(57)【要約】【課題】地震発生時に備えて基礎部の補強をする必要がなく、これにより、コストダウンできる建造物及び建造物の構築方法の提供を課題とする。【解決手段】本発明の建造物１は、地盤内１０に埋設された基礎杭１１と、基礎杭１１内に埋設されその上端部が基礎杭１１の上面１３と同一又は上面１３より下側に配置された杭主筋１２と、この基礎杭１１の上面１３における中心部で所定の範囲内に配置されると共に、基礎杭１１の上面１３から突出する鉄筋１４と、基礎杭１１の上面１３に載置されると共に、所定の圧縮力でその厚さが減少するスペーサ１５と、このスペーサ１５の上側に基礎杭１１と分離して設けられ、且つ鉄筋１４の突出部分１６が埋設された基礎部１７と、基礎部１７上に設けられた躯体本体１８とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤内に埋設された基礎杭と、
前記基礎杭内に埋設されその上端部が前記基礎杭の上面と同一又は上面より下側に配置された杭主筋と、
前記基礎杭の上面における中心部で所定の範囲内に配置されると共に、前記基礎杭の上面から突出する鉄筋と、
前記基礎杭の上面に載置されると共に、所定の圧縮力でその厚さが減少するスペーサと、
前記スペーサの上側に前記基礎杭と分離して設けられ、且つ前記鉄筋の突出部分が埋設された基礎部と、を備えたことを特徴とする建造物。
【請求項２】
前記スペーサは弾性変形部材又は塑性変形部材であることを特徴とする請求項１に記載の建造物。
【請求項３】
前記基礎杭の上端部に、前記基礎杭の外周面を拘束する拘束部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の建造物。
【請求項４】
前記拘束部材は、板状部材又は管状部材であり、前記板状部材又は管状部材は、金属、又は炭素繊維若しくはアラミド繊維などの強化繊維であることを特徴とする請求項３に記載の建造物。
【請求項５】
前記鉄筋の少なくとも一方の端部には、定着部材が設けられていることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の建造物。
【請求項６】
地盤中に埋設された基礎杭と、前記基礎杭に設けられた杭主筋と、前記基礎杭に固定された基礎部とを有する建造物の構築方法において、
前記杭主筋の上端を前記基礎杭の上面と同一又は上面より下側に配置し、
前記杭主筋の上面における中心部に、前記杭主筋とは別に複数の鉄筋を設けて、前記鉄筋を前記基礎杭の上面から突出させ、
前記基礎杭の上面に所定の圧縮力によって厚さが減少するスペーサを載置し、
前記スペーサの上に前記建造物の基礎部を前記基礎杭と分離して設け、
前記鉄筋の突出部分を前記基礎部内に埋設することを特徴とする建造物の構築方法。
【請求項７】
前記建造物は取り除かれた別の建造物の跡地に構築するものであり、
前記基礎杭は前記別の建造物の跡地に残された既存の基礎杭であり、
前記杭主筋のうち前記基礎杭の上面から突出している部分が除去されることを特徴とする請求項６に記載の建造物の構築方法。
【請求項８】
前記基礎杭の上端部が除去された後、前記基礎杭の上面に前記スペーサが載置されることを特徴とする請求項７に記載の建造物の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建造物及び建造物の構築方法に係り、特に、解体などで取り除かれた建造物の跡地に、新たに別の建造物を構築する際に好適な建造物及び建造物の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建造物を解体してその跡地に新たに別の建造物を構築する際に、解体した建造物を固定していた既存の基礎杭を、新たに構築する建造物の基礎杭として再利用することがある。これは、基礎杭を撤去するためには費用が嵩むからであり、再利用できれば、基礎杭を新設するよりもコストダウンになるからである。
【０００３】
この場合、従来は、図６に示すように、既存の基礎杭５０の杭頭部（上端部）５０ａと、杭主筋５１の基礎杭５０の上面から突出する部分５１ａを、新たに構築する建造物の基礎部５２内に埋設していた。なお、図６中の符号５３は地盤、５４は建造物の躯体本体である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法では、地震発生時に基礎杭５０に水平力が作用すると、杭頭部５０ａに曲げモーメントが発生し、この曲げモーメントが基礎杭５０の杭頭部５０ａ及び杭主筋５１を介して基礎部５２に略そのままの大きさで伝達される。
