JP2006257743A - ソイルセメント柱列壁、ソイルセメント壁杭、ソイルセメント構造及び基礎構造 - Google Patents

ソイルセメント柱列壁、ソイルセメント壁杭、ソイルセメント構造及び基礎構造 Download PDF

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【課題】
安価で短期間で構築することがき、建物外周近傍の基礎杭の代わりとして用いることが可能なソイルセメント柱列壁及びこのソイルセメント柱列壁を用いた基礎構造を提供すること。
【解決手段】
ソイルセメント列柱壁10に適宜間隔をあけて支持層23の深さまで到達する壁杭部15を設ける。壁杭部15の下端付近のソイルセメントには高強度ソイルセメント19を用い、H型鋼12を鋼板13によって水平方向に緊結する。さらに、H型鋼12及び鋼板13の表面にはソイルセメント柱列壁10中心にむけてスタッド14を設ける。
【選択図】 図1

Description

本発明は、建物の基礎杭としても機能し得るソイルセメント柱列壁、ソイルモルタル壁杭、ソイルセメント構造及び前記ソイルセメント柱列壁と基礎杭とからなる基礎構造に関する。
従来より、建物の地下構造物を施工する場合は、地下構造物の外周に山留め壁を施工し、山留め壁で囲まれた内部を掘削していく工法が広く実施されている。特に、ソイルセメント柱列壁は、比較的に低コストで構築できるため、山留め壁として頻繁に用いられている。そのため、建物の外周の地中には山留め壁が埋設されている。
しかし、山留め壁には基礎としての機能を期待していないため、建物の外周には山留め壁とは別に基礎杭を設けなければならず、これは非効率である。そこで、例えば特許文献1には、建物外周の要所位置において、山留め壁であるソイルセメント柱列壁のH鋼芯材の下端を支持層に到達するように形成し、ソイルセメント柱列壁の一部を基礎構造として用いる方法が記載されている。
特許第2736542号公報
特許文献1記載の方法では、ソイルセメント柱列壁の掘削孔一つ分のソイルを支持層まで到達させ、その中心に一本のH型鋼を埋設することで、ソイルセメントの柱を形成し、基礎杭の代わりとして用いている。しかし、上記のソイルセメントの柱では、強度が不十分であり建物の鉛直荷重を負担するために十分な鉛直方向及び水平方向の強度を得ることは難しい。
そこで、本発明の目的は、安価で短期間に構築できるとともに、水平方向及び鉛直方向荷重を負担することができるソイルセメント柱列壁及びこのソイルセメント柱列壁と複数の杭からなる基礎構造を提供することである。
第1の発明であるソイルセメント柱列壁は、建物の地中に設けられるソイルセメント柱列壁であって、横方向に並べた複数本の鉄骨と、これら鉄骨を壁面両側でお互いに連結する横方向に延びる鋼材とを備える芯部材をソイルセメント内に埋設してなることを特徴とする。
また、第2の発明であるソイルセメント壁杭は、上記のソイルセメント柱列壁を支持層まで到達させ、支持層内のソイルセメントを高強度ソイルセメントで構成してなることを特徴とする。
また、第3の発明であるソイルセメント構造は、ソイルセメント柱列壁により構成されたソイルセメント構造であって、前記ソイルセメント柱列壁の一部を上記のソイルセメント壁杭で構成してなることを特徴とする。なお、前記ソイルセメント構造において、前記ソイルセメント壁杭以外の部分のソイルセメント柱列壁を上記のソイルセメント柱列壁で構成してもよい。
以上のソイルセメント柱列壁、ソイルセメント壁杭、及び、ソイルセメント構造において、前記鋼材の他方の鋼材と対向する側の面にはスタッドが設けられているとよい。さらに、上記のソイルセメント壁杭は、ソイルセメント柱列壁に沿って適宜な間隔をおいて複数設けられていること望ましい。
上記のソイルセメント柱列壁は、通常のソイルセメント柱列壁に比べて、水平方向耐力及び鉛直方向耐力が向上しているため、基礎杭の代わりとして建物の荷重を負担することができ、建物外周近傍の基礎杭を減らすことができる。このため、基礎杭を造成するためのコストを抑え、工期を短縮することが可能である。
なお、本発明は、上記のソイルセメント柱列壁と、複数の基礎杭を備えることを特徴とする建物の基礎構造を含むものとする。また、前記基礎杭は、上記ソイルセメント壁杭であってもよい。
ソイルセメント柱列壁に鉛直方向及び水平方向の支持力を向上させた壁杭部を設けることで、建物の外周近傍の基礎杭として機能させて、基礎杭の本数を減らすことができ、基礎杭の施工にかかっていたコストや施工期間を減らすことができる。
以下、本発明の一実施形態であるソイルセメント柱列壁について図面に基づき説明する。図1は、本実施形態のソイルセメント柱列壁の横断面図であり、図2は、ソイルセメント柱列壁の縦断面図であり、図3は、ソイルセメント柱列壁の配置図である。図1〜図3に示すように、本実施形態のソイルセメント柱列壁10は建物25の地下部分の外周を包囲している。
