特許 7310081 基礎構造及び基礎工法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-10

(45)【発行日】2023-07-19

(54)【発明の名称】基礎構造及び基礎工法

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/34 20060101AFI20230711BHJP

   E02D 27/12 20060101ALI20230711BHJP

   E02D 5/80 20060101ALI20230711BHJP

   E02D 5/56 20060101ALI20230711BHJP

   E02D 5/28 20060101ALI20230711BHJP

【ＦＩ】

E02D27/34 A

E02D27/12 Z

E02D5/80 Z

E02D5/56

E02D5/28

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019095121

(22)【出願日】2019-05-21

(65)【公開番号】P2020190098

(43)【公開日】2020-11-26

【審査請求日】2022-03-24

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成３０年１２月１５日 株式会社総合土木研究所発行 基礎工１２月号、第４６巻第１２号 通巻５４５号、第０３６～０３９頁にて公開

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】黒川 雄太

(72)【発明者】

【氏名】岩間 和博

(72)【発明者】

【氏名】金田 崇興

(72)【発明者】

【氏名】若井 修一

【審査官】柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２５６８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１４０９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０８２０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－１０５３４０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１３－１７０３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－０２４０１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ２７／３４

Ｅ０２Ｄ ２７／１２

Ｅ０２Ｄ ５／８０

Ｅ０２Ｄ ５／５６

Ｅ０２Ｄ ５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤に埋設された複数の杭と、
前記複数の杭に支持されると共に上方の構造物を支持するフーチングと、
前記フーチングに固定され平面視で前記複数の杭に囲まれた領域内に配置された地盤アンカーと、
を備え、
前記地盤アンカーは、
前記複数の杭に等しい軸力を導入している、
基礎構造。

【請求項2】

地盤に埋設された複数の杭と、
前記複数の杭に支持されると共に上方の構造物を支持するフーチングと、
前記フーチングに固定され平面視で前記複数の杭に囲まれた領域内で、前記領域の図心に配置された一つの地盤アンカー、または、前記領域の図心に対して点対称に配置された複数の地盤アンカーと、
を備えた基礎構造。

【請求項3】

地盤に埋設された複数の杭と、
前記複数の杭に支持されると共に上方の構造物を支持するフーチングと、
前記フーチングに固定され平面視で前記複数の杭に囲まれた領域内に配置された一つの地盤アンカーと、
を備え、
前記地盤アンカーの中心軸の位置が、前記領域の図心の位置と一致する、基礎構造。

【請求項4】

地盤に埋設された複数の杭と、
前記複数の杭に支持されると共に上方の構造物を支持するフーチングと、
前記フーチングに固定され平面視で前記複数の杭に囲まれた領域内に配置された複数の地盤アンカーと、
を備え、
前記複数の地盤アンカーの中心の位置が、前記領域の図心の位置と一致する、基礎構造。

【請求項5】

地盤に埋設された複数の杭と、
前記複数の杭に支持されると共に上方の構造物を支持する、平面視で長方形状のフーチングと、
前記フーチングに固定され平面視で前記複数の杭に囲まれた領域内に配置された複数の地盤アンカーと、
を備え、
前記複数の杭は、前記フーチングにおける４つの角部にそれぞれ設けられた角部杭、及び、前記フーチングにおける長辺方向の中央部の前記角部杭に挟まれた位置にそれぞれ設けられた中央部杭であり、
前記フーチングにおける一方の短辺側で対向する２つの前記角部杭と２つの前記中央部杭とで囲まれる第一領域と、前記フーチングにおける他方の短辺側で対向する２つの前記角部杭と２つの前記中央部杭とで囲まれる第二領域と、にそれぞれ配置される前記複数の地盤アンカーは、中心が、前記第一領域及び前記第二領域の重心と一致するように配置されると共に、
前記重心は、前記角部杭の軸心からの距離に対して、前記中央部杭の軸心からの距離が２倍となる位置である、基礎構造。

【請求項6】

地盤に複数の杭を埋設する工程と、
平面視で前記複数の杭に囲まれた領域内に地盤アンカーを配置する工程と、
前記複数の杭の上にフーチングを構築する工程と、
前記フーチングの上に構造物を構築した後に、前記地盤アンカーに緊張力を付与して、前記複数の杭に等しい軸力を導入する工程と、
を備えた基礎工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、構造物に常時作用する鉛直力を杭で支持し、地盤アンカーに緊張力を付与することで地震時等の引き抜き力に抵抗する基礎構造及び基礎工法に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、杭基礎の周囲に配置したグランドアンカーに緊張力を付与することで、杭の引き抜き抵抗力を高めた耐震杭基礎工法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１０－８２０５７公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

