JP2000170174A - 地中梁の施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 省力化、低コスト化、短工期化を図ると共に
環境負荷を低減することのできる地中梁の施工方法を提
供する。 【解決手段】 地中梁設置のために掘削された溝に地中
梁７，９を配置して柱５に設置後、土と固化材と繊維と
水との混合物からなる改良土１１により前記溝を埋め戻
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中梁を有する建
築構造物および土木構造物の地中梁の施工方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】地中梁の施工は、地盤に溝を掘り、梁設
置後、梁と溝の壁との空間に土を埋戻す。この際、次工
程の工種の施工性、将来の地盤の利便性を良くするた
め、あるいは埋戻し部が陥没、沈下などしないように、
比較的良質な土で十分締固める。また、発生した土は、
品質的に比較的良質でない場合、残土として処分する。

【０００３】なお、地中梁が鋼製の場合には、地中での
腐食を防止するため、その回りを鉄筋コンクリートで巻
くか、あるいは鋼製梁自体を表面に特別な塗覆装をした
ものにする。また、最近では、特開平４−３１５６２０
号公報に示されるように地中梁を含む基礎全体を遮水シ
ートで覆い、周辺地盤と遮断することによって腐食を防
止するという案も提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
地中梁の施工方法の場合には以下のような問題があっ
た。まず、地中梁の施工の際、土を十分締固める必要が
あるため、手間と工期とコストがかかる。また、埋戻し
には比較的良質な土を使う必要があるため、建築構造物
または土木構造物の建設場所の地盤を構成する土が比較
的良質でないときには、新規に埋戻し用の土を入手する
必要があると共に、入手した以上の量の残土を処分する
必要があり、環境負荷が大きいという問題がある。

【０００５】さらに、地中梁が鋼製の場合において鉄筋
コンクリートを巻く方法では、型粋を組むためのスペー
スの関係で必要範囲以上に溝を掘る必要があり、コス
ト、工期がかかるほかに、新規入手土と処分残土の量が
増えるという問題もある。また、地中梁表面に塗覆装を
施す方法の場合には、鉄筋コンクリートを巻く場合に比
べて掘削土量は減るが、地中梁自体の材料のコストが著
しく上がるという問題がある。さらに、地中梁を含む基
礎全体を遮水シートで覆う方法の場合には、杭または柱
と地中梁との接合部などのように形状が複雑な部分で
は、遮水シート工事が煩雑となり、また杭と遮水シート
の接点における遮水の信頼性を高めるために、かなりの
手間、コストがかかるという問題がある。以上のよう
に、従来の方法では、手間、コスト、工期がかかり、環
境負荷も大きいという種々の問題があった。

【０００６】本発明は、かかる問題点を解決するために
なされたものであり、省力化、低コスト化、短工期化を
図ると共に環境負荷を低減することのできる地中梁の施
工方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る地中梁の施
工方法は、地中梁設置のために掘削された溝に地中梁を
配置して柱に設置後、土と固化材と繊維と水との混合物
からなる改良土により前記溝を埋め戻すものである。

【０００８】また、土は溝の掘削の際に発生した掘削発
生土を使用することを特徴とするものである。

【０００９】さらに、固化材はセメント系の固化材又は
石灰系の固化材であることを特徴とするものである。

【００１０】また、地中梁が、改良土に少なくとも１０
ｃｍの厚さで覆われるようにしたことを特徴とするもの
である。

【００１１】さらに、改良土と該改良土の上に打設する
土間コンクリートとの間に止水板を設置したことを特徴
とするものである。

【００１２】また、改良土の上面に凹凸を形成して該改
良土と該改良土の上に打設する土間コンクリートとの間
の止水性を向上させるようにしたことを特徴とするもの
である。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の一
実施の形態を説明するための斜視図、図２は正面断面
図、図３は図２における矢視Ａ−Ａ断面図、図４は図２
における矢視Ｂ−Ｂ断面図、図５は図２における矢視Ｃ
−Ｃ断面図である。まず、図１〜図５に基づいて本実施
の形態によって施工された完成状態について説明し、そ
の後で施工手順を説明する。図１〜図５において、１は
地盤２に設置された複数の杭、２０は柱５からの応力を
杭１に伝えるフーチング、５は下端がフーチング２０の
上端部に挿入設置された柱、７，９は柱５に互いに直角
方向に接合された鋼製のＨ形断面の地中梁である。

