JP2023013452A - 杭基礎構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 杭頭部を支持する杭頭補剛部と基礎梁端部となるプレキャストコンクリート製接合体とを構造的に確実に一体化させた杭基礎構造を提供する。【解決手段】 杭頭補剛コンクリート２３から縦筋２５が立設された杭頭補剛部２０と、上下面を貫通するように、固化材注入孔３８と縦筋挿通孔３９とが形成されたプレキャスト接合体３０とが、縦筋挿通孔３９に縦筋２５が挿通された状態で重ねて設置される。プレキャスト接合体３０と杭頭補剛部２０との間に形成された下目地空間４８と、固化材注入孔３８と、縦筋挿通孔３９とで固化材５０の充填経路４９が形成され、固化材５０が固化材注入孔３８から充填経路４９内に注入されて下目地空間４８と縦筋挿通孔３９内で充満、固化し、プレキャスト接合体３０と杭頭補剛部２０とが一体接合される。【選択図】 図１

Description

本発明は杭基礎構造に係り、杭体で支持される各種構造物の基礎構造において、杭体の杭頭部と杭基礎の構造部分とを一体的に接合させることができる杭基礎構造に関する。

杭体の杭頭部と、鉄筋コンクリート構造の基礎梁や基礎フーチング等の構造部分との接合構造では、杭頭部と杭基礎の構造部分とが一体として所定の強度剛性が確保されるように、狭い接合構造の空間内に多数の鉄筋が配筋され、労力を要する煩雑な現場での配筋作業、コンクリート打設作業等が必要とされている。

この問題を解消するために、現場での作業工程を低減するための基礎構造として、出願人は特許文献１に開示した杭基礎構造を提案している。この杭基礎構造は、地盤面から所定高さだけ突出した杭頭部を囲むように地盤面上に設置されたプレキャストコンクリート製の杭頭部接合管２０と、その上部に設置され、杭頭部接合管２０と構造的に一体化されたプレキャストコンクリート製のプレキャスト接合体３０とから構成されている。プレキャスト接合体３０は、杭基礎構造の上部のフーチングの一部として機能し、複数の基礎梁１５との仕口部を有するとともに、その上面に一体的に立設されたプレキャストコンクリート柱４０の柱脚部を支持する構造からなる。

特開２０２１－８０６７７号公報

特許文献１に開示された杭基礎構造では、杭頭接合管２０とプレキャスト接合体３０とを一体化するために、図４各図に示されたように、内周コンクリート２４の一部に縦筋２５が立設され、この縦筋がプレキャスト接合体３０に設けられた貫通孔３９内に挿入され、図１１に示されたように、両者のクリアランス（隙間）４８と縦筋２５が挿入された状態の貫通孔３９を含むような充填経路４９に固化材５０が充填されるようになっている。

このとき、縦筋２５が挿入される貫通孔３９は、プレキャスト接合体３０のハンチに設けられており、充填材５０が杭頭接合管２０とプレキャスト接合体３０の間の隙間４８に充填された後に各貫通孔３９内に均等に充填されるために特別な充填経路４９を形成する必要があった。このため、充填経路４９が複雑になる上、その延長も長くなり、固化材５０が隙間４８、各貫通孔３９に確実に充填されているかをチェックすることが難しい。また、固化材５０の充填時に立ち上がり部等に空気溜まりができ、固化材５０の充填が十分行われないおそれもある。このような状態にある構造物において、固化材５０による杭頭接合管２０とプレキャスト接合体３０との一体化を十分に確認、保証できないのは問題である。

そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、杭頭部を支持する杭頭補剛部と基礎梁端部となるプレキャストコンクリート製接合体とを構造的に確実に一体化させるような固化材の充填作業を行える杭基礎構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の杭基礎構造は、盤下げされた地盤面から杭頭部を所定長突出させた杭と、前記杭頭部の杭体軸心が鋼管軸心とほぼ同心となるように、前記地盤面上に設置された杭頭鋼管の管内を杭頭補剛コンクリートで充填して前記杭頭部を補剛する杭頭補剛部と、前記杭頭補剛部の周囲地盤が埋め戻された地盤面上に設置され、柱基礎、基礎梁の接合部となるプレキャスト接合体とを上下に重ねて接合してなる杭基礎構造であって、前記杭頭補剛部は、前記杭頭補剛コンクリートから接合縦筋が立設され、前記プレキャスト接合体は、その上下面を貫通するように、固化材注入孔と前記接合縦筋を挿通可能な縦筋挿通孔とが形成され、前記接合縦筋を前記縦筋挿通孔に通して前記プレキャスト接合体を前記杭頭補剛部に重ねた状態で、前記プレキャスト接合体と前記杭頭補剛部との間に下目地空間が形成され、前記固化材注入孔と前記下目地空間と前記縦筋挿通孔とで固化材の充填経路が形成され、前記固化材が前記固化材注入孔から前記充填経路内に注入されて前記下目地空間と前記縦筋挿通孔内で充満、固化し、前記プレキャスト接合体と前記杭頭補剛部とが一体接合されたことを特徴とする。

