JP7068146B2 - 独立フーチング基礎構造とその施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、支持地盤の上でコンクリートに埋設されて支持される鉄骨組体と、その鉄骨組体の上に立設される柱部を備え、その柱部から伝達される建物の荷重を前記支持地盤へ伝達する独立フーチング基礎構造とその施工方法に関する。

このような独立フーチング基礎構造では、従来、支持地盤を掘削して形成した根代内に鉄骨組体を設置し、コンクリート用の型枠を設置することなく、その根代の内部にコンクリートを打設して充填し、その充填したコンクリートに鉄骨組体を埋設して支持する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３６５８３３６号公報

したがって、上記特許文献に記載の従来技術では、根代内に鉄骨組体を設置する関係上、余裕をみて鉄骨組体よりも大きな根代を掘削し、その大きな根代内にコンクリートを打設して充填することになり、必要以上に多量のコンクリートを使用することになる。
それを回避するには、根代内にコンクリート用の型枠を設置することが考えられるが、その場合、当然のことながら型枠の設置作業と撤去作業が必要となる。

本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、コンクリート用の型枠の設置作業や撤去作業が不要で、簡単かつ容易に構築することが可能な独立フーチング基礎構造とその施工方法を提供することにある。

本発明の第１特徴構成は、支持地盤の上でコンクリートに埋設されて支持される鉄骨組体と、その鉄骨組体の上に立設される柱部を備え、その柱部から伝達される建物の荷重を前記支持地盤へ伝達する独立フーチング基礎構造であって、前記鉄骨組体を埋設するコンクリート用の鋼製型枠が、その鉄骨組体の外周を囲う状態で当該鉄骨組体に接続されて設けられ、前記鉄骨組体は、複数のＨ形鋼を平面視で十字状に組み付け配置して構成され、それらＨ形鋼の端部が、平面視で矩形に構成された前記鋼製型枠の辺部分における長手方向の中央部に接続され、前記鋼製型枠の内部にコンクリートが充填されて前記鉄骨組体が埋設される点にある。

本構成によれば、鉄骨組体を埋設するコンクリート用の鋼製型枠が、鉄骨組体の外周を囲う状態で鉄骨組体に接続されて設けられ、その鋼製型枠の内部にコンクリートが充填されて鉄骨組体が埋設されるので、つまり、鋼製型枠を捨て型枠として使用して、コンクリートの充填により鉄骨組体を埋設することができるので、型枠の設置作業や撤去作業が不要で、しかも、使用するコンクリートの量は必要最小限に抑えることもでき、独立フーチング基礎構造を簡単かつ容易に構築することができる。
また、本構成によれば、鉄骨組体が、複数の鉄骨部材により平面視で十字状に組み付け配置して構成されるので、複数の鉄骨部材によって強固で頑丈な鉄骨組体を構成することができる。そして、それら鉄骨部材の端部が、平面視で矩形に構成された鋼製型枠の辺部分に接続されるので、複数の鉄骨部材における鋼製型枠への接続端部の形状が比較的簡単な形状となり、作業の容易化を図ることができる。
特に、鉄骨組体を構成する鉄骨部材が鋼製型枠の辺部分にほぼ平行に配置される場合には、複数の鉄骨部材における鋼製型枠への接続端部の形状が更に簡単な形状となり、作業の容易化は一層顕著となる。

本発明の第２特徴構成は、
前記鋼製型枠が、前記鉄骨組体よりも下方に垂下する状態で設けられ、その鋼製型枠の垂下部の内側に、ワイヤーメッシュを支持する複数の支持部材が設けられ、前記ワイヤーメッシュを前記複数の支持部材に載置支持させることで前記鋼製型枠の垂下部間に亘って前記ワイヤーメッシュが張設されて、当該ワイヤーメッシュが、前記鋼製型枠の内部に充填のコンクリートに埋設される点にある。

