外構構造物の杭基礎構造、及び外構構造物の杭基礎構造の施工方法
【課題】特別な補強鉄筋に限定されることなく、地中埋設される連続基礎を用いずに地震時の転倒に対する抵抗力を確保し、補強鉄筋の錆びによる腐食の進行を遅延させて耐久性を確保した外構構造の杭基礎構造を提供する。
【解決手段】中空閉塞杭４は、地盤面ＧＬより突出した杭頭４Ｂを有しており、当該杭頭４Ｂは地盤面ＧＬ上に設けられた基部ＣＢ１に埋設されている。基部ＣＢ１が中空閉塞杭４で支持されることによって、外構構造物１００の転倒に対する十分な抵抗力を確保し、安全性を高めることができる。また、中空閉塞杭４で基部ＣＢ１を支持する構造であるため、縦筋６は一般的な規格の異形鉄筋等を適用することが可能となる。また、縦筋６は、中空閉塞杭４の開放端４ｂから内部に挿入されており、充填材８によって中空閉塞杭４と一体的に構成されている。これによって、縦筋６の錆びによる腐食の進行を遅延させて耐久性を確保することができる。
【解決手段】中空閉塞杭４は、地盤面ＧＬより突出した杭頭４Ｂを有しており、当該杭頭４Ｂは地盤面ＧＬ上に設けられた基部ＣＢ１に埋設されている。基部ＣＢ１が中空閉塞杭４で支持されることによって、外構構造物１００の転倒に対する十分な抵抗力を確保し、安全性を高めることができる。また、中空閉塞杭４で基部ＣＢ１を支持する構造であるため、縦筋６は一般的な規格の異形鉄筋等を適用することが可能となる。また、縦筋６は、中空閉塞杭４の開放端４ｂから内部に挿入されており、充填材８によって中空閉塞杭４と一体的に構成されている。これによって、縦筋６の錆びによる腐食の進行を遅延させて耐久性を確保することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外構構造物の杭基礎構造、及び外構構造物の杭基礎構造の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市部など狭小敷地に住宅等の建物を建設する際、外構構造物（例えば、門柱や外構塀）は道路境界または隣地境界に沿って設けられる場合が多い。従って、外構塀等の壁厚方向(幅方向)に張り出したコンクリート基礎の底盤（基礎底盤）が、地中に埋設された、水道やガスなどの配管や建物の基礎底盤とぶつかりあう状態（干渉状態）がしばしば生じ、建物の設計又は施工を行う場合の障害となっていた。特に都市部における住戸数の多い集合住宅においては、建物本体の基礎底盤が、各戸に接続されると共に地中に埋設されたガス管、給排水配管に干渉することが頻繁に発生する。
【０００３】
このような問題に対し、外構塀の基礎底盤の出寸法を出来る限り小さくする(塀の壁厚と同じ幅の基礎とする)ために、または当該基礎底盤を省略するために、地面に建て込んだ小口径の鋼管杭の上に外構塀の基礎を設ける工法が、従来より知られている（例えば特許文献１を参照）。この工法によれば、塀の転倒防止、及び鉄筋と鋼管杭の接続部の錆びによる腐食を防止するために、根切り（地表面から所定の深さをもって外構塀の長手方向に連続した線状の掘削）をして、地中に連続した布基礎を設ける仕様になっている。このような工法は、日本建築学会壁式構造関係設計規準にも鋼管杭基礎工法として規定されている。当該基準によれば、「（１）「杭に使用する鋼管」はＪＩＳ Ａ ８９５１(鋼管足場)に規定される単管足場用鋼管で外径が４８．６ｍｍ,厚さ２．５ｍｍで亜鉛メッキされているもの、およびそれと同等以上のものとする。（２）塀構造を支持する「布基礎」は鉄筋コンクリート造とし、その形状および杭の配置は所定の仕様による。（３）抗の打設に際し,杭先端にパイプ用キャップを取り付け、鋼管内に土が入らないようにする。（４）鋼管の内部にはモルタルを充填する。充填モルタルの調合はセメント／砂容積比が１／２程度で、流動性に富むものとする。」と規定されている。
【０００４】
また、上述の連続布基礎を設けない外構塀の基礎構造も知られている（例えば特許文献２を参照）。特許文献２においては、塀構造の転倒防止の対策として、中空柱を埋め込み、中空柱のなかに極めて太い径の鉄筋（極太径鉄筋）を挿入してコンクリートで一体化して地上に起立させ、当該鉄筋棒を補強鉄筋としてブロックを積み上げていく構成も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１５９９号公報
【特許文献２】特開平１１−２２９６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、地中に連続する根入を必要とする連続布基礎等を一部地中に埋設させるものであるから外構塀の長手方向に連続的に線状に施工する土の掘削が必要になり、掘削土は相変わらず多量に発生し、施工時の掘削土の置場の確保や残土の場外への搬出や客土の搬入等の土の処理作業を抜本的に軽減することができる程度ではない。すなわち、掘削土の一時的な置き場がほとんど確保できない狭小敷地等において残土の搬出、客土工事が発生してしまう問題がある。
【０００７】
また、特許文献２の工法によれば、予め中空柱を埋める部分に掘削穴を形成する必要があり施工手順が多くなるという問題がある。更に、地表面とほぼ同一の高さに中空柱と極太鉄筋の接続部分が設けられているため、周辺からの雨水等の進入により、塀構造内部の鉄筋の腐食の可能性がある。更に、特許文献２に係る塀構造の転倒防止は、極太径鉄筋を被覆保護し、基礎土台を担う中空柱に埋設した状態で地上に起立させ、基本的に極太径鉄筋により引っ張り抵抗モーメントの強さを確保し、防食期間(耐用年数)の長期化を計ろうとするものである。しかしながら、このような特殊な規格・仕様の極太径鉄筋を塀等の補強鉄筋に使用することは、資材の調達や施工時の取り扱いのうえで困難であるという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、特別な補強鉄筋を用いずに基礎の根切りを行わなくても地震時の転倒に対する抵抗力を確保した安全な外構構造物の杭基礎構造を提供することを目的とする。また、当該杭基礎構造に含まれる補強鉄筋の錆びによる腐食の進行を遅延させて耐久性を確保した外構構造物の杭基礎構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る外構構造物の杭基礎構造は、閉塞端と開放端を有し、当該閉塞端側が地中に建てこまれると共に、基準高さとして設定される地盤面より開放端が所定の高さ突出した突出部を有する中空管と、中空管の開放端から内部に挿入されており、当該中空管の内部に充填された充填材によって中空管と一体的に構成された、外構構造物を補強する補強鉄筋と、外構構造物の基部と、を備え、該基部は、地盤面上に設けられ、中空管の突出部は、該基部に埋設されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る外構構造物の杭基礎構造によれば、地中に建てこまれる中空管は、地盤面より突出した突出部を有しており、当該突出部は地盤面上に設けられた外構構造物の基部に埋設されている。ここで、中空管は、掘削を事前に行うことなく、そのまま地中に建てこむことが可能であり、外構構造物の基部も地盤面上に設けられており地中埋設されるものではないため、根切りを行うことなく地盤面にそのまま設けることができる。すなわち、基礎の根切りを不要とすることができる。このように基礎の根切りを無くし、地中埋設された基礎を除いた状態であっても、外構構造物の基部が地中に建てこまれた中空管で支持されることによって、外構構造物の転倒に対する十分な抵抗力を確保し、安全性を高めることができる。また、補強鉄筋は、地盤面から突出している中空管の開放端から内部に挿入されており、当該中空管の内部に充填された充填材によって中空管と一体的に構成されている。補強鉄筋と中空管が一体化しているため、突出部に作用する水平力に耐えることができ、外構構造物の転倒を防止することができる。また、特許文献２のように特別な補強鉄筋（太径の鉄筋）で支持する構造ではないため、補強鉄筋は特別なものに限定されず一般的な規格の異形鉄筋等を適用することが可能となる。また、補強鉄筋は、水が浸入し易い地盤面において、中空管及び充填材に被覆された構成となる。これによって、補強鉄筋の錆びによる腐食の進行を遅延させて耐久性を高めることができる。
【００１１】
本発明に係る外構構造物の杭基礎構造において、基部は、地盤面に配置されるコンクリートブロックによって構成され、中空管の突出部は、コンクリートブロックに形成される空洞部に挿入されており、当該空洞部には、コンクリートまたはセメントモルタルが充填されていることが好ましい。このような構成により、中空管の突出部が外構構造物の基部に該当するコンクリートブロックと一体化することができる。これにより、転倒に対する抵抗力を高めることができる。
【００１２】
本発明に係る外構構造物の杭基礎構造は、地中に埋設された中空管の外周表層部に施された被覆体を更に備えることが好ましい。このような構成により、地中埋設された中空管の表層部の被覆体が、中空管の外周面の錆びによる腐食の進行を防ぐことができる。これにより、耐久性を高めることができる。
