JP4365279B2 - 既設家屋の基礎補強工法 - Google Patents

Description

本発明は、地震等によって既設家屋の基礎が沈下するのを防止するためにその基礎を補強し、また特に地震等によって既設家屋の基礎が不等沈下した場合に基礎を補修するにあたってその基礎を補強する基礎補強工法に関するものである。なお、この不等沈下とは、既設家屋の基礎面下の地盤沈下量が、場所によって差があるような沈下を言う。

従来、地震等により既設家屋の基礎が不等沈下して柱が傾いたり、土台の一部が下がったりした場合には、基礎が安定状態になった後、その基礎はそのままにしておいて、基礎の上に載っている土台を所定高さまでジャッキアップし、レベル調整した上で、土台と基礎との間にスペーサーを介挿するなどして土台を水平に固定し、柱を鉛直に立て直すなどの補修を行っていた。

上記のように、従来は基礎そのものを補強するのではなく、この基礎の上に載っている土台をジャッキアップして、レベル調整するだけであるから、基礎がいつまた沈下するやもしれず、居住者にとっては非常に不安であった。

本発明は、上記の課題に鑑み、地震等による既設家屋の基礎の沈下を有効に防止出来ると共に、既設家屋内において簡単容易に施工を行うことが出来て、施工コストを安く出来る既設家屋の基礎補強工法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、図７〜図９に示すように、請求項１に係る発明の既設家屋の基礎補強工法は、垂壁部１ａと水平脚部１ｂとからなる断面逆Ｔ字状布基礎１の水平脚部１ｂには垂壁部１ａの両側対称位置に杭貫通用開口部４を設け、既設家屋内において、この開口部４より杭５を杭打機７で地盤中に打ち込んだ後、この開口部４にモルタル等の固化材Ｋを流し込んで杭５と布基礎１とを一体的に結合し、水平板９ａと垂直板９ｂとからなるＬ形プレート９の水平板９ａを、杭貫通用開口部４の上端部を覆うように布基礎１の水平脚部１ｂ上に配置すると共に、垂直板９ｂを垂壁部１ａの側面に当接し、垂壁部１ａの両側面に当接される垂直板９ｂ，９ｂどうしを、垂壁部１ａを貫通するボルト・ナット１０によって連結するようにしたことを特徴とする。

請求項２は、請求項１に記載の基礎補強工法において、図７〜図９に示すように、布基礎１の所要部に杭５の径より十分径大の杭貫通用開口部４を設け、この開口部４より杭５を地盤中に打ち込んだ後、モルタル等の固化材Ｋを杭貫通用開口部４に流し込むことによって、杭５を布基礎１と一体的に結合させるようにしたことを特徴とする。

請求項３は、請求項１又は２に記載の基礎補強工法において、図８〜図９に示すように、杭貫通用開口部４は上端側の径が下端側より小さい円錐台形状を成していることを特徴とする。

請求項４は、請求項１〜３の何れかに記載の既設家屋の基礎補強工法において、図１０〜図１１に示すように、各杭５は、ジョイント２６を介して順次継ぎ足し連結される複数の杭部材５ａからなるもので、各杭部材５ａは上下両端部の夫々外周面に雄ねじ部ｎを形成した鋼管又は鉄筋からなり、ジョイント２６は、上半分に上段側杭部材５ａの下端雄ねじ部ｎが螺合し且つ下半部に下段側杭部材５ａの上端雄ねじ部ｎが螺合するように内周面に雌ねじｆを形成した筒状本体２７からなることを特徴とする。

請求項５は、請求項４に記載の既設家屋の基礎補強工法において、図１０〜図１１に示すように、ジョイント２６の筒状本体２７には外周面中央に支持力増大用フランジ２８が突設されてなることを特徴とする。

請求項６は、請求項４又は５に記載の既設家屋の基礎補強工法において、図１０〜図１１に示すように、各杭５の最下段の杭部材５ａにはその下端部に、先端部の尖ったビット２９が取り付けてあることを特徴とする。

