(57)【要約】【課題】  容易に構築でき、要求に応じて撤去も可能な簡易基礎を提供する。【解決手段】  杭貫入孔112の周囲に位置決め孔111を多数開孔したフーチング板11と、前記杭貫入孔112に連通してフーチング板11から上方に突設した束柱12とからなる簡易基礎１を通じて、鋼管杭３及び位置決め杭２を施工地盤42に貫入した構成で、フーチング板11を施工地盤42に接面させて載置した簡易基礎１の前記フーチング板11の各位置決め孔111から位置決め杭２を施工地盤42に貫入して群杭22を構成し、この簡易基礎１の束柱12から杭貫入孔112を通じて鋼管杭３を施工地盤42に貫入して、簡易基礎１の束柱12の上端により構造物の柱部材43の下端を支持した簡易基礎１である。【選択図】  図13
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
施工地盤に載置するフーチング板と、該フーチング板から立設して建造物の柱部材を接続する束柱とからなる簡易基礎において、
フーチング板は２以上の位置決め孔を開孔し、各位置決め孔を通じて少なくとも２以上の位置決め杭を施工地盤に貫入して各位置決め杭を位置決め孔に係合させることにより、該施工地盤に対する位置ずれを防止することを特徴とする簡易基礎。
【請求項２】
フーチング板は、束柱の周方向又は半径方向に延在する補強壁を立設し、剛性を高めてなる請求項１記載の簡易基礎。
【請求項３】
フーチング板又は束柱は、補強壁に沿った分割線を境界とするモジュール単位に分割自在とし、各モジュール単位は突き合わせるそれぞれの補強壁を介して相互に結合してなる請求項２記載の簡易基礎。
【請求項４】
フーチング板は、多数の位置決め孔を通じて施工地盤に貫入した位置決め杭により群杭を構成してなる請求項１〜３いずれか記載の簡易基礎。
【請求項５】
フーチング板は、束柱に連通する杭貫入孔を開孔し、該束柱に内接する鋼管杭を施工地盤に貫入してなる請求項１〜４いずれか記載の簡易基礎。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設置又は撤去が容易な簡易基礎に関する。
【背景技術】
【０００２】
建造物の構築に際し、基礎の構築に要する施工が簡易であるほど好ましい。また、一次利用の検討物の場合、基礎の撤去が容易であることが望ましい。こうした簡易基礎としては、例えば特許文献１が開示する簡易基礎を示すことができる。特許文献１の簡易基礎は、予め製造しておいたフーチングを施工地盤に設置するだけで構築している。フーチングは、コンクリート版からなるものや、鋼板からなるものが例示されている。また、施工地盤が軟弱地盤である場合、予め地盤改良を施すことが示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開2002-138492号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
確かに、特許文献１に見られるように、予めフーチングを製造しておき、このフーチングを施工地盤に設置するだけで簡易基礎が構築できれば、施工が容易になるだけでなく、撤去も可能になる。しかし、予め製造しておいたフーチングを施工地盤に載置するだけでは、フーチングが施工地盤に対して位置ずれし、支持力や水平抵抗力が低下してしまう問題が生ずる。また、軟弱地盤に対して別途地盤改良を要する場合は、施工に手間がかかることになる。そこで、フーチングの位置ずれを防ぐ簡易基礎を開発すると共に、簡易基礎の施工又は撤去の容易さを損ねないように、地盤改良を要することなく、安定した簡易基礎を構築できるように、検討した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
検討の結果開発したものが、施工地盤に載置するフーチング板と、このフーチング板から立設して建造物の柱部材を接続する束柱とからなる簡易基礎において、フーチング板は２以上の位置決め孔を開孔し、各位置決め孔を通じて少なくとも２以上の位置決め杭を施工地盤に貫入して各位置決め杭を位置決め孔に係合させることにより、この施工地盤に対する位置ずれを防止する簡易基礎である。本発明の簡易基礎は、束柱の水平断面積を拡大するフーチング板が、位置決め杭により位置ずれを防止されることで、支持力及び水平抵抗力の低下を防止する。
【０００６】
ここで、施工地盤はフーチング板の自然沈下を許さない程度のＮ値を備えた地盤であればよい。これから、地表面が強固であれば、本発明の簡易基礎は前記地表面に直接フーチング板を載置して、構築することができる。また、従来の基礎同様、掘削した施工地盤にフーチング板を載置して、フーチング板を打設したコンクリート版や土砂等で埋設してもよい。
