(57)【要約】【課題】杭が負担する鉛直荷重が大きい場合であっても適用できる、接合部における曲げ荷重を低減可能な杭と基礎躯体の接合構造を提供する。【解決手段】杭本体３０と基礎躯体２０の接合構造１０は、杭本体３０と基礎躯体２０との間に、中心部に開口４０Ｃが形成された離間鋼板４０が介装され、離間鋼板４０の開口４０Ｃを通じて杭本体３０と基礎躯体２０を構成するコンクリート２１、３２が一体となっており、離間鋼板４０は、少なくともその一部が杭本体３０又は基礎躯体２０の少なくとも何れか一方と離間可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート造の杭と基礎躯体の接合構造であって、
前記杭と前記基礎躯体との間に、中心部に開口が形成された離間部材が介装され、
前記離間部材の開口を通じて前記杭と前記基礎躯体を構成するコンクリートが一体となっており、
前記離間部材は、少なくともその一部が前記杭又は前記基礎躯体の少なくとも何れか一方と離間可能であることを特徴とする接合構造。
【請求項２】
請求項１記載の接合構造であって、
前記離間部材は、環状の鋼板からなることを特徴とする接合構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載の接合構造であって、
前記離間部材は、少なくとも上下何れか一方の面に立設された筒状に形成された筒状部材を備えることを特徴とする接合構造。
【請求項４】
請求項１又は２記載の接合構造であって、
前記離間部材は、上下面から夫々突出するせん断力伝達部材を備えることを特徴とする接合構造。
【請求項５】
請求項４記載の接合構造であって、
前記上下面から夫々突出するせん断力伝達部材のうち少なくとも一方は筒状に形成された筒状部材であることを特徴とする接合構造。
【請求項６】
請求項１から５のうち何れか１項に記載の接合構造であって、
前記離間部材の上面又は下面の外周部に当接する柔軟な緩衝材を備えることを特徴とする接合構造。
【請求項７】
請求項１から６のうち何れか１項に記載の接合構造であって、
前記離間部材に形成された開口を通り、その両端が夫々杭及び基礎躯体に埋設されたせん断力伝達筋を備えることを特徴とする接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合部における曲げ剛性を低下させたコンクリート造の杭と基礎躯体の接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建物等の基礎において杭基礎を用いる場合には、基礎フーチングと杭との間で、鉛直荷重及びせん断力が伝達可能なように杭頭部が埋設されるように基礎フーチングを構築している。しかしながら、かかる構成では、建物に水平力が作用すると、基礎フーチングと杭との接合部に大きな曲げ荷重が生じてしまう。このため、基礎フーチングと杭との接合部における曲げ耐力を向上すべく、鉄筋を多く配筋する必要があり、鉄筋量が増えるとともに配筋に手間がかかっていた。
【０００３】
このため、例えば、特許文献１には、杭頭部の上部に錐台形状の支圧部を形成し、この支圧部の上部に構造物基礎を載置する構成とすることにより、接合部に生じる曲げ荷重を低減する方法が記載されている。
【特許文献１】特許３６６１９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の方法では、支圧部における径を小さくし過ぎると、杭の最大支持力に相当する荷重がこの支圧部に作用した場合に、支圧部が破損してしまう虞がある。このため、杭が負担する鉛直荷重が大きい場合には、支圧部の径を大幅に小さくすることができず、十分な曲げ荷重の低減効果が得られないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、杭が負担する鉛直荷重が大きい場合であっても適用できる、接合部における曲げ荷重を低減可能な杭と基礎躯体の接合構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の杭と基礎躯体の接合構造は、コンクリート造の杭と基礎躯体の接合構造であって、前記杭と前記基礎躯体との間に、中心部に開口が形成された離間部材が介装され、前記離間部材の開口を通じて前記杭と前記基礎躯体を構成するコンクリートが一体となっており、前記離間部材は、少なくともその一部が前記杭又は前記基礎躯体の少なくとも何れか一方と離間可能であることを特徴とする。
【０００７】
上記の接合構造において、前記離間部材は、環状の鋼板からなるものであってもよい。また、前記離間部材は、少なくとも上下何れか一方の面に立設された筒状に形成された筒状部材を備えてもよい。
【０００８】
