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拡底場所打ち杭の耐震補強の施工方法検討と耐力確認 : 拡底場所打ち杭頭部の鋼管を用いた耐震補強(その2)

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(1)

1

報   告 】 UDC ;624

.

155 :531

.

66 H本 建築 学 会 構 造 系 論 文 報 告 集 第398 号

・

1999 年 4 月

拡

底

場 所 打

ち

杭

の

耐 震

補

強

の

施

工

方 法 検 討

と

耐 力確 認

一

拡底 場 所打

ち

杭 頭 部

の

鋼 管 を用

い た

耐震 補 強

(

その

2

)

一

iF

.

会 員 員 会 正 員 会 正 正 会 員 正 会 員 長

   岡

松    村

岡

   本

佐 久 間

高    野

弘

弘

公

明

*

道

**

隆

**

仁

‡* *

寿

* * * *  

1.

ま えがき  前 報 告 (その 1)1) で は, 最 初に拡 底 場 所 打 ち杭の 耐 震 設計ヒの問題 点と して, 次の 2点 を指 摘 し た

。

   基礎ス ラ ブ根入れ効 果に よる杭 設 計 水平力低 減が 小さい場合に杭 頭部を鉄 筋コ ンク リ

ー

トとし て

.

一

一

次 設 計 す る時

,

軸 部 直径を その ま ま杭 頭 部直径と す る と

,

せ ん 断 耐 力が不 足し

,

図

一1

(a)に示す よ うに杭頭部を拡径 す る 必要が し ば し ば生 じる

。

この場合

,

掘 削工事量, コ ン ク リ

ー

ト量の増大に加えて

,

近年益々処理 が 困難で高 価 となっ て いる排 土 量が増え る。     鉄 筋コ ン クリ

ー

ト部 材が良 好な靭 性を持つ た め に は

,

曲 げ 破 壊が脆 性な せ ん断 破 壊よ り先 行し て生 じ る こ と が 必要で あ る

。

上 記の

一

次 設 計 を行っ た杭 頭 部におい て

,

終局 耐 力 時にせ ん断 破 壊 が 曲 げ破 壊に先 行して生じ

,

脆 性な破壊 と な る 可 能性が ある

。

 次い で

,

こ の問題点の解決 法と し て, 杭 頭 部を鋼 管コ ン クリ

ー

ト化する事を検討し

,

次の結論を得た

。

    図

一

1(b)に示す よ うに

,

杭 頭 部を 鉄 筋コ ン ク リ

ー

ト軸 部 直径 と ほ ぼ同 じ直 径の鋼 管コ ン ク リ

ー

ト と す る と

,一

次 設 計は可 能で あり

,

二 次設計におい て も靭性の あ る構 造 体とな る

。

す な わち

,

鉄筋コ ン クリ

ー

トで設 計 す る場 合の問 題 点 を 解 決で きる

。

    鋼 管とコ ン ク リ

ー

トが

一

体となっ て挙 動する こと が望ま し く

,

図

一

2お よ び 写真

一

1に示す内 面に ス パ イ ラル状の リブを設け た鋼管 を使用 す るe施工方 法によ り

,

鋼 管 内 部に泥 水 やベ ン トナ イ ト安 定 液 を 長 時 間 満 た して お き

,

その後コ ン ク リ

ー

トを打設 する場合が ある

。

こ の よ う な鋼 管内面の汚 れ た状態におい て も

,

リ ブ とコ ン ク リ

ー

トの 間の機 械 的な ひ っ か か り に よ り, 鋼 管と コ ンク リ

ー

トの 間の高い付 着 強 度 を確 保す ることがで き る

。

   模 型 供 試 体で曲 げお よびせん断 耐 力 実 験 を行っ た 結果,

.

ヒ記の内面リ ブ付鋼 管を用い た供試 体が, 通常の 平鋼 管 を用いた供 試体よ り高い耐 力を示し た

。

す な わ ち

,

  * 囗本 鋼 管 (株 〉鉄 鋼 研 究 所 都 市工学 研 究 部   主 任 部 員

・

    工博  * * 日本 鋼 管 〔株 )鉄 鋼 研 究 所 都 市工学 研 究 部  主 任 部 員

・

    工修 * * * 日 本 鋼 管 (株 )鉄鋼研究 所 都 市工学研究 部  主任 部員 ** * * 日本 鋼 管 (株 )鉄鋼 研 究 所 都 市工学 研 究 部  部 員

・

工修     (198S 年 6 月 8H 原 稿 受 理

,

1989 年】月 26日採 用 決定 } 〔a]鉄筋コ ンク リ

ー

ト   lb〕鋼 管コ ンク リ

ー

ト 杭 頭 部       杭 頭 部     図

一1

  拡 底 場 所 打 ち杭 写 真

一

1  内 面リ ブ付 鋼 管

一

131

一

(2)

積 極 的に付 着 強 度 を高 めること は

,

構 造 耐 力 上 有 利 とな る。  以

i

二の検 討 結 果 より

,

杭 頭 部の耐 震 補 強と し て, 内 面 リブ付 鋼 管 を用い て鋼 管コ ン ク リ

ー

トとす ること が

,

適 し て い ると判 断さ れ る

。

本 報 告 (その 2 )で は

,

こ の耐 震 補 強の実 用 化 を目的と し て, 施工方 法の検 討とこれに 基づい て 施 工した補 強 部の耐 力 確 認に つ い て報告す る

。

第 2 章では 3種 類の施工方 法を紹介し

,

第 3

,

4

,

5 章で は各方 法の施丁性を確認す る た め の施工実験につ い て述 べ る

。

第 6 章では

,3

施工方 法の中か らコ ン ク リ

ー

ト打 設 前に おい て最 も鋼 管 内面が汚れ る 工法 を選び

,

この方 法 で製 作し た鋼 管コ ン クリ

ー

トの耐 力と靭 性が十 分で あ る ことの確 認 実 験につ い て述べ る

。

第7章で は, 同 じ 工 法で製 作し た鋼 管コ ンク リ

ー

トと鉄 筋コ ンク リ

ー

トの継 手部の 耐 力が

,

卜分であることの確 認 実 験に つ い て述べ る

。

      40冂1m 以下  リ ブ

a

j

m ”A

’

L (A

−

A 方 向に見た鋼管 断面) 図

一2

 内 面リブ付鋼管  

2

.

施工方 法の種 類  杭 施工 の内, 掘 削, 鉄筋 籠 建て込み

,

コ ン ク リ

ー

ト打 設等, 内 面リブ付 鋼管 (鋼 管と略称す る)の設 置 以 外の 作 業は

,

通 常の場 所 打ち杭工法であ る オ

ー

ルケ

ー

シ ング 工法

,

ア

ー

ス ド リル工法

,

リバ

ー

ス サ

ー

キュ レ

ー

シ ョ ン 工法 (リバ

ー

ス

ー

L

法 と略 称す る)の いず れ かにより行 う。 鋼管設置につ いて

.

