(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】2023-11-07
(45)【発行日】2023-11-16
(54)【発明の名称】杭基礎構造
(51)【国際特許分類】
E02D 27/00 20060101AFI20231108BHJP
【ＦＩ】
E02D27/00 D
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2023002216
(22)【出願日】2023-01-11
(62)【分割の表示】P 2019186759の分割
【原出願日】2019-10-10
(65)【公開番号】P2023029562
(43)【公開日】2023-03-03
【審査請求日】2023-01-11
(73)【特許権者】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】伊坂 隆則
(72)【発明者】
【氏名】有山 伸之
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 祐一
【審査官】石川 信也
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－１６１３５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】実公昭４７－０３８０１７（ＪＰ，Ｙ１）
【文献】特開２００１－２４８１６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０５７４３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－１９４７４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２９５２８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－０３０６７２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｄ ２７／００－２７／５２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基礎杭と鋼製柱が接合される杭基礎構造であって、コンクリート造の基礎杭と、
前記鋼製柱の最下端に設けられる鉄骨仕口材と、
前記基礎杭と前記鉄骨仕口材との間に設けられ、当該基礎杭と当該鉄骨仕口材とを接合する基礎コンクリート部と、を備え、
前記鉄骨仕口材には、前記基礎杭の外径寸法を上回る下部プレートが配設され、
上端が前記下部プレートの下端面に接合されて前記下部プレートから下方に延び、下端が前記基礎杭の頭部の外周側に設けられたレベルコンクリート部上に接地するように、複数の支持部材が設けられていることを特徴とする杭基礎構造。
【請求項2】
前記基礎杭の前記頭部の外周側には、前記鉄骨仕口材に接合される基礎梁を支持する地盤面よりも下方に窪んだ凹部が形成され、前記凹部は、底面と、前記底面の外周側に形成されて、前記底面から外周側に向かって漸次斜め上方に延び、前記地盤面に連続する傾斜面と、を備え、前記レベルコンクリート部は、前記底面と前記傾斜面上に形成され、
前記基礎コンクリート部には、基礎鉄筋が埋設され、前記基礎鉄筋は、前記凹部の前記底面に沿って配設された鉄筋主部と、前記鉄筋主部から外周側に向かって、前記凹部の前記傾斜面に沿って斜め上方に延びる接続筋部と、を備え、前記接続筋部は、前記基礎コンクリート部よりも上方に突出し、前記基礎梁の梁コンクリート部内に埋設されている
ことを特徴とする請求項１に記載の杭基礎構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基礎杭と鋼製柱が接合される杭基礎構造に関する。
【背景技術】
【0002】
基礎杭と、基礎杭の頭部に接合される基礎梁と、基礎杭上に設けられる鋼製柱との接合部において、上部構造に生じる力を基礎杭に効率良く伝達させるとともに、接合部における靱性と接合強度を確保することが望まれている。また、接合部の構築を容易にし、施工を短工期化することも望まれている。
【0003】
例えば特許文献１には、基礎杭上に、断面十字状のクロスガセットが一体化されたものを載せ、このクロスガセットに基礎梁を接合する構成が開示されている。
特許文献１に開示されたような構成では、杭の外周面に溶接固定したセッティングプレートにクロスガセットを接合しなければならず、クロスガセットの設置に手間がかかり、構築が容易ではない。
特許文献１に開示されたような構成では、杭の外周面に溶接固定したセッティングプレートにクロスガセットを接合しなければならず、クロスガセットの設置に手間がかかり、構築が容易ではない。
【0004】
また、特許文献２には、基礎杭の頭部に被せられた錐台状のキャップ部材と、基礎杭の上方に配設されたプレキャストコンクリート製の基礎部材と、を介して、基礎杭上で基礎梁を接合する構成が開示されている。
特許文献２に開示されたような構成では、基礎杭と基礎部材との間にキャップ部材が介在しているので、上部構造側から基礎杭への力が十分に伝達されない可能性がある。
