(57)【要約】【課題】簡単で安価な構造で、地震時の杭頭部の損傷を抑える。【解決手段】地盤２２の中に場所打ち杭１２が設けられ、場所打ち杭１２の杭頭部２０は、地盤２２から高さＨだけ突き出ている。場所打ち杭１２の下端部は支持地盤に根入れされ、杭頭部２０はコンクリート基礎１４と接合されている。場所打ち杭１２の内部には杭主筋１６と杭フープ筋１８が配筋されている。杭フープ筋１８は、杭頭部２０に近づくにつれて密とされている。杭主筋１６は、場所打ち杭１２の頭部２０で上端部を折り返し、折り返し部にはフック２４が形成されている。フック２４は杭頭部２０のコンクリートに定着されている。場所打ち杭１２の頭部２０は、コンクリート基礎１４に深さＨまで呑み込まれ、杭主筋１６の上端部は、コンクリート基礎１４のコンクリートには定着されていない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート製の場所打ち杭の内部に配筋された杭主筋と、
前記杭主筋の上端部に設けられ、前記場所打ち杭の杭頭部のコンクリートに定着する定着手段と、
前記場所打ち杭の杭頭部を前記定着手段の位置まで呑み込んで接合されたコンクリート基礎と、
を有する場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造。
【請求項２】
前記定着手段は、前記杭主筋の上端部を折り返し、前記杭頭部のコンクリートと定着させたフックである請求項１に記載の場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造。
【請求項３】
前記定着手段は、前記杭主筋の上端部に設けられ、前記杭主筋の径より太くされたコブであり、前記コブと前記杭頭部のコンクリートとを定着させた請求項１に記載の場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造。
【請求項４】
前記定着手段は、前記杭主筋の上端部と接合され各上端部をつなぐバンドであり、前記バンドと前記杭頭部のコンクリートとを定着させた請求項１に記載の場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート製の場所打ち杭で支持される建物では、地震時に場所打ち杭に生じた曲げモーメントが、建物の基礎スラブや基礎梁にも曲げ戻しとして作用する。このため、この曲げモーメントに抵抗できるように、場所打ち杭の杭断面、基礎スラブ断面、及び基礎梁断面が決定されている。
【０００３】
従って、場所打ち杭から、建物のコンクリート基礎へ伝達される曲げモーメントを減少させれば、杭断面、基礎スラブ断面、及び基礎梁断面を小さくできる。
このため、場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の接合部における回転剛性を小さくし、場所打ち杭からコンクリート基礎に伝達される曲げモーメントを小さくする、半剛接合構造が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
即ち、図５に示すように、特許文献１に記載の半剛接合構造６０は、場所打ち杭１２の上部に埋め込まれた柱鉄骨６２を有している。柱鉄骨６２は、杭頭部２０、コンクリート基礎１４を貫通し、コンクリートの柱６８まで達している。なお、場所打ち杭１２は、杭頭部２０の下部まで杭主筋１６と杭フープ筋１８が配筋されているが、杭頭部２０は無筋とされている。
【０００５】
これにより、場所打ち杭１２とコンクリート基礎１４が半剛接合となり、地震時の曲げモーメントで無筋とされた杭頭部２０が損傷を受けても、柱鉄骨６２が靭性を発揮して応力の集中を低減し、場所打ち杭１２の損傷を最小限に抑えることができる。このとき、建物からの常時の軸力は、柱鉄骨６２が支持する。
【０００６】
しかし、特許文献１は構造が複雑であり、施工コストが高くなるという問題がある。
このため、構造を簡単にし、施工コストを抑えた半剛接合構造が提案されている（特許文献２）。
【０００７】
即ち、図６に示すように、特許文献２に記載の半剛接合構造７０は、場所打ち杭７２の杭頭部７５近傍のコンクリート７３を鋼管７４で囲み、補強している。また、杭頭部７５には杭頭キャップ７６が載置され、杭頭キャップ７６は、基礎スラブ１４に埋め込まれている。
【０００８】
杭頭キャップ７６は、場所打ち杭７２の上端面を覆うベースプレート７７と、ベースプレート７７の表面に固定されたスタッドジベル７８と、ベースプレート７７の裏面に配置されたリング状のストッパー７９で構成されている。杭頭キャップ７６は、杭頭部７５で支持されている。
【０００９】
これにより、場所打ち杭７２の杭頭部７５と基礎スラブ１４の接合は半剛接合となり、水平方向の移動はストッパー７９により拘束される。また、鉛直方向及び回転に係る移動は拘束されず、場所打ち杭７２から基礎スラブ１４へ伝達される曲げモーメントを小さくできる。
