JP2000248560A - 杭の免震構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】杭本体のせん断耐力を有効利用しつつ、地震時
せん断力や曲げモーメントによる杭頭での破壊を防止す
る。 【構成】本発明に係る杭の免震構造は、円筒状の有底管
１を備えた杭頭キャップ２を杭頭３に被せることで、有
底管１内を杭頭３内部に形成された中空空間とするとと
もに、該中空空間内に引張抵抗材である鉄筋４を鉛直方
向に配置してその下端を該中空空間の底部、すなわち有
底管１の底板５にナット６で固定するとともに、鉄筋４
の上方を上部構造物の基部である基礎版７に定着して構
成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、杭、特に杭頭にお
ける免震構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】杭基礎には支持杭形式と摩擦杭形式とが
あり、前者は、良質な支持層が地下深くにある場合に該
支持層まで打ち込んだ杭の上に上部構造物を構築するこ
とによって、構造物重量を支持層で安定支持する形式で
あり、後者は、良質な支持層がない場合に周辺地盤との
摩擦力によって上部構造物を支持する形式の基礎形式で
ある。

【０００３】これらの杭は、当然ながら上部構造物の重
量を確実に支持できなければならないが、地震時におい
ては、上部構造物からの水平力によって杭頭に大きなせ
ん断力や曲げモーメントが作用するため、設計施工時に
は地震時安全性に対する十分な配慮が必要となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、杭と基礎スラブ
とを接合する方法として、場所打ちコンクリート杭の杭
頭を基礎スラブに１０ｃｍ程度埋め込んで予め出してお
いた杭の主筋を基礎スラブに定着させたり、既製杭の杭
頭を基礎スラブに杭径長さ程度埋め込んだりする方法が
あったが、これらの接合方法では、固定度αが１．０す
なわちほぼ剛接となり、巨大地震時においては、杭頭に
過大なせん断力や曲げモーメントが作用し、杭の破壊ひ
いては上部構造物の倒壊といった不測の事態を招くおそ
れがあった。

【０００５】また、ＰＣ杭やＰＨＣ杭の杭頭を１０ｃｍ
程度基礎スラブに埋め込んで杭切断のときに残しておい
たＰＣ鋼線や鋼棒を基礎スラブに定着させたり、鋼管杭
や外殻鋼管付き既製コンクリート杭の杭頭に溶接された
接合鉄筋を基礎スラブに定着させたり、杭中空部に杭径
の２倍程度の長さで鉄筋コンクリートを充填する中詰め
補強を行ったりする方法があったが、これらの接合方法
では、固定度は上述した接合方法よりも小さくなるもの
の、軸力作用下では、かなりの曲げモーメントが杭頭に
発生することが実験で確かめられており、巨大地震の下
では、やはり杭頭破壊の懸念を免れない。

【０００６】一方、杭頭と基礎スラブとの間に免震ゴム
を用いた免震支承を介在させる構造が提案されている
が、かかる接合方法では、上部構造物からの水平力を遮
断して杭頭にせん断力を発生させないことが可能となる
反面、杭本体が本来有しているせん断耐力が全く有効利
用されないこととなり、経済性に欠ける面があった。

【０００７】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、杭本体のせん断耐力を有効利用しつつ、地震
時せん断力や曲げモーメントによる杭頭での破壊を防止
可能な杭の免震構造を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る杭の免震構造は請求項１に記載したよ
うに、杭頭内部に形成された中空空間内に引張抵抗材を
鉛直方向に配置してその下端を該中空空間の底部近傍に
固定するとともに、前記引張抵抗材の上方を上部構造物
の基部に定着したものである。

【０００９】また、本発明に係る杭の免震構造は、有底
管を備えた杭頭キャップを前記杭頭に被せて該有底管内
を前記中空空間とするとともに、前記有底管の周囲に固
化材を充填して前記杭頭と一体化させたものである。

【００１０】また、本発明に係る杭の免震構造は、前記
杭頭若しくは前記杭頭キャップの上面と摺動自在な基礎
側滑り板を前記基部の下面に取り付けたものである。

【００１１】また、本発明に係る杭の免震構造は、前記
杭頭若しくは前記杭頭キャップと前記基礎側滑り板との
間に鉛直方向に伸縮自在な滑り部材を介在させたもので
ある。

