JPH10317486A

JPH10317486A - 杭を柱に利用した建築構造物に於ける床スラブの支承構造

Info

Publication number: JPH10317486A
Application number: JP12896697A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Aono; 孝行青野; Noboru Hishinuma; 登菱沼
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1997-05-19
Filing date: 1997-05-19
Publication date: 1998-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】杭材をそのまま柱材として利用した建築構造
物に於いて、１階の床スラブの沈下やたわみを簡易で安
価な手段によって防止する。【解決手段】建築構造物１１は地中の杭部１２Ｐと地
上の柱部１２Ｃとからなる杭柱１２により、杭材として
の機能を柱材としての機能とを併有させている。また、
地盤１３の表層に所定深さの地盤改良部２１を形成する
とともに、地表に１階の床スラブ２２を打設してある。
そして、前後左右の杭柱１２，１２…相互間の中央に杭
１９を埋設することにより、該杭１９の頭部にて前記床
スラブ２２を支承する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は地中の杭部と地上
の柱部とからなる杭柱により杭材をそのまま柱材として
利用した建築構造物に関するものであり、特に、該建築
構造物に於いて、地表に敷設した１階の床スラブの沈下
やたわみを防止する構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】杭を柱に利用する建築構法は、低層の店
舗や倉庫等の建築構造物に於いて、建築コストの大幅な
低廉化を図るために、本願出願人が提案した建築構法で
ある（特願平８−２７５１１６号等）。該構法によれ
ば、基礎フーチングや地中梁が不要になる分、工期が大
幅に短縮され、それだけ建築コストも低廉化する。他
方、建築構造物たり得るには自重や地震等に対して所要
の強度を有していることが前提条件になるので、敷地地
盤の表層を地盤改良することとした。これは以下のよう
な解析結果に基づくものである。

【０００３】図７に於いて、線材Ｌはこの解析に用いた
杭柱のモデルである。解析ではこの線材Ｌの全長を１３
０００mmに設定するとともに、該線材Ｌのうち地中へ埋
設される杭部に相当する部分Ｌ_Pの長さを９０００mmと
し、地上に立設される柱部に相当する部分Ｌ_Cの長さを
４０００mmとした。また、該線材Ｌの先端（下端）をピ
ン支持するとともに、杭部に相当する部分Ｌ_Pには杭材
が地盤から受ける弾性復原力に相当するものとして、合
計９個のバネｋ₁，ｋ₂…ｋ₉を１０００mm間隔で水平
に接続した。そして、線材Ｌの天端に外力として軸力Ｐ
及び水平力Ｈを加えた。

【０００４】その結果、前記バネｋ₁，ｋ₂…ｋ₉のう
ち線材Ｌの変形モードを支配する度合が最も大きいもの
は最上部のバネｋ₁であり、残りのバネｋ₂〜ｋ₉は影
響度が小さいことが判明した。即ち、これらのバネ
ｋ₁，ｋ₂…ｋ₉のバネ定数を種々の大きさに設定して
線材Ｌの変形モードがどのように変化するかを調べたと
ころ、バネｋ₁のバネ定数が変わると線材Ｌの変形モー
ドも大きく変化するが、その他のバネｋ₂〜ｋ₉のバネ
定数が変わっただけでは線材Ｌの変形モードにそれほど
大きな変化は見られなかった。

【０００５】これによって、表層の地盤特性についての
み、正確に把握することができれば、柱部の変形量は制
御可能であることが判明した。これはシステム全体の評
価を極めて容易にするものである。即ち、本解析モデル
を具体的な施工現場に適用する場合には、敷地地盤をボ
ーリングして各深さ毎のバネ定数を定め、それを前記バ
ネｋ₁，ｋ₂…ｋ₉のバネ定数に当て嵌めることとなる
が、ボーリングデータにはばらつきが大きいので正確な
値を出すのは困難である。ところが、正確さを要求され
るのは表層のバネｋ₁のバネ定数のみであり、それ以深
のバネ定数は多少正確さを欠いても良い。そこで、この
表層を地盤改良することにすれば、その地盤特性を人為
的に操作することができ、従って、バネｋ₁のバネ定数
を正確に算定することができる。斯くして、信頼性の高
い評価が可能となり、此種建築構造物の所要強度を充分
に確保することができる。尚、地盤条件等によっては、
地盤改良をする必要のない場合もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】此種杭を柱に利用した
建築構造物に於いては、地表に直接１階の床スラブを敷
設する。この１階の床スラブは土間コンクリートによる
土間スラブで構成される場合もあり、又は構造体の強度
評価の要素に加えることのできる構造スラブで構成され
る場合もある。