次の 3工法を検 討す る

。

  [

A

工法 ] 図

一

3に示 す よ うに

,

掘 削

,

鉄 筋 籠の挿 入

,

コ ンク リ

ー

ト打 設を行っ た後

,

まだ硬 まらない コ ン ク リ

ー

トに鋼 管を 圧 入す る

。

こ の時

,

鋼 管 径は掘 削 径よ り 小さい。  [B工 法] 図

一

4に示す よ うに

,

掘 削終了後

,

鋼 管 (鋼 管 径≧掘 削 径 〉を

,

孔 壁 を 削 りつ つ圧 入 し

,

その後 鋼 管 内面の 清掃

,

鉄筋籠の挿入

,

コ ンク リ

ー

ト打 設 を行 う。   [

C

工法] 図

一

5に示す よ うに

,

場 所 打ち杭工法の ケ

ー

シン グ 建て込み要 領に より鋼 管を 圧 入し, そ の後 掘 削

,

鋼 管 内 面 清 掃

,

鉄 筋 籠の挿入

,

コ ン クリ

ー

ト打 設を 行う

。

掘       削 鋼 管 圧 入 ・

身

一

、 ] 〕 鉄 筋 籠 挿 入 コンクIJ

一

卜打設 (鋼 管 内面 清 掃 )

耳

]

図

一

4 B工 法の施

.

.

L順 序 掘       削 鉄 筋 籠 挿入 コ ンクリ

ー

ト打設 鋼 管圧 入 鋼 管圧 入 掘       削 鉄 筋籠 挿 入 コンクリ

ー

ト打設 (鋼管内面清掃) l     I   l    I            エ

 

ニ ギニ丁

一

  l 

l

 

l

  

l

乙

一

_

〕

翼

錨

図

一

3 A工法の施工順 序

ζ

笹

図

一

5 C⊥ 法の施 工 順序

一

132

一

(3)

 

3

工法の よ り詳 細な作 業 内 容は

,

次 章 以 下の施 工 実 験 で説 明す る

。

設 計

一

ヒ

,

10m 前 後の長さの鋼 管の使わ れ る こと が多く, こ こ で は ユOm に大略等しい 8m ま たは 8

.

5m の鋼 管 を 用いた実 験 を標 準と す る

。

な お

,

鋼管設 置の 3工法は

,

掘 削 等 通 常の場 所 打ち杭工法との組 み合 わ せ に よ り, 表

一

1に示す 7施工法に細分 され る。  

3.

A 工法の施工実 験   実 験目的は次の 2つで あ る

。

   未硬化コ ン ク リ

ー

トへ の鋼管 圧入の施工性 検 討    鋼管外 側の コ ンク リ

ー

ト被り厚 確 保 状 況の確 認  3

.

1 実 験 内容   掘 削工法と して オ

ー

ル ケ

ー

シ ング 工法 を 用い た

。

地 盤 は埋め 昃 し た シル ト混じ り細 砂であり

,

コ

ー

ン ペ ネ トロ メ

ー

タ

ー

に よる貫人抵 抗 q, は 8 kgf/cmt , qc

=

4〈1に ょ る換 算 N 値 は 2で あっ たu 直 径 1100mm の ケ

ー

シン グ をパ ワ

ー

ジャ ッキで 圧入 し なが ら 深 さ 9m まで掘 削 し た

。

孔 壁 測 定 結 果よ り掘 削 鉛直精度は 1/

360

であっ た。 次いで ケ

ー

シン グを引き抜きつ つ コ ンク リ

ー

トを打 設し たu コ ン ク リ

ー

トの配合を表

一

2に示す

。

ス ラ ンプは 17 cm

,

空 気量 は4

.

1 %で あっ た。  次い で図

一6

に示す よ うに

,

直 径 lOOO mm

,

厚 さ16 mm

,

長 さ10m の鋼 管をパ ワ

ー

ジャ ッキの 中心 に設置 し

.

トラ ン シッ トで鉛 直 性 を確 認しつ つ 深 さ

8m

ま で 沈 ドさせ た

。

最 初の 2m は自 重で沈 ドし

,

次い で最終 深さ ま で

,

パ ワ

ー

ジ ャッキで圧 入 し た

。

圧 入 終 了 後

,

地 上に出てい る部 分で測 定し た鋼管鉛直精 度は

1

/500で あっ た

。

 コ ンクリ

ー

一

卜練 り 混ぜ開 始 か ら 鋼 管 設置 開始 までの経 表

一

1 鋼 管 設 置 方 法と掘 削 方 法 丶

蠻

鯉皇

オ

ー

ル ア

ー

ス リバ

ー

ス 鋼管 \      \

、

、

設 置工法 ケ

ー

シングエ法 ドリル 工法    

.

一 一 一

工 法

一

A工 法 ○ ○ ○ B工 法

   ダ

   r’

  ’

  ダ

  ’

  ド

 ダ

/

r’

」

○

一

〇

r/

一

一

一

C工法     /

  ’

/

r

○ ○

r〆

’

表

一

2 コ ン クリ

ー

トの配合 A工法 施工実 験 B工法コンク 1丿

一

卜密 着 性 確認実験 載荷実 験

         ¶

セ メ ン ト量 (kgf加3)

.

L

  370 300 468 細 骨 材 量 (kgf/m3 ) 1    755 801 粗 骨 材 量 (kgf加 3)

  一

.

1  944  1LO43   543

−一

一

  960 混 和

辣

1 (kgf斛 0

.

11      0

、

75 O

.

14 嵐 位 水 量 (kgf/m3 ) 200   

 

 

1

1

 

169 206 水セ メン ト比 (%) 54  …  56

、

5 44 細 骨 材 率   (% ) 45

.

0       44

.

3 粗 骨 材最大 寸 法 (mm ) 20 25 40

.

7

ゴ

6

過時間は

1

時間

55

分

,

鋼 管 設 置 終 了 まで 2時 間

20

分で あっ た。 コ ン ク リ

ー

ト練 り混ぜ 開始か ら鋼管 設 置 終 了ま での 気 温は 24

.

5℃

〜

28

,

5℃ で あっ た。  3

.

2  鋼 管 圧 入の施 工 性の検 討  建 築工事 標 準 仕 様 書

・

同解説 ∫

ASS

 5 「鉄 筋 コ ン ク リ

ー

ト工事 尹 で示さ れ る 「コ ンク リ

ー

トの練り混ぜ開 始から打 ち終わ り まで の時 間の限度 」は

,

遅延 剤を使 用 し な い場 合, 外 気温が 25℃ 未満の 場 合は120分

,

25℃ 以 上で は

90

分で あ る

。

実工事に おい ては

,

こ の時 問 を 「コ ン クリ

ー

ト練り混 ぜ 開始から鋼管設 置 終 了まで の時 間 」 に置き換えて

,

施工 を行 う事 を標 準 と する こと とし た

。

気温 が

25

℃ 前 後の こ の実 験におい て は

,

コ ンク リ

ー

ト 練り混 ぜ開 始か ら鋼 管 設 置ま で 140分経過 して お り, 上 記の時 間 限 度で コ ン クリ

ー

トへ の鋼 管圧 入 は施工可 能と 考え ら れ る。  3

.

3 コ ン ク リ

ー

ト被り厚確保の確 認 パ ワ

ー

ジャ ッキ 貫 ウヱイ ト 経 過 時 間(分) 10      20      3

ジ

内 面 リブ付     鋼管

1

’

 

9

 

.

  2 鋼 L

,

_

! 管 先 コ ンク リ

ー

ト ー 文 端 4 深 さ

’

(m)

o

61 o 1 \

 の

o 一

・

一

一

一

一

8

一

.

一

一

一

一

一

一

一

一

一

一

一

一一

一

一

一

x

?

  」

鹽.