前記プレキャスト接合体は、前記杭頭鋼管の天端に載置され、前記杭頭補剛部上に重ねられて接合されることが好ましい。

前記プレキャスト接合体は、下面に杭頭連結部を有し、該杭頭連結部と、前記杭頭鋼管の内面と、前記杭頭補剛コンクリートの上面との間に前記下目地空間が形成されることが好ましい。

前記プレキャスト接合体の前記杭頭鋼管の天端との接触部位に、複数の連通凹所が形成され、前記固化材の充填時に、前記連通凹所が前記充填経路からの空気抜き孔及び余剰固化材の排出孔となることが好ましい。

本発明の杭基礎構造の一実施形態の外観形状を示した平面図、側面図。 図１（ｂ）に示した杭基礎構造のＩＩ－ＩＩ断面線に沿ったプレキャスト接合体および梁接合部の内部構成例を示した平断面図。 図１（ａ）に示した杭基礎構造のＩＩＩ－ＩＩＩ断面線に沿った杭頭部、プレキャスト接合体および梁接合部の内部構成例を示した側断面図。 杭頭補剛部の平面形状を示した平面図、ＩＶｂーＩＶｂ断面線に沿った断面図。 プレキャスト接合体の平面形状を示した平面図、底面図、及び底面の一部を拡大して示した拡大図。 プレキャスト接合体の側面形状及び内部の充填経路を示した側面図、側断面図、及び側断面の一部を拡大して示した拡大図。 杭頭補剛部上面とプレキャスト接合体下面との間の下目地空間への固化材の充填状態を示した平面図、部分側断面図。 本発明の杭基礎構造の構築手順（組立時）を示した説明図（その１:（ａ），（ｂ））。 本発明の杭基礎構造の構築手順（組立時、固化材充填時）を示した説明図（その２：（ｃ），（ｄ））。 本発明の杭基礎構造の構築手順（固化材充填完了時）を示した説明図（その３：（ｅ））。 プレキャスト杭頭接合管の一実施形態を示した平面図、側断面図。

以下、本発明の杭基礎構造の構成について、添付図面を参照して説明する。図１各図は、本発明の杭基礎構造１０の一実施形態として、平面視して縦横に配置された基礎梁１５と、杭体１の杭頭部２とを接合した杭基礎構造１０の外観形状の一部を示している。本発明の杭基礎構造１０は、図１（ｂ）に示したように、杭体１の杭頭部２を覆うパイルキャップを構成する杭頭補剛部２０と、杭頭補剛部２０の上面に構造的に一体的に接合され、略八角形柱形状のプレキャスト鉄筋コンクリート製のプレキャスト接合体３０と杭基礎の構造部分の一態様としての基礎梁１５とを主構成とする。そして、杭頭補剛部２０とプレキャスト接合体３０とを上下に重ね、杭頭補剛部２０とプレキャスト接合体３０との間の下目地空間（後述する。）に固化材を確実に充填して両者を接合することで、杭体１の杭頭部２に杭基礎構造１０が一体的に構築されている。

構築された杭基礎構造１０のプレキャスト接合体３０（後述する。）の外形の側面には、平面視（図１（ａ））して十字形状をなして縦横に配置された４本の基礎梁１５が、接合コンクリート４６を介して接合されている。プレキャスト接合体３０の平面形状は、基礎梁１５の梁幅に等しい辺をハンチ状の斜辺で結んだ略八角形状をなす。略八角形状のプレキャスト接合体３０の上面中央位置の天端面には、平断面が正方形のプレキャストコンクリート柱（１，０００ｍｍ□）４０が立設されている（図１（ｂ））。

