(57)【要約】【課題】ＲＣ造のフーチングを用いることでコストの上昇を抑制しつつ、大きな曲げモーメントが加わった際に杭体およびフーチングの損傷を防止できる杭とフーチングとの接合構造を提供する。【解決手段】杭１とフーチング３との接合構造において、フーチング３をＲＣ造とし、上端面１ｕがフーチング３の下面３ｌよりも低い位置になるように杭１を配置し、フーチング３に接合するＲＣ造の杭頭補強部７を杭頭１ａに一体形成する。杭頭補強部７は、フーチング３に定着する軸補強筋１３と、水平に延在するせん断補強筋１４とを有するものとし、杭頭補強部７における杭１の上端面１ｕとフーチング３の下面３ｌとの間の部分の曲げ耐力を、フーチング３の曲げ耐力および杭１の曲げ耐力よりも低く設定することにより、終局時には杭１とフーチング３の間の基礎連結部７ａを破損させる。【選択図】図７
2014181507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭とフーチングとの接合構造であって、
前記フーチングは、鉛直方向に延在するように側面に沿って配置された複数の鉛直筋と、水平面上の互いに直交する２方向に延在するように下面に沿って配置された複数の水平筋とを少なくとも有するＲＣ造であり、
前記杭は、上端面が前記フーチングの前記下面以下の高さになるように配置され、
前記杭の頭部には、前記フーチングに接合するＲＣ造の杭頭補強部が一体形成され、
前記杭頭補強部における前記杭の上端面と前記フーチングの下面との間の部分に対応する断面の曲げ耐力が前記フーチングの曲げ耐力および前記杭の曲げ耐力よりも低く設定されていることを特徴とする杭とフーチングとの接合構造。
【請求項２】
前記杭頭補強部が平面視で前記フーチングよりも小さな形状とされたことを特徴とする、請求項１に記載の杭とフーチングとの接合構造。
【請求項３】
前記杭頭補強部は、水平面上で互いに直交する２方向に延在するように配置された複数のせん断補強筋を少なくとも有し、
前記せん断補強筋は、前記杭頭補強部の下半に配置される前記せん断補強筋の全断面積が、前記杭頭補強部の上半に配置される前記せん断補強筋の全断面積に比べて大きくなるように配置されたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の杭とフーチングとの接合構造。
【請求項４】
前記せん断補強筋は、前記杭の軸線を通る縦断面において、前記杭頭補強部の下半の内半に配置される前記せん断補強筋の全断面積が、前記杭頭補強部の下半の外半に配置される前記せん断補強筋の全断面積以上となるように配置されたことを特徴とする、請求項３に記載の杭とフーチングとの接合構造。
【請求項５】
前記杭頭補強部は、平面視で前記複数の鉛直筋の内側に矩形に配置され、鉛直に延在して前記フーチングに定着する複数の軸補強筋を更に有することを特徴とする、請求項３または請求項４に記載の杭とフーチングとの接合構造。
【請求項６】
前記杭の頭部には、外周縁に沿って配置され、鉛直に延在して前記フーチングに定着する複数の杭頭補強筋が接合されたことを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の杭とフーチングとの接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、杭とフーチングとの接合構造に係り、大きな曲げモーメントが加わった際に杭体およびフーチングが損傷することを防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、杭を用いた基礎として、基礎梁に基礎梁よりも大きな断面を有するフーチングを設け、杭頭をフーチングに埋め込むとともに杭頭の外周面に溶接した補強筋（アンカー筋）をフーチングに定着させることによって接合するＲＣ接合構造が知られている。このＲＣ接合構造によれば、杭頭の埋め込み部、すなわち杭頭の側面に接する部分でせん断力および曲げモーメントの一部を負担できるため、杭頭に溶接する補強筋の本数を少なくすることができる。
