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JP2000257006A - 人工地盤構造およびその構築方法 - Google Patents

人工地盤構造およびその構築方法

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JP2000257006A
JP2000257006A JP11056732A JP5673299A JP2000257006A JP 2000257006 A JP2000257006 A JP 2000257006A JP 11056732 A JP11056732 A JP 11056732A JP 5673299 A JP5673299 A JP 5673299A JP 2000257006 A JP2000257006 A JP 2000257006A
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Japan
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pile
steel pipe
foundation pile
steel
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JP11056732A
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English (en)
Inventor
Takuzo Katsura
拓造 葛
Masataka Kinoshita
雅敬 木下
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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  • Piles And Underground Anchors (AREA)
  • Foundations (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 斜面上へ道路や公園等をつくる人工地盤構造
において、施工簡略化・工期短縮化し、かつ自然破壊を
極力抑制することができる人工地盤構造を提供する。 【解決手段】 基礎杭4を打設後、基礎杭径以上で基礎
杭4の施工誤差を吸収できる直径を有し、基礎杭径以上
の長さを有するソケットの鋼管9と鋼製の梁部材5との
連結部材とかるなるソケット部材13を基礎杭4の頭部
に被せ、基礎杭4とソケット部材13の鋼管9との間隙
にコンクリート等の充填材を充填することにより基礎杭
4と梁5の接合部を構築し、梁部材の上に床版6を固定
して、斜面部等に人工地盤を構築することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、土木建築分野にお
ける公園・駅舎等を、山岳部の斜面等に設ける人工地盤
構造や、道路・鉄道といった高架構造を対象とした人工
地盤構造と構築方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、山岳部の斜面等における人工地盤
の構築には、斜面に打設される基礎杭の施工誤差が大き
いため、梁や床版部には、基礎杭と梁や床版部との接合
部で基礎杭の施工誤差の吸収を図るために、鉄筋コンク
リート構造を現場施工により構築する場合が多い。
【0003】しかし、この様な鉄筋コンクリート工事
は、建設材料や建設機器の運搬が困難、施工時に基礎杭
の間に架設の支柱を立設したり、基礎杭間に鋼製梁を設
置し、該支柱や鋼製梁で支持して梁や床版用の型枠を組
立て、この型枠の中に鉄筋を組立てた後、コンクリート
を打設して鉄筋コンクリートの梁を構築する必要があ
り、工事が複雑で施工工期が長くなり、建設コストが高
い、施工条件がわるく品質の確保が困難である、上部構
造の自重が大きくなり、耐震設計を確保するためには基
礎構造にも高い耐震性能が要求され不経済である、とい
った問題があった。
【0004】また、斜面部への人工地盤の構築におい
て、上記鉄筋コンクリート構造を用いた場合は足場・支
保工の設置や多量の建設資材や建設機器の搬入のための
スペース確保が必要、法面を掘削により人工地盤を構築
する場合は斜面の掘削により山岳部の自然破壊が大きい
といった問題があった。
【0005】一方、上部構造に軽量で工場にて予め、製