【００１４】１１は少なくとも１０ｃｍ以上の厚さで地
中梁７，９の周囲に設置された改良土である。この改良
土１１は、掘削土、固化材、繊維及び水の混合物からな
るものである。なお、固化材としては、セメント系の固
化材（セメントを含む）又は石灰系の固化材を用いるも
のとし、土１ｍ³ に対し固化材を５０ｋｇ以上を混合す
る。また、繊維としては、例えばポリプロピレン、ポリ
エチレン、ポリエステル、ビニロンなどの繊維であり、
直径が３０×１０^-3mm以下で長さが１５mm以下のものが
望ましい。そして、繊維の量は、埋戻しに使用する土に
対して容積比で0.5％以上にすることが望ましい。

【００１５】ここで、繊維を混入するのは、繊維を混入
することによって改良土１１の一体化を図り、改良土１
１が地中梁７，９から剥離するのを防止するためであ
る。すなわち、例えば構造物の周辺地盤が沈下して改良
土１１の下方に隙間ができたような場合あるいは地中梁
７，１１に想定外の力が作用したような場合に、改良土
１１に繊維が入っていないと、改良土１１の形状が崩れ
て地中梁７，１１から剥離してしまうことが考えられる
が、繊維を混入することで繊維が改良土同士を接着する
役割を果たし、改良土１１が崩れるのを防止でき、その
結果、改良土１１が地中梁７，１１から剥離することな
く保持されることになるのである。

【００１６】再び、構成の説明に戻る。１３は改良土１
１と後述の土間コンクリートとの境界部に設置された止
水板であり、境界部から地下水が地中梁７，９側に侵入
するのを防止している。１５は改良土１１及び地盤２上
に設置された土間コンクリート、１６は地中梁７，９を
セットする際に用いる梁セット治具である。

【００１７】次に、施工手順を説明する。地盤２に杭１
を設置し、杭上部を柱５を有するフーチング２０で一体
化する。次に、柱５に地中梁７，９を予め掘削された溝
（地中梁７，９の周囲に少なくとも１０ｃｍの隙間がで
きるように掘削しておく。）に配置すると共に柱５に接
合する。そして、掘削土と固化材と繊維と水の混合物か
らなる改良土１１を地中梁７，９を布設した溝内に投入
して埋め戻す。そして、止水板１３を設置し、混合物が
固化後、その表面を軽く削り、土間コンクリート１５を
施工する。

【００１８】次に、本実施の形態の効果を、改良土の強
度及び腐食性の観点から説明する。まず、改良土の強度
については、土と固化材（土１ｍ³ に対し５０ｋｇ以
上）と水の混合物からなる改良土で鋼材の周囲を１０ｃ
ｍに渡って埋戻し、改良土が固化後に改良土の一軸圧縮
強さを測定した結果、初期から長期に亘って２〜３ｋｇ
ｆ／ｃｍ² であった。したがって、改良土を利用するこ
とで、地盤を締固める作業が不要となることが分かる。

【００１９】次に、腐食性について述べる。図６は地盤
のｐＨ値と鋼材の腐食速度の関係を示した図表であり、
縦軸が腐食速度を示し、横軸がｐＨ値を示している。こ
の図表から分かるように、ｐＨ値が約１１以上で腐食速
度が急激に小さくなることがわかる。これは、別途調査
した結果、鋼材の周面がｐＨ１１以上なら、鋼材の表面
に不動態皮膜が形成されるため、鋼材の腐食はほとんど
起きないためであることがわかった。したがって、鋼製
の地中梁を利用する場合には地中梁の周囲のｐＨ値を１
１以上にすることで、腐食速度を小さくして腐食防止を
図ることができることが分かる。

【００２０】また、図７は改良土のｐＨの追跡調査を示
すグラフであり、深度０〜４０ｃｍまでを改良土とし、
深度４０ｃｍよりも深い部分を未改良土とした場合であ
る。この図表から分かるように、深度約１０ｃｍ以上の
改良土ではｐＨ値が１１〜１２になっていることがわか
る。したがって、鋼製の地中梁を改良土で１０ｃｍ以上
の厚みで覆うことによって、地中梁の周面ではｐＨ値を
１１〜１２にすることができることがわかる。なお、改
良土の境界から１０ｃｍ以上離れた位置では、ｐＨ値は
６〜７となっており、周辺地盤に影響を及ぼさないこと
が分かる。

【００２１】さらに、図８は、改良土を通過した通過水
のｐＨ値の経時変化を示すグラフであり、縦軸がｐＨ値
を示し、横軸が経過日数を示している。このグラフから
分かるように、ｐＨ値は長期間に亘って１１〜１２の間
を保持していることがわかる。

