JP2021085217A - Structure of foundation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、木造住宅等の住宅用基礎などとして構成される基礎の構造に関する。 The present invention relates to, for example, the structure of a foundation configured as a residential foundation such as a wooden house.
住宅のベタ基礎におけるスラブの下には、例えば特許文献1、2等に開示される地盤改良用の杭を施工するケースが多くある。その際、杭の施工位置は、基礎立上りや、地中梁直下といった基礎スラブ以外の強固なコンクリート構造物の下に施工することが基本となっている。杭の本数は、敷地内に数十本となる。ベタ基礎は、その杭の上端である杭頭に、基礎立上りが位置するように設計されることが好ましいが、杭頭がスラブに位置する場合もあり得る。
Under the slab in the solid foundation of a house, for example, there are many cases where piles for ground improvement disclosed in
基礎の上に構築される住宅は、近年では3階建てもあり、基礎にかかる荷重が大きくなることがある。ベタ基礎は、基礎立上りからスラブまでが一体構造であることから、杭頭がスラブに位置する場合、荷重が杭頭の面積でスラブに集中して作用してしまう。そのため、スラブは、杭の反力により下から突き抜くような力により損壊、貫通しかねない、所謂パンチングと称すコンクリートのせん断破壊の生じる虞がある。 In recent years, the houses built on the foundation have three floors, and the load on the foundation may increase. Since the solid foundation has an integrated structure from the rise of the foundation to the slab, when the pile head is located on the slab, the load concentrates on the slab in the area of the pile head. Therefore, the slab may be damaged or penetrated by a force that penetrates from below due to the reaction force of the pile, and there is a risk of shear failure of concrete called punching.
現状では、このパンチング対策として、杭は基礎立上りの下に配置することを原則とし、基礎立上りのない箇所に杭が必要となった場合は、杭の上、すなわちスラブ下面に地中梁を設ける構成や、スラブ上面に基礎立上りと同様の立上り部を設けることにより対応がなされていた。 At present, as a countermeasure against this punching, in principle, the piles should be placed under the foundation rise, and if the piles are needed in places where there is no foundation rise, underground beams will be installed on the piles, that is, on the underside of the slab. Correspondence was made by providing a structure and a rising portion similar to the rising of the foundation on the upper surface of the slab.
しかしながら、パンチングを防ぐために杭の上に地中梁を設ける対策は、杭からの反力を受けるためだけに、近傍の基礎立上りまで接続するように地中梁を設ける必要があり、小規模建築物である住宅にとっては工期と施工費が増大し、過剰な対応と見なされるのが一般的であった。一方、施主側からは、安価にパンチング対策が採れ、高強度なベタ基礎を構築したい要請がある。 However, as a measure to install an underground beam on a pile to prevent punching, it is necessary to install an underground beam so as to connect to the foundation rise in the vicinity only to receive the reaction force from the pile, and it is a small-scale building. For a real house, the construction period and construction cost increased, and it was generally regarded as an excessive response. On the other hand, there is a request from the owner to take measures against punching at low cost and to build a high-strength solid foundation.
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、地中梁を不要にし、簡単な施工で、安価に、パンチングによるスラブ損壊を抑止できる基礎の構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a foundation structure that does not require an underground beam, can be easily constructed, and can suppress slab damage due to punching at low cost.
次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項1記載の基礎の構造は、ベタ基礎27のスラブ31に格子状に配筋されるスラブ鉄筋23と、
地盤33に構築される地盤改良用の杭37と、
前記スラブ鉄筋23と前記杭37の上端面41との間に配置され前記上端面41の上方で前記杭37の外径Dと略同等の外径に形成され、中心部と前記上端面41の中心部とが略一致して配置される枠組鉄筋部13を有するユニット鉄筋11と、
前記スラブ鉄筋23及び前記ユニット鉄筋11を埋設して打設され前記スラブ鉄筋23を埋入した前記スラブ31と前記杭37の上端面41との間にこの上端面41に接するハンチ部29を有して一体に形成される増打スラブコンクリート部39と、
を具備することを特徴とする。
Next, means for solving the above problems will be described with reference to the drawings corresponding to the embodiments.
The structure of the foundation according to claim 1 of the present invention includes a
It is arranged between the
A
It is characterized by having.
この基礎の構造では、ベタ基礎27のスラブ下に、杭37が配置される際、スラブ内に設けられたスラブ鉄筋23と、杭37の上端面41との間に、ユニット鉄筋11が配置される。ユニット鉄筋11は、枠組鉄筋部13を有する。枠組鉄筋部13は、杭37の上端面41の上方で、この杭37の外径Dと略同等の外径Hsの枠状に形成され、中心部が上端面41の中心部にほぼ一致して配置される。
このユニット鉄筋11は、スラブ鉄筋23と、杭37の上端面41との間に配置されることから、スラブ鉄筋23と平行な枠組鉄筋部13が、スラブ鉄筋23よりも下側(杭37の上端面41に接近する側)に配置される。
ユニット鉄筋11は、通常のスラブ31の下にコンクリートを増し打ちすることにより覆われる。すなわち、基礎の構造では、ベタ基礎27のスラブ31と同時にコンクリートを打設することによりユニット鉄筋11が増打スラブコンクリート部39に埋入された構造となる。増打スラブコンクリート部39は、スラブ鉄筋23とユニット鉄筋11とを同時に埋入する。増打スラブコンクリート部39は、ユニット鉄筋11を埋入した部分が、スラブ31よりも下方に突出して、杭37の上端面41に接するハンチ部29として形成される。
従って、ベタ基礎27において、ユニット鉄筋11は、ハンチ部29により、底面からかぶり厚を確保したスラブ31の位置に配筋されることになる。
基礎の構造では、ハンチ部29の設けられていないスラブ31の上面と、ハンチ部29の設けられたスラブ31の上面とが、同一平面となる。従って、ハンチ部29では、スラブ鉄筋23よりも下方に配置されている枠組鉄筋部13から、スラブ31の上面までの距離(有効せいd’)が、スラブ鉄筋23からスラブ31の上面までの距離(有効せいd)よりも大きく確保される。つまり、基礎の構造では、ユニット鉄筋11を配置した部分のコンクリート有効せいを、ユニット鉄筋11を配置しない部分よりも増やすことができる。これにより、スラブ全体を厚くして有効せいを増やすことなく、杭上部の一定範囲のみのスラブコンクリートを厚くすることによって、部分的に有効せいを大きくできる。
その結果、地中梁による対応をなくしながら、基礎立上り35のないスラブ下に杭37の配置を可能にできる。
また、スラブ鉄筋23と、杭37の上端面41との間に配置されるユニット鉄筋11は、枠組鉄筋部13を組み立てた比較的簡素な構造で安価に製作することができる。ユニット鉄筋11は、枠組鉄筋部13を構成要素としてユニット化されているので、現場の所定のスラブ鉄筋位置に配置するのみでスラブ鉄筋23との接続が容易に可能となる。
その結果、熟練した技術を要さずに、均質な施工を迅速にかつ簡単に行うことができる。
In this foundation structure, when the
Since the
The
Therefore, in the
In the structure of the foundation, the upper surface of the
As a result, it is possible to arrange the
Further, the
As a result, homogeneous construction can be performed quickly and easily without the need for skilled techniques.
