JP7284621B2 - 建築物の基礎構造 - Google Patents

Description

本発明は、盤に埋設された杭の杭頭部に設置された基礎フーチングを備えた建築物の基礎構造に関する。

地盤に埋設された複数の杭の杭頭部の夫々に設置される基礎フーチングとして、杭頭部を覆うように地盤面に立設されて内部にコンクリートが充填される鋼管部と、杭頭部の上方に建て込まれる柱部が設置され鋼管部の上端部分に貫通接合された鉄骨梁部と、を有するパイルキャップを利用した建築物の基礎構造が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２０１７－００８５４３号公報

上記のようなパイルキャップを基礎フーチングとして利用した従来の建築物の基礎構造では、基本的に、水平面に均した地盤面に複数のパイルキャップを設置すると共に、パイルキャップの鋼管部の上端部分に貫通接合される鉄骨梁部で構成される基礎梁の高さ（レベル）が全体に亘って同一であることを想定したものである。このことから、複数のパイルキャップの夫々の鋼管部としては、鉛直方向に沿った長さが同一のものが利用されている。
即ち、このような従来の建築物の基礎構造では、例えば均し作業を省略して地盤面が起伏している場合や、基礎梁を段状に配置する場合等のように、鋼管部が立設される地盤面と鋼管部の上端部分に接合された鉄骨梁部で構成される基礎梁との間に形成されるクリアランス（空隙）が変化する場合には、基礎フーチングとしてのパイルキャップを簡単には採用できないという問題があった。
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、地盤面と基礎梁との間に形成されるクリアランスの上下幅が変化する場合であって、パイルキャップを用いて簡単に基礎フーチングを構成することができる技術を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、地盤に埋設された杭の杭頭部に設置された基礎フーチングを備えた建築物の基礎構造であって、
前記基礎フーチングが、前記杭頭部を覆うように地盤面に立設されて内部にコンクリートが充填される鋼管部と、前記杭頭部の上方に建て込まれる柱部が設置され前記鋼管部の上端部分に貫通接合された鉄骨梁部と、を有するパイルキャップで構成され、
前記パイルキャップとして、前記鋼管部の長さが互いに異なる複数の異尺パイルキャップを備え、
前記複数の異尺パイルキャップとして、前記鋼管部の上端面のレベルが異なる複数の上端異レベルパイルキャップを備えた点にある。

本構成によれば、上記基礎フーチングが上記パイルキャップで構成されているので、例えば鋼管部が立設される地盤面と鋼管部の上端部分に接合された鉄骨梁部で構成される基礎梁との間にできるだけ大きい上下幅を有するクリアランス（空隙）を形成する形態で、建築物の基礎構造を構築することができる。
そして、例えば均し作業を省略して地盤面が起伏している場合や、基礎梁を段状に配置する場合等のように、鋼管部が立設される地盤面と鋼管部の上端部分に接合された鉄骨梁部で構成される基礎梁との間に形成されるクリアランス（空隙）が変化する場合であっても、夫々の異尺パイルキャップの鋼管部の鉛直方向に沿った長さを設置箇所での上記クリアランスに合わせて設定する形態で、当該異尺パイルキャップにより基礎フーチングを簡単に構成することができる。
従って、本発明により、地盤面と基礎梁との間に形成されるクリアランスの上下幅が変化する場合であって、パイルキャップを用いて簡単に基礎フーチングを構成することができる建築物の基礎構造を提供することができる。
更に、本構成によれば、上記複数の上端異レベルパイルキャップの夫々の鋼管部の上端部分に接合された鉄骨梁部のレベルが異なるものとなるので、これら夫々の鉄骨梁部により基礎梁を段状に配置することができる。

本発明の第２特徴構成は、前記複数の異尺パイルキャップとして、前記鋼管部の上端面のレベルが略同等となるように当該鋼管部の長さを地盤面の起伏に合わせて設定した複数の上端同レベルパイルキャップを備えた点にある。

本構成によれば、上記複数の上端同レベルパイルキャップの夫々の鋼管部の上端部分に接合された鉄骨梁部のレベルが略同等となるので、これら夫々の鉄骨梁部を連結する形態で水平方向において段部のない基礎梁を構築することができる。

本発明の第３特徴構成は、互いに隣接する前記複数の上端異レベルパイルキャップにおいて、前記鋼管部の上端面のレベルが高い上端高レベルパイルキャップの鉄骨梁部で構成される基礎梁が、当該上端高レベルパイルキャップよりも前記鋼管部の上端面のレベルが低い上端低レベルパイルキャップに設置された柱部に接合されていると共に、当該柱部に接合された基礎梁と当該上端低レベルパイルキャップの鋼管部の上端面との間に補強部材が介装されている点にある。

