JP6960115B2 - 建物の基礎構造および建物の基礎構造構築方法 - Google Patents

Description

この発明は、建物の基礎および杭を備える建物の基礎構造および建物の基礎構造構築方法に関する。

特許文献１には、不同沈下を生じた建物の水平修復を行う方法として、地盤の掘削量が少なくて済み、また単位杭を継ぐ際に継手の品質が安定したものとなり、さらに単位杭の本体となる鋼管を必要以上に厚くする必要のない方法が提案されている。具体的には、この方法は、建物の基礎の立ち上がり部の側面に反力取り治具を取付け、この反力取り治具で支えられるジャッキにより、基礎の近傍の地盤に杭を圧入する。また、例えば、杭の圧入が完了すると、反力取り治具を基礎から取り外し、基礎受け部材を基礎に残しておき、この残された基礎受け部材を、適宜のスペーサ兼用の連結材を介して杭に溶接で係合することとしている。

特開平９−２６４０３４号公報

しかしながら、上記従来のように、上記基礎受け部材を、適宜のスペーサ兼用の連結材を介して杭の側に溶接により固定する場合、溶接工が必要になるが、このような溶接工を確保できない場合には、建物の水平修復工事が滞るという問題がある。また、現場での溶接作業となるので、一定の要求を満たすような溶接を的確に行うことも容易ではない。

この発明は、上記の事情に鑑み、現場での溶接を必要としない建物の基礎構造および建物の基礎構造構築方法を提供することを課題とする。

この発明の建物の基礎構造は、上記の課題を解決するために、建物の基礎の水平方向側にずれた位置に打ち込まれた杭と上記基礎とが、上記杭の移動を生じても上記基礎へは一定以上の力が伝達されないように制限的に係合されていることを特徴とする。

上記の構成であれば、建物の基礎の水平方向側にずれた位置に打ち込まれた杭と上記基礎とが係合されるので、現場での溶接は不要となり、溶接工を確保できない場合における建物の基礎工事の滞りという問題を解決することができる。また、仮に、地震によって、上記杭に突き上げの力が生じたとしても、上記の制限的な係合の箇所において、上記基礎へは一定以上の力が伝達されないので、上記杭の突き上げに上記基礎が巻き込まれて破壊されるといったおそれを少なくすることができる。

上記基礎に固定された基礎側固定部と上記杭の頂部側との間に介在する支持部材が、上記杭および上記基礎側固定部の少なくとも一方に、制限的に係合されていてもよい。これによれば、上記杭と上記基礎とが直接的に係合される構造に比べ、上記基礎側固定部と上記支持部材とによって容易に上記制限的な係合の構造が得られるようになる。

上記支持部材と上記基礎側固定部の各々の縦面部同士が横配置に設けられた締結部材によって制限的に係合されていてもよい。これによれば、上記杭に突き上げの力が生じたときに、上記縦面部同士のずれによって上記締結部材が破断されることが可能になり、上記杭の突き上げに上記基礎が巻き込まれて破壊されるといったおそれを少なくすることができる。また、上記締結部材として規格化されているボルト等を用いれば、一定のせん断荷重を設定することも容易となる。また、上記支持部材や上記基礎側固定部の損傷を極力抑えて、基礎修復を迅速に行うことが可能になる。

上記杭の頂部の面に上記支持部材が接触により制限的に係合されていてもよい。また、上記支持部材の本体部の下部の水平面に設けられた筒部に上記杭の頂部が嵌合しており、上記筒部が制限的に上記本体部に係合されていてもよい。これによれば、上記支持部材と上記杭を嵌合により容易に係合させることができるとともに、仮に、地震によって、上記杭が横に移動しても、上記筒部において、上記基礎へは一定以上の力が伝達されないので、上記杭の横移動に上記基礎が巻き込まれて破壊されるといったおそれを少なくすることができる。

また、この発明の建物の基礎構造構築方法は、建物の基礎構造を得る建物の基礎構造構築方法であって、建物の基礎の水平方向側にずれた位置に杭を打ち込む工程と、上記基礎に基礎側固定部を固定する工程と、上記杭の頂部側と上記基礎側固定部との間に、支持部材を、上記杭の移動を生じても上記基礎へは一定以上の力が伝達されないように、上記杭および上記基礎側固定部の少なくとも一方に制限的に係合させる工程と、を含むことを特徴とする。

上記の方法であれば、建物の基礎の水平方向側にずれた位置に打ち込まれた杭と上記基礎とが係合されるので、現場での溶接は不要となり、溶接工を確保できない場合における建物の水平修復工事の滞りという問題を解決することができる。また、仮に、地震によって、上記杭に突き上げの力が生じたとしても、上記係合の箇所において、上記基礎へは一定以上の力が伝達されないので、上記杭の突き上げに上記基礎が巻き込まれて破壊されるといったおそれを少なくすることができる。

