JP2004169308A - 基礎およびその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軟弱地盤の場合にも、深く杭を打ち込む必要がなく、容易に設置ができる基礎とその施工方法を提供すること。
【解決手段】貫入式基礎１は、地盤に配置された基礎ブロック（基礎躯体）１ａと、該基礎ブロック１ａから下方に延び、地盤に貫入される複数の板状部材（側板１ｂ、溝板１ｃ）とを備えている。側板１ｂ、溝板１ｃ、基礎ブロック１ａにより囲まれる位置に、共同溝として用いられる地中溝１ｄが設けられている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基礎の構造およびその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、構造物の基礎として、地盤が堅牢な場合には直接基礎が用いられるが、地盤が軟弱な場合には杭基礎が用いられるか、または地盤改良が行われていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１８１７１２号公報（段落［００２４］，［００２５］、ならびに図１を参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
軟弱地盤で道路橋などの基礎を施工する場合、安定した支持地盤まで杭を打ち込む杭打ち基礎を施工することが一般的である。しかしながら、杭基礎の施工は、非常に大掛かりであり、長い工期が必要となる。また、工事により排土が大量に発生するため、その処理コストがかさむという問題もある。また、特に長期の交通遮断ができない道路橋の施工や、地下に種々の埋設物が存在して支持地盤まで杭を打設することが不可能な都市部での施工には不適であった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、軟弱地盤の場合にも深く杭を打ち込む必要がなく、容易に設置ができる基礎とその施工方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】
請求項１に記載の基礎は、地盤に配置された基礎躯体と、該基礎躯体から下方に延び、地盤に貫入される複数の板状部材とを備えていることを特徴とする。
【０００６】
この発明においては、板状部材の間に地盤が挟まれることにより、その法線方向への移動が拘束されるから、軟弱地盤であっても基礎躯体を水平方向に堅固に拘束できる。また、板状部材が補強リブの効果を有するため、基礎の曲げ剛性が向上する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基礎において、対向した前記板状部材と、前記基礎躯体とに囲まれる位置に、共同溝が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
この発明においては、板状部材と基礎躯体とにより囲まれる地盤を、基礎設置前に予め掘削しておく。そして基礎を設置すると、掘削された部位を容易に共同溝とすることができる。
ここで、共同溝とは、電気、ガス、上下水道、電話回線、光ファイバなどの管路を収容するための地下施設である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の基礎において、前記基礎躯体には、地表側と地中側とを連通し地盤中に地盤改良剤を注入するための貫通孔が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
この発明においては、基礎設置後において、貫通孔を通して地盤改良剤を地盤中に注入可能である。したがって地盤を補強することができ、地盤の軟弱さに応じて支持力を強化できる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の基礎において、前記板状部材のうち、最も外側に設けられた板状部材には、該板状部材を挟んで両側を連通する孔が複数設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この発明においては、地盤中に注入された地盤改良剤が、板状部材に設けられた孔を通って基礎の内側の地盤と共に外側の地盤を強化する。したがって周囲の地盤に対する固定力が高まり、基礎の安定性が向上する。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の基礎において、前記基礎躯体から下方に延び、地盤中に貫入される杭状部材を備えていることを特徴とする。
【００１４】
この発明においては、杭状部材と地盤との間に大きな摩擦抵抗が生じるので、基礎の支持力が向上する。杭の径や杭どうしの配置、貫入本数を変えることで摩擦抵抗を容易に調整でき、軟弱地盤でも深く杭を打ち込まずとも安定した基礎とすることができる。
【００１５】
請求項６に記載の基礎は、地盤に配置された基礎躯体と、該基礎躯体から下方に延び、地盤表層部中に貫入される杭状部材とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
この発明においては、杭状部材と地盤との間に大きな摩擦抵抗が生じるので、基礎の支持力が向上する。杭の径や杭どうしの配置、貫入本数を変えることで摩擦抵抗を容易に調整でき、軟弱地盤でも深く杭を打ち込まずとも安定した基礎とすることができる。