本発明の請求項2記載の基礎の構造は、請求項1に記載の基礎の構造であって、
前記ユニット鉄筋11には、前記スラブ鉄筋23からの離間距離に相当する段部25を介して鉄筋端部から延出し前記スラブ鉄筋23に接する連結用延長部21を有することを特徴とする。
The structure of the foundation according to
The
この基礎の構造では、ユニット鉄筋11に、連結用延長部21を有する。連結用延長部21は、段部25を介して鉄筋端部と接続する。この段部25は、スラブ鉄筋23の下方に配置される枠組鉄筋部13までの段差(高低差)と一致する。ユニット鉄筋11は、連結用延長部21を有することにより、スラブ鉄筋23に連結用延長部21を乗せた状態や引っ掛ける、或いは連結状態で接続して、枠組鉄筋部13をスラブ鉄筋23よりも下方へ配置できる。
In this foundation structure, the
本発明の請求項3記載の基礎の構造は、請求項1または2に記載の基礎の構造であって、
前記連結用延長部21が、前記スラブ鉄筋23に対して45°の角度で交差して配置されることを特徴とする。
The structure of the foundation according to claim 3 of the present invention is the structure of the foundation according to
The connecting
この基礎の構造では、増打スラブコンクリート部39の上層に配置されるスラブ鉄筋23と、増打スラブコンクリート部39の下層に配置されるユニット鉄筋11とが連結用延長部21を45°の角度で交差して配置される。これにより、増打スラブコンクリート部39は、上下層でスラブ鉄筋23と連結用延長部21とが同方向で配置される場合に比べ、上層となるスラブ鉄筋23と下層となる枠組鉄筋部13の鉄筋が交差する箇所を増やせ、せん断強度の向上に有利となる。連結用延長部21は、スラブ鉄筋23に対して45°の角度を有して連結用延長部21を安定して載置できる。
In this foundation structure, the
本発明の請求項4記載の基礎の構造は、請求項1〜3のいずれか一つに記載の基礎の構造であって、
前記枠組鉄筋部13が、異なるサイズの複数の枠組鉄筋17を同軸に配置して構成されることを特徴とする。
The structure of the foundation according to claim 4 of the present invention is the structure of the foundation according to any one of claims 1 to 3.
The frame
この基礎の構造では、枠組鉄筋部13が、異なるサイズの複数の枠組鉄筋17からなる。異なるサイズの複数の枠組鉄筋17は、同軸に配置される。枠組鉄筋17は、例えば円形の場合、同一平面上に同心円で配置される。また、枠組鉄筋17は、例えば正方形の場合、それぞれの直交する対角線の交点を通る軸を中心に同一平面上に同軸で配置される。これら異なるサイズの複数の枠組鉄筋17は、いずれの場合も同軸を中心とした放射方向の交差鉄筋15により一体に連結される。
In this foundation structure, the
本発明の請求項5記載の基礎の構造は、請求項1〜請求項4のいずれか一つに記載の基礎の構造であって、
前記スラブ31の上面から下方に位置する前記枠組鉄筋部13の位置までの距離を有効せいd’としたときに、
前記杭37に接するハンチ部29の底面における外径Hwが、少なくとも前記有効せいd’と前記杭37の直径Dとを合わせた長さと略同等に形成され、
前記有効せいd’は、前記杭37の軸力の作用点表面から前記有効せいd’の1/2の位置を算定断面として求めた許容せん断力が前記杭37により発生する反力に対して少なくとも1.5倍若しくはそれ以上となる値に設定されることを特徴とする。
The structure of the foundation according to claim 5 of the present invention is the structure of the foundation according to any one of claims 1 to 4.
When the distance from the upper surface of the
The outer diameter Hw at the bottom surface of the
The effective force d'is the reaction force generated by the
この基礎の構造では、算定断面における許容せん断力が、杭37により発生する反力すなわち杭反力よりも大きく設定される。基礎の構造では、増打スラブコンクリート部39によりハンチ部29が形成される。ハンチ部29は、スラブ鉄筋23と杭37の上端面41との間に、枠組鉄筋部13を埋設している。これにより、基礎の構造では、ハンチ部29における有効せいd’が、通常のスラブ31におけるスラブ鉄筋23からスラブ上面までの距離よりも大きく、枠組鉄筋部13からスラブ上面までの距離として確保できる。
さらに、基礎の構造では、枠組鉄筋部13からスラブ上面までの距離として定義される有効せいは、許容せん断力が、杭37により発生する反力(杭反力)に対して少なくとも1.5倍となるように設定される。これにより、基礎の構造では、許容せん断力と有効せいとを含む等式から、杭反力に対して少なくとも1.5倍の許容せん断力が得られる有効せい(すなわち、枠組鉄筋部13からスラブ上面までの距離)を確実に規定することができる。
In the structure of this foundation, the allowable shear force in the calculated cross section is set to be larger than the reaction force generated by the
Further, in the structure of the foundation, the effective shear force defined as the distance from the frame reinforcing
本発明に係る請求項1記載の基礎の構造によれば、地中梁を不要にし、簡単な施工で、安価に、パンチングによるスラブ損壊を抑止できる。 According to the structure of the foundation according to claim 1 according to the present invention, the underground beam is not required, and the slab damage due to punching can be suppressed at low cost by simple construction.
本発明に係る請求項2記載の基礎の構造によれば、連結用延長部をスラブ鉄筋に乗せるなどして連結、接続しやすく、ユニット鉄筋を段部を介して既定の高さ位置に容易に配置できる。
According to the structure of the foundation according to
本発明に係る請求項3記載の基礎の構造によれば、格子状に配筋されるスラブ鉄筋のそれぞれの四角形状部に対して、連結用延長部を対角線方向に配置でき、スラブ鉄筋に対しユニット鉄筋が高強度に接続可能となる。 According to the structure of the foundation according to claim 3 according to the present invention, the connecting extension portion can be arranged diagonally with respect to each square-shaped portion of the slab reinforcing bar arranged in a grid pattern, with respect to the slab reinforcing bar. The unit reinforcing bars can be connected with high strength.
本発明に係る請求項4記載の基礎の構造によれば、複数の異なるサイズの枠組鉄筋を同軸に配置し、それぞれの枠組鉄筋を放射方向で交差鉄筋により連結するので、高い配筋強度を得ることができる。 According to the structure of the foundation according to claim 4 according to the present invention, a plurality of frame reinforcing bars of different sizes are arranged coaxially, and the frame reinforcing bars are connected by crossing reinforcing bars in the radial direction, so that high reinforcing bar arrangement strength is obtained. be able to.
本発明に係る請求項5記載の基礎の構造によれば、ハンチ部における許容せん断力を杭により発生する反力(杭反力)よりも大きく確保でき、しかも、その許容せん断力を杭反力の少なくとも1.5倍で確保できるので、地中梁を不要にしつつ、信頼性の高い高強度なベタ基礎を構築できる。 According to the structure of the foundation according to claim 5 according to the present invention, the allowable shear force in the haunch portion can be secured larger than the reaction force (pile reaction force) generated by the pile, and the allowable shear force can be set to the pile reaction force. Since it can be secured at least 1.5 times as much as the above, it is possible to construct a highly reliable and high-strength solid foundation while eliminating the need for underground beams.