−

鯉

田 (単 位m)  図

一

6 A工法の施⊥実 験 写 真

一

2 A 工法に よ る 試験 体のコ ン ク リ

ー

ト被り状況

一一

133

一

(4)

 コ ン ク リ

ー

ト硬 化 後 周 辺 地 盤を掘 削

・

除 去し, 杭を 地

t

に引き 上 げ

,

コ ンク リ

ー

トの被り厚を調べ た

。

杭 下 端 の コ ン クリ

ー

トの被り状況 を 写真

一

2に示す

。

被 り厚さ は, 測 定か所の コ ン クリ

ー

トを部 分 的にはつ り

,

コ ン ク リ

ー

ト表 面と鋼 管 表 面まで の距 離をメジャ

ー

で測 定 し

,

求めた

。

測 定 結 果 を図

一

7に 示す

。

ケ

ー

シ ング外 径

1

 

100

 mm , 鋼 管 径

1000

 mm であり, 計 算 上の被り厚50 mm は ほ ぼ確保さ れてい る様 子 をみ ること ができる。  

4,B

工法の 施 工実 験   実 験 目的は次の

3

つ で あ る

。

   孔 壁 保護の ために用いる 泥水

,

ベ ン トナイト安 定     液が鋼 管 内 面を汚す程 度の把 握     コ ンクリ

ー

ト打 設 前に行 う鋼 管 内 面 清 掃の効 果の     確 認

、

   鋼 管とコ ン クリ

ー

ト間の密 着 性の確 認   各 項 目につ いて

,

次の 3実 験 を行っ た。

一

2

.

Omレ

一

4

,

0mレ

一

6

.

Omレ 鋼 管

一

8

.

Omレ       睡        コ ンク1丿

一

ト被り厚さ(mm ) 図

一

7 A工法で製 作した試 験 体のコ ンクリ

ー

ト被り厚 さ 東 西     南 北

,

 

‘

9 

 

唱

、

b 

oo

9101

 ,

’

’

σ

・

m レ 72

」

.

94

■

.

75 90 64 102 79 102 m レ 70 1田 96 101 61 101 92 84 m レ 85

广

134 o

 

o

131

ワ

 

卩

 

.

}08 46 110 102 77 o

’

6 125

’

100 85 m レ 0

 

4

ひ

9

0909o 80 ド マ ケ

ー

シング 8 晩 寸

8

『 o 内面リブ付     鋼 管 08

.

O

卩

1

,

000

     

ト

上 型

『

(単 位… ) 図

一

8 B工 法の鋼 管 内面の汚れ度把 握 実 験

一

134

−一

 4

.

1  鋼 管 内 面の汚れ度把 握実験  a

.

実 験 内 容  図

一

8に示 すように

,

地 盤 内に直 径

1200mm

の底 蓋 付ケ

ー

シ ング を縦に埋設 し

,

その 中に泥 水 ま たはベ ン ト ナ イト安 定 液 を充 満さ せ た。 これ らの液を十 分 攪 拌し た 後

,

その 中に直 径 1000mm

,

長さ5m の鋼 管試 験体を 放置し た。 6 時間後, 鋼 管 試 験 体を地上に取り出し

,

鋼 管内面の付着物を水で洗い流 し回 収し た

。

「6時 間」は 実施工において

,

清 掃 終了後コ ンク リ

ー

ト打 設 終 了まで に必 要な時 間と して設定し た値である

。

 泥 水は 工事 現 場か ら搬人 し た もので あ り, ファ ン ネル 粘 性21

.

0秒

,

比重 1

.

075

,

砂分含 有量

0.

5%で あっ た

。

ベ ン トナ イ ト安 定 液の 配 合は クニ ゲル

VlO .

05%,

CMC

 O

.

 05% と し た。 ファ ン ネル粘 性

33.

5

秒

,

比 重 1

.

050 で あっ た

。

ベ ン トナ イト安 定液は

,

通常使 用さ れ ている配 合 範 囲の内, 富 配 合に属 する。  

b.

実 験 結果  鋼 管 内 面 lm2 当た りの付 着 物 乾 燥 重 量は

,

泥 水の場 合

3.

9gf

/m 呂

,

ベ ン トナイ ト安 定 液の場 合

27.7gf

/m2 で あり

,

ベ ン トナ イト安定 液を 用い た場合の方 が 付 着 物が 多か っ た。 こ の こと よ り

,

以後の実 験においては汚れ の 影 響の上 限 を把 握 すること を目 的と して

,

上 述の配合の ベ ン トナ イ ト安 定 液を用い た実 験を基 本とし た

。

 4

.

2  鋼 管 内面 清 掃 実 験   a

.

実 験 内 容  土 質 柱状図 を 図

一

9に示す

。

地 表 面よ り約 3m まで は

N

値 10 前後の砂 質 粘 土, 粘 土 質 砂

,

そ れ 以 深は

,

砂 岩 等の軟岩で あ る

。

清 掃 効 果 把 握の た め

,

実 験

1

,

9

,

皿 の 3実 験を行っ た

。

実 験皿の内 容は次の とお りで ある

。

同 図に示す ように

,

直 径980mm の 孔を深さ 10 m ま で ア

ー

ス ド リル工法で掘 削し

,

次い で直径

1000mm

の鋼 管 を 孔 壁 を 削り なが ら

,

パ ワ

ー

ジャ ッキで深さ

8m

ま で圧入 し た

。

掘 削 時の孔 壁 安 定の た め

,

ベ ン トナ イト安 定 液 を用いた

。

次い で

,

写 真

一

3に示す清 掃 器 具を ア

ー

ス ドリル 工法用掘 削 機の ケ リ

ー

バ

ー

に取り付け

,

回転に よ り清 掃器具 先 端の ブ ラッ シュ で鋼 管 内 面 を清 掃し た

。

清掃は鋼 管の頭 部 と ド端の間の

一

往 復で行っ た

。

清 掃 後 鋼管を放置 し

,

6 時間経過後安定 液 を抜 取っ た

。

次い で, パ ワ

ー

ジャ ッ キで鋼管を地 上に引き抜き

,

鋼 管 内 面 を水 で洗い流 し付 着物を 回収し た

。

  実 験

1

で は

,

清 掃 作 業を行わ ず 6時 間安 定 液 中に 放置 し た

。

実 験

ll

では清掃 直 後 安 定 液を抜き取 り

,

鋼 管を 地 上に引き抜い た

。

これらを ま と めて

,

表

一

3に示 す

。

 実 験

1

,

L

[の鋼 管 下 端の状 態を写 真

一

4

,

5に示 す

。

ま た

,

各 実 験で回 収された付 着 物の

,

鋼 管 内 面 1MZ 当た りの 乾 燥重 量 を表

一

3に示 す

。

 

b.

実 験 結 果  写真

一

4

,

5より

,

渭 掃 直後に お い て顕 著な清 掃効果が

(5)

パワ

ー

ジ ヤ 7キ

L

上

(単位

、

mm ) 図

一

9 B⊥ 法の鋼管内面清掃実験 見 ら れ る

。

表

一

3に示さ れ る実験

1

と実験  の 付 着物重 量 よ り

,

清掃に より付 着物が半減 してい る 様子が見ら れ る。 実

va

 

ll

と実 験   の付 着 物 重 暈より

,

清 掃 後 6時 間の 間に鋼 管に付 着する量は無 視で きず

,

鋼 管の ベ ン トナ イ ト安 定 液 中へ の長 時 間 放 置は好ましくな い状 況を示し て い る。 実 際の施工に お い て は

,

前 述の施 工 上か らの必 要 時間 を考 慮に入れ

,

実 験  での放置時間である 6時間 を 上 限する こ と と した

。

 

4.

