JP7270824B1 - 基礎構造の施工方法及び基礎構造 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼管杭に接合される上部架構柱の設置精度を向上させることが可能となり、上部架構柱の引き抜き耐力を向上させることが可能となる基礎構造の施工方法を提供する。【解決手段】最大径が鋼管杭の外径よりも大きく下方に向けて縮径される円錐状鋼管の上部に、該円錐状鋼管の最大径と同じ径を有し、上方に向けて縮径されるテーパー部を有する筒状鋼管を接合してなる複合鋼管の前記円錐状鋼管を鋼管杭の杭頭部に挿入し、前記円錐状鋼管と前記鋼管杭と接合する工程と、前記複合鋼管の内部に前記複合鋼管の上端よりも下の高さまで第１経時硬化性材を打設する工程と、前記第１経時硬化性材に位置決め治具を固定する工程と、上部架構柱の下端に取り付けられた柱脚板に形成された第１貫通孔に前記位置決め治具を挿入し、硬化した前記第１経時硬化性材の上方に前記上部架構柱を設置する工程と、前記複合鋼管の内部に第２経時硬化性材を打設する工程と、を備える。【選択図】図１

Description

この発明は、基礎構造の施工方法及び基礎構造に関する。

従来、上部架構柱と鋼管杭とを接合する基礎構造に関する技術として、特許文献１が開示されている。特許文献１の基礎構造は、上部架構柱と鋼管杭との間に配置され、鋼管杭の杭径より大径の筒状鋼管、及び筒状鋼管の下端から下方に向けて縮径された円錐状鋼管を有する外鋼管と、外鋼管の内部に充填された充填コンクリートと、を備えた連結部材が設けられ、筒状鋼管は、下方に向けて拡径するテーパーに形成され、上部架構柱は、一部が充填コンクリートに固着されるアンカーボルトを介して外鋼管に接続され、連結部材は、杭頭部内に円錐状鋼管の少なくとも一部が挿入された状態で、円錐状鋼管が杭頭部との接点で溶着される。

特開２０１９－２７０３７号公報

しかしながら、特許文献１の開示技術では、充填コンクリートの打設前にアンカーボルトを外鋼管の内部に仮固定する。このため、充填コンクリートを打設する際に、アンカーボルトの設置位置がずれてしまうおそれがある。これにより、アンカーボルトを介して外鋼管に接続される上部架構柱の設置位置もずれてしまう。したがって、上部架構柱の設置精度を向上させる技術が求められている。また、上部架構柱の下端の柱脚板が充填コンクリートから露出される。このため、上部架構柱の引き抜き耐力を向上させる技術が求められている。

そこで本発明は、上述した事情に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、鋼管杭に接合される上部架構柱の設置精度を向上させることが可能となり、上部架構柱の引き抜き耐力を向上させることが可能となる基礎構造の施工方法及び基礎構造を提供することにある。

第１発明に係る基礎構造の施工方法は、上部架構柱と、地中に打設された鋼管杭とを接合する基礎構造の施工方法であって、最大径が鋼管杭の外径よりも大きく下方に向けて縮径される円錐状鋼管の上部に、該円錐状鋼管の最大径と同じ径を有し、上方に向けて縮径されるテーパー部を有する筒状鋼管を接合してなる複合鋼管の前記円錐状鋼管の下端を鋼管杭の杭頭部に挿入し、前記円錐状鋼管と前記鋼管杭とを溶接して接合する接合工程と、前記複合鋼管の内部に前記複合鋼管の上端よりも下の高さまで第１経時硬化性材を打設する第１打設工程と、前記第１経時硬化性材から露出されるように前記第１経時硬化性材に位置決め治具を固定する位置決め治具固定工程と、前記上部架構柱の下端に取り付けられた柱脚板に形成された第１貫通孔に前記位置決め治具を挿入し、硬化した前記第１経時硬化性材の上方に前記上部架構柱を設置する上部架構柱設置工程と、前記複合鋼管の内部に前記柱脚板が埋設されるように第２経時硬化性材を打設する第２打設工程と、を備え、前記上部架構柱設置工程では、前記上部架構柱の下端よりも上方に取り付けられた板材に形成された第２貫通孔に前記位置決め治具を挿入し、前記位置決め治具にナットを螺合して前記位置決め治具と前記板材とを固定することを特徴とする。

第２発明に係る基礎構造の施工方法は、第１発明において、前記上部架構柱設置工程では、前記第２貫通孔に前記位置決め治具を挿入し、前記第２貫通孔と前記位置決め治具との間に上方から下方に縮径する楔部材を挿入し、前記位置決め治具にナットを螺合して前記位置決め治具と前記板材とを固定することを特徴とする。

第３発明に係る基礎構造の施工方法は、第２発明において、前記上部架構柱設置工程では、下方から上方に向けて拡径する前記第２貫通孔に前記位置決め治具を挿入し、前記第２貫通孔と前記位置決め治具との間に前記楔部材を挿入し、前記位置決め治具にナットを螺合して前記位置決め治具と前記板材とを固定することを特徴とする。

第４発明に係る基礎構造は、第１発明～第３発明の何れかの基礎構造の施工方法により施工される基礎構造であって、前記筒状鋼管は、内面に突起部が形成されることを特徴とする。