【００１３】
本発明に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法は、閉塞端と開放端を有する中空管を、基準高さとして設定される地盤面へ閉塞端から挿入して地中へ建てこむと共に、地盤面より開放端が所定の高さ突出した突出部を形成する第一工程と、中空管の内部に外構構造物を補強する補強鉄筋を挿入する工程、及び中空管の内部に充填材を充填する工程を有する第二工程と、地盤面上に外構構造物の基部を設け、中空管の突出部を該基部に埋設する第三工程と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法によれば、第一工程では、地中に建てこまれる中空管に、地盤面より突出した突出部が形成され、第三工程では、当該突出部が地盤面上に設けられた基部に埋設される。ここで、中空管は、根入れ用の掘削を事前に行うことなく、そのまま地中に建てこむことが可能であり、外構構造物の基部も地盤面上に設けられており地中埋設されるものではないため、根切りを行うことなく地盤面にそのまま設けることができる。すなわち、基礎の根切りを不要とすることができる。このように基礎の根切りを無くし、地中埋設された基礎を除いた状態であっても、外構構造物の基部が地中に建てこまれた中空管で支持されることによって、外構構造物の転倒に対する十分な抵抗力を確保し、安全性を高めることができる。また、補強鉄筋は、地盤面から突出している中空管の開放端から内部に挿入されており、当該中空管の内部に充填された充填材によって中空管と一体的に構成されている。補強鉄筋と中空管が一体化しているため、突出部に作用する水平力に耐えることができ、外構構造物の転倒を防止することができる。特許文献２のように特別な補強鉄筋（太径の鉄筋）で支持する構造ではないため、補強鉄筋は特別なものに限定されず一般的な規格の異形鉄筋等を適用することが可能となる。また、補強鉄筋は、水が浸入し易い地盤面において、中空管及び充填材に被覆された構成となる。これによって、補強鉄筋の錆びの進行を遅延させて耐久性を高めることができる。
【００１５】
本発明に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法において、第三工程は、コンクリートブロックに形成される空洞部に突出部が挿入された状態となるように、コンクリートブロックを地盤面上に配置し、コンクリートブロックの空洞部にコンクリートまたはセメントモルタルを充填する工程であることが好ましい。中空管の突出部が外構構造物の基部に該当するコンクリートブロックと一体化することができる。これにより、転倒に対する抵抗力を高めることができる。
【００１６】
本発明に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法は、第一工程で地中に埋設された中空管の表層部を掘削することで掘削穴を形成し、当該掘削穴に中空管の周囲を被覆する被覆体を施す工程、を更に備えることが好ましい。地中埋設された中空管の表層部の被覆体が、中空管の外周面の錆びによる腐食の進行を防ぐことができる。これにより、耐久性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、特別な補強鉄筋に限定されることなく、地中埋設のための基礎の根切りを無くし、地中埋設された基礎を省いても地震時の転倒に対する抵抗力を確保できる。また、補強鉄筋の錆びによる腐食の進行を遅延させて耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る外構構造物の杭基礎構造を、壁厚（幅）方向に切断して外構構造物の正面側から見た場合の断面図である。
【図２】図１に示す杭基礎構造の拡大断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る外構構造物の杭基礎構造を、外構構造物の長手方向に切断して外構構造物の側面側から見た場合の一部断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法を示す図である。
【図６】変形例に係る外構構造物を示す図である。
【図７】変形例に係る杭基礎構造を示す図である。
【図８】変形例に係る杭基礎構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る外構構造物の杭基礎構造及びその施工方法の実施形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る外構構造物１００の杭基礎構造１を壁厚（幅）方向に切断して外構構造物１００の正面側から見た場合の断面図である。図２は、図１に示す杭基礎構造１の拡大図である。図３は、本実施形態に係る外構構造物１００の杭基礎構造１を、外構構造物１００の長手方向に切断して外構構造物１００の側面側から見た場合の一部断面図である。図１〜図３に示すように、外構構造物１００は、杭基礎構造１によって支持されており、複数のコンクリートブロック２を積み上げて構成されたブロック塀である。杭基礎構造１は、地中埋設構造物（杭に連なっているコンクリート基礎）を地盤面ＧＬより下方に設けることなく、十分な安全性を確保することが可能な杭基礎構造である。外構構造物１００を構成するコンクリートブロック２のうち、一段目のコンクリートブロック２は基礎として機能する外構構造物１００の基部ＣＢ１を構成し、当該外構構造物１００の基部ＣＢ１の上に積み上げられた二段目以上のコンクリートブロック２は組積部ＣＢ２を構成する。コンクリートブロック２として、例えば、コンクリートブロックＣ種（１２０ｍｍ幅）などを用いることができる。本実施形態では、外構構造物１００の基部ＣＢ１と組積部ＣＢ２とで一部同じ種類のコンクリートブロック２を使用しているが、異なる種類のものを用いてもよい。また、外構構造物１００の基部ＣＢ１及び組積部ＣＢ２に使用されるコンクリートブロック２は、空洞コンクリートブロックを用いて説明しているが、これに限らず、型枠コンクリートブロックを用いることも可能である。さらに、外構構造物１００の基部ＣＢ１を現場打ち鉄筋コンクリートとすることもできる。
【００２１】
積み上げられた複数のコンクリートブロック２には、空洞部１１Ａ，１１Ｂが形成されている。空洞部１１Ａは、外構構造物１００の内部を上下（鉛直）方向に形成される内部空間である。コンクリートブロック２の側端部には溝部２ａが形成されており、長手方向に隣り合うコンクリートブロック２の溝部２ａ同士を突き合わせることで空洞部１１Ａが形成されている。空洞部１１Ｂは、外構構造物１００の内部を左右（水平）方向に形成される内部空間である。コンクリートブロック２の上端部には溝部２ｂが形成されており、下段側のコンクリートブロック２の溝部２ｂと一段上側のコンクリートブロック２の下面２ｃとを突合せることによって、空洞部１１Ｂが形成されている。空洞部１１Ａには、外構構造物１００（基部ＣＢ１及び組積部ＣＢ２）を補強する補強鉄筋を構成する縦筋６が配置されている。空洞部１１Ｂには、外構構造物１００（基部ＣＢ１及び組積部ＣＢ２）を補強する補強鉄筋を構成する横筋５が配置されている。また、空洞部１１Ａ，１１Ｂにはコンクリートやセメントモルタルなどの充填材１５が充填されている（図２において、梨地模様が付された部分に充填材１５が充填されている）。コンクリートブロック２の表面は意匠用の部材１２で覆われている（例えば、タイル張り）が、コンクリートブロック２自体に意匠用の加工が施されていてもよいし、意匠用の加工が施されていない通常のコンクリートブロックも使用可能である。なお、図３においては意匠用の部材１２は省略されている。
【００２２】
地盤面ＧＬとは、外構構造物１００の設計・施工の際に基準高さとして設定される基準面であり、例えば、地表面、砕石の上面、その他車庫や敷地内の通路の床舗装の仕上がり面などが、当該地盤面ＧＬとして設定される。地盤面ＧＬは、外構構造物１００が設けられる位置において基準高さとなる面である。例えば、建物が立っている位置における地表面や敷地外の地表面が、外構構造物１００が設けられる位置よりも高い場合や低い場合であっても、外構構造物１００が設けられている位置における地表面や砕石の上面が、地盤面ＧＬとなる。本実施形態では、整地、地均らしのために地表面に転圧された砕石３の上面が地盤面ＧＬに該当する。
【００２３】
杭基礎構造１は、地中に建てこまれる中空閉塞杭（中空管）４と、外構構造物１００を補強する補強鉄筋を構成する縦筋６と、地盤面ＧＬ上に設けられる外構構造物１００の基部ＣＢ１と、中空閉塞杭４の外周を保護する杭外周囲保護材（被覆体）７と、を備えて構成されている。
【００２４】
