JP4550534B2 - 建築物の基礎構造 - Google Patents

Description

本発明は建築物の基礎構造に関し、特に既存建築物を維持したままで既存建築物の上方に新たな階を増築する増築方法において好適に用いられる建築物の基礎構造に関するものである。

従来、例えば２階建て住宅を増築しようとする場合、敷地に余裕があれば空いている敷地を利用して増築することが可能であるが、敷地に余裕が無い場合には増築することができなかった。
しかし、近年の建築基準法の改正や規制緩和などによって、従来は２階建ての建築物しか認可されない地域等においても、３階建ての建築物の建築が許容されるようになってきており、これによって、敷地に余裕が無くても２階建ての建築物を３階建てとする増築が可能となった。

しかしながら、従来、例えば２階建ての建築物を３階建てにするためには、柱や壁、梁等の強度の関係から、２階の上部に更に新規の３階部分を構築することはできず、先ず既存の２階建ての建築物を全て撤去し、その跡地に３階建ての建築物を構築する他はなかったが、このような従来の方法は、不経済であるばかりでなく、産業廃棄物の増加を引き起こし、また居住者は新規建築物が完成するまで転居を強いられることとなっていた。

そこで、このような実情に鑑みて、本願発明者の一人は、既存の建築物を活用し、居住者が一時的にせよ転居することなく、そのまま鉛直方向上方に増築が可能な建築方法を提案し（特許文献１参照）、更にこの方法を中高層建築物の増築に応用した発明（特許文献２参照）をも提案している。
これら特許文献に記載の発明は、図７乃至図９に示すように、既存建築物（Ａ）の基礎の外側に、新たな基礎を設けてその上に新たな柱を立設することにより既設建築物の上方に新規建築物を構築するという斬新な発想に基づいたものであり、従来の増築方法に関わる問題点の多くを解決することができる非常に斬新で優れたものである。

しかしながら、この方法では、図８及び図９において、内部に斜線を施した円にて示すように、既存建築物（Ａ）の基礎（Ｂ）や地中梁（Ｃ）があるために、既存建築物の上方に増築される新規建築物（ａ）のための新たな基礎（ｂ）同士を地中梁（ｃ）により連結することができない場合があるという問題があった。
この問題は、例えば、新たな基礎（ｂ）を既存基礎（Ｂ）から距離を空けて設けることで、少なくとも外周部分については解決することができるかもしれないが、そもそも上記特許文献に開示された増築方法は、敷地に殆ど余裕が無い場合に適用されるものであるから、このような解決方法を採用することは現実的には不可能であった。

特開２０００−２８２６９６号公報 特開２００４−１２４５５８号公報

本発明は上記したような問題点に鑑みてなされたものであって、既存建築物の敷地に余裕が無い場合に用いられる、既存建築物を維持したままで既存建築物の上方に新たな階を増築する増築方法において、新たに設けられる増築用基礎同士を地中梁で連結することなく、増築された建築物に十分な耐震性を付与することができ、既存建築物の基礎や地中梁の存在を問題とせずに増築を可能とするとともに、施工期間の短縮にも貢献することができる建築物の基礎構造を提供せんとするものである。

請求項１に係る発明は、建築物を支持するための基礎構造であって、建築物の柱を、フーチング、地中梁、基礎スラブ等のコンクリート構造体を介することなく、地中に打ち込んだ杭と接続しており、前記柱の下端部にベースプレートが接合されるとともに、前記杭頭には杭頭プレートが接合され、これらベースプレートと杭頭プレートとが中間プレートを介して接合されており、前記中間プレートが複数本のＨ形鋼からなる鋼材を断面Ｉ字状となる向きで互いに平行に並べて接合して形成したものであり、前記複数本の鋼材の表面に該鋼材の長さ方向と直角方向に補強プレートが配置され、この補強プレートが複数本の鋼材夫々と溶接されていることを特徴とする建築物の基礎構造に関する。
請求項２に係る発明は、前記ベースプレートと中間プレートの間に免震機構が介在されてなることを特徴とする請求項１記載の建築物の基礎構造に関する。

請求項１に係る発明で得られる基礎構造は、建築物の柱を地中に打ち込んだ杭と接続した構造であるため、基礎同士を地中梁で連結せずとも不同沈下を防ぐことが可能で建築物に充分な耐震性を付与することができる。更には、柱がフーチング、地中梁、基礎スラブ等のコンクリート構造体を介することなく杭と接続されているため、基礎構築の施工期間を短縮することができる。
また、地中梁を設けずとも充分な耐震性が得られる基礎構造であるため、既存建築物を維持したままで既存建築物の上方に新たな階を増築する増築方法において、新たに設けられる増築用基礎として用いた場合に、既存建築物の基礎や地中梁の存在を問題とせずに高い耐震性を有する増築建築物を得ることが可能となる。
更に、フーチングや地中梁が不要となるので、その分の掘削工事が必要なくなり、しかも従来の方法では不可避であった、掘り出された土の周囲への堆積や、運搬用のトラックの出入りが不要となるので、工事上の煩雑さや周囲への迷惑を減少させることができる。