第６発明に係る基礎構造は、上部架構柱と、地中に打設された鋼管杭とを接合する基礎構造であって、最大径が鋼管杭の外径よりも大きく下方に向けて縮径される円錐状鋼管の上部に、該円錐状鋼管の最大径と同じ径を有し、上方に向けて縮径されるテーパー部を有する筒状鋼管を接合してなる複合鋼管と、前記複合鋼管の内部に打設される経時硬化性材と、前記上部架構柱の下端に取り付けられた柱脚板に形成された第１貫通孔に挿入される位置決め治具と、を備え、前記複合鋼管は、前記円錐状鋼管の下端が前記鋼管杭の杭頭部に挿入され、前記円錐状鋼管が前記鋼管杭に溶接により接合され、前記経時硬化性材は、前記複合鋼管の上端よりも下の高さまで打設されるとともに前記上部架構柱よりも下方に設置される第１経時硬化性材と、前記柱脚板を埋設するように打設される第２経時硬化性材と、を有し、前記位置決め治具の下端は、前記第１経時硬化性材に埋設して固定され、前記筒状鋼管は、内面に突起部が形成され、前記突起部は、前記第２経時硬化性材に接触され、前記筒状鋼管は、縞鋼板を筒状に形成することにより前記突起部が形成されることを特徴とする。

第５発明に係る基礎構造は、第４発明において、前記筒状鋼管は、円周方向に延在するリング部材により前記突起部が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、鋼管杭に接合される上部架構柱の設置精度を向上させることが可能となり、上部架構柱の引き抜き耐力を向上させることが可能となる。

図１は、第１実施形態における基礎構造の一例を示す断面図である。 図２（ａ）は、図１のＡ－Ａ線断面図であり、図２（ｂ）は、図１のＢ－Ｂ線断面図である。 図３は、第１実施形態における基礎構造の一例を示す斜視図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１実施形態における基礎構造の施工方法の一例を示す断面図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１実施形態における基礎構造の施工方法の一例を示す断面図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１実施形態における基礎構造の施工方法の一例を示す断面図である。 図７は、第２実施形態における基礎構造の一例を示す断面図である。 図８は、第２実施形態における基礎構造の施工方法の一例を示す断面図である。 図９は、第３実施形態における基礎構造の一例を示す断面図である。 図１０は、第３実施形態における基礎構造の施工方法の一例を示す断面図である。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第４実施形態における基礎構造の一例を示す断面図である。 図１２は、第５実施形態における基礎構造の一例を示す断面図である。 図１３は、第６実施形態における基礎構造の一例を示す断面図である。 図１４は、第７実施形態における基礎構造の一例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態としての基礎構造の施工方法及び基礎構造の一例について、図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態：基礎構造１）
図１は、第１実施形態における基礎構造１の一例を示す断面図である。図２（ａ）は、図１のＡ－Ａ線断面図であり、図２（ｂ）は、図１のＢ－Ｂ線断面図である。図３は、第１実施形態における基礎構造１の一例を示す斜視図である。基礎構造１は、上部架構の上部架構柱２と、地中に打設された鋼管杭３と、上部架構柱２と鋼管杭３とを接合する複合鋼管４と、複合鋼管４の内部に打設される経時硬化性材４２と、を備える。

上部架構柱２は、例えばＨ形鋼材が用いられる。上部架構柱２は、例えば柱軸Ｏ１が鋼管杭３の杭軸Ｏ２及び複合鋼管４の管軸Ｏ３と同軸となるように鋼管杭３に接続される。なお、上部架構柱２は、柱軸Ｏ１が鋼管杭３の杭軸Ｏ２及び複合鋼管４の管軸Ｏ３と位置をずらして鋼管杭３に接続されてもよい。

上部架構柱２の下端には、プレート面を柱軸Ｏ１方向に直交させた柱脚板２１が溶接等により取り付けられる。柱脚板２１は、鉛直方向に平行な内周面を有する第１貫通孔２１ａが形成される。第１貫通孔２１ａは、例えば内径が位置決め治具２２の径の２倍以上等の過大孔となって形成される。柱脚板２１は、複合鋼管４の内部に打設される経時硬化性材４２に埋設される。

上部架構柱２の下端よりも上方には、板材２４が溶接等により取り付けられる。板材２４は、鉛直方向に平行な内周面を有する第２貫通孔２４ａが形成される。第２貫通孔２４ａは、例えば内径が位置決め治具２２の径の２倍以上等の過大孔となって形成される。板材２４は、複合鋼管４の内部に打設される経時硬化性材４２に埋設される。板材２４は、Ｈ形鋼材で構成される上部架構柱２のフランジ同士の間に、プレート面を柱軸Ｏ１方向に直交させて取り付けられる。

位置決め治具２２は、例えばアンカーボルト２２ａが用いられる。位置決め治具２２は、第１貫通孔２１ａに挿入される。

位置決め治具２２は、第２貫通孔２４ａに挿入される。アンカーボルト２２ａにナット２５が螺合されることにより、板材２４は、アンカーボルト２２ａに固定される。

位置決め治具２２は、柱脚板２１の下面側に突出した部分が第１経時硬化性材４２ａに固定される。このときの位置決め治具２２の柱脚板２１の下面からの突出長は、複合鋼管４の内面に当接しない長さ寸法であって、かつ第１経時硬化性材４２ａに対して十分な定着強度を確保できる長さ寸法に設定される。

