JP2010059690A - 振動吸収機構を含む改良地盤、同施工方法、及び該改良地盤を含む建築物 - Google Patents

Abstract

【課題】 低周波数から高周波数までの幅広い範囲の振動領域の住環境侵入振動を軽減する改良地盤工法を提供する。
【解決手段】 建築物の地盤１側に位置するベースコンクリート４と建築物側に位置する基礎５との間に、一対の対向する摺動シート１２、１３と、前記一対の対向する摺動シート１２、１３を挟んで上下からそれぞれ覆う一対の平滑化シート１１、１４とを含む摺動機構１０を設ける。摺動機構１０の周囲は、ベースコンクリート４と基礎５とをつなぐ防水機構２０で覆われる。一対の対向する摺動シート１２、１３間の静摩擦係数は約０．１５から約０．２５とし、一対の対向する摺動シート１２、１３のいずれか一方又は双方をフッ素樹脂シートとしてこれを達成する。当該改良地盤には、さらに地盤１側に対する建築物側の位置ずれを調整する位置調整機構３０を設けることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両、鉄道などの走行時等に発生し、建築物に侵入する交通振動等の住環境侵入振動を軽減するための改善された地盤、およびその施工方法に関する。

自動車、電車等が走行する際に発生し、生活環境に影響を及ぼす交通振動が問題となっている。これらの振動は地盤を介して住宅家屋などの建築物に伝播し、建築物を振動させ、内部にいる人の身体を振動させ、かつ内部空間に固体音として放出されるため、住環境に被害を及ぼしている。中には走行移動手段が発生させる振動のレベルに留まらず、建築物の条件によってはその振動が発生振動の数倍にも増幅されることもあり、看過できない状況にもなり得る。

その他にも、例えば近隣の工場での操業に伴う振動、一時的な道路工事・建築工事などの作業により発生する振動なども、同様に生活空間に侵入する。このような地盤から建築物に伝搬される振動に加え、昨今では風力発電時の風車の回転によって発生する空気振動も住環境の障害要因となりつつある。本明細書では、交通振動を始めとするこれら居住環境に侵入して悪影響を及ぼす振動を総称して「住環境侵入振動」と呼ぶものとする。

交通振動を低減する対策として、従来技術では防振ゴムを利用した手段が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。ここでは、防振ゴムを建築物の基礎下に使用し、ゴムの固有振動数と地盤の振動数の比（振動数比）を２以上として共振を回避し、振動伝達率を１以下にして建築物内部への振動加速度レベル（ｇａｌ）を低減する工法（ＭＢＭ工法）が提案されている。
特許第３３７３８３４号

しかしながら、上述したＭＢＭ工法には未だ改善の余地があった。ＭＢＭ工法では、例えば地下鉄などの鉄道による、比較的高い卓越振動数（最も振幅が大きい振動の周期）であれば効果が得られるものの、道路を走行する車両などにより発生する低周波の交通振動に対しては十分な効果が得られない。交通振動の内、地下鉄電車走行時に発生する卓越振動数は約６０Ｈｚ〜８０Ｈｚほどであるのに対し、自動車走行時に発生する地盤の卓越振動数は約５Ｈｚ〜１５Ｈｚほどである。ちなみに、地震時に発生する地盤の卓越周波数は、１Ｈｚ〜６Ｈｚ（加速度で２５０〜１０００ｇａｌ、あるいはそれ以上）ほどといわれている。

加えて、防振ゴムの固有振動数は、鉛直荷重と歪みの関係から求められる定数であり、共振を避けて防振効果を高めるには、大きな鉛直荷重を負荷することによって歪み量を大きくし、かつ防振ゴムの固有振動数を小さく設計する事が重要となってくる。以上の理由により、防振ゴムを利用したＭＢＭ工法では、鉄道等による振動周波数領域での防振効果に限定されるものとなり、かつ適用対象が鉛直荷重の大きい中高層マンションを中心としたものに限定されてしまうという欠点を有している。

通常の２階建て住宅を見ると、新築の場合の住宅の固有振動数は５Ｈｚ程度であり、それが築１０年以上になると固有振動数は７Ｈｚから９Ｈｚ程度に変化する。上述した防振ゴムなどの防振系を例に建物の固有振動数と地盤の振動数比（振動伝達率）を見ると、交通振動の場合、新築では１〜３となって、共鳴点も含まれ得るものとなり、交通振動が増幅されることが分かる。これが築１０年以上となると、振動伝達率が０．５〜２程度となって、新築の場合よりも増幅範囲がより大きなものとなる。したがい、防振ゴムなどの防振系では特に２階建てなどの比較的軽量な戸建て住宅においては十分な交通振動等への振動対策が得られないことが分かる。