特許文献２に開示されたような構成では、基礎杭と基礎部材との間にキャップ部材が介在しているので、上部構造側から基礎杭への力が十分に伝達されない可能性がある。
【0005】
また、特許文献３には、杭の杭頭を囲む鋼管と、鋼管の上に溶接固定された鉄骨基礎梁と、鋼管内に充填されてフーチングを形成する充填コンクリートと、を備える構成が開示されている。
特許文献３に開示されたような構成では、上部構造に生じる力を基礎杭に効率良く伝達し、接合部における靱性と接合強度とを、より一層高める点で改善の余地がある。
特許文献３に開示されたような構成では、上部構造に生じる力を基礎杭に効率良く伝達し、接合部における靱性と接合強度とを、より一層高める点で改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開平５－２８７７６３号公報
【文献】特開２０１６－１８６１５４号公報
【文献】特開２０１７－８５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、鋼製柱と基礎杭の接合部の構築を容易にして施工を短工期化し、かつ上部構造に生じる力を基礎杭にスムーズに伝達可能な、基礎杭と鋼製柱が接合される杭基礎構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の杭基礎構造は、基礎杭と鋼製柱が接合される杭基礎構造であって、コンクリート造の基礎杭と、前記鋼製柱の最下端に設けられる鉄骨仕口材と、前記基礎杭と前記鉄骨仕口材との間に設けられ、当該基礎杭と当該鉄骨仕口材とを接合する基礎コンクリート部と、を備え、前記鉄骨仕口材には、前記基礎杭の外径寸法を上回る下部プレートが配設されていることを特徴とする。
このような構成によれば、鋼製柱に生じる力を、鋼製柱から鉄骨仕口材を介して基礎杭にスムーズに伝達可能である。
また、基礎杭と鉄骨仕口材が基礎コンクリート部で接合されていることで、基礎杭上に配置される鉄骨仕口材、及び鉄骨仕口材に接続される鋼製柱の建込み位置を容易に調整できる。特に、鉄骨仕口材には、基礎杭の外径寸法を上回る下部プレートが配設されているため、基礎杭の外側で下部プレートを、高さを調整しつつ支持することができ、したがって鉄骨仕口材の高さ調整が容易である。
特にこのように、基礎杭の外側で下部プレートを、高さを調整しつつ支持することができるため、鉄骨仕口材を固定支持した状態でこの上に鋼製柱を立設し、例えばこの上に屋根を架設した後に、基礎杭と鉄骨仕口材との間に基礎コンクリート部を打設することができる。この場合においては、コンクリート打設時に天候の影響を抑制できるため、施工が容易となるとともに、工程管理が安定化されることで施工の長期化を抑制可能である。
また、基礎杭と上部構造とを接続する杭基礎構造を、比較的に簡単な接合構造で形成できるため、短工期化が可能である。
その結果、鋼製柱と基礎杭の接合部の構築を容易にして施工を短工期化し、上部構造に生じる力を基礎杭にスムーズに伝達可能な杭基礎構造を提供することが可能となる。
すなわち、本発明の杭基礎構造は、基礎杭と鋼製柱が接合される杭基礎構造であって、コンクリート造の基礎杭と、前記鋼製柱の最下端に設けられる鉄骨仕口材と、前記基礎杭と前記鉄骨仕口材との間に設けられ、当該基礎杭と当該鉄骨仕口材とを接合する基礎コンクリート部と、を備え、前記鉄骨仕口材には、前記基礎杭の外径寸法を上回る下部プレートが配設されていることを特徴とする。
このような構成によれば、鋼製柱に生じる力を、鋼製柱から鉄骨仕口材を介して基礎杭にスムーズに伝達可能である。
また、基礎杭と鉄骨仕口材が基礎コンクリート部で接合されていることで、基礎杭上に配置される鉄骨仕口材、及び鉄骨仕口材に接続される鋼製柱の建込み位置を容易に調整できる。特に、鉄骨仕口材には、基礎杭の外径寸法を上回る下部プレートが配設されているため、基礎杭の外側で下部プレートを、高さを調整しつつ支持することができ、したがって鉄骨仕口材の高さ調整が容易である。
特にこのように、基礎杭の外側で下部プレートを、高さを調整しつつ支持することができるため、鉄骨仕口材を固定支持した状態でこの上に鋼製柱を立設し、例えばこの上に屋根を架設した後に、基礎杭と鉄骨仕口材との間に基礎コンクリート部を打設することができる。この場合においては、コンクリート打設時に天候の影響を抑制できるため、施工が容易となるとともに、工程管理が安定化されることで施工の長期化を抑制可能である。
また、基礎杭と上部構造とを接続する杭基礎構造を、比較的に簡単な接合構造で形成できるため、短工期化が可能である。
その結果、鋼製柱と基礎杭の接合部の構築を容易にして施工を短工期化し、上部構造に生じる力を基礎杭にスムーズに伝達可能な杭基礎構造を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、鋼製柱と基礎杭の接合部の構築を容易にして施工を短工期化し、かつ上部構造に生じる力を基礎杭にスムーズに伝達可能な、基礎杭と鋼製柱が接合される杭基礎構造を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本実施形態に係る杭基礎構造の構成を示す断面図である。
