JPH09324418A - 基礎杭構造およびその施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 施工が容易で且つ確実に耐力の向上する基礎
杭構造およびその施工方法を提供する。 【解決手段】 打設される基礎杭１が箱型補強部材２の
枡目２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに挿入され、基礎杭１相互
が互いに拘束されている基礎杭構造であり、また基礎杭
１が挿入可能な枡目２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ・・を有す
る箱型補強部材２を現場で組立て、該箱型補強部材２の
枡目２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄをガイドとして基礎杭１を
打設することを特徴とする基礎杭の施工方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造物等の基礎と
して使用される基礎杭構造およびその施工方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】軟弱地盤上に設置される構造物等に基礎
として使用される基礎杭は、杭の周面摩擦力のみでは十
分な支持力が得られない場合、軟弱層を貫いて支持層ま
で打設されて支持力を得る。

【０００３】ところが、地震力等の外力が加わると、軟
弱地盤が液状化することによって側方流動が起こり基礎
杭に水平力が作用し、曲げモーメントによって基礎杭が
破壊に至ることがある。

【０００４】前記地震力等の基礎杭の外力対策として、
鋼管杭製では板厚を厚くしたり、場所打ちコンクリート
杭では鉄筋量を増やしたり、あるいは基礎杭の本数を増
やす等して耐力増加を図っていた。しかし、軟弱層が厚
く支持層が深層部に存在する地盤では、基礎杭の受ける
曲げモーメントが大きいためこれに耐える基礎杭を支持
層まで打設すると、基礎杭は長大なものとなり、コスト
高となる。

【０００５】前述の問題を解決する基礎杭構造に関し
て、隣接する基礎杭間に補強部材を用いて基礎杭相互を
連結させ剛性を向上させたものとして、以下の先行技術
が開示されている。

【０００６】特公昭５４ー２９７１号「地中ブレース付
き杭基礎」（以下、先行技術１という。）は、図１２
（立断面図）に示すように、所定間隔に設置した現場打
ち杭１（基礎杭）あるいは既製基礎杭１間を地中におい
てブレース６で連結して構成される地中ブレース付き杭
基礎である。

【０００７】特開昭５９ー４７２１号「杭の補強方法」
（以下、先行技術２という。）は、図１３（平断面図）
および図１４（側断面図）に示すように、基礎杭１、１
間に連結壁７を設けた基礎杭１の補強法であり、前記連
結壁７は掘削土壌とセメントミルク等の硬化剤とを攪拌
して混練しながらセメント杭を連続的にラップさせて造
成する場合と、既製基礎杭１を打設し、外周面を嵌め合
わせて結合させる場合とがある。

【０００８】特開平２ー７０８３２号「構造物の基礎構
造」（以下、先行技術３という。）は、図１５（断面斜
視図）に示すように、構造物８を支持する立杭１（基礎
杭）を埋設し、隣合う立杭１に該立杭１を補強する補強
部材の両端をトラス状に剛接合したものであり、前記補
強部材には、×状に配設する筋交い部材９と立杭１の下
端部相互を接合する横桁部材１０とがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
先行技術１、２および３においては、以下の問題点があ
る。

【００１０】先行技術１においては、補強用ブレース６
を斜めに挿入するため施工が困難であり、施工性の良好
な杭基礎構造であるとは言い難い。

【００１１】先行技術２においては、連結壁７は１本ず
つ地上より掘削しながら柱列として形成していくため、
施工工期が大幅に長期化する。

【００１２】また、連結壁７は１本ずつ掘削しながら形
成される基礎杭１によって構成されるため１本ごとに正
確な鉛直性を確保する必要がある。つまり、施工時に厳
しい施工管理を必要とし、施工が困難である。

【００１３】先行技術３においては、補強部材の材質、
寸法、立杭との連結構造等は記載されておらず、補強効
果が不明確である。また、×状の筋交い部材９を地中に
施工する方法も明記されておらず、打設される基礎杭１
下端部に何らかの方法で×状の筋交い部材９を接続する
必要があり、そのためには、打設深さまで地盤を掘削す
ることとなり、大がかりな施工にならざるを得ない。

【００１４】本発明は、施工が容易で且つ確実に耐力の
向上する基礎杭構造およびその施工方法を提供すること
を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決する第
一の手段は、打設される基礎杭が箱型補強部材の枡目に
挿入され、該枡目を介して基礎杭相互が互いに拘束され
ている基礎杭構造である。

