JP2016056643A - 建設物における免震構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 小規模の建設物に適した安価に施工できる免震構造を提供する。
【解決手段】 敷地の地盤１と基礎２の間に水平に並べられた複数の樹脂ブロック５で形成された樹脂ブロック層４により免震作用が得られる。各樹脂ブロック５は基礎２の下側に免震用空間Ｓを形成しつつ基礎２及び構築物３を支える樹脂（発泡スチロールを除く）製の骨格部材である。各樹脂ブロック５は、水平方向でお互いに連結されておらず、高密度ポリエチレンとポリプロピレンの混合材料で形成されている。
【選択図】 図１

Description

この出願願の発明は、建設物の免震技術に関するものである。

日本は地震の多い国であり、大地震の教訓を背景として免震技術などの地震を考慮した建設技術の開発が進められている。尚、この明細書では、建設物とは、基礎と基礎の上に建設された構築物とから成るものの総称であり、構築物には、ビルやマンション、一般家屋のような建物の他、橋や擁壁のような構築物も含まれる。
このような建設物における免震構造は、アイソレータとダンパーを使用したものが一般的である。即ち、基礎と構築物の間にアイソレータを設け、アイソレータによって構築物を支えた構造とされる。アイソレータには積層ゴムや滑り支承構造が採用されていて振動を伝えない（免震）構造となっており、ダンパーによって揺れが吸収されるようになっている。このような構造の一例が、特許文献１に開示されている。また、特許文献２には、施工コストを安価にするため、アイソレータと発泡樹脂ブロックを組み合わせた構造とする技術が開示されている。

特願２００２−２０１８１６号公報 特願２００７−１４６４１９号公報

上述したような免震構造は、構造が複雑で施工が大がかりとなる欠点がある。このため、ビルや高層マンションのような大規模な建設物には向いているものの、一戸建ての住宅や三階程度までの建築物のような小規模な建設物にとっては、非常に高コストのものとなってしまうので、現実的とはいえない。特許文献２のものは、ダンパーに代えて発泡樹脂ブロックを採用しているので、その点で低コストになっているが、アイソレータの施工が必要であるため、高コストであることは否めない。
この出願の発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、小規模の建設物に適した安価に施工できる免震構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、敷地の地盤の上に施工された基礎と、基礎の上に施工された構築物とから成る建設物において振動が地盤から構築物に伝わらないようにする免震構造であって、
地盤と基礎の間には、水平又は地表面の方向に並べられた複数の樹脂ブロックで形成された樹脂ブロック層が設けられており、各樹脂ブロックは、基礎の下側に免震用空間を形成しつつ基礎及び構築物を支える樹脂（発泡スチロールを除く）製の骨格部材であり、
各樹脂ブロックは、前記水平又は地表面の方向ではお互いに連結されていないものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記各樹脂ブロックの材料は、高密度ポリエチレンとポリプロピレンの混合材料であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項１又は２の構成において、前記樹脂ブロック層の厚さは７ｃｍ以上であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項１、２又は３の構成において、前記樹脂ブロック層は、前記基礎に対して連結されていないという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項１乃至４いずれかの構成において、前記樹脂ブロック層は、前記基礎の施工領域以上の領域を占めているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、前記請求項１乃至４いずれかの構成において、前記地盤内には柱状改良杭が施工されており、前記樹脂ブロック層が柱状改良杭と基礎との間に設けられているという構成を有する。

以下に説明する通り、この出願の請求項１記載の発明によれば、基礎と地盤との間に介在された樹脂ブロック層により大きな免震効果が得られる。そして、樹脂ブロックを水平に並べて樹脂ブロック層を形成するというシンプルな構造であるので、免震用のアイソレータやダンパーを施工する場合に比べて非常に安価に施工でき、施工自体も非常に容易である。このため、小規模の建設物における免震構造として適したものになる。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、樹脂ブロックが高密度ポリエチレンとポリプロピレンの混合材料で形成されているので、十分な強度と適度な弾性を有するものとなり、より免震効果が高く得られる。また、再生材料を入手することも容易であるので、環境面やコスト面でも好ましいものとなる。
また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、樹脂ブロック層の厚さが７ｃｍ以上であるので、高い免震効果が確実に得られる。
また、請求項４記載の発明によれば、上記効果に加え、樹脂ブロック層が基礎に対して連結されていないので、滑り効果が期待でき、特に横揺れに対して大きな免震効果が発揮される。
また、請求項５記載の発明によれば、上記効果に加え、樹脂ブロック層が基礎の施工領域以上の領域を占めているので、この点で免震効果がより高く得られる。
また、請求項６記載の発明によれば、上記効果に加え、柱状改良により地盤改良を行った際、柱状改良杭と地盤との間に樹脂ブロック層が介在されるので、振動が伝わり易い柱状改良杭の欠点が解消される。

