杭基礎

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杭基礎(くいきそ)とは、主に軟弱な地盤における構造物の建設において、浅い基礎では構造物を支えることができない地盤の場合に、深くを打ち込み、構造物を支える基礎[1]


支持方式によって、支持杭と摩擦杭に分けられる。 支持杭では先端を支持層に到達させ、主として杭の先端に上向きに働く先端支持力によって荷重を支える。 一方摩擦杭では先端を支持層まで到達させず、主として杭の側面と地盤との間に働く周面摩擦力によって荷重を支える。摩擦杭は、支持層がかなり深い場合に採用されることが多い。

杭の種類[編集]

杭基礎に用いられる杭はその材料により、木杭、コンクリート杭、鋼杭などに分類できる[2] [3]

木杭[編集]

木杭とは木製の杭のことである。ここでは主題にそって建築の基礎としての木杭について扱う。

歴史的には古く、紀元前5000年前とされる杭上住居が確認されており、世界遺産として登録されているものもある(例.アルプス周辺の先史時代の湖上住居遺跡群[4]。 また、5000年とはいかないまでも、ヴェネツィアも木杭を使用した[5] 歴史ある街として有名である。

一般に木材は金属や石材に比べて腐食に弱いイメージがあるが、地下水の水面より下層に埋まっている遺跡から、古代の木製品が比較的良い状態で発掘される例は珍しくない。これは、木材腐朽菌は好気性であり、生存や活動に酸素を必要とするためである[要出典]。基礎としての木杭も、適切に使用することにより下記の例に示すように十分な耐久性を発揮する。

  • お台場の松杭[6][7][8]
    • 江戸時代末期に建造された品川台場[9]だが、現在でもその基礎が現役である(2基現存。史跡)。
  • 丸ビルの松杭[10][11]
    • 「理想的な温湿度が確保されたために、驚くほどの鮮度で回収された」とされる[12]
  • 吉野川水系の飯尾川第一樋門の松杭
    • 80年を経ても劣化がほとんど見られなかったとされる[13]

木杭を使用する場合には、地下水面以下の位置に打ち込み、杭が地下水の中に水没している常時湿潤状態を維持することが肝要である。常時湿潤状態が期待できない場合には、クレオソートの含浸など、防腐処理をすることが望ましい[要出典]。なお、上記であげたのは松杭のみであるが、必ずしも松杭が唯一の選択肢というわけではない[14]。腐りにくさという点で言えば、松以外の材のほうが優れている場合もあるが、木杭は地盤中に打撃によって貫入設置されるものであり、松は他の針葉樹と比較して密度が大きく硬いという施工上の利点があることから、多用されたものと考えられる[要出典]

コンクリート杭[編集]

コンクリート杭(こんくりーとぐい)は、工場などで作られたPC杭(プレストレスト・コンクリート杭)などを回転圧入やハンマーで打ち込む既製コンクリート杭と、予め掘削したボーリング孔にコンクリートを流し込む場所打ちコンクリート杭(現場造成杭、現場打ち杭ともいう)に分類される。 またさらに、その中に鉄筋を持つかによって、無筋コンクリート杭と鉄筋コンクリート杭に分類される[2][15]。 既成コンクリート杭は当然、工場からの輸送が必要になるため、輸送手段により一本の長さには制限がかかる(例えば50mの杭をトラックで輸送することは台車からはみ出しすぎるため不可能)。そのため、現場において何本かを接続して一本にする場合は、継手という部材を使用して接続する。これには溶接継手と無溶接継手があり、無溶接継手は溶接機材が不要、火気厳禁な場所においても使用できる、といった利点がある[16]。 なお、PC杭はすでにJISの規定から除外されており、あまり使われていないようである(最近は、住宅や集合住宅等の小規模建築物用に開発されたH型PCパイル圧入工法等があり、建築技術性能証明を取得して、住宅や集合住宅等の小規模建築物の軟弱地盤補強工法として使われている。) [2] [17]

実際の工法の説明は後述の「工法」節を参照。

鋼杭[編集]

鋼杭(こうぐい)は、鋼管杭、H形鋼杭に分類される。

工法[編集]

場所打ち杭による工法[編集]

