JP2003261946A

JP2003261946A - コンクリート造基礎の支持構造

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Publication number: JP2003261946A
Application number: JP2002066662A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Kawabata; 一三川端; Minoru Koyama; 実小山; Shinichiro Kawamoto; 慎一郎河本
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2002-03-12
Publication date: 2003-09-19
Anticipated expiration: 2022-03-12
Also published as: JP3887248B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コンクリート造基礎や鋼管中空杭が大きな水
平力を受けた場合においても、過剰な断面力が発生せ
ず、設計の合理性及び施工の容易性が担保できるコンク
リート造基礎の支持構造を提供する。【課題手段】コンクリート造基礎（フーチング基礎２
０）を、先端部にコンクリート１４が充填されている杭
頭部１２を有する鋼管中空杭１０に載置した状態で支持
するコンクリート造基礎の支持構造Ｓであって、前記杭
頭部におけるコンクリートの設計基準強度は、前記コン
クリート造基礎におけるコンクリート２１の設計基準強
度と比較して大きいことを特徴とするコンクリート造基
礎の支持構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、杭によるコンクリ
ート造基礎の支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、フーチング基礎２０’
（コンクリート造基礎）を、鋼管中空杭１０’により支
持するための支持構造は、以下のように両者を剛接合す
ることにより行うことが一般的であった。

【０００３】すなわち、第１の接合構造５０は、図３
（ａ）に示すように、鋼管中空杭１０’の上端部をフー
チング基礎２０’の内部に貫入し、当該鋼管中空杭１
０’の中空部における所定位置に底板１３’を設け、当
該底板１３’の上部の中空部内に中埋コンクリート１
４’を充填して、フーチング基礎２０’と一体化して剛
接合する。そして、接合部に生じる曲げ応力及びせん断
応力（以下、「曲げ応力等」という場合がある）に抵抗
させるために、前記中埋めコンクリート１４’の充填部
からフーチング基礎２０’内に突出させた杭軸方向の軸
方向補強鉄筋３５’と当該軸方向補強鉄筋３５’を囲繞
する補強帯筋３６’（以下、「補強鉄筋」という場合が
ある）をそれぞれ複数本配筋することにより、接合部を
構成する構造とするものである。

【０００４】また、第２の接合構造６０は、図３（ｂ）
に示すように、鋼管中空杭１０’の上端部から、その杭
径以上の長さをフーチング基礎２０’の内部に貫入し、
当該鋼管中空杭１０’の中空部における所定位置に底板
１３’を設け、当該底板１３’の上部の中空部内に中埋
コンクリート１４’を充填してフーチング基礎２０’と
一体化することにより、鋼管中空杭１０’の貫入によっ
て接合部に生じる曲げ応力等に抵抗する構造とするもの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記第１の接
合構造５０を採用した場合には、フーチング基礎２０’
と鋼管中空杭１０’とを剛接合したことにより発生する
曲げ応力等が過大となるため、大量に補強鉄筋を配筋し
なければならず、過大な断面を有するフーチング基礎２
０’とする必要があった。加えて、補強鉄筋がフーチン
グ基礎２０’の鉄筋（図示せず）と干渉してしまうた
め、配筋工事に支障をきたすことになってしまってい
た。また、第２の接合構造６０を採用した場合にも、鋼
管中空杭１０’の貫入部が、フーチング基礎２０’の鉄
筋と干渉してしまうという、第１の接合構造５０を採用
した場合と同様の問題が生じてしまっていた。

【０００６】さらに、近年における研究の進展から、フ
ーチング基礎２０’と鋼管中空杭１０’との接合部に作
用する荷重と応力の状態の関係についての解析が進んで
きており、地盤条件、荷重条件或いは施工方法等によ
り、必ずしも前記接合部を剛接合する必要がない箇所が
設計段階で明らかになることが多くなってきている。と
ころが、そのような場合であっても、前記支持構造に代
替する方法が開発されていないために、画一的に前記支
持構造を採用せざるを得ず、その結果、支持構造の設計
作業が繁雑になるとともに、過大設計を余儀なくされ、
また、施工上においても、フーチング基礎２０’に配筋
する際の作業効率が低下し、施工費用が増加するという
問題が生じることになってしまっていた。