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る基礎の構造に用いられるユニット鉄筋11の斜視図である。
本実施形態に係る基礎の構造は、ベタ基礎のスラブに埋設されるユニット鉄筋11を主要な部材として有する。ユニット鉄筋11は、枠組鉄筋部13と、交差鉄筋15とを備える。枠組鉄筋部13は、例えば正方形の枠組鉄筋17で形成される。枠組鉄筋部13は、正方形の他、矩形、円形、三角形、五角形、六角形等の多角形とすることもできる。また、枠組鉄筋部13は、後述するように、異なるサイズの複数の枠組鉄筋17が同軸に配置されてもよい。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a
The foundation structure according to the present embodiment has a
交差鉄筋15は、交差する少なくとも一対の鉄筋からなる。それぞれの鉄筋は、枠組鉄筋17の一対の平行な辺のそれぞれの中点同士を通るように配置される。交差鉄筋15は、交差部19が、枠組鉄筋部13の中心に一致して配置される。枠組鉄筋部13の中心は、例えば枠組鉄筋部13が四角形である場合、一対の対角線の交点となり、ユニット鉄筋11の中心部となる。なお、これら枠組鉄筋部13と交差鉄筋部15とは、その大きさとして、枠組鉄筋部13<交差鉄筋部15とされる。
The
本実施形態のユニット鉄筋11は、交差鉄筋15が連結用延長部21を有する。連結用延長部21は、スラブ鉄筋23(図2)から下方への離間距離に相当する段部25(垂直曲げ部)を介して交差鉄筋15の端部から上側へクランク状に曲げられて延出し、スラブ鉄筋23に接続されるように配置される。
In the
図2は、ユニット鉄筋11が設けられた基礎(ベタ基礎27)におけるハンチ部29の側断面図である。
本実施形態に係る基礎の構造は、ベタ基礎27に適用される。ベタ基礎27は、配筋されたスラブ31を有し、地盤33が軟弱な場合における不同沈下を防止しうる等の利点を有する。
FIG. 2 is a side sectional view of the
The structure of the foundation according to the present embodiment is applied to the
ベタ基礎27は、基礎立上り用の配筋を残したまま、スラブ鉄筋23をスラブ用生コンクリートに埋設してスラブ31のみを先に打設する構築法が一般的に行われる。そして、スラブ31に所定の強度が発現した後に、直ちに基礎立上り用型枠が組まれる。その後、基礎立上り用コンクリートが打たれ、基礎立上り用配筋が埋設される。基礎立上り35のコンクリート打設後には、スラブ31及び基礎立上り35が固化するまで養生工程が設けられる。ベタ基礎27による基礎は、養生工程の後、土台敷、次いで上棟が行われる。
The
本実施形態に係る基礎の構造は、スラブ鉄筋23と、杭37と、上記のユニット鉄筋11と、増打スラブコンクリート部39とを主要な構成として有する。
The structure of the foundation according to the present embodiment mainly includes a
スラブ鉄筋23は、ベタ基礎27のスラブ31に、格子状に配筋される。スラブ鉄筋23には、例えば規格D10@200(D;異形鉄筋、10;直径10mm、@200;鉄筋の間隔)の鉄筋を用いることができる。上記したユニット鉄筋11もスラブ鉄筋23と同等の鉄筋を用いることができる。
The
杭37は、地盤33に構築される地盤改良用のものとなる。すなわち、住宅等を建てる対象の地盤33が軟弱などの場合に、地盤33に対して杭37を打ち込むなどして設け、その上に上述した基礎を作る。この杭37としては、材質として、例えば鋼管杭、柱状改良杭、充填杭等が挙げられる。また、この杭37としては、直径Dが、100〜600mm程度と種々のものを用いることができる。杭37は、地盤33の状態に応じて、材質や直径が選択されるが、例えば、鋼管杭としては、直径Dが100〜300mm程度のものや1000mmを越えるものもあり、柱状改良杭では、深層混合処理工法による直径Dが600mm程度など400mm以上のもの、また、充填杭は、掘削土が混入せず安定した品質のコラムを築造することが可能な直径Dが200〜400mm程度のものである。
The
本実施形態に係る基礎の構造では、ユニット鉄筋11が、スラブ鉄筋23と杭37の上端面41との間に配置される。枠組鉄筋17は、杭37の上端面41の上方で、杭37の外径Dと略同等、本実施形態では上端面41を包囲するように、すなわち杭37の上端面41の面積よりもやや大きな面積となるように配置される。一対の交差鉄筋15は、枠組鉄筋部13に接続し、杭37の上端面41の中心部に交差部19がほぼ一致して配置される。交差鉄筋15は、少なくとも一対が設けられる。
In the structure of the foundation according to the present embodiment, the
増打スラブコンクリート部39は、スラブ鉄筋23及びユニット鉄筋11を埋設して打設される。増打スラブコンクリート部39は、スラブ鉄筋23を埋入したスラブ31と、杭37の上端面41との間に、この上端面41に接するハンチ部29を有して一体に形成される。
The additional striking slab
図3は、図2に示したスラブ鉄筋23及びユニット鉄筋11の平面図である。
本実施形態に係る基礎の構造では、交差鉄筋15が、スラブ鉄筋23に対して45°の角度で交差して配置される。本実施形態において、ユニット鉄筋11は、枠組鉄筋部13及び交差鉄筋15の全体が、スラブ31に垂直な軸回りに回転されて、スラブ鉄筋23に対して45°の角度で交差して配置される。
FIG. 3 is a plan view of the
In the structure of the foundation according to the present embodiment, the
図4は、ユニット鉄筋11の配置例を示すベタ基礎27の平面図である。
杭37により地盤改良のなされた地盤33に作られるベタ基礎27は、通常、基礎立上り35の部分に杭37が位置するように設計されるが、スラブ部分に位置する場合もあり得る。基礎の構造では、このような場合に、基礎立上り35から外れて位置する杭37とスラブ31との間に、ユニット鉄筋11が設けられる。
FIG. 4 is a plan view of the
The
図5は、図4のA−A断面図である。
ベタ基礎27は、基礎立上り35とスラブ31とが一体構造であるため、ベタ基礎27の下面に当接する杭頭に対して荷重がかかる。基礎立上り35から外れた位置のスラブ31では、基礎立上り35の部分に比べ、荷重が杭37の上端面41で集中し、スラブ部分を下から突き抜くようなパンチングが生じやすくなる。本発明の基礎の構造では、このようなパンチングの生じやすいそれぞれの箇所に、ユニット鉄筋11が個別に配置される。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
Since the
図6は、増打スラブコンクリート部39の算定断面を示す側断面図である。
本実施形態に係る基礎の構造は、スラブ31の上面から下方に位置する枠組鉄筋部13の位置までの距離を有効せいd’とする。枠組鉄筋部13は、杭37の直径Dより大きい外径に形成され、例えば、有効せいd’と杭37の直径Dとを合わせた長さをほぼ外径Hsとして形成される。この枠組鉄筋部13は、増打スラブコンクリート部39にてハンチ部29に埋設されて配置され、上記した通りハンチ部29は杭37の上端面41に接し、このハンチ部29の底面の幅を算定断面外径Hwとして算定する。なお、この算定断面外径Hwは、図6に示した例では上記枠組鉄筋部13の外径Hsである有効せいd’と杭37の直径Dとを合わせた長さと略同等、若しくはそれ以上の数値とされ、すなわち、有効せいd’と杭37の直径Dとを合わせた長さをハンチ部29底面の最小寸法とし、実際には打設現場に応じることとなることで、この有効せいd’と杭径Dの加算値に必ずしも一致しないものとされる。なお、この枠組鉄筋部13の外径Hsとハンチ部29底面の外径Hw及び杭37の外径D,有効せいd’のそれぞれの関係は、D≒Hs≦(Hw≧D+d’)とされる。有効せいは、杭37の軸力の作用点表面から有効せいの1/2の位置を算定断面として求めた許容せん断力が、杭37により発生する反力(杭反力)に対して少なくとも1.5倍若しくはそれ以上となる値に設定される。
FIG. 6 is a side sectional view showing a calculated cross section of the additional slab
In the structure of the foundation according to the present embodiment, the distance from the upper surface of the
なお、杭37によるベタ基礎27のスラブ31におけるパンチングに関しては、軸力の作用点表面からスラブ31の有効せいの1/2の位置を「算定断面」として許容せん断力を求め、杭反力よりも大きくなることの確認を行うこととされている(一般社団法人 日本建築学会 「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説」、第9版第1刷、2018年12月、p346−349,p358−360,p366−367)。
Regarding the punching of the
本実施形態に係る基礎の構造では、
杭反力R≦許容せん断力QPAの関係式を満たす。
許容せん断力QPAは、
QPA=1.5b0 ・j・fs …(一般式)
で求められるが、本願発明では、破壊安全係率を1.5倍以上確保できるように、実験による安全係数(=1. 5)を除き、式(1)にて算出した。
QPA=b0 ・j・fs …式(1)
なお、
QPA:基礎スラブのパンチングに対する許容せん断力[kN]
b0 :パンチングに対する設計用せん断力算定断面の延べ幅[mm]つまりb0 =π(D+d)
j:基礎スラブの応力中心距離、ここでは(7/8)d
d:杭頭における基礎スラブの算定断面有効せい[mm]
fs :コンクリートの許容せん断応力度[N/mm2 ]
とする。
In the structure of the foundation according to this embodiment,
Satisfy the relational expression of pile reaction force R ≤ allowable shear force Q PA.
Allowable shear force Q PA is
Q PA = 1.5b 0・ j ・ f s … (general formula)
However, in the present invention, it was calculated by the formula (1) except for the experimental safety coefficient (= 1.5) so that the fracture safety factor can be secured 1.5 times or more.
