に伝達出来ないという問題があり、最近では搭状構造物が増加する傾向にあるため過大な引抜き荷重が発生する場合が多くなり、設計が困難になるという問題があった。
【０００６】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、鉛直荷重や引抜き荷重に対する受圧面積を大きくしてコンクリート基礎を介して上部構造物から発生する鉛直荷重や引抜き荷重を鋼管杭に効率良く伝達することが出来る鋼管杭とコンクリート基礎との接合構造を提供せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係る鋼管杭とコンクリート基礎との接合構造は、鋼管杭の杭頭部がコンクリート基礎内部に埋設される鋼管杭とコンクリート基礎との接合構造において、前記鋼管杭の杭頭頂部から所定高さ下がった杭頭部外周面に、該鋼管杭の外周径よりも１．５倍〜３倍大きな外径で、且つ前記コンクリート基礎に伝達される上部構造物からの鉛直荷重及び引抜き荷重を受けて該鋼管杭に伝達し得る所定の受圧面積を有するリング状の鋼板からなるフランジにより構成される荷重伝達部材を設け、該荷重伝達部材を含む該鋼管杭の杭頭部を前記コンクリート基礎内部に埋設したことを特徴とする。
【０００８】
本発明は、上述の如く構成したので、鋼管杭の杭頭頂部から所定高さ下がった杭頭部外周面に設けた鋼管杭の外周径よりも１．５倍〜３倍大きな外径で、且つリング状の鋼板からなるフランジにより構成される荷重伝達部材により鉛直荷重や引抜き荷重に対する受圧面積を鋼管杭の断面積よりも大きくしてコンクリート基礎を介して上部構造物から発生する鉛直荷重や引抜き荷重を鋼管杭に効率良く伝達することが出来る。
【０００９】
また、受圧面積を鋼管杭の断面積よりも大きくしたことで、鋼管杭の支持力が高支持力化しても接地圧（＝垂直荷重／受圧面積）を小さくすることが出来、コンクリート基礎が接地圧により破壊することを防止することが出来る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係る鋼管杭とコンクリート基礎との接合構造の一実施形態を具体的に説明する。図１（ａ）は本発明に係る鋼管杭とコンクリート基礎との接合構造の第１実施形態の構成を示す断面説明図、図１（ｂ）は第１実施形態の荷重伝達部材の平面説明図である。
【００１１】
先ず図１を用いて本発明に係る鋼管杭とコンクリート基礎との接合構造の第１実施形態の構成について説明する。図１において、１は地盤２に埋設された中空の鋼管杭であり、通常、外径１００mm〜５００mm、厚さ４mm〜２０mm、長さ３ｍ〜１０ｍである。
【００１２】
４は鋼管杭１の外周径よりも大きな外径を有し、且つコンクリート基礎となるフーチング３に伝達される図示しない上部構造物からの鉛直荷重及び引抜き荷重を受けて鋼管杭１に伝達し得る所定の受圧面積を有する荷重伝達部材としてリング状の鋼板からなるフランジである。
【００１３】
フランジ４は鋼管杭１の杭頭部外周に挿通され、リブ５をフランジ４の上面と鋼管杭１の杭頭部外周面に溶接することでフランジ４を鋼管杭１に固定している。フランジ４の外径は鋼管杭１の外径の１．５倍〜３倍程度が好ましく、更に好ましくは略２倍程度である。尚、フランジ４を鋼管杭１に直接溶接して固定しても良い。
【００１４】
本実施形態では、鋼管杭１の外径直径を２６７．４mm、厚さを８mm、フランジ４の内径直径を２８０mm、外径直径を５００mm、厚さを１９mmとしており、受圧面積は鋼管杭１の断面積（５．６１ｍ^２）にフランジ４の面積を加えた１９．６３ｍ^２としている。
【００１５】
そして、フランジ４を含む鋼管杭１の杭頭部をフーチング３内部に埋設して該鋼管杭１とフーチング３とを接合している。尚、図中、１ａは中空鋼管杭１の開口部を閉塞する蓋である。
【００１６】
上記構成により、鋼管杭１の杭頭部に設けた荷重伝達部材となるフランジ４により鉛直荷重や引抜き荷重に対する受圧面積を鋼管杭１の断面積よりも大きくしてコンクリート基礎となるフーチング３を介して図示しない上部構造物から発生する鉛直荷重や引抜き荷重を鋼管杭１に効率良く伝達することが出来る。
【００１７】
また、受圧面積を鋼管杭１の断面積よりも大きくしたことで、該鋼管杭１の支持力が高支持力化しても接地圧（＝垂直荷重／受圧面積）を小さくすることが出来、フーチング３が接地圧により破壊することを防止することが出来る。
【００１８】
次に図２を用いて鋼管杭とコンクリート基礎との接合構造の参考例の構成について説明する。図２（ａ）は鋼管杭とコンクリート基礎との接合構造の参考例の構成を示す断面説明図、図２（ｂ）は参考例の荷重伝達部材の平面説明図である。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。
【００１９】
前記第１実施形態では、荷重伝達部材としてフランジ４を用いた場合について説明したが、本参考例では、荷重伝達部材としてフランジ４の代りに、図２に示すように、鋼管杭１の杭頭部外周面に鋼製の螺旋状の羽根６を約一巻き溶接して固定したものである。
【００２０】
螺旋状の羽根６の外径は鋼管杭１本体の外径の１．５倍〜３倍程度が好ましく、更に好ましくは略２倍程度である。螺旋状の羽根６の厚さは６mm〜４０mmが好ましく、そのストロークＬは５０mm〜２００mm程度が好ましい。