【０００７】本発明は、前記の問題点を解決するために
なされたものであり、コンクリート造基礎や杭が大きな
水平力を受けた場合においても、過剰な断面力が発生せ
ず、設計の合理性及び施工の容易性が担保できるコンク
リート造基礎の支持構造を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のコンクリート造基礎の支持構造（以下、
「支持構造」という）は、コンクリート造基礎を、先端
部にコンクリートが充填されている杭頭部を有する鋼管
中空杭に載置することにより支持するコンクリート造基
礎の支持構造であって、前記鋼管中空杭におけるコンク
リートの設計基準強度は、前記コンクリート造基礎にお
けるコンクリートの設計基準強度と比較して大きいこと
を特徴としている。

【０００９】また、本発明の支持構造は、コンクリート
造基礎を、場所打ちコンクリート杭に載置した状態で支
持するコンクリート造基礎の支持構造であって、前記場
所打ちコンクリート杭の杭頭部におけるコンクリートの
設計基準強度は、前記コンクリート造基礎におけるコン
クリートの設計基準強度と比較して大きいことを特徴と
している。

【００１０】ここで、載置とは、コンクリート造基礎
を支持するにあたり、当該コンクリート造基礎が杭頭部
の上に載せられているだけの状態であり、両者の縁が切
れた状態にあることを意味する。なお、コンクリート造
基礎に凹部を形成し、当該凹部に鋼管中空杭及び場所打
ちコンクリート杭（以下、「鋼管中空杭等」と省略する
場合がある）の杭頭部を挿入した状態で当該コンクリー
ト造基礎支持することや、コンクリート造基礎及び鋼管
中空杭等の間で水平力を伝達する凹凸部を設けること
は、載置という支持形式を妨げるものではない。

【００１１】また、コンクリートは、鋼管中空杭等の杭
頭部において硬化して一体になる材料であり、そのよう
な性質を有する材料であればその種類は問わないが、鋼
管中空杭を用いた場合に膨張性コンクリートを使用すれ
ば、硬化する際の膨張力で、膨張コンクリートと当該鋼
管中空杭を形成する外殻鋼管とが強固に一体化され、応
力の伝達を確実に行うことができるため、非常に好適で
ある。

【００１２】本発明によれば、コンクリート造基礎を、
鋼管中空杭等に載置した状態で支持することにより、当
該コンクリート造基礎等に水平力が作用した場合であっ
ても、両者が互いに鉛直移動、水平移動及び回転を拘束
することがないことから、当該コンクリート造基礎及び
鋼管中空杭等に過剰な断面力が発生することを防止する
ことができ、設計の合理性及び施工の容易性が担保され
ることになる。また、杭頭部におけるコンクリートの設
計基準強度が、コンクリート造基礎におけるコンクリー
トの設計基準強度より大きいことから、当該杭頭部に過
大な支圧力が作用した場合においても、当該杭頭部が損
傷等をすることを防止することができる。

【００１３】また、前記コンクリート造基礎の支持構造
において、コンクリート造基礎と杭頭部との間に芯鋼材
を配筋する構成とすれば、当該コンクリート造基礎と杭
頭部との間に発生する引抜力に効果的に抵抗することが
できる。

【００１４】また、前記コンクリート造基礎の支持構造
において、前記鋼管中空杭の前記杭頭部における内壁面
に、溝状、突起状の凹凸部若しくは突起状の鋼材が設け
られている構成とすれば、コンクリートと鋼管中空杭と
の付着性を高めて、コンクリート造基礎から鋼管中空杭
への応力伝達を効果的に行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図面を参照して詳細に説明する。なお、各実施形態の説
明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付
し、重複した説明は省略するものとする。

