JP7488792B2

JP7488792B2 - Pile head seismic isolation structure

Info

Publication number: JP7488792B2
Application number: JP2021087301A
Authority: JP
Inventors: 瞳大野; 伸之有山; 隆則伊坂; 宜伸柴田; 大真市川
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2021-05-25
Filing date: 2021-05-25
Publication date: 2024-05-22
Anticipated expiration: 2041-05-25
Also published as: JP7702532B2; JP2024092059A; JP2022180689A

Description

本発明は、基礎杭の杭頭部に免震装置が設置される杭頭免震構造に関する。 The present invention relates to a pile-head seismic isolation structure in which a seismic isolation device is installed at the head of a foundation pile.

例えば特許文献１には、基礎杭の杭頭と、杭頭の外周側を包囲する外筒体との間に充填されたコンクリートからなるコンクリート台座上に、ベースプレートを介して免震装置が取り付けられ、杭頭の外周面に接合されて周方向へ連続又は断続して延びる支圧リングがコンクリート台座に埋設された構成が開示されている。さらに、この構成において、アンカー筋が円周方向等配状に設けられている。このような構成では、基礎杭の杭頭と外筒体との間のコンクリートに、支圧リング、およびアンカー筋を埋設することで、基礎杭の杭頭部のせん断強度を高め、建物の躯体の強度を強固なものとする。
また、特許文献２には、杭頭部の周囲を取り囲む外鋼管と、杭頭部に挿通すると共に外鋼管の下端に固着する水平ダイアフラムとからなる拡頭リングの上部にナットを固定し、拡頭リング内に充填コンクリートを充填して拡頭リングと杭頭部とを一体化させ、免震装置の下部フランジに挿通させたボルトを拡頭リングのナットに螺合させることで、免震装置を杭頭部に剛接合させる構成が開示されている。
また、特許文献３には、免震装置と鋼管杭とを連結する短柱と、短柱に接続されることで、複数の杭の杭頭部を相互に連結する基礎梁と、を備え、鋼管杭の杭頭部が短柱内部のコンクリート部に埋め込んで保持され、かつ、鋼管杭の柱頭部に、短柱内部のコンクリート部に埋め込まれ、円環状に鋼管杭の鋼管を囲むように取り付けられたずれ止め板が設けられ、短柱内部のコンクリート部は、鋼棒により上下方向に締め付けられた構成が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a configuration in which a seismic isolation device is attached via a base plate to a concrete base made of concrete filled between the head of a foundation pile and an outer cylinder surrounding the outer periphery of the head, and a bearing ring joined to the outer periphery of the head and extending continuously or intermittently in the circumferential direction is embedded in the concrete base. Furthermore, in this configuration, anchor bars are provided in an evenly distributed manner in the circumferential direction. In this configuration, the bearing ring and anchor bars are embedded in the concrete between the head of the foundation pile and the outer cylinder, thereby increasing the shear strength of the head of the foundation pile and strengthening the strength of the building's framework.
Patent Document 2 also discloses a configuration in which a nut is fixed to the top of an expansion ring consisting of an outer steel pipe that surrounds the pile head and a horizontal diaphragm that is inserted into the pile head and fixed to the lower end of the outer steel pipe, concrete is filled into the expansion ring to integrate the expansion ring and the pile head, and a bolt inserted into the lower flange of the seismic isolation device is screwed into the nut of the expansion ring, thereby rigidly connecting the seismic isolation device to the pile head.
Patent Document 3 also discloses a configuration including a short column that connects a seismic isolation device and a steel pipe pile, and a foundation beam that is connected to the short column to interconnect the pile heads of a plurality of piles, in which the heads of the steel pipe piles are embedded and held in place in the concrete inside the short column, and a slip-stop plate is attached to the column head of the steel pipe pile so as to surround the steel pipe of the steel pipe pile in a circular shape, and the concrete inside the short column is tightened in the vertical direction by a steel rod.

一般に、基礎杭の杭頭部には、上下方向に作用する引張力や、水平方向に作用するせん断力に抵抗するために、強度を高めることが望まれる。
特許文献１～３に開示されたような構成において、引張力やせん断に抵抗するために強度を高めようとすると、コンクリート台座等のコンクリート部を大型化してしまう。 In general, it is desirable to increase the strength of the pile head of a foundation pile in order to resist tensile forces acting in the vertical direction and shear forces acting in the horizontal direction.
In the configurations disclosed in Patent Documents 1 to 3, if an attempt is made to increase the strength in order to resist tensile force or shear force, the concrete portion such as the concrete base will have to be increased in size.

特開２０１８－８４０３５号公報JP 2018-84035 A 特開２００９－２２１７６９号公報JP 2009-221769 A 特開２０１１－２５６６９５号公報JP 2011-256695 A

本発明が解決しようとする課題は、強固な躯体をコンパクトに実現可能な杭頭免震構造を提供することである。 The problem that this invention aims to solve is to provide a pile-top seismic isolation structure that can be realized with a compact and sturdy structure.

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、本発明の杭頭免震構造は、基礎杭の杭頭部に免震装置が設置される杭頭免震構造であって、既製コンクリート造の前記基礎杭と、前記基礎杭の杭頭部を覆い、前記免震装置が設置される基礎鉄筋コンクリート部と、前記基礎鉄筋コンクリート部に埋設される杭頭補強材と、を備え、前記杭頭補強材は、各々がＵ字形状に形成され、前記基礎杭の横断面中央に設けられる中空部に対して、放射状に設けられる複数の縦補強筋と、前記縦補強筋に結束される円環状をなす横補強筋と、を有し、複数の前記縦補強筋の各々の一方材端は、前記基礎杭の前記中空部に充填されたコンクリート体に埋設され、他方材端が前記基礎鉄筋コンクリート部に埋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、基礎杭の杭頭部に杭頭補強材を設け、かつこれを基礎鉄筋コンクリート部に埋設させることで、杭頭部が杭頭補強材、及び基礎鉄筋コンクリート部で拘束されるために、杭頭部のせん断強度を増大させることができる。特に、杭頭補強材は、Ｕ字形状の縦補強筋と、縦補強筋に結束される円環状の横補強筋とを備えているため、杭頭部を効率良く補強することができる。
さらに、縦補強筋の一方材端が基礎杭の中空部に充填されたコンクリート体に埋設されているため、例えば、縦補強筋の一方材端を埋設させるようにコンクリート体を充填打設した後に、縦補強筋の他方材端を含む杭頭補強材を埋設するように基礎鉄筋コンクリート部を形成して、杭頭免震構造を構築することが可能となる。すなわち、このように杭頭免震構造を構築すれば、縦補強筋の一方材端を埋設させるようにコンクリート体を充填打設した後には、杭頭補強材がコンクリート体によって基礎杭に固定されるため、基礎鉄筋コンクリート部を形成するに際し、何らかの支持材を用いて、杭頭補強材を自立させて配置する必要はない。このように支持材が不要となるため、杭頭免震構造をコンパクトにすることができる。
また、仮に上記のように、基礎杭の中空部のコンクリート体と、基礎杭の杭頭部を覆う基礎鉄筋コンクリート部とを分けて段階的に打設したとしても、縦補強筋の一方材端がコンクリート体に、他方材端が基礎鉄筋コンクリート部に、それぞれ埋設されて、コンクリート体と基礎鉄筋コンクリート部が縦補強筋によって連結されているため、杭頭免震構造を強固なものとすることができる。
このようにして、強固な躯体をコンパクトに実現可能な杭頭免震構造を提供することができる。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
In other words, the pile top seismic isolation structure of the present invention is a pile top seismic isolation structure in which a seismic isolation device is installed at the pile head of a foundation pile, and comprises: the foundation pile made of precast concrete; a foundation reinforced concrete section covering the pile head of the foundation pile and in which the seismic isolation device is installed; and a pile head reinforcement material embedded in the foundation reinforced concrete section, wherein the pile head reinforcement materials are each formed in a U-shape and have a hollow section provided in the center of the cross section of the foundation pile, and a circular ring-shaped horizontal reinforcement bar tied to the vertical reinforcement bars, and one end of each of the multiple vertical reinforcement bars is embedded in a concrete body filled in the hollow section of the foundation pile, and the other end is embedded in the foundation reinforced concrete section.
According to this configuration, by providing the pile head reinforcement at the pile head of the foundation pile and embedding it in the foundation reinforced concrete part, the pile head is restrained by the pile head reinforcement and the foundation reinforced concrete part, so that the shear strength of the pile head can be increased. In particular, since the pile head reinforcement includes a U-shaped vertical reinforcement and annular horizontal reinforcement tied to the vertical reinforcement, the pile head can be reinforced efficiently.
Furthermore, since one end of the vertical reinforcement is embedded in the concrete body filled in the hollow part of the foundation pile, for example, it is possible to construct a pile head seismic isolation structure by forming a foundation reinforced concrete part so as to embed the pile head reinforcement including the other end of the vertical reinforcement after filling and pouring the concrete body so as to embed one end of the vertical reinforcement. In other words, if a pile head seismic isolation structure is constructed in this way, after filling and pouring the concrete body so as to embed one end of the vertical reinforcement, the pile head reinforcement is fixed to the foundation pile by the concrete body, so that it is not necessary to use some kind of support material to arrange the pile head reinforcement so that it is independent when forming the foundation reinforced concrete part. Since no support material is required in this way, the pile head seismic isolation structure can be made compact.
Furthermore, even if the concrete body of the hollow part of the foundation pile and the foundation reinforced concrete part covering the pile head of the foundation pile are poured separately and in stages as described above, one end of the vertical reinforcement is embedded in the concrete body and the other end in the foundation reinforced concrete part, and the concrete body and the foundation reinforced concrete part are connected by the vertical reinforcement, so the pile head seismic isolation structure can be made strong.
In this way, it is possible to provide a pile-top seismic isolation structure that can realize a robust and compact structure.

