JPH10317371A

JPH10317371A - 杭を柱に利用した建築構造物に於ける杭柱の建込み方法及び該方法に用いる杭柱支持用バンド

Info

Publication number: JPH10317371A
Application number: JP13130197A
Authority: JP
Inventors: Noboru Hishinuma; 登菱沼; Shigekatsu Sawabe; 繁克澤邊
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 1998-12-02
Anticipated expiration: 2017-05-21
Also published as: JP3129676B2

Abstract

(57)【要約】【課題】杭を柱に利用した建築構造物に於いて、杭柱
に杭としての機能と柱としての機能とを併有させるため
に必要な杭柱の建込み精度を確保する。【解決手段】杭柱１２よりも若干大径の立孔１４を設計
杭根入長よりも若干深く掘削し、該立孔１４に杭先端根
固め液及び杭周固定液を注入した後、該立孔１４に杭柱
１２の下部を沈設する。また、立孔１４の地表口の周囲
にはＨ形鋼材１８ｘ，１８ｘ，１８ｙ，１８ｙを井形に
組んで架台１８を形成する。そして、杭柱１２の下端か
ら設計杭根入長と架台１８の高さとの合計長さだけ上方
位置に杭柱支持用バンド１９の下端縁を位置決めして、
該杭柱支持用バンド１９を杭柱１２に取り付ける。該杭
柱支持用バンド１９は半割円環状鋼材２０，２０にて二
ツ割状に形成されており、その周方向両端の鍔２１，２
１同士をボルト締めすれば、杭柱１２に圧着される。各
半割円環状鋼材２０の周方向中央には半径方向外側に突
起２３が突設されており、この突起２３が前記Ｈ形鋼材
１８ｘに引掛することにより、杭柱１２がＹ方向の前後
２点で支持され乍ら立孔１４内に鉛直に懸垂される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は地中の杭部と地上
の柱部とからなる杭柱をもって杭をそのまま柱に利用し
た建築構造物に関するものであり、特に、該建築構造物
に於ける杭柱の建込み方法及び該方法に用いる杭柱支持
用バンドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本願出願人は、低層の店舗や倉庫等に適
し、建築コストの大幅な低廉化を図ることのできる建築
構造物として、杭をそのまま柱に利用することを提案し
た（特願平８−２７５１１６号等）。この杭を柱に利用
した建築構造物に於いては、基礎フーチングや地中梁が
不要になる分、工期が大幅に短縮され、それだけ建築コ
ストも低廉化する。他方、建築構造物たり得るには地震
等に対して所要の強度を有していることが前提条件にな
るので、敷地地盤の表層を地盤改良することとした。こ
れは以下のような解析結果に基づくものである。

【０００３】図４に於いて、線材Ｌはこの解析に用いた
杭柱のモデルである。解析ではこの線材Ｌの全長を１３
０００mmに設定するとともに、該線材Ｌのうち地中へ埋
設される杭部に相当する部分Ｌ_Pの長さを９０００mmと
し、地上に立設される柱部に相当する部分Ｌ_Cの長さを
４０００mmとした。また、該線材Ｌの先端（下端）をピ
ン支持するとともに、杭部に相当する部分Ｌ_Pには杭材
が地盤から受ける弾性復原力に相当するものとして、合
計９個のバネｋ₁，ｋ₂…ｋ₉を１０００mm間隔で水平
に接続した。そして、線材Ｌの天端に外力として軸力Ｐ
及び水平力Ｈを加えた。

【０００４】その結果、前記バネｋ₁，ｋ₂…ｋ₉のう
ち線材Ｌの変形モードを支配する度合が最も大きいもの
は最上部のバネｋ₁であり、残りのバネｋ₂〜ｋ₉は影
響度が小さいことが判明した。即ち、これらのバネ
ｋ₁，ｋ₂…ｋ₉のバネ定数を種々の大きさに設定して
線材Ｌの変形モードがどのように変化するかを調べたと
ころ、バネｋ₁のバネ定数が変わると線材Ｌの変形モー
ドも大きく変化するが、その他のバネｋ₂〜ｋ₉のバネ
定数が変わっただけでは線材Ｌの変形モードにそれほど
大きな変化は見られなかった。