本構成によれば、上端高レベルパイルキャップの鉄骨梁部で構成される基礎梁と、上端低レベルパイルキャップの鉄骨梁部で構成される基礎梁とにより、段状に配置された基礎梁を構築することができる。そして、上端高レベルパイルキャップの鉄骨梁部で構成される基礎梁を、それが接続される上端低レベルパイルキャップ側の上記柱部と上記補強部材とにより安定且つ強固に支持することができる。

本発明の第４特徴構成は、前記複数の異尺パイルキャップにおいて、前記鋼管部に対する前記杭頭部の埋込み長さが略同等に設定されている点にある。

本構成によれば、複数の異尺パイルキャップにおける杭頭部の埋込み長さが略同等に設定されているので、例えば当該杭頭部の埋込み長さの調整や長尺化を不要としながらも、地盤面と基礎梁との間に形成されるクリアランスの上下幅の変化に対応した複数の異尺パイルキャップを構築することができる。

第１実施形態の建築物の基礎構造の概略構成を示す図 第２実施形態の建築物の基礎構造の概略構成を示す図 パイルキャップの縦断面図 図３に示すパイルキャップの平面図 別形態のパイルキャップの平面図 別形態のパイルキャップの平面図 別形態のパイルキャップの平面図 別形態のパイルキャップの平面図

本実施形態の基礎構造は、図１及び図２に示すように、地盤１に埋設された杭３の杭頭部３ａに設置された基礎フーチングＦを備える。
先ず、この基礎フーチングＦを構成するパイルパイルキャップ５０の詳細構成について説明する。
図３及び図４に示すように、パイルキャップ５０は、杭３の杭頭部３ａを囲む管状に形成されて内部にコンクリート１８が充填される鋼管部１０と、杭頭部３ａの上方に建て込まれる柱部１６が接合されて鋼管部１０を貫通して側方に延出する鉄骨梁部１５とを有する。

鋼管部１０と柱部１６と鉄骨梁部１５とは、パイルキャップユニットとして予め一体的に組み立てられたものが、建設現場に搬入される。このように予め組み立てられたパイルキャップユニットは、鋼管部１０で杭頭部３ａの周囲を囲む状態で地盤１の上部に構築されたコンクリート２の上面（地盤面１ａ）に設置されて、鋼管部１０の下端部外周の複数箇所に設けられた高さ調整可能な調整用ボルト部３１により立ち姿勢が調整される。そして、鋼管部１０の下端部に形成される隙間をモルタル３０等で封鎖した上で、鋼管部１０の内部にコンクリート１８が打設されて、基礎構造の一部として構築される。

尚、鋼管部１０内部へのコンクリート１８の打設前等のタイミングにて、パイルキャップ５０を構成する鉄骨梁部１５の先端部には、別の梁部材５がスプライスプレート及び高力ボルトを利用した接合部６を介して連結されて、これら鉄骨梁部１５とそれに連結された梁部材５によって基礎梁Ｈが構成される。そして、その上にスラブＳが構築される。また、柱部１６の上端部にも、別の柱部材７が連結される。

鉄骨梁部１５は、上下にフランジを有するＨ形鋼で構成されている。この鉄骨梁部１５は、図３に示すように、鋼管部１０の上端部分１０ａに形成された切欠き部に差し込まれる形態で、その上端部が鋼管部１０の上端部と同一面上になる高さに配置されている。また、鉄骨梁部１５は、図４に示すように、平面視において、例えば鋼管部１０の内部（例えば中心部）から上下左右の４方向に延びて略十字状に配置されている。

柱部１６は、図３及び図４に示すように、Ｈ形鋼で構成されており、鋼管部１０の内部に位置する鉄骨梁部１５の交差部に対して上方に延びる姿勢で溶接にて接合されている。

鋼管部１０の内部において、鉄骨梁部１５の交差位置や当該鉄骨梁部１５に対する柱部１６の接合位置については、図４に示すように、一般的には当該鋼管部１０の中心位置とすることができるが、図５に示すように、中心位置ではなく端に偏らせて配置することもできる。このように柱部１６を端に偏らせて配置すれば、擁壁等の外壁６０（図１参照）に対して当該パイルキャップ５０（基礎フーチングＦ）を近接させて配置した場合に、当該外壁６０にできるだけ近い箇所に柱部１６を配置することができる。

