JP6740276B2

JP6740276B2 - 基礎杭、該基礎杭を用いた基礎の構築方法

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Publication number: JP6740276B2
Application number: JP2018075884A
Authority: JP
Inventors: 繁尚松江; 裕西村
Original assignee: Toyo Asano Foundation Co Ltd
Current assignee: Toyo Asano Foundation Co Ltd
Priority date: 2018-04-11
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2020-08-12
Anticipated expiration: 2038-04-11
Also published as: JP2019183510A

Description

本願発明は、既製杭を用いた基礎杭であって、施工及び施工管理が容易で、基礎杭の杭先端支持力や杭周摩擦力が良好な基礎杭、及び、基礎杭を用いたビルディングなどの大型上部構造物の下方に設けられる基礎の構築方法に関する。

ビルディング、商業施設、倉庫などの大型構造物の基礎として既製杭を用いた基礎杭からなる基礎が知られている。

基礎杭は、一般的には図４に示すように、杭先端支持力を向上させるべく杭孔の底部に拡径部を設けたものとなっている。例えば、特許文献１には底部側に内径を拡大した拡大掘削部が形成された杭孔に基礎杭を設ける基礎杭の施工方法が記載されている。そして、この文献では拡大比ω（既製杭の先端部の外径Ｄ_ｏｎに対する拡大掘削部の内径Ｄ_ｅの割合）は１．０〜２．０の範囲に設定されている。

また、特許文献２にも同様の基礎杭構造のものが記載されており、この文献では根固め柱の径Ｄ_２を杭径Ｄ_１の１．２〜２．０倍とることが記載されている。

また、特許文献３には、根固め部での先端支持力や周面摩擦力などを考慮した埋込み杭の構造仕様決定方法が記載されている。この文献では、根固め部径Ｄ_ｅは節部を有する既製杭の節部径Ｄ_ｎに対しＤ_ｅ＞Ｄ_ｎ＋５０にすることが記載されている。

以上のように、従来技術では杭先端支持力を得るべく杭先端部径Ｄ_１に対する杭孔底部（根固め部）の径Ｄ_２の比Ｄ_２／Ｄ_１を大きくすることが行われており、Ｄ_２／Ｄ_１＝１．２５程度が主流となっている。

特許第６０６５１５５号公報特開２００６−２４９９２８号公報特許第５７９８３７６号公報

また、基礎杭の配置位置によって大型上部構造物からの柱荷重は変わってくるので、表１に一例を示すように、用いる杭の杭径を変えて複数径の既製杭を用いてきた。しかし、従来のように杭孔底部に拡径部を設ける基礎杭では施工面や施工管理面で様々な課題があった。

例えば、施工面では、
（１）杭孔を削孔する際、杭孔底部に拡径部を設ける先端部拡底の工程があるため、拡大掘削ヘッドのある掘削機を用いるなど特殊な掘削装置が必要になる。
（２）上記先端部拡底の工程があるため施工効率が悪くなる。
（３）削孔中に杭孔内壁の崩壊が起こり杭の挿入不能に陥ることがある。
（４）根固め部（拡径部）の構築中に根固め部に掘削残土が多く入り込むことがある。
（５）大型上部構造物は柱ごとに必要な支持力が異なるので、柱ごとに杭径の違う杭を用意するか杭本数を増やさなければならず、手間やコストが掛かる。
などが挙げられる。

施工管理面では、
（ａ）品質管理に対する要求が年々高くなる中、杭孔の底部に確実に拡径部が構築されているか否かを確認する必要がある。
などが挙げられる。

このような中、最近では、基礎杭の施工において、杭孔に拡径部を設けないストレートな杭孔を用いた工法も開発されてきているが十分ではない。この場合のＤ_２／Ｄ_１は、１．１〜１．２５程度である。

本願発明は、上記課題を鑑みつつ、既製杭を用いて大型上部構造物の基礎を構築する際に施工性や施工管理性が良く、高い杭支持力が得られる基礎杭と基礎杭を用いた基礎の構築方法を提供することを目的とする。