本構成によれば、鋼製型枠が、鉄骨組体よりも下方に垂下する状態で設けられてコンクリートが充填されるので、建物の荷重が柱部から鉄骨組体に伝達されると、その鋼製型枠の垂下部に位置するコンクリートには、互いに離間しようとする力が作用する。その場合、その鋼製型枠の垂下部間に亘ってワイヤーメッシュが張設されるので、ワイヤーメッシュの引張力が離間しようとする垂下部間に有効に作用し、コンクリートによる鉄骨組体の支持が確実に維持される。
更に、そのワイヤーメッシュが、鋼製型枠の内部に充填のコンクリートに埋設されるので、コンクリートの引張場でのかぶり厚を適切に確保して、鋼製型枠の垂下部に位置するコンクリートの強度の向上を図ることができる。

本発明の第３特徴構成は、前記鉄骨組体の上下高さ位置を調整する複数の高さ調整手段が、前記鋼製型枠の辺部分における長手方向の中央部であって前記鋼製型枠の下端部の外側に設けられる点にある。

本構成によれば、鉄骨組体の上下高さ位置を調整する複数の高さ調整手段が設けられるので、その複数の高さ調整手段により鉄骨組体の姿勢調整、言い換えると、鉄骨組体の上に立設される柱部の姿勢調整が可能となる。
そして、その複数の高さ調整手段が、鋼製型枠の下端部の外側に設けられるので、その高さ調整手段に起因するコンクリートの欠損もなく、鉄骨組体の所望どおりの支持が可能となる。

本発明の第４特徴構成は、独立フーチング基礎構造の施工方法であって、前記柱部が立設される前記鉄骨組体と前記鋼製型枠を前記支持地盤の上に設置する設置工程と、当該設置工程後において、前記高さ調整手段により前記柱部が所定の姿勢となるように前記鉄骨組体の姿勢を調整する姿勢調整工程と、当該姿勢調整工程後において、前記鋼製型枠の内部にコンクリートを打設して前記鉄骨組体を埋設するコンクリート打設工程と、を順次実行して構築する点にある。

本構成によれば、設置工程の実行によって、柱部が立設される鉄骨組体と鋼製型枠が、所定の位置に設置され、姿勢調整工程の実行によって、柱部が所定の姿勢になるように、鉄骨組体の姿勢が調整される。そして、コンクリート打設工程の実行によって、鉄骨組体がコンクリートに埋設されて所望する独立フーチング基礎構造が構築される。

本発明の第５特徴構成は、前記コンクリート打設工程の実行時において、当該独立フーチング基礎構造の上に構築する土間またはスラブを構築するためのコンクリートを同時に打設する点にある。

本構成によれば、鋼製型枠の内部にコンクリートを打設するコンクリート打設工程の実行時に、予め姿勢調整工程によって柱部の姿勢の調整が完了した状態で、土間またはスラブを構築するためのコンクリートを同時に打設するので、コンクリートによる鉄骨組体の埋設と土間またはスラブの構築を同時に行うことができ、施工性の向上を図ることができる。

第１実施形態の独立フーチング基礎構造を示す縦断正面図 第１実施形態の独立フーチング基礎構造を示す一部切欠き平面図 第２実施形態の独立フーチング基礎構造を示す縦断正面図 第２実施形態の独立フーチング基礎構造を示す一部切欠き平面図 第３実施形態の独立フーチング基礎構造を示す縦断正面図 第３実施形態の独立フーチング基礎構造を示す一部切欠き平面図

本発明による独立フーチング基礎構造とその施工方法の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の独立フーチング基礎構造は、図１～図６に示すように、支持地盤Ｇの上でコンクリート９に埋設されて支持される鉄骨組体２と、その鉄骨組体２の上に立設される柱部１を備え、その柱部１から伝達される建物の荷重を支持地盤Ｇへ伝達するものであり、以下、第１～第３実施形態について説明する。