第一の実施形態の免震構造が実現された建設物の概略図である。 図１に示す免震構造において採用された樹脂ブロックの一例を示した斜視概略図である。 実施形態の免震構造を有する建設物の施工方法を示した概略図である。 他の例の樹脂ブロックの概略図であり、（１）は平面概略図、（２）は正面概略図である。 実施形態の免震構造の効果を確認するために行った実験について示した正面断面概略図であり、従来の構造のプロトタイプの正面断面概略図である。 実施形態の免震構造の効果を確認するために行った実験について示した正面断面概略図であり、実施形態の構造のプロトタイプの正面断面概略図である。 実施形態の免震構造の効果を確認するために行った実験について示した正面断面概略図であり、実施形態の構造のプロトタイプの正面断面概略図である。 図５〜図７に示された各構造プロトタイプについての振動実験の結果を示した図であり、（１）は従来構造のプロトタイプにおける振動の伝播状況、（２）は図６に示す実施形態の構造のプロトタイプおける振動の伝播状況、（３）は図７に示す実施形態の構造のプロトタイプおける振動の伝播状況を示している。 樹脂ブロック層の施工領域について示した概略図である。 第二の実施形態の免震構造の概略図である。

次に、この出願の発明を実施するための形態（以下、実施形態）について説明する。
図１は、第一の実施形態の免震構造が実現された建設物の概略図である。図１に示す建設物は、敷地１の地盤１０の上に施工された基礎２と、基礎２の上に施工された構築物３とから成っている。
実施形態の免震構造の大きな特徴点は、振動が地盤１０から構築物３に伝わらないようにするため、基礎２の下側に比較的大きな空間（空洞）Ｓを形成することである。以下、この空間Ｓを免震用空間という。

免震用空間Ｓを形成しつつ基礎２及び構築物３を十分に支えるため、実施形態では基礎２の下側に樹脂ブロック層４を設けている。樹脂ブロック層４は、水平に並べられた複数の樹脂ブロック５で形成された層である。
樹脂ブロック５は、樹脂（発泡スチロールを除く）製の骨格部材である。骨格部材とは、柱として機能する部分（以下、柱状部）や梁として機能する部分（以下、梁状部）を含み、基礎２や構築物３を支えるのに必要な強度を有する部材という程度の意味である。柱状部や梁状部は、棒状の部位の場合の他、板状の部位の場合もあり得る。

図２は、図１に示す樹脂ブロック層４を構成する樹脂ブロック５の概略図であり、（１）が平面概略図、（２）は正面概略図である。樹脂ブロック５は、水平な姿勢とされるベース部５１と、ベース部５１から垂直に延びるよう形成された脚部５２とから成っている。ベース部５１は、全体としては正方形の板状である。ベース部５１には、多くの開口５０が形成されている。
脚部５２は、正方形のベース部５１の各対角線上に合計４つ設けられている。脚部５２の位置は、各角の縁から少し内側の位置であり、各角の縁からの距離はすべて同じである。

各脚部５２は、全体としてはほぼ角柱状の部位である。但し、各脚部５２の内部は柔軟性を与えるため及び軽量化のため空洞になっている。各脚部５２は、ベース部５１につながった部分で最も断面積が大きく、ベース部５１から遠ざかるにしたがって徐々に小さな断面積となっている。即ち、正面から見ると台形状となっている。
各脚部５２の高さは皆同じである。各脚部５２の上端面には、嵌め込み用の突起（以下、嵌め込み突起）５３が形成されている。嵌め込み突起５３は、上側に位置させる別の部材との組み合わせのための部位である。

図２（１）に示すように、嵌め込み突起５３は、各脚部５２の上端面に二つずつ形成されている。各嵌め込み突起５３は、図２（１）に示すように、各脚部５２のほぼ正方形の上端面形状において斜め左上から斜め右下の方向の対角線上に設けられている。
また、各脚部５２の上端面には、嵌め込み用の孔（以下、嵌め込み孔）５４が形成されている。嵌め込み孔５４も、各上端面に二つずつ設けられている。嵌め込み孔５４は、平面視で見た場合、斜め右上から斜め左下の方向の対角線上に設けられている。即ち、各脚部５２の上端面において、各嵌め込み孔５４は各嵌め込み突起５３と線対称に配置されている。

免震用空間Ｓを形成するというだけであれば、樹脂ブロック５ではなく例えばスチール製の構造材を使用したり、コンクリートで免震用空間Ｓを使用したりすることも可能である。しかしながら、このような材料では、そのような構造材自体が振動を伝える経路になってしまう。実施形態では、この点を考慮し、地盤１０や基礎２とは固有振動数が大きく異なる材料として樹脂を採用し、且つ樹脂の弾性による振動吸収作用も持たせている。即ち、基礎２の下側に免震用空間Ｓが形成され、且つその空間Ｓを樹脂製の骨格部材で維持することで、その層（樹脂ブロック層４）全体があたかも免震ゴムのように機能させるものとなっている。

