(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
免震構造もしくは耐震構造の構造物の柱１本もしくは免震装置１基の鉛直荷重を複数杭で支持する杭基礎であり、
支持層地盤における杭先端部の隣接杭との間隔は、杭軸部直径をＤ１、杭先端部直径をＤ２としたとき、各杭芯間距離でＤ１＋Ｄ２以上、且つＤ２＋１ｍ以上を確保しており、
杭頭部は、相隣接する杭の各杭芯間距離をＤｔｃ、杭頭部直径をＤｏとしたとき、１．０ Ｄｏ ＜ Ｄｔｃ ≦１．５ Ｄｏ の範囲内に配置されており、
且つ、杭は、鉛直軸に対する杭軸の傾斜角をθとしたとき、θ≦１／１０（ｒａｄ）で、且つ前記の杭先端部と杭頭部の両条件の範囲内で傾斜した微傾斜杭とされている杭基礎において、
地震時の各杭頭部変位が同一水平変位となるように相隣接する杭頭部の水平位置を連結・一体化し、且つ杭頭部の回転変形は拘束しない杭頭位置水平連結部材を各杭頭部上端の直下付近に配置していることを特徴とする杭基礎。
【請求項２】
免震構造もしくは耐震構造の構造物の柱１本もしくは免震装置１基の鉛直荷重を複数杭で支持する杭基礎であり、
支持層地盤における杭先端部の隣接杭との間隔は、杭軸部直径をＤ１、杭先端部直径をＤ２としたとき、各杭芯間距離でＤ１＋Ｄ２以上、且つＤ２＋１ｍ以上を確保しており、
杭頭部は、相隣接する杭の各杭芯間距離をＤｔｃ、杭頭部直径をＤｏとしたとき、１．０ Ｄｏ ＜ Ｄｔｃ ≦１．５ Ｄｏ の範囲内に配置されており、
且つ、杭は、鉛直軸に対する杭軸の傾斜角をθとしたとき、θ≦１／１０（ｒａｄ）で、且つ前記の杭先端部と杭頭部の両条件の範囲内で傾斜した微傾斜杭とされている杭基礎において、
各杭頭部の上部に杭頭部の回転変形を許容できる杭頭接合装置を配置しており、
その上部に前記複数杭を一体化する杭頭上部フーチングを構成しており、
前記杭頭上部フーチングを上部躯体もしくは前記免震装置と連結し一体化していることを特徴とする杭基礎。
【請求項３】
免震構造もしくは耐震構造の構造物の柱１本もしくは免震装置１基の鉛直荷重を複数杭で支持する杭基礎であり、
支持層地盤における杭先端部の隣接杭との間隔は、杭軸部直径をＤ１、杭先端部直径をＤ２としたとき、各杭芯間距離でＤ１＋Ｄ２以上、且つＤ２＋１ｍ以上を確保しており、
杭頭部は、相隣接する杭の各杭芯間距離をＤｔｃ、杭頭部直径をＤｏとしたとき、１．０ Ｄｏ ＜ Ｄｔｃ ≦１．５ Ｄｏ の範囲内に配置されており、
且つ、杭は、鉛直軸に対する杭軸の傾斜角をθとしたとき、θ≦１／１０（ｒａｄ）で、且つ前記の杭先端部と杭頭部の両条件の範囲内で傾斜した微傾斜杭とされている杭基礎において、
地震時の各杭頭部変位が同一水平変位となるように相隣接する杭頭部の水平位置を連結・一体化し、且つ杭頭部の回転変形は拘束しない杭頭位置水平連結部材を各杭頭部上端の直下付近に配置しており、
各杭頭部の上部に杭頭部の回転変形を許容できる杭頭接合装置を配置しており、
その上部に前記複数杭を一体化する杭頭上部フーチングを構成しており、
前記杭頭上部フーチングを上部躯体もしくは前記免震装置と連結し一体化していることを特徴とする杭基礎。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載した杭基礎において、
前記杭頭部の上面に、ゴム層単体もしくは積層ゴム体を内蔵することで前記杭頭部の回転変形を吸収可能とする杭頭接合装置が設置されており、
前記杭頭接合装置は、僅かに傾斜した前記杭の頭部上面を高強度モルタル、高強度コンクリート、もしくは高強度のセルフレベリング材料のいずれかにより水平に補修された上に配置されていることを特徴とする杭基礎。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載した杭基礎において、
前記杭頭部の上面に、ゴム層単体もしくは積層ゴム体を内蔵することで前記杭頭部の回転変形を吸収可能とする杭頭接合装置が設置されており、
前記杭頭接合装置として、前記杭頭部上面に載置される水平鋼板の外周部に固定され、前記杭頭部外周面の周囲に僅かの隙間を有して囲う円筒形状の水平ストッパー、もしくは杭頭部上面に逆凹型形状に整形された薄鋼板製杭頭キャップ、あるいは杭頭周囲に嵌合する鉢巻き形状のリング型接合部材を使用していることを特徴とする杭基礎。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載した杭基礎において、
前記杭頭接合装置は、その上部に多数の孔を有する鋼板を２方向に設けたＰＢＬジベルプレートを有しており、
前記杭頭接合装置により杭頭部と杭頭上部フーチングを連結・一体化していることを特徴とする杭基礎。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐震安全性能を飛躍的に高めることができる免震構造物や建築物を支持する杭基礎に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
免震構造は、構造物の基礎もしくは中間階に免震装置を配置して、構造物の固有周期を伸長させることによって地震応答を低減させることを基本原理としているので、免震構造が実用化された当初は、入力地震動の周期特性が長周期化すると考えられる軟弱地盤は避け、堅牢な地盤に建設することを前提として始まった。
【０００３】
我が国における実構造物への免震構造の適用は約３０年前、１９８５年頃に本格化し始めたが、免震構造物の普及に伴い、またいくつかの地震経験を経るに伴い、免震構造の優れた耐震性能が認識されるようになり、多くの建築構造物が集中する都市部における建築物への適用例が増加してきたのは当然の流れと言える。
【０００４】
東京・大阪・名古屋をはじめとする大都市圏は言うまでもなく、我が国における主要な都市は殆ど全て平野部に発達しており、その殆どは沖積平野であるので、都市部に建設される建築物の大半は杭基礎で支えざるをえない状況にある。更に最近では、計画地の立地条件として臨海部に建設せざるをえない場合も増えており、支持層の深い軟弱地盤においても免震構造建物を建設する事例が増加している。