上述した状況に鑑み、本発明は、建築物の基礎となる地盤の改良において、低周波数から高周波数までの幅広い範囲の振動領域に対処可能であり、かつ建築物の鉛直荷重の大きさにも拘束されることのない、住環境侵入振動の低減効果を奏する改良地盤工法を提供することを目的としている。

本発明では、摺動、即ち共鳴点のない滑り性を持った改良地盤であれば、交通振動領域の周波数帯で共振することなく、その他の住環境侵入振動を含めて振動低減効果が期待できるとの発想に基づいてなされたものであり、具体的には以下の内容を含む。

すなわち、本発明による１つの態様は、建築物の土台を構成する地盤側のベースコンクリートと建築物側の基礎との間に、振動吸収機構を設けて住環境侵入振動を軽減する改良地盤であって、前記振動吸収機構が、一対の対向する摺動シートと、前記一対の対向する摺動シートを挟んで上下からそれぞれ覆う一対の平滑化シートとを含む摺動機構から構成され、前記摺動機構の周囲が、前記ベースコンクリートと前記基礎とをつなぐ防水機構で覆われていることを特徴とする改良地盤に関するものである。

前記一対の対向する摺動シート面間の静摩擦係数は、約０．１５から約０．２５であることが好ましい。これを達成するため、前記一対の対向する摺動シートのいずれか一方又は双方を、フッ素樹脂シートとすることができる。

前記一対の対向する摺動シートが、いずれも一定幅の帯状のものを平行に配列して突合せまたは重ね合わせて敷設される場合、一方の摺動シートの前記配列方向と他方の摺動シートの前記配列方向とを互いに直交する方向とすること、もしくは互いに非平行となる方向とすることが好ましい。

また、前記一対の平滑化シートが、一定幅の帯状のものを平行に配列して突合せまたは重ね合わせて敷設される場合、当該突合せ部又は重ね合わせ部と、当該平滑化シートに直接接する前記摺動シートの突合せ部又は重ね合わせ部とは相互に位置がずれ、かつ平行になるよう配置することが好ましい。

前記防水機構は、前記ベースコンクリート側と前記基盤側との双方に固着された伸縮性の防水シートから構成することができる。

前記改良地盤はさらに、地盤側に対する建築物側の位置ずれを調整する位置調整機構を備えることが好ましい。この位置調整機構は、前記ベースコンクリートに埋設された基準心棒と、前記基準心棒の周囲を囲むよう前記基礎に開口した調整穴とから構成することができる。さらは、前記ベースコンクリートと前記基礎との相対移動を抑止する抑止ブロック、又は相対移動を元の位置に戻す弾性調整具を備えることができる。

本発明にかかる他の態様は、住環境侵入振動を軽減するための振動吸収機構を基礎に含む改良された地盤を設けた建築物であって、前記改良された地盤が、上述したいずれかの改良地盤であることを特徴とする建築物に関するものである。

本発明にかかるさらに他の態様は、建築物の土台を構成する地盤側のベースコンクリートと建築物側の基礎との間に摺動機構を設け、住環境侵入振動を前記摺動機構に含まれる一対の対向する摺動シート間の摺動により吸収するよう構成される改良地盤の施工方法であって、前記一対の摺動シートの各々は、一定幅の帯状のものを平行に配列して突合せまたは重ね合わせて敷設され、この際、一方の摺動シートの突合せまたは重ね合わせ方向と、他方の摺動シートの突合せまたは重ね合わせ方向とが直交するよう、もしくは非平行となるよう配列することを特徴とする改良地盤の施工方法に関するものである。

本発明にかかる改良地盤は、ベースコンクリート上に上層摺動材層と下層摺動材層を延展施工するだけでべた基礎の従来工法をそのまま踏襲でき、施工に関する熟練度も必要ではなく、短時間で施工できるという効果を奏する。損失係数の大きなシートと摺動性の高いシートの組み合わせにより、道路交通、鉄道の騒音、振動対策のみならず、工事事務所、建設現場から発生する騒音振動にも効果があり、かつこれらの効果のある改良地盤を、安価に提供することができる。

本願発明の実施の形態にかかる改善された地盤構造について、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態にかかる改良された地盤構造を、地面に垂直な断面で示している。図において、本改良地盤Ａは、地盤１を所望の建築物の平面形状に根切り部２で区画して掘削した内部に構成される。掘削された部分の最下層に、１５０ｍｍ厚ほどの砕石層３が敷設され、さらにその上に１００ｍｍ厚ほどのベースコンクリート４が打設され、建築物を支持する地盤部分が形成される。根切り部２は、周囲にコンクリートを巡らすことによって強化されてもよい。