中空閉塞杭４は、一端が閉塞されることによって閉塞端４ａを有し、他端が開放されることによって開放端４ｂを有する中空状の杭である。中空閉塞杭４は内部空間ＳＰを有しており（図２参照）、当該内部空間ＳＰは開放端４ｂにおいてのみ開放されている。本実施形態では、中空閉塞杭４の閉塞端４ａは、地中ＧＤに挿入し易いように尖っているが、これに限らず、閉塞端４ａの先端を半球状にする等閉塞されている限り先端の形状が限定されることはない。中空閉塞杭４の材料として、金属や樹脂、コンクリートなどが用いられる。中空閉塞杭４の全長は６００〜２０００ｍｍとすることが好ましく、外径は４０〜８０ｍｍとすることが好ましい。
【００２５】
中空閉塞杭４は、閉塞端４ａが地盤面ＧＬから地中ＧＤに挿入され、開放端４ｂが地盤面ＧＬより所定の高さ突出した状態となるまで埋め込まれる。これにより、中空閉塞杭４は、地中ＧＤに埋設される地中埋設部４Ａと、地盤面ＧＬから突出した杭頭（突出部）４Ｂと、を有する状態となる。中空閉塞杭４は、外構構造物の基部の根切りが行われることなく、そのまま地中ＧＤに建て込まれる。杭頭４Ｂの突出量、すなわち地盤面ＧＬからの開放端４ｂの高さは、本実施形態のコンクリートブロック２に対しては、５０〜１５０ｍｍが好ましい。高さを５０ｍｍ以上とすることで、基部ＣＢ１を十分な強度で支持することができる。１５０ｍｍ以下とすることで、一段目の空洞部１１Ｂ内に挿通する横筋５と干渉することを防止できる。また、中空閉塞杭４の地中埋設部４Ａには、ブロック塀の長手方向と平行に、中空閉塞杭４の半径方向外方に突出し、中心軸線に平行になるように地中埋設部４Ａから張り出した側圧抵抗板（中空閉塞杭４の地中埋設部４Ａの半径方向外方に突出し、かつ当該中空閉塞杭４の中心軸線上にから張り出したもの）を設けてもよい（例えば、特許文献１に示されている）。このような抵抗板を設けることで、外構構造物１００に荷重が作用した場合に、地中ＧＤ内の抵抗板が周囲の土壌から抵抗を受けるため、中空閉塞杭４が荷重に対して外構構造物１００を強固に支持することができる。
【００２６】
縦筋６は、下端６ａ側において、中空閉塞杭４の開放端４ｂから内部に挿入されている。これにより、縦筋６の下端６ａ側の一部の領域が、中空閉塞杭４の内部空間ＳＰに配置される。また、中空閉塞杭４の内部空間ＳＰには充填材８が充填されている。これによって、中空閉塞杭４と縦筋６とは、一体的に構成される。充填材８として、例えばセメントモルタルやグラウトを用いることができる。縦筋６の中空閉塞杭４への挿入量、すなわち、中空閉塞杭４の開放端４ｂと縦筋６の下端６ａとの間の距離は、中空閉塞杭４と縦筋６の一体性を確保するために、４００〜８００ｍｍとすることが好ましい。縦筋６の径は特に限定されないが、特殊な極太径のものでなく、一般的な異形鉄筋の規格であるＤ１０〜Ｄ１３のものを採用することが好ましい。
【００２７】
外構構造物１００の基部ＣＢ１は、地盤面ＧＬ上に長手方向に複数並べられた一段目のコンクリートブロック２によって構成されている。この基部ＣＢ１は、根切り（地表面から所定の深さをもって外構塀の長手方向に連続した線状の掘削）なしに、地盤面ＧＬ上にそのまま設けられる。すなわち、基部ＣＢ１は、その高さ方向のほぼ全てが地盤面ＧＬより上側に露出させるように施工されており、根切りを行わずに地中に根入れ（地中ＧＤに埋まる部分）を設けないようにしている。一段目のコンクリートブロック２は、下面２ｃが砕石３の上面に接触していても、固定用の充填材などが介在することで下面２ｃが砕石３の上面に直接接触していなくてもよい。基部ＣＢ１には、中空閉塞杭４の杭頭４Ｂが埋設されている。杭頭４Ｂは、基部ＣＢ１の空洞部１１Ａ内に配置され、充填材１５で固められて基部ＣＢ１と一体となることにより、基部ＣＢ１に埋設される。基部ＣＢ１は、地中ＧＤに埋め込まれている中空閉塞杭４と一体化しているため、地中ＧＤ内に埋め込まれることなく地盤面ＧＬ上に配置されているにも関わらず、十分な強度を有している。
【００２８】
杭外周囲保護材７は、表層部における中空閉塞杭４の周囲に形成された杭周囲掘削穴部（外周表層部，掘削穴）９に施された被覆体を構成している。杭外周囲保護材７は、露や降雨等による流水が進入し易い部分である地盤面ＧＬの表層部付近において中空閉塞杭４の外周を覆って保護することにより、中空閉塞杭４の耐久性（耐腐食性）を向上させることができる。杭周囲掘削穴部９は、中空閉塞杭４を円形状に取り囲むような小径の穴を堀ったものである（すなわち、杭外周囲保護材７はほぼ円筒状の形状をなす）。各中空閉塞杭４に対して部分的に設けられた穴であり、互いの穴同士は連続していない。すなわち、杭周囲掘削穴部９は、基部の根入れ用の根切り（コンクリートブロック２が並べられる方向に連続して設けられている掘削穴）とは異なっている。杭外周囲保護材７（すなわち杭周囲掘削穴部９）の径は１２０〜２００ｍｍとすることが好ましく、深さは２００〜４００ｍｍとすることが好ましい。杭外周囲保護材７を構成する材料としては、中空閉塞杭４を保護できるものであれば特に限定されず、例えば、コンクリートやセメントモルタルなどの他、樹脂材や弾性ゴム体や防錆効果のある塗料を用いてもよい。なお、樹脂材や弾性ゴム体を用いる場合、露や雨水などが隙間に進入しないように中空閉塞杭４の杭周囲を水密処理した状態で、これらの部材を予め杭頭４Ｂ側から挿入して、杭外周囲保護材７を形成してもよい。
【００２９】
次に、図４及び図５を参照して、本実施形態に係る外構構造物１００の杭基礎構造１の施工方法について説明する。なお、以下の説明は施工方法の一例であり、寸法や用いる材料などは適宜変更してもよい。また、工程の順序や工程の内容も適宜変更してよい。
【００３０】
（工程１）
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、外構構造物１００の設置予定位置に地均らし（地業）のための砕石３を敷設する。砕石３の厚さは６０ｍｍとする。
【００３１】
（工程２）
図４（ｃ）に示すように、砕石３を転圧し、当該砕石３の上面を設計ＧＬ（外構設計上の基準高さとして設定する地盤面）と一致するように埋め込む。このとき、地面を掘削する必要はなく、６０ｍｍ程度であればレベル調整も含めて転圧にて対応可能である。
【００３２】
（工程３）
中空閉塞杭４として、径４８．６ｍｍ、長さ１３５０ｍｍ、厚さ２．４ｍｍの鋼製のものを準備する。図４（ｄ）に示すように、砕石３が設けられた位置に、この中空閉塞杭４を挿入して地中へ建てこむ。建て込みの施工は、油圧を利用した打ち込み装置を使用して行い、中空閉塞杭４の閉塞端４ａを地盤面ＧＬから地中ＧＤへ向けて圧入させていく。開放端４ｂ側の一部を地盤面ＧＬから所定の高さ（１５０ｍｍ）突出させた状態で打ち込みを終了することで、地盤面ＧＬから突出して地上露出した杭頭４Ｂを形成する。この杭頭４Ｂの突出高さは、基部ＣＢ１に埋設させる（飲み込ませる）ための高さを確保している。これにより中空閉塞杭４の周囲から杭内部に流水が進入することを防止することできる。この状態では、地中埋設部４Ａが１２００ｍｍとなり、地盤面ＧＬから地上露出した杭頭４Ｂが１５０ｍｍとなる。当該工程３は、本発明に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法（請求項４）における第一工程を構成する。この工程においては、中空閉塞杭４を挿入する前に、当該挿入部分に予め掘削（例えば、基部の根入れ用の掘削）により穴を形成しておく必要はない。掘削されていない地盤面ＧＬにそのまま中空閉塞杭４を挿入する。
【００３３】
（工程４）
図４（ｅ）に示すように、中空閉塞杭４の周囲を地表面から掘削することにより、径１７０ｍｍ、深さ３００ｍｍの杭周囲掘削穴部９を形成する。杭周囲掘削穴部９の径１７０ｍｍという寸法は、中空閉塞杭４の径である約５０ｍｍに鉄筋コンクリートの鉄筋に施されるかぶり厚さ６０ｍｍを考慮したものである。杭周囲掘削穴部９の深さ３００ｍｍは、地上から浸透する雨水などの影響が少ない深さを考慮したものである。
【００３４】
（工程５）
図５（ａ）に示すように、杭周囲掘削穴部９にセメントモルタル等を充填することによって、杭外周囲保護材７を被覆する。これによって、中空閉塞杭４の耐久性（耐腐食性）が向上する。
【００３５】
（工程６）
図５（ｂ）に示すように、中空閉塞杭４の内部に充填材８を充填する。充填材８として、セメントモルタル又はグラウトを用いる。当該工程６は、本発明に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法（請求項４）における第二工程を構成する。
【００３６】
（工程７）