【図6】（ａ）は、杭基礎構造に連結材がない場合の、（ｂ）は連結材を設けた場合の、各々における、せん断力と曲げモーメントの伝達を示す説明図である。
【図7】本実施形態に係る杭基礎構造の第１変形例における鉄骨仕口材の構成を示す平面図である。
【図8】本実施形態に係る杭基礎構造の第２変形例における構成を示す断面図である。
【図9】本実施形態に係る杭基礎構造の第３変形例における鉄骨仕口材の構成を示す平面図である。
【図10】本実施形態に係る杭基礎構造の第４変形例における構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明は、基礎杭と鋼製柱が接合される杭基礎構造である。杭基礎構造は、基礎杭と、下方側に連結材が突出して設けられた鉄骨仕口材を有する鋼製柱が、前記連結材、及び基礎杭と鉄骨仕口材とを接合する基礎コンクリート部で接合されている。
以下、添付図面を参照して、本発明による杭基礎構造を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
本実施形態に係る杭基礎構造の構成を示す断面図を図１に示す。図２は、図１の杭基礎構造に用いられる鉄骨仕口材の平面図である。
図１に示されるように、杭基礎構造１０は、基礎杭１１と、鉄骨仕口材２０と、基礎コンクリート部３０と、を主に備えている。
基礎杭１１は、建物等の上部構造を支持する。基礎杭１１は、地盤Ｇ中に所定本数が構築され、それぞれ上下方向に延びている。基礎杭１１はコンクリート造である。本実施形態において、基礎杭１１は、上下方向に連続する筒状の既成コンクリート杭である。基礎杭１１は、既成コンクリート杭に限らず、杭鋼管と、杭鋼管内にコンクリートが充填された鋼管充填コンクリート杭であってもよい。
以下、添付図面を参照して、本発明による杭基礎構造を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
本実施形態に係る杭基礎構造の構成を示す断面図を図１に示す。図２は、図１の杭基礎構造に用いられる鉄骨仕口材の平面図である。
図１に示されるように、杭基礎構造１０は、基礎杭１１と、鉄骨仕口材２０と、基礎コンクリート部３０と、を主に備えている。
基礎杭１１は、建物等の上部構造を支持する。基礎杭１１は、地盤Ｇ中に所定本数が構築され、それぞれ上下方向に延びている。基礎杭１１はコンクリート造である。本実施形態において、基礎杭１１は、上下方向に連続する筒状の既成コンクリート杭である。基礎杭１１は、既成コンクリート杭に限らず、杭鋼管と、杭鋼管内にコンクリートが充填された鋼管充填コンクリート杭であってもよい。
【0012】
基礎杭１１の頭部１１ｔには、鉄骨仕口材２０を介して、基礎梁１３が接合されている。本実施形態において、基礎杭１１の頭部１１ｔには、水平方向に沿って四方に延びる四本の基礎梁１３が接合されている。基礎梁１３は、例えば鉄筋コンクリート造で、梁コンクリート部１８と、梁コンクリート部１８内に埋設された梁鉄筋１９と、を有している。梁鉄筋１９は、基礎梁１３の延伸方向に延びる複数本の梁主筋１９ａと、複数本の梁主筋１９ａを取り囲むように配置されたフープ筋１９ｂと、を備えている。この基礎梁１３は、地盤面Ｇｆ上に支持されている。
これら複数本の基礎杭１１と、基礎杭１１上に設けられた基礎梁１３とにより、建物等の上部構造を支持する基礎部１４が形成されている。
これら複数本の基礎杭１１と、基礎杭１１上に設けられた基礎梁１３とにより、建物等の上部構造を支持する基礎部１４が形成されている。
【0013】
また、図３に示すように、基礎杭１１の頭部１１ｔの外周側には、基礎梁１３を支持する地盤面Ｇｆよりも下方に窪んだ凹部１５が形成されている。凹部１５は、基礎杭１１の外周側に形成された底面１５ａと、底面１５ａの外周側に形成された傾斜面１５ｂと、を有している。底面１５ａは、基礎杭１１の頭部１１ｔよりも低い位置に形成されている。傾斜面１５ｂは、底面１５ａから外周側に向かって漸次斜め上方に延び、地盤面Ｇｆに連続している。凹部１５の底面１５ａ、および傾斜面１５ｂ上には、所定厚さのレベルコンクリート部１６が形成されている。
【0014】
鉄骨仕口材２０は、基礎杭１１の頭部１１ｔの上方に配置されている。鉄骨仕口材２０は、下部プレート２１と、連結材２５と、仕口本体部２２と、上部プレート２３と、を備えている。
図１、図２に示されるように、下部プレート２１は、例えば平面視矩形の平板状で、その外径寸法が、基礎杭１１の頭部１１ｔの外径寸法を上回る（頭部１１ｔの外径寸法よりも大きい）。下部プレート２１は、複数本の支持部材２６によって、基礎梁１３の下面レベルで水平面内に位置するよう設けられている。複数本の支持部材２６は、例えば、下部プレート２１の四隅に配置されている。各支持部材２６は、例えば平断面視Ｌ字状の鋼材からなり、その上端が下部プレート２１の下端面２１ｂに溶接されている。各支持部材２６は、下部プレート２１から下方に延び、その下端が、凹部１５内のレベルコンクリート部１６上に接地している。
