(57)【要約】【課題】既に構築された基礎の下側において地盤へ打ち込まれた既製杭の上端と基礎とを確実に接合することができ、かつ、基礎の修復作業を安定して行うことができる既製杭上端部の構造を提供する。【解決手段】既製杭１の上端部の構造は、既製杭１の上端部と遊嵌する筒体１２と、筒体１２の上端に接続された平板１３と、平板１３と基礎８の下面とを連結する固定部材２０と、を具備する。平板１３と基礎８の下面とを平行として、筒体１２が既製杭１の上端部に遊嵌されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既製杭の上端部と遊嵌する筒体と、
上記筒体の上端に接続された平板と、
上記平板と基礎の下面とを連結する固定部材と、を具備し、
上記平板と上記基礎の下面とを平行として、上記筒体が上記既製杭の上端部に遊嵌されている既製杭上端部の構造。
【請求項２】
上記既製杭の上端部に、留め板がその上面を水平として連結され、当該留め板に上記筒体が支持されてなる請求項１に記載の既製杭上端部の構造。
【請求項３】
上記筒体と上記既製杭の上端部との隙間にセメント系固化材が充填されてなる請求項１又は２に記載の既製杭上端部の構造。
【請求項４】
上記セメント系固化材が無収縮モルタルである請求項３に記載の既製杭上端部の構造。
【請求項５】
上記既製杭は、上記基礎の下側の地盤を掘削して形成された空間において地盤に打ち込まれたものである請求項１から４のいずれかに記載の既製杭上端部の構造。
【請求項６】
上記既製杭に、上記空間における地面と当接する鍔材が設けられた請求項５に記載の既製杭上端部の構造。
【請求項７】
上記平板は、上記基礎の不同沈下を修正するためのジャッキが載置されるものである請求項１から６のいずれかに記載の既製杭上端部の構造。
【請求項８】
上記固定部材は、
上記平板に起立された少なくとも２本の棒材と、
上記棒材にそれぞれ外嵌されて当該棒材に沿ってスライド可能なスライド部材と、
上記スライド部材の上端に設けられた接続板と、
上記スライド部材を、上記棒材に対する所望のスライド位置において支持する支持部材と、を具備する請求項１から７のいずれかに記載の既製杭上端部の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基礎の下側に打設された既製杭における上端部の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
家屋などの建物は、地盤に構築された基礎に支持されている。建物が軟弱な地盤に建築されると、建物及び基礎の重量によって、基礎の一部或いは全部が沈下することがある。このように、建物を建築した後に基礎が沈下する現象は、不同沈下と呼ばれている。不同沈下により基礎の一部が地盤に沈下して建物が傾倒すると、その建物を水平に修復しなければならない。
【０００３】
従来より、不同沈下した建物の修復方法として、基礎と建物の間にジャッキなどを介在させて、そのジャッキにより、建物を基礎に対して不同沈下した分だけ持ち上げる方法がある。また、基礎とともに建物をジャッキなどにより持ち上げる方法がある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、不同沈下した基礎の下側を掘削して杭を新たに打ち込む方法がある（特許文献２の段落「０００７」など）。この杭の打ち込みは、上側に基礎及び建物が存在するので、杭と基礎との間にジャッキを介在させ、基礎及び建物の荷重を反力として行われる。
【０００５】
一方、不同沈下が生じる前に、予め軟弱な地盤に杭を打設してから、基礎及び建物を構築する場合がある。このように予め地盤に打設された杭において、その後に施工される基礎との接合構造が種々考案されている。
【０００６】
例えば、特許文献３及び特許文献４においては、杭の頭部に当該杭よりも外径の大きい補強管を設け、コンクリートや鉄筋を用いて、杭、補強管及び基礎を一体に接合する構造が開示されている。
【０００７】