【００１６】前述の第一の手段によれば、基礎杭の予想
される最大曲げモーメントの発生部分に箱型補強部材を
設けて隣接する基礎杭相互を拘束することにより複数の
基礎杭の一体化を図り剛性を高めて、地震時の水平力が
加わることによる基礎杭の破壊が防がれる。

【００１７】また、基礎杭上部を箱型補強部材で拘束す
ることにより、通常の基礎杭に比べてさらに深い地層の
地盤反力を有効に利用でき、大きな水平耐力が得られ
る。

【００１８】また、基礎杭は箱型補強部材の枡目に挿入
されており、水平力を受けたとき、互いに枡目に接触
し、水平力を伝播し合い、相乗的に水平抵抗力を得るこ
とができ、基礎杭と枡目との隙間にコンクリート等を充
填すれば、より確実な拘束力を得ることができる。

【００１９】この水平抵抗力を大きく得ることにより水
平変位量を小さくすることができ、さらに、鉛直荷重に
よる基礎杭の沈下性状は、地盤条件や施工時の状況によ
って異なることが多く、隣接する基礎杭間に沈下量の
差、即ち、不同沈下が生じることがあるが、基礎杭相互
を拘束することにより、前記不同沈下を少なくすること
が可能となる。

【００２０】さらに、箱型補強部材は、溶接構造の他、
ボルトによる組立構造等が採用され、複雑な成形や加工
を必要としないので、製作コストが安価である。

【００２１】前述の課題を解決する第二の手段は、箱型
補強部材がスリットを有する継手に構成部材の端部を係
合させて組立られていることを特徴とする前記第一の手
段に記載の基礎杭構造である。

【００２２】前述の第二の手段によれば、施工現場で箱
型補強部材がスリットを有する継手に係合させることに
より簡単に組立られる。

【００２３】前述の課題を解決する第三の手段は、基礎
杭が挿入可能な枡目を有する箱型補強部材を組立て、所
定位置に設置した後、該箱型補強部材の枡目をガイドと
して基礎杭を打設することを特徴とする基礎杭の施工方
法である。

【００２４】前述の第三の手段によれば、基礎杭を現場
で立て込む際に、あらかじめ組立られた箱型補強部材を
現場に持込み、該箱型補強部材の枡目に基礎杭を挿入す
ることにより、枡目がガイドの役目をし、立て込み精度
を向上させ、杭打ち作業が迅速化される。

【００２５】前述の課題を解決する第四の手段は、基礎
杭が挿入可能な枡目を有する箱型補強部材を所定位置に
配置してから組立た後、該箱型補強部材の枡目をガイド
として基礎杭を打設することを特徴とする基礎杭の施工
方法である。

【００２６】前述の第四の手段によれば、基礎杭を現場
で立て込む際に、箱型補強部材は、ブロックとして基礎
杭の打設現場へ持ち込まれ、該ブロックを組立ることに
より箱型補強部材を完成させれば、運搬および箱型補強
部材の位置決めが容易であり、また、該箱型補強部材の
枡目に基礎杭を挿入することにより、枡目がガイドの役
目をし、立て込み精度を向上させ、杭打ち作業が迅速化
される。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面により説明する。

【００２８】図１は、本発明にかかる基礎杭構造の平断
面図で、１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は構造物（図示
せず）等を支持する基礎杭であり、２は箱型補強部材で
ある。前記基礎杭１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は、箱
型補強部材２の枡目２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ内に挿入さ
れて、相互に拘束された形態となる。

【００２９】枡目２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ、２ｉは空間
であるが、前記基礎杭１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄも含め
て、空隙部には、コンクリートあるいはモルタル３等を
充填すれば、より剛性を高めることができる。

【００３０】図２は、前述の図１の本発明にかかる基礎
杭構造の側断面図であり、４は構造物基部である。箱型
補強部材２は、構造物基部４の下端の軟弱層に設けられ
る。

【００３１】図３は、本発明にかかる基礎杭構造の斜視
図で、２本の基礎杭１ｂ、１ｃが箱型補強部材２に挿入
された状態を示す。

【００３２】図４は箱型補強部材２の組立の実施の形態
を示す部分平断面図である。前記箱型補強部材２は、予
め一体として溶接構造で製作しても良いが、大型となる
場合は、一枡単位のブロックとして現場に持込み、基礎
杭１の立て込み時に組立てもよい。その場合、図４に示
すように、ボルト・ナット５により部材２１、２２を締
結して箱型補強部材２を構築しても良い。

【００３３】図５および図６は、箱型補強部材２の組立
パターンを示す実施の形態を示す平面図で、図５は隣接
する基礎杭１の間隔が狭い場合は、基礎杭１が挿入され
る枡目２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを四隅に配置し、長方形
のスペーサブロック２３、２４、２５、２６の短辺ａが
外周側を形成するように設置して組立てられる。