【０００５】
一方、昨今の社会的要請や経済的要請により、建築構造物はますます高層化し、大型化する傾向にある。その結果、免震建築物も非常に大型で重量の大きい建物が求められる傾向にあり、柱１本、あるいは免震装置１基が支える重量が非常に大きくなり、１柱の支持重量が２０００トンを超え、中には数千トン近くになるものが出現している。
【０００６】
この状況に対して、その大重量を支えるために、既製杭、鋼管杭、場所打ち杭共に、許容支持荷重を大型化する技術開発が進んでいるが、経済性や施工性等の条件から、柱１本もしくは免震装置１基（以後、「一柱」と言う）の支持荷重を複数杭で支えざるを得ない例が増加している。
【０００７】
一柱を複数杭で支持する方法としては、大きく分けて次のＡ，Ｂ２通りの方法がある。
方法Ａは、鉛直の複数杭を所定の水平間隔をあけた位置に打設し、その複数杭の杭頭部を連結するフーチングを構成し、その平面中央の上部に柱もしくは免震装置を配置する方法である。
方法Ｂは、複数本の杭を傾斜させて打設する斜杭を構成し、その複数本の斜杭の杭頭部を一体化するフーチングを構成し、その上部に、柱もしくは免震装置を配置する方法である。この場合、複数の斜杭が集まる杭頭部が２箇所以上あり、それをフーチングで繋いで柱もしくは免震装置を載せる場合もある。
上記方法Ａは、建築物の設計で昔から一般的に行われている方法であり、特に特許で特定されるような方法ではないので、方法Ｂに関する先行特許文献１〜６を以下に例示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３２５７０号公報
【特許文献２】特開平１１−１１７２７６号公報
【特許文献３】特開２０００−１７６４１号公報
【特許文献４】特開２０００−１７６４２号公報
【特許文献５】特開２０００−１７６４３号公報
【特許文献６】特開平１０−２９９００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１は上記の方法Ａ、即ち建築物の設計において従来から行われている一柱を複数杭で支える場合の杭とフーチングの一般的な構成方法を示したものである。図１（１）は複数の場所打ち杭２をフーチング３で連結し、その上の中央部に柱６２を載せた場合を示している。
図１（２）は複数の既製コンクリート杭２をフーチング３で連結し、その上の中央部に免震装置５を配置した場合の例である。
図１は、立面図ないし縦方向断面図として表現しているので、杭２は２本が表記されているが、杭本数が３本、４本、あるいはそれ以上の場合も同じである。
先ず、建物用の杭２は地盤（杭周囲地盤）１に鉛直に打設することが基本であり、且つ杭先端２３は、支持地盤１１における応力の重なりを避けるために、所定の間隔をあけることが必要である。具体的には、場所打ち杭、既製コンクリート杭共に通常、杭芯間距離を杭頭部直径の２倍以上、より正確に言えば、Ｄ１＋Ｄ２以上、且つＤ２＋１ｍ以上（Ｄ１は杭軸径、Ｄ２は杭先端拡大部の径を示す。）離し、その杭頭部２１をフーチング３で繋いで上部躯体の柱６２や免震装置５をその上に載せることになる。符号７は杭基礎全体に上部から作用する鉛直荷重、７１は各杭の負担する鉛直荷重を示している。
【００１０】
この場合、図１に示すとおり、杭頭部２１を繋ぐ杭頭上部フーチング３は、柱の鉛直荷重７を梁として２本（以上）の杭に分配・伝達することになり、杭頭上部フーチング３には大きな曲げモーメントとせん断力が作用する。コンクリートのせん断強度はあまり高くないので、非常に大きなフーチング断面が必要となり、コンクリート内に鉄骨部材を埋め込むことさえあるが、地盤の掘削土量も大きくなり、経済的に非常に大きな負担になるという問題を有している。
【００１１】
また図１に示すように、２本の杭の頭部を杭頭上部フーチング３で繋ぎ一体化すると、杭頭部２１と杭頭上部フーチング３は剛接合され、ラーメン構造骨組（剛接合骨組）を構成することになるので、杭頭部２１の回転変形が拘束される「杭頭固定」条件となり、地震時に水平荷重が作用すると、杭頭部２１には大きな曲げモーメントが発生する。その杭頭モーメントと釣り合うために、フーチングにも同じ値の曲げモーメントが発生し、且つそのモーメント勾配に対応する鉛直方向せん断力が杭頭上部フーチング３に付加されることになる。
一方、例えば杭本数が２本の場合には、フーチングで連結されたラーメン方向が杭頭固定の条件になるのに対して、その直交方向は単独で自立した杭状態のままであるので、その方向には杭頭部２１の回転が拘束されておらず、杭頭部２１の回転自由（杭頭ピン）の接合条件となる。その結果、この杭は方向によって杭頭部２１の拘束条件が著しく異なり、そのため地震時の発生応力や水平剛性が方向によって大きく異なるという問題が発生する。
【００１２】
図２は、上記の方法Ｂ，即ち複数本の斜杭２４を用いる場合を示したものである。なお、図１と共通する部分には同一符号を付している。
この場合の杭２４の傾斜角は、鉛直軸に対して通常２０°〜３０°前後に打設される場合が多い。４５°以上に傾けると水平力に対する抵抗力の効率は高まるが、鉛直支持力の抵抗効率が下がるし、杭軸体２２の長さも長くなり、経済性、施工性の点で現実性が低下する。また逆に、傾斜角が１５°未満になると、水平力に対する抵抗効率が極端に低下し、水平抵抗力および水平剛性の効果が出ないので、斜杭を用いるそもそもの目的が失われるからである。
【００１３】
斜杭２４は、杭軸体２２を斜めに打設したことから、建築物におけるブレース材と同じく、水平力に対してその軸方向力で抵抗するので、高い軸剛性の効果で水平方向の剛性も高くなり、極めて効果的に水平力に抵抗することができる。そのため、軟弱地盤のように杭の周囲地盤１の抵抗力が極めて低い場合、あるいは海上構造物や水上構造物等のように周囲の抵抗力を全く期待できない場合にも水平方向の剛性および耐力の高い基礎を効率的に実現できる方法として提案されてきた。
【００１４】