また、柱と杭とが、ベースプレートと中間プレートと杭頭プレートを介して接合されているため、柱と杭との接合強度が高く、また接合作業も容易に行うことができる。
更に、中間プレートが、複数本の鋼材をプレート状に接合したものであるため、１枚板のプレートに比べて高強度の中間プレートとなり、しかも所要面積の中間プレートを現場にて容易に得ることができる。
請求項２に係る発明によれば、ベースプレートと中間プレートの間に免震機構が介在されているので、建築物の耐震性を大きく高めることが可能となる。

以下、本発明に係る建築物の基礎構造及びこの構造を用いた建築物の増築方法の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１及び図２は本発明に係る建築物の基礎構造を示す図であって、図１は分解斜視図、図２（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は側面図である。

本発明に係る基礎構造は、図１及び図２に示すように、鋼管柱等からなる建築物の柱（１）を、フーチング、地中梁、基礎スラブ等のコンクリート構造体を介することなく、地中に打ち込まれる鋼管杭等からなる杭（２）と接続してなるものである。

柱（１）の下端部には、該下端面よりも一回り大きい外形を有する鋼板等からなるベースプレート（３）が溶接等の固着手段を用いて接合されている。
また、杭（２）の杭頭には、該杭頭面により一回り大きい外形を有する鋼板等からなる杭頭プレート（４）が溶接等の固着手段を用いて接合されている。

ベースプレート（３）と中間プレート（５）は、ベースプレート（３）の下面を中間プレート（５）の上面に密接させた状態で、ベースプレート（３）の上面から柱（１）の周囲に沿って複数本のアンカーボルト（６）（図２参照、図１では省略）を下方に打ち込んで中間プレート（５）を挿通させることにより固定されている。
杭頭プレート（４）と中間プレート（５）は、杭頭プレート（４）の上面を中間プレート（５）の下面に密接させた状態で、両者を溶接することにより固定されている。
これにより、ベースプレート（３）と杭頭プレート（４）とは、中間プレート（５）を介して接合されている。

中間プレート（５）は、Ｈ型鋼等からなる同じ長さの複数本の鋼材（５１）からなり、これら複数本の鋼材を断面Ｉ字状となる向きで互いに平行に並べ、並べられた鋼材を接合することでプレート状とされたものである。
複数本の鋼材（５１）を接合する方法としては、単に鋼材間を溶接するのみでもよいが、更に図示するように、表面に鋼材（５１）の長さ方向と直角方向に補強プレート（５２）を配置し、この補強プレート（５２）を複数本の鋼材（５１）夫々と溶接する方法を用いると、高い接合強度を得ることができるため好ましい。
このようにして得られた中間プレート（５）の幅方向（鋼材（５１）の幅方向）の両辺には、幅方向端部の強度を補強するために、鋼板等からなる複数本の補強リブ（５３）が縦方向に設けられる。

中間プレート（５）の大きさや形状は、柱や杭の太さ並びに杭の本数に応じて適宜設定することができ、鋼材（５１）の本数や長さを変えることで、所要面積の中間プレートを現場にて容易に得ることができる。
図示のような中間プレート（５）は１枚板のプレートに比べて高い剛性や曲げ強度を有するため好適に用いられる。

図３は本発明に係る基礎構造の様々な実施形態を示す図であって、（ａ）〜（ｄ）図において上方に底面図、下方に正面図が夫々示されている。
（ａ）図は１本の柱（１）に対して１本の杭（２）を接続したもの、（ｂ）図は１本の柱（１）に対して２本の杭（２）を接続したもの、（ｃ）図は１本の柱（１）に対して３本の杭（２）を接続したもの、（ｄ）図は１本の柱（１）に対して４本の杭（２）を接続したもの、である。
このように、本発明に係る基礎構造においては、１本の柱（１）に対して１本又は複数本の杭（２）を接続することができ、１本の柱に接続される杭の本数は、地盤の強度が弱い場合や支えられる建築物の重量が大きい場合等には増やされる。

本発明に係る基礎構造において、当該基礎構造によって支持される建築物が中高層建築物である場合には、図３に示すように、ベースプレート（３）と中間プレート（５）の間に免震機構（７）を介在させることが好ましい。
免震機構（７）としては、免震ゴムや免震ダンパー等の建築物において用いられている公知の免震機構を利用することができる。