建築物の基礎においては、柱ごとにフーチングを設けることが一般的であり、地震時の引き抜きは、フーチング全体に作用する。上記特許文献１に示された耐震杭基礎工法においては、グランドアンカーに緊張力を導入した際に、グランドアンカーに近い位置にある杭基礎にはプレストレスが導入される一方、グランドアンカーから離れた位置にある杭基礎にはプレストレスが導入されにくい。これにより、それぞれの杭の引き抜き抵抗力にばらつきが生じ、グランドアンカーから離れた位置にある杭基礎が地震時に引き抜かれる、又は引き抜き抵抗力の大きな杭同士の間でフーチングに過大な力が作用する可能性がある。

【0005】

本発明は上記事実を考慮して、複数の杭の引き抜き抵抗力を高めると共に、引き抜き抵抗力のばらつきが生じ難い基礎構造及び基礎工法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】

【0006】

請求項１の基礎構造は、地盤に埋設された複数の杭と、前記複数の杭に支持されると共に上方の構造物を支持するフーチングと、前記フーチングに固定され平面視で前記複数の杭に囲まれた領域内に配置された地盤アンカーと、を備え、前記地盤アンカーは、前記複数の杭に等しい軸力を導入している。

【0007】

請求項１に記載の基礎構造では、地盤アンカーからフーチングを介して杭に軸力が導入される。これにより、地震時に杭に作用する引き抜き力に対して抵抗力（引き抜き抵抗力）を高めることができる。また、地盤アンカーは、複数の杭に囲まれた領域内に配置される。これにより、複数の杭に囲まれた領域外に配置される場合と比較して、杭の引き抜き抵抗力にばらつきが生じることを抑制できる。

【0008】

一態様の基礎構造は、前記地盤アンカーは、前記複数の杭に等しい軸力を導入している。

【0009】

一態様の基礎構造によると、地盤アンカーが複数の杭に等しい軸力を入力しているため、杭の引き抜き抵抗力にばらつきが生じることを抑制できる効果を高められる。
請求項２の基礎構造は、地盤に埋設された複数の杭と、前記複数の杭に支持されると共に上方の構造物を支持するフーチングと、前記フーチングに固定され平面視で前記複数の杭に囲まれた領域内で、前記領域の図心に配置された一つの地盤アンカー、または、前記複数の杭に囲まれた領域の図心に対して点対称に配置された複数の地盤アンカーと、を備える。
請求項３の基礎構造は、地盤に埋設された複数の杭と、前記複数の杭に支持されると共に上方の構造物を支持するフーチングと、前記フーチングに固定され平面視で前記複数の杭に囲まれた領域内に配置された一つの地盤アンカーと、を備え、前記地盤アンカーの中心軸の位置が、前記複数の杭に囲まれた領域の図心の位置と一致する。
請求項４の基礎構造は、地盤に埋設された複数の杭と、前記複数の杭に支持されると共に上方の構造物を支持するフーチングと、前記フーチングに固定され平面視で前記複数の杭に囲まれた領域内に配置された複数の地盤アンカーと、を備え、前記複数の地盤アンカーの中心の位置が、前記複数の杭に囲まれた領域の図心の位置と一致する。
請求項５の基礎構造は、地盤に埋設された複数の杭と、前記複数の杭に支持されると共に上方の構造物を支持する、平面視で長方形状のフーチングと、前記フーチングに固定され平面視で前記複数の杭に囲まれた領域内に配置された複数の地盤アンカーと、を備え、
前記複数の杭は、前記フーチングにおける４つの角部にそれぞれ設けられた角部杭、及び、前記フーチングにおける長辺方向の中央部の前記角部杭に挟まれた位置にそれぞれ設けられた中央部杭であり、前記フーチングにおける一方の短辺側で対向する２つの前記角部杭と２つの前記中央部杭とで囲まれる第一領域と、前記フーチングにおける他方の短辺側で対向する２つの前記角部杭と２つの前記中央部杭とで囲まれる第二領域と、にそれぞれ配置される前記複数の地盤アンカーは、中心が、前記第一領域及び前記第二領域の重心と一致するように配置されると共に、前記重心は、前記角部杭の軸心からの距離に対して、前記中央部杭の軸心からの距離が２倍となる位置である。