樹脂ブロック５の採用は、上記のように樹脂が持つ弾性を利用する意図があるものの、その一方、構造材として基礎２や構築物３を支える必要がある。この点を考慮し、実施形態の構造では、適宜の形状、材料の樹脂ブロック５を使用している。
まず、形状については、面状の部位が連なる形状よりも上記のように多くの開口５０を有する部材の方が好ましい。例えば、開口の無い（又は少ない）箱状の部材を並べて樹脂ブロック層４とすることもあり得る。しかしながら、このような構造であると、層全体の剛性が高くなり強度は増すが、振動が伝わり易くなる。実施形態では、この点を考慮し、図２に示すように多くの開口５０を有する樹脂ブロック５を採用している。図２に示す樹脂ブロック５は、雨水貯留槽の形成用に使用されたり、軟弱地盤の改良用（地盤置換用）に使用されたりするものであるが、発明者の検討によると、適度の強度と柔軟性（弾性）を有し、免震用空間Ｓの形成用に非常に適していることが判明した。

また、具体的な樹脂材料について説明すると、この実施形態では、ポリプロピレンと高密度ポリエチレンの混合材が使用されている。混合比は、重量比でポリプロピレン３０〜５０％（高密度ポリプロピレン７０〜５０％）程度である。この実施形態では、環境面及びコスト面を考慮し、ＰＰ、ＨＤＰＥとも再生材（リサイクルされた材料）を使用している。
尚、高密度ポリエチレンは、樹脂の中でも比較的強度が高く、建築資材の材料としても用いられることがある。反面、柔軟性（弾性）に欠けるため、高密度ポリエチレンのみで樹脂ブロックを形成してしまうと、振動が伝わり易くなってしまう。この点を考慮し、ポリプロピレンを混合し、柔軟性を高めている。

必要な強度と弾性率の兼ね合いについて説明すると、強度については特に鉛直方向の長期許容応力度（クリープ）の大きさが問題となる。この値は、一戸建ての住宅や三階建て程度までの建設物を想定すると、３０ｋＮ／ｍ^２以上とすることが望しく、５０ｋＮ／ｍ^２以上とすることがより望ましい。さらに、高層のビルやマンションのような大規模の建築物を想定すると、１００ｋＮ／ｍ^２以上とすることが望ましい。一方、弾性率については、引っ張り弾性率が０．４〜１．６（×１０^３ＭＰａ又はｋｇ^４ｋｇｆ／ｃｍ^２）程度の範囲に入ることが望ましい。これらを満足する樹脂ブロック５が使用される。

より具体的な一例を示すと、樹脂ブロック５としては、例えば株式会社日東ジオテクノ（本社、東京渋谷）からジオプールの商品名で販売されているもの（例えばＡＥ−１）が使用できる。この種の樹脂ブロック５は、人が一人で持ち運びできる程度の軽量なものとなっており、ベース部５１は一辺が５００〜７５０ｍｍ程度であり、脚部５２の長さ（高さ）は２５０〜４００ｍｍ程度、重量は３〜６ｋｇ程度である。

このような樹脂ブロック５は、図１に示すように水平に並べて配置され、各樹脂ブロック５の上側には、カバー材６が設けられる。カバー材６は、図２に示す樹脂ブロック５のベース部５１に相当する形状、構造の板状の部材である。カバー材６は、同様に嵌め込み突起及び嵌め込み孔を有する。カバー材６の嵌め込み突起が樹脂ブロック５の脚部５２の嵌め込み孔５４に嵌り込み、脚部５２の嵌め込み突起５３がカバー材６の嵌め込み孔に嵌り込むことで両者が連結される。
また、図１に示すように、最も外側に位置する樹脂ブロック５の外側面には、壁材プレート４１が設けられている。壁材プレート４１の詳細構造の図示は省略するが、壁材は、同様に樹脂製の板状部材であり、通水用の開口を多数有している。凹凸が嵌り合う構造により、壁材プレート４１は樹脂ブロック５及びカバー材６に連結されている。尚、壁材プレート４１は、より強度を高めるため、各樹脂ブロック５の各側部に設けられる場合もある。

また、樹脂ブロック層４は、内部に土砂が進入しないよう透水シート４１で全体が覆われている。透水シート４１は、土木シートのようなポリプロピレン繊維又はポリエステル繊維で編み込まれたシートである。この他、不織布製のものが使用されることもある。
この実施形態では、樹脂ブロック層４と基礎２との間には、緩衝層７が設けられている。緩衝層７としては、例えばリプラボード（再生プラスチックボード）やＥＰＳ（発泡スチロール）ボードが使用される。

基礎２は、ベタ基礎や布基礎等、適宜の構造、工法にて施工されるものである。尚、緩衝層７と樹脂ブロック層４とは、透水シート４１を介して接しているが、両者は、互いに連結されていない。即ち、リプラボード又はＥＰＳボードである緩衝層７は、透水シート４１の上に載置されただけのものであり、特に透水シート４１や樹脂ブロック５に対して固定や連結はされていない。

