JP2568756Y2 - Device for reducing the water pressure of solid foundation - Google Patents

Device for reducing the water pressure of solid foundation

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JP2568756Y2
JP2568756Y2 JP1780892U JP1780892U JP2568756Y2 JP 2568756 Y2 JP2568756 Y2 JP 2568756Y2 JP 1780892 U JP1780892 U JP 1780892U JP 1780892 U JP1780892 U JP 1780892U JP 2568756 Y2 JP2568756 Y2 JP 2568756Y2
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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は、建築に利用されるべた
基礎に関するもので、特にべた基礎に作用する揚水圧ま
たは浮力を軽減する装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid foundation used for construction, and more particularly to a device for reducing pumping pressure or buoyancy acting on a solid foundation.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、都市機能の大都市中心部への集
中、地価高騰などのため、各都市に高層ビルが数多く造
られている。都心部の土地をさらに有効に活用するため
には、地下空間の利用を推進しなければならない。ま
た、地下水位の高い軟弱粘性土地盤においては建物の重
量をなるべく均等的に地盤分布する目的で、面積の大き
いべた基礎が建物の基礎としてよく使われてきている。
このようなべた基礎を設置するため、地下12メートル
から30メートル、ないしそれより深い範囲まで堀削を
しなければならない。
2. Description of the Related Art In recent years, many high-rise buildings have been built in each city due to the concentration of urban functions in the center of large cities and rising land prices. In order to make more effective use of urban land, the use of underground space must be promoted. Further, in the case of soft ground with a high groundwater level, solid foundations having a large area are often used as foundations for buildings in order to distribute the weight of the buildings as evenly as possible.
To install such a solid foundation, it must be excavated from 12 meters to 30 meters below ground or deeper.

【0003】[0003]

【考案が解決しようとする課題】建物の上部構造はそれ
ぞれの必要性に応じて設計される。したがって、必ずし
もべた基礎に均等に建物の重量が作用するとはかぎらな
い。すなわち、同じべた基礎の上に重量の異なる上部構
造が同時に載せられる場合がしばしば生じる。そして、
上部構造が重いところではべた基礎に載荷する荷重が大
きく、逆に上部構造が軽いところでは荷重が小さく作用
する。また、べた基礎が地下の深いところに位置するの
で、地下水位の高いところにおいては、地下水による揚
水圧または浮力がこのようなべた基礎に様々な大きさで
作用する。
The superstructure of a building is designed according to the respective needs. Therefore, the weight of the building does not always work equally on the solid foundation. That is, it often happens that superstructures of different weights are placed simultaneously on the same solid foundation. And
When the superstructure is heavy, the load applied to the solid foundation is large, and when the superstructure is light, the load is small. Also, since the solid foundation is located deep underground, the pumping pressure or buoyancy due to the groundwater acts on such solid foundation in various sizes at high groundwater levels.

【0004】高い揚水圧がべた基礎に作用すると、以下
のような問題が生じる恐れがある。
When a high pumping pressure acts on a solid foundation, the following problems may occur.

【0005】1.軽い上部構造が面積の大きいべた基礎
の上に部分的に載せた場合、水圧による浮力がその荷重
より大きければ、べた基礎が上方に浮き上げられ、土と
離れる恐れがある。しかし、場合によって、重い上部構
造が載せたところでは、基礎に作用する浮力が構造物の
荷重より小さく、この部分のべた基礎が浮き上がらず、
土との間には下向きの圧力が作用する。このような場
合、大きなモーメントがべた基礎に作用し、最終的には
べた基礎の基礎スラブが破壊される恐れがある。
[0005] 1. When a light superstructure is partially mounted on a large solid foundation, if the buoyancy due to water pressure is greater than the load, the solid foundation may be lifted upward and separate from the soil. However, in some cases, where a heavy superstructure is placed, the buoyancy acting on the foundation is smaller than the load of the structure, and the solid foundation in this part does not rise,
Downward pressure acts on the soil. In such a case, a large moment acts on the solid foundation, which may eventually destroy the foundation slab of the solid foundation.

【0006】2.前述のように、高い揚水圧を受けたべ
た基礎にとって、上部構造の軽いところでは基礎が浮き
上げられ、ヒービング現象が発生し、逆に上部構造の重
いところでは基礎が沈下する。このような不同沈下によ
ってべた基礎が破壊する恐れがあるので、何かの方法で
処理しなければならない。
[0006] 2. As described above, for a solid foundation subjected to a high pumping pressure, the foundation is lifted at a place where the superstructure is light, and a heaving phenomenon occurs, and conversely, the foundation sinks at a place where the superstructure is heavy. Such uneven settlement can destroy the solid foundation and must be treated in some way.

【0007】3.揚水圧または間隙水圧が大きい場合、
べた基礎の基礎ばりおよび基礎スラブに大きな上向きの
荷重が作用するので、その基礎の剛性と強度を求めるた
め、より多くの材料が必要である。
[0007] 3. If the pumping pressure or pore water pressure is high,
Since a large upward load acts on the foundation beam and foundation slab of the solid foundation, more material is needed to determine the rigidity and strength of the foundation.

【0008】べた基礎に作用する揚水圧または間隙水圧
が大きい場合の処理方法およびこれらの方法の特徴と短
所は次のとおりである。
[0008] The treatment method when the pumping pressure or pore water pressure acting on the solid foundation is large, and the features and disadvantages of these methods are as follows.