【００３４】また、基礎杭１の間隔を広くしたい場合
は、図６に示すように基礎杭１が挿入される枡目２ａ、
２ｂ、２ｃ、２ｄを四隅に配置し、前記長方形のスペー
サブロック２３、２４、２５、２６の長辺ｂが外周側を
形成するように設置して組立てられる。尚、５は締結用
のボルト・ナットである。

【００３５】また、本発明にかかる箱型補強部材２は、
構成部材を形鋼または板材等とし、該構成部材相互を以
下のスリット有する継手に係合させて形成してもよい。

【００３６】図７は、本発明にかかる箱型補強部材２が
スリット有する継手に形鋼および板材等からなる構成部
材を係合させて組立られた全体概略斜視図である。

【００３７】図８、図９、図１０および図１１は、前記
箱型補強部材２を組立る際の構成部材の継手を示す平断
面図で、前記図７のＡ部の詳細である。

【００３８】図８において、２７、２８、２９、３０
は、互いに溶接等で一体化され、スリットａ，ｂ，ｃ，
ｄが形成された丸形鋼管からなる継手であり、該継手２
７、２８、２９、３０のスリットａ，ｂ，ｃ，ｄに形鋼
または板材等からなる４辺の構成部材２１の環状筒体２
１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが前記と同様のスリット
を介して係合されている。尚、３辺の構成部材２１が交
わる図７のＢ部では、図８の構成部材２１の１辺または
継手３０が省略される。

【００３９】また、図７の２辺の構成部材が交わるＣ部
では、図８の構成部材２１の２辺または継手２９、３０
を省略しもよい。

【００４０】この継手においては、市販の丸形鋼管が使
用されるので材料費が安価であり、スリットａ，ｂ，
ｃ，ｄに差込むのみであるので、組立作業に特殊な機械
や技術を必要とせず、施工管理も容易である。

【００４１】図９、図１０は構成部材２１にＩビームを
使用した平断面図である。図９において、継手３１は鋳
物等で形成され側面にスリットａ，ｂ，ｃ，ｄが形成さ
れた二重構造で、内部の区画３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，
３１ｄに前記構成部材２１のフランジ部イが嵌合して継
手が形成されている。尚、図７のＢ部およびＣ部につい
ては前述と同様に、構成部材２１の辺が省略される。

【００４２】この継手においては、継手が鋳物で形成さ
れるので耐力が増加し、また、スリットａ，ｂ，ｃ，ｄ
に差込むのみであるので、組立作業に特殊な機械や技術
を必要とせず、施工管理も容易である。

【００４３】図１０において、前述の図８において説明
した継手２７、２８、２９、３０と同様の継手が用いら
れ、該継手２７、２８、２９、３０のスリットａ，ｂ，
ｃ，ｄを介してＩビーム構成部材２１のフランジ部イに
より係合されて継手を形成する。

【００４４】尚、前記Ｉビーム構成部材２１のフランジ
部イを円管または丸棒からなる円断面材で形成してもよ
い。

【００４５】図７のＢ部、Ｃ部については前述と同様
に、構成部材２１の一辺または／および二辺が省略され
るか、、または、継手の一つまたは／および二つが省略
される。

【００４６】この継手においては、市販の丸形鋼管が使
用されるので材料費が安価であり、スリットａ，ｂ，
ｃ，ｄに差込むのみであるので、組立作業に特殊な機械
や技術を必要とせず、施工管理も容易である。

【００４７】図１１は、Ｈ形鋼等を十字状に組立てなる
継手３２で、４つの区画３３に各々構成部材２１の先端
に形成された角形部ロを係合させ、コンクリートまたは
モルタル等を充填することにより継手の耐力を向上させ
る。

【００４８】図７のＢ部、Ｃ部については前述と同様
に、構成部材２１の一辺または／および二辺が省略され
る。

【００４９】この継手では、市販のＨ形鋼と角管が使用
できるので材料費が安価であり、継手３２のフランジ部
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが形成するスリット
ａ，ｂ，ｃ，ｄに差込むのみであるので、組立作業に特
殊な機械や技術を必要とせず、施工管理も容易であり、
さらに、コンクリートまたはモルタル等を充填するので
継手に耐力が増大する効果がある。

【００５０】次に、本発明にかかる基礎杭の施工方法に
ついて述べる。本発明は、一体化された箱型補強部材２
か、図４から図６で説明したボルト・ナット締結型また
は図８から図１１に示した継手により組立てられた箱型
補強部材２を、基礎杭を設置する位置に合わせて前記箱
型補強部材２の設置位置を決定し、最大曲げモーメント
発生深さまで地盤を掘削する。

