JP6546428B2 - 既設杭基礎補強構造物 - Google Patents

Description

本発明は、地盤中に打設された既設杭基礎における補強を必要とする既設杭とそれの周囲の既設杭とを新たに施工する梁で連結した、既設杭基礎補強構造物に関する。

図７を参照し、特許文献１で開示された既設杭基礎補強構造物１０１について説明する。図７に示した既設杭基礎補強構造物１０１は、図示のされていないビル等の建築物の基礎部分や地下部分を支える既設杭基礎を補強するものとして仮想線１０２より矢印１０３の側における地盤の中に施工されるものであり、既設杭基礎１０４におけるフーチング１０５の側面部に横梁１０６を結合し、かつ、フーチング１０５の周囲に筒状の新しい杭を増設杭１０７として施工し、増設杭１０７と横梁１０６とを連結部材１０８で互いに結合している。連結部材１０８は、増設杭１０７の杭頭部のコンクリート部に埋設されているとともに杭頭部から上方に突出した態様になっている。しかしながら、図７に示し既設杭基礎補強構造物１０１では、横梁１０６、増設杭１０７、連結部材１０８等が既設杭基礎１０４の周囲に施工されるので、既設杭基礎１０４の周囲に敷地の余裕がないと、補強工事ができない。尚、フーチング１０５は、既設杭１０９で支持されている。つまり、既設杭１０９とフーチング１０５とにより既設杭基礎１０４が構成されている。

上記以外に、図示は省略したが、（１）既設杭基礎の周囲の地盤を掘削して既設杭基礎並びに既設杭基礎の周囲の地盤を補強する対策（特許文献２、要約、図２参照）、（２）既設杭基礎の下に杭を新設する対策が知られている。しかしながら、上記（１）の対策は、補強を施工する部位の深度が深いと補強工事が困難である。上記（２）の対策は、既設杭基礎から新設の杭頭部へ確実に力を伝達させるために施工されるコンリートの打設管理が大変であるうえ、既設杭基礎の下に新しい杭を打設するのは、既設杭基礎の上に建築物が存在することから、作業空間部の高さに制限があり、補強工事が困難である。

特開２０１３−９６１７６号公報 特開２０１２−２４６６２７号公報

本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、地盤の既設杭基礎で囲まれた部分での補強工事が可能な既設杭基礎補強構造物を提供することを目的とする。

本発明に係る既設杭基礎補強構造物は、地盤中に形成された既設杭基礎の補強を必要とする既設杭とそれの周囲に存在する既設杭とを新たに施工する連結梁で連結した既設杭基礎補強構造物であって、互いに隣り合う既設杭の中間部と既設杭の中間部とを連結した連結梁の真下に連結されて当該連結梁を支承する増設杭を備えたことを特徴とする。
また、本発明に係る既設杭基礎補強構造物は、地盤中に形成された既設杭基礎の補強を必要とする既設杭とそれの周囲に存在する既設杭とを新たに施工する連結梁で連結した既設杭基礎補強構造物であって、互いに隣り合う既設杭の中間部と既設杭の中間部とを連結した連結梁の中間部と当該連結梁の両端に位置される各既設杭の上部に設けられた各フーチングを連結した基礎梁の一端部、他端部とを連結した傾斜連結梁がＶ字形に設けられたことを特徴とする。
また、本発明に係る既設杭基礎補強構造物は、地盤中に形成された既設杭基礎の補強を必要とする既設杭とそれの周囲に存在する既設杭とを新たに施工する連結梁で連結した既設杭基礎補強構造物であって、互いに隣り合う既設杭の中間部と既設杭の中間部とを連結した連結梁の中間部と既設杭の外側に新たに増設した増設杭の上部とを連結した傾斜連結梁を備えるとともに、増設杭の上部に設けられたフーチングと連結梁の一端に連結された既設杭の上部に設けられたフーチングとを連結した基礎梁を備えたことを特徴とする。
また、本発明に係る既設杭基礎補強構造物は、地盤中に形成された既設杭基礎の補強を必要とする既設杭とそれの周囲に存在する既設杭とを新たに施工する連結梁で連結した既設杭基礎補強構造物であって、互いに隣り合う既設杭の中間部と既設杭の中間部とを連結した連結梁の真下に連結されて当該連結梁を支承する増設杭を備えるとともに、当該各既設杭の上部にそれぞれフーチングを備え、一方のフーチング側からは火打梁としての傾斜連結梁が、増設杭で支承される連結梁まで傾斜して設けられることとし、さらにここから他方のフーチング方向に延長して取付けられる火打梁としての傾斜連結梁を設けたことを特徴とする。
これらにより、地盤の既設杭基礎で囲まれた部分での補強工事が可能で、既設杭基礎の剛性が高くなる。