【0009】1.地下水槽による荷重増加法 べた基礎の地下水槽に砕石、低強度コンクリート、玉
石、あるいは砂を詰めると、厚さ1メートルあたり約
1.6〜2.3t/m2 の荷重が増加できる。ところ
が、地下水槽の高さは一般に、1.2〜2.0メートル
しかないので、あまり大きな揚水圧にはこの方法は完全
に処理できない。また、この方法の施工は完全に人工に
頼り、工期が長く、工事による環境問題などもその欠点
である。
1. Crushed underground tank load increase method mat foundation by underground water tank, the packed low strength concrete, cobbles, or sand, can be increased load of about 1.6~2.3t / m 2 per meter thickness. However, since the height of the underground water tank is generally only 1.2 to 2.0 meters, this method cannot be completely applied to a very high pumping pressure. In addition, the construction of this method completely relies on man-made, the construction period is long, and environmental problems due to the construction are its disadvantages.

【0010】2.摩擦杭法 べた基礎の下に基礎杭を打ち、杭の摩擦力と基礎への揚
水圧とのバランスによって基礎の浮き上がりを防止す
る。この方法は砂質土層にとって比較的有効であるが、
粘性土層にはあまり効果的ではない。杭の打設は経費が
かかり、工期が長く、しかも杭の載荷試験が必要である
ことは主な欠点である。
[0010] 2. Friction pile method A foundation pile is driven under a solid foundation, and lifting of the foundation is prevented by balancing the frictional force of the pile and the pumping pressure on the foundation. This method is relatively effective for sandy soil layers,
Not very effective on cohesive soil layers. The major drawbacks are the cost and length of construction and the need for pile loading tests.

【0011】3.浮力防止アンカー法 べた基礎の底部にアースアンカーを設置し、基礎への揚
水圧を抵抗させる。この設計は岩盤にとって有効的で、
砂質土層にはまだ有効的であるが、粘土層にとってあま
り効果がない。浮力防止アンカーは非常に経費がかか
り、工期が長く、その引き抜き抵抗力の調整が難しく、
耐久性も問題である。
3. Buoyancy prevention anchor method An earth anchor is installed at the bottom of the solid foundation to resist the pumping pressure to the foundation. This design is effective for bedrock,
It is still effective for sandy soil layers, but not very effective for clay layers. The buoyancy prevention anchor is very expensive, has a long construction period, it is difficult to adjust the pull-out resistance,
Durability is also a problem.

【0012】4.構造体重量増加法 地下室の基礎スラブや上部構造の梁、柱、またはスラブ
を厚く造り、構造物全体の重量を増加させる。鉄筋コン
クリートの単位体積重量は2.4トン/立方メートル
で、10センチの厚さを増すと、240キロ/平方メー
トルの重量が増える。この方法では鉄筋の使用量が相対
的に増し、建設費用がかかる。また、使用できる空間が
減ってしまうので、予定の空間を保つため堀削の深さを
増さなければならない欠点がある。
4. Structural Weight Increasing Method Thicken basement slabs and superstructure beams, columns, or slabs to increase the overall weight of the structure. Reinforced concrete has a unit weight of 2.4 tonnes / cubic meter, and adding 10 cm thick adds 240 kg / sq.m. In this method, the use of reinforcing bars is relatively increased, and construction costs are incurred. Further, there is a disadvantage that the depth of the excavation must be increased in order to maintain the planned space since the usable space is reduced.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本考案は上記事情に鑑み
てなされたもので、べた基礎の基礎スラブに作用する揚
水圧を軽減またはコントロールするものであって、前記
基礎スラブとその下方の土層との間に設けられて水の通
過のための空間を確保する排水層と、この排水層と前記
基礎スラブとの間に設けられ、前記基礎スラブのコンク
リートの侵入を阻止する遮蔽層と、前記排水層と前記土
層との間に設けられ、前記土層から土が侵入するのを防
止するフィルター層と、このフィルター層と前記排水層
との間に設けられ、前記フィルター層を通過した水を所
定の経路に沿って流す集水管系統と、この集水管系統中
の水の流路に下端が連通し、上端が前記基礎スラブ上の
地下水槽の水面より上の空間に連通する越水管と、この
越水管に設けられて下端から上端へ水の流れを許容する
とともに、上端から下端への空気の流れを防止する礦物
阻塞防止装置とから構成されたことを特徴とするもので
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and is intended to reduce or control the pumping pressure acting on a solid foundation slab. A drainage layer provided between the drainage layer and a space for water passage, and a shielding layer provided between the drainage layer and the foundation slab to prevent concrete from entering the foundation slab, A filter layer that is provided between the drainage layer and the soil layer and that prevents soil from intruding from the soil layer, and that is provided between the filter layer and the drainage layer and that passes through the filter layer. A collecting pipe system for flowing water along a predetermined path, and a lower end thereof communicates with a flow path of water in the collecting pipe system, and an upper end thereof is located in a space above a water surface of a groundwater tank on the base slab. Overflow pipes that communicate with each other Are together to permit the flow of water to the upper end from the lower end, it is characterized in that is composed of a 礦物 barrage preventing device for preventing the flow of air from the top to the bottom.

【0014】以下、上記のように成された本考案の簡単
な技術原理を示す。 1.揚水圧の形成 地下水位の高い地盤を堀削し、箱状の中空基礎構造物を
設置した場合、地盤が粘性土であっても長い時間を経つ
と、基礎底部に作用する揚水圧、すなわち浮力が徐々に
大きくなり、最終的に地盤の静水圧になる。この時の値
は最大になり、次式で表れる。 Pw=γw・Hw ここに、γwは水の単位体積重量、Hwは地下水面から
基礎底部までの距離または圧力水頭である。
The following is a brief technical principle of the present invention made as described above. 1. Formation of pumping pressure When excavating ground with a high groundwater level and installing a box-shaped hollow substructure, the pumping pressure acting on the bottom of the foundation, i.e., buoyancy, will be maintained over a long period of time even if the ground is cohesive soil. Gradually increases, eventually reaching the hydrostatic pressure of the ground. The value at this time becomes maximum and is expressed by the following equation. Pw = γw · Hw Here, γw is the unit volume weight of water, and Hw is the distance from the groundwater table to the bottom of the foundation or the pressure head.