この水平抵抗機構としては効果が極めて高いと考えられてきた斜杭２４は、その抵抗効率が高いが故に、以下に示す大きな問題点を有している。
先ず、斜杭の課題第１点は、杭頭部２１に水平力が作用した場合に、水平力により大きな軸抵抗力が発生し、その軸力が水平力と杭の傾斜方向に応じて圧縮力と引張力として作用することである。杭軸体２２がコンクリート断面の場合、引張軸力の作用下では断面の曲げ耐力が著しく低下するし、逆に作用圧縮力が過大になり過ぎると杭長が長い場合には圧縮座屈の危険性が生じる。
【００１５】
課題第２点は、この時、斜杭の上端部が近接するフーチングには、上下方向に極めて大きなせん断力が作用することである。即ち、圧縮軸力が作用する斜杭２４の上端部からは上向きの力が、引張力が作用する斜杭２４の上端部からは下向きの力が作用するので、両杭の境界部にあたるフーチング３には鉛直方向に極めて厳しいせん断力が作用することになる。
また図２に示すように、上部の柱から作用する鉛直荷重によって、斜杭頭部２１のフーチング３には大きな水平分力が発生するので、フーチングの設計においてはこの水平分力に対する設計も忘れてはいけない。
【００１６】
図３は、水平地震力に対する斜杭の重大な問題点を示したものである。即ち、斜杭の問題点の第３は、地震時における水平力の分担率の大幅な相違および水平抵抗剛性の方向別による大幅な相違という問題である。なお、図２と共通する部分には同一符号を付している。
図３（１）は、３本の斜杭を１２０°方向に打設する場合の杭頭部２１における平面図を示したものである。図３（１）の左側図は、杭頭部２１にＸ方向の水平力８が作用した場合の、各杭の水平力８の負担割合を矢印でベクトル表示したものである。斜杭の軸方向の抵抗剛性は、軸直角方向によりも格段に高いため、水平力８は図下側の２本が抵抗し、図上側の杭の水平力負担は極めて小さく、杭３本の抵抗力のバランスがとれていない。この時、杭頭部２１に作用する水平力８に対して杭は３本の内の２本しか有効でないので、経済的にも効率がわるく、水平抵抗の剛性も大きく違うので、杭頭部２１での回転（ねじり）力が発生するという問題もある。符号８１は杭の負担する水平力（および水平剛性）の大きさを示している。
【００１７】
図３（１）の右側図は、同じく３本の斜杭の頭部にＹ方向の水平力８が作用した場合である。この時、水平力８の作用方向が斜杭軸と一致している杭は大きな水平力を負担し、他の２本の杭にはあまり大きな抵抗力が作用しない。杭頭水平力８を３本の杭で等分するという仮定で設計を行っている場合には、１本の杭のみに設計値の２倍以上の軸力が作用し、この時もし杭先端２３において地盤への潜り込みが発生すると、地震後には３本杭のバランスが崩れて杭頭部２１での傾斜が発生する恐れもある。
【００１８】
図３（２）は、斜杭２本の場合の水平力８に対する抵抗力を示したものである。左側図は、杭頭水平力の方向が斜杭２４の傾斜方向と一致している場合で、この時杭は軸剛性で抵抗するので、極めて効率的に水平力に抵抗するが、斜杭２４の軸方向力は、圧縮力と引張力になるので、杭頭部２１のフーチングには上下方向のせん断力が作用する。
図３（２）の右側図は、２本の斜杭に直交（Ｙ）方向の水平力８が作用した場合で、この場合の水平剛性は極めて低く、水平力に対して有効な抵抗要素となっていない。
１建物内には多数の柱があり、その下に２本の斜杭が向きを変えて配置されていた場合には、柱の位置により、杭の負担する抵抗力および抵抗剛性が大きく異なってくるので、水平力の分担割合の設定や、基礎面全体のねじれ変形等に充分配慮する必要がある。
【００１９】
更に、軟弱地盤に斜杭基礎を採用した場合には、耐震設計上地震動の伝播および構造物の地震応答に関して大きな問題を誘発するという問題がある。即ち、従来は、軟弱地盤に斜杭を採用することは、杭基礎全体の水平剛性と耐力が上昇するので、耐震設計上有利な解決であると一般的に理解されてきたが、これは地震動伝播に関する動力学的問題を等閑視した解釈である。
軟弱な成層地盤では、地震動の短周期成分が地層を伝播する過程でフィルターされ除去されるので、構造物への加速度入力（短周期成分の入力）は低減されるという効果がある。しかし斜杭２４を打設した構造物では、斜杭２４の高い軸剛性により、杭先端２３の硬い支持層１１から地震動の短周期成分が直接構造物の基礎に伝達されるので、軟弱地盤での短周期成分除去効果が失われ、構造物に短周期成分が卓越した加速度の強い地震動が入力されることになるので、耐震設計上有利になるとは言えず、場合によっては非常に厳しい地震動入力を導入することになる。杭基礎自体の剛性と耐力が上昇するので、耐震安全性が高まるという従来の説明は、杭基礎の強さだけに着目した浅薄な理解と言わざるを得ない。
【００２０】
更にまた、地震時における表層軟弱地盤の水平変位に着目した場合、地層には地震時に大きな水平変位が生じるが、この時、水平剛性の高い斜杭の杭頭は水平変位が小さいので、杭頭部レベルにおいて杭体と地盤間には大きな相対変位が生じることになり、斜杭は周囲地盤の水平変位によって非常に大きな水平荷重（強制変位応力）を背負うことになる。従来はこの周囲地盤による強制変位応力の問題まで理解が及ばなかったために、斜杭は耐震上有利との理解が一般的であったが、斜杭は水平力抵抗効果が高すぎるが故に、却って耐震設計上由々しき課題を抱えていると理解すべきである。
【００２１】
以上のとおり、建築物の柱１本もしくは免震装置１基の荷重を複数本の杭で支持する場合の課題を要約すると、以下のとおりである。
まず方法Ａとして、複数の鉛直の杭を必要な離間距離を確保して打設する場合には、大きなフーチングが必要となり経済的に大きな負担となり、またフーチングによるラーメン架構発生の有無により水平方向剛性に方向別の大きな相違が生じるという課題が生じる。