また、特許文献５においては、杭の頭部に側方へ突出する金物を連結し、この金物によって杭を支持する構造が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３２８５９１号公報
【特許文献２】特開平１０−１８３１１号公報
【特許文献３】特開２００３−１０５７７９号公報
【特許文献４】特開２００１−１０７３５６号公報
【特許文献５】特開２００２−３４８８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ジャッキなどにより建物又は基礎を持ち上げる方法では、不同沈下が更に進行すれば、再び修復する必要が生じる。しかし、不同沈下が終わったか否かを正確に判断することは難しく、また、建物が傾いていれば、不同沈下が終わっているか否かにかかわらず、建物の傾きを修復する必要がある。
【００１０】
これに対し、新たに杭を打ち込んで基礎を支持する方法では、その杭により基礎が支持されるので、修復した建物が再び沈下して傾くことがない。この方法においては、基礎の下側に新たに杭を打ち込んだ後、不同沈下した基礎を持ち上げて修復する必要がある。この修復は、新たに打ち込んだ杭の支持力を反力として、基礎をジャッキアップすることにより実現される。このジャッキアップのため、杭の上端にジャッキを載置するための平板等が接続される。
【００１１】
前述された方法において、新たに地盤へ打ち込まれた杭の軸線が、鉛直方向に対して傾斜することがある。そうすると、杭の上端の平板等に載置されたジャッキの伸長方向が鉛直方向に対して傾斜するので、基礎へ作用する力に無駄が生じ、更には作業中にジャッキが転倒するおそれもある。
【００１２】
また、不同沈下が生じた後に杭を地盤へ打ち込む場合には、特許文献３，４に示されているように、杭の上端を基礎へ埋入させる構造は施工が困難である。したがって、杭の上端と基礎とを適当な固定部材等を用いて接続することになるが、杭の軸線が傾斜していると、固定部材も同様に傾斜するので、基礎との接合が不確実になりやすい。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、既に構築された基礎の下側において地盤へ打ち込まれた既製杭の上端と基礎とを確実に接合することができ、かつ、基礎の修復作業を安定して行うことができる既製杭上端部の構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
(1)  本発明にかかる既製杭上端部の構造は、既製杭の上端部と遊嵌する筒体と、上記筒体の上端に接続された平板と、上記平板と基礎の下面とを連結する固定部材と、を具備する。そして、上記平板と上記基礎の下面とを平行として、上記筒体が上記既製杭の上端部に遊嵌されている。
【００１５】
地盤に打ち込まれた既製杭は、その軸方向が鉛直方向に必ずしも一致しない。筒体は、この既製杭の上端部に遊嵌されて、その筒体の上面に接続された平板を基礎の下面に対して平行となるように位置決めされる。その位置で、筒体が既製杭に対して固定される。平板と基礎の下面とが平行となることにより、これらを固定部材により簡易且つ確実に連結することができる。
【００１６】
(2)  上記既製杭の上端部に、留め板がその上面を水平として連結され、当該留め板に上記筒体が支持されてなることが好ましい。これにより、平板を基礎の下面に対して平行となるように、筒体を既製杭の上端部に対して位置決めすることが容易である。
【００１７】
(3)  上記筒体と上記既製杭の上端部との隙間にセメント系固化材が充填されてなることが好ましい。これにより、筒体を既製杭に対して確実に固定できる。また、既製杭の上端部が補強される。
【００１８】
(4)  上記セメント系固化材は、無収縮モルタルが好適である。
【００１９】
(5)  上記既製杭は、上記基礎の下側の地盤を掘削して形成された空間において地盤に打ち込まれたものである場合に、本発明が好適である。
【００２０】
(6)  上記既製杭に、上記空間における地面と当接する鍔材が設けられてもよい。これにより、既製杭の支持力が増強される。
