JPH1082057A - 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外力に
抵抗するのではなく、杭の隣りにグランドアンカーを打
設して、杭引き抜き方向に対する抵抗体として機能させ
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】 地中に埋設されて複数並んで設けられる
杭基礎６，７，８，９の上に施工したフーチング５を貫
通するグランドアンカー１１，１２をそれぞれ打設し
て、その各々のグランドアンカー１１，１２を、地盤１
内の支持層２の定着部１３，１４にそれぞれ定着した
後、フーチング５上において、緊張力を与えて締め付け
金具１５，１６によりそれぞれ固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、杭基礎にグランド
アンカーを併用した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、グランドアンカーの設計・
施工法の信頼性が高まってきており、例えば、斜面崩壊
防護工、建築基礎工等、永久アンカーとしての実績が多
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
震時外力に抵抗するのではなく、杭の隣りにグランドア
ンカーを打設して、杭引き抜き方向に対する抵抗体とし
て機能させることにより、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杭基礎の
上に施工した、例えば、橋脚等のフーチングを貫通等す
る、例えば、ＰＣ鋼材等の引張材によるグランドアンカ
ーを打設して、地盤内の支持層にアンカー体を定着させ
て、フーチングにアンカー頭部を定着させるようにした
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。また、フーチングにグランドアンカーを貫通させ
て、そのアンカー頭部をフーチング上面に定着したり、
フーチング内部にアンカー頭部を定着するようにしても
よい。

【０００７】以上のように、杭基礎上のフーチングから
グランドアンカーを打設して地盤内の支持層に定着した
ので、フーチングにアンカー頭部を定着したグランドア
ンカーが杭引き抜き方向に対する抵抗体として機能する
ことにより、大きな地震力にも抵抗できる。また、低廉
なグランドアンカーの採用により、杭基礎としての引き
抜き方向に対する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、前記グランドアンカー
は、複数並んで設けられる杭基礎の少なくとも両端部の
外側にそれぞれ打設される構成、を特徴としている。

【０００９】このように、請求項１記載のグランドアン
カーを、フーチングに対し少なくとも両端部の杭基礎の
外側にそれぞれ打設したので、そのグランドアンカーを
フーチングに対し杭基礎の外側に打設した両端部側の両
側方からの地震時外力による杭引き抜き方向に対する抵
抗力が合理的に具備できる。

【００１０】

【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３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
杭基礎及びグランドアンカーの配列を示した概略平面図
である。これらの図１及び図２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、６，７，８，９は杭基礎（鋼管杭基礎）、１１，１
２はグランドアンカー、１３，１４はグランドアンカー
定着部、１５，１６は締め付け金具である。

【００１１】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６，７，
８，９，・・・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。
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６，７，８，９，・・・の配列とな
っており、これら１６本の鋼管杭基礎６，７，８，９，
・・・の内、図示左右両端部の平行する４本ずつの鋼管
杭基礎６，６，６，６，９，９，９，９の何れも外側
に、その上のフーチング５を貫通してグランドアンカー
１１，１１，１１，１１，・・・，１２，１２，１２，
１２，・・・がそれぞれ打設されている。

【００１２】次に、このようなグランドアンカー１１，
１２の併用による耐震杭基礎の具体的な施工例について
説明する。先ず、図１に示すように、地盤１に鋼管杭基
礎６，７，８，９，・・・を打設してその下端部を支持
層２まで打ち込んだ後、その上に鉄筋の配筋及び型枠工
事並びにコンクリート打設によるフーチング５を構築し
ておく。そして、フーチング５上において、その図示左
右両端部の平行する４本ずつの鋼管杭基礎６，６，６，
６，９，９，９，９の各外側に沿った箇所を削孔する。
この削孔は、図示しないが、適宜のボーリング機械（削
孔機）によりドリルパイプを用いて、フーチング５の上
面両端部から貫通して地盤１及びその下の支持層２まで
鉛直に削孔する。

【００１３】その後、削孔された各孔に、引張材として
のＰＣ鋼材（ＪＩＳ）によるグランドアンカー１１，１
２を支持層２に削孔した孔まで挿入してから、その支持
層２に削孔した孔に、図示しない注入パイプによりセメ
ントペーストまたはセメントモルタルによるグラウト材
を注入する。この時、ドリルパイプを引き抜きながらグ
ラウト材を加圧注入する。こうして注入したグラウト材
が所定の圧縮強度に達すると、グランドアンカー１１，
１２の下端部（アンカー体）が、固化したグラウト材の
中に定着されたグランドアンカー定着部１３，１４とな
り、このようにグラウト材が所定の圧縮強度に達した時
点で、グランドアンカー１１，１２に緊張力を与える。

【００１４】即ち、フーチング５上において、図示しな
い緊張ジャッキを用いて、グランドアンカー１１，１２
に所定の緊張力を加えた状態で、締め付け金具１５，１
６によりグランドアンカー１１，１２の上端部（アンカ
ー頭部）をフーチング５の上面に固定する。以上によ
り、図１及び図２に示したように、フーチング５の図示
左右両端部から鋼管杭基礎６，６，６，６，９，９，
９，９の各外側にそれぞれ沿った多数のランドアンカー
１１，１１，１１，１１，・・・，１２，１２，１２，
１２，・・・の打設が完了する。なお、図示例では、図
２に示されるように、各４本ずつの鋼管杭基礎６，６，
６，６，９，９，９，９の外側に沿って、９本ずつ並ん
でグランドアンカー１１，１１，１１，１１，・・・，
１２，１２，１２，１２，・・・がそれぞれ配設されて
いる。

