JP4716216B2

JP4716216B2 - 杭頭接合構造

Info

Publication number: JP4716216B2
Application number: JP2005222633A
Authority: JP
Inventors: 裕志杉本
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2005-08-01
Filing date: 2005-08-01
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2025-08-01
Also published as: JP2007039902A

Description

本発明は、杭と柱と基礎構造体とを接合させた杭頭接合構造に関する。

従来より、杭と上部構造体とを接合させる杭頭接合構造として、地震時の杭の損傷を防止するべく、杭頭を半剛接する構造が提案されている。従来の半剛接による杭頭接合構造としては、杭の上端面に、上方に向かってテーパー状に窄まった形状の接合部が形成され、この接合部の上端面にフーチング等の基礎構造体が形成され、基礎構造体上に柱が立設された構成となっている（例えば、特許文献１，２，３参照。）。

また、従来の半剛接による杭頭接合構造として、杭の上端面に、杭径よりも小さい径の接合部が形成され、この接合部の上端面にフーチング等の基礎構造体が形成され、基礎構造体上に柱が立設された構成からなる杭頭接合構造があり、また、この杭頭接合構造において、接合部の外周を鋼管で覆い、大地震時による大変形にも耐え得る構成としたものがある（例えば、特許文献４参照。）。
特開２００３−３１３８６１号公報特開２００３−８２６８８号公報特開２００２−２４２２０７号公報登録実用新案第３０５８７２３号公報

しかしながら、上記した従来の杭頭接合構造では、杭頭部と柱脚部との間に基礎構造体および接合部が介在された構成からなるため、例えば、柱からの応力は、まず基礎構造体に伝達され、そして基礎構造体から接合部、杭頭部へと伝達されることになり、また、杭からの応力は、接合部、基礎構造体に伝達された後、柱に伝達されることになり、柱（上部構造）と杭との間で大きな応力伝達が困難な構成となっているという問題が存在する。また、柱と杭との間における応力伝達は、基礎構造体を介して行われるため、柱と杭との間で応力伝達が行われる際、その応力が基礎構造体にも作用することになり、基礎構造体が負担する応力度が大きくなるという問題が存在する。

本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、半剛接合により杭の損傷を防止するとともに、柱（上部構造）と杭との間における大きな応力の伝達を可能にすることを目的としている。また、基礎構造体に作用する応力を低減させることを目的としている。

請求項１記載の発明に係る杭頭接合構造は、杭の上端面が無収縮モルタル又は高強度コンクリートで平滑に仕上げられ、該無収縮モルタル又は高強度コンクリートの上に柱が直接立設され、該柱には、杭から離間した状態で形成された基礎構造体が接合されており、前記柱の柱脚部の水平断面形状が、前記杭の水平断面形状よりも小さく、且つ、前記基礎構造体の上方の柱中間部の水平断面形状よりも大きくなっていると共に、前記柱脚部の上端が前記基礎構造体の内側に位置することで、杭と柱とが半剛接合されていることを特徴としている。

このような特徴により、杭頭の固定度が低減され、杭頭が半剛接合されるとともに、杭と柱とが直接接合された構成になっていることで、柱と杭との間で直接応力伝達が行われることになる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の杭頭接合構造において、杭と基礎構造体との間の範囲にある柱下端部の柱主筋に、防錆処理が施されていることを特徴としている。

このような特徴により、柱下端部の柱主筋が水分によって酸化することが防止される。

本発明に係る杭頭接合構造によれば、杭頭は半剛接合されるとともに、柱と杭との間で直接応力伝達が行われるため、杭の損傷は防止することができるとともに、柱（上部構造）と杭との間における大きな応力の伝達を可能にすることができ、さらに、基礎構造体に作用する応力を低減させることができる。

また、杭と基礎構造体との間の範囲にある柱下端部の柱主筋に防錆処理を施すことで、柱主筋が水分によって酸化することが防止され、これによって、地中に埋設されて地盤に直接接触するため水分が浸透し易い環境にある柱下端部の劣化を抑制することができる。

以下、本発明に係る杭頭接合構造の実施の形態について、図面に基いて説明する。
図１は杭頭接合構造を表す鉛直断面図であり、図２は図１に示すＡ−Ａ間の水平断面図である。