【００２１】
(7)  上記平板は、上記基礎の不同沈下を修正するためのジャッキが載置されるものである場合に、本発明が好適である。前述されたように、平板と基礎の下面とが平行であるので、平板上にジャッキを載置して、基礎を安定してジャッキアップできる。
【００２２】
(8)  上記固定部材は、上記平板に起立された少なくとも２本の棒材と、上記棒材にそれぞれ外嵌されて当該棒材に沿ってスライド可能なスライド部材と、上記スライド部材の上端に設けられた接続板と、上記スライド部材を、上記棒材に対する所望のスライド位置において支持する支持部材と、を具備するものとして実現されてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、既製杭の上端部に筒体が遊嵌され、平板と基礎の下面とが平行となるので、これらを固定部材により簡易且つ確実に連結することができる。また、平板上にジャッキを載置して、基礎を安定してジャッキアップできる。これにより、不同沈下した基礎の修復作業が簡易且つ安定的に実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、本実施の形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態に係る既製杭１を示す斜視図である。図２は、既製杭１の上端部における構造を示す分解斜視図である。図３は、作業空間７０における既製杭１の構造を説明するための模式図である。図４は、図３におけるIV−IV断面図である。図５は、基礎８を修正した状態を示す模式図である。
【００２６】
［既製杭１］
以下に、本発明にかかる既製杭の一例として、既製杭１の構造が説明される。なお、本発明にかかる既製杭は、基礎８の下側の地盤を掘削して形成された空間において地盤に打ち込み可能なものであれば、その全体構成は特に限定されず、多様な公知の既製杭の構成が採用されうる。
【００２７】
図１に示されるように、既製杭１は、杭本体２の先端部分に杭先部材３が設けられてなる。杭本体２は、所定の長さを有し、施工現場において必要な長さに継合される。杭本体２と杭先部材３とは別個の部材として構成されており、施工現場において容易に取り付け可能である。
【００２８】
杭本体２は、軸線７４方向（図１における上下方向）と直交する断面外形が正方形の鋼管である。杭本体２の軸線方向の長さは、特に限定されるものではないが、例えば住宅の基礎を支持するために既製杭１を用いる場合には、数メートルから２０メートル程度のものが利用される。杭本体２は、１本当たりが例えば数メートル程度の長さであって、数本の杭本体２が、上下端を当接させて溶接されることにより同軸線上に継合される。杭本体２の外形寸法や肉厚等も、特に限定されるものではなく、例えば住宅の基礎を支持するために既製杭１を用いる場合には、１辺が１０センチメートルから数十センチメートル程度、肉厚が数ミリメートル程度のものが利用される。また、杭本体２として、汎用目的で市販されている角パイプ（鋼管）を用いるとコストや調達の容易から好適である。
【００２９】
杭先部材３は、杭本体２の先端に外嵌される角管５と、角管５の外周に設けられた螺旋翼６と、角管５の先端に設けられた掘削爪７とを具備する。杭本体２の先端部分に杭先部材３の角管５が外嵌されて、ボルトによる固定とカシメによる変形とにより、杭本体２に固定されている。これにより、杭本体２の先端部分に、杭先部材３の螺旋翼６が略水平方向に突出した形状の既製杭１が得られる。
【００３０】
なお、杭本体２の断面外形は必ずしも正方形に限定されず、他の多角形や円形であってもよいが、既製杭１の施工の際に、杭本体２の周囲に付着する土が少なく、地盤への貫入に対する抵抗が小さくなることから、断面外形が多角形であることが好ましい。また、杭先部材３は任意の構成であるが、杭先部材３を設けることにより、既製杭１を回転貫入する際の推進力が得られるので好ましい。
【００３１】
［杭頭部材１０］