本発明の一態様においては、本発明の杭頭免震構造は、前記基礎鉄筋コンクリート部を外方から覆う外側鋼管を更に備えている。
このような構成によれば、杭頭部を覆う基礎鉄筋コンクリート部を外側鋼管で外方から覆い、杭頭部が２重鋼管からなる外殻鋼管付きコンクリート杭が形成される。よって、杭頭部を覆う基礎鉄筋コンクリート部は、杭頭補強筋、及び外側鋼管で一様に拘束されるために、せん断強度をさらに高めることができる。したがって、杭頭部周りに大型のコンクリート部を設けて杭頭免震構造を形成される必要はなく、基礎躯体の縮小化が可能な、杭頭免震構造を提供することができる。
また、杭頭部が２重鋼管からなる外殻鋼管付きコンクリート杭とすることで、杭頭部の曲げ強度、及びせん断強度が高められるために、基礎杭同士を基礎梁等で連結させて、基礎杭のせん断抵抗力を高める必要はなく、基礎梁なしの独立フーチング形式の杭頭免震構造であってもせん断抵抗可能であり、基礎躯体を縮小できる。 In one aspect of the present invention, the pile top seismic isolation structure of the present invention further comprises an outer steel pipe covering the foundation reinforced concrete portion from the outside.
According to this configuration, the foundation reinforced concrete part covering the pile head is covered from the outside with the outer steel pipe, and the pile head is formed with a concrete pile with an outer shell steel pipe, which is made of a double steel pipe. Therefore, the foundation reinforced concrete part covering the pile head is uniformly restrained by the pile head reinforcement and the outer steel pipe, so that the shear strength can be further increased. Therefore, it is not necessary to provide a large concrete part around the pile head to form a pile head seismic isolation structure, and it is possible to provide a pile head seismic isolation structure that allows the foundation structure to be reduced in size.
In addition, by making the pile head a concrete pile with an outer steel pipe made of double steel pipes, the bending strength and shear strength of the pile head are increased, so there is no need to connect the foundation piles with foundation beams or the like to increase the shear resistance of the foundation piles.Even with an independent footing-type pile head seismic isolation structure without foundation beams, shear resistance is possible, and the foundation structure can be reduced in size.

本発明の一態様においては、前記基礎杭は、鉄筋コンクリート杭、プレストレストコンクリート杭、高強度プレストレストコンクリート杭、高強度プレストレスト鉄筋コンクリート杭、及び外殻鋼管付きコンクリート杭のうち、いずれかである。
このような構成によれば、鉄筋コンクリート杭、プレストレストコンクリート杭、高強度プレストレストコンクリート杭、高強度プレストレスト鉄筋コンクリート杭、及び外殻鋼管付きコンクリート杭のいずれかである基礎杭の杭頭部のせん断強度を高め、強固な躯体をコンパクトに実現可能な杭頭免震構造を提供することができる。
また、基礎杭に既製コンクリート杭を採用することで、建設現場で場所打ち杭を築造するための建設機械を配置する必要はなく、施工効率を高めて短工期化が可能である。また、比較的狭隘な建設敷地であっても、本発明の杭頭免震構造を実現可能である。 In one aspect of the present invention, the foundation pile is any one of a reinforced concrete pile, a prestressed concrete pile, a high-strength prestressed reinforced concrete pile, a high-strength prestressed reinforced concrete pile, and a concrete pile with an outer steel pipe.
With this configuration, it is possible to provide a pile head seismic isolation structure that increases the shear strength of the pile head of a foundation pile, which is any of a reinforced concrete pile, a prestressed concrete pile, a high-strength prestressed reinforced concrete pile, and a concrete pile with an outer steel pipe, and that can realize a strong and compact structure.
In addition, by using precast concrete piles for the foundation piles, there is no need to deploy construction machinery for constructing cast-in-place piles at the construction site, which improves construction efficiency and shortens the construction period. Furthermore, the pile head seismic isolation structure of the present invention can be realized even on a relatively narrow construction site.

本発明によれば、強固な躯体をコンパクトに実現可能な杭頭免震構造を提供することが可能となる。 The present invention makes it possible to provide a pile-top seismic isolation structure that can be realized in a compact and robust structure.

本発明の第一実施形態に係る杭頭免震構造の構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing the configuration of a pile head seismic isolation structure according to a first embodiment of the present invention. 図１のＩ－Ｉ矢視断面図である。2 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. 1 . 本発明の第二実施形態に係る杭頭免震構造の構成を示す断面図である。A cross-sectional view showing the configuration of a pile head seismic isolation structure according to a second embodiment of the present invention. 図３のＩＩ－ＩＩ矢視断面図である。2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 第一実施形態に係る杭頭免震構造の検討例において、杭頭部に作用する杭頭設計応力を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the pile head design stress acting on the pile head in a study example of a pile head seismic isolation structure relating to the first embodiment. 基礎杭の中空部の中心からの応力の広がり角度を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the stress spread angle from the center of the hollow portion of the foundation pile. 検討例での検討結果に基づき、杭を構成する外側鋼管、パイルアンカー、縦補強筋、横補強筋の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing examples of the outer steel pipe, pile anchor, vertical reinforcement, and horizontal reinforcement that constitute a pile, based on the results of the study example. 第二実施形態に係る杭頭免震構造の検討例において、杭頭部に作用する杭頭設計応力を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the pile head design stress acting on the pile head in a study example of a pile head seismic isolation structure relating to the second embodiment. 検討例での検討結果に基づき、杭を構成する基礎鉄筋コンクリート部、パイルアンカー、縦補強筋、横補強筋の例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing examples of the foundation reinforced concrete part, pile anchors, vertical reinforcement bars, and horizontal reinforcement bars that constitute the piles, based on the results of the study in the study example.

本発明は、基礎杭の杭頭部を覆うように杭頭補強筋、及び基礎鉄筋コンクリート部を設け、その基礎鉄筋コンクリート部の上面に免震装置が設置される杭頭免震構造である。具体的には、杭頭免震構造では、既製コンクリート杭の中空部に対して、放射状に設けられる複数の縦補強筋と、縦補強筋に結束される円環状をなす横補強筋とを備えた杭頭補強筋を配置し、その杭頭補強筋を基礎杭の杭頭部を覆う基礎鉄筋コンクリート部に埋設させた。また、縦補強筋は、一方材端を既製コンクリート杭の中空部に充填されたコンクリート体に埋設され、他方材端を基礎鉄筋コンクリート部に埋設されている。
第一実施形態は、基礎鉄筋コンクリート部に基礎梁が接続されない杭頭免震構造であり、基礎鉄筋コンクリート部の外周部に外側鋼管を設けている。
第二実施形態は、基礎鉄筋コンクリート部に基礎梁を接続させた、基礎梁付きの基礎鉄筋コンクリート部であり、その基礎梁付きの基礎鉄筋コンクリート部の上面に免震装置が設置される杭頭免震構造である。
以下、添付図面を参照して、本発明による杭頭免震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。
［第一実施形態］
本発明の第一実施形態における杭頭免震構造を図１に示す。
図１に示されるように、建物１は、地盤Ｇ中に構築された基礎部２Ａと、基礎部２Ａ上に設けられた上部構造部３と、免震装置４と、を備えている。基礎部２Ａは、複数の基礎杭２１を備えている。本実施形態において、上部構造部３の躯体は、複数の基礎杭２１のそれぞれに免震装置４を介して支持された複数の柱５と、互いに隣り合う柱５同士の間に架設された梁６と、を有している。免震装置４は、基礎杭２１と柱５との間に設けられている。 The present invention is a pile-head seismic isolation structure in which a pile-head reinforcement and a foundation reinforced concrete part are provided to cover the pile head of a foundation pile, and a seismic isolation device is installed on the upper surface of the foundation reinforced concrete part. Specifically, in the pile-head seismic isolation structure, a pile-head reinforcement having a plurality of vertical reinforcements radially provided and a circular horizontal reinforcement tied to the vertical reinforcement is arranged in the hollow part of a precast concrete pile, and the pile-head reinforcement is embedded in the foundation reinforced concrete part covering the pile head of the foundation pile. Also, one end of the vertical reinforcement is embedded in the concrete body filled in the hollow part of the precast concrete pile, and the other end is embedded in the foundation reinforced concrete part.
The first embodiment is a pile-top seismic isolation structure in which the foundation beam is not connected to the foundation reinforced concrete portion, and an outer steel pipe is provided on the outer periphery of the foundation reinforced concrete portion.
The second embodiment is a pile-top seismic isolation structure in which a foundation beam is connected to a foundation reinforced concrete part, and a seismic isolation device is installed on the upper surface of the foundation reinforced concrete part with the foundation beam.
Hereinafter, with reference to the attached drawings, an embodiment for carrying out a pile-top seismic isolation structure according to the present invention will be described based on the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 shows a pile-top seismic isolation structure according to a first embodiment of the present invention.
As shown in Fig. 1, a building 1 includes a foundation portion 2A constructed in the ground G, an upper structure portion 3 provided on the foundation portion 2A, and a seismic isolation device 4. The foundation portion 2A includes a plurality of foundation piles 21. In this embodiment, the framework of the upper structure portion 3 includes a plurality of columns 5 supported by each of the plurality of foundation piles 21 via the seismic isolation devices 4, and a beam 6 installed between adjacent columns 5. The seismic isolation device 4 is provided between the foundation piles 21 and the columns 5.

図２は、図１のＩ－Ｉ矢視断面図である。
図１、図２に示されるように、杭頭免震構造２０Ａのそれぞれは、上記のような基礎杭２１と免震装置４に加え、外側鋼管２２と、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａと、杭頭補強材３０と、を備えている。
基礎杭２１は、既製コンクリート造の、いわゆる既製杭であり、例えば、鉄筋コンクリート杭（プレキャストコンクリート杭）、プレストレストコンクリート杭、高強度プレストレストコンクリート杭、高強度プレストレスト鉄筋コンクリート杭、及び外殻鋼管付きコンクリート杭のうち、いずれかである。本実施形態において、基礎杭２１は、最外郭に鋼管２１ｍが設けられた外殻鋼管付きコンクリート杭である。基礎杭２１は、工場で予め所定形状に成形されている。基礎杭２１は、その横断面中央に中空部２１ｈを有したコンクリート体である杭本体２１ｃを備えている。鋼管２１ｍは、杭本体２１ｃの外周面を覆うように設けられている。中空部２１ｈは、杭本体２１ｃの上部において上下方向に連続して延び、基礎杭２１の杭頭部２１ｔで上方に向かって開口している。基礎杭２１の中空部２１ｈには、コンクリートが打設充填されることで形成されたコンクリート体２４が設けられている。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II of FIG.
As shown in Figures 1 and 2, each pile head seismic isolation structure 20A includes, in addition to the foundation pile 21 and seismic isolation device 4 described above, an outer steel pipe 22, a foundation reinforced concrete section 23A, and a pile head reinforcement material 30.
The foundation pile 21 is a so-called prefabricated pile made of prefabricated concrete, and is, for example, any one of a reinforced concrete pile (precast concrete pile), a prestressed concrete pile, a high-strength prestressed concrete pile, a high-strength prestressed reinforced concrete pile, and a concrete pile with an outer shell steel pipe. In this embodiment, the foundation pile 21 is a concrete pile with an outer shell steel pipe, in which a steel pipe 21m is provided at the outermost periphery. The foundation pile 21 is formed in a predetermined shape in a factory. The foundation pile 21 includes a pile body 21c, which is a concrete body having a hollow portion 21h in the center of its cross section. The steel pipe 21m is provided so as to cover the outer peripheral surface of the pile body 21c. The hollow portion 21h extends continuously in the vertical direction at the upper part of the pile body 21c, and opens upward at the pile head 21t of the foundation pile 21. A concrete body 24 formed by pouring and filling concrete is provided in the hollow portion 21h of the foundation pile 21.