なお、地表表層部は支持地盤に達しない地盤をいう。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の基礎において、前記杭状部材には、外周部に螺旋ねじが設けられていることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、螺旋ねじにより杭状部材をねじ込んで貫入させることができるので、貫入させることが容易である。また、貫入後は、単純な杭形状に比べて地盤に対する杭状部材一本あたりの摩擦抵抗を増大させることができるから、比較的少ない本数で支持力を向上させることができる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項５から７のいずれかに記載の基礎において、前記杭状部材は管状であると共に、該杭状部材の上端部は前記基礎躯体に設けられた貫通孔に固定され、前記杭状部材と貫通孔を通して地盤中に地盤改良剤を注入可能であることを特徴とする。
【００２０】
この発明においては、基礎設置後において、貫通孔および杭状部材の内部を通して地盤改良剤を地盤中に注入可能である。したがって地盤を補強することができ、地盤の軟弱さに応じて支持力を強化できる。
なお、杭状部材によって基礎躯体を支持するには大径である方が望ましいが、単に地盤改良剤を注入するための杭状部材を貫入させても良い。この場合は大径である必要はなく、細い径の杭状部材を使用可能である。そして、好ましくは外側下方に杭状部材を貫入させ、地盤改良剤を注入することで、基礎躯体の設置範囲を超えて、より広い範囲の地盤を補強することができる。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、地盤に配置された基礎躯体と、エネルギー吸収部材を介して前記基礎躯体下面に設けられた支持杭とを備えていることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、地震などによって基礎躯体が地盤から振動を受ける場合に、エネルギー吸収部材によって振動エネルギーを吸収することができる。したがって、深い杭を打ち込まなくても安定した基礎が得られる。
エネルギー吸収部材としては、例えば免震ゴム、ダンパーなどの免震装置を使用可能である。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、地盤に配置された基礎躯体と、該基礎躯体から下方に延ばされ、水平方向に互いに対向する部位を有する板状部材と、該板状部材の対向部位間に位置して、下方にすぼまるテーパ形状を有するテーパ杭とを備えていることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、板状部材の間に貫入されたテーパ杭により、板状部材の間の地盤が水平方向荷重を受けてテーパ杭と板状部材の間に拘束され、基礎の剛性を向上させることができる。
板状部材は、互いに対向する２枚の板状部材でも良いし、テーパ杭を取り囲む形状（例えば円筒状）などでもよい。
【００２５】
請求項１１に記載の基礎は、コ字状の下側開口溝部材が開口部を下方に向けて二つ並んで設けられ、さらにこれら下側開口溝部材間に位置して、該下側開口溝部材の下端部を互いに連結する底板が設けられていることにより、前記下側開口溝部材間に上方に開口部が向いた上側開口溝が形成され、該上側開口溝内に、地上構造物を支持する基礎ブロックが配置されていることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、上方および下方に開口を有する溝断面により剛性が高められることにより、軟弱な地盤であっても安定性に富んだ地盤を形成することができ、その溝上に基礎ブロックを配置するので、基礎ブロックの剛性を低減して、軽量・小型化を図ることができる。
【００２７】
請求項１２に記載の基礎は、コ字状の上側開口溝部材が開口部を上方に向けて二つ並んで設けられ、さらにこれら上側開口溝部材が互いに連結され、前記上側開口溝内に、地上構造物を支持する基礎ブロックが配置されていることを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、上方に開口を有する溝断面により剛性が高められることにより、軟弱な地盤であっても安定性に富んだ地盤を形成することができ、その溝上に基礎ブロックを配置するので、基礎ブロックの剛性を低減して、軽量・小型化を図ることができる。
【００２９】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１または１２に記載の基礎において、前記基礎ブロックと前記上側開口溝との間にエネルギー吸収部材が設けられていることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、地震などによって、基礎躯体が地盤から振動を受ける場合に、エネルギー吸収部材によって振動エネルギーを吸収することができる。
エネルギー吸収部材としては、例えば免震ゴム、ダンパーなどの免震装置を使用可能である。
【００３１】
請求項１４の基礎の施工方法は、貫入部材が地盤中に貫入され、該貫入部材の上方に基礎躯体が配置された状態とし、次いで前記基礎躯体に設けられた貫通孔を通して地盤中に地盤改良剤を注入することを特徴とする。
【００３２】
この発明においては、貫通孔を通して地盤改良剤を地盤中に注入可能である。したがって地盤を補強することができ、地盤の軟弱さに応じて支持力を強化できる。
なお、貫入部材としては、板状部材、杭状部材を挙げることができる。
【００３３】
請求項１５に記載の基礎の施工方法は、管状の杭状部材が地盤中に貫入され、該杭状部材の上方に基礎躯体が配置された状態とし、次いで前記杭状部材の内部に形成された流路を通じて地盤中に地盤改良剤を注入することを特徴とする。
【００３４】
この発明においては、杭状部材の内部を通して地盤改良剤を地盤中に注入可能である。したがって地盤を補強することができ、地盤の軟弱さに応じて支持力を強化できる。
【００３５】
請求項１６に記載の基礎の施工方法は、基礎躯体から下方に延ばされ、水平方向に互いに対向する部位を有する板状部材を地盤に貫入させて、次いで、前記板状部材の対向部位間に、下方にすぼまるテーパ形状を有するテーパ杭を打ち込むことを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、板状部材の間に貫入されたテーパ杭により、板状部材の間の地盤が水平方向荷重を受けてテーパ杭と板状部材の間に拘束され、基礎の剛性を向上させることができる。
