杭の補強方法及び杭
【目的】杭の支持力を向上する方法を提供すること。
【構成】杭の補強方法であって、埋設された前記杭の周縁領域を除去して、該杭を露出させるステップと、前記除去した領域の底部に補強層を形成するステップと、前記補強層に当接する鍔部材を前記露出された杭に取り付けるステップと、を含む、杭の補強方法である。
【構成】杭の補強方法であって、埋設された前記杭の周縁領域を除去して、該杭を露出させるステップと、前記除去した領域の底部に補強層を形成するステップと、前記補強層に当接する鍔部材を前記露出された杭に取り付けるステップと、を含む、杭の補強方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は建物の基礎の補強に関する。詳しくは基礎の杭に対する補強に関する。
【背景技術】
【０００２】
増築等による建物の荷重の増加、軟弱地盤による支持力不足、基礎杭の劣化などが生じた場合には、その建物の基礎を補強する必要がある。基礎の補強方法として、新たな杭の増設（打ち増し）や、特許文献１及び２に開示の方法が例としてあげられる。特許文献１の方法は、建物の基礎に用いられている杭の中に、当該杭よりも径が小さい鋼管を挿入して、杭を内側から補強するものである。特許文献２の方法は、杭の周面にシート状の繊維材を巻き付けて杭の外周面を補強するものである。
一方、新たに杭を設ける場合において、支持地盤が深い位置にある場合は、これに応じて長い杭を使用したり、比較的短い杭を複数連結して使用している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６０１５５号公報
【特許文献２】特開２００７−１３８５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の打ち増しでは、新たな杭を圧入するための作業スペースを確保するために、建物の基礎地盤の広い範囲を掘り返す必要があり、作業が煩雑である。新たな杭を圧入するための設置スペースが必要となるため、施工対象となる建物によっては施工が困難となる場合がある。また、支持地盤まで到達する長さの杭を用意したり、あるいは短い杭を複数繋ぎ合わせて支持地盤まで到達する長さとする必要があり、コスト面で不利であった。特許文献１、２の方法では、劣化した部位など、杭の特定部位を補強するものであるため、杭全体の支持力を向上させる目的には不向きである。
一方、新たに杭を設ける場合においても、支持地盤まで到達する長さの杭を圧入することは作業に手間がかかっていた。さらに、長い杭を使用することはコスト面でも不利であった。また、比較的短い杭を複数繋ぐ場合においても、深い支持地盤まで到達するまで圧入することは手間がかかる。
そこで、本発明は、杭の支持力を向上する方法を提供することを目的の一つとする。また、深い支持地盤に到達するまで圧入しなくとも中間支持地盤で所定の支持力が得られる杭の設置方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以上の課題を少なくとも一つを解決するためになされたものであり、本発明の第１の局面は以下の構成からなる。即ち、
杭の補強方法であって、
埋設された前記杭の周縁領域を除去して、該杭を露出させるステップと、
前記除去した領域の底部に補強層を形成するステップと、
前記補強層に当接する鍔部材を前記露出された杭に取り付けるステップと、
を含む、杭の補強方法である。
【発明の効果】
【０００６】
第１の局面の杭の補強方法によれば、補強層に当接する鍔部材が埋設された杭に取り付けられるため、当該鍔部材を介して補強層から支持力を得ることができ、杭全体の支持力が向上する。また、打ち増しをする場合に比べて、打ち増しスペースが不要であり、また施工範囲も杭の周縁領域だけでよいため、十分な作業スペースを確保することが困難な建物に対して施工が容易である。また、施工範囲が小さくて済むため、施工期間の短縮に寄与する。また、深い支持地盤に到達するまで圧入しなくとも中間支持地盤で所定の支持力が得られ、杭長が短くて済む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】杭の補強方法１の模式図である。
【図２】杭の補強方法１により補強された杭２０の作用効果を説明する図である。
【図３】杭の補強方法１００の模式図である。
【図４】杭の補強方法１００により補強された杭２０の作用効果を説明する図である。
【図５】杭の補強方法１０１の模式図である。
【図６】杭の補強方法１０２の模式図である。
【図７】杭の補強方法１０２により補強された杭２０の作用効果を説明する図である。
【図８】杭２００の設置方法の模式図である。
【図９】図９Ａは継手部材６００が取り付けられた杭２００の斜視図であり、図９Ｂは鍔部材６３０が取り付けられた杭２０２の斜視図である。
【図１０】本発明の他の局面における実施例を説明するための模式図である。
【図１１】安定材８０による作用効果を説明するための模式図である。
【図１２】本発明の他の局面における変形例を説明するための模式図である。
【図１３】本発明の他の局面における他の変形例を説明するための模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の第１の局面である杭の補強方法では、まず、埋設された杭の周縁領域を除去して、該杭を露出させる（第１のステップ）。第１のステップにおいて、除去する領域の範囲は特に限定されず、必要とされる支持力、後述の鍔部材の大きさ、杭周縁の地盤の硬さなどを考慮して適宜決定することができる。例えば、除去する領域の範囲は、杭の軸心を中心軸とする円柱領域、四角柱領域とすることができる。杭の周縁領域を除去する方法は、当該杭の周縁領域に空間部を形成できるものであれば特に限定されない。例えば、当該杭の周縁領域を掘り下げて土石等を取り除いても良いし、当該杭の周縁領域の地盤を圧密するなどして杭が露出するように空間部を形成しても良い。
【０００９】
本発明の第１の局面である杭の補強方法では、杭の周縁領域を除去して、該杭を露出させた後、除去した領域の底部に補強層を形成する（第２のステップ）。これにより、杭の周縁領域に硬い層が形成される。当該補強層の形成方法は、例えば、砕石、土嚢、コンクリート若しくはモルタルの敷設、固化材の注入、又はこれらを組み合わせた方法を採用できる。砕石、土嚢、コンクリート又はモルタルを敷設する場合、敷設する厚さは、必要とされる支持力、杭周縁の地盤の硬さ等を考慮して適宜決定できる。固化材を使用する場合は、固化材は公知のものを採用することができる。補強層はその上面が水平となるように形成することが好ましい。後述の鍔部材によって得られる支持力が鉛直方向となり、当該杭が支持する建物に対してその支持力が効率的に発揮されるからである。なお、第１の局面における杭の種類は特に限定されない。例えば、鋼管杭、PHC杭、RC杭、SC杭などの公知の杭に対して、第１の局面の補強方法を適用することができる。