本願発明は、施工区画に設けられた複数の基礎杭によって構成される大型上部構造物の基礎であって、前記複数の基礎杭は、それぞれ掘削機により削孔された杭孔に既製杭が挿入され、前記杭孔の内壁と前記既製杭との間に根固め液及び杭周固定液が充填されてなる基礎杭であって、前記杭孔は、根固め部に拡径部を有さず、根固め部からその上方の杭周部に亘って同一の杭孔径を有するストレートな杭孔であり、周囲を前記根固め液で充たされた前記既製杭の先端部における杭径Ｄ_１は３００〜１２００ｍｍであり、かつ前記杭径Ｄ_１と前記杭孔径Ｄ_２との比Ｄ_２／Ｄ_１が１．３〜２．５であり、前記複数の基礎杭のうち、前記基礎における設置位置の違いにより必要とする杭先端支持力が異なる複数の基礎杭について、同一の杭径Ｄ_１を有する既製杭が用いられ、個々の基礎杭が必要とする杭先端支持力に応じて、根固め部からその上方の杭周部に亘って同一の杭孔径とした前記ストレートな杭孔の杭孔径Ｄ_２が、Ｄ_２／Ｄ_１＝１．３〜２．５となる範囲で基礎杭ごとに設定されていることを特徴とするものである。

本願発明の基礎杭は、アースオーガ、掘削攪拌ロッド、スパイラルオーガなど従来の掘削機により削孔された杭孔に従来からある既製杭が従来の方法で挿入され、杭孔の内壁と既製杭との間に杭孔底部ではＷ／Ｃ４０〜１００％程度のセメントミルクなどの根固め液が、その上部の隙間にはＷ／Ｃ５０〜２００％程度のセメントミルクなどの杭周固定液と泥水の混合物が充填されてなるものである。

既製杭は単杭、上杭と下杭からなる継ぎ杭、上杭と中杭と下杭からなる継ぎ杭などである。既製杭の種類は特に限定されないが、ＰＨＣ杭やＰＲＣ杭などのコンクリート杭、ＳＣ杭などの複合杭、コンクリート杭と複合杭の組み合わせからなる杭が、杭に作用する水平力に効率的に抵抗する観点からして好ましい。根固め液と杭周固定液は、従来と同様のものである。

本願発明では、杭孔は孔底などの根固め部に拡径部を有せず、根固め部からその上方の杭周部に亘って同一な杭孔径を有するストレートな杭孔である。杭孔の杭孔径は特に限定されないが、従来の拡径部を有する杭孔における拡径部の杭孔径に匹敵するものである。例えば、４００〜３０００ｍｍである。ストレート形状の杭孔は、従来から若干あるものの、大きくても杭径１０００ｍｍに対して掘削径１２５０ｍｍ程度の拡径率になっており、それより大きな拡径率のものはなかった。

これは、杭孔径を大径にすることによって、施工の仕方によっては発生残土が増加する、杭孔に挿入する既製杭を鉛直に挿入することが難しくなるなどの問題点も若干あるとみられる。

上記の通り、本願発明の基礎杭における杭孔はストレート形状のものなので、施工面の課題である（１）〜（４）の問題は生じ難くなる。また、施工管理面の課題であった（ａ）の問題も解消される。

周囲を根固め液で満たされた既製杭の先端部における杭径Ｄ_１は３００〜１２００ｍｍであり、かつ、杭径Ｄ_１と杭孔径Ｄ_２との比Ｄ_２／Ｄ_１が１．３〜２．５であるとよい。

前述の通り、杭孔に挿入された既製杭の先端部外周は根固め液で充たされているが、この根固め液に接する先端部における杭径Ｄ_１は３００〜１２００ｍｍが好ましい。

本願発明の基礎杭は、前述の通り、ビルディング等の大型上部構造物の柱荷重を支持するものなので大径の杭を用いるのが好ましい。３００ｍｍ未満では既製鋼管杭が主流であり、また、１２００ｍｍを超えると場所打ちコンクリート杭が主流となる。

なお、杭径Ｄ_１は、杭の先端部がストレート形状のものであればその部分の外径を示し、拡底部を有するものであれば拡底部における杭の最外径を示す。本願発明での既製杭とは、先端部に支持力向上のための鋼板を巻き付けたものなど先端部が加工されたものも含まれるが、杭径Ｄ_１は杭本体部の外径である。

