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杭頭とは?1分でわかる意味、読み方、杭頭処理工法、固定度

杭頭は、杭の頂部(頭)のことです。杭頭とフーチングが接合される部分を、杭頭接合部といいます。今回は、杭頭の意味、読み方、杭頭処理の工法、杭頭と固定度の関係について説明します。※杭については下記の記事が参考になります。

杭の種類はどのくらい?設計者が教える杭の種類と各杭の特徴、施工方法


杭頭接合部については下記の記事が参考になります。

杭頭補強筋の設計

杭頭とは?

杭頭とは、杭の頂部(頭)のことです。下図をみてください。杭の先端は地盤の支持層まで到達させます。杭の頂部(杭頭)は、フーチングと一体化を図ります。

杭頭と杭の先端


杭頭とフーチングを一体化した部分を杭頭接合部、杭頭接合部の処理を杭頭処理といいます。※杭頭処理の工法について後述しました。フーチングについては下記の記事が参考になります。

フーチングってなに?フーチングの意味と目的、地耐力との関係


杭頭をフーチングと一体化する目的は、下記の2つです。


杭頭には曲げモーメントとせん断力が作用します。この応力を地中梁へ適切に伝達するためには、杭頭の耐力が必要です。よって杭頭接合部は、杭母材と同等以上の耐力とします(一体化する)。


さらに、適切な杭頭処理により杭の変形量を小さくすることが可能です。長い杭は変形量が大きくなります。地震時に、杭頭がズレたら大変ですね。


杭頭は応力が集中する箇所なので、構造的な配慮が必要です。

杭頭の読み方

杭頭は、「くいとう」と読みます。後述する杭頭処理は、「くいとうしょり」です。杭頭接合部は「くいとうせつごうぶ」です。「くいあたま」と読まないよう、注意してくださいね。

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杭頭処理工法の種類

杭頭処理にはいくつかの工法があります。今回は、大まかに下記の2つの工法を説明します。実際は、下記の工法も細分化可能です。


なお杭頭接合部の設計については下記の記事が参考になります。

杭頭補強筋の設計

鉄筋による処理

一般的な処理方法が、「鉄筋による処理」です。例えば鋼管杭のとき、鋼管の外側に鉄筋を溶接します。その鉄筋をフーチングに定着することで、杭頭とフーチングを一体化します。

鉄筋による処理

杭頭とフーチングを一体化するための鉄筋を「杭頭補強筋」といいます。杭頭はフーチング内に100mm〜300mm程度埋めます(埋込み寸法は工法により異なる)。


またPHC杭のようなコンクリート杭は、杭頭に端版という鋼板をとりつけ、そこに鉄筋をスタッド溶接します。※PHC杭については下記の記事が参考になります。

PHC杭とは?1分でわかる規格、重量、継手、PC杭との違い


鉄筋による処理は、他にも様々な工法があります。

杭頭埋込みによる処理

杭頭埋込みによる処理とは、下図の方法です。

杭頭埋込みによる処理

鉄筋による処理の場合、埋め込み長さは100〜300o程度でしたが、杭頭埋込みの場合、「杭径分」埋め込みます。例えば、杭径が500mmの場合、500o杭頭をフーチング内に埋め込みます。


杭を埋め込むことで、杭頭に応力が生じたとき支圧により力の伝達が可能です。

杭頭の固定度と構造計算

杭頭とフーチングは一体化することが重要です。一体化する目的は前述しました。「一体化」を構造計算的に言うと、

です。下図をみてください。杭の構造計算を行うとき、杭頭は固定、杭先端はピンと考えます。また杭頭〜杭先端間は、地盤をバネ支点と考えます。

杭頭の固定度

杭頭をローラー又はピンと考える手法もありますが、現在では一般的ではありません。杭頭は「固定」が普通です。

まとめ

今回は、杭頭について説明しました。杭頭の意味、読み方など理解頂けたと思います。杭頭はフーチングとの接合部分なので、力を伝達する上で重要です。杭頭処理の方法は何があるのか、しっかり理解しましょう。鉄筋による処理方法は、計算方法までマスターしたいですね。

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