外側鋼管２２は、基礎杭２１の杭頭部２１ｔの径方向外側に設けられている。図１に示すように、外側鋼管２２は、基礎杭２１よりも上下方向の長さが小さい。地盤Ｇは、基礎杭２１の周囲で、一定の深さで掘削されており、その根切底の上に礫２６が設けられている。外側鋼管２２は、礫２６の上に設けられたレベルコンクリート２５上に設けられており、これによって、外側鋼管２２が設けられる高さが調整されている。外側鋼管２２と、後に説明する免震装置４の下部ベースプレート４１とは、直接接合されていない。外側鋼管２２は、基礎杭２１よりも上方まで延びている。外側鋼管２２の内径は、杭頭部２１ｔの外径よりも大きい。
外側鋼管２２の径方向外側には、土間コンクリート２８が敷設されている。図１、図２に示すように、外側鋼管２２の外周面には、土間コンクリート２８に埋設される複数のダボ筋２９が接合されている。複数のダボ筋２９は、基礎杭２１の中空部２１ｈを、より詳細には基礎杭２１及び中空部２１ｈの中心軸Ｃを中心とした円周方向に間隔をあけて配置されている。複数のダボ筋２９は、外側鋼管２２の外周面から径方向外側に放射状に延び、土間コンクリート２８に埋設されている。 The outer steel pipe 22 is provided radially outside the pile head 21t of the foundation pile 21. As shown in FIG. 1, the outer steel pipe 22 has a length in the vertical direction smaller than that of the foundation pile 21. The ground G is excavated to a certain depth around the foundation pile 21, and gravel 26 is provided on the bottom of the excavation. The outer steel pipe 22 is provided on level concrete 25 provided on the gravel 26, thereby adjusting the height at which the outer steel pipe 22 is provided. The outer steel pipe 22 is not directly joined to the lower base plate 41 of the seismic isolation device 4 described later. The outer steel pipe 22 extends above the foundation pile 21. The inner diameter of the outer steel pipe 22 is larger than the outer diameter of the pile head 21t.
A concrete slab 28 is laid on the radially outer side of the outer steel pipe 22. As shown in Figs. 1 and 2, a plurality of dowels 29 are joined to the outer circumferential surface of the outer steel pipe 22 to be embedded in the concrete slab 28. The plurality of dowels 29 are arranged at intervals in the circumferential direction centered on the hollow portion 21h of the foundation pile 21, more specifically, the central axis C of the foundation pile 21 and the hollow portion 21h. The plurality of dowels 29 extend radially outward from the outer circumferential surface of the outer steel pipe 22 and are embedded in the concrete slab 28.

基礎鉄筋コンクリート部２３Ａは、外側鋼管２２の内側に現場で打設充填されたコンクリートからなる。基礎鉄筋コンクリート部２３Ａは、基礎杭２１の杭頭部２１ｔと外側鋼管２２との間に設けられ、基礎杭２１の杭頭部２１ｔを径方向外側から覆っている。基礎鉄筋コンクリート部２３Ａは、基礎杭２１の杭頭部２１ｔよりも径方向外側に拡径したフーチングを形成する。基礎鉄筋コンクリート部２３Ａは、外側鋼管２２によって外方から覆われている。基礎鉄筋コンクリート部２３Ａは、基礎杭２１のコンクリート体２４の上面に接するように、杭頭部２１ｔより上方にも設けられている。基礎鉄筋コンクリート部２３Ａの上端面には、免震装置４が設けられている。基礎杭２１の杭頭部２１ｔは、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａ内に埋設されている。 The foundation reinforced concrete part 23A is made of concrete poured and filled on the inside of the outer steel pipe 22 at the site. The foundation reinforced concrete part 23A is provided between the pile head 21t of the foundation pile 21 and the outer steel pipe 22, and covers the pile head 21t of the foundation pile 21 from the radial outside. The foundation reinforced concrete part 23A forms a footing that expands radially outward from the pile head 21t of the foundation pile 21. The foundation reinforced concrete part 23A is covered from the outside by the outer steel pipe 22. The foundation reinforced concrete part 23A is also provided above the pile head 21t so as to contact the upper surface of the concrete body 24 of the foundation pile 21. A seismic isolation device 4 is provided on the upper end surface of the foundation reinforced concrete part 23A. The pile head 21t of the foundation pile 21 is embedded in the foundation reinforced concrete part 23A.

杭頭補強材３０は、複数の縦補強筋３１と、横補強筋３２と、を有している。
複数の縦補強筋３１は、基礎杭２１の中空部２１ｈを、より詳細には基礎杭２１及び中空部２１ｈの中心軸Ｃを中心とした円周方向に間隔をあけて、平面視したときに放射状に配置されている。複数の縦補強筋３１は、複数の袋ナット４４に対し、円周方向で互いに干渉しない位置に配置されている。複数の縦補強筋３１の各々は、全体としてＵ字形状で、第一延在部３１ａと、第二延在部３１ｂと、連結部３１ｃと、を一体に有している。第一延在部３１ａは、基礎杭２１の中空部２１ｈと、杭頭部２１ｔの上方の部分で、上下方向に延びている。第二延在部３１ｂは、第一延在部３１ａに対して基礎杭２１の径方向外側に間隔をあけて配置されている。第二延在部３１ｂは、基礎杭２１よりも径方向外側に配置され、上下方向に延びている。連結部３１ｃは、第一延在部３１ａと第二延在部３１ｂの上端部同士を連結している。このように、縦補強筋３１はＵ字形状に形成されて、このＵ字を上下方向に逆にしたように姿勢づけられている。
各縦補強筋３１の第一延在部３１ａの下端である一方材端３１ｓは、基礎杭２１の中空部２１ｈに充填されたコンクリート体２４に埋設されている。第一延在部３１ａの上部は、基礎杭２１よりも上方で、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａに埋設されている。これにより、第一延在部３１ａは、コンクリート体２４と基礎鉄筋コンクリート部２３Ａを跨るように設けられて、これらを連結している。
連結部３１ｃは、基礎杭２１よりも上方で、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａに埋設されている。
各縦補強筋３１の第二延在部３１ｂは、全体が、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａに埋設されており、下端となる他方材端３１ｔも、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａに埋設されている。 The pile head reinforcement 30 has a plurality of vertical reinforcements 31 and horizontal reinforcements 32.
The multiple vertical reinforcement bars 31 are arranged radially in the hollow portion 21h of the foundation pile 21, more specifically, in a plan view at intervals in the circumferential direction centered on the central axis C of the foundation pile 21 and the hollow portion 21h. The multiple vertical reinforcement bars 31 are arranged at positions that do not interfere with each other in the circumferential direction with respect to the multiple cap nuts 44. Each of the multiple vertical reinforcement bars 31 is U-shaped as a whole and integrally has a first extension portion 31a, a second extension portion 31b, and a connecting portion 31c. The first extension portion 31a extends in the vertical direction in the hollow portion 21h of the foundation pile 21 and in the portion above the pile head portion 21t. The second extension portion 31b is arranged at an interval on the radial outside of the foundation pile 21 relative to the first extension portion 31a. The second extension portion 31b is arranged radially outside the foundation pile 21 and extends in the vertical direction. The connecting portion 31c connects the upper ends of the first extension portion 31a and the second extension portion 31b to each other. In this manner, the vertical reinforcement bar 31 is formed in a U-shape and is oriented as if the U-shape is upside down.
One end 31s, which is the lower end of the first extension portion 31a of each vertical reinforcement bar 31, is embedded in the concrete body 24 filled in the hollow portion 21h of the foundation pile 21. The upper portion of the first extension portion 31a is embedded in the foundation reinforced concrete portion 23A above the foundation pile 21. In this way, the first extension portion 31a is provided to straddle the concrete body 24 and the foundation reinforced concrete portion 23A, connecting them.
The connecting portion 31c is embedded in the foundation reinforced concrete portion 23A above the foundation pile 21.
The second extending portion 31b of each vertical reinforcement bar 31 is entirely embedded in the foundation reinforced concrete portion 23A, and the counterpart member end 31t, which is the lower end, is also embedded in the foundation reinforced concrete portion 23A.