本実施形態の基礎梁１５は、梁成２，０００ｍｍ、梁幅１，０００ｍｍのプレキャスト鉄筋コンクリート部材からなり、図１各図に示したように、杭頭部２が各梁の交点となるように設置されたプレキャスト接合体３０の周囲に、所定の離隔部分１６をとって平面視して十字形をなすように縦横に配置され、地盤面５ａ上に敷設された均しコンクリート６上に載置され、現場打ちされた接合コンクリート４６を介してプレキャスト接合体３０の各側面に構造的に剛接合されている。本実施形態の杭体１は、杭外径１，０００ｍｍφの既製杭、たとえば外殻鋼管コンクリート杭（ＳＣ杭）からなる。杭体１の杭頭部２には中詰めコンクリート３（図３）が充填され補剛されている。

ここで、本発明の杭基礎構造１０の内部構成について、図２、図３を参照して説明する。図２は杭基礎構造１０のプレキャスト接合体３０及び基礎梁１５との梁接合部の内部構成例を示し、図３は、杭頭補剛部２０、プレキャスト接合体３０、コンクリート柱４０、及び基礎梁１５との梁接合部の内部構成例を示している。各図において、基礎梁１５は、埋め戻され整地された地盤面５ａに敷設された均しコンクリート６上に載置され、梁主筋１７がプレキャスト接合体３０の梁主筋接合筋３５と機械式継手１８を介して接合され、プレキャスト接合体３０と基礎梁１５端面との間の離隔部分１６を連結する接合コンクリート４６が現場打ちコンクリートとして打設され、プレキャスト接合体３０と接合される。これにより杭体１の杭頭部２、杭頭補剛部２０、プレキャスト接合体３０、基礎梁１５本体が一体的に構築、接合され、杭基礎構造１０の各部材の剛接合が実現している。接合コンクリート４６のコンクリート強度は２７Ｎ／ｍｍ²程度を設定しているが、この接合コンクリート４６のコンクリート強度は、同様に現場打ちされる杭頭補剛コンクリート２３のコンクリート強度と同じく杭基礎構造１０の設計条件によって適宜設定することが好ましい。

杭頭補剛部２０の構成について、図４各図を参照して説明する。杭頭補剛部２０は、杭頭鋼管２１の内部空間２２に充填された杭頭補剛コンクリート２３で杭体１の杭頭部２に所定剛性を付与するとともに、後述するプレキャスト接合体３０と杭頭部２とを堅固に接合する部位である。杭頭部２の位置する地盤は、図３に示したように、原地盤面５ａから約１．２ｍ盤下げ掘削され、杭体１の杭頭部２は盤下げ地盤面５ｂから所定長突出した状態にある。この杭頭部２を囲んで、杭頭鋼管２１が杭１の軸心と同心をなすように盤下げ地盤面５ｂ上に敷設された均しコンクリート７上に設置されている。本実施形態の杭頭鋼管２１の寸法は直径（外径）１，７００ｍｍφ、高さ１，２２０ｍｍ、板厚１２ｍｍである。杭頭鋼管２１の天端は、後に打設される均しコンクリート（図示せず）の厚さ分（たとえば５０ｍｍ程度）原地盤面５ａから突出するように設置されている。プレキャスト接合体３０はこの杭頭鋼管２１の天端面に直に載置される。

杭頭鋼管２１の内部空間２２には、杭頭部２との間を埋めるように、杭頭補剛コンクリート２３が打設され、杭頭補剛部２０と杭頭部２との一体化が図られている。この杭頭補剛コンクリート２３のコンクリート天端面は、後述する杭頭連結部３３（図６（ａ））が所定厚さの下目地空間４８（例えば３０ｍｍ）を確保した状態で収容されるように所定高さ分（たとえば１４０ｍｍ）だけ鋼管２１の天端面より低い位置に設定されている。杭頭補剛コンクリート２３のコンクリート強度は２７Ｎ／ｍｍ²程度を設定しているが、この杭頭補剛コンクリート２３のコンクリート強度は、同様に現場打ちされる中詰めコンクリート３のコンクリート強度と同じく杭基礎構造１０の設計条件によって適宜設定することが好ましい。なお、杭頭鋼管２１と杭頭補剛コンクリート２３との一体化を図るために、杭頭鋼管２１の内面に図示しない各種のジベル、スタッドを配設することも好ましい。

