JP2014001501A - 基礎構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】地中連続改良壁と基礎部間の雨水の浸透を防止し、寒冷地における凍上現象を防止する基礎構造体を提供すること。
【解決手段】外周を形成する連続状の外壁１４と、必要に応じて外壁１４で囲まれる内側を複数の室に分割する内壁とからなる不透水地中連続改良壁１と、不透水地中連続改良壁１の上方に形成される基礎部２と、を有し、外壁１４の外側面から外壁１４の上面と基礎部２との界面１３に亘る連続する領域に、遮水シート３を敷設した基礎構造体１０。
【選択図】図１

Description

本発明は、寒冷地における凍上現象を防止する屋外構造物の基礎構造体に関するものである。

小規模の個人住宅などの屋外構造物の建設予定地が軟弱地盤である場合、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浅層地盤改良工法が知られている。例えば特開２００４−６０２９０号公報には、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安定材付きベタ基礎工法が開示されている。当該工法によれば、安定材とベタ基礎を一体化するため、安定材とベタ基礎部分とで囲まれた土は剛体となりベタ基礎の剛性を高めることができ、また、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、不同沈下に強いものとなる。

一方、寒冷地では粘性質の土、シルト質の土及びロームは凍上を起し易いとされているが、砂質土でも条件により凍上現象は起こる。凍上現象は、寒冷地において、地表面から凍結深度間に発生するものであり、一端発生すると、土質構造を破壊すると共に、住宅等の構造物を持ち上げてしまう。従って、寒冷地における凍上対策は土質及び軟弱性に関係なく発生するため、特定地域では最優先の地盤対策となっている。

従来、寒冷地の凍上対策としては、ベタ基礎の外周部の基礎部や布基礎の基礎ベースを凍結深度まで掘り下げて構築する方法が知られている。この方法であれば、凍結深度より深い部分において、凍上現象が起こらないため、ベタ基礎の基礎部や布基礎の基礎ベースが持ち上がることはない。

特開２００４−６０２９０号公報

しかしながら、地中連続改良壁とベタ基礎等の基礎部を一体化した基礎構造体の場合、地中連続改良壁と基礎部は、一体化構造ではあるものの、両者の接合部は、雨水が浸透する危険をはらんでいる。寒冷地において、地中連続改良壁と基礎部間に雨水が浸透すると、この部分において凍上現象が発生し、基礎部や基礎部の上に構築される住宅等の構造物を持ち上げてしまうという問題がある。

従って、本発明の目的は、地中連続改良壁と基礎部間への雨水の浸透を防止し、寒冷地における凍上現象を防止する基礎構造体を提供することにある。

かかる実情において、本発明者は鋭意検討を行った結果、地中連続改良壁の外壁の外側面全面から該外壁の上面で且つ基礎部との界面に亘る連続する領域に、遮水シートを敷設した基礎構造体であれば、地中連続改良壁と基礎部間に雨水の浸透を防止でき、寒冷地における凍上現象を防止できること等を見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、外周を形成する連続状の外壁と、必要に応じて該外壁で囲まれる内側を複数の室に分割する内壁とからなる不透水地中連続改良壁と、該不透水地中連続改良壁の上方に形成される基礎部と、を有し、該外壁の外側面から該外壁の上面で且つ基礎部との界面に亘る連続する領域に、遮水シートを敷設したことを特徴とする基礎構造体を提供するものである。

本発明によれば、地中連続改良壁と基礎部間への雨水の浸透を防止し、寒冷地における凍上現象を防止する。

本発明の第１の実施の形態における基礎構造体の断面図である。 図１の基礎構造体の円内の拡大図である。 図１の基礎構造体の基礎部が構築されていない状態における平面図である。 図３のＸ−Ｘ線に沿って見た図である。 本発明の第２の実施の形態における基礎構造体の断面図である。 本発明の第３の実施の形態における基礎構造体の断面図である。 本発明の第４の実施の形態における基礎構造体の断面図である。 本発明の第５の実施の形態における基礎構造体の断面図である。 本発明の第６の実施の形態における基礎構造体の断面図である。 本発明の第７の実施の形態における基礎構造体の断面図である。 本発明の第８の実施の形態における基礎構造体の断面図である。 本発明の第９の実施の形態における基礎構造体の断面図である。 本発明の第１０の実施の形態における基礎構造体の断面図である。 遮水シートの敷設方法の一例を示す模式図である。