また、本願発明の基礎杭では、杭径Ｄ_１と杭孔径Ｄ_２との比Ｄ_２／Ｄ_１を１．３〜２．５とするのが好ましい。前述の通り、拡径部を有する従来の杭孔においてはＤ_２／Ｄ_１を２．０程度まですることも考えられているが、実際は発生残土量の増加といった理由で１．２５程度にすることが主流となっている。前述の通り、本願発明のようなストレート形状の杭孔を用いた工法も最近開発されてきているが、Ｄ_２／Ｄ_１については十分検討されていない。

杭径Ｄ_１と杭孔径Ｄ_２との比Ｄ_２／Ｄ_１が１．３未満では支持力増加の効果が低く、また２．５を超えると掘削装置が大きくなりすぎて施工が困難となるなどのデメリットが生じやすくなる。支持力増加の面では、Ｄ_２／Ｄ_１を１．４または１．５〜２．５とするのがより好ましい。

本願発明の既製杭は、コンクリート杭、鋼管とコンクリートとからなる複合杭、コンクリート杭と複合杭とを組み合わせてなる杭のいずれかであることを特徴とするものである。

本願発明の基礎杭で用いる杭は、従来から大型上部構造物の基礎を施工する際に用いる既製杭であれば特に限定されず鋼管杭や合成杭なども用いることができるが、中でもＰＣ杭、ＰＨＣ杭、ＰＲＣ杭などのコンクリート杭、ＳＣ杭などの鋼管とコンクリートとからなる複合杭、コンクリート杭と複合杭とを組み合わせてなる杭が、杭に作用する水平力に効率的に抵抗する観点からして好ましい。

また、既製杭は、根固め部からその上方の杭周部に亘って同一径のストレート形状の杭、もしくは、その杭底部及び／又は杭頭部に拡径部を有する杭であるとよい。もちろん、全長に亘って同一径のストレート形状の杭でもよく、その場合製造は最も容易となる。

既製杭の形状も特に限定されず従来から大型上部構造物の基礎を施工する際に用いる形状、形態が適用できるが、基本的には、施工性や施工管理性の観点から、既製杭（単杭、継ぎ杭）はその全長に亘って同一径のストレート形状の杭が好適であるが、必要に応じてＳＴ杭など拡底部及び／又は杭頭部に拡径部を有するものも用いることができる。

本願発明の基礎杭における杭孔は、杭周固定液と泥水の混合物が充填される部分（杭軸部）もその全長に亘って杭孔径が大きいので杭孔の内壁と杭外周面との間の隙間が大きくなり、従来の基礎杭より多くの杭周固定液と泥水の混合物が充填される。

よって、ＳＴ杭などを用いて杭頭部を拡径することにより杭の水平支持力は向上し耐震性の高い基礎杭が得られる。また、ＳＴ杭などを用いて杭底部を拡径すれば杭先端部の支持力の高い基礎杭が得られる。さらに、杭の拡頭部と拡底部の両方を拡径したＳＴ杭を用いればさらに水平抵抗力が大きな基礎杭が得られる。なお、上記拡頭部や拡底部は従来から知られているものと同様の形状、形態のものである。

また、本願発明の基礎の構築方法は、上述の基礎杭を利用して大型構造物下方の地盤に設けられる基礎の構築方法であって、施工区画に基礎杭を複数設け、設置位置の違いにより必要とする杭先端支持力が異なる複数の基礎杭について同一の杭径Ｄ_１を有する既製杭を用い、個々の基礎杭が必要とする杭先端支持力に応じて、杭孔径Ｄ_２を、Ｄ_２／Ｄ_１＝１．３〜２．５となる範囲で基礎杭ごとに設定することを特徴とする。

