JPH1082055A - 耐震杭基礎工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 杭基礎において、杭単体として地震時せん断
力に抵抗するのではなく、杭と杭の間を耐震ブレースで
連結して、全体としてのせん断強度を増加させることに
より、杭本数、杭径を減少させて、経済設計を可能とし
ながら、大きな地震力にも抵抗できるようにする。 【解決手段】 地中に埋設される複数の杭基礎６，６の
間を、鋼材による耐震ブレース１２，１２で互いに連結
する。即ち、地中に埋設されて隣り合う杭基礎６，６の
間に所定深度の溝（１２）を掘削し、その掘削した溝
（１２）内において、隣り合う杭基礎６，６同士を複数
の耐震ブレース１２，１２により緊結して、耐震ブレー
ス１２，１２，・・・を平面視で格子状に配列する。そ
して、その耐震ブレース１２，１２を配設した溝１１内
に泥水固化材（１３）を打設して泥水固化壁１４を造成
する。なお、杭基礎６には、耐震ブレース１２を緊結す
るための耐震ブレース用緊結金具（７）を設けておく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、杭基礎の間を耐震
ブレースで繋ぐ耐震杭基礎工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、橋脚基礎、鉄塔基礎、建築建屋
基礎、地中構造物基礎等、全ての構造物基礎に適用され
る杭基礎において、従来は、地震時の水平力に対して複
数の杭がそれぞれ単体として抵抗するものであった。そ
して、個々の杭の曲げせん断強度で大きな地震力に対し
て抵抗するには、多数の杭基礎が必要である。また、既
設の杭基礎構造物に対する耐震補強としては、増し杭を
打設していた。なお、近年、地盤内に造成する連続地中
壁の施工技術が向上し、高度な施工品質が得られるよう
になり、永久構造物として利用される実績が多くなって
きている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、杭基礎構造
物は、杭として最大の水平・鉛直支持力を発揮させるに
は、適正な杭間隔が必要である。しかも、特に発生頻度
の少ない大きな地震力に抵抗するには、多くの杭本数も
しくは大口径杭が必要になる。そのため、基礎の平面寸
法も大きくなり、不経済なものとなってしまう。また、
既設の杭基礎構造物に対する耐震補強のために増し杭を
打設するには、フーチングの拡大もしくはフーチング既
存鉄筋の切断等、設計・施工上多くの問題があった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、杭単体として地
震時せん断力に抵抗するのではなく、杭と杭の間を耐震
ブレースで連結して、全体としてのせん断強度を増加さ
せることにより、杭本数、杭径を減少させて、経済設計
を可能としながら、大きな地震力にも抵抗できるように
した耐震杭基礎工法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
請求項１記載の発明は、例えば、橋脚基礎等の耐震杭基
礎工法であって、地中に埋設される鋼管杭等の複数の杭
基礎の間を、鋼材による耐震ブレースで互いに連結する
ようにしたこと、を特徴としている。

【０００６】ここで、本発明は、例えば、橋脚基礎、鉄
塔基礎、建築建屋基礎、地中構造物基礎等、杭基礎に係
る全ての構造物基礎に適用できるものである。また、杭
としては、鋼管杭や場所打ちコンクリート杭等が挙げら
れる。なお、本発明は、既設の杭基礎にも適用可能であ
る。

【０００７】以上のように、杭基礎を鋼材による耐震ブ
レースで互いに連結するので、杭基礎を連結した耐震ブ
レースにより全体としてのせん断強度が増大し、大きな
地震力にも抵抗できる。また、杭基礎全体としてのせん
断強度が増大するので、杭本数、杭径を減少させて、経
済設計ができる。

【０００８】そして、請求項２記載の発明は、請求項１
記載の耐震杭基礎工法であって、第１工程として、地中
に埋設されて隣り合う鋼管杭等の杭基礎の間に所定深度
の溝を掘削し、第２工程として、その掘削した溝内にお
いて、前記隣り合う鋼管杭等による杭基礎同士を複数の
前記耐震ブレースにより緊結し、第３工程として、その
耐震ブレースを配設した溝内に泥水固化材を打設して泥
水固化壁を造成するようにしたこと、を特徴としてい
る。

【０００９】このように、隣り合う杭基礎の間に掘削し
た所定深度の溝内において、その隣り合う杭基礎同士を
複数の耐震ブレースにより緊結してから、その請求項１
記載の耐震ブレースを配設した溝内に泥水固化材を打設
して泥水固化壁を造成するので、杭基礎同士を緊結した
複数の耐震ブレースを、溝内に造成した泥水固化壁によ
り埋設して補強できる。

