JP2019100058A

JP2019100058A - 地盤改良ベタ基礎工法

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Publication number: JP2019100058A
Application number: JP2017230957A
Authority: JP
Inventors: 石田　哲也; Tetsuya Ishida; 哲也石田; 秀冨樫; Shigeru Togashi
Original assignee: Conglo Coltd
Current assignee: Conglo Coltd
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2019-06-24
Anticipated expiration: 2037-11-30
Also published as: JP6994919B2

Abstract

【課題】地盤改良部の外側の水が地盤改良部を通って内側に入り込むことを遮断することができ、寒冷地における地盤凍結対策用として好適な地盤改良ベタ基礎工法を提供する。【解決手段】底板部３の下方となる地盤に所定幅で、かつ地表面から凍結深度以深の地盤改良部造成用のトレンチ溝７を掘削する工程と、トレンチ溝７の底面に所要数の砕石を敷設して所定厚さの砕石部６を形成する工程と、砕石部６の上方のトレンチ溝７に地盤改良を施したベタ基礎用地盤改良部４を形成する工程と、を有する。【選択図】図２

Description

この発明は、戸建木造住宅などの小規模建築物における地盤改良ベタ基礎工法に関し、特に寒冷地における地盤凍結対策として好適な技術に係るものである。

北海道など地盤が凍結するような寒冷地では水が凍結して体積が増え基礎に悪影響を与えることがある。つまり、地盤の凍上に影響を与える主要な因子は、温度、土質、水が三要素とされ、これら三つの条件が同時に揃ったときに発生するが、中でも水の影響が大きいとされている。そのため、建物を建てるためにベタ基礎を構築する際、所在地の自治体では凍結深度を独自に定めているのが実情である。

しかし、現状のベタ基礎においては、この凍結深度に対してこれといった有効な対策が施されていなかったのが事実であり、地盤改良部の深さも通常ＧＬラインから２５０ｍｍ程度とされているに過ぎなかった。そのため、地盤改良部の外側の水が地盤改良部を通って基礎内に入り込むことを完全に遮断することが困難となり、この水の凍結による体積の増大に伴い地盤が隆起するのを避けられず、結果として基礎が持ち上がって変形する等、基礎に悪影響を与えることがあるという問題があった。

出願人の調査によれば、先行技術文献として基礎部分に断熱機能を付加した建物および断熱材の施工方法としての特許文献１がある。

しかし、この建物および工法は、鉄筋コンクリート造りの布基礎の上端から下端までの外周に断熱材を設けただけのものであって、ランニングコストを抑え、床下空間を建物本体の内部空間とほぼ同様な温度環境にし、しかも地盤の凍結地域における建物の基礎の深さをその凍結深度よりも浅く設計することが出来るという効果が期待できるが、基礎の下端の高さが凍結深度とほぼ同じに構築されているために基礎の埋設部分より外側の水が該埋設部分の下側から基礎内に入り込むのを防ぐことはできなかった。

特開平９−６０１４０号公報

そこで、この発明は、前記従来の技術の問題を解決し、地盤改良部（基礎の埋設部分）の外側の水が地盤改良部を通って基礎内に入り込むことを遮断することができ、寒冷地における地盤凍結対策用として好適な地盤改良ベタ基礎工法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、前記底板部の下方となる地盤に所定幅で、かつ地表面から凍結深度以深の地盤改良部造成用のトレンチ溝を掘削する工程と、前記トレンチ溝の底面に所要数の砕石を敷設して所定厚さの砕石部を形成する工程と、前記砕石部の上方のトレンチ溝に地盤改良を施したベタ基礎用地盤改良部を形成する工程と、を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、前記底板部の下方となる地盤に所定幅で、かつ地表面から凍結深度以深の地盤改良部造成用のトレンチ溝を掘削する工程と、前記トレンチ溝の外向きの内壁面に板状の発泡樹脂材を設ける工程と、前記発泡樹脂材の内側となるトレンチ溝に地盤改良を施したベタ基礎用地盤改良部を形成する工程と、を有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、前記底板部の下方となる地盤に所定幅で、かつ地表面から凍結深度以深の地盤改良部造成用のトレンチ溝を掘削する工程と、前記トレンチ溝の外向きの内壁面に板状の発泡樹脂材を設ける工程と、前記発泡樹脂材の内側となるトレンチ溝の底面に所要数の砕石を敷設して所定厚さの砕石部を前記発泡樹脂材とＬ字状となるように設ける工程と、前記砕石部と発泡樹脂材で区画されたトレンチ溝に地盤改良を施したベタ基礎用地盤改良部を形成する工程と、を有することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は。建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、前記底板部の下方となる地盤に所定幅で、かつ地表面から凍結深度以深の地盤改良部造成用のトレンチ溝を掘削する工程と、前記トレンチ溝の底面に板状の発泡樹脂材を設ける工程と、前記トレンチ溝の外向きの内壁面に板状の第２の発泡樹脂材を前記発泡樹脂材とＬ字状となるように設ける工程と、前記発泡樹脂材と第２の発泡樹脂材で区画されたトレンチ溝に地盤改良を施したベタ基礎用地盤改良部を形成する工程と、を有することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項２ないし４のいずれかにおいて、発泡樹脂材、及び第２の発泡樹脂材は、ポリスチレンフォームであることを特徴とする。