次に、このような免震構造を持った建設物の施工方法について、図３を使用して説明する。図３は、実施形態の免震構造を有する建設物の施工方法を示した概略図である。
まず、図３（１）に示すように、敷地１の地盤１０を掘り下げ、底面を平らにする。そして、掘り下げて形成した凹部の底面及び側面を覆うようにして透水シート８１を被せる。その後、底面に砕石８２を敷き詰める。尚、凹部の斜面は、図では地表面に対して垂直となっているが、崩れ防止等のため、必要に応じて斜めに掘り下げる。
次に、図３（２）に示すように、砕石８２の上に別の透水シート４１を敷き、その上に樹脂ブロック５を並べていく。そして、並べた各樹脂ブロック５の上側にカバー材６を取り付けて樹脂ブロック層４を形成し、樹脂ブロック層４全体を透水シート４１で覆う。透水シート４１の端は、必要に応じて粘着テープ等で貼り合わせる。

次に、図３（３）に示すように、樹脂ブロック５の上に緩衝層７を施工する。即ち、リプラボード又はＥＰＳボードを並べて載置し、樹脂ブロック層４の上側を覆った状態で敷き詰めて緩衝層７とする。また、敷地１を掘り下げて形成した凹部と樹脂ブロック層４の側面との間には、若干の空間が残るが、この空間には、砕石８２が充填される。
そして、図３（４）に示すように、緩衝層７の上に基礎２を施工し、基礎２の上に構築物３を施工する。基礎２や構築物３の施工法は、特に制限されるものではなく、適宜の工法を用いることができる。尚、緩衝層７の上に捨てコンクリートをしてから基礎２を施工する場合もある（基礎２の施工の一部ともいえる）。また、基礎２を施工した後、樹脂ブロック層４の上側に空間では、基礎２の周囲を含めて埋め戻しがされ、適宜の高さの地表面とされる。このため、基礎２の一部や樹脂ブロック層４は、地中に埋設された状態となる。

上記構造の建設物において、地震等により地盤１０に振動が発生した場合を想定する。この場合、地盤１０（大地）と基礎２及び構築物３との間には、樹脂ブロック５により形成された免震用空間Ｓ（空気）が存在している。地盤１０と空気との固有振動数は大きく異なるので、地盤１０の振動は、基礎２や構築物３には伝わりにくくなる。免震用空間Ｓには、多数の樹脂ブロック５が存在するが、樹脂ブロック５は、適度な弾性と必要な強度を有する樹脂材料で形成されており、地盤１０や基礎２等に比べると固有振動数が大きく相違する。このため、地盤１０の振動は樹脂ブロック５を介しても伝わりにくい。いわば、樹脂ブロック層４全体がいわば免震ゴムのように作用し、振動が伝わりにくくする。

この際重要なのは、各樹脂ブロック５は、水平方向では相互に連結されていないことである。例えば特開２００８−２３１９００号公報に開示されているように、樹脂ブロック５は、軟弱地盤１０における地盤改良材として使用され得る。同公報では、水平方向で隣接する樹脂ブロック同士を連結具で連結している（公報図３参照）。このように各樹脂ブロックを水平方向で連結具で連結することは、樹脂ブロック層全体の強度が高められるため、より高い地盤改良効果を得るべく樹脂ブロック層の積層段数を多くした場合等に特に効果的である。しかしながら、各樹脂ブロックを水平方向で相互に連結してしまうと、樹脂ブロック層の全体としての剛性、一体性を高めることになり、地盤からの振動が伝わり易くなってしまう。このため、この実施形態では、各樹脂ブロック５を相互に連結しない構造としている。尚、カバー材６は、嵌め込み突起の嵌り込みにより樹脂ブロック５に対して連結されているが、カバー材６同士は、単に並べて敷設されているのみで、連結はされていない。この理由も上記と同様である。

次に、実施形態の免震構造で使用できる樹脂ブロックの他の例について説明する。図４は、他の例の樹脂ブロックの概略図であり、（１）は平面概略図、（２）は正面概略図である。
この例の樹脂ブロック５は、ほぼ方形の平板状のものとなっている。樹脂ブロック５は、概略的には皿状に凹んだ凹部内に格子状に補強用のリブ５５を形成した構造となっている。また、図２に示す樹脂ブロック５と同様、通水用の開口５０を多数有している。

この例の樹脂ブロック５は、一対のものを上下に重ね合わせて使用することが想定されている。上下に重ね合わせた際、水平方向で位置ずれがないようにするための嵌め込み突起５６と嵌め込み孔５７を同様に有している。即ち、一対の樹脂ブロックが向かい合わされて重ねられた際、各嵌め込み突起５６が相手方の各嵌め込み孔５７に嵌り込むよう、各嵌め込み突起５６及び各嵌め込み孔５７の位置が設定されている。