ソイルセメント柱列壁10には適宜間隔をあけて壁杭部15が設けられており、壁杭部15はソイルセメント11とソイルセメント11に埋設された芯部材21とで構成される。図4は、壁杭部15の詳細構成を示す平面図である。同図に示すように、芯部材21は、横方向に並べられた複数のH型鋼12と、横方向に延び、これらのH型鋼12を互いに連結する鋼板13と、鋼板13の内側の面(他方の鋼板13と対向する側の面)に取付けられたスタッド14とからなる。鋼板13と複数のH型鋼12とは、溶接又はボルト接合により一体に緊結されており、H型鋼12及び鋼板13にはソイルセメント柱列壁10の中心に向かってスタッド14が取付けられている。
ソイルセメント11は、普通強度のソイルセメント20からなる部分と高強度ソイルセメント19からなる部分とを含んでいる。高強度ソイルセメント19は、普通強度のソイルセメント20に比べて土砂16に対するセメント量の割合を増加させることにより形成され、4[N/mm]〜20[N/mm]程度の強度を有するソイルセメントである。壁杭部15の下端付近の部分は高強度ソイルセメント19により構成され、その他の部分は普通強度のソイルセメント20により構成されている。
通常のソイルセメント柱列壁は、地盤を掘削することで発生した土砂と掘削機の先端から噴出されたセメントミルクを混合攪拌してソイルセメントを形成し、このソイルセメントが硬化する前に鉄骨を挿入することで構築される。本実施形態のソイルセメント柱列壁10を構築する場合は、支持層23に相当する部分の土砂16を掘削しながら、掘削した土砂16とセメントミルク17とを混合攪拌する際に、セメント量を増加させることで、支持層23に相当する部分のソイルセメント11を高強度ソイルセメント19とする。さらに、壁杭部15に埋設される芯部材21は、予め地上において、複数のH型鋼12を鋼板13により緊結し、H型鋼12にスタッド14を取付けた後、ソイルセメント11に埋設すればよい。
なお、ソイルセメント柱列壁10の壁杭部15以外の部分は、通常のソイルセメント柱列壁と同様に形成すればよい。また、ソイルセメント柱列壁10の構築後に建物25の地下構造を施工する際に、ソイルセメント柱列壁10にシアコネクタ等を取付け、ソイルセメント柱列壁10と建物25の地下構造とを一体に構築するとよい。
上記の構成のソイルセメント柱列壁10により、以下の効果が得られる。
建物25とソイルセメント柱列壁10が一体に構築されているため、建物25の鉛直方向荷重及び建物25に働く水平方向荷重はソイルセメント柱10の壁杭部15に伝えられる。壁杭部15は複数のH型鋼12を鋼板13により一体に緊結されており、複数のH型鋼12が一体となって水平方向荷重を負担するため、通常のソイルセメント柱列壁に比べ、水平方向耐力が向上する。また、壁杭部15の下端付近のソイルセメント11を高強度ソイルセメント19としたため、ソイルセメント柱列壁10はより強固に地盤に支持される。このため、ソイルセメント柱列壁10は、建物25から伝達された水平方向及び鉛直方向荷重により座屈や破壊されることなく、支持層23に鉛直方向及び水平方向の双方の荷重を伝達することができ、建物25を強固に支持することができる。このようにソイルセメント柱列壁10の壁杭部15は基礎杭と同様の機能を持っており、壁杭部15を基礎杭の代わりとして用いることが可能である。
そこで、建物25周辺の基礎杭の代わりに用いたソイルセメント柱列壁10と基礎杭とからなる基礎構造30について説明する。図5(A)は、通常の基礎杭31のみからなる基礎構造における基礎杭31の配置を比較のために示す平面図であり、図5(B)は本発明のソイルセメント柱列壁10と基礎杭31とからなる基礎構造30の基礎杭31の配置を示す平面図である。図5(A)に示すように、基礎杭31のみからなる基礎構造は、所定の間隔をあけて格子状に基礎杭31を設けて構成される。しかし、図5(B)に示すように本発明のソイルセメント柱列壁10及び基礎杭31からなる基礎構造30によれば、建物25外周近傍の基礎杭31の代わりに、壁杭部15が水平方向及び鉛直方向荷重を負担することができるため、建物25の外周の基礎杭31を省略することが可能である。このため、外周近傍の基礎杭を構築する際に必要な費用を削減することができ、工期を短縮することができる。また、当然ながら、根切りを行う際は、ソイルセメント柱列壁10を山留め壁として用い、ソイルセメント柱列壁10の内部の掘削を行うことができる。そのため、仮設である山留め壁を再利用することができるため、工費を削減することが可能である。
なお、上記実施形態では、ソイルセメントとH型鋼及び鋼板とを一体化するため、スタッドを設ける構成としたが、これに限られず、ソイルセメントとH型鋼及び鋼板とが一体となればよい。
本発明のソイルセメント柱列壁の横断面図である。 ソイルセメント柱列壁の縦断面図である。 ソイルセメント柱列壁の配置図である。 壁杭部に埋設された杭芯材の詳細を示す図である。 (A)は、基礎杭のみからなる基礎構造における基礎杭の配置を示す平面図であり、(B)は本発明のソイルセメント柱列壁と基礎杭とからなる基礎構造における基礎杭の配置を示す平面図である。
符号の説明
10 ソイルセメント柱列壁
11 ソイルセメント
12 H型鋼
13 鋼板
14 スタッド
15 壁杭部
16 土砂
17 セメントミルク
18 セメント量の多いセメントミルク
19 高強度ソイルセメント
20 普通強度のソイルセメント
21 芯部材
23 支持層
24 軟弱層
25 建物
30 基礎構造
31 基礎杭

