JP3636925B2 - 基礎構造 - Google Patents
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Description
【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１２に示すように、コンクリート杭や鋼管杭などの杭２６で支持されている。この杭２６は軟弱地盤２７の下方の支持地盤２８にまで打ち込まれて建物２９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力にも十分に耐えられるような大断面になるため、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の鉛直荷重と水平力とをそれぞれ別々の杭で支持するようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明が、軟弱地盤中に打設された鋼管杭に滑り支承を介して建物の基礎スラブが設置され、前記鋼管杭の内側には支持地盤に打設した支持杭の頭部が挿入され、該支持杭と鋼管杭内面との間には緩衝材が充填され、前記滑り支承は上面に回転自在な鋼球を備えた支承盤であり、該支承盤下面の湾曲部が支持杭上面の湾曲部に設置されたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１の発明によれば、地震等の水平力を受けて支持杭の頭部が支承盤の湾曲部に沿って揺れると、これに鋼管杭が追従して自然の減衰材である軟弱地盤中を水平移動することにより発生する地盤反力と地盤減衰とによって水平力を減衰させ、この減衰効果が支持杭と鋼管杭内面との間の緩衝材によってさらに高められる。
【０００７】
また請求項２の発明が、軟弱地盤中に打設された鋼管杭に免震装置を介して建物の基礎スラブが設置され、前記鋼管杭の内側には支持地盤に打設した支持杭の頭部が挿入され、該支持杭と鋼管杭内面との間には緩衝材が充填され、前記免震装置は台座を介して鋼管杭に設置され、該台座下面の湾曲部が支持杭上面の湾曲部に設置されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明によれば、地震等の水平力を受けて支持杭の頭部が支承盤の湾曲部に沿って揺れると、これに鋼管杭が追従して自然の減衰材である軟弱地盤中を水平移動することと、免震ダンパーとによって水平力が減衰されて杭頭部の曲げモーメントを小さくし、この減衰効果は自然の減衰材としての軟弱地盤と緩衝材とによりさらに高められる。
【００２３】
【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の実施の形態の基礎構造の断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は要部の拡大断面図、図４の（１）は杭頭部の拡大断面図、（２）は（１）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２４】
図１は第１の実施の形態の基礎構造を示し、地盤改良をしていない軟弱地盤１上に構築された建物２の基礎構造３であり、フーチング４と基礎梁５とからなる基礎スラブ６を水平抵抗杭８と支持杭９とで支持し、これらの杭８、９が支持地盤７にまで打設されている。前記水平抵抗杭８は建物２の周囲に配置されたフーチング４に緊結して設けられて鉛直荷重と水平力を負担する。一方、支持杭９は建物２の内側に配置されたフーチング４に設けて鉛直荷重を負担する。
【００２５】
水平抵抗杭８と支持杭９とは現場打ち鉄筋コンクリート杭、または既製コンクリート杭で構築されるが、支持杭９は水平抵抗杭８よりも小径である。また支持杭９とフーチング４とは、図３に示すように、滑り支承１０により縁切りされている。この滑り支承１０は、図４に示すように、上面に回転自在な鋼球１１を備えた支承盤１２であり、前記鋼球１１にフーチング４が設置された状態となっている。したがって、支持杭９は地震などの水平力を受けると、図５に示すように、フーチング４の下面を任意の方向に滑走して、杭頭部１３に発生する曲げモーメントを小さくする。
【００２６】
