JP4558522B2 - 建物の基礎構造 - Google Patents

Description

本発明は、地盤沈下によっても土間コンクリートにひび割れが発生することを防止することが可能で、土間コンクリートによる地震時の杭頭変形抑制作用や杭を一体的に挙動させる作用を保証することができる建物の基礎構造に関する。

従来、この種の建物の基礎構造に関しては、例えば特許文献１が知られている。この特許文献１では、杭頭部と柱脚部とを鋼管を介して軸方向に接合してなる基礎を施工するに際し、杭を施工した後、杭頭部に鋼管の下半部を装着して鋼管内にコンクリートを打設することにより鋼管の下半部を杭頭部に対して固定し、しかる後に鋼管内に柱脚部を挿入して柱を立設し、鋼管内にコンクリートをさらに打設して柱脚部を鋼管に対して固定するようにしていて、その際、地盤上に土間コンクリートを打設して土間コンクリートにより杭頭部の水平変位を拘束するようにしている。
特開２００１−２８８７５５号公報

ところで、特許文献１にあっては、杭頭部の水平変位を土間コンクリートで拘束するのに、杭頭部に装着した鋼管上に、当該鋼管から突出する柱脚部を取り囲むようにして杭間に土間コンクリートを打設するようにしていた。このような基礎構造において、地盤沈下が発生して杭間の地盤が下がった場合、地盤上の土間コンクリート部分は沈下する一方で、柱脚部周りの鋼管上の土間コンクリート部分は沈降せず、当該土間コンクリートにひび割れが発生してしまうという課題があった。そしてこのようにひび割れが発生して土間コンクリートが地面から離れた状態になると、当該土間コンクリートの水平方向に対する面外剛性によって期待できる地震時の杭頭変形を抑制する効果や杭を一体的に挙動させる効果が失われてしまうこととなっていた。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、地盤沈下によっても土間コンクリートにひび割れが発生することを防止することが可能で、土間コンクリートによる地震時の杭頭変形抑制作用や杭を一体的に挙動させる作用を保証することができる建物の基礎構造を提供することを目的とする。

本発明にかかる建物の基礎構造は、フーチングがなく、かつ梁で相互に連結されない各杭の杭頭部をそれぞれ、各柱の柱脚部に鋼管を介して接合した建物の基礎構造であって、各杭間の地盤上に、当該地盤表面との間に摩擦による抵抗力を発生するように接して、かつ上記鋼管に対し隙間を隔てて該地盤の沈み込み方向へ相対移動自在に土間コンクリートを形成すると共に、上記鋼管と上記土間コンクリートとの間の上記隙間にこれを塞いで、上記杭頭部に発生する変形を上記地盤表面との間の摩擦力による抵抗作用を発生する該土間コンクリートに伝達するための緩衝材を設けたことを特徴とする。

前記柱に相対移動自在に化粧材を設け、該化粧材を前記土間コンクリート上に支持させたことを特徴とする。

前記柱を前記鋼管内に挿入される鋼柱とし、該鋼柱の周囲に上記鋼管の外径寸法相当の被覆コンクリート部を形成したことを特徴とする。

本発明にかかる建物の基礎構造にあっては、地盤沈下によっても土間コンクリートにひび割れが発生することを防止でき、これに加えてさらに、鋼管と土間コンクリートとの間の隙間にこれを塞いで、杭頭部に発生する変形を地盤表面との間の摩擦力による抵抗作用を発生する土間コンクリートに伝達するための緩衝材を設けたので、地震によって発生する杭頭変形を、土間コンクリートに適切に伝達できて、地盤表面との間の摩擦力による抵抗作用を確実に発生させることができ、土間コンクリートによる地震時の杭頭変形抑制作用や杭を一体的に挙動させる作用を確実に保証することができる。

以下に、本発明にかかる建物の基礎構造の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態にかかる建物の基礎構造は図５に示すように、地中に打設され、梁１で相互に連結された柱２の柱脚部２ａと接合されて建物３を支持する杭４に、フーチングを備えず、かつ杭４相互を基礎梁で連結することのない構造で、低・中層建物に適用して合理的なものである。各杭４と各柱２とは、杭頭部４ａに設けた鋼管５内に柱脚部２ａを挿入した上で、鋼管５内にコンクリートＣを打設することで接合される。