【００２２】以上の図６〜図８の説明から分かるよう
に、本実施の形態のように地中梁７，９の周囲を１０ｃ
ｍ以上の厚みでセメント系の固化材を用いた改良土１１
によって覆うことにより、長期間に亘って地中梁７，９
の周面のｐＨ値を１１〜１２に保持することができ、こ
れによって地中梁７，９の周面に不動態皮膜が形成され
て、地中梁７，９の腐食を防止できるのである。

【００２３】以上のように、本実施の形態によれば、改
良土１１を用いることで、締め固めの作業が不要となる
と共に、地中梁として鋼製のものを用いた場合にも特別
な腐食対策をすることなく腐食防止を図ることができ
る。また、構造物周辺の地盤沈下や想定外の外力が地中
梁７，９に作用したような場合にも、改良土１１が地中
梁７，９から剥離することがない。

【００２４】なお、上記の実施の形態１においては地盤
２と改良土１１との間の止水性を高めるために止水板１
３を設置する例を示したが、改良土１１の上面に凹凸を
形成することによって止水壁を形成することで止水性を
高めるようにしてもよい。また、上記の実施の形態１に
おいてはセメント系の固化材又は石灰系の固化材を用い
た例を示したが、改良土が一定の強度を有し、一定のｐ
Ｈ値（１１〜１２）を保持するものであれば、セメント
系の固化材又は石灰系の固化材に限定するものではな
い。

【００２５】また、上記の実施の形態１の改良土１１は
全体に繊維を添加した構成であるが、例えば地中梁７，
９のようにＨ形断面梁の場合には、下部フランジを挟ん
で上下にある改良土の一体化が保持できれば、地盤沈下
により下方に空間ができた場合にも改良土が崩れるのを
防止できるので、繊維を添加する改良土は下部フランジ
の少し上ぐらいまでとし、それよりも上部の改良土には
繊維を添加しないようにすることもできる。このように
すれば、繊維の量を減らし、コストを低く抑えることが
できる。すなわち、改良土全体に繊維を添加しなくて
も、地中梁の形状との関係で必要な部位の改良土のみに
繊維を添加するようにしてもよいということである。

【００２６】なお、改良土が一定の強度を有しさえすれ
ば、ｐＨ値が一定でなくても、腐食性を考慮する必要の
ない地中梁については利用できることは言うまでもな
い。

【００２７】実施の形態２．図９は本発明の一実施の形
態を説明するための斜視図、図１０は正面断面図、図１
１は図１０における矢視Ａ−Ａ断面図、図１２は図１０
における矢視Ｂ−Ｂ断面図、図１３は図１０における矢
視Ｃ−Ｃ断面図である。以下、図９〜図１３に基づいて
実施の形態２を説明する。なお、図９〜図１３において
実施の形態１を示した図１〜図５と同一部分には同一符
号を付してある。

【００２８】実施の形態２においては床スラブとしてデ
ッキプレートを用いて、このデッキプレート上に土間コ
ンクリートを打設するようにしたものである。基本的な
構成は実施の形態１と同様であるので、以下においては
実施の形態１と異なる点についてのみ説明する。１６は
地中梁７，９をセットするときに用いる梁セット用治
具、１９は２０ｃｍ〜３０ｃｍのピッチで地中梁７，９
に設置された取付材１７を介して地中梁７，９に取り付
けられたアングル材、２１は周縁部がアングル材１９に
載置されてセットされたデッキプレートである。

【００２９】次に、施工手順を説明する。地盤２にコン
クリート充填杭１を設置し、杭上部を柱５を有するフー
チング２０で一体化する。次に、柱５に地中梁７，９を
予め掘削された溝（地中梁７，９の周囲に少なくとも１
０ｃｍの隙間ができるように掘削しておく。）に梁セッ
ト用治具１６を用いて配置すると共に柱５に接合する。
そして、掘削土と固化材と繊維と水の混合物からなる改
良土１１を地中梁７，９を布設した溝内に投入して埋め
戻す。そして、止水板１３を設置し、混合物が固化後、
その表面を軽く削り取りならしておく。その後、取付材
１９を２０ｃｍ〜３０ｃｍのピッチで地中梁７，９に設
置し、さらにアングル材１９を取付材１７に接合する。

【００３０】次に、デッキプレート２１の周縁部をアン
グル材１９に載置する。その後、アングル材１９で囲ま
れた地中梁７，９の周囲及びデッキプレート２１上にコ
ンクリートを打設する。この地中梁７，９の周囲にコン
クリートを打設する際に、アングル材１９が型枠の役割
をすることになる。