【０００３】
近年では、杭頭の周囲に配置される杭よりも大径の外鋼管と外鋼管の下端に杭頭との間隙を閉塞するように設けたダイアフラムとからなる拡径部材を杭頭の外周面に接合し、外鋼管と杭頭との間隙に充填材を充填するとともに外鋼管の外周面に補強筋を接合して補強筋が基礎構造体の内部に埋設されるようにした接合構造（特許文献１参照）なども提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０４８８６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、特許文献１の接合構造では、外鋼管による拡径部によって基礎構造体の底位置を深くすることなく曲げモーメントに対する耐力を大きくすることができるが、鋼材使用量が増えるため、コストの上昇は避けられない。
【０００６】
一方、従来のＲＣ接合構造では、外鋼管を用いる特許文献１に比べれば鋼材使用量が少なく済む。ただし、設計応力が大きくなると、杭頭に接合する補強筋の必要本数が増大し、補強筋は平面視で杭頭に沿う円形に配置されるため、基礎梁の主筋が補強筋に干渉し易くなり、設計上および施工上ともに配筋が困難になる。そのため、設計応力が大きな杭へ従来のＲＣ接合構造をそのまま適用することはできない。ここで、杭頭の埋め込み部における応力負担を大きくすることが考えられるが、この場合、杭頭をフーチング内により深く埋め込ませる（杭頭をより深く包み込むようにフーチングを構築する）必要があるため、基礎構造体の底位置が低くなる。そのため、掘削土量が増大するとともに、山留めなどの仮設工事が必要となり、施工コストの上昇を招いてしまう。
【０００７】
また、杭頭の埋め込み部をフーチングの一部（下部）として設計するため、大きな曲げモーメントが加わった際の損傷部位が明確でない。そのうえ、曲げ降伏ヒンジの位置がフーチングの下端となるように設計するため、杭体そのものが損傷を受けることになる。そのため、損傷後には杭体が軸力を支える機能を失いかねず、主体構造の健全性を担保できない。ここで、杭体を損傷させないように設計することも考えられるが、そのような設計とした場合にも、フーチングや基礎梁が損傷を受けることになるため、主体構造の健全性は担保できない。
【０００８】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、ＲＣ造のフーチングを用いることでコストの上昇を抑制しつつ、大きな曲げモーメントが加わった際に杭体およびフーチングの損傷を防止できる杭とフーチングとの接合構造を提供することをその主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の一側面によれば、杭（１）とフーチング（３）との接合構造であって、前記フーチングは、鉛直方向に延在するように側面（３ｓ）に沿って配置された複数の鉛直筋（１１）と、水平面上の互いに直交する２方向に延在するように下面（３ｌ）に沿って配置された複数の水平筋（１２）とを少なくとも有するＲＣ造であり、前記杭は、上端面（１ｕ）が前記フーチングの前記下面（３ｌ）以下の高さになるように配置され、前記杭の頭部（１ａ）には、前記フーチングに接合するＲＣ造の杭頭補強部（７）が一体形成され、前記杭頭補強部における前記杭の上端面と前記フーチングの下面との間の部分に対応する断面の曲げ耐力が前記フーチングの曲げ耐力および前記杭の曲げ耐力よりも低く設定された構成とする。
【００１０】
この構成によれば、曲げ降伏ヒンジの位置が、杭頭補強部における杭の上端面とフーチングの下面との間の部分になるため、大きな曲げモーメントが加わった場合にも杭体およびフーチングが損傷を受けることを防止できる。
【００１１】
また、本発明の一側面によれば、前記杭頭補強部（７）が平面視で前記フーチング（３）よりも小さな形状とされた構成とすることができる。
【００１２】
