(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存建物の基礎近傍の地盤中に２本の斜杭を平面的に略１８０度向きを変えて対称的に配置して同斜杭の杭頭部同士を連結して組杭を施工し、前記組杭の杭頭部を連結した第１フーチングを施工し、その直上位置に既存建物の基礎と一体化した第２フーチングを施工し、前記第１フーチングと第２フーチングとの間に油圧ジャッキ、サポートジャッキを略鉛直に併設し、前記油圧ジャッキにより既存建物の基礎に作用している鉛直荷重の一部あるいは全部を前記組杭の杭頭部を連結した第１フーチングを施工し、その直上位置に既存建物の基礎と一体化した第２フーチングを施工し、前記第１フーチングと第２フーチングとの間に油圧ジャッキとサポートジャッキを略鉛直に併設し、前記油圧ジャッキにより既存建物の基礎に作用している鉛直荷重の一部あるいは全部を前記組杭に盛り替え、更にその盛り替え状態を前記サポートジャッキにより固定化し、その後、前記油圧ジャッキを取り外し、前記第１フーチングと第２フーチングとの間にコンクリートを打設して前記サポートジャッキを埋め殺すことより前記組杭の杭頭部と既存建物の基礎とを荷重の伝達が可能に剛結することを特徴とする、斜杭による既存建物基礎の補強方法。
【請求項２】
既存建物の基礎はフーチングであることを特徴とする、請求項１に記載した斜杭による既存建物基礎の補強方法。
【請求項３】
既存建物の基礎は基礎梁であることを特徴とする、請求項１に記載した斜杭による既存建物基礎の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、斜杭による既存建物基礎の補強方法の技術分野に属し、更に云えば、２本の斜杭からなる組杭を使用することにより、既存建物基礎を爾後的に補強する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
杭基礎建物の場合、杭は鉛直方向の荷重（建物の重量）と水平方向の荷重（地震力）の双方を負担して耐える必要がある。１９８０年代中頃以降に建設された建物の杭基礎は、双方の荷重を考慮した構造設計がなされているが、それ以前に建設された建物の杭基礎は、水平荷重に対する設計がなされていないのが一般的で、耐震性能が低い。
【０００３】
また、地下水位が浅く緩い砂地盤は液状化現象を生じる可能性がある。液状化現象が発生すると、杭に対する地盤の抵抗は極めて小さくなるため、水平方向の荷重に対する抵抗が急激に低下することになる。この液状化現象についても、一般的には１９９０年代にならないと、その安定性の検討を行っていない。
よって、上述した年代以前の既存建物は、地震力に対する耐震性能及び液状化現象に対する安定性の見地から、その基礎を爾後的に補強することが強く要請される。
【０００４】
次に、本出願人は、杭を鉛直線に対し傾斜させて地震力等の水平力に強く抵抗する斜杭工法を案出し、▲１▼特開平７−９０８３０号公報、▲２▼特開平７−９０８６０号公報、▲３▼特開平８−１７０３４６号公報にそれぞれ斜杭式人工地盤を開示している。前記▲２▼，▲３▼の公報には、２本の斜杭を平面的に１８０度向きを変えて対称的に配置すると共に、同斜杭の杭頭部同士を連結した組杭が開示されている。
【０００５】
組杭は、図７に示したように、各斜杭１，１の軸方向抵抗力（Ｒ）に対して、Ｆ＝２Ｒｓｉｎθの式で求められる水平方向の抵抗力（Ｆ）を期待できることを応用したものである。２本の斜杭１，１を平面的に対称的配置としていることから、１対の斜杭１，１の鉛直力は逆方向の向きで相殺され、安定した架構を形成する。また、各斜杭１，１に発生する応力は引張り応力や圧縮応力が主で、組杭の構造上の特性により、曲げモーメント（近似解はＭ＝０）やせん断応力が小さいという利点がある。
【０００６】
しかし、斜杭からなる組杭を既存建物に応用し、既存建物基礎を爾後的に補強する方法に係る先行技術は特に見当たらない。
