(57)【要約】【課題】コストを低減できるとともに、簡単に施工できるようにする。【解決手段】本発明のバランサ３は、２以上の深層混合杭２を地盤中で連結し、杭２同士の垂直支持力を平衡させるためのものである。このバランサ３は、下端部中央１１が略Ｖ字状に突出した五角形の平らな鋼板からなっている。本例では、この鋼板全体で、水平方向の任意箇所が硬化前の杭２に埋設されることにより、杭２同士を連結する垂直壁状の連結部１０となっている。バランサ３の壁面には、左右方向に列設された６つの貫通穴１２が設けられている。【選択図】　　　図１
2004107953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の深層混合杭を地盤中で連結し、該杭同士の垂直支持力を平衡させるための深層混合杭のバランサであって、
水平方向の任意箇所が硬化前の前記杭に埋設されることにより、前記杭同士を連結する垂直壁状の連結部を備えた深層混合杭のバランサ。
【請求項２】
前記連結部は、下端部中央が略Ｖ字状に突出した請求項１記載の深層混合杭のバランサ。
【請求項３】
前記連結部は、１又は２以上の凹部、凸部、又は穴が形成された請求項１又は２記載の深層混合杭のバランサ。
【請求項４】
前記連結部は、その上端縁部に略水平に延びる補強リブが設けられた請求項１〜３のいずれか一項に記載の深層混合杭のバランサ。
【請求項５】
前記連結部は、略垂直に延びる補強リブが設けられた請求項１〜４のいずれか一項に記載の深層混合杭のバランサ。
【請求項６】
バランサにより２以上の深層混合杭を地盤中で連結し、該杭同士の垂直支持力を平衡させてなる杭基礎構造であって、
前記バランサは、水平方向の任意箇所が硬化前の前記杭に埋設されることにより、前記杭同士を連結する垂直壁状の連結部を備えた杭基礎構造。
【請求項７】
前記バランサは、前記杭の上端側に設けられた請求項６記載の杭基礎構造。
【請求項８】
前記バランサは、地盤の液状化現象が発生する可能性がある地層の深さに設けられた請求項６記載の杭基礎構造。
【請求項９】
前記バランサは、前記杭の上下又は左右２箇所以上に設けられた請求項６記載の杭基礎構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２以上の深層混合杭を地盤中で連結し、該杭同士の垂直支持力を平衡させる深層混合杭のバランサと、それを使用した杭基礎構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２以上の支持杭を地盤中で連結してなる従来の杭基礎構造としては、例えば次の態様がある。
（ａ）支持杭を建て込み、この支持杭の周辺を一定範囲に渡って掘削した後、場所打ちコンクリートによる地中壁を支持杭と一体に構成した態様（特許文献１参照）。
【０００３】
（ｂ）側部に接合部を設けた基礎杭を前記接合部を対向させて地盤中に建て込むとともに前記基礎杭間に予め組み立てられた地中壁又は地中ブレースをその左右縁端部を前記接合部に係合しかつ接合部で案内させつつ沈設し、地盤中において前記基礎杭と地中壁又は地中ブレースとを一体化した態様（特許文献２参照）。
【０００４】
（ｃ）地盤中に基礎杭を適宜間隔を離して配設するとともに、該基礎杭間の地盤中に略三角形部材よりなる地中ブレースを基礎杭と一体に設け、該地中ブレース先端側の接合部同士を連結した態様（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５６−６４０１６号公報
【特許文献２】
特開昭５８−１９９９２５号公報
【特許文献３】
特開昭５８−２１３９２４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記（ａ）の態様では、場所打ちコンクリートにより地中壁を形成するものであるため、施工に際し、多大な手間と時間が必要でコストが掛かるという問題がある。
【０００７】
また、前記（ｂ）の態様では、前記（ａ）とは異なり、予め組み立てられた地中壁等を使用するので、現場で地中壁を形成する必要はない。しかし、対向配置された一対の接合部に、地中壁等の左右縁端部を係合させつつ沈設するようになっているので、両接合部が所定の間隔をおいて平行に対向配置されるように杭を正確に建て込む必要がある。現実には基礎杭の配設間隔や傾きにバラツキが生じてしまうため、実施が困難であるという問題がある。
【０００８】