ところで、本実施形態にかかる建物の基礎構造は基本的には図１に示すように、各杭４間の地盤Ｇ上に、鋼管５に対し相対移動自在に、特に地盤Ｇの沈み込み方向に沿う両者の相対移動を許容するように、土間コンクリート６を形成して構成される。具体的には、鋼管５が、根切りした地盤Ｇよりも上方へ突出させて設置され、この鋼管５に対し、僅かな隙間を隔てて縁を切った態様で、当該鋼管５を取り囲むように各杭４間に土間コンクリート６が打設される。鋼管５と土間コンクリート６との間の環状の隙間には、これを塞ぐための緩衝材７を設置することが好ましい。緩衝材７としては、撤去が容易なアスファルトやスタイロフォームを用いることが望ましい。

土間コンクリート６について説明すると、上記建物の基礎構造にあっては、杭４同士を基礎梁で連結していないことから、地震荷重が作用した際、各杭４がそれぞれバラバラに動く可能性がある。極端に変形量の大きい杭４や小さい杭４が発生したり、それぞれの杭４が別々の方向に動いたりすると、上部構造に想定外の変形や応力が発生するおそれがある。土間コンクリート６を杭頭レベル（杭頭部４ａ近傍）に設け、この土間コンクリート６を基礎梁の代わりとなるような剛性で構築することにより、当該土間コンクリート６により、杭４同士を一体的に挙動させることができる。

また、土間コンクリート６は、地盤Ｇ表面に接する態様で構築される。このように構築すると、地震時に水平力が作用した際、杭４の剛性で抵抗できることに加えて、土間コンクリート６と地盤Ｇ表面との間に発生する摩擦も抵抗力となり、効果的に杭４の変形が抑制されて、耐震強度を向上できる。さらに、土間コンクリート６がその上に構築される地盤Ｇについては、地盤改良を施すことによって土間コンクリート６と地盤Ｇ表面との密着性を高めることができ、より大きな摩擦力を期待することができる。

本発明が対象とする建物の基礎構造にあっては、上述したように土間コンクリート６の構造的健全性と、地盤Ｇに対する土間コンクリート６の設置状態の維持とがきわめて重要である。そして本実施形態にあっては、各杭４間の地盤Ｇ上に、縁切りによって鋼管５に対し相対移動自在に土間コンクリート６を形成したので、地盤沈下が生じた場合、土間コンクリート６は、杭４や鋼管５に拘束されることなく、地盤Ｇとともに沈降し、従って土間コンクリート６に亀裂やひび割れが発生することを防止することができる。従って、土間コンクリート６は構造的に健全な状態が維持され、土間コンクリート６に所定の面外剛性を期待することができて、杭４が一体に挙動する作用を保証することができる。また、土間コンクリート６は沈下する地盤Ｇとともに沈み込むので、地盤Ｇに対する土間コンクリート６の設置状態も確実に維持することができ、両者間の摩擦による杭変形の抑制効果も適切に確保することができる。これにより、土間コンクリート６による地震時の杭頭変形抑制作用を保証することができる。

さらに、隙間を塞ぐための緩衝材７は、僅かな寸法に設定されるので、地震によって発生する杭頭変形を、土間コンクリート６に適切に伝達でき、地盤Ｇ表面との間の摩擦力による抵抗作用を確実に発生させることができる。

また、ひび割れなどが発生しないので、土間コンクリート６の外観を維持することができる。さらに、地盤沈下が生じて土間コンクリート６の高さ位置が鋼管５に対して下降すると、それまで隙間であった部分に設置していた緩衝材７が露出する。緩衝材７として、アスファルトやスタイロフォームを使用することで、簡単に撤去することが可能で、撤去することにより鋼管５周りの美観を維持することができる。

他方、図２に示すように、土間コンクリート６が地盤Ｇとともに沈下した際に、土間コンクリート６が下降して露出した鋼管部分Ｘについては、これをその内部のコンクリートともに取り去ることによっても、柱脚部２ａ周りの美観を容易に維持することができる。