発明を実施するための形態１に係る既設杭基礎補強構造物を示した斜視図。 発明を実施するための形態２に係る既設杭基礎補強構造物を示した斜視図。 発明を実施するための形態３に係る既設杭基礎補強構造物を示した斜視図。 発明を実施するための形態４に係る既設杭基礎補強構造物を示した斜視図。 発明を実施するための形態５に係る既設杭基礎補強構造物を示した斜視図。 発明を実施するための形態６に係る既設杭基礎補強構造物を示した平面図。 特許文献１で開示された従来の既設杭基礎補強構造物を示した縦断面図。

図１を参照し、発明を実施するための形態１に係る既設杭基礎補強構造物１について説明する。なお、実施の形態１は、１本の既設杭４の近傍付近に作用する力に対して強固な耐力を得るようにしたものである。例えば、図１に示した既設杭基礎補強構造物１の既設杭基礎２としては、６本の既設杭が平面状において仮想の四角形の四隅となる左下の隅に既設杭４、右下の隅に既設杭５、右上の隅に既設杭９、左上の隅に既設杭８を設け、既設杭５と既設杭９との間に既設杭６を、既設杭４と既設杭８との間に既設杭７を設けており、その既設杭４，５，６，７，８，９の上部のそれぞれにフーチング１１，１２，１３，１４，１５，１６を備え、フーチング１１とフーチング１２との間は基礎梁２１、フーチング１２とフーチング１３との間は基礎梁２２、フーチング１３とフーチング１４との間は基礎梁２３、フーチング１４とフーチング１１との間は基礎梁２４、フーチング１４とフーチング１５との間は基礎梁２５、フーチング１５とフーチング１６との間は基礎梁２６、フーチング１６とフーチング１３との間は基礎梁２７によって結合し、フーチング１１乃至１６と基礎梁２１乃至２７に囲まれた部分に基礎スラブ３１，３２を打設した構造を例示した。なお、基礎スラブ３１，３２はない場合もある。そして、既設杭基礎補強構造物１の直下および、その周囲の地盤を掘削し、補強を必要とする１本の既設杭４の中間部４Ａと、それの周囲に存在する３本の既設杭５乃至７のそれぞれの中間部５Ａ，６Ａ，７Ａとを新たに施工する４本の中間部４Ａと中間部５Ａと連結した連結梁４１、中間部５Ａと中間部６Ａと連結した連結梁４２、中間部６Ａと中間部７Ａと連結した連結梁４３、中間部７Ａと中間部４Ａと連結した連結梁４４で連結した後に埋め戻すことにより、図示のされていない地盤の既設杭基礎２で囲まれた部分での補強工事を行うことでき、地震力５１が既設杭基礎２に入力された場合でも、既設杭基礎２の剛性が高くなる。上記地盤を掘削する深さ並びに中間部４Ａ乃至６Ａは、補強工事のやりやすさや、設計上補強が必要な部分の算定に基づき地表からの深さが決定される。

即ち、新たに施工した４本の連結梁４１乃至４４が４本の既設杭４乃至７に存在するので、杭頭部の曲げモーメントが小さい。杭頭部の曲げモーメントが低減すると、４本の基礎梁２１乃至２４への曲げ戻しが小さくなる。よって、４本の基礎梁２１乃至２４と４本の既設杭４乃至７との曲げモーメントが小さくなる。又、４本の連結梁４１乃至４４で連結された４本の既設杭４乃至７のまとまりにより剛性が高まり、せん断力を多く負担することができ、その分、他の既設杭８，９に作用するせん断力が小さくなる。更に、４本の既設杭４乃至７の中間部４Ａ乃至７Ａよりも深い部分においても最大曲げモーメントが低減される。各既設杭４乃至９の水平力の負担割合は任意に調整できる。

尚、連結梁４１乃至４４は、材質、断面形状として特別のものを選定する必要はなく、梁として一般的な材質、断面形状であれば適用可能である。連結梁４１乃至４４を接続する平面的な位置関係や深度に制限はない。例えば、２本の既設杭４，５を１本の連結梁４１で結ぶ場合から、図示のされていない５本の既設杭を４本の連結梁で結ぶ場合、図示のされていない１本の既設杭から複数の連結梁を設ける場合など様々な連結の組み合わせが考えられる。