【００５１】箱型補強部材２を設置した後、該箱型補強
部材２の枡目２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄをガイドとして基
礎杭１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄをバイブロハンマー等によ
り打設することにより、精度の高い鉛直性を有する基礎
杭構造が完成する。その後、枡目の空隙部にコンクリー
トあるいはモルタル等を充填し、上部に構造物が構築さ
れる。

【００５２】

【発明の効果】本発明は、以上であるので以下の効果が
ある。 （１）基礎杭の上部を箱型補強部材で拘束することによ
り、通常の基礎杭に比べさらに深い地層の地盤反力を有
効に利用できるので、大きな水平耐力が得られ、また、
逆の言い方をすれば、水平抵抗力を大きくできるため基
礎杭の水平変位量を小さくすることが可能となる。 （２）地盤条件や施工時の状況によって異なる鉛直荷重
による基礎杭の不同沈下が、本発明の箱型補強部材によ
り隣接基礎杭相互を拘束しているので、防止される利点
がある。 （３）箱型補強部材とすることにより形成する部品形状
を単純化することで鋼板に複雑な成形や加工を施すこと
なく、また、多大な手間をかけることなく製作されの
で、製作コストが安価である。施工現場においても、箱
状に組立てるのみで複雑な加工を必要としないため、簡
易な現場組立が可能である。 （４）箱型補強部材は、最大曲げモーメント発生深さで
ある比較的浅い位置まで掘削すれば良いので、掘削コス
トが安価である。 （５）箱型補強部材の枡目をガイドとして基礎杭が打設
されるので、基礎杭の鉛直度が高く、精度の良い基礎杭
構造が形成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる基礎杭構造の平断面図。

【図２】本発明にかかる基礎杭構造の側断面図。

【図３】本発明にかかる基礎杭構造の斜視図。

【図４】本発明にかかる箱型補強部材の組立の実施の形
態を示す部分平断面図。

【図５】本発明にかかる箱型補強部材の組立パターンを
示す実施の形態を示す平面図。

【図６】本発明にかかる箱型補強部材の組立パターンを
示す実施の形態を示す平面図。

【図７】本発明にかかる箱型補強部材を構成部材で組立
た実施の形態を示す全体概略斜視図。

【図８】図７のＡ部継手の第一の実施の形態を示す平断
面図。

【図９】図７のＡ部継手の第二の実施の形態を示す平断
面図。

【図１０】図７のＡ部継手の第三の実施の形態を示す平
断面図。

【図１１】図７のＡ部継手の第四の実施の形態を示す平
断面図。

【図１２】従来技術１（特公昭５４ー２９７１号）の側
断面図。

【図１３】従来技術２（特開昭５９ー４７２１号）の平
断面図。

【図１４】従来技術２（特開昭５９ー４７２１号）の側
断面図。

【図１５】従来技術３（特開平２ー７０８３２号）の断
面斜視図。

【符号の説明】

１．（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ） 基礎杭 ２ 箱型補強部材 ２１ 箱型補強部材の構成部材 ２２ 箱型補強部材の構成部材 ２ａ 枡目 ２ｂ 枡目 ２ｃ 枡目 ２ｄ 枡目 ２ｅ 枡目 ２ｆ 枡目 ２ｇ 枡目 ２ｈ 枡目 ２ｉ 枡目 ３ セメントまたはモルタル ４ 構造物基部 ５ ボルト・ナット ２７ 継手 ２８ 継手 ２９ 継手 ３０ 継手 ３１ 継手 ３２ 継手 ａ スリット ｂ スリット ｃ スリット ｄ スリット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 打設される基礎杭が箱型補強部材の枡目
   に挿入され、該枡目を介して基礎杭相互が互いに拘束さ
   れている基礎杭構造。
2. 【請求項２】 箱型補強部材がスリットを有する継手に
   構成部材の端部を係合させて組立られていることを特徴
   とする請求項１に記載の基礎杭構造。
3. 【請求項３】 基礎杭の補強を行う箱型補強部材を組立
   て、所定位置に設置した後、前記箱型補強部材の枡目を
   ガイドとして基礎杭を打設することを特徴とする基礎杭
   の施工方法。
4. 【請求項４】 基礎杭の補強を行う箱型補強部材を所定
   位置に配置してから組立た後、該箱型補強部材の枡目を
   ガイドとして基礎杭を打設することを特徴とする基礎杭
   の施工方法。