(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に打設された杭の頭部に摩擦力の少ない金属板とその上に弾性体を載置した状態で、この杭の頭部に減震金具を被せ、前記減震金具の周壁と杭の周囲との間に円筒状の弾性体を組み込み、前記杭と減震金具の周壁を径方向に貫通するボルトで結合し、前記減震金具を介して地上構造物を杭で支持し、杭から地上構造物に伝わる地震力を弾性体で減免させるようにした杭頭部の減震工法。
【請求項２】
杭の頭部に載置する摩擦力の少ない金属板及びその上に載置する円板状の弾性体と、前記弾性体の上に重なる天板の下部に筒状の周壁を設けて形成され、杭の頭部に被せる減震金具と、この減震金具の周壁と杭の周囲との間に配置する円筒状の弾性体と、前記杭と減震金具を結合するため、杭と減震金具の周壁を径方向に貫通するボルトで形成されている杭頭部の減震装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、土木、建築工事における基礎杭の杭頭部での減震工法と減震装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地中に打設して地上構造物を支持する基礎杭の機能は、常時の鉛直荷重を支える他に、地震時の水平力に耐え、上部地上構造物を安全に支持することが大切である。
【０００３】
地震力は、杭及び建物基礎の接地面から地上構造物に入力されるが、基礎底や基礎の側面及び基礎杭から入力される水平力は、免震、制震などによって緩和され易いが、杭頭部から地上構造物に入力される地震力はその処理が難しいとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
地震時の巨大な水平動、垂直動に対処するために、地上構造物又は杭の耐震性能を向上させる設計をするとか、最近では種々の装置を駆使した免震工法や制震工法が多用されている。
【０００５】
例えば、免震工法や制震工法として、杭頭部に油圧装置や球座方式、ピン方式等を採用した工法も散見されるが、何れにしても多額の工費と長い工期が必要になるという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明は、基礎杭から地上構造物に入力される地震力を、水平動と鉛直動の何れの方向に対しても減免させることができる杭頭部の減震工法と減震装置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】
上記のような課題を解決するため、工法の発明は、地中に打設された杭の頭部に摩擦力の少ない金属板とその上に弾性体を載置した状態で、この杭の頭部に減震金具を被せ、前記減震金具の周壁と杭の周囲との間に円筒状の弾性体を組み込み、前記杭と減震金具の周壁を径方向に貫通するボルトで結合し、前記減震金具を介して地上構造物を杭で支持し、杭から地上構造物に伝わる地震力を弾性体で減免させるようにした構成を採用したものである。
【０００８】
また、装置の発明は、杭の頭部に載置する摩擦力の少ない金属板及びその上に載置する円板状の弾性体と、前記弾性体の上に重なる天板の下部に筒状の周壁を設けて形成され、杭の頭部に被せる減震金具と、この減震金具の周壁と杭の周囲との間に配置する円筒状の弾性体と、前記杭と減震金具を結合するため、杭と減震金具の周壁を径方向に貫通するボルトで形成されている構成を採用したものである。
【０００９】
地中に打設した基礎杭は、鋼製又はコンクリート製の中空となる杭を用い、その杭頭に嵌合させた減震金具と地上構造物の基礎を鉄筋を介して結合し、地震発生時の杭の水平方向の揺れは、円筒状の弾性体が伸縮することによって吸収し、円板状の弾性体と金属板の間が水平にスライドすることで、地上構造物に水平方向の揺れが伝わらないようにする。
【００１０】
また、地震発生時の杭の上下方向の揺れは、円板状の弾性体が伸縮することによって吸収し、地上構造物に上下方向の揺れが伝わらないようにすることになり、上記減震金具は念のために、杭にルーズに結合されている。
【００１１】
【発明の実施形態】
以下、この発明の実施形態を図示例と共に説明する。
【００１２】
図示のように、この発明の杭頭部の減震装置１は、地中に打設した杭２の頭端に摩擦力の少ない金属板３を載置し、この杭２の頭部に減震金具４を嵌合し、上記減震金具４の内部で上記金属板３との間に円板状の弾性体５と、杭２の周囲との間に円筒状の弾性体６をそれぞれ組み込み、上記減震金具４を杭２にルーズに結合した構造になっている。
【００１３】
上記杭２は、鋼製又はコンクリート製の中空杭を用い、地中に打設して地上構造物の基礎杭となり、また、杭２の上端に載置した金属板３は、摩擦力の少ない鋼板やステンレス等の金属を用い、杭２と略同径か少し大径の円板状に形成されている。
【００１４】
また、減震金具４は、杭２の外径に対して所定の隙間を保って外嵌する筒状の周壁７と、この周壁７の上端を閉鎖する天板８とでキャップ状に形成され、この減震金具４の内部には、周壁７の内周に円筒状の弾性体６が、天板８の内面には円板状の弾性体５がそれぞれ設けられ、両弾性体５、６は減震金具４に対して接着固定するようになっている。