図１、図２に示されるように、下部プレート２１は、例えば平面視矩形の平板状で、その外径寸法が、基礎杭１１の頭部１１ｔの外径寸法を上回る（頭部１１ｔの外径寸法よりも大きい）。下部プレート２１は、複数本の支持部材２６によって、基礎梁１３の下面レベルで水平面内に位置するよう設けられている。複数本の支持部材２６は、例えば、下部プレート２１の四隅に配置されている。各支持部材２６は、例えば平断面視Ｌ字状の鋼材からなり、その上端が下部プレート２１の下端面２１ｂに溶接されている。各支持部材２６は、下部プレート２１から下方に延び、その下端が、凹部１５内のレベルコンクリート部１６上に接地している。
【0015】
図１に示されるように、連結材２５は、下部プレート２１の下側に設けられている。連結材２５は、例えば断面Ｈ形の鋼材、鋼管、一般形鋼等からなり、その上端部が下部プレート２１の下端面２１ｂに溶接されている。連結材２５は、下部プレート２１の下端面２１ｂから下方向に突出し、その下部が基礎杭１１の頭部１１ｔ内に挿入されている。連結材２５の外径は、基礎杭１１の内径よりも小さい。基礎杭１１の頭部１１ｔ内には、コンクリートが打設充填されることで、後に説明する基礎コンクリート部３０の一部として形成された杭コンクリート部３１が設けられている。連結材２５は、基礎杭１１の頭部１１ｔ内で、杭コンクリート部３１に埋設されている。
【0016】
仕口本体部２２は、下部プレート２１の上部に設けられている。仕口本体部２２は、下部プレート２１の上面に溶接されている。図２に示されるように、仕口本体部２２は、鋼製で、鉄骨仕口材２０を介して接続される各基礎梁１３に向かって延びる梁接合部２４を有している。各梁接合部２４は、平面視略Ｔ字状で、各基礎梁１３の軸方向に延びる基部２４ａと、基部２４ａの先端部に一体に設けられて基礎梁１３の軸方向に直交する定着板部２４ｂと、を有している。本実施形態において、鉄骨仕口材２０には、四方に延びる四本の基礎梁１３が接合される。このため、仕口本体部２２は、梁接合部２４が四方に延びて設けられている。このような仕口本体部２２は、複数の鋼材を交差状に溶接することで形成された、十文字型状断面鋼材から形成されている。
上部プレート２３は、例えば平面視矩形の平板状で、仕口本体部２２の上面に溶接されて設けられている。上部プレート２３は、基礎梁１３の上面レベルに設けられている。上部プレート２３上には、鋼製柱１２の下端が接合される。上部プレート２３には、鋼製柱１２の下端を接合するための貫通孔２３ｈが形成されている。
上部プレート２３は、例えば平面視矩形の平板状で、仕口本体部２２の上面に溶接されて設けられている。上部プレート２３は、基礎梁１３の上面レベルに設けられている。上部プレート２３上には、鋼製柱１２の下端が接合される。上部プレート２３には、鋼製柱１２の下端を接合するための貫通孔２３ｈが形成されている。
【0017】
図１に示されるように、鉄骨仕口材２０には、スタッド材２７、２９がさらに設けられている。スタッド材２７、２９は、下部プレート２１の下端面２１ｂと、連結材２５の側面２５ｓとに設けられている。
スタッド材２７は、下部プレート２１の下側に、水平方向に間隔を複数本が設けられている。各スタッド材２７は、基端が下部プレート２１の下端面２１ｂに溶接され、下方に向かって突出している。各スタッド材２７の先端には、拡径部２７ａが形成されている。スタッド材２７は、後述する基礎コンクリート部３０に埋設されることで、下部プレート２１と基礎コンクリート部３０との間で水平力を伝達可能となっている。
スタッド材２９は、連結材２５の側面２５ｓに、上下方向に間隔をあけて複数本が設けられている。各スタッド材２９は、基端が連結材２５の側面２５ｓに溶接され、側方に向かって突出している。各スタッド材２９の先端には、拡径部２９ａが形成されている。スタッド材２９は、基礎コンクリート部３０の、特に基礎杭１１内に位置する杭コンクリート部３１に埋設されている。これにより、スタッド材２９は、連結材２５と杭コンクリート部３１との間で、上下方向の軸力を伝達可能となっている。
スタッド材２７は、下部プレート２１の下側に、水平方向に間隔を複数本が設けられている。各スタッド材２７は、基端が下部プレート２１の下端面２１ｂに溶接され、下方に向かって突出している。各スタッド材２７の先端には、拡径部２７ａが形成されている。スタッド材２７は、後述する基礎コンクリート部３０に埋設されることで、下部プレート２１と基礎コンクリート部３０との間で水平力を伝達可能となっている。
スタッド材２９は、連結材２５の側面２５ｓに、上下方向に間隔をあけて複数本が設けられている。各スタッド材２９は、基端が連結材２５の側面２５ｓに溶接され、側方に向かって突出している。各スタッド材２９の先端には、拡径部２９ａが形成されている。スタッド材２９は、基礎コンクリート部３０の、特に基礎杭１１内に位置する杭コンクリート部３１に埋設されている。これにより、スタッド材２９は、連結材２５と杭コンクリート部３１との間で、上下方向の軸力を伝達可能となっている。
【0018】
基礎コンクリート部３０は、基礎杭１１と鉄骨仕口材２０とを接合する。基礎コンクリート部３０は、凹部１５内と、及び既に杭コンクリート部３１として説明したように基礎杭１１内とを跨るように、一体に形成されている。これにより、基礎コンクリート部３０は、地盤面Ｇｆ下に配置されている。基礎コンクリート部３０は、凹部１５内と基礎杭１１内に地盤面Ｇｆレベルにまでコンクリートを打設することで形成されている。