【００１０】さらに、請求項３記載の発明は、請求項１
または２記載の耐震杭基礎工法であって、前記耐震ブレ
ースを平面視で格子状に配列した構成、を特徴としてい
る。

【００１１】このように、請求項１または２記載の耐震
ブレースを平面視で格子状に配列したので、その格子状
配列による耐震ブレース全体として、直交方向等の何れ
の方向の地震水平力に対しても抵抗できる。

【００１２】また、請求項４記載の発明は、請求項１、
２または３記載の耐震杭基礎工法であって、前記杭基礎
には、前記耐震ブレースを緊結するための耐震ブレース
用緊結金具を、例えば、前記所定深度の位置等に設けた
構成、を特徴としている。

【００１３】このように、請求項１、２または３記載の
耐震ブレースを緊結するための耐震ブレース用緊結金具
を杭基礎に設けたので、その耐震ブレース用緊結金具に
より耐震ブレースを杭基礎に確実に緊結できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る耐震杭基礎
工法の実施の形態例を図１から図１１に基づいて説明す
る。先ず、図１は本発明を適用した一例としての耐震杭
基礎の施工構造を示す要部破断の側面図で、図２はその
杭基礎及び耐震ブレースの配列を示した概略平面図であ
る。また、図３から図１１は杭基礎の施工から耐震ブレ
ースの架設に続く泥水固化壁の造成までの工程を順次示
した概略斜視図及び拡大平面図である。

【００１５】これらの図１から図１１において、１は地
盤、２は支持層、３は橋脚、４は上部構造物、５はフー
チング、６は杭基礎（鋼管杭基礎）、７は耐震ブレース
用緊結金具、１１は掘削溝、１２は耐震ブレース、１３
は打設泥水固化材、１４は泥水固化壁である。即ち、こ
の実施の形態例は、図１に示すように、例えば、橋脚基
礎に適用した場合であり、地盤１には、杭基礎の一例と
して多数の鋼管杭基礎６，６，６，・・・が支持層２ま
でそれぞれ打ち込まれており、その上に施工したフーチ
ング５上に橋脚３が構築され、この橋脚３により上部構
造物４が支持されている。

【００１６】そして、図２に示すように、平面視で縦横
４本ずつで計１６本の鋼管杭基礎６，６，６，・・・の
配列となっており、これら１６本の鋼管杭基礎６，６，
６，・・・の隣り合うもの同士の上部間は、フーチング
５の下面から所定深度までが、鋼材による一対ずつの耐
震ブレース１２，１２，・・・によりそれぞれ強固に連
結されている。従って、このようにして１６本の鋼管杭
基礎６，６，６，・・・の隣り合うもの同士の上部間を
それぞれ連結した一対ずつの耐震ブレース１２，１２，
・・・は、縦横方向に並ぶ平面視格子状配列となってい
る。次に、このような一対ずつの耐震ブレース１２，１
２の架設による耐震杭基礎の具体的な施工例について説
明する。

【００１７】先ず、図３から図５に示すように、予め鋼
管杭基礎６の上部寄りの中間部に、耐震ブレース１２の
下端を緊結するための耐震ブレース用緊結金具７を取り
付けておく。即ち、始めは、図３に示すように、鋼管杭
６ａを地盤１の所定の中間深度まで打ち込む。続いて、
この鋼管杭６ａの中を、図４に示すように、後述するよ
うな耐震ブレース１２の下端緊結位置まで中掘りする。
その後、こうして中掘りした鋼管杭６ａの上端に、耐震
ブレース用緊結金具７を下端に予め取り付けてある鋼管
杭６ｂを溶接により繋いで鋼管杭基礎６とし、このよう
な耐震ブレース用緊結金具７を付けた鋼管杭基礎６を、
図５に示すように、地盤１の所定の最終深度まで打設す
る。

【００１８】この耐震ブレース用緊結金具７は、図９に
も示すように、鋼管杭基礎６の内径よりも小径とした内
径を有する肉厚鋼管製で、必要とする耐震ブレース１２
の下端を緊結するための必要十分な強度を具備するもの
で、先に打設した鋼管杭６ａの上端に溶接により固定す
る。このような耐震ブレース用緊結金具７と上部寄りの
中間部に取り付けた鋼管杭基礎６が、地盤１に下端部を
安定した前記支持層２まで打ち込まれている。なお、耐
震ブレース用緊結金具７が予め備えられた鋼管杭基礎６
を地盤１に打設するようにしてもよい。

