(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎杭と上部構造の柱脚部とを直接接続するための構造であって、
前記基礎杭の杭頭面が少なくとも地表高さよりも低い位置に設置され、該杭頭面上にベースプレートが固定され、該ベースプレート上に前記柱脚部が接合され、
前記杭頭面には、アンカーボルトが打設され、該アンカーボルトの突出上端部にナットが螺着されるとともに、前記ベースプレートが、該突出上端部を該ベースプレートに設けた孔部の内部に挿通させた状態で、前記ナットの上方に配置され、前記ベースプレートと前記杭頭面との間に、グラウト材が充填されていることを特徴とする基礎杭と柱脚部との接合構造。
【請求項２】
請求項１記載の基礎杭と柱脚部との接合構造であって、
前記基礎杭は、その下部が場所打ちコンクリート杭により形成されるとともに、その少なくとも上端部が鋼管コンクリート杭により形成されていることを特徴とする基礎杭と柱脚部との接合構造。
【請求項３】
請求項２記載の基礎杭と柱脚部との接合構造であって、
前記柱脚部を囲むように鉄筋かごが設けられるとともに、該鉄筋かごにコンクリートが打設されることにより、前記柱脚部がコンクリート内に埋設された構成とされ、
前記鉄筋かごを構成する主筋の下端部は、前記鋼管コンクリート杭を形成する鋼管の上端縁に溶接されていることを特徴とする基礎杭と柱脚部との接合構造。
【請求項４】
基礎杭と上部構造の柱脚部とを直接接続する接合構造を構築するための方法であって、
前記基礎杭を、その杭頭面が少なくとも地表高さよりも低く位置するように設置し、該杭頭面上にベースプレートを固定し、該ベースプレート上に前記柱脚部を固定することにより、前記上部構造の柱を前記基礎杭上に立設し、
前記ベースプレートを前記杭頭面上に固定する工程は、前記杭頭面にアンカーボルトを打設し、該アンカーボルトの突出上端部にナットを螺着し、該突出上端部における該ナットが螺着された位置の上方の部分を、前記ベースプレートに設けられた孔部に挿通し、前記ナットの位置を調整することにより、前記ベースプレートのレベル調整を行い、しかる後に、前記ベースプレートと前記杭頭面との間にグラウト材を充填することにより、前記ベースプレートを前記杭頭面上に固定することを特徴とする基礎杭と柱脚部との接合構造の構築方法。
【請求項５】
請求項４記載の基礎杭と柱脚部との接合構造の構築方法であって、
前記柱脚部を前記ベースプレート上に固定した後に、前記柱脚部を囲むように鉄筋かごを前記杭頭面に固定した状態で配置し、しかる後に、前記鉄筋かごに対して型枠を施工した後コンクリートを打設することにより、前記柱脚部をコンクリート内に埋設することを特徴とする基礎杭と柱脚部との接合構造の構築方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の基礎杭と柱脚部との接合構造の構築方法であって、
前記ベースプレート上に前記柱脚部を固定するに際しては、前記上部構造を構成する架構を、あらかじめ別位置において組み立てておき、該架構を前記基礎杭が設置された位置に搬送し、前記ベースプレート上に前記柱脚部が位置するように前記架構を載置することを特徴とする基礎杭と柱脚部との接合構造の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビル等の建物における上部構造の柱脚部を基礎杭に対して直接接続するための接合構造およびその構築方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ビル等の建物においては、杭基礎等の基礎構造上に、フーチングおよび地中梁を介して上部構造が支持された構成となっている。
ところで、近年、杭基礎上に直接柱を接続して上部構造を支持させる構法が採用されるようになってきている。この構法によれば、フーチング・地中梁を省略することができ、大幅なコストダウンおよび工期短縮を図ることができる。
【０００３】