また、前記離間部材は、上下面から夫々突出するせん断力伝達部材を備えてもよく、前記上下面から夫々突出するせん断力伝達部材のうち少なくとも一方は筒状に形成された筒状部材であってもよい。
【０００９】
また、前記離間部材の上面又は下面の外周部に当接する柔軟な緩衝材を備えてもよい。
また、前記離間部材に形成された開口を通り、その両端が夫々杭及び基礎躯体に埋設されたせん断力伝達筋を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、杭と基礎躯体との接合部に曲げ荷重が作用すると、曲げ荷重により引張力が作用する側において、離間部材と基礎躯体又は杭とが離間する。これにより、この離間した部分では引張力の伝達が行われなくなるため、杭と基礎躯体との接合部における曲げ剛性を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の杭と基礎躯体との接合構造の第１実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態の杭と基礎躯体と接合構造１０を示す図であり、（Ａ）は鉛直断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ´断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ´断面図である。同図に示すように、本実施形態の接合構造は、建物の基礎躯体２０と、場所打ちコンクリート杭からなる杭本体３０とを接合する構造である。接合構造１０は、基礎躯体２０と杭本体３０との間に介装された中央に開口４０Ｃを有する環状の離間鋼板４０と、離間鋼板４０の開口４０Ｃを通り、その両端が基礎躯体２０及び杭本体３０に埋設されたせん断力伝達筋４２と、を備えてなる。基礎躯体２０には、鉄筋コンクリート造であり、建物（不図示）の下部に一体に構築されており、建物から鉛直荷重及び水平力が作用する。
【００１２】
杭本体３０は、地盤に円柱状に形成された掘削孔内に打設されたコンクリート３２と、このコンクリート３２に埋設された円筒状に組まれた鉄筋かご３１とにより構成される。鉄筋かご３１を構成する上下方向に延びる鉄筋の上端は、基礎躯体まで到達しておらず、杭本体３０を構成するコンクリート３２内に埋設されている。
【００１３】
基礎躯体２０を構成するコンクリート２１と、杭本体３０を構成するコンクリート３２とは離間鋼板４０の開口４０Ｃを通じて一体となっている。なお、本発明でいうコンクリートが一体となっているとは、この開口４０Ｃに打ち継ぎ面が位置する場合も含むものである。
【００１４】
図２は、離間鋼板４０を示す斜視図である。同図に示すように、中央に開口４０Ｃを備える円環状に形成された鋼板により構成される。
【００１５】
かかる構成の基礎躯体２０と杭本体３０の接合部には、基礎躯体２０に作用する鉛直荷重を杭本体３０に伝達可能であることが求められる。
本実施形態では、離間鋼板４０の開口部４０Ｃにあたる部分では、直接、基礎躯体２０と杭本体３０の間で鉛直荷重が伝達され、また、それ以外の部分では、離間鋼板４０を介して基礎躯体２０と杭本体３０の間で鉛直荷重が伝達される。
【００１６】
また、基礎躯体２０と杭本体３０の接合部には、基礎躯体２０に作用する水平力を杭本体３０に伝達可能であることが求められる。
これに対して、本実施形態では、せん断力伝達筋４２がその両端が基礎躯体２０と杭本体３０とに夫々埋設された状態となっているため、このせん断力伝達筋４２を介して、基礎躯体２０と杭本体３０との間で水平力を確実に伝達することができる。
【００１７】
また、基礎躯体２０と杭本体３０の接合部に曲げ荷重が作用すると、図３に示すように、離間鋼板４０の曲げ荷重により引張力が作用する側の部分（図３における範囲Ａの部分）が基礎躯体２０と一体となって、杭本体３０の上面と離間するため、この部分において基礎躯体２０と杭本体３０との間で引張力の伝達が行われない。このため、図３における範囲Ｂの部分のみで曲げ荷重が伝達されることとなり、基礎躯体２０と杭本体３０との接合部における曲げ剛性が低下することとなる。
【００１８】
以上説明したように、本実施形態によれば、基礎躯体２０と杭本体３０の間に曲げ荷重が作用すると、離間鋼板４０の曲げ荷重により引張力が作用する側の部分が、杭本体３０と離間することにより、この部分において引張力の伝達が行われなくなるため、基礎躯体２０と杭本体３０との接合部における曲げ剛性が低下する。
【００１９】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の杭と基礎躯体との接合構造の第２実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態では、第１実施形態における離間鋼板４０に代えて、図４に示す離間鋼板１４０を用いている。同図に示すように、離間鋼板１４０は、円環状に形成された円環部１４０Ａと、この円環部１４０Ａの中央に形成された開口１４０Ｃの縁に沿って立設された鋼管からなる筒状部１４０Ｂとにより構成される。