従来技術による建築物であれば、ベースコンクリート４の上に直接基礎５がコンクリートによって構築され、さらに基礎５の上に図示しない建築物が建てられている。このため、従来技術による施工方法であれば、交通振動等の地盤１の振動はベースコンクリート４から基礎５に直接伝わり、それが建築物内に侵入することになる。本実施の形態では、このベースコンクリート４と基礎５との間に摺動機構１０を設け、ベースコンクリート４と基礎５との間で相対摺動（スライド）可能とすることによって、この振動を吸収するものとしている。

上記振動を摺動により吸収するため、ベースコンクリート４と基礎５との間に設けられる摺動機構１０は、下から順に第１の平滑化シート１１、第１の摺動シート１２、第２の摺動シート１３、第２の平滑化シート１４を重ねて構成されている。この摺動機構１０は、基本的に建築物の平面投影形状の全面に渉って延展される。地盤１からベースコンクリート４に伝播される交通振動は、対向する一対の摺動シート１２、１３の間の摺動によって吸収され、基礎５、およびその上の図示しない建築物への振動伝播を軽減する。なお、図面では、視認性を高めるために摺動機構１０を構成する各要素１１〜１４の間に隙間を設けて描いているが、実際にはこれら各要素は密着して積層されている。

本実施の形態にかかる改良地盤では、地盤１の振動を水平方向の摺動によって吸収するよう構成されていることから、振動の内の主に横波を吸収するものとなるが、後述する実験結果に示す通り、縦波の振動に対してもある程度の振動吸収効果が得られることが分かっている。

摺動機構１０の内、最下層となる第１の平滑化シート１１は、ベースコンクリート４の表面を覆って平滑面を得る目的で敷設される。ベースコンクリート４の表面の不陸度は通常±３ｍｍほどで、平坦度は５／１０００ほどに仕上げられる。水平方向の摺動効果を得るには、対向する摺動シート１２、１３ができるだけ平坦な面同士で接触して摩擦抵抗を極力低下させることが好ましく、このためにはベースコンクリート４の不陸度、平坦度を高めておくことが好ましい。平滑化シート１１は、ベースコンクリート４の不陸度、平坦度の調整用として敷設される。

第１の平滑化シート１１は、表面の平坦度が確保できるものであることのほか、建築物の下に敷設されて永年使用されるものであることから、耐久性が高いこと、並びにコンクリートに触れることから耐アルカリ性に強い材料であることなどが望まれる。この目的で使用される材料としては、アスファルトシート、ゴムシート、ゴムマットなどが考えられる。

次に、第１の平滑化シート１１の上層に、第１の摺動シート１２が敷設される。当該摺動シート１２は、対向する第２の摺動シート１３との間で振動吸収のための相互摺動をすることから、両者間での静摩擦抵抗が極力低くなる材料であることが必須の条件となる。具体的には、第１と第２の摺動シート１２、１３間の静摩擦係数が、０．２ほどであることが好ましく、さらにはこれが０．１５であればより好ましい。これを実現できる材料としては、フッ素樹脂系のシート、あるいは超高分子樹脂系のシートが挙げられる。実験により得られたこれらの静摩擦係数については後述する。

図１において、第１の摺動シート１２より上の層は、これまでの構成を反転したものとなり、すなわち、第１の摺動シート１２に対向してその上に第２の摺動シート１３が被せられ、コンクリートで構築される基礎５との間の平坦度を確保するため、さらに第２の平滑化シート１４がその上に被せられる。摺動機構１０の上には基礎５のコンクリートが打設されるが、これ以降の手順は従来建築と同様である。なお、本発明では、ベースコンクリート４と基礎５の間での相対摺動で振動を吸収するものであることから、両者が全面で対向していることが好ましく、したがって基礎５は、いわゆる「べた基礎」であることが好ましい。

次に、図２を参照して、摺動機構１０の構成をより詳細に説明する。図２は、図１に示す摺動機構１０と、その下層にあるベースコンクリート４、その上層にある基礎５からなる改良地盤Ａの一部を切り取ってブロック状に示したものである。図において、最下層にあるベースコンクリート４の上面に第１の平滑化シート１１が敷設されている。本実施の形態では、この平滑化シート１１は、２．５ｍｍ厚のアスファルトシートとしている（以下、「アスファルトシート１１」ともいう。）。アスファルトシート１１は、屋上等の防水シートとしての実績があり、防水性にすぐれ、地盤１、ベースコンクリート１１を介した水の浸入を防ぐ効果が優れる。また制振特性を評価する指標の１つである損失係数（ｔａｎδ）が、０．３５と大きく、防振材料としても好ましい材料であることから採用している。

