建物の基礎構造
【課題】布基礎やべた基礎のコンクリート基礎としての機能を損なうことなく、鋼管杭の内部を有効に利用することができる建物の基礎構造を提供する。
【解決手段】底盤３と立ち上がり部４とを有する布基礎やべた基礎などのコンクリート基礎１と、このコンクリート基礎１を介して建物を支持すべく地中に埋設された鋼管杭５とを備えた基礎構造であって、鋼管杭５の杭頭部５ａが、底盤３を貫通して該底盤の上方に開口していることを特徴とする。さらに、底盤３内に配設された補強筋７と杭頭部５の外周に突出して設けられた突出部材６とを緊結する。
【解決手段】底盤３と立ち上がり部４とを有する布基礎やべた基礎などのコンクリート基礎１と、このコンクリート基礎１を介して建物を支持すべく地中に埋設された鋼管杭５とを備えた基礎構造であって、鋼管杭５の杭頭部５ａが、底盤３を貫通して該底盤の上方に開口していることを特徴とする。さらに、底盤３内に配設された補強筋７と杭頭部５の外周に突出して設けられた突出部材６とを緊結する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建物の基礎構造に関し、さらに詳細には、例えば戸建て住宅の基礎として適用されている布基礎やべた基礎に鋼管杭を併用した基礎構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
戸建て住宅の基礎としては、一般に布基礎やべた基礎が適用されるが、近年では地震による不同沈下等を未然に防ぐために、鋼管杭を併用するケースが多くなっている。この場合、鋼管杭の杭頭処理は、従来、図５に示すような方法が採られている。すなわち、（ａ）に示す布基礎５０及び（ｂ）に示すべた基礎５１とも、鋼管杭５２の杭頭は鋼製の蓋５３で閉塞される。そして、砕石５４を敷設したうえで、立ち上がり部５５が鋼管杭５０の鉛直方向直上に位置するようにコンクリートを打設して基礎５０，５１が築造される。このような、杭頭処理がなされた基礎構造においては、従来、鋼管杭５２の内部は何ら他の用途に利用されていない。
【０００３】
ところで、特許文献１には地中熱を利用するために、鋼管杭の内部に熱交換パイプを挿入するようにした技術が開示されている。しかしながら、この従来技術では、熱交換パイプは基礎の立ち上がり部の内部を通して鋼管杭の内部に導かれている。このため、熱交換パイプが埋め込まれることとなる立ち上がり部のコンクリートに、温度差等による亀裂が生じること、また、コンクリートの断面欠損が生じるというような基礎応力の構造計算上重大な課題を抱えること等が懸念され、基礎構造としては現実的なものとはいえない。
【特許文献１】特開平１−１２３９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、布基礎やべた基礎のコンクリート基礎としての機能を損なうことなく、鋼管杭の内部を有効に利用することができる建物の基礎構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、底盤と立ち上がり部とを有する布基礎やべた基礎などのコンクリート基礎と、このコンクリート基礎を介して建物を支持すべく地中に埋設された鋼管杭とを備えた基礎構造であって、
前記鋼管杭の杭頭部が、前記底盤を貫通して該底盤の上方に開口していることを特徴とする建物の基礎構造にある。
【０００６】
上記基礎構造において、前記杭頭部と前記底盤との一体化を向上させるための手段を設けると良い。例えば、前記杭頭部の外周に突出部材が設けられている構造とすることができる。また、前記底盤内に配設された補強筋が、前記杭頭部に緊結されている構造とすることもできる。この場合、補強筋は杭頭部に直接緊結されてもよいし、杭頭部の外周に設けられた突出部材に緊結されるようにしてもよい。
【０００７】
前記鋼管杭は杭本体と杭頭部とが分離され、杭頭部の下端が杭本体の上端に嵌合されている構造とすると良い。この場合、前記杭本体と杭頭部との嵌合部には互いに係合する係合手段が設けられている構造が採用される。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、布基礎やべた基礎のコンクリート基礎としての機能を損なうことなく、鋼管杭の内部を有効に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明の実施形態を示す断面図である。戸建て住宅のコンクリート基礎としては、前述のように、布基礎やべた基礎が一般的に適用され、この実施形態は布基礎にこの発明を適用した例である。
【００１０】
