(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟弱地盤上に構築された建物の基礎スラブに支持杭が鉄筋を交差させたピン接合で連結され、前記支持杭の上部外周を覆うようにして鋼管杭が打設され、該鋼管杭と支持杭との間には緩衝材が充填され、支持杭の周囲における基礎スラブには水平抵抗杭が設けられ、該水平抵抗杭に緊張材でプレストレスが付与されたことを特徴とする基礎構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基礎構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に軟弱地盤上に構築される鉄筋コンクリート造などの建物は、図８に示すように、コンクリート杭や鋼管杭などの杭１７で支持されている。この杭１７は軟弱地盤１８の下方に位置する支持地盤１９にまで打ち込まれて建物２０の鉛直荷重を支持している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような杭は鉛直荷重を支持しながら、地震などによる水平荷重にも十分に耐えられるような大断面とするために非経済的であった。
【０００４】
本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、地盤上に構築される建物を支持する杭の径を可能な限り小さくすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明が、軟弱地盤上に構築された建物の基礎スラブに支持杭が鉄筋を交差させたピン接合で連結され、前記支持杭の上部外周を覆うようにして鋼管杭が打設され、該鋼管杭と支持杭との間には緩衝材が充填され、支持杭の周囲における基礎スラブには水平抵抗杭が設けられ、該水平抵抗杭に緊張材でプレストレスが付与されたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１の発明によれば、基礎スラブに支持杭が鉄筋を交差させたピン接合で連結されたことにより、軟弱地盤に拘束されずに鋼管杭内において回転変形するので、地震などの水平荷重により杭頭部に発生する曲げモーメントを小さくすることができる。また、水平抵抗杭が軟弱地盤中を水平移動することによって発生する地盤反力と地盤減衰を利用して地震エネルギーを消散させることができるので、支持杭の径を鉛直荷重だけが支持できる大きさに縮小できる。また水平抵抗杭にプレストレストが付与されて、ある程度の軸力が作用することにより水平抵抗杭の耐力が大きくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における基礎構造の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は第１の実施の形態の基礎構造の断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は要部の拡大断面図、図４は杭頭部の拡大断面図である。
【００１６】
図１は、地盤改良をしていない軟弱地盤１上に構築された建物２の基礎構造３を示し、フーチング４と基礎梁５とからなる基礎スラブ６を支持地盤７に打設された支持杭８で支持している。
【００１７】
支持杭８は現場打ち鉄筋コンクリート杭、または既存の鉄筋コンクリート杭であり、図４に示すように、フーチング４に鉄筋を交差させたピン接合で連結され、該ピン接合部９を中心にして自由に回転変形できるようになっている。また杭頭部１０の外周は鋼管杭１１で保護され、該鋼管杭１１と支持杭８との間には砂や弾性体などの緩衝材１２が充填されている。したがって、地震などの水平荷重により（以下水平荷重という）支持杭８がピン接合部９を中心にして鋼管杭１１内で回転変形することにより、杭頭部１０に発生する曲げモーメントが小さくなる。また、前記鋼管杭１１は水平抵抗杭ともなるため、水平荷重にも抵抗する。
【００１８】
また、図５および図６は第２の実施の形態の基礎構造１３を示し、鋼管杭１１の周囲のフーチング４に水平抵抗杭１４を設けたものであり、この水平抵抗杭１４を設けた他の構成は第１の実施の形態と同じである。水平抵抗杭１４は水平荷重に抵抗するものであり、プレキャストコンクリートまたは現場打ちコンクリートにより軟弱地盤１中を水平移動できる長さに形成されている。また水平抵抗杭１４はフーチング４に限らず、基礎スラブ６のいずれかに設けてもよい。