本発明の第１の実施の形態における基礎構造体を図１〜図４を参照して説明する。なお、図３は、遮水シート３及び透水シート４の敷設領域を説明するため、図１の基礎構造体１０において、基礎部２が構築されていない不透水地中連続改良壁（以下、単に「改良壁」とも言う。）１を上から見たものである。符号５は基礎構造体が構築される地盤である。

基礎構造体１０は、外周を形成する連続状の外壁１４と、外壁１４で囲まれる内側を複数の室に分割する内壁１５とからなる改良壁１と、改良壁１の上方に形成される基礎部２と、を有し、外壁１４の外側面全面１１から外壁１４の上面１２と基礎部２との界面に亘る連続する領域に、遮水シート３を敷設したものである。

基礎構造体１０において、改良壁１は、基礎部２の下方であり且つ浅層地盤に構築されるもので、外周を形成する連続状の外壁１４と、外壁１４で囲まれる内側を複数の室に分割する内壁１５とからなるセメント系固化材を撹拌混合した改良土質である。外壁１４で囲まれる内側を内壁１５で区画する区画形状としては、特に制限されず、格子状および中央に矩形状の室を有する不定形状のものが挙げられる。格子状の場合、縦横の壁で格子状に区画される室の個数としては、小規模住宅の場合、例えば２個以上、好ましくは４個〜１２個程度である。図３は９個の例である。また、改良壁１は、中央に矩形状の室（区画部）を有する不定形状のものであってもよい。改良壁１の平面視の形状は、上下対称、左右対称および非対称のものが挙げられ、この中、上下対称且つ左右対称であるものが、地盤を均等に拘束する点で好ましい。

改良壁１は外壁１４を連続壁とし、外壁１４の内側を内壁１５で区画することで、地盤を拘束して一体化し、建物等の屋外構造物の荷重を均一に地盤に伝えるため、建物等の基礎部および地盤強度が向上し、屋外構造物全体の安定力が増す。本発明において、改良壁１の高さは最大２．０ｍ、概ね０．３〜１．８ｍであり、改良壁１の最下端は、凍結深度より深いものである。なお、本発明において、改良壁１には内壁１５が形成されていなくてもよい。本発明の目的が、改良壁１の外壁１４と基礎部間への雨水の浸入防止であるからである。すなわち、本発明において、改良壁１の内壁１５は任意の構成要素である。

基礎部２は、建物等の屋外構造物の基礎であり、改良壁１の上方に形成される。基礎部２としては、例えばベタ基礎又は逆Ｔ字形状の布基礎が挙げられる。基礎部２の構築深さ（最深部の位置）は、凍結深度より浅くてもよいが、深いものが好ましい。基礎部２の上に構築される屋外構造物としては、小規模住宅、店舗、工場などの建築物が挙げられる。小規模住宅とは、「小規模建築物基礎設計指針（日本建築学会）」で規定する小規模建築物であり、地上３階以下、建物高さ１３ｍ以下、軒高９ｍ以下及び延べ面積５００ｍ^２以下の条件を満たす建築物を言う。

