(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリートからなる基礎杭とこの基礎杭上に構築された基礎フーチングとに跨がって複数のアンボンドＰＣ鋼材が挿入され、
このアンボンドＰＣ鋼材は、下端部が前記基礎杭のコンクリート内に定着されると共に上端部が前記基礎フーチングに緊張手段を介して係止され、中間部分が前記基礎杭と基礎フーチングの対向面の中央部で収束するように「く」の字形に屈曲した状態で挿入されていることを特徴とする基礎杭と基礎フーチングの接合構造。
【請求項２】
基礎杭の杭頭上端面と基礎フーチングの下端面との間に緩衝ゴム材が介在されていることを特徴とする請求項１に記載の基礎杭と基礎フーチングの接合構造。
【請求項３】
基礎フーチングの水平断面面積が基礎杭の水平断面面積よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の基礎杭と基礎フーチングの接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋コンクリート造の構造物における基礎杭と基礎フーチングとの接合技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄筋コンクリート造の構造物における基礎は、従来技術においては例えば図５に示すような構造を有する。まず参照符号１０１は地中に構築された鉄筋コンクリートからなる基礎杭であり、この基礎杭１０１の杭頭１０１ａ上には基礎フーチング１０２が構築され、この基礎フーチング１０２から鉛直上方に躯体のコンクリート脚柱１０３が、また隣接する基礎フーチング１０２同士を連結する基礎梁１０４が水平方向に延在されている。
【０００３】
基礎フーチング１０２の構築においては、基礎杭１０１が現場造成杭である場合、この基礎杭１の杭頭１０１ａの上端面から多数の杭頭主筋１０１ｂを突出させ、杭頭１０１ａ上に水平断面面積がこの杭頭１０１ａの水平断面面積よりも大きな基礎フーチング１０２を構築して前記杭頭主筋１０１ｂを埋設状態とする。すなわち、多数の杭頭主筋１０１ｂを介して杭頭１０１ａ上に基礎フーチング１０２を定着すると共に、基礎フーチング１０２の水平断面面積を杭頭１０１ａの水平断面面積よりも大きくすることによって接合強度を増大させ、剛接合としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術による基礎杭と基礎フーチングの接合構造においては、次のような問題が指摘される。
(1) 基礎杭１０１の杭頭１０１ａと基礎フーチング２とを剛接合とするために多数の鉄筋（杭頭主筋１０１ｂ）が必要である。
(2) 基礎フーチング１０２の施工の際に、基礎杭１０１の杭頭１０１ａの外周部から突出した多数の杭頭主筋１０１ｂによって、例えば前記杭頭１０１ａの上端面の斫り（はつり）等を行うことが容易でなく、作業の阻害になっていた。
(3) 基礎フーチング１０２が杭頭１０１ａに剛接合となっており、しかも体積が大きいので、地震の際に基礎杭１０１に生じる水平応力が杭頭１０１ａに集中し、このため、各基礎フーチング２間を繋いで柱脚１０３のモーメントや水平剪断力に抵抗させるための基礎梁１０４もその断面面積を大きくしたり鉄筋を多く用いる等して著しく強度を高める必要がある。
【０００５】
本発明は、上記のような事情のもとになされたもので、その技術的課題とするところは、補強用の鉄筋等、使用材料を節減すると共に、施工を容易にし、しかも十分な強度を有する建築物の基礎構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題は、本発明によって有効に解決することができる。
すなわち本発明に係る基礎杭と基礎フーチングの接合構造は、鉄筋コンクリートからなる基礎杭とこの基礎杭上に構築された基礎フーチングとに跨がって複数のアンボンドＰＣ鋼材が挿入され、このアンボンドＰＣ鋼材は、下端部が前記基礎杭のコンクリート内に定着されると共に上端部が前記基礎フーチングに緊張手段を介して係止され、中間部分が前記基礎杭と基礎フーチングの対向面の中央部で収束するように「く」の字形に屈曲した状態で挿入される。本発明の構成において、アンボンドＰＣ鋼材は緊張手段によって所要の緊張力を与えられ、基礎杭の杭頭と基礎フーチング間での水平剪断力及び引き抜き力に対して抗力を発揮するものである。そしてこのアンボンドＰＣ鋼材は、長手方向中間部分が前記基礎杭と基礎フーチングの対向面の中央部で収束するように「く」の字形に屈曲した状態で挿入されているため、ほぼピン接合に近い状態となり、多数の杭頭主筋で定着する場合のような剛接合とはならないため、地震等の際に基礎杭に生じる水平応力の杭頭への集中が有効に防止される。