【００１２】また、本発明に係る杭の免震構造は、前記
杭を取り囲むようにして所定の外管を前記基部から地盤
内に突設するとともに、前記基礎側滑り板の周縁にスカ
ート状の筒部を設けて該筒部を前記外管内に嵌め込むよ
うに構成したものである。

【００１３】本発明に係る杭の免震構造においては、杭
頭内部に形成された中空空間内に鉄筋、ＰＣ鋼材、ＰＣ
鋼棒、ボルトなどの引張抵抗材を鉛直方向に配置してそ
の下端を該中空空間の底部近傍に固定するとともに、か
かる引張抵抗材の上方を上部構造物の基部、例えば基礎
版に定着してある。

【００１４】このようにすると、引張抵抗材は、中空空
間内において斜め変形や伸び変形に対し周囲から何の拘
束も受けず、所定長さにわたってフリーの状態となる。
ちなみに、従来の接合方法では、鉄筋の上方部分につい
ては基礎版のコンクリートで拘束され、下方部分につい
ても杭内に充填されたコンクリートや杭頭への溶接によ
ってやはり拘束されていたため、地震時において基礎版
と杭頭の間で水平相対変位が生じたとき、かかる水平相
対変位を鉄筋が吸収することができず、巨大地震の際に
は鉄筋に大きなせん断力が作用して破断する場合が少な
くなかった。

【００１５】しかしながら、本発明に係る杭の免震構造
においては、地震時において上部構造物の基部と杭頭と
の間で水平相対変位が生じても、上述したように引張抵
抗材が所定長さにわたって周囲から何らの拘束も受けな
いため、該引張抵抗材は、斜め変形しつつその伸び変形
能によって上述の水平相対変位を吸収し、巨大地震下で
も破断する懸念がなくなる。そして、かかる状態では、
引張抵抗材を介してのみ杭頭と上部構造物の基部とが接
合された状態、すなわちピン状態が維持されることとな
り、かくして、上部構造物からの水平力によって杭頭に
曲げモーメントを生じさせることなく、杭に水平力を伝
達させてそのせん断耐力を有効利用することができる。

【００１６】杭は、杭頭内部に中空空間が形成されてい
る限り、その構造形式は問わない。例えば、中空構造を
本来的に有するＰＨＣ杭やＰＣ杭あるいは鋼管杭はもち
ろんのこと、杭頭内部に中空空間が形成されるように適
宜型枠を組んで構築された現場打ちコンクリート杭も本
発明で言うところの杭に含まれる。

【００１７】中空空間をどのように形成するかは任意で
あってＰＨＣ杭等の中空部をそのまま中空空間とするこ
とも可能であるが、有底管を備えた杭頭キャップを前記
杭頭に被せて該有底管内を前記中空空間とするととも
に、前記有底管の周囲に固化材を充填して前記杭頭と一
体化させた場合には、有底管の底部に引張抵抗材を先付
けしておくことができるので施工性が向上する。

【００１８】上述した杭の免震構造は、一定規模以上の
地震に遭遇した場合に杭頭と上部構造物の基部とが例え
ばコンクリートの圧壊によって非固定状態となり、両者
の間に相対水平変位が生じた場合であっても、杭頭と上
部構造物の基部とを接合する引張抵抗材は破断せず、し
たがって、両者の間でピン接合の状態が維持され、杭頭
に曲げモーメントを発生させることなく杭本体のせん断
耐力を有効利用することができるものであるが、前記杭
頭若しくは前記杭頭キャップの上面と摺動自在な基礎側
滑り板を前記基部の下面に取り付けたならば、地震時水
平力が小さいときには、杭頭若しくは杭頭キャップの上
面と基礎側滑り板との静止摩擦力によって上部構造物か
らの水平力がせん断力として杭頭に作用し、地震時水平
力が一定規模を上回ると、両者が相対的に摺動するた
め、そのときの動的摩擦力に相当する分だけ、地震時水
平力がせん断力として杭頭に作用する。

【００１９】したがって、杭本体に作用するせん断力の
上限を明確に把握することが可能となり、杭本体のせん
断耐力を考慮した合理的な設計が可能となる。なお、か
かる場合においても、引張抵抗材は、破断することなく
杭頭と上部構造物の基部との相対水平変位を吸収し、上
部構造物からの水平力の一部をせん断力として杭頭に伝
達するとともに、接合状態をピン状態に維持して杭頭に
曲げモーメントを発生させることはない。

