(57)【要約】【課題】本発明は、コンクリート基礎部の必要厚を低減しつつ、コンクリート基礎部に対する杭頭筋の定着長を長くすることを目的とする。【解決手段】杭頭構造１２は、地盤Ｇに設けられる既製杭２０と、既製杭２０の杭頭部２０Ｈ上に設けられるフーチング３０と、杭頭部２０Ｈに当該杭頭部２０Ｈを跨ぐように設けられ、フーチング３０に埋設される杭頭筋５０と、を備える。【選択図】図１
2020153159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に設けられる既製杭と、
前記既製杭の杭頭部上に設けられるコンクリート基礎部と、
前記杭頭部に該杭頭部を跨ぐように設けられ、前記コンクリート基礎部に埋設される杭頭筋と、
を備える杭頭構造。
【請求項２】
前記杭頭筋は、
前記杭頭部の両側から上方へ延出する一対の縦筋部と、
前記一対の縦筋部の上端部同士を繋ぐ横筋部と、
を有する、
請求項１に記載の杭頭構造。
【請求項３】
前記杭頭筋は、平面視にて、前記杭頭部の中心部を通る、
請求項１又は請求項２に記載の杭頭構造。
【請求項４】
前記杭頭筋は、前記杭頭部から上方へ延出するとともに、該杭頭部上で互いに接合される一対のＬ字状鉄筋を有する、
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の杭頭構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭頭構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
杭頭部に設けられる杭頭補強筋が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３６６１２号公報
【特許文献２】特開２０１６−０６９８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
杭頭筋は、一般に、杭頭部から上方へ延出され、フーチング等のコンクリート基礎部に埋設される。そのため、コンクリート基礎部に対する杭頭筋の必要定着長が長くなると、コンクリート基礎部の必要厚（必要基礎成）も厚くなり、コンクリート基礎部が大型化する可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記の事実を考慮し、コンクリート基礎部の必要厚を低減しつつ、コンクリート基礎部に対する杭頭筋の定着長を長くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の杭頭構造は、地盤に設けられる既製杭と、前記既製杭の杭頭部上に設けられるコンクリート基礎部と、前記杭頭部に該杭頭部を跨ぐように設けられ、前記コンクリート基礎部に埋設される杭頭筋と、を備える。
【０００７】
請求項１に係る杭頭構造によれば、地盤には、既製杭が設けられる。この既製杭の杭頭部上には、コンクリート基礎部が設けられる。また、既製杭の杭頭部には、杭頭筋が設けられる。
【０００８】
ここで、杭頭筋は、既製杭の杭頭部を跨ぐように設けられる。つまり、杭頭筋は、杭頭部上で折り返す折返し部を有する。この折返し部をコンクリート基礎部に定着させることにより、コンクリート基礎部に対する杭頭筋の定着長を確保しつつ、杭頭部から上方へ延出する杭頭筋の延出長さを短くすることができる。したがって、コンクリート基礎部の必要厚を低減することができる。
【０００９】
また、杭頭部を跨ぐように杭頭筋に設けることにより、地震時に、コンクリート基礎部に作用する曲げモーメントに対する杭頭筋の抵抗力が高められる。したがって、コンクリート基礎部と杭頭部との間の曲げモーメントの伝達効率が高められる。
【００１０】
請求項２に記載の杭頭構造は、請求項１に記載の杭頭構造において、前記杭頭筋は、前記杭頭部の両側から上方へ延出する一対の縦筋部と、前記一対の縦筋部の上端部同士を繋ぐ横筋部と、を有する。
【００１１】
請求項２に係る杭頭構造によれば、杭頭筋は、杭頭部の両側から上方へ延出する一対の縦筋部を有する。一対の縦筋部の上端部同士は、横筋部によって繋がれる。この横筋部をコンクリート基礎部に埋設することにより、コンクリート基礎部に対する杭頭筋の定着長を確保しつつ、杭頭部から上方へ延出する杭頭筋の延出長さを短くすることができる。したがって、コンクリート基礎部の必要厚を低減することができる。