【０００７】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、２本の斜杭からなる組杭を既存建物の基礎近傍の地盤中に施工し、建物の鉛直荷重を同組杭の杭頭部にて支持させることより水平抵抗を増大させ、既存建物基礎の地震力に対する耐震性能を爾後的に向上することができ、且つ液状化現象に対する安定性を恒久的に維持することができる、斜杭による既存建物基礎の補強方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明に係る斜杭による既存建物基礎の補強方法は、既存建物の基礎近傍の地盤中に２本の斜杭を平面的に略１８０度向きを変えて対称的に配置して同斜杭の杭頭部同士を連結して組杭を施工し、前記組杭の杭頭部を連結した第１フーチングを施工し、その直上位置に既存建物の基礎と一体化した第２フーチングを施工し、前記第１フーチングと第２フーチングとの間に油圧ジャッキ、サポートジャッキを略鉛直に併設し、前記油圧ジャッキにより既存建物の基礎に作用している鉛直荷重の一部あるいは全部を前記組杭の杭頭部を連結した第１フーチングを施工し、その直上位置に既存建物の基礎と一体化した第２フーチングを施工し、前記第１フーチングと第２フーチングとの間に油圧ジャッキとサポートジャッキを略鉛直に併設し、前記油圧ジャッキにより既存建物の基礎に作用している鉛直荷重の一部あるいは全部を前記組杭に盛り替え、更にその盛り替え状態を前記サポートジャッキにより固定化し、その後、前記油圧ジャッキを取り外し、前記第１フーチングと第２フーチングとの間にコンクリートを打設して前記サポートジャッキを埋め殺すことより前記組杭の杭頭部と既存建物の基礎とを荷重の伝達が可能に剛結することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載した斜杭による既存建物基礎の補強方法において、既存建物の基礎はフーチングであることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１に記載した斜杭による既存建物基礎の補強方法において、既存建物の基礎は基礎梁であることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態及び実施例】
本発明に係る斜杭による既存建物基礎の補強方法は、通例、図１及び図２に示したように、杭４を含む既存建物２の杭基礎３のうち、該既存建物２の外周部分のフーチング３ａについて好適に実施される。但し、実施箇所は前記外周部分のフーチング３ａに限らず、既存建物２の外周部分の基礎梁３ｂについても同様に好適に実施し得る。２本の斜杭からなる組杭Ａ，Ｂは、同杭が傾いている垂直面内での抵抗力が非常に大きいという方向性を有することから、図２に示したように、建物の平面に関するＸ、Ｙの直交２方向に配置される。
【００１２】
次に、本発明の補強方法を実施する施工工程について説明する。既存建物２の外周部分に位置する各フーチング３ａの外側面近傍の地盤５を掘削し、該地盤中に２本の斜杭１，１を平面的に略１８０度向きを変えた対称的配置で構築する。そして、２本の斜杭１，１の杭頭部同士を連結して組杭Ａ，Ｂとして施工する。しかる後、前記組杭Ａ，Ｂの杭頭部と前記既存建物２のフーチング３ａとを荷重の伝達が可能に剛結する。かくして、前記２本の斜杭１，１からなる組杭Ａ，Ｂは、平面的に見ると既存建物２を取り囲むように配設される（図２）。
【００１３】
なお、各斜杭１の傾斜角度θは、地震力等の水平力に強く抵抗するように、好ましくは水平面に対し６５度ぐらいとされる。但し、傾斜角度θは前記の限りではなく、水平力に十分抵抗可能な範囲で設計される。この組杭（斜杭構造）は、地震力等の水平力に対して剛性が高いため水平変位が小さいという利点がある。また、斜杭１，１に発生する応力は引張り応力や圧縮応力が主で、組杭の構造上の特性により、曲げモーメントやせん断応力が小さいという利点がある。
【００１４】
前記組杭の杭頭部と既存建物２のフーチング３ａとを荷重の伝達が可能に剛結する手段と工程を、図３Ａ，Ｂと図４Ａ，Ｂに示した。先ず前記２本の斜杭１，１からなる組杭の杭頭部を連結した第１フーチング６を施工する。その直上位置に、既存建物２のフーチング３ａと一体化した第２フーチング７を施工し、前記第１フーチング６と第２フーチング７との間に油圧ジャッキ８とサポートジャッキ９を略鉛直に併設する（図３Ａ，Ｂ）。そして、前記油圧ジャッキ８の働きにより、既存建物２のフーチング３ａに作用している鉛直荷重の一部あるいは全部を前記組杭に盛り替え、その盛り替え状態を前記サポートジャッキ９の働きにより固定化する。その後、前記油圧ジャッキ８は取り外して回収し（図４Ａ，Ｂ）、前記第１フーチング６と第２フーチング７との間にコンクリート１０を打設して前記サポートジャッキ９を埋め殺す（図４Ａ，Ｂ参照）。コンクリート１０が強度を発現することにより剛結状態は恒久化される。図中の符号３ｂは基礎梁、符号１１は既存柱を示している。
