JP4481472B2 - Pile foundation and foundation structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の基礎として用いられる杭基礎と、この杭基礎と直接基礎とを併用した基礎構造とに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に建築物に採用される基礎構造としては、図7に示すように建物1を多数の杭基礎2…で支持する杭基礎構造と、図8に示すように建物1を図8中矢印で示す地盤反力3で支持する直接基礎構造とがある。なお、杭基礎としては、打込み基礎、埋込み基礎、場所打ちコンクリートぐい基礎があり、直接基礎としては、フーチング基礎とべた基礎とがある。
【0003】
ところが、前記杭基礎を用いた基礎構造では、建屋の全重量を杭が支持することを前提に杭の本数を算定するため、使用する杭の本数が非常に多くなってしまい、その分工期がかかり、コストも高くなってしまう。
【0004】
また、直接基礎による基礎構造では、地盤(地盤反力)で建屋の全重量を支持するため、地盤の地耐力が十分でない場合は成立しない。また、図9に示すように特に建屋4の重量が基礎平面に対して不均一で一部に偏ってしまっている場合などに地盤5に不同沈下が生じてしまい、建屋4に重大な損傷をもたらすおそれがある。
【0005】
このように杭基礎構造にも直接基礎構造にも短所があることから、これら短所を補うべく、例えば図10に示すように杭基礎と直接基礎とを併用する基礎構造が提案され、一部に実施されている。すなわち、この図10に示した例では、建屋4の重量が大きい箇所を杭基礎2で支持し、他の箇所を直接基礎として地盤(地盤反力)5で支持するようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような杭基礎と直接基礎とを併用した基礎構造では、図10に示したようにこれら基礎の境界部でひび割れ6が生じたり、段差(図示せず)が生じることがあると報告されている。これは、杭基礎と直接基礎との沈下挙動の違いによるものであり、杭基礎と直接基礎の併用する場合の根本的な問題となっている。したがって、杭基礎と直接基礎とを併用した基礎構造は、現状では積極的に採用されていないのである。
【0007】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、杭基礎の短所と直接基礎の短所とを互いに補い、これらの利点を兼ね備えるようにした基礎構造と、この基礎構造に用いられる杭基礎とを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明における請求項1記載の杭基礎では、地盤中あるいは基礎版中に打ち込みあるいは埋め込まれ、さらに杭頭部分が建築物に接続されて該建築物を支持する杭基礎であって、前記建築物に接続される第一の挿通体と、この第一の挿通体に内挿あるいは外挿される第二の挿通体と、これら第一の挿通体と第二の挿通体とのうちの一方に設けられて油収容部を有し、該油収容部の油圧力によって該油収容部の壁体が第一の挿通体と第二の挿通体とのうちの他方の壁面を押圧し、これら第一の挿通体と第二の挿通体との間の挿通時における摩擦力を高める摩擦発生手段とを備えた反力調整装置が設けられてなることを前記課題の解決手段とした。
【0009】
この杭基礎によれば、反力調整装置を設けたことにより以下の作用を奏する。第一の挿通体あるいは第二の挿通体に摩擦発生手段が設けられているので、この摩擦発生手段により第一の挿通体あるいは第二の挿通体の壁面が押圧されてこれら挿通体間の挿通時における摩擦力が高められ、これにより第一の挿通体と第二の挿通体との間の挿通が起こりにくくなる。ここで、挿通させるための摩擦力としては、一般的に杭の長期支持力相当とし、それ以上の力が杭に作用した場合に挿通が始まるようにする。したがって、建物直下の地盤に圧密沈下等が生じない場合には、第一の挿通体と第二の挿通体との間での挿通が起こらないように摩擦発生手段の油圧力を調整しておく。このように摩擦発生手段を調整した状態のもとで、建物直下の地盤が圧密等の沈下を生じると、地盤反力は低下し、杭で支持される荷重が増加するものの、反力調整装置の摩擦力以上になると挿通が起こることによって建物が沈下し、地盤反力が回復する。
【0010】
本発明の基礎構造では、地盤反力を利用する直接基礎と杭による支持力を利用する杭基礎とを併用してなる基礎構造であって、杭基礎として、前記の反力調整装置を設けてなる杭基礎を用いたことを前記課題の解決手段とした。
【0011】
