JP4925267B2 - 独立基礎及びその構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、建物の基礎、特に独立基礎の構造及びその構築方法に関するものである。

図５を参照して、従来の独立基礎について説明すると、厚さ１００ｍｍ程度の砕石層５１の上に、１辺７５０ｍｍ、厚さ２００ｍｍ程度のベース部５２の上部中央から、１辺２５０ｍｍ、高さ５００ｍｍ程度の上方に延びる柱状の立上り部５３が設けられた独立基礎５０が周知である。
独立基礎５０の立上り部５３の上端部は地上に露出され、天端からアンカーボルト５４が突出している。５５は主筋、５６はフープ筋、５７はベース筋、５８はベース筋５７のかぶり厚６０ｍｍを確保するためのスペーサである。

このような独立基礎を構築する場合、
ａ、縦、横、深さ約１０００ｍｍの根切りを行い、孔底部に砕石を投入して転圧する工程、
ｂ、主筋５５，フープ筋５６，ベース筋５７からなる鉄筋篭を製作する工程、
ｃ、ベース部型枠設置、鉄筋篭設置、コンクリート打設、養生、脱型工程、
ｄ、立上り部型枠設置、コンクリート打設、アンカーボルト設置、養生、脱型工程、
ｅ、埋め戻し工程、
を少なくとも包含しているものである。

しかるに、上記ａ工程は、根切り深さが深いため地質によっては山止めを施したり、地耐力を向上するため杭を打ち込む必要がある。また、砕石の天端高さは基礎の天端自体の高さを規定することから、砕石の天端高さの調整には細心の注意を要し、容易な作業ではない。さらに、谷樋や軒樋を設置する場合は、基礎勾配を考慮して根切り深さを微妙に調整する必要があり、その調整に手間取る。
また、上記ｂ工程は、専門性の高い労働集約的作業であり、材料及び作業の両面でコストアップ要因となっている。
さらに、上記ｃ工程は、狭い空間にての型枠設置は容易な作業ではなく、また、脱型するまでの養生期間他の作業を進めることができず、作業期間を長期化させる要因となっている。
さらにまた、上記ｅ工程は、ベース部についても埋め戻すものであることから、土工量が増えるとともに、ベース部コンクリート側面と土との間に有意の摩擦力をもたせることは困難である。

以上の実状に鑑み、本発明は前記従来技術の欠点を克服することを課題とし、独立基礎を構築する作業内容を簡素化・容易化して作業時間を短縮し、独立基礎構築のコストを低減しつつ、従来の基礎強度を維持し得る新規の独立基礎及びその構築方法を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、土中孔に直接打設された下部コンクリート体と、該下部コンクリート体の上面中央に縮径して上方に延び、上部を地上に露出した上部コンクリート体と、前記下部コンクリート体と前記上部コンクリート体を貫通して配設された鉄筋とからなる独立基礎において、前記鉄筋は、独立基礎芯において鉛直方向に延びる鋼管と、該鋼管の前記下部コンクリート体上部位置において前記鋼管の軸心と直交する方向に張出した定着筋と、前記上部コンクリート体の四隅に位置する差筋とから構成されていることを特徴としている。
請求項２に係る発明は、前記下部コンクリート体の表面が前記土中孔の壁の空隙に食い込んで土と一体化されていることを特徴としている。
請求項３に係る発明は、前記下部コンクリート体は円柱であり、前記上部コンクリート体は角柱であることを特徴としている。
請求項４に係る発明は、前記鋼管は、縞鋼板からなる電縫角形鋼管であり、アンカーボルトが取り付けられたアンカープレートを固定可能なアンカープレート固定部をその上部に有していることを特徴としている。
請求項５に係る発明は、 （ａ） 基礎芯より水平方向所定寸法、基礎毎に予め定められた深さの掘削を行う根切り工程、 （ｂ） 根切り底面の基礎芯から所定半径、所定深さの柱状の土中孔を穿設する削孔工程、 （ｃ） 前記土中孔にコンクリートを打設する下部コンクリート体打設工程、 （ｄ） 打設した前記下部コンクリート体が固化するまでの間に、鉛直方向に延びる鋼管と、該鋼管の前記下部コンクリート体上部位置において前記鋼管の軸心と直交する方向に張出す定着筋と、上部コンクリート体の四隅に位置する差筋とから成る鉄筋を前記下部コンクリート体の所定位置に挿入し、その前後に鋼管上部のアンカープレート固定部にアンカーボルトが取り付けられたアンカープレートを固定する鉄筋挿入工程、 （ｅ） 前記下部コンクリート体の天端に型枠を設置する型枠設置工程、 （ｆ） 前記型枠内にコンクリートを打設する上部コンクリート体打設工程、 （ｇ） 所定期間養生後前記型枠を脱型し埋め戻す脱型・埋戻し工程とから独立基礎の構築方法を構成した。