【０００７】しかし、此種建築構造物にはこの１階の床
スラブを支持する地中梁が無いため、土間スラブの場合
は不同沈下のおそれがあり、構造スラブの場合はたわみ
変形のおそれがある。地盤改良をより密に、且つ、深く
していけば、斯かる沈下やたわみを抑えることができる
が、地盤改良には一定のコストがかかるので、その範囲
を拡大することは建築コストの低廉化という本来の目的
を損なうことになる。

【０００８】そこで、簡易で安価な手段により１階の床
スラブの沈下やたわみを防止するために解決すべき技術
的課題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、地中の杭部と
地上の柱部とからなる杭柱により杭材としての機能と柱
材としての機能とを併有させ、且つ、地表に１階の床ス
ラブを敷設するとともに、必要に応じて、敷地地盤の表
層を地盤改良した、杭を柱に利用した建築構造物に於い
て、１階の床スラブの沈下やたわみを防止するために提
案されたものである。

【００１０】即ち、前後左右の杭柱相互間の中央又はそ
の近傍に、別途、杭を埋設し、該杭の頭部にて１階の床
スラブを支承した、杭を柱に利用した建築構造物を提供
するものである。

【００１１】また、前後左右の杭柱相互間の内側各所に
複数本の針状杭を埋設し、該針状杭の頭部にて１階の床
スラブを支承した、杭を柱に利用した建築構造物を提供
するものである。ここで、針状杭は小形ドロップハンマ
ー等で簡単に打ち込むことができるような直径数cm〜十
数cmの細い杭であり、鋼管等が用いられる。

【００１２】更に、これらの手段に併せて、杭柱の杭部
上縁部に受け台を横設し、該受け台にて１階の床スラブ
の杭柱周縁部を支承することとしても良い。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図６に従って詳述する。図１は杭を柱に利用した建
築構造物１１の骨組を構築した状態を示したものであ
り、該建築構造物１１には基礎フーチングや地中梁は設
置されておらず、地中の杭部１２Ｐと地上の柱部１２Ｃ
とからなる杭柱１２に、該建築構造物１１の杭材として
の機能と柱材としての機能とを併有させている。ここ
で、杭柱１２はＰＨＣパイル、ＰＲＣパイル、鋼管巻Ｐ
Ｃパイル等のコンクリート杭を用いることとするが、特
にこれに限定されるものではなく、鋼管やＨ型鋼、溝型
鋼等の型鋼でも良い。

【００１４】該杭柱１２を構築する際は、オーガ等にて
地盤１３に立孔１４を掘削し、該立孔１４内にセメント
ミルク１５を充填しつつ該杭柱１２の下部を挿入して、
杭部１２Ｐとなす。これにより地上には該杭柱１２の上
残り分が立設されて柱部１２Ｃとなる。そして、該柱部
１２Ｃが鉛直になるように微調整し、前記セメントミル
ク１５が固化するのを待つ。

【００１５】尚、杭部１２Ｐの先端（下端）は支持層１
３ａまで達するようにし、且つ、このとき柱部１２Ｃの
天端が建築構造物１１の天井高さまで達するようにす
る。また、立孔１４を掘削せずに杭柱１２を直接地盤１
３に打ち込んで、杭部１２Ｐを埋設することとしても良
い。更に、杭部１２Ｐの上縁部（柱部１２Ｃとの境界部
分、即ち、地表に接する部分）に受け台１６をボルト１
７，１７…にて横設する。前記杭部１２Ｐの上縁部には
予めこのボルト１７，１７…を螺合するための袋ナット
１８，１８…を埋設しておく。

