(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤を掘削して掘削孔を形成し、
その掘削孔の底部に、第１コンクリート層の形成のための第１コンクリートを打設し、
その硬化前の第１コンクリート層の上面に、下部にアンカーの設けられたベースプレートを、そのベースプレートの上面を露出させて略水平に保持しかつ前記アンカーを第１コンクリート層中に埋入し、
その状態の下で第１コンクリート層を硬化させ、
第１コンクリート層の硬化後において、前記ベースプレートの上面に、下端部にプレートを固定していない柱体の該下端部を嵌合させて位置決め可能に形成された位置決め手段を上部に備えたプレートからなる位置決め体を載置し、該プレートからなる位置決め体を前記ベースプレートの上面における平面上の位置決めをして溶接によって固定し、
その後、該プレートからなる位置決め体の位置決め手段に、前記柱体の前記下端部を嵌合させて該柱体を略鉛直に保持して該プレートからなる位置決め体に該柱体の該下端部を溶接し、その状態の下で掘削孔内に、第２コンクリート層の形成のための第２コンクリートを打設し、その柱体の下端寄り部位の周囲を第２コンクリート層で固めることを特徴とする、柱体のコンクリート基礎への固定方法。
【請求項２】
前記掘削孔は、軸が略鉛直の略円柱状であることを特徴とする請求項１に記載の柱体のコンクリート基礎への固定方法。
【請求項３】
前記柱体のうち、第２コンクリート層に埋設される下端寄り部位に、横向き貫通する貫通穴が開口され、前記柱体の下端部を、前記位置決め体の位置決め手段に嵌合させて該柱体を略鉛直に保持し、第２コンクリートを打設する前に、前記貫通穴に鉄筋を串刺し状に挿通しておくことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の柱体のコンクリート基礎への固定方法。
【請求項４】
前記柱体が角パイプであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の柱体のコンクリート基礎への固定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物における構造用の柱体のコンクリート基礎への固定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軽量鉄骨構造の住宅や小規模集合住宅などの建築物の築造において、その柱体は、地盤に独立基礎を形成し、その上に、独立基礎の上面に突出するように設けられたアンカーボルトを介して固定されるというのが一般的であった。その施工は例えば次のように行われていた。すなわち、地盤を掘削して、その掘削孔内にフーチング用の配筋をして型枠を組む。そして、コンクリートを打設し、その硬化（固化）後において、型枠をばらす。次に、このフーチングの上に、立ち上がり基礎用の配筋をして型枠を組む。続いて、アンカーボルトを鉄筋に位置決めして固定し、コンクリートを打設し、その硬化後において、型枠をばらし、立上がり基礎を形成し、独立基礎を得る。
【０００３】
そして、要すれば、この独立基礎の周囲を埋め戻した後で、その上端面の上に、構造用の柱体をなす、例えば角パイプの端面を当接するようにして立てて固定する。この場合、柱体（以下、単に柱ともいう）の多くは、その下端部の端面に、同端面より大きく、周囲に複数の貫通穴の設けられた四角の鉄板（ベースプレート）を溶接したものが使用される。このような柱は、クレーンで吊り上げ、独立基礎の上端面上に突出するアンカーボルトが、その鉄板の各貫通穴に挿通されるようにして立てる。そして、その状態で鉛直を保持し、アンカーボルトにナットを締め付けることで固定するというのが一般的な施工方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来技術では、掘削後において、鉄筋を配筋して型枠を組む必要がある。また、アンカーボルトの固定のためのアンカー架台の設置を要したり、コンクリートの打設後に型枠のバラシ工程を要する。加えて、基礎周りの掘削穴の埋め戻しを要する。こうしたことから施工効率が悪かった。しかも、アンカーボルトの位置決め、固定においては、柱の位置精度に直接影響することから、高度の精度を要求されるため手間がかかる。このように、上記した基礎構造の施工では、施工手間が多く、施工効率が悪いため、工期も長くなり、ひいては、建築コストの上昇を招く要因となっていた。
【０００５】
そして、このような独立基礎構造では、基礎と柱との固定が、ボルト、ナットによる締付けにのみ依存しているため、必ずしも十分な剛節構造が得られないといった問題もあった。このため、要すれば、柱の基礎のボルト、ナットによる固定部分の周囲をコンクリートでくるむ（覆う）こともされていた。とはいえ、その基礎上面、つまり、ボルト、ナットによる締付け部と、１階の床スラブ上面が近くなるような建築構造では、そのようなコンクリートによる柱基礎のくるみはできない場合がある。というのは、建物が、地盤上面をならして鉄筋を張設して床スラブコンクリートを打設してなる建築構造においては、そのスラブ上面と床パネルとの隙間が小さく、コンクリートが床面上に露出することになるためである。