本発明の独立基礎の構造は、請求項１に係る発明にあっては、前記下部コンクリート体は土中孔に直接打設することにより、独立基礎を構築する作業内容を簡素化・容易化して作業時間を短縮し、独立基礎構築のコストを低減しつつ、従来の基礎強度を維持し得る新規の独立基礎を提供することができる。
また、前記鉄筋は、独立基礎芯において鉛直方向に延びる鋼管と、該鋼管の前記下部コンクリート体上部位置において前記鋼管の軸心と直交する方向に張出した定着筋と、前記上部コンクリート体の四隅に位置する差筋とから構成し、帯筋を配しないようにしたので、配筋作業を簡易化して専門的能力を不要とすることができる。
請求項２に係るものにあっては、前記下部コンクリート体の表面が前記土中孔の壁の空隙に食い込んで土と一体化されているから、独立基礎にかかる軸力を地耐力に加え、下部コンクリート体側壁の摩擦力として地中に伝達することができる。このため、根切り底面に砕石を敷き詰めたり、杭を打つ作業を省くことができる。
請求項３に係るものにあっては、前記下部コンクリート体を円柱状のものとしたので、下部コンクリート体の型枠とでもいうべき土中孔をオーガにより簡単に穿設することができる。
請求項４に係るものにあっては、前記鋼管は、縞鋼板からなる電縫角形鋼管であり、アンカーボルトが取り付けられたアンカープレートを固定可能なアンカープレート固定部をその上部に設けたから、簡単にアンカーボルトを所定高さに埋設することができる。
請求項５に係るものにあっては、基礎芯より水平方向所定寸法、基礎毎に予め定められた深さの掘削を行う根切り工程と、根切り底面の基礎芯から所定半径、所定深さの柱状の土中孔を穿設する削孔工程と、前記土中孔にコンクリートを打設する下部コンクリート体打設工程と、打設した前記下部コンクリート体が固化するまでの間に、鉛直方向に延びる鋼管と、該鋼管の前記下部コンクリート体上部位置において前記鋼管の軸心と直交する方向に張出す定着筋と、上部コンクリート体の四隅に位置する差筋とから成る鉄筋を前記下部コンクリート体の所定位置に挿入し、その前後に鋼管上部のアンカープレート固定部にアンカーボルトが取り付けられたアンカープレートを固定する鉄筋挿入工程とから下部コンクリート体を構築するようにしたから、独立基礎を構築する作業内容を簡素化・容易化して作業時間を短縮し、独立基礎構築のコストを顕著に低減しながら、従来の基礎強度を維持し得る新規の独立基礎構築方法を提供することができる。

図１は、本発明に係る独立基礎の鉄筋を透視する正面図、図２は、独立基礎の鉄筋の主要部を示す正面図、図３は、本発明に係る独立基礎構築方法の主要な工程を示す図、図４は、各独立基礎の天端高さを変更調整するための作業手順を示す図である。図５は、従来の独立基礎の構造を示す正面図と平面図である。