また方法Ｂとして、斜杭を採用した場合には、地震時に過大な軸力が発生し、杭頭を接合するフーチングに上下方向の非常に大きなせん断力が発生する。また、杭頭における水平地震力の作用方向が斜杭の軸線方向と一致するかしないかで、杭の地震力負担に大幅な相違が発生し、杭頭部２１のねじり力になる可能性がある。更に斜杭では、高い軸剛性のために、杭先端２３の硬い地盤から強い加速度の短周期成分を構造物の基礎に直接伝達することになり、構造物の地震応答上不利な入力地震動を呼び込むことになり、また斜杭自体も表層軟弱地盤の水平変位により非常に大きな強制変位応力を背負うことなる等、杭と構造物両者にとって、耐震設計上重要な問題を有している。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、以上の問題点を解決するため次の構成を採用する。
〈構成１〉
免震構造もしくは耐震構造の構造物の柱１本もしくは免震装置１基の鉛直荷重を複数杭で支持する杭基礎であり、
支持層地盤における杭先端部の隣接杭との間隔は、杭軸部直径もしくは杭先端部直径に応じて決まる必要離間距離以上を確保しており、
杭頭部は、相隣接する杭の各杭芯間距離をＤｔｃ、杭頭部直径をＤｏとしたとき、１．０ Ｄｏ ＜ Ｄｔｃ ≦１．５ Ｄｏ の範囲内に配置されており、
且つ、杭は、鉛直軸に対する杭軸の傾斜角をθとしたとき、
０＜θ≦１／１０（ｒａｄ）の範囲内で、且つ前記の杭先端部と杭頭部の両条件の範囲内でできる限り鉛直軸に近づけた僅かに傾斜した微傾斜杭とされていることを特徴とする杭基礎。
【００２３】
〈構成２〉
構成１に記載した杭基礎において、
地震時の各杭頭部変位が同一水平変位となるように相隣接する杭頭部の水平位置を連結・一体化し、且つ杭頭部の回転変形は拘束しない杭頭位置水平連結部材を各杭頭部上端の直下付近に配置しており、
各杭頭部の上部に杭頭部の回転変形を許容できる杭頭接合装置を配置しており、
その上部に前記複数杭を一体化する杭頭上部フーチングを構成しており、
前記杭頭上部フーチングを上部躯体もしくは前記免震装置と連結し一体化していることを特徴とする杭基礎。
【００２４】
〈構成３〉
構成１または構成２に記載した杭基礎において、
前記杭頭接合装置がゴム層単体もしくは積層ゴム体を内蔵することで杭頭部の回転変形を吸収可能としており、
前記杭頭接合装置は、僅かに傾斜した前記杭の頭部上面を高強度モルタル、高強度コンクリート、もしくは高強度のセルフレベリング材料のいずれかにより水平に補修された上に配置されていることを特徴とする杭基礎。
【００２５】
〈構成４〉
構成１または構成２に記載した杭基礎において、
前記杭頭接合装置として、前記杭頭部上面に載置される水平鋼板の外周部に固定され、前記杭頭部外周面の周囲に僅かの隙間を有して囲う円筒形状の水平ストッパー、もしくは杭頭部上面に逆凹型形状に整形された薄鋼板製杭頭キャップ、あるいは杭頭周囲に嵌合する鉢巻き形状のリング型接合部材を使用していることを特徴とする杭基礎。
【００２６】
〈構成５〉
構成３または構成４に記載した杭基礎において、
前記杭頭接合装置は、その上部に多数の孔を有する鋼板を２方向に設けたＰＢＬジベルプレートを有しており、
前記杭頭接合装置により杭頭部と杭頭上部フーチングを連結・一体化していることを特徴とする杭基礎。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の効果第１点は、１本の柱もしくは１基の免震装置を支える複数杭の杭頭部が近接して配置されているため、柱もしくは免震装置からの鉛直荷重がその直下の杭頭部フーチングのコンクリートを介して各杭に直接圧縮力として伝達されることである。フーチングが複数杭の上部を繋ぐ梁として鉛直荷重を杭に伝達する場合、フーチングには曲げ応力およびせん断応力が発生するのでそれに耐える大きな断面が必要になるのに対して、圧縮応力として荷重を伝達する場合は最も効率的な荷重伝達が可能であり、フーチングの部材断面を小さくすることができる。フーチングのコンクリート断面や鉄筋量を大幅に削減できると同時に、地盤の掘削土量を削減することができるので、基礎の工事費を大幅に低減し、基礎を経済的に設計することが可能となる。
【００２８】
本発明の効果第２点は、本発明の微傾斜杭は、僅かに傾斜しているものの、その傾きは僅かで殆ど鉛直の杭と同様である。そのため、杭頭部に作用する水平力に対して斜杭のように大きな軸抵抗力を発生することがなく、水平力による圧縮および引張の大きな軸力変動が生じないので、杭の地震時安全性が脅かされることがない。
具体的に言えば、本微傾斜杭は、鉛直軸に対する杭の傾斜角θを最大でもθ＝１／１０（ｒａｄ）以下に制限しているため、杭に付加される軸力は杭頭に作用する水平力の１／１０以上にはならない。本微傾斜杭の傾斜角は標準的には１／３０〜１／４０（ｒａｄ）程度であり、杭傾斜に起因する軸力変動は無視できるレベルと言える。
【００２９】
本発明の効果第３点は、第２点と同様の理由により、杭頭部に作用する水平力に対して、斜杭のように高い軸剛性で抵抗することがないので、杭の水平剛性は鉛直杭とほぼ同じである。その結果、斜杭のように水平力の作用する方向によって杭の水平剛性や抵抗力が大幅に異なるという問題も発生しない。
また、一建物において鉛直の単独杭の基礎と複数杭（微傾斜）基礎が混用された場合においても、杭基礎や地震力の作用方向によって、各杭の抵抗力や剛性が種々に変化するという設計上のアンバランスや複雑な問題も発生せず、全ての杭がほぼ均等に水平荷重に抵抗するという無理のないバランスのとれた耐震設計が可能となる。
【００３０】
本発明の効果第４点は、支持地盤における地震動の短周期成分を斜杭の高い軸剛性によって基礎まで直接伝達することがないので、軟弱地盤による短周期成分のフィルタリング（除去）効果を阻害することなく、構造物への加速度入力を引き上げるという斜杭のマイナス効果を生みだすことがない。従って、構造物の耐震安全性を不利にする悪影響を避けることができる。
【００３１】
また、上記以外にも斜杭の問題として指摘した全ての課題、例えば杭基礎が打設される表層軟弱地盤の地震時水平変位と高い水平剛性を有する斜杭の水平変位の差により、地盤の強制変位によって極めて大きな水平荷重を背負い込むことになる問題も発生しない。