図５（ｃ）に示すように、充填材８が充填された中空閉塞杭４の内部に鉄筋（縦筋６）を挿入する。このとき、縦筋６の挿入量を所定の量に維持し、縦筋６が沈まないように冶具（図示なし）をセットしてもよい。例えば、縦筋６の所定の位置に取り外し可能で中空閉塞杭４の開放端４ｂにおいて管壁に係止する樹脂製等のクリップ冶具を挿入しておき、中空閉塞杭４の内部に充填材８の硬化前でも中空閉塞杭４の管内において所定位置に保持した状態にする。充填材８が硬化することで中空閉塞杭４の管内において所定位置に保持した状態で縦筋６は中空閉塞杭４と一体化する。このように、縦筋６と中空閉塞杭４が一体化連続していることで杭頭４Ｂに作用する水平力に耐えることができ、転倒を防止することができる（作用する応力が軽減される）。当該工程７は、本発明に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法（請求項４）における第二工程を構成する。なお、工程６と工程７の順序を逆にしてもよい。
【００３７】
（工程８）
図５（ｄ）に示すように、地上部分の地盤面ＧＬ上に外構構造物１００を構成する一段目のコンクリートブロック２を設置することで、外構構造物１００の基部ＣＢ１を設ける。このとき、地上に突出している杭頭４Ｂを一対のコンクリートブロック２の溝部２ａで挟み込むように配置することで、杭頭４Ｂが基部ＣＢ１の空洞部１１Ａの内部に挿入された状態とする。また、空洞部１１Ａにセメントモルタルなどの充填材１５を充填することによって、杭頭４Ｂを基部ＣＢ１内に飲み込ませた状態、すなわち杭頭４Ｂを基部ＣＢ１に埋設した状態にする。当該工程８は、本発明に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法（請求項４）における第三工程を構成する。この工程においては、コンクリートブロック２を設置する前に、当該設置部分に予め掘削（基部の根入れ用の掘削）により穴を形成しておく必要はない。掘削されていない地盤面ＧＬ上にそのままコンクリートブロック２を設置する。また、外構構造物１００の長手方向の端部においてはコンクリートブロック２の端部同士により形成される空洞部１１Ａではなく、端部用のコンクリートブロック２の端部に竅たれた空洞部内に鉄筋が位置するように杭を打ち込み配置してもよい。端部以外でもコンクリートブロック２の中央部に設けられた空洞部に鉄筋が配置されるように中空閉塞杭４を打ち込み配してもよい。
【００３８】
（工程９）
図５（ｅ）に示すように、基部ＣＢ１の上段に更にコンクリートブロック２を積み上げていくことにより、組積部ＣＢ２を構成する。なお、積み上げた各段のコンクリートブロック２の水平継ぎ目には、空洞部１１Ｂを形成する溝部２ｂに横筋５を挿入すると共に、当該縦筋６と横筋５の交差部を結束線等で結束する（図示なし）。また、前記溝部２ｂにセメントモルタルを流し込んで上段のコンクリートブロック２を積み重ねていくことで、空洞部１１Ｂには、空洞部１１Ａと同様にセメントモルタルなどの充填材１５が充填された状態となる。以上によって、外構構造物１００が完成する。
【００３９】
次に、本実施形態に係る外構構造物１００の杭基礎構造１、及びその施工方法の作用・効果について説明する。
【００４０】
地中に建てこまれる中空閉塞杭４は、地盤面ＧＬより突出した杭頭４Ｂを有しており、当該杭頭４Ｂは地盤面ＧＬ上に設けられた外構構造物１００の基部ＣＢ１に埋設されている。ここで、中空閉塞杭４は、根入れ用の掘削を事前に行うことなく、そのまま地中に建てこまれ、外構構造物１００の基部ＣＢ１も地盤面ＧＬ上に設けられており地中埋設されるものではないため、根入れ用の根切りを行わずに地盤面ＧＬにそのまま設けることができる。すなわち、基礎の根切りを不要とすることができる。このように基礎の根切りを無くし、地中埋設された基礎を除いた状態であっても、外構構造物１００の基部ＣＢ１が地中ＧＤに建てこまれた中空閉塞杭４で支持されることによって、外構構造物１００の転倒に対する十分な抵抗力を確保し、安全性を高めることができる。また、また、縦筋６は、地盤面ＧＬから突出している中空閉塞杭４の開放端４ｂから内部に挿入されており、当該中空閉塞杭４の内部に充填された充填材８によって中空閉塞杭４と一体的に構成されている。縦筋６と中空閉塞杭４が一体化しているため、杭頭４Ｂに作用する水平力に耐えることができ、外構構造物１００の転倒を防止することができる。特許文献２のように特別な補強鉄筋（太径の鉄筋）で支持する構造ではないため、縦筋６は特別なものに限定されず一般的な規格の異形鉄筋等を適用することが可能となる。また、縦筋６は、水が浸入し易い地盤面ＧＬにおいて、中空閉塞杭４及び充填材８に被覆された構成となる。また、杭頭４Ｂは地盤面ＧＬから突出しているため、開放端４ｂから水は浸入し難い。これによって、縦筋６の錆びの進行を遅延させて耐久性を高めることができる。
【００４１】
外構構造物１００の基部ＣＢ１は、地盤面ＧＬに配置されるコンクリートブロック２によって構成され、中空閉塞杭４の杭頭４Ｂは、コンクリートブロック２に形成される空洞部１１Ａに挿入されており、当該空洞部１１Ａには、コンクリートまたはセメントモルタルなどの充填材１５が充填されている。このような構成により、中空閉塞杭４の杭頭４Ｂが外構構造物１００の基部ＣＢ１に該当するコンクリートブロック２と一体化することができる。これにより、転倒に対する抵抗力を高めることができる。
【００４２】
杭基礎構造１は、地中に埋設された中空閉塞杭４の杭周囲掘削穴部９に施された杭外周囲保護材７を備える。このような構成により、地中埋設された中空閉塞杭４の表層部の杭外周囲保護材７が、中空閉塞杭４の外周面の錆びによる腐食の進行を防ぐことができる。これにより、耐久性を高めることができる。
【００４３】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、外構構造物としてブロック塀を例示したが、図６に示すように、上側の領域をフェンス２１０で構成した外構構造物２００に本発明に係る杭基礎構造を採用してもよい。
【００４４】
また、図７や図８に示すように、外構構造物１００の基部ＣＢ１の構成部材を変更してもよい。図７に示す外構構造物３００の杭基礎構造３０１における基部ＣＢ１は、地盤面ＧＬ上に打設された鉄筋コンクリート３０２で構成されている。鉄筋コンクリート３０２は、根切りを行うことなく、地盤面ＧＬにそのまま設けられる。また、図８に示す外構構造物４００の杭基礎構造４０１における基部ＣＢ１は、地盤面ＧＬ上に設けられた型枠コンクリートブロック４０２で構成されている。型枠ブロック４０２は、根入れ用の掘削無しに、地盤面ＧＬにそのまま設けられる。また、上記図１〜図８の例において、組積部ＣＢ２に使用されるコンクリートブロック２について、空洞コンクリートブロックを用いて説明しているが、これに限らず、型枠コンクリートブロックを用いることも可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１，３０１，４０１…杭基礎構造、４…中空閉塞杭（中空管）、４Ｂ…杭頭（突出部）、４ａ…閉塞端、４ｂ…開放端、６…縦筋（補強鉄筋）、７…杭外周囲保護材（被覆体）、８…充填材、９…杭周囲掘削穴部（外周表層部）、１１Ａ…空洞部、１００，２００，３００，４００…外構構造物、ＣＢ１…外構構造物の基部、ＧＤ…地中、ＧＬ…地盤面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外構構造物の杭基礎構造、及び外構構造物の杭基礎構造の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市部など狭小敷地に住宅等の建物を建設する際、外構構造物（例えば、門柱や外構塀）は道路境界または隣地境界に沿って設けられる場合が多い。従って、外構塀等の壁厚方向(幅方向)に張り出したコンクリート基礎の底盤（基礎底盤）が、地中に埋設された、水道やガスなどの配管や建物の基礎底盤とぶつかりあう状態（干渉状態）がしばしば生じ、建物の設計又は施工を行う場合の障害となっていた。特に都市部における住戸数の多い集合住宅においては、建物本体の基礎底盤が、各戸に接続されると共に地中に埋設されたガス管、給排水配管に干渉することが頻繁に発生する。
【０００３】
このような問題に対し、外構塀の基礎底盤の出寸法を出来る限り小さくする(塀の壁厚と同じ幅の基礎とする)ために、または当該基礎底盤を省略するために、地面に建て込んだ小口径の鋼管杭の上に外構塀の基礎を設ける工法が、従来より知られている（例えば特許文献１を参照）。この工法によれば、塀の転倒防止、及び鉄筋と鋼管杭の接続部の錆びによる腐食を防止するために、根切り（地表面から所定の深さをもって外構塀の長手方向に連続した線状の掘削）をして、地中に連続した布基礎を設ける仕様になっている。このような工法は、日本建築学会壁式構造関係設計規準にも鋼管杭基礎工法として規定されている。当該基準によれば、「（１）「杭に使用する鋼管」はＪＩＳ Ａ ８９５１(鋼管足場)に規定される単管足場用鋼管で外径が４８．６ｍｍ,厚さ２．５ｍｍで亜鉛メッキされているもの、およびそれと同等以上のものとする。（２）塀構造を支持する「布基礎」は鉄筋コンクリート造とし、その形状および杭の配置は所定の仕様による。（３）抗の打設に際し,杭先端にパイプ用キャップを取り付け、鋼管内に土が入らないようにする。（４）鋼管の内部にはモルタルを充填する。充填モルタルの調合はセメント／砂容積比が１／２程度で、流動性に富むものとする。」と規定されている。