このように杭基礎と柱とを直接接続する場合の接合部の構造の例を図７に示す。図７に示す構造においては、場所打ちコンクリート杭１０１の主筋１０２が、上端１０２ａが杭頭１０３より突出状態となるように配置されるとともに、これら上端１０２ａにフープ筋１０４が取り付けられた構成とされる。そして、主筋１０２の上端１０２ａとフープ筋１０４とからなる鉄筋かご１０５を囲むように補強鋼管１０６を配置するとともに、杭頭１０３上における鉄筋かご１０５の内方の位置に柱１０７を立設し、この状態において補強鋼管１０６内にコンクリートＣを打設することにより、場所打ちコンクリート杭１０１と柱１０７との接合構造１０８が構築されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に示した接合構造１０８においては、柱１０７の下端部を地中においてコンクリートに埋設することにより杭頭１０３に固定する必要があり、必ずしも施工性が良好であるとは言えなかった。また、作用する曲げ応力が大きくなる場合には、主筋１０２の本数を多くする必要があるが、このような場合には、施工性の低下がより一層顕著なものとなっていた。
【０００５】
さらに、上部構造の一部または全部をあらかじめ組み立てておいて現場に搬入・設置する構法を採用しようとする場合、上述の接合構造１０８においては、地中における鉄筋かご１０５の内方に柱１０７の下端部を挿入することが困難となり、このような構法を採用する上でのネックとなっていた。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、柱の立設作業を容易に行うことのできるような基礎杭と柱脚部との接合構造およびその構築方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明においては以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の発明は、基礎杭と上部構造の柱脚部とを直接接続するための構造であって、
前記基礎杭の杭頭面が少なくとも地表高さよりも低い位置に設置され、該杭頭面上にベースプレートが固定され、該ベースプレート上に前記柱脚部が接合され、
前記杭頭面には、アンカーボルトが打設され、該アンカーボルトの突出上端部にナットが螺着されるとともに、前記ベースプレートが、該突出上端部を該ベースプレートに設けた孔部の内部に挿通させた状態で、前記ナットの上方に配置され、前記ベースプレートと前記杭頭面との間に、グラウト材が充填されていることを特徴としている。
【０００８】
このような構成により、柱を立設する際に、柱脚部を地中においてコンクリートに埋設する必要が無くなる。
【００１２】
また、ナットの位置を調整することにより、ベースプレートの位置を容易に調整できる。また、ベースプレートに作用する柱軸力をグラウト材を介して杭頭面に伝達することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の基礎杭と柱脚部との接合構造であって、
前記基礎杭は、その下部が場所打ちコンクリート杭により形成されるとともに、その少なくとも上端部が鋼管コンクリート杭により形成されていること特徴としている。
【００１４】
このような構成により、杭頭部の曲げ耐力を確保することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の基礎杭と柱脚部との接合構造であって、
前記柱脚部を囲むように鉄筋かごが設けられるとともに、該鉄筋かごにコンクリートが打設されることにより、前記柱脚部がコンクリート内に埋設された構成とされ、
前記鉄筋かごを構成する主筋の下端部は、前記鋼管コンクリート杭を形成する鋼管の上端縁に溶接されていることを特徴としている。
【００１６】
このような構成により、柱脚部を杭頭部に対して強固に固定することができるとともに、柱脚部の耐力を確保するための配筋工事を柱脚部接合後に行うことが可能となる。
【００１７】
請求項４記載の発明は、基礎杭と上部構造の柱脚部とを直接接続する接合構造を構築するための方法であって、
前記基礎杭を、その杭頭面が少なくとも地表高さより低く位置するように設置し、該杭頭面上にベースプレートを固定し、該ベースプレート上に前記柱脚部を固定することにより、前記上部構造の柱を前記基礎杭上に立設し、