本願発明の基礎は、ビルディング、商業施設、倉庫などの大型構造物の下方の地盤に設けられる基礎であり、杭基礎の施工区画に基礎杭を複数設けてなるものである。

また、設置位置の違いにより必要とする杭先端支持力が異なる複数の基礎杭について同一の杭径Ｄ_１を有する既製杭を用い、個々の基礎杭が必要とする杭先端支持力に応じて、杭孔径Ｄ_２を、Ｄ_２／Ｄ_１＝１．３〜２．５となる範囲で基礎杭ごとに設定する。例えば杭径Ｄ_１を基礎杭ごとに替えることなく、全て同一径の既製杭を用いて、あるいは２種類、場合によって３種類程度の径の既製杭を用いて、杭孔径Ｄ_２を替える、すなわち、Ｄ_２／Ｄ_１の比を替えることで得られる杭先端支持力を変える。このようにすることにより、i）用いる杭の種類を減らせる、ii）施工ミスが少なくなる、iii）既製杭の製造コスト減につなげられる、iv）杭の製造から杭基礎施工までの杭や基礎杭の管理が容易となるといった効果が得られる。

杭孔径Ｄ_２は、従来の拡径部を有する杭孔における拡径部の杭孔径に匹敵するものであり、杭孔径Ｄ_２は、例えば、４００〜３０００ｍｍの範囲で必要な杭先端支持力に応じて変えればよい。

本願発明の基礎では、必要な杭先端支持力を得るのに、削孔する杭孔径を替えるだけでよく、しかも、杭孔はストレート形状のものなので、良好な杭先端支持力を維持しつつ基礎の施工性や施工管理性の向上が図れる。

本願発明の基礎杭を用いれば、少なくとも従来並みの良好な杭耐力を維持しつつ施工性や施工管理性の良い大型上部構造物の基礎を得ることができる。また、本願発明の基礎の構築方法によれば、施工性や施工管理性の良い施工で基礎を構築することができるだけでなく、施工コストの低減も図れる。

本願発明の基礎杭の例を示す断面図である。（ａ）は既製杭がストレート形状の単杭である場合、（ｂ）は既製杭がストレート形状の単杭を接続してなる継ぎ杭である場合、（ｃ）は既製杭が拡底部を有する単杭である場合、（ｄ）は既製杭が拡頭部を有する単杭である場合である。本願発明の基礎の一例を示す平面図である。図２におけるＸ_１Ｙ_２の位置に設けられた側杭ｂ_３とＸ_２Ｙ_２の位置に設けられた中杭ｃ_１の基礎杭を示す断面図であり、図２に示す本願発明の基礎の説明を補完するものである。従来の代表的な基礎杭を示す断面図である。（ａ）は杭孔の底部と既製杭の先端部に杭先端支持力を強固にするための拡径部がある場合、（ｂ）は既製杭がストレート形状で杭孔の底部のみに拡径部がある場合である。図２に対応するものであり、従来の基礎の一例を示す平面図である。

以下、本願発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本願発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

図１は本願発明の基礎杭１の例を示す断面図である。（ａ）は既製杭５がストレート形状の単杭である場合、（ｂ）は既製杭５がストレート形状の単杭を接続してなる継ぎ杭である場合、（ｃ）は既製杭５が拡底部を有する単杭である場合、（ｄ）は既製杭５が拡頭部を有する単杭である場合である。

図に示すように、本願発明では、地盤中に掘削された杭孔２はその全長に亘って同径のストレート形状のものである。従来のように杭孔２の底部や頭部を拡径しないので、特殊な掘削機を用いることなく簡便かつ確実に杭孔２を形成できる。杭孔２は地盤における支持層の支持層上端から、挿入される杭の径の２倍〜４倍の深さまで掘削する。

杭孔２の杭孔径Ｄ_２は、従来の杭孔において杭孔底部などに設けられる拡径部杭孔径に匹敵する寸法のものであり、例えば、４００〜３０００ｍｍである。杭孔２の底部には、従来の杭孔と同様、Ｗ／Ｃ４０〜１００％程度のセメントミルクなどの根固め液３が充填され、その上方にはＷ／Ｃ５０〜２００％程度のセメントミルクなどの杭周固定液と泥水の混合物４が充填されている。

そして、この杭孔２に杭径Ｄ_１の既製杭５が挿入されている。既製杭５は、（ａ）と（ｃ）と（ｄ）の例ではＰＨＣ杭、（ｂ）の例では既製杭５は上杭５ａと中杭５ｂと下杭５ｃとからなり、中杭５ｂと下杭５ｃがＰＨＣ杭で上杭５ａがＳＣ杭である。杭径Ｄ_１は、図に示すように、杭本体の先端部における杭径であり、３００〜１２００ｍｍが好ましい。

