2025-25055 柱と杭との接合構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025025055

(43)【公開日】2025-02-21

(54)【発明の名称】柱と杭との接合構造

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/00 20060101AFI20250214BHJP

【ＦＩ】

E02D27/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023129495

(22)【出願日】2023-08-08

(71)【出願人】

【識別番号】591205536

【氏名又は名称】ＪＦＥシビル株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100184859

【弁理士】

【氏名又は名称】磯村 哲朗

(72)【発明者】

【氏名】亀田 哲二郎

(72)【発明者】

【氏名】久保田 航平

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 唯

(72)【発明者】

【氏名】田村 淳一

(72)【発明者】

【氏名】竹内 雅人

【テーマコード（参考）】

2D046

【Ｆターム（参考）】

2D046AA15

2D046AA16

2D046AA17

(57)【要約】

【課題】 柱と杭とを直接的に接合して基礎フーチングや基礎梁を省略する柱と杭との接合構造において、構造の合理性および経済性、ならびに接合作業の効率性を高める。
【解決手段】 柱と杭との接合構造であって、前記柱の下端には、ベースプレートと、該ベースプレートから下方に前記杭の上端よりも高い位置まで延出し前記柱よりも小さい外寸を有するアンカーパイプとが設けられ、前記杭の上端には、前記アンカーパイプを取り囲むように上方に延出する複数本のスタッドが設けられ、前記複数本のスタッドを外周側から取り囲むフープ筋が設けられ、前記杭が地盤上に突出する部分から前記ベースプレートの下面までの空間に、前記アンカーパイプ、前記複数本のスタッドおよび前記フープ筋の周囲を覆うようにコンクリートが充填されている、柱と杭との接合構造。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

柱と杭との接合構造であって、
前記柱の下端には、ベースプレートと、該ベースプレートから下方に前記杭の上端よりも高い位置まで延出し前記柱よりも小さい外寸を有するアンカーパイプとが設けられ、
前記杭の上端には、前記アンカーパイプを取り囲むように上方に延出する複数本のスタッドが設けられ、
前記複数本のスタッドを外周側から取り囲むフープ筋が設けられ、
前記杭が地盤上に突出する部分から少なくとも前記ベースプレートの下面までの空間に、前記アンカーパイプ、前記複数本のスタッドおよび前記フープ筋の周囲を覆うようにコンクリートが充填されている、柱と杭との接合構造。

【請求項2】

前記フープ筋は、前記スタッドに接する位置に配設されている、請求項１に記載の柱と杭との接合構造。

【請求項3】

前記フープ筋を外周側からさらに取り囲む補強フープ筋が設けられている、請求項１または２に記載の柱と杭との接合構造。

【請求項4】

前記ベースプレートと、前記アンカーパイプとの間を補剛するスチフナが設けられている、請求項１または２に記載の柱と杭との接合構造。

【請求項5】

前記ベースプレートの下面に、前記コンクリートと係合する係合部が設けられている、請求項１または２に記載の柱と杭との接合構造。

【請求項6】

前記杭が地盤上に突出する部分を取り囲むように、地盤上に設置または前記杭の上端に固定された、複数本の建方用アンカーボルトが設けられ、
前記ベースプレートには、建方用締結部が設けられ、
前記建方用アンカーボルトに前記建方用締結部が締結されることにより、前記柱の前記杭に対する位置決めがなされている、請求項１または２に記載の柱と杭との接合構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、柱と杭との接合構造に関する。

【背景技術】

【0002】

杭と上部構造物とを接合する方法としては、鉄筋コンクリート製の基礎フーチングや基礎梁等を介して接合する方法が多く用いられるが、配筋が繁雑になったり地盤の掘削土量が増えたりするため、コストの低減や工期の短縮が阻害される。

【0003】

そこで、掘削土量を削減すべく、基礎フーチングや基礎梁を省略して杭と柱とを直接的に接合する工法が試みられている。

【0004】

例えば、特許文献１に開示される鉄骨柱と既成杭との接合構造では、既製杭の上端部に拡頭部を設け、鉄骨梁の柱脚を、拡頭部に充填されたコンクリートに定着させて、鉄骨梁と既成杭とを接合している。このような構造とすることにより、鉄骨柱の平面的な接合位置の自由度を高め、既製杭の打設時に生じる施工誤差を吸収し、施工性の向上を図っている。また、既製杭の上端部に設けた拡頭部において、鉄骨柱の柱脚の定着部分を鉄筋コンクリートで包み込むことで、鉄骨柱と既製杭とを強固に接合することを可能としている。