【0015】2.揚水圧軽減の原理 べた基礎の基礎スラブの下に安定しかも透水性のよい排
水層、すなわち「べた基礎の揚水圧減圧構造」を設置
し、連続地中壁を不透水層または透水性の低い土層(k
=10-6〜10-8cm/sec)まで造る。この連続地
中壁は十分な根入れ深さを持ち地下水は土または他の隙
間よりべた基礎の底部まで浸透してくる可能性はある
が、まわりの地下水圧とのバランスが取れるまでかなり
の時間がかかる。また、その浸透量は設計の排水量より
少なければ、基礎の底部に作用する水圧が継続的に上が
らず、ある一定の圧力に保つかゼロになる。そうして、
浮力を軽減または制御する目的に至ることができる。
2. Principle of pumping pressure reduction A stable and highly permeable drainage layer under the solid foundation foundation slab, i.e., a "pumping pressure reduction structure of solid foundation" is installed, and the continuous underground wall is impermeable layer or low-permeable soil. Layer (k
= 10 -6 to 10 -8 cm / sec). This continuous underground wall has a sufficient penetration depth and the groundwater may penetrate from the soil or other gaps to the bottom of the solid foundation, but it will take a considerable time for the groundwater pressure to be balanced with the surrounding groundwater pressure. It takes. Also, if the amount of permeation is smaller than the designed drainage, the water pressure acting on the bottom of the foundation does not continuously rise and is kept at a certain pressure or becomes zero. And then
The goal is to reduce or control buoyancy.

【0016】いくつかの浸透係数の異なる土層に流れる
水の浸透速度は以下のとおりである。 k=10-5cm/sec v=315.5cm/year k=10-6cm/sec v=31.6cm/year k=10-7cm/sec v=3.16cm/year k=10-8cm/sec v=0.3cm/year
The permeation rates of water flowing through several soil layers having different permeability coefficients are as follows. k = 10 −5 cm / sec v = 315.5 cm / year k = 10 −6 cm / sec v = 31.6 cm / year k = 10 −7 cm / sec v = 3.16 cm / year k = 10 −8 cm / sec v = 0.3cm / year

【0017】すなわち、地盤中の地下水は連続地中壁に
よってある程度遮断されているが、土の間隙または他の
隙間から基礎の下へ浸透してきて揚水圧になり、その値
はまわりの地下水圧とのバランスが取れるまで一年乃至
十年の時間がかかる。
That is, the groundwater in the ground is blocked to some extent by the continuous underground wall, but penetrates below the foundation from the gap in the soil or other gaps to become the pumping pressure, and its value is equal to the surrounding groundwater pressure. It takes one to ten years for the balance to be achieved.

【0018】3.基礎底部の揚水圧減圧法は地盤によっ
て異なっているが、通常以下のような方法が取られてい
る。
3. The pumping pressure reduction method at the bottom of the foundation differs depending on the ground, but the following method is usually adopted.

【0019】A.粘土層、あるいは層状の低透水層の場
合 通常、地盤の種々の透水特性を利用する。まず、不透水
の連続地中壁を構築して基礎を完全に囲む。次に地下水
をくみ上げながら地盤を堀削する。すなわち、工事によ
って、連続地中壁の内側の堀削面と外側の地下水位との
間に水位の差がでてくる(図7と図8参照)。地下水は
この水位差によって堀削面へ浸透する。地盤の透水性が
低い場合、地下水の浸透速度が遅く、透水量も小さいた
め、連続地中壁内側の水位の上昇速度はきわめて遅い。
もし毎日の揚水量が堀削面に浸透してくる水より多けれ
ば、堀削面の水位は上昇しないはずである。堀削面の上
に不透水の基礎スラブを構築すれば、水の浸透が遮断さ
れるが、時間が長く経ったら、水の浸透によって、基礎
スラブの下の揚水圧がだんだん大きくなり、まわりの地
下水圧とのバランスがとれるまで変化が続く。このよう
な揚水圧が大きければ、基礎スラブには不利である。地
盤中の難透水性を利用し、基礎スラブの下の透水層(フ
ィルター層、排水用の網状ポリマーグリッド、および不
透水のPVCシートを含む)を造り、集水管系統により
水を地下水槽に集め、ポンプにて地表面の排水溝まで吸
い上げて処分してしまう。基礎スラブの排水能力が地盤
の浸透量よりはるかに大きければ、基礎スラブの揚水圧
は発生しない。
A. In the case of a clay layer or a layered low-permeability layer, various permeability characteristics of the ground are usually used. First, a continuous ground wall is constructed to completely enclose the foundation. Next, the ground is excavated while pumping groundwater. That is, due to the construction, there is a difference in water level between the excavated surface inside the continuous ground wall and the groundwater level outside (see FIGS. 7 and 8). Groundwater seeps into the excavated surface due to this water level difference. When the ground permeability is low, the rate of rise of the water level inside the continuous ground wall is extremely slow because the permeation rate of groundwater is low and the permeability is small.
If the daily pumping volume is higher than the water that permeates the excavation surface, the water level on the excavation surface should not rise. If an impermeable base slab is constructed on the excavated surface, water infiltration will be cut off, but after a long time, water infiltration will gradually increase the pumping pressure below the base slab, and the surrounding groundwater The change continues until pressure is balanced. Such a high pumping pressure is disadvantageous for the foundation slab. Utilizing poor water permeability in the ground, a permeable layer (including a filter layer, a mesh polymer grid for drainage, and an impermeable PVC sheet) is created under the foundation slab, and water is collected in a groundwater tank by a drainage pipe system. , The water is pumped up to the drain on the ground and disposed of. If the drainage capacity of the foundation slab is much larger than the ground penetration, no pumping pressure will be generated for the foundation slab.