【０００６】
本発明は、上記した従来における、柱体のコンクリート基礎への固定方法の問題点を解消すべくなされたものであり、柱と基礎との高強度の固定構造を施工手間及び施工コストの増大を招くことなく得ることのできる工法を提供することをその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、地盤を掘削して掘削孔を形成し、その掘削孔の底部に、第１コンクリート層の形成のための第１コンクリートを打設し、その硬化前の第１コンクリート層の上面に、下部にアンカーの設けられたベースプレートを、そのベースプレートの上面を露出させて略水平に保持しかつ前記アンカーを第１コンクリート層中に埋入し、その状態の下で第１コンクリート層を硬化させ、第１コンクリート層の硬化後において、前記ベースプレートの上面に、下端部にプレートを固定していない柱体の該下端部を嵌合させて位置決め可能に形成された位置決め手段を上部に備えたプレートからなる位置決め体を載置し、該プレートからなる位置決め体を前記ベースプレートの上面における平面上の位置決めをして溶接によって固定し、その後、該プレートからなる位置決め体の位置決め手段に、前記柱体の前記下端部を嵌合させて該柱体を略鉛直に保持して該プレートからなる位置決め体に該柱体の該下端部を溶接し、その状態の下で掘削孔内に、第２コンクリート層の形成のための第２コンクリートを打設し、その柱体の下端寄り部位の周囲を第２コンクリート層で固めることを特徴とする。
【０００８】
このような本発明においては、地盤を掘削して掘削孔を形成した後、コンクリートの打設に当り、従来工法のように、配筋して型枠を組むことや、アンカーボルトの固定のためのアンカー架台の設置をすること、さらには、コンクリートの打設後における、型枠のバラシ工程を要しない。そして、アンカーボルトの位置決め、固定を要しないため、面倒な作業の省略化が図られることから、施工効率が極めてよい。
【０００９】
また、ベースプレートを、概略の精度で配置した後で、その上にプレートからなる位置決め体（以下、単に位置決め体という）を必要な精度で位置決めして配置し、溶接によって固定することで、平面的精度を出すこととしているため、その位置出しも簡易にしかも高精度にできる。
【００１０】
また、柱体の基部の高さは、柱体の下端面部にプレートを要しないため、柱体の下端部の切断の長さを適当に変更することで調節できる。したがって、たとえ、第１コンクリート層の表面の高さにくるいがあったとしても、容易に対処できる。そして、強度についは、柱体の基部の周囲を地盤中においてコンクリートでくるむ（コンクリート内に埋設する）形で固定できるため、十分な耐力が期待される。
【００１１】
上記手段において、前記掘削孔は、略円柱状であるとよい。このような、掘削孔は、掘削が容易のためである。
【００１２】
また、上記本発明においては、前記位置決め体の位置決め手段に、前記柱体の下端部を嵌合させて該柱体を略鉛直に保持するのに、前記位置決め体に該柱体の下端部を溶接しているため、固定が容易かつ強固にできる。アンカー体、置決め体及び柱体は、いずれも溶接の容易な鉄製とするのが好ましい。
【００１３】
そして、請求項３に記載のように、請求項１又は２に記載の柱体のコンクリート基礎への固定方法においても、前記柱体のうち、第２コンクリート層に埋設される下端寄り部位に、横向き貫通する貫通穴が開口され、前記柱体の下端部を、前記位置決め体の位置決め手段に嵌合させて該柱体を略鉛直に保持し、第２コンクリートを打設する前に、前記貫通穴に鉄筋を串刺し状に挿通しておくとよい。
【００１４】
このようにしておけば、鉄筋が、第２コンクリート層内において、横向きに突出することから、柱体の軸方向に対する抵抗或いは摩擦がその分、増大することから、柱体の沈下（パーチングシャー）の防止に有効だからである。なお、貫通穴は、複数、平面視において（上から見て）、異なる方向に設けるとよい。また、前記柱体は、建築用の柱材であればよいが、角パイプ（特に鉄製角パイプ）が好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本形態の工法を用いて施工した、柱体のコンクリート基礎構造の柱中央を通る縦断面図である。
【００１６】
本形態において柱体のコンクリート基礎構造は、柱体１の基部（下端部の埋設部分）を、地盤３に掘削して形成された円柱状の掘削孔５の内部に打設された第１コンクリート層１０と、その上の第２コンクリート層２０にて固定されている。ただし、柱体１の基部は、第２コンクリート層２０の底部に配置された位置決め体４１の位置決め手段４５に下端部を嵌合させて略鉛直に保持されている。そして位置決め体４１は、第１コンクリート層１０の上面１１に配置されたアンカー付きのベースプレート３１の上面３２に固定されている。
【００１７】
