(57)【要約】【課題】既存の杭を健全性にかかわらずに再利用する。【解決手段】中空部を有し、地中に埋設された杭と、前記杭の前記中空部に挿入された補強材と、前記補強材を挿入した前記中空部に充填されたセメント組成物と、前記杭の杭頭部を埋設して形成された基礎と、を備え、前記補強材は、前記中空部に配置されて前記杭を補強する補強部と、前記杭頭部から突出して前記基礎に定着される定着部と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部を有し、地中に埋設された杭と、
前記杭の前記中空部に挿入された補強材と、
前記補強材を挿入した前記中空部に充填されたセメント組成物と、
前記杭の杭頭部を埋設して形成された基礎と、
を備え、
前記補強材は、前記中空部に配置されて前記杭を補強する補強部と、前記杭頭部から突出して前記基礎に定着される定着部と、を有することを特徴とする杭基礎構造。
【請求項２】
請求項１に記載の杭基礎構造であって、
前記補強材は鋼材である、
ことを特徴とする杭基礎構造。
【請求項３】
請求項２に記載の杭基礎構造であって、
前記鋼材はＨ形鋼である、
ことを特徴とする杭基礎構造。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の杭基礎構造であって、
前記基礎は鉄筋コンクリートで形成されており、
前記補強材は、前記基礎に配筋された鉄筋と接合されている、
ことを特徴とする杭基礎構造。
【請求項５】
中空部を有する杭であって、地中に埋設された杭の前記中空部の不純物を除去する不純物除去工程と、
前記中空部に補強材を挿入する補強材挿入工程と、
前記補強材が挿入された前記中空部にセメント組成物を充填するセメント組成物充填工程と、
前記杭の杭頭部を埋設して基礎を形成する基礎形成工程と、
を有し、
前記補強材は、前記中空部に配置されて前記杭を補強する補強部と、前記杭頭部から突出して前記基礎に定着される定着部と、を有することを特徴とする杭基礎構造の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭基礎構造、及び、杭基礎構造の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物（例えば建物）の建設において、浅い基礎では建物を支えることができない地盤の場合に、地中深くに杭（例えば、中空部を有する杭）を形成して、建物を支えるようにした杭基礎構造が知られている。
【０００３】
また、建物の建替えに際し、古い建物に使用されていた既存の杭を撤去せずに、新築建物の杭として再利用することがある（例えば特許文献１参照）。また、この場合に、杭を掘り起こすことなく、且つ、非破壊で、健全性（ひび割れの有無など）を評価する方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１０９６５３号公報
【特許文献２】特開２００６−３２２７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような健全性の評価において、杭が健全でない（ひび割れがある）という評価結果が得られた場合は、当該杭を新築建物の杭として再利用することができず、代わりの杭を新たに打設しなければならないという問題があった。
【０００６】
本発明はかかる従来の課題に鑑みてなされたもので、その主な目的は、既存の杭を健全性にかかわらずに再利用することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために本発明の杭基礎構造は、中空部を有し、地中に埋設された杭と、前記杭の前記中空部に挿入された補強材と、前記補強材を挿入した前記中空部に充填されたセメント組成物と、前記杭の杭頭部を埋設して形成された基礎と、を備え、前記補強材は、前記中空部に配置されて前記杭を補強する補強部と、前記杭頭部から突出して前記基礎に定着される定着部と、を有することを特徴とする。  
このような杭基礎構造によれば、既存の杭を健全性にかかわらずに再利用することが可能である。
【０００８】
かかる杭基礎構造であって、前記補強材は鋼材であることが望ましい。  
このような杭基礎構造によれば、より確実に杭を補強することが可能である。
【０００９】
かかる杭基礎構造であって、前記鋼材はＨ形鋼であってもよい。
【００１０】
かかる杭基礎構造であって、前記基礎は鉄筋コンクリートで形成されており、前記補強材は、前記基礎に配筋された鉄筋と接合されていることが望ましい。  