【0020】B.岩盤、あるいは堅い土層の場合 前段落のAに示した原理と同様に、岩盤あるいは堅い土
層の難透水性を利用し、べた基礎の下まで浸透してきた
地下水をほぼ完全に排除したら、揚水圧または浮力は発
生しない。その排除法はAに示した原理と同じく、基礎
の下に透水性のよい排水層(フィルター層、排水用の網
状ポリマーグリッドおよび不透水のPVCシートを含
む)を設置する。
B. In the case of bedrock or hard soil layer In the same way as the principle shown in A of the previous paragraph, if the imperviousness of the bedrock or hard soil layer is used to remove almost all of the groundwater that has infiltrated below the solid foundation, No water pressure or buoyancy is generated. The exclusion method is the same as the principle shown in A, and a drainage layer having good water permeability (including a filter layer, a mesh polymer grid for drainage, and an impermeable PVC sheet) is provided under the foundation.

【0021】4.目詰まりの防止法を以下のように示
す。
4. The method of preventing clogging is described below.

【0022】A.物理的な目詰まり I)基礎スラブの下にある土の最小粒径の土粒子が粒度
試験中の沈下速度が地下水の浸透速度の三倍以上の場
合、本考案の使用は制限されている。 II)フィルター層の施工はFHWAの指針に従う。そ
の範囲は次のようである。不織布材料については次のよ
うな特性が必要である。 95 ≦1.8D 85 k(不織布材料)≧10k(±) 95 ≧2D 15 ここに、095=ジオテキスタイルの目合寸法(mmで表
す)で、95%の目合が与えられた寸法より小さい。 85 粒度試験より得られた粒度曲線による通過百分率
の85%に対応する粒径である。 D15=粒度試験より得られた粒度曲線による通過百分率
の15%に対応する粒径である。
A. Physical Clogging I) The use of the present invention is limited when the submerged soil particles under the foundation slab have a subsidence rate of more than three times the permeation rate of groundwater during the size test. II) The application of the filter layer follows FHWA guidelines. The range is as follows. The following properties are required for nonwoven materials. O 95 ≦ 1.8D 85 k (non-woven material) ≧ 10 k (±) O 95 ≧ 2D 15 where 0 95 = geometry of geotextile (expressed in mm), with 95% mesh Less than. D 85 = the particle size corresponding to 85% of the percentage passage according to the particle size curve obtained from the particle size test. D 15 = the particle size corresponding to 15% of the percentage passage according to the particle size curve obtained from the particle size test.

【0023】B.鉱物の沈澱物による目詰まり I)人工排水層および集水管系統中の地下水の物理また
は化学的な性質は変化しない II)集水管に逆止めバルブが取り付けられ、そして
水管系統および排水用の網状ポリマーグリッド層に空気
が入れなくなる。この方法はCa++イオンやSi++イオ
ンが空気中のCO2 と結合することを防ぎ、これで鉱物
性沈澱物の形成を防ぐことができる。
B. Nonreturn valve is attached to II) the water collecting pipe clogging I) not physically or chemical properties of the artificial drainage layer and ground water in the water collecting pipe line varies due to precipitate minerals, and collecting
No air can enter the water line system and the drainage polymer grid layer for drainage. This method prevents Ca ++ or Si ++ ions from binding to CO 2 in the air, thereby preventing the formation of mineral precipitates.

【0024】上記の原理を利用すれば、以下のような利
点が得られる。
By utilizing the above principle, the following advantages can be obtained.

【0025】1.充分に地盤の構成特性を利用できる。
つまり、一般に、基礎スラブに作用する揚水圧が大きす
ぎる場合、力の平衡法を利用することができる。本考案
は地盤の構成特性および水の浸透原理を充分に利用した
と言えよう。
1. The structural characteristics of the ground can be fully utilized.
That is, in general, when the pumping pressure acting on the foundation slab is too large, the force balancing method can be used. It can be said that the present invention fully utilized the structural characteristics of the ground and the principle of water penetration.

【0026】2.施工が短時間で済む。つまり、人工フ
ィルター層、排水層、遮蔽層、越水管などは、すべて科
学的技術で造った材料で、軽くて短時間で集めることが
できる。特に、軟弱粘土層での施工には、本考案は施工
時間を大幅に節約できる。
2. Construction time is short. In other words, the artificial filter layer, drainage layer, shielding layer, water overflow pipe, etc. are all materials made by scientific technology, and can be collected lightly and in a short time. In particular, the present invention can save a great deal of construction time for construction with a soft clay layer.

【0027】3.信頼性が高い、工業製品であり、フィ
ルター層の間隙、排水層の排水量、あるいは集水管の流
量などが有効にコントロールできる。天然材料より品質
が安定してるので、信頼性の高い排水層が作れる。
3. It is a highly reliable industrial product that can effectively control the gap between the filter layers, the drainage volume of the drainage layer, or the flow rate of the water collection pipe. Since the quality is more stable than natural materials, a highly reliable drainage layer can be created.

【0028】4.揚水圧のコントロールができる。越水
管の設置によって基礎スラブの下に作用する揚水圧が調
節できる。
4. The pumping pressure can be controlled. The installation of the overflow pipe can control the pumping pressure acting below the foundation slab.