前記ベースプレートを前記杭頭面上に固定する工程は、前記杭頭面にアンカーボルトを打設し、該アンカーボルトの突出上端部にナットを螺着し、該突出上端部における該ナットが螺着された位置の上方の部分を、前記ベースプレートに設けられた孔部に挿通し、前記ナットの位置を調整することにより、前記ベースプレートのレベル調整を行い、しかる後に、前記ベースプレートと前記杭頭面との間にグラウト材を充填することにより、前記ベースプレートを前記杭頭面上に固定することを特徴としている。
【００１８】
このような構成により、地中に柱脚部を挿入することなく、杭頭部に対して柱脚部を接合することができる。
【００２０】
また、ベースプレートを、その水平度を調整した状態で杭頭面に対して固定することができる。
【００２１】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の基礎杭と柱脚部との接合構造の構築方法であって、
前記柱脚部を前記ベースプレート上に固定した後に、前記柱脚部を囲むように鉄筋かごを前記杭頭面に固定した状態で配置し、しかる後に、前記鉄筋かごに対して型枠を施工した後コンクリートを打設することにより、前記柱脚部をコンクリート内に埋設することを特徴としている。
【００２２】
このような構成により、柱脚部の曲げ耐力を確保するための配筋・型枠・コンクリート打設作業を柱脚部の接合後に行うことができる。
【００２３】
請求項６記載の発明は、請求項４または５に記載の基礎杭と柱脚部との接合構造の構築方法であって、
前記ベースプレート上に前記柱脚部を固定するに際しては、前記上部構造を構成する架構を、あらかじめ別位置において組み立てておき、該架構を前記基礎杭が設置された位置に搬送し、前記ベースプレート上に前記柱脚部が位置するように前記架構を載置することを特徴としている。
【００２４】
このような構成により、短期間で建物の施工が可能となるとともに、その場合の施工の障害が少ない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図５は、本発明の一実施の形態である基礎杭と柱脚部との接合構造１が適用された建物２の要部を拡大して示した図である。
【００２６】
図中に示すように、建物２は、基礎杭３上に上部構造４を立設した構成とされている。上部構造４は、鉄骨架構として形成されたものであり、工場等においてブロック化されて製作されるとともに、自走式台車５により運搬されることにより、現場、すなわち、基礎杭３の設置対象位置に搬入され、設置されるようになっている。
また、接合構造１は、基礎杭３の杭頭部６に対して、鉄骨材により形成された上部構造４の柱７の柱脚部８を直接接続する構成となっている。
【００２７】
また、基礎杭３は、図６に示すように、その下部が場所打ちコンクリート杭９により形成されるとともに、その上端部が、鋼管コンクリート杭１０として形成されている。
【００２８】
図３は、接合構造１を拡大して示す図である。図中に示すように、基礎杭３の杭頭面３ａは、地表Ｇｓよりも低く位置するように設置されている。また、この杭頭面３ａには、ベースプレート１１が固定されており、このベースプレート１１に対して鉄骨材により形成された柱脚部８が接合された構成となっている。また、ベースプレート１１と杭頭面３ａとの間には、グラウト材１２が充填されている。
【００２９】
この接合構造１におけるベースプレート１１の近傍を図１および図２に拡大して示す。図１に示すように、杭頭面３ａには、アンカーボルト１３が打設されており、このアンカーボルト１３における杭頭面３ａから突出する突出上端部１３ａにナット１４が螺着され、さらに、ナット１４の上方にベースプレート１１が設置された構成となっている。
【００３０】
ベースプレート１１は、図２に示すように、平面視矩形に形成されるとともに、その四隅に孔部１５を備えた構成となっており、アンカーボルト１３の突出上端部１３ａは、この孔部１５の内部に挿通される。
【００３１】
一方、柱脚部８は、角型鋼管からなる鉄骨材１６により形成されており、鉄骨材１６の下端部には、上部ベースプレート１７が溶接接合された構成となっている。そして、この上部ベースプレート１７と、杭頭部６に固定されたベースプレート１１とが、ボルト１８により結合されることにより、ベースプレート１１に対して柱脚部８が接合されている。