【００１２】
また、本発明では、前述したように、横筋部によって一対の縦筋部の上端部同士を繋ぐ。これにより本発明では、例えば上向きに凸状に湾曲する湾曲部によって一対の縦筋部の上端部同士を繋ぐ構成と比較して、杭頭部から上方へ延出する杭頭筋の延出長さを短くすることができる。したがって、コンクリート基礎部の必要厚をさらに低減することができる。
【００１３】
請求項３に記載の杭頭構造は、請求項１又は請求項２に記載の杭頭構造において、前記杭頭筋は、平面視にて、前記杭頭部の中心部を通る。
【００１４】
請求項３に係る杭頭構造によれば、杭頭筋は、平面視にて、杭頭部の中心部を通る。これにより、本発明では、平面視にて杭頭筋が杭頭部の中心部から外れた位置を通る構成と比較して、前述した杭頭筋の折返し部の長さが長くなる。したがって、コンクリート基礎部に対する杭頭筋の定着長を効率的に長くすることができる。
【００１５】
請求項４に記載の杭頭構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の杭頭構造において、前記杭頭筋は、前記杭頭部から上方へ延出するとともに、該杭頭部上で互いに接合される一対のＬ字状鉄筋を有する。
【００１６】
請求項４に係る杭頭構造によれば、杭頭筋は、一対のＬ字状鉄筋を有する。一対のＬ字状鉄筋は、杭頭部から上方へ延出するとともに、杭頭部上で互いに接合される。
【００１７】
このように一対のＬ字状鉄筋を杭頭部上で接合することにより、杭頭部を跨ぐ杭頭筋が形成される。したがって、杭頭筋の施工性が向上する。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明に係る杭頭構造によれば、コンクリート基礎部の必要厚を低減しつつ、コンクリート基礎部に対する杭頭筋の定着長を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（Ａ）は、一実施形態に係る杭頭構造が適用された既製杭を示す平面図であり、（Ｂ）は、一実施形態に係る杭頭構造が適用された基礎を示す立面図である。
【図２】（Ａ）は、比較例に係る杭頭構造が適用された既製杭を示す平面図であり、（Ｂ）は、比較例に係る杭頭構造が適用された基礎を示す立面図である。
【図３】一実施形態に係る杭頭構造の変形例が適用された基礎を示す立面図である。
【図４】一実施形態に係る杭頭構造の変形例が適用された基礎を示す立面図である。
【図５】一実施形態に係る杭頭構造の変形例が適用された基礎を示す立面図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、一実施形態に係る杭頭構造の変形例が適用された既製杭を示す平面図である。
【図７】（Ａ）は、一実施形態に係る杭頭構造の変形例が適用された既製杭を示す平面図であり、（Ｂ）は、一実施形態に係る杭頭構造の変形例が適用された基礎を示す立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る杭頭構造について説明する。
【００２１】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）には、本実施形態に係る杭頭構造１２が適用された基礎１０が示されている。図１（Ｂ）に示されるように、基礎１０は、既製杭２０と、フーチング３０とを備えている。
【００２２】
既製杭２０は、鋼管（鋼杭）によって形成されている。この既製杭２０は、杭頭部２０Ｈを地盤Ｇから突出させた状態で、地盤Ｇに埋設されている。また、既製杭２０の杭頭部２０Ｈは、フーチング３０に埋設されている。
【００２３】
フーチング３０は、鉄筋コンクリート造とされている。また、フーチング３０には、図示しない複数のフーチング筋や、せん断補強筋が適宜埋設されている。このフーチング３０の上には、柱４０が立てられている。
【００２４】
なお、図１（Ｂ）等では、フーチング３０及び柱４０の外形が二点鎖線で示されている。また、フーチング３０は、コンクリート基礎部の一例である。
【００２５】