また、前記（ｃ）の態様では、前記（ｂ）とは異なり、一対の地中ブレースの接合部で基礎杭の配設間隔のバラツキや傾きの違いを吸収することができる。しかし、一対の基礎杭の間に一つの地中壁を形成するために、一対の基礎杭に一対の地中ブレースをそれぞれ設けるとともに両地中ブレースを連結する必要がある。このため、部品点数が増えるとともに作業の手間と時間が必要となるため、コストが掛かるという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、上記課題を解決し、コストを低減できるとともに、簡単に施工できる深層混合杭のバランサ及び杭基礎構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の深層混合杭のバランサは、２以上の深層混合杭を地盤中で連結し、該杭同士の垂直支持力を平衡させるための深層混合杭のバランサであって、水平方向の任意箇所が硬化前の前記杭に埋設されることにより、前記杭同士を連結する垂直壁状の連結部を備えている。
【００１１】
前記連結部は、下端部中央が略Ｖ字状に突出した態様を例示する。
【００１２】
前記連結部は、１又は２以上の凹部、凸部、又は穴が形成された態様を例示する。
【００１３】
前記連結部は、その上端縁部に略水平に延びる補強リブが設けられた態様を例示する。
【００１４】
前記連結部は、略垂直に延びる補強リブが設けられた態様を例示する。
【００１５】
また、本発明の杭基礎構造は、バランサにより２以上の深層混合杭を地盤中で連結し、該杭同士の垂直支持力を平衡させてなる杭基礎構造であって、前記バランサは、水平方向の任意箇所が硬化前の前記杭に埋設されることにより、前記杭同士を連結する垂直壁状の連結部を備えている。
【００１６】
前記バランサの配設方法としては、特に限定されないが、次の態様を例示する。
（１）前記杭の上端側に設けられた態様。
（２）地盤の液状化現象が発生する可能性がある地層の深さに設けられた態様。
（３）前記杭の上下又は左右２箇所以上に設けられた態様。
【００１７】
前記深層混合杭としては、特に限定されないが、セメントに水を混合したセメントスラリー又は薬液を地盤中に注入し、混合して地盤を杭状に固化することにより形成した態様を例示する。なお、深層混合杭の原料には、その伸び能力やじん性の改善を目的とする有機繊維、鋼繊維、又はガラス繊維等の短繊維を適宜混入してもよい。
【００１８】
前記バランサの材料としては、剛性の高いものであれば特に限定されないが、炭素鋼、合金鋼、鋳鉄、ステンレス鋼等の鋼や、チタン又はチタン合金にすることを例示する。また、前記バランサには、耐食性向上のために適宜メッキ処理をしてもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜図５は本発明を具体化した第一実施形態の深層混合杭のバランサ及びそれを使用した杭基礎構造を示している。この杭基礎構造１は、図１及び図２に示すように一対の深層混合杭２と、該杭２同士を地盤中で連結し、該杭２同士の垂直支持力を平衡させるバランサ３とを含んでいる。
【００２０】
杭２は、本例では略筒状の軸体の先端部周面に撹拌翼や掘削翼を設けた掘削手段を用いることにより、地盤を垂直に掘削するとともにセメントに水を混合したセメントスラリーを地盤中に注入し、掘削により生じた土壌とセメントスラリーとを混合し地盤を杭状に固化することにより形成されている。
【００２１】
バランサ３は、下端部中央１１が略Ｖ字状に突出した五角形の平らな鋼板（例えば厚さ約１０ｍｍ）からなっている。本例では、この鋼板全体で、水平方向の任意箇所が硬化前の杭２に埋設されることにより、杭２同士を連結する垂直壁状の連結部１０となっている。
【００２２】
バランサ３の壁面には、左右方向に列設された複数（本例では６つ）の貫通穴１２が設けられている。この貫通穴１２が設けられた箇所が杭２に埋設されると、該穴内に杭２の組成物が入り込んで硬化することにより、杭２とバランサ３との結合力を増大するように作用する。また、杭２から露出した貫通穴１２には、水道・ガスの配管１３や電気・通信の配線１４を通すこともできる（図２（ｂ）参照）。この貫通穴１２は、既製に形成しておいてもよいが、現場で適宜形成するようにしてもよい。この貫通穴１２の形成方法としては、特に限定されないが、レーザ切断やガス切断により形成する態様を例示する。
【００２３】
また、図３に示すように、バランサ３には、その左右の側縁部に波状の凹凸１６（同図（ａ）参照）や、段状の凹凸１７（同図（ｂ）参照）を形成することもできる。この側縁部が杭２内に埋設されたときは、該凹凸１６，１７がバランサ３と杭２との結合力を増大するように作用する。
【００２４】
また、図４（ａ）に示すように、バランサ３には、その下側縁部に左右方向に複数（本例では５つ）の凸部２０を列設するようにしてもよい。この凸部２０が杭２内に埋設されたときは、バランサ３と杭２との結合力を増大するように作用する。本例の凸部２０は、同図（ｂ）に示すようにバランサ３の下側縁部に間隔をおいて係止溝２１を設けておき、該係止溝２１に噛み合わせ可能な係止溝２２ａを備えた突片２２をバランサ３の各係止溝２１に取り付けることにより形成している。この突片２２は、バランサ３の補強リブとしての作用も奏するようになっている。また、この突片２２は、バランサ３と同様に下端部中央が略Ｖ字状に突出した形状に形成されている。この突片２２としては、バランサ３の壁面を切断して貫通穴１２を形成したときに穴内から切り出された板片を利用することもできる。