請求項７は、請求項５又は６の何れかに記載の既設家屋の基礎補強工法において、図１１に示すように、３つ以上の杭部材５ａからなる杭５では、各ジョイント２６の筒状本体２７に突設された支持力拡大用フランジ２８は、上段側のジョイント２６になるほどフランジ２８の突出高さが高くなっていることを特徴とする。

請求項８は、請求項１〜３の何れかに記載の既設家屋の基礎補強工法において、図１２に示すように、各杭５は全長に亘ってねじ状となったねじ鉄筋５Ｓ又は異形鉄筋５Ｄからなることを特徴とする。

上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明によれば、基礎１の所要部を上下に貫通するように杭５を杭打機７で地盤中に所定深さまで打ち込んだ後、この杭５を布基礎１と一体的に結合させるようにするから、布基礎１は、これと一体的に結合された杭５により支持され、この杭５の支持力によって沈下が有効に防止される。そして、この工法によれば、既設屋内において簡単に施工出来、施工コストを安く出来る。

また請求項１に係る発明によれば、杭５の上端部を杭貫通用開口部４内に流し込んだ固化材Ｋによって布基礎１と一体的に結合すると共に、布基礎１に取り付けたＬ形プレート９の水平板９ａによって杭５の上端を支持するから、布基礎１の沈下をより有効に防止することができる。

請求項２に記載のように、布基礎１の所要部に杭５の径より十分径大の杭貫通用開口部４を設け、この開口部４より杭５を地盤中に打ち込んだ後、モルタル等の固化材Ｋを杭貫通用開口部４に流し込むことによって、杭５を布基礎１と一体的に結合させる場合は、施工がより簡単容易となる。

請求項３に係る発明によれば、杭貫通用開口部４が円錐台形状であるから、布基礎１が沈下しようとすれば、円錐台形状開口部４の内周面の楔効果により、開口部４内の固化材Ｋが杭５の上端部を開口部４内にロックする状態となって、布基礎１の沈下を有効に防止することができる。

請求項４に係る発明によれば、ジョイント２６は、上半分に上段側杭部材５ａの下端雄ねじ部ｎが螺合し且つ下半部に下段側杭部材５ａの上端雄ねじ部ｎが螺合するように内周面に雌ねじｆを形成した筒状本体２７からなるため、杭部材５ａの継ぎ足し作業が簡単容易となる。

請求項５に係る発明によれば、筒状本体２７の外周面中央に支持力増大用フランジ２８が突設されている場合は、各ジョイント２６のフランジ２８の下面側に上向きの大きな地盤反力を作用させることが出来るから、大きな支持力が得られることになる。

請求項６に係る発明によれば、各杭５の最下段の杭部材５ａにはその下端部に先端部の尖ったビット２９が取り付けてあるから、打ち込み作業が容易となり、比較的硬い地盤でも容易に打ち込むことが出来る。

請求項７に係る発明によれば、各ジョイント２６の支持力増大用フランジ２８が上段側のジョイント２６になるほどフランジ２８の突出高さが高くなっている杭５にあっては、杭５を全体的に見れば、杭５が地盤に対してテーパ杭による楔効果と同様な作用を発揮することになるから、一層大きな支持力が得られる。

請求項８に係る発明によれば、杭５がねじ鉄筋５Ｎや異形鉄筋５Ｄからなる場合は、鋼管製や鉄筋製の杭５よりも地盤抵抗が大きいから、支持力を高めることができる。

図１は本発明に係る基礎補強工法を既設家屋内にて実施している状態の斜視図である。この図において、１は垂壁部１ａと水平脚部１ｂとからなる横断面倒Ｔ字状のコンクリート製布基礎、２は木造家屋を支える土台で、布基礎１の垂壁部１ａ上にアンカーボルト（図示せず）で緊結固定され、垂壁部１ａ上に柱３が立てられる。なお、布基礎１の下側には栗石Ｇが配置されている。

