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公開番号2025079744
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-22
出願番号2023192634
出願日2023-11-10
発明の名称杭基礎構造
出願人株式会社プラント・ツリース
代理人個人
主分類E02D 27/12 20060101AFI20250515BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】大地震を想定し、横揺れのみならず縦揺れについても構築物との共振を抑えて構築物の被害を防止することが可能で低コストの実用的な杭基礎構造を提供する。
【解決手段】地中に埋設されて構築物9を支える杭1と構築物9との間に設けられた縁切り層3は、杭1と構築物9とを非連結にすることで大地震発生時の水平方向の剪断力が構築物9に伝わらないようにする。縁切り層3は、複数のブロック材4を水平方向に互いに非連結で敷き詰めて成る層を二層以上とした層であり、下の層のブロック材4と上の層のブロック材4とは篏合部分の平均の隙間が3mm以上である嵌め合いにより連結されていて、嵌め合いは上の層のブロック材4が下の層のブロック材4から浮いて離れるのを規制しない。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
大地震を想定した杭基礎構造であって、
地中に埋設されて構築物を支える杭と、
杭と構築物との間に設けられた縁切り層と
を備えた杭基礎構造であり、
縁切り層は、杭が構築物に固定されていない状態とすることで地震による水平方向の剪断力が構築物に伝わらないようにする層であり、
縁切り層は、複数のブロック材を水平方向に互いに非連結の状態で並べて成る層を二層以上とした層であり、
下の層のブロック材と上の層のブロック材とは相互に連結されていないか、又は篏合部分の平均の隙間が３ｍｍ以上である嵌め合いにより連結されていて当該嵌め合いは上の層のブロック材が下の層のブロック材から浮いて離れるのを規制しない構造であることを特徴とする杭基礎構造。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記ブロック材は、平面視が方形、円形又は楕円形の主板部と、主板部の周縁に延設され、主板部に対して垂直な端板部と、主板部の端板部が設けられた側の面に形成されたリブとから成ることを特徴とする請求項１記載の杭基礎構造。
【請求項３】
前記ブロック材は、樹脂製であることを特徴とする請求項２記載の杭基礎構造。
【請求項４】
前記ブロック材は、廃プラスチックリサイクル材料で形成されていることを特徴とする請求項３記載の杭基礎構造。
【請求項５】
前記杭は複数設けられており、各杭の杭頭を連結した杭フーチングが設けられており、前記縁切り層は杭フーチングの上側に設けられていて杭フーチングに対して滑動可能となっていることを特徴とする請求項１記載の杭基礎構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この出願の発明は、各種構築物の基礎構造に関する発明であり、特に杭を採用した基礎構造に関する発明である。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
ビルや橋梁のような大規模な構築物を構築する場合、洪積層のような硬い層の杭（支持杭）を打ち込み、構築物の沈下や傾斜（不同沈下）を防止する。支持層に到達させる支持杭の他、地盤の土壌との摩擦により沈下防止効果を得る摩擦杭や、現場の土壌とコンクリートを混合して流し込んで固める柱状改良杭なども知られている。
このような杭による構築物の基礎構造については、昭和３９年に発生した新潟地震以降、基礎構造は支持杭でなければならないという傾向が強くなり、中規模の構築物についても、支持層に到達する支持杭が採用されることが多くなってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１８８３７９号公報
特開２０２１－１４７８８３号公報
特開平０９－０５３２４８号公報
特開２０１２－１４０８２３号公報
【非特許文献】
【０００４】
https://www.kensetsu-plaza.com/kiji/post/34755（「熊本城の復興～歴史的遺産の将来への継承」）
「建築基礎構造設計指針」（２００１年、社団法人日本建築学会発行）
「実務から見た基礎構造設計（改訂版）」（２００６年，学芸出版社発行）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年発生した幾つかの大震災においては、支持杭の欠点が顕著になってきている。例えば、２０１６年に発生した熊本地震では、熊本城の本丸が大きく損傷を受けて瓦が飛び散り、石垣も崩れる甚大な被害が発生した（非特許文献１）。この原因は、昭和３５年の本丸再建時に支持杭方式を採用したことによる。昭和３５年の再建時、大天守や小天守において、長さ４７メートルもの深礎杭が合計１２本、洪積支持層に打ち込まれている。深礎杭の杭頭は各天守の基礎に固定され、洪積支持層と各天守とが各深礎杭により連結された構造となっていた。このため、熊本地震発生時、地震の大きなエネルギーが各深礎杭を介して大天守や小天守にそのまま伝わり、大きく揺さぶられる結果、倒壊や瓦の飛び散り等の被害が出たのである。
【０００６】
他方、京都・奈良を始めとして、日本には古来からの多くの構築物があり、それらは幾多の大地震を経てもなお今、創建当時の姿を残している。この理由は、いわゆる礎石方式の基礎構造を採用しているからである。礎石方式とは、地盤中に杭を打ち込んで杭に構築物を固定する方式ではなく、礎石と呼ばれる石（上面が平らで頑丈な石）を地盤に嵌め込み、その上に柱を非連結で載せた方式の構造である。
【０００７】
発明者が実際に見分したところでも、２０２３年６月に発生した石川県珠州市の地震（震度６強）により須受八幡宮（珠洲市正院町正院２３－２５）では狛犬や一部の鳥居が倒れる等の被害が出たが、礎石方式を採用していた鳥居は倒壊を免れていた。倒壊した鳥居は、柱と礎石とが連結されていたものであった。熊本地震による熊本城の被害においても、礎石方式を採用していた櫓等は、被害が出なかったのである。
【０００８】
多くの歴史的構築物が礎石方式を採用しているために大地震の被害を免れてきたという背景には、固い地盤を選んで構築されているという点や、木造建築物であるために現代のコンクリート構築物に比べて格段に軽量であるという点がある。固い地盤の上に軽量な構築物を構築するため、杭を打つ必要がなく、地震のエネルギーを構築物に伝えない観点から礎石により単に荷重を受けるのみとする基礎構造が採用されてきたのである。
【０００９】
ＲＣ構造に代表される現代の構築物は塔状化が進んでおり、古来の木造建築に比べて地盤に係る重量負荷が格段に大きい。この点、高層ビル等において特に顕著である。加えて、都市化が進んだ現代では、沖積層のような比較的軟弱な地盤上に構築をせざるを得ない場合が多い。このため、深層の固い地盤に到達する支持杭を打ち込み、支持杭で支えて沈下を防止する構造を採用せざるを得ない。
【００１０】
それでも、最近では、上記のように支持杭が地震の震動を構築物に伝える役目を果たすという欠点が認識されるに至り、支持杭一辺倒の傾向が見直される機運が生じている。例えば、２００１年改定版の「建築基礎構造設計指針」（非特許文献２）では、「支持杭に頼らない基礎」という記載がされるに至っている（５９頁）。また、上野嘉久氏が書かれた「実務から見た基礎構造設計（改訂版）」（非特許文献３）においても、支持杭に頼り過ぎるのは危険である旨の指摘がされている（５９～６０頁）。
（【００１１】以降は省略されています）

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