Q PA = b 0・ j ・ f s … Expression (1)
In addition, it should be noted.
Q PA : Allowable shear force for punching of foundation slab [kN]
b 0 : Total width [mm] of the design shear force calculation cross section for punching, that is, b 0 = π (D + d)
j: Stress center distance of foundation slab, here (7/8) d
d: Effective cross section of foundation slab at pile head [mm]
f s : Allowable shear stress of concrete [N / mm 2 ]
And.
上記計算式から、基礎の構造では、「鉄筋より上部のコンクリート有効せい:d」を増やすことになる。但し、スラブ全体を厚くして有効せい:dを増やすことは非常にコストがかかるため、改良杭上部の一定範囲のみを厚くする対応としている。より具体的には、許容せん断力QPAを増すために、ハンチ部29を設けてユニット鉄筋11を配置している。このユニット鉄筋11は、パンチング対策における「有効せい:d’」を求めるために必要となる。すなわち、通常のスラブ下にコンクリートを増し、底面からかぶり厚を確保した位置にユニット鉄筋11を配筋する。スラブ31と同時にコンクリート(本明細書中では「増打スラブコンクリート部39」と称す。)を打設することで、有効せいを拡張してd’とする。増打スラブコンクリート部39により、ユニット鉄筋11を埋設したハンチ部29が形成される。ハンチ部29に埋設されるユニット鉄筋11は、杭径、杭反力に応じて各部の寸法が適宜変更可能とされる。
From the above formula, in the structure of the foundation, "the concrete effectiveness above the reinforcing bar: d" will be increased. However, it is effective to thicken the entire slab: It is very costly to increase d, so only a certain range of the upper part of the improved pile is thickened. More specifically, in order to increase the allowable shearing force Q PA , a
なお、スラブ鉄筋23とユニット鉄筋11の枠組鉄筋部13とは、最小鉄筋間隔が定められる。この最小鉄筋間隔は、鉄筋コンクリート構造設計基準により定められる最小鉄筋間隔に従って定められる。具体的には、最小鉄筋間隔は、現場誤差等も含め50mm程度となる。
The minimum reinforcing bar spacing is defined between the
図7は、小径杭に応じたハンチ部29が設けられた基礎の構造の側断面図である。
比較的細径の小径杭が設けられた地盤33に作られるベタ基礎27では、応力集中による局所破壊を回避するため、有効せいが大きく採られる。この場合、ハンチ部29の厚みは、大きく確保されることが望ましい。
FIG. 7 is a side sectional view of the structure of the foundation provided with the
In the
図8は、大径杭に応じたハンチ部29が設けられた基礎の構造の側断面図である。
比較的大径の大径杭が設けられた地盤33に作られるベタ基礎27では、杭37の上端面41の全てにハンチ部29の下面を接触させる必要がある。この場合、ハンチ部29の算定断面外径Hw(図6)は、大きく確保されることが望ましい。
FIG. 8 is a side sectional view of the structure of the foundation provided with the
In the
図9は、偏芯杭の設けられたベタ基礎27の平面図である。
ベタ基礎27では、複数の杭37が、基礎立上り35の直下に位置せず、基礎立上り35よりもやや内側にずれて配置される場合がある。
FIG. 9 is a plan view of the
In the
図10は、図9のB−B断面図である。
ベタ基礎27の外周に設けられる基礎立上り35は、既存の擁壁43等の工作物等が隣接する場合がある。擁壁43等は、一般的に基礎ベース45が地中において張り出して構築される。この場合、杭37の施工に際し、土圧等により他の工作物に影響を与える可能性がある。このため、工作物、ここでは基礎ベース45から杭面までの有効離隔距離をあまり確保できない場合がある。このような場合には、杭37を基礎立上り35の直下(図10中二点鎖線の位置)よりも内側へ偏芯させて配置することになる。すなわち、ベタ基礎27の縁部分となる基礎立上り35の直下位置からスラブ31の下に複数の杭37が位置することとなる(図9参照)。本発明の基礎の構造は、このような偏芯杭に対して特に有効となる。
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
The foundation rise 35 provided on the outer periphery of the
次に、杭37の杭径別にパンチング強度(計算上パンチングが発生する強度)を検討した結果を説明する。
なお、以下に示す数値、及びその組み合わせは一例であり、その他の数値、組み合わせ、すなわち、杭37の直径Dや有効せいd’、ハンチ幅Hw、ハンチ部深さHd、ユニット鉄筋11の構成などの各値については、対象となる地盤33の状態や杭37の本数、基礎27自体の構造等に対応して検討可能であり、限定されるものではない。
Next, the result of examining the punching strength (calculated strength at which punching occurs) for each pile diameter of the
The numerical values and combinations thereof shown below are examples, and other numerical values and combinations, that is, the diameter D and effective ground d'of the
図11は、小径杭のパンチング対策案で用いたユニット鉄筋11の斜視図である。
杭37が外径の細い小径杭であり、有効せいd’を例えば140mmとしたとき、図11に示すユニット鉄筋11を用いた。
FIG. 11 is a perspective view of the
When the
図12は、小径杭のパンチング対策案の側断面図である。
図11に示すユニット鉄筋11を用いた基礎の構造では、小径杭として例えば鋼管杭が用いられ、この小径杭の直径D=φ100〜φ300mm、有効せいd’=140mm、ハンチ幅(算定断面外径)Hw=240〜440mm、ハンチ部深さHd=50mmとした。
FIG. 12 is a side sectional view of a punching countermeasure plan for a small-diameter pile.
In the foundation structure using the
図13(a)は、中径杭のパンチング対策案で用いたユニット鉄筋11の斜視図である。図13(b)は、中径杭のパンチング対策案の側断面図である。
杭37が中径杭であり、有効せいd’を例えば220mmとしたとき、図13(a)に示すユニット鉄筋11を用いた。
FIG. 13A is a perspective view of the
When the
図13(b)に示すように、図13(a)に示すユニット鉄筋11を用いた基礎の構造では、中径杭として例えば充填杭が用いられ、この中径杭の直径D=φ200〜φ400mm、有効せいd’=220mm、ハンチ幅(算定断面外径Hw)Hw=420〜620mm、ハンチ部深さHd=130mmとした。
As shown in FIG. 13 (b), in the foundation structure using the
図14(a)は、大径杭のパンチング対策案で用いたユニット鉄筋11の斜視図である。図14(b)は、大径杭のパンチング対策案の側断面図である。
杭37が大径杭であり、有効せいd’を例えば140mmとしたとき、図14(a)に示すユニット鉄筋11を用いた。
FIG. 14A is a perspective view of the
When the
この場合、ユニット鉄筋11は、異なるサイズの複数の枠組鉄筋17を同軸に配置して構成したものを用いた。
In this case, as the
図14(b)に示すように、図14(a)に示すユニット鉄筋11を用いた基礎の構造では、大径杭として例えば柱状改良杭が用いられ、この大径杭の直径D=φ400mm以上、有効せいd’=140mm、ハンチ幅(算定断面外径Hw)Hw=540mm以上、ハンチ部深さHd=50mmとした。
As shown in FIG. 14 (b), in the foundation structure using the
次に、対策効果を検証した一例を説明する。
なお、小径杭は鋼管杭とされ直径Dが100mm程度、例えば鋼管杭として一般的に用いられる101.6mm、中径杭は充填杭とされ直径Dが250mm程度、大径杭は柱状改良杭とされ直径Dが400mm以上とし、直径が異なる場合での各杭を想定する。
Next, an example of verifying the effect of the countermeasure will be described.
Small-diameter piles are steel pipe piles with a diameter D of about 100 mm, for example, 101.6 mm generally used as steel pipe piles, medium-diameter piles are filled piles with a diameter D of about 250 mm, and large-diameter piles are columnar improved piles. It is assumed that each pile has a diameter D of 400 mm or more and different diameters.
