JP2000027196A - 杭基礎及びその補強方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建物の供用期間中に杭の健全性調査や杭の補
強を行うことが可能な建築物の基礎杭を提供する。 【解決手段】 本発明による杭基礎は、基礎版を貫通し
て配置した杭の上端部が開放されていることを特徴と
し、これにより杭の健全性調査や杭の補強を行うことが
可能である。又、本発明による杭基礎の調査方法は、基
礎版を貫通して配置され上端部を開放してある杭基礎に
おいて、杭の上端部開口から探査機器を挿入して杭の状
況を調査を簡単に実施できる。さらに、本発明による杭
基礎の補強方法は、基礎版を貫通して配置され上端部を
開放してある杭基礎において、杭の上端開口から補強コ
ンクリートを打設して杭の強度を向上させることが可能
になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物の杭基礎に
関し、特に、建物の供用期間中に杭の健全性調査や杭の
補強を行うことが可能な建築物の杭基礎に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境への負荷軽減の必要性と
建造物に対する学会、行政面からの対応の変更等から建
築物の長寿命化や性能の定量的表示に対するニーズが顕
在化してきている。このような状況下においては、従来
とは異なる以下のような要求が高まり、これに対する対
応が必要になってくる。 建築物の基礎に関して、耐用年限の間中は所定の品
質を確保すること。建造物の杭基礎は、耐用年限の間に
大地震や台風等によって予期せぬような大きな荷重を受
けることがあるが、このような場合には被災直後に、杭
の健全性を直ちに調査し、健全性に問題がある場合には
杭体の補強を行う必要がある。 既存建築物の杭を再利用するに際して、基礎の品質を
確保すること。既存の建築物を壊して同じ場所に建築物
を再構築する場合には、元あった既存の杭基礎を廃棄せ
ずに次に建設される建築物の基礎として利用する機会が
増加する傾向にあるが、このような場合には更新後の杭
基礎が以前よりも強度的に高い性能を要求されることが
一般的であり、更新建築物の基礎の品質を確保する必要
があることから、更新に先立って既存杭の健全性を調査
し、その結果に基づいて必要ならば杭体を補強しなけれ
ばならない。そこで、このような調査と杭の補強を容易
に行うことが可能な杭基礎の構造が必要になる。 長寿命建築物に対応できる杭基礎を安価に提供するこ
と。地球環境にできるだけ変化を与えないために長寿命
建築物の構築が望まれているが、現状では多大な初期建
設費が必要であり、このタイプの建築物が広く社会に受
け入れられるためには初期建築費のコストダウンが重要
課題である。そこで、初期建設時には必要最低限の杭仕
様にしておき、建築物供用中の所定の時期に杭を補強す
る方法がコストダウンの有効な方策の一つであることか
ら、建築物使用中に補強できる杭基礎の構造が必要にな
る。以上のように、今後の建築物においては、建築物の
長寿命化や性能の定量的表示に対するニーズに対応する
ために、建築物の基礎杭を随時に調査して必要に応じて
杭を補強することが可能な杭に対する要望が高まってく
るものと想定される。

【０００３】しかるに、従来の建築物における杭基礎
は、図８に示す構造になっていることから、上述の要望
に応えることが困難である。即ち、図８（ａ）はコンク
リート基礎版を採用している場合であるが、コンクリー
ト基礎版３０は複数の杭３１で支持されており、基礎版
の上部に構築される柱３２も軸力の円滑な伝達を考慮し
て杭３１の真上もしくはその近傍に配置されていること
から、建物の使用期間中に杭の健全性調査や杭の補強を
行うことは困難である。同様に、図８（ｂ）は独立基礎
３３の場合であるが、この場合も杭３４の頭部３５はフ
ーチング３６を介して柱３７の真下に位置しており、杭
の頭部３５はフーチング３６と柱３７によって閉塞され
ていることから、上記コンクリート基礎版の場合と同様
に杭の健全性調査や杭の補強を行うことは困難である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、想定される
建築物の在り方に鑑みて提案するものであり、建物の供
用期間中に杭の健全性調査や杭の補強を行うことが可能
な建築物の基礎杭を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による杭基礎は、
基礎版を貫通して配置した杭の上端部を開放しておくこ
とを特徴としており、フーチングを形成した独立基礎や
杭の上端部開放は、上方に位置する柱に設けた連通孔を
通じて行われるものも含んでいる。又、本発明による杭
基礎の調査方法は、基礎版を貫通して配置され上端部を
開放してある杭基礎において、杭の上端部開口から探査
機器を挿入して杭の状況を調査することを特徴としてい
る。さらに、本発明による杭基礎の補強方法は、基礎版
を貫通して配置され上端部を開放してある杭基礎におい
て、杭の上端部開口から補強コンクリートを打設して杭
の強度を向上させることを特徴としている。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による杭基礎をコ
ンクリート基礎版に適用した実施の形態を示す部分断面
図である。 図において、鋼管杭１は中空であり、詳細
は後述するが、基礎版２を貫通して基礎版の表面３に達
している。基礎版の上面に構築される柱４は、鋼管杭１
の位置を避けて配置しているので、鋼管杭１の上端部に
ある開口５は基礎版２の上に露出しており、常時は蓋で
閉鎖してあっても必要に応じて蓋を取り除くと鋼管杭の
内部を開放することができる。

