JP5396196B2 - 建物 - Google Patents

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本発明は建物に関する。
従来の建物には、地盤の中に水平方向に間隔を置いて設けられた、それぞれが前記地盤から上方へ伸びる複数の杭を有し、各杭が前記地盤の上方において柱を形成しているものがある(特許文献1参照)。前記地盤の表層は、地盤改良されており、前記杭が受ける水平力を負担する。このため、隣接する2つの杭を連結する基礎梁を要せず、該基礎梁の施工に費用をかけることなく前記建物を経済的に構築することができる。
前記杭は、自重、積載荷重等の下向きの鉛直荷重を受けたとき、前記地盤から摩擦抵抗を受ける。前記杭の沈下を防止するためには、前記杭が前記地盤から多くの摩擦抵抗を受けなければならず、前記杭の長さを長くしなければならない。前記摩擦抵抗により前記杭の沈下を防止できない場合、前記杭を、前記地盤の比較的深い位置に存在する比較的硬い支持層に到達させ、前記杭を前記支持層に支持させなければならない。この場合、前記杭を前記支持層に到達させるために前記杭の長さをさらに長くしなければならない。
特開平10−121489号公報
本発明の目的は、杭の沈下を防ぐために前記杭が地盤から受けなければならない摩擦抵抗を低減させることにより、前記杭の長さを短くすることができるようにし、前記杭の施工を経済的に行えるようにすることである。
本発明は、地盤の中に設けられ、該地盤から上方へ伸びる杭に、該杭を取り巻く、該杭に対して垂直に前記地盤の上に設けられた板状部材が固定されていることにより、前記杭が鉛直荷重を受けたときに前記杭が前記地盤から摩擦抵抗を受けつつ前記地盤から前記板状部材を介して上向きの反力を受けられるようにする。これにより、前記杭の沈下を防ぐために前記杭が前記地盤から受けなければならない摩擦抵抗を低減させ、前記杭の長さを短くすることができるようにする。
本発明に係る建物は、地盤の中に水平方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記地盤から上方へ伸びる複数の杭と、各杭に対して垂直に前記地盤の上に設けられ、前記杭を取り巻いて該杭に固定された板状部材とを含む。
前記杭に対して垂直に前記地盤の上に設けられた前記板状部材が前記杭を取り巻いて該杭に固定されていることにより、前記杭が自重、積載荷重等の下向きの鉛直荷重を受けたとき、前記杭は、前記地盤から摩擦抵抗を受けつつ、前記地盤から前記板状部材を介して上向きの反力を受けることができる。これにより、前記杭の沈下を防ぐために前記杭が前記地盤から受けなければならない摩擦抵抗を低減させることができ、前記杭の長さを短くすることができる。このため、前記杭の施工を経済的に行うことができる。
前記地盤の表層は地盤改良されている。これにより、前記地盤の表層を強固にすることができ、前記杭が鉛直荷重を受けたときに前記杭が前記地盤から前記板状部材を介して受ける上向きの反力を増すことができる。このため、前記杭が前記地盤から受けなければならない摩擦抵抗をより一層低減させることができる。
前記地盤の上に、それぞれが前記板状部材を受け入れる複数の貫通穴を有するスラブが設けられている。ところで、前記杭は、該杭が下向きの鉛直荷重を受けたとき、前記地盤から摩擦抵抗を受けるとともに前記地盤から前記板状部材を介して上向きの反力を受けるのに対して、前記スラブは、該スラブが下向きの鉛直荷重を受けたとき、前記地盤から上向きの反力を受けるのみである。このため、一定期間における前記杭及び前記板状部材の沈下量が前記スラブの沈下量より小さくなることがある。これにより、仮に前記スラブが前記板状部材に固定されている場合、前記板状部材の近傍における前記スラブの沈下量は、前記板状部材から比較的遠い場所における前記スラブの沈下量より小さくなる。このため、前記スラブに凹凸が生じ、前記スラブを水平な状態に維持することができない。これに対して、前記スラブが、前記板状部材を受け入れる貫通穴を有する場合、前記スラブの沈下時に前記スラブは前記板状部材に対して下方へ動くことができ、前記スラブは、その全体がほぼ均一に沈下する。このため、前記スラブに凹凸が生じることはなく、前記スラブを水平な状態に維持することができる。