【００１９】
このように基礎構造１３は軟弱地盤１を自然の減衰材として利用することにより、水平荷重を減衰しようとするものである。すなわち、水平抵抗杭１４が軟弱地盤１中を水平移動することによって発生する地盤反力と、地盤減衰とを利用して水平荷重を低減するものである。これによって杭頭部１０に作用する曲げモーメントが小さくできるので、支持杭８の径を鉛直荷重だけが支持できる大きさに縮小できる。さらに、この曲げモーメントが小さくなると、フーチング４に作用するせん断力も小さくなるので、フーチング４自体も小さくすることができる。
【００２０】
また支持杭８がピン接合部９を中心に回転変形して水平荷重を減衰するが、この減衰効果は支持杭８と鋼管杭１１との間の緩衝材１２によりさらに高められる。したがって軟弱地盤１と、ピン接合の支持杭８と、水平抵抗杭１４とによって水平荷重に柔軟に対応することができる基礎構造１３となる。
【００２１】
図７は第３の実施の形態の基礎構造１５を示し、水平抵抗杭１４にＰＣ鋼線やＰＣ鋼棒などの緊張材１６でプレストレストを付与したものであり、この点を除いた他の構成は第２の実施の形態と同じである。
【００２２】
なお、水平抵抗杭１４は断面円形に限らず、断面四角形、その他の多角形であってもよく、径、長さ、本数および支持杭８との長さの比などは建物２の大きさ、形状、構造形式あるいは地盤の性状などによって決定する（図示せず）。
【００２３】
【発明の効果】
支持杭に作用する曲げモーメントを小さくすることにより、基礎梁に作用するせん断力も小さくなるので、基礎梁の断面を小さくすることができる。
【００２４】
鋼管杭が水底抵抗杭ともなるため、水平荷重にも抵抗して減衰させることができる。
【００２５】
軟弱地盤に拘束されない支持杭が、鋼管杭内においてピン接合部を中心に回転変形して水平荷重を減衰させるとともに、この減衰効果が緩衝材でさらに高められる。
【００２６】
支持杭の上部外周を鋼管杭で保護することができる。
【００２７】
水平抵抗杭が軟弱地盤中を水平移動して発生する地盤反力と地盤減衰とを利用して地震エネルギーを消散させることで、杭頭に発生する曲げモーメントを小さくできるので、支持杭の径を鉛直荷重だけが支持できる大きさに縮小できる。また、支持杭が軟弱地盤に拘束されず鋼管杭内でピン接合部を中心に回転変形することにより、水平抵抗杭への水平力分担が効果的に行える。
【００２８】
水平抵抗杭にプレストレストが付与されて、ある程度の軸力が作用することにより、水平抵抗杭の耐力を大きくすることができる。
【００２９】
水平抵抗杭の断面形状を建物の形状、地盤の性質に応じたものとすることができる。
【００３０】
軟弱地盤を自然の減衰材として利用することにより、地盤改良などの手間が省け工期の短縮および工費の低減を図ることができる。
【００３１】
軟弱地盤を自然の減衰材として利用することにより、水平荷重を効果的に減衰できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】基礎構造の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】基礎構造の要部の拡大断面図である。
【図４】（１）は杭頭部の拡大断面図、（２）は（１）のＢーＢ線断面図である。
【図５】第２の実施の形態の基礎構造の断面図である。
【図６】（１）は杭頭部の拡大断面図、（２）は（１）のＣーＣ線断面図である。
【図７】第３の実施の形態の基礎構造における杭頭部の拡大断面図である。
【図８】従来の基礎構造の断面図である。
【符号の説明】
１、１８  軟弱地盤
２、２０  建物
３、１３、１５  基礎構造
４  フーチング
５  基礎梁
６  基礎スラブ
７、１９  支持地盤
８  支持杭
９  ピン接合部
１０  杭頭部
１１  鋼管杭
１２  緩衝材
１３  基礎構造
１４  水平抵抗杭
１６  緊張材
１７  杭
【図１】
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【図２】
0003636924.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003636924.tif 000005
【図５】
0003636924.tif 000006
【図６】
0003636924.tif 000007
【図７】
0003636924.tif 000008
【図８】
0003636924.tif 000009