【００２５】
また、図５に示すように、バランサ３の上端縁部に略水平に延びる横補強リブ２５を設けたり、水平方向の任意箇所（本例では側端縁部）に略垂直に延びる縦補強リブ２６を設けることもできる。図４（ａ）は、略コ字状の板材をバランサ３に溶接固定した態様、同図（ｂ）はバランサ３の上端縁部と左右の側縁部とを折曲加工し、補強リブ２５，２６を形成した態様である。横補強リブ２５はバランサ３を補強するとともに、バランサ３の地盤中への沈み込みに抵抗する作用も奏する。また、縦補強リブ２６は、バランサ３を補強するとともに、バランサ３を地盤中へ打ち込んだり、押し込んだりするときに、垂直下方向へ進入させるガイドとしても作用する。なお、縦補強リブ２６の下端部は、地盤中への進入を容易にするために略Ｖ字状に突出した形状に形成されている。
【００２６】
次に、本例の杭基礎構造１の施工方法について説明すると、まず、図２（ａ）に示すように地盤中に間隔をおいて深層混合杭２を設ける。次に、図２（ｂ）に示すようにバランサ３における水平方向の任意箇所が硬化前の杭２に埋設されるように、バランサ３を打ち込み式、押し込み式又は埋め込み式により地盤中に建て込む。このとき、バランサ３の建て込み箇所の地盤を、例えば杭２用の掘削手段等を利用して撹拌する等予め軟弱化させておくと、バランサ３の建て込みが容易になる。その後、杭２が硬化すると、バランサ３により一対の杭２が地盤中で一体的に連結された杭基礎構造１が完成する。なお、バランサ３の配設位置は、水道の配管等の位置に合わせて適宜調節することができる。
【００２７】
以上のように構成された本発明のバランサ３は、平らな鋼板からなっているので、安価に構成することができる。そして、［従来の技術］（ａ）、（ｃ）とは異なり、場所打ちコンクリートで形成したり、組み立てたりする必要がないので、その作業の手間を省くことができる。
【００２８】
また、バランサ３は、水平方向の任意箇所を硬化前の杭２に埋設すればよいので、［従来の技術］（ｂ）とは異なり、杭２の配設間隔や傾きにバラツキがあっても構わないし、バランサ３の配設位置を地盤の状態や、水道の配管等に応じて柔軟に設定することができる。
【００２９】
また、バランサ３は、下端部中央１１が略Ｖ字状に突出しているので、打ち込み式又は押し込み式による配設が可能になっている。このため、バランサ３を配設するときの掘削溝の掘削作業を省略したり減少したりすることができる。
【００３０】
本発明のバランサ３は以上のように優れた効果を奏するので、杭基礎構造１を構築するときの工期の短縮化、工事の簡略化・省力化、コストの低減化を図ることができる。
【００３１】
また、本発明の杭基礎構造１は、バランサ３により一対の杭２を連結しているので、杭２の不等沈下に対する抵抗性の向上を低コストに実現することができる。例えば、図２（ｂ）に示すように住宅の基礎３０の杭２と、該基礎３０に外付けで連結されたステップ３１（又はポーチ）の杭２とをバランサ３により連結しておけば、両杭２の不等沈下を防止でき、基礎とステップ等との接合部３２におけるひび割れの発生を低減することができる。また、例えば、図６に示す基礎のように凹部３０ａ（又は穴）が形成され強度差がある場合、該強度の弱い部位の両側の杭２をバランサ３により連結しておけば、両杭２の不等沈下を防止し、該弱い部位におけるひび割れの発生を低減することができる。
【００３２】
次に、図６及び図７は本発明を具体化した第二実施形態の深層混合杭のバランサ３及び杭基礎構造４１を示している。本実施形態は、以下の点において主に第一実施形態と相違している。従って、第一実施形態と共通する部分については、同一符号を付することにより重複説明を省く（以下の他の実施形態についても同様。）。
【００３３】
（１）本実施形態では杭２の配設間隔が第一実施形態よりも広くなっているが、バランサ３は第一実施形態と同じ横幅のものを使用している。このため、本実施形態では、第一実施形態よりもバランサ３の側端部寄りの箇所が杭２に埋設されている。このように、本発明のバランサ３は、一種類のもので配設間隔の異なる杭２同士の連結に幅広く対応することができる。
【００３４】
