(57)【要約】【課題】管杭の直径（内径）が大きくなっても、管杭内部の地盤の閉塞が得られ、十分な鉛直支持力を得ることができる基礎、及び、当該基礎の施工方法を提供する。【解決手段】本発明に係る基礎１は、地盤１０に打設された管杭２と、当該管杭２の内側の地盤１０ｂに打設された杭３とを備えたことを特徴とする。また、本発明に係る基礎１の施工方法は、例えば、地盤１０に管杭２を打設した後、この地盤１０に設置された管杭２の内側の地盤１０ｂに杭３を打設したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に打設された管杭と、当該管杭の内側の地盤に打設された杭とを備えたことを特徴とする基礎。
【請求項２】
管杭と杭とが打設された地盤の表層側に形成されたフーチング形成空間に打設されたコンクリートにより形成されて、管杭及び複数の杭と一体化されたフーチングを備えたことを特徴とする請求項１に記載の基礎。
【請求項３】
杭を複数本備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基礎。
【請求項４】
杭は、杭頭から杭先端側にかけて杭径が次第に小さくなるように形成された杭であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の基礎。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の基礎の施工方法であって、
地盤に管杭を打設した後、この地盤に設置された管杭の内側の地盤に杭を打設したことを特徴とする基礎の施工方法。
【請求項６】
管杭は、管杭を管杭の周に沿って分割した複数の湾曲体を繋げて管杭として形成されるものを使用し、
各湾曲体は、湾曲面に沿った方向の両方の端部に、端縁が折り返されて形成された係合部を備えたものを使用し、
各湾曲体を地盤に打設して、管杭の周方向に沿って隣り合うことになる各湾曲体の係合部同士を係合させることにより、複数の湾曲体が地盤内で管状に繋がった管杭を構築したことを特徴とする請求項５に記載の基礎の施工方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の基礎の施工方法であって、
管杭と杭とを一緒に地盤に打設したことを特徴とする基礎の施工方法。
【請求項８】
管杭と管杭の内側に設けられた杭とが連結手段で連結されて構成された複合杭を地盤に打設したことを特徴とする請求項７に記載の基礎の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管杭と杭とを併用した基礎、及び、当該基礎の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤に管杭としての鋼管を打設することにより、鋼管内部の地盤の閉塞が得られ、鋼管先端（下端）位置において、大きな鉛直支持力を得るようにした基礎が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４８７４４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のように、管杭を地盤に打設しただけの基礎では、管杭の直径（内径）が大きくなると、管杭内部の地盤の閉塞が得られず、十分な鉛直支持力を得ることができない可能性があるという課題があった。
本発明は、管杭の直径（内径）が大きくなっても、管杭内部の地盤の閉塞が得られ、十分な鉛直支持力を得ることができる基礎、及び、当該基礎の施工方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る基礎は、地盤に打設された管杭と、当該管杭の内側の地盤に打設された杭とを備えたことを特徴とするので、管杭の直径（内径）が大きくなっても、管杭と杭との間の地盤が押圧されることによって、管杭内部の地盤の閉塞効果が向上し、十分な鉛直支持力を得ることができるようになる。
また、管杭と杭とが打設された地盤の表層側に形成されたフーチング形成空間に打設されたコンクリートにより形成されて、管杭及び複数の杭と一体化されたフーチングを備えたので、十分な鉛直支持力を得ることができるとともに、フーチングにより、建物の梁や柱との接続が容易となり、建物の重量を分散して支持できるようになる。
