(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート造基礎を杭に直接載置した状態で支持するコンクリート造基礎の支持構造であって、
前記杭はコンクリート部を有する杭頭部及び本体部とから形成されており、
前記杭頭部におけるコンクリートの設計基準強度が、前記本体部におけるコンクリートの設計基準強度と比較して大きく、かつ、前記コンクリート造基礎から受ける支圧応力が地震時に局所的に大きくなる前記杭頭部の上端面が、前記コンクリート造基礎の底面に接することを特徴とするコンクリート造基礎の支持構造。
【請求項２】
前記杭頭部の上端面が、該杭頭部の下端面の断面積より小さい形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート造基礎の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、杭によるコンクリート造基礎の支持構造（以下、「支持構造」という）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フーチング基礎であるコンクリート造基礎を、杭により支持するための支持構造は両者を剛接合することにより行うことが一般的であった。一方、これまでにおける研究の進展から、コンクリート造基礎と杭との接合部に作用する荷重と応力の状態の関係についての解析が進んできており、地盤条件、荷重条件或いは施工対象等により、必ずしも前記接合部を剛接合する必要がない箇所が設計段階で明らかになってきている。そのため、本発明者は、コンクリート造基礎を杭頭部に載置し、両者の縁を切った状態で支持する支持構造に関する技術（例えば、特願２００１−４６１９５）を開発し、実用に至っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、高強度材料の開発や施工技術の向上により、杭の小断面化が進んできている。
例えば、円柱形状の場所打ちコンクリート杭（以下、「場所打ち杭」という）を考えた場合には、初期の頃には、等断面積Ａである円柱杭５１（図３（ａ）参照）が使用されていた。ところが、徐々に、底面積Ａと比較して先端面積Ａ’が小さくなるように形成された拡底杭５２（例えば、Ａ’＝Ａ／２程度とした拡底杭（図３（ｂ）参照）、や、Ａ’＝Ａ／３程度とした拡底杭５３（図３（ｃ）参照）等）、あるいは、底面積Ａと比較して中間部の断面積が（Ａ’’＝Ａ／２〜３）程度の拡底杭５４において、先端面積が（Ａ’＝Ａ／４〜６）程度である錐台形状部を有するもの（図３（ｄ）参照）等の各種種類の杭が、設計や施工現場の状況に応じて、選択されて用いられるに至っている。
【０００４】
一方、コンクリート造基礎においては、上部構造が大規模化及び高層化することに伴い、より大きな応力が作用することとなってきており、このことと相まって、杭の高強度化が要求されている。
しかし、この場合において、必要以上に設計基準強度の高いコンクリートを使用すると施工が煩雑になるとともに、施工費用が増加してしまうという問題点が存在していた。
【０００５】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、設計上の合理性、施工の省力化及び施工費用の低減を図ることが可能となるコンクリート造基礎の支持構造を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の支持構造は、コンクリート造基礎を杭に直接載置した状態で支持するコンクリート造基礎の支持構造であって、前記杭はコンクリート部を有する杭頭部及び本体部とから形成されており、前記杭頭部におけるコンクリートの設計基準強度が、前記本体部におけるコンクリートの設計基準強度と比較して大きく、かつ、前記コンクリート造基礎から受ける支圧応力が地震時に局所的に大きくなる前記杭頭部の上端面が、前記コンクリート造基礎の底面に接することを特徴としている。また、本発明においては、前記杭頭部の上端面を、該杭頭部の下端面の断面積より小さい形状に形成してもよい。
【０００７】
ここで、 載置とは、コンクリート造基礎を支持するにあたり、当該コンクリート造基礎が杭頭部の上に載せられているだけの状態であり、両者の縁が切れた状態にあることを意味する。なお、コンクリート造基礎に凹部を形成し、当該凹部に杭の杭頭部を挿入した状態で当該コンクリート造基礎支持することや、コンクリート造基礎及び杭の間で水平力を伝達する凹凸部を設けることは、載置という支持形式を妨げるものではない。
【０００８】
なお、杭頭部の先端部は、コンクリート造基礎の底面に接する上端面が、該杭頭部の下端面の断面積より小さい形状に形成すれば、当該コンクリート造基礎及び杭に過剰な断面力が発生することを効果的に防止することができる。
【０００９】
本発明によれば、コンクリート造基礎を、杭頭部に載置した状態で支持することにより、当該コンクリート造基礎及び杭に水平力が作用した場合であっても、両者が互いに回転を拘束することがないことから、当該コンクリート造基礎及び杭に過剰な断面力が発生することを防止することができ、設計の合理性及び施工の容易性が担保されることになる。
また、本体部と比較して設計基準強度の高いコンクリートを使用した杭頭部において、コンクリート造基礎の底面部から受ける支圧力を分散させた後に、当該支圧力を本体部に伝達させることが可能となる。従って、杭を構築する場合において、必要以上に設計基準強度の高いコンクリートを使用する必要がないため、設計上の合理性を図った上で施工等を容易に行うことが可能となり、施工費用を安価とすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、フーチング基礎２０（コンクリート造基礎）を場所打ち杭１０により支持する支持構造Ｓを例として、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