【０００４】
また、上述の連続布基礎を設けない外構塀の基礎構造も知られている（例えば特許文献２を参照）。特許文献２においては、塀構造の転倒防止の対策として、中空柱を埋め込み、中空柱のなかに極めて太い径の鉄筋（極太径鉄筋）を挿入してコンクリートで一体化して地上に起立させ、当該鉄筋棒を補強鉄筋としてブロックを積み上げていく構成も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１５９９号公報
【特許文献２】特開平１１−２２９６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、地中に連続する根入を必要とする連続布基礎等を一部地中に埋設させるものであるから外構塀の長手方向に連続的に線状に施工する土の掘削が必要になり、掘削土は相変わらず多量に発生し、施工時の掘削土の置場の確保や残土の場外への搬出や客土の搬入等の土の処理作業を抜本的に軽減することができる程度ではない。すなわち、掘削土の一時的な置き場がほとんど確保できない狭小敷地等において残土の搬出、客土工事が発生してしまう問題がある。
【０００７】
また、特許文献２の工法によれば、予め中空柱を埋める部分に掘削穴を形成する必要があり施工手順が多くなるという問題がある。更に、地表面とほぼ同一の高さに中空柱と極太鉄筋の接続部分が設けられているため、周辺からの雨水等の進入により、塀構造内部の鉄筋の腐食の可能性がある。更に、特許文献２に係る塀構造の転倒防止は、極太径鉄筋を被覆保護し、基礎土台を担う中空柱に埋設した状態で地上に起立させ、基本的に極太径鉄筋により引っ張り抵抗モーメントの強さを確保し、防食期間(耐用年数)の長期化を計ろうとするものである。しかしながら、このような特殊な規格・仕様の極太径鉄筋を塀等の補強鉄筋に使用することは、資材の調達や施工時の取り扱いのうえで困難であるという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、特別な補強鉄筋を用いずに基礎の根切りを行わなくても地震時の転倒に対する抵抗力を確保した安全な外構構造物の杭基礎構造を提供することを目的とする。また、当該杭基礎構造に含まれる補強鉄筋の錆びによる腐食の進行を遅延させて耐久性を確保した外構構造物の杭基礎構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る外構構造物の杭基礎構造は、閉塞端と開放端を有し、当該閉塞端側が地中に建てこまれると共に、基準高さとして設定される地盤面より開放端が所定の高さ突出した突出部を有する中空管と、中空管の開放端から内部に挿入されており、当該中空管の内部に充填された充填材によって中空管と一体的に構成された、外構構造物を補強する補強鉄筋と、外構構造物の基部と、を備え、該基部は、地盤面上に設けられ、中空管の突出部は、該基部に埋設されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る外構構造物の杭基礎構造によれば、地中に建てこまれる中空管は、地盤面より突出した突出部を有しており、当該突出部は地盤面上に設けられた外構構造物の基部に埋設されている。ここで、中空管は、掘削を事前に行うことなく、そのまま地中に建てこむことが可能であり、外構構造物の基部も地盤面上に設けられており地中埋設されるものではないため、根切りを行うことなく地盤面にそのまま設けることができる。すなわち、基礎の根切りを不要とすることができる。このように基礎の根切りを無くし、地中埋設された基礎を除いた状態であっても、外構構造物の基部が地中に建てこまれた中空管で支持されることによって、外構構造物の転倒に対する十分な抵抗力を確保し、安全性を高めることができる。また、補強鉄筋は、地盤面から突出している中空管の開放端から内部に挿入されており、当該中空管の内部に充填された充填材によって中空管と一体的に構成されている。補強鉄筋と中空管が一体化しているため、突出部に作用する水平力に耐えることができ、外構構造物の転倒を防止することができる。また、特許文献２のように特別な補強鉄筋（太径の鉄筋）で支持する構造ではないため、補強鉄筋は特別なものに限定されず一般的な規格の異形鉄筋等を適用することが可能となる。また、補強鉄筋は、水が浸入し易い地盤面において、中空管及び充填材に被覆された構成となる。これによって、補強鉄筋の錆びによる腐食の進行を遅延させて耐久性を高めることができる。
【００１１】
本発明に係る外構構造物の杭基礎構造において、基部は、地盤面に配置されるコンクリートブロックによって構成され、中空管の突出部は、コンクリートブロックに形成される空洞部に挿入されており、当該空洞部には、コンクリートまたはセメントモルタルが充填されていることが好ましい。このような構成により、中空管の突出部が外構構造物の基部に該当するコンクリートブロックと一体化することができる。これにより、転倒に対する抵抗力を高めることができる。
【００１２】
本発明に係る外構構造物の杭基礎構造は、地中に埋設された中空管の外周表層部に施された被覆体を更に備えることが好ましい。このような構成により、地中埋設された中空管の表層部の被覆体が、中空管の外周面の錆びによる腐食の進行を防ぐことができる。これにより、耐久性を高めることができる。
【００１３】
本発明に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法は、閉塞端と開放端を有する中空管を、基準高さとして設定される地盤面へ閉塞端から挿入して地中へ建てこむと共に、地盤面より開放端が所定の高さ突出した突出部を形成する第一工程と、中空管の内部に外構構造物を補強する補強鉄筋を挿入する工程、及び中空管の内部に充填材を充填する工程を有する第二工程と、地盤面上に外構構造物の基部を設け、中空管の突出部を該基部に埋設する第三工程と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法によれば、第一工程では、地中に建てこまれる中空管に、地盤面より突出した突出部が形成され、第三工程では、当該突出部が地盤面上に設けられた基部に埋設される。ここで、中空管は、根入れ用の掘削を事前に行うことなく、そのまま地中に建てこむことが可能であり、外構構造物の基部も地盤面上に設けられており地中埋設されるものではないため、根切りを行うことなく地盤面にそのまま設けることができる。すなわち、基礎の根切りを不要とすることができる。このように基礎の根切りを無くし、地中埋設された基礎を除いた状態であっても、外構構造物の基部が地中に建てこまれた中空管で支持されることによって、外構構造物の転倒に対する十分な抵抗力を確保し、安全性を高めることができる。また、補強鉄筋は、地盤面から突出している中空管の開放端から内部に挿入されており、当該中空管の内部に充填された充填材によって中空管と一体的に構成されている。補強鉄筋と中空管が一体化しているため、突出部に作用する水平力に耐えることができ、外構構造物の転倒を防止することができる。特許文献２のように特別な補強鉄筋（太径の鉄筋）で支持する構造ではないため、補強鉄筋は特別なものに限定されず一般的な規格の異形鉄筋等を適用することが可能となる。また、補強鉄筋は、水が浸入し易い地盤面において、中空管及び充填材に被覆された構成となる。これによって、補強鉄筋の錆びの進行を遅延させて耐久性を高めることができる。
【００１５】
本発明に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法において、第三工程は、コンクリートブロックに形成される空洞部に突出部が挿入された状態となるように、コンクリートブロックを地盤面上に配置し、コンクリートブロックの空洞部にコンクリートまたはセメントモルタルを充填する工程であることが好ましい。中空管の突出部が外構構造物の基部に該当するコンクリートブロックと一体化することができる。これにより、転倒に対する抵抗力を高めることができる。
【００１６】
本発明に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法は、第一工程で地中に埋設された中空管の表層部を掘削することで掘削穴を形成し、当該掘削穴に中空管の周囲を被覆する被覆体を施す工程、を更に備えることが好ましい。地中埋設された中空管の表層部の被覆体が、中空管の外周面の錆びによる腐食の進行を防ぐことができる。これにより、耐久性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、特別な補強鉄筋に限定されることなく、地中埋設のための基礎の根切りを無くし、地中埋設された基礎を省いても地震時の転倒に対する抵抗力を確保できる。また、補強鉄筋の錆びによる腐食の進行を遅延させて耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る外構構造物の杭基礎構造を、壁厚（幅）方向に切断して外構構造物の正面側から見た場合の断面図である。