位置決め治具２２は、柱脚板２１の上面側に突出した部分が第２経時硬化性材４２ｂに固定される。このときの位置決め治具２２の柱脚板２１の上面からの突出長は、例えば複合鋼管４の上端４ｂから突出しない長さ寸法に設定される。

鋼管杭３は、円筒状の鋼管が用いられる。鋼管杭３は、杭軸Ｏ２を鉛直方向に向けて上部架構柱２よりも先行して地中に打設される。

複合鋼管４は、円錐状鋼管４３と、筒状鋼管４４と、を備える。複合鋼管４の内部には、経時硬化性材４２が打設される。

円錐状鋼管４３は、縮径された下端に開口４３ａが形成される。なお、この開口４３ａは、閉塞されていてもよい。円錐状鋼管４３の傾斜角（上方から下方に向かう傾斜面の角度）は、適宜設定することができる。

円錐状鋼管４３は、最大径Ｄ２が鋼管杭３の外径Ｄ１よりも大きく下方に向かうにつれて漸次縮径される。円錐状鋼管４３は、最小径が鋼管杭３の内径よりも小さい外径を有する。円錐状鋼管４３は、下端部が鋼管杭３の杭頭部３Ａの内側に挿入された状態で、杭頭部３Ａとの接点（溶着部Ｗ）で溶接により接合される。

筒状鋼管４４は、下端における径が円錐状鋼管４３の最大径Ｄ２と同じ径を有し、下方から上方に向けて漸次縮径されるテーパー部を有する。筒状鋼管４４の下端は、円錐状鋼管４３の上端４３ｂに溶接により接合される。この筒状鋼管４４のテーパー部の斜度θ（管軸Ｏ３方向に対する傾斜角度）は、加わる外力から計算により求めることができる。なお、このテーパー部の斜度θが大きくなりすぎると、上部架構柱２を複合鋼管４の内部に挿入が難しくなる。また、このテーパー部の斜度θが大きくなりすぎると、上部架構柱２の芯ずれの吸収量が小さくなる。このため、このテーパー部の斜度θは、例えば５°～１０°程度の必要最小限の角度に設定されることが好ましい。

筒状鋼管４４は、内面に突起部４５が形成される。突起部４５は、筒状鋼管４４の円周方向に延在するリング部材４５ａが用いられる。リング部材４５ａとして、例えばリング状に形成される平鋼、丸鋼、角鋼等が用いられる。突起部４５は、第２経時硬化性材４２ｂに接触される。なお、突起部４５は、省略されてもよい。

経時硬化性材４２は、例えばモルタル、コンクリート等のセメント系材料が用いられる。経時硬化性材４２は、第１経時硬化性材４２ａと、第１経時硬化性材４２ａの上方に打設される第２経時硬化性材４２ｂと、を有する。

第１経時硬化性材４２ａは、複合鋼管４の内部に打設される。第１経時硬化性材４２ａは、複合鋼管４の上端４ｂよりも下の高さまで打設される。第１経時硬化性材４２ａは、例えば円錐状鋼管４３の上端４３ｂよりも下の高さまで打設されることが好ましい。これにより、第２経時硬化性材４２ｂは、円錐状鋼管４３と筒状鋼管４４とに接触させることができる。このため、上部架構柱２の引き抜き耐力をさらに向上させることが可能となる。なお、第１経時硬化性材４２ａは、円錐状鋼管４３の上端４３ｂ以上の高さに打設されてもよい。

また、第１経時硬化性材４２ａの上面には、高さ調整材４６が設けられてもよい。高さ調整材４６として、例えばパッドモルタルが用いられる。高さ調整材４６の上に、柱脚板２１が載置される。

第２経時硬化性材４２ｂは、複合鋼管４の内部に打設される。第２経時硬化性材４２ｂは、例えば複合鋼管４の上端４ｂまで打設される。第２経時硬化性材４２ｂは、複合鋼管４の上端４ｂよりも下の高さまで打設されてもよい。第２経時硬化性材４２ｂは、突起部４５に接触される。

（第１実施形態：基礎構造の施工方法）
次に、基礎構造の施工方法の一例について説明する。基礎構造の施工方法は、上部架構柱２と、地中に打設された鋼管杭３とを接合する。基礎構造の施工方法は、接合工程と、第１打設工程と、位置決め治具設置工程と、上部架構柱設置工程と、第２打設工程と、を備える。

（接合工程）
接合工程は、図４（ａ）に示すように、最大径Ｄ２が鋼管杭３の外径Ｄ１よりも大きく下方に向けて縮径される円錐状鋼管４３の上部に、該円錐状鋼管４３の最大径Ｄ２と同じ径を有し、上方に向けて縮径されるテーパー部を有する筒状鋼管４４を接合してなる複合鋼管４の円錐状鋼管４３の下端を鋼管杭３の杭頭部３Ａに挿入し、円錐状鋼管４３と鋼管杭３とを溶接して接合する。

（第１打設工程）
第１打設工程は、図４（ｂ）に示すように、複合鋼管４の内部に複合鋼管４の上端４ｂよりも下の高さまで第１経時硬化性材４２ａを打設する。第１打設工程は、例えば円錐状鋼管４３の上端４３ｂよりも下の高さまで打設する。なお、第１打設工程は、円錐状鋼管４３の上端４３ｂ以上の高さまで打設してもよい。