【０００５】これによって、表層の地盤特性についての
み、正確に把握することができれば、柱部の変形量は制
御可能であることが判明した。これはシステム全体の評
価を極めて容易にするものである。即ち、本解析モデル
を具体的な施工現場に適用する場合には、敷地地盤をボ
ーリングして各深さ毎のバネ定数を定め、それを前記バ
ネｋ₁，ｋ₂…ｋ₉のバネ定数に当て嵌めることとなる
が、ボーリングデータにはばらつきが大きいので正確な
値を出すのは困難である。ところが、正確さを要求され
るのは表層のバネｋ₁のバネ定数のみであり、それ以深
のバネ定数は多少正確さを欠いても良い。そこで、この
表層を地盤改良することにすれば、その地盤特性を人為
的に操作することができ、従って、バネｋ₁のバネ定数
を正確に算定することができる。斯くして、信頼性の高
い評価が可能となり、此種建築構造物の所要強度を充分
に確保することができる。尚、地盤条件等によっては、
地盤改良をする必要のない場合もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】此種杭を柱に利用した
建築構造物に於いては、杭柱を建込むに際して該杭柱の
下部（杭部）を鉛直に、且つ、所定の設計杭根入長だけ
埋設して、杭として機能するための鉛直及び水平支持力
を満足させるとともに、地上に突出した、柱部の鉛直精
度及び天端レベル精度を確保する必要がある。

【０００７】そこで、斯かる杭と柱の両側面から要求さ
れる杭柱の建込み精度を確保するために解決すべき技術
的課題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために提案されたものであり、杭柱の下部を地中へ
埋設して杭部となし、該杭柱の上部を地上に立設させて
柱部とした、杭を柱に利用した建築構造物に於いて、杭
柱の径よりも若干大径の立孔を該杭柱の設計杭根入長よ
りも若干深く掘削して、該立孔に杭先端根固め液及び杭
周固定液を注入した後、該立孔に杭柱の下部を沈設し、
且つ、該立孔の地表口の周囲に鋼材を載置して架台を形
成するとともに、沈設途中又は沈設後に杭柱の外周部に
杭柱支持用バンドを取り付け、該杭柱支持用バンドに設
けられた架台引掛部を杭柱の下端から設計杭根入長と架
台の高さとの合計長だけ上方に位置させることにより、
該架台引掛部を前記架台に引掛して杭柱を鉛直に懸垂
し、前記杭先端根固め液及び杭周固定液の固化後、杭柱
支持用バンド及び架台を撤去する杭柱の建込み方法を提
供するものである。

【０００９】また、該方法に用いる杭柱支持用バンドで
あって、２個の半割円環を対向させて、各半割円環の周
方向両端部に設けた鍔を他方の半割円環の鍔と相互に対
峙させ、双方の鍔同士をボルト締めすることにより杭柱
の外周部に圧着されるように形成し、且つ、各半割円環
の外側面に突起を突設し、夫々の突起が架台に引掛して
杭柱を２点支持するように形成した杭柱支持用バンドを
提供するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図３に従って詳述する。図１は杭を柱に利用した建
築構造物１１の骨組を構築した状態を示したものであ
り、基礎フーチングや地中梁は設置されておらず、地中
の杭部１２ｐと地上の柱部１２ｃとからなる杭柱１２
に、該建築構造物１１の杭としての機能と柱としての機
能とを併有させている。ここで、杭柱１２はＰＨＣパイ
ル、ＰＲＣパイル、鋼管巻ＰＣパイル等の既製杭を用い
ることとする。