3

 鋼 管 とコ ン ク リ

ー

ト間の密着性確 認実験  (a )実 験 内 容  実 験を行っ た 地 盤 は

N

値10前 後の 砂 質土で あ る。 図

一10

に示す よ う に

,

直 径

980mm

の孔 を ア

ー

ス ド リル 表

一

3 鋼管 内面清掃 実験 実験 渭 掃 の 有 無 鋼管内ベ ントナ イ ト 安 定液の抜 き取 り 時期 付 着 物 乾 燥重 量 (gf/m2) 1 清 掃せず 圧 入 後6時 間 64

.

1 lI 清    掃 清 掃 直 後 12

  .

.

0

一

一

m 清     掃 清 掃 後6時 間 27

.

O 写 真

一

3 B工法で用い る清 掃 器 具 工法で深さ

3.

5m まで掘 削し

,

直 径 1000 mm の鋼 管 を 孔壁を削りな が ら

,

パ ワ

ー

ジャッ キで深 さ 3m まで圧 入し た。 孔 壁 安 定にベ ン トナ イ ト安 定 液 を 用い た

。

鋼管 内 面の清 掃 後

,

6時 間 放 置 し, その後 安 定 液 中で コ ン ク リ

ー

トの水 中 打 設を行っ た

。

コ ンク リ

ー

トの 配 合 を 表

一

2に示す

。

ス ラン プは

18cm ,

空気量 は4

.

0

%で あっ た。 コ ン クリ

ー

ト打設 1ユ日後

,

試 験体を地上に掘 出し た

。

次いで鋼 管 を縦方 向に ガス切 り し

,

鋼 管を除 去し て コ ン ク リ

ー

ト表面を目視に よ り調べ た。  (

b

) 実験 結果  コ ンク リ

ー

ト表 面に は

,

泥 分の付 着は 見ら れ な か っ た

。

コ ンク リ

ー

トと鋼 管の間の はく離 状 況 が

,

リ ブ上 面 と下 パ ワ

ー

ジャ ッキ

 

ウエイ ト

一

」

一

シ ング OO

鴎

.

 

  疂

 、

一

§ o

弓

「

▼

「

、

000 内面 リブ付     鋼管 980 (単位

.

mm ) 図

一

10 B工 法の鋼 管 とコ ンク リ

ー

トの密着性確認 実 験 写 真

・

−

4 B工法で清 掃 を行わない場合の鋼 管 先 端 部 内 面 写 真

一

5 B工法で の清 掃 直 後の鋼 管 先端部 内 面

一

135

一

(6)

面で異 なっ ており, リブ上 面で は比 較 的きれいに コ ン ク リ

ー

トがは く離し て い る の に対 し

,

下 面で は コ ンク リ

ー

トが鋼 管に付 着し て は く離し てい た

。

リブ上 面に は泥 膜 が 薄くつ き

,

付 着 性 能 が 落 ちていたの に対し

,

リ ブ下 面 で は泥 膜は少な く

,

付 着 性 能が確 保さ れ てい た た め

,

コ ンク リ

ー

トの は く離状態に差が出た も の と推 測さ れ る。  

5.C

工法の施工実験

.

  実 験 目 的 は 次の 2つ であ る

。

 a

.

鋼 管内面清掃効果の確認  

b.

ハ ンマ

ー

グラブに よる鋼 管 内 面の損 傷が軽 微で あ    る こ との確 認  

5,1

実験 内容  土 質柱 状図を図

一

11に示す。 上 トの粘土 混じ り砂 層

,

中 央の シル ト質 粘土層か ら成っ て いる。 いず れの層 も埋 め戻し 土に より作 成して おり

,

ヒ

.

ドの粘 土 混じ り砂 層に は

,

固 化 剤 (商 品 名ハ

ー

ドキ

ー

プ

P −

430)を 混 入 した

。

同 図に示 すように, 直 径2500mm , 厚さ19 mm

,

長さ 0 パワ

ー

ジャッキ ウエイ ト

 

内 面 リブ付 鋼 管 ハ ン マ

ー

グ ラ ブ 08

、

9   8 『 噫   0  

8

  コ

2

。

500 (単 位 ;mm ) 図

一

11 C工法の施工実験 写真

一

略 C工 法の清 掃 前の鋼 管 内面 10m の 鋼 管 をパ ワ

ー

ジャ ッキで圧 入し な が ら

,

鋼管 内 の土 をハ ンマ

ー

グラブで掘 削 除 去し た

。

鋼 管の最終深 さ は 8

.

5m であっ た

。

地 下 水 位は

10m

よ り深 く, 掘 削は 空 気 中で行っ た

。

掘 削 後

,

ベ ン トナ イト安定 液を孔中に 満た し,

B −L

法と 同 型式で よ り大 型の清 掃 器 具を用い て 鋼管内面を清 掃し た。 清 掃 後

,

時 間を お かず 安 定 液を鋼 管 内よ り抜出し

,

パ ワ

ー

ジャ ッ キに より鋼 管を引き抜い た

。

地 上で鋼 管 内 面 を 洗い流 し

,

付 着 物を回 収し た

。

1 m2 当た り の付 着 物の乾 燥 重 量は 4

.

9gf/m2 であっ た。 洗 浄 後

,

ハ ンマ

ー

グラブに よる鋼 管 内 面の損 傷 を写真 撮 影お よびス ケ ッチ し た

。

掘 削 直 後お よび清 掃 後 地 上に引 き抜い た時の鋼 管 内 面の状 況 を写 真

一

6

,

7に示す

。

 5

.

2  鋼 管 内 面の清 掃 効果  写真

一

6

,

7 よ り,

B

工法と同様顕著な清 掃 効 果を見 ること が で き る

。

鋼 管内面清掃を行っ た直 後を対 象に し た

,B

工 法の 実 験

1

に おい て付 着 物の 乾 燥 重 暈は 12

.

O gf/m2 で あ り

,

本工法で は4

.

9gf/m2 で あっ た

。・

一

・

例だ け か らでは あ る が

,

本工法で の清 掃 効 果は工 法

B

で の そ れ より

,

少な く とも劣っ て は い な いと推 測され る。  5

,

3 ハ ンマ

ー

グ ラ ブによ る鋼 管 内 面の損 傷  損 傷 度の大きい部 分の状 況 を写 真

一8

に示す

。

し か し

,

こ の よ うな損 傷の見られ たの は ご く

.

.

・

部で あ り

,

ほ と ん どの部 分で は損 傷は見 られ な かっ た。 写 真

一

7 C工法で の清 掃 直 後の鋼 管 内 面 写真

一

8 C工 法での 鋼管内面の損 傷 状況

一

136

(7)

 

6.

鋼 管コ ンク リ

ー

ト部の耐力 実験  実 験の 目的は次の 3つ であ る。 実 際の施工 と同 じ方 法 で作 成さ れ た試 験 体につ い て

,

    鉄骨鉄 筋コ ン ク リ

ー

ト構 造 計 算 規 準

・

同 解 説Sl    (

SRC

規準と 略 称 する)で求め た終局耐 力 以

一

ヒの    耐 力を持つ事の確 認     二次設計に必要な十 分な靭 性 を持つ ことの確認     現 場 施 工の 耐 力に与え る影 響の把 握  

6.1

実験 内 容   (a ) 試験 体の種 類と形 状  前 章で述べ た よ うに, 工法に よっ て は鋼 管 内 面が泥 水 やベ ン トナ イ ト安 定 液等で汚さ れ た状態で

,

コ ンクリ

ー

トが打 設され る

。

こ こ で は

,

前 章で最も鋼 管 内 面の汚れ の大きい こと が示さ れ たベ ン トナ イ ト安 定 液 を 用い た

B

工 法で試験体を製作し

,

試 験 体

No .

