JP2017122364A - Foundation structure using existing pile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、既存杭を再利用してなる基礎構造に関する。 The present invention relates to a foundation structure formed by reusing an existing pile.
従来、老朽化した建物の新設、再開発などを行う場合に、既存の建物の地上部を解体した後、既存の建物の基礎杭(既存杭)を残した状態でその地盤上に新しい建物を構築し、既存杭と新設杭で建物を支持する工法が提案、実用化されている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4参照)。
Conventionally, when new or redevelopment of an old building is performed, after the ground part of the existing building is dismantled, a new building is built on the ground while leaving the foundation pile (existing pile) of the existing building. A construction method for constructing and supporting a building with an existing pile and a new pile has been proposed and put to practical use (for example, see
一方、このような既存杭を再利用する場合には、既存杭と新設建物の柱の位置が異なるため、新設基礎スラブには柱位置と異なる場所に既存杭からの反力によって大きな応力が生じる。このため、基礎スラブを厚くするなどの対策を講じる必要がある。 On the other hand, when reusing such existing piles, the positions of the pillars of the existing piles and the new building are different, so the new foundation slab is subjected to large stress due to the reaction force from the existing piles at a location different from the column position. . For this reason, it is necessary to take measures such as thickening the foundation slab.
また、既存杭の支持力が小さく、新設建物の荷重が大きい場合には、既存杭に許容支持力を超える荷重が作用することがある。 Moreover, when the bearing capacity of the existing pile is small and the load of the new building is large, a load exceeding the allowable bearing capacity may act on the existing pile.
これに対し、既存杭の上端部周辺の地盤を壺掘りし、既存杭の上端部を切除した後、周辺地盤よりも剛性の小さい材料で埋め戻したり、スタイロフォーム(商標)のような低剛性材を挟むことによって既存杭が新設基礎に与える応力集中を緩和する手法が提案、実用化されている。 On the other hand, after excavating the ground around the upper end of the existing pile and cutting the upper end of the existing pile, it is backfilled with a material that is less rigid than the surrounding ground, or a low-rigidity material such as Styrofoam (trademark) A method to relieve stress concentration caused by existing piles on the new foundation by sandwiching slab is proposed and put into practical use.
しかしながら、既存杭の支持力が小さい場合の対策においては、既存杭の杭頭の切除長さや、どのような材料をどのような密度で埋め戻すかなどの材料、締固め度などの施工条件によって既存杭に作用する荷重が変化する。このため、基礎スラブに作用する荷重を安全な範囲に抑える明確な仕様を規定することが困難である。 However, in measures when the bearing capacity of existing piles is small, depending on construction conditions such as the length of the pile piles excised, the materials to be backfilled at what density, the compaction degree, etc. The load acting on the existing pile changes. For this reason, it is difficult to specify a clear specification that keeps the load acting on the foundation slab within a safe range.
また、新設杭と既存杭の沈下剛性比によっては、既存杭頭を大きく切除する必要があり、例えば既存杭が山留め壁に近接する位置にあるなど、深い掘削が適用しにくい条件下では施工ができなくなることも考えられる。 Also, depending on the settlement rigidity ratio of the new pile and the existing pile, it is necessary to cut the existing pile head greatly.For example, the existing pile is located in the vicinity of the retaining wall. It may be impossible.
さらに、地盤材料を規定された軟らかい剛性となるように精度よく制御して施工することは非常に難しく、信頼性を確保することも難しい。このため、このような処理を行った既存杭部分の地反力を期待しない設計とすることになり、剛性、支持力が高い既存杭が無駄になってしまう。 Furthermore, it is very difficult to control the ground material with high precision so as to have a prescribed soft rigidity, and it is also difficult to ensure reliability. For this reason, it will be set as the design which does not expect the ground reaction force of the existing pile part which performed such a process, and the existing pile with high rigidity and supporting force will be wasted.
また、既存杭を杭として再利用する場合でも、設計は既存建物の解体前に行われることが多く、解体後に調査した杭の位置、性状などが設計で設定したものと大きく異なると、設計のやり直しが必要になり、時間や労力の大幅なロスを招くことになる。 Even when an existing pile is reused as a pile, the design is often performed before the dismantling of the existing building.If the position and properties of the pile investigated after the dismantling are significantly different from those set in the design, It will be necessary to start over, resulting in a significant loss of time and effort.