横補強筋３２は、内周横補強筋３２Ａと、外周横補強筋３２Ｂと、を有している。
内周横補強筋３２Ａは、いわゆるフープ筋であり、上方から見て円環状で、上下方向に間隔をあけて複数設けられている。各内周横補強筋３２Ａは、平面視したときに中空部２１ｈの内径よりも小さな径の円形となるように形成されており、複数の縦補強筋３１の第一延在部３１ａに結束されている。複数の内周横補強筋３２Ａのうちの一部は、基礎杭２１の中空部２１ｈ内でコンクリート体２４に埋設されており、残りは基礎杭２１の杭頭部２１ｔよりも上方で、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａに埋設されている。
外周横補強筋３２Ｂは、いわゆるフープ筋であり、上方から見て円環状で、上下方向に間隔をあけて複数設けられている。各外周横補強筋３２Ｂは、平面視したときに基礎杭２１の外径よりも大きな径の円形となるように形成されており、複数の縦補強筋３１の第二延在部３１ｂに結束されている。複数の外周横補強筋３２Ｂは、基礎杭２１と外側鋼管２２の間において、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａに埋設されている。 The lateral reinforcement bars 32 include inner lateral reinforcement bars 32A and outer lateral reinforcement bars 32B.
The inner periphery horizontal reinforcement bars 32A are so-called hoop reinforcements, which are circular when viewed from above and are provided at intervals in the vertical direction. Each inner periphery horizontal reinforcement bar 32A is formed to have a circular shape with a diameter smaller than the inner diameter of the hollow portion 21h when viewed in a plan view, and is tied to the first extension portion 31a of the multiple vertical reinforcement bars 31. Some of the multiple inner periphery horizontal reinforcement bars 32A are embedded in the concrete body 24 within the hollow portion 21h of the foundation pile 21, and the rest are embedded in the foundation reinforced concrete portion 23A above the pile head portion 21t of the foundation pile 21.
The outer peripheral horizontal reinforcement bars 32B are so-called hoop reinforcements, which are circular when viewed from above and are provided at intervals in the vertical direction. Each outer peripheral horizontal reinforcement bar 32B is formed to have a circular shape with a diameter larger than the outer diameter of the foundation pile 21 when viewed in a plan view, and is tied to the second extension parts 31b of the multiple vertical reinforcement bars 31. The multiple outer peripheral horizontal reinforcement bars 32B are embedded in the foundation reinforced concrete part 23A between the foundation pile 21 and the outer steel pipe 22.

また、基礎杭２１の鋼管２１ｍの径方向外側には、鉛直方向に延在する複数のパイルアンカー３５が設けられている。複数のパイルアンカー３５は、中心軸Ｃを中心とした円周方向に間隔をあけて配置されている。複数のパイルアンカー３５は、複数の縦補強筋３１と円周方向で干渉しない位置に配置されている。特に本実施形態においては、複数のパイルアンカー３５の各々は、後に説明する、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａの上端部に設けられた袋ナット４４と対応付けられている。図２に示されるように平面視したときに、パイルアンカー３５と対応する袋ナット４４を通る直線を延伸させると基礎杭２１の中心を通るように、パイルアンカー３５と袋ナット４４が位置づけられている。
各パイルアンカー３５は、接続金物３７を介して基礎杭２１の鋼管２１ｍに接合されている。接続金物３７は、ナット部材（図示なし）を備えている。各パイルアンカー３５は、ネジ鉄筋であり、その下端部が接続金物３７のナット部材にねじ込まれることで、各パイルアンカー３５は基礎杭２１に接合されている。各パイルアンカー３５は、上下方向に延び、その上端部にはプレートおよびナットからなる定着具３８が設けられている。本実施形態においては、定着具３８は基礎杭２１の上端よりも上方の高さに位置づけられている。このようなパイルアンカー３５、及び接続金物３７は、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａ内に埋設されている。パイルアンカー３５は、杭頭補強材３０の縦補強筋３１の第二延在部３１ｂと、上下方向（鉛直方向）において所定長オーバーラップするように設けられている。 Further, a plurality of pile anchors 35 extending in the vertical direction are provided on the radially outer side of the steel pipe 21m of the foundation pile 21. The plurality of pile anchors 35 are arranged at intervals in the circumferential direction centered on the central axis C. The plurality of pile anchors 35 are arranged at positions that do not interfere with the plurality of vertical reinforcements 31 in the circumferential direction. In particular, in this embodiment, each of the plurality of pile anchors 35 corresponds to a cap nut 44 provided at the upper end of the foundation reinforced concrete portion 23A, which will be described later. When viewed in a plan view as shown in FIG. 2, the pile anchors 35 and the cap nuts 44 are positioned so that a straight line passing through the pile anchors 35 and the corresponding cap nuts 44 passes through the center of the foundation pile 21 when extended.
Each pile anchor 35 is connected to the steel pipe 21m of the foundation pile 21 via a connecting metal 37. The connecting metal 37 is provided with a nut member (not shown). Each pile anchor 35 is a screw reinforcing bar, and its lower end is screwed into the nut member of the connecting metal 37, thereby connecting each pile anchor 35 to the foundation pile 21. Each pile anchor 35 extends in the vertical direction, and a fixing device 38 consisting of a plate and a nut is provided at its upper end. In this embodiment, the fixing device 38 is positioned at a height higher than the upper end of the foundation pile 21. Such pile anchors 35 and connecting metal 37 are embedded in the foundation reinforced concrete part 23A. The pile anchor 35 is provided so as to overlap the second extension part 31b of the vertical reinforcing bar 31 of the pile head reinforcement 30 by a predetermined length in the vertical direction.

免震装置４は、下部ベースプレート４１と、上部ベースプレート４２と、積層ゴム部４３と、を備えている。下部ベースプレート４１は、水平面に沿った板状で、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａの上端面上に設けられている。基礎鉄筋コンクリート部２３Ａの上端部には、袋ナット４４が埋設されている。下部ベースプレート４１は、周方向に間隔をあけた複数個所で、それぞれ取付ボルト（図示なし）を下部ベースプレート４１に貫通させて袋ナット４４に締結することで、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａの上端部に固定されている。上部ベースプレート４２は、水平面に沿った板状で、柱５の下端面に沿って設けられている。柱５の下端部には、袋ナット４５が埋設されている。上部ベースプレート４２は、周方向に間隔をあけた複数個所で、それぞれ、取付ボルト（図示なし）を上部ベースプレート４２に貫通させて袋ナット４５に締結することで、柱５の下端部に固定されている。積層ゴム部４３は、複数のゴム層４３ａと複数の鋼板４３ｂとを上下に交互に積層することで構成されている。 The seismic isolation device 4 includes a lower base plate 41, an upper base plate 42, and a laminated rubber part 43. The lower base plate 41 is a plate-like plate along a horizontal plane and is provided on the upper end surface of the foundation reinforced concrete part 23A. A cap nut 44 is embedded in the upper end of the foundation reinforced concrete part 23A. The lower base plate 41 is fixed to the upper end of the foundation reinforced concrete part 23A at multiple points spaced apart in the circumferential direction by passing mounting bolts (not shown) through the lower base plate 41 and fastening them to the cap nuts 44. The upper base plate 42 is a plate-like plate along a horizontal plane and is provided along the lower end surface of the column 5. A cap nut 45 is embedded in the lower end of the column 5. The upper base plate 42 is fixed to the lower end of the column 5 at multiple points spaced apart in the circumferential direction by passing mounting bolts (not shown) through the upper base plate 42 and fastening them to the cap nuts 45. The laminated rubber section 43 is constructed by stacking multiple rubber layers 43a and multiple steel plates 43b alternately one above the other.

上記のような杭頭免震構造２０Ａにおいて、基礎杭２１に曲げモーメントが作用して引張力Ｔが生じると、この引張力Ｔは、基礎杭２１に接合されたパイルアンカー３５に伝達される。この、パイルアンカー３５に伝達された引張力は、杭頭補強材３０の縦補強筋３１、袋ナット４４を介して、免震装置４に伝達される。
また、柱５から免震装置４へと鉛直方向の圧縮軸力が作用すると、これは、免震装置４の下部ベースプレート４１から、基礎杭２１の杭頭部２１ｔと下部ベースプレート４１との間の基礎鉄筋コンクリート部２３Ａを介して、基礎杭２１に伝達される。また、圧縮軸力は、下部ベースプレート４１から、基礎杭２１の径方向外側の、基礎杭２１と外側鋼管２２の間の基礎鉄筋コンクリート部２３Ａと、及びレベルコンクリート２５とを介しても、基礎杭２１に伝達される。 In the pile-head seismic isolation structure 20A as described above, when a bending moment acts on the foundation pile 21 and generates a tensile force T, this tensile force T is transmitted to the pile anchor 35 joined to the foundation pile 21. The tensile force transmitted to the pile anchor 35 is transmitted to the seismic isolation device 4 via the vertical reinforcing bar 31 and the cap nut 44 of the pile head reinforcement 30.
Furthermore, when a compressive axial force in the vertical direction acts from the column 5 to the seismic isolation device 4, this force is transmitted from the lower base plate 41 of the seismic isolation device 4 to the foundation pile 21 via the foundation reinforced concrete part 23A between the pile head part 21t of the foundation pile 21 and the lower base plate 41. The compressive axial force is also transmitted from the lower base plate 41 to the foundation pile 21 via the foundation reinforced concrete part 23A between the foundation pile 21 and the outer steel pipe 22 on the radial outside of the foundation pile 21, and the level concrete 25.

（杭頭免震構造の構築方法）
上記のような杭頭免震構造２０Ａは、次のようにして構築することができる。
まず、既製コンクリート造の基礎杭２１を地盤に打ち込む。
次に、各々がＵ字形状に形成された複数の縦補強筋３１と、縦補強筋３１に結束される円環状をなす横補強筋３２と、を有する杭頭補強材３０を、複数の縦補強筋３１の各々の一方材端３１ｓが基礎杭２１の横断面中央に設けられる中空部２１ｈに位置するように、かつ複数の縦補強筋３１が基礎杭２１の中空部２１ｈを中心とした円周方向に間隔をあけて、平面視したときに放射状となるように設ける。
そのうえで、基礎杭２１の中空部２１ｈにコンクリートを充填してコンクリート体２４を形成して、複数の縦補強筋３１の各々の一方材端３１ｓをコンクリート体２４に埋設させる。
そして、基礎杭２１の杭頭部２１ｔを覆い、かつ複数の縦補強筋３１の各々の他方材端３１ｔを埋設するように基礎鉄筋コンクリート部２３Ａを形成する。
最後に、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａの上に免震装置４を設置する。 (Method of constructing a pile head seismic isolation structure)
The pile head seismic isolation structure 20A as described above can be constructed as follows.
First, precast concrete foundation piles 21 are driven into the ground.
Next, a pile head reinforcement 30 having a plurality of vertical reinforcement bars 31 each formed in a U-shape and a circular transverse reinforcement bar 32 tied to the vertical reinforcement bars 31 is arranged so that one end 31s of each of the plurality of vertical reinforcement bars 31 is positioned in a hollow portion 21h provided in the center of the cross section of the foundation pile 21, and so that the plurality of vertical reinforcement bars 31 are spaced apart in the circumferential direction centered on the hollow portion 21h of the foundation pile 21, and so that they form a radial shape when viewed in a plane.
Then, concrete is filled into the hollow portion 21h of the foundation pile 21 to form a concrete body 24, and one end 31s of each of the multiple vertical reinforcing bars 31 is embedded in the concrete body 24.
Then, the foundation reinforced concrete portion 23A is formed so as to cover the pile head portion 21t of the foundation pile 21 and to embed the respective counterpart ends 31t of the multiple vertical reinforcing bars 31 therein.
Finally, the seismic isolation device 4 is installed on the foundation reinforced concrete portion 23A.