【００１６】［第１実施形態］本発明の支持構造Ｓの第
１実施形態は、フーチング基礎２０を鋼管中空杭１０に
より支持する構造である。図１に示すように、鋼管中空
杭１０は、円形断面の外殻鋼管１１を本体部としてお
り、下端部が地盤Ｇの支持層（図示せず）にまで到達し
ている。前記外殻鋼管１１の上端部（先端部）の中空部
における所定位置には底板１３が設けられており、当該
底板１３の上部の中空部内に後記コンクリート１４が充
填されている。これにより杭頭部１２が形成されてお
り、当該杭頭部１２において外殻鋼管１１とコンクリー
ト１４が一体的になっている。そして、フーチング基礎
２０は、鋼管中空杭１０に載置した状態で支持されてい
る。

【００１７】さらに、本発明の支持構造Ｓの特徴の一つ
として、フーチング基礎２０におけるコンクリート２１
と、中空鋼管杭１０の杭頭部１２に充填されているコン
クリート１４に関して、異なる設計基準強度のコンクリ
ートが打ち分けられて用いられている。

【００１８】すなわち、杭頭部１２のコンクリート１４
には、フーチング基礎２０のコンクリート２１よりも設
計基準強度が大きいコンクリートが使用されている（前
記例では、それぞれのコンクリートの設計基準強度は６
０Ｎ／ｍｍ²と３６Ｎ／ｍｍ²）。このように、設計基準
強度が異なるコンクリートを打ち分けることは、フーチ
ング基礎２０の底部と杭頭部１２に作用する支圧応力に
対して補強を行うことをその理由とするものであり、特
に、断面積が小さい杭頭部１２に特に設計基準強度が大
きいコンクリートを用いて耐力の増強を図ったものであ
る。

【００１９】なお、前記支持構造Ｓにおけるフーチング
基礎２０と杭頭部１２との間に芯鉄筋を配筋するもので
あってもよい。また、杭頭部１２の外殻鋼管１１の内壁
面において、周方向に鋼材からなる溝状等の横リブ部材
や、杭軸方向に縦リブ部材を設けるものであってもよ
い。この縦リブ部材には、コンクリートとの一体性を確
保するために、貫通孔が形成されていると更に好適であ
る。

【００２０】続いて、前記支持構造Ｓの作用効果につい
て説明する。地震が発生した場合に、地盤Ｇと一体であ
る鋼管中空杭１０が、当該地盤Ｇの振動に応答して振動
するとともに、フーチング基礎２０も鋼管中空杭１０を
介して振動する。

【００２１】このとき、フーチング基礎２０及び鋼管中
空杭１０は、固有振動周期がそれぞれ異なることから、
夫々が別個独立に振動しようとする。すると、フーチン
グ基礎２０と杭頭部１２との間で摩擦力が発生するた
め、両者は互いに水平力を受けることになる。

【００２２】しかし、本発明の支持構造Ｓは、従来の支
持構造のようにフーチング基礎及び中空鋼管杭が互いに
鉛直移動、水平移動及び回転を拘束する構造ではなく、
フーチング基礎２０を鋼管中空杭１０の上に載置して、
その荷重を面受している構造であるため、当該フーチン
グ基礎２０と鋼管中空杭１０に過剰な断面力が発生する
ことを防止することができる。従って、フーチング基礎
２０と鋼管中空杭１０との接合部に多数の補強鉄筋を配
筋する必要がないことから、当該フーチング基礎２０を
過大な断面の構造とすることがなく、加えて、杭頭部に
配筋した補強鉄筋が、フーチング基礎の鉄筋と干渉して
しまうことがないため、構造が簡単であり、配筋作業の
省力化を図ることができるとともに、施工費用を低減さ
せることができる。

【００２３】また、杭頭部１２におけるコンクリート１
４の設計基準強度が、フーチング基礎２０におけるコン
クリート２１の設計基準強度より大きくなるように設定
されていることから、当該杭頭部１２に過大な支圧力が
作用した場合においても、当該杭頭部１２が損傷等をす
ることを防止することができる。

【００２４】［第２実施形態］本発明の支持構造Ｓ’の
第２実施形態は、第１実施形態の支持構造Ｓの場合と異
なり、中空鋼管杭１０のかわりに場所打ちコンクリート
杭１０’を用いている（図２参照）。