また、杭頭部の固定度を方向に関係なく一定に制御することができ、また適切な杭頭部剛性を実現できるという効果も有している。
【００３２】
更に、本発明の微傾斜杭は、杭軸体がほぼ鉛直であるので、大きく傾いた斜杭のように杭長が長くならないため経済性にも優れており、施工上も杭体を大きく傾ける必要がないため、施工性にも優れているという効果・利点も有している。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来の１基礎複数杭基礎の基本構成を示す説明図であり、  （１）鉛直の場所打ちコンクリート杭とその杭頭部を繋ぐ杭頭上部フーチングの縦断面図、  （２）鉛直の既製杭とその杭頭部を繋ぐ杭頭上部フーチングの縦断面図  である。
【図２】従来の斜杭と杭頭部を繋ぐ杭頭上部フーチングの基本構成を示す縦断面図である。
【図３】従来の斜杭の杭頭部に水平力が作用した場合に、各斜杭が分担する水平力の大きさをベクトルで示した説明図であり、  （１左）３本斜杭の杭頭部にＸ方向水平力が作用した場合、  （１右）３本斜杭の杭頭部にＹ方向水平力が作用した場合、  （２左）２本斜杭の杭頭部にＸ方向（杭軸平行方向）水平力が作用した場合、  （２右）２本斜杭の杭頭部にＹ方向（杭軸直交方向）水平力が作用した場合である。
【図４】本発明の１基礎２本杭の実施例を示す図であり、  （１）２本杭立面を正面方向から見た場合、  （２）２本杭立面を側面方向から見た場合で、    それぞれ（Ａ）杭頭部平面図、（Ｂ）立面構成図、（Ｃ）杭先端部平面図である。
【図５】本発明の１基礎３本杭の実施例を示す図であり、  （１）３本杭立面を正面方向から見た場合、  （２）３本杭立面を（１）の直交方向から見た場合で、    それぞれ（Ａ）杭頭部平面図、（Ｂ）立面構成図、（Ｃ）杭先端部平面図である。
【図６】本発明の１基礎複数杭における杭頭部と杭先端部の平面の位置関係を示す説明図であり、  （２Ｔ）１基礎２本杭の杭頭部平面図、  （２Ｂ）１基礎２本杭の杭先端部平面図、  （３Ｔ）１基礎３本杭の杭頭部平面図、  （３Ｂ）１基礎３本杭の杭先端部平面図、  （４Ｔ）１基礎４本杭の杭頭部平面図、  （４Ｂ）１基礎４本杭の杭先端部平面図である。
【図７】本発明の実施例の杭頭部付近の詳細構成を示す図であり、  （１）杭頭上部フーチングの上に回転機構付すべり支承と上部躯体とを設置した構成を示す縦断面図である。  （２）杭頭上部フーチングの上に積層ゴム支承と上部躯体とを設置した構成を示す縦断面図。  （３）上図（１）（２）におけるＡ矢視位置の水平断面図、  （４）上図（１）（２）におけるＢ矢視位置の水平断面図、  （５）上図（１）（２）におけるＣ矢視位置の水平断面図である。
【図８】本発明の杭頭部に設置される「杭頭接合装置」の実施例を示す図であり、  （１Ａ）杭頭部の回転変位吸収用のゴム層を内蔵する接合装置の上部からみた平面図  （１Ｂ）同上接合装置と杭頭部の関係を示す縦断面図、  （２Ａ）ゴム層を内蔵しない杭頭接合装置の上部からみた平面図、  （２Ｂ）同上接合装置と杭頭部の関係を示す縦断面図である。
【図９】本発明の杭頭部に設置される「杭頭接合装置」の実施例を示す図であり、  （１Ａ）逆凹型形状の簡易型杭頭キャップ型杭頭接合装置の上部からみた平面図  （１Ｂ）同上接合装置と杭頭部の関係を示す縦断面図、  （２Ａ）鉢巻形状の杭頭周囲リンガ型杭頭接合装置の上部からみた平面図、  （２Ｂ）同上接合装置と杭頭部の関係を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の杭頭部に配置される「杭頭位置水平連結部材」の実施例を示す図であり、  （１Ａ）１基礎２本杭の杭頭位置水平連結部材を鋼板で構成した場合の平面図、  （１Ｂ）同上部材と杭頭部の位置関係を示す縦断面図、  （２Ａ）１基礎２本杭の杭頭位置水平連結部材を鉄筋コンクリートで構成した場合の平面図、  （２Ｂ）同上部材と杭頭部の位置関係を示す縦断面図、  （３Ａ）１基礎３本杭の杭頭位置水平連結部材を鋼板で構成した場合の平面図、  （３Ｂ）同上部材と杭頭部の位置関係を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、各実施例において共通する部分には同一符号を付している。
【実施例１】
【００３５】
図４は、本発明の構成１および構成２を１基礎２本杭に適用した実施例１を示している。図４（１）は、２本杭立面を正面方向から見た場合、図４（２）は、２本杭立面を側面方向（図４（１）の直交方向）から見た場合で、それぞれ（Ａ）杭頭部２１の平面図、（Ｂ）立面構成図、（Ｃ）杭先端２３の平面図である。
図４の免震装置５は、回転機構付きすべり支承の場合を例示しているが、積層ゴム支承に置き換えても同じである。
【００３６】
まず図４（１）および（２）の（Ａ）に示すとおり、２本の杭頭部２１は近接して打設されており、相隣接する両杭頭部２１の杭芯間距離Ｄｔｃは、杭頭部直径Ｄｏに対して、１．０Ｄｏ＜Ｄｔｃ≦１．５Ｄｏの範囲に制限されており、標準的にはＤｔｃ≒１．２Ｄｏ程度に配置されている。
２本の杭頭部２１が近接しているので、免震装置５からの鉛直荷重は、杭頭上部フーチング３を介して圧縮応力として２本の杭に直接伝達できるため、在来工法における杭頭上部フーチングのように大きな曲げモーメントとせん断力が発生せず、杭頭上部フーチング３をコンパクトに経済的に設計することができる。
【００３７】
図４（１）および（２）の（Ｂ）は、免震装置上部フーチング６１から地盤１の支持層１１に到達している杭先端２３までの鉛直方向の縦断面（立面）構成を示している。上部建物の重量はまず免震装置上部フーチング６１に伝達され、これを１基の免震装置５が支持している。その免震装置５の直下には杭頭部２１を連結する杭頭上部フーチング３が設けられており、これを２本の杭軸体２５で支持している。この杭軸体２５は、できるだけ鉛直軸に近く僅かに傾斜した「微傾斜杭」となっている。杭先端２３は地盤１の支持層１１に到達し、必要深さ分が支持層１１内に貫入している。