柱４０は、例えば、鉄骨造や、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造とされている。この柱４０は、例えば、フーチング３０の上面から突出する図示しないアンカーに固定され、若しくは柱脚部がフーチング３０内に埋設された状態でフーチングに固定されている。これにより、柱４０が、フーチング３０を介して既製杭２０と接合されている。
【００２６】
ここで、既製杭２０の杭頭部２０Ｈには、複数の杭頭筋（杭頭補強筋）５０が設けられている。複数の杭頭筋５０は、杭頭部２０Ｈから上方へ延出し、フーチング３０の埋設されている。これらの杭頭筋５０を介して、フーチング３０と既製杭２０との間で曲げモーメントＭやせん断力等が伝達される。
【００２７】
杭頭筋５０は、下方が開口したＵ字状の鉄筋によって形成されている。この杭頭筋５０は、既製杭２０の杭頭部２０Ｈに、当該杭頭部２０Ｈを跨ぐように設けられている。つまり、杭頭部２０Ｈは、杭頭部２０Ｈの一端側から上方へ延出するとともに、杭頭部２０Ｈ上で他端側へ折り返され、その両端部が杭頭部２０Ｈにそれぞれ接合されている。
【００２８】
より具体的には、杭頭筋５０は、上下方向に延びる一対の縦筋部５０Ａと、横方向に延びる横筋部５０Ｂとを有している。一対の縦筋部５０Ａは、杭頭部２０Ｈの両側に配置されており、その下端部が杭頭部２０Ｈの外周面２０Ｓに溶接等によってそれぞれ接合されている。この一対の縦筋部５０Ａは、杭頭部２０Ｈの両側の外周面２０Ｓから上方へそれぞれ延出し、フーチング３０に埋設（定着）されている。
【００２９】
なお、杭頭部２０Ｈの上端から延出する縦筋部５０Ａの延出長さＬ１は、フーチング３０の厚み（基礎成）Ｋよりも短くされている。
【００３０】
横筋部（折返し部）５０Ｂは、一対の縦筋部５０Ａの上端部同士を横方向に繋いでいる（連結している）。また、複数の横筋部５０Ｂは、上下方向に重ねられた状態で配置されている。これらの横筋部５０Ｂは、フーチング３０に埋設（定着）されている。
【００３１】
なお、複数の杭頭筋５０は、各々の横筋部５０Ｂが上下方向に重なるように、一対の縦筋部５０Ａの延出長さＬ１が適宜調整されている。
【００３２】
図１（Ａ）に示されるように、横筋部５０Ｂは、平面視して、杭頭部２０Ｈの中心部２０Ｃを通り、杭頭部２０Ｈの一端側から他端側へ亘っている。換言すると、横筋部５０Ｂは、杭頭部２０Ｈの中心部２０Ｃを通り、平面視にて、杭頭部２０Ｈを横切っている。
【００３３】
また、複数の横筋部５０Ｂは、平面視にて、杭頭部２０Ｈの周方向に等間隔になるように、互いに交差した状態で配置されている。換言すると、複数の横筋部５０Ｂは、平面視にて、杭頭部２０Ｈの中心部２０Ｃを中心とした放射状に配置されている。
【００３４】
なお、複数の横筋部５０Ｂの配置は、平面視にて、杭頭部２０Ｈの周方向に等間隔に限らず、適宜変更可能である。
【００３５】
（作用）
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００３６】
先ず、比較例に係る杭頭構造１０２について説明する。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）には、比較例に係る杭頭構造１０２が適用された基礎１００が示されている。この基礎１００では、既製杭２０の杭頭部２０Ｈに、直線状の複数の杭頭筋１０４が設けられている。複数の杭頭筋１０４は、杭頭部２０Ｈから上方へ延出し、フーチング１０６に埋設（定着）されている。
【００３７】
ここで、地震時に、フーチング１０６に曲げモーメントＭが作用すると、フーチング１０６の一方側に引張力Ｔが作用し、フーチング１０６の他方側に圧縮力Ｐが作用する。この引張力Ｔに対し、杭頭筋１０４が抵抗する。そのため、比較例に係る基礎１００では、引張力Ｔに対する杭頭筋１０４の定着長Ｌが、杭頭部２０Ｈから上方へ延出する杭頭筋１０４の延出長さとなる。その結果、フーチング１０６の厚みＪが厚くなる。
【００３８】
これに対して本実施形態に係る杭頭構造１２では、図１（Ｂ）に示されるように、杭頭筋５０が、既製杭２０の杭頭部２０Ｈを跨ぐように設けられている。つまり、杭頭筋５０は、一対の杭頭部２０Ｈ上で折り返す横筋部５０Ｂ（折返し部）を有している。
