(57)【要約】【課題】  施工が容易であり、かつ杭の低止まり等の場合にも対処し得る施工の柔軟性の大きい柱杭接合構造を提供する。【解決手段】  柱脚と鋼管杭頭部とが接合される個所に鉄筋コンクリートからなるフーチング部５を形成し、このフーチング部５に杭１頭に設けられた放射状に形成された水平部を有する補強筋３２を備えた杭頭補強部材４、および柱脚を固定するアンカーボルト２２を配設して、柱脚と鋼管杭頭部とを接合してなる柱杭接合構造Ｋである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱脚と鋼管杭頭部とを接合する柱杭接合構造であって、
柱脚と鋼管杭頭部とが接合される個所に鉄筋コンクリートからなるフーチング部を形成し、該フーチング部に杭頭に設けられた杭頭補強部材および柱脚を固定するアンカーボルトを配設してなることを特徴とする柱杭接合構造。
【請求項２】
杭頭補強部材は、杭頭開口を塞ぐ蓋部と、杭頭をフーチング部に連結する所要数の補強筋とを有し、該補強筋の上端部は水平放射状に配設されてなることを特徴とする請求項１記載の柱杭接合構造。
【請求項３】
アンカーボルトにさや管が外挿されてなることを特徴とする請求項１記載の柱杭接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱杭接合構造に関する。さらに詳しくは、建物基礎を支持する鋼管杭の頭部と柱脚部とを接合するための柱杭接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鋼構造柱脚部において、基礎梁を省略した接合法として柱と杭とをボルト・ナット接合してなる柱杭接合構造が用いられている。かかる柱杭接合構造の一例を図５〜図７に示す。
【０００３】
柱杭接合構造Ｋ’においては、杭１００は、杭打ちされた後に所定高さで突出している頭部１０１が切断され、この切断端部に鋼管柱２００のベースプレート２０１と接合される相プレート１０２が外嵌されて溶接固定された構成とされている。つまり、相プレート１０２には、杭打ち後の杭１００の水平位置に合わせて嵌合用の孔が設けられ、この孔に杭１００を挿通して溶接固定することがなされている。図中、符号２０２はザボリを示す。
【０００４】
しかしながら、かかる従来の柱杭接合構造Ｋ’には、下記のような問題点がある。
【０００５】
（１）杭打ちの水平方向のずれ、垂直度の精度上の問題から、杭打ち後に施工現場でいわゆる突き合わせ溶接を行う必要があり、施工の難易度が高く、工期短縮が困難になる。
【０００６】
（２）杭１００の頭部１０１を切断することによりレベル調節が行われるため、杭の低止まりの場合に対処することができない。
【０００７】
（３）相プレート１０２の大きさによる制約から杭１００の偏心が概ね５０ｍｍ以上である場合には対処し得ない。
【０００８】
（４）柱の一本一本が独立した構造であるため、隣地が掘削された場合の対策を予防的に講じる必要がある。
【０００９】
（５）相プレート１０２の溶接を上側から行うため、ベースプレート２０１にはザボリ２０２を形成しておく必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、施工が容易であり、かつ杭の低止まり等の場合にも対処し得る施工の柔軟性の大きい柱杭接合構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は柱脚と鋼管杭頭部とを接合する柱杭接合構造であって、柱脚と鋼管杭頭部とが接合される個所に鉄筋コンクリートからなるフーチング部を形成し、該フーチング部に杭頭に設けられた杭頭補強部材および柱脚を固定するアンカーボルトを配設して、柱脚と鋼管杭頭部とを接合してなることを特徴とする。
【００１２】