この布基礎１を補強するのに好適な工法を図２〜図６により説明すると、図２の(a) は補強される前の布基礎１及びその上に固定された土台２を示す正面図で、布基礎１はその半分程度が土砂Ｍ中に埋まった状態にあり、(b) は(a) のイ−イ線断面図である。この布基礎１は、地震により、あるいは地盤が軟弱であることによって、所定レベルに対し幾分沈下しているものとする。

布基礎１を補強するにあたっては、先ず、土台２を布基礎１上に緊結固定しているアンカーボルトを抜き、図３の(a) に示すように布基礎１の垂壁部１ａに切欠開口部Ｏを形成し、ここに油圧ジャッキＪを設置して、この油圧ジャッキＪにより土台２を所定レベルまでジャッキアップし、水平レベルを調節した後、図３の(a) ，(b) に示すように、布基礎１の垂壁部１ａ上面と土台２の下面との間にスペーサーＳ等を介挿して、土台２を所定高さまでレベルアップした位置に固定する。

こうして土台２をレベルアップした後、布基礎１の補強作業を開始するが、この補強作業を行う前に、布基礎１を覆っている土砂Ｍを掘削して排土し、図３の(a) ，(b) に示すように、水平脚部１ｂが現れるようにする。しかして、布基礎１の水平脚部１ｂを貫通するように複数本の杭５を杭打機７によって夫々所定深さ（岩盤等の硬質支持層に達する深さ）まで打ち込む。布基礎１の水平脚部１ｂには図４の(a) ，(b) に示すように予め杭貫通箇所に例えばドリル８によって杭５の外径より十分径大の杭貫通用開口部４を形成し、この開口部４より杭５を地盤中に打ち込む。

杭打機７は、図１に示すように、ボデー７ａの両側に手動操作用ハンドル７ｂ，７ｂを備えた油圧ハンマータイプの周知の小型杭打機で、ボデー７ａに下端部に突出したヘッド７ｃを、地盤上に立設する杭５の上端部に嵌合させた状態で杭打ちを行うようになっている。この小型杭打機７は、重量が２０ｋｇ程度であるから、既設家屋内の狭い場所でも作業員一人で容易に杭打ち作業を行うことが出来る。

上記のように、布基礎１の水平脚部１ｂを貫通するように杭５を地盤中の硬質支持層に達し得る所定深さまで打ち込んだならば、モルタルやセメントミルク等の固化材Ｋを杭貫通用開口部４及びその上部側周辺に流し込むことによって、杭５を基礎１と一体的に結合させるようにする。この場合、図示は省略するが、布基礎１の水平脚部１ｂの両側端面に夫々型枠を設置しておいて、両型枠間にモルタル等の固化材Ｋを供給すれば、その固化材Ｋは杭５が貫通する杭貫通用開口部４の内部に充填されると共に、水平脚部１ｂの上側に所要厚さ充填され、しかして固化材Ｋが固化した後、型枠を撤去すれば、図６の(a) 及び(b) に示すような状態となり、杭５の上端部が固化材Ｋを介して布基礎１と一体的に結合され、布基礎１はこれと一体的に結合された杭５により支持され、この杭５の支持力によって沈下が有効に防止される。なお、図１〜図６は、本発明を実施するための前提ないし参考となる工法を示すものである。

図７〜図９は、本発明の一実施形態を示すもので、布基礎１を補強するのに好適な種々の工法を示す。なお、これらの図には布基礎１に支持される土台やこの土台の上に立設される柱は図示を省略している。

図７に示す基礎補強工法は、逆Ｔ字状布基礎１の水平脚部１ｂには垂壁部１ａを中心とした両側対称位置に、杭５の外径よりも十分大きい孔径の杭貫通用開口部４を設け、この杭貫通用開口部４より杭５を地盤中に打ち込んだ後、この杭貫通用開口部４にモルタル等の固化材Ｋを流し込み、それから水平板９ａと垂直板９ｂとからなるＬ形プレート９の水平板９ａを、杭貫通用開口部４の上端部を覆うように布基礎１の水平脚部１ｂ上に配置すると共に、垂直板９ｂを垂壁部１ａの側面に当接し、しかして垂壁部１ａの両側面に当接される両側一対のＬ形プレート９の垂直板９ｂ，９ｂどうしを、垂壁部を貫通するボルト・ナット１０によって連結するようにしたものである。