【００２０】ここで、前記杭頭若しくは前記杭頭キャッ
プと前記基礎側滑り板との間に鉛直方向に伸縮自在な滑
り部材を介在させた場合には、かかる滑り部材が地震時
水平力による杭頭での回転変形を吸収して摺動面の離間
を防止する。そのため、杭頭が傾いて基礎側滑り板から
離間してしまう懸念がなくなり、鉛直荷重や設計通りの
水平力を確実に伝達させるとともに、杭頭に応力集中が
生じて破損に至るのを未然に回避することも可能とな
る。

【００２１】滑り部材は、上面及び下面のうち、少なく
ともいずれかにおいて杭頭若しくは杭頭キャップ又は基
礎側滑り板と摺動するようになっていれば足り、いずれ
か一方を固定しておくことも考えられる。鉛直方向に伸
縮自在な滑り部材としては、経年変化や化学的変化の少
ないソマライト、テフロン（商品名）等のプラスチック
系複合材や、鉛直支持荷重が小さい場合には皿バネを使
用することも考えられる。

【００２２】また、前記杭を取り囲むようにして所定の
外管を前記基部から地盤内に突設するとともに、前記基
礎側滑り板の周縁にスカート状の筒部を設けて該筒部を
前記外管内に嵌め込むように構成したならば、地震時に
おける上部構造物からの水平力は、該水平力が静的摩擦
力を越えない中小地震の場合においては、杭と上部構造
物の下面に突設された外管とにそれらの剛性比に応じて
分配される。一方、上部構造物からの水平力が上述の静
的摩擦力を越えるような大地震の場合には、杭頭には、
動的摩擦力に相当する水平力だけが作用し、引張抵抗材
を介して杭頭に伝達される分を除き、残りの水平力はす
べて外管に分配される。

【００２３】すなわち、上部構造物の鉛直荷重を支持す
る杭の頭部には、中小地震の場合、静的摩擦力を限度と
して外管との剛性比に応じた分の水平力だけが伝達し、
大地震の場合には、引張抵抗材を介して伝達する分を除
き、動的摩擦力以上の水平力が作用することはない。し
たがって、杭のせん断耐力を有効利用しつつ、外管のせ
ん断耐力と相まってより高い耐震性を確保することも可
能となる。

【００２４】なお、基礎側滑り板の周縁に設けたスカー
ト状の筒部を外管内に嵌め込むように構成したので、杭
頭天端高さの施工誤差を吸収することもできる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る杭の免震構造
の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一
の符号を付してその説明を省略する。

【００２６】（第１実施形態）

【００２７】図１は、本実施形態に係る杭の免震構造を
示した断面図である。同図でわかるように、本実施形態
に係る杭の免震構造は、円筒状の有底管１を備えた杭頭
キャップ２を杭頭３に被せることで、有底管１内を杭頭
３内部に形成された中空空間とするとともに、該中空空
間内に引張抵抗材である鉄筋４を鉛直方向に配置してそ
の下端を該中空空間の底部、すなわち有底管１の底板５
にナット６で固定するとともに、鉄筋４の上方を上部構
造物の基部である基礎版７に定着して構成してある。有
底管１の深さ、すなわち鉄筋４が周囲から何らの拘束も
受けない長さは、例えば５０〜６０ｃｍ程度に設定する
ことができる。

【００２８】ここで、有底管１の上縁にはＬ字状の係止
部８を４箇所設けてあり、かかる係止部８を杭頭３の天
端に引っ掛けることで、有底管１が杭頭３内で垂設され
た状態にて杭頭キャップ２を杭頭３に被せることができ
るようになっている。かかる有底管１は、例えば鋼管パ
イプで構成することができる。

【００２９】一方、有底管１の周囲には固化材であるコ
ンクリート９を充填してあり、該コンクリートによって
有底管１ひいては杭頭キャップ２と杭頭３とが一体化で
きるようになっている。

【００３０】本実施形態に係る杭の免震構造を構築する
には、まず、鉄筋４を蓋体１１に穿孔された貫通孔１２
に挿通し（図２参照）、それらの先端を有底管１の底部
５にナット６で固定するとともに、蓋体１１を有底管１
の上部開口との間で隙間ができないように取り付ける。
そして、有底管１の下方周囲には、環状の底型枠１３を
取り付けておく。