板状部材は、互いに対向する２枚の板状部材でも良いし、テーパ杭を取り囲む形状（例えば円筒状）などでもよい。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。すべての図面において、同一または相当する部材には同一符号を付すことにより、重複する説明は省略する。
（第１の実施形態）
本発明の基礎の第１の実施形態に係る貫入式基礎１について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る貫入式基礎１を説明するための部分断面斜視図である。図２（ａ）は、図１におけるＡ視裏面図である。
貫入式基礎１は、大きくは、基礎ブロック１ａ（基礎躯体）と、側板１ｂ、１ｂ（板状部材）と、溝板１ｃ…（板状部材）とを備える。
【００３８】
基礎ブロック１ａは、地盤２に対して水平方向に配置されたブロックである。基礎ブロック１ａは、図１のように地盤２と同じ高さ（または地盤２より深く）となるように埋め込まれていてもよいし、地盤２を掘削せずに、地盤２の表面に配置されていてもよい。
【００３９】
側板１ｂ、１ｂは、基礎ブロック１ａの短手方向の端部からほぼ鉛直下方にほぼ平行に延ばされ、地盤２に貫入された板状部材である。
溝板１ｃ…は、側板１ｂ、１ｂの間で、基礎ブロック１ａの下面から鉛直下方に延ばされてほぼ平行に配置された板状部材である。溝板１ｃの高さは、いずれも側板１ｂよりも低く設定されている。
側板１ｂ、１ｂ、溝板１ｃ…は、板状部材であれば、どのような形状でもよい。例えば、下端部に湾曲を備えていても、櫛歯状であってもよい。板厚は一定でも、板厚が変化するテーパ状でもよい。特に、下端部にテーパ部が設けられていると、地盤２に貫入させやすいので好ましい。
【００４０】
また、図１に示したように、基礎ブロック１ａの直下の一部には、側板１ｂ、基礎ブロック１ａ、溝板１ｃにより、上方が囲まれた空洞である地中溝１ｄ（共同溝）が設けられている。
なお、図示はしていないが、側板１ｂや溝板１ｃの間の基礎ブロック１ａには、貫入施工時の空気抜きのための貫通孔や、地中溝１ｄ内の作業を行うための作業用の開口などが適宜設けられている。
【００４１】
貫入式基礎１の材料構成としては、ＲＣ造、ＰＣ造などのコンクリートブロックが採用できる。例えば、一体成形されたプレキャストコンクリートブロックを採用してもよいし、プレキャストコンクリート版を互いに接合して組み立てたものでもよい。また、それらに適宜の鋼材を組み合わせてもよい。
【００４２】
次に貫入式基礎１の施工方法の一例について説明する。
まず基礎ブロック１ａを埋め込む深さまで地盤２の表層を掘削する。このとき、地中溝１ｄを設ける場合は、そのための溝も所定位置に掘削しておく。
この工程は、基礎ブロック１ａを地盤２上に直に配置する場合や、地盤２がきわめて軟弱で貫入式基礎１の自重で沈降するような場合は、省略してもよい。あるいは、掘削する代わりに、地盤２の一部を軟化させる工程を設けてもよい。
【００４３】
次に、地盤２の所定位置に位置決めして、上方から貫入式基礎１を降下させる。そして貫入式基礎１を地盤２に貫入させる。
基礎ブロック１ａの下面が地中溝１ｄの上面を除いて地盤２と当接する位置まで下降させ、施工を完了する。
【００４４】
次に、このようにして施工された貫入式基礎１の作用について説明する。
本実施形態に係る貫入式基礎１によれば、直接基礎と異なり、側板１ｂ、溝板１ｃのような地盤２への貫入部材が設けられているので、側板１ｂおよび溝板１ｃ間で地盤が保持され、法線方向における支持力が向上する。なお、側板１ｂが溝板１ｃより高く、貫入式基礎１下方の地盤が側板１ｂ間に保持される。
また、側板１ｂ、溝板１ｃなどが、補強リブの効果を有するので、貫入式基礎１の曲げ剛性が向上される。
【００４５】
このように、貫入式基礎１は、地盤表層部に上から板状部材を貫入させるだけで形成できるから、支持岩盤まで杭を打つ必要が無く、施工が容易である。また、軽量でありながら、施工後には、剛性の高い基礎が形成できるという利点がある。
このような基礎は、道路橋などの橋梁基礎として有用であるが、例えば仮橋などの仮設構造物の基礎として用いるのにも好適である。
【００４６】
さらに、本実施形態では、地盤２の所定位置を掘削しておくだけで、地中溝１ｄを形成することができる。この地中溝１ｄは、電気、ガス、上下水道、電話回線、光ファイバなどの管路を収容するための地下施設であるいわゆる共同溝として利用することができる。したがって、基礎の形成とともに、共同溝を形成することができるから、施工効率が向上するという利点がある。
【００４７】
また、上記の第１の実施形態の説明において、溝板１ｃを側板１ｂにほぼ平行に配置する例を説明したが、溝板１ｃは種々の配置を採用することができる。
図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示したのはそのような変形例である。いずれも、図１のＡ視裏面図のみを示している。
【００４８】
図２（ｂ）に示した貫入式基礎１１は、側板１１ｂ、１１ｂの間に側板１１ｂに対してほぼ直交する方向に平行配列された溝板１１ｃ…が設けられている。溝板１１ｃは、その配置を除いて溝板１ｃと同様の構成を備える。
このような構成によれば、貫入式基礎１１は、側板１１ｂに直交する方向には、側板１１ｂにより、側板１１ｂと平行な方向には、溝板１１ｃ…により、それぞれ拘束されるから、水平方向の安定性を向上することができる利点がある。
【００４９】
図２（ｃ）に示した貫入式基礎１２は、側板１２ｂ、１２ｂの間に、互いに格子状に直交する溝板１２ｃ…、１２ｄ…を備えた例である。溝板１２ｃ、１２ｄは、その配置を除いて溝板１ｃと同様の構成を備える。
