(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱脚締結用のボルトを植設した杭頭接合金物を中空杭の杭頭部に固定して、柱のベースプレートを前記ボルトに締結することにより前記杭頭接合金物を介して杭頭と柱脚とを接合するとともに、ベースプレートの下方に延長させた柱脚部を杭頭部の中空部に挿入し、該中空部にコンクリートを充填して該コンクリートを介して柱脚部を杭頭部に固着せしめるようにした杭と柱の接合工法であって、
前記杭頭接合金物には柱建方時に建入れ直し用のワイヤーを連結するための連結片を設けておいて、前記杭を施工した後に該杭頭接合金物を杭頭部に位置決めして固定し、
柱建方に際しては、該柱のベースプレートのボルト孔に前記ボルトを挿通せしめてその位置決めとレベル調整を行い、かつ該柱の柱頭部に前記ワイヤーの一端を連結するとともに該ワイヤーの他端を他の杭の杭頭部に固定した杭頭接合金物の連結片に連結して該ワイヤーを張設することにより該柱の建入れ直しを行い、
しかる後に、前記ベースプレートを前記ボルトにより前記杭頭接合金物に対して締結するとともに杭頭部にコンクリートを充填することを特徴とする杭と柱の接合工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建物の基礎に係わり、特に杭と柱の簡便かつ合理的な接合工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建物の基礎における杭は上部構造の荷重を支持するために柱と確実に接合されなければならない。そのため、杭と柱との接合部には大掛かりなフーチングを設けて確実強固な接合を行い、かつ隣り合うフーチング間には基礎梁を設けることが従来一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来一般の基礎の構造ではフーチングや基礎梁を設けることによる基礎工事費の増大が不可避であり、特にフーチングの施工は多数の鉄筋が縦横に錯綜するので複雑かつ面倒な作業となる。
【０００４】
そのため、近年においてはフーチングや基礎梁を省略して杭と柱とを直接的に接合することも試みられつつあるが、杭と柱とを簡略にかつ確実に接合し得る有効適切な構造とその施工方法は確立されておらず未だ試行段階にある。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は杭と柱とを十分に簡便にかつ確実に接合し得る有効な工法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、柱脚締結用のボルトを植設した杭頭接合金物を中空杭の杭頭部に固定して、柱のベースプレートを前記ボルトに締結することにより前記杭頭接合金物を介して杭頭と柱脚とを接合するとともに、ベースプレートの下方に延長させた柱脚部を杭頭部の中空部に挿入し、該中空部にコンクリートを充填して該コンクリートを介して柱脚部を杭頭部に固着せしめるようにした杭と柱の接合工法であって、前記杭頭接合金物には柱建方時に建入れ直し用のワイヤーを連結するための連結片を設けておいて、前記杭を施工した後に該杭頭接合金物を杭頭部に位置決めして固定し、柱建方に際しては、該柱のベースプレートのボルト孔に前記ボルトを挿通せしめてその位置決めとレベル調整を行い、かつ該柱の柱頭部に前記ワイヤーの一端を連結するとともに該ワイヤーの他端を他の杭の杭頭部に固定した杭頭接合金物の連結片に連結して該ワイヤーを張設することにより該柱の建入れ直しを行い、しかる後に、前記ベースプレートを前記ボルトにより前記杭頭接合金物に対して締結するとともに杭頭部にコンクリートを充填することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明の第１実施形態を示すものである。本第１実施形態は、従来一般の基礎におけるフーチングや基礎梁を省略して杭１と柱２とを杭頭接合金物３を介して接合するようにしたものである。