この構成によれば、平面視での杭頭補強部の大きさを小さくできるため、コンクリート量を低減できる他、掘削土量を低減するとともに、山留めなどの仮設備を軽微なものにすることができ、施工コストを低減できる。また、フーチングと杭頭補強部との接合面に段差を形成することにより、フーチングの損傷を確実に防止することができる。
【００１３】
また、本発明の一側面によれば、前記杭頭補強部（７）は、平面上で互いに直交する２方向に延在する複数のせん断補強筋（１４）を少なくとも有し、前記せん断補強筋（１４）は、前記杭頭補強部の下半（７Ｌ）に配置される前記せん断補強筋の全断面積（Σａ）が、前記杭頭補強部の上半（７Ｕ）に配置される前記せん断補強筋の全断面積（Σａ’）に比べて大きくなるように配置された構成とすることができる。
【００１４】
曲げモーメントが加わった際には、曲げ降伏ヒンジを形成するべく杭頭補強部にはせん断力が作用するため、このせん断力に耐えるためのせん断補強筋が必要になる。そして、フーチングの下面と杭の上端面との間に曲げ降伏ヒンジを形成するためには、せん断補強筋を曲げ降伏ヒンジからより離れた位置に設けると有効であることを本発明者らは見出した。そこで、上記のような構成にすることにより、より少ないせん断補強筋により杭頭補強部を効果的に補強することができる。
【００１５】
また、本発明の一側面によれば、前記せん断補強筋（１４）は、前記杭の軸線を通る縦断面において、前記杭頭補強部の下半の内半（７ＬＩ）に配置される前記せん断補強筋の全断面積（Σａ２）が、前記杭頭補強部の下半の外半（７ＬＯ）に配置される前記せん断補強筋の全断面積（Σａ１）以上となるように配置された構成とすることができる。
【００１６】
本発明者らはまた、曲げモーメントが加わった際の杭頭補強部の下半のせん断耐力を高めるためには、下半に設けられるせん断補強筋を杭により近い位置に設けると有効であることを見出した。そこで、上記のような構成にすることにより、より少ないせん断補強筋により杭頭補強部を効果的に補強することができる。
【００１７】
また、本発明の一側面によれば、前記杭頭補強部（７）は、平面視で前記複数の鉛直筋の内側に矩形に配置され、鉛直に延在して前記フーチングに定着する複数の軸補強筋（１３）を更に有する構成とすることができる。
【００１８】
鉛直に延在する軸補強筋が平面視で円形に配置されると、フーチング内に配置される基礎梁の主筋に干渉しがちであるが、この構成によれば、軸補強筋が平面視で矩形に配置されることにより、基礎梁の主筋に干渉することがない。したがって、軸補強筋を容易に配置できる。
【００１９】
また、本発明の一側面によれば、前記杭の頭部（１ａ）には、外周縁に沿って配置され、鉛直に延在して前記フーチングに定着する複数の杭頭補強筋（１５）が接合された構成とすることができる。
【００２０】
この構成によれば、杭に生じる引き抜き力を杭頭補強筋により杭に伝達することができる。したがって、杭に引き抜き力が生じる建物外周の外柱を支持する基礎への当該接合構造の適用も可能にできる。
【発明の効果】
【００２１】
このように、本発明によれば、コストの上昇を抑制しつつ、大きな曲げモーメントが加わった際に杭体およびフーチングが損傷を受けることを防止できる杭とフーチングとの接合構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る基礎構造体の平面図である。
【図２】図１に示す基礎構造体の側面図である。
【図３】図１に示す基礎構造体を下方から見た斜視図である。
【図４】図１中のIV−IV線に沿って示す配筋図である。
【図５】図４中のＶ−Ｖ線に沿って示す配筋図である。
【図６】図４中のVI−VI線に沿って示す配筋図である。
【図７】図６中のVII−VII線に沿って示す配筋図である。
【図８】図６中のVIII−VIII線に沿って示す配筋図である。
【図９】図６に示すせん断補強筋の例を示す詳細図である。
【図１０】変形例に係る基礎構造体の図６に対応する配筋図である。