【図２】図１に示す杭基礎構造の拡大断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る外構構造物の杭基礎構造を、外構構造物の長手方向に切断して外構構造物の側面側から見た場合の一部断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法を示す図である。
【図６】変形例に係る外構構造物を示す図である。
【図７】変形例に係る杭基礎構造を示す図である。
【図８】変形例に係る杭基礎構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る外構構造物の杭基礎構造及びその施工方法の実施形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る外構構造物１００の杭基礎構造１を壁厚（幅）方向に切断して外構構造物１００の正面側から見た場合の断面図である。図２は、図１に示す杭基礎構造１の拡大図である。図３は、本実施形態に係る外構構造物１００の杭基礎構造１を、外構構造物１００の長手方向に切断して外構構造物１００の側面側から見た場合の一部断面図である。図１〜図３に示すように、外構構造物１００は、杭基礎構造１によって支持されており、複数のコンクリートブロック２を積み上げて構成されたブロック塀である。杭基礎構造１は、地中埋設構造物（杭に連なっているコンクリート基礎）を地盤面ＧＬより下方に設けることなく、十分な安全性を確保することが可能な杭基礎構造である。外構構造物１００を構成するコンクリートブロック２のうち、一段目のコンクリートブロック２は基礎として機能する外構構造物１００の基部ＣＢ１を構成し、当該外構構造物１００の基部ＣＢ１の上に積み上げられた二段目以上のコンクリートブロック２は組積部ＣＢ２を構成する。コンクリートブロック２として、例えば、コンクリートブロックＣ種（１２０ｍｍ幅）などを用いることができる。本実施形態では、外構構造物１００の基部ＣＢ１と組積部ＣＢ２とで一部同じ種類のコンクリートブロック２を使用しているが、異なる種類のものを用いてもよい。また、外構構造物１００の基部ＣＢ１及び組積部ＣＢ２に使用されるコンクリートブロック２は、空洞コンクリートブロックを用いて説明しているが、これに限らず、型枠コンクリートブロックを用いることも可能である。さらに、外構構造物１００の基部ＣＢ１を現場打ち鉄筋コンクリートとすることもできる。
【００２１】
積み上げられた複数のコンクリートブロック２には、空洞部１１Ａ，１１Ｂが形成されている。空洞部１１Ａは、外構構造物１００の内部を上下（鉛直）方向に形成される内部空間である。コンクリートブロック２の側端部には溝部２ａが形成されており、長手方向に隣り合うコンクリートブロック２の溝部２ａ同士を突き合わせることで空洞部１１Ａが形成されている。空洞部１１Ｂは、外構構造物１００の内部を左右（水平）方向に形成される内部空間である。コンクリートブロック２の上端部には溝部２ｂが形成されており、下段側のコンクリートブロック２の溝部２ｂと一段上側のコンクリートブロック２の下面２ｃとを突合せることによって、空洞部１１Ｂが形成されている。空洞部１１Ａには、外構構造物１００（基部ＣＢ１及び組積部ＣＢ２）を補強する補強鉄筋を構成する縦筋６が配置されている。空洞部１１Ｂには、外構構造物１００（基部ＣＢ１及び組積部ＣＢ２）を補強する補強鉄筋を構成する横筋５が配置されている。また、空洞部１１Ａ，１１Ｂにはコンクリートやセメントモルタルなどの充填材１５が充填されている（図２において、梨地模様が付された部分に充填材１５が充填されている）。コンクリートブロック２の表面は意匠用の部材１２で覆われている（例えば、タイル張り）が、コンクリートブロック２自体に意匠用の加工が施されていてもよいし、意匠用の加工が施されていない通常のコンクリートブロックも使用可能である。なお、図３においては意匠用の部材１２は省略されている。
【００２２】
地盤面ＧＬとは、外構構造物１００の設計・施工の際に基準高さとして設定される基準面であり、例えば、地表面、砕石の上面、その他車庫や敷地内の通路の床舗装の仕上がり面などが、当該地盤面ＧＬとして設定される。地盤面ＧＬは、外構構造物１００が設けられる位置において基準高さとなる面である。例えば、建物が立っている位置における地表面や敷地外の地表面が、外構構造物１００が設けられる位置よりも高い場合や低い場合であっても、外構構造物１００が設けられている位置における地表面や砕石の上面が、地盤面ＧＬとなる。本実施形態では、整地、地均らしのために地表面に転圧された砕石３の上面が地盤面ＧＬに該当する。
【００２３】
杭基礎構造１は、地中に建てこまれる中空閉塞杭（中空管）４と、外構構造物１００を補強する補強鉄筋を構成する縦筋６と、地盤面ＧＬ上に設けられる外構構造物１００の基部ＣＢ１と、中空閉塞杭４の外周を保護する杭外周囲保護材（被覆体）７と、を備えて構成されている。
【００２４】
中空閉塞杭４は、一端が閉塞されることによって閉塞端４ａを有し、他端が開放されることによって開放端４ｂを有する中空状の杭である。中空閉塞杭４は内部空間ＳＰを有しており（図２参照）、当該内部空間ＳＰは開放端４ｂにおいてのみ開放されている。本実施形態では、中空閉塞杭４の閉塞端４ａは、地中ＧＤに挿入し易いように尖っているが、これに限らず、閉塞端４ａの先端を半球状にする等閉塞されている限り先端の形状が限定されることはない。中空閉塞杭４の材料として、金属や樹脂、コンクリートなどが用いられる。中空閉塞杭４の全長は６００〜２０００ｍｍとすることが好ましく、外径は４０〜８０ｍｍとすることが好ましい。
【００２５】
中空閉塞杭４は、閉塞端４ａが地盤面ＧＬから地中ＧＤに挿入され、開放端４ｂが地盤面ＧＬより所定の高さ突出した状態となるまで埋め込まれる。これにより、中空閉塞杭４は、地中ＧＤに埋設される地中埋設部４Ａと、地盤面ＧＬから突出した杭頭（突出部）４Ｂと、を有する状態となる。中空閉塞杭４は、外構構造物の基部の根切りが行われることなく、そのまま地中ＧＤに建て込まれる。杭頭４Ｂの突出量、すなわち地盤面ＧＬからの開放端４ｂの高さは、本実施形態のコンクリートブロック２に対しては、５０〜１５０ｍｍが好ましい。高さを５０ｍｍ以上とすることで、基部ＣＢ１を十分な強度で支持することができる。１５０ｍｍ以下とすることで、一段目の空洞部１１Ｂ内に挿通する横筋５と干渉することを防止できる。また、中空閉塞杭４の地中埋設部４Ａには、ブロック塀の長手方向と平行に、中空閉塞杭４の半径方向外方に突出し、中心軸線に平行になるように地中埋設部４Ａから張り出した側圧抵抗板（中空閉塞杭４の地中埋設部４Ａの半径方向外方に突出し、かつ当該中空閉塞杭４の中心軸線上にから張り出したもの）を設けてもよい（例えば、特許文献１に示されている）。このような抵抗板を設けることで、外構構造物１００に荷重が作用した場合に、地中ＧＤ内の抵抗板が周囲の土壌から抵抗を受けるため、中空閉塞杭４が荷重に対して外構構造物１００を強固に支持することができる。
【００２６】
縦筋６は、下端６ａ側において、中空閉塞杭４の開放端４ｂから内部に挿入されている。これにより、縦筋６の下端６ａ側の一部の領域が、中空閉塞杭４の内部空間ＳＰに配置される。また、中空閉塞杭４の内部空間ＳＰには充填材８が充填されている。これによって、中空閉塞杭４と縦筋６とは、一体的に構成される。充填材８として、例えばセメントモルタルやグラウトを用いることができる。縦筋６の中空閉塞杭４への挿入量、すなわち、中空閉塞杭４の開放端４ｂと縦筋６の下端６ａとの間の距離は、中空閉塞杭４と縦筋６の一体性を確保するために、４００〜８００ｍｍとすることが好ましい。縦筋６の径は特に限定されないが、特殊な極太径のものでなく、一般的な異形鉄筋の規格であるＤ１０〜Ｄ１３のものを採用することが好ましい。
【００２７】
外構構造物１００の基部ＣＢ１は、地盤面ＧＬ上に長手方向に複数並べられた一段目のコンクリートブロック２によって構成されている。この基部ＣＢ１は、根切り（地表面から所定の深さをもって外構塀の長手方向に連続した線状の掘削）なしに、地盤面ＧＬ上にそのまま設けられる。すなわち、基部ＣＢ１は、その高さ方向のほぼ全てが地盤面ＧＬより上側に露出させるように施工されており、根切りを行わずに地中に根入れ（地中ＧＤに埋まる部分）を設けないようにしている。一段目のコンクリートブロック２は、下面２ｃが砕石３の上面に接触していても、固定用の充填材などが介在することで下面２ｃが砕石３の上面に直接接触していなくてもよい。基部ＣＢ１には、中空閉塞杭４の杭頭４Ｂが埋設されている。杭頭４Ｂは、基部ＣＢ１の空洞部１１Ａ内に配置され、充填材１５で固められて基部ＣＢ１と一体となることにより、基部ＣＢ１に埋設される。基部ＣＢ１は、地中ＧＤに埋め込まれている中空閉塞杭４と一体化しているため、地中ＧＤ内に埋め込まれることなく地盤面ＧＬ上に配置されているにも関わらず、十分な強度を有している。