（位置決め治具固定工程）
位置決め治具固定工程は、図５（ａ）に示すように、位置決め治具２２の上側が第１経時硬化性材４２ａから露出されるように第１経時硬化性材４２ａに位置決め治具２２を固定する。位置決め治具固定工程は、例えば第１経時硬化性材４２ａが硬化する前に、第１経時硬化性材４２ａに位置決め治具２２の下側を挿入する。

そして、位置決め治具固定工程は、例えば位置決め治具２２を図示しない仮固定具により複合鋼管４に仮固定する。仮固定具は、複合鋼管４の上端４ｂに架設される鋼材と、該鋼材と位置決め治具２２とを結束する結束線等により構成される。

そして、位置決め治具固定工程は、位置決め治具２２を第１経時硬化性材４２ａに挿入した状態で、第１経時硬化性材４２ａを硬化させ、位置決め治具２２を第１経時硬化性材４２ａに固定する。

（上部架構柱設置工程）
上部架構柱設置工程は、図５（ｂ）に示すように、例えば硬化した第１経時硬化性材４２ａの上面に予め高さ調整材４６を設置する。上部架構柱設置工程は、高さ調整材４６に上部架構柱２を設置してもよい。この場合、上部架構柱２の上下方向への設置位置を調整することができる。なお、高さ調整材４６の設置は省略してもよい。

上部架構柱設置工程は、図６（ａ）に示すように、上部架構柱２の下端に取り付けられた柱脚板２１に形成された第１貫通孔２１ａに位置決め治具２２を挿入し、硬化した第１経時硬化性材４２ａの上方に上部架構柱２を設置する。これにより、第１貫通孔２１ａに挿入された位置決め治具２２をガイドとして上部架構柱２の水平方向への設置位置を調整することができる。

上部架構柱設置工程は、第１貫通孔２１ａに位置決め治具２２を挿入する。

また、上部架構柱設置工程は、上部架構柱２の下端よりも上方に取り付けられた板材２４に形成された第２貫通孔２４ａに位置決め治具２２を挿入する。これにより、第２貫通孔２４ａに挿入された位置決め治具２２をガイドとして上部架構柱２の水平方向への設置位置を調整することができる。

上部架構柱設置工程は、第２貫通孔２４ａに位置決め治具２２を挿入した後、位置決め治具２２にナット２５を螺合して位置決め治具２２と板材２４とを固定する。

（第２打設工程）
第２打設工程は、図６（ｂ）に示すように、複合鋼管４の内部に柱脚板２１と上部架構柱２の一部が埋設されるように第２経時硬化性材４２ｂを打設する。第２打設工程は、第１経時硬化性材４２ａの上方に、第２経時硬化性材４２ｂを例えば複合鋼管４の上端４ｂまで打設する。その後、第２経時硬化性材４２ｂを硬化させる。第２経時硬化性材４２ｂには、柱脚板２１と、位置決め治具２２と、板材２４と、突起部４５と、が埋設される。

以上により、基礎構造の施工方法の一例が完了する。

本実施形態によれば、位置決め治具固定工程は、位置決め治具２２を第１経時硬化性材４２ａから露出されるように第１経時硬化性材４２ａに固定し、上部架構柱設置工程は、上部架構柱２の下端に取り付けられた柱脚板２１に形成された第１貫通孔２１ａに位置決め治具２２を挿入し、硬化した第１経時硬化性材４２ａの上方に上部架構柱２を設置する。これにより、位置決め治具２２の設置位置の精度を向上させることができる。また、第１貫通孔２１ａに挿入された位置決め治具２２をガイドとして、上部架構柱２の水平方向への設置位置を調整することができる。このため、鋼管杭３に接合される上部架構柱２の設置精度を向上させることが可能となる。

本実施形態によれば、上部架構柱設置工程は、上部架構柱２の下端に取り付けられた柱脚板２１に形成された第１貫通孔２１ａに位置決め治具２２を挿入し、硬化した第１経時硬化性材４２ａの上方に上部架構柱２を設置し、第２打設工程は、複合鋼管４の内部に柱脚板２１が埋設されるように第２経時硬化性材４２ｂを打設する。これにより、柱脚板２１が第２経時硬化性材４２ｂに埋設される。このため、上部架構柱２の引き抜き耐力を向上させることが可能となる。

本実施形態によれば、上部架構柱設置工程は、上部架構柱２の下端よりも上方に取り付けられた板材２４に形成された第２貫通孔２４ａに位置決め治具２２を挿入し、位置決め治具２２にナット２５を螺合して位置決め治具２２と板材２４とを固定する。これにより、板材２４は、柱脚板２１よりも複合鋼管４の上端４ｂに近い位置に配置される。このため、作業者は、ナット２５を螺合する作業を容易に行うことができ、施工効率を向上させることが可能となる。

また、本実施形態によれば、第２貫通孔２４ａに挿入された位置決め治具２２をガイドとして、上部架構柱２の水平方向への設置位置を調整することができる。このため、上部架構柱２の設置精度を更に向上させることが可能となる。

本実施形態によれば、上部架構柱設置工程は、位置決め治具２２と板材２４とを固定する。これにより、第２経時硬化性材４２ｂを打設した際に、上部架構柱２がずれるのを防止できる。このため、上部架構柱２の設置精度を更に向上させることが可能となる。