【0010】

請求項６の基礎工法は、地盤に複数の杭を埋設する工程と、平面視で前記複数の杭に囲まれた領域内に地盤アンカーを配置する工程と、前記複数の杭の上にフーチングを構築する工程と、前記フーチングの上に構造物を構築した後に、前記地盤アンカーに緊張力を付与して、前記複数の杭に等しい軸力を導入する工程と、を備えている。

【0011】

請求項６に記載の基礎工法では、地盤アンカーからフーチングを介して杭に軸力が導入される。これにより地震時に杭に作用する引き抜き力に対する抵抗力（引き抜き抵抗力）を高めることができる。また、地盤アンカーは、複数の杭に囲まれた領域内に配置される。これにより、複数の杭に囲まれた領域外に配置される場合と比較して、杭の引き抜き抵抗力にばらつきが生じることを抑制できる。

【0012】

さらに、フーチングの上に構造物を構築した「後」に地盤アンカーに緊張力を付与する。これにより、フーチングの上に構造物を構築する「前」に地盤アンカーに緊張力を付与する場合と比較して、地盤アンカーに緊張力を付与することで得た杭軸力のプレストレス量の低下を抑えることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によると、複数の杭の引き抜き抵抗力を高めると共に、引き抜き抵抗力のばらつきが生じ難い。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係る基礎構造を示した立断面図である。

【図2】（Ａ）は本発明の実施形態に係る基礎構造において、複数の杭に囲まれた領域の図心に１つのアンカーを配置した例を示す平面図であり、（Ｂ）は複数の杭に囲まれた領域の図心に複数のアンカーの中心を配置した例を示す平面図であり、（Ｃ）は複数の杭に囲まれた領域の図心に複数のアンカーの中心を配置した別の例を示す平面図であり、（Ｄ）は複数の杭に囲まれた領域それぞれの重心に複数のアンカーの中心を配置した例を示す平面図である。

【図3】（Ａ）は複数の杭に囲まれた領域の図心に１つのアンカーを配置した例において、アンカーに緊張力を付与して杭に軸力が導入された状態を示す立断面図であり、（Ｂ）は複数の杭に囲まれた領域の図心に複数のアンカーの中心を配置した例において、アンカーに緊張力を付与して杭に軸力が導入された状態を示す立断面図である。

【図4】２つの杭の中心と２つのアンカーの中心の位置とを異ならせた例を示す立断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態に係る基礎構造及び基礎工法について、図面を参照しながら説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。また、各図面において重複する構成及び符号については、説明を省略する場合がある。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において構成を省略したり異なる構成と入れ替えたりする等、適宜変更を加えて実施することができる。

【0016】

（基礎構造）
図１には、本発明の実施形態に係る基礎構造１０の一例が示されている。基礎構造１０は、地盤Ｇに構築する建物の基礎構造であり、フーチング２０と、杭３０と、地盤アンカー４０（以下、アンカー４０と称す）と、を備えている。杭３０は、地盤Ｇ中に複数埋設されている。

【0017】

フーチング２０には、二点鎖線で示す基礎梁２２及び柱２４が接合されている。基礎梁２２及び柱２４は、本発明における構造物としての建物の構造躯体である。すなわち、フーチング２０は上方の構造物を支持している。

【0018】

フーチング２０には、杭３０の杭頭部（上端部）が埋設されている。換言すると、杭３０は杭頭部がフーチング２０に固定されている。これにより、フーチング２０は複数の杭３０に支持されている。杭３０は、羽根付き鋼管で形成された既成杭である。「既成杭」とは予め工場等で製作されたものを地盤へ埋設する杭の総称である。「羽根付き鋼管杭」とは、鋼管杭の先端や中間部に螺旋形状の羽根が溶接された鋼管杭である。杭３０においては、先端部３０Ａに羽根３２が形成され、先端部３０Ａは、地盤Ｇにおける支持層ＧＡに根入れされている。

【0019】

杭３０は、全旋回機等を用いて回転させながら圧入することにより地盤Ｇに埋設される。この際、螺旋状の羽根３２が回転することにより地盤Ｇが掘り進められる。

【0020】

また、フーチング２０には、アンカー４０の上端部４０Ａが固定されている。一方、アンカー４０の下端部４０Ｂは、支持層ＧＡに根入れされている。アンカー４０は、上端部４０Ａから下端部４０Ｂに亘って配設されたワイヤ４２を備えている。このワイヤ４２には緊張力Ｔが付与されている。この緊張力Ｔがフーチング２０を介して杭３０へ伝達され、杭３０に軸力（圧縮力）Ｓが導入されている。なお、以下の説明においては、「ワイヤ４２に緊張力Ｔが付与されている」ことを、「アンカー４０に緊張力Ｔが付与されている」と表現する場合がある。