基礎構造物１０において、遮水シート３が敷設される領域は、図２〜図４に示すように、例えば、外壁１４の外側面１１から外壁１４の上面１２と基礎部２との界面に亘る連続する領域（図３では斜線部）である。この領域に遮水シート３が付設されていれば、基礎部２と改良壁１の接合部の隙間１３からの雨水の浸入を防止することができる。遮水シート３が敷設される領域における外壁１４の外側面は、図２のように全面に限定されず、外壁１４の高さより短いものでもよく、また、外壁１４の下端面１８に回り込むようなものであってもよい。遮水シート３が敷設される領域における外壁１４の上面１２は、図２に示すように、外壁１４の幅面（上面）１２全面より短いものに限定されず、全面であってもよく、また、改良壁１の上面全面に亘るものであってもよい。遮水シート３が改良壁１の上面全面を覆うものは、地中から湿気が上がるのを防止することができる。

遮水シートとしては、塩化ビニル、合成ゴム、ポリエチレン等の素材を使用した土木一般で使用する公知のものが適用できる。

基礎構造物１０は、外壁１４の外側面１１の遮水シート面３１に、更に透水シート４が付設されている。なお、透水シート４は基礎部２と改良壁１の界面には敷設されない。これにより、地中に浸みこんだ雨水は透水シート４に浸透し、透水シート４を伝って下方に流れる。このため、基礎部２と改良壁１の接合部の隙間１３から雨水が浸入することを防止でき、当該隙間１３における凍上の問題はない。また、透水シート４を伝って下方に流れた雨水は、凍結深度より深い地盤に浸透するため、凍結の心配はない。なお、透水シート４に浸透した雨水は、外壁１４側が遮水シート３であるため、外壁１４側には浸透しない。透水シート４が付設される外壁１４面の遮水シート面３１は、図２のように全面に限定されず、凍結深度より深ければ、外壁１４の高さより短いものでもよい。基礎構造物１０は、改良壁１の特定位置に遮水シート３と透水シート４を併設したため、雨水の深度方向への浸透の促進、雨水の外壁への浸透防止、改良壁１の保温効果等の効果が得られる。また、雨水の外壁への浸透防止の二次効果として、床下からの湿気を遮断する防湿効果が挙げられる。

透水シートとしては、ポリエステル系、ポリプロピレン系あるいはポリエステル系長繊維不織布等の素材を使用した建築、土木一般で使用する公知のものが適用できる。なお、図２〜図４において、透水シート４は任意の構成要素であり、省略してもよい。

また、基礎構造物１０は、基礎部２周りが、砂利層、砕石層又は栗石層などの透水層５１である。この透水層５１の深さ方向の形成領域は、地表から改良壁１の一部又は全部を含む深さまでである。すなわち、透水層５１と透水シート４は連通している。これにより、雨水は透水層５１から透水シート４に流れやすくなり、雨水の深度方向への浸透をより促進する。

図１〜図４の基礎構造物１０の構築方法を説明する。先ず改良壁１を造成する。改良壁１は、改良壁１が造成される領域（軟弱地盤）に改良壁の形状に対応する形状の溝を地中に形成する。溝内であって外壁１４の外側に遮水シート３を敷設し、更にその外側には透水シート４を付設する。遮水シート３と透水シート４は、接着剤で接着しても、接着剤を使用せず重ねるものであってもよい。なお、遮水シート３は、鉛直方向の寸法として、外壁１４の上面１２に至る折り返し分３２を確保しておく。なお、遮水シート３や透水シート４は、工場より所定幅でロール状に巻いて搬送されたものを、所望長さに切断し、これを熱溶着や接着によって所定形状に接合させた１枚又は複数枚のものを使用すればよい。次いで、溝内にセメント系固化材を撹拌混合した改良土質を埋め戻す。その後、改良土質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改良壁を構築し、遮水シート３の折り返し分３２を折り返した状態にし、例えば基礎部として、ベタ基礎であるコンクリートを打設して改良壁とベタ基礎を一体化させる。なお、遮水シート３の折り返し分３２を外壁１４の上面に固定するには、例えば、ピンや接着剤により固定すればよい。また、図１４に示すように、遮水シート３が改良壁１の上面全面を覆うような場合、左右両側で一対の遮水シート３ａ、３ｂを準備し、遮水シート３ａ、３ｂの一端を外壁１４の下面１８に位置させ、改良壁１を構築後、両側から一対の遮水シート３ａ、３ｂの端部を重ね合わせピン９で改良壁１に固定する方法を採ればよい。