このような構成によれば、貫入式基礎１１に比べて、溝板１２ｃが追加された分だけ、水平方向の安定性が向上する。さらに、補強リブの効果が向上するから、貫入式基礎１２の剛性を向上することができるという利点がある。
【００５０】
図２（ｄ）に示した貫入式基礎１３は、側板１３ｂ、１３ｂの間に、貫入式基礎１２における溝板１２ｃ、１２ｄの交差部分が除去されて、それぞれ櫛歯状に整列され、全体として格子状に直交するように配置された溝板１３ｃ…、１３ｄ…を備える。
このような構成によれば、貫入式基礎１２と同様に水平二方向に強く拘束され、安定性が向上される。それに加えて、櫛歯状であるから、貫入時の抵抗を軽減することができるという利点がある。
なお、上記の変形例の他にも、例えば、板状部材を互いに射交させるように配置してもよいし、板状部材を円筒状に形成してもよい。
【００５１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の基礎の第２の実施形態に係る貫入式基礎３について説明する。
図３（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る貫入式基礎３を説明するための部分断面斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ視断面図である。
【００５２】
貫入式基礎３は、大きくは、基礎ブロック３ａ（基礎躯体）と、貫入部材である側板３ｂ、３ｂ（板状部材）と、溝板３ｃ…（板状部材）とを備える。それぞれは、貫入式基礎１の側板１ｂ、１ｂ、溝板１ｃ…にほぼ対応し、全く同様の外形状、配置を備え、同様の材料、製法によって製作される。以下では、貫入式基礎１の場合と同様の点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００５３】
基礎ブロック３ａは、貫通孔３ｅ…を側板３ｂの近傍の適宜位置に備えている。貫通孔３ｅには、地盤２にパイプを挿通して地盤改良剤３０を注入するための地盤改良剤注入機構４を着脱可能に取り付けられる。
側板３ｂには、適宜間隔で孔３ｄ…が設けられている。
貫通孔３ｅの下方には、地盤改良剤３０が注入されて地盤補強部３２が形成されている。
【００５４】
次に、貫入式基礎３の施工方法の一例について説明する。
貫入式基礎３を地盤２に貫入させるまでは、貫入式基礎１の場合と全く同様である。
貫入式基礎３では、その後、貫通孔３ｅに地盤改良剤注入機構４を取り付け、不図示のポンプや送出器などを用いて、地盤改良剤３０を地盤２に注入する。すると、地盤改良剤３０は、基礎ブロック３ａと側板３ｂで囲まれる範囲に充填され、一部は孔３ｄ…を透過して側板３ｂの外側近傍に出る。地盤改良剤３０が硬化することにより、基礎ブロック３ａの下方および側板３ｂに隣接した外方に地盤補強部３２が形成される。
地盤改良剤３０としては、地盤２の性状・種類や所望の補強強度などを考慮して周知の種々の地盤改良剤を採用できる。例えば、セメントミルク、グラウト剤などが採用できる。
【００５５】
地盤改良剤３０の注入が終了したら、地盤改良剤注入機構４を取り外し、順次、他の貫通孔３ｅへ移動して地盤補強部３２…を形成していく。このようにして、貫入式基礎３が施工される。
【００５６】
このような貫入式基礎３によれば、貫入式基礎１で説明した作用に加え、地盤補強部３２が形成されるから、貫入式基礎３下の剛性をさらに向上できる。したがって、さらに安定した基礎とすることができる。
【００５７】
また、特に側板３ｂ上の孔３ｄ…から側方へ射出される地盤改良剤３０により、貫入式基礎３の周囲の地盤に対して貫入式基礎３の固定力が高まり、さらに高い安定性を得ることができる。
【００５８】
また、地盤２の軟弱さに対応して形状を変えた貫入式基礎３を用意しなくても、地盤２の軟弱さに応じて、地盤補強部３２の大きさや個数を調整することで対応できる。その結果、貫入式基礎３の製造コスト低減されるという利点がある。
【００５９】
（第３の実施形態）
次に、本発明の基礎の第３の実施形態に係る貫入式基礎５について説明する。
図４は、本発明の第３の実施形態に係る貫入式基礎５を説明するための部分断面斜視図である。
貫入式基礎５は、大きくは、基礎ブロック５ａ（基礎躯体）と、側板５ｂ、５ｂ（板状部材）と、溝板５ｃ（板状部材）とを備える。それぞれは、貫入式基礎１の側板１ｂ、１ｂ、溝板１ｃにほぼ対応し、全く同様の外形状、配置を備え、同様の材料、製法によって製作される。以下では、貫入式基礎１の場合と同様の点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００６０】
基礎ブロック５ａから鉛直下方に、短杭６（杭状部材）が設けられ、地盤２に貫入される。
短杭６は、図５（ａ）に示したように、杭部６ａと螺旋ねじ部６ｂ（螺旋ねじ）とを備える。
杭部６ａは、小口径の鋼管杭を採用できる。口径の大きさは、地盤２の性状・種類や、設置本数や、コストなどから総合的に決めることができる。
螺旋ねじ部６ｂは、例えば、鋼板を杭部６ａに溶接したものを採用することができる。
【００６１】
次に、貫入式基礎５の施工方法の一例について説明する。
基礎設置前には、貫入式基礎５には短杭６を設けずに、短杭６を結合するための貫通孔５ｄを設けておく。そして、貫入式基礎１と同様にして、側板５ｂ、５ｂを、そして溝板５ｃを地盤２に貫入させて、基礎ブロック５ａが地盤上に水平となるように配置する。
そして、基礎ブロック５ａ上に設けた貫通孔５ｄから、短杭６をねじ込んで地盤２に貫入させる。そして、所定深さまで貫入させてから、基礎ブロック５ａと短杭６の上端部を、例えばセメントなどにより接合する。
このようにして、貫入式基礎５が施工される。
【００６２】