【００３９】
より具体的には、杭頭筋５０は、一対の縦筋部５０Ａを有している。一対の縦筋部５０Ａは、杭頭部２０Ｈの両側から上方へ延出し、フーチング３０に埋設（定着）されている。この一対の縦筋部５０Ａの上端部同士は、折返し部としての横筋部５０Ｂによって繋がれている。横筋部５０Ｂは、フーチング３０に埋設（定着）されている。
【００４０】
これにより、本実施形態では、地震時の曲げモーメントＭに起因する引張力Ｔに対し、杭頭筋５０の一方の縦筋部５０Ａと横筋部５０Ｂとが抵抗する。つまり、本実施形態では、引張力Ｔに対する杭頭筋５０の定着長Ｌが、杭頭部２０Ｈから上方へ延出する一方の縦筋部５０Ａの延出長さＬ１と、横方向に延びる横筋部５０Ｂの長さＬ２の合計値となる。
【００４１】
したがって、本実施形態では、前述した比較例に係る杭頭構造１０２と比較して、引張力Ｔに対する杭頭筋５０の定着長Ｌを確保しつつ、杭頭部２０Ｈから上方へ延出する縦筋部５０Ａの延出長さＬ１を短くすることができる。この結果、本実施形態では、比較例に係るフーチング１０６と比較して、フーチング３０の厚みＫを低減することができる（Ｋ＜Ｊ）。
【００４２】
また、既製杭２０の杭頭部２０Ｈを跨ぐように杭頭筋５０に設けることにより、地震時に、フーチング３０に作用する曲げモーメントＭに対して杭頭筋５０が抵抗し易くなる。したがって、フーチング３０と杭頭部２０Ｈとの間の曲げモーメントＭの伝達効率が高められる。
【００４３】
また、本実施形態では、横方向に直線状に延びる横筋部５０Ｂによって、一対の縦筋部５０Ａの上端部同士が繋がれている。これにより、本実施形態では、例えば上向きに凸状に湾曲する湾曲部によって、一対の縦筋部５０Ａの上端部同士を繋ぐ構成と比較して、杭頭部２０Ｈから上方へ延出する杭頭筋５０の延出長さを短くすることができる。したがって、フーチング３０の厚みＫをさらに低減することができる。
【００４４】
さらに、本実施形態では、図１（Ａ）に示されるように、平面視にて、横筋部５０Ｂが杭頭部２０Ｈの中心部２０Ｃを通っている。これにより、本実施形態では、平面視にて、横筋部５０Ｂが杭頭部２０Ｈの中心部２０Ｃから外れた位置を通る構成と比較して、横筋部５０Ｂの長さＬ２（図１（Ｂ）参照）が長くなる。したがって、フーチング３０に対する杭頭筋５０の定着長Ｌ（＝Ｌ１＋Ｌ２）を効率的に長くすることができる。
【００４５】
（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
【００４６】
図３に示される変形例のように、既製杭２２の杭径を大きくし、杭頭筋６０の横筋部６０Ｂの長さＬ２を長くすることにより、フーチング３０に対する杭頭筋６０の定着長Ｌを確保しつつ、杭頭筋６０の一対の縦筋部６０Ａの延出長さＬ１を短くしても良い。
【００４７】
具体的には、図３に示される変形例では、既製杭２２の杭径が、上記実施形態に係る既製杭２０の杭径よりも大きくされている。この場合、杭頭筋６０の横筋部６０Ｂが、上記実施形態に係る杭頭筋５０の横筋部５０Ｂによりも長くなる。そのため、本変形例では、フーチング３０に対する杭頭筋６０の定着長Ｌを確保しつつ、縦筋部６０Ａの延出長さＬ１を短くすることができる。したがって、フーチング３０の厚みＫをさらに低減することができる。
【００４８】
次に、図４に示される変形例のように、複数の杭頭筋５０の横筋部５０Ｂは、上下方向に間隔Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を空けて配置しても良い。この場合、杭頭部２０Ｈに複数の杭頭筋５０を接合する際に、横筋部５０Ｂ同士の干渉が抑制されるため、複数の杭頭筋５０の施工性が向上する。なお、間隔Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４は、同じでも良いし、異なっていても良い。
【００４９】
次に、図５に示される変形例のように、一対のＬ字状鉄筋７２を接合することにより、杭頭筋７０を形成しても良い。なお、図５では、理解を容易にするために、複数の杭頭筋７０のうち、１本の杭頭筋７０のみを図示している。
【００５０】