【0029】5.経済的である。他の構造に比べ、同じ
目的であっても経済的である。
5. It is economical. Compared to other structures, it is more economical for the same purpose.

【0030】[0030]

【実施例】次に、本考案の実施例を図1ないし図4を参
照して次のような手順で設置する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0031】1.地盤調査:基礎地盤を調べる時、一般
的な調査項目の他に、現場透水試験あるいは室内透水試
験を増加し、基礎の下の各土層の透水係数を調べ、観測
井で地下水位を測る。また、いろいろな水圧計を用いて
各土層の水圧分布を調査し、その等価透水係数の分布図
を描く。
1. Ground survey: When examining the foundation ground, in addition to general survey items, increase the on-site permeability test or indoor permeability test, examine the permeability coefficient of each soil layer under the foundation, and measure the groundwater level at the observation well. In addition, we investigate the water pressure distribution of each soil layer using various water pressure gauges, and draw a distribution diagram of the equivalent hydraulic conductivity.

【0032】2.最終沈下量、不同沈下量およびスロー
プ解析:荷重分布図を描き、塑性沈下理論に従って、荷
重の分布を調節し、基礎の各点の最終沈下量、不同沈下
量および変位のこう配を計算し、「べた基礎の揚水圧減
圧構造」を利用する場合の荷重の再分布による最小不同
沈下量および最も施工し易い平衡点を求める。
2. Final settlement, differential settlement and slope analysis: Draw a load distribution diagram, adjust the distribution of loads according to the plastic settlement theory, calculate the final settlement, differential settlement and displacement gradient of each point of the foundation, Find the minimum differential settlement amount and the equilibrium point where the construction is most easily performed by redistributing the load when using the pumping pressure reduction structure of solid foundation.

【0033】3.構造全体のモーメント解析:荷重分布
図を描き、構造全体に対する長期安定性を解析し、構造
に影響を与えないように、モーメントを減らす。また、
基礎に対する地震の影響も解析する。
3. Moment analysis of the entire structure: Draw a load distribution diagram, analyze the long-term stability of the entire structure, and reduce the moment so as not to affect the structure. Also,
The effect of the earthquake on the foundation is also analyzed.

【0034】4.連続地中壁の根入れ深さの設計:連続
地中壁は不透水的なものであり、その根入れ深さの設計
は、次のような条件を同時に満足すべきである。 A.浸透量は1.0m3 /hrより小さいこと。 B.鉛直浸透速度 up が、べた基礎下の土の最小粒子が
水中における沈下速度Vdownより低いこと。 この設計は難透水の粘性土層に設置され、浸透量が少な
いので、それを排除してもまわりの水力こう配にあまり
影響しない。また、処理すべき水量が少ないので、容易
にポンプで排水できる。
4. Design of the depth of penetration of the continuous underground wall: The continuous underground wall is impermeable, and the design of the depth of the underground shall simultaneously satisfy the following conditions. A. The amount of permeation should be less than 1.0 m 3 / hr. B. The vertical penetration rate V up is such that the smallest particles of soil under the solid foundation are lower than the settlement rate V down in water. This design is installed in a poorly permeable, viscous soil layer and has low penetration, so eliminating it has little effect on the surrounding hydraulic gradient. In addition, since the amount of water to be treated is small, it can be easily drained with a pump.

【0035】5.人工フィルター層(21)の設置:地
盤を設計の深さまで堀削し、地盤の100倍以上の透水
係数を持つフィルター層(21)を敷く。この時、透水
係数k=100 〜103 cm/secの不織布を使用
し、その最小間隙は接触している土のD15より小さい粒
径の粒子しか通さない。ここに、D15は粒度試験より得
られた粒度曲線による通過百分率の15%に対応する粒
径である。人工フィルター層については、次のような利
点が上げられる。 A.施工が便利である。フィルター層の設置によって地
盤が不織布で覆われ、施工による土に対する乱れが減少
し、その次の施工には便利である。 B.排水層(22)の排水機能が確保できる。地盤中の
土粒子がその上の排水層(22)への侵入が防止され、
排水層の排水機能の減少を防ぐことができる。 C.揚水圧減圧の信頼性が高くなる。フィルター層の間
隙および厚さを妥当に選択したら(すなわち、D15の条
件を満足している)、鉛直浸透量を有効にコントロール
できるほか、フィルター層自身の厚みも水の水平浸透速
度を増やすことができ、局部的な目詰まりがあっても全
体的な排水機能が影響されない。
5. Installation of the artificial filter layer (21): The ground is excavated to the design depth, and a filter layer (21) having a water permeability of 100 times or more the ground is laid. At this time, using the coefficient of permeability k = 10 0 ~10 3 cm / sec in the nonwoven, the minimum clearance is impervious only particles of D 15 particle size less than the soil in contact. Here, D 15 is a particle size corresponding to 15% of the percentage passed by the particle size curve obtained from the particle size test. The artificial filter layer has the following advantages. A. Construction is convenient. By installing the filter layer, the ground is covered with non-woven fabric, and the disturbance to the soil due to the construction is reduced, which is convenient for the subsequent construction. B. The drainage function of the drainage layer (22) can be secured. Soil particles in the ground are prevented from entering the drainage layer (22) thereon,
It is possible to prevent the drainage function of the drainage layer from decreasing. C. The reliability of pumping pressure reduction is improved. When the gap and the thickness of the filter layer selected reasonably (i.e., which satisfies the condition of D 15), in addition to effectively control the vertical penetration amount, the thickness of the filter layer itself increases the horizontal permeation rate of water And local clogging does not affect the overall drainage function.