この発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明によれば、地盤改良ベタ基礎工法において、底板部の下方となる地盤に所定幅で、かつ地表面から凍結深度以深の地盤改良部造成用のトレンチ溝を掘削する工程と、前記トレンチ溝の底面に所要数の砕石を敷設して所定厚さの砕石部を形成する工程と、前記砕石部の上方のトレンチ溝に地盤改良を施したベタ基礎用地盤改良部を形成する工程と、を有するので、これら工程によって構築される地盤改良ベタ基礎にあっては、地盤改良部の外側の水が地盤改良部を通って基礎内に入り込むことをベタ基礎用地盤改良部によって遮断することができる。したがって、基礎が持ち上がって変形する等、基礎に悪影響を与えることがすることがないので、寒冷地における地盤凍結対策用として好適なものとなるという優れた効果が期待できる。

請求項２に記載の発明によれば、地盤改良ベタ基礎工法において、底板部の下方となる地盤に所定幅で、かつ地表面から凍結深度以深の地盤改良部造成用のトレンチ溝を掘削する工程と、前記トレンチ溝の外向きの内壁面に板状の発泡樹脂材を設ける工程と、前記発泡樹脂材の内側となるトレンチ溝に地盤改良を施したベタ基礎用地盤改良部を形成する工程と、を有するので、これら工程によって構築される地盤改良ベタ基礎にあっても、地盤改良部の外側の水が地盤改良部を通って基礎内に入り込むことをベタ基礎用地盤改良部とその外側にある発泡樹脂材によって遮断することができ、請求項１に記載の発明と同様な効果が期待できる。

請求項３に記載の発明によれば、地盤改良ベタ基礎工法において、底板部の下方となる地盤に所定幅で、かつ地表面から凍結深度以深の地盤改良部造成用のトレンチ溝を掘削する工程と、前記トレンチ溝の外向きの内壁面に板状の発泡樹脂材を設ける工程と、前記発泡樹脂材の内側となるトレンチ溝の底面に所要数の砕石を敷設して所定厚さの砕石部を前記発泡樹脂材とＬ字状となるように設ける工程と、前記砕石部と発泡樹脂材で区画されたトレンチ溝に地盤改良を施したベタ基礎用地盤改良部を形成する工程と、を有するので、これら工程によって構築される地盤改良ベタ基礎にあっても、地盤改良部の外側の水が地盤改良部を通って基礎内に入り込むことをベタ基礎用地盤改良部とその外側にある発泡樹脂材及び下側にある砕石部によって遮断することができ、請求項１に記載の発明と同様な効果が期待できる。

請求項４に記載の発明によれば、地盤改良ベタ基礎工法において、底板部の下方となる地盤に所定幅で、かつ地表面から凍結深度以深の地盤改良部造成用のトレンチ溝を掘削する工程と、前記トレンチ溝の底面に板状の発泡樹脂材を設ける工程と、前記トレンチ溝の外向きの内壁面に板状の第２の発泡樹脂材を前記発泡樹脂材とＬ字状となるように設ける工程と、前記発泡樹脂材と第２の発泡樹脂材で区画されたトレンチ溝に地盤改良を施したベタ基礎用地盤改良部を形成する工程と、を有するので、これら工程によって構築される地盤改良ベタ基礎にあっても、地盤改良部の外側の水が地盤改良部を通って基礎内に入り込むことをベタ基礎用地盤改良部とその外側にある第２の発泡樹脂材及び下側にある発泡樹脂材によって遮断することができ、請求項１に記載の発明と同様な効果が期待できる。