ユとし た

。

他の工 法 で施 工 す る場 合

,

鋼 管 内 面の汚れ はよ り小さ く

,

耐力は よ り大き な値と なるもの と考え ること が で き る。 ま た

,

こ の試 験 体と比 較の ため

,

鋼 管 内 面がベ ン トナイト安定 液 等で汚さ れ て い な い, 清 浄な状態で コ ン クリ

ー

トを打 設 し た試験 体も作 成し

,

試 験 体 No

.

2とし た

。

 

鋼 管の 直 径は 1000mm

,

板 厚 16mm

,

材 質は

SKK

41 であ る。 コ ン クリ

ー

ト配 合 を表

一

2に, 試 験 体 形 状 を 図

一12

に 不 す。   (

b

) 試 験 体 製 作  試 験 体No

.

1はB 工法で製 作し

,

掘 削 孔の 直 径は

980

mm で あっ た

。

地中で製作 終 了 し た状 態 を

,

図

一

ユ3左 に示 す

。

コ ン ク リ

ー

ト打 設の約 1カ月後

,

試 験 体を 地 上 に掘 り

上

げ

,

長さ6m の 試 験 体の両 端

50

 cm 区 間を ガ ス 切 り お よ び はつ り で除 去し

,

長さ 5m の 試 験体と し た

。

試 験 体

No .

2は

,

同 図 右 に 示 す よ う に

,

直 径 1 200 mm

,

長さ 6m の ケ

ー

シ ングを用い て

,

空 掘り で 地中に孔を掘削し

,

次い で

,

こ の孔の中 央に底を鋼板で ふ さいだ直径 1 OOO mm

,

長さ5

.

3m の鋼管を 建て込み

,

内 部に コ ン ク リ

ー

トの打 設を行っ た。 試 験 体の 上部 30 cm を除 去し

,

長さ5m の 試 験体と した。 コ ン ク リ

ー

ト の ス ラ ンプは 18

.

Ocm

,

空 気量 は3

.

7% で あっ た

。

  (c ) 材 料 強 度  標 準 水 中 養 生し た コ ン ク リ

ー

トの 3供 試 体の平 均 28 日強 度は 447kgf/cmZ であっ た。 載 荷 試 験 終了後, 載 荷 に よ るコ ンク リ

ー

トの強 度 低 下は少ない と考え ら れ る試

[

 

 

08

一

鋼管 (板厚T6mm)   コン ク リ

ー

ト

L

一

s

・

eoo

 

_ 一

」

      (単 位:mm ) 図

一

12  鋼 管コ ン ク リ

ー

ト部 試 験 体

調

 コ ンクリ

ー

ト   鋼 管 験 体両 端 部か ら6供試体を採 取し, 圧縮 試 験を行っ た。 試験体

No .

 

L

 

2

の平 均 圧 縮 強 度は各々 443,

425

 

kgf

/cm2 で あっ た

。

 試 験体No

.

1

,

2に用い た鋼 管と同

一

ロ ッ トの鋼 管よ り

JIS

 Z 2201 に基づ き , ユ2号 試 験 片

3

体を切 出し

,

引 張 試 験を行っ た

。

平 均 降 伏 強 度は 32

,

8kgf/mm2

,

平 均 引 張 り強さ49

.

 7 kfg/mmZ , 平均伸び48 %であっ た。   (

d

) 載 荷 方 法  図

一

14左に示す よ うに

,

実 地 盤中にあ る杭 頭 部 近 傍 の, 終 局 状 態の断面 力を シ ミュ レ

ー

トで きるよ う, 同 図 右に示す単 純 梁の載荷実験を行っ た。 材 料 試 験 実 施 前の 材 料 強 度の推 定値と して

,

コ ン ク リ

ー

トの圧 縮 強 度を 400kgf /cmz

,

鋼 管の 降 伏 強 度 を

3600

 

kgf

/cm2 と し た

。

鋼管お よ びコ ン ク リ

ー

トを 剛 塑 性体と し

,SRC

規 準の 方 法に基づき

,

軸 力0に お ける終局曲げモ

ー

メ ン トMρ を 求 める と

Mp =705

 tf

・

m で あ る

。

内部 摩 擦 角 φ

=

30

°

,

単 位 体 積 重 量 γ

=

1

.

8tf

/m3 の 砂地盤

,

および粘 着 力 c

=

5 tf/M2 の 粘牲 土 地 盤 に お け る 終 局 水 平 力

Q

を Broms4)の 方 法で 求め る と

,

各々

Q =

 330 tf S よ び 295 tfであり

,

シャ

ー

スパ ン1臨/

Q =

2

.

14 m

,

2

.

39 m と な る

。

こ の時, 地 中部での最大曲げモ

ー

メ ン トが Mρ に達する

T

ル

80

.

り

OOO

.

O

⊥

⊥

哩 試 験 体Ne

.

1

常

糊

 

 

 

 鬮

(単 位 /mm ) 試 験 体No

.

2 図

一

13 鋼管コ ンク リ

ー

ト部 試 験 体の製 作 → → 」 E

§

.

q

…

試 験体

璽

地 盤 中の杭 図

一

14 杭 頭 部 近 傍の断面 力 シ ミュ レ

ー

ショ ン

一

137

一

(8)

まで

,

杭 頭 部の曲げモ

ー

メ ン トは

Mp

の値を維 持して いる もの と す る。 こ の値を参 考に して

,

シャ

ー

ス パ ン2

.

385 m と し

,

単 純 梁の ス パ ンを4

.

77m とし た。  載 荷装置を 図

一15

に示す

。

正 負 交 番 繰 返し載 荷 を 行 う が

,

試験 機の加 力 方向は変えず

,

試 験 体 を180

°

天 地 を反 転さ せ るこ とに よ り

,

正負の切 り替えを行っ た

。

試 験は次の ように変 位 制 御で行っ た。 最 初のサイク ル の正 方 向 載 荷に お い て

,

ス パ ン中 央 近 傍の A断 面の鋼 管 下端 ひずみが 降 伏ひずみ に達 するまで加 力 を行い, こ の時の スパン中 央たわみ量 をδ,とし た

。

以 後

,

n サ イクル に おけるピ

ー

クた わみ量 は ±nδy と し た

。

 

6.2

実験結果  試 験体

No .

1の荷 重とスパ ン中央た わ み 量の 関係を 図 試 験体        

一

一

8

/

塹 盤 黻 承・ 1 曲 げ支 点台1 載 荷 用 治 具 AIO

,

3m

  14

,

710m 図

一

15 載 荷装置 Ca 昌 富 倒 嶂

ロ

齟 ’ ’ ’ 梶

「

「

ノ

’

’’ § §  ”  

「

   6

ノ!

