構造物用基礎およびその構築方法
【課題】鋼管杭上に構築されるフーチングと、地盤中にフーチングを囲むように構築される鋼矢板壁とを備えた、合理的かつ経済的な構築が可能な構造物用基礎およびその構築方法を提供する。
【解決手段】地盤２中に打ち込まれる鋼管杭３と、鋼管杭３上に構築される鉄筋コンクリート製フーチング４と、フーチング４を取り囲むように地盤２中に構築される鋼矢板壁５とを備え、鋼矢板壁５は、複数枚のＵ形鋼矢板５ａを平面視が波形となるように互いに連結したものからなり、鋼管杭３は、鋼矢板壁５の内側谷部の地盤２中に打ち込まれ、鋼管杭３の頭部と鋼矢板壁５とは、鉄筋９からなる連結手段を介して互いに連結されている。
【解決手段】地盤２中に打ち込まれる鋼管杭３と、鋼管杭３上に構築される鉄筋コンクリート製フーチング４と、フーチング４を取り囲むように地盤２中に構築される鋼矢板壁５とを備え、鋼矢板壁５は、複数枚のＵ形鋼矢板５ａを平面視が波形となるように互いに連結したものからなり、鋼管杭３は、鋼矢板壁５の内側谷部の地盤２中に打ち込まれ、鋼管杭３の頭部と鋼矢板壁５とは、鉄筋９からなる連結手段を介して互いに連結されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、構造物用基礎およびその構築方法、特に、鋼管杭上に構築されるフーチングと、地盤中にフーチングを囲むように構築される鋼矢板壁とを備え、鋼管杭と鋼矢板壁とを一体化し、鋼管杭を鋼矢板壁の内側谷部に納まるように打ち込むことによって、合理的かつ経済的な構築が可能な構造物用基礎およびその構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、図１０に示すように、構造物の基礎２１は、地盤２２中に構築された杭２３と、杭２３上に構築された鉄筋コンクリート製フーチング２４とからなっている。基礎２１の構築に際しては、従来、以下のような背景があった。
【０００３】
（１）杭２３とフーチング２４との結合方法には、図１１に示すように、杭２３の頭部から伸ばしたアンカー鉄筋２５をフーチング２４のコンクリートに定着させる方法、および、図１２に示すように、杭２３の上部をそのままフーチング２４内に埋め込む方法がある。何れの方法も、杭２３を確実にフーチング２４に固定する必要があるので、図１１および図１２中（Ｌ１）で示すように、杭２３の外縁部をフーチング２４の端部より、通常、杭２３の半径寸法（Ｌ２）以上、離す必要があった。
【０００４】
（２）一般にフーチング２４は、地表から０．５ｍから３．０ｍ程度の深さに構築されるので、基礎２１を構築する地盤２２を、実際に構築するフーチング２４の寸法より広く掘削し、掘削穴内に外型枠を設置した後、外型枠内にコンクリートを打設し、埋め戻すのが一般的である。
【０００５】
（３）上述した基礎２１の設計に際しては、杭２３は、水平方向剛性よりも軸方向剛性に優れているという特性を有していることから、基礎２１上に例えば、構造物としての橋脚を構築する場合、橋脚の中心に対して、杭２３の位置をできるだけ遠くに離して配置すれば、基礎２１の回転剛性を全体的に高めることができる。すなわち、このように杭２３を配置すれば、基礎２１の合理的かつ経済的な構築が可能となる。
【０００６】
（４）従来から地盤掘削時の仮土留め工に鋼矢板を用いるシートパイル基礎工法が知られている。シートパイル基礎工法によれば、上記（２）の外型枠を不要とすることができるので、地盤の掘削領域を減少させることができる。例えば、特許文献１（特許第４３００１６６号公報）には、図１３に示すように、鋼矢板壁２６とフーチング２４とを孔開き鋼板２７等により一体化することによって、基礎２１の強度向上を図った構造物用基礎が開示されている。また、特許文献２（特開２００８−２４０３５６号公報）には、図１４に示すように、杭２３に支持された、橋脚２８が構築されるフーチング２４と、杭２３の周囲の地盤中に構築された鋼矢板壁２６と備え、杭２３と鋼矢板壁２６とをフーチング２４を介して一体化した構造物用基礎が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４３００１６６号公報
【特許文献２】特開２００８−２４０３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
都市部等の狭隘な場所に、例えば、橋梁等の構築物を構築する場合には、橋脚の用地幅（構築時に借地できる範囲も含めた用地幅）が非常に狭くなる。この結果、上記（１）および（２）の理由により、杭２３の構築位置を橋脚中心から十分に離すことができなかった。すなわち、図１５に示すように、狭隘な場所に橋脚２８を構築するには、例えば、地盤２２中に杭２３を構築した後、基礎２１の構築用地の境界直近の地盤２２中に鋼矢板を打ち込んで土留め壁としての鋼矢板壁２６を構築する。次いで、鋼矢板壁２６内の地盤２２を所定深さまで掘削した後、鋼矢板壁２６の内側に作業スペース２９を設けて外型枠３０を構築する。次いで、外型枠３０内にコンクリートを打設してフーチング２４を構築し、埋め戻す。そして、フーチング２４上に橋脚２８を構築する。なお、鋼矢板壁２６は、基礎２１の構築後、撤去する場合もある。
【０００９】
このようにして橋脚２８が構築されるが、鋼矢板２６の内側に作業スペース２９を設ける必要があるので、フーチング２４の寸法は、掘削穴より小さくなる。従って、上記（３）の理由により、橋脚２８の中心位置と杭２３の中心位置との間の距離（Ｌ２）を離すことができず、杭２３の有する有利な軸方向剛性を有効に活用することができない。この結果、基礎２１の回転剛性を全体的に高めることができない。すなわち、基礎２１の合理的かつ経済的な構築が行えない。
【００１０】
この問題は、図１５に示すように、杭２３の径（Ｒ２）を太くして、水平剛性を高めることによって解決することができるが、このようにすると建設コストが大幅に上昇する。
【００１１】
なお、上記特許文献１に開示された図１３に示す構造物用基礎によれば、フーチング２４を構造物の構築用地の境界直近にまで構築することができるが、この基礎２１は、杭を用いず、従って、杭と鋼矢板壁２６とを一体化するといった思想はない。
【００１２】
また、上記特許文献２に開示された図１４に示す構造物用基礎によれば、杭２３の周囲を鋼矢板壁２６により囲み、杭２３と鋼矢板壁２６とを一体的にすることによって、杭２３を補強することはできるが、この構造物用基礎は、杭２３をこれが鋼矢板壁２６の内側谷部に納まるように打ち込むものではないので、橋脚２８の中心位置と杭２３の中心位置との間の距離（Ｌ２）を離すことができない。
【００１３】
従って、この発明の目的は、鋼管杭上に構築されるフーチングと、地盤中にフーチングを囲むように構築される鋼矢板壁とを備え、鋼管杭と鋼矢板壁とを一体化し、鋼管杭を鋼矢板壁の内側谷部に納まるように打ち込むことによって、合理的かつ経済的な構築が可能な構造物用基礎およびその構築方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、下記を特徴とするものである。
【００１５】