上記基礎側固定部および上記支持部材の周囲にメッシュ型枠を配置し、このメッシュ型枠の外側まで土を埋め戻し、上記メッシュ型枠内に防錆性を有するセメントベントナイト系固化剤を投入してもよい。これによれば、上記土を埋め戻さずにコンクリートを全体に投入する場合のコンクリート量よりも少ない量のセメントベントナイト系固化剤で上記基礎側固定部および上記支持部材を覆うことができる。

上記杭によって上記建物の基礎の不同沈下を修復した後に上記の制限的な係合を行うようにしてもよい。これによれば、建物の基礎の不同沈下の修復作業において上記制限的な係合による基礎構造を得ることができる。

本発明であれば、建物の基礎の水平方向側にずれた位置に打ち込まれた杭と上記基礎とが係合されるので、現場での溶接が不要になり、溶接工を確保できない場合における建物の水平修復工事の滞りという問題を解決できる。また、仮に、地震によって、上記杭に突き上げの力が生じたとしても、上記係合の箇所において、上記基礎へは一定以上の力が伝達されないので、上記杭の突き上げに上記基礎が巻き込まれて破壊されるといったおそれを少なくできるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る建物の基礎構造の一例を示した説明図である。 本発明の実施形態に係る建物の基礎構造構築方法の一例を示した説明図である。 本発明の実施形態に係る建物の基礎構造構築方法の一例を示した説明図である。 図３に示した工程の後工程を例示した説明図である。 図４に示した工程の後工程を例示した説明図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
この実施形態にかかる建物の基礎構造は、図１に示すように、建物の基礎１の水平方向側にずれた位置に打ち込まれた杭２と、上記基礎１に固定されたブラケット状の基礎側固定部３と、上記杭２の頂部側と上記基礎側固定部３との間に介在する支持部材４と、上記支持部材４と上記基礎側固定部３とを締結するボルト・ナット等の締結部材５と、を備える。

上記基礎側固定部３の設けられる箇所の上記基礎１のベース部１１の屋外側の一部分は、斫りがなされ、この斫りがされた箇所において、上記基礎側固定部３が上記基礎１に固定される。

上記基礎側固定部３は、例えばＨ形鋼からなる縦部３１とこの縦部３１の下部側で上記基礎１のベース部１１側に突出する例えばＨ形鋼からなる横部３２とを備える。上記縦部３１の上端には、取付プレート３１１が溶接により固定されている。また、上記縦部３１と上記横部３２同士も溶接により互いに固定されている。上記横部３２はその上フランジ３２ａを上記基礎１のベース部１１の底面に対向させている。上記横部３２の上フランジ３２ａと上記基礎１のベース部１１の底面とはグリップアンカー３００によって互いに固定されている。また、上記縦部３１のフランジ３１ａと上記基礎１とは、ケミカルアンカー３０１によって互いに固定されている。上記縦部３１の他方のフランジ３１ｂは上記支持部材４の側に位置する。

上記杭２は、例えば、小口径鋼管杭からなる。また、この基礎構造が不同沈下修復による基礎構造であれば、上記杭２の地盤に対する反力を得て上記基礎１のジャッキアップが行われている。このジャッキアップが行われた状態で、上記杭２の頂部に上記支持部材４が設けられ、この支持部材４と上記基礎側固定部３とが上記締結部材５によって固定される。上記締結部材５は、上記基礎１が沈下しないように、当該基礎１を支えるせん断耐力を有しているが、地震で上記杭２に突き上げの力が生じたときには、この突き上げが基礎１に伝わらないように、せん断を生じるようになっている。すなわち、上記突き上げの力が生じても上記基礎１へは一定以上の力が伝達されないように上記支持部材４と上記基礎側固定部３とが上記締結部材５によって制限的に係合されている。上記の一定の力は、基礎１の破壊強度に基づいて適宜設定することができる。

上記支持部材４は、例えば、Ｈ形鋼からなる本体部４１と、この本体部４１の下フランジ４１ａの下面に設けられた筒部としてのアウタースリーブ鋼管４２とからなる。このアウタースリーブ鋼管４２内に上記杭２が嵌合されており、この杭２の上端面が上記下フランジ４１ａの下面に接触する。上記アウタースリーブ鋼管４２と上記杭２との間にはクリアランスが存在する。このクリアランスの範囲内で、上記杭２の頂部の上面と上記本体部４１の下面とが摺動可能となっており、仮に、杭２が横に移動しても、この移動力が直接的に上記支持部材４を介して基礎１に伝わるのを回避することができる。