本実施形態に係る貫入式基礎５は、短杭６…が地盤２にねじ込まれて基礎ブロック５ａと接合されることにより、短杭６と地盤２との間に上下方向にも大きな摩擦抵抗が生じるので、貫入式基礎５の支持力が向上する。打ち込む本数を増やすことにより、貫入式基礎５と、側板５ｂ、５ｂ間の地盤２との一体性を強化し、剛性を向上させることができる。
【００６３】
なお、短杭６は、一例であって、他にも種々の杭を用いることができる。例えば、図５（ｂ）に示した短杭７を採用することができる。
短杭７は、短杭６と同様の杭部７ａ（管路）、螺旋ねじ部７ｂ（螺旋ねじ）を備え、さらに杭部７ａに孔７ｃが設けられたものである。このような構成により、短杭６と同様に、基礎ブロック５ａを通して地盤２にねじ込んで、基礎ブロック５ａに接合してから、杭部７ａの内部を排土して、上部からセメントミルク、グラウト剤などの地盤改良剤を地盤２に注入することができる。その結果、短杭７の近傍に地盤補強部が形成できるから、小径の短杭７でも大径の杭と同等の作用が得られ、貫入式基礎５の支持力を向上することができるという利点がある。またさらに、地盤２の性状・種類によっては、短杭６に代えて、螺旋ねじ部６ｂがなく、杭打ち機などにより上方から打ち込むタイプの杭を採用することもできる。
【００６４】
（第４の実施形態）
次に、本発明の基礎の第４の実施形態に係る短杭と直接基礎の併用方式の基礎８について説明する。
図６（ａ）は、本発明の第４の実施形態に係る短杭と直接基礎の併用方式の基礎８の部分断面斜視図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣ視断面図である。
短杭と直接基礎の併用方式の基礎８は、大きくは、直接基礎９（基礎躯体）と、ねじり杭１０…（杭状部材）とを備える。
【００６５】
直接基礎９は、地盤２に対して水平方向に配置されたブロックであり、それ自体で基礎として十分な剛性を備えているものである。例えば、ＲＣ造、ＰＣ造などのプレキャストコンクリートブロックを採用することができる。
長手方向の中央部には、ねじり杭１０…をねじ込んでから結合するための杭取付孔９ａ…が設けられている。
直接基礎９は、図６のように地盤２と同じ高さとなるように埋め込まれていてもよいし、地盤２を掘削せずに、地盤２の表面に配置されていてもよい。
【００６６】
ねじり杭１０は、管杭部１０ａ（管路）、螺旋ねじ部１０ｂ（螺旋ねじ）、孔１０ｃ…を備える大口径の鋼管杭である。ねじり杭１０は、杭の口径が大きいこと以外は、短杭７と同様の構成を備えており、管杭部１０ａ、螺旋ねじ部１０ｂ、孔１０ｃ…は、短杭７の杭部７ａ、螺旋ねじ部７ｂ、孔７ｃ…に対応している。そして、杭取付孔９ａを通して、地盤２に貫入され、上端部がセメントなどにより杭取付孔９ａと結合されている。なお、直接基礎９の厚さは、直接基礎９とねじり杭１０とを互いに高い剛性で固定するのに十分な厚さを有している。
ねじり杭１０の下部近傍には、地盤改良剤３０により、地盤補強部３２が形成されている。
【００６７】
次に、短杭と直接基礎の併用方式の基礎８の施工方法の一例を説明する。
まず、直接基礎９を地盤２に埋め込むために、地盤２を掘削する。地盤２上に配置する場合には、この工程は省略することができる。
そして、杭取付孔９ａを通して、ねじり杭１０をねじ込み、地盤２に貫入させる（例えば１．５ｍ程度）。そして直接基礎９とねじり杭１０とをセメントなどで結合する。さらに、管杭部１０ａ内部を排土する。
そして、上部から管杭部１０ａ内に地盤改良剤３０を注入する。地盤改良剤３０は、孔１０ｃ…を通して地盤２内に射出され、その近傍で硬化する。このようにして、ねじり杭１０の下端部近傍に地盤補強部３２が形成される。
このようにして、短杭と直接基礎の併用方式の基礎８が施工される。
なお、地盤２の性状・種類などにより、ねじり杭１０のねじ込みだけで基礎の支持力や安定性が確保される場合には、地盤改良剤３０の注入工程を省略してもよい。
【００６８】
本実施形態に係る短杭と直接基礎の併用方式の基礎８によれば、軟弱地盤など直接基礎の設置が困難な場合であっても、螺旋ねじ部１０ｂを備えるねじり杭１０を直接基礎９の下部に設けることにより、地盤２に対する基礎８の固定力を向上することができる。特に本実施形態では大径のねじり杭１０を用いることで、高い土圧でねじり杭１０が支持され、直接基礎９だけでは足りない支持力を得ることができる。
また、そのようなねじり杭１０…を直接基礎９に適宜本数配置することにより、水平方向の安定性も向上することができる。また、管杭部１０ａ内に地盤改良剤３０を注入し、地盤補強部３２を形成することが可能なので、さらに支持力を向上することができる。
【００６９】
なお、さらに基礎の安定性を向上するための変形例を、図７を参照して説明する。図７は、第４の実施形態に係る短杭と直接基礎の併用方式の基礎８の変形例を説明するためのＤ−Ｄ断面図である。
本変形例は、上記に説明した短杭と直接基礎の併用方式の基礎８に加えて、補強杭１４（鋼管）を備えるものである。
【００７０】
補強杭１４は、直接基礎９を貫通して上部から斜め下外方に向けて延ばされ、地盤２内に貫入された鋼管である。また、補強杭１４の下端部には、地盤改良剤３０を地盤２内に浸透させるための複数の孔が設けられている。
直接基礎９には、あらかじめ挿通孔９ｂが設けられ、直接基礎９を地盤２上に配置した後、補強杭１４を挿通して地盤２内に貫入させる。そして、上端部を挿通孔９ｂにセメントなどにより接合する。そして、補強杭１４の管内に地盤改良剤３０を注入し、下端部から地盤２内に浸透させる。
このようにして、補強杭１４の下端部に、球根状の地盤補強部３２が形成される。この地盤補強部３２は平面視において直接基礎９の外側に形成されるので、実際の直接基礎９の面積よりも広い範囲の地盤２との間で拘束力を得ることができる。
【００７１】
（第５の実施形態）
次に、本発明の基礎の第５の実施形態に係る短杭と直接基礎の併用方式の基礎１５について説明する。
図８は、本発明の第５の実施形態に係る短杭と直接基礎の併用方式の基礎１５を説明するための短手方向断面図である。