また、杭を複数本備えたので、杭と杭との間の地盤、管杭と杭との間の地盤が押圧されることによって、管杭内部の地盤の閉塞効果がより向上し、鉛直支持力をより向上できる。
また、杭は、杭頭から杭先端側にかけて杭径が次第に小さくなるように形成された杭であるので、杭と管杭との間の地盤、あるいは、杭と杭との間の地盤が、斜め下方に押圧されることによって、管杭内部の地盤の閉塞効果がより向上し、鉛直支持力をより向上できる。
本発明に係る上述した基礎の施工方法は、地盤に管杭を打設した後、この地盤に設置された管杭の内側の地盤に杭を打設したので、管杭の直径（内径）が大きくなっても、管杭内部の地盤の閉塞効果が向上し、十分な鉛直支持力を得ることができる基礎を構築できる。
また、管杭は、管杭を管杭の周に沿って分割した複数の湾曲体を繋げて管杭として形成されるものを使用し、各湾曲体は、湾曲面に沿った方向の両方の端部に、端縁が折り返されて形成された係合部を備えたものを使用し、各湾曲体を地盤に打設して、管杭の周方向に沿って隣り合うことになる各湾曲体の係合部同士を係合させることにより、複数の湾曲体が地盤内で管状に繋がった管杭を構築したので、管杭の根入れ作業と比べて、各湾曲体の根入れ作業が容易となり、施工性を向上できる。
また、本発明に係る上述した基礎の施工方法は、管杭と杭とを一緒に地盤に打設したので、管杭内部の地盤の閉塞効果が向上し、十分な鉛直支持力を得ることができる基礎を構築できる。
また、管杭と管杭の内側に設けられた杭とが連結手段で連結されて構成された複合杭とすることにより、管杭と杭とを一気に地盤に打設できるようになり、施工性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態１の基礎を示す断面図。
【図２】実施形態１の基礎を上方から見た図。
【図３】実施形態１の基礎の施工手順を示す図。
【図４】実施形態２の基礎を示す断面図。
【図５】実施形態２の基礎を上方から見た図。
【図６】実施形態２の基礎の施工手順を示す図。
【図７】実施形態３の基礎を構成する管杭を示す斜視図。
【図８】実施形態４の基礎を形成する複合杭を上方から見た図。
【図９】実施形態４の基礎を形成する複合杭を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
実施形態１
実施形態１に係る基礎１は、図１，図２に示すように、地盤１０に打設された管杭２と、当該管杭２の内側の地盤１０ｂに打設された複数の杭３，３…と、管杭２と複数の杭３，３…とが打設された地盤１０，１０ｂの表層側１０ａに形成されたフーチング形成空間４（図３（ｃ）参照）に打設されたコンクリートにより形成されて、管杭２及び複数の杭３，３…と一体化されたフーチング５とを備えて構成される。
【０００８】
図３に示すように、実施形態１に係る基礎１の施工方法は、地盤１０に管杭２を打設（図３（ａ）参照）した後、この地盤１０に打設されて設置された管杭２の内側の地盤１０ｂに複数の杭３，３…を打設し（図３（ｂ）参照）、その後、管杭２と複数の杭３，３…とが打設された地盤１０，１０ｂの表層側１０ａを掘削してフーチング形成空間４を形成し（図３（ｃ）参照）、当該フーチング形成空間４にコンクリートを打設して、管杭２及び複数の杭３，３…と一体化されたフーチング５を形成する（図３（ｄ）参照）ことにより、基礎１が構築される。
【０００９】
管杭２は、両端開口の管により形成される。管杭２は、材質は問わないが、例えば、鋼管杭等の金属製の管杭を用いればよい。
管杭２の断面形状は、特に限定されず、例えば、円形、楕円形、角形等のものを使用すればよい。
管杭２の長さは、例えば、管杭２が杭先端２ａ側となる一端（下端）開口側から地盤１０に貫入されて地盤１０に打設された場合に、杭先端２ａが支持層６まで到達し、且つ、地盤１０の表層側１０ａに位置される管杭２の杭頭２ｔとなる他端（上端）開口の端面が地盤１０の表面１０ｆより所定深さａ１の箇所（図３（ａ）参照）に位置される長さのものが用いられる。
【００１０】
杭３は、材質は問わないが、例えば、鋼杭等の金属杭、コンクリート杭、木杭等の杭を用いればよい。
杭３の断面形状は、特に限定されず、例えば、円形、楕円形、角形等のものを使用すればよい。
杭３の長さは、例えば、杭３が杭先端３ａ側となる一端（下端）側から地盤１０ｂに貫入されて地盤１０ｂに打設された場合に、杭先端３ａが管杭２の杭先端２ａよりも深い位置まで到達し、且つ、地盤１０ｂの表層側１０ａに位置される杭３の杭頭３ｔとなる他端（上端）の端面が地盤１０ｂの表面１０ｆより所定深さａ２の箇所（図３（ｂ）参照）に位置する長さのものが用いられる。尚、所定深さａ１＜所定深さａ２とすることが好ましい。