また、鋼管部１０については、図４及び図５に示すように円形断面を有するものとして構成することができるが、図６及び図７に示すように矩形（例えば正方形）断面を有するものとして構成したり、図８に示すようにかまぼこ形断面を有するものとして構成することもできる。また、このような矩形断面やかまぼこ形断面を有する鋼管部１０を利用する場合においても、図６及び図８に示すように、鉄骨梁部１５に対する柱部１６の接合位置をできるだけ端に偏らせて配置することができる。更に、図７に示すように、鉄骨梁部１５に対する柱部１６の接合位置を矩形断面を有する鋼管部１０の角部に偏らせて配置すれば、外壁の角部に対して当該パイルキャップ５０（基礎フーチングＦ）を近接させて配置した場合に、当該外壁の角部にできるだけ近い箇所に柱部１６を配置することができる。

本実施形態における建築物の基礎構造では、図１及び図２に示すように、地盤面１ａと基礎梁Ｈとの間に形成されるクリアランスの上下幅が変化する場合であっても、パイルキャップ５０として鋼管部１０の長さが互いに異なる複数の異尺パイルキャップ５０Ａ～５０Ｆを用いることにより、簡単に基礎フーチングＦを構成することができる。以下、図１に示す第１実施形態の詳細構成、及び、図２に示す第２実施形態の詳細構成について、順に説明を加える。

〔第１実施形態〕
図１に示す第１実施形態の基礎構造では、水平面に均された地盤面１ａに対して鋼管部１０の長さが互いに異なる複数の異尺パイルキャップ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃが配置されている。そして、これら複数の異尺パイルキャップ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃは、鋼管部１０の上端面のレベルが異なる複数の上端異レベルパイルキャップとされている。
すると、上記複数の異尺パイルキャップ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃの夫々の鋼管部１０の上端部分１０ａに接合された鉄骨梁部１５のレベルが異なるものとなり、これら夫々の鉄骨梁部１５により基礎梁Ｈが段状に構成れることになる。地盤面１ａと基礎梁Ｈとの間に形成されるクリアランスについては、水害時における基礎梁Ｈ上の床上浸水を防止するために通水させる床下空間として利用されている。尚、このクリアランスについては、別の用途で利用したり、改良土等により埋め戻しても構わない。

これら複数の異尺パイルキャップ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃにおいて、鋼管部１０に対する杭頭部３ａの埋込み長さが略同等に設定されている。このことで、例えば、当該杭頭部３ａの埋込み長さの調整や長尺化を不要としながらも、水平面に均された地盤面１ａと段状に配置された基礎梁Ｈとの間に形成されるクリアランスの上下幅の変化に対応した複数の異尺パイルキャップ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃを構築できる。

また、互いに隣接する複数の上端異レベルパイルキャップ５０Ａ，５０Ｂにおいて、鋼管部１０の上端面のレベルが高い上端高レベルパイルキャップ５０Ａの鉄骨梁部１５に連結された基礎梁Ｈの梁部材５は、当該上端高レベルパイルキャップ５０Ａよりも鋼管部１０の上端面のレベルが低い上端低レベルパイルキャップ５０Ｂに設置された柱部１６に接合された鉄骨梁部１７に対して接合部６を介して連結される。即ち、上端高レベルパイルキャップ５０Ａの鋼管部１０を貫通する鉄骨梁部１５を構成する基礎梁Ｈが上端低レベルパイルキャップ５０Ｂに設置された柱部１６に接合されている。

そして、基礎梁Ｈを構成する鉄骨梁部１７と上端低レベルパイルキャップ５０Ｂの鋼管部１０の上端面との間には、隙間を埋める形態で補強部材２０が介装されている。このことで、柱部１６に接合された鉄骨梁部１７が、上端低レベルパイルキャップ５０Ｂ側の柱部１６と補強部材２０とにより安定且つ強固に支持されることになる。尚、この補強部材２０の形状については、例えば平面視でＴ形又はＨ形の鋼材を利用することができる。更に、このＨ形鋼からなる鉄骨梁部１７には、上記補強部材２０から受ける力によるウェブの座屈を防止するための縦スチフナ２１が設けられている。