図３に示されるように、地盤に打ち込まれた既製杭１は、杭頭部材１０及び固定部材２０によって、基礎８と連結される。図２に示されるように、杭頭部材１０は、筒体１２、平板１３を主要な構成とする。筒体１２は、その断面形状が、既製杭１の杭本体２の外形より十分に大きい円形の鋼管である。具体的には、筒体１２の内径は、杭本体２の正方形の外形における対角の寸法より大きい。したがって、図４に示されるように、筒体１２が杭本体２の上端部に対して外嵌された状態において、杭本体２は、その外周面が筒体１２の内周面と接触しない配置を採りうる。
【００３２】
筒体１２の上端には、平板１３が溶接固定されている。平板１３は、筒体１２の断面外形より大きな矩形の平板である。この平板１３が、その周縁が鍔として筒体１２から突出するように配置されて、筒体１２と連結されている。また、平板１３の上面と筒体１２の軸方向とは直交している。平板１３には、厚み方向に貫通する一対の孔が形成されており、その孔に対応してナット１４，１５が固定されている。また、平板１３には、筒体１２の内空に対応する位置であって、後述されるように、杭本体２に外嵌された状態において杭本体２の外側に対応する位置に、４つの孔１８が形成されている。各孔１８は、平板１３を厚み方向に貫通して、筒体１２の内空へ通じている。各孔１８は、筒体１２が杭本体２に外嵌された状態において、筒体１２と杭本体２との隙間に通じる。
【００３３】
筒体１２には、その外周面から突出し、かつ軸方向に沿って延びる一対の支持部材１６，１７が設けられている。この支持部材１６，１７の各上端は、平板１３と連結されている。支持部材１６，１７により、筒体１２から突出する平板１３の一部分が下方から支持されている。
【００３４】
固定部材２０は、平板１３のナット１４，１５に螺合される棒材２１，２２と、棒材２１，２２に外嵌されるスライド部材２３，２４と、スライド部材２３，２４の上端に連結された接続板２５と、棒材２１，２２に螺合されるナット２６，２７とを主要な構成とする。棒材２１，２２は、外周に雄ネジが形成された円柱形状であり、その雄ネジがナット１４，１５に螺合される。これにより、棒材２１，２２が平板１３に対して垂直に起立される。この棒材２１，２２に、別のナット２６，２７が螺合され、さらにスライド部材２３，２４が外嵌される。スライド部材２３，２４は、その内径が、棒材２１，２２の外径より大きな円筒形状である。スライド部材２３，２４は、棒材２１，２２にそれぞれ外嵌された状態で棒材２１，２２の長さ方向へスライド可能である。スライド部材２３，２４の下端がナット２６，２７と当接することにより、スライド部材２３，２４は、棒材２１，２２に対して所定の高さに支持される。このナット２６，２７が、本発明における支持部材に相当する。
【００３５】
スライド部材２３，２４の上端には接続板２５が連結されている。接続板２５の上面とスライド部材２３，２４の軸方向とは直交している。したがって、スライド部材２３，２４が棒材２１，２２に外嵌されると、杭頭部材１０の平板１３と接続板２５とが平行に配置される。そして、棒材２１，２２に対するナット２６，２７の螺合位置が変更されることによって、スライド部材２３，２４が所望のスライド位置に支持される。これにより、杭頭部材１０に対して、固定部材２０の接続板２５の高さが調整される。
【００３６】
杭頭部材１０は、杭本体２の上端部に設けられた留め板３０に担持されている。図２及び図４に示されるように、留め板３０は、その径が筒体１２の径より大きい円盤であり、その中央に矩形の孔３１が厚み方向に貫通されている。孔３１は、杭本体２の断面外形より若干大きい正方形である。つまり、孔３１に杭本体２が挿通された状態において、孔３１には若干の遊びが存在する。この遊びは、後述されるように、軸方向７５が傾斜した杭本体２を孔３１に挿通させた状態において、留め板３０の上面を水平面にできる程度に設けられる。そうすると、杭本体２の軸方向７５と筒体１２の軸方向（鉛直方向７４と合致する。）とが合致しないが、前述されたように、筒体１２の断面形状は杭本体２の外形より十分に大きいので、このような軸方向のズレを許容した状態で、筒体１２が杭本体２の上端部に外嵌される。このような筒体１２と杭本体２の上端部との嵌め合いが、本発明において遊嵌と称される。