図３には、上記実施形態の変形例が示されている。この変形例にあっては、土間コンクリート６が下降した場合における柱脚部２ａの美観を維持するために、柱２を取り囲む中空筒体状の化粧材８が設けられている。化粧材８は、鋼管５の外径寸法よりもわずかに大きな内径寸法で形成され、鋼管５周囲の土間コンクリート６上に支持されて設置される。化粧材８は、下端が開口される一方で、上端には、柱２周囲との隙間を塞ぐフランジ８ａが形成される。そしてこのフランジ８ａの内縁には、柱２表面との間に位置させて、滑り材９が取り付けられ、この滑り材９によりフランジ８ａ、ひいては化粧材８が、柱２に対して上下方向に円滑に相対移動できるようになっている。このような変形例にあっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。

特にこの変形例にあっては、土間コンクリート６が下降すると、その下降に応じて化粧材８も柱２に対して下方にスライド移動し、これにより土間コンクリート６が沈み込んでも自動的に柱脚部２ａの美観を維持することができて、上記実施形態のように緩衝材７や露出した鋼管部分Ｘの撤去などの手間を要することがないという利点がある。

図４には、上記実施形態の他の変形例が示されている。この変形例にあっては、土間コンクリート６が下降した場合における柱脚部２ａの美観を維持するにあたり、被覆コンクリート部１０を設けるようにしていて、鋼管５内に挿入される柱２が鋼柱であることを前提として構成される。この変形例では、柱２の周囲に、鋼管５の外径寸法相当の被覆コンクリート部１０が、鋼管５と一連に形成される。すなわち、被覆コンクリート部１０は鋼管５の周側面とほぼ面一に形成される。被覆コンクリート部１０は、構造強度に算入される構成であっても、単なる化粧材であっても、いずれでも良い。このような変形例にあっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。

殊にこの変形例にあっては、土間コンクリート６が下降しても、常に被覆コンクリート部１０もしくはその下方の鋼管５の表面が露出されるだけであって、従って、土間コンクリート６が下降しても自動的に柱脚部２ａの美観を維持することができ、上記変形例と同様に緩衝材７や露出した鋼管部分Ｘの撤去などの手間を要することがないという利点がある。

本発明にかかる建物の基礎構造の好適な一実施形態を示す概略側断面図である。 図１の建物の基礎構造において、鋼管部分を取り去った状態を示す概略側断面図である。 本発明にかかる建物の基礎構造の変形例を示す説明図である。 本発明にかかる建物の基礎構造の他の変形例を示す説明図である。 本発明にかかる建物の基礎構造が適用される基礎部分を示す概略斜視図である。

符号の説明

２ 柱
２ａ 柱脚部
４ 杭
４ａ 杭頭部
５ 鋼管
６ 土間コンクリート
７ 緩衝材
８ 化粧材
１０ 被覆コンクリート部
Ｇ 地盤

Claims (3)

1. フーチングがなく、かつ梁で相互に連結されない各杭の杭頭部をそれぞれ、各柱の柱脚部に鋼管を介して接合した建物の基礎構造であって、各杭間の地盤上に、当該地盤表面との間に摩擦による抵抗力を発生するように接して、かつ上記鋼管に対し隙間を隔てて該地盤の沈み込み方向へ相対移動自在に土間コンクリートを形成すると共に、上記鋼管と上記土間コンクリートとの間の上記隙間にこれを塞いで、上記杭頭部に発生する変形を上記地盤表面との間の摩擦力による抵抗作用を発生する該土間コンクリートに伝達するための緩衝材を設けたことを特徴とする建物の基礎構造。
2. 前記柱に相対移動自在に化粧材を設け、該化粧材を前記土間コンクリート上に支持させたことを特徴とする請求項１に記載の建物の基礎構造。
3. 前記柱を前記鋼管内に挿入される鋼柱とし、該鋼柱の周囲に上記鋼管の外径寸法相当の被覆コンクリート部を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の建物の基礎構造。

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