JPH09256390A - 免震杭基礎 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】地震等により水平力が作用した際、構造物と杭
との相対変位を許容しつつも、その過大な変位を制限し
た免震杭基礎を提供する。 【解決手段】地盤に設置される中空杭１の杭頭上に構造
物２が非剛結状態で築造され、中空杭１と構造物２との
相対変位を所要範囲で許容するように、中空杭１の下端
と構造物２とを連結する実質的に可撓性の線条体３が、
中空杭１の内部を挿通して設けられてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、免震杭基礎に関
し、さらに詳細には、中空杭とその上に築造される構造
物との連結構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】構造物の基礎の１つである杭基礎におい
ては、フーチング等構造物の下部と杭頭とが鉄筋を介し
て連結されているのが通常の構造である。このため、構
造物に地震等により横力が作用した場合、構造物と連結
された杭の頭部に水平力、回転力が作用し、杭体が曲げ
モーメントによる引張力、剪断力により破損する恐れが
ある。その対策として、杭頭上に構造物を非剛結状態で
築造する、すなわち杭と構造物とを鉄筋及びコンクリー
トにより一体的にいわば剛体的に接合しないで、両者を
分離状態で築造する方法がある。この方法によれば、杭
は構造物の鉛直荷重のみを負担するものとして機能す
る。

【０００３】すなわち、構造物に地震等により横力が作
用しても構造物と杭との間に相対変位が生じ、それに伴
う摩擦力以外は杭には水平力、回転力が伝達されない。
したがって、杭には大きな引張応力や剪断応力が発生し
ない。さらに、この方法を一歩押し進めて、杭と構造物
との間に砂利を介在させ、砂利粒子間の滑り作用により
積極的に両者間に相対変位を生じさせるようにした方法
もこの出願の出願人によって提案されている（特公平１
−４４８５２号公報）。

【０００４】しかしながら、構造物は杭上に単に載置さ
れている状態なので、強い地震の際に構造物、杭、地盤
等の状況によっては、構造物が過大に横ずれしたり、傾
斜、転倒、浮上がりを生じたりする恐れが考えられる場
合もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目
的を達成するものである。

【０００６】この発明の目的は、地震等により水平力が
作用した際、構造物と杭との相対変位を許容しつつも、
その過大な変位を制限した免震杭基礎を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を達
成するために、次のような手段を採る。

【０００８】すなわちこの発明は、地盤に設置される中
空杭の杭頭上に構造物が非剛結状態で築造され、前記中
空杭と前記構造物との相対変位を所要範囲で許容するよ
うに、前記中空杭の下端と前記構造物とを連結する実質
的に可撓性の線条体が、前記中空杭の内部を挿通して設
けられてなることを特徴とする免震杭基礎にある。

【０００９】またこの発明は、前記線条体の上端に係合
部が形成され、この係合部が前記構造物内部の補強材に
係合されていることを特徴とするの免震杭基礎にある。

【００１０】さらにこの発明は、前記中空杭の頭部と前
記構造物との間に、耐圧縮力が大きな多数の粒状体から
なる緩衝層が介在されていることを特徴とする免震杭基
礎にある。

【００１１】この発明において、構造物とは、建築物、
必要に応じてこれを支持するために設けられたフーチン
グなど杭によって直接又は間接に支持されるものをい
う。また、この発明において、杭頭上に構造物が非剛結
状態で築造されるとは、杭頭と構造物の下部とを鉄筋及
びコンクリートにより一体的にいわば剛体的に接合しな
いで、両者を分離状態で築造することをいう。

【００１２】さらに、この発明において、線条体とは地
震時に構造物に作用する力を引張力として受け止め、実
質的に撓んで構造物の変位を所要範囲で許容することに
より、杭に曲げモーメントを発生させることがないもの
をいう。この線条体は構造物、杭、地盤などの状況に応
じて、引張力発生の際に許容の伸びが生じるようにする
ことが好ましく、これにより構造物及び杭間を剛的に拘
束しない。線条体は具体的には、棒状、綱状あるいは鎖
状などの形態をとることができ、その材料として耐食性
を有する硬質ゴムのような弾性材料、鋼（棒状とする場
合は比較的小径の鉄筋）のほか、硬質プラスチックなど
を用いることができる。