アスファルトシート１１は一定幅（例えば１ｍ幅）のロール状で提供されるため、一定の方向（図示の例ではＸ方向）に１つの列が延展され、次の列のアスファルトシート１１がこれに突合わせて、あるいは重ね合わせて延展されて敷設される。これにより、第１の平滑シート１１には、表面に図のＸ方向に、幾つもの突合せライン１１ａが平行に延びる（図では一本のみ表示）。アスファルトシート１１は自身で粘着性を有するため、この突合せライン１１ａは閉塞されることもあるが、地盤１から浸入した水がここを伝わってさらに上層部へ入り込む恐れも生じ得る。一対の摺動シート１２、１３間にまで水が侵入した場合、両者間の静摩擦抵抗が著しく低下することにつながるため、水の侵入は極力排除する必要がある。

本実施の形態では、この水の侵入を、その上層に配置される第１の摺動シート１２の配置を工夫することにより回避している。図において、当該摺動シート１２も一定幅のロール状で提供されるため、突合せ（重ね合わせを含む。以下、同。）が避けられない。そこで、防水対策の第１の対応として、摺動シート１２の突合せライン１２ａの位置を、アスファルトシート１１の突合せライン１１ａに対して図のＹ方向にずらせ、かつ突き合せライン１１ａと平行になるようＸ方向に配置している。これにより、両突合せライン１１ａ、１２ａが重なって水がストレートに摺動面間に入り込む余地を回避している。第２の対応として、突合せライン１２ａを塞ぐための防水テープ１６を突合せライン１２ａを被せるように貼り付けている。防水テープ１６としては、７５ｍｍ幅で０．０７５ｍｍ厚ほどのフッ素樹脂粘着テープとしている。なお、防水テープ１６を使用すれば、突合せライン１２ａがアスファルトシート１１の突合せライン１１ａと重なっても防水が確保され得られるが、安全を見て両突合せライン１１ａ、１２ａの位相はずらしておくことが好ましい。

第１の摺動シート１２の材料としては、何よりもまず静摩擦係数が低いものである必要があり、その他に耐熱、耐薬品、耐アルカリ性のあるものが要求される。本実施の形態では、第１の摺動シート１２として０．０７５ｍｍ厚のフッ素樹脂シートを使用している（以下、「フッ素樹脂シート１２」ともいう。）。下層となるアスファルトシート１１には粘着性があるため、フッ素樹脂シート１２はその表面に延展するだけでアスファルトシート１１に粘着固定される。

フッ素樹脂シートを構成するフッ素樹脂材料としては、テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンポリプロピレンコーポリマー（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレンポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルコーポリマー（ＰＦＡ）などが含まれるが、これらには限定されない。

次に、対向する第２の摺動シート１３を、第１の摺動シート１２の上に被せるように展開する。この際、第１の摺動シート１２と同様に材料が一定幅のロール状で提供されるため、これもやはり突合せて用いるものとなる。本実施の形態では、この第２の摺動シート１３の突合せライン（あるいは重ね合わせライン）１３ａが、図示のようにＹ方向に配列されるように第２の摺動シート１３を延展している。そして、当該突合せライン１３ａの上には、さらに防水テープ１６を貼り付け、水の浸入を防いでいる。第２の摺動シートは重ね合わせることによって摺動機能を害することはないので、重ね合わせる施工法が好ましい。

第１の摺動シート１２と第２の摺動シート１３の突合せライン１２ａ、１３ａが同じ方向（例えば図のＸ方向）に配列された場合、交通振動等の振動方向によっては両者の突合せライン１２ａ、１３ａ同士が重なり合い、干渉し合って摩擦抵抗を増大させる原因となる。これを図示のように相互に直交するＸ方向、Ｙ方向に突合せライン１２ａ、１３ａをそれぞれ配置することで、かかる抵抗障害を排除するものとしている。なお、ここでは相互に直交する方向への配置としているが、突合せライン１２ａ、１３ａ同士の干渉を回避する目的であれば、必ずしも直交させる必要がなく、両者が非平行に配置されていればよい。

なお、第１の摺動シート１２と同様、本実施の形態ではこの第２の摺動シート１３として、摩擦係数の低い０．０７５ｍｍ厚のフッ素樹脂シートを使用している（以下、「フッ素樹脂シート１３」ともいう。）。摺動機構１０として、このフッ素樹脂シート１２、１３同士の配置が現状で考えられる最も好ましい組合せとなるが、コスト的な問題もあり、この内のいずれか一方を超高分子樹脂シートに置き換えることも可能である。具体的には超高分子ポリエチレンシートが考えられ、この際の分子量は１００万以上であることが好ましい。これら組合せによる静摩擦係数に関しては後述するが、両摺動シート１２、１３ともに超高分子樹脂シートとすることは推奨されない。