【０００７】
フーチング板は、コンクリート版でも、鋼板であってもよい。束柱に鋼管を用いた場合、鋼板からなるフーチング板に束柱を溶接して固着できるので、便利である。束柱は、接続する柱部材に合わせてアンカーボルトを突設したり、接続用フランジを張り出しておくとよい。
【０００８】
位置決め杭によりフーチング板の位置ずれは防止できるが、フーチング板自体が変形してしまっては、やはり支持力又は水平抵抗力の低下を招いてしまう。そこで、フーチング板は、束柱の周方向又は半径方向に延在する補強壁を立設し、剛性を高めるとよい。この場合、やはりフーチング板が鋼板からなると、同じく鋼板の補強壁を溶接により固着できて便利である。
【０００９】
フーチング板の大きさ又は平面視形状は、要求される支持力や水平抵抗力によって自由に決定してもよい。しかし、現実的には、あまり大きなフーチング板は搬送できない。そこで、フーチング板又は束柱はモジュール単位に分割自在とし、施工現場等で前記モジュール単位を相互に結合できるようにしておくとよい。この場合、フーチング板及び束柱は、補強壁に沿った分割線を境界とするモジュール単位に分割自在とし、各モジュール単位は突き合わせるそれぞれの補強壁を介して相互に結合する構成が好ましい。
【００１０】
また、フーチング板は、多数の位置決め孔を通じて施工地盤に貫入した位置決め杭により群杭を構成させるとよい。これにより、位置決め杭を施工地盤に貫入すれば、同時に施工地盤の地盤改良をも図ることができる。このほか、予め多数の位置決め杭を施工地盤に貫入して群杭を構成し、この群杭中にフーチング板を通じて２本以上の位置決め杭を貫入して、前記位置決め杭と共に位置決め杭が群杭を構成させてもよい。
【００１１】
更に、本発明の簡易基礎の支持力及び水平抵抗力を向上させるため、フーチング板は、束柱に連通する杭貫入孔を開孔し、この束柱に内接する鋼管杭を施工地盤に貫入させてもよい。鋼管杭が強固な支持層に達するか、上述のような群杭中に貫入されていれば、この鋼管杭が束柱に内接することでフーチング板に応力伝達が図れ、簡易基礎としての支持力及び水平抵抗力を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、施工又は撤去が容易ながら、必要十分な支持力及び水平抵抗力を発揮する簡易基礎を提供する。まず、予めフーチング板に束柱を立設しており、前記フーチング板を施工地盤に載置するだけの簡易基礎は、施工又は撤去が容易である。これは、残土の発生を抑制又は防止する効果をもたらす。そして、フーチング板を位置決め杭により施工地盤に固定できるため、外力によるフーチング板の位置ずれの問題が生じなくなり、必要十分な支持力及び水平抵抗力を発揮させることができる。
【００１３】
フーチング板に設ける補強壁は、フーチング板の剛性を高め、前記支持力又は水平抵抗力の低下を防止する。この場合、フーチング板又は束柱は、補強壁に沿った分割線を境界とするモジュール単位に分割自在とすることで、特に運搬等の取り扱いを容易にしながら、フーチング板の剛性低下を避けることができる。
【００１４】
また、位置決め杭を利用して群杭を構成することで、簡易基礎の施工と共に施工地盤の地盤改良を図ることができ、施工の容易さを損ねずに済む。そして、束柱に内接する鋼管杭を施工地盤に貫入できるようにすれば、フーチング板だけでは支持力又は水平抵抗力が不十分な場合でも、鋼管杭により補うことができる。こうした群杭の構成や鋼管杭の貫入を加えても、本発明の簡易基礎は、従前に比べて施工又は撤去が容易である利点を損ねない特徴がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図１は地表面41に設定した施工地盤42に簡易基礎１を載置する段階を表した斜視図、図２は簡易基礎１の分解斜視図、図３は別例の簡易基礎７を表した斜視図、図４は更に別例の簡易基礎８を表した斜視図、図５は簡易基礎１のフーチング板11に設けた位置決め孔111を通じて位置決め杭２を貫入している段階を表した図１相当一部破断斜視図、図６は位置決め杭頭21をフーチング板11にスポット溶接211して抜け止めを図った状態を表した図５中Ａ矢視相当図、図７は位置決め杭頭51にネジ溝52を刻設した位置決め杭５の斜視図、図８は位置決め孔611に固着したナットからなる雌ネジ部612に位置決め杭頭51を螺合して抜け止めを図った状態を表した図５中Ａ矢視相当図、図9は束柱12に設けた水平フランジ15のボルト孔151を利用して柱部材43の下端を接続した段階を表した図１相当斜視図、図10は簡易基礎１の施工完了の段階を表した図１相当斜視図であり、図11は簡易基礎１の施工完了の段階を表した断面図である。