【００１０】
本発明の第１の局面である杭の補強方法では、補強層の形成後、当該補強層に当接する鍔部材を杭に取り付ける（第３のステップ）。鍔部材の形態は、補強層に接する面積が十分に得られる形状が好ましく、例えば、杭の軸心を中心とする円板状、矩形板状、六角形板状などとすることができる。また、鍔部材の形状は、杭の軸心を中心とする軸対象の形状であることが好ましい。建物の荷重が鍔部材に対してバランスよく負荷されるからである。なお、複数の板状部材を組み合わせて鍔部材とすることもできる。
鍔部材を杭に取り付ける方法は特に限定されず、例えば、溶接、接着剤による接着、ボルトによる接合、嵌合機構による嵌め込み、ねじ切り等による螺合機構での螺設などを採用できる。また、鍔部材及び杭と連結可能な連結部材を用意して、当該連結部材を介して鍔部材を杭に取り付けてもよい。
【００１１】
補強層に当接する鍔部材は、杭への当該鍔部材取り付け時、又は施行完了時において必ずしも補強層へ当接していなくともよい。すなわち、当該鍔部材取り付け時、又は施行完了時に補強層と鍔部材とが離隔していても良い。施行完了後に埋め戻した土等が当該離隔した領域に入り込んで当該離隔した領域が充填されたり、建物の荷重により杭が鍔部材とともに圧入されて当該離隔した領域が圧縮されて鍔部材と補強層とが当接したりすることにより、建物の荷重に対して鍔部材を介して補強層から支持力が得られることとなる。
【００１２】
補強層に当接するように杭に鍔部材を取り付けた後、鍔部材を覆うように補強層の形成材料を再度敷設又は注入してもよい。これにより、鍔部材が補強層内に位置することなる。その結果、補強層と鍔部材とが接触する面積が増し、そこに生じる摩擦力の総量が増加するため、全体として支持力が向上する。また、鍔部材が補強層内に位置することにより、施行後における鍔部材の補強層に対する位置ずれの発生が防止される。
【００１３】
本発明の第２の局面は、表層付近に補強層が設けられた地中に埋設される杭であって、該杭の杭頭又は該杭の周面に立設され、該杭が地中に埋設されたときに補強層に当接する鍔部材を備える杭である。ここで補強層は、地盤を掘削して、砕石、土嚢、コンクリート若しくはモルタルの敷設、固化材の注入、又はこれらを組み合わせた方法によって形成することができる。第２の局面の杭によれば、当該鍔部材が補強層に当接することにより支持力が向上する。これにより、深い支持地盤に到達するまで圧入しなくとも所定の支持力を得ることができ、杭長を短くすることができる。
鍔部材の形態は、補強層に接する面積が十分に得られる形状が好ましく、例えば、杭の軸心を中心とする円板状、矩形板状、六角形板状などとすることができる。また、鍔部材の形状は、杭の軸心を中心とする軸対象の形状であることが好ましい。当該杭が支持する建物等の荷重が鍔部材に対してバランスよく負荷されるからである。
【００１４】
鍔部材を杭の周面に設ける場合、鍔部材を設ける位置は当該杭を設置する支持地盤の深さや硬さ、補強層の硬さや組成を考慮して適宜決定することができる。当該鍔部材は杭の周面を囲繞するように設けることが好ましい。支持力がバランスよく得られるため軸ズレが防止されるからである。鍔部材は前記杭の周面に垂直に設けることが好ましい。鍔部材によって得られる支持力が鉛直方向となり、当該杭が支持する建物等に対してその支持力が効率的に発揮されるからである。
【００１５】
鍔部材の杭との接続部から鍔部材の外縁までの距離、即ち、鍔部材の大きさは、例えば、杭の径の約０．５〜約５．０倍、好ましくは約１．０〜約３．０倍とすることができる。鍔部材をこのような大きさとすることにより十分な支持力が得られる。なお、第２の局面における杭の種類は第１の局面と同様に特に限定されず、鋼管杭、PHC杭、RC杭、SC杭など、公知の杭を採用することができる。
【００１６】
本発明の第７の局面は、杭の補強方法であって、埋設された前記杭の周縁領域を除去して、該杭を露出させるステップと、前記除去した領域の底部に前記杭の周面と当接する補強層を形成するステップと、を含む、杭の補強方法である。この杭の補強方法によれば、露出した杭の周面に補強層が当接するため、杭に荷重がかかると、杭と補強層との間に大きな摩擦力が生じる。これにより、荷重に対する杭の支持力が高まる。補強層は露出した杭の周面の内、所定高さの領域において全周面に当接するように設けることが好ましい。補強層と杭周面との間に生じる摩擦力のバランスが杭周方向において良好となり、荷重に対する鉛直方向の力を効率的に得ることができるからである。補強層の厚さは均一であっても良いし、杭の軸方向に連続的又は段階的に変化するものとしても良い。例えば、補強層の形状を杭の軸芯を中心とする円柱状、部分円錐形状、円錐台形状とすることができる。
以下本発明の実施例について、より詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の杭の補強方法１の模式図を図１に示す。 杭の補強方法１は、図１Ａに示すように、建物（図示せず）の基礎として地盤１０に埋設された杭２０の杭頭２１の周縁領域の土を除去して空間部４０を形成し、杭２０を露出させる。空間部４０は杭２０を軸心とする直径約５００ｍｍ、深さ約１０００ｍｍの円筒形である。空間部４０の底部４１は略水平面となっている。
【００１８】
次に、図１Ｂに示すように、空間部４０の底部４１に砕石５０を敷設し、補強層５１を形成する。補強層５１の厚さは約５００ｍｍである。砕石５０は密に敷設され、補強層５１の上面は水平となっている。また、補強層５１の杭２０に対向する面５２は杭２０の外周面２４と当接している。次に、図１Ｃに示すように、空間部４０を埋め直し、施工を完了する。
【００１９】
図２に杭の補強方法１による作用効果を説明する図を示す。図２に示すように、杭の補強方法１によれば、補強層５１の面５２と杭２０の外周面２４とが当接しているため、荷重Fによりここに摩擦力が生じて支持力Ｐａが得られる。また、杭２０の外周面２４と地盤１０との接触部においても荷重Fにより摩擦力が生じて支持力Ｐｂが得られる。 これらにより、杭２０の先端２３において支持地盤１１から荷重Ｆ１に対向する支持力Ｐ１が得られるとともに、杭２０の外周面２４で支持力Ｐａ、Ｐｂが得られる。ここで、補強層５１は砕石５０を密に敷き詰めて形成されるため、補強層５１の面５２と杭２０の外周面２４との間に生じる摩擦力は、地盤１０と杭２０の外周面２４との間に生じる摩擦力よりも大きい。従って、支持力Ｐａは補強層５１を設けなかった場合の（地盤１０の）支持力よりも大きくなり、その結果、杭２０の支持力が向上することとなる。
【００２０】
杭の補強方法１の施工範囲は杭２０の周縁領域のみであるため、作業スペースが小さくて済む。これにより、十分な作業スペースを確保することが困難な建物に対して容易に施工することができる。また、施工範囲が小さいため、施工期間を短縮できる。