本実施形態によれば、位置決め治具固定工程は、第１経時硬化性材４２ａが硬化する前に、第１経時硬化性材４２ａに位置決め治具２２を挿入し、位置決め治具２２を第１経時硬化性材４２ａに挿入した状態で、第１経時硬化性材４２ａを硬化させ、位置決め治具２２を第１経時硬化性材４２ａに固定する。これにより、位置決め治具２２を容易に固定することができる。このため、施工効率を向上させることが可能となる。

本実施形態によれば、第１打設工程は、第１経時硬化性材４２ａを円錐状鋼管４３の上端４３ｂよりも下の高さまで打設する。これにより、第２経時硬化性材４２ｂは、円錐状鋼管４３と筒状鋼管４４とに接触される。このため、第２経時硬化性材４２ｂが複合鋼管４に接触される面積が増加し、上部架構柱２の引き抜き耐力を更に向上させることが可能となる。

本実施形態によれば、位置決め治具２２が第２経時硬化性材４２ｂに埋設される。これにより、位置決め治具２２の劣化を抑制できる。このため、基礎構造１の耐久性を向上させることが可能となる。

本実施形態によれば、高さ調整材４６が第２経時硬化性材４２ｂに埋設される。これにより、高さ調整材４６の劣化を抑制できる。このため、基礎構造１の耐久性を向上させることが可能となる。

本実施形態によれば、板材２４が第２経時硬化性材４２ｂに埋設される。これにより、板材２４の劣化を抑制できる。このため、基礎構造１の耐久性を向上させることが可能となる。また、上部架構柱２の引き抜き耐力を向上させることが可能となる。

本実施形態によれば、第１貫通孔２１ａの内径が位置決め治具２２の径の例えば２倍等の過大孔となって形成される。これにより、上部架構柱２の水平方向への設置位置の調整代をより多く確保できる。このため、上部架構柱２の設置精度を更に向上させることが可能となる。

本実施形態によれば、第２貫通孔２４ａの内径が位置決め治具２２の径の例えば２倍等の過大孔となって形成される。これにより、上部架構柱２の水平方向への設置位置の調整代をより多く確保できる。このため、上部架構柱２の設置精度を更に向上させることが可能となる。

本実施形態によれば、筒状鋼管４４は、内面に突起部４５が形成され、突起部４５は、第２経時硬化性材４２ｂに接触される。これにより、突起部４５が第２経時硬化性材４２ｂのずれ止めとして機能する。このため、上部架構柱２の引き抜き耐力を更に向上させることが可能となる。

ここで、筒状鋼管と円錐状鋼管とからなる複合鋼管を備えた従来の基礎構造は、鉛直方向に加えて水平及び曲げ荷重が作用した場合、内部コンクリートと外鋼管との界面が平坦なため、付着が切れ易く、内部コンクリートと外鋼管が一体化して荷重に抵抗できない。作用荷重が大きい場合、内部コンクリートと外鋼管の界面に局部的なずれが生じ、コンクリートが上方に抜け出すことにより、複合鋼管の管軸を中心とした径方向外側に塑性的な変形を起こしてしまう。このコンクリートの抜け出しによる塑性的な変形を抑制する構造として、従来の基礎構造では外鋼管の外面にリング部材を設け、剛性を向上させた構造があるが、前述したように内部コンクリートと外鋼管の界面が平坦なためコンクリートの抜け出しによる塑性的な変形抵抗に寄与できなかった。したがって、内部コンクリートと外鋼管をより一体化させた初期剛性の高い基礎構造が求められている。

この点、本実施形態によれば、筒状鋼管４４は、内面に円周方向に延在するリング部材４５ａにより突起部４５が形成される。これにより、複合鋼管４の内部に経時硬化性材４２が打設されたとき、複合鋼管４と経時硬化性材４２との付着力を向上させることができる。また、荷重が作用した場合であっても、筒状鋼管４４の内面に形成されたリング部材４５ａが複合鋼管４の管軸Ｏ３を中心とする径方向外側に向かう塑性的な変形を抑制することができる。このため、基礎構造１の初期剛性を向上させることが可能となる。その結果、複合鋼管４の板厚を薄くすることも可能になり経済性向上を図ることができる。

（第２実施形態：基礎構造１）
図７は、第２実施形態における基礎構造１の一例を示す断面図である。第１実施形態と同様の構成については、以下での詳細な説明は省略する。

基礎構造１は、第２貫通孔２４ａと位置決め治具２２との間に挿入される楔部材２７を更に備える。

楔部材２７は、筒状に形成され、位置決め治具２２が挿入される。楔部材２７は、外周面が上方から下方に縮径する。楔部材２７は、上側にナット２５が配置される。

（第２実施形態：基礎構造の施工方法）
次に、第２実施形態における基礎構造の施工方法の一例について説明する。基礎構造の施工方法は、上部架構柱２と、地中に打設された鋼管杭３とを接合する。基礎構造の施工方法は、接合工程と、第１打設工程と、位置決め治具設置工程と、上部架構柱設置工程と、第２打設工程と、を備える。