【００１６】
本例は、図１に見られるように、地表面41に設定した施工地盤42にフーチング板11を載置する簡易基礎１を構築する場合で、高い支持力及び水平抵抗力を得るため、フーチング板11に開孔した位置決め孔111から施工地盤42に多数の位置決め杭２を貫入して群杭22を構成した例である。図示は省略するが、施工地盤は、簡易基礎１のフーチング板と相似に掘り下げてもよい。本例における簡易基礎１のフーチング板11は、位置決め孔111を略均等間隔で多数設けた平面視円形の鋼板からなる。フーチング板11の平面視形状は、円形に限らないが、フーチング板11の束柱12に対する応力が周方向均等となる観点から、束柱12の軸線に同軸な平面視円形のフーチング板11が好ましい。
【００１７】
簡易基礎１は、例えば図２に見られる構成によって、容易に製造できる。まず、フーチング板11は、位置決め孔111を略均等間隔で設けた鋼製平板から平面視円形に切り出し、中心に杭貫入孔112を開孔する。フーチング板11は、多数の位置決め孔111が開孔していればよいため、例えばパンチングメタルやエキスパンドメタルでもよい。束柱12は、杭貫入孔112を囲む大きさの鋼管を用い、溶接によりフーチング板11に固着、立設する。本例の束柱12は、上端から半径方向外向きに鋼製の水平フランジ15を張り出している。柱部材43は、前記水平フランジ15に設けたボルト孔151を利用して、ボルト接合により強固に束柱12の水平フランジ15と接続される。また、本例では、フーチング板11の剛性向上のため、フーチング板11の周縁に帯鋼からなる補強壁13を溶接により固着、立設している。
【００１８】
補強壁は、フーチング板の断面係数を高め、フーチング板の剛性を向上させる補強部材である。これから、例えば図３に見られるように、束柱72から半径方向へ四方に延びる補強壁73をフーチング板71に立設した簡易基礎７としてもよい。また、図４に見られるように、フーチング板81の周縁に帯鋼からなる補強壁83を立設すると共に、束柱82と前記補強壁83とを結んで半径方向へ四方に延びる補強壁84を立設した簡易基礎８としてもよい。この場合、簡易基礎８が大型化すれば、半径方向に延びる補強壁84に沿ってフーチング板81及び束柱82を分割したモジュール単位85を、前記補強壁84を介して相互に結合できる構成にするとよい。これにより、大型化した簡易基礎８をモジュール単位85に分割して容易に運搬できるようになる。
【００１９】
簡易基礎１は、図５に見られるように、位置決め孔111を通じて位置決め杭２を施工地盤42に貫入して、位置ずれを防止する。本例では、多数の位置決め杭２を施工地盤42に貫入して群杭22を構成し、施工地盤42を補強している。本例の位置決め杭２は、外径20〜30mm程度の鋼製棒材で、位置決め孔111を通じた施工地盤42への貫入は容易である。フーチング板11からの位置決め杭頭21の突出量は、位置決め孔111に位置決め杭頭21が係合し、フーチング板11の位置ずれを防止できる程度であればよい。
【００２０】
位置決め杭２は、フーチング板11の位置ずれを防止し、簡易基礎１の支持力及び水平抵抗力の低下を防止できればよいため、フーチング板11から突出する位置決め杭頭21を前記フーチング板11に固定する必要はない。しかし、群杭22を構成する多数の位置決め杭２がフーチング板11と一体になることで、簡易基礎１の支持力及び水平抵抗力を向上させることができる。これから、例えば図６に見られるように、位置決め杭頭21をフーチング板11にスポット溶接211して、位置決め杭２をフーチング板11に固着してもよい。この場合、施工後の簡易基礎１に対する位置決め杭２は、基本的に分離不能となり、撤去する場合は簡易基礎１及び位置決め杭２を一体に除去することになる。
【００２１】
位置決め杭２とフーチング板11とを一体にしながら、撤去に際して簡易基礎１から位置決め杭２を分離するには、図７に見られるように、位置決め杭頭51にネジ溝52を刻設した位置決め杭５を用い、図８に見られるように、溶接によりフーチング板61の各位置決め孔611に固着したナットを雌ネジ部612とする簡易基礎６を用い、前記雌ネジ部612に前記位置決め杭頭51を螺合するとよい。図示は省略するが、位置決め杭全体にわたってネジ溝を刻設してもよい。しかし、本例のように、位置決め杭頭51にのみネジ溝52を刻設した位置決め杭５であれば、大部分は打ち込みにより施工地盤42に貫入し、フーチング板61との一体化に際してのみ、位置決め杭頭51を雌ネジ部612に螺合させればよいため、作業効率がよくなる利点がある。