【００１１】
また、杭３は、例えば、杭頭３ｔから杭先端３ａ側にかけて杭径が次第に小さくなるように形成された杭、所謂、テーパ杭を用いることが好ましい。
【００１２】
図３を参照し、基礎１の施工方法の詳細を説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、図外の施工機械により、管杭２を地盤１０に貫入して、管杭２の杭先端２ａを支持層６に到達させるとともに、管杭２の杭頭２ｔを地盤１０の表面１０ｆより所定深さａ１の箇所に位置させるように、管杭２を打設する。
次に、図３（ｂ）に示すように、地盤１０に設置された管杭２の内側の地盤１０ｂに、図外の施工機械により、複数の杭３，３…を、例えば、１本ずつ順番に貫入して、杭３の杭先端３ａを管杭２の杭先端２ａより深い位置まで到達させるとともに、杭３の杭頭３ｔを地盤１０ｂの表面１０ｆより所定深さａ２の箇所に位置させるように、杭３，３…を打設する。
杭３は、図２に示すように、例えば５本打設される。
次に、図３（ｃ）に示すように、管杭２の杭頭２ｔ側及び杭３，３…の杭頭３ｔ側の地盤１０，１０ｂの表層側１０ａ（図３（ｂ）参照）を掘削して、フーチング形成空間４を形成する。当該フーチング形成空間４は、杭３，３…の杭頭３ｔ側、及び、管杭２の杭頭２ｔ側が露出するように形成された、管杭２の中心線２Ｃを中心とした柱状（例えば円柱状又は楕円柱状又は角柱状等）の凹部空間により形成される。フーチング形成空間４の直径は、管杭２の直径（外径）よりも大きく、かつ、フーチング形成空間４の底面４ｅは、所定深さａ２よりも深い位置となるように形成される。
そして、図３（ｄ）に示すように、当該フーチング形成空間４内にコンクリートを打設して、管杭２及び複数の杭３，３…と一体化されたフーチング５を形成することにより、基礎１が構築される。
図1に示すように、フーチング５の上面５ｆは、地盤１０の表面１０ｆと同じ位置、あるいは、地盤１０の表面１０ｆより高い位置、あるいは、地盤１０の表面１０ｆより低い位置に位置されるように形成される。
【００１３】
尚、フーチング形成空間４内には、図外の鉄筋（フーチング５のコンクリート内に埋設される鉄筋、及び、建物の梁や柱の鉄筋と接続される鉄筋等）が組み立てられた後に、フレッシュコンクリートが打設されてフーチング５が形成される。そして、フーチング５より突出する鉄筋と建物の梁や柱の鉄筋とが接続される。
【００１４】
管杭２及び複数の杭３，３…とフーチング５との一体化処理は、例えば、管杭２の杭頭２ｔ側及び複数の杭３，３…の杭頭３ｔ側が、それぞれ、フーチング５に埋め込まれるようにする。この場合、例えば、杭３の杭頭３ｔ側は、杭３の杭頭３ｔの直径の長さと同じ長さだけフーチング５に埋め込まれ、かつ、管杭２の杭頭２ｔ側は、杭３の杭頭３ｔの直径の長さよりも長い長さ分だけフーチング５に埋め込まれるようにする。つまり、フーチング５に対する管杭２の杭頭部の埋め込み長さが、フーチング５に対する杭３の杭頭部の埋め込み長さよりも長くなるようにする。
【００１５】
尚、管杭２及び複数の杭３，３…とフーチング５との一体化処理は、例えば、管杭２の杭頭２ｔ及び複数の杭３，３…の杭頭３ｔに、上方に突出する図外の鉄筋（杭頭補強筋等）を溶接しておいて、管杭２の杭頭２ｔ及び複数の杭３，３…の杭頭３ｔとフーチング５とを一体化してもよい。
【００１６】
実施形態１に係る基礎１によれば、管杭２が地盤１０に打設されることにより、管杭２の内側の地盤１０ｂが拘束されて管杭２の内側の地盤１０ｂの閉塞が得られ、さらに、地盤１０に打設された管杭２の内側の地盤１０ｂに複数本の杭３，３…が打設されることにより、杭３と杭３との間の地盤１０ｂ、及び、管杭２と杭３との間の地盤１０ｂが押圧されることによって、管杭２の内側の地盤１０ｂの閉塞効果がより向上し、管杭２の先端（下端）位置において、鉛直支持力をより向上できるので、大きな鉛直支持力が得られる基礎１を提供できるようになる。
【００１７】
また、管杭２及び複数の杭３，３…と一体化されたフーチング５を備えたので、フーチング５により、建物の梁や柱との接続が容易となり、建物の重量を分散して支持できるようになる。
【００１８】