【００２１】
荷重伝達部材をフランジ４の代りに螺旋状の羽根６としても受圧面積を大きくすることが出来、前述した第１実施形態と同様の効果を得ることが出来るものである。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、鋼管杭の杭頭頂部から所定高さ下がった杭頭部外周面に設けた鋼管杭の外周径よりも１．５倍〜３倍大きな外径で、且つリング状の鋼板からなるフランジにより構成される荷重伝達部材により鉛直荷重や引抜き荷重に対する受圧面積を鋼管杭の断面積よりも大きくしてコンクリート基礎を介して上部構造物から発生する鉛直荷重や引抜き荷重を鋼管杭に効率良く伝達することが出来る。
【００２３】
また、受圧面積を鋼管杭の断面積よりも大きくしたことで、鋼管杭の支持力が高支持力化しても接地圧（＝垂直荷重／受圧面積）を小さくすることが出来、コンクリート基礎が接地圧により破壊することを防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係る鋼管杭とコンクリート基礎との接合構造の第１実施形態の構成を示す断面説明図、（ｂ）は第１実施形態の荷重伝達部材の平面説明図である。
【図２】（ａ）は鋼管杭とコンクリート基礎との接合構造の参考例の構成を示す断面説明図、（ｂ）は参考例の荷重伝達部材の平面説明図である。
【図３】従来例を説明する図である。
【符号の説明】
１…鋼管杭
１ａ…蓋
２…地盤
３…フーチング
４…フランジ
５…リブ
６…螺旋状の羽根[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a joint structure between a steel pipe pile and a concrete foundation in which a pile head of the steel pipe pile is embedded in a concrete foundation.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when joining a steel pipe pile and a footing which is a concrete foundation, in order to minimize the bending moment applied to the steel pipe pile, the embedding length of the steel pipe pile in the footing is minimized, as shown in FIG. As shown in (b), what is fixed mainly using reinforcing bars is common.
[0003]
In FIG. 3 (a), the fixing bar 51 is welded to the outer periphery of the pile head of the steel pipe pile 1 embedded in the ground 2, and the pile head including the fixing bar 51 is embedded in the footing 3. In (b), the pre-assembled reinforcing bar 52 is inserted into the hollow steel pipe pile 1 embedded in the ground 2 and temporarily fixed, and then concrete is also placed inside the steel pipe pile 1 to reinforce the reinforcing bar 52. The pile head including this is embedded in the footing 3.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional example, when the vertical load from the upper structure transmitted to the footing 3 is transmitted to the steel pipe pile 1, the pressure receiving area is the cross-sectional area of the steel pipe pile 1, and the supporting capacity of the steel pipe pile 1 is high. When the supporting force is increased, the contact pressure (= vertical load / pressure receiving area) increases, and the footing 3 may be broken by the contact pressure.