【００１０】
本第１実施形態における杭１は既製の中空ＰＣ杭であって、杭頭にはＰＣ鋼線定着用の環状のＰＣ定着鋼板４が固着され、杭頭部の周囲には補強鋼板５が嵌着されているものである。
【００１１】
本第１実施形態における柱２は円形断面の鋼管柱であって、柱脚にはベースプレート６が一体に設けられ、そのベースプレート６を上記の杭頭接合金物３を介して杭頭に締結し、かつ、ベースプレート６の下方に延長されている柱脚部７を杭１の中空部に挿入してそこにコンクリート８を打設充填することにより、柱脚部７を杭１に対して固着するようにされている。柱脚部７には定着強度増強のためのスタッド９を設けておくことが好ましい。
【００１２】
本第１実施形態における杭頭接合金物３は鋼板製のもので、図３に示すように杭１の断面形状にほぼ合致する環状の本体部３ａの上面に所定規格のボルト１０（たとえばＭ２０×１７０）が複数本（図示例では４本）植設されているものである。それらボルト１０の本数と位置は、接合するべき柱２のベースプレート６に形成されているボルト孔１１に対応するものとされている。各ボルト１０の本体部３ａに対する植設は溶接によるか、あるいは図３（ｃ）に示すように本体部３ａに設けたネジ穴にボルト１０の下端部を螺着してナットにより締め付けることでも良く、その場合には（ｄ）あるいは（ｅ）に示すようにボルト１０の中間部や頭部にスパナをかけるための平坦部や矩形頭部を設けておくと良い。また、本体部３ａの周囲には４方向に突出する連結片１２が設けられている。それら連結片１２は、柱建方に際して各柱２を支持するワイヤー１３を連結するためのもので、その先端部にはシャックル孔１４が設けられている。ワイヤー１３は柱２の建方時にその建入れ直しを行うためのもので、建入れすべき柱２の柱頭部にワイヤー１３の一端を連結するとともにそのワイヤー１３の他端を周囲に隣接している他の杭１の杭頭部に固定されている他の杭頭接合金物３における連結片１２にそれぞれ連結して、それらワイヤー１３を図１〜図２に示すように斜めに張設することでその柱２の建入れ直しを行って自立状態で仮支持するようになっている。
【００１３】
上記杭頭接合金物３を用いて杭１と柱２を接合する場合の構造を、その施工手順とともに具体的に説明する。
【００１４】
杭１を施工した後、その杭頭に杭頭接合金物３を固定する。杭頭に対する杭頭接合金物３の固定は、杭頭に固着されているＰＣ定着鋼板４に対して本体部３ａを直接的に溶接することで行う。その際、杭頭接合金物３の位置を柱２の建て込み位置に対して正確に合致させ、各連結片１２の突出方向を柱２の通り芯に合致させる。
【００１５】
そして、柱２のベースプレート６に形成されているボルト孔１１を杭頭接合金物３の各ボルト１０に挿通せしめることで、柱脚部７を杭頭部の中空部内に挿入した状態で柱２を建て込む。この際、柱２の水平方向の位置決めはボルト１０により自ずと正確になされるが、柱２のレベル調整（上下方向の位置決め）はボルト１０に螺着した下ナット１５により行う。また、柱頭部にワイヤー１３の一端を連結するとともに該ワイヤー１３の他端を隣接する他の杭１の杭頭部に固定されている杭頭接合金物３の連結片１２にシャックルを介して連結して張設することで該柱２の建入れ直しを行って仮支持する。
【００１６】
上記のようにして柱２を建て込んで位置決めした後、ボルト１０に上ナット１６を螺着することでベースプレート６を杭頭接合金物３に対して締結し、杭頭部の中空部にコンクリート８を打設充填することで柱脚部７を杭頭部に対して固着せしめる。
【００１７】