第２実施形態における基礎構造の施工方法は、第１実施形態と同様に、接合工程と、第１打設工程と、位置決め治具設置工程と、を行う。

（上部架構柱設置工程）
上部架構柱設置工程は、図８に示すように、第１貫通孔２１ａに位置決め治具２２を挿入する。

また、上部架構柱設置工程は、第２貫通孔２４ａに位置決め治具２２を挿入し、第２貫通孔２４ａと位置決め治具２２との間に楔部材２７を挿入する。上部架構柱設置工程は、位置決め治具２２にナット２５を螺合して位置決め治具２２と板材２４とを固定する。

その後、第１実施形態と同様に、第２打設工程を行う。以上により、基礎構造の施工方法の一例が完了する。

特に、本実施形態によれば、上部架構柱設置工程では、第２貫通孔２４ａに位置決め治具２２を挿入し、第２貫通孔２４ａと位置決め治具２２との間に上方から下方に縮径する楔部材２７を挿入し、位置決め治具２２にナット２５を螺合して位置決め治具２２と板材２４とを固定する。これにより、位置決め治具２２にナット２５を螺合する際、螺合作業の進捗に伴い第２貫通孔２４ａの中心と位置決め治具２２の中心とを一致させやすくできる。このため、螺合作業に伴う作業者の手指が挟まれる危険性が軽減され、安全性を向上させることが可能となる。

特に、本実施形態によれば、楔部材２７は、柱脚板２１よりも複合鋼管４の上端４ｂに近い位置に配置される。これにより、作業者は、ナット２５を螺合する作業を容易に行うことができる。このため、施工効率を向上させることが可能となる。

（第３実施形態：基礎構造１）
図９は、第３実施形態における基礎構造１の一例を示す断面図である。

基礎構造１は、第２貫通孔２４ａと位置決め治具２２との間に挿入される楔部材２７を更に備える。

第２貫通孔２４ａは、内周面が下方から上方に向けて拡径する。

（第３実施形態：基礎構造の施工方法）
次に、第３実施形態における基礎構造の施工方法の一例について説明する。基礎構造の施工方法は、上部架構柱２と、地中に打設された鋼管杭３とを接合する。基礎構造の施工方法は、接合工程と、第１打設工程と、位置決め治具設置工程と、上部架構柱設置工程と、第２打設工程と、を備える。

第３実施形態における基礎構造の施工方法は、第１実施形態と同様に、接合工程と、第１打設工程と、位置決め治具設置工程と、を行う。

（上部架構柱設置工程）
上部架構柱設置工程は、図１０に示すように、第１貫通孔２１ａに位置決め治具２２を挿入する。

また、上部架構柱設置工程は、下方から上方に向けて拡径する第２貫通孔２４ａに位置決め治具２２を挿入し、第２貫通孔２４ａと位置決め治具２２との間に楔部材２７を挿入する。上部架構柱設置工程は、位置決め治具２２にナット２５を螺合して位置決め治具２２と板材２４とを固定する。

その後、第１実施形態と同様に、第２打設工程を行う。以上により、基礎構造の施工方法の一例が完了する。

特に、本実施形態によれば、上部架構柱設置工程では、下方から上方に向けて拡径する第２貫通孔２４ａに位置決め治具２２を挿入し、第２貫通孔２４ａと位置決め治具２２との間に上方から下方に縮径する楔部材２７を挿入し、位置決め治具２２にナット２５を螺合して位置決め治具２２と板材２４とを固定する。これにより、第２貫通孔２４ａと楔部材２７とを面で接触させることができ、位置決め治具２２にナット２５を螺合する際、螺合作業の進捗に伴い第２貫通孔２４ａの中心と位置決め治具２２の中心とを更に一致させやすくできる。このため、螺合作業に伴う作業者の手指が挟まれる危険性が軽減され、安全性を更に向上させることが可能となる。

特に、本実施形態によれば、楔部材２７は、柱脚板２１よりも複合鋼管４の上端４ｂに近い位置に配置される。これにより、作業者は、ナット２５を螺合する作業を容易に行うことができる。このため、施工効率を向上させることが可能となる。

（第４実施形態：基礎構造１）
図１１は、第４実施形態における基礎構造の施工方法の一例を示す断面図である。

基礎構造１は、第１経時硬化性材４２ａを打設した後に硬化させ、硬化させた第１経時硬化性材４２ａを削孔し、孔４７を形成する。位置決め治具２２は、第１経時硬化性材４２ａに形成された孔４７に挿入される。位置決め治具２２は、例えばアンカーボルト２２ａ、あと施工アンカー等が用いられる。位置決め治具２２が挿入された孔４７には、モルタル等の充填材が充填され、位置決め治具２２は、第１経時硬化性材４２ａに固定される。

（第４実施形態：基礎構造の施工方法）
次に、第４実施形態における基礎構造の施工方法の一例について説明する。基礎構造の施工方法は、上部架構柱２と、地中に打設された鋼管杭３とを接合する。基礎構造の施工方法は、接合工程と、第１打設工程と、位置決め治具設置工程と、上部架構柱設置工程と、第２打設工程と、を備える。