（２）本実施形態では地盤の深い場所に別のバランサ３ｂが配設されている。このように、杭２の上下２箇所以上にバランサ３を配設することにより、杭２同士の一体性を強化することができる。また、例えば、地盤の深い場所に砂層等の液状化現象が発生する可能性がある地層４５がある場合、その地層４５がある深さに複数のバランサ３ｂを配設することにより、その地層４５を小さな区画ごとに拘束することにより、地盤の液状化対策とすることができる。このとき、その地層４５を区画する必要があるので、バランサ３ｂの杭２に埋まらない部位には貫通穴１２を設けないことが好ましい。従来は地盤の深いところにこのような地層４５が見つかった場合、地表からその地層４５まで杭２全体を太くしたり、その地層４５を貫通する杭２を連続的に設けることにより壁を形成したりしているため、コストがかかっているが、本発明によれば、このような地層４５が存在する深さにバランサ３ｂを配設すればよいので、大幅にコストを低減することができる。
【００３５】
次に、地盤の深い場所にバランサ３ｂを配設するときの施工方法について説明する。この施工方法には、杭２を形成するための掘削翼４８を有する掘削手段４６を使用する。この掘削手段４６の軸体４７の先端部には、バランサ３ｂの上端縁部に係合する係合部４９ａ（本例では上端縁部の２箇所に係合する一対の略コ字状係合部として形成）を有する支持手段４９を取り付けている。この支持手段４９は、掘削手段４６の軸体４７及び掘削翼４８に対して相対回転自在に支持されており、軸体４７を介して回転駆動される掘削翼４８により地盤を掘削しつつ、バランサ３ｂを地盤中に真っ直ぐに押し込んで行くことができるようになっている。
【００３６】
以上のように構成された本実施形態のバランサ３及び杭基礎構造４１によれば、第一実施形態と同様の効果に加え、以上のような本実施形態特有の効果をも得ることができる。
【００３７】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）３本以上の杭２を連結するようにバランサを構成すること。例えば次の態様を挙げる。
（ａ）平面視十字状に形成されたバランサ５５により、５本の杭２を連結する態様（図８（ａ）参照）。このバランサ５５は、中央の杭２がない場合にも使用でき、４本の杭２を連結する態様とすることもできる。
（ｂ）平面視Ｔ字状に形成されたバランサ５６により、４本の杭２を連結する態様（図８（ｂ）参照）。このバランサ５６も略中央の杭２がない場合にも使用でき、３本の杭２を連結する態様とすることもできる。
（ｃ）平面視Ｌ字状に形成されたバランサ５７により、３本の杭２を連結する態様（図８（ｃ）参照）。この態様は、例えば住宅の基礎のコーナー部を支持する杭２に適用することができる。
（ｄ）平面視直線状に形成されたバランサ５８により、３本の杭２を連結する態様（図８（ｄ）参照）。
【００３８】
（２）平面視で円弧状に湾曲したバランサにより杭２を連結するように構成すること。
（３）杭２上端側のバランサ３の下端部を水平に形成し、埋め込み式により配設するように構成すること。
（４）第二実施形態において、上側のバランサ３ａを省き、下側のバランサ３ｂのみにすること。
【００３９】
【発明の効果】
本発明に係る深層混合杭のバランサ及び杭基礎構造によれば、コストを低減できるとともに、簡単に施工できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る深層混合杭のバランサ及び杭基礎構造を示す斜視図である。
【図２】同杭基礎構造の施工方法を示す縦断面図である。
【図３】同バランサの左右の側縁部の変更例を示す部分斜視図である。
【図４】同バランサの下側縁部に凸部を列設した変更例を示す斜視図である。
【図５】同バランサに補強リブを設けた変更例を示す斜視図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る深層混合杭のバランサ及び杭基礎構造を示す縦断面図である。
【図７】同杭基礎構造の施工方法を示す図であり、（ａ）は縦正断面図、（ｂ）は縦側断面図である。
【図８】本発明の深層混合杭のバランサ及び杭基礎構造の変更例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　　杭基礎構造
２　　杭
３　　バランサ
１０　　連結部
１１　　下端部中央
１２　　貫通穴
１６　　凹凸
１７　　凹凸
２０　　凸部
２５　　横補強リブ
２６　　縦補強リブ
４１　　杭基礎構造
４５　　地層
５５　　バランサ
５６　　バランサ
５７　　バランサ
５８　　バランサ
【図１】
2004107953.tif 000003
【図２】
2004107953.tif 000004
【図３】
2004107953.tif 000005
【図４】
2004107953.tif 000006
【図５】
2004107953.tif 000007
【図６】
2004107953.tif 000008
【図７】
2004107953.tif 000009
【図８】
2004107953.tif 000010