この発明の実施の形態１を示し、図２のＡ−Ａ線に沿う地盤改良ベタ基礎の平断面図である。同上の鉛直断面図である。実施の形態２を示す地盤改良ベタ基礎の図２に対応する鉛直断面図である。実施の形態３を示す地盤改良ベタ基礎の図２に対応する鉛直断面図である。実施の形態４を示す地盤改良ベタ基礎の図２に対応する鉛直断面図である。

この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
＜実施の形態１＞

先ず、図１〜図２を用いて、この発明の実施の形態１に係る地盤改良ベタ基礎について説明する。
図中の符号１が、地盤改良ベタ基礎を示し、このベタ基礎１は、建物の柱や耐力壁の下端に沿って設けられた立上がり部２と、この立上がり部の底部と連続して建物の全建築面に亘って設けられた底板部３と、該底板部の下方となる地盤に設けられた地盤改良部（安定材）４，５と、該地盤改良部４の下面に所定厚さに形成された砕石部６から構成されている。

立上がり部２は、構造設計に応じた所定の配筋がなされた鉛直断面が縦長な長方形（図２参照）からなる鉄筋コンクリートの構造物であり、基礎に所定の曲げ剛性を与えて建物の荷重を底板部３に伝達する機能を有している。

底板部３は、構造設計に応じた所定の配筋がなされた鉄筋コンクリートスラブからなる構造物であり、建物の荷重を地盤に均等に伝達する機能を有している。なお、ベタ基礎１を構築する地盤が液状化により地盤が不同沈下し易いときは、この底板部３に薬液注入用の孔（図示省略）を、例えば均等となるように所定の割合で複数個設けてもよい。

地盤改良部４，５は、従前から安定材とも称されているもので、平面視で格子状に設けられ、地盤の底板部３を支持することでその抵抗力を増強する機能を有している。地盤改良部４は、この例では、鉛直断面が縦長な長方形状を呈しており、その寸法は、高さが幅より長くなっている（この例では高さが５０ｃｍ、幅が４５ｃｍ程度）。そして、その上面が底板部３の下面と接するとともに、下面が砕石部６の上面と接するようになっている。また、地盤改良部４の外側面は立上がり部２の外側面と面一となっている。このような形状と寸法からなる地盤改良部４は、その下面が凍結深度（この例では深さ６０ｃｍに設定）より下方に位置するようになっている。地盤改良部５は、この例では、鉛直断面が横長な長方形状を呈しており、その寸法は、高さが幅より短くなっている（この例では高さが３０ｃｍ、幅が４５ｃｍ程度）。なお、前記凍結深度以深とは凍結深度と同一又はそれを超える深さのことを言う。

砕石部６は、地盤改良部４の下面にその上面が接する形で形成され、その寸法は、高さが幅より短くなっている（この例では高さが１５ｃｍ、幅が４５ｃｍ程度）。

前記のような地盤改良ベタ基礎１を構築するには、次のような施工法により行う。

先ず、図１に示すように、基礎構築部分又はその近くの地盤であって所定の基礎の根入れを行った後の地盤を小型バックホーなどの掘削重機で掘削して所定幅で、地表面から凍結深度以深の地盤改良部４造成用のトレンチ溝７を掘削する。地盤改良部５造成用のトレンチ溝８も同時併行的に掘削する。

次に、地盤改良部４用のトレンチ溝７の底面に砕石を所要数敷設して所定厚さの砕石部６を形成する。砕石部６の形成に際しては、その上面が凍結深度以深、つまり凍結深度の下ラインよりもさらに下位になるようにする。その後、砕石部６の上から掘削土にソイルセメント等のセメント系固化材を所要量添加して混合撹拌し改良した土（補強土）としたうえで元の状態に埋め戻す。埋め戻しに際してはランマーにて転圧をかけながら数回行い、これにより強度と靭性ある地盤改良部４を造る。地盤改良部５用のトレンチ溝８に対しても同様に改良土の埋め戻しと転圧により地盤改良部５を造る。地盤改良部４，５を造った後、これら地盤改良部の上部を含む地盤領域に、ベタ基礎配筋を配置してコンクリートを打設し、底板部３を構築するとともに、地盤改良部４の上部にベタ基礎配筋を配置してコンクリートを打設し、立上がり部２を構築すると、地盤改良部４，５と一体化した地盤改良ベタ基礎１が造成される。