請求項１に記載の発明は、地盤中に打ち込まれる鋼管杭と、前記鋼管杭上に構築される鉄筋コンクリート製フーチングと、前記フーチングを取り囲むように地盤中に構築される鋼矢板壁とを備え、前記鋼矢板壁は、複数枚の凹凸形鋼矢板を平面視が波形となるように互いに連結したものからなり、前記鋼管杭は、前記鋼管杭の少なくとも一部が前記鋼矢板壁の内側谷部内に入り込むように地盤中に打ち込まれ、前記鋼管杭の頭部と前記鋼矢板壁とは連結手段を介して互いに連結されていることに特徴を有するものである。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構造物用基礎において、前記鋼管杭は、前記鋼矢板壁の前記内側谷部に納まる径を有していることに特徴を有するものである。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の構造物用基礎において、前記連結手段は、溶接からなっていることに特徴を有するものである。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の構造物用基礎において、前記連結手段は、前記鋼管杭と前記鋼矢板壁とを連結する連結部材からなっていることに特徴を有するものである。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか１つに記載の構造物用基礎において、前記鋼矢板壁と前記フーチングとは、前記鋼矢板壁と前記フーチングとの間に配筋された鉄筋が前記フーチングのコンクリートと定着するにより一体化されることに特徴を有するものである。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５の何れか１つに記載の構造物用基礎において、前記鋼管杭と前記フーチングとは、一体化手段により一体化されることに特徴を有するものである。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の構造物用基礎において、前記一体化手段は、前記鋼管杭と前記フーチングとの間に配筋された鉄筋からなり、前記鋼管杭と前記フーチングとは、前記鉄筋が前記フーチングのコンクリートと定着するにより一体化されることに特徴を有するものである。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の構造物用基礎において、前記一体化手段は、前記鋼管杭に固定された、複数個の開口が形成された板材からなり、前記鋼管杭と前記フーチングとは、前記フーチングのコンクリートが前記板材の前記開口内に入り込むことにより一体化されることに特徴を有するものである。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項６に記載の構造物用基礎において、前記一体化手段は、前記鋼管杭に形成された複数個の開口からなり、前記鋼管杭と前記フーチングとは、前記フーチングのコンクリートが前記鋼管杭の前記開口内に入り込むことにより一体化されることに特徴を有するものである。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、地盤中に複数枚の凹凸形鋼矢板を平面視が波形となるように互いに連結して打ち込むことによって鋼矢板壁を構築し、次いで、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削した後、前記鋼矢板壁の内側谷部の地盤中に鋼管杭を、前記鋼管杭の少なくとも一部が前記内側谷部内に入り込むように打ち込み、次いで、前記鋼矢板壁と前記鋼管杭の頭部とを連結し、そして、前記鋼矢板壁内にコンクリートを打設して、前記鋼管杭上にフーチングを構築し、このようにして、地盤中に打ち込まれる鋼管杭と、前記鋼管杭上に構築される鉄筋コンクリート製フーチングと、前記フーチングを取り囲むように地盤中に構築される鋼矢板壁を備えた構造物用基礎を構築することに特徴を有するものである。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の、構造物用基礎の構築方法において、前記鋼矢板壁を構築した後、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削し、次いで、前記鋼管杭を打ち込む代わりに、前記鋼管杭を打ち込んだ後、前記鋼矢板壁を構築し、次いで、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削することに特徴を有するものである。
【００２６】
請求項１２に記載の発明は、請求項１０に記載の、構造物用基礎の構築方法において、前記鋼矢板壁を構築した後、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削し、次いで、前記鋼管杭を打ち込む代わりに、前記鋼矢板壁を構築した後、前記鋼管杭を打ち込み、次いで、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削することに特徴を有するものである。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、以下のような効果がもたらされる。
（１）鋼矢板として、例えば、Ｕ形鋼矢板を使用し、杭として鋼管杭を使用することにより杭と鋼矢板壁とを強固に一体化することが可能となる。
（２）基礎の構築用地の用地境界直近の地盤中に鋼矢板壁を構築し、鋼管杭を鋼矢板壁の内側谷部の地盤中に打ち込んで鋼矢板壁と一体化し、そして、鋼管杭上にフーチングを構築することによって、フーチング上の構造物の中心に対して、杭の位置を遠くに離して配置することができる。この結果、杭の有する有利な軸方向剛性を有効に活用することができる。
（３）杭の有する有利な軸方向剛性を有効に活用することができるので、杭径を細くすることができ、この結果、建設コストを低減することができる。
（４）以上の効果によって、構造物用基礎を合理的かつ経済的に構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の構造物用基礎を示す概略断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】この発明の構造物用基礎における鋼管杭とフーチングとの一体化手段を示す正面図である。
【図４】この発明の構造物用基礎における鋼管杭とフーチングとの別の一体化手段を示す正面図である。
【図５】この発明の構造物用基礎における鋼管杭とフーチングとのさらに別の一体化手段を示す正面図である。
【図６】この発明の構造物用基礎の構築方法を示す概略断面図であり、（ａ）は、地盤に鋼矢板壁を構築した状態を示す図、（ｂ）は、鋼矢板壁内の地盤を掘削した状態を示す図、（ｃ）は、鋼矢板壁内の地盤に鋼管杭を打ち込んだ状態を示す図、（ｄ）は、鋼管杭上にフーチングを構築した状態を示す図である。
【図７】この発明を線路高架橋の基礎の構築に適用した場合の縦断面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ断面図である。
【図９】図７のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】杭と杭上に構築されたフーチングとからなる基礎を示す概略断面図である。
【図１１】杭の頭部から伸ばしたアンカー鉄筋をフーチングのコンクリートに定着させることによる杭とフーチングとの結合状態を示す概略断面図である。
【図１２】杭の上部をそのままフーチング内に埋め込むことによる杭とフーチングとの結合状態を示す概略断面図である。