【００１１】そして、地盤１３の表層には固化剤と土砂
を攪拌混合して地盤改良が施されている。これにより柱
部１２ｃの変形量が制御可能となり、建築構造物１１の
所要強度が充分に確保されることとなる。この地盤改良
部１３ａの深さは大略１ｍ程度であるが、建築構造物１
１の高さ、杭柱１２，１２…に加わる荷重、固化剤の物
性（硬度）及び地盤１３の状態等に応じて増減させる。
また、建築構造物１１の敷地全面を地盤改良するのが望
ましいが、コスト面を考慮して杭柱１２，１２…間を縦
横に結ぶ格子形状にすると良い。然るときは、該地盤改
良部１３ａが地中梁と同様の作用を奏することとなり、
機能的にも優れている。尚、地盤条件によっては必ずし
も地盤改良をする必要のない場合もある。

【００１２】そして、杭柱１２の建込み位置に該杭柱１
２の径よりも若干大径の立孔１４を掘削する。図２
（ａ）に示す如く、該立孔１４はアースオーガ１５にて
設計杭根入長Ｄよりも若干深めに掘削される。掘削完了
後、アースオーガ１５を引き揚げるのに併せて、立孔１
４の最深部には杭先端根固め液１６を注入するととも
に、該最深部上方には同図（ｂ）に示す如く、杭周固定
液１７を注入する。

【００１３】然る後に、立孔１４の地表口の周囲に架台
１８を載置するとともに、同図（ｃ）に示す如く、該立
孔１４内に杭柱１２の下部を沈設していく。このとき、
地表には立孔１４の中心から所定距離であって、該立孔
１４の中心に対して直交する２方向の位置に２本の仮設
の杭（図示せず）を立設しておき、該杭からの距離を基
準にして杭柱１２の芯ずれ調整を行う。また、該杭柱１
２の鉛直精度は立孔１４の中心に対して直交する２方向
に据え付けた２台のトランシット（図示せず）にて管理
する。尚、斯かる杭柱１２の芯ずれ調整や鉛直精度管理
の方法は代表的なものではあるが、必ずしも之等のもの
に限定されるものではない。

【００１４】図３に示す如く、前記架台１８は４本のＨ
形鋼材１８ｘ，１８ｘ，１８ｙ，１８ｙにて構成され、
立孔１４の地表口の左右外側に２本のＨ形鋼材１８ｙ，
１８ｙを前後方向（Ｙ方向）へ向けて載置するととも
に、立孔１４の地表口の前後外側であって、これら２本
のＨ形鋼材１８ｙ，１８ｙの上面前後両端間に左右方向
（Ｘ方向）へ向けられた他の２本のＨ形鋼材１８ｘ，１
８ｘを架設して成る極めて簡単な構造をしている。該架
台１８は杭柱１２を沈設する前に予め設置しても良く、
杭柱１２をある程度沈設した段階で設置しても良い。

【００１５】次いで、図２（ｄ）にも示す如く、杭柱１
２の先端（下端）から設計杭根入長Ｄと架台１８の高さ
ｈとの合計長Ｄ＋ｈだけ上方位置に杭柱支持用バンド１
９の下端縁を位置決めして、該杭柱支持用バンド１９を
杭柱１２の外周に取り付ける。この取り付け作業は杭柱
１２の沈設途中に行っても良く、沈設終了後に行っても
良い。沈設途中に行う場合には、地上で簡単に取り付け
ることができる高さまでその取り付け位置が降下した段
階で行うと良い。杭柱１２の沈設に入る前に予め取り付
けておくことも考えられるが、後述する如く、該杭柱支
持用バンド１９には鍔や突起が突設されているので、初
めから取り付けてしまうと杭柱１２を寝かせて仮置きす
るのに不便であり、また、１個の杭柱支持用バンド１９
を１本の杭柱１２に取り付けておく時間がそれだけ長く
なるので、その１個の杭柱支持用バンド１９を他の杭柱
１２，１２…の建込みに転用できる回数も減少すること
になり、効率的でない。