作が可能な鋼製の梁部材を用いることによって、上部構
造の自重を軽減し基礎の仕様を落し経済性を高めたり梁
部の施工を簡略化しようとすると、これまでのボルト接
合や溶接接合では基礎杭の施工誤差が大きいため予め製
作した梁部材では接合部での施工が困難であった。ま
た、杭打設後寸法を測定した後、梁部材を構築すること
も可能であるが、工期がかかるとともに、施工精度や加
工精度の高い精度管理が必要で施工の管理が大変であっ
た。
【0006】この様な人工地盤の改良発明として提案さ
れた、「鋼管杭と鋼製桁よりなる構造物の構築方法なら
びにこれに使用する測定用定規」(特開平5−1409
56)では、鋼管杭と鋼製桁を用いて杭の施工誤差を吸
収し、杭と鋼製桁を迅速かつ確実に結合する方法を開示
している。
【0007】しかし、この方法では、鋼管杭の打設後鋼
管杭の施工誤差を測定し、鋼製桁と仕口部材からなる接
合部材を鋼管杭の施工誤差を打ち消すことができる様に
製作し鋼管杭に溶接接合する必要があり、施工誤差の測
定および接合部材の製作には工期がかかるとともに、接
合部材と鋼管杭の連結には現場溶接が必要となるため施
工が大変であり建設コストも高くなり、また、現場溶接
での品質の確保が困難といった問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとしている課題】本発明は、経済
性、工期、施工手間省略、高耐震性、自然破壊抑制、高
品質の面での改良を解決課題としている。すなわち、従
来の鉄筋コンクリート構造の梁を用いる人工地盤や高架
構造の構築では、斜面上での鉄筋組・型枠設置等の複雑
な現場作業が多く工期・工費がかかるとともに、上部構
造の自重が大きくなり不経済であり、施工のための型枠
・足場等の設置や高重量・高容積の資材の搬入や置き場
の確保は多大な自然破壊を発生させていた。
【0009】また、この様な人工地盤は、長期にわたり
機能を発揮することが期待される重量構造物であり、ま
た維持管理が極めて困難な山岳部斜面等で多用されるも
のである。従って、この様な人工地盤に鋼製梁、床版や
鋼管杭を用いた場合、錆の発生に対して、斜面部の作業
を行ないにくい場所での点検やメンテナンスが必要とな
り、メンテナンスコストがかかるという問題があった。
本発明では、接合部材を杭頭部に設置したのち基礎杭と
梁部とを簡単に接合することにより、大幅な工期短縮・
工費削減・高品質また自然に害を与えないで人工地盤構
造の構築を可能とする。また、高い耐久性を有する鋼材
を用いることによって極力メンテナンスを省略すること
ができる。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明の請求項1に係る人工地盤構造は、下部構造
を基礎杭構造とし、上部構造に梁や床版を設けることに
よって、鉄道、道路、公園や住宅を構築する人工地盤構
造において、前記基礎杭の直径より大きな直径を有し、
前記杭の直径以上の長さの鋼管を具備したソケット部材
と、縦方向や横方向の鋼製梁部材とからなる上部構造部
材を、前記ソケット部材の鋼管が基礎杭の杭頭部を覆う
様に設置し、基礎杭とソケット部材の鋼管の間隙にコン
クリートやモルタル等を充填することによりソケット部
材と基礎杭を一体化し、基礎杭と梁部の接合部を構築す
ることを特徴とする。本発明の請求項2は、請求項1に
示した人工地盤構造において、前記基礎杭として鋼管杭
が用いられて斜面に打設され、当該鋼管杭の施工誤差が
その直径の1/10程度生じることを前提として、ソケ
ット部材には鋼管杭の直径に対し20%以上大きな直径
を有する鋼管を用いることを特徴とする。本発明の請求
項3は、請求項1または2に記載の人工地盤の構造にお
いて、基礎杭、ソケット部材、鋼製梁、床版のいずれか
に耐食性の高い鋼材を用いて、形成されたことを特徴と
する。本発明の請求項4は、前記耐食性の高い鋼材とし
て、ソケット部材、鋼製梁や床版には耐候性鋼材あるい
は表面が金属被覆された鋼材を用い、また、基礎杭に
は、ポリエチレン被覆、ウレタン被覆、金属被覆等の工
場で事前に防食被覆された鋼管および耐候性鋼材による
鋼管を用いて形成されたことを特徴とする。本発明の請
求項5は、 請求項1ないし4のいずれかに記載の人工
地盤の構造において、前記ソケット部材と梁部材は別々
に製作し、個々のソケット部材を基礎杭の杭頭に設置
後、ソケット部材の間に梁部材を設置・連結することに
よって上部構造を構築することを特徴とする。
【0011】