【００２８】
杭外周囲保護材７は、表層部における中空閉塞杭４の周囲に形成された杭周囲掘削穴部（外周表層部，掘削穴）９に施された被覆体を構成している。杭外周囲保護材７は、露や降雨等による流水が進入し易い部分である地盤面ＧＬの表層部付近において中空閉塞杭４の外周を覆って保護することにより、中空閉塞杭４の耐久性（耐腐食性）を向上させることができる。杭周囲掘削穴部９は、中空閉塞杭４を円形状に取り囲むような小径の穴を堀ったものである（すなわち、杭外周囲保護材７はほぼ円筒状の形状をなす）。各中空閉塞杭４に対して部分的に設けられた穴であり、互いの穴同士は連続していない。すなわち、杭周囲掘削穴部９は、基部の根入れ用の根切り（コンクリートブロック２が並べられる方向に連続して設けられている掘削穴）とは異なっている。杭外周囲保護材７（すなわち杭周囲掘削穴部９）の径は１２０〜２００ｍｍとすることが好ましく、深さは２００〜４００ｍｍとすることが好ましい。杭外周囲保護材７を構成する材料としては、中空閉塞杭４を保護できるものであれば特に限定されず、例えば、コンクリートやセメントモルタルなどの他、樹脂材や弾性ゴム体や防錆効果のある塗料を用いてもよい。なお、樹脂材や弾性ゴム体を用いる場合、露や雨水などが隙間に進入しないように中空閉塞杭４の杭周囲を水密処理した状態で、これらの部材を予め杭頭４Ｂ側から挿入して、杭外周囲保護材７を形成してもよい。
【００２９】
次に、図４及び図５を参照して、本実施形態に係る外構構造物１００の杭基礎構造１の施工方法について説明する。なお、以下の説明は施工方法の一例であり、寸法や用いる材料などは適宜変更してもよい。また、工程の順序や工程の内容も適宜変更してよい。
【００３０】
（工程１）
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、外構構造物１００の設置予定位置に地均らし（地業）のための砕石３を敷設する。砕石３の厚さは６０ｍｍとする。
【００３１】
（工程２）
図４（ｃ）に示すように、砕石３を転圧し、当該砕石３の上面を設計ＧＬ（外構設計上の基準高さとして設定する地盤面）と一致するように埋め込む。このとき、地面を掘削する必要はなく、６０ｍｍ程度であればレベル調整も含めて転圧にて対応可能である。
【００３２】
（工程３）
中空閉塞杭４として、径４８．６ｍｍ、長さ１３５０ｍｍ、厚さ２．４ｍｍの鋼製のものを準備する。図４（ｄ）に示すように、砕石３が設けられた位置に、この中空閉塞杭４を挿入して地中へ建てこむ。建て込みの施工は、油圧を利用した打ち込み装置を使用して行い、中空閉塞杭４の閉塞端４ａを地盤面ＧＬから地中ＧＤへ向けて圧入させていく。開放端４ｂ側の一部を地盤面ＧＬから所定の高さ（１５０ｍｍ）突出させた状態で打ち込みを終了することで、地盤面ＧＬから突出して地上露出した杭頭４Ｂを形成する。この杭頭４Ｂの突出高さは、基部ＣＢ１に埋設させる（飲み込ませる）ための高さを確保している。これにより中空閉塞杭４の周囲から杭内部に流水が進入することを防止することできる。この状態では、地中埋設部４Ａが１２００ｍｍとなり、地盤面ＧＬから地上露出した杭頭４Ｂが１５０ｍｍとなる。当該工程３は、本発明に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法（請求項４）における第一工程を構成する。この工程においては、中空閉塞杭４を挿入する前に、当該挿入部分に予め掘削（例えば、基部の根入れ用の掘削）により穴を形成しておく必要はない。掘削されていない地盤面ＧＬにそのまま中空閉塞杭４を挿入する。
【００３３】
（工程４）
図４（ｅ）に示すように、中空閉塞杭４の周囲を地表面から掘削することにより、径１７０ｍｍ、深さ３００ｍｍの杭周囲掘削穴部９を形成する。杭周囲掘削穴部９の径１７０ｍｍという寸法は、中空閉塞杭４の径である約５０ｍｍに鉄筋コンクリートの鉄筋に施されるかぶり厚さ６０ｍｍを考慮したものである。杭周囲掘削穴部９の深さ３００ｍｍは、地上から浸透する雨水などの影響が少ない深さを考慮したものである。
【００３４】
（工程５）
図５（ａ）に示すように、杭周囲掘削穴部９にセメントモルタル等を充填することによって、杭外周囲保護材７を被覆する。これによって、中空閉塞杭４の耐久性（耐腐食性）が向上する。
【００３５】
（工程６）
図５（ｂ）に示すように、中空閉塞杭４の内部に充填材８を充填する。充填材８として、セメントモルタル又はグラウトを用いる。当該工程６は、本発明に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法（請求項４）における第二工程を構成する。
【００３６】
（工程７）
図５（ｃ）に示すように、充填材８が充填された中空閉塞杭４の内部に鉄筋（縦筋６）を挿入する。このとき、縦筋６の挿入量を所定の量に維持し、縦筋６が沈まないように冶具（図示なし）をセットしてもよい。例えば、縦筋６の所定の位置に取り外し可能で中空閉塞杭４の開放端４ｂにおいて管壁に係止する樹脂製等のクリップ冶具を挿入しておき、中空閉塞杭４の内部に充填材８の硬化前でも中空閉塞杭４の管内において所定位置に保持した状態にする。充填材８が硬化することで中空閉塞杭４の管内において所定位置に保持した状態で縦筋６は中空閉塞杭４と一体化する。このように、縦筋６と中空閉塞杭４が一体化連続していることで杭頭４Ｂに作用する水平力に耐えることができ、転倒を防止することができる（作用する応力が軽減される）。当該工程７は、本発明に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法（請求項４）における第二工程を構成する。なお、工程６と工程７の順序を逆にしてもよい。
【００３７】
（工程８）
図５（ｄ）に示すように、地上部分の地盤面ＧＬ上に外構構造物１００を構成する一段目のコンクリートブロック２を設置することで、外構構造物１００の基部ＣＢ１を設ける。このとき、地上に突出している杭頭４Ｂを一対のコンクリートブロック２の溝部２ａで挟み込むように配置することで、杭頭４Ｂが基部ＣＢ１の空洞部１１Ａの内部に挿入された状態とする。また、空洞部１１Ａにセメントモルタルなどの充填材１５を充填することによって、杭頭４Ｂを基部ＣＢ１内に飲み込ませた状態、すなわち杭頭４Ｂを基部ＣＢ１に埋設した状態にする。当該工程８は、本発明に係る外構構造物の杭基礎構造の施工方法（請求項４）における第三工程を構成する。この工程においては、コンクリートブロック２を設置する前に、当該設置部分に予め掘削（基部の根入れ用の掘削）により穴を形成しておく必要はない。掘削されていない地盤面ＧＬ上にそのままコンクリートブロック２を設置する。また、外構構造物１００の長手方向の端部においてはコンクリートブロック２の端部同士により形成される空洞部１１Ａではなく、端部用のコンクリートブロック２の端部に竅たれた空洞部内に鉄筋が位置するように杭を打ち込み配置してもよい。端部以外でもコンクリートブロック２の中央部に設けられた空洞部に鉄筋が配置されるように中空閉塞杭４を打ち込み配してもよい。
【００３８】
（工程９）
図５（ｅ）に示すように、基部ＣＢ１の上段に更にコンクリートブロック２を積み上げていくことにより、組積部ＣＢ２を構成する。なお、積み上げた各段のコンクリートブロック２の水平継ぎ目には、空洞部１１Ｂを形成する溝部２ｂに横筋５を挿入すると共に、当該縦筋６と横筋５の交差部を結束線等で結束する（図示なし）。また、前記溝部２ｂにセメントモルタルを流し込んで上段のコンクリートブロック２を積み重ねていくことで、空洞部１１Ｂには、空洞部１１Ａと同様にセメントモルタルなどの充填材１５が充填された状態となる。以上によって、外構構造物１００が完成する。
【００３９】
次に、本実施形態に係る外構構造物１００の杭基礎構造１、及びその施工方法の作用・効果について説明する。
【００４０】
地中に建てこまれる中空閉塞杭４は、地盤面ＧＬより突出した杭頭４Ｂを有しており、当該杭頭４Ｂは地盤面ＧＬ上に設けられた外構構造物１００の基部ＣＢ１に埋設されている。ここで、中空閉塞杭４は、根入れ用の掘削を事前に行うことなく、そのまま地中に建てこまれ、外構構造物１００の基部ＣＢ１も地盤面ＧＬ上に設けられており地中埋設されるものではないため、根入れ用の根切りを行わずに地盤面ＧＬにそのまま設けることができる。すなわち、基礎の根切りを不要とすることができる。このように基礎の根切りを無くし、地中埋設された基礎を除いた状態であっても、外構構造物１００の基部ＣＢ１が地中ＧＤに建てこまれた中空閉塞杭４で支持されることによって、外構構造物１００の転倒に対する十分な抵抗力を確保し、安全性を高めることができる。また、また、縦筋６は、地盤面ＧＬから突出している中空閉塞杭４の開放端４ｂから内部に挿入されており、当該中空閉塞杭４の内部に充填された充填材８によって中空閉塞杭４と一体的に構成されている。縦筋６と中空閉塞杭４が一体化しているため、杭頭４Ｂに作用する水平力に耐えることができ、外構構造物１００の転倒を防止することができる。特許文献２のように特別な補強鉄筋（太径の鉄筋）で支持する構造ではないため、縦筋６は特別なものに限定されず一般的な規格の異形鉄筋等を適用することが可能となる。また、縦筋６は、水が浸入し易い地盤面ＧＬにおいて、中空閉塞杭４及び充填材８に被覆された構成となる。また、杭頭４Ｂは地盤面ＧＬから突出しているため、開放端４ｂから水は浸入し難い。これによって、縦筋６の錆びの進行を遅延させて耐久性を高めることができる。