この工法では、地盤中に打ち込んだ杭５の上端部が水平脚部１ｂの杭貫通用開口部４から上方へ突出していると、Ｌ形プレート９を取り付けることができないため、杭５の打ち込み後、杭貫通用開口部４からの上端突出部を切除する必要がある。また、Ｌ形プレート９は、水平板９ａと垂直板９ｂとのコーナー部に三角形の補強リブ９ｃが設けてある。

上記のような基礎補強工法によれば、杭５の上端部を杭貫通用開口部４内に流し込んだ固化材Ｋによって布基礎１と一体的に結合すると共に、布基礎１に取り付けたＬ形プレート９の水平板９ａによって杭５の上端を支持するから、布基礎１の沈下をより有効に防止できる。

図８に示す基礎補強工法は、図２〜図６によって説明した基礎補強工法と同様な工法であるが、杭貫通用開口部４が円錐台形状に形成されている点で相違する。即ち、図２〜図６の工法では、杭貫通用開口部４が円筒状であるが、図８の工法における杭貫通用開口部４は、上端側の径が下端側より小さい円錐台形状の開口部４Ｔからなるものである。

この基礎補強工法によれば、布基礎１の水平脚部１ｂに円錐台形状の杭貫通用開口部４を設け、この開口部４より杭５を地盤中に打ち込んだ後、この杭貫通用開口部４にモルタル等の固化材Ｋを流し込んで、杭５の上端部を杭貫通用開口部４内で固化材Ｋによって布基礎１と一体的に結合するが、杭貫通用開口部４が円錐台形状であるため、布基礎１が沈下しようとすれば、円錐台形状開口部４の内周面の楔効果により、開口部４内の固化材Ｋが杭５の上端部を開口部４内にロックする状態となって、布基礎１の沈下を有効に防止することができる。従って、この工法では、固化材Ｋを杭貫通用開口部４の内部に流し込むだけで、杭５の上端部を布基礎１に有効に結合できる。

図９に示す基礎補強工法は、杭貫通用開口部４が円錐台形状に形成されている点が異なるだけで、図７に示す布基礎１の工法と同様であり、従って詳しい説明は省略する。この基礎補強工法によれば、杭５の上端部を杭貫通用開口部４内に流し込んだ固化材Ｋによって布基礎１と結合すると共に、布基礎１に取り付けたＬ状プレート９の水平板９ａによって杭５の上端を支持し、その上に円錐台形状開口部４内周面の楔効果を発揮できるから、杭５の上端部を布基礎１により一層有効に結合させることができる。

図１〜図９は、布基礎１を補強するのに好適な工法について説明したものであるが、べた基礎にもほとんど同じようにして適用可能である。

以上説明した基礎補強工法に使用する各杭５は、図１、図４〜図９、図１０及び図１１に示すようにジョイント２６を介して順次継ぎ足し連結される複数の杭部材５ａからもので、各ジョイント２６は、上半分に上段側杭部材５ａの下端雄ねじ部ｎが螺合し且つ下半部に下段側杭部材５ａの上端雄ねじ部ｎが螺合するように内周面に雌ねじｆ（図１５の(a) 〜(c) 参照）を形成した筒状本体２７を有する。各杭５の最下段の杭部材５ａ、つまり最初に打ち込まれる杭部材５ａの下端部には先端部の尖ったビット２９が取り付けられている。このビット２９は、比較的硬い地盤でも容易に打ち込むことが出来るようにするためのものである。

図１０は各杭部材５ａが鋼管で形成された杭５を示し、図１１は各杭部材５ａが鉄筋で形成された杭５を示す。そして、図１０の(a) は例えば４本の鋼管製杭部材５ａからなる杭５で、杭部材５ａをつなぐ各ジョイント２６が筒状本体２７のみからなる杭５の正面図、(a′) はその平面図である。図１０の(b) は同様に４本の鋼管製杭部材５ａからなる杭５で、各ジョイント２６の外周面中央部に支持力増大用のフランジ２８が突設されている杭５の正面図、(b′) はその平面図である。また図１０の(c) は４本の鋼管製杭部材５ａからなる杭５で、各ジョイント２６の支持力増大用フランジ２８が、上段側のジョイント２６になるほどフランジ２８の突出高さが高くなっている杭５の正面図、(c′) はその平面図である。