【０００５】
そうすると、この基礎杭５０に生ずる曲げモーメントに対応して比較的大きな応力が基礎部５２に作用するため、基礎部５２を破損させないようにするためには、基礎部５２をその応力に応じて補強する必要があった。
【０００６】
このように、地震に耐えられるように基礎部５２を補強するためには、多くの補強部材が必要になると共に、その取り付け作業をするために、多くの作業工数が必要であり、大幅なコストアップになるという問題があった。
【０００７】
更に、従来は、既存杭５１の上端部５１ａが基礎物５２に埋設されるため、基礎杭５０のせん断耐力が前の建造物とほぼ同じ重量にしか耐えられず、前の建造物より大きな建造物を構築できないという問題があった。
【０００８】
このような問題は、既存の基礎杭を再利用する場合に限らず、基礎杭を新設してその上に建造物を構築する際にも同様に発生する。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、地震発生時に備えて基礎部を補強する必要がなく、これによりコストダウンが可能であると共に、取り除かれた建造物の跡地に前より大きな建造物を構築できる建造物及び建造物の構築方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するため、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、地盤内に埋設された基礎杭と、前記基礎杭内に埋設されその上端部が前記基礎杭の上面と同一又は上面より下側に配置された杭主筋と、前記基礎杭の上面における中心部で所定の範囲内に配置されると共に、前記基礎杭の上面から突出する鉄筋と、前記基礎杭の上面に載置されると共に、所定の圧縮力でその厚さが減少するスペーサと、前記スペーサの上側に
前記基礎部と分離して設けられ、且つ前記鉄筋の突出部分が埋設された基礎部と、基礎部状に設けられた躯体本体とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明では、基礎杭と基礎部とが分離されると共に、基礎杭の上面中央部に設けられた鉄筋によって、基礎杭と基礎部とが結合されているので、地震発生時に基礎杭に水平力が作用すると、従来のものより小さなモーメントで鉄筋が塑性化するため、基礎杭と基礎部に発生するモーメントも小さくなる。
【００１２】
鉄筋は、基礎杭の上面中央部の比較的狭い範囲に寄せ集められて配置されているので、鉄筋の範囲や鉄筋の強度を適宜設定することにより、基礎杭に発生した曲げモーメントが鉄筋を介して基礎部に伝達される曲げモーメントを適宜設定することができる。
【００１３】
また、基礎杭と基礎部に逆向きの曲げモーメントが加わると、基礎杭と基礎部間に回転が発生し、この回転によってスペーサが圧縮される。
【００１４】
ここで、前記スペーサはゴムなどの弾性部材又は発泡樹脂などの塑性変形部材で形成するのが好ましい。スペーサの厚さは、設計で求まる回転角を考慮して決める。
【００１５】
なお、上記のスペーサは、基礎部及び躯体本体の地震時の鉛直力と、基礎杭と基礎部に発生するモーメントとの合力によって圧縮されても、その厚さが殆ど変化しない材料、例えば鋼板やコンクリートなどを用いることもできる。この場合は、基礎杭上面の前面に敷設する必要はなく、必要とするモーメントに応じてスペーサの大きさを調整できる。
【００１６】
また、前記基礎杭の上端部に、基礎杭の外周面を拘束する拘束部材を設けるのが望ましい。この場合は、鉄筋に比較的大きな引張力又は水平力が作用しても、杭頭部が割裂破壊するのを防止できる。前記拘束部材としては、鋼板などの金属板、炭素繊維若しくはアラミド繊維などの強化繊維、又は鋼管を例示できる。金属板及び強化繊維は、基礎杭の外周面に巻き付け、鋼管は基礎杭の上端部に設置し、グラウト等で隙間をなくす。
【００１７】
また、前記鉄筋の少なくとも一方の端部には、定着部材を設けるのが好ましい。この場合は、鉄筋の定着力が増大するので、定着部材を設けない場合に比べ、鉄筋の長さを短くできる。
【００１８】