尚、この例の樹脂ブロック５は、前述したカバー材６としても兼用できるものとなっている。即ち、脚部５２を有するタイプの樹脂ブロック５の嵌め込み突起５３が嵌り込むものとして、補助嵌め込み孔５８を有している。補助嵌め込み孔５８に対しては、脚部５２が接続された際の補強用として円弧状の補助リブ５９が形成されている。

図４に示すような平板状の樹脂ブロック５は、形成する樹脂ブロック層４の厚さが比較的薄い場合に好適に使用される。形成する樹脂ブロック層４の厚さに合わせて、重ね合わせる対の数が選定される。このような平板状の樹脂ブロック５を使用した場合でも、同様の免震効果が得られる。尚、このように平板状の樹脂ブロック５も水平方向に複数並べて配置されることで樹脂ブロック層４が形成されるが、前述したのと同様の理由により、その並びの方向（水平方向）では相互に連結されない。

尚、前掲の公報では、樹脂ブロック層内に溜まり続ける水（地下水）により免震効果が得られるとしているが、発明者が実験により確認したところでは、上記のような構造とすることにより、樹脂ブロック層４内に水が溜まっていなくても免震効果がある。以下、この点について説明する。
図５〜図７は、実施形態の免震構造の効果を確認するために行った実験について示した正面断面概略図である。この実験では、免震構造のプロトタイプとして図５〜図７に示すような構造を製作し、実際に振動台の上に載せて振動させ、振動実験を行った。図５が従来構造のプロトタイプを示し、図６及び図７が実施形態の構造のプロトタイプを示す。

この実験では、木材で２．５ｍ×２．５ｍ、高さ１．２ｍ程度の直方体状の仮想地盤容器９１を製作し、仮想地盤容器９１を振動台９２の上に固定した。そして、仮想地盤容器９１の内側面に発砲樹脂プレートを側面緩衝材９３として設け、側面緩衝材９３で取り囲まれた状態で構造プロトタイプ配置した。
構造プロトタイプとしては、厚さ２００ｍｍの発砲樹脂プレートを３枚重ねて６００ｍｍの高さの発砲樹脂プレート層９４とし、その上に４００ｍｍ程度の厚さで砕石層９５を設けた。発泡樹脂プレート層９４＋砕石層９５が、実際の地盤１０をシミュレートした層である。

そして、基礎２＋建物３の荷重に相当するものとして、厚さ１５０ｍｍのプレキャストコンクリートブロック（以下、ＰＣ）を並べＰＣ層９６を配置した。ＰＣ層９６の外形は１５００ｍｍ角であるが、中央に内部の状況を確認するための点検口（直径９００ｍｍ）を設けた。ＰＣ層９６の荷重は７００ｋｇである。また、全体のバランスを構築物３に近づけるため、ＰＣ層９６の上に角筒体９８（高さ１ｍ程度）を取り付けた。
尚、実際の施工では基礎２の一部は地中に埋設された状態となるため、ＰＣ層９６の下面は砕石層９５の上面より少し下側になるように、砕石層９５の上面に凹部を形成し、その中にＰＣ層９６が入り込んだ状態とした。

図５に示すように従来構造のプロトタイプでは、砕石層９５に対してＰＣ層９６を設け、その上に角筒体９８を接続したのみであったが、図６及び図７に示す実施形態の構造のプロトタイプでは、砕石層９５の上面に形成した凹部の底面に樹脂ブロック５を並べて敷き詰めて樹脂ブロック層４を形成し、その上に緩衝層７としてリプラボードを敷設した。そして、リプラボードの上にＰＣ層９６を載置した。ＰＣ層９６に対しては、同様に角筒体９８を接続して構築物３のシミュレーションとした。尚、図６は、樹脂ブロック層４が薄い場合の構造のプロトタイプであり、図４に示す平板状タイプの樹脂ブロック５を重ね合わせて形成したものである。また、図７は、厚い場合の構造のプロトタイプであり、図２に示す樹脂ブロック５を使用したものである。樹脂ブロック層４の厚さは、図６の構造プロトタイプでは７０ｍｍ程度、図７の構造プロトタイプでは３００ｍｍ程度である。

図５と図６，７を比較すると判るように、従来構造と各実施形態の構造との相違は、基本的に、樹脂ブロック層４及び緩衝層７があるか無いかである。尚、図示は省略したが、ＰＣ層９６の下端部に振動センサが設けられた。振動センサとしては、地震計と同様、加速度センサが使用された。
図８は、図５〜図７に示された各構造プロトタイプについての振動実験の結果を示した図である。図８中の（１）は、図５に示す従来構造のプロトタイプにおける振動の伝播状況、（２）は図６に示す実施形態の構造プロトタイプにおける振動の伝播状況、（３）は図７に示す実施形態の構造プロトタイプにおける振動の伝播状況を示している。