【００２２】
こうして位置決め杭２の施工地盤42への貫入を終えれば、簡易基礎１の設置は完了する。構造物の柱部材43は、下端に取り付けた接続板431を束柱12の水平フランジ15に接面させ、図９に見られるように、ボルト孔151を介してボルト結合により接続する。束柱12が柱部材43からの荷重を確実に受けるには、柱部材43の下端に取り付ける接続板431が柱部材43の下端を塞ぐ円板であることが望ましい。
【００２３】
こうして、図10及び図11に見られるように、柱部材43を支持する簡易基礎１が完成する。これまでの手順で明らかなように、本例の簡易基礎１の構築では、残土の排出がなく、環境問題を引き起こさない利点がある。また、本例では、多数の位置決め杭２により群杭22を構成しているため、施工地盤42が補強されており、フーチング板11は沈下することがなく、安定して柱部材43を支持することができる。しかし、位置決め杭２は施工地盤42に貫入しているだけなので、束柱12に対する柱部材43のボルト接合を解除し、各位置決め杭２を施工地盤42から引き抜けば、簡易基礎１は容易に撤去できる。
【００２４】
本発明の簡易基礎１は、束柱12に内接する鋼管杭３を施工地盤42に貫入したり、補強壁13内にコンクリート版を打設して、位置決め杭２と簡易基礎１との一体化を図ることで、支持力及び水平抵抗力を向上させることができる。図12は簡易基礎１の束柱12及び杭貫入孔112を通じて鋼管杭３を貫入している段階を表した図１相当斜視図、図13は簡易基礎１の施工完了の段階を表した断面図であり、図14は補強壁13内にコンクリート版14を打設した簡易基礎１を表した図１相当斜視図である。
【００２５】
束柱12に連通する杭貫入孔112をフーチング板11に開孔しておくことで、位置決め杭２を施工地盤42に貫入した後、図12に見られるように、鋼管杭３を束柱12に内接させて施工地盤42に貫入させることができる。これにより、図13に見られるように、支持力及び水平抵抗力を向上させた簡易基礎１を構築できる。必要により、鋼管杭３は、束柱12と溶接により一体化を図ってもよい。また、本例では多数の位置決め杭２により群杭22を構成しているので、鋼管杭３自体の支持力及び水平抵抗力が高められている。本例の鋼管杭３は、先端に鋸刃31を設けることで、容易に回転圧入できる。また、この鋼管杭３の施工地盤42への貫入でも、残土の排出がない。
【００２６】
更に、図14に見られるように、補強壁13を型枠として補強壁13内部にコンクリート版14を打設してもよい。これにより、簡易基礎１と位置決め杭２との一体性が高まるほか、フーチング板11から突出する束柱12がコンクリート版14に支持されて、特に水平抵抗力を高めることができる。図示は省略するが、補強壁13内に配筋することにより鉄筋コンクリート版としてもよいし、逆に補強壁13内に土砂を充填するだけでもよい。このように、土砂のみ、コンクリート版14の打設、又は鉄筋コンクリート版の打設のいずれを選択するかは、撤去の必要性や、基礎として要求される支持力や水平抵抗力によって決定する。
【実施例】
【００２７】
本発明の簡易基礎における支持力及び水平抵抗力を確認するため、表層が軟弱地盤である試験用地盤を造成し、この試験用地盤に本発明による基礎を構築して、垂直荷重及び水平荷重を印加した場合の垂直変位量（沈下量）及び水平変位量を計測した。沈下量及び水平変位量が小さいほど、優れた支持力及び水平抵抗力を発揮していると言える。
【００２８】
試験用地盤は、図15に見られるように、地表面上に盛り土をして軟弱地盤を形成した構成である。盛り土の範囲は、基礎を構築するのに十分な幅10000mm、奥行き5000mm、厚み1000mmである。本試験では、それぞれ平板載荷試験により確認したところ、地表面が鋼管杭による支持が可能なＮ値＝20、盛り土して形成した表層の軟弱地盤がＮ値＝10であった。
【００２９】
試験に用いた基礎は、上記例示（図１〜図７参照）に見られる構成に準じている。まず、簡易基礎を構成するフーチング板は、厚さ９mm、外径1000mmの鋼板からなり、150mmの格子間隔で内径30mmの群杭孔を開孔している。このフーチング板の周縁に立設した周壁は、厚さ９mmの帯鋼からなり、高さは200mmである。フーチング板中心の杭貫入孔は200mmで、この杭貫入孔を囲んで立設した束柱は、内径200mm、厚さ９mmの鋼管から構成し、高さ300mmとして、上端に幅100mm、厚さ９mmの水平フランジを取り付けている。そして、位置決め杭は外径25mm、長さ1100mmの鋼製棒材、鋼管杭は外径178mm、厚み９mm、長さ1500mmの丸鋼管を用い、下端を鋸刃に加工している。
