JP2004060290A - 安定材付きベタ基礎工法 - Google Patents

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Abstract

【課題】安定材に上方から負荷がかかった場合でも該負荷を側面で受け止めて地盤への建物影響荷重を分散、軽減させてバランスと安定効果の向上を図ることができ、より不同沈下に強い安定材付きベタ基礎工法を提供すること。
【解決手段】基礎構築部分の近くに地盤の強弱により幅及び深さを調整した安定材造成用の溝3を、溝底面より上方に向けて次第に横断面が大きくなるように掘削するとともに、ソイルセメントを含む改良土質と置換し、該土質置換部分4をランマー等で転圧して土質強度と靭性をもたせた改良土質による安定材2を造った後、ベタ基礎部分にコンクリート5を打設して安定材とベタ基礎を一体化することを特徴とする。
【選択図】   図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば小規模の個人住宅建設予定地が軟弱地盤であるときに該軟弱地盤である基礎構築部分の近くに地盤安定材を打ち、地盤の不同沈下を抑止する安定材付きべタ基礎工法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
軟弱地盤においては不同沈下の可能性が高いので、該軟弱地盤である基礎構築部分の近くに地盤安定材を打って該安定材とベタ基礎部分とで囲まれた土を剛体にすることが、従来から行われている。また、超軟弱地盤等の場合は必要によってはこの安定材で囲まれたベタ基礎施工予定領域に打設杭を打ち、該打設杭と安定材を含むベタ基礎部分にコンクリートを打設して打設杭と安定材及びベタ基礎を一体化して、さらに強度アップを図っている(一例として、特開平8−63573号公報がある)。
【0003】
ところで、前記従来の安定材は、断面がいわゆる縦長の長方形状を呈し、その底面と上面の横断面が等しくなるように造られているため、建物影響荷重など上方から負荷がかかった場合、該負荷をその側面で受け止めることが難しく、負荷を側面に分散できないという問題があった。これは安定材だけでなく、丸棒杭である打設杭にも同様のことが言え、これらの問題が地盤安定のうえで重要な課題となっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこでこの発明は、前記のような従来の問題点を解決し、安定材に上方から負荷がかかった場合でも該負荷を側面で受け止めて地盤への建物影響荷重を分散、軽減させてバランスと安定効果の向上を図ることができ、より不同沈下に強い安定材付きベタ基礎工法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項1の発明は、基礎構築部分の近くに地盤の強弱により幅及び深さを調整した安定材造成用の溝を、溝底面より上方に向けて次第に横断面が大きくなるように掘削するとともに、ソイルセメントを含む改良土質と置換し、該土質置換部分をランマー等で転圧して土質強度と靭性をもたせた改良土質による安定材を造った後、ベタ基礎部分にコンクリートを打設して安定材とベタ基礎を一体化することを特徴とする。
【0006】
請求項2の発明は、請求項1において、安定材を造った後、該安定材で囲まれたベタ基礎施工予定領域に打設杭を打ち、しかる後にベタ基礎部分にコンクリートを打設して打設杭と安定材及びベタ基礎を一体化することを特徴とする。請求項3の発明は、請求項1において、安定材を造った後、該安定材で囲まれたベタ基礎施工予定領域に打設杭杭用の溝を、溝底面より上方に向けて次第に横断面が大きくなるように掘削するとともに、ソイルセメントを含む改良土質と置換し、該土質置換部分をランマー等で転圧して土質強度と靭性をもたせた改良土質による打設杭を造った後、ベタ基礎部分にコンクリートを打設して打設杭と安定材及びベタ基礎を一体化することを特徴とする。
【0007】
請求項4の発明は、請求項3において、打設杭用の溝を、安定材よりも幅及び深さが大きくなるように掘削することを特徴とする。請求項5の発明は、請求項3又は4において、打設杭用の溝の掘削に際し、溝を上方に向けて段階的に拡開した段差のある形状とすることを特徴とする。請求項6の発明は、請求項3ないし5のいずれかにおいて、打設杭用の溝の掘削に際し、安定材で囲まれたベタ基礎施工予定領域の縦横寸法に相違があるときは、該寸法に対応して、溝を長い辺側は長く、短い辺側は短く掘削することを特徴とする。