【０００７】図２は、本発明による杭基礎を独立基礎に
適用した実施の形態を示す部分断面図である。鋼管杭６
は、フーチング７の４隅に配置されてフーチングを支持
しており、フーチング７を貫通してその表面８に達して
いる。柱９は、フーチング７の中央に配置しているの
で、各鋼管杭６の上端部にあるそれぞれの開口１０はフ
ーチング７の上に露出しており、常時は閉鎖してある蓋
を取り除くことで鋼管杭の内部を開放することができ
る。

【０００８】図３は、本発明による杭基礎を杭の上方に
柱を配置した実施の形態を示す部分断面図である。鋼管
杭１１は、フーチング１２の中央に配置されてフーチン
グを支持しており、フーチング１２を貫通してその表面
１３に達している。柱１４は、フーチング１２の中央に
配置して鋼管杭の真上に構築しているが、柱１４には任
意の型枠等を用いて形成した孔１５が設けてある。孔の
大きさは、後述する探査機器の挿入と補強コンクリート
の注入可能なものを確保できれば充分である。孔の形成
は、柱の耐力面で強度上の検討が当然に行なわれなけれ
ばならないが、柱の中心部は元々応力が小さい部分であ
ることや柱内の鉄筋配備も周辺部に集中していて、中央
部分に鉄筋はないので基本的には問題にならないことで
ある。従って、鋼管杭１１の上端部にある開口１６は柱
の孔１５を介して外界と連通しており、常時は閉鎖して
ある柱の孔に設けた蓋を取り除くことで鋼管杭の内部を
開放することができる。

【０００９】以上のように、本発明を構成する杭の上端
部開放は、単に基礎版を貫通させた杭の上端部を開放す
ることに留まるものでなく、杭の真上に位置する柱に対
して構造上問題にならない大きさの外界に開放した孔を
設けておき、この孔と杭上端部の開放部分とを連通させ
ることによっても実質的開放として達成できるものであ
る。従って、本発明による杭基礎は、基礎版を支えてい
る杭と基礎版の上部構造である柱との位置関係は本質的
な問題でなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で他の実
施形態についてもこれを含むものである。

【００１０】図４は、本発明による杭基礎において、杭
と基礎版との結合状態を概説するための断面図である。
図１で示した符号に基づいて説明すると、鋼管杭１は、
中空であって杭の上端部１７には開口部１８を形成して
おり、杭の先端には土砂の進入を防止するための隔壁１
９が溶接されている。鋼管杭１は、コンクリート基礎版
２を貫通しており、鋼管杭１の上部にはフランジ２０が
取り付けてある。コンクリート基礎版２とフランジ２０
とはフランジの周囲に設けたアンカーボルト２１で固定
されて一体化しており、コンクリート基礎版２はこのア
ンカーボルト２１を介在させて鋼管杭１によって支持さ
れている。鋼管杭の上端部１７の外周に等間隔で設けて
ある複数のジベル２２も、同様にコンクリート基礎版２
と鋼管杭１との固定を高めるためのものであり、アンカ
ーボルト２１と相俟って基礎版２の支持に貢献してい
る。又、鋼管杭の上端部１７の内周に植設しているジベ
ル２３は、鋼管杭の補強が必要であると判断された時
に、補強用コンクリートを鋼管内部に打設した際に鋼管
と打設コンクリートが緊密に一体化するように配備して
いる予備的ジベルである。