【００３７】
以下に、本既製杭上端部の構造を施工する方法について詳細な説明がされる。本構造は、既に構築された建物を支持する基礎８に対して使用される。建物は、例えば住宅などであるが、本発明において建物は特に限定されるものではない。また、基礎８の構成も特に限定されないが、基礎８の下面はほぼ水平面として構築されているものとする。
【００３８】
先ず、既製杭１により支持すべき基礎８の下側の地盤を掘削して作業空間７０を形成する。作業空間７０は、その内部において作業者が作業を行う空間である。この作業空間７０の深さは、既製杭１の１本の杭本体２の長さより深い。つまり、作業空間７０の深さは、杭本体２を鉛直方向７５へ起立させて地盤へ打ち込むために十分な深さであればよい。また、作業空間７０は、基礎８の全体に対して一度にすべてを形成する必要はなく、１本の既製杭１を打ち込むに必要な作業空間７０が形成されればよい。もちろん、複数本の既製杭１を打ち込むに十分な作業空間７０を形成してもよいことは言うまでもない。
【００３９】
つづいて、作業空間７０において、既製杭１を地盤へ打ち込む。既製杭１の地盤への打ち込みは、例えば特開平１０−１８３１１号公報に開示されているような公知の方法を採用しうる。また、必要に応じて杭本体２は複数本が継ぎ足される。そして、所望の支持地盤まで既製杭１を打ち込んだ後、既製杭１を打ち込むために使用した装置等が取り外される。
【００４０】
つづいて、図３に示されるように、既製杭１の杭本体２に留め板３０及び鍔材３２を外嵌する。鍔材３２は留め板３０と同様の構成なので、ここでは詳細な説明は省略される。鍔材３２は、作業空間７０内の地盤に敷き込むようにして、杭本体２の外周面と溶接固定する。この鍔材３２によって、杭本体２への押し込み力に対する反力が増加されるとともに、既製杭１の支持力が増加される。
【００４１】
留め板３０は、その上面が水平となるようにして、杭本体２の外周面と溶接固定する。また、留め板３０から杭本体２の上端までの距離は、杭頭部材１０の筒体１２の長さより短くする。ここで、図３に示されるように、地盤に打ち込まれた既製杭１は、その軸方向７４が鉛直方向７５に必ずしも一致しないことがあり得る。一方、基礎８の下面はほぼ水平である。なお、不同沈下によって基礎８又は建物が傾斜していれば、本施工の際に、その傾斜を修復するので、修復後の基礎８の下面はほぼ水平となる。このような場合に、既製杭１と基礎８との連結部分に隙間などが生じやすく、その結果、連結部分の破断などが生じるおそれがある。これに対し、留め板３０を水平に配置して、その留め板３０に杭頭部材１０を支持させることにより、後述されるように、杭頭部材１０の平板１３と基礎８の下面とを平行にして、隙間のない連結を確保することができる。
【００４２】
図４に示されるように、杭頭部材１０の筒体１２は、杭本体２の外形に対して十分に大きいので、図３に示されるように、筒体１２へ杭本体２を斜めに挿入することができる。つまり、筒体１２が杭本体２の上端に遊嵌されることにより、杭本体２の軸方向７４の傾斜を許容して、平板１３の上面が水平となるように杭頭部材１０を位置決めすることができる。
【００４３】
そして、杭頭部材１０に固定部材２０を装着するが、予め、杭頭部材１０に固定部材２０を装着した状態で、前述されたように、杭頭部材１０を杭本体２の上端部に外嵌してもよい。この装着状態において、ナット２６，２７に支持されたスライド部材２３，２４は、棒材２１，２２に対して比較的下方に位置しており、スライド部材２３，２４の上端に固定された接続板２５が基礎８の下面付近に位置している。
【００４４】
つづいて、杭頭部材１０の平板１３上にジャッキ９を載置する。このジャッキ９は、油圧ジャッキや、機械式ジャッキなどの公知のジャッキを用いることができるが、ポンプ分離型の油圧ジャッキが好適である。このようなジャッキの構成は当業者に周知であるので、ここでは詳細な説明が省略される。
【００４５】