図２を参照し、発明を実施するための形態２に係る既設杭基礎補強構造物１について説明する。なお、実施の形態２は、既設杭基礎補強構造物１に対して上からの上部構造荷重（軸力）５２の力が作用した場合について強固になるようにしたものに関する。図２に示した既設杭基礎補強構造物１は、上述の形態１によって新たに施工された１本の連結梁４２の真下に増設杭５３を増し打ちしたことにより、増設杭５３が既設杭基礎２の上部構造荷重５２を支持する力が高くなる。

図３を参照し、発明を実施するための形態３に係る既設杭基礎補強構造物１について説明する。なお、実施の形態３は、既設杭５，６にかかる主に水平力に対して強固になるようにしたものに関する。図３に示した既設杭基礎補強構造物１は、上述の形態１によって作成された側部に、連結梁４２と既設杭５，６とその上のフーチング１２，１３とそれらのフーチング１２，１３間の基礎梁２２とで囲まれた開口５４を塞ぐ垂直な地下壁部５５を設けたことにより、２本の既設杭５，６の間の連結度が高められた。そのため、地下壁部５５を設けた箇所の剛性が上がるので、杭頭部の曲げモーメントが低減し、基礎梁２１乃至２４への曲げ戻しが小さくなる。よって、基礎梁２１乃至２４と既設杭４乃至７との曲げモーメントが小さくなる。地下壁部５５は、最低でも開口５４を規定する２辺を塞ぐ状態であれば、開口５４の一部分を塞ぐ図示のされていない地下壁部でもよい。

図４を参照し、発明を実施するための形態４に係る既設杭基礎補強構造物１について説明する。なお、実施の形態４は、既設杭４乃至６間にかかる水平力および、上からの上部構造荷重５２の力、に対して強固になるようにしたものに関する。図４に示した既設杭基礎補強構造物１は、上述の形態１から火打梁としての２本の傾斜連結梁４５，４６が連結梁４１の一端部、他端部と、その上の基礎梁２１の一端部、他端部に、たすき掛けに交差されて使用されたことにより、その部分の剛性が高くなる場合を例示した。又、１本の連結梁４２の中間部４２Ａと、その上の基礎梁２２の一端部、他端部との間に火打梁としての傾斜連結梁４７，４８がＶ字形に設けられたことにより、その部分の剛性が高くなる。そのため杭頭部の曲げモーメントが低減し、基礎梁２１乃至２４への曲げ戻しが小さくなる。よって、基礎梁２１乃至２４と既設杭４乃至７との曲げモーメントが小さくなるとともに、上からの荷重を他の既設杭に伝達できるので局所的な既設杭の荷重負担を小さくできる。

図５を参照し、発明を実施するための形態５に係る既設杭基礎補強構造物１について説明する。なお、実施の形態５は、既設杭基礎２の基礎梁２３の延長線上であり、既設杭６の外側に新たに増設した杭としての増設杭５６にかかる力に対しても強固になるようにしたものに関する。図５に示した既設杭基礎補強構造物１は、上述の形態１から２本の既設杭５，６を連結した１本の連結梁４２の中間部４２Ａと、その周囲の１本の増設杭５６の上部とに１本の傾斜連結梁４９が斜めに設けられた構成となっている。これにより、増設杭５６の杭頭部の曲げモーメントが低減し、基礎梁２８への曲げ戻しが小さくなる。よって、増設杭５６の曲げモーメントが小さくなるとともに、上からの荷重を他の既設杭５，６に伝達できるので局所的な既設杭の荷重負担を小さくでき、既設杭基礎補強構造物１に前、後、左、右、鉛直の力が作用しても強固に耐え得る。なお、増設杭５６の上部にフーチング１７を設け、このフーチング１７とこれに対向するフーチング１３とを基礎梁２８で結合し、基礎梁２８は既設杭基礎２に結合してある。

