JP2006193977A

JP2006193977A - パイルド・ラフト基礎の施工方法

Info

Publication number: JP2006193977A
Application number: JP2005006662A
Authority: JP
Inventors: Hajime Fujisawa; 一藤沢; Tadashi Hoshino; 正星野; Kazuya Matsuura; 和也松浦; Takashi Genjun; 貴史玄順
Original assignee: East Japan Railway Co
Current assignee: East Japan Railway Co
Priority date: 2005-01-13
Filing date: 2005-01-13
Publication date: 2006-07-27

Abstract

【課題】沈下量が少ないパイルド・ラフト基礎の施工方法を提供する。
【解決手段】施工部位の地中に杭１４を打ち込む。次に、その上から杭１４の杭頭を杭枠１２から出すようにして直接基礎１０を設置する。杭１４にジャッキ受け１８をボルト２６で接合する。なお、杭１４とジャッキ受け１８との接合方法は、溶接等の他の方法でも良い。ジャッキ受け１８と直接基礎１０との間にジャッキ３０を配置した後、杭１４を引き抜く方向にジャッキで力を加える。杭１４の周面の摩擦力により生じた反力により直接基礎１０には沈降する荷重（プレロード）が加わる。最後に鉄筋３２等で直接基礎１０と杭１４とを結合させて一体化する。以上により、その上に構造物を築いた際に、より沈降量の少ないパイルド・ラフト基礎を施工することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、パイルド・ラフト基礎の施工方法に関する。

建築物等の基礎構造形式としてパイルド・ラフト（Piled Raft）基礎がある。パイルド・ラフト基礎とは、直接基礎と杭基礎とを併用した基礎形式であり、荷重に対して直接基礎と杭基礎が複合して抵抗するものをいう。パイルド・ラフト基礎では、ある程度の沈下を許容したときに、基礎底面における地盤の抵抗力が期待できる場合について、この抵抗力を積極的に利用して基礎の合理化をはかろうとするものである。
日本建築学会編集、「建築基礎構造設計指針」、日本建築学会、２００１年１０月、ｐ３３９〜３４８加倉井正昭、山下清、「パイルド・ラフト基礎（直接基礎と摩擦杭併用基礎）の設計法」、月刊「基礎工」、株式会社総合土木研究所、平成１０年５月、ｐ４４〜４８山田毅、山下清、加倉井正昭、「建築におけるパイルド・ラフト基礎（直接基礎と摩擦杭併用基礎）の設計例」、月刊「基礎工」、株式会社総合土木研究所、平成１０年５月、ｐ１００〜１０３

パイルド・ラフト基礎では、ある程度の沈下を許容した場合における地盤の抵抗力を利用しようとするものであるから、設計時の考え方として、沈下が起こることが前提となっている。そのため、パイルド・ラフト基礎では、基礎に荷重がかかった際に、設計時に許容されている沈下量は基礎全体が沈降することとなる。しかし、基礎に荷重がかかった際の沈下は可能な限り少ないことが、基礎上に構造物を築く便宜のために望ましい。そのためパイルド・ラフト基礎においても、沈下が少ない施工方法が望まれていた。

本発明は、斯かる実情に鑑み、沈下量が少ないパイルド・ラフト基礎の施工方法を提供しようとするものである。

本発明は、施工部位の地表に直接基礎を設置し、かつ施工部位の地中に杭を設置する第１ステップと、直接基礎上に構造物を築く前に、直接基礎に荷重を加えて直接基礎を沈降させる第２ステップと、を含むパイルド・ラフト基礎の施工方法である。

この構成によれば、第１ステップにおいて直接基礎と杭とを設置し、第２ステップにおいて直接基礎上に構造物を築く前に、直接基礎に荷重（プレロード）を加えて直接基礎を沈降させるので、基礎上に構造物を築く際には、従来のパイルド・ラフト基礎の設計上で許容されていた沈下量が除去されているため、構造物を築く際の基礎全体の沈下量を従来のものより低減することができる。

この場合、第２ステップにおいて、杭に地中から引き抜く力を加え、杭を引き抜く力の反力により直接基礎に荷重を加えることが好適である。

この構成によれば、容易に直接基礎にプレロードを加えることができる。また、杭にはその上に構造物を築く前に地中から引き抜く力が加えられるので、後に構造物を築いたときに杭の沈下を低減させることができる。

この場合、沈降させた直接基礎と杭とを一体に固定する第３ステップを含むことが好適である。

この構成によれば、沈降させた直接基礎と杭とを一体に固定するので、直接基礎にプレロードをかけ続けることができる。

本発明によるパイルド・ラフト基礎の施工方法によれば、沈降量が少ないパイルド・ラフト基礎の施工方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