このような柱体のコンクリート基礎構造は、次のようにして施工、形成される。ただし、その前に本形態で使用する、ベースプレート３１と、位置決め体４１について説明する。図２、３に示したベースプレート３１は、例えば、平面視、略正方形の板状のプレート部（鉄板）３０と、その両側に下向きに設けられた脚部３３とからなる断面溝形（コ字状）に形成されたものである。そして、その溝３４を下にしたときにおいて、平面視におけるプレート部（鉄板）３０の周囲四辺に沿うように、その脚部３３に異形棒鋼（或いは鋼棒）が井桁状に溶接されている。この鉄筋はアンカー３６をなすものである。
【００１８】
また、図４、５に示した位置決め体４１は、例えば、正方形で一定厚さのプレート（鉄板）４０の上面４２に、例えば、鉄製のアングル片、或いは、鉄製の帯板をＬ字に曲げたＬ形片４５を４個用意し、これらを、平面視、それぞれＬ字形をなすようにし、その全体が正方形の角をなすように配置し、溶接したものである。なお、本形態では、溶接された４個のＬ形片４５が、次記するように、位置決め手段をなすものであり、例えば、柱体１に断面略正方形の角パイプを用いるとき、その角パイプの下端部の内側の四隅に４つのＬ形片４５が隙間嵌めで嵌合するように設定されている。
【００１９】
本形態の柱体のコンクリート基礎構造は次のように施工される。まず、所定の深さの略円柱状の掘削孔を掘削、形成する。これは、地盤の所定位置（築造すべき建物の柱部位）に、所定の直径で、例えば支持層（支持地盤）に達するまで、アースオーガーなどを使用して掘削、形成する。なお、掘削孔は円柱状でなくともよい。そして、図６に示したように、その掘削孔５の底部に第１コンクリート層１０用に、適量の第１コンクリートを打設する。このとき、第１コンクリート層１０の上面１１が柱体１を立設する際の基準面となるため、その設定基準面が保持される量のコンクリートを打設する。なお、掘削孔５の底部には、要すれば、図示のように所定厚さの砕石（割ぐり）７を敷き、突き固めておき、その上に第１コンクリートを打設する。
【００２０】
次に、図７に示したように、前記したベースプレート３１を、第１コンクリート層１０の硬化（固化）前に、そのアンカー３６が第１コンクリート層１０内に埋入し、プレート部３０の上面３２を露出させて略水平に保持して第１コンクリート層１０の上に配置する。このとき、ベースプレート３１は、その上面３２の高さ及び平面的配置が設計位置となるようにする。と同時に、上面３２が水平となるようにするとともに、掘削孔５の底部において、そのコンクリート層１０の上面１１に露出するようにする。
【００２１】
そして、図８、９に示したように、前記した位置決め体４１を、位置決め手段をなすＬ形片４５を上にして、つまり下部のプレート４０をベースプレート３１の上面３２に載置（配置）し固定する。このとき、平面視において、４つのＬ形片４５の中心が柱体１の中心となるように位置決めし、ベースプレート３１の上面３２に配置し、溶接で固定する。
【００２２】
次いで、所定の長さに切断され、加工された柱体１（例えば角パイプ）を縦に吊り下げ、図８、９に示したように、その柱体１の下端部を、４つのＬ形片（位置決め手段）４５の外側に嵌合させ、位置決め体４１の上面４２に鉛直に立てる。そして、その状態の下で、溶接によって柱体１の下端部の周面と、位置決め体４１のプレート４０の上面４２との隅角を適当に溶接し、一応の固定をする。なお、本形態においては、柱体１のうち、第２コンクリート層２０に埋設される下端寄り部位に、横向き貫通する貫通穴８が上下の２つの高さ位置において開口されている。ただし、２つの貫通穴８の貫通向きは、平面視、略直角に交差する方向とされている。そして、各貫通穴８には鉄筋（鋼材）９が串刺し状（貫通状）に挿通されている。
【００２３】
次に、いわば底部の第１コンクリート層１０の上に、ベースプレート３１及び位置決め体４１を介し、鉛直状に立設された柱体１の周囲に、つまり掘削孔５内に、第２コンクリートを打設し、硬化させる。こうすることで、図１に示したように、柱体１の下端寄り部位の周囲が第２コンクリート層２０で固められた、本形態の柱体のコンクリート基礎への固定が強固になされる。なお、掘削孔５内に打設する第２コンクリート層２０の上面２１は、地盤３面よりやや低位となるようにする。
【００２４】
このような本発明の柱体のコンクリート基礎への固定方法においては、地盤３を掘削して掘削孔５を形成した後のコンクリートの打設に当り、従来のように、基礎のための型枠工事が不要となる。また、コンクリートの打設後における型枠のバラシを要しないし、現場での配筋や、アンカー架台の設置などの作業は不要となる。したがって、その分、施工の簡易迅速化が図られる。また、ベースプレート３１を、概略の精度で配置した後で、その上に位置決め体４１を必要な精度で位置決めして配置し、溶接によって固定することで、平面的な位置精度を出すことができるため、必要な施工精度を簡易、迅速に得られる。
【００２５】