この基礎構造によれば、杭基礎が、前述したように建物直下の地盤が圧密等の沈下により一定以上の力が加わったとき挿通を起こし、この加わった力を杭の長期支持力相当に保持し、常に建物が地盤に接地している状態を保つようにした反力調整装置を有している。このため、圧密沈下等により杭に過大な力が加わった場合、反力調整装置によって杭が保護されるとともに、建築物に損傷がもたらされるのが防止される。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図1は本発明の基礎構造の一実施形態例を示す図であり、図1中符号10は基礎構造、11はこの基礎構造10上に建てられた建物である。基礎構造10は、地盤反力3を利用する直接基礎部分12と、杭による支持力を利用する複数の杭基礎13‥とを併用してなるもので、この例では、建物11の建屋重量Wのうち、その支持力相当分の荷重W1を杭基礎13‥に常時作用させ、それ以外の建屋重量W2(=W−W1)を地盤5(地盤反力3)で支持するようにしている。なお、このように重量W2を地盤5で支持していることから、地盤5はある程度沈下(例えば圧密沈下)するが、予め地盤調査からこの沈下量は推定できることにより、後述するように反力調整装置の可動量(ストローク)を設けることは十分可能である。
【0013】
杭基礎13は、本発明の杭基礎の一例となるもので、図2に示すようにその杭頭部分に反力調整装置14を設けたものである。この反力調整装置14は、図3(a)に示すように建物11に例えば基礎版15を介して接続される鋼管製の内挿体(第一の挿通体)16と、この内挿体16に挿通可能に外挿された鋼管製の外挿体17とを備えてなるもので、外挿体17に鋼管杭17aを一体に連結したものであり、これにより内挿体16と外挿体17との挿通方向が杭の長さ方向に一致するものとなっている。
【0014】
内挿体16には、その上端に、前記基礎版15にアンカーボルト接合され、あるいはこれに面タッチされるフランジ18が取り付けられており、これによって杭基礎13は該基礎版15を介して建物11に接続されたものとなっている。また、この内挿体16の下端には摩擦発生部(摩擦発生手段)19が設けられている。
【0015】
この摩擦発生部19は、油収容部20と、これに充填された油21と、油収容部20内の油圧を調整する油圧調整バルブ22とを有してなるものである。油収容部20は、内挿体16の下部に配設されたもので、図3(b)に示すように内挿体16より小径の鋼管20aの上端および下端に設けられた円環状の環状板20b、20bと、環状板20b、20bの外側を覆った状態に貼設された膜23と、この膜23を覆った状態に配設されたスリット鋼管24とからなるものである。このような構成により油収容部20には、鋼管20a、環状板20b、および膜23に囲まれた収容空間に油21を充填するようになっている。
【0016】
また、膜23は、合成ゴム等の伸縮性のある材質からなるもので、油収容部20内に充填された油21を液密に封入したものであり、後述するように油圧によって容易に膨出し、スリット鋼管24の内面を押圧するようになっている。また、油21としては、シリコンオイルなどの油圧ダンパー等に用いられる粘性体(油)が用いられる。
【0017】
油圧調整バルブ22は、油収容部20内から鋼管20aを貫通してその内側に引き出され、さらにこの鋼管20a内を通って内挿体16側に至り、そこから内挿体16を貫通して外に引き出されたパイプ25に取り付けられたもので、油収容部20内に充填された油21による圧(油圧)を所定圧に設定しさらにこれを保持するよう制御するためのものである。この油圧調整バルブ22としては、従来公知の種々のもの、例えばオリフィスタイプや比例弁タイプ、組合わせタイプなどが使用可能である。
【0018】
なお、この油圧調整バルブ22が取り付けられた位置は、内挿体16のフランジ18に近い位置となっており、これにより内挿体16と外挿体17との間の挿通に干渉しないようになっている。
また、油圧調整バルブ22は内挿体16の外側に設けられていることから、この油圧調整バルブ22による油収容部20内の油圧を容易に調整することができるようになっている。
【0019】
スリット鋼管24は、油収容部20の壁体を構成するもので、図3(c)に示すようにその長さ方向に沿って多数のスリット26…を所定間隔ごとに並列した状態で形成したものである。このような構成のもとにスリット鋼管10は、スリット26…が形成されたことによって各スリット26、26間に形成された細板部27…が、それぞれ油収容部20の油圧力によって加圧されることにより、外側、すなわち外挿体17の内面側に向けて変形し易くなっている。なお、油収容部20においてスリット26…が形成された箇所は、後述するように外挿体17との間で摺動する摺動部となっている。
【0020】
摩擦発生部19の油収容部20のスリット鋼管24上には、スリット26…が形成された箇所、すなわち外挿体17との間の摺動部では、摺動面となる細板部27…上に潤滑材28が塗布されている。この潤滑材は、外挿体17と内挿体16とが挿通して外挿体17の内面と油収容部20の壁体、すなわちスリット鋼管24が摺動する際の、静止摩擦力を小さくするために設けられたもので、従来公知の潤滑材が使用可能であるが、本例ではモリブデンの粉末を可塑材中に分散させたモリブデンペーストが用いられている。
【0021】
なお、外挿体17の上端と内挿体16の側面との間には、ウレタン等の伸縮性がありかつ水密性のあるシート29が、これら外挿体17と内挿体16との間隙を覆うようにして貼着されており、また、外挿体17内には、前記摩擦発生部19の下方に円盤状のプレート30が外挿体17内を液密に塞いだ状態に設けられている。このような構成によって摩擦発生部19は、杭基礎13が地下に埋設された際、地下水の影響を受けないようになっている。