図１１の(a) は例えば４本の鉄筋製杭部材５ａからなる杭５で、杭部材５ａをつなぐ各ジョイント２６が筒状本体２７のみからなる杭５の正面図、(a′) はその平面図である。図１１の(b) は同様に４本の鉄筋製杭部材５ａからなる杭５で、各ジョイント２６の外周面中央部に支持力増大用のフランジ１８が突設されている杭５の正面図、(b′) はその平面図である。また図１６の(c) は４本の鉄筋製杭部材５ａからなる杭５で、各ジョイント２６の支持力増大用フランジ２８が、上段側のジョイント２６になるほどフランジ２８の突出高さが高くなっている杭５の正面図、(c′) はその平面図である。

上記構成の杭５を使用する時は、図１及び図４の(b) に示すような杭打機７によって最初の杭部材５ａを地盤中にその上端部が布基礎１あるいは地盤表面から所要長さ突出する程度まで打ち込み、この最初の杭部材５ａの上端雄ねじ部ｎにジョイント２６の筒状本体２７の下半分を螺合した後、この筒状本体２７の上半分に次の杭部材５ａの下端雄ねじ部ｎを螺合することにより、最初の杭５に次の杭５を連結し、しかして当該次の杭５を杭打機７によって地盤中にその上端部が布基礎１あるいは地盤表面から所要長さ突出する程度まで打ち込む。以下同様にして、複数本の杭部材５ａを継ぎ足しながら地盤中所定深さまで打ち込んでゆく。

上記のように杭部材５ａを順次継ぎ足しながら杭５の打ち込みを行うにあたり、各杭部材５ａは上下両端部の夫々外周面に雄ねじ部ｎを形成し、ジョイント２６は、上半分に上段側杭部材５ａの下端雄ねじ部ｎが螺合し且つ下半部に下段側杭部材５ａの上端雄ねじ部ｎが螺合するように内周面に雌ねじｆを形成した筒状本体２７からなるため、杭部材５ａの継ぎ足し作業が簡単容易となる。

また、図１０の(b) ，(b′) ，(c) ，(c′) 及び図１１の(b) ，(b′) ，(c) ，(c′) に示すジョイント２６のように、筒状本体２７の外周面中央に支持力増大用フランジ２８が突設されている場合には、杭５を打ち込んだ時、各ジョイント２６のフランジ２８の下面側に上向きの大きな地盤反力を作用させることが出来るから、大きな支持力が得られることになる。

また、図１０の(c) ，(c′) 及び図１１の(c) ，(c′) に示すジョイント２６のように、各ジョイント２６の支持力増大用フランジ２８が上段側のジョイント２６になるほどフランジ２８の突出高さが高くなっている杭５にあっては、この杭５を全体的に見れば、この杭５が地盤に対してテーパ杭による楔効果と同様な作用を発揮することになるから、一層大きな支持力が得られる。

図１０及び図１１では鋼管製及び鉄筋製の杭５を示したが、本発明の工法に使用される杭５は、図１２の(a) に示すように全長に亘ってねじ状となったねじ鉄筋５Ｎ、あるいは同図の(b) に示すような異形鉄筋５Ｄでもよい。このねじ鉄筋５Ｎや異形鉄筋５Ｄからなる杭５も、上記した鋼管製や鉄筋製の杭５と同様に、周知のジョイントを介して順次継ぎ足し連結される複数の杭部材からなるが、ジョイントの構造については図示を省略する。このようなねじ鉄筋５Ｎや異形鉄筋５Ｄからなる杭５は、鋼管製や鉄筋製の杭５よりも地盤抵抗が大きいから、支持力を高めることができる。