実験では、より地震に近いシミュレーションをするため、芳賀波を振動台によりプロトタイプに印加した。芳賀波は、東日本大震災において栃木県芳賀群芳賀町で観測された地震波でＮＩＥＤ（独立行政法人防災科学研究所）の全国強震観測網（ｋｉｔ−ｎｅｔ）による観測波である。
図８中の（１）では、芳賀波の大きな振動波形が計測されているが、（２）や（３）では振動波形は非常に小さくなっている。即ち、実施形態の構造によれば、大きな免震効果が得られることがこの実験により確認された。

多少詳しい議論をすると、上記樹脂ブロック層４による免震は、地盤１０と基礎２との間の動的相互作用において位相差による免震作用が働いているものと推測される。即ち、地盤１０に生じた振動は、基礎２との間で動的に作用し、地盤１０から基礎２に伝わる振動と、構築物３で跳ね返ってきて逆に基礎２から地盤１０に伝わる振動とがある。この際、両者の界面に樹脂ブロック層４が存在していると、振動に大きな位相差を生じさせるよう作用する。このため、地盤１０から基礎２に伝わる振動（進行波）と基礎２から地盤１０に伝わる振動（反射波）との間に大きな位相差が生じて、お互いに弱め合うよう作用し、これにより免震（減振）が達成されているものと考えられる。

このように、実施形態の免震構造によれば大きな免震効果が得られる。そして、実施形態の免震構造では、樹脂ブロック５を水平に並べて樹脂ブロック層４を形成するというシンプルな構造であるので、免震用のアイソレータやダンパーを施工する場合に比べて非常に安価に施工できる。樹脂ブロック５を並べるだけであるので、施工自体も非常に容易である。樹脂ブロック５は、軟弱地盤１０における地盤置換材や雨水貯留槽用の構造材として使用されているものを流用できるので、樹脂ブロック５自体のコストも安価である。さらに、樹脂ブロック５としては、再生プラスチック材料で形成したものを使用するも可能なので、この点も施工コストが安くできる。施工コストが安く、また施工が容易であるということは、一戸建ての住宅や三階建て程度までの建築物のような小規模な建設物について特に適していることを意味する。

また、この実施形態の構造では、基礎２は、緩衝層７を介して樹脂ブロック層４の上に載っているだけであり、基礎２は樹脂ブロック層４に連結されていない。コンクリート基礎２を樹脂ブロック層４の上に直接施工した場合、コンクリートが樹脂ブロック５に食い込んで固まるため、両者が連結される。このような構造の場合、樹脂ブロック５の振動が基礎２に伝わり易くなる。一方、実施形態の構造のように樹脂ブロック層４の上に基礎２が載っただけの構造であり、各樹脂ブロック５に対して基礎２が連結されていない構造であると、特に横揺れ（水平方向の振動）が伝わりにくくなる。横揺れが生じた場合、樹脂ブロック層４が基礎２に対して滑るように移動するため振動がキャンセルされる。

図９は、樹脂ブロック層４の施工領域について示した概略図である。
上記のような実施形態の構造における免震効果は、主として樹脂ブロック層４によりもたらされる。樹脂ブロック層４は、地盤１０からの振動を遮断するものであるため、より好ましくは、基礎２の施工領域と同じ領域か、又は図９（１）に示すようにそれを超える領域を占めるよう施工されることが望ましい。図９（２）に示すように、基礎２の施工領域よりも小さい領域に樹脂ブロック層４が施工された場合でも効果はあるが、基礎２と地盤１０とが直接接している周辺部から振動が伝わり易くなるため、効果が落ちる。

また、図９（３）に示すように、複数の樹脂ブロック層４が離散的に設けられる場合もある。このような場合にも、一定の免振効果が得られる。また、水平方向で見た際、固有振動数の異なる領域が交互に存在する（不均一に分布する）ことになるので、特に横揺れについて動的相互作用等による免振効果が高くなる。
尚、図９の各例において、緩衝層７は基礎２の領域と一致した領域をカバーするよう設けられたが、各樹脂ブロック層４の領域に一致した領域をカバーするよう設けられる場合もある。

上記実施形態において、上述したように、樹脂ブロック５は、軟弱地盤における地盤改良材としても使用される。地盤改良の場合、樹脂ブロック層４の厚さは、地盤の地耐力と上載圧（基礎２及び構築物３の荷重）に応じて定められ、地耐力が弱い地盤の場合には、１段の樹脂ブロック層４では足りず、２段、３段と多くして地盤の置換量を多くしていくことが行われる。一方、免震構造とするために樹脂ブロック層４を施工する場合には、このように厚さを厚くする必要はない。発明者の検討によると、樹脂ブロック層４は７ｃｍ以上の厚さがあれば十分な効果がある。７ｃｍ以下（例えば５ｃｍ）でも免震効果は得られるが、７ｃｍ以上の場合に比べると劣る。また、樹脂ブロック層４の厚さを２０ｃｍ超とした場合、樹脂ブロック５が無益に大きくなるだけで、特に効果が高くなる訳ではない。即ち、樹脂ブロック層４の厚さは、７ｃｍ以上２０ｃｍ以下とすることが、コスト対効果の観点から望ましい。