基礎コンクリート部３０内には、基礎鉄筋３５が埋設されている。基礎鉄筋３５は、凹部１５の底面１５ａに沿って配設された鉄筋主部３５ａと、鉄筋主部３５ａから外周側に向かって斜め上方に延びる接続筋部３５ｂと、を有している。接続筋部３５ｂは、凹部１５の傾斜面１５ｂに沿って配置されている。接続筋部３５ｂは、基礎コンクリート部３０よりも上方に突出し、基礎梁１３の梁コンクリート部１８内に埋設されている。この基礎鉄筋３５により、基礎コンクリート部３０と基礎梁１３との接合強度が高められている。
基礎コンクリート部３０内には、基礎鉄筋３５が埋設されている。基礎鉄筋３５は、凹部１５の底面１５ａに沿って配設された鉄筋主部３５ａと、鉄筋主部３５ａから外周側に向かって斜め上方に延びる接続筋部３５ｂと、を有している。接続筋部３５ｂは、凹部１５の傾斜面１５ｂに沿って配置されている。接続筋部３５ｂは、基礎コンクリート部３０よりも上方に突出し、基礎梁１３の梁コンクリート部１８内に埋設されている。この基礎鉄筋３５により、基礎コンクリート部３０と基礎梁１３との接合強度が高められている。
【0019】
鋼製柱１２は、上部構造を構成する。鋼製柱１２は、鉄骨仕口材２０を介して、基礎部１４の基礎杭１１および基礎梁１３に接合されている。鋼製柱１２は、上部プレート２３から上方に向かって延びている。鋼製柱１２は、その下端に設けられた接合プレート１２ｐが、上部プレート２３に形成された貫通孔２３ｈを通してボルトＢにより接合される。
【0020】
（基礎構造の構築方法）
次に、上記杭基礎構造１０の構築方法について説明する。
図３は、図１の杭基礎構造の施工方法を示す図であり、地盤中に基礎杭を設けた状態を示す断面図である。図４は、基礎杭の上方に鉄筋仕口材を配置した状態を示す断面図である。図５は、基礎コンクリート部を形成した状態を示す断面図である。
まず、図３に示されるように、地盤面Ｇｆの所定位置に凹部１５を形成する。次いで、凹部１５の底面１５ａから地盤Ｇ中に基礎杭１１を打設する。基礎杭１１の打設後、基礎杭１１の頭部１１ｔの外周側にコンクリートを所定厚さで打設し、レベルコンクリート部１６を形成する。
次に、図４に示されるように、基礎杭１１の上方に、鉄骨仕口材２０を配置する。このとき、鉄骨仕口材２０の、下部プレート２１、仕口本体部２２、上部プレート２３、支持部材２６、連結材２５、スタッド材２７、２９等は、予め、工場や現場ヤードで一体に接合されている。鉄骨仕口材２０は、複数本の支持部材２６を、レベルコンクリート部１６上に接地させることで、基礎杭１１の上方に配置する。このとき、連結材２５の下部は、基礎杭１１の頭部１１ｔ内に挿入する。また、支持部材２６の長さを調整したり、支持部材２６の下端とレベルコンクリート部１６との間にスペーサを挟み込む等して、下部プレート２１のレベル調整を行い、下部プレート２１を地盤面Ｇｆと同レベルに配置する。
ここで、下部プレート２１は、基礎杭１１の頭部１１ｔの外径寸法よりも大きな外径を有しているため、その四隅に配置された支持部材２６は、基礎杭１１の頭部１１ｔの外周側で、凹部１５の底面１５ａ上に形成されたレベルコンクリート部１６上に接地させることができる。したがって、下部プレート２１のレベル調整を容易に行うことができる。また、連結材２５は、その外径が基礎杭１１の内径よりも小さいため、鉄骨仕口材２０の水平面内における位置は、連結材２５が基礎杭１１に干渉しない範囲無いで容易に調整することができる。よって、柱の軸心ＣＡに対して基礎杭１１の杭心ＣＢがずれるように、基礎杭１１が施工されていた場合でも、図４に示すように、鉄骨仕口材２０上に設けられる鋼製柱１２の建方位置を容易に調整できる。
続いて、凹部１５内に、基礎鉄筋３５を配筋する。
次に、上記杭基礎構造１０の構築方法について説明する。
図３は、図１の杭基礎構造の施工方法を示す図であり、地盤中に基礎杭を設けた状態を示す断面図である。図４は、基礎杭の上方に鉄筋仕口材を配置した状態を示す断面図である。図５は、基礎コンクリート部を形成した状態を示す断面図である。
まず、図３に示されるように、地盤面Ｇｆの所定位置に凹部１５を形成する。次いで、凹部１５の底面１５ａから地盤Ｇ中に基礎杭１１を打設する。基礎杭１１の打設後、基礎杭１１の頭部１１ｔの外周側にコンクリートを所定厚さで打設し、レベルコンクリート部１６を形成する。
次に、図４に示されるように、基礎杭１１の上方に、鉄骨仕口材２０を配置する。このとき、鉄骨仕口材２０の、下部プレート２１、仕口本体部２２、上部プレート２３、支持部材２６、連結材２５、スタッド材２７、２９等は、予め、工場や現場ヤードで一体に接合されている。鉄骨仕口材２０は、複数本の支持部材２６を、レベルコンクリート部１６上に接地させることで、基礎杭１１の上方に配置する。このとき、連結材２５の下部は、基礎杭１１の頭部１１ｔ内に挿入する。また、支持部材２６の長さを調整したり、支持部材２６の下端とレベルコンクリート部１６との間にスペーサを挟み込む等して、下部プレート２１のレベル調整を行い、下部プレート２１を地盤面Ｇｆと同レベルに配置する。
