JP2000204567A - 基礎構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軟弱地盤上に構築される建物を支持する杭の
断面を可能な限り小さくし、かつ水平荷重に対しては別
途の抵抗要素によって経済的、かつ耐震性能に優れた基
礎構造を提供することである。 【解決手段】軟弱地盤１上に構築された建物６を支持地
盤４にまで達した支持杭３と、該支持杭３よりも短い水
平抵抗杭５とで支持し、前記支持杭３と軟弱地盤１との
間に空隙７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は基礎構造に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に軟弱地盤上に構築される鉄筋コン
クリート造などの建物は、図９に示すように、コンクリ
ート杭や鋼管杭などの杭１６で支持されている。この杭
１６は軟弱地盤１７の下側に位置する支持地盤１８にま
で打ち込まれて建物１９などの鉛直荷重を支持してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
杭は鉛直荷重を支持しながら、地震などによる水平荷重
にも耐えられるような大断面とするため非経済的であっ
た。

【０００４】本発明は上記のような問題に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、軟弱地盤上に構築される建
物を支持する杭の断面を可能な限り小さくし、かつ水平
荷重に対しては別途の抵抗要素によって経済的、かつ耐
震性能に優れた基礎構造を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を達成するた
めの手段は、請求項１の発明が、軟弱地盤上に構築され
た建物を支持地盤にまで達した支持杭と、該支持杭より
も短い水平抵抗杭で支持し、前記支持杭と軟弱地盤との
間に空隙または緩衝材を設けたことを特徴とする。

【０００６】請求項１の発明によれば、水平抵抗杭が軟
弱地盤中を水平移動することによって発生する地盤反力
と地盤減衰を利用して地震エネルギーを消散させること
で、支持杭に発生する曲げモーメントおよびせん断力が
低減できるので、前記支持杭の断面を鉛直荷重だけが支
持できる大きさにまで縮小できる。また支持杭が軟弱地
盤に拘束されず、その変形能力が十分に発揮されて柔軟
に変形することにより、水平抵抗杭への水平力分担を効
率的に行うことができる。

【０００７】また請求項２の発明は、請求項１におい
て、前記支持杭は柔軟性に富んでいるものであることを
特徴とする。

【０００８】請求項２の発明によれば、支持杭が柔軟性
にとみ、かつ軟弱地盤に拘束されないので、変形能力が
大きくなって水平荷重に柔軟に対応できる。

【０００９】また請求項３の発明は、請求項１または２
において、前記水平抵抗杭は緊張材によってプレストレ
ストが付与されて基礎に接合されたことを特徴とする。

【００１０】請求項３の発明によれば、水平抵抗杭にプ
レストレストが付与されて、ある程度の軸力が作用する
ことにより、水平抵抗杭の耐力が大きくなる。

【００１１】また請求項４の発明は、請求項１、２、３
のいずれかにおいて、前記水平抵抗杭は断面円形または
断面多角形であることを特徴とする。

【００１２】請求項４の発明によれば、水平抵抗杭の断
面形状を建物の形状、地盤の性質に応じたものとするこ
とができる。

【００１３】また請求項５の発明は、請求項１、２、
３、４のいずれかにおいて、前記水平抵抗杭は、建物の
直下の軟弱地盤、建物の直下の周囲における軟弱地盤、
建物の直下の軟弱地盤および建物の直下の周囲における
軟弱地盤のいずれかに配設されたことを特徴とする。

【００１４】請求項５の発明によれば、広範囲にわたっ
て水平荷重を負担することが可能となる。また水平抵抗
杭を任意の箇所に打設できるため、新築あるいは既存の
建物のいずれにも適用可能である。

【００１５】また請求項６の発明は、請求項５におい
て、前記建物の直下の軟弱地盤に配設された水平抵抗杭
は、建物の直下の周囲における軟弱地盤に配設された水
平抵抗杭よりも大断面であることを特徴とする。

【００１６】請求項６の発明によれば、建物の外側の軟
弱地盤に配設された水平抵抗杭により多くの水平荷重が
負担できるので、建物の内側の軟弱地盤に配設された水
平抵抗杭が小断面にできる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明における基礎構造の
実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は第
１の実施の形態における基礎構造の断面図、図２は同平
面図、図３は要部の拡大断面図である。