【0021】

アンカー４０は、地盤Ｇに形成された挿入孔５０に挿入されている。アンカー４０の下端部４０Ｂにおいては、ワイヤ４２の先端に圧着グリップ４２Ａ及び支圧板４２Ｂが固定されている。圧着グリップ４２Ａは、先端部キャップ４２Ｃで被覆されている。

【0022】

支圧板４２Ｂの上方には耐荷体４２Ｄが設けられている。耐荷体４２Ｄは、ワイヤ４２を被覆する管状体である。また、耐荷体４２Ｄの上方にはシース管４２Ｅ、４２Ｆが設けられている。シース管４２Ｅはワイヤ４２を被覆する管状体であり、上端部がフーチング２０に挿入されている。また、シース管４２Ｅは、シース管４２Ｆの下端部に接続されている。シース管４２Ｆは、フーチング２０に埋設された管状体であり、外周にスパイラル筋４２Ｇが取付けられている。

【0023】

シース管４２Ｅ、４２Ｆ及び耐荷体４２Ｄとワイヤ４２との間にはグリース等が充填され、ワイヤ４２はアンボンド加工されている。これにより、ワイヤ４２に緊張力Ｔが入力されると、圧着グリップ４２Ａ及び支圧板４２Ｂを介して耐荷体４２Ｄに上向きの力が作用する。

【0024】

耐荷体４２Ｄに作用した力は、耐荷体４２Ｄの周囲に加圧注入された定着体に伝達される。定着体は圧縮状態となり、アンカー４０は、この定着体と支持層ＧＡ（挿入孔５０の孔壁）との間の周面摩擦によって、緊張力Ｔに抵抗する。

【0025】

このように、本実施形態におけるアンカー４０は、単一耐荷体（耐荷体４２Ｄ）方式の圧縮型定着体を用いて形成されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば耐荷体を複数配置した分散耐荷体方式の圧縮型定着体を用いてもよい。

【0026】

または、圧縮型定着体に代えて引張型定着体を用いてもよい。引張型定着体を用いる場合は、アンカー４０の先端の圧着グリップ４２Ａ、支圧板４２Ｂ及び耐荷体４２Ｄ等を省略し、アンカー４０からの引張力を、付着抵抗力によって定着体へ伝達する。

【0027】

さらに、本実施形態におけるアンカー４０は、定着体と支持層ＧＡ（挿入孔５０の孔壁）との周面摩擦によって緊張力Ｔに抵抗する摩擦定着型の支持方式とされているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば定着体と支持層ＧＡとの間の支圧力によって緊張力Ｔに抵抗する支圧定着型の支持方式としてもよいし、周面摩擦及び支圧力の双方によって緊張力Ｔに抵抗する複合（摩擦・支圧併用定着型）方式としてもよい。またさらに、本発明におけるアンカーとしては、上記で説明した実施形態に限らず、様々な定着構造、施工方法を採用することができる。

【0028】

ワイヤ４２の上端部はフーチング２０の上面から突出している。この上端部は、アンカーヘッド４２Ｈに形成された貫通孔に挿通されている。貫通孔とワイヤ４２の上端部の間には楔４２Ｉが配置されている。なお、ワイヤ４２の上端部は、フーチング２０の上面から突出させなくてもよい。この場合、フーチング２０の上面を座彫りして、ワイヤ４２の上端部をフーチング２０の上面より低い位置に配置する。

【0029】

（基礎工法）
基礎構造１０を構築するためには、まず、図示しない掘削機によって地盤Ｇを掘削して挿入孔５０を形成する。そして、アンカー４０を挿入孔５０に挿入する。アンカー４０の挿入に際しては、適宜ケーシングパイプを用いて孔壁を保護することが好ましい。

【0030】

アンカー４０を挿入孔５０へ挿入した後、アンカー４０と挿入孔５０との間に注入材（グラウト材）を注入する。これにより、アンカー４０が地盤Ｇに埋設される。アンカー４０は、複数の杭３０に囲まれた領域内に配置する。なお、アンカー４０を地盤Ｇに埋設する前又は埋設した後に、杭３０を地盤Ｇに埋設する。