また、杭３として、杭頭３ｔから杭先端３ａ側にかけて杭径が次第に小さくなるように形成されたテーパ杭を用いたので、杭３と管杭２との間の地盤１０ｂ、あるいは、杭３と杭３との間の地盤１０ｂが、斜め下方に押圧されることによって、管杭２の内側の地盤１０ｂの閉塞効果がより向上し、鉛直支持力をより向上できるので、大きな鉛直支持力が得られる基礎１を提供できるようになる。
【００１９】
また、管杭２の内側の地盤１０ｂの閉塞効果がより向上するので、管杭２の内側の地盤１０ｂの液状化現象を抑制できるようになり、液状化対策に優れた基礎１を提供できるようになる。
【００２０】
実施形態２
図４乃至図６に示すように、杭頭２ｔが地盤１０の表面１０ｆに露出するように地盤１０に打設された管杭２Ａと、この地盤１０に打設される管杭２Ａの内側の地盤１０ｂに打設された複数の杭３，３…と、管杭２Ａと複数の杭３，３…とが打設された地盤１０，１０ｂの表層側１０ａに形成されたフーチング形成空間４Ａに打設されたコンクリートにより形成されて、管杭２及び複数の杭３，３…と一体化されたフーチング５Ａとを備えて構成された基礎１Ａであってもよい。尚、図４乃至図６において、実施形態１の図１乃至図３と同一部分については、同一符号を付して、説明を省略する。
【００２１】
実施形態２に係る基礎１Ａの場合、フーチング形成空間４Ａは、図６（ｃ）に示すように、杭３，３…の杭頭３ｔが露出するように、管杭２Ａの内側の地盤１０ｂの表層側１０ａを掘削して形成された底面４ｅと、管杭２Ａの内周面２ｕとで囲まれた凹部空間により形成される。
【００２２】
図６を参照し、基礎１Ａの施工方法の詳細を説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、図外の施工機械により、管杭２Ａを地盤１０に貫入して、管杭２Ａの杭先端２ａを支持層６に到達させるとともに、管杭２Ａの杭頭２ｔが地盤１０の表面１０ｆより露出するように、管杭２Ａを打設する。
次に、図６（ｂ）に示すように、地盤１０に設置された管杭２Ａの内側の地盤１０ｂに、図外の施工機械により、複数の杭３，３…を、例えば、１本ずつ順番に貫入して、杭３の杭先端３ａを管杭２Ａの杭先端２ａより深い位置まで到達させるとともに、杭３の杭頭３ｔを地盤１０ｂの表面１０ｆより所定深さａ２の箇所に位置させるように、杭３，３…を打設する。
杭３は、実施形態１と同様に、例えば５本打設される（図５参照）。
次に、図６（ｃ）に示すように、杭３，３…の杭頭３ｔが露出するように、管杭２Ａの内側の地盤１０ｂの表層側１０ａを掘削して、上述したフーチング形成空間４Ａを形成する。
そして、図６（ｄ）に示すように、当該フーチング形成空間４Ａにフレッシュコンクリートを打設して、管杭２Ａ及び複数の杭３，３…と一体化されたフーチング５Ａを形成することにより、基礎１Ａが構築される。
【００２３】
管杭２Ａ及び複数の杭３，３…とフーチング５Ａとの一体化処理は、例えば、複数の杭３，３…の杭頭３ｔ側が、それぞれ、フーチング５Ａに埋め込まれるようにする。
あるいは、複数の杭３，３…の杭頭３ｔに、上方に突出する図外の鉄筋（杭頭補強筋）を溶接しておくとともに、管杭２Ａの杭頭２ｔ側の内周面２ｕに管杭２Ａの中心に向けて突出する図外の鉄筋を溶接しておいて、管杭２Ａの杭頭２ｔ及び複数の杭３，３…の杭頭３ｔとフーチング５Ａとを一体化してもよい。
【００２４】
実施形態２によれば、実施形態１と同様に、管杭２Ａが地盤１０に打設されることにより、管杭２Ａの内側の地盤１０ｂが拘束されて管杭２Ａの内側の地盤１０ｂの閉塞が得られ、さらに、地盤１０に打設された管杭２Ａの内側の地盤１０ｂに複数本の杭３，３…が打設されることにより、杭３と杭３との間の地盤１０ｂ、管杭２Ａと杭３との間の地盤１０ｂが押圧されることによって、管杭２Ａの内側の地盤１０ｂの閉塞効果がより向上し、管杭２Ａの先端（下端）位置において、鉛直支持力をより向上できるので、大きな鉛直支持力が得られる基礎１Ａを提供できるようになる。
尚、実施形態２においては、フーチング５Ａを構築する際のコンクリート打設時において、管杭２の杭頭２ｔ側を型枠として利用できるため、施工性を向上できる。
【００２５】
実施形態３
実施形態１，２のように、地盤１０に管杭２や管杭２Ａを打設した後、この地盤１０に設置された管杭２や管杭２Ａの内側の地盤１０ｂに杭３，３…を打設する基礎の施工方法において、図７に示すような、複数の湾曲体２１，２１…により形成される管杭２０を用いるようにしてもよい。
【００２６】