【００３１】次に、鉄筋４、蓋体１１及び底型枠１３が
先付けされた杭頭キャップ２を杭本体１０の杭頭３に被
せ、有底管１を杭頭３内で垂設された状態で保持する。

【００３２】次に、有底管１と杭頭３の内面との間にコ
ンクリート９を充填するとともに、蓋体１１によって有
底管１内へのコンクリート流入を防止しつつ、基礎版７
を構築する。なお、有底管１周囲へのコンクリート充填
については、基礎版７を構築するときのコンクリート工
事と併せて行うことができる。

【００３３】本実施形態に係る杭の免震構造において
は、杭頭３内部に形成された中空空間内に鉄筋４を鉛直
方向に配置してその下端を該中空空間の底部近傍に固定
するとともに、かかる鉄筋の上方を基礎版７に定着して
ある。

【００３４】そのため、鉄筋４は、中空空間内において
斜め変形や伸び変形に対し周囲から何の拘束も受けず、
所定長さにわたってフリーの状態となる。したがって、
地震時において上部構造物の基礎版７と杭頭３との間で
水平相対変位が生じた場合、鉄筋４は、図３でわかるよ
うに、斜め変形しつつそれらの伸び変形能によって上述
の水平相対変位を吸収する。

【００３５】以上説明したように、本実施形態に係る杭
の免震構造によれば、鉄筋４は、有底管１内で周囲から
何ら拘束を受けることなく、自由に斜め変形及び伸び変
形して上部構造物の基礎版７と杭頭３との地震時相対水
平変位を吸収する。

【００３６】そのため、一定規模以上の地震に遭遇した
場合に杭頭３と上部構造物の基礎版７との接合箇所でコ
ンクリートが圧壊し、その結果、両者の間に相対水平変
位が生じた場合であっても、杭頭３と基礎版７とを接合
する鉄筋４は破断せず、したがって、両者の間でピン接
合の状態が維持され、杭頭３に曲げモーメントを発生さ
せることなく杭本体１０のせん断耐力を有効利用するこ
とが可能となる。

【００３７】また、本実施形態に係る杭の免震構造によ
れば、有底管１を備えた杭頭キャップ２を杭頭３に被せ
て該有底管内を中空空間とするとともに、有底管１の周
囲にコンクリート９を充填して杭頭３と一体化させるよ
うにしたので、有底管１の底部に鉄筋４などを先付けし
ておくことが可能となり施工性が向上する。

【００３８】本実施形態では、有底管１を用いて杭頭３
内に中空空間をあらためて形成し、該中空空間内に鉄筋
４を配置するようにしたが、杭本体１０の中空内部に鉄
筋４を固定するための例えばブラケット状の部位を設け
てあるのであれば、該部位に鉄筋４の下端を直接固定す
るようにしてもよい。この場合には、杭頭キャップが不
要となる。なお、かかる構成においても、鉄筋４の周囲
に中空空間が確保されるよう、適当な蓋体を基礎版構築
前に杭頭に取り付け、しかる後に基礎版の構築を行うよ
うにする。

【００３９】（第２実施形態）

【００４０】次に、第２実施形態について説明する。な
お、上述の実施形態と実質的に同一の部品等については
同一の符号を付してその説明を省略する。

【００４１】図４は、本実施形態に係る杭の免震構造を
示した断面図である。同図でわかるように、本実施形態
に係る杭の免震構造は、第１実施形態と同様、有底管１
を備えた杭頭キャップ２１を杭頭３に被せることで、有
底管１内を杭頭３内部に形成された中空空間とするとと
もに、該中空空間内に鉄筋４を鉛直方向に配置してその
下端を該中空空間の底部、すなわち有底管１の底板５に
ナット６で固定するとともに、鉄筋４の上方を上部構造
物の基部である基礎版７に定着して構成してある。

【００４２】ここで、本実施形態では第１実施形態とは
異なり、有底管１の上縁周囲に鍔状の係止部２３を設け
てあり、かかる係止部２３を杭頭３の天端に引っ掛ける
ことで、有底管１が杭頭３内で垂設された状態にて杭頭
キャップ２１を杭頭３に被せることができるようになっ
ている。