【００１９】そして、第１工程では、図６及び図７に示
すように、溝掘削用ガイド８，８が向かい合う鋼管杭基
礎６，６の間の地盤１を掘削して、一対の耐震ブレース
１２，１２の架設とその埋設用の泥水固化壁１４の造成
のための掘削溝１１を形成する。即ち、図示しない掘削
機を用いて、鋼管杭基礎６，６の間の地盤１を所定幅で
所定深度ｄまで掘削する。なお、掘削後において、その
掘削溝１１の壁面は、泥水等の安定液を使用することに
より地山安定させる。

【００２０】次に、第２工程では、図８及び図９に示す
ように、鋼管杭基礎６，６の間の掘削溝１１の中におい
て、２本の耐震ブレース１２，１２を用い、その２本の
耐震ブレース１２，１２の一端部を、鋼管杭基礎６，６
の上端寄りの中間部に設けた耐震ブレース用緊結金具
７，７の外周にそれぞれ緊結する一方、前記２本の耐震
ブレース１２，１２の他端部を、鋼管杭基礎６，６の上
端外周にそれぞれ緊結する。即ち、掘削溝１１の底部側
において、鋼管杭基礎６，６の上端寄りの中間部に設け
た耐震ブレース用緊結金具７，７の外周に、例えば、溶
接またはフック金具を用いる等して２本の耐震ブレース
１２，１２の下端をそれぞれ緊結する。また、その２本
の耐震ブレース１２，１２の上端を、地上側で、鋼管杭
基礎６，６の上端外周に、例えば、同じく溶接またはフ
ック金具を用いる等してそれぞれ緊結することによっ
て、図示したように、側面視Ｘ状をなす一対の耐震ブレ
ース１２，１２により隣り合う鋼管杭基礎６，６を連結
する。

【００２１】そして、最終の第３工程において、鋼管杭
基礎６，６の間に側面視Ｘ状に架設した一対の耐震ブレ
ース１２，１２を収容した掘削溝１１の中に、図１０及
び図１１に示すように、泥水固化材１３を打設して側面
視Ｘ状の耐震ブレース１２，１２を埋設し、乾燥固化さ
せて泥水固化壁１４を造成する。以上によって、図１及
び図２に示したように、鋼管杭基礎６，６，６，・・・
の隣り合うもの同士の全ての上部間を、平面視格子状配
列による鋼材による一対ずつの耐震ブレース１２，１
２，・・・でそれぞれ連結してなる耐震杭基礎構造物が
構築される。

【００２２】以上の通り、本発明の実施の形態例に係る
耐震ブレース架設による耐震杭基礎工法によれば、以下
に説明する効果を発揮できる。先ず、杭基礎構造物にお
いて、隣り合う杭基礎６，６の間を側面視Ｘ状をなす一
対の耐震ブレース１２，１２で連結したことによって、
隣り合う杭基礎６，６とその間の側面視Ｘ状をなす一対
の耐震ブレース１２，１２とが一体となって地震発生時
の水平力に対して抵抗できる。しかも、杭基礎６，６間
の対をなす耐震ブレース１２，１２が平面視で格子状配
列になっているため、直交方向等の何れの方向の地震水
平力に対しても十分に抵抗できる。従って、大きな地震
力に対して抵抗できる強度を具備したものとなる。

【００２３】ところで、杭基礎構造物は、地震発生時の
外力に対抗できるよう杭本数が決定されている。特に、
地震の水平力に対し杭で抵抗するには、杭の曲げせん断
強度と周辺地盤のせん断強度で抵抗するのであるが、多
くの杭本数が必要になる。しかし、実施の形態例のよう
に、杭基礎６，６間を側面視Ｘ状をなす一対の耐震ブレ
ース１２，１２で連結したことによって、杭基礎構造物
全体のせん断強度が増大するため、杭本数を減少させた
り、もしくは杭径を減少させることができ、経済的な設
計による低廉な工事費により実現できる。そして、杭基
礎６，６，６，・・・間を一対ずつの耐震ブレース１
２，１２，・・・で連結した杭基礎構造物全体として、
発生頻度の少ない極大地震にも効力を発揮できると共
に、例えば、液状化を生じる地盤でも杭基礎変位が少な
く、その上部構造体に与える影響を少なく抑えることが
できる。また、既設の杭基礎構造物の耐震補強としても
有効である。