このような杭基礎構造によれば、基礎への定着性をより高めることが可能である。
【００１１】
また、本発明の杭基礎構造の構築方法は、中空部を有する杭であって、地中に埋設された杭の前記中空部の不純物を除去する不純物除去工程と、前記中空部に補強材を挿入する補強材挿入工程と、前記補強材が挿入された前記中空部にセメント組成物を充填するセメント組成物充填工程と、前記杭の杭頭部を埋設して基礎を形成する基礎形成工程と、を有し、前記補強材は、前記中空部に配置されて前記杭を補強する補強部と、前記杭頭部から突出して前記基礎に定着される定着部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、既存の杭を健全性にかかわらずに再利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る杭基礎構造１の説明図である。
【図２】杭基礎構造１の構築方法の手順を示すフロー図である。
【図３】中空杭１０の杭頭部１０Ａを掘り出した状態を示す斜視図である。
【図４】中空部１０ＢにＨ形鋼２０を挿入した状態を示す斜視図である。
【図５】中空部１０Ｂに充填材２２を充填した状態を示す斜視図である。
【図６】基礎３０を形成した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＝＝＝実施形態＝＝＝
＜杭基礎構造について＞
図１は本実施形態に係る杭基礎構造の説明図である。
【００１５】
本実施形態の杭基礎構造は、中空杭１０、Ｈ形鋼２０、充填材２２、基礎３０を有している。
【００１６】
中空杭１０は、古い建物（不図示）に使用されていた杭（既存杭）であり新築建物の杭として再利用されている。中空杭１０のうち杭頭部１０Ａ側の部位（図中Ｌで示す範囲）は新築建物の基礎３０に埋設されており、それ以外の部位は地中に埋設されている。本実施形態の中空杭１０は、中空部１０Ｂを有するコンクリート杭であり、不図示の損傷部位（ひび割れ部）を有している。
【００１７】
Ｈ形鋼２０（補強材に相当する）は、長手方向に垂直な断面がＨ形の鉄製の構造部材であり、中空杭１０の杭頭部１０Ａ側から中空部１０Ｂに挿入されている。なお、図１に示すように、Ｈ形鋼２０の長手方向の端部は、中空杭１０の杭頭部１０Ａから突出しており、当該端部は基礎３０に埋設されている。すなわち、本実施形態のＨ形鋼２０は、中空杭１０の中空部１０Ｂ内に位置して中空杭１０の補強を行う部位（補強部に相当）と、中空杭１０の杭頭部１０Ａから突出して基礎３０に定着される部位（定着部に相当）とを有している。
【００１８】
充填材２２（セメント組成物に相当）は、中空杭１０とＨ形鋼２０との間の中空部１０Ｂに充填されている。本実施形態では、充填材２２としてコンクリートを用いている。
【００１９】
基礎３０は、新築建物の下部構造であり、新築建物の重量を安定に支えるために設けられている。本実施形態の基礎３０は鉄筋コンクリートで形成されている。
【００２０】
＜杭基礎構造の構築方法について＞
次に本実施形態の杭基礎構造の構築方法について説明する。
【００２１】
図２は杭基礎構造の構築方法の手順を示すフロー図である。また、図３〜図６は、図２の各工程における状態を示す斜視図である。図３は、中空杭１０の杭頭部１０Ａを掘り出した状態を示す斜視図であり、図４は、中空部１０ＢにＨ形鋼２０を挿入した状態を示す斜視図である。図５は中空部１０Ｂに充填材２２を充填した状態を示す斜視図である。図６は、基礎３０を形成した状態を示す斜視図である。
【００２２】
以下、古い建物（基礎を含む）が撤去された状態から説明を始める。古い建物が撤去されることにより、当該建物に使用されていた中空杭１０が地中に埋設された状態で残っている。
【００２３】
まず、図３に示すように、中空杭１０の杭頭部１０Ａの周囲の土壌を除去して、中空杭１０の杭頭部１０Ａの端から長さＬ（本実施形態では５０ｃｍ程度）の部位を露出させる（杭頭部掘り出し工程Ｓ１０１）。このとき中空杭１０の他の部位は地中に埋設されたままである。なお、このとき、古い建物の杭として使用されていた中空杭１０の中空部１０Ｂには、土や不純物（例えば、セメントを水で薄めた安定液など）が充填されている。そこで、杭頭部１０Ａを露出させた後、中空杭１０の中空部１０Ｂの中の土や不純物をＨ形鋼２０の挿入深さ（長さ）分除去する（不純物除去工程Ｓ１０２）。このとき、少なくともひび割れ部を超える長さ（深さ）分の除去を行う。