【００４３】また、基礎版７の下面には、杭頭キャップ
２１の係止部２３上面と摺動自在な基礎側滑り板２２を
取り付けてある。

【００４４】本実施形態に係る杭の免震構造を構築する
には、まず、鉄筋４を基礎側滑り板２２に穿孔された貫
通孔２４に挿通し（図５参照）、それらの先端を有底管
１の底部５にナット６で固定するとともに、有底管１の
下方周囲には、環状の底型枠１３を取り付けておく。

【００４５】次に、鉄筋４及び底型枠１３が先付けされ
た杭頭キャップ２１を杭頭３に被せる。そして、有底管
１を杭頭３内で垂設された状態で保持し、かかる状態で
有底管１の周面と杭頭３の内面との間にコンクリート９
を充填する。

【００４６】次に、基礎側滑り板２２を適当な支保工を
用いて固定し、かかる状態で基礎版７を構築して一体化
させる。

【００４７】本実施形態に係る杭の免震構造において
は、地震時水平力が小さいときには、杭頭キャップ２１
の上面と基礎側滑り板２２との静止摩擦力によって上部
構造物からの水平力がせん断力として杭頭３に作用し、
地震時水平力が一定規模を上回ると、両者が相対的に摺
動するため、そのときの動的摩擦力に相当する分だけ、
地震時水平力がせん断力として杭頭３に作用する。

【００４８】そして、杭頭キャップ２１の上面と基礎側
滑り板２２の下面との摺動によって杭頭３と基礎版７と
の間に地震時相対水平変位が生じた場合には、第１実施
形態と同様、鉄筋４が、中空空間内において斜め変形や
伸び変形に対し周囲から何の拘束も受けず、所定長さに
わたってフリーの状態となるため、鉄筋４は、図６でわ
かるように、斜め変形しつつそれらの伸び変形能によっ
て上述の水平相対変位を吸収する。

【００４９】以上説明したように、本実施形態に係る杭
の免震構造によれば、地震時水平力が小さいときには、
杭頭キャップ２１の上面と基礎側滑り板２２の下面との
静止摩擦力によって上部構造物からの水平力がせん断力
として杭頭３に作用し、地震時水平力が一定規模を上回
ると、両者が相対的に摺動するため、そのときの動的摩
擦力に相当する分だけ、地震時水平力がせん断力として
杭頭３に作用する。

【００５０】したがって、杭本体１０に作用するせん断
力の上限を明確に把握することが可能となり、該杭のせ
ん断耐力を考慮した合理的な設計が可能となる。なお、
かかる場合においても、第１実施形態と同様、鉄筋４
は、破断することなく杭頭３と上部構造物の基礎版７と
の相対水平変位を吸収し、上部構造物からの水平力の一
部をせん断力として杭頭３に伝達するとともに、接合状
態をピン状態に維持するので、杭頭３に曲げモーメント
を発生させることなく、杭本体１０に水平力を伝達させ
てそのせん断耐力を有効利用することが可能となる。

【００５１】その他、杭頭キャップ２１については、第
１実施形態の杭頭キャップ２とほぼ同様の施工上の作用
効果を奏するが、ここではその説明を省略する。

【００５２】本実施形態では、杭頭キャップ２１と基礎
側滑り板２２とを摺動自在に構成したが、第１実施形態
でも述べたように、杭本体１０の中空内部に鉄筋４を直
接固定するのであれば、杭頭キャップ２１が不要にな
る。したがって、かかる場合においては、杭頭３の天端
と基礎側滑り板２２とを摺動自在に構成すればよい。

【００５３】（第３実施形態）

【００５４】次に、第３実施形態について説明する。な
お、上述の実施形態と実質的に同一の部品等については
同一の符号を付してその説明を省略する。

【００５５】図７は、本実施形態に係る杭の免震構造を
示した断面図である。同図でわかるように、本実施形態
に係る杭の免震構造は、第１、第２実施形態と同様、有
底管１を備えた杭頭キャップ２１を杭頭３に被せること
で、有底管１内を杭頭３内部に形成された中空空間とす
るとともに、該中空空間内に鉄筋４を鉛直方向に配置し
てその下端を該中空空間の底部、すなわち有底管１の底
板５にナット６で固定するとともに、鉄筋４の上方を上
部構造物の基部である基礎版７に定着して構成してあ
る。