【００２０】
図５は、かかる離間鋼板１４０を用いて構成した杭と基礎躯体との接合構造１１０を示す図である。なお、図中、上記の実施形態と同様の構成部については、同じ符号を付して説明を省略する。同図に示すように、離間鋼板１４０は筒状部１４０Ｂが接続された側の面が上方を向くように配置されており、筒状部１４０Ｂは基礎躯体２０を構成するコンクリート２１に埋入されている。
【００２１】
このような筒状部１４０Ｂを備える離間鋼板１４０を用いることで、第１実施形態と同様に、杭と基礎躯体との曲げ剛性を低下することができるとともに、筒状部１４０Ｂがその内部のコンクリートを拘束するため、拘束効果によって筒状部１４０Ｂに囲まれた部分のコンクリートの圧縮強度を向上することができる。
【００２２】
＜第３実施形態＞
以下、本発明の杭と基礎躯体との接合構造の第３実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態では、第１実施形態における離間鋼板４０に代えて、図６に示す離間鋼板２４０を用いている。離間鋼板２４０は、円環部２４０Ａの開口２４０Ｄに沿って両面から夫々突出する筒状部２４０Ｂ、２４０Ｃを備える。
【００２３】
図７は、かかる構成の離間鋼板２４０を用いた場合の基礎躯体２０と杭本体３０との接合構造２１０を示す鉛直断面図である。なお、図中、上記の実施形態と同様の構成部については、同じ符号を付して説明を省略する。同図に示すように、離間鋼板２４０を用いる場合には、下面から突出する筒状部２４０Ｃがコンクリート３２に埋入されるように杭本体３０を構築するとともに、上面から突出する筒状部２４０Ｂがコンクリート２１に埋入されるように基礎躯体２０を構築する。
【００２４】
かかる構成により、第２実施形態で得られる効果に加えて、基礎躯体２０に作用する水平力が離間鋼板２４０を介して杭本体３０に伝達されることとなる。なお、このように離間鋼板２４０を介して水平力が伝達されるので、せん断力伝達筋４２を省略することも可能である。
【００２５】
＜第４実施形態＞
以下、本発明の杭と基礎躯体との接合構造の第４実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図８は、本実施形態の杭と基礎躯体と接合構造３１０を示す図であり、（Ａ）は鉛直断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ´断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ´断面図である。なお、図中、上記の実施形態と同様の構成部については、同じ符号を付して説明を省略する。同図に示すように、本実施形態の接合構造３１０は、建物の基礎躯体２０と、場所打ちコンクリート杭からなる杭本体３０とを接合する構造である。接合構造１０は、基礎躯体２０と杭本体３０との間に介装された中央に開口１４０Ｃを有する環状の離間鋼板１４０と、離間鋼板１４０の開口１４０Ｃを通り、その両端が基礎躯体２０及び杭本体３０に埋設されたせん断力伝達筋４２と、離間鋼板１４０の外周にその一部が当接するように基礎躯体２０の下端に埋設された環状の緩衝材４１と、を備えてなる。基礎躯体２０には、鉄筋コンクリート造であり、建物（不図示）の下部に一体に構築されており、建物から鉛直荷重及び水平力が作用する。
【００２６】
図９は、緩衝材４１を示す斜視図である。同図に示すように、緩衝材４１は環状に形成された柔軟な部材からなり、圧縮荷重が作用すると、荷重に応じて変形する。緩衝材４１の内径は離間鋼板１４０の円環部１４０Ａの外径よりも小さく、また、外径は離間鋼板１４０の円環部１４０Ａの外径よりも大きい。図８に示すように、緩衝材４１は、開口４１Ａに沿った内周部が離間鋼板１４０の円環部１４０Ａの外周部上面に当接するように、基礎躯体２０を構成するコンクリート２１内に埋設されている。
【００２７】
かかる構成の基礎躯体２０と杭本体３０の接合部には、基礎躯体２０に作用する鉛直荷重を杭本体３０に伝達可能であることが求められる。
本実施形態では、基礎躯体２０の下部に柔軟な材料からなる緩衝材４１が埋設されているので、緩衝材４１が当接している部分では圧縮荷重を伝達することができない。このため、基礎躯体２０の下端では緩衝材４１の開口４１Ａ内において圧縮荷重を伝達しなければならず、作用する圧縮応力が大きくなる。これに対して、上記第２実施形態で説明したように、筒状部１４０Ｂがその内部のコンクリートを拘束するため、拘束効果によって筒状部１４０Ｂに囲まれた部分のコンクリートの圧縮強度が向上する。これにより、緩衝材４１の開口４１Ａ内のコンクリートを通じて、基礎躯体２０と杭本体３０との間で鉛直荷重を伝達することが可能となる。