【0005】

また、特許文献２に開示される杭と柱との接合構造では、柱の下端部に、ベースプレートから下方に延出するとともに、柱よりも小さい外寸を有するシアキー（アンカーパイプ）を設けている。そして、中空断面を有する杭の上端部内に、柱の下端部のシアキーを挿入した状態で、杭の上端部から少なくとも前柱のベースプレートの下面までの空間に、シアキーの周囲を覆うようにコンクリートを充填することで、杭と柱とを接合している。このような構造とすることにより、掘削土量の削減、使用鉄骨量の削減等により構造の簡素化、コストダウンを図るとともに、接合形態を半剛接合に調整することで、上方の柱から接合部に伝達される曲げモーメントを低減して、合理性及び経済性を高めている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００７－２５５００３号公報

【特許文献2】特開２０２２－１６２２２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、特許文献１に開示される鉄骨柱と既成杭との接合構造では、既製杭の上端部に設けられた拡頭部に、鉄骨梁の柱脚を直接挿入するか、鉄骨梁の柱脚のベースプレートを締結するアンカーボルトを挿入して、拡頭部内のコンクリートに定着させている。

【0008】

このため、既製杭の上端部に設ける拡頭部の内径は、鉄骨柱の外寸またはアンカーボルトの間隔よりも大きくする必要がある。したがって、鉄骨柱の外寸が大きい場合や、既成杭の外径が小さい場合には、鉄骨柱の平面的な接合位置の自由度を高める効果が発揮されにくい。

【0009】

また、特許文献１に開示される鉄骨柱と既成杭との接合構造では、鉄骨柱と既製杭とを強固に接合、すなわち剛接合することが記載されているが、一般的には、鉄骨柱と既製杭との接合を半剛接合にする方が、設計上有利である。

【0010】

また、特許文献２に開示される杭と柱との接合構造では、柱の下端部から下方に延出するようにシアキーを設け、中空断面を有する杭の上端部内に挿入して、その周囲を覆うようにコンクリートを充填することで、杭と柱とを接合している。

【0011】

このため、特許文献２に記載の接合構造では、中空断面を有する杭の上端部内に、柱の下端部のシアキーを挿入できるように、杭の上端部内の土砂を掘削して除去する必要があり、接合作業に時間および費用を要する。また、すなわち、柱の下端部に設けるシアキーの外寸は、杭と柱との接合構造の強度や剛性に大きく影響するところ、シアキーの外寸を杭の上端部の内径よりも小さくする必要があるため、杭と柱との接合構造の性能が、杭の仕様により制限される。

【0012】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、柱と杭とを直接的に接合して基礎フーチングや基礎梁を省略する柱と杭との接合構造において、構造の合理性および経済性、ならびに接合作業の効率性を高めることを目的とする。具体的には、柱の平面的な接合位置の自由度を高め、掘削土量を削減して柱と杭との接合作業の効率性、経済性を高めることを目的とする。また、柱と杭との接合形態を半剛接合とすることで、上方の柱から接合部に伝達される曲げモーメントを低減して、構造物全体の合理性及び経済性を高めることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
［１］ 柱と杭との接合構造であって、前記柱の下端には、ベースプレートと、該ベースプレートから下方に前記杭の上端よりも高い位置まで延出し前記柱よりも小さい外寸を有するアンカーパイプとが設けられ、前記杭の上端には、前記アンカーパイプを取り囲むように上方に延出する複数本のスタッドが設けられ、前記複数本のスタッドを外周側から取り囲むフープ筋が設けられ、前記杭が地盤上に突出する部分から少なくとも前記ベースプレートの下面までの空間に、前記アンカーパイプ、前記複数本のスタッドおよび前記フープ筋の周囲を覆うようにコンクリートが充填されている、柱と杭との接合構造。

【0014】

ここで、コンクリートが充填される空間の下端となる地盤には、砕石が敷き込まれ、さらに捨てコンクリートが打設されることが一般的である。この場合、「杭が地盤上に突出する部分」とは、杭のうち砕石および捨てコンクリートの上に突出する部分を意味するものとする。
［２］ 前記フープ筋は、前記スタッドに接する位置に配設されている、［１］に記載の柱と杭との接合構造。
［３］ 前記フープ筋を外周側からさらに取り囲む補強フープ筋が設けられている、［１］または［２］に記載の柱と杭との接合構造。
［４］ 前記ベースプレートと、前記アンカーパイプとの間を補剛するスチフナが設けられている、［１］または［２］に記載の柱と杭との接合構造。
［５］ 前記ベースプレートの下面に、前記コンクリートと係合する係合部が設けられている、［１］または［２］に記載の柱と杭との接合構造。
［６］ 前記杭が地盤上に突出する部分を取り囲むように、地盤上に設置または前記杭の上端に固定された、複数本の建方用アンカーボルトが設けられ、前記ベースプレートには、建方用締結部が設けられ、前記建方用アンカーボルトに前記建方用締結部が締結されることにより、前記柱の前記杭に対する位置決めがなされている、［１］または［２］に記載の柱と杭との接合構造。