図１，図２に示すように、本実施形態に係る杭頭接合構造の概略構成としては、杭１の上端面に、鉄筋コンクリート造の柱２が直接立設され、この柱２の側面に鉄筋コンクリート造の基礎梁３が接合された構成からなっている。

杭１は、場所打ちコンクリート杭工法によって地盤中に鉛直に打設された杭であり、円柱形状の杭コンクリート体４の中に図示せぬ鉄筋籠が埋設された構成からなっている。杭１の上端面は、無収縮モルタル又は高強度コンクリート５によって平滑に仕上げられている。

柱２は、杭１の断面と比較して小断面の構造体であって、杭１と同一軸線上になるように配置されている。また、柱２は、断面視矩形の柱コンクリート体６と、柱コンクリート体６内に埋設されて鉛直方向に延在する複数の柱主筋７と、柱主筋７に直交させて配筋されているとともに所定間隔をあけて複数配筋された複数のフープ筋８とから構成されている。また、柱２の柱脚部２ａは、その断面形状および長さが、杭１と柱２とが半剛接合になるために必要な杭頭固定度になるように設定されている。具体的には、柱脚部２ａの水平断面形状が基礎梁３より上方の柱中間部２ｂとは別に設定され、柱脚部２ａの水平断面形状が柱中間部２ｂの水平断面形状よりも大きく形成されている。

柱主筋７の下端部は、杭頭部１ａ内まで伸延されており、杭コンクリート体４に定着されており、また、柱主筋７は、柱脚部２ａの柱主筋７ａと柱中間部２ｂの柱主筋７ｂとに分離されて設けられている。柱脚部２ａの柱主筋７ａは、杭頭部１ａおよび柱脚部２ａに亘って延在され、その下端部が杭頭部１ａ内に定着されている。また、柱脚部２ａの柱主筋７ａのうち、杭１の上端面から基礎梁３の底面までの範囲の部分には、防錆用の被覆材９が装着され、防錆処理が施されている。柱中間部２ｂの柱主筋７ｂは、柱脚部２ａおよび柱中間部２ｂに亘って延在され、その下端部が柱脚部２ａ内に定着されている。

基礎梁３は、柱２と直交する方向に延在された構造体であり、基礎梁３と柱２とは、一体的に接合されている。基礎梁３は、杭１と柱２とが半剛接合されるのに必要な杭頭固定度になるように、杭１の上方に所定の間隔をあけて形成されており、杭１から離間されて杭１と縁が切られた状態、つまり、杭１の上端面から浮いた状態になっている。また、基礎梁３の柱２側の端部には、梁フカシ部１１が仕口部１０を囲うフーチング状に形成されており、梁フカシ部１１によって仕口部１０が補強されて耐力が確保されている。

次に、上記した構成からなる杭頭接合構造を施工する工程について説明する。

まず、周知の場所打ちコンクリート杭工法によって、杭１を地盤に打設する工程を行う。このとき、杭頭部１内に柱脚部２ａの柱主筋７ａ下端部を挿装させ、杭１の上端面から複数の柱主筋７ａを突出させておくとともに、この柱主筋７ａの中間部に被覆材９を被覆させておく。

次に、地盤を掘削して杭１の頭出しを行った後、杭頭余盛り部分を撤去し、杭１の上端面の上方に柱中間部２ｂの複数の柱主筋７ｂをそれぞれ配筋するとともに複数のフープ筋８を所定間隔で配筋し、さらに、基礎梁３および梁フカシ部１１の図示せぬ鉄筋を配筋する工程を行う。このとき、杭頭部１ａの上端面を無収縮モルタル又は高強度コンクリート５によって平滑に仕上げておく。なお、杭頭部１ａ上端面の仕上げを無収縮モルタルで行う場合は、杭頭部１ａ上端面を囲うように図示せぬ型枠を建て込んだ後、無収縮モルタル材を上端面の凹凸が隠れる程度まで流し込む。一方、杭頭部１ａ上端面の仕上げを高強度コンクリートで行う場合は、杭頭余盛り部分を撤去する際に、杭頭部１の上端部の鉄筋が露出する程度（杭頭レベルから３００ｍｍ程度下）まで撤去し、杭頭部１ａ上端面を囲うように図示せぬ型枠を建て込んだ後、コンクリートを杭頭レベルまで打設する。