【００１８】図１は軟弱地盤１をそのままの状態で利用
した基礎構造２であり、支持杭３が軟弱地盤１の下側の
支持地盤４にまで打設され、これらの支持杭３間に水平
抵抗杭（以下抵抗杭）５が打設されている。

【００１９】支持杭３は、建物６に作用する水平荷重
（以下、水平荷重という）に柔軟に対応できるような変
形能力の大きな鋼製杭である。これらの支持杭３の周面
と軟弱地盤１との間には空隙７が基礎８から支持地盤４
にまで設けられて、支持杭３の変形能力が十分に発揮で
きるようになっている。このように支持杭３は軟弱地盤
１に拘束されないので、水平荷重によって柔軟に変形で
きるようになっている。なお、支持杭３はＲＣ杭であっ
ても良い。

【００２０】一方、抵抗杭５は水平荷重に抵抗するもの
であり、プレキャストまたは現場打ちコンクリートによ
り支持杭３よりも大断面で、かつ軟弱地盤１中を水平移
動できる長さに形成され、ＰＣ鋼線やＰＣ鋼棒などの緊
張材９によってプレストレストが付与されている。また
抵抗杭５はどのような位置に設けてもよく、図２に示す
ように、支持杭３間に均等に設ける他、建物６の中央部
だけに設けるようにしてもよい。

【００２１】以上のように軟弱地盤１を自然の減衰材と
して、抵抗杭５によって水平荷重を減衰しようとするも
のである。すなわち抵抗杭５が軟弱地盤１中を水平移動
することによって発生する地盤反力と地盤減衰を利用し
て水平荷重を低減するものである。これにより支持杭５
に発生する曲げモーメントおよびせん断力が低減できる
ので、支持杭３の断面を鉛直荷重だけが支持できる大き
さに縮小できる。このように軟弱地盤１の弱点を利点と
することにより、支持杭３の断面を小さくして変形能力
の大きな杭にすることができる。この変形能力は支持杭
３と軟弱地盤１との間に設けた空隙７によってさらに効
果的に発揮することができ、軟弱地盤で拘束された支持
杭（図示せず）よりも柔軟に変形できるようになる。し
たがって軟弱地盤１と支持杭３と水平抵抗杭５とにより
水平荷重に柔軟に対応できる基礎構造２とすることがで
きる。

【００２２】図４は、抵抗杭５を前記とは異なる箇所に
設けたものであり、（１）は長辺方向の支持杭３間に設
けたものであり、また（２）は短辺方向の支持杭３間に
設けたものである。このように抵抗杭５は任意の箇所に
設けることができ、水平荷重を効果的に減衰できれば場
所や数には制約されない。

【００２３】なお、抵抗杭５は断面円形に限らず、断面
四角形、その他の多角形であってもよく、径、長さ、本
数および支持杭３との長さの比などは建物６の大きさ、
形状、構造形式などの建物の性能あるいは地盤の性状に
よって決定する。

【００２４】図５は第２の実施の形態を示したものであ
り、抵抗杭５を建物６の直下の軟弱地盤（以下、直下地
盤という）１と、建物の直下の周囲における軟弱地盤
（以下、周囲地盤という）１ａとに設けた基礎構造１１
である。このように抵抗杭５を周囲地盤１ａに設けた以
外は第１の実施の形態の基礎構造２と同一の構成であ
り、広範囲にわたって水平荷重を負担して減衰効果を高
めることができるので、巨大地震にも容易に対応するこ
とができる。

【００２５】図６は第３の実施の形態を示したものであ
り、周囲地盤１ａの抵抗杭５を、直下地盤の抵抗杭５よ
りも大断面にした基礎構造１２である。このように周囲
地盤１ａの抵抗杭５を大断面にした以外は第２の実施の
形態の基礎構造１１と同一の構成であり、周囲地盤１ａ
の抵抗杭５で水平荷重の多くを負担させることができる
ので、直下地盤１の抵抗杭５を小断面にできる。

【００２６】図７は第４の実施の形態を示したものであ
り、支持杭３の空隙７に、壁面の崩壊を防止する鋼管１
０を嵌入した基礎構造１３である。このように空隙７に
鋼管１０を挿入した以外は第１の実施の形態の基礎構造
２と同一の構成であり、地震による水平荷重が支持杭３
に作用したとしても、空隙７が崩壊することはない。な
お、このように鋼管１０を空隙７に挿入したものは、前
記の第１および第２の実施の形態の基礎構造２、１１に
も適用することができる。