【0022】
このような杭基礎13は、図1(a)に示したように予め建物11の底面にかかる重量の分布等に応じてその本数と配置とが決められる。そして、この杭基礎13を埋設するには、まず、図4(a)に示すように岩盤等の硬質層(図示略)に到達するようにして鋼管杭17aを地盤5に打ち込む。次に、図4(b)に示すように地盤5の上部を掘削(一次掘削)し、さらに図4(c)に示すように掘削箇所をさらにつぼ掘り(二次掘削)するとともに、鋼管杭17aの上端部(杭頭部分)を切断し、この切断した箇所に図3(a)に示した反力調整装置14を溶接するとともに該反力調整装置14のフランジ18にアンカー31…等を設けておく。その後、図4(d)に示すようにこの反力調整装置14を設けた部分を埋め戻し、アンカー31…を利用して反力装置14と地盤5上に形成した基礎版15とを連結する。
【0023】
このようにしてフランジ18上に基礎版15を載せ、ボルト止め等により固定する際、これに先立って油圧調整バルブ22を調整することにより、摩擦発生部19による摩擦力を調整し、全ての杭基礎13‥で建物11の建屋重量Wのうちの荷重W1を受けてほとんど摺動を起こすことなくこれを支持するようにするとともに、内挿体16と外挿体17とが互いに挿通する方向に一定以上の力が加わったときには、これらが相対的に挿通するようにしておく。
【0024】
摩擦力の調整については、油圧調整バルブ22を調整することによって油収容部20内の油圧を十分に高め、膜23を介してスリット鋼管24を外側に膨出させることで行う。
【0025】
このようにして摩擦力が調整されて配設された杭基礎13は、平常時には前述したように建物11の建屋重量Wのうち、予め設定した荷重W1を支持する。
また、建物直下の地盤が圧密等の沈下を生じ、杭基礎13に所定値を越えた力が加わった場合には、この力を受けることにより外挿体17内を内挿体16の細板部27…が摺動し、これにより杭基礎13は収縮して基礎版15が地盤と接地するようになる。すると、杭基礎13は再度長期支持力相当の力を負担するようになり、それ以外の建物重量については地盤反力でこれを支持するようになる。
【0026】
このとき、細板部27…上には潤滑材が塗布されているので、摺動面における静止摩擦力が小さくなっており、したがって油圧調整バルブ22で調整され設定された所定値を越えて力が加わった際には、ただちに摺動が起きて加えられた力が低下するようになっている。
【0027】
ここで、摩擦による低減機構を説明すると、摩擦力には、滑り出す寸前に生じる静止摩擦力と、滑っているときに生じる動摩擦力とがあるが、動摩擦力は静止摩擦力に比べ小さい。そのため、本例においては、摩擦面となる摺動面に潤滑材を塗布しておくことにより、動摩擦力と静止摩擦力との差を小さくし、図5に示すように荷重Pが所定値を越える前では変形δがほとんど起こらず、荷重Pが所定値を超えると(所定値になると)速やかに摺動(変形)を起こさせ、静止摩擦力、さらには動摩擦力によって加わった力(荷重P)を低下させるようにしている。
【0028】
このような杭基礎13と直接基礎部分12とを併用した基礎構造10にあっては、特に杭基礎13に反力調整装置14を設けたことにより、建物11直下の地盤5が圧密等の沈下を生じた場合、油圧調整バルブ22で設定した所定値を超えて杭基礎13に力が加わり、内挿体16と外挿体17とが挿通し、基礎版15の底面と地盤5とが接地し、杭基礎13に加わった力を長期支持力相当に低減することができる。一方、圧密等の沈下が生じない場合では、摺動面に生じている摩擦力によって摺動がほとんど起こない。
【0029】
また、重量が基礎に対して不均一になるような建物に対しては、杭基礎13の杭配置を調整することにより、地盤反力を均一にして地盤5の不同沈下を防止することができる。
また、杭基礎13‥と直接基礎部分12とを併用するため、地震時に水平抵抗のみならず地盤5への逸散減衰も起こり、したがって前述した反力調整装置14による作用と合わさることにより極めて耐震性の高い基礎となる。
さらに、図7に示したような従来の杭基礎構造に比べて杭基礎の本数を1/2〜1/3程度に低減することができ、したがってコストの点でも工期の点でも極めて有利なものとなる。
【0030】
また、このような杭基礎13に用いられる反力調整装置14は、例えば内挿体16を形成する鋼管の直径を300mmとし、油圧を50kg/cm2 程度、スリット25の長さを1m程度、摺動面における摩擦係数を0.25程度とすれば、摩擦力が120ton程度となり、極めて高出力の機能を有するものとなる。したがって、本例の反力調整装置14は、油圧調整バルブ22によって油圧を変更することにより摺動面の摩擦力を容易に設定・調整することができるので、建物11の重量に応じてその摩擦力を容易に変更することができる。
【0031】
なお、前記例の杭基礎13における反力調整装置14では、摩擦発生部19を内挿体16の一端(下端)に設けたが、本発明はこれに限定されることなく、摩擦発生部を外挿体17の一端に設け、この外挿体17に設けた摩擦発生部の油収容部の壁体を油圧で押圧することにより、この壁体を内側に凹ませ、内挿体16との摺動面における摩擦力を高めるようにしてもよい。