【図１１】図１０のXI−XI線に沿って示す配筋図である。
【図１２】図１０のXII−XII線に沿って示す配筋図である。
【図１３】図１０に示すせん断補強筋の例を示す詳細図である。
【図１４】第１実施形態に係る接合構造の作用説明図である。
【図１５】第２実施形態に係る基礎構造体の平面図である。
【図１６】図１５に示す基礎構造体の側面図である。
【図１７】図１５中のXVII−XVII線に沿って示す配筋図である。
【図１８】図１７中のXVIII−XVIII線に沿って示す配筋図である。
【図１９】変形例に係る杭頭補強筋の配筋図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明に係る杭１とフーチング３との接合構造の実施形態について説明する。なお、図４〜図６、図７、図８、図１０〜図１２、図１７、図１８では、図面が煩雑になるのを避けるために、適宜ハッチングを省略して示している。
【００２４】
≪第１実施形態≫
まず、図１〜図１４を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。なお、方向を示す場合には図中に示した東西南北および上下の方向を基準とする。
【００２５】
＜構成＞
図１〜図３に示すように、本発明に係る接合構造は、地盤Ｇ中に構築（埋設）された杭１に対し、図示しない建物などの上部構造体を支持するための基礎構造体２を接合したものである。杭１として、ここでは、円形断面の鋼管の中空部に高強度コンクリートを遠心締め固めによって筒状に形成したＳＣ杭（鋼管付き既製コンクリート杭）を用いることとして説明するが、既製コンクリート杭、鋼管杭など、他の種類の杭１を用いることもできる。
【００２６】
基礎構造体２は、直方体形状を呈する鉄筋コンクリート造のフーチング３と、フーチング３よりも小さな断面に形成され、東西方向および南北方向に直交配置されて隣接配置されたフーチング３同士を連結する基礎梁４とを有している。ここではフーチング３は、平面視で正方形とされている。フーチング３の上面３ｕには、上部構造体の下端部をなす柱５（図２）が接合される。また、基礎梁４の上部には、最下階スラブ６（図２）が一体に構築される。ここでは、最下階スラブ６の下面が地面ＧＳとなるものとする。
【００２７】
杭１は、その上端面１ｕがフーチング３の下面３ｌ以下の高さとなるように地盤Ｇ中に鉛直に構築されており、杭１とフーチング３とを接合するために、本発明では、杭１の頭部（以下、杭頭１ａと称する。）を包み込むように杭１に一体形成された鉄筋コンクリート造の杭頭補強部７がフーチング３に接合するように設けられている。なお、杭１の上端面１ｕは、フーチング３の下面３ｌ以下の高さとなればよいが、杭１の施工精度を考慮して、例えばフーチング３の下面３ｌよりも５０ｍｍ低い位置や、１００ｍｍ低い位置などに設定するとよい。
【００２８】
杭頭補強部７は、平面視でフーチング３よりも小さく形成されており、ここでは平面視正方形とされている。
【００２９】
杭頭補強部７およびフーチング３は、杭１の構築後、図２の二点鎖線で示すように地盤Ｇを掘削した後に、図示しない捨てコンクリート上にまず杭頭補強部７の鉄筋組立およびコンクリート打設を行い、杭頭補強部７の上面７ｕまで埋め戻した後に、基礎梁４と併せてフーチング３の鉄筋組立およびコンクリート打設を行って構築される。
【００３０】
なお、杭頭補強部７をプレキャスト化してもよい。この場合、予め工場などでプレキャストコンクリート製の杭頭補強部７を製作しておき、地盤Ｇに構築された杭１の杭頭１ａに一体に取り付ける。具体的には、杭頭補強部７に杭頭１ａよりも若干大きな径の貫通孔を形成しておき、この貫通孔に杭頭１ａが挿入されるように杭頭補強部７を設置し、杭頭１ａと杭頭補強部７との隙間に無収縮モルタルやグラウトなどの充填材を充填して杭頭補強部７を杭頭１ａに一体化させる。
【００３１】