また、上記アウタースリーブ鋼管４２は、上記下フランジ４１ａの下面に溶接によって係合されているが、この溶接は現場で行われるものではない。また、この溶接は、上記杭２の移動を生じても上記基礎１へは一定以上の力が伝達されない制限的な係合となるように行われる。なお、現場においてこのような制限的な溶接を行うとすれば、現場においては一定の品質を確保することは容易ではないので、上記杭２の移動による上記基礎１への一定以上の力の制限に大きなばらつきが生じると思われる。一方、上記アウタースリーブ鋼管４２の溶接が工場等の適切な環境で行えることで、一定の要求を満たすような溶接を的確に行うことができる。

上記支持部材４の上記本体部４１の端には、上記下フランジ４１ａと上フランジ４１ｂとの間に渡ってエンドプレート４３が溶接によって固定されている。そして、このエンドプレート４３に事前形成されている貫通孔と上記フランジ３１ｂに現場で形成された貫通孔とを通して上記締結部材５が設けられ、この締結部材５によって上記支持部材４と上記基礎側固定部３とが上記のように制限的に係合される。上記締結部材５は、例えば、上記本体部４１のウェブを挟んで水平に２個設けられている。

また、上記締結部材５は横配置に設けられている。そして、上記縦部３１のフランジ３１ｂは縦面部を形成しており、上記エンドプレート４３も縦面部を形成している。すなわち、これら支持部材４と基礎側固定部３の縦面部同士が上記締結部材５によって係合される。

また、上記支持部材４と上記基礎側固定部３の周囲にメッシュ型枠６が配置されており、上記メッシュ型枠６内に防錆性を有するセメントベントナイト系固化体７が設けられている。また、上記セメントベントナイト系固化体７の周囲には元の土が埋め戻されている。

上記の構成であれば、上記基礎側固定部３と上記支持部材４とが上記締結部材５によって締結されるので、現場での溶接は不要となり、溶接工を確保できない場合における建物の基礎工事の滞りという問題を解決することができる。

また、上記の例では、上記締結部材５が横配置で設けられており、上記支持部材４と上記基礎側固定部３の各々の縦面部同士が上記締結部材５によって締結されている。このように、上記締結部材５が横配置に設けられていると、例えば、上記縦面部同士のずれによって上記締結部材がせん断されることができる。ここで、仮に、地震によって、上記杭２に突き上げの力が生じたとしても、上記縦面部同士のずれによって上記締結部材５がせん断されることが可能になり、上記杭２の突き上げに上記基礎１が巻き込まれて破壊されるといったおそれを少なくすることができる。また、上記締結部材５として規格化されているボルトを用いれば、一定のせん断荷重を設定することも容易となる。また、上記支持部材４や上記基礎側固定部３の損傷を極力抑えて、基礎修復を迅速に行うことが可能になる。

また、上記支持部材４の本体部４１の下面に設けられているアウタースリーブ鋼管４２に上記杭２の頂部が嵌合されていると、上記杭２と上記支持部材４とを簡単に係合させることができる。また、仮に、地震によって、上記杭２が横に移動しても、上記アウタースリーブ鋼管４２における上記の制限的な係合により、上記基礎１へは一定以上の力が伝達されないので、上記杭２の横移動に上記基礎１が巻き込まれて破壊されるといったおそれを少なくすることができる。なお、上記アウタースリーブ鋼管４２に代えて、例えば、上記杭２の上端に水平な鍔状部を溶接し、この鍔状部と本体部４１の下フランジ４１ａとを、締結部材によって制限的に係合させることも可能である。

以下、この実施形態の建物の基礎構造構築方法の一例について説明していく。図２に示すように、杭打ち処理に先だって、上記基礎１の近傍において掘削穴１００を複数個所形成し、各掘削穴１００において、上記基礎１のベース部１１の屋外側の一部分を斫り、上記基礎側固定部３を上記基礎１に固定する。

上記基礎側固定部３における上記縦部３１の上記取付プレート３１１には、貫通孔が４箇所形成されている。そして、この取付プレート３１１上に設けられる反力柱８の下面の板部にも貫通孔が４箇所形成されている。上記貫通孔には、ボルト８００が挿通が挿通され、このボルト８００にナットが螺合されることで、上記基礎側固定部３に上記反力柱８が固定される。図２では、上記反力柱８の上端位置に反力ヘッド８１が取り付けられている。

図３にも示すように、上記反力ヘッド８１の下面部に油圧ジャッキ８３が設けられており、この油圧ジャッキ８３によって上記杭２を打ち込むことができる。上記杭２によって地盤からの反力を得ることで、上記基礎１を上記油圧ジャッキ８３によってジャッキアップすることができる。なお、このジャッキアップをするときには、上記支持部材４の本体部４１の下面に設けられている上記アウタースリーブ鋼管４２を上記杭２の頂部に嵌合させておく。そして、ジャッキアップ完了後、上記本体部４１のエンドプレート４３に事前形成されている貫通孔からホルソーカッターを通して上記フランジ３１ｂに現場で貫通孔を形成し、これら貫通孔を通して上記締結部材５を締結する。