図７（ａ），（ｂ）に示すように、管杭２０は、管杭２や管杭２Ａを当該管杭の周に沿って分割した複数の湾曲体２１，２１…を繋げて管杭２０として形成されるものを使用する。
即ち、複数の湾曲体２１，２１…は、例えば、管杭２の中心線２Ｃに沿って当該中心線２Ｃと平行な分割線により、管杭２を複数に分割して形成されたものである。
各湾曲体２１，２１…は、湾曲面に沿った方向の両方の端部に、端縁が折り返されて形成された係合部２２，２２を備える。
そして、図外の施工機械により、各湾曲体２１，２１…を地盤１０に打設して、管杭２０の周方向に沿って隣り合うことになる各湾曲体２１，２１…の係合部２２，２２同士を係合させることにより、複数の湾曲体２１，２１…が地盤１０内で管状に繋がった管杭２０を構築する。例えば、湾曲体２１を１つずつ地盤１０に打設して、管杭２０の周方向に沿って隣り合うことになる各湾曲体２１，２１の係合部２２，２２同士を地盤１０内で係合させることにより、複数の湾曲体２１，２１…が地盤１０内で管状に繋がった管杭２０を構築したり、あるいは、湾曲体２１を複数個ずつ係合部２２，２２同士を係合させた状態で地盤１０に打設して、管杭２０の周方向に沿って隣り合うことになる各湾曲体２１，２１の係合部２２，２２同士を係合させることにより、複数の湾曲体２１，２１…が地盤１０内で管状に繋がった管杭２０を構築する。
【００２７】
実施形態３によれば、管杭２や管杭２Ａの根入れ作業と比べて、管杭２０を形成する各湾曲体２１，２１…の根入れ作業が容易となり、施工性を向上できる。
尚、管杭２０を形成する湾曲体２１の数は、２つ以上であればよい。
【００２８】
実施形態４
上述した管杭２（あるいは管杭２Ａ）と複数の杭３，３…とを一緒に地盤１０に打設するようにしてよい。
例えば、図８，図９に示すように、管杭２と管杭２の内側に設けられた複数の杭３，３…とが連結手段７；８により連結された複合杭２３を形成し、当該複合杭２３を地盤１０に打設するようにすればよい。
この場合、連結手段７として、例えば、金属製の棒材を用い、当該金属製の棒材と管杭２と複数の杭３，３…とを溶接等の連結手段８により連結することによって、管杭２と管杭２の内側に設けられた複数の杭３，３…とが連結手段７；８により連結された複合杭２３を形成すればよい。
例えば、図外の施工機械により、管杭２を打設した場合に、当該管杭２と連結された複数の杭３，３…も一緒に打設されるように構成された複合杭２３を形成すれば、管杭２と複数の杭３，３…とを地盤１０に一気に打設できるようになるので、施工性を向上できる。
【００２９】
尚、上記では、杭として、杭頭から杭先端側にかけて杭径が次第に小さくなるように形成された、所謂、テーパ杭を用いた例を示したが、杭は、真っすぐに延長する杭（例えば、杭先端側以外の杭径が同じ杭）を用いてもよい。
また、上記では、上方から見て、５本の杭が、十字の中心と十字の四端とに打設された例を示したが、複数本の杭の配置は特に限定されない。即ち、どのような配置で複数の杭が打設されて、管杭の内側の地盤に設置されていても構わない。
また、上記では、地盤に設置された管杭の内側の地盤に複数本の杭が打設されて構成された基礎を例示したが、本発明に係る基礎は、地盤に設置された管杭の内側の地盤に、１本以上の杭が打設された構成の基礎であればよい。
また、上記では、管杭の杭頭側及び杭の杭頭側にフーチングを備えた構成の基礎を例示したが、フーチングを備えない構成の基礎であってもよい。即ち、本発明に係る基礎は、管杭の杭頭側及び杭の杭頭側を、鉄骨や連結部材等を介して建物の梁や柱に連結するように構成された基礎であってもよい。つまり、本発明に係る基礎は、少なくとも、地盤に打設された管杭と、管杭の内側の地盤に打設された杭とを備えた構成の基礎であればよい。
以上のような構成の基礎であったとしても、管杭の直径（内径）が大きくなっても、管杭と杭との間の地盤が押圧されることによって、管杭内部の地盤の閉塞効果が向上し、十分な鉛直支持力を得ることができるという効果が得られる。
【符号の説明】
【００３０】
１  基礎、２，２Ａ，２０  管杭、３  杭、３ａ  杭先端、３ｔ  杭頭、
５  フーチング、１０  地盤、１０ａ  地盤の表層側、１０ｂ  管杭の内側の地盤、
２１  湾曲体、２２  係合部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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