杭頭鋼管２１の内部空間２２には、図４（ａ）、（ｂ）に示したように、杭頭鋼管２１と所定の被りを確保して縦筋２５とフープ筋２６とが配筋されている。縦筋２５は、杭頭鋼管２１内とプレキャスト接合体３０内とを貫通する程度の長さからなり、杭頭鋼管２１の内側において周方向に等間隔をあけて２４本が環状に配筋されている。縦筋２５を囲むように配筋されたフープ筋２６は、縦筋２５の配筋間隔を保持するとともに、杭頭補剛コンクリート２３の補強鉄筋として機能する。

杭頭補剛部２０の上部に一体的に接合されるプレキャスト接合体３０の構成について、図６、図７各図を参照して説明する。プレキャスト接合体３０は、接合対象の基礎梁、柱の鉄筋と接合される接合筋がコンクリート躯体から突出するように配筋されたプレキャスト鉄筋コンクリート部材からなる。

プレキャスト接合体３０は、図５各図、図６各図に示したように、平面視して略八角形状なす梁接合部３１と、柱断面に等しい正方形状をなす柱接合部３２の上下２段の一体構造からなるプレキャスト鉄筋コンクリート構造体である。本実施形態では、梁接合部３１は一辺２，０００ｍｍの正方形状の側面に接続される上述した梁幅１，０００ｍｍの地中梁の接合部位以外の四隅部が一辺５００ｍｍで切り欠かれたハンチ部３１ａを有する略八角形状の平面形状で、高さ約１，６００ｍｍからなる。柱接合部３２は平面視して一辺１，０００ｍｍの正方形の柱断面に等しく、高さ約８００ｍｍからなる。なお、このプレキャスト接合体３０は、梁柱接合部として所定の強度、耐力を有する鉄筋コンクリート構造を構成するように、所定の構造筋、各種の組立筋（図３参照）が配筋されている。

プレキャスト接合体３０には、図５各図、図６各図に示したように、基礎梁１５（図３，図４）の梁主筋１７を杭基礎部分に接合、定着させる梁主筋接合筋３５（３５Ａ、３５Ｂ）が配筋されている。十字形をなして四方に延びる４本の基礎梁１５（図２）の接合位置に合わせて梁幅方向に８本の梁主筋接合筋３５が２段配筋として配列され、平面視して縦横方向に配筋されている。上部梁主筋接合筋３５Ａは基礎梁１５の上部梁主筋１７Ａの配筋位置に対応したプレキャスト接合体３０の柱接合部３２の高さ方向のほぼ中央位置に、柱接合部３２の側面から所定長だけ突出するように配筋されている。下部梁主筋接合筋３５Ｂは、基礎梁１５の下部梁主筋１７Ｂの配筋位置に対応したプレキャスト接合体３０の下部の高さ方向の下端近傍に、所定長が下部側面から突出するように配筋されている。

プレキャスト接合体３０に形成された固化材注入孔３８、縦筋挿通孔３９について、図５各図、図６各図を参照して説明する。本実施形態の固化材注入孔３８は、平面視して部材中心位置に、部材の上下面を貫通するように形成された１本の貫通孔である。縦筋挿通孔３９は、杭頭補剛部２０の杭頭鋼管２１の内側に周方向に等間隔をあけて環状に配筋された２４本の接合縦筋２５（以下、単に縦筋２５と記す。）の配筋位置に対応して形成された貫通孔である。固化材５０は、固化材注入孔３８の上面側から充填され、後述する下目地空間４８を経由して縦筋２５がそれぞれ収容された各縦筋挿通孔３９内を下端から上昇し、プレキャスト接合体３０の上面側から排出される。プレキャスト接合体３０の製造時に、スパイラル鋼管を用いたシース管がこれらの固化材注入孔３８、縦筋挿通孔３９となる位置にあらかじめ配管され、これらのシース管がプレキャスト接合体３０の固化材注入孔３８、縦筋挿通孔３９となる。本実施形態では、固化材注入孔３８、縦筋挿通孔３９用にφ６０ｍｍのシース管が用いられ、縦筋挿通孔３９に挿通される縦筋２５には異形鉄筋（Ｄ３８）が使用されている。固化材５０としての充填グラウト材としては、無収縮モルタルが使用されている。