現状を標準的な基礎仕様、すなわち、有効せい=90mm、コンクリートの許容せん断応力度fs =0.6kN/m2 とし、今回の対策案により有効せいを拡張した場合の強度増大効果をパンチング検討式(1)により検証した。なお、「杭反力R」については、上記した通り「杭37により発生する反力R」であるが、得るべき支持力であり、設計時に設定する支持力であることから、以下の説明において「支持力R」とも表記する。
The current situation is set to the standard basic specifications, that is, effective stake = 90 mm, allowable shear stress of concrete f s = 0.6 kN / m 2, and the strength increase effect when the effective stake is expanded by this countermeasure plan is punched. It was verified by the formula (1). The "pile reaction force R" is the "reaction force R generated by the
[現状]=補強(ユニット鉄筋11、増打スラブコンクリート部39)無し
検討条件:有効せいd=90mm、コンクリートの許容せん断応力度fs =0. 6kN/m2
a )小径杭(D=101. 6mm)の場合
許容せん断力QPA=π(101. 6+90)×7/8×90×0. 6/103
ゆえに、支持力Rは約28. 4kNより大きい数値となるとパンチングが発生する。
b)大径杭(D=400mm)の場合
許容せん断力QPA=π(400+90)×7/8×90×0. 6/103
ゆえに、支持力Rは約72.7kNより大きい数値となるとパンチングが発生する。
c )中径杭(D=250mm)の場合
許容せん断力QPA=π(250+90)×7/8×90×0. 6/103
ゆえに、支持力Rは約50.5kNより大きい数値となるとパンチングが発生する。
[Current situation] = No reinforcement (
a) For small-diameter piles (D = 101.6 mm) Allowable shear force Q PA = π (101.6 + 90) × 7/8 × 90 × 0.6 / 10 3
Therefore, when the bearing capacity R becomes a value larger than about 28.4 kN, punching occurs.
b) For large-diameter piles (D = 400 mm) Allowable shear force Q PA = π (400 + 90) × 7/8 × 90 × 0.6 / 10 3
Therefore, when the bearing capacity R becomes a value larger than about 72.7 kN, punching occurs.
c) For medium-diameter piles (D = 250 mm) Allowable shear force Q PA = π (250 + 90) × 7/8 × 90 × 0.6 / 10 3
Therefore, when the bearing capacity R becomes a value larger than about 50.5 kN, punching occurs.
[対策例1]=補強(ユニット鉄筋11、増打スラブコンクリート部39)有り
検討条件:有効せいd’=140mm
a)小径杭(D=101. 6mm)の場合(図12に示す例)
QPA=π(101. 6+140)×7/8×140×0. 6/103
ゆえに、支持力Rは約55.8kNより大きい数値となるとパンチングが発生する。
b)大径杭(D=400mm)の場合(図14に示す例)
QPA=π(400+140)×7/8×140×0. 6/103
ゆえに、支持力Rは約124.7kNより大きい数値となるとパンチングが発生する。
c)中径杭(D=250mm)の場合
QPA=π(250+140)×7/8×140×0. 6/103
ゆえに、支持力Rは約90.1kNより大きい数値となるとパンチングが発生する。
[Countermeasure example 1] = Reinforcement (
a) In the case of a small-diameter pile (D = 101.6 mm) (example shown in FIG. 12)
Q PA = π (101.6 + 140) × 7/8 × 140 × 0.6 / 10 3
Therefore, when the bearing capacity R becomes a value larger than about 55.8 kN, punching occurs.
b) In the case of a large-diameter pile (D = 400 mm) (example shown in FIG. 14)
Q PA = π (400 + 140) × 7/8 × 140 × 0.6 / 10 3
Therefore, when the bearing capacity R becomes a value larger than about 124.7 kN, punching occurs.
c) For medium-diameter piles (D = 250 mm) Q PA = π (250 + 140) × 7/8 × 140 × 0.6 / 10 3
Therefore, when the bearing capacity R becomes a value larger than about 90.1 kN, punching occurs.
[対策例2]=補強(ユニット鉄筋11、増打スラブコンクリート部39)有り
検討条件:有効せいd’=220mm
a)小径杭(D=101. 6mm)の場合
QPA=π(101. 6+220)×7/8×220×0. 6/103
ゆえに、支持力Rは約116.7kNより大きい数値となるとパンチングが発生する。
b)大径杭(D=400mm)の場合
QPA=π(400+220)×7/8×220×0. 6/103
ゆえに、支持力Rは約225.0kNより大きい数値となるとパンチングが発生する。
c)中径杭(D=250mm)の場合(図13に示す例)
QPA=π(250+220)×7/8×220×0. 6/103
ゆえに、支持力Rは約170.5kNより大きい数値となるとパンチングが発生する。
[Countermeasure example 2] = Reinforcement (
a) For small-diameter piles (D = 101.6 mm) Q PA = π (101.6 + 220) x 7/8 x 220 x 0.6 / 10 3
Therefore, when the bearing capacity R becomes a value larger than about 116.7 kN, punching occurs.
b) In the case of a large-diameter pile (D = 400 mm) Q PA = π (400 + 220) × 7/8 × 220 × 0.6 / 10 3
Therefore, when the bearing capacity R becomes a value larger than about 225.0 kN, punching occurs.
c) In the case of a medium-diameter pile (D = 250 mm) (example shown in FIG. 13)
Q PA = π (250 + 220) × 7/8 × 220 × 0.6 / 10 3
Therefore, when the bearing capacity R becomes a value larger than about 170.5 kN, punching occurs.
杭37の直径別(種類別)にパンチング強度を検討した結果を表1に示す。
Table 1 shows the results of examining the punching strength for each diameter (type) of the
表1に示すように、ユニット鉄筋11を設け、有効せいd’を140mmとすれば、少なくとも増加率1.7以上のパンチング強度の向上が見込めることが分かる。また、ユニット鉄筋11を設け、有効せいd’を220mmとすれば、少なくとも増加率3.1以上のパンチング強度の向上が見込めることが分かる。
As shown in Table 1, if the
これらのことから、杭37の外径Dと、ハンチ部29の外径Hwとを、例えば上記した杭37の材質で分けるとともに、設定する支持力R、或いは得るべき支持力Rの範囲から、必要な有効せいd’の範囲を考察すると、つまり設計時に設定する支持力Rに対し、必要な有効せいd’等を算出し、その結果決定される各仕様(数値)におけるコンクリート断面の許容せん断力QPAよりも小さい値となるよう(R<QPA)に算出することで、以下に示す組み合わせを得ることができる。
From these facts, the outer diameter D of the
鋼管杭を用いた場合には、外径Dが100〜140mm程度の場合にはハンチ部29の幅Hwを300mm、ハンチ部29の深さHdを50mmで構成し、支持力Rが25〜50kNとする際に、有効せいd’は80〜130mmとなるようにユニット鉄筋11を配置構成する。
また、鋼管杭の外径Dが上記と同様で100〜140mm程度とし、ハンチ部29の幅Hwを450mm、ハンチ部29の深さHdを130mmで構成した場合には、支持力Rが55〜100kNとする際に、有効せいd’は130〜200mmとなるようにユニット鉄筋11を配置構成する。
充填杭を用いた場合には、外径Dが300mm程度の場合にはハンチ部29の幅Hwを450mm、ハンチ部29の深さHdを50mmで構成し、支持力Rが55〜90kNとする際に、有効せいd’は90〜135mmとなるようにユニット鉄筋11を配置構成する。
柱状改良杭を用いた場合には、外径Dが400mm程度の場合にはハンチ部29の幅Hwを600mm、ハンチ部29の深さHdを50mmで構成し、支持力Rが65〜90kNとする際に、有効せいd’は80〜110mmとなるようにユニット鉄筋11を配置構成する。
また、柱状改良杭の外径Dが450mm程度の場合で、ハンチ部29の幅Hwを600mm、ハンチ部29の深さHdを50mmで構成し、支持力Rが65〜90kNとする際に、有効せいd’を75〜100mmとなるようにユニット鉄筋11を配置構成する。
When a steel pipe pile is used, when the outer diameter D is about 100 to 140 mm, the width Hw of the
Further, when the outer diameter D of the steel pipe pile is about 100 to 140 mm as described above, the width Hw of the
When a filled pile is used, when the outer diameter D is about 300 mm, the width Hw of the
When a columnar improved pile is used, when the outer diameter D is about 400 mm, the width Hw of the
Further, when the outer diameter D of the columnar improved pile is about 450 mm, the width Hw of the
このように、ハンチ部29の仕様である幅Hwと深さHdとを予めに仕様として組み合わせをいくつか用意し、これと杭37の仕様としての外径Dとで、得るべき支持力Rから有効せいd’を算出可能となり、ユニット鉄筋11の配置位置を最適な位置へ、さらには、ユニット配筋11の外径Hsについても施工前に検討が可能となる。
In this way, some combinations of the width Hw and the depth Hd, which are the specifications of the
なお、この対策方法による場合、「鉄筋(ユニット鉄筋11)がある」ことに意味があり、式(1)において鉄筋量に関する項はない。そこで、鉄筋コンクリートで一般的な最低鉄筋比(コンクリート断面積の0.2%)の鉄筋量を最低限確保するものとする。
上記対策例1の場合、必要鉄筋量≒303.0mm2 とすると、D10鉄筋(71.33mm2 )で5本以上(※スラブ鉄筋含む)とする。
上記対策例2の場合:必要鉄筋量≒392.2mm2 とすると、D10鉄筋(71.33mm2 )で6本以上(※スラブ鉄筋含む)とする。
In addition, in the case of this countermeasure method, it is meaningful that "there is a reinforcing bar (unit reinforcing bar 11)", and there is no item regarding the amount of reinforcing bar in the formula (1). Therefore, it is assumed that the minimum amount of reinforcing bars at the minimum reinforcing bar ratio (0.2% of the concrete cross-sectional area), which is common in reinforced concrete, is secured.
