JP2010236300A

JP2010236300A - 基礎構造物

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Publication number: JP2010236300A
Application number: JP2009086632A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Arai; 寿昭新井; Etsuo Sakurai; 悦雄桜井; Yasuyuki Sikakomori; 泰幸鹿籠
Original assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Current assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-21
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP5259475B2

Abstract

【課題】振動発生を伴う機械を支える基礎構造物として、振動公害の問題を解消できるとともに、低コストで、機械による製作精度が確保でき、かつ、施工性に優れた基礎構造物を提供する。
【解決手段】振動発生を伴う機械Ｍを支える基礎構造物１において、地盤Ｇに形成された穴部Ｇ１を覆う第１コンクリート層１１と、第１コンクリート層１１を覆う発泡スチロール層１２と、発泡スチロール層１２を覆う第２コンクリート層１３と、を備え、第２コンクリート層１３の上面に機械Ｍが設置される機械基礎１０と、地盤Ｇ中に設けられ、頭部が機械基礎１０に接合された複数の杭２０，…と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、基礎構造物に関する。

金属加工製品の製造過程では、金属をハンマー等で叩いて圧力を加えることで、金属の強度を高めるとともに、金属を目的の形状に成形するために鍛造機が用いられている。
鍛造機には、ハンマー式の鍛造機やプレス式の鍛造機がある。ハンマー式の鍛造機としては、主として自由鍛造に用いられるエアハンマーや、型鍛造に適したエアドロップハンマーなどがある。これらハンマー式の鍛造機は、プレス式の鍛造機と加工上の機能は類似しているが、加工反力をフレームで支持せず機械の基礎で受けるようにしている点で、プレス式の鍛造機と相違がある。

鍛造機は、加工時の衝撃加振力が非常に大きく、中でもハンマー式の鍛造機は、加工反力を基礎で受ける構造となっているため、振動公害を引き起こし易い。
従来、鍛造機等の振動発生を伴う機械を支える基礎構造物としては、例えば、図２に示すような、コンクリート製の機械基礎と、頭部が機械基礎に接合された複数の杭と、からなる杭基礎構造物が採用されていた。しかしながら、このような従来の杭基礎構造物では、振動を吸収できず、振動公害を防止できないという問題があった。
そこで、近年では、振動公害防止の他に、作業環境改善の観点からも、浮基礎式の振動緩衝装置（例えば、特許文献１参照）のような弾性支持による防振装置等が採用されるようになってきた。

特開平５−２９６２８９号公報

しかしながら、防振装置は、高価であり、また、メンテナンス費用もかかるため、コストがかかるという問題がある。
また、弾性支持による防振装置では、機械が設置される部分（浮基礎）が弾性支持されているため、その部分が上下方向に変位してしまい、機械による製作精度（加工精度）が低減してしまう場合があるという問題もある。
また、防振装置は、その設置に高い精度が必要とされるとともに、重量があるため、施工し難いという問題もある。

本発明の課題は、振動発生を伴う機械を支える基礎構造物として、振動公害の問題を解消できるとともに、低コストで、機械による製作精度が確保でき、かつ、施工性に優れた基礎構造物を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
振動発生を伴う機械を支える基礎構造物であって、
地盤に形成された穴部を覆う第１コンクリート層と、前記第１コンクリート層を覆う発泡スチロール層と、前記発泡スチロール層を覆う第２コンクリート層と、を備え、前記第２コンクリート層の上面に前記機械が設置される機械基礎と、
前記地盤中に設けられ、頭部が前記機械基礎に接合された複数の杭と、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の基礎構造物であって、
前記発泡スチロール層は、ＥＰＳで形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２に記載の基礎構造物であって、
前記第２コンクリート層の上面には凹部が設けられ、当該凹部に前記機械が設置されることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、
請求項１〜３の何れか一項に記載の基礎構造物であって、
前記機械は、鍛造機であることを特徴とする。