【００３２】
また、図１に示すように、杭頭面３ａにおけるベースプレート１１の下方の位置には、定着鉄筋１９が配置されている。一方、ベースプレート１１の下面には、スタッドボルト２０が突出状態に設けられている。これにより、ベースプレート１１が杭頭面３ａに対してグラウト材１２を介して強固に固定されるようになっている。
【００３３】
また、図３に示したように、柱脚部８の周囲には、鉄筋かご２２が設置されている。そして、この鉄筋かご２２に対してコンクリートＣが打設されることにより、柱脚部８がコンクリートＣに埋設された状態で接合構造１が形成されるようになっている。
【００３４】
さらに、鉄筋かご２２を構成する主筋２３の下端部２３ａは、鋼管コンクリート杭１０を構成する鋼管２４の上端縁に対して固定されている。図４に、主筋２３の下端部２３ａと鋼管２４との接合部の構成を拡大して示す。図４に示すように、鋼管２４の上端縁２４ａの周囲には、溶接プレート２５が溶接固定されており、溶接プレート２５の上面２５ａと鋼管２４の上端縁２４ａとがフェーシング加工により、同一面２６を構成するように成形されている。そして、この同一面２６に対して主筋２３の下端部２３ａが溶接されることにより、主筋２３の下端部２３ａが鋼管コンクリート杭１０の鋼管２４に対して固定されるようになっている。
【００３５】
次に、この接合構造１の構築方法について説明する。これには、まず、図３に示したように、基礎杭３を、その杭頭面３ａが地表Ｇｓよりも低く位置するように設置しておく。この際、鋼管コンクリート杭１０内部のコンクリートＣが硬化する以前に、杭頭面３ａにアンカーボルト１３を埋込しておくとともに、アンカーボルト１３によって囲まれた位置に対して定着鉄筋１９を埋込しておく。また、その一方で、工場等において上部構造４をブロック化して製作しておく。
【００３６】
そして、鋼管コンクリート杭１０のコンクリートＣが硬化した後に、杭頭面３ａ上にベースプレート１１を固定する。これには、まず、アンカーボルト１３の突出上端部１３ａにナット１４を螺着する。さらに、その上方にベースプレート１１を配置して、ベースプレート１１の孔部１５内にアンカーボルト１３の突出上端部１３ａを挿通させることにより、ナット１４が螺着された位置の上方にベースプレート１１を設置する。
【００３７】
次に、ナット１４の位置を上下調整することにより、ベースプレート１１のレベル調整を行う。そして、このようにレベル調整が行われたベースプレート１１と杭頭面３ａとの間にグラウト材１２を充填することにより、ベースプレート１１を杭頭面３ａに対して固定する。
【００３８】
このように杭頭面３ａにベースプレート１１を固定し、さらに、グラウト材１２が硬化したら、工場等において製作しておいた上部構造４を図５に示したように自走式台車５を用いて現場に搬入し、さらに、杭頭面３ａ上に上部構造４の柱脚部８が位置するように上部構造４をジャッキダウンすることにより上部構造４を載置する。さらに、この柱脚部８の上部ベースプレート１７を、ボルト１８を用いてベースプレート１１に対して固定する。
【００３９】
さらに、柱脚部８を囲むように鉄筋かご２２を配置する。これには、図４に示したように、鋼管コンクリート杭１０を構成する鋼管２４の上端縁２４ａの外周に溶接プレート２５を固定するとともに、これら上端縁２４ａおよび溶接プレート２５の上端縁２５ａが形成する同一面２６に主筋２３を立設し溶接する。そして、これら主筋２３に対して図３のようにフープ筋２７を設置するようにする。
【００４０】
さらに、鉄筋かご２２に対して型枠を施工した後、コンクリートＣを打設することにより、柱脚部８をコンクリート内に埋設して接合構造１を形成する。さらにその後、上部構造４の仕上げ施工を行うことにより、建物２を完成させることができる。
【００４１】
上述の接合構造１およびその構築方法においては、基礎杭３の杭頭面３ａを地表Ｇｓよりも低い位置に設置するとともに、この杭頭面３ａにベースプレート１１を固定し、ベースプレート１１上に上部構造４の柱脚部８を直接接合した構成となっているために、従来と異なり、柱７を立設する際に、柱脚部８を地中においてコンクリートに埋設して固定する必要が無くなる。これにより、柱７の立設作業を容易化して、建物２の施工性を向上させることができる。