【００１６】而して、杭柱支持用バンド１９は２個の半
割円環状鋼材２０，２０を対向させた二ツ割円環状に形
成されており、該半割円環状鋼材２０，２０が夫々前後
から杭柱１２に当てがわれて該杭柱１２を囲繞してい
る。各半割円環状鋼材２０の周方向両端部には鍔２１，
２１が半径方向外側へ突設されており、双方の半割円環
状鋼材２０，２０を対向させると、夫々の鍔２１が他方
の半割円環状鋼材２０の鍔２１と対峙し合うことにな
る。この対峙し合った鍔２１，２１同士をボルト２２，
２２にて連結して該ボルト２２，２２を緊締すれば、杭
柱１２に杭柱支持用バンド１９が圧着される。

【００１７】また、半割円環状鋼材２０，２０の周方向
中央には方形板状の突起２３，２３が半径方向外側へ突
設されており、杭柱１２を設計杭根入長Ｄまで沈設し終
えると、図２（ｅ）にも示す如く、該突起２３，２３の
下端縁が前記Ｈ形鋼材１８ｘ，１８ｘの上面に引掛され
る。このとき、鍔２１，２１，２１，２１は前記Ｈ形鋼
材１８ｙ，１８ｙの上方に浮いた状態になるので、杭柱
１２は突起２３，２３にて２点支持されて前記立孔１４
内に懸垂されることになる。

【００１８】そして、前記トランシットにて杭柱１２の
鉛直精度を確認し、Ｙ方向に傾斜があるときは、その傾
斜方向の突起２３とＨ形鋼材１８ｘとの間にライナー材
を介装して補正する。このようにＹ方向について鉛直を
確保すれば、Ｘ方向については杭柱１２自身が自然に鉛
直になろうとする。即ち、杭柱１２はＹ方向の前後２点
にて支持されているため、この２点を結ぶＹ方向に平行
な直線を回動軸としてＸ方向へ揺動自在となる。一方、
この２点の位置は杭柱１２全体の長手方向中心よりも上
方に位置している（杭部１２ｐの方が柱部１２ｃよりも
長い）ので、該杭柱１２の重心は前記回動軸の下方に位
置することになる。従って、重力の作用によりこの重心
が回動軸の直下へ来ようとするので、杭柱１２にＸ方向
についての傾斜があるときは、該杭柱１２はその傾斜の
減少する方向へ揺動して自ら鉛直を保とうとする。斯く
して、杭柱１２の鉛直精度を極めて容易に確保すること
ができる。

【００１９】この状態で前記杭先端根固め液１６及び杭
周固定液１７の固化を待ち、固化後、図２（ｆ）に示す
如く、杭柱支持用バンド１９及び架台１８を撤去して、
他の杭柱１２の建込みに転用する。杭柱支持用バンド１
９については鍔２１，２１，２１，２１のボルト２２，
２２，２２，２２を取り外せば、二ツ割状態になって簡
単に撤去することができ、杭柱１２の天端まで引き揚げ
て抜き取る必要はない。また、架台１８は地表にＨ形鋼
材１８ｘ，１８ｘ，１８ｙ，１８ｙを井形に組んで載置
してあるだけであるので、その撤去は極めて簡単であ
る。

【００２０】斯くして、杭柱１２の下部が設計杭根入長
Ｄだけ地中に鉛直に埋設されて杭部１２ｐとなり、所要
の鉛直及び水平支持力を発現する。そして、地上には該
杭柱１２の上残り所定長さＨだけ鉛直に立設されて柱部
１２ｃとなる。この所定長さＨが設計柱天端レベルに一
致するように杭柱１２の全長Ｄ＋Ｈを設定しておけば、
柱部１２ｃの天端レベルは自動的に設計天端レベルに一
致する。斯くして、該柱部１２ｃの鉛直精度及び天端レ
ベル精度が確保される。これにより、図１に示した如
く、該柱部１２ｃ，１２ｃ…の天端上方間に桁２４，２
４…を水平に架設することができる。