〔第２実施形態〕
図２に示す第２実施形態の基礎構造では、例えば均し作業を省略して起伏している地盤面１ａに対して鋼管部１０の長さが互いに異なる複数の異尺パイルキャップ５０Ｄ，５０Ｅ，５０Ｆが配置されている。そして、これら複数の異尺パイルキャップ５０Ｄ，５０Ｅ，５０Ｆは、鋼管部１０の上端面のレベルが略同等となるように当該鋼管部１０の長さを地盤面１ａの起伏に合わせて設定した複数の上端同レベルパイルキャップとされている。
すると、上記複数の異尺パイルキャップ５０Ｄ，５０Ｅ，５０Ｆの夫々の鋼管部１０の上端部分１０ａに接合された鉄骨梁部１５のレベルが略同等となり、これら夫々の鉄骨梁部１５を連結する形態で水平方向において段部のない基礎梁Ｈが構築されることになる。地盤面１ａと基礎梁Ｈとの間に形成されるクリアランスについては、水害時における基礎梁Ｈ上の床上浸水を防止するために通水させる床下空間として利用されている。尚、このクリアランスについては、別の用途で利用したり、改良土等により埋め戻しても構わない。

これら複数の異尺パイルキャップ５０Ｄ，５０Ｅ，５０Ｆにおいて、鋼管部１０に対する杭頭部３ａの埋込み長さが略同等に設定されている。このことで、例えば、当該杭頭部３ａの埋込み長さの調整や長尺化を不要としながらも、起伏する地盤面１ａと水平方向において段部の無い基礎梁Ｈとの間に形成されるクリアランスの上下幅の変化に対応した複数の異尺パイルキャップ５０Ｄ，５０Ｅ，５０Ｆを構築できる。

〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）上記実施形態では、水平面に均した地盤面１ａに複数の異尺パイルキャップ５０Ａ，５０Ｂ，５０を配置して基礎梁Ｈを段状に構成したり、起伏した地盤面１ａに複数の異尺パイルキャップ５０Ｄ，５０Ｅ，５０Ｆを配置して基礎梁Ｈを水平方向において段部のないものとして構成したが、例えば、起伏した地盤面に複数の異尺パイルキャップを配置して基礎梁を段状に構成しても良い。

（２）上記実施形態では、複数の異尺パイルキャップ５０Ａ～５０Ｆにおいて、鋼管部１０に対する杭頭部３ａの埋込み長さを略同等に設定したが、この埋込み長さを異ならせても構わない。

１ 地盤
１ａ 地盤面
３ 杭
３ａ 杭頭部
１０ 鋼管部
１０ａ 上端部分
１５ 鉄骨梁部
１６ 柱部
１７ 鉄骨梁部
１８ コンクリート
２０ 補強部材
５０ パイルキャップ（異尺パイルキャップ）
５０ 上端異レベルパイルキャップ
５０Ａ 上端高レベルパイルキャップ（上端異レベルパイルキャップ）
５０Ｂ 上端低レベルパイルキャップ（上端異レベルパイルキャップ）
５０Ｃ 異尺パイルキャップ（上端異レベルパイルキャップ）
５０Ｄ 異尺パイルキャップ（上端同レベルパイルキャップ）
５０Ｅ 異尺パイルキャップ（上端同レベルパイルキャップ）
５０Ｆ 異尺パイルキャップ（上端同レベルパイルキャップ）
Ｆ 基礎フーチング
Ｈ 基礎梁

Claims (4)

1. 地盤に埋設された杭の杭頭部に設置された基礎フーチングを備えた建築物の基礎構造であって、
   前記基礎フーチングが、前記杭頭部を覆うように地盤面に立設されて内部にコンクリートが充填される鋼管部と、前記杭頭部の上方に建て込まれる柱部が設置され前記鋼管部の上端部分に貫通接合された鉄骨梁部と、を有するパイルキャップで構成され、
   前記パイルキャップとして、前記鋼管部の長さが互いに異なる複数の異尺パイルキャップを備え、
   前記複数の異尺パイルキャップとして、前記鋼管部の上端面のレベルが異なる複数の上端異レベルパイルキャップを備えた建築物の基礎構造。
2. 前記複数の異尺パイルキャップとして、前記鋼管部の上端面のレベルが略同等となるように当該鋼管部の長さを地盤面の起伏に合わせて設定した複数の上端同レベルパイルキャップを備えた請求項１に記載の建築物の基礎構造。
3. 互いに隣接する前記複数の上端異レベルパイルキャップにおいて、前記鋼管部の上端面のレベルが高い上端高レベルパイルキャップの鉄骨梁部で構成される基礎梁が、当該上端高レベルパイルキャップよりも前記鋼管部の上端面のレベルが低い上端低レベルパイルキャップに設置された柱部に接合されていると共に、当該柱部に接合された基礎梁と当該上端低レベルパイルキャップの鋼管部の上端面との間に補強部材が介装されている請求項１又は２に記載の建築物の基礎構造。
4. 前記複数の異尺パイルキャップにおいて、前記鋼管部に対する前記杭頭部の埋込み長さが略同等に設定されている請求項１～３の何れか１項に記載の建築物の基礎構造。

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