プレキャスト接合体３０の梁接合部３１の底面３１ｂには、図５（ｂ）、図６各図に示したように、杭頭連結部３３が形成されている。この杭頭連結部３３は、図４各図に示した杭頭鋼管２１の直径（内径：１，６７６ｍｍ）よりわずかに小さな直径（本実施形態では１，６１６ｍｍ（１，６７６－６０））を有する扁平円柱形状をなし、プレキャスト接合体３０が杭頭鋼管２１の天端に載置された際、杭体１の杭頭部２の周囲に打設された杭頭補剛コンクリート２３の上面を覆うように、杭頭補剛コンクリート２３の上面との間に下目地空間４８が形成された状態で収容される。

さらに、プレキャスト接合体３０の梁接合部３１の底面３１ｂの杭頭連結部３３の外周位置には、図５（ｂ）、（ｃ）、図６（ｂ）、（ｃ）に示したように、周方向に４５°の間隔をあけて８カ所の連通凹所３７が形成されている。この連通凹所３７は、梁接合部３１の底面３１ｂに形成された、縦４０×横１０ｍｍ、深さ１０ｍｍの直方体状の窪みで、プレキャスト接合体３０が杭頭鋼管２１上に載置された際に、杭頭鋼管２１で仕切られた下目地空間４８と杭頭鋼管２１の外側とを連通するように位置し、後述する固化材５０の充填時に、固化材５０で満たされていく下目地空間４８内の空気を排出するために用いられ、固化材５０の充填が進行し、固化材５０が下目地空間４８内に充満した際、余剰の固化材５０を下目地空間４８外に排出する排出孔となる。

上述したプレキャスト接合体３０は、たとえば図５，図６各図のように、各部の梁主筋接合筋３５の端部がプレキャスト接合体３０の側面から突出した状態で製造されるが、その外形寸法は、車載可能な車両の荷台寸法をもとに設定されている。運搬時の寸法制限がない場合には、上記寸法より大きくすることもできる。

以下、本発明の杭基礎構造１０を構成する杭体１の杭頭部２、杭頭補剛部２０、プレキャスト接合体３０とを組み立て、固化材充填によって一体化させる構築手順について、図８（ａ），（ｂ）、図９（ｃ），（ｄ）、図１０（ｅ）を参照して説明する。

鋼管杭等の既製杭（杭体１）を打設し、所定の突出長が確保できるように、原地盤５ａを盤下げした地盤面５ｂに均しコンクリート７を打設する。杭頭部２の杭内の所定高さにわたり補剛用の中詰めコンクリート３を充填して杭頭処理を行う。次いで、杭頭補剛部２０の平面中心が杭体１の正規の位置（杭軸心）と一致するように、均しコンクリート７上に杭頭補剛部２０を構築する（図８（ａ））。

杭頭補剛部２０は、図８（ａ）に示したように、盤下げされた地盤面５ｂから突出した杭体１の杭頭部２を囲むように、均しコンクリート７上に杭頭鋼管２１を載置し、杭頭鋼管２１の内部空間２２内に位置する杭頭部２との隙間に杭頭補剛コンクリート２３を充填することによって構築される。このとき杭頭補剛コンクリート２３の天端高さは、プレキャスト接合体３０の杭頭連結部３３の底面と杭頭補剛コンクリート２３の天端面との間に所定の下目地空間４８（本実施形態では約３０ｍｍ）が確保されるように、杭頭鋼管２１の上端よりわずかに低い位置までとする（図４（ｂ））。杭頭補剛部２０の周囲の盤下げ部分の周囲地盤５ｃを杭基礎の構造部分の設置レベルの地盤面５ａまで埋戻す（図８（ａ）、（ｂ））。

次いで、整地された地盤面５ａからわずかに突出した杭頭鋼管２の天端にプレキャスト接合体３０を載置する（図８（ｂ）、９（ｃ））。このプレキャスト接合体３０を杭頭鋼管２１上に載置する際、杭頭補剛部２０に立設された各縦筋２５を、プレキャスト接合体３０の対応位置に形成された各縦筋挿通孔３９に挿通する。縦筋２５はプレキャスト接合体３０と杭頭補剛部２０との一体化を図る補強接合筋として機能する。

さらに杭頭補剛コンクリート２３と杭頭連結部３３との一体化を図るために、上下に重ねて構築された際に形成された杭頭補剛部２０とプレキャスト接合体３０の杭頭連結部３３との下目地空間４８に、後述する充填経路４９に沿って固化材５０を充填する（図９（ｄ））。