また、本発明は、基礎杭と、前記基礎杭に設けられた杭主筋と、前記基礎杭に固定された基礎部とを有する建造物の構築方法において、前記杭主筋の上端を前記基礎杭の上面と同一又は上面より下側に配置し、前記杭主筋の上面における中心部の所定の範囲内に、前記杭主筋とは別に複数の鉄筋を設けて、前記鉄筋を前記基礎杭の上面から突出させ、前記基礎杭の上面に所定の圧縮力によって厚さが減少するスペーサを載置し、前記スペーサの上に前記建造物の基礎部を前記基礎杭と分離して設け、前記鉄筋の突出部分を前記基礎部内に埋設することを特徴とする。
【００１９】
ここで、解体などによって取り除かれた別の建造物の跡地に、前記建造物を新たに構築する場合は、前記取り除かれた建造物の跡地に残された既存の基礎杭を使用し、この基礎杭に設けられた前記杭主筋のうち前記基礎杭の上面から突出している部分を除去する。
【００２０】
この場合は、既存の基礎杭を再利用するので、産業廃棄物の減量化が可能になる。
【００２１】
また、この場合は、基礎杭の上端部を除去することができる。これにより、基礎部の底面を取り除かれた建造物の基礎部の底面と同一レベルにして、更に基礎杭と基礎部とを分離し、且つその間にスペーサを配置する隙間を設けることができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、鉄筋を基礎杭中央に寄せることで、地震発生時に基礎杭から基礎部に伝達される曲げモーメントが減少し、更にスペーサの硬さや大きさを調整することにより基礎部に伝達される曲げモーメントを調整できるので、鉄筋及びスペーサの仕様を適宜設定することにより、基礎部に発生する曲げモーメントを調整でき、大幅に減少させることができる。
【００２３】
これにより、基礎部を補強することなく地震発生時に基礎部が破損するのを防止できるので、基礎部を補強するための補強材料、及びこれを取り付けるための作業工数を削減でき、大幅なコストダウンが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を添付した図１から図５に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１に示すように、本発明に係る建造物１は、地盤１０内に埋設された基礎杭１１と、この基礎杭１１内に埋設された複数の杭主筋１２と、基礎杭１１の上面１３における中心部の所定の範囲内に配置されると共に、基礎杭１１の上面１３から上方に突出する複数の鉄筋１４とを備えている。
【００２５】
また、この建造物１は、基礎杭１１の上面１３に載置されると共に、所定の圧縮力でその厚さが減少するスペーサ１５と、このスペーサ１５の上側に基礎杭１１と分離して設けられ、且つ鉄筋１４の突出部分１６が埋設された基礎部１７と、基礎部１７上に設けられた躯体本体１８とを備えている。
【００２６】
次に、上記の各構成について説明する。基礎杭１１は鉄筋コンクリートで形成されている。この基礎杭１１は、新設するか、或いは、後述のように解体などで取り除かれた建造物を固定していた既存の基礎杭を一部加工して再利用することができる。
【００２７】
杭主筋１２は、基礎杭１１の外周側に配筋されている。また、各杭主筋１２の上端は、基礎杭１１の上面１３に略一致している。なお、杭主筋１２の上端は、基礎杭１１の上面１３より下に配置してもよい。
【００２８】
基礎杭１１の上面１３における中心部には、所定の深さの穴２７が設けられている。この穴２７内には、複数の鉄筋１４が互いに比較的接近した状態で挿入されている。新設の杭の場合は、穴２７を設けず、鉄筋１４を予め杭主筋と共に設置して、構築することもできる。
【００２９】
すなわち、複数の鉄筋１４は、基礎杭の上面１３上において複数の杭主筋１２が配置された範囲より狭い範囲内に配置されている。
【００３０】
上記の穴２７内には、無機又は有機の接着剤１９が充填されている。これにより鉄筋１４が固定されている。コンクリートやモルタルなどを充填することもできる。
【００３１】
スペーサ１５は、上記のように所定の圧縮力が作用したときに、その厚さが減少する材料、例えばゴムなどの弾性変形部材又は発泡樹脂などの塑性変形部材で平板状に形成されている。このスペーサの硬さを変えることで、地震時における杭頭の曲げモーメントを変えることができる。
【００３２】
このスペーサ１５は、地震が発生していない通常の状態において、建造物１の基礎部１
７及び躯体本体１８の自重が作用しても、鉄筋１４，１４間にコンクリート２８ａが充填されていることから、スペーサ１５の厚さは減少しないが、後述のように、地震発生時にスペーサ１５に基礎部１７及び躯体本体１８の地震時の鉛直力と、基礎部１５に発生する曲げモーメントとが作用したときに、その厚さが減少するように設定されている。