短杭と直接基礎の併用方式の基礎１５は、大きくは、直接基礎１６（基礎躯体）と、スカート部１６ｂ、１６ｂ（板状部材）と、テーパ杭１７とを備える。
【００７２】
直接基礎１６は、水平方向に配置されたブロックであり、それ自体として基礎として十分な剛性を備えているものである。短手方向のほぼ中央部にはテーパ杭１７を通すための杭取付孔１６ａが設けられている。
【００７３】
スカート部１６ｂ、１６ｂは、杭取付孔１６ａを挟んで直接基礎１６の下面両側部から下方に延ばされて地盤２に貫入する板状部材である。なお、スカート部１６ｂは、図８の紙面方向に延びる２枚の平板であってもよいが、杭取付孔１６ａの中心にほぼ一致する中心を備える円筒状や多角柱管状の板状部材であってもよい。
【００７４】
直接基礎１６、スカート部１６ｂ、１６ｂは、例えば、ＲＣ造、ＰＣ造などのプレキャストコンクリートブロックを採用することができる。
テーパ杭１７は、スカート部１６ｂと同程度の長さにわたって、上方から下方に向かって縮径するテーパ部１７ａと、その上側に設けられた杭取付孔１６ａと結合するための取付部１７ｂとを備える杭状部材である。テーパ杭１７の軸垂直断面はいかなるものでも良く、円形または多角形等を採用可能である。
テーパ杭１７の材質は、テーパ部１７ａが所定の圧縮強度を備えるならば、どのような材料であってもよく、例えばコンクリート製や鋼製が採用できる。
【００７５】
次に、短杭と直接基礎の併用方式の基礎１５の施工方法の一例を説明する。
まず、地盤２を掘削して、直接基礎１６の配置基盤面を形成する。
そして、スカート部１６ｂの下部を地盤２に貫入させて、直接基礎１６を降下させ、直接基礎１６を配置基盤面上に配置する。
そして、杭取付孔１６ａを通してテーパ杭１７を打ち込み、杭取付孔１６ａと取付部１７ｂを、例えばセメントなどで結合する。
このようにして、短杭と直接基礎の併用方式の基礎１５が施工される。
【００７６】
本実施形態に係る短杭と直接基礎の併用方式の基礎１５によれば、テーパ杭１７を打ち込むことにより、スカート部１６ｂ、１６ｂで挟まれる地盤２が、テーパ部１７ａの法線方向に圧縮される。その結果、直接基礎１６の下面、スカート部１６ｂの対向面に囲まれた短杭と直接基礎の併用方式の基礎１５の土圧が高まるので、その範囲内の地盤２に強い拘束効果が働く。その結果、短杭と直接基礎の併用方式の基礎１５の支持力が向上する。
【００７７】
この拘束効果は、スカート部１６ｂ、１６ｂによって取り囲まれる容積とテーパ杭１７が排除する土量との関係によって加減することができる。スカート部１６ｂに水平方向に開口があると土圧が逃れやすいので、拘束効果を高めるためには、スカート部１６ｂがテーパ杭１７を水平方向に連続して取り囲む筒状とすることが好ましい。
なお、テーパ杭１７の打ち込みを容易にするために、テーパ部１７ａの周囲に螺旋ねじ部を設けてねじ込みが可能なようにしておいてもよい。
【００７８】
（第６の実施形態）
次に、本発明の基礎の第６の実施形態に係る短杭と直接基礎の併用方式の基礎１８について説明する。
図９は、本発明の第６の実施形態に係る短杭と直接基礎の併用方式の基礎１８を説明するための短手方向断面図である。
短杭と直接基礎の併用方式の基礎１８は、大きくは、直接基礎１８ａ（基礎躯体）と、スカート部１８ｂ、１８ｂ（板状部材）と、免震ゴム１９（エネルギー吸収部材）と、支持杭２０とを備える。
【００７９】
直接基礎１８ａは、杭取付孔１６ａがない点を除いて図８の直接基礎１６と同様の構成とする。また、スカート部１８ｂは、スカート部１６ｂと同様の構成とする。
免震ゴム１９は、例えば積層ゴムを組み合わせてせん断ひずみや圧縮ひずみを熱に変換することにより、振動エネルギーを減衰する部材である。
支持杭２０は、直接基礎１８ａの下部の地盤２に打ち込まれている。
支持杭２０の上端部と直接基礎１８ａの下面の間に免震ゴム１９が配設されている。免震ゴム１９は、個別の継手（不図示）により、支持杭２０および直接基礎１８ａに接続される。
【００８０】
本実施形態に係る短杭と直接基礎の併用方式の基礎１８によれば、例えば地震などにより直接基礎１８ａが振動すると、支持杭２０との間に相対的な変位が生じる。免震ゴム１９が直接基礎１８ａと支持杭２０の両方に固定されているため、それらの相対変位は免震ゴム１９内のひずみとなり、逐次その振動エネルギーが減衰される。その結果、地震動などによる振動を減衰することができる。
このように、本実施形態では、深い杭を打ち込まなくても耐震性の向上した基礎を得ることができる。
【００８１】
なお、免震ゴム１９以外でも、エネルギーを吸収できるものであればよく、他にダンパー等を用いても良い。
また、本エネルギー吸収部材と支持杭２０とを適用するのは、特に上記実施形態のパイルドラフト式基礎に限定されず、いかなる種類の基礎に対して適用しても良い。
【００８２】
（第７の実施形態）
次に、本発明の基礎の第７の実施形態に係る埋め込み式基礎２２について説明する。
図１０は、本発明の第７の実施形態に係る埋め込み式基礎２２を説明するための部分断面斜視図である。図１１は、図１０の部分拡大図である。
埋め込み式基礎２２は、大きくは、基礎保持台２３と、基礎ブロック２４（基礎躯体）とを備える。
【００８３】
基礎保持台２３は、短手方向に左から下側、上側、下側にそれぞれ開口するコ字状の溝断面を備え、その断面を断面直角方向に直線的に延ばした薄板構造物である。
具体的には、コ字状の下側開口溝部材２３ａ、２３ａが開口部を下方に向けて二つ並んで設けられ、さらにこれら下側開口溝部材２３ａ、２３ａ間に位置して、該下側開口溝部材２３ａ、２３ａの下端部を互いに連結する底板２３ｂが設けられている。これにより、下側開口溝部材２３ａ、２３ａ間に上方に開口部が向いた上側開口溝２３ｃが形成されている。そして、該上側開口溝２３ｃ内に、Ｔ型橋脚（地上構造物）２１を支持する基礎ブロック２４が配置されている。