【００１６】而して、図２に示す如く、前後左右に対向
する４本の杭柱１２，１２…相互間の中央には、別途、
杭１９を埋設する。該杭１９は既製杭でも場所打ち杭で
も良い。既製杭の種類としては、ＰＨＣパイルや鋼管の
他、Ｈ型鋼や溝型鋼等の型鋼が挙げられるが、特にこれ
らのものに限定されるものではない。図１に示した如
く、ここでは既製杭を用いることとし、前記杭柱１２と
同様に立孔１４を掘削して、該立孔１４内にセメントミ
ルク１５を充填しつつ埋設する。或いは、該杭柱１２の
頭部を打撃して打ち込んでも良い。そして、該杭１９の
先端（下端）を支持層１３ａにて支承するとともに、該
杭１９の天端を地表よりも若干地中へ陥入させて、該天
端と地表面との間に杭１９よりも大径の窪み２０を形成
しておく。尚、杭１９の先端は負担する荷重によっては
支持層１３ａまで埋設しなくてもよい。

【００１７】然る後に、地盤１３の表層に固化剤を注入
して地盤改良することにより、柱部１２ｃの変形量を制
御可能にして、建築構造物１１の所要強度を充分に確保
できるようにする。この地盤改良部２１の深さは大略１
ｍ程度であるが、建築構造物１１の高さ、杭柱１２，１
２…に加わる荷重、固化剤の物性（硬度）及び地盤１３
の状態等に応じて増減させる。また、建築構造物１１の
敷地全面を地盤改良するのが望ましいが、コスト面を考
慮して図２に示したように杭柱１２，１２…間を縦横に
結ぶ格子形状にすると良い。然るときは、該地盤改良部
２１が地中梁と同様の作用を奏することとなり、機能的
にも優れている。

【００１８】尚、地盤改良は杭柱１２及び杭１９の施工
に先立って実施しても良い。また、地盤条件によっては
必ずしも地盤改良をする必要のない場合もある。次い
で、地表に１階の床スラブ２２を敷設する。該床スラブ
２２は土間スラブで構成される場合もあり、又は構造ス
ラブで構成される場合もある。土間スラブは鉄筋をシン
グルに配筋して土間コンクリートを打設したものであ
り、簡易に施工することができる。一方、構造スラブは
所定の配筋基準に沿って配筋され、構造体の強度評価の
要素に加えることのできるコンクリートスラブである。

【００１９】また、この１階の床スラブ２２のコンクリ
ート打設時に前記窪み２０内へもコンクリートを流し込
んで台座２３を形成する。これにより、床スラブ２２か
ら杭１９へ伝わる応力の分散を図ることができる。尚、
前記受け台１６についてもこの台座２３と同様に場所打
ちコンクリートにて形成することとしても良い。即ち、
杭部１２Ｐの上縁部の周囲に受け台１６の型になる窪み
を設け、この窪み内にアンカー鉄筋に相当するボルト１
７，１７…を配設しておき、そこにコンクリートを流し
込んで受け台１６を形成することとしても良い。

【００２０】また、床スラブ２２を打設する際は、杭柱
１２の周囲に数mm〜数cm程度の間隙（縁切り部２４）を
設けて該床スラブ２２と杭柱１２とを縁切りする。これ
は地震時変形によって杭柱１２と床スラブ２２との接触
部に応力が集中して両者が破壊されるのを防止するため
である。そして、杭柱１２，１２…の天端上に桁２５，
２５…を架設し、更に、屋根や壁（図示せず）を構築し
て建築構造物１１を完成させる。

【００２１】而して、この建築構造物１１の１階の床ス
ラブ２２は、前後左右４本の杭柱１２，１２…によって
囲まれた部分毎に受け台１６，１６…にてその四隅が支
承されるとともに、杭１９にてその中央が支承されてい
る。これにより該床スラブ２２の沈下やたわみを防止す
ることができる。尚、中央に１本の杭１９を配設しただ
けでは沈下やたわみを防止しきれない場合は、図３及び
図４に示す如く、該中央を介してその近傍に２本の杭１
９，１９を埋設する等、杭１９の本数を増やすと良い。
或いは、１本乃至数本の杭１９にて沈下やたわみを充分
に防止できるのであれば、受け台１６，１６…は無くて
も良い。