本第１実施形態の工法によれば、杭１と柱２とを確実強固に接合できることはもとより、その施工は極めて簡便かつ容易に行うことができる。特に、ボルト１０を植設した杭頭接合金物３を介して杭１と柱２とを接合するようにしたことで、柱２の建て込みと位置決めを容易にかつ精度良く行い得ることはもとより、仮に柱２の建て込み位置に対して杭１がずれて施工されていたような場合には、杭１に対する杭頭接合金物３の固定位置を調整することでその位置ずれを容易にかつ正確に修正することができる。しかも、柱建方の際に建入れ直し用のワイヤー１３を連結するための連結片１２を杭頭接合金物３に設けているので、通常のようにワイヤー１３を連結するための金物を別途用意してそれを取り付ける手間を無くすことができるし、杭頭接合金物３を杭頭に固定した時点で直ちにワイヤー１３の張設が可能となり、この点においても施工性に優れ合理的である。勿論、杭頭接合金物３は鋼板を加工してボルト１０を植設しただけの簡単な構成であるので安価に製作することができるものである。
【００１８】
なお、このような杭頭接合金物３を用いることなく、各ボルト１０を杭頭のＰＣ定着鋼板４に対して直接的に溶接することも従来においては試みられているが、その場合には複数のボルト１０を個々に溶接する手間が必要となるのみならず、ＰＣ定着鋼板４の上面にはＰＣ鋼線の定着のために多数の凹凸が形成されているから、そこに各ボルト１０を正確に位置決めしつつ溶接することは必ずしも容易ではないし、最適位置にボルト１０を溶接できない場合もあり得る。その点、本第１実施形態のように杭１と柱２の形状および寸法に対応させて予め製作した杭頭接合金物３を用い、それをＰＣ定着鋼板４に重ねた状態でその全体を一括して溶接して固定することにより、各ボルト１０を個々に位置決めして溶接する場合に比較すれば作業性と施工精度を格段に改善することができる。
【００１９】
以上で本発明の第１実施形態を説明したが、杭頭接合金物３の形状と寸法は接合対象の杭１と柱２の形状と寸法に対応して適切に設定すれば良く、たとえば図４に示すようにボルト１０の植設位置を変更したり、ボルト１０の本数を増減する等の変更は任意である。
【００２０】
次に、図５〜図７を参照して第２実施形態を説明する。上記第１実施形態では環状の杭頭接合金物３を採用したが、本第２実施形態では短冊形状の杭頭接合金物２０を複数（図示例では４つ）用いるようにしたものである。その杭頭接合金物２０は短冊形状の本体部２０ａの基端部上面に１本のボルト２１が溶接あるいは螺着されて植設され、本体部２０ａの先端部にシャックル孔２２を有する連結片２３が形成されているものである。
【００２１】
この杭頭接合金物２０を用いて杭１と柱２とを接合するには、杭１を施工した後、上記の各杭頭接合金物２０をそれぞれ連結片２３を外側に突出させた状態で本体部２０ａの基端部をＰＣ定着鋼板４に対して溶接して固定する。その際、各ボルト２１の位置をそれぞれベースプレート６のボルト孔１１の位置に正確に合致させ、連結片２３の向きを通り芯方向に合致させる。以降は第１実施形態と同様に、ベースプレート６のボルト孔１１を各ボルト２１に挿通せしめて柱２を建て込み、各杭頭接合金物２０の連結片２３にワイヤー１３を連結して各柱２の建入れ直しを行うとともに仮支持し、下ナット１５によりレベル調整を行った後、上ナット１６により締結し、コンクリート８を打設すれば良い。
【００２２】
本第２実施形態では、各杭頭接合金物２０をそれぞれ杭頭に対して個々に位置決めして固定するので第１実施形態の環状の杭頭接合金物３を用いる場合に比較すると各杭頭接合金物２０を杭頭に対して固定する手間が増えることにはなるが、逆に、それぞれの杭頭接合金物２０を独立に所望位置に固定することができるし、その使用数は適宜増減することができるから、この杭頭接合金物２０は様々な形状、寸法の杭１と柱２を接合する場合全般に広く採用することができ、したがって特定の形状、寸法の杭１と柱２を接合する専用のものとして予め製作しておく必要のある第１実施形態の杭頭接合金物３よりも汎用性に優れる利点がある。
【００２３】
以上で本発明の第１および第２実施形態を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されず、以下に列挙するような変形、応用が可能である。
【００２４】