前記のようにして造られた地盤改良ベタ基礎１によれば、地表面から凍結深度以深の地盤改良部造成用のトレンチ溝７に地盤改良を施したベタ基礎用地盤改良部４が形成される構造となるため、地盤改良部４の外側の水が地盤改良部４を通って基礎内に入り込むようなことがなくなり、従前のような問題を解決することができる。

＜実施の形態２＞

図３は、実施の形態２に係る地盤改良ベタ基礎１１を示す。この実施の形態２に係る地盤改良ベタ基礎１１を構築するには、実施の形態１のトレンチ溝と同じトレンチ溝１７を形成した後、該トレンチ溝の外向きの内壁面に発泡樹脂材としての板状のポリスチレンフォーム１９を設け、さらにポリスチレンフォーム１９の内側となるトレンチ溝１７に地盤改良を施したベタ基礎用地盤改良部１４を前記実施の形態１の地盤改良部４と同様に造る。トレンチ溝１８にも地盤改良を施したベタ基礎用地盤改良部１５を前記実施の形態１の地盤改良部５と同様に造る。以後は実施の形態１と同様であり、これにより地盤改良部１４，１５と一体化した地盤改良ベタ基礎１１が造成される。

ポリスチレンフォーム１９は、所定厚さの板材からなり、その寸法は、高さが幅（厚み）より長くなっている（この例では高さが５０ｃｍ、厚みが２ｃｍ程度）になっている。したがって、その厚み分地盤改良部１４が基礎の内側に変位して位置するようになっている。ポリスチレンフォーム１９は、地盤改良部１４の外側面にその外周を覆うように設けられ、地盤改良部１４の外側からの水が地盤改良部１４の下側からベタ基礎１内に入り込むのを防ぐようになっている。ポリスチレンフォーム１９は、通常、トレンチ溝１７に沿って複数個を連接して設けられる。

また、ポリスチレンフォーム１９は押出し発砲ポリスチレンフォームからなっているため、熱を伝えにくい、水を吸収しない、軽くて丈夫である。また、通常のスチロール板と違い粒を押し固めて作っていないため、ぼろぼろになりにくく、直線切りがし易くなっている。

地盤改良部１４の下側に砕石部を設けることなく、地盤改良部１４の外側にポリスチレンフォーム１９を設けた前記のようなベタ基礎構造１１においても、地盤改良部１４の外側の水が地盤改良部１４を通って基礎内に入り込むようなことがなくなり、実施の形態１と同様な作用効果が期待することができる。

＜実施の形態３＞

図４は、実施の形態３に係る地盤改良ベタ基礎２１を示す。この実施の形態３に係る地盤改良ベタ基礎２１を構築するには、実施の形態２のトレンチ溝１７と同じようにトレンチ溝２７を形成した後、該トレンチ溝の外向きの内壁面に発泡樹脂材としての板状のポリスチレンフォーム２９を設け。その後、ポリスチレンフォーム２９の内側となるトレンチ溝２７の底面に所要数の砕石を敷設して所定厚さの砕石部２６をポリスチレンフォーム２９とＬ字状となるように設ける。さらにこのポリスチレンフォーム２９と砕石部２６で区画されたトレンチ溝２７に地盤改良を施したベタ基礎用地盤改良部２４を前記実施の形態１の地盤改良部４と同様に造る。以後は実施の形態１，２と同様であり、これにより地盤改良部２４，２５と一体化した地盤改良ベタ基礎２１が造成される。地盤改良部２４は、実施の形態２の地盤改良部１４と基本構造は同じで、高さ寸法も同じになっている。

この場合も地盤改良部２４の外側の水が地盤改良部２４を通って基礎内に入り込むようなことがなくなり、同様な作用効果が期待することができる。

＜実施の形態４＞

図５は、実施の形態４に係る地盤改良ベタ基礎ベタ基礎３１を示す。この実施の形態４に係るベタ基礎３１を構築するには、実施の形態３のトレンチ溝２７と同じようにトレンチ溝３７を形成した後、該トレンチ溝の底面に発泡樹脂材としての板状のポリスチレンフォーム３８を設ける。その後、トレンチ溝３７の外向きの内壁面に第２の発泡樹脂材としの板状のポリスチレンフォーム３９をポリスチレンフォーム３８とＬ字状となるように設ける。さらに両ポリスチレンフォーム３８，３９で区画されたトレンチ溝３７に地盤改良を施したベタ基礎用地盤改良部３４を前記実施の形態１の地盤改良部４と同様に造る。以後は実施の形態３と同様であり、これにより地盤改良部３４，３５と一体化した地盤改良ベタ基礎３１が造成される。