「    

‘

,

    r ”   ρ  〜 ’ ! ’  『

y7

  ノ ! ノ ノ ’

「

  ’

,

’ 80   

−

60     ’

  

1

   ’

一

49  / 1

一

20

’

 

,

   「  ’越   ’  ro  

「

   

,

掴

20400

−♪

     80 ス パ ン中 央の        100 た わ み 量(mm ) 「2 厂

’

    ’

ρ

     

「

        , ’               ’ 「  

1

’ ノ ’

〃

婆

’

lI

’

   o

’ 」

,

      り

「

, 1oo

一

80      

f

図

一16

 試 験 体No

.

1の荷重

一

一

た わ み量曲 線 eooo8

’

   

一

卩

’

一

一

冒

一

一

一

 

辱

,

 

層

’

冒

−一

’

”

 

一

一

一

  !

’

’

〔

o =

 

脚8 怛

噂

↑

§

80 

−

60 

−

40

一

20 20    40    60   80    100   12 一    一 畢

→

ス パン中央の た わ み量 (mm ) oo

創

試 験 体No

.

1 1o

}

一一

一

試 験 体No

.

2 9 了 o

 ’

’

’

8

一

一

一

.

.

,

一

.

.

一

一

一

’

一

Ioo          〒 図

一

17  荷 重

一

た わ み量 曲 線の包 絡 線

一138

一

16 に示す

。

実 験は ス パ ン中 央近傍での 鋼管の 破 断で 終了 し た

。

試 験 体 No

.

1とNo

.

2の荷重

一

た わ み 量曲 線 の包絡線を 図

一

17に示す

。

図

一

15に示すス パ ン中央近 傍の A 断面で測 定し た, 試 験 体 No

,

1の鋼 管 材 軸方 向 ひ ずみにつ いて

,

変 位ピ

ー

クが 3

,

4

,

5δ.における分 布を 図

一

18 に 小 す

。

ひずみ は鋼 管 卜端か ら上端まで 30° ピッ チで測定され てい る

。

実 験 終了後, 試 験 体ND

.

1の鋼 管 を ガス切り で取り外し

,

コ ンク リ

ー

トひ び割れ状 況 をス ケッ チ し

,

図

一

19に 示す

。

 6

,

3 考   察  (a ) 理 論 終 局 荷重と見か けの降伏た わ み 量  鋼 管の 降 伏 強 度32

.

8kgf/mm2

,

コ ン ク リ

ー

トの 圧縮 強度

443kgf

/cm ! を用い て

,

  SRC 規 準に基づ き軸 力0 に お け る終 局 曲 げモ

ー

メン トMp を 求 める と

,

 

Mp =650

tf

・

m と な る。 次い で , 単 純 梁の 中 央 点の 曲げモ

ー

メ ン トが

Mp

に な る時の荷 重

P

ρ を求め る と, 

P

ρ

・

・

 545 tfで あるe  試 験 体の弾 塑 性 挙 動をマ クロにと らえ る指 標の 1つ と して

,

見か けの降 伏た わ み 量 飢 を次の よ うに定 義する

。

図

一

20に示す よ うに

,

荷重とスパ ン中央た わ み量の曲 線よ り初 期 剛 性 を 求 め

,

次に包 絡 線上でこ の 初期剛性の 1/3の接 線 剛 性 を 持つ 点 を 求め る。 この点に お け る た わ み量 を

,

見か けの降 伏た わ み量 δ

。

とす る

。

図

一

ユ7より

,

試験体

No ,1

の値は邑

=

ユ3

.

 20 mm となる

。

  (b )  実験 荷 重と理 論 終 局 荷 重の比 較  以上で求め た終局荷 重の理論 値

Pp

お よ び見か け の降 伏た わ み量 δ。を用い

,

試験体

No ,1

の 各サ イクル に お い て

,

最 大 中央たわみ量 δが生 じ た時の 荷 重

P ,

P と δ/ス パ ン中   た わみ δ,

=

6

、

20m t80

’

tso

’

位 置 120

一

「0  0   10  20  30     ひ ず み  (XIO

一

ヨ ) go

’

6ぴ σ 03 図

一・

18 鋼 管の ひずみ分布 端 部 支 承 治 具 コ ンク リ

ー

ト圧壊

齟

.

一

.

.

.

鹽

 

r

    

の

         

■

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

“

 ψ

 

。

鋼 管 残 部

9

   騨

      .

       

’

二e

い 

・

繍

・

     」

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

φ

 

 

 

9

 

一

「

“

齟

广

}

図

一

19 試 験 体 No

、

1のコ ン クリ

ー

トひび割れ状 態

(9)

理論 終 局 荷 重 P。 との比 (P/Pρ)

,

お よ び 塑 性率 μ

=

(δ/δ∂を, 表

一4

に示 す

。

サ イクルの正 負の 載荷の内

,

正の みを取り上 げてい る

。

塑 性 率μが約 1

.

0に な る と

,

載 荷 荷 重は 理論値に至 り, そ の後も荷 重は上昇 し

,

μ

=

6近くで理論 値の約 1

.

4倍になっ て お り

,

SRC 規 準に より求め た終局耐 力 以 上の耐 力 を保 持してい る

。

  SRC 規 準で求め た 理論終 局 荷重は鋼 管とコ ン ク リ

ー

トが

一

体と なっ て挙 動す るこ とを前 提に し たもの であ る

。

試 験 体

No ,

1の施工に おい て はベ ン トナ イ ト安 定 液 で鋼 管 内 面が汚さ れて おり

,

付 着強度に悪影響 を 及ぼ し 鋼 管 とコ ンク リ

ー

トの

.

体 性が確保でき ない可能性が 考 え ら れる が, 塑 性 率がは ぽ 1で載 荷荷重は 理論終局 荷 重 の値に至り, その後は理 論 荷 重 をヒ回っ たこ と よ り

,

突 起に よ り鋼 管とコ ンク リ

ー

トの

一

体 性は確 保さ れて い た と考え る こと がで き る

。

これの傍証 と して, 次の 2点を 挙 げる ことがで き る。

 

  図

一

18に示す試 験 体 中央部近傍

A

で の計 測 鋼 管 ひずみ の中 立 軸 位 置は

,

鋼 管とコ ン ク リ

ー

トは剛塑 性 体 であ

rl

  t

一

体 とな っ て挙 動す る と して求め た 理論中 立 軸 位 置と ほ ぼ

一

致 して い る

。

    図

一

19に示す コ ンク リ

ー

トの ひ び割れ状況にお い て

,

載 荷点近傍に集中し た大きな ひび割れ は な く

,

比 較 的 細か なひび割れ が 数 多 く 分布し てい る

。

  (c ) 靭  性  表

一

4より

,

塑 性率μは

8.

2

で あ り

,

十 分 大 きな勒 性 を持っ て い る様 子を み るこ と がで きる

。

 (d > 現 場 施工 が終 局耐力に与え る影 響 表

一

4 試 験 体No

.

】 の たわみ量

,

荷 重

,

塑性 率 サイ クル 中 央 た わ み 量  δ(mm } 荷   重 

.

P (tf) P /s。Pp 塑 性 率

   一

μ= δ〆δy 1 6

.

20 361 0

.

67 

.

0

,

47    2

」

.

一广

12

.

58 57B

      ..

1

、

06  i  o

.

95 3 24

.

97 693 1

.

27 1

  .

.

89

.

..

4 5D

、

13 766 1

.

41

.

−

  3

.

80 5 75

,

43 ア85 1

、

44 5

.

71 6 108

.

30

.

一

.