なお、本実施例では砕石５０を敷設して補強層５１を形成したが、これの他に、土嚢、コンクリート又はモルタルを敷設して形成しても良い。また、固化材を注入して補強層５１を形成しても良い。
【実施例２】
【００２１】
本発明の杭の補強方法１００の模式図を図３に示す。なお、図１、２で示す部材と同等の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。杭の補強方法１’は、杭の補強方法１において図１Ａ、Ｂで示すのと同様に空間部４０を形成し、杭２０を露出させる（図３Ａ参照）。次に、図３Ｂに示すように、空間部４０の底部４１に砕石５０を敷設し、補強層５１を形成する。補強層５１の厚さは約５００ｍｍである。砕石５０は密に敷設され、補強層５１の上面は水平となっている。次に、図３Ｃに示すように、補強層５１に当接するように、鍔部材６０を杭２０に取り付ける。鍔部材６０は杭２０の軸を中心とする円盤状であり、その外周の直径は約３００ｍｍである。次に、図３Ｄに示すように、空間部４０を埋め直し、施工が完了する。
【００２２】
図４に杭の補強方法１００による作用効果を説明する図を示す。図４に示すように、杭の補強方法１００によれば、杭２０に取り付けられた鍔部材６０が、砕石５０が敷設されて形成された補強層５１の上面に当接する。これにより、杭２０に建物の荷重Ｆがかかると、荷重Ｆの一部Ｆ１は杭２０の先端２３から支持地盤１１へかかるとともに、荷重Ｆの一部Ｆ２が鍔部材６０から補強層５１の上面にかかる。これにより、支持地盤１１から荷重Ｆ１に対向する支持力Ｐ１が得られるとともに、補強層５１の上面から荷重Ｆ２に対向する支持力Ｐ２が得られる。また、杭２０の外周面２４と地盤１０との接触部において摩擦力により生じる支持力Ｐ３も得られる。このように、杭の補強方法１００により補強された杭２０は新たな支持力Ｐ２が得られることにより、杭２０の支持力が向上することとなる。
【００２３】
杭の補強方法１００の施工範囲は杭２０の周縁領域のみであるため、作業スペースが小さくて済む。これにより、十分な作業スペースを確保することが困難な建物に対して容易に施工することができる。また、施工範囲が小さいため、施工期間を短縮できる。
【実施例３】
【００２４】
本発明の他の実施例である杭の補強方法１０１の模式図を図５に示す。なお、図１?４で示す部材と同等の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。杭の補強方法１０１は、杭の補強方法１００において図３Ａ?Ｃで示すのと同様に空間部４０を形成して杭２０を露出させ、空間部４０の底部４１に砕石５０を敷設して補強層５１を形成し、杭２０に鍔部材６０を取り付ける（図５Ａ?Ｃ参照）。次に、図５Ｄに示すように、鍔部材６０を覆うように砕石５０をさらに空間部４０内に敷設する。これにより、鍔部材６０は補強層５１内に位置することとなる。その後、図５Ｅに示すように空間部４０を埋め直して、施工が完了する。
【００２５】
杭の補強方法１０１によれば、補強方法１００と同等の効果を奏する。さらに、鍔部材６０が補強層５１内に位置しているため、鍔部材６０と補強層５１が接触する面積が増し、荷重Fにより生じる摩擦力の総量が増加する。これにより、全体として荷重Fに対する支持力の向上に寄与する。また、鍔部材６０が補強層５１内に位置することにより、施行後における鍔部材６０の補強層５１に対する位置ずれの発生が防止される。
【実施例４】
【００２６】
本発明の他の実施例である杭の補強方法１０２の模式図を図６に示す。なお、図１?４で示す部材と同等の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。杭の補強方法１０２は、杭の補強方法１００において図３Ａ?Ｃで示すのと同様に空間部４０を形成して杭２０を露出させ、空間部４０の底部４１に砕石５０を敷設して補強層５１を形成する（図６Ａ、Ｂ参照）。次に、図６Ｃに示すように、補強層５１の上面から所定距離離隔した位置に位置するように、鍔部材６０を杭２０に取り付ける。次に、図６Ｄに示すように、空間部４０を埋め直し、施工が完了する。これにより、施行完了時には鍔部材６０と補強層６１とが所定距離離隔し、間隙部７０が存在することとなる。
【００２７】
図７に杭の補強方法１０２による作用効果を説明する図を示す。杭の補強方法１０２によれば、施行完了時には図６Ｄに示すように間隙部７０が存在する。杭２０に荷重Fがかかると、杭２０とともに鍔部材６０は次第に圧入され、鍔部材６０と補強層５１の上面とが接する状態となる。すなわち、間隙部７０は実質的に消失することとなる。これにより、杭の補強方法１００と同様に荷重Fに対向する支持力が得られる。このように、施工中及び施行完了時には、鍔部材６０を補強層５１の上面に当接させる必要がない。これにより、鍔部材６０の取り付け作業時に作業スペースの確保が容易となり、取り付け作業性が向上する。
【実施例５】
【００２８】
本発明の他の実施例である杭２００について、その設置方法の模式図を図８に示す。図８Ａに示すように、地盤を掘削して形成した凹部４００の底部４０１に、杭２００を圧入する。凹部４００の形状は直径約５００ｍｍ、深さ約１０００ｍｍの円柱形であり、底部４０１は略水平面となっている。
【００２９】
杭２００の斜視図を図９Ａに示す。杭２００は直径約１００ｍｍ、長さ約１５００ｍｍである。その杭頭には予め工場溶接により、継手部材６００が取り付けられている。継手部材６００は鍔部６０１、第１接続部６０２、第２接続部６０３を備える。鍔部６０１は直径約３００ｍｍの円盤状である。鍔部６０１と杭２００との接続部６０４から鍔部６０１の外縁６０５までの距離ｄは約１００ｍｍである。第１接続部６０２、第２接続部６０３は外径が約９０ｍｍであって、杭２００の内径よりも若干小さく、高さは約１００ｍｍである。第１接続部６０２が杭２００の杭頭に挿入され、工場溶接で継手部材６００と杭２００が連結されている。
【００３０】
次に、図８Ｂに示すように、空間部４００の底部４０１に砕石５０を敷設し、杭２００の周縁領域に補強層５１を形成する。補強層５１の厚さは約５００ｍｍである。砕石５０は密に敷設され、補強層５１の上面は水平となっている。次に、図８Ｃに示すように、杭２００を圧入して鍔部６０１を補強層５１に当接させ、継手部材６００の第２接続部６０３が杭２０１の下端に挿入されるように杭２０１を設置して、継手部材６００と杭２０１を溶接して固定する。次に、図８Ｄに示すように凹部４００を埋め直して施工が完了する。
【００３１】
本実施例の杭２００によれば、継手部材６００の鍔部６０１により、補強層５１から支持力を得ることができ、杭全体の支持力が向上する。これにより、深い支持地盤まで圧入しなくとも所定の支持力が得られる。また、鍔部６０１の形状は、杭２００の軸心を中心と円板状であるため、当該杭２００が支持する建物等の荷重が鍔部６０１に対してバランスよく負荷され、軸ズレの発生が防止される。なお、本実施例では杭２００と杭２０１を使用したが、杭を圧入する深さに応じて、第３の杭、第４の杭、さらにこれ以上の杭を継手部材６００を介して順次連結して使用してもよい。