第４実施形態における基礎構造の施工方法は、第１実施形態と同様に、接合工程と、第１打設工程を行う。

（位置決め治具固定工程）
位置決め治具固定工程は、図１１に示すように、位置決め治具２２の上側が第１経時硬化性材４２ａから露出されるように第１経時硬化性材４２ａに位置決め治具２２を固定する。位置決め治具固定工程は、図１１（ａ）に示すように、例えば第１経時硬化性材４２ａが硬化した後に、第１経時硬化性材４２ａを削孔して孔４７を形成する。そして、位置決め治具固定工程は、図１１（ｂ）に示すように、第１経時硬化性材４２ａの孔４７に位置決め治具２２の下側を挿入し、モルタル等の充填材により位置決め治具２２を第１経時硬化性材４２ａに固定する。

その後、上述した実施形態と同様に、上部架構柱設置工程と、第２打設工程と、を行う。以上により、基礎構造の施工方法の一例が完了する。

本実施形態によれば、位置決め治具固定工程は、第１経時硬化性材４２ａが硬化した後に、第１経時硬化性材４２ａを削孔して孔４７を形成し、孔４７に位置決め治具２２を挿入し固定する。これにより、位置決め治具２２の設置位置の精度を更に向上させることができる。このため、鋼管杭３に接合される上部架構柱２の設置精度を更に向上させることが可能となる。

（第５実施形態：基礎構造１）
図１２は、第５実施形態における基礎構造の施工方法の一例を示す断面図である。

位置決め治具２２は、第１貫通孔２１ａに挿入される。アンカーボルト２２ａにナット２３が螺合されることにより、柱脚板２１は、アンカーボルト２２ａに固定される。図１２に示す例では、板材２４が省略されるが、柱脚板２１の上方に板材２４が設けられてもよい。

（第５実施形態：基礎構造の施工方法）
次に、第５実施形態における基礎構造の施工方法の一例について説明する。基礎構造の施工方法は、上部架構柱２と、地中に打設された鋼管杭３とを接合する。基礎構造の施工方法は、接合工程と、第１打設工程と、位置決め治具設置工程と、上部架構柱設置工程と、第２打設工程と、を備える。

第５実施形態における基礎構造の施工方法は、第１実施形態と同様に、接合工程と、第１打設工程と、位置決め治具設置工程と、を行う。

（上部架構柱設置工程）
上部架構柱設置工程は、第１貫通孔２１ａに位置決め治具２２を挿入する。上部架構柱設置工程は、位置決め治具２２にナット２３を螺合して位置決め治具２２と柱脚板２１とを固定する。

その後、第１実施形態と同様に、第２打設工程を行う。以上により、基礎構造の施工方法の一例が完了する。

（第６実施形態：基礎構造１）
図１３は、第６実施形態における基礎構造１の一例を示す断面図である。

基礎構造１は、第１貫通孔２１ａと位置決め治具２２との間に挿入される楔部材２６を更に備える。

楔部材２６は、筒状に形成され、位置決め治具２２が挿入される。楔部材２６は、外周面が上方から下方に縮径する。楔部材２６は、上側にナット２３が配置される。

第１貫通孔２３ａは、内周面が下方から上方に向けて拡径する。なお、図示は省略するが、第１貫通孔２３ａは、内周面が鉛直方向に平行であってもよい。

（第６実施形態：基礎構造の施工方法）
次に、第６実施形態における基礎構造の施工方法の一例について説明する。基礎構造の施工方法は、上部架構柱２と、地中に打設された鋼管杭３とを接合する。基礎構造の施工方法は、接合工程と、第１打設工程と、位置決め治具設置工程と、上部架構柱設置工程と、第２打設工程と、を備える。

第６実施形態における基礎構造の施工方法は、第１実施形態と同様に、接合工程と、第１打設工程と、位置決め治具設置工程と、を行う。

（上部架構柱設置工程）
上部架構柱設置工程は、下方から上方に向けて拡径する第１貫通孔２１ａに位置決め治具２２を挿入し、第１貫通孔２１ａと位置決め治具２２との間に楔部材２６を挿入する。上部架構柱設置工程は、位置決め治具２２にナット２３を螺合して位置決め治具２２と柱脚板２１とを固定する。

その後、第１実施形態と同様に、第２打設工程を行う。以上により、基礎構造の施工方法の一例が完了する。

特に、本実施形態によれば、上部架構柱設置工程では、第１貫通孔２１ａに位置決め治具２２を挿入し、第１貫通孔２１ａと位置決め治具２２との間に上方から下方に縮径する楔部材２６を挿入し、位置決め治具２２にナット２３を螺合して位置決め治具２２と柱脚板２１とを固定する。これにより、位置決め治具２２にナット２３を螺合する際、螺合作業の進捗に伴い第１貫通孔２１ａの中心と位置決め治具２２の中心とを一致させやすくできる。

特に、本実施形態によれば、上部架構柱設置工程では、下方から上方に向けて拡径する第１貫通孔２１ａに位置決め治具２２を挿入し、第１貫通孔２１ａと位置決め治具２２との間に上方から下方に縮径する楔部材２６を挿入し、位置決め治具２２にナット２３を螺合して位置決め治具２２と柱脚板２１とを固定する。これにより、第１貫通孔２１ａと楔部材２６とを面で接触させることができ、位置決め治具２２にナット２３を螺合する際、螺合作業の進捗に伴い第１貫通孔２１ａの中心と位置決め治具２２の中心とを更に一致させやすくできる。