尚、上述したように、樹脂ブロック層４は透水シート４１で覆われているので、内部に水（雨水や地下水）が浸入し得る。前掲の公報で説示されているように、樹脂ブロック層内に水が溜まると、溜まった水による免震効果も生まれる。従って、大雨による増水等で地中水位が上がっているときは、これも加わってさらに免震効果が高くなる。尚、前掲の公報に開示されているように、樹脂ブロック層の底面と側面の下端部分に遮水層を設け、地中水位が下がった後も地下水が溜まり続ける構造としても良い。

次に、第二の実施形態について説明する。
図１０は、第二の実施形態の免震構造の概略図である。この実施形態では、建設物が軟弱地盤１０に施工されることを前提としており、且ついわゆる柱状改良を地盤改良として行うことを前提としている。
柱状改良は、軟弱地盤の改良技術としてしばしば採用されるものであり、地盤１０を垂直に細長く掘り下げて柱状の空間し、そこに杭（以下、柱状改良杭という）１００を形成する技術である。柱状改良には、地盤１０の土にセメント系の固化材を混ぜて固めたものを柱状改良杭１００とする場合（以下、セメント系工法という）と、砕石により柱状改良杭１００を形成する場合（以下、砕石系工法という）とがある。図１０では、砕石系工法の場合が描かれている。砕石系工法には、砕石にセメント系の固化剤を混ぜて固める工法の他、砕石だけで柱状改良杭１００を形成する工法とがある。セメント系工法、砕石系工法のいずれにおいても、柱状改良杭１００の長さは、通常、安定層１１に達する長さとされ、これにより不同沈下等を防止する効果が得られる。

このような柱状改良において、柱状改良杭１００は、従来、基礎２と直接的につながった構造とされている。このため、地震発生時などでは、振動が柱状改良杭１００を介して基礎２や構築物３に伝わり易い。第二の実施形態の構造は、この問題を解決したものであり、図１０に示すように、柱状改良杭１００と基礎２との間に樹脂ブロック層４を介在させている。

より具体的には、柱状改良杭１００の上には、第一の緩衝層１０１として発泡樹脂プレートが設けられており、その上に樹脂ブロック層４が設けられ、その上に第二の緩衝層１０２としてのリプラボードが設けられている。樹脂ブロック層４は、並べられた樹脂ブロック５と、各樹脂ブロック５の上に被せられたカバー材６とから成る。そして、第二の緩衝層１０２に対して基礎２（ここでは布基礎）が施工されており、その上に構築物３が施工されている。尚、第二の緩衝層１０２は、樹脂ブロック層４の上にだけ設けられ、基礎２の下側全体をカバーしない場合もあり得る。

樹脂ブロック層４は、柱状改良杭１００の上端面を覆う程度の大きさがあれば足りるものであり、例えば９００ｍｍ×９００ｍｍ程度の大きさとされる。厚さは、前述したように７ｃｍ以上とすることが望ましい。樹脂ブロック層４を形成する樹脂ブロック５の数は、第一の実施形態に比べて少なくなる。ある程度大きな樹脂ブロック５を使用すれば、樹脂ブロック一個のみが一つの柱状改良杭１００と基礎２との間に配置される構造もあり得る。また、特開２０１２−２３７０９２号公報に開示されているように、ベース部５１がほぼ円盤状である樹脂ブロック５も存在しており、ほぼ円盤状のカバー材を被せることで全体がほぼ円柱状の樹脂ブロック層４とする場合もある。この場合も、樹脂ブロック一個だけで樹脂ブロック層４が形成され得る。

第二の実施形態の構造では、柱状改良工法によって地盤改良を行った際、振動が伝わり易い柱状改良杭１００と基礎２との間に樹脂ブロック層４が介在されて振動がキャンセルされる。このため、地震発生時等の振動が構築物３に伝わりにくくなる。尚、第二の実施形態において、樹脂ブロック層４は、柱状改良杭１００と基礎２との間だけではなく、柱状改良杭１００以外の領域も含むように施工されても良い。ただ、振動を伝え易いという柱状改良の欠点を解消するには、最低限、柱状改良杭１００と基礎２との間に施工されれば足りる。

上記各実施形態において、振動は地震によるもののみを専ら取り上げたが、地震以外の振動、例えば幹線道路における車両の通行に起因した振動や、線路を走る列車による振動などについても、同様に高い免震効果を得ることができる。
また、上記各実施形態において、樹脂ブロック層４は水平方向に延びるものであったが、建設物が斜面に建設される場合、斜面に沿って斜めに延びる場合もあり得る。斜めに延びる場合、各樹脂ブロック５が階段状に並べられる場合もあり得る。いずれの場合も、地表面が延びる方向に沿って並べられると言い得る。尚、地表面に沿って複数の樹脂ブロック４が並べられる場合、前述したのと同様の理由から、その並びの方向（地表面の方向）では各樹脂ブロック４は相互に連結されない。