【0008】
請求項7の発明は、請求項3ないし6のいずれかにおいて、打設杭用の溝の深さが、安定材造成用の溝の深さの倍以上あることを特徴とする。請求項8の発明は、請求項1ないし7のいずれかにおいて、基礎の立ち上がり部の下部をベタ基礎の下面より下方に突出させ、この突出した基礎の立ち上がり部の下部の側面と安定材の上部の側面が係合するように安定材を造ることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。図1〜4は第1の実施の形態を示し、図1はベタ基礎工法の概略平面図、図2は図1のA−A線断面図、図3は図1のB−B線断面図である。
【0010】
以下、図面により具体的に説明する。図において1はベタ基礎工法で構築された安定材付きベタ基礎で、このベタ基礎1においては剛性を高めるために該基礎の下に安定材2を地中壁のように造っている。安定材2を造るには建物下部の基礎構築部分に格子状に溝3を掘って平面6等分の方形区画とするが、その際に溝底面より上方に向けて次第に横断面が大きくなるように掘削する。それと同時にソイルセメントを含む改良土質と置換し、該土質置換部分4をランマー等で転圧して土質強度と靭性とをもたせた改良土質の安定材2とする。ランマー等による転圧の状態を示すのが図4であり、矢印で示すように土質置換部分4の側面にも圧力が作用することがわかる。ソイルセメントは土質に対し通常140〜200kg/m程度混合する。安定材2を造った後、その上にコンクリート5を打設して安定材2とベタ基礎1を一体化する。この実施の形態では安定材2の断面は略逆台形となる。
【0011】
安定材造成用の溝3は、基礎構築部分の地盤の強弱により幅と深さが調整(通常は幅450〜600mm、深さ300〜1500mm位)される。安定材2により格子状に区画された部分の最大スパンは例えば3m×5mを上限として、地表面地盤の軟弱性により荷重影響線を図4の通り30°ラインを標準とする安定材2間の荷重影響線の最大深層部までを最大寸法hとする。このように土質置換部分4の埋め戻し時の転圧効果が周辺地盤面に深層部まで及び地耐力が向上する。
【0012】
前記のようなベタ基礎1において、上方から負荷がかかった場合、安定材2とベタ基礎部分とで囲まれた土を剛体として不同沈下を抑止するのに加え、該負荷を安定材2の側面でも受け止めて地盤への建物影響荷重を分散、軽減させることが可能となる。そのため、負荷をその側面で受け止められない従来の安定材に比べてベタ基礎1のバランスと安定効果の向上を図ることができ、より不同沈下に強いものとなる。
【0013】
図5〜8は第2の実施の形態を示し、図5はベタ基礎工法の概略平面図、図6は図5のC−C線断面図、図7は図1のD−D線断面図である。この実施の形態は、安定材2で囲まれた軟弱地盤において応力の再々配分のみで建物の不同沈下が防止できない場合(超軟弱地盤)などに実施される。
【0014】
すなわち、この実施の形態の場合も、第1の実施の形態と同様にして安定材12を造った後、安定材12で囲まれたベタ基礎施工予定領域(格子状に区画された部分)に安定材12よりも幅及び深さが大きい打設杭用の溝13,14を、溝底面より上方に向けて次第に横断面が大きくなるように掘削する。それと同時にソイルセメントを含む改良土質と置換し、該土質置換部分15,16をランマー等で転圧して土質強度と靭性をもたせた改良土質による打設杭17,18とする。ランマー等による転圧の状態を示すのが図8であり、矢印で示すように土質置換部分15,16の側面にも圧力が作用することがわかる。この場合のソイルセメントも安定材12と同様に土質に対し通常140〜200kg/m程度混合する。打設杭18の先端幅W2は打設杭17の先端幅W1よりも大きく形成される。
【0015】
打設杭17,18を造った後、その上にコンクリート19を打設して打設杭17,18と安定材12及びベタ基礎11を一体化する。前記掘削に際して、ベタ基礎施工予定領域の縦横寸法に相違がある場合、例えば図5の例のようにベタ基礎11の中央部に横長に区画された部分がある場合には、それに対応させて打設杭用の溝14を長い辺側は長く、短い辺側は短く掘削する。また、図示していないが、打設杭の溝13,14をベタ基礎施工予定領域のセンターでなく、やや外側の安定材12寄りに掘削してもよい。この実施の形態では打設杭17,18の断面は安定材12と同様な略逆台形となる。
【0016】