（作用効果）
上述したような杭頭免震構造は、基礎杭２１の杭頭部２１ｔに免震装置４が設置される杭頭免震構造２０Ａであって、既製コンクリート造の基礎杭２１と、基礎杭２１の杭頭部２１ｔを覆い、免震装置４が設置される基礎鉄筋コンクリート部２３Ａと、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａに埋設される杭頭補強材３０と、を備え、杭頭補強材３０は、各々がＵ字形状に形成され、基礎杭２１の横断面中央に設けられる中空部２１ｈに対して、放射状に設けられる複数の縦補強筋３１と、縦補強筋３１に結束される円環状をなす横補強筋３２と、を有し、複数の縦補強筋３１の各々の一方材端３１ｓは、基礎杭２１の中空部２１ｈに充填されたコンクリート体２４に埋設され、他方材端３１ｔが基礎鉄筋コンクリート部２３Ａに埋設されている。
このような構成によれば、基礎杭２１の杭頭部２１ｔに杭頭補強材３０を設け、かつこれを基礎鉄筋コンクリート部２３Ａに埋設させることで、杭頭部２１ｔが杭頭補強材３０、及び基礎鉄筋コンクリート部２３Ａで拘束されるために、杭頭部２１ｔのせん断強度を増大させることができる。特に、杭頭補強材３０は、Ｕ字形状の縦補強筋３１と、縦補強筋３１に結束される円環状の横補強筋３２とを備えているため、杭頭部２１ｔを効率良く補強することができる。
さらに、縦補強筋３１の一方材端３１ｓが基礎杭２１の中空部２１ｈに充填されたコンクリート体２４に埋設されているため、例えば、縦補強筋３１の一方材端３１ｓを埋設させるようにコンクリート体２４を充填打設した後に、縦補強筋３１の他方材端３１ｔを含む杭頭補強材３０を埋設するように基礎鉄筋コンクリート部２３Ａを形成して、杭頭免震構造２０Ａを構築することが可能となる。すなわち、このように杭頭免震構造２０Ａを構築すれば、縦補強筋３１の一方材端３１ｓを埋設させるようにコンクリート体２４を充填打設した後には、杭頭補強材３０がコンクリート体２４によって基礎杭２１に固定されるため、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａを形成するに際し、何らかの支持材を用いて、杭頭補強材３０を自立させて配置する必要はない。このように支持材が不要となるため、杭頭免震構造２０Ａをコンパクトにすることができる。
よって、中空部のコンクリート体２４を介して、基礎杭２１と杭頭補強材３０を一体化させて基礎杭２１の構造性能を増大させた。また、縦補強筋３１の一方材端３１ｓを基礎杭２１の中空部２１ｈに充填されたコンクリート体２４に埋設させることで、コンクリート体２４が縦補強筋３１の高さ調整機能を兼ねている。
また、仮に上記のように、基礎杭２１の中空部２１ｈのコンクリート体２４と、基礎杭２１の杭頭部２１ｔを覆う基礎鉄筋コンクリート部２３Ａとを分けて段階的に打設したとしても、縦補強筋３１の一方材端３１ｓがコンクリート体２４に、他方材端３１ｔが基礎鉄筋コンクリート部２３Ａに、それぞれ埋設されて、コンクリート体２４と基礎鉄筋コンクリート部２３Ａが縦補強筋３１によって連結されているため、杭頭免震構造２０Ａを強固なものとすることができる。
このようにして、強固な躯体をコンパクトに実現可能な杭頭免震構造２０Ａを提供することができる。 (Action and Effect)
The pile-top seismic isolation structure as described above is a pile-top seismic isolation structure 20A in which a seismic isolation device 4 is installed on the pile head 21t of a foundation pile 21, and comprises a prefabricated concrete foundation pile 21, a foundation reinforced concrete section 23A which covers the pile head 21t of the foundation pile 21 and in which the seismic isolation device 4 is installed, and a pile head reinforcement 30 embedded in the foundation reinforced concrete section 23A, each of which is formed in a U-shape and has a hollow section 21h provided in the center of the cross section of the foundation pile 21, a plurality of vertical reinforcements 31 which are arranged radially from the hollow section 21h, and a circular-shaped horizontal reinforcement 32 which is tied to the vertical reinforcements 31, and one end 31s of each of the plurality of vertical reinforcements 31 is embedded in a concrete body 24 filled in the hollow section 21h of the foundation pile 21, and the other end 31t is embedded in the foundation reinforced concrete section 23A.
According to this configuration, by providing the pile head reinforcement 30 at the pile head 21t of the foundation pile 21 and embedding it in the foundation reinforced concrete part 23A, the pile head 21t is restrained by the pile head reinforcement 30 and the foundation reinforced concrete part 23A, so that the shear strength of the pile head 21t can be increased. In particular, the pile head reinforcement 30 includes a U-shaped vertical reinforcement 31 and annular horizontal reinforcement 32 tied to the vertical reinforcement 31, so that the pile head 21t can be reinforced efficiently.
Furthermore, since one end 31s of the vertical reinforcement 31 is embedded in the concrete body 24 filled in the hollow portion 21h of the foundation pile 21, for example, after filling and pouring the concrete body 24 so as to bury the one end 31s of the vertical reinforcement 31, the foundation reinforced concrete part 23A is formed so as to bury the pile head reinforcement 30 including the other end 31t of the vertical reinforcement 31, and the pile head seismic isolation structure 20A can be constructed. That is, if the pile head seismic isolation structure 20A is constructed in this manner, after filling and pouring the concrete body 24 so as to bury the one end 31s of the vertical reinforcement 31, the pile head reinforcement 30 is fixed to the foundation pile 21 by the concrete body 24, so that it is not necessary to use some kind of support material to arrange the pile head reinforcement 30 in a self-supporting manner when forming the foundation reinforced concrete part 23A. Since no support material is required in this way, the pile head seismic isolation structure 20A can be made compact.
Therefore, the foundation pile 21 and the pile head reinforcement 30 are integrated through the concrete body 24 in the hollow portion, thereby improving the structural performance of the foundation pile 21. Also, by embedding one end 31s of the vertical reinforcement 31 in the concrete body 24 filled in the hollow portion 21h of the foundation pile 21, the concrete body 24 also serves as a height adjustment function for the vertical reinforcement 31.
Furthermore, even if the concrete body 24 in the hollow portion 21h of the foundation pile 21 and the foundation reinforced concrete portion 23A covering the pile head 21t of the foundation pile 21 are poured separately and in stages as described above, one end 31s of the vertical reinforcement bar 31 is embedded in the concrete body 24 and the other end 31t is embedded in the foundation reinforced concrete portion 23A, and the concrete body 24 and the foundation reinforced concrete portion 23A are connected by the vertical reinforcement bar 31, so that the pile head seismic isolation structure 20A can be made strong.
In this way, a pile-top seismic isolation structure 20A can be provided that can realize a robust and compact structure.

また、杭頭免震構造２０Ａは、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａを外方から覆う外側鋼管２２を更に備えている。
このような構成によれば、杭頭部２１ｔを覆う基礎鉄筋コンクリート部２３Ａを、外側鋼管２２で外方から覆い、杭頭部２１ｔのみが２重鋼管からなる外殻鋼管付きコンクリート杭が形成される。よって、杭頭部２１ｔを覆う基礎鉄筋コンクリート部２３Ａは、杭頭補強筋２０、及び外側鋼管２２で一様に拘束されるために、せん断強度をさらに高めることができる。したがって、杭頭部２１ｔ周りに大型のコンクリート部を設けて杭頭免震構造２０Ａを形成させる必要はなく、基礎躯体の縮小化が可能な、杭頭免震構造２０Ａを提供することができる。
また、杭頭部２１ｔのみが２重鋼管からなる外殻鋼管付きコンクリート杭とすることで、杭頭部２１ｔの曲げ強度、及びせん断強度が高められるために、基礎杭２１同士を基礎梁等で連結させて、基礎杭２１のせん断抵抗力を高める必要はなく、基礎梁なしの独立フーチング形式の杭頭免震構造であってもせん断抵抗可能であり、基礎躯体を縮小できる。 In addition, the pile top seismic isolation structure 20A further includes an outer steel pipe 22 that covers the foundation reinforced concrete portion 23A from the outside.
According to this configuration, the foundation reinforced concrete part 23A covering the pile head 21t is covered from the outside with the outer steel pipe 22, and a concrete pile with an outer shell steel pipe is formed in which only the pile head 21t is made of a double steel pipe. Therefore, the foundation reinforced concrete part 23A covering the pile head 21t is uniformly restrained by the pile head reinforcement 20 and the outer steel pipe 22, so that the shear strength can be further increased. Therefore, it is not necessary to provide a large concrete part around the pile head 21t to form the pile head seismic isolation structure 20A, and it is possible to provide a pile head seismic isolation structure 20A that allows the foundation frame to be reduced in size.
Furthermore, by making only the pile head 21t a concrete pile with an outer steel pipe made of double steel pipes, the bending strength and shear strength of the pile head 21t are increased, so there is no need to connect the foundation piles 21 with foundation beams or the like to increase the shear resistance of the foundation piles 21.Shear resistance is possible even with an independent footing-type pile head seismic isolation structure without foundation beams, and the foundation structure can be reduced in size.

さらに、外側鋼管２２は、レベルコンクリート２５上に設けられている。これにより、レベルコンクリート２５により、外側鋼管２２の設置高さを調整可能である。
さらに、外側鋼管２２は、免震装置４の下部ベースプレート４１に対して接合されておらず、非接合とされている。これにより、地震時の変形が下部ベースプレート４１に影響することはない。 Furthermore, the outer steel pipe 22 is provided on a level concrete 25. This makes it possible to adjust the installation height of the outer steel pipe 22 by using the level concrete 25.
Furthermore, the outer steel pipe 22 is not joined to the lower base plate 41 of the seismic isolation device 4, and is therefore unjoined. This ensures that deformation during an earthquake will not affect the lower base plate 41.