フーチング３のコンクリートの打設は、一般に基礎梁４および最下階スラブ６のコンクリート打設と同時に行われるが、基礎梁４の下面の高さまでフーチング３下部のコンクリートを打設した後に、フーチング３上部と基礎梁４などのコンクリートを打設してもよい。このとき、基礎梁４の梁主筋は、図示は省略するが杭１の上方を東西南北に横断するように配置される。
【００３２】
図４〜図６に示すように、フーチング３内には、鉛直方向に延在するように側面３ｓに沿って平面視で矩形に配置された複数の鉛直筋１１と、水平面上の互いに直交する２方向（南北方向および東西方向）に延在するように上面３ｕおよび下面３ｌに沿って配置された複数の水平筋１２とが配置されている。なお、図５やこれに対応する第２実施形態の図１８では、破線で示す水平筋１２について杭頭補強部７に重なる部分を省略して図示しているが、全ての水平筋１２はフーチング３の１つの側面３ｓ近傍から対向する側面３ｓ近傍まで連続して延在している。
【００３３】
一方、杭頭補強部７内には、平面視でフーチング３の鉛直筋１１よりも内側の位置に側面７ｓに沿って矩形に配置され、鉛直に延在してフーチング３に定着する複数の軸補強筋１３（１３１，１３２）と、水平面上の互いに直交する２方向（南北方向および東西方向）に延在する複数のせん断補強筋１４（１４１，１４２）とが配置されている。
【００３４】
せん断補強筋１４は、杭頭補強部７の各側面７ｓに沿って軸補強筋１３を取り囲む環状（正方形）に形成され、上下方向に複数段に配置された外側せん断補強筋１４１と、外側せん断補強筋１４１および軸補強筋１３よりも内側の位置に杭頭１ａを取り囲むように、且つ杭頭補強部７の１つの側面７ｓ近傍から対向する側面７ｓ近傍まで連続して延在するように配置された複数の内側せん断補強筋１４２とを含んでいる。
【００３５】
軸補強筋１３は、ここでは１つの側面７ｓにつき４隅を含めて５本ずつの合計１６本配置されている。平面視で杭頭補強部７の四隅および杭１と東西方向および南北方向に重なる位置（各側面７ｓの中央）に配置された軸補強筋１３１は、図７に示すように、下端に１８０度のフックが形成された鉄筋により構成される。一方、それ以外の位置に配置された軸補強筋１３２は、図８に示すように、上側が開くコ字状形状を呈し、杭頭補強部７の下面７ｌに沿うように設けられた内側せん断補強筋１４２を兼ねる鉄筋により構成される。
【００３６】
ここで、杭頭補強部７のコンクリート強度や、杭１の径、軸補強筋１３の径や位置、本数などは、次のように設定されている。すなわち、杭頭補強部７における杭１の上端面１ｕとフーチング３の下面３ｌとの間の部分（図７に破線で示す部分。以下、この部分を基礎連結部７ａと称し、それ以外の部分を杭頭補強本体部７ｂと称する。）の曲げ耐力とその周囲の杭頭補強本体部７ｂの曲げ耐力との合算値が、フーチング３の曲げ耐力よりも低く且つ杭１の曲げ耐力よりも低くなるように設定されている。これにより、地震時の上部構造体の横荷重がフーチング３を介して杭１に伝達することなどによって発生する曲げモーメントが次第に大きくなった場合、杭１における杭頭補強部７の下端部分が曲げ降伏ヒンジとなって杭１自体が損傷する前に、基礎連結部７ａおよびその周囲の杭頭補強本体部７ｂが破損することになる。
【００３７】
杭頭補強部７の側面７ｓに沿って環状に形成される外側せん断補強筋１４１は、図９（Ａ）に示すように、２辺を構成し、両端にフックを備えた２本の鉄筋１４ａを組み合わせて矩形に形成してもよく、図９（Ｂ）に示すように、対向する２辺の中間位置で重なり合うコ字状の２本の鉄筋１４ｂを例えばフレアグルーブ溶接により接続して矩形に形成してもよい。この外側せん断補強筋１４１は、本実施形態では図７および図８に示すように、杭頭補強部７の下半７Ｌに２段および上半７Ｕに２段の合計４段に配置されている。
【００３８】
ここでは、上半７Ｕに配置された２段の外側せん断補強筋１４１は同一径とされ、杭頭補強部７の下半７Ｌに配置された２段の外側せん断補強筋１４１および内側せん断補強筋１４２は、上半７Ｕに配置された２段の外側せん断補強筋１４１よりも大きな同一径とされている。