【００２７】図８は第５の実施の形態を示したものであ
り、支持杭３の空隙７に緩衝材１４を充填した基礎構造
１５である。このように緩衝材１４を充填した以外は第
１の実施の形態の基礎構造２と同一の構成であり、地震
による水平荷重が支持杭３に作用したとしても、緩衝材
１４により空隙７が崩壊することはない。なお、このよ
うに空隙７に緩衝材１４を充填したものは、前記の第１
および第２の実施の形態の基礎構造２、１１にも適用す
ることができる。

【００２８】

【発明の効果】抵抗杭が軟弱地盤中を水平移動すること
によって発生する地盤反力と地盤減衰とを利用して地震
エネルギーを消散させることで、支持杭に発生する曲げ
モーメントおよびせん断力が低減できるので、前記支持
杭の断面を鉛直荷重だけが支持できる大きさにまで縮小
できる。

【００２９】支持杭が軟弱地盤に拘束されず、その変形
能力を十分に機能させて柔軟に変形することにより、抵
抗杭への水平力分担を効率的に行うことができる。

【００３０】抵抗杭にプレストレストを付与し、ある程
度の軸力を作用させることにより、抵抗杭の耐力を高め
ることができる。

【００３１】抵抗杭の断面形状を建物の形状、地盤の性
質に応じたものとすることができる。

【００３２】広範囲にわたって水平荷重を負担すること
が可能となる。また水平抵抗杭を任意の箇所に打設でき
るため、新築あるいは既存の建物のいずれにも適用可能
である。

【００３３】周囲地盤の抵抗杭で多くの水平荷重が負担
できるので、直下地盤に配設された抵抗杭を小断面にで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】基礎構造の断面図である。

【図２】基礎構造の平面図である。

【図３】基礎構造の要部の断面図である。

【図４】（１）および（２）は他の基礎構造の平面図で
ある。

【図５】（１）他の基礎構造の断面図、（２）は同平面
図である。

【図６】他の基礎構造の断面図である。

【図７】他の基礎構造の要部の断面図である。

【図８】他の基礎構造の要部の断面図である。

【図９】従来の基礎構造の断面図である。

【符号の説明】

１、１５ 軟弱地盤 ２、１１、１２、１３、１５ 基礎構造 ３ 支持杭 ４、１６ 支持地盤 ５ 抵抗杭 ６、１７ 建物 ７ 空隙 ８ 基礎 ９ 緊張材 １０ 鋼管 １４ 緩衝材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯貝 哲也 栃木県那須郡西那須野町四区町1534−１ 五洋建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 渕上 勝志 栃木県那須郡西那須野町四区町1534−１ 五洋建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 星野 昭雄 栃木県那須郡西那須野町四区町1534−１ 五洋建設株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 2D046 DA11

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軟弱地盤上に構築された建物を支持地盤
   にまで達した支持杭と、該支持杭よりも短い水平抵抗杭
   で支持し、前記支持杭と軟弱地盤との間に空隙または緩
   衝材を設けたことを特徴とする基礎構造。
2. 【請求項２】 前記支持杭は柔軟性に富んでいるもので
   あることを特徴とする請求項１に記載の基礎構造。
3. 【請求項３】 前記水平抵抗杭は緊張材によってプレス
   トレストが付与されて基礎に接合されたことを特徴とす
   る請求項１または２に記載の基礎構造。
4. 【請求項４】 前記水平抵抗杭は断面円形または断面多
   角形であることを特徴とする請求項１、２、３のいずれ
   かに記載の基礎構造。
5. 【請求項５】 前記水平抵抗杭は、建物の直下の軟弱地
   盤、建物の直下の周囲における軟弱地盤、建物の直下の
   軟弱地盤および建物の直下の周囲における軟弱地盤のい
   ずれかに配設されたことを特徴とする請求項１、２、
   ３、４のいずれかに記載の基礎構造。
6. 【請求項６】 前記建物の直下の軟弱地盤に配設された
   水平抵抗杭は、建物の直下の周囲における軟弱地盤に配
   設された水平抵抗杭よりも大断面であることを特徴とす
   る請求項５に記載の基礎構造。