この微傾斜杭２５の鉛直軸に対する傾斜角θは、０＜θ≦１／１０（ｒａｄ）の範囲内に制限されている。標準的には本実施例に図示されているように、θ≒１／３０〜１／４０（ｒａｄ）程度で、ほぼ鉛直に近い状態で打設されている。この杭の傾斜角は、杭頭部２１と杭先端２３における杭芯間距離の差と杭長（支持層１１の深さ）によって決定される。
【００３８】
図４（１）および（２）の（Ｃ）は、杭先端２３の平面図である。図示のとおり、本発明では、支持地盤に到達している杭先端２３における杭の離間距離を、支持力確保のために必要となる杭芯間距離の最小値に近い距離で隣接させて打設することを前提条件とする。これは、杭の傾斜角をできるだけ鉛直に近づけることを重要条件としているためである。
【実施例２】
【００３９】
図５は、本発明の構成１および構成２を１基礎３本杭に適用した実施例２を示している。図５（１）は、３本杭立面を正面方向から見た場合、図５（２）は、その直交方向から見た場合で、それぞれ（Ａ）杭頭部２１の平面図、（Ｂ）立面構成図、（Ｃ）杭先端部２３の平面図である。
図５の免震装置５は、回転機構付きすべり支承の場合を例示しているが、積層ゴム支承に置き換えても同じである。
【００４０】
まず図５（１）および（２）の（Ａ）に示すとおり、３本の杭頭部２１が近接して打設されているので、免震装置５からの鉛直荷重を、杭頭上部フーチング３を介して圧縮応力により３本の杭２５に直接伝達できる。このため、杭頭上部フーチング３が極めてコンパクトに経済的に設計可能となっている。
尚、各杭頭部２１の杭芯間距離Ｄｔｃは、実施例１の２本杭の場合と同条件である。
【００４１】
図５（１）および（２）の（Ｂ）は、免震装置上部フーチング６１から杭先端２３までの鉛直方向の縦断面（立面）構成を示しており、免震装置５の直下には杭頭部２１を連結する杭頭上部フーチング３が設けられており、これを３本の杭軸体で支持している。実施例１と同様に、これらの杭軸体２５は、僅かに傾斜した「微傾斜杭」となっており、杭先端２３は地盤の支持層１１に到達し、必要深さ分が支持層１１内に貫入している。
この微傾斜杭２５の鉛直軸に対する傾斜度θの制限値および実際の傾斜度は、実施例１と同様であり、鉛直杭に近い状態で打設されている。
【００４２】
図５（１）および（２）の（Ｃ）は、杭先端２３の平面図であり、図示のとおり、杭先端２３における杭の離間距離を、支持力確保のために必要となる杭芯間距離の最小値に近い距離で隣接させており、杭軸体の傾斜角は僅かで、ほぼ鉛直に近い杭となっている。
【実施例３】
【００４３】
図６は、本発明の微傾斜杭２５について、１基礎２本杭、１基礎３本杭、１基礎４本杭とした場合のそれぞれについて、杭頭部レベルと杭先端レベルでの杭配置の平面図を示したものである。
いずれの杭本数でも、杭頭部２１の高さレベルでの杭配置は近接しているため、杭頭部フーチングはコンパクトで且つ経済的に設計することができる。杭頭位置の各図、即ち図６（２Ｔ）、（３Ｔ）、（４Ｔ）において、杭頭２１の外周を囲む破線の輪郭が杭頭上部フーチング３の平面形状の大きさを示している。これに対して、従来の鉛直杭では、杭先端２３を囲む大きさの平面形状が必要であり、非常に大きな平面形状の杭頭上部フーチングが必要であったことが分かる。平面形状が大きくなると、フーチングに発生する曲げモーメントも大きくなるので、フーチングの高さ（深さ）も大きくする必要があり、従来の鉛直の複数杭の杭頭上部フーチングは本発明の杭頭上部フーチング３よりも遙かに巨大なものにならざるを得なかった。
一方、地盤の支持層に貫入する杭先端２３位置の平面配置は、従来の鉛直杭と同様に支持力上必要な隣接杭間の杭芯間距離が確保されているので、杭の先端支持力は充分に確保することができている。  
【００４４】
本発明では、杭は僅かに傾斜しているものの、その傾斜角は標準的には１／３０〜１／４０（ｒａｄ）程度とほぼ鉛直であるため、従来の斜杭のように杭頭水平力によって、杭の軸抵抗力が発生することがなく、水平荷重に起因する杭軸力の変動や杭先端荷重の増加という問題が発生しない。
【００４５】
また、従来の斜杭は傾斜角が大きいために、杭軸体の長さが鉛直杭よりもかなり長くなる（傾斜角３０°〜４５°で杭長が１５％〜４０％アップ）という面があったが、本発明の微傾斜杭２５はほぼ鉛直であるため、杭軸体の長さは鉛直杭とほぼ同じであり、経済的にも従来の斜杭よりも格段に有利になっている。
【００４６】
従来の鉛直杭では、杭頭部２１に作用する鉛直荷重Ｐの位置が杭芯からδだけずれると、杭頭部２１にはＰ−δモーメントが作用することになり、杭単独（地中梁なし）では杭に大きな水平変位が発生するなど、不安定な構造骨組みとなり、杭頭部２１を繋ぐ地中梁なしでは安定な杭基礎になり得ないという問題があった。
これに対して本発明の微傾斜杭２５の基礎は、複数の杭がその先端を外側に拡げた末広がりの安定した形状で打設されており、その頂部の杭頭部２１が杭頭上部フーチング３により一体化されているため、鉛直荷重に対して安定した架構形状を構成しており、施工誤差等により鉛直荷重の作用位置に在る程度のずれが生じた場合にも、杭基礎自体でその負担軸力を自動調節して杭芯ずれに対応することが可能で、地中梁なしでも安定した構造システム（骨組み）を構成しているという安全性の極めて高い杭基礎を実現している。
【実施例４】
【００４７】
図７は、本発明の杭頭部２１の付近の構成を詳細に示したものであり、図７（１）は杭頭部２１および杭頭上部フーチング３の上に回転機構付すべり支承５１と上部躯体６とを設置した構成を示す縦断面図、図７（２）は杭頭部２１および杭頭上部フーチング３の上に積層ゴム支承５２と上部躯体６とを設置した構成を示す縦断面図、図７（３）は図７（１）（２）におけるＡ矢視位置の水平断面図、図７（４）はＢ矢視位置の水平断面図、図７（５）はＣ矢視位置の水平断面図を示したものである。
【００４８】