【００３９】
＜変形例＞
図８に示した内側せん断補強筋１４２は、或いは図１０に示すように構成してもよい。すなわち、杭１の近傍を通過するように配置された対抗する２本の内側せん断補強筋１４２の両端部を、側面７ｓに沿う外側せん断補強筋１４１と平面視で重なる連結鉄筋１４ｃにより連結して環状（矩形）となるように構成してもよい。なお、この場合、連結鉄筋１４ｃは、外側せん断補強筋１４１とは異なり、杭頭補強部７の両端まで延びていないため、杭頭補強部７の設計においてはせん断補強筋１４として扱わないものとする。
【００４０】
このように内側せん断補強筋１４２を構成すると、組立が容易で且つ無駄な鉄筋量を抑制し得る態様で、複数のせん断補強筋１４を上下方向の所望の位置に配置することができる。本変形例では、図１１および図１２に示すように、内側せん断補強筋１４２を杭頭補強部７の下半７Ｌに上下２段に配置する形態としている。
【００４１】
また、このように内側せん断補強筋１４２を上下複数段に配置する場合には、図１３（Ａ）に示すように、１本の内側せん断補強筋１４２と１本の連結鉄筋１４ｃを含む鉄筋１４ｄの両端にフックを形成し、この鉄筋１４ｄを２本組み合わせて環状に形成してもよく、図１３（Ｂ）に示すように、環状にはせずに、４本の内側せん断補強筋１４２のそれぞれについて、両端にフックを形成するようにしてもよい。
【００４２】
＜作用・効果＞
次に、本実施形態に係る基礎構造体２の作用・効果について説明すると、まず、上記したように、杭頭接合部の抵抗要素として、杭頭補強部７（杭頭補強本体部７ｂおよび基礎連結部７ａ）が設けられ、基礎連結部７ａおよびその周囲の杭頭補強本体部７ｂの曲げ耐力がフーチング３の曲げ耐力および杭１の曲げ耐力よりも低くなるように軸補強筋１３が設けられていることにより、大きな曲げモーメントが加わった際には基礎連結部７ａおよびその周囲の杭頭補強本体部７ｂが破損し、フーチング３以浅の構造体や杭１を損傷させないようになっている。
【００４３】
ここで、大きな曲げモーメントが加わったときに、杭頭補強部７における杭頭１ａ周りを損傷させずに基礎連結部７ａを破損させるためには、杭頭補強部７のせん断耐力を確保する必要があり、互いに直交する２方向に沿って水平に配置されるせん断補強筋１４には、その位置によって有効性が異なることを本発明者らは見出した。
【００４４】
具体的には、杭頭補強部７をその高さＨの半分Ｈ／２の位置で上下に割り、上半７Ｕと下半７Ｌとしたときに、下半７Ｌに配置されるせん断補強筋１４の方が、上半７Ｕに配置されるせん断補強筋１４に比べて、曲げモーメント作用時の杭頭補強部７の補強により有効であることを見出した。
【００４５】
そこで本実施形態では、図１４に示すように、杭頭補強部７をその高さＨの半分Ｈ／２の位置で上下に分け、上半７Ｕと下半７Ｌとしたときに、下半７Ｌに配置されるせん断補強筋１４の全断面積が上半７Ｕに配置されるせん断補強筋１４の全断面積よりも大きくなるように、せん断補強筋１４を配置する。例えば、杭頭補強部７の下半７Ｌに配置される各せん断補強筋１４の断面積をａとし、上半７Ｕに配置される各せん断補強筋１４の断面積をａ’とすると、Σａ＞Σａ’の関係となる。
【００４６】
ここで、下半７Ｌに配置されるせん断補強筋１４の全断面積Σａを上半７Ｕに配置されるせん断補強筋１４の全断面積Σａ’に比べて大きくするには、上半７Ｕと同じ本数で下半７Ｌに配置される各せん断補強筋１４の径を大きくしてもよく、同じ径のせん断補強筋１４の配置本数を上半７Ｕよりも下半７Ｌで多くなるようにしてもよい。あるいは、上記例のように、上半７Ｕに配置されるものよりも大径のせん断補強筋１４を上半７Ｕの本数よりも多く下半７Ｌに配置してもよい。
【００４７】
また、本発明者らは、曲げモーメントが加わった際の杭頭補強部７の下半７Ｌのせん断耐力を高めるためには、下半７Ｌに設けられるせん断補強筋１４を杭１により近い位置に設けると有効であることを見出した。