前記建物は、前記杭の外面に、前記杭を取り巻く環状の平面形状を有する少なくとも1つの突起が設けられ、該突起が前記板状部材に受け入れられているものとすることができる。また、前記建物は、前記杭の外面に、前記杭の周方向に間隔を置かれた複数の突起が設けられ、各突起が前記板状部材に受け入れられているものとすることができる。
前記杭の外面に設けられた前記突起が前記板状部材に受け入れられていることにより、前記板状部材の前記杭への固定を強固にすることができ、前記杭が鉛直荷重を受けたときに前記杭が前記地盤から前記板状部材を介して受けることができる上向きの反力を増すことができる。これにより、前記杭が前記地盤から受けなければならない摩擦抵抗をより一層低減させることができる。
前記建物が地震時に水平力を受けたときに前記杭に上向き力が作用することがある。前記杭の外面に設けられた前記突起が前記板状部材に受け入れられていることにより、前記板状部材の前記杭への固定を強固にすることができ、前記上向き力により前記杭が前記板状部材に対して上方へ動いて引き抜かれるのを防止することができる。
本発明によれば、前記杭に対して垂直に前記地盤の上に設けられた前記板状部材が前記杭を取り巻いて該杭に固定されていることにより、前記杭が下向きの鉛直荷重を受けたとき、前記杭は、前記地盤から摩擦抵抗を受けつつ、前記地盤から前記板状部材を介して上向きの反力を受けることができる。これにより、前記杭の沈下を防ぐために前記杭が前記地盤から受けなければならない摩擦抵抗を低減させることができ、前記杭の長さを短くすることができる。このため、前記杭の施工を経済的に行うことができる。
本発明の第1実施例に係る建物の縦断面図。 図1の線2における建物の拡大図。 図2の線3における建物の水平断面図。 本発明の第2実施例に係る建物の水平断面図。 本発明の第3実施例に係る建物の拡大図。
図1に示すように、建物10が構築されており、該建物は、地盤12の中に水平方向に間隔を置いて設けられた複数の杭14と、各杭を取り巻く、該杭に対して垂直に地盤12の上に設けられた板状部材16とを含む。板状部材16は、鉄筋コンクリートからなり、杭14に固定されている。杭14は、既製コンクリート杭であり、地盤12の上方において柱を形成している。
建物10は、隣接する2つの杭14を連結する、地盤12の上方に配置された梁18を有し、該梁の上に屋根20が設けられている。建物10は、図1に示した例では、1階建ての建物であるが、これに代え、2階建ての建物でもよいし、3以上の階層を有する建物でもよい。建物10は、住宅に用いられてもよいし、店舗、倉庫等の住宅以外のものに用いられてもよい。地盤12の上に、それぞれが板状部材16を受け入れる複数の貫通穴22を有するスラブ24が設けられている。スラブ24は鉄筋コンクリートからなる。
地盤12の表層12aは地盤改良されている。前記地盤改良は、地表から約1mないし3mの深さまでの範囲においてなされており、これにより、地盤12の表層12aの、杭14、板状部材16及びスラブ24に対する支持力が高められている。前記地盤改良は、例えば、地盤12の表層12aの中へセメント系の固化剤を注入することによりなされている。
図2、3に示すように、杭14の外面に、該杭を取り巻く環状の平面形状を有する少なくとも1つの突起26が設けられている。突起26は板状部材16に受け入れられている。図2に示した例では、杭14の外面に、上下方向に間隔を置かれた複数の突起26が設けられているが、これに代え、杭14の外面に1つの突起26が設けられていてもよい。
突起26は、鉄筋コンクリートからなり、杭14と一体に形成されている。突起26は、鉄筋コンクリートからなる上記の例に代え、鋼鉄からなるものでもよい。この場合、例えば、杭14の外面に、該杭を取り巻く鋼管(図示せず)が固定されており、突起26は前記鋼管に取り付けられている。
図3に示した例では、杭14の断面形状及び突起26の外周の平面形状は、いずれも、円形である。杭14の断面形状と突起26の外周の平面形状とが等しい図3に示した例に代え、杭14の断面形状と突起26の外周の平面形状とが異なってもよい。この場合、例えば、杭14の断面形状が円形であり、突起26の外周の平面形状が四角形でもよいし、杭14の断面形状が四角形であり、突起26の外周の平面形状が円形でもよい。