【0031】

アンカー４０及び複数の杭３０を地盤Ｇに埋設した後、フーチング２０を形成するコンクリートを打設する。コンクリートは、アンカー４０のシース管４２Ｆ、スパイラル筋４２Ｇ及び杭３０の杭頭を被覆するように打設する。これにより、複数の杭３０の上にフーチング２０を構築する。

【0032】

フーチング２０を形成するコンクリートの硬化後、フーチング２０の上面から突出したワイヤ４２の上端部にアンカーヘッド４２Ｈを被せ、アンカーヘッド４２Ｈに形成された貫通孔にワイヤ４２の上端部を挿通する。

【0033】

ここで、ワイヤ４２に緊張力を付与する前に、フーチング２０の上方に構造物を構築する。この構造物としては、少なくとも建物の構造躯体である基礎梁２２及び柱２４を構築する。また、建物のスラブ、構造壁、階段等の主要構造部を構築することが望ましい。さらに、間仕切壁などの雑壁、仕上げ材などを構築することがさらに好ましい。

【0034】

フーチング２０の上方に構造物を構築後、ワイヤ４２に緊張力を付与する。緊張力は、ジャッキを用いて付与される。ジャッキを用いてワイヤ４２を引張った状態で、アンカーヘッド４２Ｈの貫通孔とワイヤ４２との間に、楔４２Ｉを配置する。これによりフーチング２０にアンカー４０が固定され、ジャッキの引張力を解除してもワイヤ４２の緊張力Ｔが保持される。

【0035】

ワイヤ４２に緊張力Ｔを作用させると、ワイヤ４２の先端に固定された支圧板４２Ｂが、耐荷体４２Ｄを上向きに押圧する。耐荷体４２Ｄの周面には凹凸が形成されている。この凹凸は、挿入孔５０と耐荷体４２Ｄとの間に充填された注入材（グラウト材）との間で付着応力を伝達する。

【0036】

ワイヤ４２に緊張力Ｔを付与した後、ジャッキを撤去して、ワイヤ４２の上端部、アンカーヘッド４２Ｈ及び楔４２Ｉを、頭部キャップ４２Ｊによって被覆する。

【0037】

（杭及びアンカーの配置）
図２（Ａ）～（Ｄ）には、フーチング２０に固定された杭３０及びアンカー４０の配置例が示されている。

【0038】

図２（Ａ）に示した例では、平面視で略正方形状とされたフーチング２０における４つの角部にそれぞれ杭３０が設けられている。４つの杭３０に囲まれた領域（１点鎖線で囲まれた部分）内の図心Ｏ１には、アンカー４０が配置されている。アンカー４０は、アンカー４０の中心軸Ｏ２の位置が、図心Ｏ１の位置と一致するように配置されている。アンカー４０とそれぞれの杭３０との距離は、互いに等しい。

【0039】

なお、以下の説明においては、複数の杭３０に囲まれた領域の図心Ｏ１の事を、「複数の杭３０の図心Ｏ１」又は「図心Ｏ１」と記載する場合がある。また、複数のアンカー４０に囲まれた領域の図心のことを、「複数のアンカー４０の図心」と記載する場合がある。

【0040】

図３（Ａ）に示すように、アンカー４０に付与された緊張力Ｔは、フーチング２０を介して杭３０に軸力（プレストレス力）Ｓとして導入される。アンカー４０の中心軸Ｏ２の位置が、図心Ｏ１の位置と一致するように配置されていることにより、それぞれの杭３０に導入される軸力Ｓは互いに等しい値となる。すなわち、アンカー４０は複数の杭３０に等しい軸力Ｓを導入している。

【0041】

また、図２（Ｂ）に示した例でも、平面視で略正方形状とされたフーチング２０における４つの角部にそれぞれ杭３０が設けられている。また、フーチング２０の側面（Ｙ方向に沿う側面）に沿って互いに隣接する２つの杭３０の中心には、アンカー４０が配置されている。また、アンカー４０は、２つのアンカー４０の中心Ｏ３の位置が、４つの杭３０の図心Ｏ１の位置と一致するように配置されている。

【0042】

なお、本発明における地盤アンカーが配置された「平面視で複数の杭に囲まれた領域内」とは、図２（Ｂ）及び後述する図２（Ｄ）に示すように、複数の杭３０に囲まれた領域とその外部領域との境界部を含むものとする。