【発明の効果】

【0015】

本発明の柱と杭との接合構造によれば、柱と杭とを直接的に接合して基礎フーチングや基礎梁が不要となることにより掘削土量及び使用鉄骨量を削減して、構造の簡素化及びコストダウンを図ることができる。

【0016】

さらに、柱の下端に設けられるアンカーパイプの外寸は柱よりも小さく、かつ、アンカーパイプの延出長さは杭の上端よりも高い位置までとされるため、杭の上端部内には挿入されない。よって、柱の平面的な接合位置の自由度が高められ、掘削土量が削減されて、柱と杭との接合作業の効率性、経済性が高められる。

【0017】

そして、柱よりも小さい外寸を有するアンカーパイプ、スタッドボルト、およびフープ筋の周囲を覆うようにコンクリートが充填されることにより、杭と柱とが接合されている。これにより、柱と杭との接合形態が半剛接合となるため、上方の柱から接合部に伝達される曲げモーメントが低減され、構造物全体の合理性及び経済性が高められる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本発明の柱と杭との接合構造が適用される建築物の一例を示す斜視図である。

【図2】図２（ａ）および図２（ｂ）は、本発明の柱と杭との接合構造の一例を示す縦断面図および平面図である。

【図3】図３（ａ）および図３（ｂ）は、本発明の柱と杭との接合構造の他の一例を示す縦断面図および平面図である。

【図4】図４は、本発明の柱と杭との接合構造のさらに他の一例を示す縦断面図である。

【図5】図５は、本発明の柱と杭との接合構造のさらに他の一例を示す縦断面図である。

【図6】図６は、本発明の柱と杭との接合構造のさらに他の一例を示す縦断面図である。

【図7】図７は、本発明の柱と杭との接合構造のさらに他の一例を示す縦断面図である。

【図8】図８は、本発明の柱と杭との接合構造のさらに他の一例を示す縦断面図である。

【図9】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、本発明の柱と杭との接合構造の施工手順を示す平面図及び縦断面図である。

【図10】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、本発明の柱と杭との接合構造の施工手順を示す平面図及び縦断面図である。

【図11】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、本発明の柱と杭との接合構造の施工手順を示す平面図及び縦断面図である。

【図12】図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、本発明の柱と杭との接合構造の施工手順を示す平面図及び縦断面図である。

【図13】図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、本発明の柱と杭との接合構造の施工手順を示す平面図及び縦断面図である。

【図14】図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、本発明の柱と杭との接合構造の施工手順を示す平面図及び縦断面図である。

【図15】図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、本発明の柱と杭との接合構造の施工手順を示す平面図及び縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して、本発明の柱と杭との接合構造の実施形態について、具体的に説明する。本発明の柱と杭との接合構造は、低層建築物の柱と杭とが接合される箇所等、柱に大きな引抜力が作用しない部位に適用される。
＜柱と杭との接合構造＞
［第一の実施形態］
図１に、本発明の第一の実施形態の柱と杭との接合構造が適用された建築物の斜視図を示す。また、図２（ａ）および図２（ｂ）に、第一の実施形態の柱と杭との接合構造の縦断面図および平面図を示す。

【0020】

図１に示すように、第一の実施形態の柱と杭との接合構造は、低層の鉄骨造建築物の鉄骨柱２と、中空断面を有するＰＨＣ杭（遠心成形プレストレスト高強度コンクリート杭）１とが接合される箇所に用いられる。図１に示すように、この鉄骨造建築物の鉄骨柱２の柱脚には基礎梁やフーチングが設けられず、鉄骨柱２の各々の柱脚にＰＨＣ杭１が直接接合されている。

【0021】

具体的には、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、地盤Ｇの根切り内においてプレボーリングし、根固め液（図示せず）および杭周固定液（図示せず）を注入した上で、ＰＨＣ杭１が、その上部が地盤Ｇの根切り表面から突出する状態に沈設されて建て込まれている。地盤Ｇの根切り部分において、ＰＨＣ杭１の周囲には、砕石６１が敷きこまれ、さらに捨てコンクリート６２が打設されている。本実施形態では、地盤Ｇ上に突出するＰＨＣ杭１は、捨てコンクリート６２の上端から、例えば７５ｍｍ突出する状態に建て込まれる。