本発明における柱はベースプレートを杭頭接合金物に対して締結するものであれば良く、その限りにおいて上記各実施形態のような円形あるいは角形の鋼管柱に限らず、Ｈ形鋼をはじめとして適宜断面形状の柱が採用可能である。
【００２６】
上記実施形態では杭１として既製の中空ＰＣ杭を採用し、その杭頭のＰＣ定着鋼板４に対して杭頭接合金物３，２０を溶接して固定するようにしたが、他の構造の中空杭も採用可能であり、杭の構造に合わせて杭頭接合金物の形態や杭に対する固定の構造を変更すれば良い。たとえば鋼管杭を採用する場合にはその杭頭に杭頭接合金物を直接的に溶接すれば良い。
【００２７】
杭頭接合金物は柱のベースプレートを締結するためのボルトと、建入れ直し用のワイヤーを連結するための連結片を有するものであれば良く、その限りにおいて第１実施形態の環状の杭頭接合金物３や第２実施形態の短冊状の杭頭接合金物２０の他、さらに様々な形状、寸法のものが採用可能である。 
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、柱脚締結用のボルトを植設した杭頭接合金物を杭頭部に固定し、前記ボルトに柱脚のベースプレートを締結することで杭頭と柱脚とを前記杭頭接合金物を介して接合することにより、杭と柱とを確実強固にしかも簡便に接合することができ、基礎の構造の簡略化を十分に図ることができる。
【００２９】
また、前記杭として中空杭を採用するとともに、前記柱の柱脚部をベースプレートの下方に延長せしめておき、杭頭部に柱脚部を挿入してコンクリートを充填することで柱脚部を杭頭部に固着せしめることにより、杭と柱との接合強度とそれらの間の応力伝達をより高めることができる。
【００３０】
さらに、杭を施工した後、柱脚締結用のボルトを植設した杭頭接合金物を杭頭部に位置決めして固定し、ベースプレートのボルト孔に前記ボルトを挿通せしめることで柱を位置決めして建て込むとともにレベル調整を行い、しかる後に前記ベースプレートを前記ボルトにより前記杭頭接合金物に対して締結して杭と柱とを接合する工法であるから、柱の建て込みと位置決め、レベル調整を容易にかつ精度良く行うことができ、仮に柱の建て込み位置に対して杭がずれて施工されていたような場合にも杭に対する杭頭接合金物の固定位置を調整することでその位置ずれを容易にかつ正確に修正することができる。
しかも、杭頭接合金物には柱建方の際に建入れ直し用のワイヤーを連結するための連結片を設けているので、通常のようにワイヤーを連結するための金物を別途用意してそれを取り付ける手間を無くすことができるし、杭頭接合金物を杭頭に固定した時点で直ちにワイヤーの張設が可能となり、この点においても施工性に優れ合理的であるし、杭頭接合金物は鋼板を加工してボルトを植設し連結片を設けただけの簡単な構成であるので安価に製作することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態である杭と柱の接合工法を示す図である。
【図２】  同、接合部の分解図である。
【図３】  同、杭頭接合金物の一例を示す図である。
【図４】  同、杭頭接合金物の他の例を示す図である。
【図５】 本発明の第２実施形態である杭と柱の接合工法を示す図である。
【図６】  同、接合部の分解図である。
【図７】  同、杭頭接合金物の一例を示す図である。
【符号の説明】
１  杭
２  柱
３  杭頭接合金物
３ａ  本体部
４  ＰＣ定着鋼板
５  補強鋼板
６  ベースプレート
７  柱脚部
８  コンクリート
９  スタッド
１０  ボルト
１１  ボルト孔
１２  連結片
１３  ワイヤー
１４  シャックル孔
１５  下ナット
１６  上ナット
２０  杭頭接合金物
２０ａ  本体部
２１  ボルト
２２  シャックル孔
２３  連結片
【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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