【００３２】
本実施例では鍔部６０１を有する継手部材６００を取り付けた杭２００を使用したが、これに替えて、図９Ｂに示すように杭頭近傍の周面２０３に鍔部材６３０を備える杭２０２を使用することもできる。鍔部材６３０の外形は鍔部６０１と同一であり、中央に杭２０２の直径より若干大きい孔６３１が設けられている。当該孔６３１に杭２０２を嵌設した状態で、孔６３１の縁部６３１aと杭２０２の杭頭近傍の周面２０３とが予め工場溶接で接合されている。このような杭２０２によっても、鍔部材６３０を補強層５１に当接させることにより、杭２０２の支持力を向上することができ、深い支持地盤まで圧入しなくとも所定の支持力が得られる。これにより、杭２０２の杭長を短くすることができる。
鍔部材の周縁部若しくは周縁部近傍から押圧方向に筒状部材を形成してもよい。その作用等は次の実施例で説明する。この筒状部材は周方向に連続していても、断続していてもよい。
【実施例６】
【００３３】
本願の他の局面における実施例である安定材を使用する基礎の構築方法について、図１０を参照しながら説明する。
まず、地盤１０に鋼管杭２０を所定深さまで圧入して、鋼管杭２０の杭頭２１が地表と略同じ位置となるようにする（図１０（Ａ））。その後、地表において鋼管杭２０の軸芯を中心とする直径約１０００mmの円の円周位置を幅約１００mm、深さ約５００mm掘削して円筒形の溝部８１を形成する（図１０（Ｂ））。
【００３４】
次に、安定材８０を設置する。安定材８０は直径約１０００mmの円盤状の平板部８２と、当該平板部８２の外縁全周に沿って、平板部８２に垂直に立接された高さ約５００mmの側壁部８３とを備える。即ち、安定材８０の形状は円筒形のカップ状となっている。安定材８０は平板部８２のカップ形状内側の面（内側平板面８２ａ）が鋼管杭２０の杭頭２１に当接するとともに、安定材８０の側壁部８３が溝部８１に嵌入することにより、鋼管杭２０の杭頭２１を覆蓋するように設置される。
続いて、安定材８０の平板部８２における内側平板面８２ａと反対側の面（外側平板部８２ｂ）に建物のフーチング３０を当接させて、当該建物の基礎が構築される。なお、安定材８０の平板部８２はフーチング３０の底面よりも大きく、フーチング３０の底面の略全域が平板部８２の外側平板面８２ｂに接している。
【００３５】
当該安定材８０による作用効果を図１１を参照しながら説明する。安定材８０に建物の荷重Ｆがかかると、荷重Ｆの一部Ｆａは安定材８０を介して鋼管杭２０の先端２３から支持地盤１１へかかるとともに、荷重Ｆの一部Ｆｂが安定材８０の内側平板部８２ａ及び側壁部８３の底面から地盤１０へかかる。これにより、支持地盤１１から荷重Ｆａに対向する支持力Ｐａが得られるとともに、内側平板部８２ａから荷重Ｆｂに対向する支持力Ｐｂ及び側壁部８３の底面から荷重Ｆｂに対向する支持力Ｐｃが得られる。さらに、安定材８０の側壁部８３と鋼管杭２０とによって囲まれた領域の土が側壁部８３と鋼管杭２０とによって拘束されることとなるため、荷重Ｆｂに対して反力Ｐｄが得られる。また、安定材８０の側壁部８３の壁面及び鋼管杭２０の外周面２４と地盤１０との接触部において摩擦力により生じる支持力Ｐｅも得られる。このように、安定材８０により支持力Ｐａ?ｅが得られるため、全体として高い支持力が得られることとなる。
【００３６】
実施例６では、安定材８０の平板部８２はフーチング３０の底面よりも大きいものとしたがこれに限定されない。例えば、図１２に示す変形例のようにフーチング３０の底面よりも小さい平板部８２０を有する安定材８００を用いても安定材８０と同等の効果が得られる。
【００３７】
また、実施例６では安定材８０を鋼管杭２０の杭頭２１を覆蓋するように設けたがこれに限定されない。例えば、図１３に示すように、安定材８０の平板部８２に鋼管杭２０が貫入する貫入口８４を備える安定材８０１を用いても良い。当該安定材８０１は、地盤１０に圧入された鋼管杭２０の周囲を所定深さ掘削して鋼管杭の外周面を露出させた後、安定材８０１の貫入口８４に鋼管杭２０が貫入するように安定材８０１を鋼管杭に２０に溶接等で取り付ける。その後、固化剤とともに鋼管杭２０の杭頭２３まで埋め戻して固化層１２を形成する。そしてフーチング３０を鋼管杭２０の杭頭２１に当接させる。このように設置された安定材８０１によっても安定材８０と同等の効果を奏する。
【００３８】
実施例６では安定材８０の平板部８２の形状を円盤状としたがこれに限定されず、平板部８２の形状を四角形、六角形、その他の多角形、楕円形、又はこれらを組み合わせた形状としても良い。また、安定材８０の側壁部８３は平板部８２に対して垂直に設けたがこれに限定されない。例えば、安定材８０の側壁部８３の一部又は全部が平板部８２に対してテーパーしていても良い。
【００３９】
この発明は、上記発明の実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【符号の説明】
【００４０】
１、１００、１０１、１０２ 杭の補強方法
１０ 地盤
２０、２００、２０１、２０２ 杭
２１、２１０ 杭頭
２３ 先端
３０ フーチング
４０ 空間部
４００ 凹部
４１、４１０ 底部
５０ 砕石
５１ 補強層
６０、６３０ 鍔部材
６００ 継手部材
６０１ 鍔部
【技術分野】
【０００１】
この発明は建物の基礎の補強に関する。詳しくは基礎の杭に対する補強に関する。
【背景技術】
【０００２】
増築等による建物の荷重の増加、軟弱地盤による支持力不足、基礎杭の劣化などが生じた場合には、その建物の基礎を補強する必要がある。基礎の補強方法として、新たな杭の増設（打ち増し）や、特許文献１及び２に開示の方法が例としてあげられる。特許文献１の方法は、建物の基礎に用いられている杭の中に、当該杭よりも径が小さい鋼管を挿入して、杭を内側から補強するものである。特許文献２の方法は、杭の周面にシート状の繊維材を巻き付けて杭の外周面を補強するものである。
一方、新たに杭を設ける場合において、支持地盤が深い位置にある場合は、これに応じて長い杭を使用したり、比較的短い杭を複数連結して使用している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６０１５５号公報
【特許文献２】特開２００７−１３８５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の打ち増しでは、新たな杭を圧入するための作業スペースを確保するために、建物の基礎地盤の広い範囲を掘り返す必要があり、作業が煩雑である。新たな杭を圧入するための設置スペースが必要となるため、施工対象となる建物によっては施工が困難となる場合がある。また、支持地盤まで到達する長さの杭を用意したり、あるいは短い杭を複数繋ぎ合わせて支持地盤まで到達する長さとする必要があり、コスト面で不利であった。特許文献１、２の方法では、劣化した部位など、杭の特定部位を補強するものであるため、杭全体の支持力を向上させる目的には不向きである。