本発明の第２の実施の形態における基礎構造体を図５を参照して説明する。図５の基礎構造体において、図１〜図４の基礎構造体と同一構成要素には、同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図５の基礎構造体において、図１〜図４の基礎構造体と異なる点は、改良壁１の形状及び透水シートの有無である。基礎構造体１０ａにおいて、改良壁１の外壁１４の外周面１１は、基礎部２の外周面２１より外側に突出しており、且つ改良壁１の外壁１４の上方角部が面取りされている。従って、遮水シート３は、外壁１４の外側面１１から面取り部１１ａを経て外壁１４の上面１２と基礎部２との界面に亘る連続する領域に形成される。また、基礎構造体１０ａにおいては、透水シート４の設置が省略されている。基礎構造体１０ａによれば、透水シート４が省略されているため、雨水の深度方向への浸透促進という点では若干劣るものの、基礎構造体１０と同様の作用効果を奏する。

本発明の第３の実施の形態における基礎構造体を図６を参照して説明する。図６の基礎構造体において、図１〜図４の基礎構造体と同一構成要素には、同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図６の基礎構造体において、図１〜図４の基礎構造体と異なる点は、基礎部２の形状及び透水シートの有無である。基礎構造体１０ｂにおいて、基礎部２は、逆Ｔ字形状の布基礎２２であり、また、透水シート４の設置が省略されている。基礎構造体１０ｂによれば、透水シート４が省略されているため、雨水の深度方向への浸透促進という点では若干劣るものの、基礎構造体１０と同様の作用効果を奏する。

本発明の第４の実施の形態における基礎構造体を図７を参照して説明する。図７の基礎構造体において、図１〜図４の基礎構造体と同一構成要素には、同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図７の基礎構造体において、図１〜図４の基礎構造体と異なる点は、改良壁１の外壁の形状、角部水切り用の面木の有無及び透水シートの有無である。基礎構造体１０ｃにおいて、改良壁１の外壁１４の外側の上部の角部３１１はアール形状であり、該アール形状の角部３１１の上方であって、基礎部２の外側の下方部に、角部水切り用の面木６が付設されている。すなわち、角部水切り用の面木６は、基礎部２に一体的に固定されたものであり、三角形断面形状であり、斜辺部６１が鉛直となるように付設したものである。角部水切り用の面木６は、樹脂製の市販品が好ましい。角部水切り用の面木６は基礎部２を造成する際、型枠に沿って予めセットしておき、その後、コンクリートが打設されて基礎部２と一体化する。基礎構造体１０ｃにおいて、雨水は角部水切り用の面木６の鉛直面６１に沿って、下方に流下する。このため、基礎部２と改良壁１の接合部の隙間１３から雨水が浸入することを防止でき、当該隙間１３における凍上の問題はない。また、例え、雨水や霜柱が外壁１４の上方の角部３１１上に付着したとしても、アール形状であるため、下方へ流れ落ちる。また、基礎構造体１０ｃにおいては、透水シート４の設置が省略されている。基礎構造体１０ｃによれば、透水シート４が省略されているため、雨水の深度方向への浸透促進という点では若干劣るものの、角部水切り用の面木６により、基礎部２と改良壁１の界面に雨水が浸入することを防止でき、基礎構造体１０と実質的に同様の作用効果を奏する。なお、角部水切り用の面木６と遮水シート３は接触又は非接触のいずれであってもよい。