これは軟弱地盤１を利用して水平力を減衰しようとするものである。すなわち、自然の減衰材としての軟弱地盤１中を支持杭９が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水平力を減衰させるものである。これにより杭頭部１３の曲げモーメントが小さくなるので、支持杭９の径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、この曲げモーメントが小さくなると、フーチング４に発生する曲げモーメントおよびせん断力も小さくなるので、フーチング４自体を小さくすることもできる。
【００２７】
図６〜図８は第２の実施の形態の基礎構造１４を示し、支承盤１５によりフーチング４と縁切りされた鋼管杭１６内に支持杭９が打設されたものであり、これらを除く他の構成は第１の実施の形態の基礎構造３と同じである。この支持杭９も建物２の内側に配置されたフーチング４に設けられて鉛直荷重を負担する。また支持杭９と鋼管杭１６内面との間にはオイル、砂、ゴム等の緩衝材１７が充填されるとともに、支承盤１５下面の湾曲部１８には支持杭９の上面が当接している。したがって、水平力を受けて杭頭部１３が湾曲部１８に沿って揺れると、鋼管杭１６が追従して軟弱地盤１中を水平移動することにより、該軟弱地盤１が自然の減衰材となって水平力を減衰させる。この減衰効果は支持杭９内面と鋼管杭１６との間の緩衝材１７によりさらに高められる。
【００２８】
図９〜図１１は第３の実施の形態の基礎構造１９を示し、鋼板２０とゴム板２１とからなる免震ダンパ２２などの免震装置を介して打設された鋼管杭１６内に支持杭９が打設されたものであり、これらを除く他の構成は第１の実施の形態の基礎構造３と同じである。この支持杭９も建物２の内側に位置するフーチング４に設けられて鉛直荷重を負担する。また鋼管杭１６と支持杭９との間にはオイル、砂、ゴム等の緩衝材１７が充填されるとともに、台座２３下面の湾曲部２４には支持杭９の上面が当接している。したがって、水平力を受けて支持杭９が左右に揺れると鋼管杭１６も追従して軟弱地盤１中を水平移動することと、免震ダンパ２２とによって水平力が減衰されて杭頭部１３の曲げモーメントを小さくする。この減衰効果は自然の減衰材としての軟弱地盤１と緩衝材１７とによりさらに高められる。
【００２９】
また水平力とともに引張荷重が作用した場合は、図１１に示すように、鋼管杭１６が緩衝材１７によって支持杭９から緩やかに引き離されるとともに、支持杭９に緩やかに接地する。
【００３０】
また、前記第１〜第３実施の形態においては、支持杭９が内側に位置し、水平抵抗杭が外側に位置する場合について説明したが、支持杭９を外側にして鉛直荷重と付加軸力を負担させるとともに、水平抵抗杭を内側して鉛直荷重と水平力を負担させるようにしてもよい。さらに前記第１〜第３実施の形態においては、フーチング４と基礎梁５とからなる基礎スラブ６に基づいて説明したが、この基礎スラブ６はマットスラブであってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
杭頭部が滑り支承により基礎スラブの下面を左右に滑って水平力を減衰させることにより、杭頭部に発生する曲げモーメントを小さくする。
【００３２】
杭頭部が回転自在な鋼球によって基礎スラブの下面を任意の方向に滑走して水平力を減衰させることにより、杭頭部に発生する曲げモーメントを小さくする。
【００３３】
杭頭部が軟弱地盤中を水平移動して水平力を減衰させることにより、杭頭部に発生する曲げモーメントが小さくなるので、杭の径を鉛直荷重だけが支持できる大きさにできる。
【００３４】
杭頭部が鋼管杭内における緩衝材内を移動して水平力を減衰させることにより、杭頭部に発生する曲げモーメントを小さくする。
【００３５】
鋼管杭が基礎スラブの下面を滑走するとともに、杭頭部が支承盤下面の湾曲部に沿って移動することにより水平力を減衰させて、杭頭部に発生する曲げモーメントを小さくする。また支承盤が引張荷重により杭上面から緩やかに離れるとともに、緩衝材によって杭上面に緩やかに接地する。
【００３６】
軟弱地盤が水平力を効果的に減衰させる働きをする。
【００３７】
杭頭部の鋼管杭内における緩衝材内の移動と、免震装置とによって水平力が減衰されることにより、杭頭部に発生する曲げモーメントを小さくする。