【００２４】なお、以上の実施の形態例においては、橋
脚基礎に適用したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、他に鉄塔基礎、建築建屋基礎、地中構造物基礎
等、杭基礎に係る全ての構造物基礎に適用できるもので
あり、既設の杭基礎にも適用可能である。また、実施の
形態例では、杭として鋼管杭としたが、本発明はこれに
限らず、場所打ちコンクリート杭等にも適用可能であ
る。さらに、その他、具体的な細部構造等についても適
宜に変更可能であることは勿論である。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明に係
る耐震杭基礎工法によれば、杭基礎を鋼材による耐震ブ
レースで互いに連結するため、その耐震ブレースにより
杭基礎全体としてのせん断強度を増大して、大きな地震
力にも抵抗することができる。しかも、杭基礎全体とし
てのせん断強度が増大するため、杭本数、杭径を減少で
きて、経済設計をすることができる。

【００２６】そして、請求項２記載の発明に係る耐震杭
基礎工法によれば、杭基礎間の掘削溝内において、杭基
礎同士を複数の耐震ブレースにより緊結した後、泥水固
化材を打設して泥水固化壁を造成するため、請求項１記
載の発明により得られる効果に加えて、杭基礎同士を緊
結した複数の耐震ブレースを、泥水固化壁により埋設し
て補強することができるといった利点が得られる。

【００２７】さらに、請求項３記載の発明に係る耐震杭
基礎工法によれば、耐震ブレースを平面視で格子状配列
としたため、請求項１または２記載の発明により得られ
る効果に加えて、格子状配列による耐震ブレース全体と
して、直交方向等の何れの方向の地震水平力に対しても
抵抗することができるといった利点が得られる。

【００２８】また、請求項４記載の発明に係る耐震杭基
礎工法によれば、杭基礎に耐震ブレース用緊結金具を設
けたため、請求項１、２または３記載の発明により得ら
れる効果に加えて、その耐震ブレース用緊結金具により
耐震ブレースを杭基礎に確実に緊結することができると
いった利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一例としての耐震杭基礎の施
工構造を示す要部破断の側面図である。

【図２】図１の杭基礎及び耐震ブレースの配列を示した
概略平面図である。

【図３】基礎杭の中間所定深度までの打設を示した概略
斜視図である。

【図４】図３の基礎杭の杭内部の中掘りを示した概略斜
視図である。

【図５】図３の杭に耐震ブレース用緊結金具付きの杭を
繋いで基礎杭としての最終深度までの打設を示した概略
斜視図である。

【図６】杭基礎間の溝掘削までの施工を示す概略斜視図
である。

【図７】図６の杭基礎及び掘削溝を拡大して示した概略
平面図である。

【図８】杭基礎間への耐震ブレースの架設を示す概略斜
視図である。

【図９】図８の杭基礎と掘削溝及び耐震ブレースを拡大
して示した概略平面図である。

【図１０】杭基礎間の泥水固化材打設までの施工を示す
概略斜視図である。

【図１１】図１０の杭基礎及び泥水固化壁を拡大して示
した概略平面図である。

【符号の説明】

１ 地盤 ２ 支持層 ５ フーチング ６ 杭基礎 ７ 耐震ブレース用緊結金具 １１ 掘削溝 １２ 耐震ブレース １３ 打設泥水固化材 １４ 泥水固化壁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地中に埋設される複数の杭基礎の間を、鋼
   材による耐震ブレースで互いに連結したこと、を特徴と
   する耐震杭基礎工法。
2. 【請求項２】地中に埋設されて隣り合う杭基礎の間に所
   定深度の溝を掘削し、 その掘削した溝内において、前記隣り合う杭基礎同士を
   複数の前記耐震ブレースにより緊結し、 その耐震ブレースを配設した溝内に泥水固化材を打設し
   て泥水固化壁を造成すること、を特徴とする請求項１記
   載の耐震杭基礎工法。
3. 【請求項３】前記耐震ブレースを平面視で格子状に配列
   したこと、を特徴とする請求項１または２記載の耐震杭
   基礎工法。
4. 【請求項４】前記杭基礎には、前記耐震ブレースを緊結
   するための耐震ブレース用緊結金具を設けたこと、を特
   徴とする請求項１、２または３記載の耐震杭基礎工法。