（第１実施形態）
第１実施形態では、図１および図２に示すように、１本の地盤改良杭Ｐを打ち込んだ支持地盤Ｇの上に捨てコンクリートＣを介して設置されて建物の柱部１を支持する鉄骨組体２が、複数のＨ形鋼からなる鉄骨部材３、４により構成される。
複数の鉄骨部材３、４は、図２から明らかなように、平面視で十字状に組み付け配置されて互いに溶接され、場合によっては、その十字状の鉄骨組体２の中央に柱部１の下方脚部が溶接されて立設され、鉄骨組体２の外側には、平面視で正方形のコンクリート用の鋼製型枠５が、鉄骨組体２の外側を囲う状態に配設される。

鋼製型枠５は、鋼板を正方形に組み付けて構成され、鉄骨組体２を構成する鉄骨部材３、４が、その鋼製型枠５の辺部分にほぼ平行になるように配置され、各鉄骨部材３、４の端部が、鋼製型枠５の辺部分の内側に溶接される。
鋼製型枠５の上下方向高さは、その上端部が鉄骨組体２よりも上方にまで達し、その下端部が鉄骨組体２よりも下方にまで垂下する高さに設定され、鋼製型枠５の垂下部において、その内側の辺部分には、ワイヤーメッシュ６を支持する複数の支持部材７が溶接されて配置される。各支持部材７は、山形鋼で形成され、それら支持部材７の上にワイヤーメッシュ６が載置支持され、必要に応じて各支持部材７に溶接される。更に、鋼製型枠５の垂下部において、その外側の辺部分には、山形鋼８ａとその山形鋼８ａに螺合のボルト８ｂにより構成されて鉄骨組体２の上下高さ位置を調整する複数の高さ調整手段８が設けられる。
なお、ワイヤーメッシュ６を支持する支持部材７や高さ調整手段８の設置個数については、鉄骨組体２や鋼製型枠５の規模などに応じて適宜設定するものとする。

つぎに、第１実施形態による独立フーチング基礎構造の施工方法について説明する。
例えば、鉄骨組体２や鋼製型枠５などは、予め工場などで一体化された状態で作製されるものとし、場合によっては、鉄骨組体２の中央に柱部１の下方脚部が立設された状態で作製される。
いずれにせよ、柱部１が立設される鉄骨組体２と鋼製型枠５を支持地盤Ｇの地盤改良杭Ｐの上に捨てコンクリートＣを介して設置する設置工程を実行し、その後、柱部１が立設された状態で、高さ調整手段８により柱部１が所定の姿勢、例えば、鉛直姿勢となるように鉄骨組体２の姿勢を調整する姿勢調整工程を実行する。その後、鋼製型枠５の内部にコンクリート９を打設して鉄骨組体２を埋設するコンクリート打設工程を実行するのであり、このコンクリート打設工程の実行により、ワイヤーメッシュ６がコンクリート９に埋設されて、鋼製型枠５の下方垂下部間に亘って張設される。

なお、図１において仮想線で示すように、独立フーチング基礎構造の上に土間またはスラブ１０を構築する場合には、鋼製型枠５の内部にコンクリート９を打設するコンクリート打設工程の実行後に、土間またはスラブ１０を構築する別のコンクリート打設工程を実行することもできるが、鋼製型枠５の内部にコンクリート９を打設するコンクリート打設工程の実行時において、土間またはスラブ１０を構築するためのコンクリートを同時に打設することも可能である。
すなわち、鋼製型枠５の内部へのコンクリート打設工程の実行前に、予め鋼製型枠５の周囲を土で埋め、かつ、土間またはスラブ１０用の型枠を設けた状態で、鋼製型枠５の内部へのコンクリート打設工程の実行時において、土間またはスラブ１０を構築するためのコンクリートを同時に打設するのである。
その場合には、コンクリート打設工程の実行によって、独立フーチング基礎構造の構築と土間またはスラブ１０の構築を一挙に行うことができる。