In the case of the above countermeasure example 1, assuming that the required amount of reinforcing bars ≈ 303.0 mm 2 , the number of D10 reinforcing bars (71.33 mm 2 ) is 5 or more (* including slab reinforcing bars).
In the case of the above countermeasure example 2: Assuming that the required amount of reinforcing bars ≈ 392.2 mm 2 , the number of D10 reinforcing bars (71.33 mm 2 ) is 6 or more (* including slab reinforcing bars).
次に、上記した構成の作用を説明する。 Next, the operation of the above configuration will be described.
本実施形態に係る基礎の構造では、ベタ基礎27のスラブ下に、杭37が配置される際、スラブ内に設けられたスラブ鉄筋23と、杭37の上端面41との間に、ユニット鉄筋11が配置される。ユニット鉄筋11は、枠組鉄筋部13と、交差鉄筋15とにより構成される。枠組鉄筋部13は、杭37の上端面41の上方で、この上端面41を包囲する枠状に形成される。交差鉄筋15は、少なくとも一対の鉄筋からなり、枠組鉄筋部13に接続し、上端面41の中心部にユニット鉄筋11としての中心部となる交差部19がほぼ一致して配置される。
In the structure of the foundation according to the present embodiment, when the
このユニット鉄筋11は、スラブ鉄筋23と、杭37の上端面41との間に配置されることから、スラブ鉄筋23と平行な枠組鉄筋部13及び交差鉄筋15が、スラブ鉄筋23よりも下側(杭37の上端面41に接近する側)に配置される。
Since the
ユニット鉄筋11は、通常のスラブ31の下にコンクリートを増し打ちすることにより覆われる。すなわち、基礎の構造では、ベタ基礎27のスラブ31と同時にコンクリートを打設することによりユニット鉄筋11が増打スラブコンクリート部39に埋入された構造となる。増打スラブコンクリート部39は、スラブ鉄筋23とユニット鉄筋11とを同時に埋入する。増打スラブコンクリート部39は、ユニット鉄筋11を埋入した部分が、スラブ31よりも下方に突出して、杭37の上端面41に接するハンチ部29として形成される。
The
従って、ベタ基礎27において、ユニット鉄筋11は、ハンチ部29により、底面からかぶり厚を確保したスラブ31の位置に配筋されることになる。
Therefore, in the
基礎の構造では、ハンチ部29の設けられていないスラブ31の上面と、ハンチ部29の設けられたスラブ31の上面とが、同一平面となる。従って、ハンチ部29では、スラブ鉄筋23よりも下方に配置されている枠組鉄筋部13及び交差鉄筋15から、スラブ31の上面までの距離(有効せいd’)が、スラブ鉄筋23からスラブ31の上面までの距離(有効せいd)よりも大きく確保される。つまり、ユニット鉄筋11を配置した部分のコンクリート有効せいd’を、ユニット鉄筋11を配置しない部分よりも増やすことができる。これにより、スラブ全体を厚くして有効せいを増やすことなく、杭上部の一定範囲のみのスラブコンクリートを厚くすることによって、部分的に有効せいを大きくできる。その結果、地中梁をなくしながら、基礎立上り35のないスラブ下に杭37の配置を可能にできる。別言すると、杭37の上に、ユニット配筋11と増打スラブコンクリート部39を有して厚く構成し、有効せいd’を大きく確保したので、基礎立上り35のない構成を可能とする。
In the structure of the foundation, the upper surface of the
また、スラブ鉄筋23と、杭37の上端面41との間に配置されるユニット鉄筋11は、枠組鉄筋部13と交差鉄筋15とを組み立てた比較的簡素な構造で安価に製作することができる。ユニット鉄筋11は、枠組鉄筋部13と交差鉄筋15とを構成要素としてユニット化されているので、現場の所定のスラブ鉄筋位置に配置するのみでスラブ鉄筋23との接続が容易に可能となる。その結果、複雑な形状となる配筋施工を熟練した技術を要さずに、均質な施工を迅速にかつ簡単に行うことができる。
Further, the
また、この基礎の構造では、ユニット鉄筋11の交差鉄筋15が、連結用延長部21を有する。連結用延長部21は、段部25を介して交差鉄筋15と接続する。この段部25は、スラブ鉄筋23の下方に配置される交差鉄筋15及び枠組鉄筋部13までの段差(高低差)と一致する。ユニット鉄筋11は、交差鉄筋15が連結用延長部21を有することにより、スラブ鉄筋23に連結用延長部21を乗せた状態で接続して、すなわち、スラブ鉄筋23に連結用延長部21を介して吊り下げられるようになり、枠組鉄筋部13及び交差鉄筋15をスラブ鉄筋23よりも下方へ配置できる。その結果、連結用延長部21をスラブ鉄筋23に乗せる形で接続しやすく、治具などを必要とせずにユニット鉄筋11を既定の位置(高さ位置)に容易に配置できる。
Further, in the structure of this foundation, the
また、この基礎の構造では、増打スラブコンクリート部39の上層に配置されるスラブ鉄筋23と、増打スラブコンクリート部39の下層に配置される交差鉄筋15とが45°の角度で交差して配置される。これにより、増打スラブコンクリート部39は、上下層でスラブ鉄筋23と交差鉄筋15とが同方向で配置される場合に比べ、上層と下層の鉄筋が交差する箇所を増やせ、せん断強度の向上に有利となる。交差鉄筋15が連結用延長部21を有している場合には、スラブ鉄筋23に対して45°の角度を有して連結用延長部21を安定して載置できる。その結果、格子状に配筋されるスラブ鉄筋23のそれぞれの四角形状部に対して、交差鉄筋15を対角線方向に配置でき、スラブ鉄筋23に対しユニット鉄筋11が高強度に接続可能となる。
Further, in the structure of this foundation, the
また、この基礎の構造では、枠組鉄筋部13が、異なるサイズの複数の枠組鉄筋17からなる。異なるサイズの複数の枠組鉄筋17は、同軸に配置される。枠組鉄筋17は、例えば円形の場合、同一平面上に同心円で配置される。また、枠組鉄筋17は、例えば正方形の場合、それぞれの直交する対角線の交点を通る軸を中心に同一平面上に同軸で配置される。これら異なるサイズの複数の枠組鉄筋17は、いずれの場合も同軸を中心とした放射方向の交差鉄筋15により一体に連結される。その結果、複数の異なるサイズの枠組鉄筋17を同軸に配置し、それぞれの枠組鉄筋17を放射方向で交差鉄筋15により連結するので、高い配筋強度を得ることができる。
Further, in the structure of this foundation, the frame reinforcing
この基礎の構造では、算定断面における許容せん断力が、杭反力(支持力)よりも大きく設定される。基礎の構造では、増打スラブコンクリート部39によりハンチ部29が形成される。ハンチ部29は、スラブ鉄筋23と杭37の上端面41との間に、枠組鉄筋17を埋設している。これにより、基礎の構造では、ハンチ部29における有効せいが、通常のスラブ31におけるスラブ鉄筋23からスラブ上面までの距離よりも大きく、枠組鉄筋17からスラブ上面までの距離として確保できる。
In the structure of this foundation, the allowable shear force in the calculated section is set larger than the pile reaction force (bearing force). In the structure of the foundation, the
さらに、基礎の構造では、枠組鉄筋17からスラブ上面までの距離として定義される有効せいは、許容せん断力が、杭37により発生する反力に対して少なくとも1.5倍となるように設定される。これにより、基礎の構造では、許容せん断力と有効せいとを含む等式から、杭反力に対して少なくとも1.5倍の許容せん断力が得られる有効せい(すなわち、枠組鉄筋17からスラブ上面までの距離)を確実に規定することができる。その結果、ハンチ部29における許容せん断力を杭反力よりも大きく確保でき、しかも、その許容せん断力を杭反力の少なくとも1.5倍で確保できるので、地中梁を不要にしつつ、信頼性の高い高強度なベタ基礎27を構築できる。
Further, in the structure of the foundation, the effective shear force defined as the distance from the
次に、上記構成の変形例を説明する。 Next, a modified example of the above configuration will be described.