【図１３】特許文献１に開示された構造物用基礎を示す概略断面図である。
【図１４】特許文献２に開示された構造物用基礎を示す概略断面図である。
【図１５】狭隘な場所に構築された構造物用基礎を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
この発明の構造物用基礎の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
図１は、この発明の構造物用基礎を示す概略断面図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３から図５は、この発明の構造物用基礎における鋼管杭とフーチングとの一体化手段を示す正面図である。
【００３１】
図１に示すように、この発明の構造物用基礎１は、地盤２中に打ち込まれる鋼管杭３と、鋼管杭３上に構築される鉄筋コンクリート製フーチング４と、フーチング４を取り囲むように地盤２中に構築される鋼矢板壁５とから構成されている。
【００３２】
鋼矢板壁５は、図２に示すように、複数枚の凹凸形鋼矢板、例えば、Ｕ形鋼矢板５ａを平面視が波形となるように互いに連結したものからなっていて、構築物としての、例えば、橋脚６の用地境界（図１および図２中、二点鎖線で示す。）の直近の地盤２中に構築されている。
【００３３】
鋼管杭３は、図２に示すように、鋼矢板壁５の内側谷部（Ｃ）の地盤２中に打ち込まれ、内側谷部（Ｃ）に納まる径（Ｒ１）を有している。このように、鋼管杭３の径（Ｒ１）を、鋼矢板壁５の内側谷部（Ｃ）に納まる程度の細径にすることができるのは、後述するように、フーチング４上の橋脚６の中心に対して、鋼管杭３の位置を遠くに離して配置することができ、この結果、鋼管杭３の有する有利な軸方向剛性を有効に活用することができるからである。鋼管杭３の頭部と鋼矢板壁５とは連結手段を介して互いに強固に連結されている。
【００３４】
なお、この例では、鋼管杭３の径（Ｒ１）は、鋼矢板壁５の内側谷部（Ｃ）に納まる程度の寸法を有しているが、鋼管杭３の一部が内側谷部（Ｃ）から突出する寸法であってもよい。
【００３５】
このように、基礎１の構築用地の用地境界直近の地盤中に鋼矢板壁５を構築し、鋼管杭３を鋼矢板壁５の内側谷部（Ｃ）の地盤中に打ち込んで鋼矢板壁５と一体化し、そして、鋼管杭３上にフーチング４を構築することによって、用地境界直近までフーチング４を構築することが可能となる。従って、フーチング４上の橋脚６の中心に対して、鋼管杭３の位置を遠くに離して配置することができる。すなわち、図１において、橋脚６の中心位置と鋼管杭３の中心位置との間の距離を（Ｌ１）で示し、図１５において、橋脚８の中心位置と杭３の中心位置との間の距離を（Ｌ２）で示すが、この発明によれば、（Ｌ２）より（Ｌ１）の方が長くなっている。この結果、鋼管杭３の有する有利な軸方向剛性を有効に活用することができる。
【００３６】
また、鋼管杭３の有する有利な軸方向剛性を有効に活用することができるので、鋼管杭３の径を細くすることができ、この結果、建設コストを低減することができる。すなわち、図１において、鋼管杭３の直径を（Ｒ１）で示し、図１５において、杭２３の直径を（Ｒ２）で示すが、この発明によれば、（Ｒ２）より（Ｒ１）の方が細くなっている。
【００３７】
以上の効果によって、構造物用基礎を合理的かつ経済的に構築することが可能となる。
【００３８】
連結手段としては、鋼管杭３と鋼矢板壁５とが溶接可能であるので、これらを直接、溶接（溶接箇所を図２中、Ｗで示す。）する手段があるが、これ以外に、図２に示すように、鋼管杭３と鋼矢板壁５とを板状連結部材７を介して溶接しても良い。板状連結部材７は、鋼管杭３の長手方向に沿って間隔をあけて設けても、あるいは、連続して設けても良い。板状連結部材７を連続して設ける場合には、鋼管杭３と鋼矢板壁５と板状連結部材７とにより閉鎖空間（Ｓ）が形成されるので、この閉鎖空間（Ｓ）内にセメント等を充填すれば、鋼管杭３と鋼矢板壁５とがより強固に連結される。勿論、鋼管杭３と鋼矢板壁５とを直接、溶接する連結手段と、連結部材７による連結手段とを併用しても良い。
【００３９】
鋼矢板壁５とフーチング４との間には、鉄筋８が配筋され、鉄筋８がフーチング４のコンクリートと定着するにより、鋼矢板壁５とフーチング４とは、強固に一体化される。鉄筋８は、その一端が鋼矢板壁５の内面に溶接され、他端がフーチング４の補強鉄筋（図示せず）に固定されている。
【００４０】
鋼管杭３とフーチング４とは、一体化手段により一体化されている。一体化手段は、図３に示すように、鋼管杭３とフーチング４との間に配筋された鉄筋９からなり、鋼管杭３とフーチング４とは、鉄筋９がフーチング４のコンクリートと定着することにより一体化される。鉄筋９は、その一端が鋼管杭３に溶接され、他端がフーチング４の補強鉄筋（図示せず）に固定されている。
【００４１】
一体化手段は、図４に示すように、鋼管杭３にその長手方向に沿って溶接された、複数個の開口１０ａが形成された鋼板からなる板材１０であっても良い。フーチング４のコンクリートが板材１０の開口１０ａに入り込むことによって、鋼管杭３とフーチング４とが一体化される。
【００４２】
一体化手段は、図５に示すように、鋼管杭３に形成された複数個の開口３ａであっても良い。フーチング４のコンクリートが鋼管杭３の開口３ａ内に入り込むことによって、鋼管杭３とフーチング４とが一体化される。
【００４３】
一体化手段としては、図４中、二点鎖線で示すように、板材１０の開口１０ａとフーチング４内の鉄筋（図示せず）との間に鉄筋１１を固定しても良く、図５中、二点鎖線で示すように、鋼管杭３の開口３ａとフーチング４の補強鉄筋（図示せず）との間に鉄筋１２を固定しても良い。このように鉄筋１１あるいは鉄筋１２を配し、フーチング４のコンクリートと定着させることによって、鋼管杭３とフーチング４とをさらに強固に一体化させることができる。
【００４４】
次に、この発明の構造物用基礎の構築方法を、図面を参照しながら説明する。
【００４５】
図６は、この発明の構造物用基礎の構築方法を示す概略断面図であり、（ａ）は、地盤に鋼矢板壁を構築した状態を示す図、（ｂ）は、鋼矢板壁内の地盤を掘削した状態を示す図、（ｃ）は、鋼矢板壁内の地盤に鋼管杭を打ち込んだ状態を示す図、（ｄ）は、鋼管杭上にフーチングを構築した状態を示す図である。
【００４６】
先ず、図６（ａ）に示すように、複数枚のＵ形鋼矢板５ａを平面視が波形となるように互いに連結して（図２参照）、例えば、平面視が矩形状の鋼矢板壁５を、橋脚６の用地境界直近の地盤２中に構築する。
【００４７】
次いで、同図（ｂ）に示すように、鋼矢板壁５内の地盤２を、鋼矢板壁５を土留め壁としながら所定深さまで掘削する。
【００４８】
次いで、同図（ｃ）に示すように、鋼矢板壁５の内側谷部（Ｃ）の地盤２中に鋼管杭３を打ち込み、鋼管杭３の頭部と鋼矢板壁５とを直接、溶接するか、板状連結部材７を介して連結して、鋼管杭３と鋼矢板壁５とを連結する（図２参照）。
【００４９】
次に、同図（ｄ）に示すように、鋼矢板壁５内にフーチング用補強鉄筋（図示せず）を配筋した後、鋼矢板壁５を型枠としてコンクリートを打設して、フーチング４を構築する。この際、コンクリートを打設する前に、鋼矢板壁５とフーチング用鉄筋との間に鉄筋８を固定して、鉄筋８をフーチング４のコンクリートに定着させる。さらに、鋼管杭３とフーチング用鉄筋との間にも鉄筋９を固定して、鉄筋９をフーチング４のコンクリートに定着させる。このようにして、鋼管杭３とフーチング４とを強固に一体化する。