【００１３】さらに、この発明において、緩衝層とは多
数の粒状体が層状に配置されたものをいう。これらの粒
状体は、通常は構造物の鉛直荷重を杭に伝達し、地震時
においては粒状体相互間の転がり、あるいは滑り作用に
より構造物の変位を許容しつつ、地震のエネルギを吸収
する機能を担う。したがって、粒状体は構造物に対する
耐圧縮力があるものが用いられ、その大きさは砂利程度
の小さなものが好ましいが、必ずしも均一な大きさでな
くとも差し支えなく、形状は非偏平なもの、球ないしや
や長円球のものが好ましい。具体的には丸味を帯びた砂
利、人工砕石、硬質の廃プラスチックの粒形物が挙げら
れる。

【００１４】この発明においては、線条体に作用する引
張力が杭体全体への圧縮力により受け止められるよう
に、線条体は杭の下端に取付けられる。したがって、杭
としては既製の中空杭が用いられ、線条体は中空杭の内
部を挿通して設けられる。この中空杭はコンクリート
杭、鋼管杭いずれでもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を用
いて以下に説明する。図１はこの発明の実施の形態を示
す断面図、図２は基礎伏図である。この実施の形態は、
中空杭１に支持される構造物２がフーチングの例であ
る。中空杭１の内部には硬質ゴムからなる線条体３が挿
通して設けられ、この線条体３により中空杭１の下端と
構造物２とが連結されている。

【００１６】線条体３は具体的には、中空杭１の内部に
配置された鋼管等のパイプ４に挿通されている。パイプ
４は杭１の製作後に、線条体３を杭１内で案内してこれ
に取付けるのを容易にするためと、杭施工時に線条体３
が杭１内で自立して杭底に落ち込むのを防止するための
ものであり、それらの機能を有するものであれば他の手
段に代えることもできる。

【００１７】図３は杭の頭部付近を詳細に示す図であ
る。杭１の頭部には、構造物２のコンクリート打設の
際、そのコンクリートが杭内部に流入するのを防止する
ための鋼板等のプレート５が配置されている。線条体３
はプレート５の中央に設けられた小孔６を通して杭１の
上方に突出している。そして、図４に示すように、施工
の便宜のために、この線条体３の上端には係合部である
鋼製のフック７が締付け金具８により取付けられてい
る。フック７は図１に示すように、構造物２の型枠組立
て後コンクリート打設前に、構造物２の補強材すなわち
鉄筋９に係合させられる。

【００１８】図５は杭の下端部を詳細に示す図である。
杭１の下端にはその製作時に鋼製の端板９が設けられ
る。線条体３の下端には図６に示すように、ねじ金具１
２が固着され、ねじ金具１２は端板９の中央に設けた小
孔１１から突出している。このねじ金具１２にナット１
３が螺着され、これにより線条体３は杭１に固定されて
いる。

【００１９】上記のように中空杭１と構造物２とは、実
質的に可撓性を有する線条体３を介して連結されてはい
るが、杭１の上端面と構造物２の下端面との間は剛体的
な接合関係はなく、したがって構造物２は線条体３が許
容する範囲で変位可能である。この連結構造は図２の基
礎伏図において、比較的大きな変位が想定される構造物
の外周部の基礎（斜線で示す）に適用すると効果的であ
り、内周部は杭上に構造物が単に載置されているだけで
よいこともある。内周部の基礎においても上記連結構造
を採用するほうがよい場合もある。

【００２０】上記杭基礎によれば、地震等により構造物
２に横力が作用すると、線条体３が撓むので構造物２と
杭１との間には滑りが生じ、線条体３の撓み範囲で構造
物２が変位する。このため、杭１には大きな水平力や回
転力が伝達されず、杭頭には引張応力や剪断応力が発生
しない。その一方、構造物２は線条体３によりその撓み
範囲以上の変位を規制され、したがって構造物２が過大
に横ずれしたり、傾斜、転倒、浮き上がるのを防止でき
る。その際、線条体３は杭１の下端に取付けられている
ので、線条体３に作用する引張力を杭全体で圧縮力とし
て受け止めることとなり、杭１に引張応力が作用するこ
とがなく、杭の欠損等を防止できる。すなわち、線条体
３と杭１とは一体となって、アンカーとしての機能を発
揮する。

【００２１】なお、継杭の場合、下杭まで線条体を挿通
し固定してもよいが、上杭の下端に固定するだけでも十
分である。

【００２２】図７はこの発明の別の実施の形態を示す断
面図である。この実施の形態は、杭１と構造物２との間
に緩衝層１４を介在させた例である。緩衝層１４は剛性
を有する多数の粒状体１５からなっている。粒状体１５
としては非偏平の丸味を帯びた砂利が用いられ、粒状体
１５は杭１の設置後その上に敷設され、転圧等の手段に
より締め固められる。その際、線条体３は緊張状態で緩
衝層１４の上方に引き出しておく。緩衝層１４の形成
後、構造物２の型枠を組立て、そのコンクリート打設前
に、線条体３の上端を構造物２の鉄筋９に係合させる点
は前記の実施の形態と同様である。