なお、下側開口溝部材２３ａ、２３ａのそれぞれ外側の板部（外側板）２３ｄの高さは、それぞれ内側の板部（内側板）２３ｅの高さに比べて長いことが好ましい。また、それぞれ上板２３ｆ、２３ｆには、後からグラウトセメント２５を注入するための孔（不図示）を設けておいてもよい。
【００８４】
上板２３ｆは、図１０に示したように地盤２と同一面に配置されていてもよいし、上下位置に配置されていてもよいが、いずれの場合にも、上板２３ｆ、２３ｆおよび底板２３ｂの下面（基礎保持台の下面）は、地盤２に荷重が伝達されるように支持されている。すなわち、底板２３ｂのように直接地盤２に当接されるか、上板２３ｆのように、隙間に充填剤としてグラウトセメント２５が充填されて地盤２に荷重が伝達される構成とされている。
ただし、強度上の問題がなければ、共同溝などのために、一部に地中溝を形成してもよい。
【００８５】
基礎保持台２３はどのような材料でもよく、例えば鋼板が採用できる。鋼板は、図１０に示したように平板でもよいが、長手方向に凹凸を設けて曲げ剛性を向上させた鋼板を採用してもよい。
【００８６】
基礎ブロック２４は、矩形断面のコンクリート製ブロックであり、上側開口溝２３ｃ内に配置される。その配置の仕方は、溝２３ｃに直に載せるだけでもよいし、溝２３ｃ内に、例えばモルタルなどで接着してもよい。さらに、図１１に示したように、底板２３ｂの上に、例えば積層ゴムなどからなる免震ゴム（エネルギー吸収部材）２６を配置し、その上に基礎ブロック２４を配置してもよい。また、必要であれば、内側板２３ｅ、２３ｅと基礎ブロック２４の間にも免震ゴムを設けてもよい。
【００８７】
また、基礎ブロック２４の構成は、図１１に示したように、少なくとも側面および上面を覆うコンクリート製のブロック２４ａに発泡スチロール２４ｂを内蔵させて軽量化を図ったいわゆるＥＰＳ工法を採用してもよい。
【００８８】
次に、埋め込み式基礎２２の施工方法の一例について説明する。
まず、地盤２に、上側開口溝２３ｃを配置するための溝を掘削する。
そして、地盤２に外側板２３ｄ、２３ｄを貫入させて、掘削した溝の所定位置に底板２３ｂが配置されるように、基礎保持台２３を下降させる。必要であれば、基礎保持台２３と地盤２との隙間にグラウトセメント２５を注入する。
そして、必要であれば、内側板２３ｅ、２３ｅ、底板２３ｂからなる溝内面に免震ゴム２６を配置して、基礎ブロック２４を溝内に配置する。
このようにして、埋め込み式基礎２２が施工される。
【００８９】
埋め込み式基礎２２によれば、基礎としての強度を基礎保持台２３と基礎ブロック２４で分担することができる。
基礎保持台２３は、下側開口溝部材２３ａ、上側開口溝２３ｃを通して、垂直荷重を地盤２に分散させて伝達する。基礎保持台２３は、薄板構造物のため、軽量であるが、断面係数が大きくなるように凹凸溝が形成されている。そして、外側板２３ｄが地盤２中に貫入するため、地盤２を水平方向に拘束することができる。
その結果、軟弱地盤であっても水平方向に安定した基礎を得ることができる。
また、底板２３ｂの上に、免震ゴム２６を配置し、その上に基礎ブロック２４を配置することで、基礎ブロック２４をより安定に支持することができる。
なお、エネルギー吸収部材としては免震ゴムだけではなく、他にダンパーなどの免震装置を使用可能である。
【００９０】
次に、本実施形態の変形例について説明する。
図１２は、本実施形態の変形例に係る埋め込み式基礎２８を説明するための部分断面斜視図である。
埋め込み式基礎２８は、大きくは、基礎保持台２９と、基礎ブロック２４、２４とを備える。
【００９１】
基礎保持台２９は、短手方向に左から上側、下側、上側にそれぞれ開口するコ字状の溝断面を備え、その断面を断面直角方向に直線的に延ばした薄板構造物である。
具体的には、コ字状の上側開口溝部材２９ａ、２９ａが開口部を上方に向けて二つ並んで設けられ、さらにこれら上側開口溝部材２９ａ、２９ａが互いに上板２９ｂにより連結されている。そして上側開口溝内２９ａ、２９ａ内に、門型橋脚（地上構造物）２７を支持する基礎ブロック２４、２４が配置されている。
【００９２】
上側開口溝部材２９ａの底板と、上板２９ｂの下面は、いずれも直接またはグラウトセメント２５を介して地盤２に支持されており、上下方向の荷重を分散して伝達する。上側開口溝部材２９ａ、２９ａは、地盤２に埋め込まれることにより、水平方向の拘束を形成する。
【００９３】
このように構成されていることにより、本実施形態の埋め込み式基礎２８によれば、基礎としての強度を基礎保持台２９と基礎ブロック２４で分担することができる。
基礎保持台２９は、上側開口溝部材２９ａ、上板２９ｂを通して、垂直荷重を地盤２に分散させて伝達する。基礎保持台２９は、薄板構造物のため、軽量であるが、断面係数が大きくなるように凹凸溝が形成されている。そして、二つ並んだ上側開口溝部材２９ａ、２９ａが地盤２中に貫入するため、地盤２を水平方向に拘束することができる。
その結果、軟弱地盤であっても水平方向に安定した基礎とすることができる。
なお、本実施形態においても上記と同様に上側開口溝部材２９ａと基礎ブロック２４との間に免震ゴム２６または他のエネルギー吸収部材を挟んでもよい。この場合も、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
以上のように、上記各実施形態においては、いずれも深く杭を打ち込むことなく基礎を設置することができるため、工期を短縮することができ、排土量も低減することができる。さらに、地下に埋設物がある場合でも基礎の設置が可能である。
なお、上記に説明した実施形態は、いずれも一例であって、それぞれの実施形態を任意に組み合わせてもよいことは言うまでもない。
【００９５】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明に係る基礎によれば、軟弱地盤の場合にも深く杭を打ち込むことなく基礎を設置することができるため、工期を短縮することができる。また、排土量も低減することができるから、低コストを実現することができる。さらに、地下に埋設物がある場合でも基礎の設置が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基礎の第１の実施形態を説明するための部分断面斜視図である。