本発明によれば、振動発生を伴う機械を支える基礎構造物であって、地盤に形成された穴部を覆う第１コンクリート層と第１コンクリート層を覆う発泡スチロール層と発泡スチロール層を覆う第２コンクリート層とを備え、第２コンクリート層の上面に機械が設置される機械基礎と、地盤中に設けられ、頭部が機械基礎に接合された複数の杭と、を備えている。
したがって、第２コンクリート層に設置された機械が発生した振動は、第２コンクリート層を介して発泡スチロール層に伝達されて、発泡スチロール層で吸収されるため、従来の杭基礎構造物を採用した場合と比較して、機械が発生した振動の地盤への伝達を低減することができる。
また、発泡スチロール層は、安価であり、メンテナンス費用もかからないため、防振装置を採用した場合と比較して、コストダウンを図ることができる。
また、防振装置を採用した場合と比較して、機械が設置される部分（本発明では第２コンクリート層）の上下方向への変位が小さいため、機械による製作精度の低減を抑えることができる。
また、発泡スチロール層は、軽量であり、設置に高い精度が必要でないため、防振装置を採用した場合と比較して、施工し易い。
すなわち、本発明の基礎構造物は、振動発生を伴う機械を支える基礎構造物として、振動公害の問題を解消できるとともに、低コストで、機械による製作精度が確保でき、かつ、施工性に優れている。

本発明を適用した一実施形態として例示する基礎構造物の縦断面図である。従来の杭基礎構造物の縦断面図である。

以下、図を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、発明の範囲は、図示例に限定されない。

本発明にかかる基礎構造物１は、振動発生を伴う機械Ｍを支える杭基礎構造物である。
具体的には、基礎構造物１は、例えば、図１に示すように、上面が露出するように地盤Ｇ中に設けられた機械基礎１０と、地盤Ｇ中に設けられ、頭部が機械基礎１０に接合された複数の杭２０，…と、を備えて構成される。
機械Ｍは、例えば、ハンマー式の鍛造機である。なお、図においては、機械Ｍを仮想線（一点鎖線）で示している。

機械基礎１０は、例えば、地盤Ｇに形成された断面視略矩形状の穴部Ｇ１を覆う第１コンクリート層１１と、第１コンクリート層１１を覆う発泡スチロール層１２と、発泡スチロール層１２を覆う第２コンクリート層１３と、を備えて構成されており、上面に機械Ｍが設置されるようになっている。

発泡スチロール層１２は、例えば、断熱材等として利用されているＥＰＳ（expanded polystyrene）で形成されている。
発泡スチロール層１２は、第１コンクリート層１１と第２コンクリート層１３との間に配置されている。すなわち、第２コンクリート層１３の上面以外の面（側面及び下面）は、発泡スチロール層１２で覆われている。これにより、第２コンクリート層１３に設置された機械Ｍが発生した振動は、第２コンクリート層１３を介して発泡スチロール層１２に伝達されて、発泡スチロール層１２で吸収されるため、この振動の地盤Ｇへの伝達は低減される。

機械基礎１０は、第１コンクリート層１１で地盤Ｇと接している。したがって、第１コンクリート層１１には、地盤Ｇからの土圧に耐え得る強度が必要である。第１コンクリート層１１の側面及び底面の厚みは、第１コンクリート層１１が地盤Ｇからの土圧に耐え得る強度を有するとともに、発泡スチロール層１２からの圧力に耐え得る強度を有するのであれば任意であり、例えば、側面の厚みは５００ｍｍ程度が好ましく、底面の厚みは１０００ｍｍ程度が好ましい。
発泡スチロール層１２の側面及び底面の厚みは、発泡スチロール層１２で、第２コンクリート層１３に設置された機械Ｍが発生した振動を吸収できるのであれば任意であり、例えば、側面の厚みは１００ｍｍ程度が好ましく、底面の厚みは３００〜１０００ｍｍ程度が好ましい。なお、第２コンクリート層１３に機械Ｍが設置された際に、発泡スチロール層１２の底面にかかる第２コンクリート層１３からの圧力は、１０ｋＮ／ｍ^２〜２００ｋＮ／ｍ^２程度が好ましい。
第２コンクリート層１３の上面略中央部には凹部１３１が設けられており、その凹部１３１に機械Ｍが設置されるようになっている。したがって、機械基礎１０の上面に機械Ｍを設置する際の位置決めが容易になる。