スラブ24の貫通穴22は、板状部材16の面積とほぼ等しい面積を有し、貫通穴22に止水材28が充填されている。止水材28は、ゴム、合成樹脂等からなり、地盤12の中の水が貫通穴22を経て建物10の内部へ浸入するのを阻止する。スラブ24の貫通穴22は、板状部材16の平面形状と等しい形状を有する。図3に示した例では、板状部材16の平面形状及びスラブ24の貫通穴22の形状は、いずれも、四角形である。板状部材16の平面形状及びスラブ24の貫通穴22の形状は、四角形である図3に示した例に代え、三角形、五角形、六角形等の他の多角形でもよいし、円形でもよい。
建物10を構築するとき、まず、水平方向に間隔を置かれた複数の杭14を、各杭の一部が地盤12の上方に位置するように該地盤の中に設ける。このとき、杭14の外面に設けられた突起26が地盤12の上方に配置されるようにする。次に、地盤12の表層12aを地盤改良する。その後、各杭14を取り巻く、該杭に対して垂直な板状部材16を、該板状部材が杭14に固定されるように地盤12の上に設ける。このとき、突起26の高さより高い高さまで地盤12の上にコンクリートを打設する。その後、複数の貫通穴22を有するスラブ24を、各貫通穴22が板状部材16を受け入れるように地盤12の上に設ける。杭14を地盤12の中に設けた後に前記地盤改良を行う上記の例に代え、杭14を地盤12の中に設ける前に前記地盤改良を行ってもよい。
板状部材16は、場所打ちコンクリートからなる上記の例に代え、プレキャストコンクリートからなるものでもよい。この場合、例えば、杭14を取り巻いて該杭に固定された、杭14に垂直な板状部材16を工場で製作しておき、杭14を地盤12の中に設けるとき、板状部材16が地盤12の上に配置されるようにする。なお、板状部材16がプレキャストコンクリートからなる場合、例えば、杭14と板状部材16との間にコンクリートやモルタル(図示せず)が充填されている。スラブ24は、場所打ちコンクリートからなるものでもよいし、プレキャストコンクリートからなるものでもよい。
杭14に対して垂直に地盤12の上に設けられた板状部材16が杭14を取り巻いて該杭に固定されていることにより、杭14が自重、積載荷重等の下向きの鉛直荷重を受けたとき、杭14は、地盤12から摩擦抵抗を受けつつ、地盤12から板状部材16を介して上向きの反力を受けることができる。これにより、杭14の沈下を防ぐために杭14が地盤12から受けなければならない摩擦抵抗を低減させることができ、杭14の長さを短くすることができる。このため、杭14の製作及び施工を経済的に行うことができる。
言い換えると、杭14に対して垂直に地盤12の上に設けられた板状部材16が杭14を取り巻いて該杭に固定されていることにより、杭14が受ける鉛直荷重の一部を板状部材16を介して地盤12に伝えて該地盤に広く分散させることができ、杭14が負担する鉛直荷重を低減させることができる。これにより、杭14の沈下を防ぐために杭14が地盤12から受けなければならない摩擦抵抗を低減させることができ、杭14の長さを短くすることができる。なお、杭14の長さを短くすることに代えて、杭14の径を小さくすることもできる。また、杭14の長さ寸法及び径の双方を小さくすることもできる。
地盤12の表層12aが地盤改良されていることにより、地盤12の表層12aを強固にすることができ、杭14が鉛直荷重を受けたとき、より大きい鉛直荷重を杭14から板状部材16を介して地盤12に伝え、該地盤に広く分散させることができる。これにより、杭14が地盤12から受けなければならない摩擦抵抗をより一層低減させることができる。前記地盤改良がなされる範囲は、杭14から板状部材16を介して地盤12に伝える鉛直荷重の大きさ、地盤12の表層12aの、杭14、板状部材16及びスラブ24に対する支持力等に応じて変更することができる。なお、地盤12の表層12aは、杭14、板状部材16及びスラブ24を支持するために十分な支持力を既に有している場合、地盤改良されなくてもよい。