【００１１】図５は、供用中の建築物における杭の健全
性調査を説明するためのものである。図１〜３で説明し
たように、本発明による杭基礎では、鋼管杭１が基礎版
２を貫通し、かつ、杭の上端部１７と基礎版の上部構造
である柱とはその位置を外してあることで、鋼管杭の上
端部１７には開口部１８を形成して基礎版上面に露出し
ている。従って、杭の健全性調査は、この開口部１８を
利用して実施できる。図５では、健全性の探査機器とし
てボアホール・カメラ２４を使用した場合を示してお
り、ボアホール・カメラ２４は、ロッド２５に吊り下げ
られて開口部１８の中に吊り下ろすことができる。ボア
ホール・カメラ２４は、内蔵されたカメラが回転して螺
旋状の連続写真を撮影することができるので、鋼管杭１
の内部にボアホール・カメラを吊り下ろして行き、機器
の先端に取り付けられたライトで鋼管杭の内面を照らし
ながら地上のテレビカメラでモニターすることによって
鋼管杭に発生している傷の有無を確認することができ
る。

【００１２】健全性の探査機器としては、上記のボアホ
ール・カメラに限定されるものでなく、市販されている
他の撮影可能なものであれば自由に採用できる。特に、
鋼管杭の場合には、材質が金属であることを利用して電
磁超音波探傷装置の使用が便利である。電磁超音波探傷
装置は、装置から発生する電磁力によって鋼管の壁面に
渦電流を発生させ、その渦電流と磁石の磁界との相互作
用によって発生する超音波の波形を観察して鋼管の傷を
探査できることから、電磁超音波探傷装置をロッドに付
けて鋼管杭頭部の開口部から吊り降ろして行くことで鋼
管杭の壁に発生している損傷の有無を確認することがで
きるからである。

【００１３】図６は、杭の上方に柱がある場合に適用し
た杭の健全性調査を説明するためのものである。本実施
の形態では、図示のように、鋼管杭の上端の開放が直上
に構築した柱１４に設けた孔１５を通じて形成されてい
る。そこで、杭の健全性調査は、柱１４に設けた孔１５
からロッド２５に吊り下げられたボアホール・カメラ２
４が滑車等を利用しながら鋼管杭１１の開口１６に挿入
されて暫時吊り下ろされて行くことで上記実施の形態と
何ら遜色なく実施される。このことは、杭上端が基礎版
上で開放しておらず、外観上は杭先端を塞いでしまって
いる場合にも、柱に杭の上端部にある開口部と連通した
孔を設けることによって容易に杭の健全性を調査できる
ことを示している。

【００１４】次に、図５、６で説明した杭の健全性調査
の結果、杭体の補強が必要と判断された場合について説
明する。杭体の補強に関しては、既存杭の種類や健全性
調査の結果、はてはその他の諸般の事情によって適用す
る内容と手段は多岐にわたるものであり、一概に特定さ
れるものでない。図７は、杭体の補強を補強鉄筋かごを
適用して行う最も一般的な場合について、その施行順序
を示している。

【００１５】図７では、所要の長さに分割した鉄筋か
ご２６を吊り上げて補強する鋼管杭１の管中に搬入しよ
うとしているもので、鉄筋かご２６には補強コンクリー
トを打設するためのトレミー管２７が取り付けられてい
る。鉄筋かご２６は吊り降ろされて、その上端が基礎版
の上面に至ると一旦仮止めされて、次の鉄筋かごを接続
するために待機する。

【００１６】図７は、２つの鉄筋かごを結合する直前
の状態を示している。鉄筋かご２６は所定の手段で結合
されると同時にトレミー管２７についてもその結合が同
時に行われる。このような作業を繰り返して全長に相当
する鉄筋かごを管内に吊り下ろし、その上端部を基礎版
の上面に支持して鉄筋かごの位置決めを行う。