一方、新たに杭を設ける場合においても、支持地盤まで到達する長さの杭を圧入することは作業に手間がかかっていた。さらに、長い杭を使用することはコスト面でも不利であった。また、比較的短い杭を複数繋ぐ場合においても、深い支持地盤まで到達するまで圧入することは手間がかかる。
そこで、本発明は、杭の支持力を向上する方法を提供することを目的の一つとする。また、深い支持地盤に到達するまで圧入しなくとも中間支持地盤で所定の支持力が得られる杭の設置方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は以上の課題を少なくとも一つを解決するためになされたものであり、本発明の第１の局面は以下の構成からなる。即ち、
杭の補強方法であって、
埋設された前記杭の周縁領域を除去して、該杭を露出させるステップと、
前記除去した領域の底部に補強層を形成するステップと、
前記補強層に当接する鍔部材を前記露出された杭に取り付けるステップと、
を含む、杭の補強方法である。
【発明の効果】
【０００６】
第１の局面の杭の補強方法によれば、補強層に当接する鍔部材が埋設された杭に取り付けられるため、当該鍔部材を介して補強層から支持力を得ることができ、杭全体の支持力が向上する。また、打ち増しをする場合に比べて、打ち増しスペースが不要であり、また施工範囲も杭の周縁領域だけでよいため、十分な作業スペースを確保することが困難な建物に対して施工が容易である。また、施工範囲が小さくて済むため、施工期間の短縮に寄与する。また、深い支持地盤に到達するまで圧入しなくとも中間支持地盤で所定の支持力が得られ、杭長が短くて済む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】杭の補強方法１の模式図である。
【図２】杭の補強方法１により補強された杭２０の作用効果を説明する図である。
【図３】杭の補強方法１００の模式図である。
【図４】杭の補強方法１００により補強された杭２０の作用効果を説明する図である。
【図５】杭の補強方法１０１の模式図である。
【図６】杭の補強方法１０２の模式図である。
【図７】杭の補強方法１０２により補強された杭２０の作用効果を説明する図である。
【図８】杭２００の設置方法の模式図である。
【図９】図９Ａは継手部材６００が取り付けられた杭２００の斜視図であり、図９Ｂは鍔部材６３０が取り付けられた杭２０２の斜視図である。
【図１０】本発明の他の局面における実施例を説明するための模式図である。
【図１１】安定材８０による作用効果を説明するための模式図である。
【図１２】本発明の他の局面における変形例を説明するための模式図である。
【図１３】本発明の他の局面における他の変形例を説明するための模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の第１の局面である杭の補強方法では、まず、埋設された杭の周縁領域を除去して、該杭を露出させる（第１のステップ）。第１のステップにおいて、除去する領域の範囲は特に限定されず、必要とされる支持力、後述の鍔部材の大きさ、杭周縁の地盤の硬さなどを考慮して適宜決定することができる。例えば、除去する領域の範囲は、杭の軸心を中心軸とする円柱領域、四角柱領域とすることができる。杭の周縁領域を除去する方法は、当該杭の周縁領域に空間部を形成できるものであれば特に限定されない。例えば、当該杭の周縁領域を掘り下げて土石等を取り除いても良いし、当該杭の周縁領域の地盤を圧密するなどして杭が露出するように空間部を形成しても良い。
【０００９】
本発明の第１の局面である杭の補強方法では、杭の周縁領域を除去して、該杭を露出させた後、除去した領域の底部に補強層を形成する（第２のステップ）。これにより、杭の周縁領域に硬い層が形成される。当該補強層の形成方法は、例えば、砕石、土嚢、コンクリート若しくはモルタルの敷設、固化材の注入、又はこれらを組み合わせた方法を採用できる。砕石、土嚢、コンクリート又はモルタルを敷設する場合、敷設する厚さは、必要とされる支持力、杭周縁の地盤の硬さ等を考慮して適宜決定できる。固化材を使用する場合は、固化材は公知のものを採用することができる。補強層はその上面が水平となるように形成することが好ましい。後述の鍔部材によって得られる支持力が鉛直方向となり、当該杭が支持する建物に対してその支持力が効率的に発揮されるからである。なお、第１の局面における杭の種類は特に限定されない。例えば、鋼管杭、PHC杭、RC杭、SC杭などの公知の杭に対して、第１の局面の補強方法を適用することができる。
【００１０】
本発明の第１の局面である杭の補強方法では、補強層の形成後、当該補強層に当接する鍔部材を杭に取り付ける（第３のステップ）。鍔部材の形態は、補強層に接する面積が十分に得られる形状が好ましく、例えば、杭の軸心を中心とする円板状、矩形板状、六角形板状などとすることができる。また、鍔部材の形状は、杭の軸心を中心とする軸対象の形状であることが好ましい。建物の荷重が鍔部材に対してバランスよく負荷されるからである。なお、複数の板状部材を組み合わせて鍔部材とすることもできる。
鍔部材を杭に取り付ける方法は特に限定されず、例えば、溶接、接着剤による接着、ボルトによる接合、嵌合機構による嵌め込み、ねじ切り等による螺合機構での螺設などを採用できる。また、鍔部材及び杭と連結可能な連結部材を用意して、当該連結部材を介して鍔部材を杭に取り付けてもよい。
【００１１】
補強層に当接する鍔部材は、杭への当該鍔部材取り付け時、又は施行完了時において必ずしも補強層へ当接していなくともよい。すなわち、当該鍔部材取り付け時、又は施行完了時に補強層と鍔部材とが離隔していても良い。施行完了後に埋め戻した土等が当該離隔した領域に入り込んで当該離隔した領域が充填されたり、建物の荷重により杭が鍔部材とともに圧入されて当該離隔した領域が圧縮されて鍔部材と補強層とが当接したりすることにより、建物の荷重に対して鍔部材を介して補強層から支持力が得られることとなる。
【００１２】
補強層に当接するように杭に鍔部材を取り付けた後、鍔部材を覆うように補強層の形成材料を再度敷設又は注入してもよい。これにより、鍔部材が補強層内に位置することなる。その結果、補強層と鍔部材とが接触する面積が増し、そこに生じる摩擦力の総量が増加するため、全体として支持力が向上する。また、鍔部材が補強層内に位置することにより、施行後における鍔部材の補強層に対する位置ずれの発生が防止される。
【００１３】