本発明の第５の実施の形態における基礎構造体を図８を参照して説明する。図８の基礎構造体において、図７の基礎構造体と同一構成要素には、同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図８の基礎構造体１０ｄにおいて、図７の基礎構造体１０ｃと異なる点は、角部水切り用の面木の設置方法である。基礎構造体１０ｄの面木６は、三角形の直角を形成する辺を鉛直方向とし、斜辺部を奥側にしたものであり、基礎構造体１０ｃと同様の作用効果を奏する。

本発明の第６の実施の形態における基礎構造体を図９を参照して説明する。図９の基礎構造体において、図８の基礎構造体と同一構成要素には、同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図９の基礎構造体１０ｅにおいて、図８の基礎構造体１０ｄと異なる点は、改良壁１の外壁の形状及び角部水切り用の面木の設置方法である。基礎構造体１０ｅは、改良壁１の外壁１４の外側の上部の角部３１１は面取り形状であり、該面取り形状の角部３１１の上方であって、基礎部２の外側の下方端面に、角部水切り用の面木６を付設したものであり、基礎構造体１０ｅと同様の作用効果を奏する。

本発明の第７の実施の形態における基礎構造体を図１０を参照して説明する。図１０の基礎構造体において、図９の基礎構造体と同一構成要素には、同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図１０の基礎構造体１０ｆにおいて、図９の基礎構造体１０ｅと異なる点は、角部水切り用の面木の形状である。基礎構造体１０ｆは、角部水切り用の面木６ａが矩形断面形状であり、長辺部が鉛直方向となるように基礎部２の下方部に設置されたものであり、基礎構造体１０ｆと同様の作用効果を奏する。

本発明の第８の実施の形態における基礎構造体を図１１を参照して説明する。図１１の基礎構造体において、図７の基礎構造体と同一構成要素には、同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図１１の基礎構造体において、図７の基礎構造体と異なる点は、角部水切り用の面木に代えて、鉄板製の水切り板を設置したことである。基礎構造体１０ｇは、角部水切り用の面木６と同様、改良壁１の外壁１４の外側の上部のアール形状の角部３１１の上方であって、基礎部２の外側の下方部に、水切り板７を付設したものである。

すなわち、水切り板７は、水平板部７１と、水平板部７１の前方端からやや下方に屈曲する傾斜板部７２と、傾斜板部７２の先端から上方向に屈曲する起立板部７３とからなり、起立板部７３が外側部材となるように、水平板部７１を外壁１にピン８で固定したものである。なお、起立板部７３の先端部７４は、更に水平板部７１側に屈曲させている。これにより、水平板部７１を外壁１に固定した後、コンクリートを型枠に流し込む際、起立板部７３と傾斜板部７２間にコンクリートが入り易くなる。水切り板７は、外壁１にピン固定されると共に、基礎部２とも一体化している。なお、角部水切り用の面木６と同様、水切り板７と遮水シート３は接触又は非接触のいずれであってもよい。基礎構造体１０ｇにおいて、雨水は水切り板７の鉛直面７３に沿って、下方に流下する。このため、基礎部２と改良壁１の接合部の隙間から雨水が浸入することを防止でき、当該隙間における凍上の問題はない。また、例え、雨水や霜柱が外壁の上方の角部３１１上に付着したとしても、アール形状であるため、下方へ流れ落ちる。また、外壁１と水切り板７間には空気層９が存在するため、毛細管現象により水が上昇する恐れもない。

基礎構造体１０ｇにおいて、水切り板７は改良壁１に遮水シート３が敷設された後、ピン８で改良壁１に固定する。その後、基礎部２造成用のコンクリートが打設されて水切り板７と基礎部２は一体化する。なお、基礎構造体１０ｇは、改良壁１の外壁１４の外側面と基礎部２の外側面が概ね面一の場合に適する。