【００２５】そして、本実施形態の支持構造Ｓ’におい
ても、場所打ちコンクリート杭１０’のコンクリート１
４には、フーチング基礎２０の領域のコンクリート２１
よりも設計基準強度が大きいコンクリートが使用されて
いる。

【００２６】さらに、前記フーチング基礎２０と場所打
ちコンクリート１０’の杭頭部１２’との間には、当該
杭頭部１２’の断面中心近傍に定着されている複数本の
芯鉄筋３０（芯鋼材）が配筋されている。この芯鉄筋３
０は、フーチング基礎２０のコンクリート２１と、杭頭
部１２’の間に設けられている。

【００２７】従って、本実施形態の支持構造Ｓ’によれ
ば、杭の種類は異なるが、第１実施形態の支持構造Ｓと
同様の作用効果を奏するとともに、フーチング基礎２０
と杭頭部１２’との間に芯鉄筋３０を配筋していること
から、当該フーチング基礎２０と杭頭部１２’との間に
発生する引抜力に効果的に抵抗することが可能となる。
また、芯鉄筋３０が、当該杭頭部１２’の断面中心近傍
に定着されていることから、当該芯鉄筋３０による曲げ
モーメントの伝達を小さくすることができる。

【００２８】以上、本発明について、好適な実施形態の
一例を説明した。しかし、本発明は、前記実施形態に限
られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を
逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能である。特に、
各要素の寸法、材質、配置等は、施工対象に応じて適切
に定められるものであることは言うまでもない。

【００２９】

【発明の効果】本発明の支持構造によれば、コンクリー
ト造基礎や杭が大きな水平力を受けた場合においても、
過剰な断面力が発生せず、設計の合理性及び施工の容易
性を担保することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコンクリート造基礎の支持構造（第１
実施形態）を示す図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）
図１（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。

【図２】本発明のコンクリート造基礎の支持構造（第２
実施形態）を示す図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）
は図２（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。

【図３】（ａ），（ｂ）ともに、従来のコンクリート造
基礎の支持構造を示す側断面図である。

【符号の説明】

Ｓ，Ｓ’ 支持構造（コンクリート造基礎の支持構
造）１０鋼管中空杭１０’ 場所打ちコンクリート杭１１外殻鋼管１１ａ中空部１２，１２’ 杭頭部１４，１４’，２１コンクリート１５横リブ部材２０フーチング基礎３０芯鉄筋（芯鋼材）

フロントページの続き (72)発明者河本慎一郎東京都新宿区西新宿一丁目25番１号大成建設株式会社内Ｆターム(参考） 2D041 AA01 AA02 BA17 BA33 DA02 DB02 2D046 CA03 CA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンクリート造基礎を、先端部にコンク
リートが充填されている杭頭部を有する鋼管中空杭に載
置した状態で支持するコンクリート造基礎の支持構造で
あって、前記鋼管中空杭におけるコンクリートの設計基準強度
は、前記コンクリート造基礎におけるコンクリートの設
計基準強度と比較して大きいことを特徴とするコンクリ
ート造基礎の支持構造。
【請求項２】コンクリート造基礎を、場所打ちコンク
リート杭に載置した状態で支持するコンクリート造基礎
の支持構造であって、前記場所打ちコンクリート杭の杭頭部におけるコンクリ
ートの設計基準強度は、前記コンクリート造基礎におけ
るコンクリートの設計基準強度と比較して大きいことを
特徴とするコンクリート造基礎の支持構造。
【請求項３】前記コンクリート造基礎と前記杭頭部と
の間に芯鋼材を配筋したことを特徴とする請求項１又は
請求項２に記載のコンクリート造基礎の支持構造。
【請求項４】前記鋼管中空杭の前記杭頭部における内
壁面に、溝状、突起状の凹凸部若しくは突起状の鋼材が
設けられていることを特徴とする請求項１に記載のコン
クリート造基礎の支持構造。