【0022】

一方、鉄骨柱２の下端には、ベースプレート２１と、ベースプレート２１から下方にＰＨＣ杭１の上端よりも高い位置まで延出し、鉄骨柱２よりも小さい外寸を有するアンカーパイプ２３とが設けられている。本実施形態の柱と杭との接合構造では、アンカーパイプ２３は継目無鋼管から構成されており、大きな強度及び耐力が要求される箇所にも適用可能な構造とされているが、アンカーパイプ２３は、他の鋼管や形鋼等から構成されていても良い。また、本実施形態の柱と杭との接合構造が、ブレースが取り付かない柱脚等に用いられる場合には、アンカーパイプ２３を極太の鉄筋やその他の棒鋼により構成して、ＰＨＣ杭１と鉄骨柱２との接合部の曲げ剛性を小さくしてもよい。このようにすると、ＰＨＣ杭１の杭頭および鉄骨柱２の柱脚に発生する曲げモーメントが小さくなり、合理的な構造とすることができる。

【0023】

図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、アンカーパイプ２３の下端には、アンカーパイプ２３の側方に突出する支圧板２４が設けられている。また、ベースプレート２１とアンカーパイプ２３には、両者の間を補剛するスチフナ２６が設けられており、ベースプレート２１の耐力及び剛性が高められている。

【0024】

また、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ＰＨＣ杭１の上端部に設けられるリング状の端板１１の上には、アンカーパイプ２３を取り囲むように、杭本体から上方に延出するスタッドボルト１３が複数本設けられている。具体的には、ＰＨＣ杭１の端板１１に、所定間隔でねじ穴を設けておき、このねじ孔の各々に、スタッドボルト１３の下端部が螺入されることで、端板１１から上方に延出するスタッドボルト１３が設けられている。

【0025】

あるいは、上述の構造に代えて、ＰＨＣ杭１の上端部に設けられるリング状の端板１１と同様の平面形状を有する重ねプレートの上面に、異形鉄筋やボルト等からなるスタッドを予め溶接等により接合したものを用意する。そして、ＰＨＣ杭１の上端の端板１１に、ボルト締結等により上記重ねプレートを固定することにより、端板１１から上方に延出するスタッドを設けるようにしても良い
さらに、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ＰＨＣ杭１の上端から上方に延出する複数本のスタッドボルト１３の外周側には、これら複数本のスタッドボルト１３を外周側から取り囲むように、フープ筋１４が三段設けられている。各フープ筋１４は、スタッドボルト１３に接するように、スタッドボルト１３の外側に巻設され、結束線や点溶接等によりスタッドボルト１３に留め付けられている。フープ筋１４に、例えば７８５Ｎ／ｍｍ^２級（降伏強度が７８５Ｎ／ｍｍ^２以上と規定される鉄筋）等の高強度の溶接閉鎖型フープ筋を用いると、後述するコンクリート４のせん断強度及びせん断耐力を効果的に高めることができるので好ましい。

【0026】

そして、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ＰＨＣ杭１が地盤Ｇ上に突出する部分からベースプレート２１の下面までの空間に、アンカーパイプ２３、スタッドボルト１３、およびフープ筋１４の周囲を覆うようにコンクリート４が充填される。本実施形態では、コンクリート４が充填される空間の下端となる地盤Ｇには、砕石６１が敷き込まれ、さらに捨てコンクリート６２が打設されているが、「ＰＨＣ杭１が地盤Ｇ上に突出する部分」とは、ＰＨＣ杭１のうち砕石６１および捨てコンクリート６２の上に突出する部分を意味するものとする。捨てコンクリート６２の上に突出するＰＨＣ杭１の突出高さは、例えば７５～１５０ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。これにより、ＰＨＣ杭１と鉄骨柱２とが接合される。

【0027】

本実施形態の柱と杭との接合構造では、ＰＨＣ杭１が地盤Ｇ上に突出する部分を取り囲むように、地盤Ｇの根切り部分の捨てコンクリート６２の上に、複数本の建方用アンカーボルト３１が設けられている。また、ＰＨＣ杭１のベースプレート２１の側縁には、鋼板からなる建方用締結部３２が溶接されている。建方用締結部３２は、例えば、厚さ４０ｍｍの鋼板を二枚重ねて組み合わることにより構成され、建方用アンカーボルト３１に対応する位置にボルト孔（図示せず）が設けられている。このボルト孔から建方用締結部３２の上に突出する建方用アンカーボルト３１にナット３３を螺合させることで、建方用締結部３２が建方用アンカーボルト３１に締結されている。これにより、鉄骨柱２のＰＨＣ杭１に対する位置決めがなされている。