［支持構造の構成］
図１に示すように、本発明の支持構造Ｓは、場所打ち杭１０に載置した状態でフーチング基礎２０を支持している。
前記場所打ち杭１０は、先端が地盤Ｇの支持層（図示せず）にまで到達しており、上端面から杭軸方向に所定長さの範囲である杭頭部１１と、それ以外の部位である本体部１２とから構成されている。そして、杭頭部１１の上端部は、錐台形状に形成されているとともに、当該杭頭部１１におけるコンクリートには、本体部１２におけるコンクリートよりも設計基準強度が大きいコンクリートが使用されている（例えば、それぞれのコンクリートの設計基準強度は３６Ｎ／ｍｍ2と２７Ｎ／ｍｍ2）。
【００１２】
このように、場所打ち杭１０のコンクリートを杭頭部１１と本体部１２とで打ち分けたことは、フーチング基礎２０の底面部２０ａ（フーチング基礎２０との当接部）から杭頭部１１に作用する支圧力に対して補強を行うことをその理由とするものであり、特に、前記支圧力を直接的に受ける杭頭部１１に、特に設計基準強度が大きいコンクリートを用いて耐力の増強を図ったものである。
さらに、詳細に説明すると、前記支持構造Ｓでは、場所打ち杭１０に載置した状態でフーチング基礎２０を支持している。そのため、通常時には、杭頭部１１の上端面の全域に鉛直方向の支圧力が作用しているが、地震時においてフーチング基礎２０に水平力が作用すると、当該フーチング基礎２０が回転し、杭頭部１１の上端面に作用する支圧応力が局所的に大きくなってしまう。そこで、本発明では、杭頭部１１におけるコンクリートの設計基準強度を、本体部１２におけるコンクリートの設計基準強度と比較して大きくすることにより、耐力の増強を図ったものである。
【００１３】
［支持構造の構築方法］
本発明の支持構造Ｓを構築する際には、例えば以下の手順で行うこととする。まず、地盤Ｇから所定高さだけ余盛りが生じるように、本体部１２の設計基準強度であるコンクリートを打設する（図２（ａ））。
続いて、設計時に定められた本体部１２の長さとなるように、余盛りの部位及びその下部をはつる作業を行う（図２（ｂ））。この作業は、一般的に、前記上部は、泥土等を含んだ品質の悪いコンクリートとなっている場合が多いため、その部分を除去することを目的とするものである。なお、杭頭部１１の周囲の地盤は、はつり作業に必要なだけ掘削することになる。
そして、本体部１２の上部に型枠（図示せず）を設置し、杭頭部１１に所定の設計基準強度であるコンクリートを空中で打設して場所打ち杭１０の構築を行った後（図２（ｃ））に、その上部にフーチング２０及び上部構造２１を構築することになる（図２（ｄ）参照）。
【００１４】
［作用］
前記支持構造Ｓによれば、場所打ち杭１０における杭頭部１１のコンクリートの設計基準強度を、本体部１２におけるコンクリートの設計基準強度と比較して大きく設定し、杭頭部１１におけるコンクリートの設計基準強度のみを、フーチング基礎２０の底面部２０ａから受ける支圧力に耐えうるような適切な設計基準強度として定め、本体部１２のコンクリートの設計基準強度を必要となる最小限の設計基準強度としている。
従って、場所打ち杭１０においては、フーチング基礎２０の底面部２０ａから受ける支圧力を杭頭部１１で分散させた後に、当該支圧力を本体部１２に伝達させることが可能となる。そのため、場所打ち杭１０を構築する場合において、必要以上に設計基準強度の高いコンクリートを使用する必要がないことから、設計上の合理性を図った上で施工等を容易に行うことが可能となり、施工費用を安価とすることができる。
【００１５】
以上、本発明について、好適な実施形態の一例を説明した。しかし、本発明は、前記実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能である。特に、各要素の寸法、材質、配置等は、施工対象に応じて適切に定められるものであることは言うまでもない。
また、杭についても、場所打ちコンクリート杭、杭頭部にコンクリートが充填されている鋼管中空杭、既製コンクリート杭等、コンクリート部を有するものであれば各種の形式の杭を用いることができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の支持構造によれば、設計上の合理性、施工の省力化及び施工費用の低減を図ることが可能となる支持構造を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンクリート造基礎の支持構造を示す側断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）ともに、本発明のコンクリート造基礎の支持構造の施工方法を示す側断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）ともに、従来の杭を示す側断面図である。
【符号の説明】
Ｓ        支持構造（コンクリート造基礎の支持構造）
１０      場所打ち杭（場所打ちコンクリート杭）
１１      杭頭部
１２      本体部
２０      フーチング基礎（コンクリート造基礎）
２０ａ    底面部
【図１】
0004116811.tif 000002
【図２】
0004116811.tif 000003
【図３】
0004116811.tif 000004