本発明は、上記事情に鑑み、既存杭や新設基礎スラブの支持能力に応じた荷重を負担させることができ、好適に既存杭を再利用することを可能にする既存杭を利用した基礎構造を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention can load a load according to the support capacity of an existing pile or a newly-founded foundation slab, and preferably uses a foundation structure using an existing pile that enables the existing pile to be reused. The purpose is to provide.
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
本発明の既存杭を利用した基礎構造は、既存杭と新設基礎スラブの間、もしくは既存杭及び既存基礎スラブと新設基礎スラブの間に、前記新設基礎スラブの耐力と前記既存杭の支持力から決まる所定の降伏荷重度を備えて形成され、前記既存杭に作用する荷重を調節する杭頭荷重調節部材を設けて構成されていることを特徴とする。 The foundation structure using the existing pile of the present invention is based on the strength of the new foundation slab and the bearing capacity of the existing pile between the existing pile and the new foundation slab, or between the existing pile and the existing foundation slab and the new foundation slab. A pile head load adjusting member that adjusts the load acting on the existing pile is provided with a predetermined degree of yield load determined.
また、本発明の既存杭を利用した基礎構造においては、前記既存杭の杭頭部に、見掛けの杭頭断面積を大にする拡頭部材が設けられていることが望ましい。 Moreover, in the foundation structure using the existing pile of this invention, it is desirable for the pile head of the said existing pile to be provided with the head expansion member which enlarges an apparent pile head cross-sectional area.
また、本発明の既存杭を利用した基礎構造においては、前記杭頭荷重調節部材が、降伏荷重が異なる複数の部材を一体にして構成されていることがさらに望ましい。 Moreover, in the foundation structure using the existing pile of this invention, it is further more preferable that the said pile head load adjustment member is comprised integrally from the several member from which a yield load differs.
さらに、本発明の既存杭を利用した基礎構造においては、前記既設杭の杭頭部から突出させた杭頭鉄筋を、前記杭頭荷重調節部材を介して前記新設基礎スラブに接続して構成されていることが望ましい。 Furthermore, in the foundation structure using the existing pile of the present invention, the pile head reinforcing bar protruding from the pile head of the existing pile is connected to the newly established foundation slab via the pile head load adjusting member. It is desirable that
また、本発明の既存杭を利用した基礎構造においては、新設構造物の沈下を考慮して前記杭頭荷重調節部材の弾性と厚さが設定されていることがより望ましい。 Moreover, in the foundation structure using the existing pile of this invention, it is more desirable that the elasticity and thickness of the said pile head load adjustment member are set in consideration of the settlement of a new structure.
本発明の既存杭を利用した基礎構造においては、既存杭の杭頭荷重を一定以下に抑える杭頭荷重調節部材を用いることで、既存杭や基礎スラブの支持能力に応じた荷重を負担させることができる。これにより、基礎スラブに過大な応力を生じさせることなく、性能に応じて適切に既存杭を再利用することが可能になる。 In the foundation structure using the existing pile of the present invention, by using a pile head load adjusting member that keeps the pile head load of the existing pile below a certain level, the load corresponding to the support capacity of the existing pile or foundation slab is borne. Can do. Thereby, it becomes possible to reuse the existing pile appropriately according to the performance without causing excessive stress on the foundation slab.
また、既存杭が負担する荷重が明確になるため、新設の基礎構造が負担する荷重を明確にすることができる。 Moreover, since the load which an existing pile bears becomes clear, the load which a newly installed foundation structure bears can be clarified.
さらに、発泡スチロールのように軽量で、圧縮性が大きい部材を杭頭荷重調節部材として用いることにより、対策厚さを薄くすることができるとともにその敷設作業を容易にすることができる。 Further, by using a lightweight and highly compressible member such as polystyrene foam as the pile head load adjusting member, the thickness of the countermeasure can be reduced and the laying operation can be facilitated.
さらに、せん断剛性の小さい部材を杭頭荷重調節部材として用いることにより、新設杭に比べてせん断や曲げ耐力が小さい既存杭の負担荷重を減らすことが可能になる。 Furthermore, by using a member having a small shear rigidity as a pile head load adjusting member, it is possible to reduce the burden load of an existing pile having a smaller shear and bending strength compared to a newly installed pile.
以下、図1から図9を参照し、本発明の一実施形態に係る既存杭を利用した基礎構造について説明する。なお、本実施形態は、新設建物/構造物を新設杭(もしくは新設の直接基礎)と既存杭とで支持する基礎構造に関するものである。 Hereinafter, a foundation structure using an existing pile according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9. In addition, this embodiment is related with the foundation structure which supports a new building / structure with a new pile (or new direct foundation) and an existing pile.