また、基礎杭２１は、鉄筋コンクリート杭、プレストレストコンクリート杭、高強度プレストレストコンクリート杭、高強度プレストレスト鉄筋コンクリート杭、及び外殻鋼管付きコンクリート杭のうち、いずれかである。
このような構成によれば、鉄筋コンクリート杭、プレストレストコンクリート杭、高強度プレストレストコンクリート杭、高強度プレストレスト鉄筋コンクリート杭、及び外殻鋼管付きコンクリート杭のいずれかである基礎杭２１の杭頭部２１ｔのせん断強度を高め、強固な躯体をコンパクトに実現可能な杭頭免震構造２０Ａを提供することができる。
また、基礎杭２１に既製コンクリート杭を採用することで、建設現場で場所打ち杭を築造するための建設機械を配置する必要はなく、施工効率を高めて短工期化が可能である。また、比較的狭隘な建設敷地であっても、本発明の杭頭免震構造２０Ａを実現可能である。 The foundation pile 21 is any one of a reinforced concrete pile, a prestressed concrete pile, a high-strength prestressed concrete pile, a high-strength prestressed reinforced concrete pile, and a concrete pile with an outer steel pipe.
With this configuration, it is possible to provide a pile head seismic isolation structure 20A that increases the shear strength of the pile head 21t of the foundation pile 21, which is any of a reinforced concrete pile, a prestressed concrete pile, a high-strength prestressed reinforced concrete pile, and a concrete pile with an outer steel pipe, and that can realize a sturdy structure in a compact manner.
In addition, by using precast concrete piles for the foundation piles 21, it is not necessary to arrange construction machinery for constructing cast-in-place piles at the construction site, and it is possible to improve construction efficiency and shorten the construction period. Furthermore, the pile head seismic isolation structure 20A of the present invention can be realized even on a relatively narrow construction site.

特に本実施形態においては、基礎杭２１が、最外郭に鋼管２１ｍが設けられた外殻鋼管付きコンクリート杭であり、鋼管２１ｍの外側には、鉛直方向に延在し、かつ縦補強筋３１と鉛直方向にオーバーラップするように設けられたパイルアンカー３５が接合されている。
このような構成によれば、基礎杭２１に作用する引張力を、効率的に、免震装置４へと伝達可能である。 In particular, in this embodiment, the foundation pile 21 is a concrete pile with an outer shell steel pipe, in which a steel pipe 21m is provided at the outermost shell, and a pile anchor 35 is joined to the outside of the steel pipe 21m, extending vertically and arranged so as to overlap the vertical reinforcement bar 31 vertically.
With this configuration, the tensile force acting on the foundation pile 21 can be efficiently transmitted to the seismic isolation device 4.

また、上記のような、基礎杭２１の杭頭部２１ｔに免震装置４が設置される杭頭免震構造２０Ａの構築方法においては、既製コンクリート造の基礎杭２１を地盤に打ち込み、各々がＵ字形状に形成された複数の縦補強筋３１と、縦補強筋３１に結束される円環状をなす横補強筋３２と、を有する杭頭補強材３０を、複数の縦補強筋３１の各々の一方材端３１ｓが基礎杭２１の横断面中央に設けられる中空部２１ｈに位置するように、かつ複数の縦補強筋３１が基礎杭２１の中空部２１ｈを中心とした円周方向に間隔をあけて、平面視したときに放射状となるように設け、基礎杭２１の中空部２１ｈにコンクリートを充填してコンクリート体２４を形成して、複数の縦補強筋３１の各々の一方材端３１ｓをコンクリート体２４に埋設させ、基礎杭２１の杭頭部２１ｔを覆い、かつ複数の縦補強筋３１の各々の他方材端３１ｔを埋設するように基礎鉄筋コンクリート部２３Ａを形成し、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａの上に免震装置４を設置する。
このような構成によれば、強固な躯体をコンパクトに実現可能な杭頭免震構造２０Ａを実現することができる。 In addition, in the method of constructing the pile-head seismic isolation structure 20A in which the seismic isolation device 4 is installed on the pile head 21t of the foundation pile 21 as described above, the prefabricated concrete foundation pile 21 is driven into the ground, and the pile head reinforcement 30 having a plurality of vertical reinforcements 31 each formed in a U-shape and a circular transverse reinforcement 32 tied to the vertical reinforcements 31 is inserted into the pile head reinforcement 30 so that one end 31s of each of the plurality of vertical reinforcements 31 is located in the hollow portion 21h provided in the center of the cross section of the foundation pile 21, and the plurality of vertical reinforcements 31 are inserted into the hollow portion 21h of the foundation pile 21. The hollow portions 21h are spaced apart in the circumferential direction around the hollow portion 21h, so as to form a radial pattern when viewed in a plane, the hollow portions 21h of the foundation pile 21 are filled with concrete to form a concrete body 24, one end 31s of each of the multiple vertical reinforcement bars 31 is embedded in the concrete body 24, a foundation reinforced concrete portion 23A is formed so as to cover the pile head portion 21t of the foundation pile 21 and to embed the other end 31t of each of the multiple vertical reinforcement bars 31, and a seismic isolation device 4 is installed on top of the foundation reinforced concrete portion 23A.
With this configuration, a pile-top seismic isolation structure 20A can be realized that has a robust and compact structure.

［第二実施形態］
本発明の第二実施形態における杭頭免震構造を図３に示す。図４は、図３のＩＩ－ＩＩ矢視断面図である。
図３に示されるように、本実施形態における杭頭免震構造において、基礎部２Ｂは、複数の杭頭免震構造２０Ｂと、基礎梁５０と、を備えている。 [Second embodiment]
A pile-top seismic isolation structure according to a second embodiment of the present invention is shown in Fig. 3. Fig. 4 is a cross-sectional view taken along line II-II of Fig. 3.
As shown in FIG. 3 , in the pile-top seismic isolation structure of this embodiment, the foundation portion 2B includes a plurality of pile-top seismic isolation structures 20B and a foundation beam 50 .

複数の杭頭免震構造２０Ｂのそれぞれは、基礎杭２１と、基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂと、杭頭補強材３０と、を備えている。本実施形態の杭頭免震構造２０Ｂは、外側鋼管２２を備えていない。
基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂは、基礎杭２１の杭頭部２１ｔの径方向外側に現場で打設されたコンクリートからなる。基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂは、基礎杭２１の杭頭部２１ｔを径方向外側から覆っている。基礎杭２１の杭頭部２１ｔは、基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂ内に埋設されている。
基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂは、免震装置支持部２３１と、基礎梁接合部２３２と、を一体に有している。免震装置支持部２３１は、基礎梁接合部２３２上に設けられている。杭頭補強材３０の連結部３１ｃは、基礎梁接合部２３２よりも上方に延びて、免震装置支持部２３１内に埋設されている。 Each of the plurality of pile-top seismic isolation structures 20B includes a foundation pile 21, a foundation reinforced concrete portion 23B, and a pile-top reinforcement material 30. The pile-top seismic isolation structure 20B of this embodiment does not include an outer steel pipe 22.
The foundation reinforced concrete portion 23B is made of concrete poured on-site radially outside the pile head 21t of the foundation pile 21. The foundation reinforced concrete portion 23B covers the pile head 21t of the foundation pile 21 from the radially outside. The pile head 21t of the foundation pile 21 is embedded in the foundation reinforced concrete portion 23B.
The foundation reinforced concrete section 23B integrally includes a seismic isolation device support section 231 and a foundation beam joint section 232. The seismic isolation device support section 231 is provided on the foundation beam joint section 232. The connecting section 31c of the pile head reinforcement 30 extends upward beyond the foundation beam joint section 232 and is embedded in the seismic isolation device support section 231.

基礎梁接合部２３２には、基礎梁５０が接合されている。基礎梁５０は、梁コンクリート５１中に、梁主筋５２、および梁せん断補強筋５３が埋設されている。梁主筋５２は、基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂ内を貫通している。
図４に示されるように、基礎梁接合部２３２は、平面視したときに、免震装置支持部２３１よりも大きくなるように形成されている。
基礎梁接合部２３２内には、基礎杭２１の杭頭部２１ｔの外周側と上方とに、杭頭部２１ｔを側方と上方から覆うように、鉄筋籠６２が埋設されている。鉄筋籠６２は、上方から見て格子状に組まれた横筋６２ａを備えている。横筋６２ａは、上下方向に間隔をあけて複数層に設けられている。鉄筋籠６２は、上下方向に延びて複数層の横筋６２ａを連結する縦筋６２ｂをさらに備えている。
鉄筋籠６２は、図４に示されるように平面視したときに、最外郭が、矩形状を成すように形成されている。この矩形状の、隣接する側面の中心同士を結ぶように、平面視したときに斜め方向に延在する、補強筋６１が設けられている。 A foundation beam 50 is joined to the foundation beam joint 232. The foundation beam 50 has beam main reinforcement bars 52 and beam shear reinforcement bars 53 embedded in beam concrete 51. The beam main reinforcement bars 52 penetrate the foundation reinforced concrete section 23B.
As shown in FIG. 4, the foundation beam joint 232 is formed to be larger than the seismic isolation device support portion 231 when viewed in a plan view.
In the foundation beam joint 232, a reinforcing bar cage 62 is embedded on the outer periphery and above the pile head 21t of the foundation pile 21 so as to cover the pile head 21t from the sides and above. The reinforcing bar cage 62 includes horizontal bars 62a arranged in a lattice shape when viewed from above. The horizontal bars 62a are provided in multiple layers at intervals in the vertical direction. The reinforcing bar cage 62 further includes vertical bars 62b extending in the vertical direction to connect the multiple layers of horizontal bars 62a.
The reinforcing bar cage 62 is formed so that the outermost periphery forms a rectangle when viewed from above as shown in Fig. 4. Reinforcing bars 61 are provided that extend diagonally when viewed from above so as to connect the centers of adjacent side surfaces of this rectangle.