ところで、杭14は、該杭が下向きの鉛直荷重を受けたとき、地盤12から摩擦抵抗を受けるとともに地盤12から板状部材16を介して上向きの反力を受けるのに対して、スラブ24は、該スラブが下向きの鉛直荷重を受けたとき、地盤12から上向きの反力を受けるのみである。このため、一定期間における杭14及び板状部材16の沈下量がスラブ24の沈下量より小さくなることがある。これにより、仮にスラブ24が板状部材16に固定されている場合、板状部材16の近傍におけるスラブ24の沈下量は、板状部材16から比較的遠い場所におけるスラブ24の沈下量より小さくなる。このため、スラブ24に凹凸が生じ、スラブ24を水平な状態に維持することができない。これに対して、スラブ24が、板状部材16を受け入れる貫通穴22を有する場合、スラブ24の沈下時にスラブ24は板状部材16に対して下方へ動くことが可能であり、スラブ24は、その全体がほぼ均一に沈下する。このため、スラブ24に凹凸が生じることはなく、スラブ24を水平な状態に維持することができる。
杭14の外面に設けられた突起26が板状部材16に受け入れられていることにより、板状部材16の杭14への固定を強固にすることができ、杭14が下向きの鉛直荷重を受けたとき、より大きい鉛直荷重を杭14から板状部材16を介して地盤12に伝えることができる。これにより、杭14が地盤12から受けなければならない摩擦抵抗をより一層低減させることができる。なお、杭14が下向きの鉛直荷重を受けたときに十分な鉛直荷重を杭14から板状部材16を介して地盤12に伝えることができる程度に板状部材16の杭14への固定が強固である場合、杭14の外面に突起26が設けられていなくてもよい。
建物10が地震時に水平力を受けたときに杭14に上向き力が作用することがある。杭14の外面に設けられた突起26が板状部材16に受け入れられていることにより、板状部材16の杭14への固定を強固にすることができ、前記上向き力により杭14が板状部材16に対して上方へ動く、すなわち杭14が引き抜かれるのを防止することができる。なお、杭14の引き抜きを防止できる程度に板状部材16の杭14への固定が強固である場合、杭14の外面に突起26が設けられていなくてもよい。
杭14は、既製のコンクリート杭である上記の例に代え、既製の鋼杭でもよい。杭14の断面形状は、円形である図3に示した例に代え、四角形、H形等の他の形状でもよい。
杭14の外面に、該杭を取り巻く環状の平面形状を有する少なくとも1つの突起26が設けられている図3に示した例に代え、図4に示すように、杭14の外面に、杭14の周方向に間隔を置かれた複数の突起30が設けられ、各突起が板状部材16に受け入れられていてもよい。
図5に示す例では、杭14の外面に設けられた突起26が板状部材16に受け入れられている図2に示した例に代え、上下方向に間隔を置いて杭14の外面に設けられた2つの突起32、34の間に板状部材16が配置されている。この場合、杭14の外面に、上下方向に間隔を置かれた上方の突起32及び下方の突起34が設けられており、上方の突起32は板状部材16の上に該板状部材に隣接して配置され、下方の突起34は板状部材16の下に該板状部材に隣接して配置されている。上方の突起32及び下方の突起34のそれぞれは、杭14を取り巻く環状の平面形状を有する。上方の突起32は、杭14が下向きの鉛直荷重を受けたときに板状部材16が地盤12から受ける上向きの反力を杭14に伝える。下方の突起34は、建物10が地震時に水平力を受けて杭14に上向き力が作用したときに該上向き力を板状部材16に伝える。これにより、前記上向き力を板状部材16に負担させ、杭14の引き抜きを防止する。
10 建物
12 地盤
14 杭
16 板状部材
22 貫通穴
24 スラブ
26、30 突起

Claims (4)

  1. 地盤の中に水平方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記地盤から上方へ伸びる複数の杭と、
    各杭に対して垂直に前記地盤の上に設けられ、前記杭を取り巻いて該杭に固定された板状部材とを含
    前記地盤の表層は地盤改良されている、建物。
  2. 前記地盤の上に、それぞれが前記板状部材を受け入れる複数の貫通穴を有するスラブが設けられている、請求項に記載の建物。
  3. 前記杭の外面に、前記杭を取り巻く環状の平面形状を有する少なくとも1つの突起が設けられており、該突起は前記板状部材に受け入れられている、請求項1又は2に記載の建物。
  4. 前記杭の外面に、前記杭の周方向に間隔を置かれた複数の突起が設けられており、各突起は前記板状部材に受け入れられている、請求項1又は2に記載の建物。
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