布基礎１は、周知のように、底盤３と立ち上がり部４とからなっている。立ち上がり部４は、戸建て住宅の土台が設置される部分である。この発明によれば、鋼管杭５は、従来のように立ち上がり部４の直下ではなく、立ち上がり部４から側方にずれた位置に設けられている。しかも、杭頭部５ａが底盤３を貫通して設けられている。杭頭部５ａの上端は底盤３の上方に開口し、これにより鋼管杭５の内部を有効利用することができる。すなわち、例えば地下熱を利用した冷暖房システムにおける熱交換パイプを鋼管杭５の内部に直接挿入することができる。なお、底盤３は、ねじれ剛性を高めるために、従来の一般工法よりも大きくされている。符号１２は砕石を示している。
【００１１】
図２に示す実施形態は、この発明をべた基礎に適用した例である。べた基礎２は、建物の底面全体に亘ってコンクリートが打設されてなる底盤３（通常、スラブあるいはコンクリートスラブと称されるが、この発明では布基礎及びべた基礎いずれの場合も底盤と総称する）と、立ち上がり部４とからなる。この実施形態でも、鋼管杭５は立ち上がり部４の直下ではなく、杭頭部５ａが立ち上がり部４の近くにおいて底盤３を貫通して設けられている。
【００１２】
図１及び図２に示した実施形態ともに、杭頭部５ａは底盤３を貫通して該底盤から突出しているが、図２に示したべた基礎の場合、杭頭部５ａの上端面が底盤３の上面と略面一となるように施工してもよい。すなわち、この発明でいう貫通とはこのような施工態様をも含む概念である。
【００１３】
図１及び図２に示した実施形態ともに、杭頭部５ａは底盤３のコンクリートの付着力により、該底盤と一体化して建物の荷重を鋼管杭５に伝達することができるが、これら実施形態では一体化を向上させるための手段が設けられている。まず、杭頭部５ａの外周には突出部材としてのフランジ６が設けられている。さらに、このフランジ６と底盤３内に配置された補強筋（鉄筋）７とが溶接等により緊結されている。これにより、基礎１，２に作用する応力を鋼管杭５に確実に伝達することができる。
【００１４】
補強筋７は、フランジ６を設けることなく、杭頭部５ａに直接溶接等により緊結することもできる。突出部材は、フランジとするに限らず、杭頭部５ａの外周に突出する単数又は複数の板状あるいは棒状のものでもよく、また、杭頭部５ａの高さ方向に複数段設けるようにしてもよい。
【００１５】
鋼管杭５は杭頭部５ａが杭本体５ｂと分離されている。図３及び図４は杭頭部５ａの詳細を示し、図３は平面図、図４は立面図である。杭頭部５ａの下端部には嵌合部８が設けられている。嵌合部８は管材からなり、杭頭部５ａの下端部内周に溶接等により固着されて形成される。杭本体５ｂは回転圧入等の施工法により地中に埋設され、施工後に上端が所定レベルになるように施工される。この杭本体５ｂの上端部内周に、杭頭部５ａの嵌合部８が嵌合される。
【００１６】
嵌合部８には、下端部に入口９を有する開口１０が設けられている。他方、杭本体５ｂの上端部内周に突起１１（図４に鎖線で示されている）が設けられている。杭頭部５ａの嵌合部８を杭本体５ｂに嵌合させる際に、突起１１を入口９を通して開口１０に進入させる。そして、杭頭部５ａを所要角度だけ回転させると、嵌合部８と杭本体５ｂとが互いに係合し、両者は一体化する。このように、杭本体５ｂと杭頭部５ａとを分離することにより、施工性が良好となる。なお、嵌合部と杭本体５ｂとを係合させる手段は、例示であり、種々の態様を採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明を布基礎に適用した実施形態を示す断面図である。
【図２】この発明をべた基礎に適用した実施形態を示す断面図である。
【図３】杭本体と分離された杭頭部を示す平面図である。
【図４】同杭頭部の立面図である。
【図５】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１ 布基礎
２ べた基礎
３ 底盤
４ 立ち上がり部
５ 鋼管杭
５ａ 杭頭部
５ｂ 杭本体
６ フランジ
７ 補強筋
８ 嵌合部
９ 入口
１０ 開口
１１ 突起
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建物の基礎構造に関し、さらに詳細には、例えば戸建て住宅の基礎として適用されている布基礎やべた基礎に鋼管杭を併用した基礎構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
戸建て住宅の基礎としては、一般に布基礎やべた基礎が適用されるが、近年では地震による不同沈下等を未然に防ぐために、鋼管杭を併用するケースが多くなっている。この場合、鋼管杭の杭頭処理は、従来、図５に示すような方法が採られている。すなわち、（ａ）に示す布基礎５０及び（ｂ）に示すべた基礎５１とも、鋼管杭５２の杭頭は鋼製の蓋５３で閉塞される。そして、砕石５４を敷設したうえで、立ち上がり部５５が鋼管杭５０の鉛直方向直上に位置するようにコンクリートを打設して基礎５０，５１が築造される。このような、杭頭処理がなされた基礎構造においては、従来、鋼管杭５２の内部は何ら他の用途に利用されていない。
【０００３】