【００１０】
しかし、特許文献２は、鋼管７４や杭頭キャップ７６を必要としており、更なる構造の簡素化、低価格化が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１７６９６２号公報
【特許文献２】特開２００４−２１１４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記事実に鑑み、簡単で安価な構造で、地震時に杭頭部の損傷を抑えることができる、場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の発明に係る、場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造は、鉄筋コンクリート製の場所打ち杭の内部に配筋された杭主筋と、前記杭主筋の上端部に設けられ、前記場所打ち杭の杭頭部のコンクリートに定着する定着手段と、前記場所打ち杭の杭頭部を前記定着手段の位置まで呑み込んで接合されたコンクリート基礎と、を有することを特徴としている。
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、場所打ち杭の内部に配筋された杭主筋の上端部と、杭頭部のコンクリートが定着手段で定着されている。また、コンクリート基礎が、場所打ち杭の杭頭部を定着手段の位置まで呑み込んで、場所打ち杭と接合されている。このとき、杭主筋はコンクリート基礎と定着されてなく、場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎は半剛接合とされている。
【００１５】
このように、杭主筋の上端部を定着手段で杭頭部のコンクリートに定着させることで、場所打ち杭の曲げ耐力が維持できる。また、杭主筋の上端部をコンクリート基礎と定着させず半剛接合とすることで、場所打ち杭からコンクリート基礎へ伝達される曲げモーメントを減少させることができる。地震時には、呑み込まれた場所打ち杭の杭頭部をコンクリート基礎から浮き上がらせて、杭頭部の損傷を防止できる。
【００１６】
これにより、簡単で安価な構造で、地震時に杭頭部の損傷を抑えることができる。
なお、杭頭部は、コンクリート基礎に呑み込まれているので、場所打ち杭とコンクリート基礎の横方向のズレは生じなく、場所打ち杭が建物からの常時の軸力を支持できる。
また、杭主筋とコンクリート基礎の定着作業が不要となり、作業が容易となる。  
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造において、前記定着手段は、前記杭主筋の上端部を折り返し、前記杭頭部のコンクリートと定着させたフックであることを特徴としている。
請求項２に記載の発明によれば、杭主筋の上端部を折り返したフックが、杭頭部のコンクリートと定着されている。
これにより、フックで杭主筋の引張耐力が確保され、杭頭部の曲げ耐力が維持できる。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１に記載の場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造において、前記定着手段は、前記杭主筋の上端部に設けられ、前記杭主筋の径より太くされたコブであり、前記コブと前記杭頭部のコンクリートとを定着させたことを特徴としている。
請求項３に記載の発明によれば、杭主筋の上端部に設けられ、杭主筋の径より太くされたコブが、杭頭部のコンクリートと定着されている。
これにより、コブで杭主筋の引張耐力が確保され、杭頭部の曲げ耐力が維持できる。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１に記載の場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造において、前記定着手段は、前記杭主筋の上端部と接合され各上端部をつなぐバンドであり、前記バンドと前記杭頭部のコンクリートを定着させたことを特徴としている。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、杭主筋の上端部に設けられ、杭主筋の上端部と接合され各上端部をつなぐバンドが、杭頭部のコンクリートと定着されている。