本発明の柱杭接合構造においては、杭頭補強部材は、杭頭開口を塞ぐ蓋部と、杭頭をフーチング部に連結する所要数の補強筋とを有し、該補強筋の上端部は水平放射状に配設されてなるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明の柱杭接合構造においては、アンカーボルトにさや管が外挿されてなるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、杭と柱脚部との接合が容易になされるという優れた効果が得られる。また、杭の低止まりにも対処できるので、施工の柔軟性も向上するという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００１６】
図１に、本発明の一実施形態に係る柱杭接合構造を一部断面図により示す。
【００１７】
接合構造Ｋは、図１に示すように、鋼管杭（以下、単に杭という）１の頭部と、鋼管柱（以下、柱という）２の脚部とを、基礎梁３および杭頭補強部材４を用いて、フーチング部５を介して接合してなるものとされる。
【００１８】
ここで、基礎梁３は、４本の主筋１１と、主筋１１を内側４隅に配して所定間隔で並べられた長方形形状のあばら筋１２と、あばら筋１２の上下中央の内側に配される腹筋１３とをコンクリートＣに埋設してなる鉄筋コンクリート構造（reinforced concrete construction）を有するものとされる。
【００１９】
また、基礎梁３は、柱２との結合部において鉛直上下方向に偏平な偏平梁とされる。
【００２０】
柱２は、下端面に設けられたベースプレート２１が、基礎梁３と結合されたアンカーボルト２２にナット２３を用いて締結されて、その脚部が基礎梁３と結合される。アンカーボルト２２は、その軸部２２ａにコンクリートが付着しないように、基礎梁３と結合されたサヤ管２４に軸部２２ａが挿通されている。なお、基礎梁３とサヤ管２４とを結合する結合方法として、従来の結合方法を適宜適用することができる（特開２００１−２０７４６１号公報等参照）。
【００２１】
なお、基礎梁３の梁せいをスラブと同程度とし、フラットスラブ構造として設計することもできる。その場合、地中梁の剛性が低いことから柱脚、杭頭をピン接合として扱うことができ、それぞれの接合部形状をコンパクトにできる。
【００２２】
図２に、杭頭補強部材４の詳細を斜視図で示す。図３に、杭頭補強部材を杭頭に取り付けた様子を示す。
【００２３】
杭頭補強部材４は、図２および図３に示すように、杭１上端開口を塞ぐための円形鋼板からなる蓋部３１と、杭１頭部をフーチング部５に連結するための所定本数（図示例では６本）の補強筋３２とから構成され、蓋部３１周縁部の一方端面に各補強筋３２を例えば溶接により取り付け、蓋部３１と各補強筋３２とを１つの部材として一体的に形成してなるものとされる。
【００２４】
蓋部３１は、杭１内径と略等しい径とされており、杭１上端から所定距離の位置で外周面が杭１内周面に溶接されて、杭１内部に取り付けられるものとされる。蓋部３１が取り付けられる位置は、杭１が低止まりしている場合は杭１上端により近い位置とされる。
【００２５】
補強筋３２は、軸部３２ａおよびこの軸部３２ａの一端から直角に折れ曲がるように形成された水平部３２ｂとを有する。各補強筋３２は、軸部３２ａの他端面が蓋部３１周縁部一方表面に溶接されて、蓋部３１周縁部に等間隔で立設されるものとされる。
【００２６】
各補強筋３２の軸部３２ａは、杭１内周面に接した状態で、水平部３２ｂが形成された一端を杭１の上端面から所定長さ突出させるように設けられものとされる。各補強筋３２の水平部３２ｂは、杭１の軸心から放射状に拡がるように配設されるものとされる。
【００２７】
以下、接合構造Ｋの施工手順を示す。
【００２８】
手順１：杭１を地中に打設する。
【００２９】
手順２：杭頭をレベル調整のため所定位置でカットする。ここで、杭１が低止まりしている場合には、杭頭のカットは行われない。
【００３０】
手順３：杭頭補強部材４を杭１頭部所定位置に溶接して取り付ける。杭１が低止まりしている場合には、取付位置を杭上端側に移動させて対処する。
【００３１】
手順４：杭頭補強部材４を含む杭１頭部と、基礎梁３、サヤ管２４およびアンカーボルト２２とを埋設するようコンクリートＣを打設して、フーチング部５を形成する。これにより、アンカーボルト２２の基端梁３への定着が図られる。
【００３２】