ここで、下部プレート２１は、基礎杭１１の頭部１１ｔの外径寸法よりも大きな外径を有しているため、その四隅に配置された支持部材２６は、基礎杭１１の頭部１１ｔの外周側で、凹部１５の底面１５ａ上に形成されたレベルコンクリート部１６上に接地させることができる。したがって、下部プレート２１のレベル調整を容易に行うことができる。また、連結材２５は、その外径が基礎杭１１の内径よりも小さいため、鉄骨仕口材２０の水平面内における位置は、連結材２５が基礎杭１１に干渉しない範囲無いで容易に調整することができる。よって、柱の軸心ＣＡに対して基礎杭１１の杭心ＣＢがずれるように、基礎杭１１が施工されていた場合でも、図４に示すように、鉄骨仕口材２０上に設けられる鋼製柱１２の建方位置を容易に調整できる。
続いて、凹部１５内に、基礎鉄筋３５を配筋する。
【0021】
この後、図５に示されるように、上部プレート２３上に鋼製柱１２を建方し、鋼製柱１２上に、図示されない屋根を設置する。そして、基礎杭１１内、および凹部１５内にコンクリートを打設し、杭コンクリート部３１を含むように、基礎コンクリート部３０を一体に形成する。
一方、図１に示すように、地盤面Ｇｆ上で、各基礎梁１３の梁鉄筋１９を配筋する。その後、図示しない型枠を組み立て、型枠内にコンクリートを打設することで、梁コンクリート部１８を形成する。これにより、基礎梁１３が形成される。
このようにして、上記杭基礎構造１０が実現される。
一方、図１に示すように、地盤面Ｇｆ上で、各基礎梁１３の梁鉄筋１９を配筋する。その後、図示しない型枠を組み立て、型枠内にコンクリートを打設することで、梁コンクリート部１８を形成する。これにより、基礎梁１３が形成される。
このようにして、上記杭基礎構造１０が実現される。
【0022】
上述したような杭基礎構造１０によれば、鋼製柱１２の最下端に設けられる鉄骨仕口材２０と、基礎杭１１と鉄骨仕口材２０との間に設けられ、基礎杭１１と鉄骨仕口材２０とを接合する基礎コンクリート部３０と、を備え、鉄骨仕口材２０には、基礎杭１１の外径寸法を上回る下部プレート２１が配設されている。
このような構成によれば、鋼製柱１２に生じる力を、鋼製柱１２から鉄骨仕口材２０を介して基礎杭１１にスムーズに伝達可能である。
また、基礎杭１１と鉄骨仕口材２０が基礎コンクリート部３０で接合されていることで、基礎杭１１上に配置される鉄骨仕口材２０、及び鉄骨仕口材２０に接続される鋼製柱１２の建込位置を容易に調整できる。特に、鉄骨仕口材２０には、基礎杭１１の外径寸法を上回る下部プレート２１が配設されているため、基礎杭１１の外側で下部プレート２１を、例えば本実施形態において支持部材２６として示したように、高さを調整しつつ支持することができ、したがって鉄骨仕口材２０の高さ調整が容易である。
特にこのように、基礎杭１１の外側で下部プレート２１を、高さを調整しつつ支持することができるため、図５を用いて説明したように、鉄骨仕口材２０を固定支持した状態でこの上に鋼製柱１２を立設して屋根を架設した後に、基礎コンクリート部３０を打設することができる。この場合においては、コンクリート打設時に天候の影響を抑制できるため、施工が容易となるとともに、工程管理が安定化されることで施工の長期化を抑制可能である。
また、基礎杭１１と上部構造とを接続する杭基礎構造１０を、比較的に簡単な接合構造で形成できるため、短工期が可能である。
その結果、鋼製柱１２と基礎杭１１の接合部の構築を容易にして施工を短工期化し、上部構造に生じる力を基礎杭１１にスムーズに伝達可能な、優れた靭性と高い接合強度とを備えた杭基礎構造を実現できる。
このような構成によれば、鋼製柱１２に生じる力を、鋼製柱１２から鉄骨仕口材２０を介して基礎杭１１にスムーズに伝達可能である。
また、基礎杭１１と鉄骨仕口材２０が基礎コンクリート部３０で接合されていることで、基礎杭１１上に配置される鉄骨仕口材２０、及び鉄骨仕口材２０に接続される鋼製柱１２の建込位置を容易に調整できる。特に、鉄骨仕口材２０には、基礎杭１１の外径寸法を上回る下部プレート２１が配設されているため、基礎杭１１の外側で下部プレート２１を、例えば本実施形態において支持部材２６として示したように、高さを調整しつつ支持することができ、したがって鉄骨仕口材２０の高さ調整が容易である。
特にこのように、基礎杭１１の外側で下部プレート２１を、高さを調整しつつ支持することができるため、図５を用いて説明したように、鉄骨仕口材２０を固定支持した状態でこの上に鋼製柱１２を立設して屋根を架設した後に、基礎コンクリート部３０を打設することができる。この場合においては、コンクリート打設時に天候の影響を抑制できるため、施工が容易となるとともに、工程管理が安定化されることで施工の長期化を抑制可能である。
また、基礎杭１１と上部構造とを接続する杭基礎構造１０を、比較的に簡単な接合構造で形成できるため、短工期が可能である。
その結果、鋼製柱１２と基礎杭１１の接合部の構築を容易にして施工を短工期化し、上部構造に生じる力を基礎杭１１にスムーズに伝達可能な、優れた靭性と高い接合強度とを備えた杭基礎構造を実現できる。
【0023】