図１乃至図４を参照して、本発明に係る独立基礎の構造及び構築方法の実施例について詳細に説明する。
図１は独立基礎が地中に埋設された状態を、鉄筋を透視して示す正面図であり、１は、独立基礎全体を示し、このうち２は、独立基礎の下部コンクリート体、また３は、上部コンクリート体である。
下部コンクリート体２は、地中にオーガ等の掘削機によって穿設された円柱状の土中孔２４に直接打設されたものである。したがって、下部コンクリート体２の下面は、従来の独立基礎の下面のように砕石によって強化された根切り底面に支持されているわけではなく、砕石にて強化されない掘削した状態そのままの根切り底面に支持されている。
また、その側面は、オーガ２２によって掘削された土中孔２４の壁面２５に何ら特別の加工を施すことなく、掘削したそのままの状態にてコンクリートが打設されているので、土質によって差異はあるものの、その表面は前記土中孔２４の壁２５の空隙（図示省略）に食い込んで土と一体化されることとなる。
このため、この独立基礎の下部コンクリート体２は、独立基礎にかかる軸力を地耐力に加え、その側壁の摩擦力として地中に伝達することができる。それ故、従来の独立基礎のように根切り底面に砕石を敷き詰めたり、杭を打つ作業を省くことができる。
なお、この実施例では、下部コンクリート体の形状を円柱状のものとしているが、矩形あるいは他の多角形とすることもできる。

上部コンクリート体３は、上記した下部コンクリート体２の天端に打ち継いで構築されたものであり、通常その形状は、基礎芯を中心軸とする平面視正方形の角柱であるが、円柱であってもよい。その径は、上記下部コンクリート体２よりも小さく設定されている。つまり、上部コンクリート体３は、下部コンクリート体２の上に縮径して打ち継がれたものである。
その上端部は、当然地上に露出されており、天端には建物の柱と接合するためのアンカーボルト９が突出形成されている。

独立基礎１には、鉄筋４が配設されている。この鉄筋４は、基礎芯及び上部コンクリート体３の四隅部にて上記下部コンクリート体２と上部コンクリート体３を鉛直方向に貫通する、鋼管５と差筋１０とから構成され、この鋼管５には、異形鋼材からなる定着筋６が鋼鋼管５の下部コンクリート体２の上部位置において鋼管５の軸心と直交する面に複数本、この例では十字状に張出されている。張出しの態様としては、定着筋６の一端部を鋼管５表面に溶接する方法、鋼管５に上下にずらして穿設した孔に異形鋼材を挿通する方法などがある。この定着筋６は、上記土中孔２４の直径よりもやや短い長さに設定されていて、独立基礎に作用する軸力とせん断力に対抗する。
この角形鋼管５は、この例では縞鋼板を角柱状に折り曲げ加工して電縫した電縫角形鋼管としているが、円柱状のものでもよい。
その上部先端には、両端部にアンカーボルト９が取り付けられたアンカープレート８を、その中心に設けられたバカ孔を介して取り付けることが可能なボルト７とナットからなるアンカープレート固定部を有している。
１０は通常の異形鉄筋の差筋で、後述する手順にて差し込まれて構造化されたものである。

