【発明の詳細な説明】
本発明は、地震動や風力によつて生ずる水平力
によつて、杭体が割裂破壊、せん断破壊等の脆性
破壊をおこさないようにまた、打撃、中掘り施工
時や杭頭カツトオフの際に、たてきれつが生じな
いように円周方向の鋼材によつて補強されたコン
クリートパイルに関するものである。
従来、杭は鉛直方向の荷重を支持する面が重視
され、水平力に対しては曲げ破壊を前提とした設
計が行なわれてきた。しかし、コンクリートパイ
ルにあつては曲げ破壊する以前に割裂破壊、せん
断破壊等の脆性破壊が先行することがある。こと
に、円環断面を有するコンクリートパイルにおい
ては断面の性質上、割裂によつて破壊しやすいと
いう欠点を持つている。曲げ破壊に先立つて脆性
破壊が生じると、杭として本来持つている水平抵
抗を発揮することができなくなる。過去の地震に
おいて、コンクリートパイルがこのような脆性破
壊をしたために、上部構造に甚大な被害が生じた
事例が知られている。現状のコンクリートパイル
は、主鉄筋又はPC鋼材を組立てるための円周方
向鋼材を有しているが、鋼材量が少なく、水平力
に対する補強鋼材とはなり得ない。また、コンク
リートパイルは打撃時の衝撃や中掘時の内圧、さ
らに杭頭をカツトオフする時に、コンクリートに
たてきれつが生じることがある。
本発明は、従来のコンクリートパイルが持つ以
上のような欠点を除去し、水平力を安全に処理す
ることができ、施工時及びカツトオフ時のたてき
れつ発生を防止したコンクリートパイルを供する
ことを目的とする。
以下、本発明の構成を図面を参照しながら説明
する。
第１図は本発明の第１実施態様を示す断面図で
ある。図において、１はコンクリートパイル本
体、２は主鉄筋又はPC鋼材、３は２を組立てる
ための鋼材で、４はリング状とした円周方向の補
強鋼材である。
第２図は本発明の第２実施態様を示す断面図で
ある。第２実施態様の場合、円周方向補強鋼材４
は、らせん状をしている。また、第１図、第２図
は本発明の第３実施態様をも示す断面図となつて
おり、円周方向補強鋼材４は丸鋼である。
第３図は本発明の第４実施態様を示す一部切断
斜視図で、円周方向補強鋼材４は、異形鋼棒であ
る。
第４図は本発明の第５実施態様を示す一部切断
斜視図で、円周方向補強鋼材４は、帯状鋼であ
る。
第１実施態様と第２実施態様は同等の効果を有
するが、第２実施態様はらせん状で一続きである
ため、製造が簡便になるという利点を持つてい
る。第４実施態様は、円周方向補強鋼材に丸鋼を
用いた第３実施態様に比べ、コンクリートと鋼材
の付着性状が良いため、さらに補強効果が増大す
る。第５実施態様は、円周方向補強鋼材に棒鋼を
用いた第３実施態様、第４実施態様に比べ、帯状
であるが故にコンクリートと接触する部分の面積
が増大し、円周方向補強鋼材がコンクリートを拘
束する効果が大きくなる。
以上の実施態様で、円周方向補強鋼材はコンク
リートパイルの一部分又は全長にわたつて配する
ものとする。また、円周方向補強鋼材４は、コン
クリートパイル断面のなるべく外周部に配した方
が脆性的破壊に対して効果がある。円周方向補強
鋼材４を、コンクリートパイル断面内の所定の位
置に配筋するためには、第５図に示すように主鉄
筋又はPC鋼材２に適当な形状を有するスペーサ
５をもつて固定すれば良い。さらに、コンクリー
トパイルの外径と概略等しい外径を持つ円周方向
補強鋼材を用いる場合は、コンクリートパイル製
造用型枠中に該円周方向補強鋼材を所定の間隔で
配置しておけば良い。
本発明によれば、円周方向補強鋼材４のために
コンクリートパイルの断面剛性が大きくなるの
で、杭に水平力が作用した際の割裂、せん断ひび
われの発生を遅らせることができる。また、ひび
われ発生以後も円周方向補強鋼材が引張鉄筋とし
て有効に作用し、さらにはコンクリートを拘束す
るために杭が脆性的に破壊することがない。ま
た、本発明による円周方向補強鋼材を有するコン
クリートパイルは、水平力のみならず、円周方向
補強鋼材の作用により打撃時や中掘り時及びカツ
トオフ時のたてきれつが発生することがなく、万
一きれつが発生しても円周方向補強筋により、き
れつの進展を止めることができる。
以下、本発明の実施例について詳細に述べる。
円周方向補強鋼材の効果を確認するために、模
型コンクリートパイルに等分布線荷重を加える割
裂実験を実施した。試験体は外径300mm、コンク
リート肉厚60mm、長さ500mmの中空円筒形で、実
際のコンクリートパイルと同じ断面形状である。
また、らせん筋３も実際のものと等量配筋してあ
る。円周方向補強鋼材は、本発明の第５実施態様
を具体化し、厚さ3.2mm、幅20mmの鋼バンド３個
を供試体外周部に等間隔に配した。表−１に試験
結果を示す。これより、パイルの割裂破壊に対し
て円周方向補強鋼材が有効であることが明らかと
なつた。
【表】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is designed to prevent brittle fractures such as splitting fractures and shear fractures of pile bodies due to horizontal forces caused by seismic motion and wind power, and also to prevent pile bodies from brittle fractures such as splitting fractures and shear fractures during hammering and mid-excavation construction. This relates to concrete piles that are reinforced with steel in the circumferential direction to prevent vertical cracking during pile head cut-off. Conventionally, piles have been designed with emphasis on their ability to support loads in the vertical direction, and have been designed with the premise of bending failure in response to horizontal forces. However, in the case of concrete piles, brittle fractures such as splitting fractures and shear fractures may precede bending fractures. In particular, concrete piles with an annular cross section have the disadvantage that they are easily destroyed by splitting due to the nature of the cross section. If brittle fracture occurs prior to bending fracture, the pile will no longer be able to exert its inherent horizontal resistance. There are known cases in past earthquakes where concrete piles suffered brittle failure, resulting in severe damage to the superstructure. Current concrete piles have circumferential steel for assembling main reinforcing bars or prestressing steel, but the amount of steel is small and cannot serve as reinforcement against horizontal forces. In addition, cracks may occur in concrete piles due to impact when hammered, internal pressure during mid-excavation, and when the pile head is cut off. The purpose of the present invention is to provide a concrete pile that eliminates the above-mentioned drawbacks of conventional concrete piles, can safely handle horizontal forces, and prevents cracking during construction and cut-off. shall be. Hereinafter, the configuration of the present invention will be explained with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is the concrete pile body, 2 is the main reinforcement or prestressing steel, 3 is the steel for assembling 2, and 4 is the ring-shaped reinforcing steel in the circumferential direction. FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention. In the case of the second embodiment, the circumferential reinforcing steel material 4