ここで、連結材２５を設けたことによるせん断力の伝達に関する他の効果を説明する。図６（ａ）は、杭基礎構造に連結材２５が設けられていない場合の、せん断力と曲げモーメントの伝達を示す説明図である。図６（ｂ）は、杭基礎構造に連結材２５が設けられた場合の、せん断力と曲げモーメントの伝達を示す説明図である。これら双方の場合において、下部プレート２１にはアンカーボルト４０が設けられている。アンカーボルト４０は、基礎コンクリート部３０に埋設されている。
連結材２５が設けられていない場合に、鋼製柱１２の柱脚にせん断力Ｑｐと曲げモーメントＭｐが作用すると、これらはアンカーボルト４０のせん断力Ｑａと引張力Ｎａによって、基礎に伝達される。このため、アンカーボルト４０としては大径のものが使用される。
これに対し、杭基礎構造に連結材２５が設けられ、かつ連結材２５の下端が基礎杭１１に埋設されている場合においては、鋼製柱１２の柱脚に生じるせん断力Ｑｐは基礎へ、かつ杭へと伝達される（図６（ｂ）のせん断力Ｑｃ）。このため、アンカーボルト４０は、曲げモーメントＭｐにより作用する引張力Ｎａのみを負担すればよい。
このように、連結材２５を設けることにより、アンカーボルト４０を用いた場合においてはアンカーボルト４０の合理化が図れる。
連結材２５が設けられていない場合に、鋼製柱１２の柱脚にせん断力Ｑｐと曲げモーメントＭｐが作用すると、これらはアンカーボルト４０のせん断力Ｑａと引張力Ｎａによって、基礎に伝達される。このため、アンカーボルト４０としては大径のものが使用される。
これに対し、杭基礎構造に連結材２５が設けられ、かつ連結材２５の下端が基礎杭１１に埋設されている場合においては、鋼製柱１２の柱脚に生じるせん断力Ｑｐは基礎へ、かつ杭へと伝達される（図６（ｂ）のせん断力Ｑｃ）。このため、アンカーボルト４０は、曲げモーメントＭｐにより作用する引張力Ｎａのみを負担すればよい。
このように、連結材２５を設けることにより、アンカーボルト４０を用いた場合においてはアンカーボルト４０の合理化が図れる。
【0024】
また、基礎コンクリート部３０の少なくとも一部は、地盤面Ｇｆ下に配置される。
このような構成によれば、基礎杭１１と、鋼製柱１２を含む上部構造との間においては、地震発生時に地震荷重が水平方向に作用した際には、基礎杭１１に埋設された連結材２５は、その周囲の基礎杭１１によって水平方向における変位が拘束される。また、地盤面Ｇｆ下に配置された基礎コンクリート部３０は、その周りの地盤Ｇにより、水平方向における変位が拘束される。このようにして、鉄骨仕口材２０を構成する連結材２５と、基礎コンクリート部３０と、基礎コンクリート部３０周りの地盤Ｇとが、地震荷重の伝達抵抗体として機能する。このように、連結材２５または基礎コンクリート部３０の構造を簡素化、小型化しながら、地震発生時における上部構造から基礎杭１１および基礎コンクリート部３０への力の伝達をスムーズに行い、地震に対する耐力を高めることができる。
また、基礎コンクリート部３０の少なくとも一部を地盤面Ｇｆ下に配置することで、基礎コンクリート部３０を全て地盤面Ｇｆ上に配置する場合に比べて、杭基礎構造１０の高さを低くできる。したがって、建設場所ごとの建築基準法に基づく建物高さの制限下に多くの建物階数を設けることができる。
さらに、基礎コンクリート部３０の少なくとも一部を地盤面Ｇｆ下に配置することで、基礎コンクリート部３０と接する地盤Ｇが型枠を兼ねることができる。
このような構成によれば、基礎杭１１と、鋼製柱１２を含む上部構造との間においては、地震発生時に地震荷重が水平方向に作用した際には、基礎杭１１に埋設された連結材２５は、その周囲の基礎杭１１によって水平方向における変位が拘束される。また、地盤面Ｇｆ下に配置された基礎コンクリート部３０は、その周りの地盤Ｇにより、水平方向における変位が拘束される。このようにして、鉄骨仕口材２０を構成する連結材２５と、基礎コンクリート部３０と、基礎コンクリート部３０周りの地盤Ｇとが、地震荷重の伝達抵抗体として機能する。このように、連結材２５または基礎コンクリート部３０の構造を簡素化、小型化しながら、地震発生時における上部構造から基礎杭１１および基礎コンクリート部３０への力の伝達をスムーズに行い、地震に対する耐力を高めることができる。
また、基礎コンクリート部３０の少なくとも一部を地盤面Ｇｆ下に配置することで、基礎コンクリート部３０を全て地盤面Ｇｆ上に配置する場合に比べて、杭基礎構造１０の高さを低くできる。したがって、建設場所ごとの建築基準法に基づく建物高さの制限下に多くの建物階数を設けることができる。
さらに、基礎コンクリート部３０の少なくとも一部を地盤面Ｇｆ下に配置することで、基礎コンクリート部３０と接する地盤Ｇが型枠を兼ねることができる。
【0025】
また、下部プレート２１の下端面２１ｂと、連結材２５の外周面には、スタッド材２７、２９が突設されている。
このような構成によれば、下部プレート２１から基礎コンクリート部３０への力の伝達、連結材２５から基礎杭１１への力の伝達を、スタッド材２７、２９を介して効率良く行うことができる。
このような構成によれば、下部プレート２１から基礎コンクリート部３０への力の伝達、連結材２５から基礎杭１１への力の伝達を、スタッド材２７、２９を介して効率良く行うことができる。
【0026】
（実施形態の第１変形例）