本発明の第２の局面は、表層付近に補強層が設けられた地中に埋設される杭であって、該杭の杭頭又は該杭の周面に立設され、該杭が地中に埋設されたときに補強層に当接する鍔部材を備える杭である。ここで補強層は、地盤を掘削して、砕石、土嚢、コンクリート若しくはモルタルの敷設、固化材の注入、又はこれらを組み合わせた方法によって形成することができる。第２の局面の杭によれば、当該鍔部材が補強層に当接することにより支持力が向上する。これにより、深い支持地盤に到達するまで圧入しなくとも所定の支持力を得ることができ、杭長を短くすることができる。
鍔部材の形態は、補強層に接する面積が十分に得られる形状が好ましく、例えば、杭の軸心を中心とする円板状、矩形板状、六角形板状などとすることができる。また、鍔部材の形状は、杭の軸心を中心とする軸対象の形状であることが好ましい。当該杭が支持する建物等の荷重が鍔部材に対してバランスよく負荷されるからである。
【００１４】
鍔部材を杭の周面に設ける場合、鍔部材を設ける位置は当該杭を設置する支持地盤の深さや硬さ、補強層の硬さや組成を考慮して適宜決定することができる。当該鍔部材は杭の周面を囲繞するように設けることが好ましい。支持力がバランスよく得られるため軸ズレが防止されるからである。鍔部材は前記杭の周面に垂直に設けることが好ましい。鍔部材によって得られる支持力が鉛直方向となり、当該杭が支持する建物等に対してその支持力が効率的に発揮されるからである。
【００１５】
鍔部材の杭との接続部から鍔部材の外縁までの距離、即ち、鍔部材の大きさは、例えば、杭の径の約０．５〜約５．０倍、好ましくは約１．０〜約３．０倍とすることができる。鍔部材をこのような大きさとすることにより十分な支持力が得られる。なお、第２の局面における杭の種類は第１の局面と同様に特に限定されず、鋼管杭、PHC杭、RC杭、SC杭など、公知の杭を採用することができる。
【００１６】
本発明の第７の局面は、杭の補強方法であって、埋設された前記杭の周縁領域を除去して、該杭を露出させるステップと、前記除去した領域の底部に前記杭の周面と当接する補強層を形成するステップと、を含む、杭の補強方法である。この杭の補強方法によれば、露出した杭の周面に補強層が当接するため、杭に荷重がかかると、杭と補強層との間に大きな摩擦力が生じる。これにより、荷重に対する杭の支持力が高まる。補強層は露出した杭の周面の内、所定高さの領域において全周面に当接するように設けることが好ましい。補強層と杭周面との間に生じる摩擦力のバランスが杭周方向において良好となり、荷重に対する鉛直方向の力を効率的に得ることができるからである。補強層の厚さは均一であっても良いし、杭の軸方向に連続的又は段階的に変化するものとしても良い。例えば、補強層の形状を杭の軸芯を中心とする円柱状、部分円錐形状、円錐台形状とすることができる。
以下本発明の実施例について、より詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の杭の補強方法１の模式図を図１に示す。 杭の補強方法１は、図１Ａに示すように、建物（図示せず）の基礎として地盤１０に埋設された杭２０の杭頭２１の周縁領域の土を除去して空間部４０を形成し、杭２０を露出させる。空間部４０は杭２０を軸心とする直径約５００ｍｍ、深さ約１０００ｍｍの円筒形である。空間部４０の底部４１は略水平面となっている。
【００１８】
次に、図１Ｂに示すように、空間部４０の底部４１に砕石５０を敷設し、補強層５１を形成する。補強層５１の厚さは約５００ｍｍである。砕石５０は密に敷設され、補強層５１の上面は水平となっている。また、補強層５１の杭２０に対向する面５２は杭２０の外周面２４と当接している。次に、図１Ｃに示すように、空間部４０を埋め直し、施工を完了する。
【００１９】
図２に杭の補強方法１による作用効果を説明する図を示す。図２に示すように、杭の補強方法１によれば、補強層５１の面５２と杭２０の外周面２４とが当接しているため、荷重Fによりここに摩擦力が生じて支持力Ｐａが得られる。また、杭２０の外周面２４と地盤１０との接触部においても荷重Fにより摩擦力が生じて支持力Ｐｂが得られる。 これらにより、杭２０の先端２３において支持地盤１１から荷重Ｆ１に対向する支持力Ｐ１が得られるとともに、杭２０の外周面２４で支持力Ｐａ、Ｐｂが得られる。ここで、補強層５１は砕石５０を密に敷き詰めて形成されるため、補強層５１の面５２と杭２０の外周面２４との間に生じる摩擦力は、地盤１０と杭２０の外周面２４との間に生じる摩擦力よりも大きい。従って、支持力Ｐａは補強層５１を設けなかった場合の（地盤１０の）支持力よりも大きくなり、その結果、杭２０の支持力が向上することとなる。
【００２０】
杭の補強方法１の施工範囲は杭２０の周縁領域のみであるため、作業スペースが小さくて済む。これにより、十分な作業スペースを確保することが困難な建物に対して容易に施工することができる。また、施工範囲が小さいため、施工期間を短縮できる。
なお、本実施例では砕石５０を敷設して補強層５１を形成したが、これの他に、土嚢、コンクリート又はモルタルを敷設して形成しても良い。また、固化材を注入して補強層５１を形成しても良い。
【実施例２】
【００２１】
本発明の杭の補強方法１００の模式図を図３に示す。なお、図１、２で示す部材と同等の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。杭の補強方法１’は、杭の補強方法１において図１Ａ、Ｂで示すのと同様に空間部４０を形成し、杭２０を露出させる（図３Ａ参照）。次に、図３Ｂに示すように、空間部４０の底部４１に砕石５０を敷設し、補強層５１を形成する。補強層５１の厚さは約５００ｍｍである。砕石５０は密に敷設され、補強層５１の上面は水平となっている。次に、図３Ｃに示すように、補強層５１に当接するように、鍔部材６０を杭２０に取り付ける。鍔部材６０は杭２０の軸を中心とする円盤状であり、その外周の直径は約３００ｍｍである。次に、図３Ｄに示すように、空間部４０を埋め直し、施工が完了する。
【００２２】
図４に杭の補強方法１００による作用効果を説明する図を示す。図４に示すように、杭の補強方法１００によれば、杭２０に取り付けられた鍔部材６０が、砕石５０が敷設されて形成された補強層５１の上面に当接する。これにより、杭２０に建物の荷重Ｆがかかると、荷重Ｆの一部Ｆ１は杭２０の先端２３から支持地盤１１へかかるとともに、荷重Ｆの一部Ｆ２が鍔部材６０から補強層５１の上面にかかる。これにより、支持地盤１１から荷重Ｆ１に対向する支持力Ｐ１が得られるとともに、補強層５１の上面から荷重Ｆ２に対向する支持力Ｐ２が得られる。また、杭２０の外周面２４と地盤１０との接触部において摩擦力により生じる支持力Ｐ３も得られる。このように、杭の補強方法１００により補強された杭２０は新たな支持力Ｐ２が得られることにより、杭２０の支持力が向上することとなる。
【００２３】
杭の補強方法１００の施工範囲は杭２０の周縁領域のみであるため、作業スペースが小さくて済む。これにより、十分な作業スペースを確保することが困難な建物に対して容易に施工することができる。また、施工範囲が小さいため、施工期間を短縮できる。