打設杭17,18を前記のようにベタ基礎施工予定領域のそれぞれに1本ずつ構築すると、全体荷重の軽減、荷重の再配分を図り、ベタ基礎11のバランスに有効である。最大寸法Hを超える場合は先端幅W2にて調整し、基準内に収める。地表面地盤の軟弱性により荷重影響線を図8の通り45°ラインを標準とする安定材12間の荷重影響線の最大深層部までを最大寸法Hとする。このように土質置換部分15,16の埋め戻し時の転圧効果が周辺地盤面に深層部まで及び地耐力が向上する。
【0017】
前記のようなベタ基礎11において、上方から負荷がかかった場合、安定材12とベタ基礎部分とで囲まれた土を剛体として不同沈下を抑止するのに加え、該負荷を安定材12の側面及び打設杭117,18の側面でも受け止めるので、地盤への建物影響荷重をより分散、軽減させることが可能となる。そのため、負荷をその側面で受け止められない従来の安定材に比べてベタ基礎11のバランスと安定効果の向上を図ることができ、より不同沈下に強いものとなる。
【0018】
打設杭17,18は地面から2M以内(荷重影響範囲)の地盤調査結果より杭の形状を決める。ベタ基礎施工予定領域の地盤がよければ、図9,10に示すように打設杭の溝13a,13bを上方に向けて段階的に拡開した複数の段差のある形状にして、打設杭17a,17bとすることも可能である。これによって段差のない溝13,14によって形成される打設杭17,18より摩擦力がより利用できる杭となり、負担荷重軽減、長期にわたる摩擦力・支持力が有効なものとなる。図9は段差を2段とし、図10は3段としている。いずれも、各段で少なくとも安定材造成用の溝より深く掘削される。図9,10では打設杭17を例として示したが、打設杭18を打設杭17a,17bと同様な段差のある形状としてもよいことは言うまでもない。このように溝により形成される打設杭17,18,17a,17bはベタ基礎施工予定領域の地盤の強弱により幅と深さが調整されるが、深さは少なくとも安定材12の深さの倍以上あることが望ましい。
【0019】
打設杭17aの1段目の先端幅Wに対して、2段目の先端幅W1はその半分程度の幅になっており、打設杭17bの1段目の先端幅Wに対して、2段目の先端幅W1と3段目の先端幅W2はそれぞれその半分程度の幅となっている。また、最大寸法Hは、それぞれの打設杭17a,17bの各段差の寸法h1,h2又はh3がプラスされた寸法になっている。各寸法は等しい寸法となっている。
【0020】
一方、前記のような打設杭17,18,17a,17bでなく、地盤が湿気の多く含むところである場合には図11に示すように柱状の長い打設杭20を用いることも可能である。この場合には打設杭20を予め造っておき、必要に応じて現場に運んで現場打ちとする。あるいは現場において安定材2,12と同様な方法で造ってもよい。
【0021】
図12は安定材と基礎立ち上がり部の変形例を示す。この例では基礎の立ち上がり部22の下部23をベタ基礎の下面より下方に突出させ、この突出した基礎の立ち上がり部の下部の側面と安定材12の上部の側面が係合するように安定材12を造っている。このような構成にすると、地震の横揺れに対して基礎の立ち上がり部22の下部23の側面が安定材12の上部の側面によって支持されることとなるため、強度が高くなり、ベタ基礎全体としても安定したものとなる。この変形例は、第2の実施の形態に適用した例で示したが、第1の実施の形態にも適用が可能である。
【0022】
前記各実施の形態では打設杭17,18,17a,17bの形状は好ましい一例であって、ほかにも例えば平面からみて十字に交差する形状のものなど、これ以外の形状としてもよく、要するに溝底面より上方に向けて次第に横断面が大きくなるように形状であれば任意の形状でよい。また、打設杭をベタ基礎施工予定領域にそれぞれ1本設けたが、本数は1本に限らず、2本以上設けてもよい。
【0023】
前記のようにこのベタ基礎工法によれば、安定材2,12及び打設杭17,18,17a,17bは残土の発生がなく、無廃土工法といえる。安定材が小型掘削機にて簡単に現場構築でき、大型重機を必要としない等、施工、コスト面で他の工法と比較して優れている。また、通常の基礎工事機械で施工でき、搬入、騒音等の諸問題が解決できる。また、軟弱層を地中壁としての安定材で囲むため、大地震時の液状化現象に対して有効な工法といえる。したがって、どのような地盤にも対応できる基礎補強工法である。