【００４１】
外構構造物１００の基部ＣＢ１は、地盤面ＧＬに配置されるコンクリートブロック２によって構成され、中空閉塞杭４の杭頭４Ｂは、コンクリートブロック２に形成される空洞部１１Ａに挿入されており、当該空洞部１１Ａには、コンクリートまたはセメントモルタルなどの充填材１５が充填されている。このような構成により、中空閉塞杭４の杭頭４Ｂが外構構造物１００の基部ＣＢ１に該当するコンクリートブロック２と一体化することができる。これにより、転倒に対する抵抗力を高めることができる。
【００４２】
杭基礎構造１は、地中に埋設された中空閉塞杭４の杭周囲掘削穴部９に施された杭外周囲保護材７を備える。このような構成により、地中埋設された中空閉塞杭４の表層部の杭外周囲保護材７が、中空閉塞杭４の外周面の錆びによる腐食の進行を防ぐことができる。これにより、耐久性を高めることができる。
【００４３】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、外構構造物としてブロック塀を例示したが、図６に示すように、上側の領域をフェンス２１０で構成した外構構造物２００に本発明に係る杭基礎構造を採用してもよい。
【００４４】
また、図７や図８に示すように、外構構造物１００の基部ＣＢ１の構成部材を変更してもよい。図７に示す外構構造物３００の杭基礎構造３０１における基部ＣＢ１は、地盤面ＧＬ上に打設された鉄筋コンクリート３０２で構成されている。鉄筋コンクリート３０２は、根切りを行うことなく、地盤面ＧＬにそのまま設けられる。また、図８に示す外構構造物４００の杭基礎構造４０１における基部ＣＢ１は、地盤面ＧＬ上に設けられた型枠コンクリートブロック４０２で構成されている。型枠ブロック４０２は、根入れ用の掘削無しに、地盤面ＧＬにそのまま設けられる。また、上記図１〜図８の例において、組積部ＣＢ２に使用されるコンクリートブロック２について、空洞コンクリートブロックを用いて説明しているが、これに限らず、型枠コンクリートブロックを用いることも可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１，３０１，４０１…杭基礎構造、４…中空閉塞杭（中空管）、４Ｂ…杭頭（突出部）、４ａ…閉塞端、４ｂ…開放端、６…縦筋（補強鉄筋）、７…杭外周囲保護材（被覆体）、８…充填材、９…杭周囲掘削穴部（外周表層部）、１１Ａ…空洞部、１００，２００，３００，４００…外構構造物、ＣＢ１…外構構造物の基部、ＧＤ…地中、ＧＬ…地盤面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉塞端と開放端を有し、当該閉塞端側が地中に建てこまれると共に、基準高さとして設定される地盤面より前記開放端が所定の高さ突出した突出部を有する中空管と、
前記中空管の前記開放端から内部に挿入されており、当該中空管の内部に充填された充填材によって前記中空管と一体的に構成された、外構構造物を補強する補強鉄筋と、
前記外構構造物の基部と、を備え、
前記基部は、前記地盤面上に設けられ、
前記中空管の前記突出部は、前記基部に埋設されていることを特徴とする外構構造物の杭基礎構造。
【請求項２】
前記基部は、前記地盤面に配置されるコンクリートブロックによって構成され、
前記中空管の前記突出部は、前記コンクリートブロックに形成される空洞部に挿入されており、
当該空洞部には、コンクリートまたはセメントモルタルが充填されていることを特徴とする請求項１記載の外構構造物の杭基礎構造。
【請求項３】
前記地中に埋設された前記中空管の外周表層部に施された被覆体を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の外構構造物の杭基礎構造。
【請求項４】
閉塞端と開放端を有する中空管を、基準高さとして設定される地盤面へ前記閉塞端から挿入して地中へ建てこむと共に、前記地盤面より前記開放端が所定の高さ突出した突出部を形成する第一工程と、
前記中空管の内部に外構構造物を補強する補強鉄筋を挿入する工程、及び前記中空管の内部に充填材を充填する工程を有する第二工程と、
前記地盤面上に前記外構構造物の基部を設け、前記中空管の前記突出部を前記基部に埋設する第三工程と、を備えることを特徴とする外構構造物の杭基礎構造の施工方法。
【請求項５】
前記第三工程は、
コンクリートブロックに形成される空洞部に前記突出部が挿入された状態となるように、前記コンクリートブロックを前記地盤面上に配置し、前記コンクリートブロックの前記空洞部にコンクリートまたはセメントモルタルを充填する工程であることを特徴とする請求項４記載の外構構造物の杭基礎構造の施工方法。
【請求項６】
前記第一工程で前記地中に埋設された前記中空管の表層部を掘削することで掘削穴を形成し、当該掘削穴に前記中空管の周囲を被覆する被覆体を施す工程、を更に備えることを特徴とする請求項４または５に記載の外構構造物の杭基礎構造の施工方法。
【請求項１】
閉塞端と開放端を有し、当該閉塞端側が地中に建てこまれると共に、基準高さとして設定される地盤面より前記開放端が所定の高さ突出した突出部を有する中空管と、
前記中空管の前記開放端から内部に挿入されており、当該中空管の内部に充填された充填材によって前記中空管と一体的に構成された、外構構造物を補強する補強鉄筋と、
前記外構構造物の基部と、を備え、
前記基部は、前記地盤面上に設けられ、
前記中空管の前記突出部は、前記基部に埋設されていることを特徴とする外構構造物の杭基礎構造。
【請求項２】
前記基部は、前記地盤面に配置されるコンクリートブロックによって構成され、
前記中空管の前記突出部は、前記コンクリートブロックに形成される空洞部に挿入されており、
当該空洞部には、コンクリートまたはセメントモルタルが充填されていることを特徴とする請求項１記載の外構構造物の杭基礎構造。
【請求項３】
前記地中に埋設された前記中空管の外周表層部に施された被覆体を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の外構構造物の杭基礎構造。
【請求項４】
閉塞端と開放端を有する中空管を、基準高さとして設定される地盤面へ前記閉塞端から挿入して地中へ建てこむと共に、前記地盤面より前記開放端が所定の高さ突出した突出部を形成する第一工程と、
前記中空管の内部に外構構造物を補強する補強鉄筋を挿入する工程、及び前記中空管の内部に充填材を充填する工程を有する第二工程と、
前記地盤面上に前記外構構造物の基部を設け、前記中空管の前記突出部を前記基部に埋設する第三工程と、を備えることを特徴とする外構構造物の杭基礎構造の施工方法。
【請求項５】
前記第三工程は、
コンクリートブロックに形成される空洞部に前記突出部が挿入された状態となるように、前記コンクリートブロックを前記地盤面上に配置し、前記コンクリートブロックの前記空洞部にコンクリートまたはセメントモルタルを充填する工程であることを特徴とする請求項４記載の外構構造物の杭基礎構造の施工方法。
【請求項６】
前記第一工程で前記地中に埋設された前記中空管の表層部を掘削することで掘削穴を形成し、当該掘削穴に前記中空管の周囲を被覆する被覆体を施す工程、を更に備えることを特徴とする請求項４または５に記載の外構構造物の杭基礎構造の施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２５１２９２（Ｐ２０１２−２５１２９２Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２２１７０（Ｐ２０１１−１２２１７０）
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（３０３０４６２４４）旭化成ホームズ株式会社 (703)
【出願人】（５９１１９６７５１）旭中部資材株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（３０３０４６２４４）旭化成ホームズ株式会社 (703)
【出願人】（５９１１９６７５１）旭中部資材株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
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