【実施例３】
【００２４】
本発明の他の実施例である杭の補強方法１０１の模式図を図５に示す。なお、図１?４で示す部材と同等の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。杭の補強方法１０１は、杭の補強方法１００において図３Ａ?Ｃで示すのと同様に空間部４０を形成して杭２０を露出させ、空間部４０の底部４１に砕石５０を敷設して補強層５１を形成し、杭２０に鍔部材６０を取り付ける（図５Ａ?Ｃ参照）。次に、図５Ｄに示すように、鍔部材６０を覆うように砕石５０をさらに空間部４０内に敷設する。これにより、鍔部材６０は補強層５１内に位置することとなる。その後、図５Ｅに示すように空間部４０を埋め直して、施工が完了する。
【００２５】
杭の補強方法１０１によれば、補強方法１００と同等の効果を奏する。さらに、鍔部材６０が補強層５１内に位置しているため、鍔部材６０と補強層５１が接触する面積が増し、荷重Fにより生じる摩擦力の総量が増加する。これにより、全体として荷重Fに対する支持力の向上に寄与する。また、鍔部材６０が補強層５１内に位置することにより、施行後における鍔部材６０の補強層５１に対する位置ずれの発生が防止される。
【実施例４】
【００２６】
本発明の他の実施例である杭の補強方法１０２の模式図を図６に示す。なお、図１?４で示す部材と同等の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。杭の補強方法１０２は、杭の補強方法１００において図３Ａ?Ｃで示すのと同様に空間部４０を形成して杭２０を露出させ、空間部４０の底部４１に砕石５０を敷設して補強層５１を形成する（図６Ａ、Ｂ参照）。次に、図６Ｃに示すように、補強層５１の上面から所定距離離隔した位置に位置するように、鍔部材６０を杭２０に取り付ける。次に、図６Ｄに示すように、空間部４０を埋め直し、施工が完了する。これにより、施行完了時には鍔部材６０と補強層６１とが所定距離離隔し、間隙部７０が存在することとなる。
【００２７】
図７に杭の補強方法１０２による作用効果を説明する図を示す。杭の補強方法１０２によれば、施行完了時には図６Ｄに示すように間隙部７０が存在する。杭２０に荷重Fがかかると、杭２０とともに鍔部材６０は次第に圧入され、鍔部材６０と補強層５１の上面とが接する状態となる。すなわち、間隙部７０は実質的に消失することとなる。これにより、杭の補強方法１００と同様に荷重Fに対向する支持力が得られる。このように、施工中及び施行完了時には、鍔部材６０を補強層５１の上面に当接させる必要がない。これにより、鍔部材６０の取り付け作業時に作業スペースの確保が容易となり、取り付け作業性が向上する。
【実施例５】
【００２８】
本発明の他の実施例である杭２００について、その設置方法の模式図を図８に示す。図８Ａに示すように、地盤を掘削して形成した凹部４００の底部４０１に、杭２００を圧入する。凹部４００の形状は直径約５００ｍｍ、深さ約１０００ｍｍの円柱形であり、底部４０１は略水平面となっている。
【００２９】
杭２００の斜視図を図９Ａに示す。杭２００は直径約１００ｍｍ、長さ約１５００ｍｍである。その杭頭には予め工場溶接により、継手部材６００が取り付けられている。継手部材６００は鍔部６０１、第１接続部６０２、第２接続部６０３を備える。鍔部６０１は直径約３００ｍｍの円盤状である。鍔部６０１と杭２００との接続部６０４から鍔部６０１の外縁６０５までの距離ｄは約１００ｍｍである。第１接続部６０２、第２接続部６０３は外径が約９０ｍｍであって、杭２００の内径よりも若干小さく、高さは約１００ｍｍである。第１接続部６０２が杭２００の杭頭に挿入され、工場溶接で継手部材６００と杭２００が連結されている。
【００３０】
次に、図８Ｂに示すように、空間部４００の底部４０１に砕石５０を敷設し、杭２００の周縁領域に補強層５１を形成する。補強層５１の厚さは約５００ｍｍである。砕石５０は密に敷設され、補強層５１の上面は水平となっている。次に、図８Ｃに示すように、杭２００を圧入して鍔部６０１を補強層５１に当接させ、継手部材６００の第２接続部６０３が杭２０１の下端に挿入されるように杭２０１を設置して、継手部材６００と杭２０１を溶接して固定する。次に、図８Ｄに示すように凹部４００を埋め直して施工が完了する。
【００３１】
本実施例の杭２００によれば、継手部材６００の鍔部６０１により、補強層５１から支持力を得ることができ、杭全体の支持力が向上する。これにより、深い支持地盤まで圧入しなくとも所定の支持力が得られる。また、鍔部６０１の形状は、杭２００の軸心を中心と円板状であるため、当該杭２００が支持する建物等の荷重が鍔部６０１に対してバランスよく負荷され、軸ズレの発生が防止される。なお、本実施例では杭２００と杭２０１を使用したが、杭を圧入する深さに応じて、第３の杭、第４の杭、さらにこれ以上の杭を継手部材６００を介して順次連結して使用してもよい。
【００３２】
本実施例では鍔部６０１を有する継手部材６００を取り付けた杭２００を使用したが、これに替えて、図９Ｂに示すように杭頭近傍の周面２０３に鍔部材６３０を備える杭２０２を使用することもできる。鍔部材６３０の外形は鍔部６０１と同一であり、中央に杭２０２の直径より若干大きい孔６３１が設けられている。当該孔６３１に杭２０２を嵌設した状態で、孔６３１の縁部６３１aと杭２０２の杭頭近傍の周面２０３とが予め工場溶接で接合されている。このような杭２０２によっても、鍔部材６３０を補強層５１に当接させることにより、杭２０２の支持力を向上することができ、深い支持地盤まで圧入しなくとも所定の支持力が得られる。これにより、杭２０２の杭長を短くすることができる。
鍔部材の周縁部若しくは周縁部近傍から押圧方向に筒状部材を形成してもよい。その作用等は次の実施例で説明する。この筒状部材は周方向に連続していても、断続していてもよい。
【実施例６】
【００３３】
本願の他の局面における実施例である安定材を使用する基礎の構築方法について、図１０を参照しながら説明する。
まず、地盤１０に鋼管杭２０を所定深さまで圧入して、鋼管杭２０の杭頭２１が地表と略同じ位置となるようにする（図１０（Ａ））。その後、地表において鋼管杭２０の軸芯を中心とする直径約１０００mmの円の円周位置を幅約１００mm、深さ約５００mm掘削して円筒形の溝部８１を形成する（図１０（Ｂ））。
【００３４】
次に、安定材８０を設置する。安定材８０は直径約１０００mmの円盤状の平板部８２と、当該平板部８２の外縁全周に沿って、平板部８２に垂直に立接された高さ約５００mmの側壁部８３とを備える。即ち、安定材８０の形状は円筒形のカップ状となっている。安定材８０は平板部８２のカップ形状内側の面（内側平板面８２ａ）が鋼管杭２０の杭頭２１に当接するとともに、安定材８０の側壁部８３が溝部８１に嵌入することにより、鋼管杭２０の杭頭２１を覆蓋するように設置される。