【００１５】
既存建物２の基礎３のフーチング３ａに作用している鉛直荷重の一部あるいは全部を前記組杭に盛り替え負担させることにより、組杭は、図５に示し、［従来の技術］で説明した、Ｆ＝２Ｒｓｉｎθの式で求められる水平方向の抵抗力（Ｆ）に、更に鉛直荷重Ｗｔａｎθの大きさが加わるので、更に大きな水平抵抗力を有する組杭が実現されるのである。
【００１６】
例えば、図２中の右側から左側方向へ作用するＸ方向の水平力Ｆに対しては、Ｘ方向に配置した２本の斜杭１，１で構成する組杭Ａが効果的に抵抗し、曲げモーメントが低減された有利な支持状態を発現する。また、図２中のＹ方向へ作用する水平力Ｆ’に対しては、Ｙ方向に設置された組杭Ｂが有効に抵抗する。かくして、既存建物２の全体に作用するＸ，Ｙ２方向の水平力に対して、各々対抗する２種の組杭ＡとＢが効果的に抵抗するので、既存建物２の基礎３の地震力に対する耐震性能を爾後的に向上することができる。同様に液状化現象に対する安定性を恒久的に維持することもできるのである。
【００１７】
なお、上記実施例では、前記組杭Ａ，Ｂの杭頭部と既存建物２の基礎３とを荷重の伝達が可能に剛結する手段として、既存建物の外周部分のフーチング３ａ毎に実施しているが、この限りでなく、一つ乃至複数おきに実施しても良い。また、既存建物の外周部に実施する場合に限らず、中庭等を有する建物では、もちろん内周部分の基礎についても実施できる。更に、図２中のＸ方向、Ｙ方向の組杭Ａ，Ｂの数は、組杭を構成する斜杭１の長さや杭径、斜杭１の傾斜角度等を方向別に好適に設置することにより必ずしも同じ数でなくても良い。
【００１８】
その他、フーチング３ａの間隔が短い場合や、斜杭１の長さが長い場合には、図６Ａ，Ｂに示したように互い違いに斜杭１を配置し、斜杭同士が衝突しないように実施することも効果的である。
【００１９】
【本発明が奏する効果】
本発明の斜杭による既存建物基礎の補強方法によれば、２本の斜杭からなる組杭を既存建物の基礎近傍の地盤中に施工し、建物の鉛直荷重を同組杭の杭頭部に伝達することより、既存建物基礎の水平抵抗を増大させることができる。よって、地震力等の水平荷重に十分抵抗し、既存建物基礎の地震力に対する耐震性能を爾後的に向上することができる。と同時に液状化現象に対する安定性をも恒久的に維持することができ、信頼性の高い既存建物基礎の補強方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る斜杭による既存建物基礎の補強方法を概略的に示した正面図である。
【図２】本発明に係る斜杭による既存建物基礎の補強方法を概略的に示した平面図である。
【図３】Ａは、本発明に係る斜杭による既存建物基礎の補強方法の施工工程を示した正面図であり、Ｂは、同右側面図である。
【図４】Ａは、本発明に係る斜杭による既存建物基礎の補強方法の施工完了状態を示した正面図であり、Ｂは、同右側面図である。
【図５】本発明における２本の斜杭からなる組杭の働きを示した模式図である。
【図６】Ａは、その他の実施例に使用される組杭を示した正面図であり、Ｂは、同平面図である。
【図７】従来技術における２本の斜杭からなる組杭の働きを示した模式図である。
【符号の説明】
１      斜杭
２      既存建物
３      基礎
３ａ    フーチング
３ｂ    基礎梁
４      杭
５      地盤
６      第１フーチング
７      第２フーチング
８      油圧ジャッキ
９      サポートジャッキ
１０      コンクリート
１１      既存柱
１２      新設フーチング
【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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