次に、第２の摺動シート１３の上層に第２の平滑化シート１４が被せられる。第１の平滑化シート１１と同じアスファルトシートとすることもできるが、本実施の形態では、同様にして耐久性、耐アルカリを有し、新幹線軌道のスラブ盤下にメンテナンスフリーとして使用されるなどの実績のある、２５ｍｍ厚、１ｍ×２ｍサイズのゴムマット（バラストマット）を使用している（以下、「ゴムマット１４」ともいう。）。なお、アスファルトシートを第２の平滑化シート１４に使用した場合には、アスファルト素材が熱により流出して下方（摺動部）に至る可能性があり、逆にゴムマットを第１の平滑化シート１１に使用した場合には粘着性がないために第１の摺動シート１２を接着する手間がかかるなどの不都合が考えられる。これら理由により本実施の形態では以上のような配置としているが、但し、他の組合せができないものでもない。

第２の平滑化シート１４をゴムマットとした場合、ゴムマット１４の突合せ部から同様に水が浸入する可能性はある。しかしながら、地盤中の水分に接して常時水を吸い上げる地盤１側とは異なり、上層の基盤５からは水が浸み込む余地が少ない。併せて、突合せ部から水が浸入したとしても、第２の摺動シート１４に貼り付けられたテープ１６により、摺動対向面内への侵入は阻止される。本実施の形態では、安全をみて第２の摺動シート１４の突合せ部分は２５ｍｍほど相互に重ね合わせ、その重ね合わせ部分の一方の縁に防水テープ１６を貼り付けている。なお、第２の平滑化シート１４に一定幅のロール状になったゴムシートが使用される場合には、その突合せラインは、摺動シート１３の突合せライン１３ａと平行（図示の例ではＹ方向）になるよう配置し、かつ該突合せライン１３ａからずらして配置することが好ましい。

最後に、基礎５のコンクリートがゴムマット１４上に打設される。コンクリート打設の際、内部の空気穴を除くための特殊用具に振動を与えてコンクリートを突き、あるいは攪拌させる。このような場合にも、アスファルトシートと異なってゴムマット１４であれば突き破られて特殊用具が摺動シート１３、１２にまで突き当たる事態が回避され、都合がよい。

次に図３は、図１に示す改良地盤構造Ａの右側端部を拡大して示しており、摺動機構１０に対して横方向から侵入する水を防ぐための防水機構２０を表す。同図において、ベースコンクリート４と基礎５との間に、１ｍｍ厚ほどの両者をつなぐ防水シート２１を渡し、ベースコンクリート４、基礎５それぞれに接着剤２２で貼り付ける。防水シート２１は当然ながら基礎５（およびベースコンクリート４）の周囲を巡って取り付ける必要があり、周囲をぐるりと巡ったその両端は、重ね合わされて接着剤で接着される。防水シート２１にはさらに、ベースコンクリート４と基礎５との接着部分に補強板２３が被せられ、所定間隔でコンクリート用ステンレス製ボルトまたは至釘２４が打ち込まれ、より強固に固定、密封される。本実施の形態では、補強板２３としてアルミ製フラットバーを使用し、かつその周辺にはアクリル系コーキング材を付着させている。このように基礎５の全周を防水シート２１で覆うことにより、摺動機構１０の横方向からの水の浸入は阻止される。

ベースコンクリート４と基盤５とは相対摺動するため、防水シート２１は伸縮性を備えたものとする。交通振動などの住環境侵入振動であれば、振幅は僅か数ｍｍほどのものであるが、その相対移動が累積される場合を考慮すれば５０ｍｍほどの相対移動は予想される。さらに後述する地震による振動も想定されるため、防水シート２１の伸縮性は最大１００ｍｍの相対移動を許容できるものとすることが好ましい。

図１に戻って、根切り部１と基礎５との間には約１００ｍｍほどの間隙が設けられており、振動吸収時にこの間で地盤１に対する基礎５の移動を許容している。このため、当該間隙を何かで埋めるものとしても、これが基礎５（すなわち建築物）の移動を許容するものでなければならない。本実施の形態では、この埋め合わせ材として砂利２５を使用しているが、他に発泡ガラス、発泡樹脂などの発泡体、タイヤチップ、ゴムチップなどの緩衝材が利用可能である。

以上で摺動機構１０を含む建築物の土台部分が完成し、あとは基礎５の上に建築物が構築可能となる。

図４は、改良地盤として上述の摺動機構１０が備えられた場合、付随して生じ得る問題、すなわち、建築物（あるいは基礎５）が地盤１に対して移動自在であることから、本来あるべき位置から建築物がずれてしまうという問題を解消するための位置調整機構３０を示している。例えば、度重なる振動によって基礎５が一定方向にのみ移動し、その方向は根切り部２に接してそれ以上移動できなくなっている状態にあっては、次の振動が発生した場合に振動吸収ができなくなる恐れがある。また、台風が襲って風圧によって建築物がずれた場合にも同様な事態に至ることが考えられる。位置調整機構３０は、このような場合に基礎５を元の位置に戻すため、あるいはこのような事態を未然に防止するために使用される。