【００３３】
なお、上記のコンクリート２８ａは、基礎部１７と同じかそれ以上の強度のコンクリートが打設される。この部分も構造的には、鉄筋コンクリートとなる。
【００３４】
また、基礎杭１１の上端部には、コンクリート２８を拘束するために拘束部材である鋼管２０が嵌め込まれている。鋼管２０の代わりに、基礎部１１の外周面に鋼板、炭素繊維若しくはアラミド繊維などの強化繊維など、引張強度の大きな材料を巻き付けることもできる。基礎杭１１と鋼管２０又は鋼板間の隙間は、モルタルなどを充填してなくす必要がある。
【００３５】
基礎部１７は鉄筋コンクリート造であり、基礎杭１１と完全に分離されている。そして、基礎部１７と基礎杭１１とは、複数の鉄筋１４のみによって結合されている。
【００３６】
次に、この建造物１の作用を説明する。いま、地震が発生して基礎杭１１の上部側に水平力Ｆが作用すると、基礎杭１１の上端部に曲げモーメントが発生する。この曲げモーメントは、鉄筋１４等を介して基礎部１７に伝達される。
【００３７】
一方、複数の鉄筋１４は、互いに接近して配置することにより、鉄筋１４全体の引張強度が大きく、地震発生時に生ずる鉄筋１４の一部を引張とし、コンクリート２８ａの一部及びスペーサ１５の一部が圧縮となる偶力としての曲げモーメントによって変形するように設定されている。
【００３８】
これによって、基礎杭１１の鉄筋１４とスペーサ１５の硬さで決まる曲げモーメントが、鉄筋１４を介して基礎部１７に伝達されるときに、鉄筋１４とスペーサ１５の硬さや大きさにより、基礎杭１１と基礎部１７との間の部分で曲げモーメントを調整できる。
【００３９】
このように、本発明の建造物１においては、鉄筋１４及びスペーサ１５の硬さや大きさを設定ことにより、地震発生時に基礎杭１１から基礎部１７に伝達される曲げモーメントを任意に調整でき、これにより基礎部１７に発生する応力を減少させることができる。
【００４０】
ここで、鉄筋１４及びスペーサ１５の材質、強度、寸法などの仕様が、建造物１の形状、重量、予想される地震の大きさなどを考慮して適宜設定されている。そして、地震発生時に基礎杭１１から基礎部１７に伝達される曲げモーメントに対応して基礎部１７に発生する応力が、基礎部１７が損傷しない程度まで減少するように設定されている。
【００４１】
これにより、地震発生時に備えて基礎部１７の過大な補強をする必要がなくなるので、補強材料及び取付作業工数を削減できるため、大幅なコストダウンが可能になる。
【００４２】
また、本発明の建造物１は、基礎杭１１の上端部のコンクリート２８が、鋼管２０によって拘束されているため、鉄筋１４に比較的大きな引張力及び水平力が作用した場合に、基礎杭１１のコンクリート２８が割裂破壊するのを防止できる。
【００４３】
更に、本発明の建造物１は、基礎杭１１の上端部を基礎部１７に埋め込まないので、地震発生時に基礎杭１１に作用するせん断力は、従来のように、基礎杭１１の上端部を基礎部１７に埋め込んだ場合に比べて小さくなる。
【００４４】
そのため、解体などによって取り除かれた建造物の跡地に、本発明の建造物１を新たに構築する場合には、基礎杭１１のせん断耐力に余裕があるので、前の建造物より重量が大きく大規模な建造物１を構築できる。
【００４５】
また、上記のスペーサ１５はゴム又は発泡樹脂に代えて、基礎部１７及び躯体本体１８の地震時による垂直方向の力と、地震発生時に基礎部１７に発生する曲げモーメントとの合力が作用しても、その厚さが殆ど変化しない材料、例えば鋼板などを用いることができる。
【００４６】
この場合は、引張力の作用点と圧縮力の作用点との距離が大きくなり、曲げモーメントも大きくなる。スペーサ１５に鋼板などを使用することにより、このような調整が可能になる。この場合でも、従来の方法に比べて曲げモーメントを半分以下に設定することができる。
【００４７】
また、杭径の異なる基礎杭１１を使用した場合には、鉄筋１４とスペーサ１５の硬さや大きさを調整することで、これらの基礎杭１１を同一の曲げモーメントを負担できる杭とすることができる。
【００４８】
（第２の実施形態）
図２は、本発明に係る第２の実施形態の鉄筋２１を示す。この鉄筋２１は、上下端部にナットなどの定着部材２２が設けられている。これにより、鉄筋２１と基礎杭１１及び基礎部１７との定着力が増大するので、鉄筋２１の長さを短くできる。なお、定着部材２２は、鉄筋２１の上端部又は下端部の一方にのみ設けてもよい。