手順５：所定の養生の後にコンクリートＣの上層にスラブＳを敷設する。
【００３３】
手順６：スラブＳの柱２位置にレベル調整モルタル４１を打設してベースプレート２１のレベル出しを行う。
【００３４】
手順７：レベル調整モルタル４１を所定期間養生した後に柱２の建方を行い、アンカーボルト２２により柱２のベースプレート２１を基礎に締結する。
【００３５】
このように、本実施形態の接合構造Ｋによれば、フーチング部５に埋設される鉄筋コンクリート構造の偏平の基礎梁３に柱２の脚部がアンカーボルト２２により結合され、かつ杭頭補強部材４が取り付けられた杭１頭部がフーチング部５に杭頭補強部材４を含めて埋設され、これにより杭１頭部と柱２脚部とが接合される。
【００３６】
ここで、アンカーボルト２２は、サヤ管２４によりその軸部２２ａにコンクリートＣが付着しないように設けられるので柱２脚部は半剛接合によりフーチング部５に接合されることになる。また、杭１頭部は、杭頭補強部材４によりフーチング部５と接合されており、その接合形態はピン支持であるものといえる。
【００３７】
したがって、杭１頭部や柱２脚部に大きな曲げモーメントが集中することがなく、地震時等に杭１頭部や柱２脚部が損壊、破壊するのを防止することが可能となる。
【００３８】
すなわち、図４（ａ）に示す剛接合の従来の構造モデル、例えばエコスモデルでは、範囲Ｌの長さが長く地盤水平反力Ｆが大きなものとなる。このため、柱および杭の断面積を大きくする必要があるのに対して、本実施形態の接合構造Ｋは、柱脚の半剛接合と杭頭のピン支持との組み合わせにより、杭１頭部と柱２脚部とを接合しているため、接合部分に前記したような大きな曲げモーメントが集中することがない。したがって、柱２および杭１の断面積を小さくすることが可能となる。
【００３９】
また、基礎梁３の偏平率をある程度以上に高めた場合、その剛性は低くなり、柱脚の接合形態もピン支持に近いものとなる。したがって、アンカーボルト２２が受ける荷重はほとんどせん断荷重のみとなるのでその本数を少なくすることが可能である。これにより、部品点数が削減され、工期短縮が可能となる。
【００４０】
さらに、杭１が低止まりしている場合には、杭頭補強部材４の蓋部３１の取付位置を杭１の上端側に移動させて、水平部３２ｂを上方に移動させることができるので、このような場合にも対処して、柱と杭とを接合することができる。
【００４１】
また、ボルト接合の場合よりもより大きな杭１の偏心に対処して、柱２と杭１とを接合することができる。その上、エコスモデルでは、柱２と杭１のと間に地中梁がないことから、隣地掘削などにより地面が乱されても杭１の側方抵抗がなくなった場合には危険な状態となるが、本実施形態では地中梁またはフラットスラブの柱列帯が存在するので、前述したような場合にも安全である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、各種建築物の基礎に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る柱杭接合構造を示す一部断面図である。
【図２】同接合構造に用いられる杭頭補強部材の詳細を示す斜視図である。
【図３】杭頭補強部材を杭頭に取り付けた状態を示す一部断面図である。
【図４】従来構造と実施形態の接合構造における応力状態を模式的に示す図である。
【図５】従来の柱杭接合構造における頭部切断前の杭の２面図である。
【図６】同構造における相プレートが溶接固定された杭の２面図である。
【図７】同構造の３面図であって、同（ａ）は概略図であり、同（ｂ）は鋼管柱の平面図であり、同（ｃ）は杭の平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
Ｋ    柱杭接合構造
１    鋼管杭
２    鋼管柱
３    基礎梁
４    杭頭補強部材
２２    アンカーボルト
２４    サヤ管
【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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