【００３１】実施の形態２によれば、床スラブとしてデ
ッキプレートを用いたので、土間コンクリートを打設す
る際に地盤の均し作業と締め固め作業が不要となる。

【００３２】実施の形態３．図１４は本発明の他の実施
の形態を説明するための斜視図、図１５は正面断面図、
図１６は図１５における矢視Ａ−Ａ断面図、図１７は図
１５における矢視Ｂ−Ｂ断面図、図１８は図１５におけ
る矢視Ｃ−Ｃ断面図である。図１４〜図１８において実
施の形態１と同一部分には同一の符号を付してある。

【００３３】本実施の形態は基礎部の構造が実施の形態
１と異なるものに本発明を適用したものであり、基礎部
以外の構成は実施の形態１と同様である。まず、図１４
〜図１８に基づいて本実施の形態によって施工された完
成状態について説明し、その後で施工手順を説明する。
図１４〜図１８において、３１は地盤３２に設置されて
周囲にグラウト３４（又はコンクリート）を注入すると
共に内部にコンクリート３３を充填したコンクリート充
填杭、５は下端がコンクリート充填杭３１の上端部に挿
入設置された柱である。

【００３４】地中梁７，９、改良土１１、止水板１３、
土間コンクリート１５、梁セット治具１６の構成につい
ては実施の形態１と同様である。

【００３５】次に、施工手順を説明する。地盤３２にコ
ンクリート充填杭３１を設置すると共に、柱５をコンク
リート充填杭３１に立設する。次に、柱５に地中梁７，
９を予め掘削された溝（地中梁７，９の周囲に少なくと
も１０ｃｍの隙間ができるように掘削しておく。）に配
置すると共に柱５に接合する。そして、掘削土と固化材
と繊維と水の混合物からなる改良土１１を地中梁７，９
を布設した溝内に投入して埋め戻す。そして、止水板１
３を設置し、混合物が固化後、その表面を軽く削り、土
間コンクリート１５を施工する。

【００３６】実施の形態４．図１９は本発明の他の実施
の形態を説明するための斜視図、図２０は正面断面図、
図２１は図２０における矢視Ａ−Ａ断面図、図２２は図
２０における矢視Ｂ−Ｂ断面図、図２３は図２０におけ
る矢視Ｃ−Ｃ断面図である。本実施の形態は基礎部の構
造が実施の形態２と異なるものに本発明を適用したもの
であり、基礎部以外の構成は実施の形態２と同様であ
る。また、基礎部の構造は実施の形態３と同様である。
そこで、図１９〜図２３において実施の形態２，３を示
した図９〜図１３、図１４〜図１８と同一部分には同一
符号を付して、以下施工手順について説明する。

【００３７】地盤３２にコンクリート充填杭３１を設置
すると共に、柱５をコンクリート充填杭３１に立設す
る。次に、柱５に地中梁７，９を予め掘削された溝（地
中梁７，９の周囲に少なくとも１０ｃｍの隙間ができる
ように掘削しておく。）に梁セット用治具１６を用いて
配置すると共に柱５に接合する。そして、掘削土と固化
材と繊維と水の混合物からなる改良土１１を地中梁７，
９を布設した溝内に投入して埋め戻す。そして、止水板
１３を設置し、混合物が固化後、その表面を軽く削り取
りならしておく。その後、取付材１９を２０ｃｍ〜３０
ｃｍのピッチで地中梁７，９に設置し、さらにアングル
材１９を取付材１７に接合する。

【００３８】次に、デッキプレート２１の周縁部をアン
グル材１９に載置する。その後、アングル材１９で囲ま
れた地中梁７，９の周囲及びデッキプレート２１上にコ
ンクリートを打設する。この地中梁７，９の周囲にコン
クリートを打設する際に、アングル材１９が型枠の役割
をすることになる。

【００３９】なお、以上の説明においては、鋼製の地中
梁を例に挙げて説明したが、本発明は鋼製の地中梁に限
定するものではなく、鉄筋コンクリート梁にも適用する
ことができるのは言うまでもない。

【００４０】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成したの
で以下に示すような効果を奏する。

【００４１】地中梁設置のために掘削された溝に地中梁
を配置して柱に設置後、土と固化材と繊維と水との混合
物からなる改良土により前記溝を埋め戻すようにしたの
で、埋戻し後に土の締固め作業や良質の土の調達が不要
となり、省力化、短工期、環境良好、低コストの地中梁
の施工が可能となる。また、繊維を添加することによ
り、構造物周辺の地盤沈下や想定外の外力が地中梁に作
用したような場合にも、改良土が地中梁から剥離するこ
とがない。