【００３８】
杭頭部が台座の湾曲部に沿って鋼管杭内を移動して水平力を減衰することにより、杭頭部に発生する曲げモーメントを小さくする。
【図面の簡単な説明】
【図１】基礎構造の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】基礎構造の要部の拡大断面図である。
【図４】（１）は杭頭部の拡大断面図、（２）は（１）のＢーＢ線断面図である。
【図５】（１）および（２）は杭頭部の水平移動の断面図である。
【図６】第２の実施の形態の基礎構造の断面図である。
【図７】（１）は杭頭部の拡大断面図、（２）は（１）のＣーＣ線断面図である。
【図８】（１）および（２）は杭頭部の水平移動の断面図である。
【図９】第３の実施の形態の基礎構造の断面図である。
【図１０】（１）は杭頭部の拡大断面図、（２）は（１）のＤーＤ線断面図である。
【図１１】杭頭部の水平移動の断面図である。
【図１２】従来の基礎構造の断面図である。
【符号の説明】
１、２７ 軟弱地盤
２、２９ 建物
３、１４、１９ 基礎構造
４ フーチング
５ 基礎梁
６ 基礎スラブ
７、２８ 支持地盤
８ 水平抵抗杭
９ 支持杭
１０ 滑り支承
１１ 鋼球
１２、１５ 支承盤
１３ 杭頭部
１６ 鋼管杭
１７ 緩衝材
１８、２４ 湾曲部
２０ 鋼板
２１ ゴム板
２２ 免震ダンパ
２３ 台座
２６ 杭
【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１２に示すように、コンクリート杭や鋼管杭などの杭２６で支持されている。この杭２６は軟弱地盤２７の下方の支持地盤２８にまで打ち込まれて建物２９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力にも十分に耐えられるような大断面になるため、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の鉛直荷重と水平力とをそれぞれ別々の杭で支持するようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明が、軟弱地盤中に打設された鋼管杭に滑り支承を介して建物の基礎スラブが設置され、前記鋼管杭の内側には支持地盤に打設した支持杭の頭部が挿入され、該支持杭と鋼管杭内面との間には緩衝材が充填され、前記滑り支承は上面に回転自在な鋼球を備えた支承盤であり、該支承盤下面の湾曲部が支持杭上面の湾曲部に設置されたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１の発明によれば、地震等の水平力を受けて支持杭の頭部が支承盤の湾曲部に沿って揺れると、これに鋼管杭が追従して自然の減衰材である軟弱地盤中を水平移動することにより発生する地盤反力と地盤減衰とによって水平力を減衰させ、この減衰効果が支持杭と鋼管杭内面との間の緩衝材によってさらに高められる。
【０００７】
また請求項２の発明が、軟弱地盤中に打設された鋼管杭に免震装置を介して建物の基礎スラブが設置され、前記鋼管杭の内側には支持地盤に打設した支持杭の頭部が挿入され、該支持杭と鋼管杭内面との間には緩衝材が充填され、前記免震装置は台座を介して鋼管杭に設置され、該台座下面の湾曲部が支持杭上面の湾曲部に設置されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明によれば、地震等の水平力を受けて支持杭の頭部が支承盤の湾曲部に沿って揺れると、これに鋼管杭が追従して自然の減衰材である軟弱地盤中を水平移動することと、免震ダンパーとによって水平力が減衰されて杭頭部の曲げモーメントを小さくし、この減衰効果は自然の減衰材としての軟弱地盤と緩衝材とによりさらに高められる。
【００２３】
【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の実施の形態の基礎構造の断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は要部の拡大断面図、図４の（１）は杭頭部の拡大断面図、（２）は（１）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２４】