【００５６】ここで、本実施形態でも第２実施形態と同
様、有底管１の上縁周囲に鍔状の係止部２３を設け、か
かる係止部２３を杭頭３の天端に引っ掛けることで、有
底管１が杭頭３内で垂設された状態にて杭頭キャップ２
１を杭頭３に被せることができるようになっているが、
かかる係止部２３の上面には、鉛直方向に伸縮自在な滑
り部材３１を配置してあり、該滑り部材の上面と基礎版
７の下面に取り付けられた基礎側滑り板２２とが摺動す
るようになっている。

【００５７】すなわち、第２実施形態では、杭頭キャッ
プ２１の係止部２３の上面と基礎版７に取り付けられた
基礎側滑り板２２の下面とが摺動するのに対し、本実施
形態では両者の間に滑り部材３１を介在させてあり、該
滑り部材の上面と基礎側滑り板２２の下面とが相互に摺
動するようになっている。

【００５８】滑り部材３１は、例えば経年変化や化学的
変化の少ないソマライト、テフロン（商品名）等のプラ
スチック系複合材を使用することができる。

【００５９】本実施形態に係る杭の免震構造を構築する
には、まず、鉄筋４を基礎側滑り板２２に穿孔された貫
通孔２４に挿通し（図８参照）、以下、第２実施形態と
同様の手順で行う。

【００６０】本実施形態に係る杭の免震構造において
は、第２実施形態と同様、地震時水平力が小さいときに
は、滑り部材３１の上面と基礎側滑り板２２との静止摩
擦力によって上部構造物からの水平力がせん断力として
杭頭３に作用し、地震時水平力が一定規模を上回ると、
両者が相対的に摺動するため、そのときの動的摩擦力に
相当する分だけ、地震時水平力がせん断力として杭頭３
に作用するが、本実施形態では、滑り部材３１が伸縮自
在になっているため、該滑り部材は、図９に示すよう
に、地震時水平力による杭頭３での回転変形を吸収し、
摺動面の離間を防止する。

【００６１】なお、滑り部材３１の上面と基礎側滑り板
２２の下面との摺動によって杭頭３と基礎版７との間に
地震時相対水平変位が生じた場合には、上述の各実施形
態と同様、鉄筋４が、中空空間内において斜め変形や伸
び変形に対し周囲から何の拘束も受けず、所定長さにわ
たってフリーの状態となるため、鉄筋４は、斜め変形し
つつそれらの伸び変形能によって上述の水平相対変位を
吸収する。

【００６２】以上説明したように、本実施形態に係る杭
の免震構造によれば、杭頭キャップ２１と基礎側滑り板
２２との間に鉛直方向に伸縮自在な滑り部材３１を介在
させたので、該滑り部材が地震時水平力による杭頭３で
の回転変形を吸収して摺動面の離間を防止する。そのた
め、杭頭３が傾いて基礎側滑り板２２から離間してしま
う懸念がなくなり、鉛直荷重や設計通りの水平力を確実
に伝達させるとともに、杭頭３に応力集中が生じて破損
に至るのを未然に回避することも可能となる。

【００６３】なお、本実施形態も第２実施形態と同様、
地震時水平力が小さいときには、滑り部材３１の上面と
基礎側滑り板２２の下面との静止摩擦力によって上部構
造物からの水平力がせん断力として杭頭３に作用し、地
震時水平力が一定規模を上回ると、両者が相対的に摺動
するため、そのときの動的摩擦力に相当する分だけ、地
震時水平力がせん断力として杭頭３に作用する。そのた
め、杭本体１０に作用するせん断力の上限を明確に把握
することが可能となり、該杭のせん断耐力を考慮した合
理的な設計が可能となる。

【００６４】また、上述の各実施形態と同様、鉄筋４が
破断することなく杭頭３と上部構造物の基礎版７との相
対水平変位を吸収し、上部構造物からの水平力の一部を
せん断力として杭頭３に伝達するとともに、接合状態を
ピン状態に維持するので、杭頭３に曲げモーメントを発
生させることなく、杭本体１０に水平力を伝達させてそ
のせん断耐力を有効利用することが可能となる。