具体的に、本実施形態の既存杭を利用した基礎構造Aは、図1及び図2に示すように、既存杭1に対し、新設基礎スラブ2の底から任意の深さh分の杭頭部を切除し、杭頭部を切除した既存杭1上に発泡スチロールなどの降伏荷重度σyが明確で降伏後の剛性が小さい杭頭荷重調節部材3を置き、その上に新設基礎スラブ2を設置あるいは構築して構成されている。
Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the foundation structure A using the existing pile according to the present embodiment is a pile head of an arbitrary depth h from the bottom of the
ここで、既存杭1には降伏荷重(σy・A)以上の荷重は作用しないため、その残りの荷重が新設杭に作用する。Aは既存杭断面積である。
Here, since the load beyond a yield load ((sigma) y * A) does not act on the existing
また、杭頭荷重調節部材3の厚さhは、杭頭荷重調節部材3の圧縮が大きすぎて荷重調節機能を喪失しない範囲(例えば10%)に収まるように設定する。
Further, the thickness h of the pile head
例えば新設建物4の沈下予測量をδcとすると、杭頭荷重調節部材3の圧縮歪みεを、降伏歪みεy(2〜4%)〜約10%の範囲に収まるように、すなわちh=δc/εとなるよう設定する(図3参照)。
For example, if the predicted settlement amount of the
杭頭荷重調節部材3の降伏荷重度σyは、新設基礎スラブ2の耐力と既存杭1の支持力から決定する。既存杭1に支持力の異なる杭がある場合などでは降伏荷重度σyを杭毎に変えてもよい。
The yield load degree σ y of the pile head
また、既存杭1に期待できる支持力が(σy・A)に対して余裕がある場合には、図4に示すように、既存杭1の杭頭部にコンクリート等で拡頭する部材(拡頭部材)5を設け、杭頭断面積を見掛けの杭頭断面積A’に広げ、σy・A’の荷重が杭頭部に作用するようにしてもよい。
In addition, when the bearing force that can be expected from the existing
一方、前述の通り、同じ仕様の既存杭1でも新設の建物4の柱4aからの位置により新設基礎スラブ2に与える影響が異なる。
On the other hand, as described above, even in the existing
これに対し、図5に示すように、スラブ2への影響が小さい新設柱4a(新設杭6)に近い既存杭1においては、杭頭荷重調節部材3の降伏荷重σy や拡頭面積A’を大きくすることにより大きな荷重を負担させることができる。また、影響が大きい遠い既存杭1においては、逆に杭頭荷重調節部材3の降伏荷重σyや拡頭面積A’を小さくすることでスラブ2への影響を小さく抑えることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 5, in the existing
次に、既存杭1の上に既存の基礎スラブ7がある場合には、図6に示すように、既存基礎スラブ7の上に杭頭荷重調節部材3を敷き詰め、その上に新設基礎スラブ2を設け、既存基礎スラブ7も再利用するようにしてもよい。
Next, when there is an existing
この場合は、既存基礎スラブ7と既存杭1で新設建物4の荷重のσy・ASを支持し、その他の荷重を新設杭6で支持するようにすればよい。なお、ASは既存基礎スラブ7に敷いた杭頭荷重調節部材3の面積である。
In this case, it supports the σ y · A S of the load of the
次に、杭頭荷重調節部材3のリラクゼーションによる負担荷重減の影響を低減したい場合には、図7に示すように、降伏荷重が小さい部材3a(設計荷重で降伏)と大きい部材3bの2層構造(多層構造)で杭頭荷重調節部材3を構成すればよい。
Next, when it is desired to reduce the effect of reducing the burden load due to the relaxation of the pile head
このとき、設計荷重では部材3bが弾性範囲にある。建物沈下には部材3aの弾塑性変形量と部材3bの弾性変形量で対応する。部材3bは弾性範囲であるためリラクゼーションが小さい。部材3aは部材3aのみ用いた場合と比較して部材3bの弾性変形量分だけ厚さを薄くできるので、リラクゼーションの影響を小さく抑えることができる。
At this time, the
さらにリラクゼーションを抑えたい場合には、杭頭荷重調節部材3の厚さhを大きくして、新設建物(新設構造物)4の沈下量が杭頭荷重調節部材3の弾性変形量内に収まるようにすればよい。言い換えれば、新設建物の沈下を考慮して杭頭荷重調節部材3の弾性(弾性係数、弾性域)と厚さを設定することで、リラクゼーションを確実に抑えるように構成することが可能になる。
When further relaxation is desired, the thickness h of the pile head
ここで、新設建物4に水平力が作用する場合で、且つ既存杭1の水平耐力が新設杭6に比べて小さい場合であっても、杭頭荷重調節部材3のせん断剛性が新設杭(コンクリート)6よりも小さいことにより、その分、既存杭1の負担水平力を小さくでき、安全を確保することが可能である(図8参照)。
Here, even when the horizontal force acts on the
また、杭頭荷重調節部材3と既存マットスラブの間に摩擦係数が小さいシート等の部材を配設すれば、さらに既存杭1の負担水平荷重を小さくすることが可能である。
Moreover, if a member such as a sheet having a small friction coefficient is disposed between the pile head