図６を参照し、発明を実施するための形態６に係る既設杭基礎補強構造物１について説明する。なお、実施の形態６は、補強を必要とする既設杭６１にかかる力に対して強固になるようにしたものに関する。例えば、図６に示した既設杭基礎補強構造物１としては、１２本の既設杭が平面状において、仮想の四角形の四隅となる左上の隅に既設杭６１、右上の隅に既設杭６３、右下の隅に既設杭７２、左下の隅に既設杭７０を設け、既設杭６１と既設杭６３との間に既設杭６２を、既設杭７０と既設杭７２との間に既設杭７１を設け、既設杭６１と既設杭７０との間に既設杭６４，６７を順に設け、既設杭６２と既設杭７１との間に既設杭６５，６８を順に設け、既設杭６３と既設杭７２との間に既設杭６６，６９を順に設けており、これら１２本の既設杭６１乃至７２を方形な格子状の交点に１個ずつ配置してあり、既設杭６２と既設杭６３との間は連結梁８２、既設杭６２と既設杭６５との間は連結梁８１、既設杭６３と既設杭６６との間は連結梁８３、既設杭６５と既設杭６６との間は連結梁８５、既設杭６４と既設杭６５との間は連結梁８４、既設杭６４と既設杭６７との間は連結梁８６、既設杭６７と既設杭６８との間は連結梁８９、既設杭６５と既設杭６８との間は連結梁８７、既設杭６８と既設杭６９との間は連結梁９０、既設杭６６と既設杭６９との間は連結梁８８、既設杭６９と既設杭７２との間は連結梁９４、既設杭７１と既設杭７２との間は連結梁９６、既設杭６８と既設杭７１との間は連結梁９３、既設杭６８と既設杭７０との間は連結梁９２、既設杭６７と既設杭７０との間は連結梁９１、既設杭７０と既設杭７１との間は連結梁９５によって結合した構造を例示した。このように補強を必要とする既設杭６１の周囲に存在する１１本の既設杭６２乃至７２どうしを新たに施工する連結梁８１乃至９６で連結したことにより、連結梁８１乃至９６で連結された１１本の既設杭６２乃至７２のまとまりは、剛性が高まり、せん断力を多く負担することができ、その分、他の既設杭としての補強を必要とする既設杭６１に作用する杭頭部および、杭全体に作用するモーメントおよび、せん断力が小さくなる。各既設杭６２乃至７２の水平力の負担割合は任意に調整できる。

図１乃至図６に示した各形態に係る既設杭基礎補強構造物１において、連結梁４１乃至４９及び連結梁８１乃至９６の一端部が基礎梁２１乃至２８や、連結梁に連結されても、適用可能である。図１乃至図６に示した各形態を組み合わせても良い。

１ 既設杭基礎補強構造物
２ 既設杭基礎
４乃至９ 既設杭
１１乃至１７ フーチング
３１，３２ 基礎スラブ
４１乃至４９ 連結梁
５１ 地震力
５２ 上部構造荷重
５３ 増設杭
５４ 開口
５５ 地下壁部
５６ 増設杭
６１乃至７２ 既設杭
８１乃至９６ 連結梁

Claims (4)

1. 地盤中に形成された既設杭基礎の補強を必要とする既設杭とそれの周囲に存在する既設杭とを新たに施工する連結梁で連結した既設杭基礎補強構造物であって、
   互いに隣り合う既設杭の中間部と既設杭の中間部とを連結した連結梁の真下に連結されて当該連結梁を支承する増設杭を備えたことを特徴とする既設杭基礎補強構造物。
2. 地盤中に形成された既設杭基礎の補強を必要とする既設杭とそれの周囲に存在する既設杭とを新たに施工する連結梁で連結した既設杭基礎補強構造物であって、
   互いに隣り合う既設杭の中間部と既設杭の中間部とを連結した連結梁の中間部と当該連結梁の両端に位置される各既設杭の上部に設けられた各フーチングを連結した基礎梁の一端部、他端部とを連結した傾斜連結梁がＶ字形に設けられたことを特徴とする既設杭基礎補強構造物。
3. 地盤中に形成された既設杭基礎の補強を必要とする既設杭とそれの周囲に存在する既設杭とを新たに施工する連結梁で連結した既設杭基礎補強構造物であって、
   互いに隣り合う既設杭の中間部と既設杭の中間部とを連結した連結梁の中間部と既設杭の外側に新たに増設した増設杭の上部とを連結した傾斜連結梁を備えるとともに、増設杭の上部に設けられたフーチングと連結梁の一端に連結された既設杭の上部に設けられたフーチングとを連結した基礎梁を備えたことを特徴とする既設杭基礎補強構造物。
4. 地盤中に形成された既設杭基礎の補強を必要とする既設杭とそれの周囲に存在する既設杭とを新たに施工する連結梁で連結した既設杭基礎補強構造物であって、
   互いに隣り合う既設杭の中間部と既設杭の中間部とを連結した連結梁の真下に連結されて当該連結梁を支承する増設杭を備えるとともに、当該各既設杭の上部にそれぞれフーチングを備え、
   一方のフーチング側からは火打梁としての傾斜連結梁が、増設杭で支承される連結梁まで傾斜して設けられることとし、さらにここから他方のフーチング方向に延長して取付けられる火打梁としての傾斜連結梁を設けたことを特徴とする既設杭基礎補強構造物。

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