【００２１】桁２４，２４…の上方には折板葺屋根２５
を被装するとともに、地表には直接土間コンクリートを
打設して之を１階の床スラブ２６となす。更に、外壁
（図示せず）を設置する等して、建築構造物１１を完成
させる。

【００２２】尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない
限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該
改変されたものに及ぶことは当然である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、単純な構
造の杭柱支持用バンドと架台とにより杭柱の下部を設計
杭根入長だけ沈設して、該杭柱を鉛直に支持し乍ら杭先
端根固め液及び杭周固定液の固化を待つことができる。
これにより、該杭柱の地中埋設部分、即ち、杭部に対し
て杭たり得るための鉛直及び水平支持力を発現させるこ
とができ、且つ、それと同時に該杭柱の地上突出部分、
即ち、柱部の鉛直精度及び天端レベル精度も確保するこ
とができる。

【００２４】また、請求項２記載の発明に係る杭柱支持
用バンドに於いては、杭柱への取り付け及び取り外しを
極めて簡単に行うことができるだけでなく、杭柱を２点
支持した方向について鉛直度の補正をすれば、その方向
に直交する方向については重心のバランスの関係で杭柱
が自然に鉛直になろうとするので、杭柱の鉛直精度を極
めて簡単に確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】杭を柱に利用した建築構造物の斜視図。

【図２】本発明の実施の形態に係る杭柱の建込み工程を
示す正面解説図であり、夫々、（ａ）は立孔を掘削して
アースオーガを引き揚げる状態、（ｂ）は立孔の地表口
に架台を載置した状態、（ｃ）は立孔内へ杭柱を沈設す
る状態、（ｄ）は杭柱に杭柱支持用バンドを取り付けた
状態、（ｅ）は杭柱沈設後杭先端根固め液及び杭周固定
液の固化の待つ状態、（ｆ）は杭柱建込み作業完了後の
状態を示す。

【図３】図２（ｄ）の状態に於ける立孔の地表口周辺の
斜視図であり、杭柱は二点鎖線にて示す。

【図４】外力による杭の変形を調べる解析モデルの解説
図。

【符号の説明】

１１建築構造物１２杭柱１２ｃ柱部１２ｐ杭部１４立孔１６杭先端根固め液１７杭周固定液１８架台１８ｘ，１８ｙＨ形鋼材１９杭柱支持用バンド２０半割円環状鋼材２１鍔２２ボルト２３突起Ｄ設計杭根入長ｈ架台の高さ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】杭柱の下部を地中へ埋設して杭部とな
し、該杭柱の上部を地上に立設させて柱部とした、杭を
柱に利用した建築構造物に於いて、杭柱の径よりも若干
大径の立孔を該杭柱の設計杭根入長よりも若干深く掘削
して、該立孔に杭先端根固め液及び杭周固定液を注入し
た後、該立孔に杭柱の下部を沈設し、且つ、該立孔の地
表口の周囲に鋼材を載置して架台を形成するとともに、
沈設途中又は沈設後に杭柱の外周部に杭柱支持用バンド
を取り付け、該杭柱支持用バンドに設けられた架台引掛
部を杭柱の下端から設計杭根入長と架台の高さとの合計
長だけ上方に位置させることにより、該架台引掛部を前
記架台に引掛して杭柱を鉛直に懸垂し、前記杭先端根固
め液及び杭周固定液の固化後、杭柱支持用バンド及び架
台を撤去することを特徴とする杭を柱に利用した建築構
造物に於ける杭柱の建込み方法。
【請求項２】２個の半割円環を対向させて、各半割円
環の周方向両端部に設けた鍔を他方の半割円環の鍔と相
互に対峙させ、双方の鍔同士をボルト締めすることによ
り杭柱の外周部に圧着されるように形成し、且つ、各半
割円環の外側面に突起を突設し、夫々の突起が架台に引
掛して杭柱を２点支持するように形成した請求項１記載
の方法に用いる杭柱支持用バンド。