（第７実施形態：基礎構造１）
図１４は、第７実施形態における基礎構造１の一例を示す斜視図である。

基礎構造１では、筒状鋼管４４は、表面に複数の凸部４５ｂを有する縞鋼板４８を筒状に形成することにより突起部４５が形成される。

本実施形態によれば、筒状鋼管４４は、縞鋼板４８を筒状に形成することにより突起部４５が形成される。これにより、既製品の縞鋼板を筒状にして突起部４５を有する筒状鋼管４４を製作できる。このため、製造コストを低減できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ ：基礎構造
２ ：上部架構柱
３ ：鋼管杭
３Ａ ：杭頭部
４ ：複合鋼管
２１ ：柱脚板
２１ａ ：第１貫通孔
２２ ：位置決め治具
２２ａ ：アンカーボルト
２３ ：ナット
２４ ：板材
２４ａ ：第２貫通孔
２５ ：ナット
２６ ：楔部材
２７ ：楔部材
４２ ：経時硬化性材
４２ａ ：第１経時硬化性材
４２ｂ ：第２経時硬化性材
４３ ：円錐状鋼管
４３ａ ：開口
４４ ：筒状鋼管
４５ ：突起部
４５ａ ：リング部材
４５ｂ ：凸部
４６ ：高さ調整材
４７ ：孔
４８ ：縞鋼板
Ｏ１ ：柱軸
Ｏ２ ：杭軸
Ｏ３ ：管軸
Ｗ ：溶着部
θ ：斜度

Claims (6)

1. 上部架構柱と、地中に打設された鋼管杭とを接合する基礎構造の施工方法であって、
   最大径が鋼管杭の外径よりも大きく下方に向けて縮径される円錐状鋼管の上部に、該円錐状鋼管の最大径と同じ径を有し、上方に向けて縮径されるテーパー部を有する筒状鋼管を接合してなる複合鋼管の前記円錐状鋼管の下端を鋼管杭の杭頭部に挿入し、前記円錐状鋼管と前記鋼管杭とを溶接して接合する接合工程と、
   前記複合鋼管の内部に前記複合鋼管の上端よりも下の高さまで第１経時硬化性材を打設する第１打設工程と、
   前記第１経時硬化性材から露出されるように前記第１経時硬化性材に位置決め治具を固定する位置決め治具固定工程と、
   前記上部架構柱の下端に取り付けられた柱脚板に形成された第１貫通孔に前記位置決め治具を挿入し、硬化した前記第１経時硬化性材の上方に前記上部架構柱を設置する上部架構柱設置工程と、
   前記複合鋼管の内部に前記柱脚板が埋設されるように第２経時硬化性材を打設する第２打設工程と、を備え、
   前記上部架構柱設置工程では、前記上部架構柱の下端よりも上方に取り付けられた板材に形成された第２貫通孔に前記位置決め治具を挿入し、前記位置決め治具にナットを螺合して前記位置決め治具と前記板材とを固定すること
   を特徴とする基礎構造の施工方法。
2. 前記上部架構柱設置工程では、前記第２貫通孔に前記位置決め治具を挿入し、前記第２貫通孔と前記位置決め治具との間に上方から下方に縮径する楔部材を挿入し、前記位置決め治具にナットを螺合して前記位置決め治具と前記板材とを固定すること
   を特徴とする請求項１記載の基礎構造の施工方法。
3. 前記上部架構柱設置工程では、下方から上方に向けて拡径する前記第２貫通孔に前記位置決め治具を挿入し、前記第２貫通孔と前記位置決め治具との間に前記楔部材を挿入し、前記位置決め治具にナットを螺合して前記位置決め治具と前記板材とを固定すること
   を特徴とする請求項２記載の基礎構造の施工方法。
4. 請求項１～３の何れか１項記載の基礎構造の施工方法により施工される基礎構造であって、
   前記筒状鋼管は、内面に突起部が形成され、
   前記突起部は、前記第２経時硬化性材に接触されること
   を特徴とする基礎構造。
5. 前記筒状鋼管は、円周方向に延在するリング部材により前記突起部が形成されること
   を特徴とする請求項４記載の基礎構造。
6. 上部架構柱と、地中に打設された鋼管杭とを接合する基礎構造であって、
   最大径が鋼管杭の外径よりも大きく下方に向けて縮径される円錐状鋼管の上部に、該円錐状鋼管の最大径と同じ径を有し、上方に向けて縮径されるテーパー部を有する筒状鋼管を接合してなる複合鋼管と、
   前記複合鋼管の内部に打設される経時硬化性材と、
   前記上部架構柱の下端に取り付けられた柱脚板に形成された第１貫通孔に挿入される位置決め治具と、を備え、
   前記複合鋼管は、前記円錐状鋼管の下端が前記鋼管杭の杭頭部に挿入され、前記円錐状鋼管が前記鋼管杭に溶接により接合され、
   前記経時硬化性材は、
   前記複合鋼管の上端よりも下の高さまで打設されるとともに前記上部架構柱よりも下方に設置される第１経時硬化性材と、
   前記柱脚板を埋設するように打設される第２経時硬化性材と、を有し、
   前記位置決め治具の下端は、前記第１経時硬化性材に埋設して固定され、
   前記筒状鋼管は、内面に突起部が形成され、
   前記突起部は、前記第２経時硬化性材に接触され、
   前記筒状鋼管は、縞鋼板を筒状に形成することにより前記突起部が形成されること
   を特徴とする基礎構造。

Images