つぎに、第２と第３実施形態について説明するが、第１実施形態で説明した構成については同じ符号を付すことで説明を省略し、主として第１実施形態と異なる構成について説明する。
（第２実施形態）
第２実施形態では、図３および図４に示すように、複数の鉄骨部材３、４からなる鉄骨組体２が、２本の地盤改良杭Ｐを隣接して打ち込んだ支持地盤Ｇの上に設置される。なお、この第２実施形態は、地盤改良杭Ｐのない場合でも、平面形状に制限がある場合等に好適に適用することができる。
複数の鉄骨部材３、４は、図４から明らかなように、平面視において一方（地盤改良杭Ｐの並び方向）の鉄骨部材４が長くて他方の鉄骨部材３が短い十字状に組み付け配置されて溶接され、鉄骨組体２の外側に配設の鋼製型枠５は、平面視で長方形に構成される。
そして、十字状の鉄骨部材３、４は、第１実施形態と同様、鋼製型枠５の辺部分にほぼ平行になるように配置されて、その端部が鋼製型枠５の辺部分の内側に溶接される。
その他、ワイヤーメッシュ６、支持部材７、高さ調整手段８などについては、第１実施形態と特に変わるところはない。

この第２実施形態による独立フーチング基礎構造の施工方法に関しても、第１実施形態と同様、鉄骨組体２と鋼製型枠５を支持地盤Ｇの上に設置する設置工程を実行し、その後、柱部１が立設された状態で、高さ調整手段８により柱部１が所定の姿勢となるように鉄骨組体２の姿勢を調整する姿勢調整工程を実行する。
そして、最後に、鋼製型枠５の内部にコンクリート９を打設して鉄骨組体２を埋設するコンクリート打設工程を実行して独立フーチング基礎構造を構築するのであり、図３において仮想線で示すように、土間またはスラブ１０を構築する場合には、コンクリート打設工程の実行時に、土間またはスラブ１０を構築するためのコンクリートを同時に打設することになる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、図５および図６に示すように、鉄骨組体２が、２本の地盤改良杭Ｐを隣接して打ち込んだ支持地盤Ｇの上に設置され、複数の鉄骨部材３、４が、平面視において２つの十字状に組み付けられて、その２つの十字状が地盤改良杭Ｐの並び方向に並んだような形状に配置されて溶接される。
つまり、図６に示すように、比較的大きなＨ形鋼からなる鉄骨部材４が、地盤改良杭Ｐの並び方向に直線状に配置され、その鉄骨部材４に対して、比較的小さなＨ形鋼からなる２本の鉄骨部材３がそれぞれ十字状に組み付けられて鉄骨組体２が構成される。
その鉄骨組体２の外側に配設の鋼製型枠５は、図６から明らかなように、平面視で菱形が横方向（地盤改良杭Ｐの並び方向）に並列したような形状に構成され、鉄骨部材３、４の端部が鋼製型枠５の角部分の内側に溶接される。
その他の構成については、第１や第２実施形態と特に変わるところはない。

この第３実施形態による独立フーチング基礎構造の施工方法に関しても、第１や第２実施形態と同様、鉄骨組体２と鋼製型枠５を支持地盤Ｇの上に設置する設置工程、柱部１が立設された状態で、高さ調整手段８により柱部１が所定の姿勢となるように鉄骨組体２の姿勢を調整する姿勢調整工程、および、鋼製型枠５の内部にコンクリート９を打設して鉄骨組体２を埋設するコンクリート打設工程を順次実行して独立フーチング基礎構造を構築する。また、図５において仮想線で示すように、土間またはスラブ１０を構築する場合には、コンクリート打設工程の実行時に、土間またはスラブ１０を一緒に構築することになる。