【００４２】
さらに、この場合、柱脚部８が、鉄骨材により形成されているため、柱脚部８を容易にベースプレート１１に対して接合することができ、施工性がよい。また、これにより、上部構造２を鉄骨架構とした場合に良好に適用が可能であり、特に、本実施の形態のように上部構造２を工場製作するような場合において、接合構造１を良好に適用できる。したがって、建物２の工期短縮に貢献することが可能となる。
【００４３】
また、この接合構造１およびその構築方法においては、杭頭面３ａに、アンカーボルト１３を打設し、アンカーボルト１３の突出上端部１３ａにナット１４を螺着するとともに、ベースプレート１１を、突出上端部１３ａが孔部１５の内部に挿通された状態で、ナット１４の上方に配置するようにしたために、ナット１４の上下位置を調整することにより、ベースプレート１１のレベルを容易に調整することが可能となり、これにより、容易に柱７の設置精度を確保することができる。また、この場合、ベースプレート１１と杭頭面３ａとの間に、グラウト材１２が充填されるために、ベースプレート１１に作用する柱軸力を良好に杭頭面３ａに伝達することができ、簡易な施工により、安定性の高い構造を実現することができる。
【００４４】
また、この接合構造１においては、基礎杭３が、その下部が場所打ちコンクリート杭９により形成されるとともに、その上端部が鋼管コンクリート杭１０により形成された構成となっているために、杭頭部６の曲げ耐力を確保することができ、この場合に、従来と異なり、杭主筋を多数配置するような必要が無く、施工性にも配慮できる。
【００４５】
さらに、上述の接合構造１においては、柱脚部８を囲むように鉄筋かご２２が設けられるとともに、鉄筋かご２２にコンクリートＣが打設されることにより、柱脚部８がコンクリートＣ内に埋設された構成とされており、なおかつ、鉄筋かご２２の主筋２３の下端部２３ａが、鋼管コンクリート杭１０を形成する鋼管２４の上端縁２４ａに溶接された構成となっているために、柱脚部８を杭頭部６に対して強固に固定することができ、さらに、これらを一体化してその曲げ耐力を確保することができる。これにより、安定性の高い構造を実現することができる。また、この場合、鉄筋かご２２の配筋工事を柱７の立設作業後に行うことが可能であるために、施工の容易化を図ることができ、構造安定性と施工性とを両立させることが可能となる。
【００４６】
また、上述の接合構造１の構築方法においては、柱脚部８をベースプレート１１上に固定した後に、その周囲に鉄筋かご２２を配置し、その後、鉄筋かご２２に対して型枠を施工した後、コンクリートＣを打設するようにしたために、従来と異なり、柱脚部８の曲げ耐力を確保するための配筋・型枠・コンクリート打設作業を、柱７の立設作業後に行うことが可能となり、柱７の立設作業および鉄筋の配筋作業を従来に比較して大幅に容易化することが可能となる。
【００４７】
さらに、上述の接合構造１の構築方法においては、ベースプレート１１上に柱脚部８を固定するに際して、上部構造４を構成する鉄骨架構を、あらかじめ工場において組み立てておき、この鉄骨架構を基礎杭３が設置された位置に搬送し、ベースプレート１１上に柱脚部８が位置するように鉄骨架構を地上にジャッキダウンするようになっているために、短期間で建物２の施工が可能となる。また、この際、杭頭面３ａが地上に突出しないために、自走式台車５を用いて鉄骨架構を搬送する際の障害が少なく、しかも、柱脚部８を地中に埋設する必要がないために、鉄骨架構のジャッキダウンを容易に行うことができる。
【００４８】
なお、上記実施の形態において、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、建物２の構造、あるいは、その構法等について他の構成を採用するようにしてもよい。例えば、上記実施の形態において、上部構造４は必ずしも工場製作される必要はなく、現場において施工されるものであってもよい。