図７（１）および（２）に示すとおり、近接して打設された杭頭部の上端直下には杭頭部２１の水平位置を均等に保ち且つ地震時の水平変位を同一に保つための杭頭位置水平連結部材３１が配置されている。この杭頭位置水平連結部材３１が杭頭部２１の側面に接触する部分は、水平力を伝達するが杭頭部２１の回転変形は拘束しないようにテーパー（図１０（２Ｂ）拡大部参照）が設けられている。
また杭頭部２１の上面には杭頭接合装置４が配置されており、その回転性能により杭頭部２１と杭頭上部フーチング３の接合の固定度が調節可能であり、杭頭接合装置４の回転性能により、杭頭部ピン乃至杭頭部半剛接合が実現されている。
杭頭部２１の上部には杭頭上部フーチング３が配置されているが、２本の杭頭部２１が近接しているため、回転機構付すべり支承免震装置５１もしくは積層ゴム支承免震装置５２からの鉛直荷重が２本の杭頭部に杭頭上部フーチング３内の圧縮応力として伝達され、杭頭上部フーチング３には大きな曲げモーメントやせん断力が発生しないので、杭頭上部フーチング３は極めてコンパクトに設計されている。
更にその免震装置５１もしくは５２の上部は、免震装置上部フーチング６１を介して上部躯体６と一体化されている。
【００４９】
図７（３）〜図７（５）は、図７（１）（２）におけるＡ矢視、Ｂ矢視、Ｃ矢視の水平断面図を示している。特に図７（５）に明示されているとおり、免震装置５の水平断面とその下に位置する２本の杭頭部の平面が近接して重なり合っているために、免震装置５の鉛直荷重が無理なく２本の杭に伝達されることが分かる。
また、杭頭部２１の上面には、杭頭接合装置４が配置されているために、この装置の効果（回転剛性）により、杭頭部２１の回転剛性が方向によらず一定値に保たれている。従って、全ての杭の水平荷重の負担率が方向によらず均等になり、建物全体の水平力に対して全ての杭が均等に抵抗するようになり、杭の耐震設計が合理化されている。
【実施例５】
【００５０】
図８は、本発明の杭頭部２１に設置される杭頭接合装置４Ａと４Ｂの実施例を示している。
図８（１Ａ）は、杭頭部回転変位吸収用のゴム体４１を内蔵する杭頭接合装置４Ａの上部からみた平面図であり、図８（１Ｂ）は、杭頭接合装置４Ａと杭頭部２１の位置関係を示す縦断面図である。
本実施例は既製杭を採用した場合を示しているが、既製杭頭部の平面中央部の空洞部２１０には高強度モルタルもしくは高強度コンクリートを充填している。その杭頭の上端部は杭体の微傾斜に応じて少し傾斜しているため、高強度モルタル、高強度コンクリート、高強度のセルフレベリング材のいずれかにより上面を水平且つ平坦に仕上げておき、その上に杭頭接合装置４Ａを設置している。高強度のセルフレベリング材とは、硬化前施工時のフロー値で２５０ｍｍ以上の流動性を有し、硬化後は３０Ｎ／ｍｍ２以上の圧縮強度を有する石膏系セルフレベリング材料、高性能ＡＥ減衰剤あるいは流動化剤を充填してスランプフロー５００ｍｍ以上の高流動性を備え、硬化後の圧縮強度３０Ｎ／ｍｍ２以上の高強度コンクリートもしくは高強度モルタルを含むものとする。
この杭頭接合装置４Ａには水平ストッパー４２が僅かの隙間を有して杭頭部２１の外周面を囲っており、ゴム体４１に水平変形が生じると杭頭部２１の外周面と接触することにより、この隙間以上の水平変位は拘束し、且つゴム体の回転変形を邪魔しないようになっている。
このゴム体４１の働きにより、地震動の短周期成分はフィルター除去されるので、ある程度の免震効果も発揮されるようになっている。
【００５１】
杭頭接合装置４Ａの上部には井型形状２方向せん断力（水平＋鉛直）伝達用ＰＢＬジベルプレート４３が配置されている。ＰＢＬジベルとは、鋼板に直径４０φ〜５０φ程度の孔を多数配置した鋼板であり、この中にコンクリートが充填されることにより、コンクリートとの界面で２面せん断機構が構成され、この孔数と鋼板プレート厚さおよびコンクリート強度の組合せにより、非常に大きなせん断力を伝達できる。しかも従来のスタッドボルトは変形が生じないと耐力が発揮されないのに対して、ＰＢＬジベルはその剛性が極めて高く、変形が殆ど発生しないという優れた性能を有している。
更に、図８（１Ｂ）に示されているとおり、本発明のＰＢＬジベルプレート（鋼板）４３に設けられている孔の高さは、ＰＢＬジベルのＸ方向孔４４ＸとＹ方向孔４４Ｙとで３０〜４０ｍｍ程度高さを違えており、この孔に上部フーチングの鉄筋を貫通させ、交差させて配筋できるようになっている。ＰＢＬジベルプレート（鋼板）４３の孔に鉄筋を貫通させることにより、ジベルとしての塑性変形性能が向上すると同時に、フーチングとの一体化が無理なく合理的に行えるようになっている。
【００５２】
図８（２Ａ）は、ゴム体４１を内蔵しないタイプの杭頭接合装置４Ｂの上部からみた平面図、図８（２Ｂ）は、杭頭接合装置４Ｂと杭頭部２１の位置関係を示す縦断面図である。この装置では、ゴム体４１を省略しているので、杭頭接合装置の回転剛性が高くなり、回転変形性能も小さくなり、杭頭部の固定度が上昇するが、水平荷重が増大すると杭頭部からの抜けだしが生じることにより固定度が低下して、半剛接合としての機能を発揮するようになる。杭頭部回転性能は図８（１Ｂ）の接合装置４Ａに比較して低下するものの、低コストの装置となるので、経済性では有利さを有している。
また図８（１Ｂ）の接合装置４Ａと同様に、上部にはＰＢＬジベルプレート４３を有しており、フーチングとの一体化が合理的に行え、両杭頭接合装置共に、杭のフーチングへの定着鉄筋を不要としているので、現場溶接も不要であり、配筋も簡素化されており、杭頭部２１の施工性が極めて優れている。杭頭の内部空洞部２１０を高強度コンクリート等で充填しており、その上面２０１を水平に仕上げていることは杭頭接合装置４Ａと同様である。
【実施例６】
【００５３】
図９は、既存の簡易型杭頭接合装置を本微傾斜杭２５の上端部に適用した実施例であり、図９（１Ａ）は、逆凹型形状の簡易型杭頭キャップ４Ｃを上面から見た平面図、図９（１Ｂ）は杭頭接合装置４Ｃと杭頭部２１の位置関係を示す縦断面図である。
実施例５と同様に，既製杭頭部の平面中央部の空洞部２１０には高強度モルタルもしくは高強度コンクリートを充填し、その杭頭の上端部は高強度のセルフレベリング材等により上面を水平且つ平坦に仕上げた上で、杭頭接合装置４Ｃを設置し、その周囲と上部に本接合装置４Ｃを囲うように杭頭上部フーチング３のコンクリートを打設している。
