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助成・表彰・審査制度 / 国土技術開発賞

    • 第9回国土技術開発賞

入賞(国土交通大臣表彰)

拡頭リング工法 (第9回国土技術開発賞 入賞)

応募技術名称拡頭リング工法
副題現場溶接がなく、高耐力でローコストな革新的杭頭接合工法
応募者名清水建設(株)(※)/住友金属工業(株)(※)
技術開発者〔清水建設(株)〕大槻 明・磯田和彦/
〔住友金属工業(株)〕田中宏征・小林洋一

技術の概要

1.技術開発の背景及び契機

 最近の建築基礎に用いる杭では、少ない本数で大きな建物荷重を支える丈夫な高支持力杭が一般的に使われています。過去の大地震で多数確認された「杭と基礎との接合部における重大な損傷」が高支持力杭に生じた場合、支える荷重が大きいことから深刻な被害となります。このため、「杭と同等以上の耐力を持つ杭頭接合」が必要で、在来工法に代わる【高耐力】【ローコスト】【現場無溶接】【全天候型で短工期】を可能にする新たな杭頭接合工法の開発が、社会的に強く求められています。

2.技術の内容

 拡頭リング工法は高耐力で高い変形性能を有する接合構造で、その性能は日本建築総合試験所の性能審査で認められました。大地震下でも、基礎と高支持力杭の接合部の重大な損傷を防止し、構造物の継続使用を実現できる技術です。本工法は、図-1に示すように土木や建築構造物の基礎に適用可能です。

拡頭リングは工業化製品で、その構造は図-2に示すように、杭径よりも大きい外鋼管とその下端に一体化された水平ダイヤフラムと呼ばれる円環状の鋼板で構成されています。定着鉄筋は外鋼管に溶接されます。
施工手順は、図-3に示すように、拡頭リング部材を杭の上から被せ、コンクリートを杭体とリングの隙間に充填して基礎接合部の一体化を図り、現場溶接が不要の極めて簡易な工法です。
図-4の案件に拡頭リングを適用した際の施工状況を写真-1および写真-2に示します。

 

  

3.技術の効果

・高支持力杭の杭体耐力を上回る杭頭接合部の耐力を実現できます(図-5)。
・液状化地盤に拡頭リング工法を適用した例では、基礎工事のコスト低減は10%以上となりました(図-6)。
・拡頭リング工法の施工スピードは、従来工法に比較し10倍以上となりました。
・環境負荷の低減に貢献できます。適用例ではCO2の排出量削減率は20%以上となりました。
・拡頭リングは現場溶接が不要な工業化製品で、工場生産により十分な品質を確保期待できます。
・基礎の過密配筋を解消できます。

 

4.技術の適用範囲等

・液状化地盤や軟弱地盤に建つ中高層建物や橋梁の杭基礎が最も効果的です。
・大きい耐力を有す鋼管杭や鋼管で補強された既製コンクリート杭(SC杭)を対象とします。
・拡頭リング工法は建築構造物に先行して適用していますが、「現場無溶接、杭頭接合部の先行破壊防止」の課題を解決できることから、土木分野にも十分対応できる技術です。

5.技術の適用実績

   川村女子大学第四期工事、平成19年1月〜2月   他4件