JP3784340B2

JP3784340B2 - 杭基礎

Info

Publication number: JP3784340B2
Application number: JP2002070723A
Authority: JP
Inventors: 理夫田中
Original assignee: 理夫田中
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: JP2003268785A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、杭と上部構造物との接合構造に関し、更に詳しくは、場所打コンクリート杭等の基礎杭の基礎スラブへの接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
免震基礎として、杭基礎と上部構造物のスラブの接合構造には、杭頭と基礎スラブの間に滑り支承を挿入して金物で上下をつなぐ方法が種々開発されている。
杭と上部構造物をアンカーによって結合する工法として、特開平９−１１１７７３号には、杭と上部構造物の間に滑り支承を介在させて杭と基礎スラブの間の水平力伝達を絶縁し、基礎スラブを貫通して斜め方向に一対のアンカーを打設し、アンカーの定着部にはダンパーを介在させた免震構造物が開示されている。（図６参照）
また、同様な方法で特開平１０−２３７８８１号では、地盤アンカーを交差させて配置し、アンカーケーブル端部に粘性減衰装置を取付けたものが開示されている。（図７参照）
【０００３】
また、その他の地盤アンカーを利用した基礎工法として、建物の転倒防止のため、場所打コンクリート杭の中央部に穴を開け杭先端下方でアンカーケーブル自身の定着部で摩擦力により引抜力を防止しようとした工法が開発されている。
一方、既製杭を利用した基礎にあっては、特開平９−２５６３９０号に、杭と上部構造物を非剛結とし、杭下端と基礎スラブ内の配筋をアンカーケーブルで連結し、杭基礎と上部構造物の相対変位を許容する免震基礎が開示されている。（図８参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなグラウンドアンカーを利用した杭とスラブとの接合構造においては、アンカーケーブルを斜めに精度よく打設する必要があるが、この作業は、基礎スラブ（耐圧盤）の施工が完了してからでないと所定の位置に正確に設置することができず、専用の穿孔機械で耐圧盤のコンクリートを抜いて施工しなければならず、耐圧盤の削孔には大量の水が必要で排水の処理が必要となるなど設備が大型になる。また、被圧地下水が存在する場合には削孔した穴から地下水が吹き上げてきて作業ができないことがある。
【０００５】
一方、基礎構造として有効に作用させるためのアンカーの設置位置は、建物の内部の外縁部付近になるため、耐圧盤位置が深いと、削孔を隣の敷地より施工しなければならないケースがある。また、アンカーケーブルの定着長を確保するには良質な地盤に設置することが望ましく、必然的にアンカーが長くなる。更にまた、地盤が岩盤のように硬い場合には、削孔した穴の付着係数が小さくなるので、必要な摩擦抵抗力を得るために削孔長を長くしなければならずコストがかかってしまう。
【０００６】
また、引張力を継続的に受けるアンカーの定着部の摩擦力はクリープの影響で低下することが知られている。
従って、長尺のアンカーを永久構造物に使用する場合には、自由長部の摩擦力の荷重移動、鋼材のリラクセーション、地盤の圧密、定着部周辺のすべり、定着グラフトと鋼材のすべりなどが生じるため、施工後の再々の緊張が可能な設置方法とする必要があり、アンカーの設置ピッチも通常１．５ｍ以上離さなければならない。また、当然であるが、地盤にアンカーを設置する場合、地盤が崩壊する角度以上の自由長が必要になる。
【０００７】
一方、既製杭の場合、近年騒音と振動上の対策から埋込み杭が主流である。既製杭は、中空部を有しており、削孔後に杭を埋設すると、中空部にセメントやベントナイトあるいは土砂が侵入してしまう。また、侵入しないように杭先端に蓋を設置して中空部を閉塞すると、杭に浮力が働き所定の位置に設置することが困難となる。アンカー設置において、可撓性のＰＣ鋼より線等の線条体を使用する場合、再緊張を可能にする必要がある。
本発明は、基礎杭と基礎スラブをアンカーで接合する場合において、施工が容易であると共に低コストであり、また、アンカーの再緊張が容易におこなえるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
基礎スラブと杭頭の間に付着防止層を設け、場所打コンクリート杭のコンクリート打設時に埋設したアンカーの端部を、基礎スラブ天端において定着したものであり、基礎スラブに塩化ビニール管等の合成樹脂管を埋設して空洞を形成し、その中にアンカーの緊張鋼材を通して、アンカーと基礎スラブとの縁を切ることによって自由長を確保した。
【０００９】
【作用】
場所打コンクリートの頭部と基礎スラブの間に付着防止層を形成したので、一体化した接合法と異なり、杭頭に作用する曲げモーメントが基礎スラブに伝達されず、基礎スラブの強度を高くする必要がなくなる。また、杭頭部を基礎スラブ内に貫入（呑み込み）させていないので、テコの原理による杭頭からの基礎スラブの破壊が防止でき、基礎スラブの靭性が確保できる。
一方、アンカーで杭頭部と基礎スラブとを接合しているので水平変位を抑制でき、しかも、アンカーを基礎スラブ天端で固定しているため、経年変化でアンカーケーブルに緩みが生じて再緊張の必要が生じた場合、緊張作業を容易におこなうことが可能である。
また、アンカーと基礎スラブに設けた中空部には隙間を設けているので、基礎スラブと杭頭部の接合部分にも靭性が確保できる。