【００４９】
（第３の実施形態）
図３〜図５は、本発明に係る第３の実施形態の建造物の構築方法を示す。ここでは、解体などによって取り除かれた建造物の跡地に、この建造物を固定していた既存の基礎杭を用いて、新たに別の構造物を構築する場合について説明する。なお、図１と同様の部分には、同一の符号を付けてその詳細な説明を省略する
【００５０】
ここでは、まず、図３に示すように、既存の基礎杭１１の上端部１１ａ、及び杭主筋１２のうち基礎杭１１の上面２３から上方に突出している部分１２ａを除去する。
【００５１】
本例では、上端部１１ａを除去した後における基礎杭１１の上面１３を、取り除かれた建造物の基礎部２４の底面２５より、スペーサ１５（図１参照）の分だけ低くする。
【００５２】
次に、図４に示すように、基礎杭１１の上面１３の中心部に、適宜な直径及び深さの穴２７を設ける。また、基礎杭１１の上端部に、鋼管２０を嵌め込み隙間をグラウト等で埋める。
【００５３】
次に、図５に示すように、穴２７内に複数の鉄筋１４を互いに接近させた状態で挿入し、穴２７内に接着剤１９（図１参照）を充填して鉄筋１４を固定する。接着剤１９に変えて、コンクリート、モルタルなどを充填できる。
【００５４】
このようにして、既存の基礎杭１１の上端部１１ａを除去すると共に、基礎杭１１に鉄筋１４及びスペーサ１５を設けた後、図１に示すように、スペーサ１５の上側に基礎杭１１と分離した状態で、基礎部１７及び躯体本体１８を設けることにより、建造物１の構築が完了する。
【００５５】
本発明によれば、解体などによって取り除かれた建造物の跡地に、別の建造物１を新た
に構築する際に、前の建造物を固定していた既設の基礎杭１１を再利用できるので、既存の基礎杭１１を撤去する手間を省くことができ、これにより、工期の短縮及びコストダウンが可能になる。また、産業廃棄物の減量化が可能になる。
【００５６】
なお、上記の実施例では、取り除かれた建造物の跡地に残された既存の基礎杭１１を用いて建造物１を構築する場合について説明したが、本発明は、基礎杭１１を新たに設けて建造物１を構築する場合にも適用できる。
【００５７】
この場合は、基礎杭１１の高さを任意に設定できると共に、基礎杭１１から杭主筋１２が突出しないようにできるので、既存の基礎杭を使用する場合のように、基礎杭の上端部及び基礎杭から突出する杭主筋を除去する作業が不要になる。また、鉄筋１４を予め基礎杭１１に仕込んでおくこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る第１実施形態の建造物の基礎杭と基礎部とを示す断面図である。
【図２】本発明に係る第２実施形態の基礎杭に設けられた鉄筋を示す断面図である。
【図３】本発明に係る第３実施形態の建造物の構築方法を示す図であり、既存の基礎杭の上端部及び杭主筋の突出部分を除去する方法を示す断面図である。
【図４】本発明に係る第３実施形態の建造物の構築方法を示す図であり、基礎杭にスペーサと鉄筋を設ける方法を示す断面図である。
【図５】本発明に係る第３実施形態の建造物の構築方法を示す図であり、図４のＡ矢視図である。
【図６】従来例に係る建造物の基礎杭と基礎部とを示す断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    建造物
１０    地盤
１１    基礎杭
１１ａ    基礎杭の上端部
１２    杭主筋
１２ａ    杭主筋の突出部分
１３    基礎杭の上面
１４    鉄筋
１５    スペーサ
１６    鉄筋の突出部分
１７    基礎部
１８    躯体本体
１９    接着剤
２０    鋼管（拘束部材）
２１    鉄筋
２２    定着金具
２３    上面
２４    基礎部
２５    基礎部の底面
２７    穴
２８，２８ａ    コンクリート
５０    基礎杭
５０ａ    杭頭部
５１    杭主筋
５２    基礎部
５３    地盤
【図１】
2005307512.tif 000003
【図２】
2005307512.tif 000004
【図３】
2005307512.tif 000005
【図４】
2005307512.tif 000006
【図５】
2005307512.tif 000007
【図６】
2005307512.tif 000008