図５に示されるように、ジャッキ９を駆動させてロッドを伸長させると、固定部材２０の接続板２５が基礎８の下面と当接して、基礎８及び建物が持ち上がる。既製杭１の先端が支持地盤に到達しており、さらに鍔材３２が設けられることにより、基礎８及び建物の荷重を既製杭１が支持できる。不同沈下した基礎８及び建物を持ち上げて傾斜を修復した後、固定部材２０の棒材２１，２２に螺合されたナット２６，２７の位置を調整して、筒体１２及び平板１３を所定の高さに固定する。これにより、杭頭部材１０の平板１３、固定部材２０の接続板２５、及び基礎８の下面がすべて水平となって相互に平行となるので、既製杭１と基礎８とを隙間なく確実に連結することができる。
【００４６】
そして、平板１３の孔１８から、杭頭部材１０の筒体１２と杭本体２の上端との隙間に無収縮モルタルを充填して、この隙間を埋める。筒体１２の下端側は、留め板３０により封止されているので、無収縮モルタルは、杭本体２、筒体１２、平板１３及び留め板３０によって形成される空間に充填される。なお、無収縮モルタルの充填は、杭本体２の上端部に杭頭部材１０を外嵌させた際に行ってもよい。これにより、筒体１２が杭本体２に対して確実に固定されるとともに、杭本体２の上端部が補強される。なお、本実施形態では、本発明にかかるセメント系固化材の好適な一例として無収縮モルタルが採用されるが、その他のセメント系固化材を用いることも可能である。
【００４７】
最後に、作業空間７０を埋め戻す。この埋め戻しの際に、杭頭部材１０の周囲にコンクリートを打設して、既製杭１と基礎８とをより強固に連結する。
【００４８】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態にかかる既製杭１の上端部の構造によれば、既製杭１の上端部に筒体１２が遊嵌され、平板１３と基礎８の下面とが平行となるので、これらを固定部材２０により簡易且つ確実に連結することができる。また、平板１３上にジャッキ９を載置して、基礎８を安定してジャッキアップできる。これにより、不同沈下した基礎８の修復作業が簡易且つ安定的に実現される。
【００４９】
また、既製杭１の上端部に連結された留め板３０によって筒体１２が支持されるので、平板１３を基礎８の下面に対して平行となるように、筒体１２を既製杭１の上端部に対して位置決めすることが容易である。
【００５０】
また、筒体１２と既製杭１の上端部との隙間に無収縮モルタルが充填されることにより、筒体１２が既製杭１に対して確実に固定れるとともに、既製杭１の上端部が補強される。
【００５１】
また、既製杭１に、作業空間７０における地面と当接する鍔材３２が設けられているので、既製杭１の支持力が増強される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る既製杭１を示す斜視図である。
【図２】図２は、既製杭１の上端部における構造を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、作業空間７０における既製杭１の構造を説明するための模式図である。
【図４】図４は、図３におけるIV−IV断面図である。
【図５】図５は、基礎８を修正した状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・既製杭
８・・・基礎
９・・・ジャッキ
１２・・・筒体
１３・・・平板
２０・・・固定部材
２１，２２・・・棒材
２３，２４・・・スライド部材
２５・・・接続板
２６，２７・・・ナット（支持部材）
３０・・・留め板
３２・・・鍔材
７０・・・作業空間
【図１】
2009019341.tif 000003
【図２】
2009019341.tif 000004
【図３】
2009019341.tif 000005
【図４】
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【図５】
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