【００４２】また、溝の掘削の際に発生した掘削発生土
を使用するようにしたので、掘削残土の処分量及び費用
を低減できる。

【００４３】さらに、固化材としてセメント系の固化材
又は石灰系の固化材を用いることにより、地中梁として
鋼製のものを使用しても、腐食を防止できる。

【００４４】また、地中梁が、改良土に少なくとも１０
ｃｍの厚さで覆われるようにしたので、確実の腐食防止
を図ることができる。

【００４５】さらに、改良土と該改良土の上に打設する
土間コンクリートとの間に止水板を設置したので、地中
梁側に地下水侵入するのを防止して、地中梁の腐食等を
防止することができる。

【００４６】また、改良土の上面に凹凸を形成して該改
良土と該改良土の上に打設する土間コンクリートとの間
の止水性を向上させるようにしたので、上記と同様に地
中梁側に地下水侵入するのを防止して、地中梁の腐食等
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態における地中梁施工状
態の斜視図である。

【図２】 本発明の一実施の形態における地中梁施工状
態の正面断面図である。

【図３】 図２における矢視Ａ−Ａ断面図である。

【図４】 図２における矢視Ｂ−Ｂ断面図である。

【図５】 図２における矢視Ｃ−Ｃ断面図である。

【図６】 地盤のｐＨ値と鋼材の腐食速度の関係を示し
た図表である。

【図７】 改良土のｐＨの追跡調査を示すグラフであ
る。

【図８】 改良土を通過した通過水のｐＨ値の経時変化
を示すグラフである。

【図９】 本発明の他の実施の形態における地中梁施工
状態の斜視図である。

【図１０】 本発明の他の実施の形態における地中梁施
工状態の正面断面図である。

【図１１】 図１０における矢視Ａ−Ａ断面図である。

【図１２】 図１０における矢視Ｂ−Ｂ断面図である。

【図１３】 図１０における矢視Ｃ−Ｃ断面図である。

【図１４】 本発明の他の実施の形態における地中梁施
工状態の斜視図である。

【図１５】 本発明の他の実施の形態における地中梁施
工状態の正面断面図である。

【図１６】 図１５における矢視Ａ−Ａ断面図である。

【図１７】 図１５における矢視Ｂ−Ｂ断面図である。

【図１８】 図１５における矢視Ｃ−Ｃ断面図である。

【図１９】 本発明の他の実施の形態における地中梁施
工状態の斜視図である。

【図２０】 本発明の他の実施の形態における地中梁施
工状態の正面断面図である。

【図２１】 図２０における矢視Ａ−Ａ断面図である。

【図２２】 図２０における矢視Ｂ−Ｂ断面図である。

【図２３】 図２０における矢視Ｃ−Ｃ断面図である。

【符号の説明】

１ 杭 ５ 柱 ７，９ 地中梁 １１ 改良土 １３ 止水板 １７ 取付材 １９ アングル材 ２０ フーチング ２１ デッキプレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 信宏 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 星 秀明 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 2D046 AA00

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中梁設置のために掘削された溝に地中
   梁を配置して柱に設置後、土と固化材と繊維と水との混
   合物からなる改良土により前記溝を埋め戻すことを特徴
   とする地中梁の施工方法。
2. 【請求項２】 前記土は前記溝の掘削の際に発生した掘
   削発生土を使用することを特徴とする請求項１記載の地
   中梁の施工方法。
3. 【請求項３】 前記固化材はセメント系の固化材又は石
   灰系の固化材であることを特徴とする請求項１又は２記
   載の地中梁の施工方法。
4. 【請求項４】 前記地中梁が、前記改良土に少なくとも
   １０ｃｍの厚さで覆われるようにしたことを特徴とする
   請求項３記載の地中梁の施工方法。
5. 【請求項５】 前記改良土と該改良土の上に打設する土
   間コンクリートとの間に止水板を設置したことを特徴と
   する請求項１〜４のいずれかに記載の地中梁の施工方
   法。
6. 【請求項６】 前記改良土の上面に凹凸を形成して該改
   良土と該改良土の上に打設する土間コンクリートとの間
   の止水性を向上させるようにしたことを特徴とする請求
   項１〜５のいずれかに記載の地中梁の施工方法。