以下、固化材５０の充填作業について、図７各図、図９（ｄ）を参照して説明する。固化材５０の充填作業は、図９（ｄ）に示したように、プレキャスト接合体３０に形成された固化材注入孔３８、縦筋挿通孔３９、及び杭頭補剛部２０とプレキャスト接合体３０の杭頭連結部３３との下目地空間４８を連通するように形成された充填経路４９に固化材５０を充満させるようにして行われる。充填経路４９は、図５（ａ）、図６（ｂ）、図９（ｄ）に示したように、プレキャスト接合体３０の平面視して中心位置にプレキャスト接合体３０の上下面を貫通するように形成された固化材注入孔３８と、固化材注入孔３８の下端と連通した下目地空間４８と、下端が下目地空間４８と連通する縦筋挿通孔３９とから構成されている。図９（ｄ）には、固化材注入孔３８（一例として注入孔径φ６０ｍｍ）内には、固化材５０を供給する外部のグラウトポンプＰから延びるグラウトホースＨ（一例としてホース外径φ４０ｍｍ）が挿入された状態が示されている。

図７（１－ａ）、（１－ｂ）は、固化材注入孔３８から充填経路４９の下目地空間４８に充填された固化材５０が下目地空間４８内でほぼ円形状に広がった状態を示している。このときプレキャスト接合体３０の底面には、図５（ｂ）、（ｃ）、図６（ｂ）、（ｃ）に示したように、円周方向に沿って８カ所の連通凹所３７が形成されている。これら連通凹所３７は、下目地空間４８の外縁を構成する杭頭鋼管２１の天端面を仕切って杭頭鋼管２１の内部空間と杭頭鋼管２１の外部とを連通する位置にある。よって、下目地空間４８内の空気は、固化材５０の充填が進行するにつれて連通凹所３７を経由して下目地空間４８内から杭頭鋼管２１外に排出される。これにより下目地空間４８内に空気溜まりができるのが防止され、固化材５０の下目地空間４８内への確実な充填が進行する。さらに下目地空間４８内の充填が進行し、図７（２－ａ）、（２－ｂ）に示したように、円形形状の下目地空間４８内に固化材５０がほぼ均等に充満される。下目地空間４８内の外縁近傍に均等に円形をなすように形成されると、杭頭補剛部２０から立設された縦筋２５が挿入された縦筋挿通孔３９内を固化材５０が上昇する。固化材５０の上昇に合わせてグラウトホースＨを引き上げるようにして固化材５０の充填を進める。これにより固化材５０は固化材注入孔３８、縦筋挿通孔３９において均一な充填高さを保持して充填される。このとき杭頭鋼管２１の外側から連通凹所３７に透明塩ビ管等の連通管５１を取り付けておくことにより、固化材５０の充填時に縦筋挿通孔３９内を上昇する固化材５０の充填高さを目視観察することができる。

図１０（ｅ）は、プレキャスト接合体３０内、下目地空間４８内の充填経路４９への固化材５０の充填が完了した状態を示している。同図に示したように、固化材５０は、固化材注入孔３８、下目地空間４８、縦筋挿通孔３９内のすべてに充填されている。特に、縦筋挿通孔３９内に充填された固化材５０は、縦筋２５とプレキャスト接合体３０とを一体化させるように機能し、下目地空間４８内に充填された固化材５０は、杭頭補剛部２０の上面とプレキャスト接合体３０の下面とを堅固に接合させるように機能する。このように充填された固化材５０が固化することにより、プレキャスト接合体３０と杭頭補剛部２０との構造上の一体化が図られる。

図１１各図は、杭頭補剛部２０の変形例として、あらかじめ工場製作されたプレキャストコンクリート製の杭頭補剛管１２０を用いた例を示している。この杭頭補剛管１２０は、図１１（ａ）、（ｂ）に示したように、平面視して円形の内部空間１２２を有する円環体からなる。この円環体は外皮鋼管１２１の内周面に所定厚さの内周コンクリート１２４が一体形成された、鋼管コンクリート合成構造のプレキャストコンクリート部材である。この杭頭補剛管１２０は、盤下げ地盤面５ｂ上の所定位置に載置される。外皮鋼管１２１の寸法は、杭頭鋼管２１と同寸法である。外皮鋼管１２１と内周コンクリート１２４との一体化を図るために、外皮鋼管１２１の内面に図示しない各種のジベル、スタッドを配設することも同様に好ましい。