【００５０】
なお、鋼管杭３とフーチング４とを一体化するには、図４に示すように、複数個の開口３ａが形成された板材１０を鋼管杭３に固定しても、図５に示すように、鋼管杭３に複数個の開口３ａを形成しても、あるいは、板材１０の開口１０ａあるいは鋼管杭３の開口３ａとフーチング用鉄筋（図示せず）との間に鉄筋１１あるいは鉄筋１２を固定しても良く、このようにすることによって、鋼管杭３とフーチング４とがさらに強固に一体化することが可能となる。
【００５１】
このようにして、構造物用基礎１の構築が完了したら、図１に示すように、フーチング４上に橋脚６を構築する。
【００５２】
なお、フーチング４上に構築する構造物は、橋脚６以外の構造物でも良いことは勿論である。
【００５３】
上記構築例は、先ず、鋼矢板壁５を構築した後、鋼矢板壁５内の地盤２を掘削し、次いで、鋼管杭３を打ち込むものであるが、鋼管杭３を打ち込んだ後、鋼矢板壁５を構築し、次いで、鋼矢板壁５内の地盤２を掘削しても、あるいは、鋼矢板壁５を構築した後、鋼管杭３を打ち込み、次いで、鋼矢板壁５内の地盤２を掘削しても良い。
【００５４】
図７から図９に、この発明を線路高架橋の基礎の構築に適用した場合を示す。図７は、縦断面図、図８は、図７のＡ−Ａ断面図、図９は、図７のＢ−Ｂ断面図である。
【００５５】
図７から図９において、３１は、線路高架橋、３２は、地中梁、３３は、線路であり、線路高架橋３１の各基礎１は、矩形状の鋼矢板壁５、鋼矢板壁５と一体化された鋼管杭３、および、鋼矢板壁５内に構築されたフーチング４とからなっている。
【００５６】
図示のように、各基礎１をこの発明に従って構築することにより、線路高架橋３１を合理的かつ経済的に構築することが可能となる。
【００５７】
以上のように、この発明によれば、鋼矢板として、例えば、Ｕ形鋼矢板を使用し、杭として鋼管杭を使用することにより杭と鋼矢板壁とを強固に一体化することが可能となる。また、基礎の構築用地の用地境界直近の地盤中に鋼矢板壁を構築し、鋼管杭を鋼矢板壁の内側谷部の地盤中に打ち込んで鋼矢板壁と一体化し、そして、鋼管杭上にフーチングを構築することによって、基礎の構築用地の境界直近までフーチングを構築することが可能となるので、フーチング上の構造物の中心に対して、杭の位置を遠くに離して配置することができ、この結果、杭の有する有利な軸方向剛性を有効に活用することができる。さらに、杭の有する有利な軸方向剛性を有効に活用することができるので、杭径を細くすることができ、この結果、建設コストを低減することができる。以上の効果によって、構造物用基礎を合理的かつ経済的に構築することが可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
１：基礎
２：地盤
３：鋼管杭
３ａ：開口
４：フーチング
５：鋼矢板壁
５ａ：鋼矢板
６：橋脚
７：連結部材
８：鉄筋
９：鉄筋
１０：板材
１０ａ：開口
１１：鉄筋
１２：鉄筋
２１：基礎
２２：地盤
２３：杭
２４：フーチング
２５：アンカー鉄筋
２６：鋼矢板壁
２７：孔明き鋼板
２８：橋脚
２９：作業スペース
３０：外型枠
３１：線路高架橋
３２：地中梁
３３：線路
【技術分野】
【０００１】
この発明は、構造物用基礎およびその構築方法、特に、鋼管杭上に構築されるフーチングと、地盤中にフーチングを囲むように構築される鋼矢板壁とを備え、鋼管杭と鋼矢板壁とを一体化し、鋼管杭を鋼矢板壁の内側谷部に納まるように打ち込むことによって、合理的かつ経済的な構築が可能な構造物用基礎およびその構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、図１０に示すように、構造物の基礎２１は、地盤２２中に構築された杭２３と、杭２３上に構築された鉄筋コンクリート製フーチング２４とからなっている。基礎２１の構築に際しては、従来、以下のような背景があった。
【０００３】
（１）杭２３とフーチング２４との結合方法には、図１１に示すように、杭２３の頭部から伸ばしたアンカー鉄筋２５をフーチング２４のコンクリートに定着させる方法、および、図１２に示すように、杭２３の上部をそのままフーチング２４内に埋め込む方法がある。何れの方法も、杭２３を確実にフーチング２４に固定する必要があるので、図１１および図１２中（Ｌ１）で示すように、杭２３の外縁部をフーチング２４の端部より、通常、杭２３の半径寸法（Ｌ２）以上、離す必要があった。
【０００４】
（２）一般にフーチング２４は、地表から０．５ｍから３．０ｍ程度の深さに構築されるので、基礎２１を構築する地盤２２を、実際に構築するフーチング２４の寸法より広く掘削し、掘削穴内に外型枠を設置した後、外型枠内にコンクリートを打設し、埋め戻すのが一般的である。
【０００５】
（３）上述した基礎２１の設計に際しては、杭２３は、水平方向剛性よりも軸方向剛性に優れているという特性を有していることから、基礎２１上に例えば、構造物としての橋脚を構築する場合、橋脚の中心に対して、杭２３の位置をできるだけ遠くに離して配置すれば、基礎２１の回転剛性を全体的に高めることができる。すなわち、このように杭２３を配置すれば、基礎２１の合理的かつ経済的な構築が可能となる。
【０００６】
（４）従来から地盤掘削時の仮土留め工に鋼矢板を用いるシートパイル基礎工法が知られている。シートパイル基礎工法によれば、上記（２）の外型枠を不要とすることができるので、地盤の掘削領域を減少させることができる。例えば、特許文献１（特許第４３００１６６号公報）には、図１３に示すように、鋼矢板壁２６とフーチング２４とを孔開き鋼板２７等により一体化することによって、基礎２１の強度向上を図った構造物用基礎が開示されている。また、特許文献２（特開２００８−２４０３５６号公報）には、図１４に示すように、杭２３に支持された、橋脚２８が構築されるフーチング２４と、杭２３の周囲の地盤中に構築された鋼矢板壁２６と備え、杭２３と鋼矢板壁２６とをフーチング２４を介して一体化した構造物用基礎が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４３００１６６号公報
【特許文献２】特開２００８−２４０３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
都市部等の狭隘な場所に、例えば、橋梁等の構築物を構築する場合には、橋脚の用地幅（構築時に借地できる範囲も含めた用地幅）が非常に狭くなる。この結果、上記（１）および（２）の理由により、杭２３の構築位置を橋脚中心から十分に離すことができなかった。すなわち、図１５に示すように、狭隘な場所に橋脚２８を構築するには、例えば、地盤２２中に杭２３を構築した後、基礎２１の構築用地の境界直近の地盤２２中に鋼矢板を打ち込んで土留め壁としての鋼矢板壁２６を構築する。次いで、鋼矢板壁２６内の地盤２２を所定深さまで掘削した後、鋼矢板壁２６の内側に作業スペース２９を設けて外型枠３０を構築する。次いで、外型枠３０内にコンクリートを打設してフーチング２４を構築し、埋め戻す。そして、フーチング２４上に橋脚２８を構築する。なお、鋼矢板壁２６は、基礎２１の構築後、撤去する場合もある。
【０００９】