既製杭５の先端面と杭孔２の底面との離間距離Ｈ_１は、挿入される杭の径の１倍〜２倍の高さが好ましい。この範囲にすることによって、根固め部が押し抜き破壊されないといった効果が得られる。また、根固め液３の充填高さＨ_２はＨ_１以上であって、挿入される杭の径の１〜２倍程度が好ましい。この範囲にすることによって杭と根固め液が一体化される効果が得られる。

また、杭孔径Ｄ_２と杭径Ｄ_１との比Ｄ_２／Ｄ_１は１．３〜２．５にするのが好ましい。この範囲にすることによって、杭先端支持力係数などを大きくとることができる。

理論上では、Ｄ_２／Ｄ_１を１．３〜２．５とすることにより、杭先端支持力係数は３５０程度が３７５〜１２５０程度に、砂質土地盤での摩擦力係数は６程度が６．２〜１２．０程度に、粘土質地盤の摩擦力係数は０．５程度が０．６２〜１．２０程度に大きくなる。

また、Ｄ_２／Ｄ_１を１．４〜２．５とした場合、杭先端支持力係数は３５０程度が４３０〜１２５０程度に、砂質土地盤での摩擦力係数は６程度が６．７〜１２．０程度に、粘土質地盤の摩擦力係数は０．５程度が０．６７〜１．２０程度に大きくなる。

例えば、杭径６００ｍｍでモデル地盤（杭長２０ｍ、先端地盤Ｎ値６０、摩擦砂質土：Ｎ＝５，１０ｍ、粘土：ｑ_ｕ＝１００Ｎ／ｍｍ^２、１０ｍ）での杭の地盤から決まる支持力を算出すると、従来では一般的なＤ_２／Ｄ_１＝１．２５の場合は２５４３ｋＮであったものが、Ｄ_２／Ｄ_１を１．３〜２．５とすることで２７０３〜８１９５ｋＮにまで大きくなる。

なお、本願発明の基礎杭５は従来からある基礎杭施工装置を用いて従来方法で施工することにより得ることができる。（ａ）に示すように、既製杭５を杭孔２に鉛直に建て込むべくスペーサ６などは、従来から用いられている位置調整治具を用いてもよい。また、（ｄ）に示すように、杭先端支持力を増すため杭先端部に外面に突起のある巻き付け鋼板７を巻き付けるなどすることもできる。

図２は、本願発明の基礎８の一例を示す平面図である。基礎８は大型上部構造物（例えば、ビルディング、商業施設、倉庫など）直下の地盤に設けられ、施工区画に図１に示すような本願発明の基礎杭１が複数設けられている。この例では、Ｘ_１〜Ｘ_４とＹ_１〜Ｙ_３との交点に各々基礎杭１が設けられ、ａ_１〜ａ_４は隅杭、ｂ_１〜ｂ_６は側杭、ｃ_１とｃ_２は中杭となっている。

図２に示した基礎８では、全ての基礎杭１に杭径Ｄ_１が同径の既製杭５を用いる。この例では、大型上部構造物からの柱荷重に関係なく、隅杭、側杭、中杭のいずれにおいても杭径６００ｍｍのものを用いている。このように杭径Ｄ_１を同径のものにすることで施工や施工管理が容易となる。既製杭５の杭径Ｄ_１は、杭周囲の地盤の固さや杭に作用する水平力の大きさに応じて決められる。

本願発明では、各柱荷重に対して必要な杭支持力を杭孔２の杭孔径Ｄ_２を各基礎杭１で替える（すなわち、Ｄ_２／Ｄ_１の比を替える）ことによって得る。この例では、隅杭ａ_１〜ａ_４の杭孔径Ｄ_２を７８０ｍｍ（Ｄ_２／Ｄ_１＝１．３０）、側杭ｂ_１〜ｂ_６の杭孔径Ｄ２’を８５０ｍｍ（Ｄ_２／Ｄ_１＝１．４２）、中杭ｃ_１〜ｃ_２の杭孔径Ｄ_２”を１０００ｍｍ（Ｄ_２／Ｄ_１＝１．６７）としている。杭孔径Ｄ_２と杭径Ｄ_１との比Ｄ_２／Ｄ_１は必要とされる柱荷重によって決められる。