本実施形態においては、杭頭補強材３０は、第一実施形態よりも上方の高さ位置に設けられている。より詳細には、接続金物３７は、基礎杭２１の上端部近傍に設けられ、パイルアンカー３５は基礎杭２１の上端部よりも更に上方に延伸して、基礎杭２１の杭頭部２１ｔと免震装置４との間の基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂに埋設されている。
本実施形態においても、パイルアンカー３５は、縦補強筋３１と鉛直方向にオーバーラップするように設けられている。 In this embodiment, the pile head reinforcement 30 is provided at a higher height than in the first embodiment. More specifically, the connecting metal 37 is provided near the upper end of the foundation pile 21, and the pile anchor 35 extends further upward than the upper end of the foundation pile 21 and is embedded in the foundation reinforced concrete part 23B between the pile head 21t of the foundation pile 21 and the seismic isolation device 4.
In this embodiment as well, the pile anchors 35 are arranged so as to overlap the vertical reinforcing bars 31 in the vertical direction.

上述したような杭頭免震構造においても、上記第一実施形態と同様、基礎杭２１の杭頭部２１ｔに杭頭補強材３０を設け、かつこれを基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂに埋設させることで、杭頭部２１ｔが杭頭補強材３０、及び基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂで拘束されるために、杭頭部２１ｔのせん断強度を増大させることができる。特に、杭頭補強材３０は、Ｕ字形状の縦補強筋３１と、縦補強筋３１に結束される円環状の横補強筋３２とを備えているため、杭頭部２１ｔを効率良く補強することができる。
さらに、縦補強筋３１の一方材端３１ｓが基礎杭２１の中空部２１ｈに充填されたコンクリート体２４に埋設されているため、例えば、縦補強筋３１の一方材端３１ｓを埋設させるようにコンクリート体２４を充填打設した後に、縦補強筋３１の他方材端３１ｔを含む杭頭補強材３０を埋設するように基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂを形成して、杭頭免震構造２０Ｂを構築することが可能となる。すなわち、このように杭頭免震構造２０Ｂを構築すれば、縦補強筋３１の一方材端３１ｓを埋設させるようにコンクリート体２４を充填打設した後には、杭頭補強材３０がコンクリート体２４によって基礎杭２１に固定されるため、基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂを形成するに際し、何らかの支持材を用いて、杭頭補強材３０を自立させて配置する必要はない。このように支持材が不要となるため、杭頭免震構造２０Ｂをコンパクトにすることができる。
また、仮に上記のように、基礎杭２１の中空部２１ｈのコンクリート体２４と、基礎杭２１の杭頭部２１ｔを覆う基礎鉄筋コンクリート部２３Ａとを分けて段階的に打設したとしても、縦補強筋３１の一方材端３１ｓがコンクリート体２４に、他方材端３１ｔが基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂに、それぞれ埋設されて、コンクリート体２４と基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂが縦補強筋３１によって連結されているため、杭頭免震構造２０Ｂを強固なものとすることができる。
このようにして、強固な躯体をコンパクトに実現可能な杭頭免震構造２０Ｂを提供することができる。 In the above-mentioned pile-head seismic isolation structure, similarly to the first embodiment, a pile-head reinforcement 30 is provided at the pile head 21t of the foundation pile 21 and is embedded in the foundation reinforced concrete part 23B, so that the pile head 21t is restrained by the pile-head reinforcement 30 and the foundation reinforced concrete part 23B, thereby increasing the shear strength of the pile head 21t. In particular, the pile head reinforcement 30 includes a U-shaped vertical reinforcement 31 and annular horizontal reinforcement 32 tied to the vertical reinforcement 31, so that the pile head 21t can be reinforced efficiently.
Furthermore, since one end 31s of the vertical reinforcement 31 is embedded in the concrete body 24 filled in the hollow portion 21h of the foundation pile 21, for example, after filling and pouring the concrete body 24 so as to bury the one end 31s of the vertical reinforcement 31, the foundation reinforced concrete part 23B can be formed so as to bury the pile head reinforcement 30 including the other end 31t of the vertical reinforcement 31, thereby constructing the pile head seismic isolation structure 20B. That is, if the pile head seismic isolation structure 20B is constructed in this manner, after filling and pouring the concrete body 24 so as to bury the one end 31s of the vertical reinforcement 31, the pile head reinforcement 30 is fixed to the foundation pile 21 by the concrete body 24, so that it is not necessary to use some kind of support material to arrange the pile head reinforcement 30 in a self-supporting manner when forming the foundation reinforced concrete part 23B. Since no support material is required in this way, the pile head seismic isolation structure 20B can be made compact.
Furthermore, even if the concrete body 24 in the hollow portion 21h of the foundation pile 21 and the foundation reinforced concrete portion 23A covering the pile head 21t of the foundation pile 21 are poured separately and in stages as described above, one end 31s of the vertical reinforcement bar 31 is embedded in the concrete body 24 and the other end 31t is embedded in the foundation reinforced concrete portion 23B, and the concrete body 24 and the foundation reinforced concrete portion 23B are connected by the vertical reinforcement bar 31, so that the pile head seismic isolation structure 20B can be made strong.
In this way, a pile-top seismic isolation structure 20B can be provided that can realize a robust and compact structure.

（実施形態の変形例）
なお、本発明の杭頭免震構造は、図面を参照して説明した上述の各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、上記第一実施形態では、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａを外方から覆う外側鋼管２２を備える構成としたが、外側鋼管２２のさらに外側にも基礎鉄筋コンクリート部を設け、外側鋼管２２を基礎鉄筋コンクリート部で覆う場合であっても良い、或いは、外側鋼管２２を備えない構成とすることも可能である。あるいは、上記第二実施形態では、基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂを外方から覆う外側鋼管を備えない構成としたが、外側鋼管を備えた構成とすることも可能である。 (Modification of the embodiment)
The pile top seismic isolation structure of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments described with reference to the drawings, and various modifications are possible within the technical scope.
For example, in the above first embodiment, a configuration is provided with the outer steel pipe 22 covering the foundation reinforced concrete part 23A from the outside, but a foundation reinforced concrete part may be provided even further outside the outer steel pipe 22 and the outer steel pipe 22 may be covered by the foundation reinforced concrete part, or a configuration is possible without the outer steel pipe 22. Alternatively, in the above second embodiment, a configuration is provided with no outer steel pipe covering the foundation reinforced concrete part 23B from the outside, but a configuration is also possible with an outer steel pipe.

（検討例１）
上記第一実施形態に示したような、外側鋼管２２を備えた杭頭免震構造２０Ａについて、具体的な検討を行ったので、その検討例を以下に示す。
図５は、第一実施形態に係る杭頭免震構造の検討例において、杭頭部に作用する杭頭設計応力を示す図である。
まず、図５に示すように、杭頭設計応力（軸力Ｎ、せん断力Ｑ、曲げモーメントＭ）に対して、異なる２種類の杭（図５中、符号Ｆ１１０Ａ、Ｆ１２０Ａ）を設定した。また、基礎杭２１の外径Ｄを１２００ｍｍ、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａに対する基礎杭２１の杭頭部２１ｔの埋込高さｈを１２００ｍｍとした。基礎鉄筋コンクリート部２３Ａに用いるコンクリート強度をＦｃ３６、鉄筋材料をＳＤ３９０とし、主筋を１２－Ｄ３２とした。
次に、コンクリート強度を検討する。
基礎杭２１の杭頭部２１ｔに生じるせん断力は、基礎杭２１から外側鋼管２２内の基礎鉄筋コンクリート部２３Ａへの支圧により伝達される。せん断力に対して支圧抵抗する基礎鉄筋コンクリート部２３Ａのストレスブロック高さを、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａに対する杭頭部２１ｔの埋込高さｈの０．３倍（０．３ｈ）とし、図６に示すように、基礎杭２１の中空部２１ｈの中心からの応力の広がり角度θを３０度とすると、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａの受圧面積Ａｃｃは、
Ａｃｃ＝ｈ×０．３×Ｄπ×２θ／３６０
＝１２００×０．３×１２００π×６０／３６０
＝２２６０８０ｍｍ^２
となる。したがって、外側鋼管２２内の基礎鉄筋コンクリート部２３Ａに作業する圧縮応力度は、
Ｑ／Ａｃｃ＝６００×１０^３Ｎ／２２６０８０ｍｍ^２＝２．６５４Ｎ／ｍｍ^２
となる。
基礎鉄筋コンクリート部２３Ａのコンクリート強度はＦｃ３６であるので、短期許容圧縮応力度は、２４Ｎ／ｍｍ^２となる。
したがって、
２．６５４／２４＝０．１１＜１．０
であるので、コンクリート強度には問題がないことが確認された。 (Study Example 1)
A specific study was conducted on the pile-top seismic isolation structure 20A equipped with the outer steel pipe 22 as shown in the first embodiment above, and an example of the study is shown below.
FIG. 5 is a diagram showing the pile head design stress acting on the pile head in a study example of a pile head seismic isolation structure according to the first embodiment.
First, as shown in Fig. 5, two different types of piles (indicated as F110A and F120A in Fig. 5) were set for the pile head design stress (axial force N, shear force Q, bending moment M). The outer diameter D of the foundation pile 21 was set to 1200 mm, and the embedded height h of the pile head 21t of the foundation pile 21 relative to the foundation reinforced concrete part 23A was set to 1200 mm. The concrete strength used in the foundation reinforced concrete part 23A was set to Fc36, the reinforcing bar material was set to SD390, and the main bar was set to 12-D32.
Next, concrete strength will be considered.
The shear force generated in the pile head 21t of the foundation pile 21 is transmitted by bearing pressure from the foundation pile 21 to the foundation reinforced concrete part 23A in the outer steel pipe 22. If the stress block height of the foundation reinforced concrete part 23A, which resists the shear force by bearing pressure, is set to 0.3 times (0.3h) the embedded height h of the pile head 21t relative to the foundation reinforced concrete part 23A, and the stress spread angle θ from the center of the hollow part 21h of the foundation pile 21 is set to 30 degrees as shown in FIG. 6, the pressure-receiving area Acc of the foundation reinforced concrete part 23A is given by:
Acc = h x 0.3 x Dπ x 2θ / 360
= 1200 x 0.3 x 1200π x 60/360
= 226080 ^mm2
Therefore, the compressive stress acting on the foundation reinforced concrete part 23A in the outer steel pipe 22 is as follows:
Q/Acc = 600 x ¹⁰³ N/226080 ^mm2 = 2.654 N/ ^mm2
It becomes.
Since the concrete strength of the foundation reinforced concrete section 23A is Fc36, the short-term allowable compressive stress is 24 N/ ^mm2 .
therefore,
2.654/24=0.11<1.0
Therefore, it was confirmed that there was no problem with the concrete strength.