【００６５】その他、杭頭キャップ２１については、第
１実施形態の杭頭キャップ２とほぼ同様の施工上の作用
効果を奏するが、ここではその説明を省略する。

【００６６】本実施形態では、滑り部材としてプラスチ
ック径複合材を使用するものとしたが、これに代えて図
１０に示すように皿バネ４１を使用するようにしてもよ
い。かかる皿バネ４１は、その下縁においては杭頭キャ
ップ２１ａの周縁に立設したストッパー４２によって水
平移動を拘束してあるが、その上縁においては、基礎側
滑り板２２の下面と摺動自在に構成してある。

【００６７】なお、かかる変形例に係る作用効果につい
ては、上述の実施形態とほぼ同様であるので、ここでは
その説明を省略する。

【００６８】（第４実施形態）

【００６９】次に、第４実施形態について説明する。な
お、上述の実施形態と実質的に同一の部品等については
同一の符号を付してその説明を省略する。

【００７０】図１１は、本実施形態に係る杭の免震構造
を示した断面図である。同図でわかるように、本実施形
態に係る杭の免震構造は、上述の各実施形態と同様、有
底管１を備えた杭頭キャップ２１を杭頭３に被せること
で、有底管１内を杭頭３内部に形成された中空空間とす
るとともに、該中空空間内に鉄筋４を鉛直方向に配置し
てその下端を該中空空間の底部、すなわち有底管１の底
板５にナット６で固定するとともに、鉄筋４の上方を上
部構造物の基部である基礎版７に定着して構成してあ
る。また、第３実施形態と同様、杭頭キャップ２１の係
止部２３と基礎版７に取り付けられた基礎側滑り板２２
ａとの間には滑り部材３１を介在させてあるが、本実施
形態では、杭本体１０を取り囲むようにして外管５１を
基礎版７から地盤内に突設するとともに、基礎側滑り板
２２ａの周縁にスカート状の筒部５２を設けて該筒部を
外管５１内に嵌め込むように構成してある。

【００７１】本実施形態に係る杭の免震構造を構築する
には、概ね第３実施形態と同様に行えばよいが、基礎版
７の構築に先だって基礎側滑り板２２ａを位置決めする
にあたっては、該基礎側滑り板の周縁に設けられたスカ
ート状の筒部５２を外管５１内に嵌め込んで落とし込む
だけでよい。すなわち、かかる嵌め込みによって杭本体
１０の高さ方向の施工誤差を自動的に吸収することがで
きる。

【００７２】本実施形態に係る杭の免震構造において
は、地震時における上部構造物からの水平力は、該水平
力が静的摩擦力を越えない中小地震の場合においては、
杭本体１０と基礎版７に突設された外管５１とにそれら
の剛性比に応じて分配される。

【００７３】一方、上部構造物からの水平力が上述の静
的摩擦力を越えるような大地震の場合には、杭頭３に
は、動的摩擦力に相当する水平力だけが作用し、鉄筋４
を介して杭頭３に伝達される分を除き、残りの水平力は
すべて外管５１に分配される。

【００７４】なお、滑り部材３１に関する作用及び鉄筋
４に関する作用については、第３実施形態と同様である
のでここではその説明を省略する。

【００７５】以上説明したように、本実施形態に係る杭
の免震構造によれば、杭本体１０を取り囲むようにして
外管５１を基礎版７から地盤内に突設するとともに、基
礎側滑り板２２ａの周縁にスカート状の筒部５２を設け
て該筒部を外管５１内に嵌め込むように構成したので、
杭頭３には、中小地震の場合、静的摩擦力を限度として
外管５１との剛性比に応じた分の水平力だけが伝達し、
大地震の場合には、鉄筋４を介して伝達する分を除き、
動的摩擦力以上の水平力が作用することはない。

【００７６】したがって、杭本体１０が破損することは
なく、最悪の場合でも外管５１の破壊にとどまり、上部
構造物の鉛直荷重を支持するという杭本体１０の基本機
能を巨大地震下でも維持することが可能となるととも
に、杭本体１０のせん断耐力を有効利用しつつ、外管５
１のせん断耐力等と相まってより高い耐震性を確保する
ことも可能となる。

【００７７】また、本実施形態に係る杭の免震構造によ
れば、基礎側滑り板２２ａの周縁に設けたスカート状の
筒部５２を外管５１内に嵌め込むように構成したので、
杭頭３の天端高さにおける施工誤差を吸収することがで
きる。