次に、柱２および基礎梁３（梁フカシ部１１を含む）の図示せぬ型枠を建て込み、柱２および基礎梁３のコンクリート打設を行う工程を行う。なお、コンクリート打設は、柱２の下端から基礎梁３の上端面まで一度に打設してもよく、或いは、基礎梁３の中間位置で打ち継いでもよく、基礎梁３の上方の柱２まで一度に打設してもよい。
最後に、図示せぬ型枠を脱型した後、埋め戻しを行って完了する。

上記した構成からなる杭頭接合構造によれば、杭１の上端面に柱２が直接立設され、この柱２の柱脚部２ａの断面形状および長さが、杭１と柱２とを半剛接合させるのに必要な杭頭固定度になるように設定されているとともに、柱２には、杭１と離間した状態で形成された基礎梁３が接合されていることで、杭頭の固定度が低減され、杭頭は半剛接合されるため、杭の損傷は防止することができる。また、杭１と柱２とが直接接合された構成になっていることで、杭１と柱２との間で直接応力伝達が行われることになるため、柱２（上部構造）と杭１との間における大きな応力の伝達を可能にすることができ、さらに、基礎梁３に作用する応力を低減させることができる。

また、杭１と基礎構造体３との間の範囲にある柱２下端部の柱主筋７ａに防錆処理を施すことで、柱主筋７ａが水分によって酸化することが防止され、これによって、地中に埋設されて地盤に直接接触するため水分が浸透し易い環境にある柱２下端部の劣化を抑制することができる。

以上、本発明に係る杭頭接合構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

また、本発明は、図３に示すように、柱１０２の柱脚部１０２ａのうち、杭１０１の上端面と基礎梁１０３の底面との間にある範囲の部位を、鋼管１１０で巻いて補強してもよく、また、コンクリート充填鋼管柱（ＣＦＴ）構造としてもよい。

また、上記した実施の形態では、杭１は場所打ちコンクリート杭からなっているが、本発明は、杭として鋼管杭やＰＨＣ杭等の筒状の既製杭を使用してもよい。
また、上記した実施の形態では、鉄筋コンクリート造からなる断面矩形状の柱２が杭１の上端面に立設された構成となっているが、本発明は、鉄骨造や鉄骨鉄筋コンクリート造、ＣＦＴ構造の柱であってもよく、また、断面円形状の柱やその他の断面形状の柱であってもよい。
また、上記した実施の形態では、基礎構造体として鉄筋コンクリート造の基礎梁３が柱２に接合されているが、本発明は、図４に示すように、杭２０１の上端面に立設された柱２０２に杭２０２と縁を切って形成されたマットスラブ２０３が接合された構成でもよく、或いは、基礎構造体としてその他の構造体を柱に接合させてもよい。
また、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、上記した各部の構成を、適宜組み合わせた杭頭接合構造であってもよい。
また、上記した実施の形態では、杭１と基礎構造体３との間の範囲にある柱２下端部の柱主筋７ａに防錆処理を施しているが、請求項１記載の発明は、防錆処理を施さなくてもよい。

本発明に係る実施の形態を説明するための鉛直断面図である。図１に示すＡ−Ａ間の水平断面図である。本発明に係る他の実施の形態を説明するための鉛直断面図である。本発明に係る他の実施の形態を説明するための水平断面図である。

符号の説明

１，１０１，２０１杭
２，１０２，２０２柱
２ａ，１０２ａ柱脚部
３，１０３基礎梁（基礎構造体）
７ａ柱脚部の柱主筋
２０３マットスラブ（基礎構造体）

Claims

杭の上端面が無収縮モルタル又は高強度コンクリートで平滑に仕上げられ、該無収縮モルタル又は高強度コンクリートの上に柱が直接立設され、
該柱には、杭から離間した状態で形成された基礎構造体が接合されており、
前記柱の柱脚部の水平断面形状が、前記杭の水平断面形状よりも小さく、且つ、前記基礎構造体の上方の柱中間部の水平断面形状よりも大きくなっていると共に、前記柱脚部の上端が前記基礎構造体の内側に位置することで、杭と柱とが半剛接合されていることを特徴とする杭頭接合構造。
請求項１記載の杭頭接合構造において、
杭と基礎構造体との間の範囲にある柱下端部の柱主筋に、防錆処理が施されていることを特徴とする杭頭接合構造。