また、外側鋼管２２について、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａから受ける圧力を算定した。外側鋼管２２は、直径Ｄを１８００ｍｍ、板厚ｔを１２ｍｍ、材質をＳＴＫ４９０とした。また、せん断力に対して支圧抵抗するストレスブロック高さを、基礎鉄筋コンクリート部２３Ａに対する杭頭部２１ｔの埋込高さｈの０．３倍とし、基礎杭２１の中空部２１ｈの中心から外側鋼管２２への応力の広がり角度θを３０度とした。
基礎杭２１の施工誤差１００ｍｍを考慮すると、基礎杭２１の中心（杭心）から外側鋼管２２の内面（板厚ｔ＝１２ｍｍ）までの距離Ｌは、
Ｌ＝１２００／２＋（３００－１００）－１２＝７８８ｍｍ
となる。すると、外側鋼管２２の内面への受圧面積は、
Ａｃｓ＝７８８×２π×１／６×１２００×０．３＝２９６９１８ｍｍ^２
となる。外側鋼管２２に作用する内圧量Ｐは、
Ｐ＝Ｑ×Ａｃｓ＝６００×１０^３Ｎ／２９６９１８ｍｍ^２＝２．０２Ｎ／ｍｍ^２
となる。 The pressure received from the foundation reinforced concrete part 23A of the outer steel pipe 22 was calculated. The outer steel pipe 22 had a diameter D of 1800 mm, a plate thickness t of 12 mm, and was made of STK490. The stress block height that resists the shear force was set to 0.3 times the embedment height h of the pile head 21t into the foundation reinforced concrete part 23A, and the stress spread angle θ from the center of the hollow part 21h of the foundation pile 21 to the outer steel pipe 22 was set to 30 degrees.
Considering a construction error of 100 mm of the foundation pile 21, the distance L from the center (pile center) of the foundation pile 21 to the inner surface (plate thickness t = 12 mm) of the outer steel pipe 22 is
L = 1200/2 + (300-100)-12 = 788 mm
Then, the pressure-receiving area of the inner surface of the outer steel pipe 22 is
Acs = 788 x 2π x 1/6 x 1200 x 0.3 = 296918 ^mm2
The amount of internal pressure P acting on the outer steel pipe 22 is given by:
P = Q x Acs = 600 x ¹⁰³ N/296918 ^mm2 = 2.02 N/ ^mm2
It becomes.

外側鋼管２２に作用する周方向の応力度σは、
σ＝Ｐ・Ｄ／２ｔ＝２．０２×１８００／（２×１２）＝１５２Ｎ／ｍｍ^２
となる。外側鋼管２２の短期検定値は、
１５２／３２５＝０．４７＜１．０
となるので、外側鋼管２２が基礎鉄筋コンクリート部２３Ａから受ける圧力が、外側鋼管２２の短期許容応力度以下であることが確認された。
以上の検討結果に基づき、外側鋼管２２の鋼管径、パイルアンカー３５、縦補強筋３１、横補強筋３２を、図７に示すように設定した。 The circumferential stress intensity σ acting on the outer steel pipe 22 is
σ = P·D/2t = 2.02 × 1800/(2 × 12) = 152 N/ ^mm2
The short-term test value of the outer steel pipe 22 is
152/325 = 0.47 < 1.0
Therefore, it was confirmed that the pressure that the outer steel pipe 22 receives from the foundation reinforced concrete portion 23A is equal to or less than the short-term allowable stress of the outer steel pipe 22.
Based on the above-mentioned investigation results, the steel pipe diameter of the outer steel pipe 22, the pile anchors 35, the vertical reinforcement bars 31, and the horizontal reinforcement bars 32 were set as shown in FIG.

（検討例２）
上記第二実施形態に示したような、外側鋼管２２を備えず、基礎梁５０が接合される杭頭免震構造２０Ｂについて、具体的な検討を行ったので、その検討例を以下に示す。
まず、図８に示すように、杭頭部に作用する杭頭設計応力（軸力Ｎ、せん断力Ｑ、曲げモーメントＭ）に対して、異なる３種類の杭（符号Ｆ１００、Ｆ１１０、Ｆ１２０）を設定した。また、基礎杭２１の外径Ｄを１２００ｍｍ、基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂに対する基礎杭２１の杭頭部２１ｔの埋込高さｈを１２００ｍｍ、基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂに用いるコンクリート強度をＦｃ４２、鉄筋材料をＳＤ４９０とし、主筋を１７－Ｄ３８とした。 (Study Example 2)
A specific study was conducted on the pile-top seismic isolation structure 20B, as shown in the second embodiment above, in which the foundation beam 50 is joined without including the outer steel pipe 22, and an example of the study is shown below.
First, as shown in Fig. 8, three different types of piles (symbols F100, F110, F120) were set for the pile head design stresses (axial force N, shear force Q, bending moment M) acting on the pile head. In addition, the outer diameter D of the foundation pile 21 was 1200 mm, the embedded height h of the pile head 21t of the foundation pile 21 relative to the foundation reinforced concrete part 23B was 1200 mm, the concrete strength used in the foundation reinforced concrete part 23B was Fc42, the reinforcing bar material was SD490, and the main bar was 17-D38.

次に、コンクリート強度を検討する。
基礎杭２１の杭頭部２１ｔに生じるせん断力は、杭頭部２１ｔでの摩擦により伝達されるせん断力と、基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂ（パイルキャップ）のへりあきで抵抗するせん断力とを加算した短期許容せん断力で伝達させる。
設計せん断力Ｑを１３８２ｋＮ、設計応力は上下動を考慮した軸力Ｎが５８８９ｋＮとすると、短期許容せん断力Ｑｃｒは、
Ｑｃｒ＝Ｎ・μ＝５９４５×０．５＝２９７３ｋＮ
となる。したがって、短期検定値は、
１３８２／２９７３＝０．４８＜１．０
であるので、基礎梁５０が接合される基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂは、杭頭部２１ｔにおけるコンクリート間の摩擦で、せん断力を伝達可能であることが確認された。
以上の検討結果に基づき、基礎鉄筋コンクリート部２３Ｂ、パイルアンカー３５、縦補強筋３１、横補強筋３２を、図９に示すように設定した。 Next, concrete strength will be considered.
The shear force generated at the pile head 21t of the foundation pile 21 is transmitted by the short-term allowable shear force, which is the sum of the shear force transmitted by friction at the pile head 21t and the shear force resisted by the edge clearance of the foundation reinforced concrete part 23B (pile cap).
If the design shear force Q is 1382 kN and the design stress is axial force N taking into account vertical movement of 5889 kN, the short-term allowable shear force Qcr is:
Qcr = N μ = 5945 × 0.5 = 2973 kN
Therefore, the short-term test value is
1382/2973 = 0.48 < 1.0
Therefore, it was confirmed that the foundation reinforced concrete section 23B to which the foundation beam 50 is joined is capable of transmitting shear force through friction between the concrete at the pile head 21t.
Based on the above-mentioned investigation results, the foundation reinforced concrete section 23B, pile anchors 35, vertical reinforcement bars 31, and horizontal reinforcement bars 32 were set as shown in FIG.

４免震装置２８土間コンクリート
２０Ａ、２０Ｂ杭頭免震構造３０杭頭補強材
２１基礎杭３１縦補強筋
２１ｈ中空部３１ｓ一方材端
２１ｍ鋼管３１ｔ他方材端
２１ｔ杭頭部３２横補強筋
２２外側鋼管３５パイルアンカー
２３Ａ、２３Ｂ基礎鉄筋コンクリート部５０基礎梁
２４コンクリート体
4 Seismic isolation device 28 Floor concrete 20A, 20B Pile head seismic isolation structure 30 Pile head reinforcement 21 Foundation pile 31 Vertical reinforcement 21h Hollow portion 31s One member end 21m Steel pipe 31t Other member end 21t Pile head 32 Horizontal reinforcement 22 Outer steel pipe 35 Pile anchors 23A, 23B Foundation reinforced concrete portion 50 Foundation beam 24 Concrete body

Claims

A pile head seismic isolation structure in which a seismic isolation device is installed at the head of a foundation pile,
The foundation piles are made of precast concrete;
A foundation reinforced concrete portion covering the pile head of the foundation pile and on which the seismic isolation device is installed;
A pile head reinforcing material embedded in the foundation reinforced concrete portion,
The pile head reinforcement material has a plurality of vertical reinforcements radially provided with respect to a hollow portion provided in the center of the cross section of the foundation pile, each of which is formed in a U-shape, and a circular ring-shaped horizontal reinforcement bar tied to the vertical reinforcement bar,
One end of each of the plurality of vertical reinforcements is embedded in a concrete body filled in the hollow portion of the foundation pile, and the other end is embedded in the foundation reinforced concrete portion ,
A pile head seismic isolation structure characterized in that the concrete body and the foundation reinforced concrete section are poured separately and in stages, and the foundation reinforced concrete section is arranged so as to be in contact with the upper surface of the concrete body.

Each of the multiple vertical reinforcements includes the hollow portion of the foundation pile, a first extension portion extending in the vertical direction in the portion above the pile head, a second extension portion arranged radially outward from the foundation pile and extending in the vertical direction, and a connecting portion connecting the upper ends of the first extension portion and the second extension portion,
The pile head seismic isolation structure described in claim 1, characterized in that the first extension portion is arranged to straddle the concrete body and the foundation reinforced concrete portion, connecting the concrete body and the foundation reinforced concrete portion .

The foundation pile is a concrete pile with an outer shell steel pipe, the outermost shell of which is provided with a steel pipe ,
A pile anchor extending in a vertical direction is joined to the radially outer side of the steel pipe,
A cap nut for fixing the seismic isolation device is embedded in the upper end of the foundation reinforced concrete part,
The pile anchor is provided so as to overlap the vertical reinforcement bar in the vertical direction,
The pile head seismic isolation structure according to claim 1 or 2, characterized in that the pile anchor and the cap nut are positioned correspondingly .