【００７８】なお、滑り部材３１に関する効果や鉄筋４
に関する効果等については、第３実施形態と同様である
ので、ここではその説明を省略する。

【００７９】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に係る本発
明の杭の免震構造によれば、引張抵抗材が中空空間内で
周囲から何ら拘束を受けることなく、自由に斜め変形及
び伸び変形して上部構造物の基部と杭頭との地震時相対
水平変位を吸収する。

【００８０】そのため、地震時において杭頭と上部構造
物の基部との間に相対水平変位が生じた場合であって
も、杭頭と基部とを接合する引張抵抗材は破断せず、し
たがって、両者の間でピン接合の状態が維持され、かく
して、杭頭に曲げモーメントを発生させることなく、杭
本体のせん断耐力を有効利用することが可能となる。

【００８１】また、請求項２に係る本発明の杭の免震構
造によれば、有底管の底部に引張抵抗材を先付けしてお
くことができるので、施工性が向上するという効果も奏
する。

【００８２】また、請求項３に係る本発明の杭の免震構
造によれば、杭本体に作用するせん断力の上限を明確に
把握することが可能となり、杭本体のせん断耐力を考慮
した合理的な設計が可能となるという効果も奏する。

【００８３】また、請求項４に係る本発明の杭の免震構
造によれば、杭頭が傾いて基礎側滑り板から離間してし
まう懸念がなくなり、鉛直荷重や設計通りの水平力を確
実に伝達させるとともに、杭頭に応力集中が生じて破損
に至るのを未然に回避することができるという効果も奏
する。

【００８４】また、請求項５に係る本発明の杭の免震構
造によれば、杭のせん断耐力を有効利用しつつ、外管の
せん断耐力と相まってより高い耐震性を確保することが
可能となるという効果も奏する。

【００８５】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る杭の免震構造の断面図。

【図２】第１実施形態に係る杭の免震構造で用いる杭頭
キャップの斜視図。

【図３】第１実施形態に係る杭の免震構造の作用を示し
た断面図。

【図４】第２実施形態に係る杭の免震構造の断面図。

【図５】第２実施形態に係る杭の免震構造で用いる杭頭
キャップ及び基礎側滑り板の分解斜視図。

【図６】第２実施形態に係る杭の免震構造の作用を示し
た断面図。

【図７】第３実施形態に係る杭の免震構造の断面図。

【図８】第３実施形態に係る杭の免震構造で用いる杭頭
キャップ及び基礎側滑り板の分解斜視図。

【図９】第３実施形態に係る杭の免震構造の作用を示し
た断面図。

【図１０】第３実施形態の変形例に係る杭の免震構造の
断面図。

【図１１】第４実施形態に係る杭の免震構造の断面図。

【符号の説明】

１ 有底管 ２、２１ 杭頭キャップ ３ 杭頭 ４ 鉄筋（引張抵抗材） ７ 上部構造物の基礎版（基
部） ９ コンクリート（固化材） １０ 杭本体（杭） ２２、２２ａ 基礎側滑り板 ３１ 滑り部材 ４１ 皿バネ（滑り部材） ５１ 外管 ５２ 筒部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 杭頭内部に形成された中空空間内に引張
   抵抗材を鉛直方向に配置してその下端を該中空空間の底
   部近傍に固定するとともに、前記引張抵抗材の上方を上
   部構造物の基部に定着したことを特徴とする杭の免震構
   造。
2. 【請求項２】 有底管を備えた杭頭キャップを前記杭頭
   に被せて該有底管内を前記中空空間とするとともに、前
   記有底管の周囲に固化材を充填して前記杭頭と一体化さ
   せた請求項１記載の杭の免震構造。
3. 【請求項３】 前記杭頭若しくは前記杭頭キャップの上
   面と摺動自在な基礎側滑り板を前記基部の下面に取り付
   けた請求項１若しくは請求項２記載の杭の免震構造。
4. 【請求項４】 前記杭頭若しくは前記杭頭キャップと前
   記基礎側滑り板との間に鉛直方向に伸縮自在な滑り部材
   を介在させた請求項３記載の杭の免震構造。
5. 【請求項５】 前記杭を取り囲むようにして所定の外管
   を前記基部から地盤内に突設するとともに、前記基礎側
   滑り板の周縁にスカート状の筒部を設けて該筒部を前記
   外管内に嵌め込むように構成した請求項４記載の杭の免
   震構造。