既存杭1を引張荷重に抵抗させたい場合には、図9に示すように杭頭荷重調節部材3を介して杭頭鉄筋9を新設基礎スラブ2に接続すればよい。この場合には、圧縮荷重は杭頭荷重調節部材3の降伏荷重までしか伝達しないが、引抜荷重は既存杭1の引抜抵抗まで期待することができる。
When it is desired to resist the existing
したがって、本実施形態の既存杭を利用した基礎構造Aにおいては、既存杭1の杭頭荷重を一定以下に抑える杭頭荷重調節部材3を用いることで、既存杭1や基礎スラブ2の支持能力に応じた荷重を負担させることができる。これにより、基礎スラブ2に過大な応力を生じさせることなく、性能に応じて適切に既存杭1を再利用することが可能になる。
Therefore, in the foundation structure A using the existing pile of the present embodiment, the support capacity of the existing
また、既存杭1が負担する荷重が明確になるため、新設の基礎構造が負担する荷重を明確にすることができる。
Moreover, since the load which the existing
さらに、発泡スチロールのように軽量で、圧縮性が大きい部材を杭頭荷重調節部材3として用いることにより、対策厚さを薄くすることができるとともにその敷設作業を容易にすることができる。
Furthermore, by using a lightweight and highly compressible member such as polystyrene foam as the pile head
さらに、せん断剛性の小さい部材を杭頭荷重調節部材3として用いることにより、新設杭6に比べてせん断や曲げ耐力が小さい既存杭1の負担荷重を減らすことが可能になる。
Furthermore, by using a member having a small shear rigidity as the pile head
以上、本発明に係る既存杭を利用した基礎構造の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 As mentioned above, although one Embodiment of the foundation structure using the existing pile concerning this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably.
1 既存杭
2 新設基礎スラブ
3 杭頭荷重調節部材
4 新設建物
4a 柱
5 拡頭部材
6 新設杭
7 既存の基礎スラブ
9 杭頭鉄筋
A 既存杭を利用した基礎構造
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記既存杭の杭頭部に、見掛けの杭頭断面積を大にする拡頭部材が設けられていることを特徴とする既存杭を利用した基礎構造。 In the foundation structure using the existing pile according to claim 1,
A foundation structure using an existing pile, wherein the pile head of the existing pile is provided with a head expansion member that increases the apparent cross-sectional area of the pile head.
前記杭頭荷重調節部材が、降伏荷重が異なる複数の部材を一体にして構成されていることを特徴とする既存杭を利用した基礎構造。 In the foundation structure using the existing pile according to claim 1 or claim 2,
A foundation structure using an existing pile, wherein the pile head load adjusting member is formed by integrating a plurality of members having different yield loads.
前記既設杭の杭頭部から突出させた杭頭鉄筋を、前記杭頭荷重調節部材を介して前記新設基礎スラブに接続して構成されていることを特徴とする既存杭を利用した基礎構造。 In the foundation structure using the existing pile according to any one of claims 1 to 3,
The foundation structure using the existing pile characterized by connecting the pile head reinforcement protruded from the pile head of the said existing pile to the said new foundation slab via the said pile head load adjustment member.
新設構造物の沈下を考慮して前記杭頭荷重調節部材の弾性と厚さが設定されていることを特徴とする既存杭を利用した基礎構造。 In the foundation structure using the existing pile according to any one of claims 1 to 4,
A foundation structure using an existing pile, wherein elasticity and thickness of the pile head load adjusting member are set in consideration of settlement of a new structure.
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