場所打ち杭とは、現場で組んだ円筒状の鉄筋を掘削した地盤の中に落とし込み、後からコンクリートを穴の中に流し込み、固めて杭を形成するものである。地面を掘削する際の方法により工法が異なり、施工可能な杭長に関係する。

既製杭による工法[編集]

既製杭の場合、工法と杭の種類(コンクリート杭・鋼管杭等)により、施工可能長さが異なる。 主に三点式杭打ち機にアースオーガをセットして施工する。

脚注[編集]

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  1. ^ 地盤用語大辞典”. 株式会社 東部. 2013年1月29日閲覧。 「杭基礎」の項。
  2. ^ a b c 道路関係の規定、建築関係の規定、地盤工学会により分類方法は異なる。第2章 杭基礎の分類と一般的な特徴 (PDF)”. 一般財団法人 建設物価調査会. pp. 7-8 (2008年). 2013年2月17日閲覧。
  3. ^ 建築基礎構造講義(13) (PDF)”. 近畿大学工学部. p. 7 (2006年). 2013年2月17日閲覧。 “杭材料による分類”
  4. ^ イタリア世界遺産の旅”. JITRA. 2013年1月29日閲覧。 「杭上住居が建設されたのは紀元前5000年から紀元前50年位の間で石器時代から青銅器時代といわれ・・・」とある。
  5. ^ ヴェネツィアの都市計画(水上環境共生都市の特徴)”. 特定非営利活動法人リサイクルソリューション. 2013年2月13日閲覧。 “軟弱なラグーナの上に構造物を作るため、建物や壁や柱の下には無数の木の杭が打ち込まれている”
  6. ^ 東京品川台場-資料編-”. 社団法人日本埋立浚渫協会. 2013年1月29日閲覧。 「石積工法」の節に杭の話がある
  7. ^ 東京湾海堡ファンクラブニュースNO.12 (PDF)”. 東京湾海堡ファンクラブ. p. 3 (2006年1月30日). 2013年1月29日閲覧。 “基礎部に松杭を…”
  8. ^ 石垣の下に残る松杭の列”. 社団法人 日本土木工業協会. 2013年1月29日閲覧。
  9. ^ お台場”. 財団法人 江川文庫. 2013年1月29日閲覧。 建設時期について。
  10. ^ 総数5443本”. 三菱地所. 2013年1月29日閲覧。 現物も確認できる。桜庭ななみと同じくらいの太さの杭がサンプル表示されている。
  11. ^ 松杭とは”. 九州パイリング. 2013年1月29日閲覧。 「建設時期」についてと「杭1本あたり、20~30トンを支えている」とある。
  12. ^ 東京丸の内ビルディングのアート”. アールアンテル. 2013年1月29日閲覧。 この会社が作成した、丸ビルの床に埋まっている杭のディスプレイの話と一緒に、考察が述べられている。
  13. ^ 樋門基礎杭として 80 年以上経過したマツ材の性能 (PDF)”. 徳島県. p. 1. 2013年1月29日閲覧。 “樋門基礎マツ杭は80 年以上の経年経過にもかかわらず,新材マツ杭と比較しても劣化度の違いや強度差がほとんど認められず…”
  14. ^ 樋門基礎杭として 80 年以上経過したマツ材の性能 (PDF)”. 徳島県. p. 13. 2013年1月29日閲覧。 “マツの耐朽性はスギを上回るという誤解である…” 他の素材についても言及されており、例えばヒノキやスギの方が松より耐久性が高いと検証している。また、「マツ信仰」の原因を「その時代の資源状況」と推察している。
  15. ^ この分類は共立建築新辞典による。『共立建築新辞典』 共立出版1975年9月25日、206頁。ASIN B000J9WM3U2013年2月15日閲覧。「こんくりーとぐい」
  16. ^ 『基礎工5月号』 総合土木研究所1995年5月10日、86頁。2013年2月15日閲覧。
  17. ^ 改訂 平成5年3月1日JIS A 7201 遠心力コンリートくいの施工標準の改訂について (PDF)”. 社団法人コンクリートパイル建設技術協会. p. 1 (2008年). 2013年2月17日閲覧。 “PC杭の廃止よる改訂”

関連項目[編集]