キャプテンパイル工法、日本建筑センターの一般評定を取得大口径場所打ち杭まで適用可能な杭頭半固定工法を開発
鹿島をはじめとする10社で構成する「キャプテンパイル工法研究会」は、大口径の場所打ち杭までカバーできる杭頭半固定工法である「キャプテンパイル工法」を開発し、2005年12月に日本建筑センターの一般評定を取得しました。
キャプテンパイル工法は、鹿島が2002年12月に開発した杭頭半固定工法「キャプリングパイル工法」を場所打ち杭にも適用できるよう、拡張?発展させた工法です。鹿島をはじめとする10社は、2004年4月より共同研究开発に着手し、構造実験、施工実験等を実施し、設計?施工システムを確立させました。そして、このほど10社共同で日本建筑センターの一般評定を取得しました。
キャプテンパイル工法研究会 加盟社
鹿岛建设(株)、(株)奥村组、五洋建设(株)、戸田建设(株)、飞岛建设(株)、西松建设(株)、(株)长谷工コーポレーション、松井建设(株)、乐播传媒(株)、高周波热錬(株)
■背景
杭頭半固定工法では、杭と構造物を半固定状態にすることで、従来型の固定法と比較して、杭頭に集中する地震時の応力が少なくなり、杭材の損傷を少なくすることができるため、杭や基礎梁などのコスト低減が図れるという特長があります。鹿島では、2002年に「キャプリングパイル工法」を開発し、日本建筑センターの一般評定を取得しました。同工法はプレキャスト製のリングを杭頭にかぶせ杭と基礎を接合する工法で、施工性に優れ、これまでに約100箇所の現場で、5000本の実績をあげています。
しかし、キャプリングパイル工法は、场所打ち杭に対しては引っ张り抵抗が期待できない构造であるため、场所打ち杭への适用は数件にとどまっていました。そこで、鹿岛では、キャプリングパイル工法に引っ张り抵抗に対する机能を付加することをメインに、适用杭径の拡大、接合部断面缩小による効率的な半固定化実现を盛り込んだ本工法の开発を进めることとしました。
キャプテンパイル工法は、半固定化により杭径を小さくでき杭断面积も少なくなるため、杭头のせん断力に対する补强は、普通强度の鉄筋では配筋出来ず、高强度せん断补强筋の採用が不可欠となります。このことから、鹿岛は、2004年4月に场所打ち杭用帯筋として高强度せん断补强筋を用いた设计法の一般评定を取得した钢材メーカーの高周波热錬、及び、本工法の共同开発に賛同?参加希望のゼネコン8社、以上合计9社と共同で本开発を行うこととしました。开発に当たっては、各社のノウハウを引き出し、费用も分担することにより开発期间も短缩することが可能となりました。
■キャプテンパイル工法の概要
プレキャストコンクリート製のリング（笔颁リング）を杭头にかぶせ、杭と基础とを接合する工法です。この笔颁リングを介して地震时に生じる上部构造からのせん断力を杭に伝达させます。キャプリングパイル工法（引张抵抗机能无し）の拡张タイプであり、杭头中央部に鉄筋（引张定着筋）を配置することにより杭に生じる引张力に対応した工法です。地震时に建物の杭头にかかる応力に応じて、引张定着筋の要否が决まります。圧缩力タイプ（引张定着筋不要）と引张力タイプ（引张定着筋必要）があります。接合部の断面缩小には、杭头に设置するド－ナツ状の缓衝材を用います。
适用范囲についても、建物规模や形状、构造种别にとらわれることなく适用することが可能です。引き抜き力が大きくかかる超高层ビルにも适用が可能です。杭の种类についても、场所打ち杭、钢管巻き场所打ち杭などに适用でき、杭径も800～3000φの范囲まで适用できます。同一建物の杭头工法として、在来一般工法と併用することも可能です。
既开発のキャプリングパイル工法とあわせて、どのような杭种、杭径にも対応できるメニューが揃いました。
■施工手顺
在来の场所打ち杭施工に、引张定着筋と笔颁リング设置が付加されるだけです。
1. 杭鉄筋を組立て、引張定着筋用のシースをカゴ筋に挿入する。※
2. 杭鉄筋（シース装着）を落とし込み、杭体のコンクリートを打設する。
3. 杭頭部をはつり、所定の杭天端レベルまで整形する。
4. PCリングを設置し、PCリング外周面に緩衝材を取り付ける。
5. 杭頭部モルタル及びシース内グラウトを打設し、引張定着筋をシースに挿入する。
6. 杭頭モルタル硬化後、杭頭部絞り用のドーナツ状緩衝材を設置する。
※引张定着筋を杭鉄筋に先付けする方法もあります。
■キャプテンパイル工法の特长
1. 他の杭頭半固定工法に比べて施工性が良い
シンプルで施工性がよく、确実に半固定性能を発挥できる杭头接合法です。引张定着筋は、シースグラウト挿入方式を採用すれば、杭コンクリ－ト打设后の杭余盛りコンクリ－トはつりが容易になります。
2. 杭3000mmの大口径場所打ち杭までの広範囲をカバー
钢管巻きを含む杭径3000尘尘の大口径场所打ち杭まで适用可能です。主に既製杭用として用いられているキャプテンパイル工法と合わせ、ほぼ全ての杭种、杭径をカバ－することが出来ます。
3. コスト、工期も従来工法に比べ経済的
杭头接合部の要素が少なく、材料费?施工费ともに安価です。在来工法と比べて杭?基础の工事费で1割程度のコストダウンができると试算しています。杭にかかる曲げモーメントが少なくなれば、杭径を小さくできるため、コストダウンにつながります。杭?基础部の工期は在来工法に比べて1割近く低减できます。
4. 専用設計ソフトを使い簡単?スピーディに計算ができる
杭材、轴力、せん断力、地盘定数等の条件を入力するだけで、极めて短时间に固定度算出、応力図表示、断面算定を行うことができます。
■実施体制
キャプテンパイル工法の実施にあたっては、共研10社で构成される「（仮称）キャプテンパイル工法委员会」において、设计?施工の指导?协力を行います。本工法を実施する施工会社は、共研10社もしくは、本委员会が本工法の実施许诺した施工会社とします。本委员会は定期的に设计?施工等に関する意见交换及び问题点の検讨、工法の改良?改善などに努め、実施工のフィードバックを行います。
■今后の展望
今后、本工法の一般评定取得を机に、场所打ち杭用の杭头半固定工法として、评定取得会社が自社の现场に积极的に採用していくことはもちろん、第叁者への実施许诺も段阶的に実施し、シェア拡大を図っていくこととしています。また、更なる工法の改良?改善も推し进め、量的メリットを効果的に発挥し、コスト低减を実现していく方针です。
<お问い合わせ先>
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