【作用】基礎杭の打設後、上部に設置する梁構造を予め
製作し杭頭部で連結する場合、基礎杭の施工誤差が大き
いため、接合部で連結することが困難であり、梁部の製
作は基礎杭打設後、現場施工の鉄筋コンクリート構造を
用いることによって施工誤差を吸収する必要があった。
しかるに、本発明では、基礎杭の施工誤差の吸収が可能
な様に、基礎杭より大きな直径を有し、前記直径以上の
長さを有する鋼管と、鋼製梁との円滑な荷重伝達が可能
なダイアフラムを有するソケット部材と鋼製の梁部材と
からなる上部構造部材を、該ソケット部材の鋼管が基礎
杭の杭頭部を覆う様に設置し、ソケット部材の鋼管と基
礎杭の間隙にコンクリートやモルタル等を充填すること
によって梁部材と基礎杭の接合部を構築し荷重伝達を行
なう。ソケット部材の鋼管は、杭鋼管の施工誤差を吸収
できる様に充分大きな直径を有するものを用いることに
よって、基礎杭の施工誤差を吸収できる。本発明の人工
地盤構造を用いることによって、杭鋼管の施工誤差が生
じた場合においても、予め製作した鋼製の梁部材を用い
て施工することができるため、上部構造が軽量化でき基
礎の経済性を高めることができるとともに、大幅な工期
短縮・工費削減・高品質を実現し、自然の害を与えるこ
となく人工地盤構造の構築することを可能とする。ま
た、耐候性鋼材や防食被覆された鋼管を用いることによ
って、通常のメンテナンス期間よりも長くメンテナンス
を行なわないで使用することができ、山岳部の急斜面で
のメンテナンスを大幅に省力できる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明に係る高架構造などの人工
地盤構造は、基礎杭の施工誤差を吸収できるよう、基礎
杭径よりも大きな直径を有する鋼管と梁との接合部に、
適切な荷重伝達を行なうことができるダイアフラム等を
取付けたソケット部材と鋼製の梁部材からなる上部構造
を、基礎杭の杭頭部を鋼管が覆うように設置した後、基
礎杭と鋼管の間隙にコンクリートやモルタル等を充填す
ることによって固定して接合部を構成し、上部に床版等
を設置する。耐候性鋼材としては、Ni,Cr,Cuな
どを含有する鋼材が適用でき、防錆被覆としては、ステ
ンレス、モネル、チタン等の板による被覆、あるいは亜
鉛、アルミ等のめっきもしくは溶射による被覆を適用す
ることができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図1、図2および図3に示すとおり、人工地盤1
は、斜面2上に設けられる1つ以上のブロック3からな
り、基礎杭4、鋼製梁5、および、床版6等から構成さ
れる。後述する各実施例1、2および3では、基礎杭4
が山岳部の斜面2の地中7に打設されており、人工地盤
1の1ブロック3の構造およびその構築方法を示してい
る。但し、各実施例で人工地盤1のブロック3の配置
や、基礎杭4や鋼製梁5の配置は、代表的な人工地盤の
例について示したもので、この配置によって本発明が限
定されるものではない。また各実施例は、基礎杭として
鋼管杭を用いた場合について示すが、本発明が鋼管杭に
限定されるものではない。
【0014】[実施例1]実施例1を図3〜図10に示
す。図3は実施例1の人工地盤1の1ブロック3の斜面
直角方向からみた側面図、図4は要部斜視図、図5は要
部分解斜視図を示す。また、図6〜図8は杭頭部8およ
びソケット部材18を示し、図9、図10は人工地盤1
の1ブロック3の斜面直角方向と斜面方向から見た側断
面図を示す。実施例1の鋼管杭よりなる基礎杭4は、斜
面2の山側および谷側の2列に、下端部が斜面2の地中
7に固定される様に設置された直杭からなり、鋼製梁5
は、杭頭部8で隣り合う杭の上端部を連結する様に配置
されており、床版6が鋼製梁5の上部に設置されてい
る。
【0015】人工地盤1の1ブロック3の構築は基礎杭
4を打設後、杭頭部8の位置が所定の高さになる様に切
断したのち、ソケット鋼管9との重なり部に、必要に応
じて杭鋼管の外側にずれ止め10を所定量設置し、基礎
杭の内側にコンクリート11を充填する。
【0016】次に、予め工場で製作したソケットの鋼管
9と鋼製梁5との連結用ダイアフラム12からなるソケ
ット部材13と鋼製梁5を地上で組立てた後、ソケット
部材13の鋼管9が、基礎杭4の杭頭部8を覆う様に設
置する。このとき、ソケット部材13の鋼管9には、基
礎杭4の径よりも十分大きな直径を有し、前記直径以上
の長さを有する鋼管を使用し、所定の施工位置であり、
かつ、基礎杭4の施工誤差を吸収できる様に、また、杭