[0005]
In addition, the pulling load generated from the superstructure is transmitted from the footing 3 to the steel pipe pile 1 due to the adhesion strength of the anchor bars 51 and the reinforcing bar 52 provided on the pile head of the steel pipe pile 1 so that the pulling load is However, there has been a problem that excessive pull-out load often occurs and the design becomes difficult because the number of tower structures tends to increase recently.
[0006]
The present invention solves the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to increase the pressure-receiving area for vertical loads and pull-out loads and to reduce the vertical loads and pull-out loads generated from the superstructure via the concrete foundation. It is intended to provide a joint structure between a steel pipe pile and a concrete foundation that can be transmitted efficiently.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the steel pipe pile and the concrete foundation according to the present invention have a steel pipe pile and a concrete foundation in which the pile head is embedded in the concrete foundation. From the top structure of the pile head, which is lower than the pile head top by a predetermined height, the outer diameter is 1.5 to 3 times larger than the outer diameter of the steel pipe pile and transmitted to the concrete foundation. A pile head of the steel pipe pile including the load transmission member provided with a load transmission member constituted by a flange made of a ring-shaped steel plate having a predetermined pressure receiving area that can receive a vertical load and a pull-out load and transmit it to the steel pipe pile The portion is embedded in the concrete foundation.
[0008]
Since the present invention is configured as described above, the outer diameter is 1.5 to 3 times larger than the outer diameter of the steel pipe pile provided on the outer peripheral surface of the pile head that is lowered by a predetermined height from the top of the pile head of the steel pipe pile. In addition, the load transmission member composed of a flange made of a ring-shaped steel plate makes the pressure-receiving area for vertical load and pull-out load larger than the cross-sectional area of the steel pipe pile, and the vertical load and pull-out generated from the superstructure via the concrete foundation The load can be efficiently transmitted to the steel pipe pile.
[0009]
In addition, by making the pressure-receiving area larger than the cross-sectional area of the steel pipe pile, the ground pressure (= vertical load / pressure-receiving area) can be reduced even if the supporting capacity of the steel pipe pile is increased, and the concrete foundation is grounded. It is possible to prevent destruction by pressure.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a joint structure between a steel pipe pile and a concrete foundation according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1A is a cross-sectional explanatory view showing a configuration of a first embodiment of a joint structure of a steel pipe pile and a concrete foundation according to the present invention, and FIG. 1B is a plan explanatory view of a load transmitting member of the first embodiment. It is.
[0011]
First, the structure of 1st Embodiment of the joining structure of the steel pipe pile and concrete foundation which concerns on this invention is demonstrated using FIG. In FIG. 1, 1 is a hollow steel pipe pile embedded in the ground 2, and usually has an outer diameter of 100 mm to 500 mm, a thickness of 4 mm to 20 mm, and a length of 3 m to 10 m.
[0012]
4 has an outer diameter larger than the outer peripheral diameter of the steel pipe pile 1 and can receive a vertical load and a drawing load from an upper structure (not shown) transmitted to the footing 3 as a concrete foundation and transmit it to the steel pipe pile 1. It is a flange made of a ring-shaped steel plate as a load transmitting member having a predetermined pressure receiving area.
[0013]
The flange 4 is inserted into the outer periphery of the pile head of the steel pipe pile 1, and the flange 4 is fixed to the steel pipe pile 1 by welding the rib 5 to the upper surface of the flange 4 and the outer periphery of the pile head of the steel pipe pile 1. The outer diameter of the flange 4 is preferably about 1.5 to 3 times the outer diameter of the steel pipe pile 1, more preferably about twice. Note that the flange 4 may be directly welded and fixed to the steel pipe pile 1.
[0014]
In this embodiment, the outer diameter of the steel pipe pile 1 is 267.4 mm, the thickness is 8 mm, the inner diameter of the flange 4 is 280 mm, the outer diameter is 500 mm, and the thickness is 19 mm. It is set to 19.63 m ² obtained by adding the area of the flange 4 to the cross-sectional area (5.61 m ² ).
[0015]
And the pile head of steel pipe pile 1 including flange 4 is embed | buried in the inside of footing 3, and this steel pipe pile 1 and footing 3 are joined. In the figure, 1a is a lid for closing the opening of the hollow steel pipe pile 1.