【0043】

さらに、図２（Ｃ）に示した例でも、平面視で略正方形状とされたフーチング２０における４つの角部にそれぞれ杭３０が設けられている。また、４つの杭３０に囲まれた領域内に、２つのアンカー４０が配置されている。アンカー４０は、２つのアンカー４０の中心Ｏ３の位置が、４つの杭３０の図心Ｏ１の位置と一致するように配置されている。

【0044】

このように、本実施形態においては、杭３０によって囲まれる領域が１つの場合、複数の杭３０の図心の位置と、１つのアンカー４０の中心軸（例えば中心軸Ｏ２）、２つのアンカー４０の中心（例えば中心Ｏ３）又は３つ以上のアンカー４０の図心と一致するように配置される。

【0045】

またさらに、図２（Ｄ）に示した例では、平面視で長方形状とされたフーチング２０における４つの角部及び長辺に沿った中央部に、それぞれ杭３０が設けられている。また、フーチング２０の側面（Ｙ方向に沿う側面）に沿って互いに隣接する２つの杭３０の間には、アンカー４０が配置されている。

【0046】

アンカー４０は、フーチング２０における４つの角部に配置された杭３０（杭３０Ｅ）とフーチング２０における長辺に沿った中央部に配置された杭３０（杭３０Ｍ）との間を３等分する位置のうち、杭３０Ｅ寄りの位置に配置されている。

【0047】

図２（Ｄ）においては、杭３０によって２つの領域が形成されている。すなわち、紙面上方の角部に配置された２つの杭３０Ｅと、２つの杭３０Ｍとで一方の領域Ｒ１を形成している。また、紙面下方の角部に配置された２つの杭３０Ｅと、２つの杭３０Ｍとで他方の領域Ｒ２を形成している。杭３０Ｅは、それぞれ領域Ｒ１、Ｒ２のいずれかを形成している一方、杭３０Ｍは、領域Ｒ１、Ｒ２の境界部に配置され、領域Ｒ１、Ｒ２の双方を形成している。

【0048】

ここで、領域Ｒ１の重心Ｏ４の位置を算出する。この際、領域Ｒ１を形成する杭３０のそれぞれについて、重みづけを行なう。具体的には、杭３０のそれぞれについて、当該杭３０が構成する領域の数の比の逆数で重みづけする。

【0049】

杭３０Ｅは構成する領域の数が「１」であり、杭３０Ｍは構成する領域の数が「２」である。このため杭３０Ｅの重み付けは「１」であり、杭３０Ｍの重み付けは「１／２」となる。すなわち、杭３０Ｍは、領域Ｒ１の重心を算出する際、杭３０Ｅに対して重み付けが１／２となる。

【0050】

これにより、領域Ｒ１の重心Ｏ４は、杭３０Ｅの軸心までの距離Ｌ１：杭３０Ｍの軸心までの距離Ｌ２＝１：２となるように設定される。

【0051】

領域Ｒ１に配置された２つのアンカー４０の中心Ｏ３の位置は、領域Ｒ１の重心Ｏ４と一致している。換言すると、アンカー４０は、２つのアンカー４０の中心Ｏ３が領域Ｒ１の重心Ｏ４と一致するように配置されている。

【0052】

なお、領域Ｒ１と同様に、領域Ｒ２の重心Ｏ４は、領域Ｒ２に配置された２つのアンカー４０の中心Ｏ３の位置と一致している。換言すると、アンカー４０は、２つのアンカー４０の中心Ｏ３が領域Ｒ２の重心Ｏ４と一致するように配置されている。

【0053】

このように、杭３０に囲まれる領域が複数ある場合、それぞれの領域（領域Ｒ１、Ｒ２）に配置されるアンカー４０は、中心Ｏ３が、それぞれの領域における杭３０の重心Ｏ４（当該領域を形成する杭３０毎に、形成する領域数に応じて重み付けを行なった場合の図心）と一致するように配置されている。

【0054】

以上示したように、図３（Ａ）に示した例においては１つのフーチング２０に対してアンカー４０を１つのみ設けているが、アンカー４０は、図２（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示した例のように、１つのフーチング２０に対して複数設けてもよい。

【0055】

この場合、２つのアンカー４０の中心Ｏ３（図２（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）参照）（アンカーが３本以上の場合は、複数のアンカー４０の図心）の位置が、複数の杭３０によって囲まれた領域それぞれの図心Ｏ１の位置と一致するように配置することが好ましい。なお、「一致」とは、中心Ｏ３又は図心が図心Ｏ１又は重心Ｏ４と完全に一致している状態の他、概ね杭３０の杭径程度まで離間している状態を含む。本発明における「一致」も同様である。