〔別実施形態〕
（１）これまでの実施形態では、鋼製型枠５が、平面視において正方形、長方形、あるいは、菱形を２つ並べた形状など、主として矩形あるいは四角形に構成された例を示したが、例えば、平面視で円形や楕円形などに構成することもでき、鋼製型枠５の具体的な形状は、現場の状況などに応じて適宜変更可能である。

（２）これまでの実施形態では、ワイヤーメッシュ６が、山形鋼からなる支持部材７の上に載置支持された例を示したが、支持部材７を設けることなく、ワイヤーメッシュ６を鋼製型枠５の内側に溶接して実施することもできる。更に、ワイヤーメッシュ６に代えて複数本の鉄筋を先組みして構成型枠５の内側に取り付けて実施することもできる。
また、高さ調整手段８に関し、山形鋼８ａとボルト８ｂにより構成した例を示したが、その他、各種構成の高さ調整手段を採用することもでき、更に、この高さ調整手段８を設けることなく実施することも可能である。

（３）本発明に係る独立フーチング基礎構造とその施工方法は、直接基礎構造に限らず、杭基礎構造等の各種の基礎構造に適用することができ、特に、鉄骨基礎梁等の鋼製の基礎梁を柱部１の下方脚部等に接続して構成される基礎構造に好適に適用することができる。

１ 柱部
２ 鉄骨組体
３、４ 鉄骨部材
５ 鋼製型枠
６ ワイヤーメッシュ
８ 高さ調整手段
９ コンクリート
１０ 土間またはスラブ
Ｇ 支持地盤

Claims (5)

1. 支持地盤の上でコンクリートに埋設されて支持される鉄骨組体と、その鉄骨組体の上に立設される柱部を備え、その柱部から伝達される建物の荷重を前記支持地盤へ伝達する独立フーチング基礎構造であって、
   前記鉄骨組体を埋設するコンクリート用の鋼製型枠が、その鉄骨組体の外周を囲う状態で当該鉄骨組体に接続されて設けられ、
   前記鉄骨組体は、複数のＨ形鋼を平面視で十字状に組み付け配置して構成され、
   それらＨ形鋼の端部が、平面視で矩形に構成された前記鋼製型枠の辺部分における長手方向の中央部に接続され、
   前記鋼製型枠の内部にコンクリートが充填されて前記鉄骨組体が埋設される独立フーチング基礎構造。
2. 前記鋼製型枠が、前記鉄骨組体よりも下方に垂下する状態で設けられ、
   その鋼製型枠の垂下部の内側に、ワイヤーメッシュを支持する複数の支持部材が設けられ、
   前記ワイヤーメッシュを前記複数の支持部材に載置支持させることで前記鋼製型枠の垂下部間に亘って前記ワイヤーメッシュが張設されて、当該ワイヤーメッシュが、前記鋼製型枠の内部に充填のコンクリートに埋設される請求項１に記載の独立フーチング基礎構造。
3. 前記鉄骨組体の上下高さ位置を調整する複数の高さ調整手段が、前記鋼製型枠の辺部分における長手方向の中央部であって前記鋼製型枠の下端部の外側に設けられる請求項１または２に記載の独立フーチング基礎構造。
4. 上記請求項３に記載の独立フーチング基礎構造の施工方法であって、
   前記柱部が立設される前記鉄骨組体と前記鋼製型枠を前記支持地盤の上に設置する設置工程と、
   当該設置工程後において、前記高さ調整手段により前記柱部が所定の姿勢となるように前記鉄骨組体の姿勢を調整する姿勢調整工程と、
   当該姿勢調整工程後において、前記鋼製型枠の内部にコンクリートを打設して前記鉄骨組体を埋設するコンクリート打設工程と、
   を順次実行して構築する独立フーチング基礎構造の施工方法。
5. 前記コンクリート打設工程の実行時において、当該独立フーチング基礎構造の上に構築する土間またはスラブを構築するためのコンクリートを同時に打設する請求項４に記載の独立フーチング基礎構造の施工方法。

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