なお、前記ではポリスチレンフォーム３８を設けた後にポリスチレンフォーム３９を設けたが、これとは逆に先にポリスチレンフォーム３９を設け、その後ポリスチレンフォーム３８を設けてもよい。

ポリスチレンフォーム３８は、ポリスチレンフォーム３９とほぼ同様な寸法からなっている（この例では、ポリスチレンフォーム３８では幅が４５ｃｍで、高さが５ｃｍ程度）。また、地盤改良部３４の高さは地盤改良部２４と同様、地盤改良部１４の高さと同じである。

また、ポリスチレンフォーム３８は押出し発砲ポリスチレンフォームとなっているため、ポリスチレンフォーム１９と同様、熱を伝えにくい、水を吸収しない、軽くて丈夫である。また、通常のスチロール板と違い粒を押し固めて作っていないためぼろぼろになりにくく、直線切りがし易くなっている。

この場合も地盤改良部３４の外側の水が地盤改良部２４を通って基礎内に入り込むようなことがなくなり、同様な作用効果が期待することができる。

以上のように、この発明の各実施の形態で示した構成部材の形状等は、あくまでも一例を示したにすぎず、同じ作用効果のあるものであれば図示した以外のものとしてもよいことは言うまでもない。また、発泡樹脂材として挙げたポリスチレンフォームも、あくまでも一例を示すにすぎないものである。

１ベタ基礎
２立上がり部
３底板部
４，５地盤改良部
６砕石部
７，８トレンチ溝
１１ベタ基礎
１２立上がり部
１３底板部
１４，１５地盤改良部
１７，１８トレンチ溝
１９ポリスチレンフォーム（発砲樹脂材）
２１ベタ基礎
２２立上がり部
２３底板部
２４，２５地盤改良部
２６砕石部
２７トレンチ溝
２９ポリスチレンフォーム（発砲樹脂材）
３１ベタ基礎
３２立上がり部
３３底板部
３４，３５地盤改良部
３７トレンチ溝
３８，３９ポリスチレンフォーム（発砲樹脂材）

Claims

建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、
前記底板部の下方となる地盤に所定幅で、かつ地表面から凍結深度以深の地盤改良部造成用のトレンチ溝を掘削する工程と、前記トレンチ溝の底面に所要数の砕石を敷設して所定厚さの砕石部を形成する工程と、前記砕石部の上方のトレンチ溝に地盤改良を施したベタ基礎用地盤改良部を形成する工程と、を有することを特徴とする地盤改良ベタ基礎工法。
建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、
前記底板部の下方となる地盤に所定幅で、かつ地表面から凍結深度以深の地盤改良部造成用のトレンチ溝を掘削する工程と、前記トレンチ溝の外向きの内壁面に板状の発泡樹脂材を設ける工程と、前記発泡樹脂材の内側となるトレンチ溝に地盤改良を施したベタ基礎用地盤改良部を形成する工程と、を有することを特徴とする地盤改良ベタ基礎工法。
建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、
前記底板部の下方となる地盤に所定幅で、かつ地表面から凍結深度以深の地盤改良部造成用のトレンチ溝を掘削する工程と、前記トレンチ溝の外向きの内壁面に板状の発泡樹脂材を設ける工程と、前記発泡樹脂材の内側となるトレンチ溝の底面に所要数の砕石を敷設して所定厚さの砕石部を前記発泡樹脂材とＬ字状となるように設ける工程と、前記砕石部と発泡樹脂材で区画されたトレンチ溝に地盤改良を施したベタ基礎用地盤改良部を形成する工程と、を有することを特徴とする地盤改良ベタ基礎工法。
建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、
前記底板部の下方となる地盤に所定幅で、かつ地表面から凍結深度以深の地盤改良部造成用のトレンチ溝を掘削する工程と、前記トレンチ溝の底面に板状の発泡樹脂材を設ける工程と、前記トレンチ溝の外向きの内壁面に板状の第２の発泡樹脂材を前記発泡樹脂材とＬ字状となるように設ける工程と、前記発泡樹脂材と第２の発泡樹脂材で区画されたトレンチ溝に地盤改良を施したベタ基礎用地盤改良部を形成する工程と、を有することを特徴とする地盤改良ベタ基礎工法。
発泡樹脂材、及び第２の発泡樹脂材は、ポリスチレンフォームである請求項２ないし４のいずれかに記載の地盤改良ベタ基礎工法。