本発明の前提となる基礎補強工法を既設家屋内にて実施している状態の斜視図である。 (a) は補強される前の布基礎及びその上に固定された土台を示す正面図であり、(b) は(a) のイ−イ線断面図である。 土台をジャッキアップしている状態を示す正面図、(b) は(a) のロ−ロ線断面図である。 (a) は布基礎の水平脚部を貫通するように杭を地盤に打ち込んでいる状態を示す正面断面図、(b) は(a) のハ−ハ線断面図である。 (a) は布基礎の下側に布基礎を受けるように横材を挿入している状態を示す正面断面図、(b) は(a) のニ−ニ線断面図である。 本発明との比較ないし参考例を示すもので、(a) は横材を杭に一体的に保持させて、布基礎の補強を完了した状態を示す正面断面図、(b) は(a) のホ−ホ線断面図である。 本発明の係る布基礎補強工法の一実施形態を示す正面断面図、(b) は(a) のヘ−ヘ線断面図である。 本発明の係る布基礎補強工法の他の実施形態を示す正面断面図、(b) は(a) のト−ト線断面図である。 本発明の係る布基礎補強工法の更に他の実施形態を示す正面断面図、(b) は(a) のチ−チ線断面図である。 各杭部材が鋼管で形成された杭の種々の例を示す説明図である。 各杭部材が鉄筋で形成された杭の種々の例を示す説明図である。 ねじ鉄筋及び異形鉄筋からなる杭を示す説明図である。

１ 布基礎
２ 土台
５ 杭
５ａ 杭部材
１０ 横材
２６ ジョイント
２７ 筒状本体
２８ 支持力増大用フランジ

Claims (8)

1. 垂壁部と水平脚部とからなる断面逆Ｔ字状布基礎の水平脚部には垂壁部の両側対称位置に杭貫通用開口部を設け、既設家屋内において、この開口部より杭を杭打機で地盤中に打ち込んだ後、この開口部にモルタル等の固化材を流し込んで杭と布基礎とを一体的に結合し、水平板と垂直板とからなるＬ形プレートの水平板を、杭貫通用開口部の上端部を覆うように布基礎の水平脚部上に配置すると共に、垂直板を垂壁部の側面に当接し、垂壁部の両側面に当接される垂直板どうしを、垂壁部を貫通するボルト・ナットによって連結するようにした既設家屋の基礎補強工法。
2. 基礎の所要部に杭の径より十分径大の杭貫通用開口部を設け、この開口部より杭を地盤中に打ち込んだ後、モルタル等の固化材を杭貫通用開口部に流し込むことによって、杭を布基礎と一体的に結合させるようにした請求項１に記載の基礎補強工法。
3. 杭貫通孔は上端側の径が下端側より小さい円錐台形状を成している請求項１又は２に記載の基礎補強工法。
4. 各杭は、ジョイントを介して順次継ぎ足し連結される複数の杭部材からなるもので、各杭部材は上下両端部の夫々外周面に雄ねじ部を形成した鋼管又は鉄筋からなり、ジョイントは、上半分に上段側杭部材の下端雄ねじ部が螺合し且つ下半部に下段側杭部材の上端雄ねじ部が螺合するように内周面に雌ねじを形成した筒状本体からなる請求項１〜３の何れかに記載の既設家屋の基礎補強工法。
5. ジョイントの筒状本体には外周面中央に支持力増大用フランジが突設されてなる請求項４に記載の既設家屋の基礎補強工法。
6. 各杭の最下段の杭部材にはその下端部に、先端部の尖ったビットが取り付けてある請求項４又は５に記載の既設家屋の基礎補強工法。
7. ３つ以上の杭部材からなる杭では、各ジョイントの筒状本体に突設された支持力拡大用フランジは、上段側のジョイントになるほどフランジの突出高さが高くなっている請求項５又は６の何れかに記載の既設家屋の基礎補強工法。
8. 各杭は全長に亘ってねじ状となったねじ鉄筋又は異形鉄筋からなる請求項１〜３の何れかに記載の既設家屋の基礎補強工法。

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