なお、本発明の杭基礎構造は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、基礎杭１１の頭部１１ｔに、鉄骨仕口材２０を介して四方に延びる四本の基礎梁１３が接合されるようにしたが、これに限らない。例えば、図７に示すように、基礎杭１１の頭部１１ｔに、鉄骨仕口材２０Ｂを介して二本の基礎梁１３を接合するようにしてもよい。この場合、仕口本体部２２Ｂは、各基礎梁１３に向かって延びる梁接合部２４を、二つ備える。各梁接合部２４は、平面視Ｔ字状であるので、二つの梁接合部２４を有する仕口本体部２２は、平面視すると略Ｈ型をなすＨ型鋼材によって形成することもできる。
なお、本発明の杭基礎構造は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、基礎杭１１の頭部１１ｔに、鉄骨仕口材２０を介して四方に延びる四本の基礎梁１３が接合されるようにしたが、これに限らない。例えば、図７に示すように、基礎杭１１の頭部１１ｔに、鉄骨仕口材２０Ｂを介して二本の基礎梁１３を接合するようにしてもよい。この場合、仕口本体部２２Ｂは、各基礎梁１３に向かって延びる梁接合部２４を、二つ備える。各梁接合部２４は、平面視Ｔ字状であるので、二つの梁接合部２４を有する仕口本体部２２は、平面視すると略Ｈ型をなすＨ型鋼材によって形成することもできる。
【0027】
（実施形態の第２変形例）
上記実施形態では、基礎梁１３を鉄筋コンクリート造としたが、これに限らない。例えば、図８に示すように、基礎梁１３Ｃを、鉄骨造としてもよい。この場合、基礎梁１３Ｃを形成する梁鉄骨は、鉄骨仕口材２０において梁鉄骨と同様の断面形状とされた仕口本体部２２Ｃの梁接合部２４Ｃに、ジョインプレート２８を介してボルト接合される。
上記実施形態では、基礎梁１３を鉄筋コンクリート造としたが、これに限らない。例えば、図８に示すように、基礎梁１３Ｃを、鉄骨造としてもよい。この場合、基礎梁１３Ｃを形成する梁鉄骨は、鉄骨仕口材２０において梁鉄骨と同様の断面形状とされた仕口本体部２２Ｃの梁接合部２４Ｃに、ジョインプレート２８を介してボルト接合される。
【0028】
（実施形態の第３変形例）
また、上記実施形態では、仕口本体部２２を、平面視十文字型状としたが、これに限らない。図９に示すように、鉄骨仕口材２０Ｄの仕口本体部２２Ｄを、平面視矩形で上下方向に延びる筒状とし、その外周面に、各基礎梁１３Ｄを構成する梁鉄骨が接続されるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、仕口本体部２２を、平面視十文字型状としたが、これに限らない。図９に示すように、鉄骨仕口材２０Ｄの仕口本体部２２Ｄを、平面視矩形で上下方向に延びる筒状とし、その外周面に、各基礎梁１３Ｄを構成する梁鉄骨が接続されるようにしてもよい。
【0029】
（実施形態の第４変形例）
また、上記実施形態では、鋼製柱１２の下端を、上部プレート２３に直接ボルト接合するようにしたが、これに限らない。例えば図１０に示すように、上部プレート２３上に、例えば断面Ｔ字状、Ｌ字状のジョイント金具６０を設け、ジョイント金具６０を、上部プレート２３の貫通孔２３ｈを通して上部プレート２３にボルト接合するとともに、鋼製柱１２をジョイント金具６０にボルト接合するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、鋼製柱１２の下端を、上部プレート２３に直接ボルト接合するようにしたが、これに限らない。例えば図１０に示すように、上部プレート２３上に、例えば断面Ｔ字状、Ｌ字状のジョイント金具６０を設け、ジョイント金具６０を、上部プレート２３の貫通孔２３ｈを通して上部プレート２３にボルト接合するとともに、鋼製柱１２をジョイント金具６０にボルト接合するようにしてもよい。
【0030】
（その他の変形例）
また、上記実施形態では、下部プレート２１の下端面２１ｂと、連結材２５の側面とに、それぞれスタッド材２７、２９を設けるようにしたが、何れか一方のスタッド材２７、２９のみを備えるようにしてもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
また、上記実施形態では、下部プレート２１の下端面２１ｂと、連結材２５の側面とに、それぞれスタッド材２７、２９を設けるようにしたが、何れか一方のスタッド材２７、２９のみを備えるようにしてもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【符号の説明】
【0031】
１０ 杭基礎構造 ２１ｂ 下端面
１１ 基礎杭 ２５ 連結材
１２ 鋼製柱 ２７、２９ スタッド材
１５ 凹部 ３０ 基礎コンクリート部
２０、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ 鉄骨仕口材 Ｇ 地盤
２１ 下部プレート Ｇｆ 地盤面
１１ 基礎杭 ２５ 連結材
１２ 鋼製柱 ２７、２９ スタッド材
１５ 凹部 ３０ 基礎コンクリート部
２０、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ 鉄骨仕口材 Ｇ 地盤
２１ 下部プレート Ｇｆ 地盤面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】