【００２４】
次に、図４に示すように、中空杭１０の中空部１０ＢにＨ形鋼２０を挿入する（補強材挿入工程Ｓ１０３）。このときＨ形鋼２０の端部が中空杭１０の杭頭部１０Ａから所定長さ（本実施形態では２０ｃｍ程度）突出するようにする。
【００２５】
このように中空部１０ＢにＨ形鋼２０を挿入した状態で、図５に示すように、中空部１０Ｂに充填材２２（コンクリート）を打設充填する（充填材充填工程Ｓ１０４）。これによりＨ形鋼２０の端部が杭頭部１０Ａから突出した状態で、Ｈ形鋼２０と中空杭１０とが接合される。なお、充填材充填工程Ｓ１０４は、セメント組成物充填工程に相当する。
【００２６】
その後、新築建物の基礎３０を形成するための鉄筋の配筋や型枠の設置を行ない、型枠にコンクリートを打設する（基礎配筋・コンクリート打設工程Ｓ１０５）。こうして、図５に示すように、新築建物用の基礎３０を形成するとともに、中空杭１０杭頭部１０Ａ及びＨ形鋼２０の端部（杭頭部１０Ａから突出した部位）を基礎３０に埋設させる（埋め込み定着工程Ｓ１０６）。
【００２７】
このように、中空杭１０及びＨ形鋼２０の端部が基礎３０に埋設されるので、中空杭１０及びＨ形鋼２０はそれぞれ基礎３０に剛接合（定着）される。また、中空杭１０の中空部１０ＢにはＨ形鋼２０が挿入されている（補強されている）ので、健全性（ひび割れ等の有無）に関わらずに中空杭１０を新築建物の杭として再利用することが可能である。
【００２８】
このように、本実施形態の杭基礎構造は、中空部１０Ｂを有し、地中に埋設された中空杭１０と、中空杭１０の中空部１０Ｂに挿入されたＨ形鋼２０と、Ｈ形鋼２０を挿入した中空部１０Ｂに充填された充填材２２と、中空杭１０の杭頭部１０Ａを埋設して形成された基礎３０とを備えている。そして、Ｈ形鋼２０は、中空部１０Ｂ内に配置されて中空杭１０を補強する補強部と、杭頭部１０Ａから突出して基礎３０に定着される定着部とを有している。
【００２９】
これにより、中空杭１０はＨ形鋼２０により補強されるので、既存の中空杭１０が不健全の場合（損傷や強度不足がある場合）においても、代わりの杭を打設することなく中空杭１０を新築建物の杭として再利用することが可能である。
【００３０】
なお、基礎３０に配筋された鉄筋（不図示）とＨ形鋼２０とを溶接等によって接合するようにしてもよい。この場合、Ｈ形鋼２０をより確実に基礎３０に定着させることができる。
【００３１】
＝＝＝その他の実施形態について＝＝＝
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
【００３２】
＜中空杭１０について＞
中空杭１０は、中空部１０Ｂを有していればよく、種類（杭種）については特に限定されない。例えば、ＰＣ杭であってもよいし、ＰＨＣ杭であってもよい。また、鋼管杭であってもよい。また、本実施形態では中空杭１０は円筒形状であったが、これには限られず他の形状であってもよい。
【００３３】
また、前述の実施形態の中空杭１０は、ひび割れ部を有していた（不健全であった）が、これには限られず、健全であってもよい。この場合においても、中空部１０ＢにＨ形鋼２０（補強材）を挿入して補強を行なうようにしてもよい。
【００３４】
＜Ｈ形鋼２０について＞
中空杭１０の中空部１０Ｂの挿入する補強材はＨ形鋼２０には限られない。例えば、他の鋼材（例えば、Ｔ形鋼や鋼管など）を用いてもよい。あるいは、鉄筋（鉄筋籠）を用いてもよい。
【００３５】
これらの場合においても、中空部１０Ｂ内に位置する部位（補強部）と杭頭部１０Ａから突出して基礎３０に定着される部位（定着部）が形成されるように補強材を中空杭１０の中空部１０Ｂに挿入するようにすればよい。なお、中空部１０Ｂに挿入する補強材の長さは、中空杭１０の杭長の一部分であってもよいし、中空杭１０の杭長と同じであってもよい。
【００３６】
＜充填材２２について＞
前述の実施形態では充填材２２としてコンクリートを用いていたが、他のセメント組成物（例えばモルタル）を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０  中空杭
１０Ａ  杭頭部
１０Ｂ  中空部
２０  Ｈ形鋼
２２  充填材
３０  基礎
【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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