以下、上記の構成からなる基礎構造を利用する本発明に係る建築物の増築方法について説明する。
図４は増築前の既存建築物（１０）を示す概略平面図であり、図５及び図６は夫々本発明に係る方法により増築が完了した状態を示す概略平面図及び概略側面図である。尚、図５において、実線斜線部が増築された部分を示している。
本発明に係る増築方法は、既存建築物（１０）（図４参照）の基礎（１１）の外側近傍位置に新たな基礎（１２）を設け、該新たな基礎（１２）の上部に新たな柱（１３）を立設し、既存建築物（１０）の上方において該新たな柱（１３）に梁（１４）を架設して床及び屋根を設けることにより、既存建築物（１０）の上方に所要階数（図示例では３階）の増築階（１５）を設ける増築方法において、新たな基礎（１２）と新たな柱（１３）の接続構造として上記構成からなる基礎構造を用いるものである。

すなわち、本発明に係る増築方法は、既存建築物の基礎の外側に新たな基礎（１２）を設け、該新たな基礎（１２）の上部に新たな柱（１３）を立設するという工程に特徴を有するものであり、以下この工程について詳しく説明する。

先ず、杭（２）を地盤の支持層（Ｓ）に達する深さまで打設して、設計位置の高さで杭頭部を水平に調整した後、図１に示したように杭頭に杭頭プレート（４）を溶接等により接合し、次いで、複数本の鋼材（５１）を上述したような方法で組み合わせて得られた中間プレート（５）を杭頭プレート（４）の上部に設置し、補強プレート（５２）を上面に溶接して中間プレート（５）を補強することにより、新たな基礎（１２）を得る。
そして、中間プレート（５）の上面に、柱（１３）の下端部に対して一体に固定されたベースプレート（４）をアンカーボルト等により固定することにより、新たな基礎（１２）の上部に新たな柱（１３）が一体に接合された基礎構造が得られる。

このようにして得られる基礎構造は、新たな柱（１３）を地盤に支持層まで打ち込んだ杭（２）と接続した構造であるため、新たな基礎（１２）上に増築される建築物の不同沈下を防いで充分な耐震性を付与することができる。
そのため、新たな基礎同士を連結するための地中梁が不要となり、敷地に余裕が無い場合であっても、既存建築物の基礎や地中梁の存在を問題とせずに既存建築物の上方への増築が可能となる。
また、新たな柱を、フーチング、地中梁、基礎スラブ等のコンクリート構造体を介することなく杭と接続するので、従来の杭基礎を用いる場合に比べて施工期間を大幅に短縮することができる。

尚、図５において基礎の図示が省略されているが、既存建築物（１０）の基礎の位置は図８に示した基礎（Ｂ）と同様であり、新たな基礎（１２）の位置は図８に示した基礎（ｂ）と同様である。但し、新たな基礎（１２）については、地中梁（ｃ）が設けられず、その断面積は図８に示したよりも小さくすることができる（図６参照）。

本発明は、既存建築物を維持したままで既存建築物の上方に新たな階を増築する増築方法とこの方法において好適に用いられる基礎構造である。

本発明に係る建築物の基礎構造を示す分解斜視図である。 本発明に係る建築物の基礎構造を示すであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は側面図である。 本発明に係る基礎構造の様々な実施形態を示す図である。 本発明に係る建築物の増築方法についての説明図であって、増築前の既存建築物を示す概略平面図である。 本発明に係る建築物の増築方法についての説明図であって、増築が完了した状態を示す概略平面図である。 本発明に係る建築物の増築方法についての説明図であって、増築が完了した状態を示す概略側面図である。 従来の既存建築物を維持したままで上方に新たな階を増築する方法における問題点を説明する平面図である。 従来の既存建築物を維持したままで上方に新たな階を増築する方法における問題点を説明する基礎部分の平面図である。 従来の既存建築物を維持したままで上方に新たな階を増築する方法における問題点を説明する立面図である。

符号の説明

１ 柱
２ 杭
３ ベースプレート
４ 杭頭プレート
５ 中間プレート
５１ 鋼材
６ アンカーボルト
１０ 既存建築物
１１ 既存建築物の基礎（既存基礎）
１２ 新たな基礎（増築用基礎）
１３ 新たな柱
１４ 梁
１５ 増築階

Claims (2)

1. 建築物を支持するための基礎構造であって、建築物の柱を、フーチング、地中梁、基礎スラブ等のコンクリート構造体を介することなく、地中に打ち込んだ杭と接続しており、前記柱の下端部にベースプレートが接合されるとともに、前記杭頭には杭頭プレートが接合され、これらベースプレートと杭頭プレートとが中間プレートを介して接合されており、前記中間プレートが複数本のＨ形鋼からなる鋼材を断面Ｉ字状となる向きで互いに平行に並べて接合して形成したものであり、前記複数本の鋼材の表面に該鋼材の長さ方向と直角方向に補強プレートが配置され、この補強プレートが複数本の鋼材夫々と溶接されていることを特徴とする建築物の基礎構造。
2. 前記ベースプレートと中間プレートの間に免震機構が介在されてなることを特徴とする請求項１記載の建築物の基礎構造。

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