【００２３】この実施の形態によれば、構造物２の鉛直
荷重は緩衝層１４の粒状体１５を介して杭１に確実に伝
達される。そして、地震等により構造物２に横力が作用
した場合は、粒状体１５間に転がり、滑り作用が生じ、
構造物２が変位しやすくなり、地震のエネルギが吸収さ
れる。構造物２の所要範囲以上の変位が線条体３により
規制される点は、前記実施の形態と同様である。

【００２４】図８はこの発明のさらに別の実施の形態を
示す断面図である。この実施の形態は、構造物２が基礎
スラブの場合にこの発明を適用した例である。線条体３
としてはＰＣ鋼棒が用いられ、線条体３の下端は中空杭
１の下端の端板９を貫通し、ナット１３により端板９に
固定されている。線条体３の上端は、杭１の頭部の環状
金具１９上に配置されたプレート５を貫通し、構造物２
のコンクリート打設前にナット１６によりプレート５に
固定されている。線条体３の上端はコンクリートが打設
された構造物２の上面から突出し、鋼板等のプレート１
７を介在させて、ナット１８により構造物２に固定され
ている。

【００２５】この実施の形態によれば、線条体３として
ＰＣ鋼棒が用いられているが、ＰＣ鋼棒は杭長程度に比
較的長い場合は、可撓性を発揮する。したがって、地震
等により構造物２に横力が作用した場合、線条体３の撓
み範囲で構造物２が杭１との間で変位する一方、線条体
３により撓み範囲以上の変位が規制される。

【００２６】図９はこの発明のさらに別の実施の形態を
示す断面図である。この実施の形態は、図８に示した実
施の形態のプレート５に代えて、鋼製のキャップ２０を
杭１の頭部に被着したものである。このキャップ２０は
杭１の外周との間に間隙２１が形成されるように遊嵌さ
れ、また線条体３も貫通孔２２に遊嵌されている。した
がって、構造物２の許容変位量を大きくすることができ
る。

【００２７】図１０はこの発明のさらに別の実施の形態
を示す断面図である。この実施の形態は、図９に示した
実施の形態と同様にキャップ２０が設けられているが、
キャップ２０と杭１の外周及び上端との間にゴム、発泡
スチロール等の弾性材２３が充填されている。これによ
り、地震等により構造物２が変位する際、弾性材２３が
圧縮変形してエネルギを吸収することから、減衰効果を
期待することができ、またキャップ２０と杭１との間に
砂利等が入るのを防止できる。

【００２８】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、構造物
に地震等の力が作用した際、構造物と杭との相対変位を
許容しつつも、所要範囲でその変位が制限されるので、
構造物が過大に横ずれしたり、傾斜、転倒、浮上がるの
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図２】図２は基礎伏図である。

【図３】図３は杭の頭部付近を詳細に示す図である。

【図４】図４は線条体の上端を示す図である。

【図５】図５は杭の下端部を詳細に示す図である。

【図６】図６は線条体の下端を示す図である。

【図７】図７はこの発明の別の実施の形態を示す断面図
である。

【図８】図８はこの発明のさらに別の実施の形態を示す
断面図である。

【図９】図９はこの発明のさらに別の実施の形態を示す
断面図である。

【図１０】図１０はこの発明のさらに別の実施の形態を
示す断面図である。

【符号の説明】

１…中空杭 ２…構造物 ３…線条体 ５…プレート ７…フック ９…鉄筋

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地盤に設置される中空杭の杭頭上に構造物
   が非剛結状態で築造され、前記中空杭と前記構造物との
   相対変位を所要範囲で許容するように、前記中空杭の下
   端と前記構造物とを連結する実質的に可撓性の線条体
   が、前記中空杭の内部を挿通して設けられてなることを
   特徴とする免震杭基礎。
2. 【請求項２】前記線条体の上端に係合部が形成され、こ
   の係合部が前記構造物内部の補強材に係合されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の免震杭基礎。
3. 【請求項３】前記中空杭の頭部と前記構造物との間に、
   耐圧縮力が大きな多数の粒状体からなる緩衝層が介在さ
   れていることを特徴とする請求項１又は２記載の免震杭
   基礎。