次いで、主として図３、図４に基づいて、本発明の独立基礎の構築方法について説明する。
以下説明する工程の前に、整地、準備工があるが、これら工程については従来のものと差異はなく、本発明特有の作業内容がないので説明を省略し、以下の工程について詳細に説明する。
《根切り工程》（図３（ａ））
（１） 根切り
独立基礎毎に１辺１０００ｍｍの矩形の上部コンクリート体用孔を根切りするため、基礎芯から５００ｍｍの正方形状に、予め設定した水糸の下がり分の掘削をバックホウ２０のバケット２１にて行う。
このとき、掘削残土は埋戻し土として利用するので脇に仮置きする。
《削孔工程》（図３（ｂ））
（１） 準備
バックホウ２０にオーガケーシングアタッチメント２２を装着し、オーガケーシングアタッチメント２２に根切長位置をレインチョーク等でマーキングしておく。
（２） 掘削
ケーシング２２先端を基礎芯にあて、ケーシング２２が垂直になる状態で、ゆっくりと回転初速にて削孔を始める。
ある程度の掘削長でケーシングが自立可能な状態となるに従い、回転速度を上げる。
削孔中、残土がＧＬに盛られてくるので、スコップ等で手元作業員が脇に除ける。
所定の深さまでケーシングが到達したことを、レインチョーク等にて予め設けておいたマーキングで確認を行う。
確認後、掘削孔が崩壊しないように、回転速度を低速にし、ゆっくりと垂直にケーシング２２を引き上げる。
（３） 出来型確認
ケーシング２２引き上げ後、土中孔２５の掘削深の検測を行う。
《生コン打設（一回目）工程》（図３（ｃ））
（１） 生コン打設
下部コンクリート体２用の生コンを打設箇所まで運搬し、土中孔２４内に直接打設する。上面が根切り底面よりやや盛り上がる高さまで打設を行い、バイブレーターで充分に締め固めを行う。
（２） 左官
木ゴテで上部コンクリート体３用の２ロット目（二回目）型枠設置箇所部の左官を行う。
《鉄筋挿入工程》（図３（ｄ）、図３（ｅ））
（１） 定着筋の準備
角形鋼管５に定着筋６が溶接されていないときは、角形鋼管５であるチェッカーパイプの孔に定着筋６の異形鉄筋を上下段違いに二本十字形になるように差し込む。このとき定着筋６は、下部コンクリート体２の直径よりもやや短い長さに設定されているので、その中央部において角形鋼管５の軸と直交する方向に取り付ける。
（２） 鉄筋の挿入
打設した下部コンクリート体２が固化するまでの間に、好ましくは、生コン打設後で鉄筋を挿入可能で挿入後の鉄筋が移動しなくなるとき、例えば打設後生コン初期硬化（季節によって異なるが約１時間から１時間半）確認後、直ちにチェッカーパイプ５先端のボルト７の芯を、水糸から基礎芯位置にセットし、角形鋼管５を下部コンクリート体２に挿入する。このとき、チェッカーパイプ５に記したマーキングによりグランドラインＧＬを基準とした挿入深さを確認しつつ挿入する。この際水糸から高さ（下がり）を予め設定した寸法どおりか確認を行う。
（３） 差筋の挿入
差筋１０を、上部コンクリート体３の４隅部に相当する所定の箇所に差し込み設置する。
（４） アンカープレート設置
アンカーボルト９を取り付けたアンカープレート８を縞鋼板からなる電縫角形鋼管５の先端ボルト７に固定する。この工程は、（１）の定着筋の準備段階においても実施することができ、また、（３）の差筋の挿入工程の前に実施することもできる。
《型枠設置工程》（図示省略）
（１） 型枠設置
下部コンクリート体２天端の所定の箇所に強固に型枠（図示省略）を設置する。
《生コン打設（ニ回目）工程》
（１） 生コン打設
上部コンクリート体３用の生コンを打設箇所まで運搬し、型枠内にコンクリートの打設を行う。
（２） 左官
独立基礎の天端は露出部分となるため、金コテにて丁寧に仕上げを行う。
《型枠脱型・埋戻し工程》
（１） 型枠脱型・埋戻し
養成期間後、型枠脱型を行う。その後上部コンクリート体３をその上部を露出させてグランドラインＧＬまで埋め戻す。

温室の技術分野において、連棟ハウスの谷樋を棟方向に傾斜して設置することがある。
この場合、独立基礎の天端の高さを少しずつ変化させて建屋に傾斜を付与している。このため、従来の独立基礎を構築する際には、独立基礎のベース部の底面を支持する根切り底面の高さを少しずつ変化させている。しかしながら、この根切り底面の高さの微妙な調整は、狭くて深い場所での砕石の締め固め作業と一体的に行う必要があり、正確性を確保するには、極めて高度かつ困難な作業を伴う。