【００２８】
また、基礎躯体２０と杭本体３０の接合部に曲げ荷重が作用すると、図１０に示すように、離間鋼板１４０の曲げ荷重により引張力が作用する側の部分（図１０における範囲Ａの部分）が基礎躯体２０と一体となって、杭本体３０の上面と離間するため、この部分において基礎躯体２０と杭本体３０との間で引張力の伝達が行われない。さらに、環状の緩衝材４１を、離間鋼板１４０の外周の上部に当接するよう配置したため、この緩衝材４１が当接する部分（図１０における範囲Ｃの部分）では、圧縮力の伝達が行われない。このため、図１０における範囲Ｂの部分のみで曲げ荷重が伝達されることとなり、基礎躯体２０と杭本体３０との接合部における曲げ剛性がさらに低下することとなる。
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態で得られる効果に加えて以下の効果が得られる。
【００２９】
基礎躯体２０の下部に、離間鋼板１４０の外周部の上面に当接するように環状の緩衝材４１を埋設したので、この緩衝材４１が介在する部分では、基礎躯体２０と杭本体３０の間で曲げ荷重に伴う圧縮力の伝達が行われなくなるため、基礎躯体２０と杭本体３０との接合部における曲げ剛性が低下することとなる。
【００３０】
また、緩衝材４１を離間鋼板１４０と当接するように基礎躯体２０の下部に埋設することにより、この部分では基礎躯体２０と杭本体３０の間で鉛直荷重が伝達されなくなるが、離間鋼板１４０に開口に沿って立設された筒状部１４０Ｂを設け、この筒状部１４０Ｂを基礎躯体２０を構成するコンクリート２１に埋入させることで、筒状部１４０Ｂによる拘束効果により筒状部１４０Ｂにより囲まれた部分のコンクリートの強度が向上する。このため、従来と同様に、基礎躯体２０と杭本体３０との間で鉛直荷重を伝達することが可能となる。このように、本実施形態によれば、基礎躯体２０と杭本体３０との間で鉛直荷重を確実に伝達しつつ、曲げ剛性を低下させることができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、図３を参照して説明した離間鋼板１４０を備える接合構造に緩衝材４１を配置した場合について説明したが、これに限らず、図６を参照して説明した離間鋼板１４０を備える接合構造に緩衝材４１を配置してもよい。
【００３２】
また、基礎躯体２０と杭本体３０に作用する鉛直荷重による応力に比べて、基礎躯体２０と杭本体３０を構成するコンクリートの強度が高い場合には、図１１に示す接合構造４１０のように筒状部を有する離間部材を用いることなく、円環状に形成された離間鋼板４０を用いることも可能である。
【００３３】
＜第５実施形態＞
以下、本発明の杭と基礎躯体との接合構造の第５実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１２は、本実施形態の杭と基礎躯体と接合構造５１０を示す図である。なお、図中、上記の実施形態と同様の構成部については、同じ符号を付して説明を省略する。同図に示すように、本実施形態では、円環部３４０Ａと、円環部３４０Ａの上下いずれか一方の面（図１２では上面）に開口部３４０Ｃ沿って立設された筒状部３４０Ｂと、円環部３４０Ａの他方の面（図１２では下面）に打設されたスタッド３４１とを備える離間鋼板３４０を用いている。接合構造５１０では、筒状部３４０Ｂが基礎躯体２０を構成するコンクリート２１に埋設され、また、スタッド３４１が杭本体３０を構成するコンクリート３１に埋設されている。かかる構成によっても、基礎躯体２０に作用する水平力が離間鋼板３４０を介して杭本体３０に伝達することができ、第４実施形態と同様の効果が得られる。
【００３４】
なお、同図に示すように、緩衝材４１を設ける場合には、緩衝材４１が当接する側（図１２の例では上側）の鉛直荷重を伝達するコンクリートの断面が緩衝材４１の分だけ減るため、拘束効果が得られるように、筒状部３４０Ｂが形成された側の面が緩衝材４１が当接する側（図１２の例では上側の面）に位置するように離間鋼板３４０を埋設することが好ましい。
【００３５】
なお、上記の各実施形態では、曲げ荷重により離間鋼板の下面が杭本体３０から離間する場合について説明したが、離間鋼板の上面が基礎躯体２０から離間する場合であっても、同様の効果が得られる。
【００３６】
また、上記の各実施形態では、離間鋼板が鋼板により構成される場合について説明したが、これに限らず、ゴムシートや塩ビなどの樹脂からなる部材を用いてもよく、要するに、離間鋼板は、基礎躯体２０と杭本体３０の間で鉛直荷重を伝達可能であり、かつ、基礎躯体２０と杭本体３０の接合部に曲げ荷重が作用した際に、何れか一方と離間可能であればよい。
【００３７】