【００４８】
そこで本実施形態では、図１４に示すように、杭１の軸線を通る縦断面において、杭頭補強部７の下半７Ｌを、杭１に近い側の半分と杭１から離間する側の半分とに分け、すなわち、杭頭補強部７の幅寸法をＤ、杭１の径をＤｐとしたときに、杭１の外周面から（Ｄ−Ｄｐ）／４の位置で内外に分け、内半７ＬＩと外半７ＬＯとしたときに、下半７Ｌの内半７ＬＩに配置されるせん断補強筋１４の全断面積が、下半７Ｌの外半７ＬＯに配置されるせん断補強筋１４の全断面積以上なるように、せん断補強筋１４を配置する。例えば、杭頭補強部７の下半７Ｌの外半７ＬＯに配置される各せん断補強筋１４の断面積をａ１とし、内半７ＬＩに配置される各せん断補強筋１４の断面積をａ２とすると、Σａ２≧Σａ１の関係となる。なお、Σａ＝Σａ１＋Σａ２である。
【００４９】
ここで、内半７ＬＩに配置されるせん断補強筋１４の全断面積Σａ２を外半７ＬＯに配置されるせん断補強筋１４の全断面積Σａ１以上にするためには、上記例のように、外半７ＬＯと同じ本数で内半７ＬＩに配置される各せん断補強筋１４の径を外半７ＬＯのせん断補強筋１４の径と同一以上にしてもよく、同じ径のせん断補強筋１４を、外半７ＬＯのせん断補強筋１４の本数以上に内半７ＬＩに配置してもよい。あるいは、外半７ＬＯに配置されるものよりも大径のせん断補強筋１４を外半７ＬＯの本数よりも多く内半７ＬＩに配置してもよい。
【００５０】
本発明者らが行った実験データによれば、曲げモーメント作用時のせん断補強筋１４による杭頭補強部７の補強有効率をＫとし、内半７ＬＩに配置されるせん断補強筋１４の補強有効率Ｋ２＝１．０とすると、外半７ＬＯに配置されるせん断補強筋１４の補強有効率Ｋ１＝０．６程度であった。
【００５１】
このように、杭頭補強部７の下半７Ｌに配置されるせん断補強筋１４の全断面積Σａが、杭頭補強部７の上半７Ｕに配置されるせん断補強筋１４の全断面積Σａ’に比べて大きくなるように、せん断補強筋１４が配置されることにより、より少ないせん断補強筋１４により杭頭補強部７を効果的に補強することができる。
【００５２】
また、杭１の軸線を通る縦断面において、杭頭補強部７の下半７Ｌの内半７ＬＩに配置されるせん断補強筋１４の全断面積Σａ２が、外半７ＬＯに配置されるせん断補強筋１４の全断面積Σａ１以上となるように、せん断補強筋１４が配置されることにより、さらに少ないせん断補強筋１４により杭頭補強部７を効果的に補強することができる。
【００５３】
本実施形態では、杭頭補強部７が平面視でフーチング３よりも小さな矩形を呈している。これにより、杭頭補強部７のコンクリート量を低減できる他、掘削土量を低減するとともに、山留めなどの仮設備を軽微なものにすることができ、施工コストが低減される。また、フーチング３と杭頭補強部７との接合面に段差が形成されることにより、フーチング３の損傷が確実に防止される。
【００５４】
また本実施形態では、フーチング３に定着する軸補強筋１３が平面視で複数の鉛直筋１１の内側に矩形に配置されている。軸補強筋１３が平面視で円形に配置されると、フーチング３内に配置される基礎梁４の主筋に干渉しがちであるが、本実施形態のように平面視で矩形に配置されることにより、基礎梁４の主筋に干渉することがなくなり、軸補強筋１３を容易に配置することが可能になる。
【００５５】
≪第２実施形態≫
次に、図１５〜図１９を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と対応する部材や部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５６】
図１５および図１６に示すように、本実施形態では、建物外周の外柱を支持する基礎に本発明の接合構造が用いられている。すなわち、フーチング３には、２つの側面３ｓまたは３つの側面３ｓのみに基礎梁４が接合している。
【００５７】