杭頭筋７０は、一対のＬ字状鉄筋７２を有している。一対のＬ字状鉄筋７２は、Ｌ字状の鉄筋によって形成されている。この一対のＬ字状鉄筋７２は、上下方向に延びる縦筋部７２Ａと、横方向に延びる横筋部７２Ｂとをそれぞれ有し、杭頭部２０Ｈの両側に配置されている。
【００５１】
縦筋部７２Ａの下端部は、杭頭部２０Ｈの外周面２０Ｓに溶接等に接合されている。また、縦筋部７２Ａは、杭頭部２０Ｈから上方へ延出し、フーチング３０に埋設（定着）されている。この縦筋部７２Ａの上端部には、横筋部７２Ｂが設けられている。
【００５２】
横筋部７２Ｂは、平面視にて、縦筋部７２Ａの上端部から杭頭部２０Ｈの中心部２０Ｃ側へ延出し、フーチング３０に埋設（定着）されている。換言すると、一対のＬ字状鉄筋７２の横筋部７２Ｂは、一対のＬ字状鉄筋７２の縦筋部７２Ａの上端部から互いに相手側へ向けて延出し、フーチング３０に埋設されている。これらの横筋部７２Ｂは、杭頭部２０Ｈ上において、上下に互いに重ねられた状態で溶接接合され、又は結束線等で結束され、重ね継手により接合されている。これにより、下方が開口したＵ字状に形成され、杭頭部２０Ｈを跨ぐ杭頭筋７０が形成されている。
【００５３】
このように一対のＬ字状鉄筋７２の横筋部７２Ｂを杭頭部２０Ｈの上方で接合することにより、杭頭部２０Ｈを跨ぐ杭頭筋７０を形成することができる。したがって、杭頭筋７０の施工性が向上する。なお、一対のＬ字状鉄筋７２の横筋部７２Ｂは、上下ではなく、横に重ねた状態で接合しても良い。
【００５４】
次に、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示される変形例のように、杭頭筋８０の一対の縦筋部８０Ａを繋ぐ横筋部８０Ｂは、平面視にて、杭頭部２０Ｈの中心部２０Ｃから外れた位置に配置することも可能である。
【００５５】
なお、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示される変形例では、杭頭部２０Ｈに杭頭筋５０及び杭頭筋８０の両方が設けられているが、杭頭部２０Ｈには、杭頭筋８０のみが設けられても良い。
【００５６】
次に、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示される変形例のように、既製杭２４は、コンクリート杭であっても良い。具体的には、既製杭２４は、例えば、鉄筋コンクリートや、プレストレス鉄筋コンクリート等によって円筒状に形成されている。この既製杭２４の杭頭部２４Ｈの外周部には、複数の杭頭筋５０の下端部が埋設されている。これにより、複数の杭頭筋５０が、杭頭部２４Ｈを跨ぐように設けられている。
【００５７】
なお、杭頭筋５０の縦筋部５０Ａの下端部は、例えば、既製杭２４の外周部に埋設されたナットに捻じ込むことも可能である。また、既製杭２４は、円筒状に限らず、円柱状に形成することも可能である。
【００５８】
また、図示を省略するが、既製杭は、鋼及びコンクリートの合成杭とされても良い。
【００５９】
また、上記実施形態では、コンクリート基礎部が、フーチング３０とされている。しかしながら、コンクリート基礎部は、フーチングに限らず、コンクリートスラブやコンクリート梁等であっても良い。
【００６０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６１】
１２    杭頭構造
２０    既製杭
２０Ｈ  杭頭部（既製杭の杭頭部）
２０Ｃ  中心部（杭頭部の中心部）
２２    既製杭
２４    既製杭
２４Ｈ  杭頭部（既製杭の杭頭部）
３０    フーチング（コンクリート基礎部）
５０    杭頭筋
５０Ａ  縦筋部
５０Ｂ  横筋部
６０    杭頭筋
６０Ａ  縦筋部
６０Ｂ  横筋部
７０    杭頭筋
７２    Ｌ字状鉄筋
７２Ａ  縦筋部
７２Ｂ  横筋部
８０    杭頭筋
８０Ａ  縦筋部
８０Ｂ  横筋部
【図１】
2020153159.tif 000003
【図２】
2020153159.tif 000004
【図３】
2020153159.tif 000005
【図４】
2020153159.tif 000006
【図５】
2020153159.tif 000007
【図６】
2020153159.tif 000008
【図７】
2020153159.tif 000009