このようにして橋脚２８が構築されるが、鋼矢板２６の内側に作業スペース２９を設ける必要があるので、フーチング２４の寸法は、掘削穴より小さくなる。従って、上記（３）の理由により、橋脚２８の中心位置と杭２３の中心位置との間の距離（Ｌ２）を離すことができず、杭２３の有する有利な軸方向剛性を有効に活用することができない。この結果、基礎２１の回転剛性を全体的に高めることができない。すなわち、基礎２１の合理的かつ経済的な構築が行えない。
【００１０】
この問題は、図１５に示すように、杭２３の径（Ｒ２）を太くして、水平剛性を高めることによって解決することができるが、このようにすると建設コストが大幅に上昇する。
【００１１】
なお、上記特許文献１に開示された図１３に示す構造物用基礎によれば、フーチング２４を構造物の構築用地の境界直近にまで構築することができるが、この基礎２１は、杭を用いず、従って、杭と鋼矢板壁２６とを一体化するといった思想はない。
【００１２】
また、上記特許文献２に開示された図１４に示す構造物用基礎によれば、杭２３の周囲を鋼矢板壁２６により囲み、杭２３と鋼矢板壁２６とを一体的にすることによって、杭２３を補強することはできるが、この構造物用基礎は、杭２３をこれが鋼矢板壁２６の内側谷部に納まるように打ち込むものではないので、橋脚２８の中心位置と杭２３の中心位置との間の距離（Ｌ２）を離すことができない。
【００１３】
従って、この発明の目的は、鋼管杭上に構築されるフーチングと、地盤中にフーチングを囲むように構築される鋼矢板壁とを備え、鋼管杭と鋼矢板壁とを一体化し、鋼管杭を鋼矢板壁の内側谷部に納まるように打ち込むことによって、合理的かつ経済的な構築が可能な構造物用基礎およびその構築方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、下記を特徴とするものである。
【００１５】
請求項１に記載の発明は、地盤中に打ち込まれる鋼管杭と、前記鋼管杭上に構築される鉄筋コンクリート製フーチングと、前記フーチングを取り囲むように地盤中に構築される鋼矢板壁とを備え、前記鋼矢板壁は、複数枚の凹凸形鋼矢板を平面視が波形となるように互いに連結したものからなり、前記鋼管杭は、前記鋼管杭の少なくとも一部が前記鋼矢板壁の内側谷部内に入り込むように地盤中に打ち込まれ、前記鋼管杭の頭部と前記鋼矢板壁とは連結手段を介して互いに連結されていることに特徴を有するものである。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構造物用基礎において、前記鋼管杭は、前記鋼矢板壁の前記内側谷部に納まる径を有していることに特徴を有するものである。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の構造物用基礎において、前記連結手段は、溶接からなっていることに特徴を有するものである。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の構造物用基礎において、前記連結手段は、前記鋼管杭と前記鋼矢板壁とを連結する連結部材からなっていることに特徴を有するものである。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか１つに記載の構造物用基礎において、前記鋼矢板壁と前記フーチングとは、前記鋼矢板壁と前記フーチングとの間に配筋された鉄筋が前記フーチングのコンクリートと定着するにより一体化されることに特徴を有するものである。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５の何れか１つに記載の構造物用基礎において、前記鋼管杭と前記フーチングとは、一体化手段により一体化されることに特徴を有するものである。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の構造物用基礎において、前記一体化手段は、前記鋼管杭と前記フーチングとの間に配筋された鉄筋からなり、前記鋼管杭と前記フーチングとは、前記鉄筋が前記フーチングのコンクリートと定着するにより一体化されることに特徴を有するものである。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の構造物用基礎において、前記一体化手段は、前記鋼管杭に固定された、複数個の開口が形成された板材からなり、前記鋼管杭と前記フーチングとは、前記フーチングのコンクリートが前記板材の前記開口内に入り込むことにより一体化されることに特徴を有するものである。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項６に記載の構造物用基礎において、前記一体化手段は、前記鋼管杭に形成された複数個の開口からなり、前記鋼管杭と前記フーチングとは、前記フーチングのコンクリートが前記鋼管杭の前記開口内に入り込むことにより一体化されることに特徴を有するものである。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、地盤中に複数枚の凹凸形鋼矢板を平面視が波形となるように互いに連結して打ち込むことによって鋼矢板壁を構築し、次いで、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削した後、前記鋼矢板壁の内側谷部の地盤中に鋼管杭を、前記鋼管杭の少なくとも一部が前記内側谷部内に入り込むように打ち込み、次いで、前記鋼矢板壁と前記鋼管杭の頭部とを連結し、そして、前記鋼矢板壁内にコンクリートを打設して、前記鋼管杭上にフーチングを構築し、このようにして、地盤中に打ち込まれる鋼管杭と、前記鋼管杭上に構築される鉄筋コンクリート製フーチングと、前記フーチングを取り囲むように地盤中に構築される鋼矢板壁を備えた構造物用基礎を構築することに特徴を有するものである。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の、構造物用基礎の構築方法において、前記鋼矢板壁を構築した後、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削し、次いで、前記鋼管杭を打ち込む代わりに、前記鋼管杭を打ち込んだ後、前記鋼矢板壁を構築し、次いで、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削することに特徴を有するものである。
【００２６】
請求項１２に記載の発明は、請求項１０に記載の、構造物用基礎の構築方法において、前記鋼矢板壁を構築した後、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削し、次いで、前記鋼管杭を打ち込む代わりに、前記鋼矢板壁を構築した後、前記鋼管杭を打ち込み、次いで、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削することに特徴を有するものである。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、以下のような効果がもたらされる。
（１）鋼矢板として、例えば、Ｕ形鋼矢板を使用し、杭として鋼管杭を使用することにより杭と鋼矢板壁とを強固に一体化することが可能となる。
（２）基礎の構築用地の用地境界直近の地盤中に鋼矢板壁を構築し、鋼管杭を鋼矢板壁の内側谷部の地盤中に打ち込んで鋼矢板壁と一体化し、そして、鋼管杭上にフーチングを構築することによって、フーチング上の構造物の中心に対して、杭の位置を遠くに離して配置することができる。この結果、杭の有する有利な軸方向剛性を有効に活用することができる。