【0032】
図6(a)、(b)は、このような作用を奏するようにした摩擦発生部を有する杭基礎の一例を示す図であり、これらの図において符号40は本発明の杭基礎の他の例となるものである。この杭基礎40は、図2、図3(a)に示した杭基礎13と同様にその杭頭部分に反力調整装置41を設けたもので、図6(a)に示すように例えば建物(図示せず)に基礎版15を介して取り付けられる鋼管製の外挿体(第一の挿通体)42と、この外挿体42に内挿される内挿体(第二の挿通体)43とを備えてなるものであり、内挿体43に鋼管杭43aを一体に連結したものである。なお、このタイプのものについては、図6(c)に示すように反力調整装置の全て、または一部を基礎版15内に設置することもでき、その場合に後述する油圧調整バルブ48については、パイプ(図示せず)を引き出すことによって基礎版15上に設けることができる。
【0033】
外挿体42には、その上端に、前記基礎版15にボルト接合され、あるいはこれに面タッチされるフランジ44が取り付けられており、これによって杭基礎40は該基礎版15を介して建物に接続されたものとなっている。また、この外挿体42の下端には摩擦発生部(摩擦発生手段)45が設けられている。
【0034】
この摩擦発生部45は、前記例における摩擦発生部19と同様の構成からなるもので、油収容部46と、これに充填された油47と、油収容部46内の油圧を調整する油圧調整バルブ48とを有し、油収容部46の内側に膜49、スリット鋼管50を配してなるものである。油収容部46は、外挿体42とほぼ同一の外径を有した鋼管46aと、この鋼管46aの上端および下端にそれぞれ設けられた環状板46b、46bと、環状板46b、46bの内周縁間を覆うようにしてこれに貼設された膜49と、この膜49の内側を覆った状態に設けられたスリット鋼管50とからなるものであり、スリット鋼管50が内挿体43の外面に当接するように構成されたものである。
【0035】
なお、膜49は前記例の場合と同様に油収容部46を液密に封止するもので、合成ゴム等の伸縮性があり、しかも耐磨耗性に優れた材質からなるものである。また、この油収容部46に充填される油47も、前記例と同様にシリコンオイルなどが用いられる。さらに、本例においても、スリット鋼管50の外表面上にモリブデンペ−スト等からなる潤滑材(図示略)が塗布され、静止摩擦力が低くなるように構成されている。
【0036】
油圧調整バルブ48は、鋼管46aを貫通して油収容部46に通じるパイプ(図示せず)に取り付けられたもので、油収容部46内に充填された油47による圧(油圧)を所定圧に設定しさらにこれを保持するよう制御するためのものである。なお、この油圧調整バルブ48についても、先の例と同様のものが用いられる。
また、この杭基礎40では、摩擦発生部45の下端と内挿体43の側面との間にウレタン等からなる防水シート51が貼設されており、これによって摩擦発生部45は地下水の影響を受けないようになっている。
【0037】
このような構成の杭基礎40にあっては、油圧調整バルブ48を調整することによって油収容部46内の油圧を十分に高め、膜49を内挿体43の外面側に膨出させることにより、スリット鋼管50の細板部(図示略)を外側に膨出させ、内挿体43との間の摩擦力を高めてこれらの間に挿通が起こりにくくすることができる。ここで、挿通させるための摩擦力としては、一般的に杭の長期支持力相当とし、それ以上の力が杭に作用した場合に挿通が始まるようにする。
【0038】
そして、建物直下の地盤に圧密沈下等が生じない場合には、外挿体42と内挿体43との間での挿通が起こらないように摩擦発生部45の油圧力を調整しておく。すると、このように摩擦発生部45を調整した状態のもとで、建物直下の地盤が圧密等の沈下を生じると、地盤反力は低下し、杭で支持される荷重が増加するものの、反力調整装置41の摩擦力以上になると挿通が起こることによって建物が沈下し、地盤反力が回復する。よって、この杭基礎40にあっても、前記例の杭基礎13と同じ効果を奏するものとなる。
【0039】
なお、前記例の杭基礎13、40における反力調整装置14、41では、一旦油圧調整バルブ22、48で油圧(すなわちこの油圧による摩擦力)を調整した後は、そのままの状態で使うようにしているが、例えばこれのメンテナンスを行う必要がある場合には、油収容部20、36内の油圧を示す油圧ゲージ(図示せず)及び油圧バルブ22bを基礎版15の上面位置に設けておき、この油圧ゲージから得られた油圧が所定値に対して変動した場合には、油圧バルブ22bを通して油圧を調整管理するようにしてもよい。
【0040】