【0028】

鉄骨柱２の柱脚の周囲には、必要に応じて床スラブ（図示せず）が設けられていてもよい。

【0029】

なお、本実施形態において、スチフナ２６は必ずしも必須でないが、柱と杭との接合形態を半剛接合に調整すべく、必要に応じて本実施形態のようにスチフナ２６を設けてベースプレート２１の耐力及び剛性を高めると好ましい。
［第二の実施形態］
図３（ａ）および図３（ｂ）に、本発明の第二の実施形態の柱と杭との接合構造の縦断面図および平面図を示す。第二の実施形態の柱と杭との接合構造において、第一の実施形態の柱と杭との接合構造と同じ構成には同じ参照番号を付し、その説明を省略する。

【0030】

図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、第二の実施形態の柱と杭との接合構造では、第一の実施形態の柱と杭との接合構造における各段のフープ筋１４を外周側からさらに取り囲むように、補強フープ筋１５が三段設けられている。補強フープ筋１５は、捨てコンクリート６２の上に設けられたサイコロ（図示せず）等により固定される。補強フープ筋１５に、フープ筋１４と同様に、例えば７８５Ｎ／ｍｍ^２級（降伏強度が７８５Ｎ／ｍｍ^２以上と規定される鉄筋）等の高強度の溶接閉鎖型フープ筋を用いると、コンクリート４のせん断強度及びせん断耐力を効果的に高めることができるので好ましい。

【0031】

そして、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、ＰＨＣ杭１が地盤Ｇ上に設けられた砕石６１および捨てコンクリート６２の上に突出する部分からベースプレート２１の下面までの空間に、アンカーパイプ２３、スタッドボルト１３、フープ筋１４、および補強フープ筋１５の周囲を覆うようにコンクリート４が充填される。これにより、ＰＨＣ杭１と鉄骨柱２とが接合されている。他の点については、第二の実施形態の柱と杭との接合構造は、第一の実施形態の柱と杭との接合構造と同様に構成されている。

【0032】

第二の実施形態のように、フープ筋１４を外周側からさらに取り囲むように、さらに補強フープ筋１５を設けることにより、より大きなせん断力に耐えうる接合構造となる。また、柱と杭との接合構造のせん断耐力を維持しつつ、水平方向に扁平な形状にして高さを抑えることができるので、経済的な構造となる。
［第三の実施形態］
図４に、本発明の第三の実施形態の柱と杭との接合構造の縦断面図を示す。第三の実施形態の柱と杭との接合構造において、第二の実施形態の柱と杭との接合構造と同じ構成には同じ参照番号を付し、その説明を省略する。

【0033】

図４に示すように、第三の実施形態の柱と杭との接合構造では、第二の実施形態の柱と杭との接合構造におけるスチフナ２６が省略されている。他の点については、第三の実施形態の柱と杭との接合構造は、第二の実施形態の柱と杭との接合構造と同様に構成されている。

【0034】

第三の実施形態のように、ベースプレート２１とアンカーパイプ２３の間を補剛するスチフナ２６を省略することにより、ＰＨＣ杭１と鉄骨柱２との接合部の曲げ剛性を小さく調整して、上方の鉄骨柱２から接合部に伝達される曲げモーメントを小さくすることができる。併せて、ベースプレート２１を降伏させて、曲げ変形させることにより、十分な塑性変形能力を確保することができる。
［第四の実施形態］
図５に、本発明の第四の実施形態の柱と杭との接合構造の縦断面図を示す。第四の実施形態の柱と杭との接合構造において、第三の実施形態の柱と杭との接合構造と同じ構成には同じ参照番号を付し、その説明を省略する。

【0035】

図５に示すように、第四の実施形態の柱と杭との接合構造では、第三の実施形態の柱と杭との接合構造におけるアンカーパイプ２３の下端に設けられ側方に突出する支圧板２４に加えて、アンカーパイプ２３の中間部にも、アンカーパイプ２３の側方に突出する支圧板２５が設けられている。

【0036】

他の点については、第四の実施形態の柱と杭との接合構造は、第三の実施形態の柱と杭との接合構造と同様に構成されている。

【0037】

第四の実施形態のように、アンカーパイプ２３の側方に突出する支圧板２４、２５を、複数箇所に設けることにより、さらに大きな軸方向力に耐えうる接合構造となる。
［第五の実施形態］
図６に、本発明の第五の実施形態の柱と杭との接合構造の縦断面図を示す。第五の実施形態の柱と杭との接合構造において、第三の実施形態の柱と杭との接合構造と同じ構成には同じ参照番号を付し、その説明を省略する。