【０００７】
本発明において付加される一層好ましい構成においては、基礎杭の杭頭上端面と基礎フーチングの下端面との間に緩衝ゴム材が介在される。この緩衝ゴム材は基礎杭の杭頭と基礎フーチングとの固定度を小さくするので、地震等において地盤から基礎上の躯体への伝達震動を小さくし、また、この時に杭頭に生じる水平方向の曲げ応力を有効に吸収する。
【０００８】
更に、本発明において付加される一層好ましい他の構成においては、前記基礎フーチングの水平断面面積が前記基礎杭の水平断面面積よりも小さいものとする。すなわち、上述のように、剛接合としないために基礎フーチングの水平断面面積を基礎杭の水平断面面積よりも小さくすることで、この基礎フーチングの体積が減少して水平方向の加速度が加わった際の慣性質量が小さくなり、このことも、地震等の際に基礎杭に生じる水平応力の杭頭への集中を有効に防止するのに大きく寄与する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１乃至図４は本発明に係る基礎杭と基礎フーチングの接合構造の好ましい一実施形態を示すものである。まず図１及び図２において、参照符号１は現場造成の鉄筋コンクリート製の基礎杭、参照符号２はこの基礎杭１の杭頭１ａ上に構築された独立基礎フーチング、参照符号３はこの基礎フーチング２から鉛直上方に構築された躯体の柱脚、参照符号４は隣接する基礎フーチング２同士を水平に連結する基礎梁である。なお、基礎杭１、基礎フーチング２及び基礎梁４は地中に構築されている。
【００１０】
基礎杭１は水平断面が円形であって、外周近傍に円周方向所定間隔で鉛直方向に延びる杭主筋１１及びこれを取り巻く多数の肋筋１２等の鉄筋が埋設されている。基礎フーチング２は、その水平断面が、対角線長さが基礎杭１（杭頭１ａ）の直径とほぼ等しい略正方形であって、すなわち基礎フーチング２の水平断面面積は杭頭１ａの水平断面面積よりも小さいものとなっている。そしてこの基礎フーチング２の高さは従来と特に変わらないから、その体積は、図５に示す従来のものに比較して著しく小さくなっている。
【００１１】
柱脚３は水平断面が基礎フーチング２の水平断面より小さい略正方形であって、外周近傍に所定間隔で埋設された鉛直方向に延びる柱主筋３１及びこれを取り巻く多数の肋筋３２等の鉄筋を有する。基礎梁４はその長手方向と直交する断面が略長方形であって、外周近傍に所定間隔で埋設された前記長手方向に延びる梁主筋４１及びこれを取り巻く多数の肋筋４２等の鉄筋を有する。柱脚３の柱主筋３１の下端３１ａは基礎フーチング２の下端近傍に達しており、基礎梁４の梁主筋４１の両端（図では一端のみ示される）４１ａは柱脚３の下端近傍及び基礎フーチング２の下端近傍に達しており、両主筋３１，４１は溶接等によって結合されている。
【００１２】
基礎杭１の杭頭１ａと基礎フーチング２の間には、緩衝ゴム材５が介装されている。また、この実施形態においては杭主筋１１の上端部１１ａによって基礎フーチング２を基礎杭１上に定着しているものではなく、前記杭頭１ａと基礎フーチング２との連結は複数（図示の例においては８本）のアンボンドＰＣ鋼材６によって行われている。
【００１３】
アンボンドＰＣ鋼材６は、良く知られているように、ＰＣ鋼撚り線にグリースを塗布し、その外周にポリエチレンシース６３を被覆したもので、それぞれ基礎杭１の杭頭１ａと基礎フーチング２に跨がって埋設され、下端部は定着具６１を介して基礎杭１（杭頭１ａ）のコンクリート内に定着されており、基礎フーチング２の上肩の四隅近傍に達する上端部には緊張金物６２が取り付けられており、この緊張金物６２によって適宜緊張力が付与された状態に係止されている。前記各アンボンドＰＣ鋼材６は、図３に一層明確に示されるように、緩衝ゴム材５の中央部を貫通して、基礎杭１と基礎フーチング２の対向面中央部で互いに収束するように「く」の字形の屈曲状態で挿入されている。
【００１４】
この実施形態においては、先に説明したように、基礎杭１の杭頭１ａと基礎フーチング２が、その対向面中央部で互いに収束するように挿入されたアンボンドＰＣ鋼材６によってピン接合に近い状態となっており、また基礎フーチング２の体積、言い換えれば質量が従来に比較して著しく小さいので、水平方向の加速度が加わった際の基礎フーチング２の慣性質量が小さいものとなる。しかも、前記杭頭１ａと基礎フーチング２との間に介在している緩衝ゴム材５はその弾性によって伝達震動を減少させる作用を有する。このため、地震等の際に基礎杭１に生じる水平方向の曲げ応力の杭頭１ａへの集中が有効に防止される。またこのため、各基礎フーチング２間を繋いで柱脚３の傾斜方向のモーメントや剪断力に抵抗させるための基礎梁４の強度も従来より小さくて良く、すなわち基礎梁４の断面面積を従来より小さくしたり、鉄筋による補強量を減少させることができる。