また、前記例では、油収容部20、46にその壁体を構成するものとして膜23、49を貼着し、油収容部20、46内を液密にするとともにこの膜23、49を油圧力で膨出させ、摩擦力を高めるようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば膜23、49を用いずに油収容部20、46内に合成ゴム等の伸縮性のある材質からなる袋状の内容器を収納し、この内容器内に油21、47を充填するようにしてもよい。このように袋状の内容器を用いれば、油漏れによる油圧低下のおそれが軽減され、反力調整装置14、41の長期信頼性がより高くなる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように本発明における杭基礎は、第一の挿通体あるいは第二の挿通体に摩擦発生手段を設け、この摩擦発生手段により第一の挿通体あるいは第二の挿通体の壁面を押圧してこれら挿通体間の挿通時における摩擦力を高めたものであるから、第一の挿通体と第二の挿通体との間の挿通を起こりにくくすることができる。ここで、挿通させるための摩擦力としては、一般的に杭の長期支持力相当とし、それ以上の力が杭に作用した場合に挿通が始まるようにしておく。そして、建物直下の地盤に圧密沈下等が生じない場合には、第一の挿通体と第二の挿通体との間での挿通が起こらないように摩擦発生手段の油圧力を調整しておく。すると、このように摩擦発生手段を調整した状態のもとで、建物直下の地盤が圧密等の沈下を生じると、地盤反力は低下し、杭で支持される荷重が増加するものの、反力調整装置の摩擦力以上になると挿通が起こることによって建物が沈下し、地盤反力が回復する。
【0042】
本発明の基礎構造は、杭基礎が、前述したように異常発生により一定以上の力が加わったとき挿通あるいは摺動を起こし、この加わった力を低減するようにした反力調整装置を有しているので、特に建物直下の地盤に圧密等の沈下が発生して杭基礎に長期支持力相当以上の力が加わった際、反力調整装置によってこの力を低減し、建築物に損傷がもたらされるのを防止することができ、これにより地震等の対策にも極めて有用なものとなる。したがって、特に重要度の高い建築物や構造物の構造部材として有効なものとなる。
【0043】
また、重量が基礎に対して不均一になるような建物に対しては、杭基礎の配置を調整することにより、地盤反力を均一にし、地盤の不同沈下を防止することができる。
また、杭基礎と直接基礎とを併用するため、地震時に水平抵抗のみならず地盤への逸散減衰も起こり、したがって杭基礎の反力調整装置による作用と合わさることにより極めて耐震性の高い基礎となる。
さらに、従来の杭基礎構造に比べて杭基礎の本数を1/2〜1/3程度に低減することができ、したがってコストの点でも工期の点でも極めて有利なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の基礎構造の一実施形態例を示す概略構成図である。
【図2】 本発明の杭基礎の一例の概略構成を示す要部斜視図である。
【図3】 図2に示した杭基礎の概略構成を示す図であり、(a)は要部側断面図、(b)は横断面図、(c)は内挿体の要部正面図である。
【図4】 (a)〜(d)は本発明の杭基礎の施工方法を工程順に説明するための側断面図である。
【図5】 反調整装置における、荷重と変形との関係を説明するためのグラフである。
【図6】 本発明の杭基礎の他の例の概略構成を示す図であり、(a)は要部側断面図、(b)は横断面図、(c)は反力調整装置の一部を基礎版内に設置した場合の要部側断面図である。
【図7】 従来の杭基礎構造の一例を示す側断面図である。
【図8】 従来の直接基礎構造の一例を示す側断面図である。
【図9】 従来の直接基礎構造の課題を説明するための側断面図である。
【図10】 従来の杭基礎と直接基礎とを併用した基礎構造の課題を説明するための側断面図である。
【符号の説明】
5…地盤、10…基礎構造、11…建物、12…直接基礎部分(直接基礎)、13、40…杭基礎、14、41…反力調整装置、15…基礎版、16…内挿体、17…外挿体、19、45…摩擦発生部(摩擦発生手段)、20、46…油収容部、21、47…油、22、48…油圧調整バルブ、23、49…膜、24、50…スリット鋼管、25…スリット、26…細板部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pile foundation used as a foundation of a building and a foundation structure using the pile foundation and a direct foundation in combination.
[0002]
[Prior art]
As a foundation structure generally adopted for a building, a pile foundation structure that supports the building 1 with a large number of
[0003]
However, in the foundation structure using the pile foundation, since the number of piles is calculated on the assumption that the pile supports the entire weight of the building, the number of piles to be used becomes very large, and the construction period is Cost and cost.