   730 134 3

,

20 荷 重 初 期 剛 性

 

/

4 初 期 剛 性の 1/3の剛 性  現場 施工によ り鋼管 内面が汚さ れて も, 突 起によ り鋼 管とコ ンク リ

ー

トの

一

体 性が確保さ れてい る こと を先 述 し た が

,

こ の ことを 試 験 体No

.

1とNo

.

2

の挙 動の比 較 に より

,

以 下 に再確認を行う

。

試験体

No .

ユと

No .

2の 荷 重と中央たわ み量の 関 係が

,

図

一

17に示 され てい る

。

試 験体

No .1

の耐 力は

N

。

.

2の そ れ よ り や や大き な値と なっ てい るが, ほ と ん ど同じ挙 動を示してい る

。No .

1 の耐 力が

No .

2の そ れ よ り やや大き く なっ た 理白は不 明 で あ る が

,

内面に突 起のつ いた鋼 管 を 用い た場合, 鋼管 内 面が汚さ れて いない鋼 管コ ンク リ

ー

トに対し

,

現 場施 工で製 作し た そ れの耐 力は劣る こ とがな く

,

鋼 管とコ ン ク リ

ー

トの

.一

体 性は先 述の よ うに確 保され て い る と考え ること が で き る

。

 

7.

鋼 管コ ンク リ

ー

トと鉄筋コ ン ク リ

ー

ト の継 手 部の     耐 力 実 験

 

実験 目的は, 継 手 部の耐力 が 継 手の破壊で な く

,

隣 接 す る鉄 筋コ ン クリ

ー

ト部の破 壊で決まる こ と の確 認であ る

。

  7

.

1 実験 内容  〔a ) 試 験 体 形状

 

試 験 体は

,

図

一

21に示す よ うに

,

上部4

.

5m

が外 径 1000m

,

厚さ16mm の鋼管を 用い た鋼 管コ ン クリ

ー

ト

,

下 部4

.

5m が主 筋の 鉄筋比

0.

8

%の 鉄 筋コ ンク リ

ー

ト で

,

全 長 9in で あっ た

。

継 手長さは原 則 的に はコ ンク リ

ー

トと鋼 管 内 面との付 着 強 度

,

鉄 筋との付 着 強 度を考 慮して決め ら れ るが

,一

般の設 計で はこれ らに対 し安 全 側の値 と なる主 筋 径の 45倍を継手長 さ と してい る

。

主 筋の呼び名は

D25

であり

,

継 手 長さ を1

.

 125 m と し た

。

ま た

,

拡底場所 打ち杭の鉄 筋コ ンク リ

ー

ト軸 部の主 筋 鉄 筋比 は

一

般に は O

.

 4

−

O

、

6% であるが

,

こ こで は 0

.

8% と や や大き な値と し た

。

  (b )  試 験 体 製 作   鋼 管コ ン クリ

ー

ト試 験 体

No .

1と同じ

,

工 法B に より 製 作した

。

コ ン ク リ

ー

ト配合は表

一

8と 同じ であり

,

ス ラ ン プは19

.

Ocm

,

空 気量は 4

.

2% で あっ た

。

主 筋は SD 

30

と し た

。

  (c ) 材料強 度

 

鋼 管は 鋼 管 コ ン ク リ

ー

ト試 験 体No

.

1

,

 

No ,

2 と同

一

の ロッ トであ り, 試 験 片の引張 試 験 結 果も同

一

で ある

。

匸

    8

国

      4

、

5DO      4

、

500

一

一

’

.

葺

.

已

二

_

’

目:弖

=

』

一

_

1

’

一

一

一

瞻

一

.

.

一

:雄 ・ I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

1:

.

鄲

譱 二

蠶

:

臓

・

∵

1

』

ロ

 

.

一

H

.

1

.

主 筋12

−

D25 帯 筋 D

−

13@150

勤

避

一 ・

晶 篇

(単 位

:

mm )

ヨ

一

病 中 央たわみ量 図

一

20 見か けの降 伏た わみ量 図

一

21 鋼 管コ ンク リ

ー

トと鉄 筋コ ン ク リ

ー

トの継 手部試 験 体

一139一

(10)

8 本の 鉄筋の 平 均 降 伏 強 度は

40.

okgf

/Mmt

,

平 均 引 張 強 度は

59.

1kgf〆mm2 で あっ た

。

標準 水中 養 生 し た 3 コ ンク リ

ー

ト供 試体の 平 均 28日 圧 縮 強 度 は447kgf/cmU であっ た。   (

d

)載 荷 方 法  図

一

22に示す よ う に

,

試験 体 はス パ ン7

.

4m の両 端 をピン

・

ロ

ー

ラ

ー

で支 持し

,2

点に集 中 荷 重 を加えた

。

中 央 部3

,

4m は純 曲 げの状態で あ り

,

荷 重は単調載 荷 とし た

。

  7

.

2  実 験結果と考 察

 

荷 重 と 中 央 点の たわみ量の関 係を, 図

一

23 に 示す。 荷 重

P

=

34.

Otfで鉄 筋コ ン クリ

ー

ト部に 曲げひ び割れ が生じ

,

以 後 荷 重の増 加 と ともに曲げひ び割れ が増 加し た

。

最大荷重88

,

8tf に到達 し た 後

,

変 位の増 加に対 し 荷 重は増 加せず

,

た わ み量 が

67,

30mm

に達 し た直後, ス パ ン中 央 近 傍の鉄 筋コ ンク リ

ー

ト部の上端コ ン クリ

ー

トが 圧壊し て

,

荷 重が急激 に低 下した

。

実 験 終了 まで

,

継 手 部に お い て コ ンク リ

ー

トの 鋼 管か らの抜け出し は観 察さ れなか っ た

。

 

図

一

22の

A

断 面で測定し た鉄 筋 応 力の 分 布を図

一

24 に示す。 荷重

80tf

で は

,

中 立 軸は最上端の 鉄筋 位 置よ り上と な り

,

ほ と ん どの鉄 筋が降 伏して いる様 子をみ る 7

「

09          

/

「

一

I

O

°

⇒

    8        

(

ヨ 刪 写 自

G

2000      3400       2000       7400        (単 位 mm )         図

一

22  載 荷 装置 o        

_

一

一

一

1 0         20

一

410

]

        

/

r

        ノ

          ノ

       〜

       〜

       〜

        〜

      〜

     〆

一

一

L

−

−

L

 60    80    100

一一一

F ス パ ン中央の た わ み量 (mm ) 図

一

23 継 手 部の荷重

〜

た わ み量 曲 線

一14

(ト

厂

ニ

ー

E ∈ θ θ

曽

        コ

ミ

ぐ

\

  

8°“ \

ll

藁

・ 《       \

オ

一

韭

      《 \  5Ttf噸

一一

荷 盟  41tf

−

  《

        

−

1

.

OOO   O   ヨ

、

000  2

、

000  3

.

000     引張応 力 度 (kgt !cm ’〉     ▲は 鉄筋位置を示 す

。

図

一

24 鉄筋の ひずみ分 布 こと がで き る。

 

以 上で述べ た よ うに

,

鉄 筋コ ン ク リ

ー

ト部の コ ン ク リ

ー

ト圧壊で実 験が終了 し たこと

,

継 手 部で コ ンクリ

ー

トの鋼 管か らの抜け出し は見ら れ な かっ たこと

,

終 局 状 態で ほと ん どの鉄 筋が降伏して い た こと よ り, こ の試験 体の耐 力は継手の破 壊で は な く

,

鉄 筋コ ンク リ

ー

ト部の 破 壊で決っ た と考え ること ができる

。

  8

,

結  語

 

拡 底 場 所打ち杭 杭 頭 部 を 鋼 管コ ンク リ

ー

トと す る耐 震 補 強の施工方法 と して

,

次の 3工 法を示 した

。

鋼 管は内 面 リブ付 鋼 管である

。

 

A

⊥法 :通 常の場 所 打 ち杭

T .