【0038】

図６に示すように、第五の実施形態の柱と杭との接合構造では、第三の実施形態の柱と杭との接合構造における鉄骨柱２のベースプレート２１の下面に、コンクリート４と係合する係合部２２が設けられている。係合部２２には、例えばサイズ２５ｍｍ×３２ｍｍ×４５０ｍｍ程度のフラットバーを用いることができる。

【0039】

他の点については、第五の実施形態の柱と杭との接合構造は、第三の実施形態の柱と杭との接合構造と同様に構成されている。

【0040】

第五の実施形態のように、鉄骨柱２のベースプレート２１の下面に、コンクリート４と係合する係合部２２を設けることにより、より大きなせん断力に耐えうる接合構造となる。これは、鉄骨柱２からＰＨＣ杭１にせん断力が作用するときに、ＰＨＣ杭１の上端部の内面の水平方向横側部分との間にコンクリートストラットが形成されるためである。
［第六の実施形態］
図７に、本発明の第六の実施形態の柱と杭との接合構造の縦断面図を示す。第六の実施形態の柱と杭との接合構造において、第五の実施形態の柱と杭との接合構造と同じ構成には同じ参照番号を付し、その説明を省略する。

【0041】

図７に示すように、第六の実施形態の柱と杭との接合構造では、第五の実施形態の柱と杭との接合構造において、ＰＨＣ杭１の上端部の外周に、補強バンド１６が巻かれている。補強バンド１６は、鋼板、鋼線、又は炭素繊維等からなるワイヤを、ＰＨＣ杭１の上端部の外周に巻き付けることで構成される。

【0042】

他の点については、第六の実施形態の柱と杭との接合構造は、第五の実施形態の柱と杭との接合構造と同様に構成されている。

【0043】

第六の実施形態のように、ＰＨＣ杭１の上端部の外周に、補強バンド１６が巻かれ、ＰＨＣ杭１の円周方向応力に対して抵抗することにより、ＰＨＣ杭１の上端部の内面に水平方向に作用する荷重への耐力が高められ、さらに大きなせん断力及び柱脚部の曲げモーメントに耐えうる接合構造となる。
［第七の実施形態］
図８に、本発明の第七の実施形態の柱と杭との接合構造の縦断面図を示す。第七の実施形態の柱と杭との接合構造において、第二の実施形態の柱と杭との接合構造と同じ構成には同じ参照番号を付し、その説明を省略する。

【0044】

図８に示すように、第七の実施形態の柱と杭との接合構造では、第二の実施形態の柱と杭との接合構造における建方用アンカーボルト３１が、捨てコンクリート６２の上ではなく、ＰＨＣ杭１の上端部に設けられた重ねプレート１２の外周側への延長部にナット３４で締結されて設けられている。そして、ＰＨＣ杭１のベースプレート２１の側縁に溶接された建方用締結部３２が、建方用アンカーボルト３１にナット３３で締結されることにより、鉄骨柱２のＰＨＣ杭１に対する位置決めがなされている。

【0045】

他の点については、第七の実施形態の柱と杭との接合構造は、第二の実施形態の柱と杭との接合構造と同様に構成されている。

【0046】

上記各実施形態の柱と杭との接合構造においては、各構成要素の形状、寸法および強度を適宜変更することにより、柱と杭との接合構造の耐力及び剛性を所望の大きさに調整できる。例えば、ベースプレート２１の板厚、係合部２２のサイズ、アンカーパイプ２３の外寸、肉厚、支圧板２４、２５の板厚、突出幅、数及び配置、スチフナ２６の板厚、数及び配置、ＰＨＣ杭１の上端部への挿入深さ等が調整対象となる。これにより、柱と杭との接合構造の圧縮耐力、引張耐力、曲げ耐力、せん断耐力、圧縮剛性、引張剛性、曲げ剛性、せん断剛性を調整できる。

【0047】

このような調整を行うことで、例えば柱と杭との接合構造の接合形態を半剛接合とし、て、接合部に生じる曲げ力を低減でき、接合構造全体の経済設計が可能となる。

【0048】

また、上述の通り、本発明の柱と杭との接合構造は、低層建築物の柱と杭とが接合される箇所等、柱に大きな引抜力が作用しない部位に適用されるが、例えば鉄骨柱２の間にブレースが設けられる場合には、ＰＨＣ杭１と鉄骨柱２との間に軸方向引張力が作用する。そこで、この軸方向引張力に耐えるように、上述の調整を行うことが好ましい。
＜柱と杭との接合構造の施工方法＞
上記各実施形態の柱と杭との接合構造の施工方法について、図９～図１５を参照して説明する。以下では、第三の実施形態の柱と杭との接合構造を施工する場合について、説明する。