[0004]
In addition, in the foundation structure based on the direct foundation, since the entire weight of the building is supported by the ground (ground reaction force), it cannot be established if the ground strength of the ground is not sufficient. In addition, as shown in FIG. 9, the subsidence occurs in the
[0005]
Since there are disadvantages in both the pile foundation structure and the direct foundation structure, a foundation structure using both a pile foundation and a direct foundation as shown in FIG. 10 is proposed to compensate for these disadvantages. It has been implemented. That is, in the example shown in FIG. 10, the place where the weight of the building 4 is large is supported by the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a foundation structure using a pile foundation and a direct foundation in combination, as shown in FIG. 10, it is reported that
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances. The purpose of the present invention is to make up for the shortcomings of the pile foundation and the shortcomings of the foundation directly, and to combine these advantages with this foundation structure. It is to provide a pile foundation to be used.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The pile foundation according to claim 1 of the present invention is a pile foundation that is driven or embedded in the ground or a foundation slab, and the pile head portion is connected to the building to support the building. A first insertion body connected to the first insertion body, a second insertion body inserted into or inserted into the first insertion body, and one of the first insertion body and the second insertion body. An oil storage portion, and the wall of the oil storage portion presses the other wall surface of the first insertion body and the second insertion body by the oil pressure of the oil storage portion, The means for solving the above-mentioned problems is that a reaction force adjusting device including a friction generating means for increasing the frictional force during insertion between the insertion body and the second insertion body is provided.