【００３０】
比較例は、上記鋼製の基礎のうち、位置決め杭を用いず、試験用地盤上にフーチング板を接面状態を載置しただけで、鋼管杭を地表面まで貫入させた。これに対し、実施例は、鋼管杭を地表面まで貫入させたほか、位置決め杭による群杭を構成した。すなわち、比較例及び実施例いずれも、施工地盤は特に軟弱地盤を掘り下げることはしていない。これにより、鋼管杭及び簡易基礎の相乗による支持力及び水平抵抗力の向上の効果のみを確認することができる。
【００３１】
比較例は、フーチング板の範囲から下方45度の範囲で応力が分布し、実施例は群杭を構成する位置決め杭下端の倣い面から下方45度の範囲で応力が分布するものとして、両実施例の応力分布が重ならないように、それぞれ試験用地盤上に基礎を構築した。そして、それぞれ水平フランジを介して柱部材の下端を接続し、この柱部材に対して垂直荷重５ｔ、水平荷重５ｔを印加した。
【００３２】
まず、比較例の基礎では、垂直荷重の印加による水平変位量は無限大、垂直荷重及び水平荷重の同時印加による沈下量が30mmであった。これに対し、実施例の基礎では、垂直荷重の印加による水平変位量が15mm、垂直荷重及び水平荷重の同時印加による沈下量が10mmであった。これから、多数の位置決め杭により群杭を構成した簡易基礎を備えた実施例の構成では、支持力及び水平抵抗力が向上していることが明らかになった。
【００３３】
この理由は次のように考えることができる。まず、垂直荷重により試験用地盤、特に表層となる軟弱地盤に生ずる剪断破壊が、実施例では群杭により抑制又は防止されていたものと考えられる。また、実施例では、群杭が軟弱地盤を補強し、群杭を構成する位置決め杭下端の倣い面から下方45度の範囲で応力が分布することから、Ｎ値の高い地表面で支持されたものと考えられる。更に、実施例では、群杭を構成した直接基礎のフーチング板が水平荷重に抵抗し、この直接基礎の水平抵抗力と鋼管杭による水平抵抗力とが相乗した結果、支持力及び水平抵抗力が向上したものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】地表面に設定した施工地盤に簡易基礎を載置する段階を表した斜視図である。
【図２】簡易基礎の分解斜視図である。
【図３】別例の簡易基礎を表した斜視図である。
【図４】更に別例の簡易基礎を表した斜視図である。
【図５】簡易基礎のフーチング板に設けた位置決め孔を通じて位置決め杭を貫入している段階を表した図１相当一部破断斜視図である。
【図６】位置決め杭頭をフーチング板にスポット溶接して抜け止めを図った状態を表した図５中Ａ矢視相当図である。
【図７】位置決め杭頭にネジ溝を刻設した位置決め杭の斜視図である。
【図８】位置決め孔に固着したナットからなる雌ネジ部に位置決め杭頭を螺合して抜け止めを図った状態を表した図５中Ａ矢視相当図である。
【図９】束柱に設けた水平フランジのボルト孔を利用して柱部材の下端を接続した段階を表した図１相当斜視図である。
【図１０】簡易基礎の施工完了の段階を表した図１相当斜視図である。
【図１１】簡易基礎の施工完了の段階を表した断面図である。
【図１２】簡易基礎の束柱及び杭貫入孔を通じて鋼管杭を貫入している段階を表した図１相当斜視図である。
【図１３】簡易基礎の施工完了の段階を表した断面図である。
【図１４】補強壁内にコンクリート版を打設した簡易基礎を表した図１相当斜視図である。
【図１５】試験用地盤に対する比較例及び実施例の基礎の構築状態を表す斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  簡易基礎
11  フーチング板
111  位置決め孔
112  杭貫入孔
12  束柱
13  補強壁
２  位置決め杭
22  群杭
３  鋼管杭
42  施工地盤
43  柱部材
５  別例の位置決め杭
６  別例の簡易基礎
７  別例の簡易基礎
８  別例の簡易基礎
【図１】
2006257661.tif 000003
【図２】
2006257661.tif 000004
【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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