また、第４、第５実施形態では、環状の緩衝材４１を、離間鋼板の上面と当接するように基礎躯体２０の下部に埋設することとしたが、これに限らず、離間鋼板の下面と当接するように杭本体３０の上部に埋設してもよい。かかる構成によっても、上記の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３８】
第１実施形態では、離間鋼板として円環状の鋼板を用いた場合について説明したが、これに限らず、ゴムシートや塩ビなどの樹脂からなる部材を用いてもよく、要するに、離間鋼板の円環部は、基礎躯体２０と杭本体３０の間で鉛直荷重を伝達可能であり、かつ、基礎躯体２０と杭本体３０の接合部に曲げ荷重が作用した際に、何れか一方と離間可能であればよい。また、これと同様に、第２〜第５実施形態では離間鋼板の円環部が鋼板により構成される場合について説明したが、これに限らず、離間鋼板の円環部は、基礎躯体２０と杭本体３０の間で鉛直荷重を伝達可能であり、かつ、基礎躯体２０と杭本体３０の接合部に曲げ荷重が作用した際に、何れか一方と離間可能であればよい。
【００３９】
また、第２〜第５実施形態では、離間鋼板の筒状部として鋼管を用いることとしたが、これに限らず、コンクリートを拘束可能な部材であればよい。
また、第２〜第５実施形態では、離間鋼板の筒状部を円環部の中央に形成された開口に沿って立設することしたが、これに限らず、円環部の外周に沿って立設することとしてもよいし、円環部の内周と外周との中間部に立設することとしてもよく、その位置は問わない。
【００４０】
また、第３実施形態のように、円環部２４０Ａの両面に突出するように筒状部２４０Ｂ、２４０Ｃを設けられた離間鋼板２４０を用いる場合であっても、各面に設ける筒状部２４０Ｂ，２４０Ｃは、必ずしも、円環部２４０Ａの中央に形成された開口２４０Ｄの縁に沿って立設する必要はなく、円環部２４０Ａの外周の縁に沿って立設することとしてもよいし、円環部２４０Ａの内周と外周の中間に立設することとしてもよい。また、両面に設けられる筒状部２４０Ｂ、２４０Ｃの位置は同じでなくてもよい。
【００４１】
また、上記の各実施形態では、杭本体３０が断面が円形の場合について説明したが、これに限らず、断面が矩形状の杭などにも、本発明を適用することができ、この場合、離間部材は杭の断面形状に合わせて形成すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態の杭本体と基礎躯体と接合構造を示す図であり、（Ａ）は鉛直断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ´断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ´断面図である。
【図２】第１実施形態で用いる離間鋼板を示す斜視図である。
【図３】曲げ荷重が作用した状態の第１実施形態の接合構造を示す鉛直断面図である。
【図４】第２実施形態で用いる離間鋼板を示す斜視図である
【図５】第２実施形態の杭本体と基礎躯体と接合構造を示す鉛直断面図である。
【図６】第３実施形態で用いる離間鋼板を示す斜視図である
【図７】第３実施形態の杭本体と基礎躯体と接合構造を示す鉛直断面図である。
【図８】第４実施形態の杭本体と基礎躯体と接合構造を示す図であり、（Ａ）は鉛直断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ´断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ´断面図である。
【図９】第４実施形態で用いる緩衝材を示す斜視図である。
【図１０】曲げ荷重が作用した状態の第４実施形態の接合構造を示す鉛直断面図である。
【図１１】筒状部を備えていない離間鋼板を用いた場合の第４実施形態の杭本体と基礎躯体と接合構造を示す鉛直断面図である。
【図１２】第５実施形態の杭本体と基礎躯体と接合構造を示す鉛直断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０、１１０、２１０、３１０  接合構造
２０  基礎躯体
２１  コンクリート
３０  杭本体
３１  鉄筋かご
３２  コンクリート
４０、１４０、２４０、３４０  離間鋼板
１４０Ａ、２４０Ａ、３４０Ａ  円環部
１４０Ｂ，２４０Ｂ、２４０Ｃ  筒状部
１４０Ｃ、２４０Ｄ  開口
４１  緩衝材
４１Ａ  開口
４２  せん断力伝達筋
３４１  スタッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010007258.tif 000005
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図８】
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