【図２】図１におけるＡ視裏面図である。
【図３】本発明に係る基礎の第２の実施形態を説明するための部分断面斜視図およびＢ視断面図である。
【図４】本発明に係る基礎の第３の実施形態を説明するための部分断面斜視図である。
【図５】本発明に係る基礎の第３の実施形態に用いる杭状部材を説明するための斜視図である。
【図６】本発明に係る基礎の第４の実施形態を説明するための部分断面斜視図およびＣ視断面図である。
【図７】本発明に係る基礎の第４の実施形態の変形例を説明するためＤ−Ｄ断面図である。
【図８】本発明に係る基礎の第５の実施形態を説明するための短手方向断面図である。
【図９】本発明に係る基礎の第６の実施形態を説明するための短手方向断面図である。
【図１０】本発明に係る基礎の第７の実施形態を説明するための部分断面斜視図である。
【図１１】図１０の部分拡大図である。
【図１２】本発明に係る基礎の第７の実施形態の変形例を説明するための部分断面斜視図である。
【符号の説明】
１、３、５、１１、１２、１３ 貫入式基礎
１ａ、３ａ、５ａ 基礎ブロック（基礎躯体）
１ｂ、３ｂ、５ｂ、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ 側板（板状部材）
１ｃ、３ｃ、５ｃ、１１ｃ、１２ｃ、１３ｃ、１３ｄ 溝板（板状部材）
１ｄ 地中溝（共同溝）
２ 地盤
３ｄ、７ｃ、１０ｃ 孔
４ 地盤改良剤注入機構
６、７ 短杭（杭状部材）
６ｂ、７ｂ、１０ｂ 螺旋ねじ部（螺旋ねじ）
８、１５、１８ 基礎
９、１６ 直接基礎（基礎躯体）
１０ａ 管杭部（管路）
１４ 補強杭（鋼管）
１６ｂ スカート部（板状部材）
１７ テーパ杭
１７ａ テーパ部
１９、２６ 免震ゴム（エネルギー吸収部材）
２０ 支持杭（杭状部材）
２２、２８ 埋め込み式基礎
２３、２９ 基礎保持台
２４ 基礎ブロック
２４ｂ 発泡スチロール
２５ グラウトセメント
３０ 地盤改良剤
３２ 地盤補強部

Claims (16)

1. 地盤に配置された基礎躯体と、
   該基礎躯体から下方に延び、地盤に貫入される複数の板状部材とを備えていることを特徴とする基礎。
2. 請求項１に記載の基礎において、対向した前記板状部材と、前記基礎躯体とに囲まれる位置に、共同溝が設けられていることを特徴とする基礎。
3. 請求項１または２に記載の基礎において、
   前記基礎躯体には、地表側と地中側とを連通し地盤中に地盤改良剤を注入するための貫通孔が設けられていることを特徴とする基礎。
4. 請求項３に記載の基礎において、
   前記板状部材のうち、最も外側に設けられた板状部材には、該板状部材を挟んで両側を連通する孔が複数設けられていることを特徴とする基礎。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の基礎において、
   前記基礎躯体から下方に延び、地盤中に貫入される杭状部材を備えていることを特徴とする基礎。
6. 地盤に配置された基礎躯体と、
   該基礎躯体から下方に延び、地盤表層部中に貫入される杭状部材とを備えていることを特徴とする基礎。
7. 請求項５または６に記載の基礎において、
   前記杭状部材には、外周部に螺旋ねじが設けられていることを特徴とする基礎。
8. 請求項５から７のいずれかに記載の基礎において、
   前記杭状部材は管状であると共に、該杭状部材の上端部は前記基礎躯体に設けられた貫通孔に固定され、前記杭状部材と貫通孔を通して地盤中に地盤改良剤を注入可能であることを特徴とする基礎。
9. 地盤に配置された基礎躯体と、
   エネルギー吸収部材を介して前記基礎躯体下面に設けられた支持杭とを備えていることを特徴とする基礎。
10. 地盤に配置された基礎躯体と、
    該基礎躯体から下方に延ばされ、水平方向に互いに対向する部位を有する板状部材と、該板状部材の対向部位間に位置して、下方にすぼまるテーパ形状を有するテーパ杭とを備えていることを特徴とする基礎。
11. コ字状の下側開口溝部材が開口部を下方に向けて二つ並んで設けられ、さらにこれら下側開口溝部材間に位置して、該下側開口溝部材の下端部を互いに連結する底板が設けられていることにより、前記下側開口溝部材間に上方に開口部が向いた上側開口溝が形成され、
    該上側開口溝内に、地上構造物を支持する基礎ブロックが配置されていることを特徴とする基礎。
12. コ字状の上側開口溝部材が開口部を上方に向けて二つ並んで設けられ、さらにこれら上側開口溝部材が互いに連結され、
    前記上側開口溝内に、地上構造物を支持する基礎ブロックが配置されていることを特徴とする基礎。
13. 請求項１１または１２に記載の基礎において、
    前記基礎ブロックと前記上側開口溝との間にエネルギー吸収部材が設けられていることを特徴とする基礎。
14. 貫入部材が地盤中に貫入され、該貫入部材の上方に基礎躯体が配置された状態とし、
    次いで前記基礎躯体に設けられた貫通孔を通して地盤中に地盤改良剤を注入することを特徴とする基礎の施工方法。
15. 管状の杭状部材が地盤中に貫入され、該杭状部材の上方に基礎躯体が配置された状態とし、
    次いで前記杭状部材の内部に形成された流路を通じて地盤中に地盤改良剤を注入することを特徴とする基礎の施工方法。
16. 基礎躯体から下方に延ばされ、水平方向に互いに対向する部位を有する板状部材を地盤に貫入させて、
    次いで、前記板状部材の対向部位間に、下方にすぼまるテーパ形状を有するテーパ杭を打ち込むことを特徴とする基礎の施工方法。

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