これにより、バンドで杭主筋の引張耐力が確保され、杭頭部の曲げ耐力が維持できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、上記構成としてあるので、簡単で安価な構造で、地震時の杭頭部の損傷を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造の基本構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造における曲げモーメントの特性を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造の基本構成を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造の基本構成を示す図である。
【図５】従来例の場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造の基本構成を示す図である。
【図６】従来例の場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造の基本構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、第１の実施の形態に係る場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造１０は、場所打ち杭１２が地盤２２の中に設けられ、場所打ち杭１２の杭頭部２０は、地盤２２から高さＨだけ突き出る高さとされている。
【００２４】
場所打ち杭１２は、鉄筋コンクリート製とされ、下端部は支持地盤（図示せず）に根入れされ、杭頭部２０はコンクリート基礎１４と接合されている。
【００２５】
場所打ち杭１２の内部には杭主筋１６が配筋され、杭主筋１６の周囲には杭フープ筋１８が配筋されている。このとき、杭フープ筋１８は、杭頭部２０に近づくにつれて密とされている。杭主筋１６は、場所打ち杭１２の頭部２０で上端部を折り返し、折り返し部にはフック２４が形成されている。フック２４は杭頭部２０のコンクリートに定着されている。
【００２６】
コンクリート基礎１４は地盤２２で支持され、コンクリート基礎１４の底面は地盤２２と接している。場所打ち杭１２の頭部２０は、コンクリート基礎１４に深さＨまで呑み込まれている。このため、杭主筋１６のフック２４もコンクリート基礎１４に呑み込まれた状態となる。なお、杭主筋１６の上端部は、コンクリート基礎１４のコンクリートには定着されていない。
これにより、場所打ち杭１２の杭頭部２０とコンクリート基礎１４の接合が、半剛接合となる。
【００２７】
杭頭部２０とコンクリート基礎１４を半剛接合とすることで、地震時に、場所打ち杭１２からコンクリート基礎１４へ伝達される曲げモーメントを抑制することができる。また、杭主筋１６がコンクリート基礎１４のコンクリートに定着されていないため、杭主筋１６の引張耐力がコンクリート基礎１４に作用せず、場所打ち杭１２の頭部が、呑み込まれたコンクリート基礎１４から浮き上がり、杭頭部２０の損傷が防止できる。
【００２８】
また、杭主筋１６の上端部を折り曲げてフック２４を形成し、杭頭部２０のコンクリートに定着させることで、杭主筋１６の頭部２０における引張耐力が確保され、場所打ち杭１２の曲げ耐力が維持できる。
これにより、簡単で安価な構造で半剛接合が提供され、地震時に杭頭部２０の損傷を抑えることができる。
【００２９】
なお、杭頭部２０は、コンクリート基礎１４に呑み込まれているので、場所打ち杭１２とコンクリート基礎１４の横方向のズレは生じなく、場所打ち杭１２で常時の建物からの軸力を支持できる。また、杭主筋１６とコンクリート基礎１４の定着作業が不要であり、作業が容易となる。  
【００３０】
ここで、図２を用いて、場所打ち杭１２からコンクリート基礎１４へ伝播される曲げモーメントについて説明する。
【００３１】
図２（Ａ）は、場所打ち杭１２の支持構造と、地震時に場所打ち杭１２に生じる曲げモーメントの大きさを重ねて記載した図である。
【００３２】
場所打ち杭１２は地盤２２の中に設けられ、下端を地盤２２の下にある硬い支持層３８に根入れさせている。場所打ち杭１２の杭頭部２０は、構造物２６のコンクリート基礎１４と接合されている。これにより、構造物２６の重量を、場所打ち杭１２を介して支持層３８に伝達している。
【００３３】
地震時には、地震振動が地盤２２を伝播しながら吸収され減衰する。この結果、地盤２２は、上下方向で変位量が異なり、場所打ち杭１２に地震振動に起因する曲げモーメントが生じる。この曲げモーメントは、曲げ戻しとして、場所打ち杭１２の杭頭部２０から構造物２６のコンクリート基礎１４へ、接合部Ｑを介して伝達される。
【００３４】
場所打ち杭１２とコンクリート基礎１４の、接合部Ｑの位置における曲げモーメントの大きさは、接合部Ｑの構造の違いにより異なり、模式的に特性Ｍ１と特性Ｍ２で表すことができる。
【００３５】
破線の特性Ｍ１は、図２（Ｂ）に示すように、杭主筋１６の上端部をコンクリート基礎１４に定着させ、杭頭部２０とコンクリート基礎１４の接合部Ｑを剛接合としたときのシミュレーション結果である。