ところで、特許文献１には地中熱を利用するために、鋼管杭の内部に熱交換パイプを挿入するようにした技術が開示されている。しかしながら、この従来技術では、熱交換パイプは基礎の立ち上がり部の内部を通して鋼管杭の内部に導かれている。このため、熱交換パイプが埋め込まれることとなる立ち上がり部のコンクリートに、温度差等による亀裂が生じること、また、コンクリートの断面欠損が生じるというような基礎応力の構造計算上重大な課題を抱えること等が懸念され、基礎構造としては現実的なものとはいえない。
【特許文献１】特開平１−１２３９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、布基礎やべた基礎のコンクリート基礎としての機能を損なうことなく、鋼管杭の内部を有効に利用することができる建物の基礎構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、底盤と立ち上がり部とを有する布基礎やべた基礎などのコンクリート基礎と、このコンクリート基礎を介して建物を支持すべく地中に埋設された鋼管杭とを備えた基礎構造であって、
前記鋼管杭の杭頭部が、前記底盤を貫通して該底盤の上方に開口していることを特徴とする建物の基礎構造にある。
【０００６】
上記基礎構造において、前記杭頭部と前記底盤との一体化を向上させるための手段を設けると良い。例えば、前記杭頭部の外周に突出部材が設けられている構造とすることができる。また、前記底盤内に配設された補強筋が、前記杭頭部に緊結されている構造とすることもできる。この場合、補強筋は杭頭部に直接緊結されてもよいし、杭頭部の外周に設けられた突出部材に緊結されるようにしてもよい。
【０００７】
前記鋼管杭は杭本体と杭頭部とが分離され、杭頭部の下端が杭本体の上端に嵌合されている構造とすると良い。この場合、前記杭本体と杭頭部との嵌合部には互いに係合する係合手段が設けられている構造が採用される。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、布基礎やべた基礎のコンクリート基礎としての機能を損なうことなく、鋼管杭の内部を有効に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明の実施形態を示す断面図である。戸建て住宅のコンクリート基礎としては、前述のように、布基礎やべた基礎が一般的に適用され、この実施形態は布基礎にこの発明を適用した例である。
【００１０】
布基礎１は、周知のように、底盤３と立ち上がり部４とからなっている。立ち上がり部４は、戸建て住宅の土台が設置される部分である。この発明によれば、鋼管杭５は、従来のように立ち上がり部４の直下ではなく、立ち上がり部４から側方にずれた位置に設けられている。しかも、杭頭部５ａが底盤３を貫通して設けられている。杭頭部５ａの上端は底盤３の上方に開口し、これにより鋼管杭５の内部を有効利用することができる。すなわち、例えば地下熱を利用した冷暖房システムにおける熱交換パイプを鋼管杭５の内部に直接挿入することができる。なお、底盤３は、ねじれ剛性を高めるために、従来の一般工法よりも大きくされている。符号１２は砕石を示している。
【００１１】
図２に示す実施形態は、この発明をべた基礎に適用した例である。べた基礎２は、建物の底面全体に亘ってコンクリートが打設されてなる底盤３（通常、スラブあるいはコンクリートスラブと称されるが、この発明では布基礎及びべた基礎いずれの場合も底盤と総称する）と、立ち上がり部４とからなる。この実施形態でも、鋼管杭５は立ち上がり部４の直下ではなく、杭頭部５ａが立ち上がり部４の近くにおいて底盤３を貫通して設けられている。
【００１２】
図１及び図２に示した実施形態ともに、杭頭部５ａは底盤３を貫通して該底盤から突出しているが、図２に示したべた基礎の場合、杭頭部５ａの上端面が底盤３の上面と略面一となるように施工してもよい。すなわち、この発明でいう貫通とはこのような施工態様をも含む概念である。
【００１３】
図１及び図２に示した実施形態ともに、杭頭部５ａは底盤３のコンクリートの付着力により、該底盤と一体化して建物の荷重を鋼管杭５に伝達することができるが、これら実施形態では一体化を向上させるための手段が設けられている。まず、杭頭部５ａの外周には突出部材としてのフランジ６が設けられている。さらに、このフランジ６と底盤３内に配置された補強筋（鉄筋）７とが溶接等により緊結されている。これにより、基礎１，２に作用する応力を鋼管杭５に確実に伝達することができる。
【００１４】
補強筋７は、フランジ６を設けることなく、杭頭部５ａに直接溶接等により緊結することもできる。突出部材は、フランジとするに限らず、杭頭部５ａの外周に突出する単数又は複数の板状あるいは棒状のものでもよく、また、杭頭部５ａの高さ方向に複数段設けるようにしてもよい。
【００１５】