続いて、安定材８０の平板部８２における内側平板面８２ａと反対側の面（外側平板部８２ｂ）に建物のフーチング３０を当接させて、当該建物の基礎が構築される。なお、安定材８０の平板部８２はフーチング３０の底面よりも大きく、フーチング３０の底面の略全域が平板部８２の外側平板面８２ｂに接している。
【００３５】
当該安定材８０による作用効果を図１１を参照しながら説明する。安定材８０に建物の荷重Ｆがかかると、荷重Ｆの一部Ｆａは安定材８０を介して鋼管杭２０の先端２３から支持地盤１１へかかるとともに、荷重Ｆの一部Ｆｂが安定材８０の内側平板部８２ａ及び側壁部８３の底面から地盤１０へかかる。これにより、支持地盤１１から荷重Ｆａに対向する支持力Ｐａが得られるとともに、内側平板部８２ａから荷重Ｆｂに対向する支持力Ｐｂ及び側壁部８３の底面から荷重Ｆｂに対向する支持力Ｐｃが得られる。さらに、安定材８０の側壁部８３と鋼管杭２０とによって囲まれた領域の土が側壁部８３と鋼管杭２０とによって拘束されることとなるため、荷重Ｆｂに対して反力Ｐｄが得られる。また、安定材８０の側壁部８３の壁面及び鋼管杭２０の外周面２４と地盤１０との接触部において摩擦力により生じる支持力Ｐｅも得られる。このように、安定材８０により支持力Ｐａ?ｅが得られるため、全体として高い支持力が得られることとなる。
【００３６】
実施例６では、安定材８０の平板部８２はフーチング３０の底面よりも大きいものとしたがこれに限定されない。例えば、図１２に示す変形例のようにフーチング３０の底面よりも小さい平板部８２０を有する安定材８００を用いても安定材８０と同等の効果が得られる。
【００３７】
また、実施例６では安定材８０を鋼管杭２０の杭頭２１を覆蓋するように設けたがこれに限定されない。例えば、図１３に示すように、安定材８０の平板部８２に鋼管杭２０が貫入する貫入口８４を備える安定材８０１を用いても良い。当該安定材８０１は、地盤１０に圧入された鋼管杭２０の周囲を所定深さ掘削して鋼管杭の外周面を露出させた後、安定材８０１の貫入口８４に鋼管杭２０が貫入するように安定材８０１を鋼管杭に２０に溶接等で取り付ける。その後、固化剤とともに鋼管杭２０の杭頭２３まで埋め戻して固化層１２を形成する。そしてフーチング３０を鋼管杭２０の杭頭２１に当接させる。このように設置された安定材８０１によっても安定材８０と同等の効果を奏する。
【００３８】
実施例６では安定材８０の平板部８２の形状を円盤状としたがこれに限定されず、平板部８２の形状を四角形、六角形、その他の多角形、楕円形、又はこれらを組み合わせた形状としても良い。また、安定材８０の側壁部８３は平板部８２に対して垂直に設けたがこれに限定されない。例えば、安定材８０の側壁部８３の一部又は全部が平板部８２に対してテーパーしていても良い。
【００３９】
この発明は、上記発明の実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【符号の説明】
【００４０】
１、１００、１０１、１０２ 杭の補強方法
１０ 地盤
２０、２００、２０１、２０２ 杭
２１、２１０ 杭頭
２３ 先端
３０ フーチング
４０ 空間部
４００ 凹部
４１、４１０ 底部
５０ 砕石
５１ 補強層
６０、６３０ 鍔部材
６００ 継手部材
６０１ 鍔部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭の補強方法であって、
埋設された前記杭の周縁領域を除去して、該杭を露出させるステップと、
前記除去した領域の底部に補強層を形成するステップと、
前記補強層に当接する鍔部材を前記露出された杭に取り付けるステップと、
を含む、杭の補強方法。
【請求項２】
前記補強層は、砕石、土嚢、コンクリート又はモルタルの敷設、若しくは固化材の注入により形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の杭の補強方法。
【請求項３】
表層付近に補強層が設けられた地中に埋設される杭であって、該杭の杭頭又は該杭の周面に立設され、該杭が地中に埋設されたときに前記補強層に当接する鍔部材を備える杭。
【請求項４】
前記鍔部材は前記杭の周面を囲繞するように設けられる、請求項３に記載の杭。
【請求項５】
前記鍔部材は前記杭の周面に垂直に設けられる、請求項３又は４に記載の杭。
【請求項６】
前記鍔部材の前記杭との接続部から前記鍔部材の外縁までの距離が、前記杭の径の０．５〜５．０倍である、請求項３〜５のいずれか一項に記載の杭。
【請求項７】
杭の補強方法であって、
埋設された前記杭の周縁領域を除去して、該杭を露出させるステップと、
前記除去した領域の底部に前記杭の周面と当接する補強層を形成するステップと、
を含む、杭の補強方法。
【請求項１】
杭の補強方法であって、
埋設された前記杭の周縁領域を除去して、該杭を露出させるステップと、
前記除去した領域の底部に補強層を形成するステップと、
前記補強層に当接する鍔部材を前記露出された杭に取り付けるステップと、
を含む、杭の補強方法。
【請求項２】
前記補強層は、砕石、土嚢、コンクリート又はモルタルの敷設、若しくは固化材の注入により形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の杭の補強方法。
【請求項３】
表層付近に補強層が設けられた地中に埋設される杭であって、該杭の杭頭又は該杭の周面に立設され、該杭が地中に埋設されたときに前記補強層に当接する鍔部材を備える杭。
【請求項４】
前記鍔部材は前記杭の周面を囲繞するように設けられる、請求項３に記載の杭。
【請求項５】
前記鍔部材は前記杭の周面に垂直に設けられる、請求項３又は４に記載の杭。
【請求項６】
前記鍔部材の前記杭との接続部から前記鍔部材の外縁までの距離が、前記杭の径の０．５〜５．０倍である、請求項３〜５のいずれか一項に記載の杭。
【請求項７】
杭の補強方法であって、
埋設された前記杭の周縁領域を除去して、該杭を露出させるステップと、
前記除去した領域の底部に前記杭の周面と当接する補強層を形成するステップと、
を含む、杭の補強方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−６９１８７（Ｐ２０１１−６９１８７Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４８６６２（Ｐ２０１０−１４８６６２）
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（５０５１８１５５０）株式会社新生工務 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（５０５１８１５５０）株式会社新生工務 (8)
【Ｆターム（参考）】
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