[0009]
According to this pile foundation, the following effects are achieved by providing the reaction force adjusting device. Since the first insertion body or the second insertion body is provided with the friction generating means, the wall surface of the first insertion body or the second insertion body is pressed by the friction generation means, and the insertion between these insertion bodies is performed. The frictional force at the time is increased, so that the insertion between the first insertion body and the second insertion body is less likely to occur. Here, the frictional force for insertion is generally equivalent to the long-term support force of the pile, and the insertion starts when a force greater than that acts on the pile. Therefore, when consolidation settlement or the like does not occur in the ground directly under the building, the oil pressure of the friction generating means is adjusted so that the insertion between the first insertion body and the second insertion body does not occur. . When the ground directly under the building causes settlement such as consolidation under the condition that the friction generating means is adjusted in this way, the ground reaction force decreases and the load supported by the pile increases, but the reaction force adjustment device If the frictional force exceeds the value, the building will sink due to the insertion, and the ground reaction force will recover.
[0010]
In the foundation structure of the present invention, the foundation structure is a combination of a direct foundation using ground reaction force and a pile foundation using support force by a pile, and the above-mentioned reaction force adjusting device is provided as a pile foundation. It was set as the solution of the said subject to use the pile foundation which becomes.
[0011]
According to this foundation structure, as described above, the pile foundation is inserted when a certain level of force is applied to the ground directly below the building due to consolidation or other subsidence, and the applied force is maintained at the equivalent of the long-term bearing capacity of the pile. And a reaction force adjusting device that always keeps the building in contact with the ground. For this reason, when an excessive force is applied to the pile due to consolidation settlement or the like, the pile is protected by the reaction force adjusting device, and damage to the building is prevented.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail below.
FIG. 1 is a view showing an embodiment of the foundation structure of the present invention. In FIG. 1,
[0013]
The
[0014]
At the upper end of the
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The hydraulic
[0018]
The position where the hydraulic
Further, since the hydraulic
[0019]
The
[0020]
On the
[0021]
In addition, between the upper end of the
[0022]
As shown in FIG. 1A, the number and arrangement of the
[0023]
In this way, when the
[0024]
The frictional force is adjusted by adjusting the oil
[0025]
The
In addition, when the ground directly under the building is subsidized or the like, and a force exceeding a predetermined value is applied to the
[0026]
At this time, since the lubricant is applied on the
[0027]
Here, the reduction mechanism by friction will be described. The frictional force includes a static frictional force generated just before starting to slide and a dynamic frictional force generated while sliding, but the dynamic frictional force is smaller than the static frictional force. Therefore, in this example, by applying a lubricant to the sliding surface that becomes the friction surface, the difference between the dynamic friction force and the static friction force is reduced, and the load P has a predetermined value as shown in FIG. The deformation δ hardly occurs before exceeding, and when the load P exceeds a predetermined value (when it reaches the predetermined value), the sliding (deformation) is caused quickly, and the force (load P) applied by the static friction force and further the dynamic friction force ).
[0028]
In the
[0029]
In addition, for buildings where the weight is uneven with respect to the foundation, by adjusting the pile arrangement of the
Moreover, since the
Furthermore, the number of pile foundations can be reduced to about 1/2 to 1/3 compared with the conventional pile foundation structure as shown in FIG. 7, and therefore it is extremely advantageous both in terms of cost and construction period. It becomes.