【００３６】
一方、実線の特性Ｍ２は、図２（Ｃ）に示すように、本実施の形態で説明した構成であり、杭主筋１６はコンクリート基礎１４に定着していない。杭頭部２０とコンクリート基礎１４の接合部Ｑは、ある程度の自由度を持たせた半剛接合としたときのシミュレーション結果である。
【００３７】
なお、特性Ｍ１とＭ２は、場所打ち杭１２の中心軸が支持層３８の表面位置と交差する位置を基準とし、コンクリート基礎１４の高さに対応させて、横軸で曲げモーメントの大きさと方向を表現している。
【００３８】
結果から、破線Ｍ１で示す剛接合より実線Ｍ２で示す半剛接合の方が、杭頭部２０とコンクリート基礎１４の接合部Ｑにおける曲げモーメントの大きさが小さいことが分かる。即ち、半剛接合が、場所打ち杭から建物のコンクリート基礎へ伝達される曲げモーメントを小さくする手段として有効といえる。
【００３９】
場所打ち杭から建物のコンクリート基礎へ伝達される曲げモーメントを小さくすることにより、場所打ち杭１２やコンクリート基礎の経済的な設計が可能となる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
図３に示すように、第２の実施の形態に係る場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造３０は、場所打ち杭３２が地盤２２の中に設けられ、場所打ち杭３２の杭頭部２０は、地盤２２から高さＨだけ突き出る高さとされている。
【００４１】
場所打ち杭３２は、鉄筋コンクリート製とされ、下端部は支持地盤（図示せず）に根入れされ、頭部２０はコンクリート基礎１４と接合されている。
場所打ち杭３２の内部には杭主筋３４が配筋され、杭主筋３４の周囲には杭フープ筋１８が配筋されている。杭フープ筋１８は杭頭部に近づくにつれて密とされ、杭主筋３４の上端部には、杭主筋３４の径より太くされたコブ３６が形成されている。このコブ３６で、杭主筋３４と杭頭部２０のコンクリートが定着されている。
【００４２】
コンクリート基礎１４の底面は地盤２２で支持され、場所打ち杭３２の頭部２０の位置では、杭頭部２０を深さＨまで呑み込んでいる。このとき、杭主筋３４は、コブ３６の位置までコンクリート基礎１４に呑み込まれている。なお、杭主筋３４の上端部はコンクリート基礎１４のコンクリートと定着されていない。
【００４３】
このように、杭主筋３４の上端部にコブ３６を設けることで、杭主筋３４の引張耐力が確保され、場所打ち杭３２の曲げ耐力が維持できる。
他の構成は、第１の実施の形態と同じであり、説明は省略する。
【００４４】
（第３の実施の形態）
図４に示すように、第３の実施の形態に係る場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造４０は、場所打ち杭４２が地盤２２の中に設けられ、場所打ち杭４２の杭頭部２０は、地盤２２から高さＨだけ突き出る高さとされている。
【００４５】
場所打ち杭４２は、鉄筋コンクリート製とされ、下端部は支持地盤（図示せず）に根入れされ、頭部２０はコンクリート基礎１４と接合されている。
【００４６】
場所打ち杭４２の内部には杭主筋４４が配筋され、杭主筋４４の周囲には杭フープ筋１８が配筋されている。杭フープ筋１８は杭頭部２０に近づくにつれて密とされ、杭主筋４４の上端部には、杭主筋４４の上端部と接合され、各杭主筋４４の上端部をつなぐバンド４６が設けられている。バンド４６は杭頭部２０のコンクリートに定着されている。
【００４７】
コンクリート基礎１４の底面は地盤２２とで支持され、コンクリート基礎１４の底面は地盤２２と接し、場所打ち杭４２の頭部２０の位置では、杭頭部２０を深さＨまで呑み込んでいる。このとき、杭主筋４４は、バンド４６の位置までコンクリート基礎１４に呑み込まれている。なお、杭主筋４４の上端部は、コンクリート基礎１４のコンクリートと定着されていない。
これにより、場所打ち杭４２の杭頭部２０とコンクリート基礎１４の接合は、半剛接合となる。
【００４８】
このように、杭主筋４４の上端部にバンド４６を接合することで、杭主筋４４の引張耐力が確保され、場所打ち杭４２の曲げ耐力が維持できる。
他の構成は、第１の実施の形態と同じであり、説明は省略する。
【符号の説明】
【００４９】
１０  場所打ち杭の杭頭部とコンクリート基礎の半剛接合構造
１２  場所打ち杭
１４  コンクリート基礎
１６  杭主筋
１８  杭フープ筋
２０  杭頭部
２２  フック（定着手段）
３６  コブ（定着手段）
４６  バンド（定着手段）
【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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