【0036】6.特定排水層(22)の設置:人工排水
層(22)は人工フィルター層(21)の上に敷く。こ
排水層の目的は水がスムースに流れるような間隙を造
ることである。その透水係数は1.0cm/secより
大きい必要がある。(一般に10〜100 cm/sec
の値をとる)。また、設計荷重の5〜10倍の圧縮強度
が形成され、構造物の荷重が下の地盤へ伝えられる。排
水層の設置には以下の二種類の方法が使用される。 A.人工排水層:人工のグリッドなどが使われる。その
材料としては腐ることがなく、圧縮強度は必要な条件に
満足し、透水性のよい人工グリッド、高密度のポリビニ
ール(HDPE)、高密度PVC(HPVC)、あるい
は高密度PEなどが使われる。その透水係数は10〜1
0 cm/secで、水平透水量Qは5.0l/m/m
inより大きい。 B.天然排水層:天然間隙の大きな材料を人工フィルタ
ー層の上に充填する。材料としては砕石または中細砂が
使われ、その厚さは水平透水量が5.0l/m/min
より大きい条件に満足すべきである。すなわち、天然排
水層の厚さは砕石または中細砂の間隙および浸透量によ
って決まり、一般は10cm〜30cmの値が取られ
る。
6. Installation of specific drainage layer (22): The artificial drainage layer (22) is laid on the artificial filter layer (21). The purpose of this drainage layer is to create a gap where the water flows smoothly. Its water permeability must be greater than 1.0 cm / sec. (Generally 10~10 0 cm / sec
Value). Also, a compressive strength of 5 to 10 times the design load is formed, and the load of the structure is transmitted to the ground below. The following two methods are used to install the drainage layer. A. Artificial drainage layer: An artificial grid is used. The material does not decay, the compressive strength satisfies the required conditions, and an artificial grid with good water permeability, high-density polyvinyl (HDPE), high-density PVC (HPVC), or high-density PE is used. . Its hydraulic conductivity is 10-1
0 0 cm / sec, the horizontal water permeability Q 5.0l / m / m
greater than in. B. Natural drainage layer: The material with a large natural gap is filled on the artificial filter layer. Crushed stone or medium fine sand is used as the material, and its thickness is 5.0 l / m / min.
Greater conditions should be satisfied. That is, the thickness of the natural drainage layer is determined by the gap and penetration amount of crushed stone or medium fine sand, and generally takes a value of 10 cm to 30 cm.

【0037】7.漏過集水管(23)の設置:この漏過
集水管(23)は人工フィルター層(21)の上、人工
排水層(22)の間、またはその上下に設置されて全体
として集水管系統を構成する。集水管系統を構成する集
水管の開孔率は3.0%より大きく、この外側は人工フ
ィルター層と同じような不織布で包まれる。集水管の直
径は1.0インチ〜2.0インチで、毎日の浸透量によ
って決まる。また、すべての目詰まりを避けるため、総
浸透量の100倍以上の安全係数を取る必要がある。
7. Installation of Moyogi water collecting pipe (23): the entire Moyogi water collecting pipe (23) on the artificial filter layer (21), is placed between the artificial drainage layer (22) or vertically thereon,
As a drainage pipe system. Collection that constitutes collection pipe system
The porosity of the water tube is greater than 3.0%, and the outside is wrapped with a nonwoven fabric similar to the artificial filter layer. The diameter of the collection tube is between 1.0 inch and 2.0 inches, depending on the daily penetration. Also, in order to avoid all clogging, it is necessary to take a safety factor of 100 times or more of the total permeation amount.

【0038】8.人工遮蔽層の設置:人工遮蔽層(2
4)はPVCの材質で造り、完全な防水性を備えてい
る。この層は主に基礎スラブのコンクリートが人工排水
層に侵入しないように設置するものである。
8. Installation of artificial shielding layer: Artificial shielding layer (2
4) is made of PVC material and has complete waterproofness. This layer is installed mainly so that the concrete of the foundation slab does not enter the artificial drainage layer.

【0039】9.越水管(15)の設置:越水管の上部
は大気とつないでいるので、揚水圧の大きさはこのパイ
プの高さによって決まり、この揚水圧の値は次式で表わ
される
9. Installation of overtopping pipe (15): Since the upper portion of overtopping tube and connects with the atmosphere, the magnitude of lift water pressure determined by the height of the pipe, the value of the lift hydraulic table by:
Is done .

【0040】 Pw=γw×Δh ここに、 Pw=基礎スラブの揚水圧、t/m2 γw=水の単位体積重量、1.0t/m3 とする Δh=基礎スラブの底部から越水管の出口までの高さPw = γw × Δh Here, Pw = pumping pressure of the base slab, t / m 2 γw = unit weight of water, and 1.0 t / m 3 Δh = exit of the overflow pipe from the bottom of the base slab Height to

【0041】したがって、越水管(15)の出口が基礎
の地下水槽の最高水位より高く、まわりの地下水位より
低い時、水が地下水槽へ流れ、バランスがとれました
ら、基礎スラブの揚水圧の水頭は、基礎スラブの底部か
ら越水管の出口までの高さになる。越水管(115)の
高さを適当に調節すれば、基礎スラブ(11)下の揚水
圧の大きさを制御することができ、基礎スラブの受けて
いる揚水圧を減少することができる。図3に示すよう
に、越水管の出口(35)がまわりの地下水位より高い
時、基礎スラブの受けている揚水圧は地下水位からその
底部までの静水圧になる。すなわち、図4に示したよう
に、地下水位(30)から基礎スラブへの揚水圧は、基
礎スラブ厚さ(112)の水圧に等しい。
Accordingly, when the outlet of the overflow pipe (15) is higher than the maximum water level of the basement water tank and lower than the surrounding groundwater level, water flows into the groundwater tank and, if balanced, the pumping pressure of the base slab is adjusted. The head is the height from the bottom of the foundation slab to the outlet of the overflow. By appropriately adjusting the height of the overflow pipe (115), the magnitude of the pumping pressure below the base slab (11) can be controlled, and the pumping pressure received by the base slab can be reduced. As shown in FIG. 3, when the outlet (35) of the overflow pipe is higher than the surrounding groundwater level, the pumping pressure received by the foundation slab is the hydrostatic pressure from the groundwater level to the bottom thereof. That is, as shown in FIG. 4, the pumping pressure from the groundwater level (30) to the foundation slab is equal to the water pressure of the foundation slab thickness (112).