図４（ａ）は、当該位置調整機構３０の地面に垂直な断面図、同（ｂ）は同じく平面図を示している。両図において、位置調整機構３０は、ベースコンクリート４に埋め込まれた基準心棒３１と、当該基準心棒３１の周囲を囲むよう基礎５に開口した調整穴３２とから構成される。ベースコンクリート４は、基準心棒３１を埋め込むため当該部分の周囲では他の部分よりも厚く設けられ、本実施の形態では他の部分１５０ｍｍに対して４００ｍｍの厚さとしている。本実施の形態では基準心棒３１は約２６０ｍｍ径、６．６ｍｍ厚の鋼管を用い、さらに内部補強のため適宜鉄筋を設け、内部にはコンクリートを充填して用いている。

調整穴３２は、基準心棒３１の周囲から所定間隔を設けて形成され、図示の例では基準心棒３１との間に片側で２１５ｍｍの間隙を設けた同心円形状となっている。この周囲の間隙を測定することで、ベースコンクリート４（すなわち地盤１）と基礎５（すなわち建築物）とのずれを検出することができる。図示の例では、基準心棒３１と調整穴３２のいずれも円形に形成されているが、両者の相対移動が判明できるものであれば、その平面形状は、四辺形、その他多角形など任意に選択できる。

基礎５のずれが判明した場合、例えば前記の間隔が狭くなった箇所に図示しないジャッキをかまして当該間隙を押し広げることで位置調整ができる。基準心棒３１と調整穴３２は、このジャッキによる建築物の移動に耐える強度を持つことが要求される。２階建ての建築物の重量が約６００ＫＮとして、静摩擦係数を０．２とすればこのときの荷重は１２０ＫＮ（約１２トン）となる。その強度確保のために必要であれば、鋼管を輪切りにしたリング状の補強剤を調整穴３２の周囲にはめ込んで強度確保してもよい。また、図示はしていないが、ベースコンクリート４に埋設される基準心棒３１の埋設部分には、縦横に鉄棒を溶接して張り巡らせ、位置調整時の荷重に耐え得るよう補強している。

なお、ベースコンクリート４と基礎５との間の摺動では、振動によっては単純な平行移動ばかりでなく、捩れを伴う摺動となることもあり得る。この捩れをも元の状態に戻すため、上述した位置調整機構３０は、１つの建設物に対して少なくとも２箇所に設置することが好ましい。設置位置には建築物のレイアウトによって制約されるであろうが、位置調整を行うために建設物の床面にも穴を開けて床下での作業が必要となるため、前記少なくとも２箇所の設置場所は、建築物形状を略矩形と見れば、当該矩形の対角線付近で両者がなるべく離れた位置が選択されることが好ましい。

この位置調整機構３０はさらに、台風の襲来時などの非常時に建築物（基礎５）が地盤１に対して不用意に移動することを防止する移動防止機能を果たすことができる。図４（ａ）、（ｂ）両図において、破線で示す抑止ブロック３５を、基準心棒３１と調整穴３２との間の間隙に挟むことで両者間の相対移動が阻止される。抑止ブロック３５は、図示の例では３つのブロックを前記間隙にほぼ均等間隔をおいて配置する形式としているが、これはドーナツ状の１つのブロックとすることも、扇状の２つのブロックとすることなども任意である。また、基準心棒３１、調整穴３２の形状が円形以外のものであっても、適切な形状のブロックを適切に配置することで、相対移動を阻止することができる。このため、台風の襲来など予め相対移動が予想される外的要因が知られている場合には、この抑止ブロック３５を配置することで当該移動を未然に防ぐことができる。抑止ブロック３５の材料も移動阻止が果たせる強度を有するものであれば任意であるが、例えば木材などが手近な材料と言える。

また、位置調整機構３０を利用した自動位置調整も可能である。例えば図４（ｂ）に示す抑止ブロック３５の代わりに、同じ３箇所の位置にコイルばねなどの弾性調整手段を配置すれば、当該手段が振動時の移動を吸収すると同時に、一定方向にのみ移動した場合に当該弾性調整手段の負勢力が加わって微小振動を吸収するごとに移動によるずれを自動的に復帰させる作用を及ぼす。コイルばねなどでは固有振動数などの影響で振動が増幅される恐れがあり、その場合には例えばガス封入ダンパなどに置き換えることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に示す改良地盤のほか、当該改良地盤の施工方法、並びに当該改良地盤を備えた建築物をも包含している。特に前記施工方法には、一方の摺動シートの突合せまたは重ね合わせラインと、他方の摺動シートの突合せまたは重ね合わせラインとが直交するよう、もしくは非平行となるよう配列、敷設する施工方法を含む。さらには、本実施の形態に述べた改良地盤に限定はされず、考えられるさまざまな改良をも包含している。例えば摺動シート材については先端の材料開発技術によってより摩擦係数の低いものが将来提案されるであろうし、また平滑化シートや摺動シートの供給もより幅広の材料が提供されて突合せラインのない、一面延展なども可能になり得る。本願発明は、摺動シート相互間の摺動により振動を吸収する限りにおいて、これらの技術をも包含するものである。