Claims (10)

  1. 建物の地中に設けられるソイルセメント柱列壁であって、
    横方向に並べた複数本の鉄骨と、これら鉄骨を壁面両側でお互いに連結する横方向に延びる鋼材とを備える芯部材をソイルセメント内に埋設してなることを特徴とするソイルセメント柱列壁。
  2. 請求項1記載のソイルセメント柱列壁を支持層まで到達させ、支持層内のソイルセメントを高強度ソイルセメントで構成してなることを特徴とするソイルセメント壁杭。
  3. ソイルセメント柱列壁により構成されたソイルセメント構造であって、前記ソイルセメント柱列壁の一部を請求項2記載のソイルセメント壁杭で構成してなることを特徴とするソイルセメント構造。
  4. 前記ソイルセメント壁杭以外の部分のソイルセメント柱列壁を請求項1記載のソイルセメント柱列壁で構成したことを特徴とする請求項3記載のソイルセメント構造。
  5. 前記鋼材の他方の鋼材と対向する側の面にはスタッドが設けられていることを特徴とする請求項1記載のソイルセメント柱列壁。
  6. 前記鋼材の他方の鋼材と対向する側の面にはスタッドが設けられていることを特徴とする請求項2記載のソイルセメント壁杭。
  7. 前記鋼材の他方の鋼材と対向する側の面にはスタッドが設けられていることを特徴とする請求項3又は4記載のソイルセメント構造。
  8. 前記ソイルセメント壁杭は、ソイルセメント柱列壁に沿って適宜な間隔をおいて複数設けられていることを特徴とする請求項3又は4記載のソイルセメント構造。
  9. 請求項1のソイルセメント柱列壁と、複数の基礎杭を備えることを特徴とする建物の基礎構造。
  10. 前記基礎杭は、請求項2記載のソイルセメント壁杭であることを特徴とする請求項9記載の建物の基礎構造。

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