【0042】10.地下水槽の排水システムの設置:地
下水槽に水中ポンプ(13)を設置し、自動水位測定ス
イッチの制御によって、地下水槽に流れてきた水を建物
の外の排水溝へ排出する。この排水システムの信頼性を
確保するため、メインと予備の二セットの設備を用意す
る必要がある。
10. Installation of a drainage system for the underground water tank: An underwater pump (13) is installed in the underground water tank, and the water flowing into the underground water tank is discharged to a drainage ditch outside the building by controlling an automatic water level measurement switch. In order to ensure the reliability of this drainage system, it is necessary to prepare two sets of facilities, main and spare.

【0043】11.地下水槽(119)における横の溢
流管(19)の設置:一般にべた基礎の地下水槽に汚水
槽が建てられ、ポンプで汚水を外の排水溝へ排出する。
この汚水槽と浸透水を集める地下水槽の間に横の溢流管
(19)が設置される。この溢流管の位置は浸透水を集
める地下水槽の最高水位よりやや高い。もし前述した排
水システムの水中ポンプ(13)が故障し、浸透水を集
める地下水槽の水位が設計値(18)より高くなると、
このよそに付けられた横の溢流管を利用して余分の水を
排出することができる。
11. Installation of a horizontal overflow pipe (19) in the groundwater tank (119): Generally, a sewage tank is built in a solid foundation groundwater tank, and the sewage is discharged to an external drain by a pump.
A horizontal overflow pipe (19) is installed between the sewage tank and a groundwater tank for collecting permeated water. The location of this overflow pipe is slightly higher than the maximum water level of the groundwater tank that collects infiltration water. If the submersible pump (13) of the above-mentioned drainage system fails and the water level of the underground water tank collecting permeated water becomes higher than the design value (18),
The extra water can be drained using a horizontal overflow pipe attached to this side.

【0044】12.地下水槽中の水位自動測定スイッチ
の設置:べた基礎の地下水槽に感応式または浮力式の水
位変換計(114)を設置し、水位が高すぎると音響ま
たは灯光信号で管理者に知らせる。この地下水槽の水位
の上昇速度は非常に遅く、その値は規模によって異なる
が、毎日の上昇速度は約0.01〜1.0cm/日であ
る。毎日の浸透量は0.5〜20.0立方メートル/日
なので、水中ポンプの故障にともなう水位上昇の問題が
起こらない。
12. Installation of an automatic water level measurement switch in the underground water tank: A sensitive or buoyancy type water level converter (114) is installed in the solid foundation underground water tank, and if the water level is too high, the administrator is notified by an acoustic or light signal. The rising speed of the water level in this underground water tank is very slow, and its value varies depending on the scale, but the daily rising speed is about 0.01 to 1.0 cm / day. Since the daily permeation amount is 0.5 to 20.0 cubic meters / day, there is no problem of a rise in water level due to a failure of the submersible pump.

【0045】13.鉱物目詰まり防止装置の設置:土中
の浸透水には常にCa++またはSi++イオンが含まれ、
空気中のCO2 と接触したら、CaCO3 およびSiC
3 が生成されて沈澱してしまう。本装置は一台の逆止
めバルブを付け、重力による浸透水しか下から上へ流せ
るが、空気が排水経路に入るのを防止する。
13. Installation of mineral clogging prevention device: Infiltration water in soil always contains Ca ++ or Si ++ ion,
Upon contact with CO 2 in the air, CaCO 3 and SiC
O 3 is produced and precipitates. The device is fitted with a single non-return valve, which allows only gravity driven seepage water to flow from below to above, but prevents air from entering the drainage path.

【0046】[0046]

【考案の効果】以上の説明で明かなように、本考案は、
前記基礎スラブとその下方の土層との間に設けられて水
の通過のための空間を確保する排水層と基礎スラブとの
間に、前記基礎スラブのコンクリートの侵入を阻止する
遮蔽層を設けたから、基礎スラブを構成すべく流し込ま
れた生コンクリートが排水層へ進入して排水層の排水性
を損なうことがない。また、前記排水層と前記土層との
間に設けられたフィルター層と前記排水層との間に集水
管系統を設けて、前記フィルター層を通過した水を所定
の経路へ流すようにし、さらに、この集水管系統中の水
の流路に下端が連通し、上端が前記基礎スラブ上の地下
水槽の水面より上の空間に連通する越水管を設けたか
ら、地下水位が高い場合、前記排水層を通って進入した
地下水を集水管系統を介して集め、越水管を介して地下
水槽へ排出することができる。また、前記越水管に、下
端から上端へ水の流れを許容するとともに、上端から下
端への空気の流れを防止する鉱物目詰まり防止装置を設
けたから、地下水に混じった鉱物よって越水管が詰まる
ことがなく、前記地下水の流れが妨げられることもな
い。したがって、べた基礎下底部へ加わる地下水圧によ
る浮力を排除し、あるいは調節することができる。
[Effect of the Invention] As is clear from the above description, the present invention
Water provided between the foundation slab and the soil layer below
Between drainage layer and foundation slab to secure space for
In the meantime, prevent concrete from entering the foundation slab
Since a shielding layer was provided, it was poured to form a basic slab
The ready-mixed concrete enters the drainage layer and drainage of the drainage layer
Does not impair. In addition, the drainage layer and the soil layer
Collecting water between the filter layer provided between and the drainage layer
A pipe system is provided to allow water passing through the filter layer to pass through
And the water in this collection pipe system
The lower end communicates with the flow path of the base, and the upper end is underground on the base slab.
Whether an overflow pipe communicating with the space above the surface of the water tank has been provided
If the groundwater level was high, it entered through the drainage layer
Groundwater is collected through a drainage pipe system,
Can be drained into a water tank. In addition, the water pipe
Allow water flow from the end to the top, and
Mineral clogging prevention device to prevent air flow to the end
Overburden clogged by minerals in groundwater
And the groundwater flow is not obstructed.
No. Therefore, the groundwater pressure applied to the bottom of the solid foundation
Buoyancy can be eliminated or adjusted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本考案のべた基礎の地下水槽とべた基
礎スラブの揚水圧減少構造との関係を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the solid groundwater tank of the present invention and the pumping pressure reduction structure of the solid foundation slab.