頭部8を覆った後コンクリート等の充填材14を充填で
きる間隙が保持できる様に設置する。
【0017】その後、ソケット部材の鋼管9と基礎杭4
の間隙にコンクリート等の充填材14を打設し鋼製梁5
を固定する。鋼製梁5の上に、場所打ちコンクリート、
プレキャストコンクリートや合成床版、鋼製床版等によ
り製作される床版6を設置し、表層コンクリート、アス
ファルトや土砂等の表面仕上げ材15を設置し人工地盤
構造を完成させる。図示例において、表面仕上げ材15
の側部には、地覆部19と欄干20が設けられている。
また、基礎杭4の内外面および鋼管9の内面には、必要
に応じて適量のずれ止め10を取付けるか突起付き鋼管
を用いる。
【0018】[実施例2]実施例2を図11〜図17に
示す。図11,図12は要部斜視図と要部分解斜視図を
示す。、また、図13〜図15は杭頭部8およびソケッ
ト部材13を示し、図16,図17は実施例2の人工地
盤1の1ブロック3の斜面直角方向から見た側断面図と
斜面側から見た側断面図を示す。実施例2の人工地盤構
築方法は、実施例1とほぼ同様であるが、ソケット部材
13と鋼製梁5を別々に施工する点が相違している。実
施例2の鋼管杭よりなる基礎杭4は、斜面2の山側およ
び谷側の2列に、下端部が斜面2の地中7に固定される
様に設置された基礎杭からなり、鋼製梁5は、杭頭部8
で隣り合う杭の上端部を連結する様に配置されており、
床版6が鋼製梁5の上部に設置されている。
【0019】実施例2も実施例1と同様に人工地盤1の
1ブロック3の構築は、基礎杭4を打設後、杭頭部8の
位置が所定の高さになる様に切断したのち、ソケットの
鋼管9との重なり部に、必要に応じて杭鋼管の外側にず
れ止め10を所定量設置し、基礎杭4の内側にコンクリ
ート11を充填する。
【0020】次に、基礎杭4と梁部間で荷重伝達を図る
ためのソケットの鋼管9とダイアフラム12および、鋼
製梁5とボルト16で連結する梁接続部材17からなる
ソケット部材13を予め工場で製作し、全杭頭部8にソ
ケット部材13の鋼管9が、基礎杭5の杭頭部8を覆う
様に設置する。このとき、ソケット部材13の鋼管9に
は十分大きな直径を有する鋼管を使用し、所定の施工位
置であり、かつ、基礎杭4の施工誤差を吸収できる様
に、また、杭頭部9を覆った後コンクリート等の充填材
14を充填できる間隙が保持できる様に設置する。
【0021】その後、ソケット部材13の鋼管9と基礎
杭4の間隙にコンクリート等の充填材14を打設しソケ
ット部材13を固定する。
【0022】ソケット部材13を杭頭部8に固定後、鋼
製梁5をボルト(や溶接)16により梁接続部材17に
連結し、その後、鋼製梁5の上に、場所打ちコンクリー
ト、プレキャストコンクリートや合成床版、鋼製床版等
により製作される床版6を設置し表層コンクリート、ア
スファルトや土砂等の表面仕上げ材15を設置し、人工
地盤構造を完成させる。また、基礎杭4の内外面および
鋼管9の内面には、必要に応じて適量のずれ止め10を
取付けるか突起付き鋼管を用いる。
【0023】[実施例3]実施例3を図18〜図20に
示す。図18は、人工地盤の側断面図を、図19は、ソ
ケット部材13とブレース材18の接合部の斜視図を、
図20は、鋼管杭とブレース材18の取付部の斜視図を
示す。実施例3の人工地盤構造は、実施例2とほぼ同様
であるが、ソケット部材13および梁部材5を設置後、
鋼管杭4に補強リング24とガセットプレート21を有
する外鋼管23を充填材14を介して取付け、上部と下
部のガセップレート21を介してソケット部材13と外
鋼管23とをブレース材18で連結することによって、
人工地盤の変形や、揺れなど構造全体の強度、耐震性を
高めた事例である。
【0024】
【発明の効果】本発明は、斜面上へ道路や公園等をつく
る人工地盤構造において、基礎杭と鋼製梁の接合部に鋼
管等からなるソケット部材とコンクリートやモルタル等
の充填材を介在させた接合法を用いることにより現場で
の基礎杭の施工誤差を吸収し接合できるため、上部構造
に予め工場製作した軽量な鋼製部材を用いることがで
き、耐震性および基礎杭の経済性高めるとともに、足場
や支保工を省力することによって、施工簡略化・工期短
縮・自然破壊を極力抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す人工地盤の平面図。
【図2】本発明の実施例を示す人工地盤の側面図。
【図3】本発明の実施例を示す人工地盤の側面図。