【0024】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、基礎構築部分の近くに地盤の強弱により幅及び深さを調整した安定材造成用の溝を、溝底面より上方に向けて次第に横断面が大きくなるように掘削するとともに、ソイルセメントを含む改良土質と置換し、該土質置換部分をランマー等で転圧して土質強度と靭性をもたせた改良土質による安定材を造った後、ベタ基礎部分にコンクリートを打設して安定材とベタ基礎を一体化するので、安定材とベタ基礎部分とで囲まれた土を剛体にしてベタ基礎の剛性を高めることができるだけでなく、上方から負荷がかかった場合でも該負荷を安定材の側面で受け止めて地盤への建物影響荷重を分散、軽減させてバランスと安定効果の向上を図ることができ、不同沈下がより強いものとなる。
【0025】
請求項2ないし4の発明によれば、さらに安定材で囲まれたベタ基礎施工予定領域が超軟弱地盤であるような場合でも、打設杭によって杭表面の摩擦力及び杭の先端支持力により地盤への負担荷重を軽減することができる。
【0026】
請求項5の発明によれば、打設杭の強度がさらに増す。請求項6の発明によれば、安定材で囲まれたベタ基礎施工予定領域の寸法に応じて強度対応が図れる。請求項7の発明によれば、打設杭が安定材の補完としての役割を効果的に果たすことができる。請求項8の発明によれば、基礎の立ち上がり部と安定材との接続を強め、地震などの横揺れにも十分に対応が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の、第1の実施の形態を示すベタ基礎工法の概略平面図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】図1のB−B線断面図である。
【図4】作用説明図である。
【図5】第2の実施の形態を示すベタ基礎工法の概略平面図である。
【図6】図5のC−C線断面図である。
【図7】図1のD−D線断面図である。
【図8】作用説明図である。
【図9】打設杭の変形例を示す図面である。
【図10】打設杭の変形例を示す図面である。
【図11】打設杭の変形例を示す図面である。
【図12】安定材と基礎立ち上がり部の変形例を示す図面である。
【符号の説明】
1 ベタ基礎
2 安定材
3 安定材造成用の溝
4 土質置換部分
5 コンクリート
11 ベタ基礎
12 安定材
13,14,13a,13b 打設杭用の溝
15,16 土質置換部分
17,18,17a,17b,20 打設杭
19 コンクリート
22 基礎の立ち上がり部
23 下部

Claims (8)

  1. 基礎構築部分の近くに地盤の強弱により幅及び深さを調整した安定材造成用の溝を、溝底面より上方に向けて次第に横断面が大きくなるように掘削するとともに、ソイルセメントを含む改良土質と置換し、該土質置換部分をランマー等で転圧して土質強度と靭性をもたせた改良土質による安定材を造った後、ベタ基礎部分にコンクリートを打設して安定材とベタ基礎を一体化することを特徴とする安定材付きベタ基礎工法。
  2. 安定材を造った後、該安定材で囲まれたベタ基礎施工予定領域に打設杭を打ち、しかる後にベタ基礎部分にコンクリートを打設して打設杭と安定材及びベタ基礎を一体化する請求項1記載の安定材付きベタ基礎工法。
  3. 安定材を造った後、該安定材で囲まれたベタ基礎施工予定領域に打設杭杭用の溝を、溝底面より上方に向けて次第に横断面が大きくなるように掘削するとともに、ソイルセメントを含む改良土質と置換し、該土質置換部分をランマー等で転圧して土質強度と靭性をもたせた改良土質による打設杭を造った後、ベタ基礎部分にコンクリートを打設して打設杭と安定材及びベタ基礎を一体化する請求項1記載の安定材付きベタ基礎工法。
  4. 打設杭用の溝を、安定材よりも幅及び深さが大きくなるように掘削する請求項3記載の安定材付きベタ基礎工法。
  5. 打設杭用の溝の掘削に際し、溝を上方に向けて段階的に拡開した段差のある形状とする請求項3又は4記載の安定材付きベタ基礎工法。
  6. 打設杭用の溝の掘削に際し、安定材で囲まれたベタ基礎施工予定領域の縦横寸法に相違があるときは、該寸法に対応して、溝を長い辺側は長く、短い辺側は短く掘削する請求項3ないし5のいずれかに記載の安定材付きベタ基礎工法。
  7. 打設杭用の溝の深さが、安定材造成用の溝の深さの倍以上ある請求項3ないし6のいずれかに記載の安定材付きベタ基礎工法。
  8. 基礎の立ち上がり部の下部をベタ基礎の下面より下方に突出させ、この突出した基礎の立ち上がり部の下部の側面と安定材の上部の側面が係合するように安定材を造る請求項1ないし7のいずれかに記載の安定材付きべタ基礎工法。
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