【図2】図2は、本考案のた基礎の揚水圧減少構造を示
すための断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a pumping pressure reducing structure of the foundation of the present invention.

【図3】図3は、本考案の越水管の出口(35)が、外
部最高地下水位(30)より高い場合を説明するための
図である。
FIG. 3 is a view for explaining a case where the outlet (35) of the overflow pipe according to the present invention is higher than the external maximum groundwater level (30).

【図4】図4は、本考案の越水管の出口(45)が、最
低集水面(17)より低い場合を説明するための図であ
る。
FIG. 4 is a view for explaining a case where the outlet (45) of the overflow pipe according to the present invention is lower than the minimum water collecting surface (17).

【図5】図5は、べた基礎の基礎スラブが揚水圧の作用
を受けた時の様子を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a state in which a solid foundation slab is subjected to a pumping pressure;

【図6】図6は、べた基礎の基礎スラブから別の水圧作
用を受けた時の様子を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a state when another hydraulic action is applied from a solid foundation slab.

【図7】図7は、連続地中壁と地下水圧の関係を説明す
るための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the continuous underground wall and the groundwater pressure.

【図8】図8は、連続地中壁、および完成したべた基礎
の地下水圧に対する影響を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining the effect of the continuous underground wall and the completed solid foundation on the groundwater pressure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13 水中ポンプ 15 越水管 pc 12 無筋コンクリート 17 水槽低水位線 18 水槽高水位線 21 人工フィルター層 22 人工排水層 23 濾過集水管 24 人工遮蔽層 51 静水圧線 61 連続地中壁 62 集水管 63 基礎の堀削面 64 堀削時の基礎地下水圧 65 粘土地層 66 越水管システム 67 排水後の水圧線 68 排水前の水圧線 110 基礎下の土層 111 べた基礎底板揚水圧減少構造 114 水位変換計 124 水位表示計 125 鉱物目詰まり防止装置 661 人工排水層13 Submersible pump 15 Overflow pipe pc 12 Unreinforced concrete 17 Water tank low water line 18 Water tank high water line 21 Artificial filter layer 22 Artificial drainage layer 23 Filtration water collecting pipe 24 Artificial shielding layer 51 Hydrostatic pressure line 61 Continuous underground wall 62 Water collecting pipe 63 Excavated surface of foundation 64 Basic groundwater pressure during excavation 65 Clay formation 66 Overflow pipe system 67 Water pressure line after drainage 68 Water pressure line before drainage 110 Soil layer under foundation 111 Solid bottom plate pumping pressure reduction structure 114 Water level converter 124 Water level indicator 125 Mineral clogging prevention device 661 Artificial drainage layer

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】 べた基礎の基礎スラブに作用する揚水圧
を軽減またはコントロールするものであって、 前記基礎スラブとその下方の土層との間に設けられて水
の通過のための空間を確保する排水層と、 この排水層と前記基礎スラブとの間に設けられ、前記基
礎スラブのコンクリートの侵入を阻止する遮蔽層と、 前記排水層と前記土層との間に設けられ、前記土層から
土が侵入するのを防止するフィルター層と、 このフィルター層と前記排水層との間に設けられ、前記
フィルター層を通過した水を所定の経路へ流す集水管系
統と、 この集水管系統中の水の流路に下端が連通し、上端が前
記基礎スラブ上の地下水槽の水面より上の空間に連通す
る越水管と、 この越水管に設けられて下端から上端へ水の流れを許容
するとともに、上端から下端への空気の流れを防止する
鉱物目詰まり防止装置と、 から構成されたことを特徴とするべた基礎の水圧を減少
させる装置。
An object of the present invention is to reduce or control a pumping pressure acting on a foundation slab of a solid foundation, which is provided between the foundation slab and a soil layer below the foundation slab to secure a space for water to pass through. A drainage layer provided between the drainage layer and the soil layer, a shielding layer provided between the drainage layer and the foundation slab, and for preventing intrusion of concrete into the foundation slab; And a filter layer provided between the filter layer and the drainage layer to prevent soil from intruding therethrough, and a water collecting pipe system for flowing water passing through the filter layer to a predetermined path.
And a water overflow pipe whose lower end communicates with the flow path of water in this water collection pipe system and whose upper end communicates with a space above the water surface of the underground water tank on the foundation slab. Allows water flow to the top and prevents air flow from top to bottom
A device for reducing water pressure of a solid foundation, comprising a device for preventing clogging of minerals .
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