図15は、井形に形成された変形例に係るユニット鉄筋47の平面図である。
基礎の構造は、ユニット鉄筋47の枠組鉄筋部13を、直線状の4本の枠組鉄筋17で構成してもよい。4本の枠組鉄筋17は、略正方形に組まれる。枠組鉄筋17には、直線状の2本の交差鉄筋15を重ねる。この場合においても、枠組鉄筋部13の中心に、交差鉄筋15の交差部19を一致させる。
FIG. 15 is a plan view of the
As for the structure of the foundation, the frame reinforcing
図16(a)は、枠組鉄筋17及び交差鉄筋15がスラブ鉄筋23と同方向に配筋された変形例の平面図、図16(b)は、枠組鉄筋17及び交差鉄筋15がスラブ鉄筋23と45°の角度で交差して配置された変形例の平面図である。
図16(a)に示すように、ユニット鉄筋47は、スラブ鉄筋23に沿って杭37と同軸に配置することができる。また、図16(b)に示すように、ユニット鉄筋47は、枠組鉄筋部13及び交差鉄筋15の全体が、スラブ31に垂直な軸回りに回転されて、スラブ鉄筋23に対して45°の角度で交差して配置されてもよい。
FIG. 16A is a plan view of a modified example in which the
As shown in FIG. 16A, the
図17は、井形に形成された変形例に係るユニット鉄筋47の施工例を示す平面図である。
基礎の構造において、杭37の上端面41における中心に交差部19を一致させたユニット鉄筋47は、スラブ鉄筋23と共に打設された増打スラブコンクリート部39により、ハンチ部29に埋設される。
FIG. 17 is a plan view showing a construction example of the
In the structure of the foundation, the
図18は、図17に示したユニット鉄筋47が埋設された増打スラブコンクリート部39の側断面図である。
ユニット鉄筋47は、上記した連結用延長部21を有しない分、形状をシンプルにできる。ユニット鉄筋47は、例えば捨てコン上に置いたコンクリートスペーサ49に載置されて所定位置、所定高さに配置される。この井形に形成したユニット鉄筋47によれば、上記した実施形態に係る基礎の構造と同様の作用効果が得られるのに加え、構造がシンプルで低コストでの製作が可能となる。
FIG. 18 is a side sectional view of the additional slab
Since the
図19は、井形に形成されて連結用延長部21を有する変形例に係るユニット鉄筋51の平面図である。
さらに、上記の井形ユニット鉄筋47は、平行な2辺に配置されるそれぞれの枠組鉄筋17の両端から段部25を介して連結用延長部21を延出させたユニット鉄筋51とすることができる。この場合、ユニット鉄筋51は、それぞれの枠組鉄筋17の両端から延出する連結用延長部21を相互に接近する方向に所定角度(例えば45°)で折り曲げて形成してもよい。
FIG. 19 is a plan view of a
Further, the well-shaped
図20は、図19に示した変形例に係るユニット鉄筋51の斜視図である。
このユニット鉄筋51によれば、枠組鉄筋17をスラブ鉄筋23と平行に配置しながら、連結用延長部21をスラブ鉄筋23に対して45°の角度で交差させて配置できる。
FIG. 20 is a perspective view of the
According to this
図21は、井形に形成された変形例に係るユニット鉄筋61の平面図、図22は、図21に示した変形例に係るユニット鉄筋61の斜視図である。
また、井形に形成された枠組鉄筋17にX字状に組まれた交差鉄筋15を重ね、交差鉄筋15の各両端部に段部25を介して連結用延長部21をそれぞれ延出したユニット鉄筋61とすることができる。この場合、鉄筋を四角形に折り曲げ枠状に形成させることなく、真直な鉄筋を90°及び45°で組み合わせ、交差鉄筋15の両端にのみ折曲形成を行うことで得ることができ、製作が容易なものとなる。
FIG. 21 is a plan view of the
Further, a unit reinforcing bar in which an X-shaped
図23は、井形に形成されて連結用延長部21を有する変形例に係るユニット鉄筋71の平面図、図24は、図23に示した変形例に係るユニット鉄筋71の斜視図である。
図19,20に示したユニット鉄筋51では、枠組鉄筋17の両端から45°折り曲げて連結用延長部21を相互に接近する方向で形成する例であるが、図23に示すように枠組鉄筋17の両端部からそれぞれ段部25を形成し連結用延長部21を延出させたユニット鉄筋71とすることができる。この場合、上述のユニット鉄筋51のように、連結用延出部21が四方向となって設けられるのではなく、一辺に2本の連結用延長部21が平行となって延出するように構成される。
FIG. 23 is a plan view of the
In the
このユニット鉄筋71では、連結用延長部21が、四方向で各2本とされており、スラブ鉄筋23への取付性が安定し確りと固定でき、ぐらつきにくくなる。このことからコンクリートを打設する際にスラブ鉄筋23に対してユニット鉄筋71がズレる等の心配がなく、適切な位置に確実に配置可能となる。 また、上記した図19,20に示したユニット鉄筋51のように45°折曲加工ではなく、鉄筋の折曲加工を段部25の位置の90°のみとしていることから、加工が容易となる。
In this
図25は、図24に示したユニット鉄筋が埋設された増打スラブコンクリート部の側断面図である。
また、このユニット鉄筋71では、連結用延長部21が8つとなることから、スラブ鉄筋23への連結の際に、スラブ鉄筋23よりも上に連結用延長部21を配置させて、スラブ鉄筋23に対して連結用延長部21を乗せた状態で接続して、すなわち、スラブ鉄筋23に連結用延長部21を介して吊り下げるような方法としなくてもよく、図25に示すようにスラブ鉄筋23の下に連結用延長部21が位置するように構成してもよい。この場合には、スラブ鉄筋23に対して結束線などの鉄線を用いて作業することで対応でき、例えば、ユニット鉄筋71の位置を安定させるためには、スラブ配筋23よりも下方位置に一旦置いた状態でスラブ配筋23を配置して、その後引き上げるように持ち上げながら結束線で固定する施工手順や、図18に示したようなコンクリートスペーサ49を用いて、スラブ鉄筋23を配置する以前にユニット鉄筋71を仮配置し、ユニット鉄筋71の連結用延長部21よりも上でスラブ鉄筋23を配置して、結束線にてスラブ鉄筋23とユニット鉄筋の連結用延長部21とを結束し、吊り下げるように施工を行うこととしてもよい。
FIG. 25 is a side sectional view of the additional slab concrete portion in which the unit reinforcing bar shown in FIG. 24 is embedded.