以下に説明する本発明の第１実施形態に係る施工方法においては、直接基礎と杭基礎を設置した後、ジャッキにより杭に地中から引き抜く力を加え、この力により生じた杭の周面の摩擦力による反力を利用して直接基礎にプレロードを与え、直接基礎を沈降させることによりパイルド・ラフト基礎を施工する。以下、本実施形態に係る直接基礎、杭およびジャッキ受けの構成について先に説明する。

図１は本発明の第１実施形態に係る施工方法における直接基礎を示す斜視図である。直接基礎１０は、一辺１〜２ｍ程度の正方形あるいは長方形の板材からなる。板材の材質としては、例えば鉄板、コンクリート、木材からなることができる。直接基礎１０には、一辺２００〜４００ｍｍ程度の正方形あるいは長方形の杭枠１２が設けられており、この杭枠１２を通して杭を設置することができるようになっている。

図２は本発明の第１実施形態に係る施工方法における杭を示す斜視図である。本実施形態においては、杭１４はＨ鋼からなり、その幅は約２００〜４００ｍｍとされる。杭１４の杭頭部（杭の地表にでる部分）には、後述するジャッキ受けを接合するためのボルト孔１６が設けてある。

図３は本発明の第１実施形態に係る施工方法におけるジャッキ受けを示す斜視図である。ジャッキ受け１８は、前述の杭１４と接合されて、ジャッキの力を加える作用部位となるように構成されている。図３に示すようにジャッキ受け１８は、２本の溝型鋼２０の間に２枚のジャッキ受け板２２を挟んで構成されている。２本の溝型鋼２０の中央部付近には、杭に接合されるためのボルト孔２４が設けられている。

図４は本発明の第１実施形態に係る施工方法における杭にジャッキ受けを装着した様子を示す斜視図である。図４に示すように本実施形態においては、杭１４のボルト孔１６とジャッキ受け１８のボルト孔２４同士を合わせてボルト２６を挿入し、ナット２８で接合する。なお、杭１４とジャッキ受け板２２との接合は、ボルト２６によらず、溶接等の方法でも可能である。このような構成により、前述の直接基礎１０と杭１４を施工部位に設置した後、ジャッキ受け１８のジャッキ受け板２２に下方からジャッキで杭１４を引き抜く力を加えることにより、杭１４の周面の摩擦力による反力を利用して直接基礎１０にプレロードを加えることができるようにされている。

以下、上記した直接基礎、杭、ジャッキ受けを用いた本実施形態に係るパイルド・ラフト基礎の施工方法について説明する。図５（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１実施形態に係る施工方法における工程を示すフロー図である。図５（ａ）に示すようにまず施工部位の地中に杭１４を打ち込む。次に図５（ｂ）に示すように、その上から杭１４の杭頭を杭枠１２から出すようにして直接基礎１０を設置する。なお、本実施形態の施工方法においては、直接基礎１０を設置した後に、直接基礎１０の杭枠１２を通して杭１４を打ち込むようにしても良い。

図４において示したように、杭１４にジャッキ受け１８をボルト２６で接合する（図５（ｃ））。そして図５（ｄ）に示すように、ジャッキ受け１８と直接基礎１０との間にジャッキ３０を配置した後、杭１４を引き抜く方向にジャッキで力を加える。この場合、杭１４の周面の摩擦力により生じた反力により直接基礎１０には沈降する荷重（プレロード）が加わる。これにより直接基礎１０が沈降し、この後に基礎上に構造物を築いた際の沈下量を低減することができる。また、杭１４には引き抜く力が加えられているため、基礎上に構造物を築いた際の杭１４の沈下を低減することができる。

図５（ｅ）に示すように、最後に鉄筋３２等で直接基礎１０と杭１４とを結合させて一体化する。図の例では、ジャッキ受け１８やジャッキ３０は撤去しているが、場合によっては、ジャッキ受け１８やジャッキ３０を設置したままとしても良い。以上の図５（ａ）〜（ｅ）の工程を経ることにより、その上に構造物を築いた際に、より沈降量の少ないパイルド・ラフト基礎を施工することができる。実際に建物等の構造物の基礎を形成する場合には、図６に示すように上記した直接基礎１０と杭１４とを組み合わせて建物の建築基礎３４の全面を施工する。

以下、本発明の第２実施形態に係るパイルド・ラフト基礎の施工方法について説明する。本実施形態においては、杭頭に切られたネジ溝を利用することにより、直接基礎にプレロードを加える点が、上述の第１実施形態と異なっている。