【図4】本発明の実施例1を示す人工地盤の一部破断要
部斜視図。
【図5】本発明の実施例1を示す人工地盤の分解斜視
図。
【図6】本発明の実施例1を示す基礎杭と鋼製梁部材の
杭頭接合部の斜視図。
【図7】本発明の実施例1を示すソケット部材の側断面
図。
【図8】(A),(B),(C)は図7のA−A,B−
B,C−C線に沿う図。
【図9】本発明の実施例1を示す人工地盤の1ブロック
の斜面と直角方向から見た側断面図。
【図10】本発明の実施例1を示す人工地盤の1ブロッ
クの斜面方向から見た側断面図。
【図11】本発明の実施例2を示す人工地盤の一部破断
要部斜視図。
【図12】本発明の実施例2を示す人工地盤の要部分解
斜視図。
【図13】本発明の実施例2を示す基礎杭と鋼製梁部材
の杭頭接合部の斜視図。
【図14】本発明の実施例2を示すソケット部材の側断
面図。
【図15】(A),(B),(C)は図14のD−D,
E−E,F−F線に沿う図。
【図16】本発明の実施例2を示す人工地盤の1ブロッ
クの斜面と直角方向から見た側断面図。
【図17】本発明の実施例2を示す人工地盤の1ブロッ
クの斜面方向から見た側断面図。
【図18】本発明の実施例3を示す人工地盤の1ブロッ
クの斜面と直角方向から見た側断面図。
【図19】本発明の実施例3を示すブレース材とソケッ
ト部材の接合部の斜視図。
【図20】本発明の実施例3を示すブレース材と鋼管杭
の接合部の斜視図。
【符号の説明】
1…人工地盤構造 2…斜面 3…人工地盤構造の1ブロック 4…基礎杭 5…鋼製梁 5a…梁フランジ 5b…梁ウェブ 6…床版 7…地中 8…杭頭部 9…ソケットの鋼管 10…ズレ止め 11…充填コンクリート 12…ダイアフラム 13…ソケット部材 14…充填材 15…表面仕上げ材 16…ボルト又は溶接接合部 17…梁接続部材 18…ブレース 19…地覆部 20…欄干 21…ガセットプレート 22…ピン 23…外鋼管 24…補強リング

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下部構造を基礎杭構造とし、上部構造に
    梁や床版を設けることによって、鉄道、道路、公園や住
    宅を構築する人工地盤構造において、前記基礎杭の直径
    より大きな直径を有し、前記杭の直径以上の長さの鋼管
    を具備したソケット部材と、縦方向や横方向の鋼製梁部
    材とからなる上部構造部材を、前記ソケット部材の鋼管
    が基礎杭の杭頭部を覆う様に設置し、基礎杭とソケット
    部材の鋼管の間隙にコンクリートやモルタル等を充填す
    ることによりソケット部材と基礎杭を一体化し、基礎杭
    と梁部の接合部を構築することを特徴とする人工地盤構
    造。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の人工地盤構造におい
    て、前記基礎杭として鋼管杭が用いられて斜面に打設さ
    れ、当該鋼管杭の施工誤差がその直径の1/10程度生
    じることを前提として、ソケット部材には鋼管杭の直径
    に対し20%以上大きな直径を有する鋼管を用いること
    を特徴とする人工地盤構造。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の人工地盤の構
    造において、前記基礎杭、ソケット部材、鋼製梁、およ
    び床版のいずれかに耐食性の高い鋼材を用いて形成され
    たことを特徴とする人口地盤構造。
  4. 【請求項4】 前記耐食性の高い鋼材として、ソケット
    部材、鋼製梁や床版には耐候性鋼材あるいは表面が金属
    被覆された鋼材を用い、また、基礎杭には、ポリエチレ
    ン被覆、ウレタン被覆、金属被覆等の工場で事前に防食
    被覆された鋼管および耐候性鋼材による鋼管を用いて形
    成されたことを特徴とする請求項3記載の人工地盤構
    造。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載の人
    工地盤の構造において、前記ソケット部材と梁部材は別
    々に製作し、個々のソケット部材を基礎杭の杭頭に設置
    後、ソケット部材の間に梁部材を設置・連結することに
    よって上部構造を構築する人工地盤の構築方法。
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