次に、基礎構造物１の施工方法について説明する。
まず、地盤Ｇの所定箇所（機械基礎１０を設置する箇所等）を掘って、穴部Ｇ１を形成する。
次いで、地盤Ｇ中に複数の杭２０，…を設置する。
次いで、地盤Ｇに形成された穴部Ｇ１をコンクリートで覆って第１コンクリート層１１を形成し、その第１コンクリート層１１をＥＰＳ建材で覆って発泡スチロール層１２を形成する。そして、その発泡スチロール層１２をコンクリートで覆って第２コンクリート層１３を形成し、機械基礎１０を構成することによって、基礎構造物１は施工される。
なお、上記の基礎構造物１の施工方法は、一例であって、これに限られるものではない。

＜実施例１＞
実施例１では、基礎構造物１を作製して、その基礎構造物１を評価した。
具体的には、機械基礎１０のサイズが横６．８ｍ×奥行き５．３ｍ×高さ（上下方向の長さ）６．５ｍである基礎構造物１を地盤Ｇ中に作製した。第１コンクリート層１１の厚みは側面が０．５ｍ、底面が１．０ｍ、発泡スチロール層１２の厚みは側面が０．１ｍ、底面が０．５ｍとした。
そして、作製した基礎構造物１の第２コンクリート層１３の上面（凹部１３１）にハンマー式の鍛造機を設置し、そのハンマー式の鍛造機を動作させたときの地盤Ｇ中における振動分布を、最大加速度コンター図を作成して観察した。

比較例１として、図２に示す従来の杭基礎構造物を作製し、実施例１と同様の評価を行った。比較例１において、機械基礎の大きさ、杭の配置の仕方は、実施例１と同一にした。

振動分布を観察した結果、実施例１（発泡スチロール層１２を有する基礎構造物１）では、発泡スチロール層１２の側面によって、周辺の地盤Ｇに伝播する振動が比較例１（発泡スチロール層１２を有さない従来の杭基礎構造物）よりも小さくなり、周辺の地盤Ｇとの絶縁効果が発揮されていることが分かった。また、実施例１では、発泡スチロール層１２の底面によって、杭２０の先端以深に伝播する振動が比較例１よりも小さくなり、緩衝効果が発揮されていることが分かった。
すなわち、実施例１は、比較例１と比較して、鍛造機が発生した振動の地盤Ｇへの伝達を低減することができ、振動公害の問題を解消できることが分かった。

以上説明した本発明の基礎構造物１によれば、地盤Ｇに形成された穴部Ｇ１を覆う第１コンクリート層１１と第１コンクリート層１１を覆う発泡スチロール層１２と発泡スチロール層１２を覆う第２コンクリート層１３とを備え、第２コンクリート層１３の上面に機械Ｍが設置される機械基礎１０と、地盤Ｇ中に設けられ、頭部が機械基礎１０に接合された複数の杭２０，…と、を備えている。
したがって、第２コンクリート層１３に設置された機械Ｍが発生した振動は、第２コンクリート層１３を介して発泡スチロール層１２に伝達されて、発泡スチロール層１２で吸収されるため、従来の杭基礎構造物（図２参照）の機械基礎に発泡スチロール層１２を設けるだけの簡易な構成で、従来の杭基礎構造物を採用した場合と比較して、機械Ｍが発生した振動の地盤Ｇへの伝達を低減することができる。
また、発泡スチロール層１２は、安価であり、メンテナンス費用もかからないため、防振装置を採用した場合と比較して、コストダウンを図ることができる。
また、防振装置を採用した場合と比較して、機械Ｍが設置される部分（本発明では第２コンクリート層１３）の上下方向への変位が小さいため、機械Ｍによる製作精度の低減を抑えることができる。
また、発泡スチロール層１２は、軽量であり、設置に高い精度が必要でないため、防振装置を採用した場合と比較して、施工し易い。
すなわち、基礎構造物１は、振動発生を伴う機械Ｍを支える基礎構造物として、振動公害の問題を解消できるとともに、低コストで、機械Ｍによる製作精度が確保でき、かつ、施工性に優れている。