内周コンクリート１２４には、図１１（ａ）、（ｂ）に示したように、内周コンクリート１２４の周方向に沿って所定の等間隔をあけて、補強接合筋となる２４本の縦筋２５が配筋され、杭頭補剛管１２０上にプレキャスト接合体３０（図６他）が載置された際、各縦筋２５が各縦筋挿通孔３９に挿通され、縦筋挿通孔３９内に固化材５０が充填され、プレキャスト接合体３０と杭頭補剛管１２０とが一体化される。

添付された各図ではプレキャスト接合体３０に対して基礎梁１５が直交する４方向から接合する態様が描かれたが、平面視して基礎梁がＩ字形（１方向）、Ｌ字形（２方向）、Ｔ字形（３方向）をなすように杭頭部２に接合されるような外周杭、隅角部杭に適用することができる。たとえば基礎梁がＬ字形をなすように接合される場合、基礎梁の延長方向に合わせて直角２方向を向くように梁主筋接合筋をプレキャスト接合体に組み込むことが好ましい。

以上、プレキャスト接合体３０に接合される杭基礎の構造部分として基礎梁１５を例に説明したが、杭基礎の構造部分には基礎梁の他、基礎フーチングの一部であるような場合も想定できる。その場合には、プレキャスト接合体に組み込まれる梁主筋接合筋は、基礎フーチングの配筋の一部がプレキャスト接合体側の鉄筋と確実に接合できる位置に設けることが好ましい。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に示した範囲内での種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲内で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 杭体
２ 杭頭部
５ａ，５ｂ 地盤面
１０ 杭基礎構造
１５ 基礎梁
１６ 離隔部分
１７ 梁主筋
２０ 杭頭補剛部
２１ 杭頭鋼管
２２ 内部空間
２３ 杭頭補剛コンクリート
２５ 縦筋
３０ プレキャスト接合体
３３ 杭頭連結部
３５ 梁主筋接合筋
３６ 柱主筋接合筋
３７ 連結凹所
３８ 固化材注入孔
３９ 縦筋挿通孔
４０ プレキャストコンクリート柱
４３ 柱主筋
４６ 接合コンクリート
４９ 充填経路
５０ 固化材

Claims (4)

1. 盤下げされた地盤面から杭頭部を所定長突出させた杭と、
   前記杭頭部の杭体軸心が鋼管軸心とほぼ同心となるように、前記地盤面上に設置された杭頭鋼管の管内を杭頭補剛コンクリートで充填して前記杭頭部を補剛する杭頭補剛部と、
   前記杭頭補剛部の周囲地盤が埋め戻された地盤面上に設置され、柱基礎、基礎梁の接合部となるプレキャスト接合体とを上下に重ねて接合してなる杭基礎構造であって、
   前記杭頭補剛部は、前記杭頭補剛コンクリートから接合縦筋が立設され、
   前記プレキャスト接合体は、その上下面を貫通するように、固化材注入孔と前記接合縦筋を挿通可能な縦筋挿通孔とが形成され、
   前記接合縦筋を前記縦筋挿通孔に通して前記プレキャスト接合体を前記杭頭補剛部に重ねた状態で、前記プレキャスト接合体と前記杭頭補剛部との間に下目地空間が形成され、
   前記固化材注入孔と前記下目地空間と前記縦筋挿通孔とで固化材の充填経路が形成され、
   前記固化材が前記固化材注入孔から前記充填経路内に注入されて前記下目地空間と前記縦筋挿通孔内で充満、固化し、前記プレキャスト接合体と前記杭頭補剛部とが一体接合されたことを特徴とする杭基礎構造。
2. 前記プレキャスト接合体は、前記杭頭鋼管の天端に載置され、前記杭頭補剛部上に重ねられて接合された請求項１に記載の杭基礎構造。
3. 前記プレキャスト接合体は、下面に杭頭連結部を有し、該杭頭連結部と、前記杭頭鋼管の内面と、前記杭頭補剛コンクリートの上面との間に前記下目地空間が形成された請求項１または請求項２に記載の杭基礎構造。
4. 前記プレキャスト接合体の前記杭頭鋼管の天端との接触部位に、複数の連通凹所が形成され、前記固化材の充填時に、前記連通凹所が前記充填経路からの空気抜き孔及び余剰固化材の排出孔となる請求項３に記載の杭基礎構造。

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