さらに、柱体１の下端部寄り部位を第２コンクリート層２０で埋設する形で固定できることから、柱に対する曲げモーメントに対しては、その耐力も大きい。なお、本発明では、アンカーボルトの位置決め、固定に代わる、ベースプレート３１及び位置決め体４１の固定を要するが、これらは、別途、工場生産しておくことができる。しかも、その現場での作業は、上記したように容易である。加えて、柱体１の下端部には従来におけるようなプレートの溶接を要しないことから、その加工手間を低減できる。つまり、本形態では、下端部は切断面（切断し放しのまま）でもよいことから、その調製が容易となる。その結果、たとえ、基礎上面レベルの狂いが出ても、柱体１の長さ、つまり下端部の切断の長さにおいても調節できるため、高さの位置のくるいに対する対応が容易である。こうしたことから、本発明によれば、その施工手間が従来のそれに比べて極めて小さく、施工性の向上及び施工コストの大幅な低減が図られる。
【００２６】
なお、本形態では、棒状の鉄筋９を串刺し状にしていることから、それが支持作用をなすので、第２コンクリート層２０内における、柱体１の軸方向（上下方向）に対する抵抗ないし摩擦が増大することから、柱体１の沈下（パーチングシャー）の防止にも有効である。
【００２７】
前記形態において、掘削孔５は、平面視（横断面）円形のものとしたため、オーガーなどで、容易に掘削できるが、本発明において掘削孔５は、別段、平面視、円形でなくともよい。
【００２８】
なお、前記形態では、下部にアンカーの設けられたベースプレート３１として、平面視、略正方形の板状のプレート部３０と、その両側に下向きに設けられた脚部３３とからなる断面溝形（コ字状）に形成され、その溝を下にしたときにおいて、周囲の四辺に沿うように、その脚部３３に棒状の鉄筋３６が井桁状に溶接されたものとした。しかし、下部にアンカーの設けられたベースプレートは、例えば図１０、１１に示したように、平坦な方形鉄板５０の下面の四隅寄り部位に、例えば棒材をＬ形に折り曲げ曲げ形成したアンカー５６を溶接などにより一体化したものでもよい。つまり、本発明において使用するベースプレートは、その上面を露出させて略水平に保持しかつアンカーを第１コンクリート層中に埋入できる構造のものであればよい。ベースプレートに、第１コンクリート層中に埋入できるアンカーが付いたものであれば適宜の構造のものとして具体化できる。
【００２９】
さらに、位置決め体についても、前記形態におけるものに限定されるものではない。すなわち位置決め体はベースプレートの上面に固定でき、柱体の下端部を嵌合させて位置決め可能に形成されたものであり、プレートからなるものであれば、各種の構造のものとして具体化できる。また、図示はしないが、前記形態では柱体が位置決め片４５に外嵌されていたのに対し、柱体が位置決め片４５に内嵌されるようにしてもよい。つまり、プレート４０の上に、位置決め片４５を、柱体（等辺の角パイプ）の下端部の外周面を包囲し、その外周面に当接するように立設、固定してもよい。
【００３０】
なお、柱体は、前記形態では横断面、略正方形の角パイプとしたが、矩形の角パイプでもよいし、溝形鋼であってもよい。また、いずれの横断面形状の柱とする場合でも、上記のように鉄筋などのを串刺し状とておくとよい。ただし、これに代えて、第２コンクリート層内に埋め戻される、柱体の下端寄り部位の周面が、凹凸をなすように、鉄板、鉄棒などの鉄片を溶接などしておいてもよい。第２コンクリート層内において、柱体の軸方向に対する抵抗ないし摩擦が増大するためである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、施工手間及び施工コストの増大を招くことなく、高強度の、柱体のコンクリート基礎への固定構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本形態の工法を用いて施工した、柱体のコンクリート基礎構造の柱中央を通る縦断面図。
【図２】  図１の施工に使用するベースプレートの側面図。
【図３】  ベースプレートの平面図。
【図４】  図１の施工に使用する位置決め体の側面図。
【図５】  位置決め体の平面図。
【図６】  図１の施工を説明する縦断面図。
【図７】  図１の施工を説明する縦断面図。
【図８】  図１の施工を説明する縦断面図。
【図９】  図８の平面図。
【図１０】  ベースプレートの別形態を示す側面図。
【図１１】  図１０の平面図。
【符号の説明】
１  柱体
３  地盤
５  掘削孔
１０  第１コンクリート層
１１  第１コンクリート層の上面
２０  第２コンクリート層
３１  ベースプレート
３２  ベースプレートの上面
３６  アンカー
４１  位置決め体
４５  Ｌ形片（位置決め手段）
【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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【図１０】
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【図１１】
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