【００１７】図７では、補強コンクリートの打設状況
を示している。トレミー管２７の上端部２８は図示して
いないコンクリートポンプ車に接続され、コンクリート
が圧送されて鋼管杭１の下部から充填されて行く。打設
コンクリート２９の上昇につれてトレミー管２７を引き
上げて行き、コンクリートが基礎版の上端部に到達した
段階でトレミー管２７を完全に引き抜き、端面をこて仕
上げをしてコンクリートの打設を完了する。

【００１８】以上のようにして、既存の鋼管杭の中に新
規に鉄筋コンクリート杭を造成していることから、既存
の鋼管杭は強度を高めて補強され、再利用や新規に構築
される建築物の健全な基礎として活用することができ
る。なお、鋼管杭の先端にある隔壁の下方に補強コンク
リートが充填されない点については、杭体に作用する曲
げモーメントや軸力の分布状態を検討すると、杭体の先
端付近では上部の部分に比較して小さい応力で済むこと
から問題にならないものである。

【００１９】

【発明の効果】本発明による杭基礎は、フーチングを形
成した独立基礎や杭の上端部開放が上方に位置する柱に
設けた連通孔を通じて行われるものを含んで、基礎版を
貫通して配置した杭の上端部を開放しておくことを特徴
としており、建物の供用期間中にも杭の健全性調査や杭
の補強を行うことが可能になるので、建築物の耐用年限
期間中の杭の品質保証、杭を再利用する時の杭対策及び
長寿命建築物のコストダウンに有効に対処できる効果を
発揮できる。又、本発明による杭基礎の調査方法は、基
礎版を貫通して配置され上端部を開放してある杭基礎に
おいて、杭の上端部開口から探査機器を挿入して杭の状
況を調査することを特徴としているので、杭の健全性調
査を簡潔に実施できる効果を有している。さらに、本発
明による杭基礎の補強方法は、基礎版を貫通して配置さ
れ上端部を開放してある杭基礎において、杭の上端部開
口から補強コンクリートを打設して杭の強度を向上させ
ることを特徴としているので、杭の品質保証や性能向上
のための補強等を確実に行える効果を発揮するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による杭基礎の部分断面図

【図２】本発明による杭基礎を適用した独立基礎の部分
断面図

【図３】杭の上方に柱がある場合に適用した本発明によ
る杭基礎の部分断面図

【図４】杭と基礎版との結合状態の説明図

【図５】本発明による杭の健全性調査図

【図６】杭の上方に柱がある場合の本発明による杭の健
全性調査図

【図７】本発明による杭の補強施工図

【図８】従来の杭基礎の部分断面図

【符号の説明】

１ 鋼管杭 ２ 基礎版 ３ 基礎版の表面 ４ 柱 ５ 開口 ６ 鋼管杭 ７ フーチング ８ フーチングの表面 ９ 柱 １０ 開口 １１ 鋼管杭 １２ フーチング １３ フーチングの表面 １４ 柱 １５ 孔 １６開口 １７ 上端部 １８ 開口部 １９ 隔壁 ２０ フランジ ２１ アンカーボルト ２２、２３ ジベル ２４ ボアホール・カメラ ２５ ロッド ２６ 鉄筋かご ２７ トレミー管 ２８ トレミー管の上端部 ２９ 打設コンクリート ３０ コンクリート基礎版 ３１ 杭 ３２ 柱 ３３ 独立基礎 ３４ 杭 ３５ 頭部 ３６ フーチング ３７ 柱

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 杭基礎において、基礎版を貫通して杭を
   配置し、該杭の上端部を開放しておくことを特徴とする
   杭基礎。
2. 【請求項２】 基礎版が、フーチングを形成する独立基
   礎であることを特徴とする請求項１に記載の杭基礎。
3. 【請求項３】 杭の上端部開放は、上方に位置する柱に
   設けた連通孔を通じて行われることを特徴とする請求項
   １、２に記載の杭基礎。
4. 【請求項４】 基礎版を貫通して配置され上端部を開放
   してある請求項１〜３のいずれかに記載の杭基礎におい
   て、杭の上端部開口から探査機器を挿入して杭の状況を
   調査することを特徴とする杭基礎の調査方法。
5. 【請求項５】 基礎版を貫通して配置され上端部を開放
   してある請求項１〜３のいずれかに記載の杭基礎におい
   て、杭の上端部開口から補強コンクリートを打設して杭
   の強度を向上させることを特徴とする杭基礎の補強方
   法。