[0016]
With the above configuration, the flange 4 serving as a load transmission member provided on the pile head of the steel pipe pile 1 has a pressure receiving area with respect to a vertical load or a pull-out load larger than the cross-sectional area of the steel pipe pile 1 via the footing 3 serving as a concrete foundation. Thus, it is possible to efficiently transmit the vertical load and pull-out load generated from the upper structure (not shown) to the steel pipe pile 1.
[0017]
In addition, since the pressure receiving area is made larger than the cross-sectional area of the steel pipe pile 1, the ground pressure (= vertical load / pressure receiving area) can be reduced even if the supporting force of the steel pipe pile 1 is increased, and the footing 3 can be prevented from being broken by the ground pressure.
[0018]
Next description will be given of a configuration of a reference example of a structure for joining the steel Kankui and concrete foundation with reference to FIG. 2 (a) is a cross-sectional explanatory view showing a configuration of a reference example of a structure for joining the steel Kankui and concrete foundation, FIG. 2 (b) is a plan view of the load transmitting member of Reference Example. In addition, what was comprised similarly to the said 1st Embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.
[0019]
Although the said 1st Embodiment demonstrated the case where the flange 4 was used as a load transmission member, in this reference example , instead of the flange 4 as a load transmission member, as shown in FIG. 2, the pile head of the steel pipe pile 1 is shown. A steel spiral blade 6 is welded and fixed to the outer peripheral surface of the part about one turn.
[0020]
The outer diameter of the spiral blade 6 is preferably about 1.5 to 3 times the outer diameter of the steel pipe pile 1 body, more preferably about twice. The thickness of the spiral blade 6 is preferably 6 mm to 40 mm, and the stroke L is preferably about 50 mm to 200 mm.
[0021]
Even if the load transmitting member is a spiral blade 6 instead of the flange 4, the pressure receiving area can be increased, and the same effect as in the first embodiment described above can be obtained.
[0022]
【The invention's effect】
Since the present invention has the above-described configuration and action, it is 1.5 to 3 times larger than the outer peripheral diameter of the steel pipe pile provided on the outer peripheral surface of the pile head lowered from the pile head top of the steel pipe pile. It is generated from the upper structure through the concrete foundation by making the pressure receiving area for vertical load and pull-out load larger than the cross-sectional area of the steel pipe pile by the load transmission member composed of flange with outer diameter and ring steel plate Vertical load and pull-out load can be efficiently transmitted to steel pipe piles.
[0023]
In addition, by making the pressure-receiving area larger than the cross-sectional area of the steel pipe pile, the ground pressure (= vertical load / pressure-receiving area) can be reduced even if the supporting capacity of the steel pipe pile is increased, and the concrete foundation is grounded. It is possible to prevent destruction by pressure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a cross-sectional explanatory view showing the configuration of a first embodiment of a joint structure between a steel pipe pile and a concrete foundation according to the present invention, and FIG. 1B is a plan explanatory view of a load transmitting member of the first embodiment It is.
Figure 2 (a) is a cross-sectional explanatory view showing a configuration of a reference example of a structure for joining the steel Kankui and concrete foundation, (b) is a plan view of a load transmitting member of Reference Example.
FIG. 3 is a diagram illustrating a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steel pipe pile 1a ... Lid 2 ... Ground 3 ... Footing 4 ... Flange 5 ... Rib 6 ... Spiral blade

Claims

In the joint structure between the steel pipe pile and the concrete foundation where the pile head of the steel pipe pile is buried inside the concrete foundation,
An upper structure that is transmitted to the concrete foundation with an outer diameter that is 1.5 to 3 times larger than the outer diameter of the steel pipe pile on the outer circumference of the pile head that is lowered by a predetermined height from the top of the pile head of the steel pipe pile. A steel pipe pile including a load transmission member provided with a flange made of a ring-shaped steel plate having a predetermined pressure receiving area capable of receiving a vertical load and a pulling load from an object and transmitting to the steel pipe pile. A steel pipe pile and a concrete foundation joint structure, characterized in that a pile head is embedded in the concrete foundation.