なお、本発明では、地盤と基礎（建築物）との相対移動を許容することから、本発明の実施に当って建築物の付帯設備にもそれなりの対応が要求されることは勿論である。例えば、後述する実験家屋においては、水道管、排水管には振動吸収管（蛇腹管）を採用しており、雨樋は地表に至る直前に切断して下側にロート状の受け口を設けており、あるいはエアコンの室外機は地表ではなく家屋側に取り付けるなどの対策をしている。但し、これらの諸対策は本願発明に関連はするものの、技術としては別の範疇に属するものである。

最後に、これまでには積極的には述べていないが、本発明の改良された地盤は地震に対してもある程度の効果を奏することに言及しておく。ここで「ある程度の」とは、地震の振幅が例えば５０ｍｍほどの範囲の小規模の地震を意味し、この程度の地震であれば上述した本発明の機構が何ら支障なく機能することは容易に理解できよう。したがって、本明細書にいう住環境侵入振動には、この程度の地震をも含むことができる。但し、振幅が１０ｃｍを越すような大地震であった場合には、地盤と基礎との相対移動の限界を越えて基礎が根切り部に接触するものとなり、この段階以上では基礎は地盤と共に振動するものとなる。したがって、本発明に開示された改良地盤が、全ての地震にも対応できるものであるとは言えない。

本願出願人は、本発明の実施の形態を実際の戸建て住宅により実施してテストしており、そこで各種データを得ているので、以下、その内容を実施例にて説明する。

フッ素樹脂シート、超高分子樹脂シートの組合せによる静摩擦係数をテストピースを用いて測定し、検証した。
１．資料の大きさ ３００×３００ｍｍ
２．構成
摺動シート（０．２ｍｍ）（１）フッ素樹脂シート 本多産業（株）製
（２）超高分子ポリエチレンシート 厚木ヒューテック製
平滑化シート（２５ｍｍ）バラストマット（ゴムマット） 日東化工（株）製
上記結果より、いずれの組み合わせにおいても、鉛直荷重によって摩擦係数は大きな差はないことが確認できた。中でも、フッ素樹脂／フッ素樹脂の組み合わせが最も良好であり、次いで僅かな差ではあるがフッ素樹脂／超高分子の組み合わせが挙げられる。超高分子同士の組合せは推奨できない。

本発明にかかる改良地盤を、実際の２階建て戸建て住宅で実施した。実験に供した住宅は、以下の仕様となる木造２階建て住宅である。
建築重量 ６０９．９ＫＮ（生活荷重含まず）
建築面積 ６０．９ｍ^２
鉛直荷重 １０．０１ＫＮ／ｍ^２
摺動機構 摺動シート：フッ素樹脂シート×フッ素樹脂シート
下層平滑化シート：アスファルトシート
上層平滑化シート：バラストシート（ゴムシート）
立地条件 北東約８００ｍで国道に至る
南約３００ｍで県道に至る
上記住宅を利用し、地盤側とべた基礎側の近接するポイントへセンサを設置し、パソコン接続型地震計（数理設計研究所製）を用いて、Ｘ〜Ｚの３点で振動低減効果を測定した結果は以下のようであった。
表中の地盤側、基礎側の対比から、明らかに交通振動の低減効果が認められる。なお、ジャッキを用いて当該住宅の摩擦係数を測定した結果、建物重量６０９．９Ｎに対して横力が１２０ＫＮとなり、静摩擦係数が０．１９７となって、表１に示す測定結果と一致している。

次に、同じ実験住宅を使用し、当該住宅の近くで積極的に振動を起こし、振動加速度レベル（ｄＢ）で交通振動の低減効果を測定した。測定には、道路から約３ｍ離れた位置の地盤側（Ａ点）と基礎側（Ｂ点）に加速度センサを設置し、前記道路上に垂木を道路幅方向に平行に並べ、その上を２トン車で１０ｋｍ／ｈｒの速度で走行し、振動を発生して測定を行った。その結果は以下のようになった。
以上より、振動加速度レベルにおける減衰量が確認できた。水平方向における減衰量は、当初想定した摺動シート間の微小摺動によるものと考えられる。また垂直方向における減衰量は、下層シートの損失係数が大きい（０．３５）ことによるものと思われる。これにより、本改良地盤は垂直方向の振動に対しても減衰効果があることが分かる。