（３）杭の有する有利な軸方向剛性を有効に活用することができるので、杭径を細くすることができ、この結果、建設コストを低減することができる。
（４）以上の効果によって、構造物用基礎を合理的かつ経済的に構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の構造物用基礎を示す概略断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】この発明の構造物用基礎における鋼管杭とフーチングとの一体化手段を示す正面図である。
【図４】この発明の構造物用基礎における鋼管杭とフーチングとの別の一体化手段を示す正面図である。
【図５】この発明の構造物用基礎における鋼管杭とフーチングとのさらに別の一体化手段を示す正面図である。
【図６】この発明の構造物用基礎の構築方法を示す概略断面図であり、（ａ）は、地盤に鋼矢板壁を構築した状態を示す図、（ｂ）は、鋼矢板壁内の地盤を掘削した状態を示す図、（ｃ）は、鋼矢板壁内の地盤に鋼管杭を打ち込んだ状態を示す図、（ｄ）は、鋼管杭上にフーチングを構築した状態を示す図である。
【図７】この発明を線路高架橋の基礎の構築に適用した場合の縦断面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ断面図である。
【図９】図７のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】杭と杭上に構築されたフーチングとからなる基礎を示す概略断面図である。
【図１１】杭の頭部から伸ばしたアンカー鉄筋をフーチングのコンクリートに定着させることによる杭とフーチングとの結合状態を示す概略断面図である。
【図１２】杭の上部をそのままフーチング内に埋め込むことによる杭とフーチングとの結合状態を示す概略断面図である。
【図１３】特許文献１に開示された構造物用基礎を示す概略断面図である。
【図１４】特許文献２に開示された構造物用基礎を示す概略断面図である。
【図１５】狭隘な場所に構築された構造物用基礎を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
この発明の構造物用基礎の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
図１は、この発明の構造物用基礎を示す概略断面図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３から図５は、この発明の構造物用基礎における鋼管杭とフーチングとの一体化手段を示す正面図である。
【００３１】
図１に示すように、この発明の構造物用基礎１は、地盤２中に打ち込まれる鋼管杭３と、鋼管杭３上に構築される鉄筋コンクリート製フーチング４と、フーチング４を取り囲むように地盤２中に構築される鋼矢板壁５とから構成されている。
【００３２】
鋼矢板壁５は、図２に示すように、複数枚の凹凸形鋼矢板、例えば、Ｕ形鋼矢板５ａを平面視が波形となるように互いに連結したものからなっていて、構築物としての、例えば、橋脚６の用地境界（図１および図２中、二点鎖線で示す。）の直近の地盤２中に構築されている。
【００３３】
鋼管杭３は、図２に示すように、鋼矢板壁５の内側谷部（Ｃ）の地盤２中に打ち込まれ、内側谷部（Ｃ）に納まる径（Ｒ１）を有している。このように、鋼管杭３の径（Ｒ１）を、鋼矢板壁５の内側谷部（Ｃ）に納まる程度の細径にすることができるのは、後述するように、フーチング４上の橋脚６の中心に対して、鋼管杭３の位置を遠くに離して配置することができ、この結果、鋼管杭３の有する有利な軸方向剛性を有効に活用することができるからである。鋼管杭３の頭部と鋼矢板壁５とは連結手段を介して互いに強固に連結されている。
【００３４】
なお、この例では、鋼管杭３の径（Ｒ１）は、鋼矢板壁５の内側谷部（Ｃ）に納まる程度の寸法を有しているが、鋼管杭３の一部が内側谷部（Ｃ）から突出する寸法であってもよい。
【００３５】
このように、基礎１の構築用地の用地境界直近の地盤中に鋼矢板壁５を構築し、鋼管杭３を鋼矢板壁５の内側谷部（Ｃ）の地盤中に打ち込んで鋼矢板壁５と一体化し、そして、鋼管杭３上にフーチング４を構築することによって、用地境界直近までフーチング４を構築することが可能となる。従って、フーチング４上の橋脚６の中心に対して、鋼管杭３の位置を遠くに離して配置することができる。すなわち、図１において、橋脚６の中心位置と鋼管杭３の中心位置との間の距離を（Ｌ１）で示し、図１５において、橋脚８の中心位置と杭３の中心位置との間の距離を（Ｌ２）で示すが、この発明によれば、（Ｌ２）より（Ｌ１）の方が長くなっている。この結果、鋼管杭３の有する有利な軸方向剛性を有効に活用することができる。
【００３６】
また、鋼管杭３の有する有利な軸方向剛性を有効に活用することができるので、鋼管杭３の径を細くすることができ、この結果、建設コストを低減することができる。すなわち、図１において、鋼管杭３の直径を（Ｒ１）で示し、図１５において、杭２３の直径を（Ｒ２）で示すが、この発明によれば、（Ｒ２）より（Ｒ１）の方が細くなっている。
【００３７】
以上の効果によって、構造物用基礎を合理的かつ経済的に構築することが可能となる。
【００３８】
連結手段としては、鋼管杭３と鋼矢板壁５とが溶接可能であるので、これらを直接、溶接（溶接箇所を図２中、Ｗで示す。）する手段があるが、これ以外に、図２に示すように、鋼管杭３と鋼矢板壁５とを板状連結部材７を介して溶接しても良い。板状連結部材７は、鋼管杭３の長手方向に沿って間隔をあけて設けても、あるいは、連続して設けても良い。板状連結部材７を連続して設ける場合には、鋼管杭３と鋼矢板壁５と板状連結部材７とにより閉鎖空間（Ｓ）が形成されるので、この閉鎖空間（Ｓ）内にセメント等を充填すれば、鋼管杭３と鋼矢板壁５とがより強固に連結される。勿論、鋼管杭３と鋼矢板壁５とを直接、溶接する連結手段と、連結部材７による連結手段とを併用しても良い。
【００３９】
鋼矢板壁５とフーチング４との間には、鉄筋８が配筋され、鉄筋８がフーチング４のコンクリートと定着するにより、鋼矢板壁５とフーチング４とは、強固に一体化される。鉄筋８は、その一端が鋼矢板壁５の内面に溶接され、他端がフーチング４の補強鉄筋（図示せず）に固定されている。
【００４０】
鋼管杭３とフーチング４とは、一体化手段により一体化されている。一体化手段は、図３に示すように、鋼管杭３とフーチング４との間に配筋された鉄筋９からなり、鋼管杭３とフーチング４とは、鉄筋９がフーチング４のコンクリートと定着することにより一体化される。鉄筋９は、その一端が鋼管杭３に溶接され、他端がフーチング４の補強鉄筋（図示せず）に固定されている。
【００４１】
一体化手段は、図４に示すように、鋼管杭３にその長手方向に沿って溶接された、複数個の開口１０ａが形成された鋼板からなる板材１０であっても良い。フーチング４のコンクリートが板材１０の開口１０ａに入り込むことによって、鋼管杭３とフーチング４とが一体化される。
【００４２】
一体化手段は、図５に示すように、鋼管杭３に形成された複数個の開口３ａであっても良い。フーチング４のコンクリートが鋼管杭３の開口３ａ内に入り込むことによって、鋼管杭３とフーチング４とが一体化される。
【００４３】