図１７および図１８に示すように、杭１には、上端面１ｕよりも上方へ突出して鉛直に延在し、フーチング３に定着する複数の杭頭補強筋１５が接合されている。杭頭補強筋１５は、杭１の外周縁に沿って一定間隔に配置され、杭１の外周面に接合されている。
【００５８】
建物外周の外柱を支持する基礎には、地震時に杭１に引き抜き力が生じ得るが、このようにフーチング３に定着する杭頭補強筋１５が杭１に接合されることにより、杭１に生じる引き抜き力を杭頭補強筋１５により杭１に伝達することができる。
【００５９】
＜変形例＞
図１７および図１８に示した杭頭補強筋１５は、或いは図１９に示すように構成してもよい。すなわち、パイルスタッド（登録商標）などの植込ボルトにより杭頭補強筋１５を構成し、杭頭補強筋１５を杭１の上端面１ｕに杭１の外周縁に沿って一定間隔に接合してもよい。このような構成としても、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各部材の具体的形状や配置などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、フーチング３に基礎梁４が接合するように構成しているが、フーチング３に基礎梁４が接合しない形態としてもよい。また、上記実施形態では、杭頭補強部７がフーチング３に定着する軸補強筋１３を有しているが、軸補強筋１３がフーチング３に定着しない形態、すなわち軸補強筋１３の上端が杭頭補強部７の上面７ｕよりも低い高さとされた形態や、杭頭補強部７が軸補強筋１３を含まない形態とすることも可能である。また、上記実施形態では、杭頭補強部７が平面視でフーチング３よりも小さな矩形とされているが、杭頭補強部７を矩形以外の形状にしたり、フーチング３と同一の大きさにしたりすることも可能である。また、上記実施形態では、杭１の上端面１ｕがフーチング３の下面３ｌよりも低く設定されているため、基礎連結部７ａがこれらの差分の高さを有する３次元構成となっているが、杭１の上端面１ｕがフーチング３の下面３ｌと同じ高さ位置になってもよく、この場合には、基礎連結部７ａは２次元構成（杭１とフーチング３との接合面）となる。さらに、上記実施形態では、杭頭補強部７とフーチング３とが、軸補強筋１３によって互いに接合するだけでなく、コンクリートの打ち継ぎ面を介しても互いに接合しているが、軸力に耐え得る圧縮強度を有するアラミドシートやカーボンシートなどを、例えば剥離剤を塗布して杭頭補強部７の上面７ｕに設置し、杭頭補強部７のコンクリートとフーチング３のコンクリートとの付着を部分的または全体的に抑制することにより、杭１の上端面１ｕとフーチング３の下面３ｌとの間の部分の曲げ耐力を積極的に低くしてもよい。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、形状など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した本発明に係る杭１とフーチング３との接合構造の各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１      杭
１ａ    杭頭
１ｕ    上端面
２      基礎構造体
３      フーチング
３ｌ    下面
３ｓ    側面
７      杭頭補強部
７Ｕ    上半
７Ｌ    下半
７ＬＩ  内半
７ＬＯ  外半
７ａ    基礎連結部
１１    鉛直筋
１２    水平筋
１３    軸補強筋
１４    せん断補強筋
１４１  外側せん断補強筋
１４２  内側せん断補強筋
１５    杭頭補強筋
Σａ    下半に配置されるせん断補強筋の全断面積
Σａ’  上半に配置されるせん断補強筋の全断面積
Σａ１  外半に配置されるせん断補強筋の全断面積
Σａ２  内半に配置されるせん断補強筋の全断面積
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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