このように、本願発明の基礎８では、必要な杭先端支持力に応じて掘削する杭孔２の杭孔径Ｄ_２を変えるだけでよく、しかも、杭孔２は拡径部を有しないストレート形状のものなので施工や施工管理が容易となるとともに、掘削土砂の必要以上の混入などの施工ミスがなくなり、品質の高い基礎８が得られる。

図３は、図２におけるＸ_１Ｙ_２の位置に設けられた側杭ｂ_３とＸ_２Ｙ_２の位置に設けられた中杭ｃ_１の基礎杭１を示す断面図であり、図２に示す本願発明の基礎８の説明を補完するものである。基礎杭１の形態は図１の（ａ）に対応している。

図に示すように、Ｘ_１Ｙ_２の位置での基礎杭１とＸ_２Ｙ_２の位置での基礎杭１とでは、杭径Ｄ_１が同径の既製杭５を用いるものの、杭孔２の杭孔径Ｄ_２はＤ_２’とＤ_２”とで異なっている。したがって、根固め液３や杭周固定液４の杭孔２への充填量も杭孔径Ｄ_２が変われば変わる。これらの液の充填量が増えれば杭と杭孔との一体化強固になるので、既製杭５の杭径Ｄ_１を変えなくても必要な杭先端支持力は十分得ることができる。

図２には、全ての基礎杭１に杭径Ｄ_１が同径の既製杭５を用いた例を示したが、施工区画に基礎杭１を複数設ける場合、設置位置の違いにより必要とする杭先端支持力が異なる複数の基礎杭について同一の杭径Ｄ_１を有する既製杭を用い、個々の基礎杭が必要とする杭先端支持力に応じて、杭孔径Ｄ_２を、Ｄ_２／Ｄ_１＝１．３〜２．５となる範囲で基礎杭ごとに設定すればよい。

図４は、従来の代表的な基礎杭１を示す断面図である。（ａ）は杭孔２の底部と既製杭５の先端部に杭先端支持力を強固にするための拡径部がある場合、（ｂ）は既製杭５がストレート形状で杭孔２の底部のみに拡径部がある場合である。既製杭５は、（ａ）ではＰＨＣ杭の単杭、（ｂ）ではＳＣ杭の上杭とＰＨＣ杭の中杭と下杭からなる継ぎ杭である。

本願発明の基礎杭１と同様、杭孔２の底部には根固め液３が充填され、その上方に杭周固定液と泥水の混合物４が充填されている。（ａ）では、杭孔２の底部は杭孔拡底部９となっており、そこに先端部が拡径した既製杭５の該先端部が挿入されている。また、（ｂ）では、既製杭５の先端部は拡径していないものの杭孔２には杭孔拡底部９が設けられている。

そのため、従来の基礎杭１を施工しようとすると杭孔拡底部９の施工が必須のものとなるので、施工に手間やコストが掛かるとともに施工管理がし難く、杭孔拡底部９への掘削土砂の混入が発生することがある。

図５は図２に対応するものであり、従来の基礎８の一例を示す平面図である。施工区画に図４に示すような基礎杭１が複数設けられている。図２と比較しやすいように、この例でも、Ｘ_１〜Ｘ_４とＹ_１〜Ｙ_３との交点に各々基礎杭１が設けられ、ｅ_１〜ｅ_４は隅杭、ｆ_１〜ｆ_６は側杭、ｇ_１とｇ_２は中杭となっている。

既製杭５における杭径Ｄ_１は本願発明のように統一されておらず、杭の打設位置によって異なった杭が用いられている。この例では、隅杭では杭径Ｄ_１が６００ｍｍのものを、側杭では杭径Ｄ_１’が８００ｍｍのものを、中杭では杭径Ｄ_１”が１０００ｍｍのものを用いている。したがって、杭孔２の杭孔径Ｄ_２も使用する杭の杭径Ｄ_１〜Ｄ_１”によってＤ_２〜Ｄ_２”も７５０ｍｍ、１０００ｍｍ、１２５０ｍｍと変わっている。この例では、杭孔径Ｄ_２と杭径Ｄ_１との比Ｄ_２／Ｄ_１を１．２５に設定しているが、従来は１．１〜１．２５程度にするのが一般的である。