図１は第１の実施の形態の基礎構造を示し、地盤改良をしていない軟弱地盤１上に構築された建物２の基礎構造３であり、フーチング４と基礎梁５とからなる基礎スラブ６を水平抵抗杭８と支持杭９とで支持し、これらの杭８、９が支持地盤７にまで打設されている。前記水平抵抗杭８は建物２の周囲に配置されたフーチング４に緊結して設けられて鉛直荷重と水平力を負担する。一方、支持杭９は建物２の内側に配置されたフーチング４に設けて鉛直荷重を負担する。
【００２５】
水平抵抗杭８と支持杭９とは現場打ち鉄筋コンクリート杭、または既製コンクリート杭で構築されるが、支持杭９は水平抵抗杭８よりも小径である。また支持杭９とフーチング４とは、図３に示すように、滑り支承１０により縁切りされている。この滑り支承１０は、図４に示すように、上面に回転自在な鋼球１１を備えた支承盤１２であり、前記鋼球１１にフーチング４が設置された状態となっている。したがって、支持杭９は地震などの水平力を受けると、図５に示すように、フーチング４の下面を任意の方向に滑走して、杭頭部１３に発生する曲げモーメントを小さくする。
【００２６】
これは軟弱地盤１を利用して水平力を減衰しようとするものである。すなわち、自然の減衰材としての軟弱地盤１中を支持杭９が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水平力を減衰させるものである。これにより杭頭部１３の曲げモーメントが小さくなるので、支持杭９の径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、この曲げモーメントが小さくなると、フーチング４に発生する曲げモーメントおよびせん断力も小さくなるので、フーチング４自体を小さくすることもできる。
【００２７】
図６〜図８は第２の実施の形態の基礎構造１４を示し、支承盤１５によりフーチング４と縁切りされた鋼管杭１６内に支持杭９が打設されたものであり、これらを除く他の構成は第１の実施の形態の基礎構造３と同じである。この支持杭９も建物２の内側に配置されたフーチング４に設けられて鉛直荷重を負担する。また支持杭９と鋼管杭１６内面との間にはオイル、砂、ゴム等の緩衝材１７が充填されるとともに、支承盤１５下面の湾曲部１８には支持杭９の上面が当接している。したがって、水平力を受けて杭頭部１３が湾曲部１８に沿って揺れると、鋼管杭１６が追従して軟弱地盤１中を水平移動することにより、該軟弱地盤１が自然の減衰材となって水平力を減衰させる。この減衰効果は支持杭９内面と鋼管杭１６との間の緩衝材１７によりさらに高められる。
【００２８】
図９〜図１１は第３の実施の形態の基礎構造１９を示し、鋼板２０とゴム板２１とからなる免震ダンパ２２などの免震装置を介して打設された鋼管杭１６内に支持杭９が打設されたものであり、これらを除く他の構成は第１の実施の形態の基礎構造３と同じである。この支持杭９も建物２の内側に位置するフーチング４に設けられて鉛直荷重を負担する。また鋼管杭１６と支持杭９との間にはオイル、砂、ゴム等の緩衝材１７が充填されるとともに、台座２３下面の湾曲部２４には支持杭９の上面が当接している。したがって、水平力を受けて支持杭９が左右に揺れると鋼管杭１６も追従して軟弱地盤１中を水平移動することと、免震ダンパ２２とによって水平力が減衰されて杭頭部１３の曲げモーメントを小さくする。この減衰効果は自然の減衰材としての軟弱地盤１と緩衝材１７とによりさらに高められる。
【００２９】
また水平力とともに引張荷重が作用した場合は、図１１に示すように、鋼管杭１６が緩衝材１７によって支持杭９から緩やかに引き離されるとともに、支持杭９に緩やかに接地する。
【００３０】
また、前記第１〜第３実施の形態においては、支持杭９が内側に位置し、水平抵抗杭が外側に位置する場合について説明したが、支持杭９を外側にして鉛直荷重と付加軸力を負担させるとともに、水平抵抗杭を内側して鉛直荷重と水平力を負担させるようにしてもよい。さらに前記第１〜第３実施の形態においては、フーチング４と基礎梁５とからなる基礎スラブ６に基づいて説明したが、この基礎スラブ６はマットスラブであってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