また、以上説明した本発明の基礎構造物１によれば、発泡スチロール層１２は、安価で、加工がし易く軽量なＥＰＳで形成されている。
したがって、低コストで、施工性に優れた基礎構造物１を提供することができる。

また、以上説明した本発明の基礎構造物１によれば、第２コンクリート層１３の上面には凹部１３１が設けられ、その凹部１３１に機械Ｍが設置されるようになっている。
したがって、機械基礎１０の上面に機械Ｍを設置する際の位置決めが容易になるため、機械基礎１０の上面に凹部１３１がない場合と比較して、簡易かつ正確に機械Ｍを設置できる。
さらに、ハンマーが落下する力をしっかりと受け止めるために、鍛造機（機械Ｍ）そのものにも比較的大きなアンビルブロック（機械下部の架台）が必要になるが、凹部１３１内にこのアンビルブロックを設置することで、機械基礎１０の上に乗っている人の作業性を確保することができ、好適である。

また、以上説明した本発明の基礎構造物１によれば、機械Ｍは、鍛造機である。
したがって、鍛造機は、著しい振動を発生する施設として政令（振動規制法施行令）で定められているが、基礎構造物１は、そのような著しい振動であっても、地盤Ｇへの伝達を低減できるため、好適である。

なお、本発明は、上記した実施の形態のものに限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

機械Ｍは、ハンマー式の鍛造機に限ることはなく、振動発生を伴う機械であれば、その他の鍛造機（プレス式の鍛造機）であっても良いし、鍛造機以外の機械であっても良い。
また、発泡スチロール層１２は、ＥＰＳで形成されたものに限ることはなく、ＥＰＳ以外の発泡スチロール（例えば、ＸＰＳ（extruded polystyrene））で形成されていても良い。

機械基礎１０の形状や構成は、実施の形態のものに限ることはなく、機械Ｍを第２コンクリート層１３の上面に設置でき、かつ、第１コンクリート層１１と第２コンクリート層１３との間に発泡スチロール層１２が配置されているものであれば任意である。
したがって、例えば、第２コンクリート層１３の上面には凹部１３１は形成されていなくても良い。
また、例えば、機械基礎１０の上端部は、地盤Ｇの表面から突出していても良い。

１基礎構造物
１０機械基礎
１１第１コンクリート層
１２発泡スチロール層
１３第２コンクリート層
２０杭
１３１凹部
Ｇ地盤
Ｇ１穴部
Ｍ機械

Claims

振動発生を伴う機械を支える基礎構造物であって、
地盤に形成された穴部を覆う第１コンクリート層と、前記第１コンクリート層を覆う発泡スチロール層と、前記発泡スチロール層を覆う第２コンクリート層と、を備え、前記第２コンクリート層の上面に前記機械が設置される機械基礎と、
前記地盤中に設けられ、頭部が前記機械基礎に接合された複数の杭と、
を備えることを特徴とする基礎構造物。
請求項１に記載の基礎構造物であって、
前記発泡スチロール層は、ＥＰＳで形成されていることを特徴とする基礎構造物。
請求項１又は２に記載の基礎構造物であって、
前記第２コンクリート層の上面には凹部が設けられ、当該凹部に前記機械が設置されることを特徴とする基礎構造物。
請求項１〜３の何れか一項に記載の基礎構造物であって、
前記機械は、鍛造機であることを特徴とする基礎構造物。