【0049】

まず、図９（ａ）の平面図及び図９（ｂ）の縦断面図に示すように、地盤Ｇを根切りし、根切り内においてプレボーリングし、根固め液（図示せず）および杭周固定液（図示せず）を注入した上で、ＰＨＣ杭１を沈設して、ＰＨＣ杭１を建て込む。杭周固定液は、ＰＨＣ杭１の建て込み時に、ボーリング孔の孔壁を保護するとともに、孔壁とＰＨＣ杭１との隙間を埋めて周辺地盤との密着性を図るものである。ボーリング孔中にＰＨＣ杭１を沈設する際には、杭周固定液がＰＨＣ杭１の中空部にも流入する。ＰＨＣ杭１の上端には、リング状の端板１１が予め設けられている。このとき、ＰＨＣ杭１の上端部（例えば、ＰＨＣ杭１の上端から３００ｍｍ程度の部分）が、根切り部の地盤Ｇの表面から突出するようにする。

【0050】

なお、地盤ＧにＰＨＣ杭１を建て込む際には、必ずしも杭周固定液を用いなくても良い。

【0051】

次に、図１０（ａ）の平面図及び図１０（ｂ）の縦断面図に示すように、ＰＨＣ杭１の上端に設けられるリング状の端板１１の各ねじ穴にスタッドボルト１３を螺入する。これにより、アンカーパイプ２３を取り囲むように、杭本体から上方に延出するスタッドボルト１３が複数本設けられる。

【0052】

次に、図１１（ａ）の平面図及び図１１（ｂ）の縦断面図に示すように、地盤Ｇの根切り部分に、ＰＨＣ杭１の周囲を取り囲むように、砕石６１を敷き詰め、捨てコンクリート６２を打設する。このとき、地盤Ｇに設置されたＰＨＣ杭１が地盤Ｇ上に突出する部分を取り囲むように、地盤Ｇ上に複数本の建方用アンカーボルト３１を設置し、地盤Ｇの根切り部分の捨てコンクリート６２に固定させておく。

【0053】

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、建築物の設計や、施工現場の状況等に応じて、ＰＨＣ杭１の杭芯に対して複数本の建方用アンカーボルト３１の配置の基準軸が、所定寸法（例えば８０ｍｍ）だけ水平方向に偏心するようにしても良い。このとき、捨てコンクリート６２上の柱芯位置に墨出しを行い、この墨出しに複数本の建方用アンカーボルト３１の配置の基準軸を合わせて、捨てコンクリート６２に固定する。建方用アンカーボルト３１は、鉄骨柱２のＰＨＣ杭１に対する位置決めをするために、鉄骨柱２の柱脚部の一節を仮支持するために設けられる。

【0054】

次に、図１２（ａ）の平面図及び図１２（ｂ）の縦断面図に示すように、ＰＨＣ杭１の上端から上方に延出する複数本のスタッドボルト１３の外周側に、これら複数本のスタッドボルト１３を外周側から取り囲むように、フープ筋１４を設置する。このとき、各フープ筋１４をスタッドボルト１３に接するように配置して、結束線や点溶接等によりスタッドボルト１３に留め付ける。また、フープ筋１４を外周側からさらに取り囲むように、サイコロ（図示せず）等を用いて、捨てコンクリート６２の上に補強フープ筋１５を設置する。

【0055】

次に、図１３（ａ）の平面図及び図１３（ｂ）の縦断面図に示すように、ＰＨＣ杭１のベースプレート２１の側縁に、鋼板からなる建方用締結部３２を溶接する。この状態で、ＰＨＣ杭１の上端部に設けられた複数本のスタッドボルト１３およびフープ筋１４の内側に、鉄骨柱２のアンカーパイプ２３が挿入されるようにして、鉄骨柱２を建て込む。このとき、建方用締結部３２に設けられた各ボルト孔に、建方用アンカーボルト３１を挿通されるようにする。そして、鉄骨柱２のレベルを調整し、建方用アンカーボルト３１にナット３３を螺合させることで、建方用締結部３２を建方用アンカーボルト３１に締結して仮固定する。