この杭頭接合装置は極めて簡便な杭頭を囲うキャップ状の薄鋼板でできており、杭頭の固定度はかなり高い半剛接合となるが、施工性と経済性において優れている。
【００５４】
図９（２Ａ）は、杭頭の周囲を鉢巻き状に囲うリング型杭頭接合装置４Ｄを上面から見た平面図、図９（２Ｂ）は杭頭接合装置４Ｄと杭頭部２１の位置関係を示す縦断面図である。
本実施例も既製杭頭部の平面中央部の空洞部２１０には高強度モルタルもしくは高強度コンクリートを充填しその上面を平坦に仕上げているが、その杭頭上端部を水平にする補修は省略している。この杭頭接合装置４Ｄの原理は、杭頭ぶ外周に配置し、杭頭上部フーチングと一体化されたドーナツ形状のリングが杭頭２１から抜け出ることによってみかけの等価剛性が低下することを方式であるので、リング体４Ｄで囲われた内部における杭体上面の若干の傾斜（水平度）は問題にならないからである。
この杭頭接合装置による杭頭の固定度もかなり高い半剛接合となる。
尚、符号２９は杭頭上端部付近における水平線を示している。
【実施例７】
【００５５】
図１０は、本発明の杭頭部２１に配置される「杭頭位置水平連結部材」の実施例を示しており、図１０（１Ａ）（１Ｂ）は、鋼板で構成した１基礎２本杭の杭頭位置水平連結部材３１、図１０（２Ａ）（２Ｂ）は、鉄筋コンクリートで構成した１基礎２本杭の杭頭位置水平連結部材３２、図１０（３Ａ）（３Ｂ）は、鋼板で構成した１基礎３本杭の杭頭位置水平連結部材３１をそれぞれ示している。
【００５６】
この杭頭位置水平連結部材３１、３２は、１基礎内の複数の杭が同一の水平位置を保つようにその位置を一定に保持し、水平力を均等に負担するように保持するホルダーの役割を果たすものである。但し、水平力は伝達するが杭頭部２１の回転変形は拘束しないようにするため、図１０（２Ｂ）の円内拡大部に示すように、この部材３１、３２が杭頭部２１の側面に接触する部分には、テーパーが設けられている。
この杭頭位置水平連結部材３１、３２は、杭打設後の杭頭部２１周りの施工時に設置してもよいが、杭打設時に杭頭部位置を目標どおりに保つテンプレートとして利用すれば、杭頭部位置および杭頭部間隔を精度よく施工することが可能となる。特に図１０（３Ａ）に示した３本杭の場合の杭頭部２１の位置決めにはテンプレート兼用の杭頭部間連結部材３１が効果的である。
【００５７】
図１０（２Ａ）（２Ｂ）に示した、鉄筋コンクリート製の１基礎２本杭の杭頭位置水平連結部材３２の場合、杭頭部２１にまずこの杭頭位置水平連結部材３２を構築し、その後、杭頭接合装置４を設置し、その上に杭頭部フーチング３を構築すればよい。
【００５８】
以上のとおり、本発明による微傾斜杭を採用すれば、従来の１基礎に複数の鉛直杭を採用する場合に較べて杭頭フーチングを大幅に小型化・合理化できるばかりでなく、杭の水平剛性および杭頭固定度が地震力の作用する方向によって大幅に相違するという従来の不合理も解消することができる。
また、従来の斜杭は、杭頭部に作用する水平地震力によって杭軸体に大きな軸力の増減が発生すること、地震力の方向により杭の水平剛性・抵抗力が大幅に相違すること（特に２本杭の場合）等の構造力学的に大きな不合理（斜杭が水平力に対して効き過ぎるための不合理）と問題点を有していたが、この力学的問題を解決できるだけでなく、杭軸長が長くなる経済性の問題、杭打設時に杭を大きく傾けるための施工上の難しさも解消することができる。
本工法は全ての建築構造物に適用可能であるが、特に１柱当たりの鉛直荷重が非常に大きい免震構造物に適用するとその効果が極めて顕著である。
【符号の説明】
【００５９】
１  ：地盤（杭周囲地盤）
１１：支持層
２  ：杭 
２０１：杭頭上端部の水平補修部
２１：杭頭部
２１０：杭頭内部の充填部
２２：杭軸体
２３：杭先端
２４：斜杭
２５：微傾斜杭
２９：杭頭上端部付近における水平線
３  ：杭頭上部フーチング
３１：杭頭位置水平連結部材（鋼製）
３２：杭頭位置水平連結部材（鉄筋コンクート製）
４  ：杭頭接合装置
４Ａ：杭頭接合装置（杭頭部回転変位吸収用ゴム体内蔵型）
４Ｂ：杭頭接合装置（４Ａ同型でゴム体省略型）
４Ｃ：杭頭接合装置（逆凹型形状の簡易型杭頭キャップ）
４Ｄ：杭頭接合装置（鉢巻形状の杭頭周囲リング型）
４１：杭頭回転変位吸収用ゴム体
４２：水平ストッパー
４３：２方向せん断力（水平＋鉛直）伝達用ＰＢＬジベルプレート
４４Ｘ：ＰＢＬジベルのＸ方向孔
４４Ｙ：ＰＢＬジベルのＹ方向孔
５  ：免震装置
５１：回転機構付すべり支承
５２：積層ゴム支承
６  ：上部躯体
６１：免震装置上部フーチング
６２：上部躯体−柱
６３：上部躯体−梁
７  ：杭基礎（上部）に作用する鉛直荷重
７１：各杭の負担する鉛直荷重
８  ：杭頭部に作用する水平力
８１：杭の負担する水平力（および水平剛性）の大きさ
【要約】      （修正有）【課題】１基を複数の杭で支える杭基礎において、杭頭部をつなぐフーチングを経済的に設計でき、且つ水平力に対する抵抗力・剛性・杭頭部固定度が方向によって相違しない杭基礎を提供する。【解決手段】免震構造もしくは耐震構造の構造物の柱１本もしくは免震装置１基の鉛直荷重を複数杭で支持する杭基礎において、杭周囲地盤の支持層における隣接杭の杭先端の間隔は、杭直径もしくは杭先端部直径に応じて決まる必要離間距離以上を確保しており、杭頭部は、相隣接する杭の各杭芯間距離をＤｔｃ、杭頭部直径をＤｏとしたとき、１．０Ｄｏ＜Ｄｔｃ≦１．５Ｄｏの範囲内に配置されており、且つ、杭は、鉛直軸に対する杭軸の傾斜角をθとしたとき、０＜θ≦１／１０（ｒａｄ）の範囲内で、鉛直軸に近く僅かに傾斜した微傾斜杭とされている。【選択図】図４【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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