本発明の第９の実施の形態における基礎構造体を図１２を参照して説明する。図１２の基礎構造体において、図１１の基礎構造体と同一構成要素には、同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図１２の基礎構造体１０ｈにおいて、図１１の基礎構造体１０ｇと異なる点は、水切り板の形状である。基礎構造体１０ｈは、水切り板７ａの起立板部７３ａが、傾斜板部７２の先端から前方斜め上方向に屈曲して前方傾斜板部を形成したものであり、基礎構造体１０ｇと同様の作用効果を奏する。なお、基礎構造体１０ｈは、基礎部２の外側面が改良壁１の外壁１４の外側面より外側に突出している場合に適する。

本発明の第１０の実施の形態における基礎構造体を図１３を参照して説明する。図１３の基礎構造体において、図１１の基礎構造体と同一構成要素には、同一符号を付して、その説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図１３の基礎構造体１０ｉにおいて、図１１の基礎構造体１０ｇと異なる点は、水切り板の形状である。基礎構造体１０ｉは、水切り板７ｂの起立板部７３ｂが、傾斜板部７２の先端から後方斜め上方向に屈曲して後方傾斜板部を形成したものであり、基礎構造体１０ｇと同様の作用効果を奏する。なお、基礎構造体１０ｉは、改良壁１の外壁１４の外側面が基礎部２の外側面と概ね面一あるいは基礎部２の外側面より外側に突出している場合に適する。

本発明において、内壁により外壁の内側を複数の室に分割する方法としては、上記実施の形態における分割方法に限定されず、種々の分割形態を採ることができる。また、上記実施の形態例は、基礎部がベタ基礎であり、屋外構造物が小規模住宅の場合であるが、これらに限定されず、例えば、屋外構造物が、小規模住宅以外の建築物などにも適用できる。

なお、屋外構造物が、店舗、工場のように大面積の場合、改良壁内を内壁で区画する方法としては、格子状に数十〜数百の多数の室を形成する方法、改良壁１を１ユニットとして、当該同ユニットを横並びに複数配置する複数配置方法、あるいは同ユニット及び異なるユニットを複数組み合わせて配置する複数混合配置方法などが挙げられる。屋外構造物が大面積の場合、改良壁内を内壁２で区画する室の数は、小規模住宅に比べて当然多くなる。

本発明によれば、地中連続改良壁と基礎部間に雨水の浸透を防止でき、寒冷地における凍上現象を防止できる。

１ 不透水地中連続改良壁
２ 基礎部
３ 遮水シート
４ 透水シート
６ 面木
７ 水切り板
１０、１０ａ〜１０ｉ 基礎構造体

Claims (8)

1. 外周を形成する連続状の外壁と、必要に応じて該外壁で囲まれる内側を複数の室に分割する内壁とからなる不透水地中連続改良壁と、
   該不透水地中連続改良壁の上方に形成される基礎部と、を有し、
   該外壁の外側面から該外壁の上面と基礎部との界面に亘る連続する領域に、遮水シートを敷設したことを特徴とする基礎構造体。
2. 該外壁の外側面の遮水シート面に、更に透水シートを付設したことを特徴とする請求項１記載の基礎構造体。
3. 該外壁の外側の上部の角部は、アール形状であることを特徴とする請求項１又は２記載の基礎構造体。
4. 該アール形状の角部の上方であって、該基礎部の外側の下方部に、角部水切り用の面木を付設したものであることを特徴とする請求項３記載の基礎構造体。
5. 該面木は、面木の垂直面が外周面となるように付設されたものであることを特徴とする請求項４記載の基礎構造体。
6. 水平板部と、該水平板部の前方端からやや下方に屈曲する傾斜板部と、該傾斜板部の先端から上方向又は斜め方向に屈曲する起立板部とからなる水切り板を、該起立板部が外側部材となるように、該水平板部を該外壁に固定したことを特徴とする請求項３記載の基礎構造体。
7. 該起立板部の先端を、更に該水平板部側に屈曲させたものであることを特徴とする請求項６記載の基礎構造体。
8. 該起立板部は、鉛直板部、前方傾斜板部又は後方傾斜板部であることを特徴とする請求項６記載の基礎構造体。

Images