【0056】

次に、図１４（ａ）の平面図及び図１４（ｂ）の縦断面図に示すように、ＰＨＣ杭１が地盤Ｇ上に突出する部分の外周を取り囲むように、例えば円形捨て型枠（捨て型枠）５を設置する。さらに、図１５（ａ）の平面図及び図１５（ｂ）の縦断面図に示すように、ＰＨＣ杭１が地盤Ｇ上に突出する部分から鉄骨柱２のベースプレート２１の下面までの空間に、アンカーパイプ２３の周囲を覆うようにコンクリート４を充填して硬化させる。このとき、ＰＨＣ杭１の内部には、杭周固定液が充填されているため、アンカーパイプ２３の下方のＰＨＣ杭１の内側には、コンクリート４の下面を形成するための型枠を設ける必要がない。また、上述のとおり、地盤ＧにＰＨＣ杭１を建て込む際には、必ずしも杭周固定液を用いなくても良い。この場合も、ＰＨＣ杭１の内部には、コンクリート４の下面を形成するための型枠を設ける必要は必ずしもなく、アンカーパイプ２３の周囲がコンクリート４により完全に覆われるようにすればよい。ＰＨＣ杭１の内部空間が掘削土等で埋まることなく空洞となっている場合には、必要に応じて、アンカーパイプ２３の下方の高さに、コンクリート４の下面を形成するための捨て型枠を設け、コンクリート４の量を節約するようにすることもできる。これにより、柱と杭との接合構造の施工が完了する。その後、必要に応じて、図１５（ｂ）に示すように、鉄骨柱２の柱脚の周囲に床スラブ７を設けてもよい。

【0057】

円形捨て型枠５に代えて、再利用可能な型枠を用いても良いが、捨て型枠を用いることにより、作業の安全性や効率を高めることができる。また、型枠の形状は、必ずしも円形に限られず、ＰＨＣ杭１が地盤上に突出する部分の外周を取り囲むように設置可能な形状であれば、適宜形状を変更しても良い。

【0058】

上記各実施形態の柱と杭との接合構造によれば、鉄骨柱２とＰＨＣ杭１とを直接的に接合して基礎フーチングや基礎梁が不要となることにより掘削土量及び使用鉄骨量を削減して、構造の簡素化及びコストダウンを図ることができる。

【0059】

さらに、鉄骨柱２の下端に設けられるアンカーパイプ２３の外寸は鉄骨柱２よりも小さく、かつ、アンカーパイプ２３の延出長さはＰＨＣ杭１の上端よりも高い位置までとされるためＰＨＣ杭１の上端部内には挿入されない。よって、鉄骨柱２の平面的な接合位置の自由度が高められ、掘削土量が削減されて、鉄骨柱２とＰＨＣ杭１との接合作業の効率性、経済性が高められる。

【0060】

そして、鉄骨柱２よりも小さい外寸を有するアンカーパイプ２３、スタッドボルト１３、およびフープ筋１４の周囲を覆うようにコンクリート４が充填されることにより、ＰＨＣ杭１と鉄骨柱２とが接合されている。これにより、鉄骨柱２とＰＨＣ杭１との接合形態が半剛接合となるため、上方の鉄骨柱２から接合部に伝達される曲げモーメントが低減され、構造物全体の合理性及び経済性が高められる。

【0061】

なお、上記各実施形態では、ＰＨＣ杭１と鉄骨柱２との接合構造について説明したが、本発明の柱と杭との接合構造はこれに限られない。例えば、ＰＲＣ杭（遠心成形プレストレスト鉄筋高強度コンクリート杭）、ＳＣ杭（遠心成形外殻鋼管付きコンクリート杭）、鋼管杭等の、中空断面を有する種々の既製杭と、下端部にベースプレートを備える種々の柱との接合構造にも適用可能である。また、本発明の柱と杭との接合構造は、場所打ちコンクリート杭等の中実断面を有する杭と、種々の柱との接合構造にも適用可能である。

【0062】

また、上記各実施形態では、フープ筋１４及び補強フープ筋１５が三段設けられている例について説明したが、コンクリート４のせん断強度及びせん断耐力を効果的に高める作用が発揮される限り、フープ筋１４及び補強フープ筋１５の段数はこれに限られるものでない。

【0063】

また、上記各実施形態では、建築物の基礎梁が省略されている例について説明したが、鉄骨柱２の柱脚の間を連結する鉄骨からなる基礎梁が設けられる場合も、本発明を同様に適用可能である。

【符号の説明】

【0064】

１ ＰＨＣ杭（杭）
１１ 端板
１２ 重ねプレート
１３ スタッドボルト
１４ フープ筋
１５ 補強フープ筋
１６ 補強バンド
２ 鉄骨柱（柱）
２１ ベースプレート
２２ 係合部
２３ アンカーパイプ
２４、２５ 支圧板
２６ スチフナ
３１ 建方用アンカーボルト
３２ 建方用締結部
３３、３４ ナット
４ コンクリート
５ 円形捨て型枠（捨て型枠）
６１ 砕石
６２ 捨てコンクリート
７ 床スラブ
Ｇ 地盤

【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】