【００１５】以上の通り、本発明の実施の形態例に係る
グランドアンカー併用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。地震が発生した場
合、その地震時外力による杭引き抜き方向に対する抵抗
力の作用を図面上誇張して端的に示した図３のように、
例えば、図示左側からの矢印Ｉ方向の外力に対しては、
図示左端部の鋼管杭基礎６，６，６，６及びその隣の列
の鋼管杭基礎７，７，７，７と、鋼管杭基礎６，６，
６，６の外側に沿った多数のグランドアンカー１１，１
１，１１，１１，・・・とによって、杭引き抜き方向に
作用する力に対し抵抗する。この時、図示右端部の鋼管
杭基礎９，９，９，９及びその隣の列の鋼管杭基礎８，
８，８，８は圧縮力を受け、地震力に対し抵抗するが、
鋼管杭基礎９，９，９，９の外側に沿った多数のグラン
ドアンカー１２，１２，１２，１２，・・・は緩み、抵
抗体としては寄与しない。

【００１６】また、逆に図示右側からの矢印ＩＩ方向の
外力に対しては、図示右端部の鋼管杭基礎９，９，９，
９及びその隣の列の鋼管杭基礎８，８，８，８と、鋼管
杭基礎９，９，９，９の外側に沿った多数のグランドア
ンカー１２，１２，１２，１２，・・・とによって、杭
引き抜き方向に作用する力に対し抵抗する。この時、図
示左端部の鋼管杭基礎６，６，６，６及びその隣の列の
鋼管杭基礎７，７，７，７は圧縮力を受け、地震力に対
し抵抗するが、図示左端部の鋼管杭基礎６，６，６，６
の外側に沿った多数のグランドアンカー１１，１１，１
１，１１，・・・は緩み、抵抗体としては寄与しない。
以上にようにして、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。

【００１７】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６，７，８，９，・・・上のフーチング５の
両端部に杭基礎６，６，６，６，９，９，９，９の各外
側に沿って多数のグランドアンカー１１，１１，１１，
１１，・・・，１２，１２，１２，１２，・・・を打設
したことによって、そのフーチング５の両端部を貫通し
たグランドアンカー１１，１１，１１，１１，・・・，
１２，１２，１２，１２，・・・が杭引き抜き方向に対
する抵抗体として機能するため、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、低廉なグラ
ンドアンカー工法の採用と併せ、合理的・経済的な設計
による低廉な工事費により実現できる。また、既設の杭
基礎構造物の耐震補強としても有効であり、しかも、容
易に行える。

【００１８】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。

【００１９】そして、実施の形態例において、フーチン
グに対し杭基礎の平行する両端部の外側に沿ってグラン
ドアンカーを打設したが、４方向の各端部の外側に沿っ
て同様のグランドアンカーを打設してもよく、また、全
ての杭の隣りや周りにグランドアンカーを打設してもよ
い。また、実施の形態例では、フーチングを貫通するグ
ランドアンカーのアンカー頭部をフーチング上面に定着
したが、フーチング内部にアンカー頭部を定着するよう
にしてもよい。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。

【００２０】

【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、杭基礎上のフーチングから
グランドアンカーを打設したため、そのフーチングにア
ンカー頭部を定着したグランドアンカーが杭引き抜き方
向に対する抵抗体として機能して、大きな地震力にも抵
抗することができる。また、低廉なグランドアンカーの
採用で、杭基礎の引き抜き方向に対する強度が増大する
ため、杭本数、杭径を減少できて、経済設計をすること
がができる。

【００２１】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、フーチングに対し少なくとも両端部
の杭基礎の外側にグランドアンカーをそれぞれ打設した
ため、請求項１記載の発明により得られる効果に加え
て、そのグランドアンカーをフーチングに対し杭基礎の
外側に打設した両端部側の両側方からの地震時外力によ
る杭引き抜き方向に対する抵抗力を合理的に具備するこ
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の杭基礎及びグランドアンカーの配列を示
した概略平面図である。

【図３】図１の耐震杭基礎施工例による側方からの地震
時外力による杭引き抜き方向に対する抵抗力の作用を図
面上誇張して端的に示した要部破断の側面図である。

【符号の説明】

１ 地盤 ２ 支持層 ３ 橋脚 ４ 上部構造物 ５ フーチング ６，７，８，９ 杭基礎 １１，１２ グランドアンカー １３，１４ グランドアンカー定着部 １５，１６ 締め付け金具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地中に埋設される杭基礎の上に施工したフ
   ーチングにアンカー頭部が定着され、地盤内の支持層に
   アンカー体が定着されるグランドアンカーを打設したこ
   と、を特徴とする耐震杭基礎工法。
2. 【請求項２】前記グランドアンカーは、複数並んで設け
   られる杭基礎の少なくとも両端部の外側にそれぞれ打設
   されること、を特徴とする請求項１記載の耐震杭基礎工
   法。