【００１５】
上記円筒状の弾性体６及び円板状の弾性体５は、硬質のゴムや同効の弾性材料を用いて形成し、減震金具４を杭２の頭部に外嵌した状態で、円筒状の弾性体６の内径が杭２の頭部外周に嵌合し、円板状の弾性体５が金属板３と天板８との間に介在することになる。
【００１６】
ここで、打設された杭２の杭頭レベルは、設計高さに設定する必要があるが、杭頭レベルは上下の誤差がどうしても生じることになり、従って、杭頭レベルの上下の誤差を吸収するため、円板状の弾性体５を上記誤差に対応した厚みに設定したものを選択して使用できる設計とし、杭２に嵌合した減震金具４の上端面が正確な設計高さに設定することができるようになっている。
【００１７】
また、円筒状の弾性体６及び円板状の弾性体５は、杭２の設計支持力と予想される地震力に対応するため、その強度や厚みの他、ヤング係数、５％変形応力度などについて設定された弾性が選ばれることになる。
【００１８】
上記減震金具４の周囲には、地上構造物の基礎９と緊結するため、必要径及び必要本数のアンカー筋１０が溶接されている。
【００１９】
また、杭２の設計時には、地震時に減震金具４と杭２の間において、杭２の引抜力が作用しないような構造設計を行うものとするが、念のために杭２に対して減震金具４をルーズに結合している。
【００２０】
このルーズな結合構造は、杭２の頭部と減震金具４の周壁７及び円筒状の弾性体６とに、杭２の軸心と交差する横孔１１、１２、１３を連通状に設け、この横孔１１、１２、１３に必要な直径のボルト１４を挿通したものであるが、減震金具４の横孔１１は、地震による水平動と上下動を受けることを考え、ボルト１４の直径よりも大径のルーズな横孔になっている。
【００２１】
この発明の減震装置は、上記のような構成であり、地中に杭２を打設した後、杭２の頭部外周に円筒状の弾性体６を外嵌し、杭２の頭端に金属板３を載置してその上に円板状の弾性体５を重ね、この状態で減震金具４を、円筒状の弾性体６及び円板状の弾性体５に対して被せることで、杭２の頭部に外嵌状に取付け、円筒状の弾性体６と減震金具４の周壁７及び円板状の弾性体５と減震金具４の天板８の重なり面を、塗布した接着剤により固定化する。
【００２２】
上記減震金具４と弾性体６及び杭２に設けた横孔１１、１２、１３にボルト１４を挿通し、杭２に対して減震金具４をルーズに結合した後、杭頭の上部に地上構造物の基礎９を構築し、減震金具４の上部を基礎９内に埋設状とすると共に、減震金具４に溶接したアンカー筋１０で減震金具４と基礎９を緊結する。
【００２３】
このように、杭２の頭部に両弾性体５、６を取付け、両弾性体５、６に減震金具４を被せて固定するだけでよいので、施工が簡単で工期が短期間になる。
【００２４】
図１のように、この状態で杭２は地上構造物を支持する基礎杭となり、杭２と基礎９の間には、上下方向に圧縮状態となる円板状の弾性体５と水平方向に円筒状の弾性体６が介在することになり、しかも、杭２に減震金具４がボルト１４で結合される。
【００２５】
上記のように地中に打設した杭２で地上構造物を支持した状態で、地震発生時の杭２から基礎９に伝わる水平方向の揺れは、円筒状の弾性体６が伸縮することによって吸収し、円板状の弾性体５と金属板３の間が水平にスライドすることで、地上構造物に水平方向の揺れが伝わらないようにする。
【００２６】
また、地震発生時の杭２から基礎９に伝わる上下方向の揺れは、円板状の弾性体５が伸縮することによって吸収し、地上構造物に上下方向の揺れが伝わらないようにする。
【００２７】
このように、減震金具４の両弾性体５、６により、地震発生時の杭２から基礎９に伝わる水平方向の揺れと上下方向の揺れを減免させることができ、簡単な構造で地震から地上構造物を守ることができる。
【００２８】
また、この発明の減震工法及び減震装置を採用することにより、杭２の杭頭部における曲げモーメントが緩和されるので、杭２の設計に有利にはたらくという利点がある。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、地中に打設された杭の頭部に弾性体を内蔵した減震金具を嵌合させ、杭から地上構造物に伝わる地震力を弾性体で吸収させるようにしたので、地震発生時の杭から基礎に伝わる水平方向の揺れと上下方向の揺れを弾性体で減免させることができ、確実に地震から地上構造物を守ることができる。
【００３０】
また、杭の頭部に両弾性体を取付け、両弾性体に減震金具を被せて固定するだけでよいので、構造が簡単でコスト的に安価であり、しかも、短期間の工期で施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の減震装置を示す使用状態の縦断面図
【図２】図１の矢印ａ−ａに沿う横断平面図
【符号の説明】
１    減震装置
２    杭
３    金属板
４    減震金具
５    円板状の弾性体
６    円筒状の弾性体
７    周壁
８    天板
９    基礎
１０  アンカー筋
１１、１２、１３    横孔
１４  ボルト
【図１】
0003721326.tif 000002
【図２】
0003721326.tif 000003