杭頭部が滑り支承により基礎スラブの下面を左右に滑って水平力を減衰させることにより、杭頭部に発生する曲げモーメントを小さくする。
【００３２】
杭頭部が回転自在な鋼球によって基礎スラブの下面を任意の方向に滑走して水平力を減衰させることにより、杭頭部に発生する曲げモーメントを小さくする。
【００３３】
杭頭部が軟弱地盤中を水平移動して水平力を減衰させることにより、杭頭部に発生する曲げモーメントが小さくなるので、杭の径を鉛直荷重だけが支持できる大きさにできる。
【００３４】
杭頭部が鋼管杭内における緩衝材内を移動して水平力を減衰させることにより、杭頭部に発生する曲げモーメントを小さくする。
【００３５】
鋼管杭が基礎スラブの下面を滑走するとともに、杭頭部が支承盤下面の湾曲部に沿って移動することにより水平力を減衰させて、杭頭部に発生する曲げモーメントを小さくする。また支承盤が引張荷重により杭上面から緩やかに離れるとともに、緩衝材によって杭上面に緩やかに接地する。
【００３６】
軟弱地盤が水平力を効果的に減衰させる働きをする。
【００３７】
杭頭部の鋼管杭内における緩衝材内の移動と、免震装置とによって水平力が減衰されることにより、杭頭部に発生する曲げモーメントを小さくする。
【００３８】
杭頭部が台座の湾曲部に沿って鋼管杭内を移動して水平力を減衰することにより、杭頭部に発生する曲げモーメントを小さくする。
【図面の簡単な説明】
【図１】基礎構造の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】基礎構造の要部の拡大断面図である。
【図４】（１）は杭頭部の拡大断面図、（２）は（１）のＢーＢ線断面図である。
【図５】（１）および（２）は杭頭部の水平移動の断面図である。
【図６】第２の実施の形態の基礎構造の断面図である。
【図７】（１）は杭頭部の拡大断面図、（２）は（１）のＣーＣ線断面図である。
【図８】（１）および（２）は杭頭部の水平移動の断面図である。
【図９】第３の実施の形態の基礎構造の断面図である。
【図１０】（１）は杭頭部の拡大断面図、（２）は（１）のＤーＤ線断面図である。
【図１１】杭頭部の水平移動の断面図である。
【図１２】従来の基礎構造の断面図である。
【符号の説明】
１、２７ 軟弱地盤
２、２９ 建物
３、１４、１９ 基礎構造
４ フーチング
５ 基礎梁
６ 基礎スラブ
７、２８ 支持地盤
８ 水平抵抗杭
９ 支持杭
１０ 滑り支承
１１ 鋼球
１２、１５ 支承盤
１３ 杭頭部
１６ 鋼管杭
１７ 緩衝材
１８、２４ 湾曲部
２０ 鋼板
２１ ゴム板
２２ 免震ダンパ
２３ 台座
２６ 杭
Claims (2)
- 軟弱地盤中に打設された鋼管杭に滑り支承を介して建物の基礎スラブが設置され、前記鋼管杭の内側には支持地盤に打設した支持杭の頭部が挿入され、該支持杭と鋼管杭内面との間には緩衝材が充填され、前記滑り支承は上面に回転自在な鋼球を備えた支承盤であり、該支承盤下面の湾曲部が支持杭上面の湾曲部に設置されたことを特徴とする基礎構造。
- 軟弱地盤中に打設された鋼管杭に免震装置を介して建物の基礎スラブが設置され、前記鋼管杭の内側には支持地盤に打設した支持杭の頭部が挿入され、該支持杭と鋼管杭内面との間には緩衝材が充填され、前記免震装置は台座を介して鋼管杭に設置され、該台座下面の湾曲部が支持杭上面の湾曲部に設置されたことを特徴とする基礎構造。
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|---|---|---|---|
| JP11513299A JP3636925B2 (ja) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | 基礎構造 |
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| CN111235992A (zh) * | 2020-03-17 | 2020-06-05 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构及构造方法 |
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