このように、従来の基礎８では基礎杭１の設置位置によって杭径Ｄ_１の異なる既製杭５を数種用い、それによって杭孔径Ｄ_２も変わってくる。加えて、基礎杭１はその多くが図４に示すような杭孔拡底部９を有するものである。したがって、基礎８を従来の方法で構築しようとすると、既製杭５も杭径Ｄ_１の異なる杭を用意しなければならないなど設計から施工までの手間が掛かるとともに施工管理も大変である。また、図４のところで述べたような基礎杭１の施工での問題が生じる惧れもある。

表１は、図２に示す本願発明の基礎８と図５に示す従来の基礎８との対比表である。

この表からわかるように、従来の基礎ではＤ_２／Ｄ_１の比を替えるのではなく、大型上部構造物からの柱荷重に応じて既製杭の杭径Ｄ_１を替えた複数種の既製杭を用い、それに応じて杭孔径Ｄ_２が変わることにより杭の先端支持力を得ているのに対し、本願発明では用いる既製杭の杭径Ｄ_１は一定とし杭孔径Ｄ_２を替えて（すなわち、Ｄ_２／Ｄ_１の比を替えて）先端支持力を得ている。

これまで、既製杭による基礎杭を用いて基礎を構築するのに、施工区画における全ての基礎杭で用いる既製杭の杭径Ｄ_１を一定とする、杭孔径Ｄ_２を替えて（すなわち、Ｄ_２／Ｄ_１の比を替えて）必要な杭の先端支持力を得るといった発想はなかったが、本願発明の既製杭と基礎によれば施工ミスを低減できるとともに施工性、施工管理性、品質性の良好な基礎を構築することができる。

１…基礎杭、２…杭孔、３…根固め液、４…杭周固定液と泥水の混合物、５…既製杭、５ａ…上杭、５ｂ…中杭、５ｃ…下杭、６…スペーサ、７…巻き付け鋼鈑、８…基礎、９…杭孔拡底部、Ｄ_１…杭径、Ｄ_２…杭孔径、Ｈ_１…杭の先端面と杭孔の底面との離間距離、Ｈ_２…根固め液の充填高さ

Claims

施工区画に設けられた複数の基礎杭によって構成される大型上部構造物の基礎であって、前記複数の基礎杭は、それぞれ掘削機により削孔された杭孔に既製杭が挿入され、前記杭孔の内壁と前記既製杭との間に根固め液及び杭周固定液が充填されてなる基礎杭であって、前記杭孔は、根固め部に拡径部を有さず、根固め部からその上方の杭周部に亘って同一の杭孔径を有するストレートな杭孔であり、周囲を前記根固め液で充たされた前記既製杭の先端部における杭径Ｄ_１は３００〜１２００ｍｍであり、かつ前記杭径Ｄ_１と前記杭孔径Ｄ_２との比Ｄ_２／Ｄ_１が１．３〜２．５であり、前記複数の基礎杭のうち、前記基礎における設置位置の違いにより必要とする杭先端支持力が異なる複数の基礎杭について、同一の杭径Ｄ_１を有する既製杭が用いられ、個々の基礎杭が必要とする杭先端支持力に応じて、根固め部からその上方の杭周部に亘って同一の杭孔径とした前記ストレートな杭孔の杭孔径Ｄ_２が、Ｄ_２／Ｄ_１＝１．３〜２．５となる範囲で基礎杭ごとに設定されていることを特徴とする大型上部構造物の基礎。
請求項１記載の基礎において、前記既製杭は、コンクリート杭、鋼管とコンクリートとからなる複合杭、前記コンクリート杭と前記複合杭とを組み合わせてなる杭のいずれかであることを特徴とする基礎。
請求項１または２に記載の基礎において、前記既製杭は、その全長に亘って同一径のストレート形状の杭、もしくは、その杭底部及び／又は杭頭部に拡径部を有する杭であることを特徴とする基礎。