【００１０】
【実施例】
実施例１
図１は、場所打コンクリート杭と基礎スラブの接合構造の縦断面とアンカー鋼材（ケーブル）を示したものであり、図２は、基礎スラブの上部のアンカーの定着部を示す平面図、図３は、杭頭部の断面図、図４は、これらの杭を構造物に利用した一例を示す平面図と正面図である。図５は、接合構造の他の実施例の断面図である。
【００１１】
図１に示すように、場所打コンクリート杭１は、主鉄筋２とフープ筋２１からなる鉄筋籠２０が杭中に配設される通常のものである。この場所打コンクリート杭と、基礎スラブ５との間には付着防止層８を介在させてあり、杭と上部構造物の間における水平力の伝達は遮断されている。
【００１２】
アンカー１０は、定着部が杭１内部に位置するものであり、アンボンドＰＣ鋼より線をＵターンさせ、更に杭内部において交差させて交差部９を設けてあり、基礎スラブ５を斜めに貫通して両端部を定着金物１１で定着してある。ＵターンさせることによってＵターン部が支圧部となり、アンカーの長さが短くても十分な定着力が得られる。
【００１３】
アンカーの交差部９を杭と上部構造物との接合面に位置させることによりメスナージュヒンジと同様の作用が期待でき、杭と上部構造物の結合状態をピン結合と考えることができ、杭と上部構造物の間におけるモーメントの伝達を無視することができる。このＵターンアンカーを十字状に配設して図２に示すように、柱１２の根元において４箇所で定着している。
Ｕターンアンカーが１個で間に合う場合は、定着箇所は、柱１２の対角線位置の２箇所となる。
【００１４】
アンボンドＰＣ鋼より線を利用しているので、アンカー１０は基礎スラブ５とは縁が切られている。アンボンドＰＣ鋼より線を使用しない場合は、基礎スラブ５との縁を切るために、塩化ビニール管等の合成樹脂管を基礎スラブ５内に斜めに設置し、これにアンカーの緊張鋼線（ケーブル）を挿通する。基礎スラブ５上面には定着金物として雌コーンを設置し、クサビによってアンボンドＰＣ鋼より線を強固に定着する。
【００１５】
実施例２
図５に示すように、アンボンドＰＣ鋼より線を曲げて先端にリング１５を形成し、このリング１５を杭内部に位置するように挿入し、基礎スラブ５を上部方向に斜めに貫通させ、基礎スラブ上面においてクサビで定着した。このアンカーを１つの杭に４本設置したものである。この場合も、アンボンドＰＣ鋼より線を使用しない場合は、基礎スラブ５に斜めにアンカーケーブルを挿通する合成樹脂管を埋設する。
【００１６】
実施例３
図４は、本発明を適用した基礎構造物の一例であり、上部構造物の外縁部に位置する杭にアンカーを設置して上部構造物と接合したものである。
アンカーケーブルの設置は１本の杭に数ヶ所設置する場合と全く設置をしない杭の複合で構成することも可能である。アンカーを設置しない杭にあっても、杭頭部には付着防止層８を設けておき、必要に応じて杭頭部に差筋１３（鉄筋の短いものをコンクリート打設後差込む）をおこなうか、基礎スラブと杭頭間の摩擦力で水平変位を抑制する。
【００１７】
場所打コンクリート杭１の頭部の一部分にアンカーの緊張鋼線に沿って空洞部を設けると柔かめの免震構造とすることができる。
なお、保守管理を容易にするためには、アンカーの定着を基礎スラブ上面ではなく、１階床面とか地下床面とすると、アンカー頭部の状態や緊張力の確認、更には、再緊張作業が容易となる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、基礎スラブに合成樹脂管を予め設置したり、アンボンド鋼より線を用いることによりアンカーの緊張鋼材と基礎スラブの縁を切っているので、基礎スラブにアンカー設置用の穴を空ける必要がなく、したがってアンカー設置のための専用の削孔機械が不要である。基礎スラブを貫通してアンカーの緊張鋼材を定着しているので、基礎スラブ内部分がグラウンドアンカーでいう自由長部分になり、この部分を従来より長くしているため、アンカーが破壊に達するまでの変位が大きくなる。
【００１９】
地盤に埋設するグラウンドアンカーには定着用の安定した支持地盤が必要であるが、本発明は、アンカーを杭内に設置するので常に安定したアンカー力を得ることができる。
また、アンカーケーブル（緊張鋼材）は基礎スラブを貫通するので耐圧盤のコンクリート打設が不要となる。アンカーケーブルを杭先端に定着する従来技術に比較して長さが短くて良く、時間経過によるケーブルの緩みが生じず、また、緩みが生じた場合も再緊張が容易である。
アンカーケーブルは、使用強度により太さを自由に変更でき、工場生産による量産が容易であり、取扱いが極めて簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】杭と基礎スラブの接合構造の縦断面。
【図２】基礎スラブの上部のアンカーの定着部を示す平面図。
【図３】杭頭部の断面図。
【図４】本発明を構造物に利用した一例を示す平面図と正面図。
【図５】他の実施例の縦断面図。
【図６】従来技術の一例。
【図７】従来技術の一例。
【図８】従来技術の一例。
【符号の説明】
１杭
２主鉄筋
２０鉄筋籠
２１フープ筋
５基礎スラブ
８付着防止層
９交差部
１０アンカー
１１定着金物
１２柱
１３差筋
１５リング

Claims

場所打コンクリート杭と上部構造物との間に水平力伝達防止手段を設け、アンボンドＰＣ鋼より線をＵターンさせると共に交差させたアンカーのＵターン部を杭内に位置させ、基礎スラブを斜めに貫通して両端部を基礎スラブ上面に定着してある杭基礎。
請求項１において、交差部が杭と上部構造物との接合面にある杭基礎。
請求項１〜２のいずれかの杭とアンカーを設けない杭からなる杭基礎であって、アンカーを設けない杭には差筋が杭と基礎スラブの間に設けてある杭基礎。