【００２２】また、図５に示す如く、杭１９に代えて針
状杭２６，２６…を用いることとしても良い。この針状
杭２６は直径８cm前後の小径鋼管であり、小形のドロッ
プハンマー等で簡単に地盤１３中へ打ち込むことができ
る。しかし、前記杭１９のように前後左右４本の杭柱１
２，１２…相互間の内側毎について、１本乃至数本程度
しか埋設しないのでは、床スラブ２２からの応力を受け
きることができない。そこで、図６に示す如く、前後左
右の杭柱１２，１２…相互間の内側各所に行き亘るよう
に、多数本の針状杭２６，２６…を格子状に配置するこ
ととする。これにより、各針状杭２６の受ける応力はそ
の１本で充分に耐え得る程度のものとなり、且つ、床ス
ラブ２２の全体に針状杭２６，２６…からの支承力が略
均質に分散されることとなるので、該床スラブ２２の沈
下やたわみを効果的に防止することができる。

【００２３】また、図５に示した如く、この針状杭２６
を埋設する際は、その頭部天端を地表面に揃えるととも
に、該頭部周縁の地面に窪み２７を設けておく。即ち、
窪み２７の中央に針状杭２６の頭部を突出させる。この
頭部側面にはアンカースタッド２８，２８…が放射状に
凸設されている。従って、床スラブ２２のコンクリート
打設に併せて、前記窪み２７内にコンクリートを充填す
ると、針状杭２６の頭部及びアンカースタッド２８，２
８…がそのコンクリート中に埋設される。斯くして、台
座２９が針状杭２６の頭部に定着一体化することとな
る。尚、斯かる定着一体化構造を前記杭１９と台座２３
との間にも適用することとしても良い。

【００２４】而して、本発明は、本発明の精神を逸脱し
ない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明
が該改変されたものに及ぶことは当然である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、杭を柱
に利用した建築構造物の杭材及び柱材となる杭柱の他
に、別途、杭又はマイクロパイルを埋設して１階の床ス
ラブを支承するものである。斯くして、斯かる簡易で安
価な手段により該床スラブが沈下したりたわみ変形する
のを有効に防止することができる。また、受け台を介し
て該床スラブの荷重の一部を杭柱にも分担させるように
すれば、該床スラブの沈下やたわみを更に効果的に防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１、３及び４記載の発明の実施の形態を
示し、その解説断面図。

【図２】図１の杭柱及び杭の配置関係並びに地盤改良部
の範囲を示す解説平面図。

【図３】請求項１、３及び４記載の発明の他の実施の形
態を示し、その解説断面図。

【図４】図３の杭柱及び杭の配置関係を示す解説平面
図。

【図５】請求項２、３及び４記載の発明の実施の形態を
示し、その解説断面図。

【図６】図５の杭柱及び針状杭の配置関係を示す解説平
面図。

【図７】外力による杭柱の変形を調べる解析モデルの解
説図。

【符号の説明】

１１建築構造物１２杭柱１２Ｃ柱部１２Ｐ杭部１３地盤１６受け台１９杭２１地盤改良部２２１階の床スラブ２６針状杭

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地中の杭部と地上の柱部とからなる杭柱
により杭材としての機能と柱材としての機能とを併有さ
せ、且つ、地表に１階の床スラブを敷設した、杭を柱に
利用した建築構造物に於いて、前後左右の杭柱相互間の
中央又はその近傍に、別途、杭を埋設し、該杭の頭部に
て１階の床スラブを支承したことを特徴とする杭を柱に
利用した建築構造物に於ける床スラブの支承構造。
【請求項２】地中の杭部と地上の柱部とからなる杭柱
により杭材としての機能と柱材としての機能とを併有さ
せ、且つ、地表に１階の床スラブを敷設した、杭を柱に
利用した建築構造物に於いて、前後左右の杭柱相互間の
内側各所に複数本の針状杭を埋設し、該針状杭の頭部に
て１階の床スラブを支承したことを特徴とする杭を柱に
利用した建築構造物に於ける床スラブの支承構造。
【請求項３】前記建築構造物の敷地地盤の表層を地盤
改良した請求項１又は２記載の杭を柱に利用した建築構
造物に於ける床スラブの支承構造。
【請求項４】前記杭柱に於ける杭部の上縁部に受け台
を横設し、該受け台にて１階の床スラブの杭柱周縁部を
支承した請求項１、２又は３記載の杭を柱に利用した建
築構造物に於ける床スラブの支承構造。