Further, since the
なお、この図25に示すように、ユニット鉄筋71の段部25を上述の各実施形態に比べて大きく形成し示しており、また、枠組鉄筋部13の幅(外径)Hsとハンチ部29の底面における外径Hwとを異なる長さとなるよう示している。この段部25については、この変形例においては約140mm以上とされ、この程度の長さで段部25を折曲成形する方法が鉄筋の折曲加工としては行いやすく、つまり手作業ではなく機械加工が容易となり、すなわち量産が可能となる。このことから、ハンチ部29の深さHdについても、ユニット鉄筋71を埋設するために十分な高さが必要となる。そして、有効せいd’は、このユニット鉄筋71の段部25によって十分な数値を得られる構成となる。ここで、上述の通り、杭37の直径Dと有効せいd’、枠組鉄筋部13の外径Hsとハンチ部29底面の外径Hwのそれぞれの関係は、D≒Hs≦(Hw≧D+d’)とされているが、図25の例ではD<Hs<(D+d’)<Hwとなり、杭37の直径Dに対する枠組鉄筋部13の外径Hs、及び、枠組鉄筋部13の外径Hsに対するハンチ部29の外径Hwが、それぞれに大きく設定され、すなわちそれぞれがより安全側で設定されて構成され、上述した各実施形態と同様にパンチング強度を有するものである。
As shown in FIG. 25, the
この図25に示した例としては、例えば、ハンチ部29の幅Hwは400mm、深さHdは140mmとされ、鋼管杭などの小径杭を使用し、杭37の外径Dはφ100〜300mmが対応可能となる。
As an example shown in FIG. 25, for example, the width Hw of the
図26は、井形に形成された変形例に係るユニット鉄筋81の平面図、図27は、図26に示したユニット鉄筋81が設けられたベタ基礎におけるハンチ部の側断面図、図28は、他の仕様のハンチ部の側断面図である。
ユニット鉄筋81は、交差鉄筋15と枠組鉄筋17とを組み合わせて、上記ユニット鉄筋71(図23参照)と比べて、各鉄筋の本数を増やして格子状に組み、構成することとしてもよい。このユニット鉄筋81は、上述した図14にて示した異なるサイズの複数の枠組鉄筋17を同軸に配置して構成したユニット鉄筋11と同様に、鉄筋同士の交差部分を増やし、構成しており、ハンチ部29の外径Hwが大きい場合、杭37の外径Dが大きい場合に対応可能となる。
FIG. 26 is a plan view of the
The
図27に示すように、杭37の外径Dが充填杭等の場合で中径杭とされている場合に、上記した例と同様に、杭37の直径Dと有効せいd’、枠組鉄筋部13の外径Hsとハンチ部29底面の外径Hwのそれぞれの関係を、D<Hs<Hw≒D+d’として、杭37の直径Dに対する枠組鉄筋部13の外径Hs、及び、枠組鉄筋部13の外径Hsに対するハンチ部29の外径Hwが、それぞれに大きくなるよう設定され、すなわちそれぞれがより安全側で設定されて構成され、上述した各実施形態と同様にパンチング強度を有する構成とできる。
As shown in FIG. 27, when the outer diameter D of the
この図27に示した例としては、例えば、ハンチ部29の幅Hwは550mm、深さHdは140mmとされ、充填杭などの中径杭を使用し、杭37の外径Dはφ200〜400mmが対応可能となる。
As an example shown in FIG. 27, for example, the width Hw of the
また、図28に示すように、杭37の外径Dが柱状改良杭等の場合で大径杭とされている場合では、杭37の直径Dと有効せいd’、枠組鉄筋部13の外径Hsとハンチ部29底面の外径Hwのそれぞれの関係を、Hs<D<Hw≒D+d’として設定され構成される。すなわち、必ずしも上述の各例のように、枠組鉄筋部13の外径Hsが杭37の外径Dよりも大きい設定である必要はなく、おおよそ外径Dと外径Hsとが同等であれば、ハンチ部29内での鉄筋(ユニット鉄筋)の役割を担うことが可能である。
Further, as shown in FIG. 28, when the outer diameter D of the
この図28に示した例としては、例えば、ハンチ部29の幅Hwは700mm、深さHdは140mmとされ、柱状改良杭などの大径杭を使用し、杭37の外径Dはφ400mm以上が対応可能となる。
As an example shown in FIG. 28, for example, the width Hw of the
なお、上述した各実施形態において、ハンチ部29の深さHdは、ユニット鉄筋11,47,51,61,71,81の段部25の高さにもよるが、50mm〜200mm程度であり、スラブ鉄筋23と杭37の上端面41との間に、増打スラブコンクリート部39によって枠組鉄筋部13を埋設し、この枠組鉄筋部13からスラブ上面までの距離を十分に確保でき、且つ枠組鉄筋部13から杭37の上端面までの距離を確保できる厚みを備える構成が好ましい。
In each of the above-described embodiments, the depth Hd of the
従って、本実施形態に係る基礎の構造によれば、地中梁を不要にし、簡単な施工で、安価に、パンチングによるスラブ損壊を抑止できる。 Therefore, according to the structure of the foundation according to the present embodiment, the underground beam is not required, and the slab damage due to punching can be suppressed at low cost by simple construction.
11…ユニット鉄筋
13…枠組鉄筋部
17…枠組鉄筋
21…連結用延長部
23…スラブ鉄筋
25…段部
27…ベタ基礎(基礎)
29…ハンチ部
31…スラブ
33…地盤
37…杭
39…増打スラブコンクリート部
41…上端面
d’…有効せい
D…杭の直径(外径)
11 ...
29 ...
本発明の請求項3記載の基礎の構造は、請求項2に記載の基礎の構造であって、
前記連結用延長部21が、前記スラブ鉄筋23に対して45°の角度で交差して配置されることを特徴とする。
The structure of the foundation according to claim 3 of the present invention is the structure of the foundation according to
The connecting
Claims (5)
地盤に構築される地盤改良用の杭と、
前記スラブ鉄筋と前記杭の上端面との間に配置され前記上端面の上方で前記杭の外径と略同等の外径に形成され、中心部と前記上端面の中心部とが略一致して配置される枠組鉄筋部を有するユニット鉄筋と、
前記スラブ鉄筋及び前記ユニット鉄筋を埋設して打設され前記スラブ鉄筋を埋入した前記スラブと前記杭の上端面との間にこの上端面に接するハンチ部を有して一体に形成される増打スラブコンクリート部と、
を具備することを特徴とする基礎の構造。 Slab reinforcing bars arranged in a grid pattern on solid foundation slabs,
Pile for ground improvement built on the ground and
It is arranged between the slab reinforcing bar and the upper end surface of the pile, is formed above the upper end surface to have an outer diameter substantially equal to the outer diameter of the pile, and the central portion and the central portion of the upper end surface substantially coincide with each other. Unit rebar having a frame rebar part to be arranged and
An increase in which the slab reinforcing bar and the unit reinforcing bar are embedded and placed, and a haunch portion in contact with the upper end surface is provided between the slab into which the slab reinforcing bar is embedded and the upper end surface of the pile to be integrally formed. Slab concrete part and
The structure of the foundation, characterized in that it comprises.
前記杭に接する前記ハンチ部の底面における外径が、少なくとも前記有効せいと前記杭の直径とを合わせた長さと略同等に形成され、
前記有効せいは、前記杭の軸力の作用点表面から前記有効せいの1/2の位置を算定断面として求めた許容せん断力が前記杭により発生する反力に対して少なくとも1.5倍若しくはそれ以上となる値に設定されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の基礎の構造。 When the distance from the upper surface of the slab to the position of the frame reinforcing bar located below is effective,
The outer diameter of the bottom surface of the haunch portion in contact with the pile is formed to be at least substantially equal to the total length of the effective effect and the diameter of the pile.
The effective shear force is at least 1.5 times the reaction force generated by the pile, which is the allowable shear force obtained by calculating the position of 1/2 of the effective force from the surface of the action point of the axial force of the pile as a calculated cross section. The basic structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the value is set to a value higher than that.
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