一体化手段としては、図４中、二点鎖線で示すように、板材１０の開口１０ａとフーチング４内の鉄筋（図示せず）との間に鉄筋１１を固定しても良く、図５中、二点鎖線で示すように、鋼管杭３の開口３ａとフーチング４の補強鉄筋（図示せず）との間に鉄筋１２を固定しても良い。このように鉄筋１１あるいは鉄筋１２を配し、フーチング４のコンクリートと定着させることによって、鋼管杭３とフーチング４とをさらに強固に一体化させることができる。
【００４４】
次に、この発明の構造物用基礎の構築方法を、図面を参照しながら説明する。
【００４５】
図６は、この発明の構造物用基礎の構築方法を示す概略断面図であり、（ａ）は、地盤に鋼矢板壁を構築した状態を示す図、（ｂ）は、鋼矢板壁内の地盤を掘削した状態を示す図、（ｃ）は、鋼矢板壁内の地盤に鋼管杭を打ち込んだ状態を示す図、（ｄ）は、鋼管杭上にフーチングを構築した状態を示す図である。
【００４６】
先ず、図６（ａ）に示すように、複数枚のＵ形鋼矢板５ａを平面視が波形となるように互いに連結して（図２参照）、例えば、平面視が矩形状の鋼矢板壁５を、橋脚６の用地境界直近の地盤２中に構築する。
【００４７】
次いで、同図（ｂ）に示すように、鋼矢板壁５内の地盤２を、鋼矢板壁５を土留め壁としながら所定深さまで掘削する。
【００４８】
次いで、同図（ｃ）に示すように、鋼矢板壁５の内側谷部（Ｃ）の地盤２中に鋼管杭３を打ち込み、鋼管杭３の頭部と鋼矢板壁５とを直接、溶接するか、板状連結部材７を介して連結して、鋼管杭３と鋼矢板壁５とを連結する（図２参照）。
【００４９】
次に、同図（ｄ）に示すように、鋼矢板壁５内にフーチング用補強鉄筋（図示せず）を配筋した後、鋼矢板壁５を型枠としてコンクリートを打設して、フーチング４を構築する。この際、コンクリートを打設する前に、鋼矢板壁５とフーチング用鉄筋との間に鉄筋８を固定して、鉄筋８をフーチング４のコンクリートに定着させる。さらに、鋼管杭３とフーチング用鉄筋との間にも鉄筋９を固定して、鉄筋９をフーチング４のコンクリートに定着させる。このようにして、鋼管杭３とフーチング４とを強固に一体化する。
【００５０】
なお、鋼管杭３とフーチング４とを一体化するには、図４に示すように、複数個の開口３ａが形成された板材１０を鋼管杭３に固定しても、図５に示すように、鋼管杭３に複数個の開口３ａを形成しても、あるいは、板材１０の開口１０ａあるいは鋼管杭３の開口３ａとフーチング用鉄筋（図示せず）との間に鉄筋１１あるいは鉄筋１２を固定しても良く、このようにすることによって、鋼管杭３とフーチング４とがさらに強固に一体化することが可能となる。
【００５１】
このようにして、構造物用基礎１の構築が完了したら、図１に示すように、フーチング４上に橋脚６を構築する。
【００５２】
なお、フーチング４上に構築する構造物は、橋脚６以外の構造物でも良いことは勿論である。
【００５３】
上記構築例は、先ず、鋼矢板壁５を構築した後、鋼矢板壁５内の地盤２を掘削し、次いで、鋼管杭３を打ち込むものであるが、鋼管杭３を打ち込んだ後、鋼矢板壁５を構築し、次いで、鋼矢板壁５内の地盤２を掘削しても、あるいは、鋼矢板壁５を構築した後、鋼管杭３を打ち込み、次いで、鋼矢板壁５内の地盤２を掘削しても良い。
【００５４】
図７から図９に、この発明を線路高架橋の基礎の構築に適用した場合を示す。図７は、縦断面図、図８は、図７のＡ−Ａ断面図、図９は、図７のＢ−Ｂ断面図である。
【００５５】
図７から図９において、３１は、線路高架橋、３２は、地中梁、３３は、線路であり、線路高架橋３１の各基礎１は、矩形状の鋼矢板壁５、鋼矢板壁５と一体化された鋼管杭３、および、鋼矢板壁５内に構築されたフーチング４とからなっている。
【００５６】
図示のように、各基礎１をこの発明に従って構築することにより、線路高架橋３１を合理的かつ経済的に構築することが可能となる。
【００５７】
以上のように、この発明によれば、鋼矢板として、例えば、Ｕ形鋼矢板を使用し、杭として鋼管杭を使用することにより杭と鋼矢板壁とを強固に一体化することが可能となる。また、基礎の構築用地の用地境界直近の地盤中に鋼矢板壁を構築し、鋼管杭を鋼矢板壁の内側谷部の地盤中に打ち込んで鋼矢板壁と一体化し、そして、鋼管杭上にフーチングを構築することによって、基礎の構築用地の境界直近までフーチングを構築することが可能となるので、フーチング上の構造物の中心に対して、杭の位置を遠くに離して配置することができ、この結果、杭の有する有利な軸方向剛性を有効に活用することができる。さらに、杭の有する有利な軸方向剛性を有効に活用することができるので、杭径を細くすることができ、この結果、建設コストを低減することができる。以上の効果によって、構造物用基礎を合理的かつ経済的に構築することが可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
１：基礎
２：地盤
３：鋼管杭
３ａ：開口
４：フーチング
５：鋼矢板壁
５ａ：鋼矢板
６：橋脚
７：連結部材
８：鉄筋
９：鉄筋
１０：板材
１０ａ：開口
１１：鉄筋
１２：鉄筋
２１：基礎
２２：地盤
２３：杭
２４：フーチング
２５：アンカー鉄筋
２６：鋼矢板壁
２７：孔明き鋼板
２８：橋脚
２９：作業スペース
３０：外型枠
３１：線路高架橋
３２：地中梁
３３：線路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中に打ち込まれる鋼管杭と、前記鋼管杭上に構築される鉄筋コンクリート製フーチングと、前記フーチングを取り囲むように地盤中に構築される鋼矢板壁とを備え、前記鋼矢板壁は、複数枚の凹凸形鋼矢板を平面視が波形となるように互いに連結したものからなり、前記鋼管杭は、前記鋼管杭の少なくとも一部が前記鋼矢板壁の内側谷部内に入り込むように地盤中に打ち込まれ、前記鋼管杭の頭部と前記鋼矢板壁とは連結手段を介して互いに連結されていることを特徴とする構造物用基礎。
【請求項２】
請求項１に記載の構造物用基礎において、前記鋼管杭は、前記鋼矢板壁の前記内側谷部に納まる径を有していることを特徴とする、請求項１に記載の構造物用基礎。
【請求項３】
前記連結手段は、溶接からなっていることを特徴とする、請求項１または２に記載の構造物用基礎。
【請求項４】
前記連結手段は、前記鋼管杭と前記鋼矢板壁とを連結する連結部材からなっていることを特徴とする、請求項１または２に記載の構造物用基礎。
【請求項５】
前記鋼矢板壁と前記フーチングとは、前記鋼矢板壁と前記フーチングとの間に配筋された鉄筋が前記フーチングのコンクリートと定着するにより一体化されることを特徴とする、請求項１から４の何れか１つに記載の構造物用基礎。
【請求項６】
前記鋼管杭と前記フーチングとは、一体化手段により一体化されることを特徴とする、請求項１から５の何れか１つに記載の構造物用基礎。
【請求項７】
前記一体化手段は、前記鋼管杭と前記フーチングとの間に配筋された鉄筋からなり、前記鋼管杭と前記フーチングとは、前記鉄筋が前記フーチングのコンクリートと定着するにより一体化されることを特徴とする、請求項６に記載の構造物用基礎。
【請求項８】
前記一体化手段は、前記鋼管杭に固定された、複数個の開口が形成された板材からなり、前記鋼管杭と前記フーチングとは、前記フーチングのコンクリートが前記板材の前記開口内に入り込むことにより一体化されることを特徴とする、請求項６に記載の構造物用基礎。
【請求項９】