【0056】

これにより、図３（Ｂ）に示すように、複数のアンカー４０に付与された緊張力Ｔが、フーチング２０を介して杭３０に軸力Ｓとして導入される。それぞれのアンカー４０に付与される緊張力Ｔは互いに等しい。また、それぞれの杭３０に導入される軸力Ｓは互いに等しい。なお、上記の各実施形態において、杭３０に導入される軸力が「等しい」とは、これらの軸力が厳密に同一である必要があることを意味しない。すなわち、複数の杭３０に導入される軸力が同一となるように設計していればよく、施工誤差等によるばらつきはあってもよい。

【0057】

（作用）
本発明の実施形態に係る基礎構造１０では、図１に示すように、アンカー４０（ワイヤ４２）に付与した緊張力Ｔによって、フーチング２０を介して杭３０に軸力Ｓが導入される（アンカー４０からフーチング２０を介して杭３０に軸力Ｓが導入される）。これにより地震時に杭３０に作用する引き抜き力に対する抵抗力（引き抜き抵抗力）を高めることができる。

【0058】

また、図２（Ａ）～（Ｄ）に示すように、アンカー４０は、複数の杭３０に囲まれた領域内に配置される。これにより、アンカー４０が複数の杭３０に囲まれた領域外に配置される場合と比較して、杭３０の引き抜き抵抗力にばらつきが生じることを抑制できる。

【0059】

さらに、基礎構造１０では、２つのアンカー４０の中心Ｏ３（図２（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）参照）又は複数のアンカー４０の図心の位置が、複数の杭３０によって囲まれた領域それぞれの図心Ｏ１又は重心Ｏ４の位置と一致するように配置されている。これにより、アンカー４０が複数の杭３０に等しい軸力を導入（入力）するので、杭の引き抜き抵抗力にばらつきが生じることを抑制できる効果が高められる。

【0060】

またさらに、基礎構造１０では、フーチング２０の上方に構造物を構築した「後」にアンカー４０に緊張力を付与する。これにより、フーチング２０の上方に構造物を構築する「前」にアンカー４０に緊張力を付与する場合と比較して、アンカー４０に緊張力を付与することで得た杭軸力のプレストレス量の低下を抑えることができる。

【0061】

また、基礎構造１０では、杭３０として羽根付き鋼管杭を用いている。杭３０は、全旋回機等を用いて回転させながら圧入することにより地盤Ｇに埋設される。この際、螺旋状の羽根３２が回転することにより地盤Ｇが掘り進められる。このため排土が発生し難い。また、羽根付き鋼管杭は杭体自体に掘削能力があるため、現場打ち杭を施工する場合と比較して、杭の打設用重機を小型化できる。これにより、建物を施工する敷地が狭い場合や、敷地に接続する道路の幅員が狭い場合においても杭３０を施工することができる。

【0062】

なお、羽根付き鋼管杭は、現場打ち杭等と比較して、引き抜き抵抗力が小さい傾向がある。このため、アンカー４０のような地盤アンカーを併用して引き抜き抵抗力を高めることが有効である。本実施形態のようにアンカー４０によって杭３０の引き抜き抵抗力を高めることで、地震時に基礎部に大きな引き抜き力が作用する建物（例えば塔状比が大きい建物）の地震に対する抵抗力を高めることができる。

【0063】

なお、本実施形態において杭３０は支持層ＧＡに根入れされた支持杭とされているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば杭３０は支持層ＧＡに根入れしない摩擦杭としてもよい。その他、杭３０は羽根３２を備えない鋼管杭としてもよいし、コンクリート杭としてもよい。さらに、杭３０は場所打ち杭としてもよいし、各種の工法を用いて施工することができる。杭３０がどのようなものであっても、アンカー４０によって軸力Ｓを導入することができる。

【0064】

また、本実施形態においては、複数の杭３０に等しい軸力Ｓを導入するために、２つのアンカー４０の中心Ｏ３（図２（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）参照）又は複数のアンカー４０の図心の位置を、複数の杭３０によって囲まれた領域それぞれの図心Ｏ１又は重心Ｏ４の位置と一致するように配置し、かつ、複数のアンカー４０に等しい緊張力Ｔを付与しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。