法に よ り

,

杭 孔 掘 削

,

鉄 筋 籠の挿人

,

コ ン ク リ

ー

ト打 設 を行う。 次い で

,

未 硬 化 の コ ン ク リ

ー

ト に鋼 管を 圧 入 す る

。

こ こ で は鋼 管 径は掘 削 径 より小さいn

  B

工法 :杭 孔 掘 削 終了後

,

鋼 管 (鋼 管 径≧掘 削 径)を 孔 壁を削りつ つ 地 中に圧 入 し

,

そ の後 鋼 管 内面の清掃

,

鉄 筋 籠の挿人, コ ンク リ

ー

トの打 設 を 行う

。

  C工法 :通 常の場所打 ち杭⊥法に おけるケ

ー

シン グ 建 て込み要領 によ り鋼 管を 圧 入 し, そ の後 掘肖1]

,

鋼 管 内 面 の清 掃, 鉄筋 籠の挿入

,

コ ン クリ

ー

ト打 設を行う

。

 

3工 法につ い て施工実 験を実 施し

,

施工 を行う 上で必 要な条 件の検討 お よ び施工性の確 認を行っ た。

 

次い で

,

これ らの工法で施 工し た補 強部の耐 力 確 認の た め

,

次の 実 験を行っ た

。

鋼 管 内部に ベ ン トナイト安 定 液等 を 長 時間 満たし

,

そ の後コ ンク リ

ー

トを打 設 する場 合

、

鋼 管 内 面が汚さ れてい る

。3

工法の 内鋼 管 内 面の汚 れの 最も 大き いB⊥法で

,

鋼管 コ ン ク リ

ー

ト部 試 験 体お よ び鋼 管コ ン ク リ

ー

トと鉄 筋コ ン ク リ

ー

トの継 手 部 試験 体を作 成 し

,

載 荷 実 験 を行っ た

。

鋼 管コ ンク リ

ー

ト部載 荷 実 験で は

,

鋼管 内 面を 汚 さ ない 清 浄 な 状 態で コ ン ク リ

ー

ト打 設し た 試 験体と耐 力を比 較し た が, 両 者の耐 力 はほと ん ど同

一一

で あ り, 鋼管 内面の汚れは耐 力に影 響 を 与え ない こ と を示 し た

。

また, 終局 耐 力は

,

鉄骨 鉄 筋コ

(11)

ンク リ

ー

ト構 造 計 算 規 準3亳 示さ れる値を ヒ回り

,

塑性 率は約 8 と大き な値を持つ こと を示し た

。

継 手 部では隣 接す る鉄 筋コ ンク リ

ー

トの鉄 筋 降 伏 とコ ンクリ

ー

ト圧 壊 で最 終 状 態 と な り

,

継手 部の破 壊は生 じ な か っ た

。

こ れ によ り

,

継手 部の耐 力は十 分である こ とを 示し た

。

  以上の施工方 法の検討結果お よび耐 力 確 認に基づ き

,

今後は

,

前報告1 :1 お よ び本 報 告で提 案する拡 底 場 所 打ち 杭の 杭 頭 部 耐 震 補 強を実工事に適 用 して い きたい

。

  謝   辞   本 報 告につ い て

,

日本 大 学建築 学 教室 榎並 教授

,

関 西 大 学 建 築 学 教 室 山 肩 教 授

,

早 稲 田 大 学 理工学 研 究 所 古 藤 田 教 授の ご指 導をいた だ き ま し た。 鋼 管コ ンク リ

ー

ト部お よび鋼 管コ ン ク リ

ー

トと 鉄筋コ ン ク リ

ー

トの継手 部の載 荷 実 験は (財 〉日本 建 築 総 合 試 験 所 構 造 物 試 験 室 俣野室 長の ご指 導 をい ただき

,

井

一

ヒ研 究 員

,

土井 研 究 員 に実 施し ていた だ き ま した

。

施 工 実 験は耐 震 杭 協 会の会 員の方々 に実 施して いた だ き ま し た

。

深 く感 謝 致 し ま す

。

参 考文 献 の  長岡弘明

,

松 村 弘 道

,

岡 本  隆

,

佐 久 間

1

仁

,

高 野 公 寿    :拡 底 場 所 打ち杭の耐 震 設 計 上の問 題点と補 強 方 法の検    討

〜

拡 底 場 所 打ち杭 頭 部の鋼 管を用いた耐震補強 〔そ の    1)

〜,

日本建築学会構造 系論 文報告集

,

No

.

390

,

 pp

.

1]4    

〜

124

,

 1988

,

8 2} 目本 建 築 学 会 :建 築工事 標 準 仕 様 書

・

同 解 説

,

JASS

 5    鉄 筋コ ン クリ

ー

ト」二事

,

p

.

175

,

1984 } 3 ) 4 日本建築学 会 ;鉄骨鉄 筋コ ンク リ

ー

ト構 造 計 算 規 準

・

同 解 説

,

 pp

.

157

−

179

,

 1987 日本 建 築 学 会 :建 築 基 礎 構 造 設 計 指 針

,

pp

.

256

〜

259

,

1988

SYNOPSIS

UDC :624

.

155 :531

.

66

 

TESTS

 

ON

 

CONSTRUCTION

 

AND

 

BEARING

 

CAPACITY

 

OF

 

EARTHQUAKE

 

RESISTING

       

CAST

−

IN

−

PLACE

 

CONCRETE

 

PILES

  

− Earthquake

 resisting  cast

−i

且

一

place

 concrete  

piles

 using  steel 

pipes

 at their 

heads (Part

 

2

)

一

by Dr

.

 HIROAKI  NAGAOKA

,

 HIROMICHi MATSUMURA

,

 TA

.

  KASHI OKAMOTO

,

  Hn

「

OSHI  SAKUMA  and  KIMlTOSHi

  TAKANO

,

 Civil and Building Technology  Research De

.

  partment

,

 Steel Research Center

,

 Nippon Kokan K

.

 K

.

,

  MemberS Qf A

、

正

,

」

,

 

It was  reported  in the previous paper

,

 Part 1

,

 that cast

.

ln

−

place reinforced  concrete  piles with  enlarged  points

should  

be

 reinforced  

by

 steel pipes at the 

heads

 when  

horizontal

 

force

 caused  

by

 carthquakes  are g[eat

.

 The pipes 

have

 ribs on their 

inner

 surfaces  in order  to secure  

big

 

bond

 strength  

between

 pipes and  concrete  even

under  

bad

 construction  conditions

.

 In

 the present paper

,

 three construction  methods  are introduced on which  construction  tests are carried  out to

make  the methods  used  

in

 practice

,

 

After

 the tests

,

 the strength  of the reinforcement  are examined  

by

 

loading

tests

.

 

The

 reinforcement  conslsts  of the steel pipe concrete  and  the 

joint

 

between

 steel pipe concrete  and rein

−

forced

 concrete  and  

is

皿ade  

in

 

fields

 

by

 the above

−

mentioned  construction  methods

.

 

The

 

bearting

 capacity  of the

reinforcement  is proved to 

be

 excellent

,

参照

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