[0030]
Further, the reaction
[0031]
In addition, in the reaction
[0032]
6 (a) and 6 (b) are diagrams showing an example of a pile foundation having a friction generating portion configured to exhibit such an action. In these drawings,
[0033]
A
[0034]
The
[0035]
The
[0036]
The hydraulic
Moreover, in this
[0037]
In the
[0038]
And when consolidation settlement etc. do not arise in the ground just under a building, the oil pressure of the
[0039]
In the reaction
[0040]
Further, in the above example, the
[0041]
【The invention's effect】
As described above, the pile foundation in the present invention is provided with friction generating means on the first insertion body or the second insertion body, and the friction generation means presses the wall surface of the first insertion body or the second insertion body. And since the frictional force at the time of the insertion between these insertion bodies is improved, the insertion between the 1st insertion body and the 2nd insertion body can be made hard to occur. Here, the frictional force for insertion is generally equivalent to the long-term support force of the pile, and insertion is started when a force greater than that acts on the pile. And when consolidation settlement etc. do not occur in the ground directly under the building, the oil pressure of the friction generating means is adjusted so that the insertion between the first insertion body and the second insertion body does not occur. . Then, when the ground directly under the building causes settlement such as consolidation under the condition that the friction generating means is adjusted in this way, the ground reaction force decreases and the load supported by the pile increases, but the reaction force When the friction force of the adjusting device is exceeded, the building sinks due to the insertion, and the ground reaction force recovers.
[0042]
The foundation structure of the present invention includes a reaction force adjusting device that causes the pile foundation to be inserted or slid when a certain amount of force is applied due to an abnormality as described above, and to reduce the applied force. Therefore, especially when subsidence such as consolidation occurs on the ground directly under the building and a force equal to or longer than the long-term support force is applied to the pile foundation, this force is reduced by the reaction force adjustment device, causing damage to the building This makes it extremely useful for earthquake countermeasures. Therefore, it becomes effective as a structural member of a particularly important building or structure.
[0043]
In addition, for buildings where the weight is uneven with respect to the foundation, the ground reaction force can be made uniform and the uneven settlement of the ground can be prevented by adjusting the arrangement of the pile foundation.
In addition, since the pile foundation and the direct foundation are used together, not only horizontal resistance but also decay attenuation to the ground occurs at the time of the earthquake, and therefore combined with the action by the reaction force adjusting device of the pile foundation, Become.
Furthermore, the number of pile foundations can be reduced to about 1/2 to 1/3 compared with the conventional pile foundation structure, and therefore, it is extremely advantageous both in terms of cost and construction period.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a basic structure of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a main part showing a schematic configuration of an example of a pile foundation according to the present invention.
3 is a diagram showing a schematic configuration of the pile foundation shown in FIG. 2, wherein (a) is a cross-sectional side view of the main part, (b) is a cross-sectional view, and (c) is a front view of the main part of the insert. It is.
FIGS. 4A to 4D are side sectional views for explaining the pile foundation construction method of the present invention in the order of steps;
FIG. 5 is a graph for explaining the relationship between load and deformation in the counter-adjusting device.
FIGS. 6A and 6B are diagrams showing a schematic configuration of another example of the pile foundation of the present invention, wherein FIG. 6A is a cross-sectional side view of a main part, FIG. 6B is a cross-sectional view, and FIG. It is principal part side sectional drawing at the time of installing a part in a basic version.
FIG. 7 is a side sectional view showing an example of a conventional pile foundation structure.
FIG. 8 is a side sectional view showing an example of a conventional direct foundation structure.
FIG. 9 is a side sectional view for explaining a problem of a conventional direct foundation structure.
FIG. 10 is a side sectional view for explaining a problem of a foundation structure in which a conventional pile foundation and a direct foundation are used in combination.
[Explanation of symbols]
5 ... Ground, 10 ... Foundation structure, 11 ... Building, 12 ... Direct foundation part (direct foundation), 13, 40 ... Pile foundation, 14, 41 ... Reaction force adjustment device, 15 ... Foundation version, 16 ... Interpolated body, 17 ... Extrapolated body, 19, 45 ... Friction generating part (friction generating means), 20, 46 ... Oil accommodating part, 21, 47 ... Oil, 22, 48 ... Hydraulic adjustment valve, 23, 49 ... Membrane, 24, 50 ... Slit steel pipe, 25 ... Slit, 26 ... Thin plate part
Claims (5)
前記杭基礎として、請求項1、2、3又は4記載の杭基礎を用いてなることを特徴とする基礎構造。It is a foundation structure that combines a direct foundation that uses ground reaction force and a pile foundation that uses support force by a pile,
A foundation structure using the pile foundation according to claim 1, 2, 3, or 4 as the pile foundation.
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