本発明に係る改良地盤は、住宅建設に関わる産業分野において広く理由することができる。

本発明にかかる実施の形態の改良地盤を示す断面図である。 図１に示す改良地盤の摺動機構を示す部分斜視図である。 図１に示す改良地盤の防水機構を示す拡大断面図である。 図１に示す改良地盤の位置調整機構を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。

符号の説明

１．地盤、 ２．根切り部、 ３．砕石層、 ４．ベースコンクリート、 ５．基礎、 １０．摺動機構、 １１．第１の平滑化シート、 １１ａ．突合せライン、 １２．第１の摺動シート、 １２ａ．突合せライン、 １３．第２の摺動シート、 １３ａ．突合せライン、 １４．第２の平滑化シート、 １６．防水テープ、 ２０．防水機構、 ２１．防水シート、 ２２．接着剤、 ２３．補強板、 ２４．コンクリートボルト、 ２５．砂利、 ３０．位置調整機構、 ３１．基準心棒、 ３２．調整穴、 ３５．抑止ブロック、 Ａ：改良地盤。

Claims (12)

1. 建築物の土台を構成する地盤側のベースコンクリートと建築物側の基礎との間に、振動吸収機構を設けて住環境侵入振動を軽減する改良地盤において、
   前記振動吸収機構が、
   一対の対向する摺動シートと、前記一対の対向する摺動シートを挟んで上下からそれぞれ覆う一対の平滑化シートとを含む摺動機構から構成され、
   前記摺動機構の周囲が、前記ベースコンクリートと前記基礎とをつなぐ防水機構で覆われていることを特徴とする改良地盤。
2. 前記一対の対向する摺動シート面間の静摩擦係数が、約０．１５から約０．２５であることを特徴とする、請求項１に記載の改良地盤。
3. 前記一対の対向する摺動シートのいずれか一方又は双方が、フッ素樹脂シートであることを特徴とする、請求項２に記載の改良地盤。
4. 前記一対の対向する摺動シートが、いずれも一定幅の帯状のものを平行に配列して突合せまたは重ね合わせて敷設される場合、一方の摺動シートの前記配列方向と他方の摺動シートの前記配列方向とが互いに直交する方向であること、もしくは互いに非平行となる方向であることを特徴とする、請求項１に記載の改良地盤。
5. 前記一対の平滑化シートが、アスファルトシート、ゴムシート、ゴムマットのいずれか、又はこれらの任意の組合せであることを特徴とする、請求項１に記載の改良地盤。
6. 前記一対の平滑化シートが、一定幅の帯状のものを平行に配列して突合せまたは重ね合わせて敷設される場合、当該突合せ部又は重ね合わせ部と、当該平滑化シートに直接接する前記摺動シートの突合せ部又は重ね合わせ部とは相互に位置がずれ、かつ平行になるよう配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の改良地盤。
7. 前記防水機構が、前記ベースコンクリート側と前記基盤側との双方に固着された伸縮性の防水シートから構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の改良地盤。
8. 前記改良地盤がさらに、地盤側に対する建築物側の位置ずれを調整する位置調整機構を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の改良地盤。
9. 前記位置調整機構が、前記ベースコンクリートに埋設された基準心棒と、前記基準心棒の周囲を囲むよう前記基礎に開口した調整穴とから構成されていることを特徴とする、請求項８に記載の改良地盤。
10. 前記位置調整機構がさらに、前記ベースコンクリートと前記基礎との相対移動を抑止する抑止ブロック、又は相対移動を元の位置に戻す弾性調整具を備えていることを特徴とする、請求項９に記載の改良地盤。
11. 住環境侵入振動を軽減するための振動吸収機構を基礎に含む改良された地盤を設けた建築物であって、前記改良された地盤が、請求項１から請求項１０のいずれか一に記載の改良地盤であることを特徴とする建築物。
12. 建築物の土台を構成する地盤側のベースコンクリートと建築物側の基礎との間に摺動機構を設け、住環境侵入振動を前記摺動機構に含まれる一対の対向する摺動シート間の摺動により吸収するよう構成される改良地盤の施工方法において、
    前記一対の摺動シートの各々は、一定幅の帯状のものを平行に配列して突合せまたは重ね合わせて敷設され、この際、一方の摺動シートの突合せまたは重ね合わせ方向と、他方の摺動シートの突合せまたは重ね合わせ方向とが直交するよう、もしくは非平行となるよう配列することを特徴とする改良地盤の施工方法。