前記一体化手段は、前記鋼管杭に形成された複数個の開口からなり、前記鋼管杭と前記フーチングとは、前記フーチングのコンクリートが前記鋼管杭の前記開口内に入り込むことにより一体化されることを特徴とする、請求項６に記載の構造物用基礎。
【請求項１０】
地盤中に複数枚の凹凸形鋼矢板を平面視が波形となるように互いに連結して打ち込むことによって鋼矢板壁を構築し、次いで、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削した後、前記鋼矢板壁の内側谷部の地盤中に鋼管杭を、前記鋼管杭の少なくとも一部が前記内側谷部内に入り込むように打ち込み、次いで、前記鋼矢板壁と前記鋼管杭の頭部とを連結し、そして、前記鋼矢板壁内にコンクリートを打設して、前記鋼管杭上にフーチングを構築し、このようにして、地盤中に打ち込まれる鋼管杭と、前記鋼管杭上に構築される鉄筋コンクリート製フーチングと、前記フーチングを取り囲むように地盤中に構築される鋼矢板壁を備えた構造物用基礎を構築することを特徴とする、構造物用基礎の構築方法。
【請求項１１】
前記鋼矢板壁を構築した後、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削し、次いで、前記鋼管杭を打ち込む代わりに、前記鋼管杭を打ち込んだ後、前記鋼矢板壁を構築し、次いで、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削することを特徴とする、請求項１０に記載の、構造物用基礎の構築方法。
【請求項１２】
前記鋼矢板壁を構築した後、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削し、次いで、前記鋼管杭を打ち込む代わりに、前記鋼矢板壁を構築した後、前記鋼管杭を打ち込み、次いで、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削することを特徴とする、請求項１０に記載の、構造物用基礎の構築方法。
【請求項１】
地盤中に打ち込まれる鋼管杭と、前記鋼管杭上に構築される鉄筋コンクリート製フーチングと、前記フーチングを取り囲むように地盤中に構築される鋼矢板壁とを備え、前記鋼矢板壁は、複数枚の凹凸形鋼矢板を平面視が波形となるように互いに連結したものからなり、前記鋼管杭は、前記鋼管杭の少なくとも一部が前記鋼矢板壁の内側谷部内に入り込むように地盤中に打ち込まれ、前記鋼管杭の頭部と前記鋼矢板壁とは連結手段を介して互いに連結されていることを特徴とする構造物用基礎。
【請求項２】
請求項１に記載の構造物用基礎において、前記鋼管杭は、前記鋼矢板壁の前記内側谷部に納まる径を有していることを特徴とする、請求項１に記載の構造物用基礎。
【請求項３】
前記連結手段は、溶接からなっていることを特徴とする、請求項１または２に記載の構造物用基礎。
【請求項４】
前記連結手段は、前記鋼管杭と前記鋼矢板壁とを連結する連結部材からなっていることを特徴とする、請求項１または２に記載の構造物用基礎。
【請求項５】
前記鋼矢板壁と前記フーチングとは、前記鋼矢板壁と前記フーチングとの間に配筋された鉄筋が前記フーチングのコンクリートと定着するにより一体化されることを特徴とする、請求項１から４の何れか１つに記載の構造物用基礎。
【請求項６】
前記鋼管杭と前記フーチングとは、一体化手段により一体化されることを特徴とする、請求項１から５の何れか１つに記載の構造物用基礎。
【請求項７】
前記一体化手段は、前記鋼管杭と前記フーチングとの間に配筋された鉄筋からなり、前記鋼管杭と前記フーチングとは、前記鉄筋が前記フーチングのコンクリートと定着するにより一体化されることを特徴とする、請求項６に記載の構造物用基礎。
【請求項８】
前記一体化手段は、前記鋼管杭に固定された、複数個の開口が形成された板材からなり、前記鋼管杭と前記フーチングとは、前記フーチングのコンクリートが前記板材の前記開口内に入り込むことにより一体化されることを特徴とする、請求項６に記載の構造物用基礎。
【請求項９】
前記一体化手段は、前記鋼管杭に形成された複数個の開口からなり、前記鋼管杭と前記フーチングとは、前記フーチングのコンクリートが前記鋼管杭の前記開口内に入り込むことにより一体化されることを特徴とする、請求項６に記載の構造物用基礎。
【請求項１０】
地盤中に複数枚の凹凸形鋼矢板を平面視が波形となるように互いに連結して打ち込むことによって鋼矢板壁を構築し、次いで、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削した後、前記鋼矢板壁の内側谷部の地盤中に鋼管杭を、前記鋼管杭の少なくとも一部が前記内側谷部内に入り込むように打ち込み、次いで、前記鋼矢板壁と前記鋼管杭の頭部とを連結し、そして、前記鋼矢板壁内にコンクリートを打設して、前記鋼管杭上にフーチングを構築し、このようにして、地盤中に打ち込まれる鋼管杭と、前記鋼管杭上に構築される鉄筋コンクリート製フーチングと、前記フーチングを取り囲むように地盤中に構築される鋼矢板壁を備えた構造物用基礎を構築することを特徴とする、構造物用基礎の構築方法。
【請求項１１】
前記鋼矢板壁を構築した後、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削し、次いで、前記鋼管杭を打ち込む代わりに、前記鋼管杭を打ち込んだ後、前記鋼矢板壁を構築し、次いで、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削することを特徴とする、請求項１０に記載の、構造物用基礎の構築方法。
【請求項１２】
前記鋼矢板壁を構築した後、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削し、次いで、前記鋼管杭を打ち込む代わりに、前記鋼矢板壁を構築した後、前記鋼管杭を打ち込み、次いで、前記鋼矢板壁内の地盤を掘削することを特徴とする、請求項１０に記載の、構造物用基礎の構築方法。
【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１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
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【図１０】
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【図１２】
【図１３】
【図１４】
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【公開番号】特開２０１２−３１６７８（Ｐ２０１２−３１６７８Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７３４９２（Ｐ２０１０−１７３４９２）
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（０００１７３７８４）公益財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（０００１７３７８４）公益財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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