鋼管杭５は杭頭部５ａが杭本体５ｂと分離されている。図３及び図４は杭頭部５ａの詳細を示し、図３は平面図、図４は立面図である。杭頭部５ａの下端部には嵌合部８が設けられている。嵌合部８は管材からなり、杭頭部５ａの下端部内周に溶接等により固着されて形成される。杭本体５ｂは回転圧入等の施工法により地中に埋設され、施工後に上端が所定レベルになるように施工される。この杭本体５ｂの上端部内周に、杭頭部５ａの嵌合部８が嵌合される。
【００１６】
嵌合部８には、下端部に入口９を有する開口１０が設けられている。他方、杭本体５ｂの上端部内周に突起１１（図４に鎖線で示されている）が設けられている。杭頭部５ａの嵌合部８を杭本体５ｂに嵌合させる際に、突起１１を入口９を通して開口１０に進入させる。そして、杭頭部５ａを所要角度だけ回転させると、嵌合部８と杭本体５ｂとが互いに係合し、両者は一体化する。このように、杭本体５ｂと杭頭部５ａとを分離することにより、施工性が良好となる。なお、嵌合部と杭本体５ｂとを係合させる手段は、例示であり、種々の態様を採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明を布基礎に適用した実施形態を示す断面図である。
【図２】この発明をべた基礎に適用した実施形態を示す断面図である。
【図３】杭本体と分離された杭頭部を示す平面図である。
【図４】同杭頭部の立面図である。
【図５】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１ 布基礎
２ べた基礎
３ 底盤
４ 立ち上がり部
５ 鋼管杭
５ａ 杭頭部
５ｂ 杭本体
６ フランジ
７ 補強筋
８ 嵌合部
９ 入口
１０ 開口
１１ 突起
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底盤と立ち上がり部とを有する布基礎やべた基礎などのコンクリート基礎と、このコンクリート基礎を介して建物を支持すべく地中に埋設された鋼管杭とを備えた基礎構造であって、
前記鋼管杭の杭頭部が、前記底盤を貫通して該底盤の上方に開口していることを特徴とする建物の基礎構造。
【請求項２】
前記杭頭部の外周に突出部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載の建物の基礎構造。
【請求項３】
前記底盤内に配設された補強筋が、前記杭頭部に緊結されていることを特徴とする請求項１記載の建物の基礎構造。
【請求項４】
前記底盤内に配設された補強筋が、前記杭頭部の外周に設けられた突出部材に緊結されていることを特徴とする請求項１記載の建物の基礎構造。
【請求項５】
前記鋼管杭は杭本体と杭頭部とが分離され、杭頭部の下端が杭本体の上端に嵌合されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１記載の建物の基礎構造。
【請求項６】
前記杭本体と杭頭部との嵌合部には互いに係合する係合手段が設けられていることを特徴とする請求項５記載の建物の基礎構造。
【請求項１】
底盤と立ち上がり部とを有する布基礎やべた基礎などのコンクリート基礎と、このコンクリート基礎を介して建物を支持すべく地中に埋設された鋼管杭とを備えた基礎構造であって、
前記鋼管杭の杭頭部が、前記底盤を貫通して該底盤の上方に開口していることを特徴とする建物の基礎構造。
【請求項２】
前記杭頭部の外周に突出部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載の建物の基礎構造。
【請求項３】
前記底盤内に配設された補強筋が、前記杭頭部に緊結されていることを特徴とする請求項１記載の建物の基礎構造。
【請求項４】
前記底盤内に配設された補強筋が、前記杭頭部の外周に設けられた突出部材に緊結されていることを特徴とする請求項１記載の建物の基礎構造。
【請求項５】
前記鋼管杭は杭本体と杭頭部とが分離され、杭頭部の下端が杭本体の上端に嵌合されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１記載の建物の基礎構造。
【請求項６】
前記杭本体と杭頭部との嵌合部には互いに係合する係合手段が設けられていることを特徴とする請求項５記載の建物の基礎構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１７７０１８（Ｐ２００６−１７７０１８Ａ）
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７０５６０（Ｐ２００４−３７０５６０）
【出願日】平成１６年１２月２２日（２００４．１２．２２）
【出願人】（０００１６８５０６）鉱研工業株式会社 (43)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２２日（２００４．１２．２２）
【出願人】（０００１６８５０６）鉱研工業株式会社 (43)
【Ｆターム（参考）】
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