has a spiral shape. 1 and 2 are sectional views also showing a third embodiment of the present invention, and the circumferential reinforcing steel material 4 is a round steel. FIG. 3 is a partially cutaway perspective view showing a fourth embodiment of the present invention, in which the circumferential reinforcing steel material 4 is a deformed steel bar. FIG. 4 is a partially cutaway perspective view showing a fifth embodiment of the present invention, in which the circumferential reinforcing steel material 4 is a strip steel. The first embodiment and the second embodiment have equivalent effects, but the second embodiment has the advantage of being easier to manufacture because it is continuous in a spiral shape. In the fourth embodiment, compared to the third embodiment in which round steel is used as the circumferential reinforcing steel material, the adhesion between the concrete and the steel material is better, so the reinforcing effect is further increased. Compared to the third and fourth embodiments in which a steel bar is used as the circumferential reinforcing steel material, the fifth embodiment has a band shape, so the area of the part that comes into contact with concrete is increased, and the circumferential reinforcing steel material is The effect of restraining concrete becomes greater. In the embodiments described above, the circumferential reinforcing steel is provided over a portion or the entire length of the concrete pile. Further, it is more effective against brittle fracture if the circumferential reinforcing steel material 4 is placed as close to the outer periphery of the concrete pile cross section as possible. In order to arrange the circumferential reinforcing steel material 4 at a predetermined position within the cross section of the concrete pile, it must be fixed to the main reinforcing bar or prestressing steel material 2 with a spacer 5 having an appropriate shape, as shown in Fig. 5. Good. Furthermore, when using circumferential reinforcing steel materials having an outer diameter approximately equal to the outer diameter of the concrete pile, the circumferential reinforcing steel materials may be arranged at predetermined intervals in the concrete pile manufacturing formwork. According to the present invention, the cross-sectional rigidity of the concrete pile is increased due to the circumferential reinforcing steel material 4, so that the occurrence of splitting and shear cracking when a horizontal force is applied to the pile can be delayed. Furthermore, even after cracks occur, the circumferential reinforcing steel acts effectively as a tensile reinforcing bar, and furthermore, since it restrains the concrete, the pile does not break brittle. In addition, the concrete pile having the circumferentially reinforcing steel according to the present invention does not suffer from vertical cracking during impact, digging, or cut-off due to the action of the circumferentially reinforcing steel in addition to the horizontal force. Even if a crack should occur, the circumferential reinforcing bars can stop the crack from progressing. Examples of the present invention will be described in detail below. In order to confirm the effectiveness of circumferential reinforcing steel, a splitting experiment was conducted in which uniformly distributed line loads were applied to a model concrete pile. The test specimen was a hollow cylinder with an outer diameter of 300 mm, a concrete wall thickness of 60 mm, and a length of 500 mm, with the same cross-sectional shape as an actual concrete pile.
Further, the spiral reinforcements 3 are arranged in the same amount as the actual reinforcements. The circumferential reinforcing steel material embodied the fifth embodiment of the present invention, and three steel bands each having a thickness of 3.2 mm and a width of 20 mm were arranged at equal intervals around the outer periphery of the specimen. Table 1 shows the test results. These results revealed that circumferential reinforcing steel is effective against splitting failure of piles. 【table】
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図及び第２図は、それぞれ本発明の第１実
施態様及び第２実施態様を示す断面図で、さらに
は第３実施態様を示す断面図ともなつている。第
３図及び第４図は、それぞれ本発明の第４実施態
様及び第５実施態様を示す一部切断斜視図であ
る。第５図は、円周方向補強鋼材のとりつけ方を
示した平面図である。
１……コンクリートパイル本体、２……主鉄筋
又はPC鋼材、３……２を組立てるための鋼材、
４……円周方向補強鋼材、５……スペーサ。
1 and 2 are cross-sectional views showing a first embodiment and a second embodiment of the present invention, respectively, and also serve as a cross-sectional view showing a third embodiment. 3 and 4 are partially cutaway perspective views showing a fourth embodiment and a fifth embodiment of the present invention, respectively. FIG. 5 is a plan view showing how to attach the circumferential reinforcing steel material. 1...Concrete pile main body, 2...Main reinforcing bar or PC steel material, 3... Steel material for assembling 2,
4... Circumferential reinforcing steel material, 5... Spacer.