本発明は、従来のこの根切り底面の高さ調整に匹敵する、独立基礎の高さ調整の方法を、極めて簡易かつ短時間にすることができるものである。
図４を参照して、独立基礎の高さ調整の方法、すなわち根切り深さの調整方法について説明する。
この例では、図４（ａ）に示されるある独立基礎１５と図４（ｂ）に示される他の独立基礎１６とは、６０ｍ離れていて、その間の各独立基礎は４ｍスパンで設置され、隣り合う独立基礎の天端同士に１０ｍｍの高低差を設定するよう設計したとき、右側の独立基礎１５の根切り深さｄ_１、左側の独立基礎の根切り深さｄ_２は、それぞれ１００ｍｍ、２５０ｍｍとすればよい。
このとき、根切り底面を突き固めることを要しない。次いでオーガによって下部コンクリート体２用の土中孔２４を削孔して、下部コンクリート体２を構築するためのコンクリートを打設する。そして、角形鋼管５を下部コンクリート体２に鉛直に、鋼管５に各独立基礎に対応して記されたマーキングを基準として所定深さまで挿入する。後は前述の工程にしたがって独立基礎が完成されるのである。
このように、本発明によれば、簡易かつ短時間に独立基礎の天端高さを調整することができる。

本発明に係る独立基礎の鉄筋を透視する正面図である。 本発明に係る独立基礎の鉄筋の主要部を示す正面図である。 本発明に係る独立基礎構築方法の主要な工程を示す図である。 本発明に係る各独立基礎の天端高さを変更調整するための作業手順を示す図である。 従来の独立基礎の構造を示す正面図と平面図である。

符号の説明

１ 独立基礎
２ 下部コンクリート体
３ 上部コンクリート体
４ 鉄筋
５ 角形鋼管
６ 吊り具
７ ボルト
８ アンカープレート
９ アンカーボルト
１０ 差筋
２３ 上部コンクリート体用の根切り
２４ 土中孔
２５ 土中孔の壁
５０ 従来の独立基礎

Claims (5)

1. 土中孔に直接打設された下部コンクリート体と、該下部コンクリート体の上面中央に縮径して上方に延び、上部を地上に露出した上部コンクリート体と、前記下部コンクリート体と前記上部コンクリート体を貫通して配設された鉄筋とからなる独立基礎において、
   前記鉄筋は、独立基礎芯において鉛直方向に延びる鋼管と、該鋼管の前記下部コンクリート体上部位置において前記鋼管の軸心と直交する方向に張出した定着筋と、前記上部コンクリート体の四隅に位置する差筋とから構成されていることを特徴とする独立基礎。
2. 前記下部コンクリート体は、その表面が前記土中孔の壁の空隙に食い込んで土と一体化されたものであることを特徴とする請求項１に記載された独立基礎。
3. 前記下部コンクリート体は円柱であり、前記上部コンクリート体は角柱であることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載された独立基礎。
4. 前記鋼管は、縞鋼板からなる電縫角形鋼管であり、アンカーボルトが取り付けられたアンカープレートを固定可能なアンカープレート固定部をその上部に有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された独立基礎。
5. 下記（ａ）〜（ｇ）の工程を包含する独立基礎の構築方法。
   （ａ） 基礎芯より水平方向所定寸法、基礎毎に予め定められた深さの掘削を行う根切り工程、
   （ｂ） 根切り底面の基礎芯から所定半径、所定深さの柱状の土中孔を穿設する削孔工程、
   （ｃ） 前記土中孔にコンクリートを打設する下部コンクリート体打設工程、
   （ｄ） 打設した前記下部コンクリート体が固化するまでの間に、鉛直方向に延びる鋼管と、該鋼管の前記下部コンクリート体上部位置において前記鋼管の軸心と直交する方向に張出す定着筋と、上部コンクリート体の四隅に位置する差筋とから成る鉄筋を前記下部コンクリート体の所定位置に挿入し、その前後に前記鋼管上部のアンカープレート固定部にアンカーボルトが取り付けられたアンカープレートを固定する鉄筋挿入工程、
   （ｅ） 前記下部コンクリート体の天端に型枠を設置する型枠設置工程、
   （ｆ） 前記型枠内にコンクリートを打設する上部コンクリート体打設工程、
   （ｇ） 所定期間養生後前記型枠を脱型し埋め戻す脱型・埋戻し工程。

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