そして、上記反力柱８、反力ヘッド８１および油圧ジャッキ８３を取り外し、図４に示すように、上記支持部材４および上記基礎側固定部３の周囲にメッシュ型枠６を配置し、このメッシュ型枠６の外側まで土を埋め戻す。なお、メッシュ型枠６の下側において埋め戻す土は、上記アウタースリーブ鋼管４２の下端よりも上側まで戻すこととし、上記アウタースリーブ鋼管４２内に後述のセメントベントナイト系固化剤７０が入り込んで上記杭２と上記アウタースリーブ鋼管４２とが固定されてしまうのを防止する。

次に、上記メッシュ型枠６０内に、図５に示すように、防錆性を有するセメントベントナイト系固化剤７０を投入し、固化させて上記セメントベントナイト系固化体７を得る。ここで、上記建物の基礎１と上記杭２とを溶接で剛接合する場合には、土を埋め戻さずに掘削穴に大量のコンクリートを投入して上記剛接合を補完することが行われ得る。これに対し、この実施形態の方法では、このような大量のコンクリートを投入しないで、土を埋め戻し、この戻し土による上記締結部材５の錆付きのおそれを、比較的少量の上記セメントベントナイト系固化剤７０を用いることで解決している。また、地震後の再度の不同沈下の調整も、上記コンクリートを大量に打った場合に比べて容易となる。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

１ ：基礎
２ ：杭
３ ：基礎側固定部
４ ：支持部材
５ ：締結部材
６ ：メッシュ型枠
７ ：セメントベントナイト系固化体
８ ：反力柱
１１ ：ベース部
１２ ：立上部
３１ ：縦部
３１ａ ：フランジ
３１ｂ ：フランジ
３２ ：横部
３２ａ ：上フランジ
４１ ：本体部
４１ａ ：下フランジ
４１ｂ ：上フランジ
４２ ：アウタースリーブ鋼管
４３ ：エンドプレート
７０ ：セメントベントナイト系固化剤
８１ ：反力ヘッド
８３ ：油圧ジャッキ
９０ ：メッシュ型枠
１００ ：掘削穴
３００ ：グリップアンカー
３０１ ：ケミカルアンカー
３１１ ：取付プレート
８００ ：ボルト
８０１ ：ボルト

Claims (5)

1. 建物の基礎の水平方向側にずれた位置に打ち込まれた杭と上記基礎とを有しており、上記基礎に固定された基礎側固定部と上記杭の頂部側との間に介在する支持部材が、上記杭および上記基礎側固定部の少なくとも一方に、上記杭の移動を生じても上記基礎へは一定以上の力が伝達されないように制限的に係合されており、
   上記制限的な係合として、上記支持部材が上記杭の頂部の面に横に摺動可能に接触することを特徴とする建物の基礎構造。
2. 建物の基礎の水平方向側にずれた位置に打ち込まれた杭と上記基礎とを有しており、上記基礎に固定された基礎側固定部と上記杭の頂部側との間に介在する支持部材が、上記杭および上記基礎側固定部の少なくとも一方に、上記杭の移動を生じても上記基礎へは一定以上の力が伝達されないように制限的に係合されており、
   上記杭の頂部の面に上記支持部材が接触しており、
   上記支持部材の本体部の下部の水平面に設けられた筒部に上記杭の頂部が嵌合しており、上記筒部が制限的に上記本体部に係合されていることを特徴とする建物の基礎構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の建物の基礎構造において、上記支持部材と上記基礎側固定部の各々の縦面部同士が横配置に設けられた締結部材によって制限的に係合されていることを特徴とする建物の基礎構造。
4. 建物の基礎構造を得る建物の基礎構造構築方法であって、建物の基礎の水平方向側にずれた位置に杭を打ち込む工程と、上記基礎に基礎側固定部を固定する工程と、上記杭の頂部側と上記基礎側固定部との間に、支持部材を、上記杭の移動を生じても上記基礎へは一定以上の力が伝達されないように、上記杭および上記基礎側固定部の少なくとも一方に制限的に係合させる工程と、を含み、
   上記基礎側固定部および上記支持部材の周囲にメッシュ型枠を配置し、このメッシュ型枠の外側まで土を埋め戻し、上記メッシュ型枠内に防錆性を有するセメントベントナイト系固化剤を投入することを特徴とする建物の基礎構造構築方法。
5. 請求項４に記載の建物の基礎構造構築方法において、上記杭によって上記建物の基礎の不同沈下を修復した後に上記の制限的な係合を行うことを特徴とする建物の基礎構造構築方法。

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