【0065】

例えばアンカー４０の中心又は図心の位置と、杭３０の中心又は図心の位置とを異ならせ、さらに複数のアンカー４０に付与する軸力を異ならせてもよい。

【0066】

具体的には、図４に示すように、アンカー４０Ｃを、２つの杭３０Ｃ、３０ＤからそれぞれＬ１、Ｌ２だけ離れた位置に配置する。アンカー４０Ｃには、緊張力Ｔ１を付与する。また、アンカー４０Ｄを、２つの杭３０Ｃ、３０ＤからそれぞれＬ３、Ｌ４だけ離れた位置に配置する。アンカー４０Ｄには、緊張力Ｔ２を付与する。

【0067】

この時、杭３０Ｃに導入される軸力ＳＣ及び杭３０Ｄに導入される軸力ＳＤはそれぞれ以下のように示される。
ＳＣ＝Ｔ１×Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）+Ｔ２×Ｌ４／（Ｌ３＋Ｌ４）
ＳＤ＝Ｔ１×Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）+Ｔ２×Ｌ３／（Ｌ３＋Ｌ４）

【0068】

そこで
Ｔ１＝（Ｌ３－Ｌ４）／（Ｌ３＋Ｌ４）×（Ｌ１＋Ｌ２）／（Ｌ２－Ｌ１）×Ｔ２
とすることで、
ＳＣ＝（Ｌ２×Ｌ３－Ｌ１×Ｌ４）／（Ｌ２－Ｌ１）／（Ｌ３＋Ｌ４）
ＳＤ＝（Ｌ２×Ｌ３－Ｌ１×Ｌ４）／（Ｌ２－Ｌ１）／（Ｌ３＋Ｌ４）
となり、杭３０Ｃに導入される軸力ＳＣ及び杭３０Ｄに導入される軸力ＳＤは等しくなる。

【0069】

このように、２つのアンカー４０の中心の位置と２つの杭３０の中心の位置とをずらし、複数のアンカー４０に付与する緊張力（Ｔ１、Ｔ２）を異ならせても、複数の杭３０に導入される軸力（ＳＣ、ＳＤ）を等しくすることができる。換言すると、複数の杭３０に導入される軸力が等しくなるようにアンカー４０の位置及びアンカー４０に付与する緊張力を調整すれば、杭３０及びアンカー４０は任意の位置に配置することができる。

【0070】

なお、図４においては、説明を簡略化するために杭３０及びアンカー４０をそれぞれ２本ずつ配置した例を示したが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、図４を用いて説明したアンカー４０の中心又は図心の位置と、杭３０の中心又は図心の位置とを異ならせる例において、杭３０及びアンカー４０の少なくとも一方を３本以上設けてもよい。

【0071】

一例として、杭３０を３本設け、アンカー４０を２本設けた構成としてもよい。別の一例として、杭３０を３本設け、アンカー４０を３本設けた構成としてもよい。杭３０及びアンカー４０の本数に拠らず、それぞれの杭３０とアンカー４０との距離及びそれぞれのアンカー４０に付与する緊張力を調整して、複数の杭３０に導入する軸力を等しくすればよい。

【0072】

また、上記の実施形態においては、複数の杭３０に導入する軸力が等しくなるようにアンカー４０の配置及び付与する軸力を調整しているが、複数の杭３０に導入する軸力を等しくする構成としては、上記の実施形態に限らず、様々な構成を採用することができる。さらに、本発明の実施形態においては、複数の杭３０に導入する軸力を必ずしも等しくする必要はない。

【0073】

例えばアンカー４０は、２つの杭３０の間又は複数の杭３０に囲まれる領域内に配置すればよい。すなわち、１本のアンカー４０の中心軸Ｏ２（図２（Ａ）参照）の位置は、図心Ｏ１の位置と一致させなくてもよいし、領域ごとの複数のアンカー４０の中心Ｏ３（図２（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）参照）又は図心の位置を、図心Ｏ１又は重心Ｏ４の位置と一致させなくてもよい。

【0074】

アンカー４０を、２つの杭３０の間又は複数の杭３０に囲まれる領域内に配置すれば、アンカー４０を２つの杭３０の外側又は複数の杭３０に囲まれる領域外に配置する場合と比較して、杭３０の引き抜き抵抗力にばらつきが生じ難い効果を得ることができる。このように、本発明は様々な態様で実施できる。

【符号の説明】

【0075】

３０ 杭
２０ フーチング
４０ 地盤アンカー
Ｇ 地盤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】