また、上記実施の形態において、杭頭面３ａの位置は、地表Ｇｓ上であっても、自走式台車５の走行に支障のない程度であれば、若干突出していてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る基礎杭と柱脚部との接合構造および請求項４に係るその構築方法においては、柱を立設する際に、柱脚部を地中においてコンクリートに埋設する必要が無く、柱の立設作業を容易化して、建物の施工性を向上させることができる。
【００５１】
また、ナットの位置を調整することにより、ベースプレートのレベルを容易に調整することが可能となり、これにより、容易に柱の設置精度を確保することができる。また、ベースプレートと杭頭面との間に、グラウト材を充填するようにしたために、ベースプレートに作用する柱軸力を良好に杭頭面に伝達することができ、簡易な施工により、安定性の高い構造を実現することができる。
【００５２】
請求項２に係る基礎杭と柱脚部との接合構造においては、基礎杭の下部が場所打ちコンクリート杭により形成されるとともに、その上端部が鋼管コンクリート杭により形成された構成となっているために、杭頭部の曲げ耐力を確保することができ、従来と異なり、杭主筋を多数配置するような必要が無く、施工性がよい。
【００５３】
請求項３に係る基礎杭と柱脚部との接合構造においては、柱脚部を杭頭部に対して強固に固定することができ、さらに、これらを一体化してその曲げ耐力を確保することができるため、安定性の高い構造を実現することができる。また、この場合、鉄筋かごの配筋工事を柱立設後に行うことができるために、施工の容易化を図ることができ、構造安定性と施工性とを両立することが可能となる。
【００５４】
請求項５に係る基礎杭と柱脚部との接合構造の構築方法においては、柱脚部をベースプレート上に固定した後に、その周囲に鉄筋かごを配置し、その後、鉄筋かごに対して型枠を施工した後、コンクリートを打設するようにしたために、従来と異なり、柱脚部の曲げ耐力を確保するための配筋・型枠・コンクリート打設作業を、柱脚部設置後に行うことが可能となり、柱の立設作業および鉄筋かごの配筋作業を従来に比較して大幅に容易化することが可能となる。
【００５５】
請求項６に係る基礎杭と柱脚部との接合構造の構築方法においては、上部構造を構成する架構を、あらかじめ別位置において組み立てておき、この架構を基礎杭が設置された位置に搬送して、ベースプレート上に柱脚部が位置するように架構を載置するようになっているために、短期間で建物の施工が可能となる。また、この際、杭頭面が地上に突出しないために、架構を搬送する際の障害が少なく、しかも、柱脚部を地中に埋設する必要がないために、架構を容易に載置することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】   本発明の一実施の形態である基礎杭と柱脚部との接合構造において用いられたベースプレートの近傍の状況を拡大して示す立断面図である。
の断面図である。
【図２】   図１におけるＩ−Ｉ線矢視断面図である。
【図３】   図１，２に示した基礎杭と柱脚部との接合構造の全体を示す立断面図である。
【図４】   図３において鉄筋かごの主筋と鋼管との接合部を拡大して示した立断面図である。
【図５】   本発明が適用された建物の部分拡大立断面図である。
【図６】   本発明が適用された建物における基礎杭を拡大して示す立断面図である。
【図７】   従来の杭基礎と柱との接合構造を拡大して示す立断面図である。
【符号の説明】
１  接合構造
２  建物
３  基礎杭
３ａ  杭頭面
４  上部構造
６  杭頭部
７  柱
８  柱脚部
９  場所打ちコンクリート杭
１０  鋼管コンクリート杭
１１  ベースプレート
１２  グラウト材
１３  アンカーボルト
１３ａ  突出上端部
１４  ナット
１５  孔部
１６  鉄骨材
１９  定着鉄筋
２２  鉄筋かご
２３  主筋
２３ａ  下端部
２４  鋼管
２４ａ  上端部
【図１】
0003671344.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003671344.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003671344.tif 000008