【００１５】
上記接合構造とするには、まず現場造成（地盤の鉛直穿孔及びコンクリートの現場打ち）によって基礎杭１を構築する際に、下端部に定着具６１を取り付けた複数のアンボンドＰＣ鋼材６を、その下半部が基礎杭１の杭頭１ａのコンクリート中に埋設状態となるように、かつ杭頭１ａの上端中央位置で各アンボンドＰＣ鋼材６が互いに収束状態となるように配設する。次に基礎杭造成用コンクリートを打設してそれが硬化したら、杭頭１ａの上面の斫り（はつり）作業を行うが、杭頭１ａの上面外周部には杭主筋１１が突出しておらず、中央部からアンボンドＰＣ鋼材６の束が突出しているだけであるため、作業が容易である。また、アンボンドＰＣ鋼材６は、下端の定着具６１のみが、硬化したコンクリートに定着一体化される。
【００１６】
上記斫り作業後は、基礎杭１の杭頭１ａの上面に緩衝ゴム材５を敷設し、このとき予め前記緩衝ゴム材５に開設された孔に、前記杭頭１ａの上面から突出したアンボンドＰＣ鋼材６の上半部を通す。次に基礎フーチング２、柱脚３及び基礎梁４を構築するための型枠（図示省略）を組み立て、この型枠内に柱主筋３１、梁主筋４１及び肋筋３２，４２等の配筋作業を行う。先に説明したように、基礎フーチング２は従来に比較して体積が小さく、しかも基礎梁４の断面面積も従来より小さくても良いので、その構築のための型枠材やコンクリートの量を節減できるばかりでなく、基礎フーチング２及び基礎梁４を構築するための地盤の根切量も少なくて済む。
【００１７】
基礎フーチング２を構築するための型枠の組立や配筋作業に際しては、各アンボンドＰＣ鋼材６の上半部を互いに外側へ開くように、すなわち図３のように屈曲させ、シース６３の上端から突出したアンボンドＰＣ鋼材６本体の上端部を基礎フーチング２の上肩の四隅となる部分に位置させ、前記各アンボンドＰＣ鋼材６の上端部に凹部形成部材（図示省略）を嵌め込む。そして前記型枠内にコンクリートを打設することによって、基礎フーチング２、柱脚３及び基礎梁４を構築する。
【００１８】
打設したコンクリートが硬化して基礎フーチング２等が構築されたら、型枠を撤去する。そして図４に示すように、基礎フーチング２の上肩四隅部分に埋設状態となっている凹部形成部材をアンボンドＰＣ鋼材６の上端から取り外すことによって形成される凹部２ａ内で、クサビ状の緊張金物６２を緊張することによって各アンボンドＰＣ鋼材６に適宜緊張力を与える。またこれによって同時に、緩衝ゴム材５に適当な圧縮力が与えられる。その後、前記凹部２ａ内はモルタル詰めされる。
【００１９】
なお、本発明は、図示の実施形態によって限定的に解釈されるものではない。例えば、アンボンドＰＣ鋼材６の本数等は必要な連結強度等を考慮して決められるものであり、また、基礎フーチング２の断面形状における対角線長さと杭頭１ａの直径が必ずしも略同等である必要はない。
【００２０】
【発明の効果】
本発明に係る基礎杭と基礎フーチングの接合構造によると、次のような効果が実現される。
(1) 基礎杭の杭頭と基礎フーチングが剛接合とならず、しかも基礎フーチングの体積を従来より小さくすることができるので、地震等の際に基礎杭に生じる水平応力の杭頭への集中を有効に防止することができる。
(2) 緩衝ゴム材が伝達振動を吸収するので、地震等の際に生じる建物の衝撃を緩和する効果がある。
(3) 現場造成の基礎杭の杭頭に設ける鉄筋量を減少させることができ、しかも杭頭の上端面の斫り（はつり）等の作業が容易になる。
(4) 基礎フーチング及び基礎梁の体積を減少できるので、その構築に使用する型枠材や、コンクリートの打設量や、地盤の根切量を少なくなり、施工コストを節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基礎杭と基礎フーチングの接合構造の好ましい一実施形態を示す部分的な鉛直断面図である。
【図２】図１におけるII−II線の位置で切断した水平断面図である。
【図３】上記実施形態におけるＰＣ鋼材の挿入形態を示す説明図である。
【図４】上記実施形態においてＰＣ鋼材に緊張力を与える緊張金物の挿入空間の形成方法を示す説明図である。
【図５】従来技術による基礎杭と基礎フーチングの接合構造を示す部分的な斜視図である。
【符号の説明】
１  基礎杭
１ａ  杭頭
２  基礎フーチング
５  緩衝ゴム材
６  アンボンドＰＣ鋼材
６１  定着具
６２  緊張金物
【図１】
0003796026.tif 000002
【図２】
0003796026.tif 000003
【図３】
0003796026.tif 000004
【図４】
0003796026.tif 000005
【図５】
0003796026.tif 000006