１ 敷地
１０ 地盤
２ 基礎
３ 建物
４ 樹脂ブロック層
４１ 透水シート
５ 樹脂ブロック
５０ 開口
５１ ベース部
５２ 脚部
５３ 嵌め込み突起
５４ 嵌め込み孔
６ カバー材
７ 緩衝層
８１ 透水シート
８２ 砕石
１００ 柱状改良杭
Ｓ 免震用空間

上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、敷地の地盤の上に施工された基礎と、基礎の上に施工された構築物とから成る建設物において振動が地盤から構築物に伝わらないようにする免震構造であって、
地盤と基礎の間には、水平又は地表面の方向に並べられた複数の樹脂ブロックで形成された樹脂ブロック層が設けられており、各樹脂ブロックは、基礎の下側に免震用空間を形成しつつ基礎及び構築物を支える樹脂（発泡樹脂を除く）製の骨格部材であり、
各樹脂ブロックは、前記水平又は地表面の方向ではお互いに連結されていないものであり、
樹脂ブロック層は、透水シートで覆われた部分を有していて、大雨により地中水位が上昇した際に地中の水が浸入し得る構造であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記各樹脂ブロックの材料は、高密度ポリエチレンとポリプロピレンの混合材料であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項１又は２の構成において、前記樹脂ブロック層の厚さは５ｃｍ以上であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項１、２又は３の構成において、前記樹脂ブロック層と前記基礎との間にはボードである緩衝層が設けられており、前記樹脂ブロック層は前記基礎に対して連結されていないという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項１乃至４いずれかの構成において、前記樹脂ブロック層は、前記基礎の施工領域以上の領域を占めているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、前記請求項１乃至３いずれかの構成において、前記地盤内には柱状改良杭が施工されており、前記樹脂ブロック層が柱状改良杭と基礎との間に設けられており、
前記樹脂ブロック層と前記基礎との間にはボードである緩衝層が設けられており、前記樹脂ブロック層は前記基礎に対して連結されていないという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、前記請求項６の構成において、前記柱状改良杭と前記樹脂ブロック層との間にはボードである緩衝層が設けられており、前記柱状改良杭は前記樹脂ブロック層に対して連結されていないという構成を有する。

以下に説明する通り、この出願の請求項１記載の発明によれば、基礎と地盤との間に介在された樹脂ブロック層により大きな免震効果が得られる。そして、樹脂ブロックを水平に並べて樹脂ブロック層を形成するというシンプルな構造であるので、免震用のアイソレータやダンパーを施工する場合に比べて非常に安価に施工でき、施工自体も非常に容易である。このため、小規模の建設物における免震構造として適したものになる。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、樹脂ブロックが高密度ポリエチレンとポリプロピレンの混合材料で形成されているので、十分な強度と適度な弾性を有するものとなり、より免震効果が高く得られる。また、再生材料を入手することも容易であるので、環境面やコスト面でも好ましいものとなる。
また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、樹脂ブロック層の厚さが５ｃｍ以上であるので、免震効果が確実に得られる。
また、請求項４記載の発明によれば、上記効果に加え、樹脂ブロック層が基礎に対して連結されていないので、滑り効果が期待でき、特に横揺れに対して大きな免震効果が発揮される。
また、請求項５記載の発明によれば、上記効果に加え、樹脂ブロック層が基礎の施工領域以上の領域を占めているので、この点で免震効果がより高く得られる。
また、請求項６又は７記載の発明によれば、上記効果に加え、柱状改良により地盤改良を行った際、柱状改良杭と地盤との間に樹脂ブロック層が介在されるので、振動が伝わり易い柱状改良杭の欠点が解消される。

Claims (6)

1. 敷地の地盤の上に施工された基礎と、基礎の上に施工された構築物とから成る建設物において振動が地盤から構築物に伝わらないようにする免震構造であって、
   地盤と基礎の間には、水平又は地表面の方向に並べられた複数の樹脂ブロックで形成された樹脂ブロック層が設けられており、各樹脂ブロックは、基礎の下側に免震用空間を形成しつつ基礎及び構築物を支える樹脂（発泡スチロールを除く）製の骨格部材であり、
   各樹脂ブロックは、前記水平又は地表面の方向ではお互いに連結されていないものであることを特徴とする建設物における免震構造。
2. 前記各樹脂ブロックの材料は、高密度ポリエチレンとポリプロピレンの混合材料であることを特徴とする請求項１記載の建設物における免震構造。
3. 前記樹脂ブロック層の厚さは７ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の建設物における免震構造。
4. 前記樹脂ブロック層は、前記基礎に対して連結されていないことを特徴とする請求項１、２又は３記載の建設物における免震構造。
5. 前記樹脂ブロック層は、前記基礎の施工領域以上の領域を占めていることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の建設物における免震構造。
6. 前記地盤内には柱状改良杭が施工されており、前記樹脂ブロック層が柱状改良杭と基礎との間に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の建設物における免震構造。

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