図７は、本発明の第２実施形態に係る施工方法における直接基礎を示す斜視図である。本実施形態の直接基礎３６は、一辺１〜２ｍの正方形または長方形の板材からなり、中央には杭を貫入できる径の杭孔３８が設けられている。直接基礎３６の上面には、円筒状の杭受け４０が取り付けられている。杭受け４０の内径は、杭の外径よりもわずかに大きくされており、直接基礎３６に貫入させた杭を受けることができるようにされている。杭受け４０の上には天板４２が着脱自在に備えられている。天板４２の中央には、杭頭を通すことができる杭孔４４が設けられている。

図８は、本発明の第２実施形態に係る施工方法における杭を示す斜視図である。この図８では、杭頭部付近の構成を示している。本実施形態に係る杭４６は略円柱形状をなし、その杭頭部分にはネジ溝が切られたネジ部４８が設けられている。一方、杭の直胴部は保護筒５０により被覆されている。図９は、本実施形態に係る保護筒５０を示す図である。図９に示すように、保護筒５０には、保護筒５０のひずみから杭４６の周面の摩擦力を検出するためのひずみゲージ５２が設けられている。ひずみゲージ５２にはリード線５４が取り付けられ、ひずみゲージ５２からの信号を外部に伝達するようにされている。

図８に戻り、杭頭部のネジ部４８には、内周面にネジ溝が設けられたナット５６が着脱自在に備えられている。ネジ部４８のネジ溝とナット５６のネジ溝は互いに噛み合うようにされており、ナット５６はネジ部４８を回転しつつ摺動するようにされている。

図１０は、本発明の第２実施形態に係る施工方法を示す図である。本実施形態においても、まず施工部位に直接基礎３６および杭４６を設置する。このとき、直接基礎３６からは天板４２を取り外し、杭４６からはナット５６を取り外しておく。次に図１０に示すように、直接基礎３６に天板４２を取り付け、さらに杭４６にナット５６を取り付ける。そして、ナット５６を回転させつつ杭４６の地中方向に摺動させる。このようにすることにより、天板４２および杭受け４０を介して直接基礎３６を沈降させる方向にプレロードをかけることができる。プレロードの大きさは、杭４６の保護筒５０に取り付けられたひずみゲージ５２からリード線５４を介して検出することができる。なお、ひずみゲージ５２は、杭４６に取り付けられていても良い。プレロードの大きさが所定のものとなったら、ナット５６を回転させるのを止める。このようにして施工されたパイルド・ラフト基礎も、予め直接基礎にプレロードを与えて沈降させるため、この後に基礎上に構造物を築いた際の沈下量を低減することができる。

尚、本発明のパイルド・ラフト基礎の施工方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の第１実施形態に係る施工方法における直接基礎を示す斜視図である。本発明の第１実施形態に係る施工方法における杭を示す斜視図である。本発明の第１実施形態に係る施工方法におけるジャッキ受けを示す斜視図である。本発明の第１実施形態に係る施工方法における杭にジャッキ受けを装着した様子を示す斜視図である。（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１実施形態に係る施工方法における工程を示すフロー図である。本発明の第１実施形態に係る施工方法におけるパイルド・ラフト基礎を適用した建築基礎の様子を示す図である。本発明の第２実施形態に係る施工方法における直接基礎を示す斜視図である。本発明の第２実施形態に係る施工方法における杭を示す斜視図である。本発明の第２実施形態に係る施工方法における保護筒を示す図である。本発明の第２実施形態に係る施工方法を示す図である。

符号の説明

１０…直接基礎、１２…杭枠、１４…杭、１６…ボルト孔、１８…ジャッキ受け、２０…溝型鋼、２２…ジャッキ受け板、２４…ボルト孔、２６…ボルト、２８…ナット、３０…ジャッキ、３２…鉄筋、３４…建築基礎、３６…直接基礎、３８…杭孔、４０…杭受け、４２…天板、４４…杭孔、４６…杭、４８…ネジ部、５０…保護筒、５２…ひずみゲージ、５４…リード線、５６…ナット。

Claims

施工部位の地表に直接基礎を設置し、かつ前記施工部位の地中に杭を設置する第１ステップと、
前記直接基礎上に構造物を築く前に、前記直接基礎に荷重を加えて前記直接基礎を沈降させる第２ステップと、
を含むパイルド・ラフト基礎の施工方法。
前記第２ステップにおいて、前記杭に地中から引き抜く力を加え、前記杭を引き抜く力の反力により前記直接基礎に荷重を加える請求項１に記載のパイルド・ラフト基礎の施工方法。
前記沈降させた直接基礎と前記杭とを一体に固定する第３ステップを含む請求項１または請求項２に記載のパイルド・ラフト基礎の施工方法。