JP4367814B2 - 基礎構法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築構造物における基礎構造の一種であるパイルド・ラフト基礎の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
構造物の基礎構造は、構造物荷重を十分支持でき、かつ、その荷重に対する沈下量が構造物に対して使用上及び構造上有害な変形量とならないように適切に選定する必要がある。
従来、このような基礎構造は、基礎スラブからの応力を直接地盤に伝える直接基礎と、基礎スラブからの応力を杭を介して地盤に伝える杭基礎に大別されることが一般的であったが、近年、新たな基礎構造として、パイルド・ラフト基礎が採用され始めている。
【０００３】
前記パイルド・ラフト基礎とは、構造物荷重を直接地盤に伝える機能と摩擦杭を介して地中に伝える機能を併せ持つ基礎であり、直接基礎部分はマットスラブ８’（若しくはべた基礎）を用い、杭体部分は鋼杭５’（若しくはコンクリート杭）を使用する構造であることが一般的である（図３参照）。
このパイルド・ラフト基礎は、地盤の支持力（図３における白抜き矢印）と杭−地盤間における摩擦抵抗（図３における矢印）の両者の効果によって、構造物を安全に支持するとともに、構造物に有害となる不同沈下量を低減することを目的とするものである。
【０００４】
通常、パイルド・ラフト基礎は、必要な支持力が直接基礎で満足される場合であり、かつ、予想される沈下量が許容値を満足しない場合に用いられる基礎構造であるが、従来、杭基礎が採用されていた構造物に関しても、条件さえ整えば合理的な基礎構造として採用することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、我が国でパイルド・ラフト基礎を採用する場合、前記したように直接基礎部分のみで、構造物荷重を完全に支持できることが前提であり、杭には沈下抑止効果のみしか期待できない。従って、表層地盤が軟質地盤であり、地盤強度が不均一であることが予想される場合には、杭基礎を採用せざるをえないか、地盤改良を行い、地盤強度を一様にする等の対策が必要になるという問題点があった。
【０００６】
また、軟質地盤でない表層地盤において、沈下抑止を前提にパイルド・ラフト基礎を採用した場合であっても、直接基礎部分は、その構造上、基礎剛性が大きく、接地圧の最も小さいべた基礎（若しくはマットスラブ）が採用されることが多い。そのため、パイルド・ラフト基礎を採用した場合であっても、杭基礎に比べて、杭体部分のボリュームは減るが、直接基礎部分の重量と躯体構築費用が増えるため、総ての場合において、必ずしも構造上及び経済上の見地から判断して合理的な基礎構造となるわけではないという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記の各問題点を解決するためになされたものであり、構造上及び経済上の見地から判断して合理的であり、施工が容易な基礎構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の基礎構造は、深層混合処理工法により構築した複数の柱状若しくは壁状固化体と、前記複数の柱状若しくは壁状固化体と一体的に構築した層状固化体と、前記層状固化体上に構築した独立基礎若しくは基礎梁の下部に連続フーチングを設けた連続フーチング基礎と、から構成されている。ここで、層状固化体を形成するには、浅層（表層）混合処理工法を用いることが好適である。
【０００９】
従って、本発明によれば、杭体部分に深層混合処理工法により構築した複数の柱状若しくは壁状固化体を用い、当該柱状若しくは壁状固化体の上部であり、かつ、独立基礎若しくは基礎梁の下部に連続フーチングを設けた連続フーチング基礎の直下部に層状固化体を構築することにより、所定の構造物荷重を支持可能であるとともに、基礎重量及び沈下量を低減できるため、施工が容易で、施工費用が安価な基礎構造とすることができる。
また、柱状若しくは壁状固化体と層状固化体を一体的に構築したので、柱状固化体等と層状固化体とを、地盤と一体化できることから、高い安全性を確保可能となる。
【００１０】
また、本発明の基礎構造は、段落０００８に記載の基礎構造において、前記複数の柱状固化体の少なくとも一部に替えて壁状固化体を構築している。ここで、壁状固化体の位置及び数等については、特に制限はなく、また、総ての柱状固化体を壁状固化体にするものであってもよい。
【００１１】
従って、本発明によれば、複数の柱状固化体の少なくとも一部を壁状固化体で代替させることで、更に沈下量の抑制効果の高い基礎構造とすることができる。
【００１２】
また、請求項１に記載の本発明は、以下の各工程を含むことを特徴とする柱・壁状固化体と層状固化体と直接基礎とを一体化する基礎構法を提供するものである。
（１）深層混合処理工法を用い、石灰系若しくはセメント系等の安定材を原位置土のみと混合することにより、柱状固化体若しくは壁状固化体の少なくとも一方を構築する柱・壁状固化体構築工程。
（２）前記柱状固化体若しくは壁状固化体の上部に存在している原位置土のみに前記安定材を混合して、前記柱状固化体若しくは壁状固化体と一体的に層状固化体を構築する層状固化体構築工程。
（３）前記層状固化体上に独立基礎若しくは基礎梁の下部に連続フーチングを設けた連続フーチング基礎を一体的に構築する直接基礎構築工程。
【００１３】
従って、本発明を用いることにより、請求項１又は請求項２に記載の基礎構造を非常に効率的に構築することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
［基礎構造の構成］
本発明の基礎構造は、図１に示すように、地盤Ｇ中に構築された複数の柱状固化体５と、当該柱状固化体５の外周部に構築されている壁状固化体６と、当該複数の柱状固化体５及び壁状固化体６の上面に接合して構築されている層状固化体７と、当該層状固化体７上に連設して構築されている直接基礎８とから構成されている。なお、壁状固化体６の部分は、柱状固化体５であってもよい。
【００１６】
○柱状固化体５
柱状固化体５は、深層混合処理工法を用い、石灰系若しくはセメント系等の安定材（以下、単に「安定材」という）を原位置土と強制混合することにより、地盤Ｇ中に、所定杭径、所定杭長の柱状体を、所定間隔で構築したものである。
深層混合処理方法は、公知の技術を用いることが可能であり、機械攪拌方式または、噴射攪拌方式のいずれをも用いることが可能である。また、柱状固化体５の杭径、杭長、本数、間隔、安定材の種類及びその配合等は、地盤条件等により適切に定めるものである。
【００１７】
○壁状固化体６
壁状固化体６は、柱状固化体５と同様に、深層混合処理工法を用い安定材を原位置土と強制混合することにより、地盤Ｇ中に所定幅、所定長及び所定厚さの壁状体を構築したものである。
【００１８】
○層状固化体７
層状固化体７は、浅層混合処理工法を用い、安定材を柱状固化体５及び壁状固化体６（以下、「柱状固化体５等」という）の上部における表層土と混合することにより、所定厚さの層状（板状）体を構築したものである。本実施形態では、平面視で構築される構造物Ｋと略同一の面積となる寸法で構築されている。
【００１９】
○直接基礎８
直接基礎８は、前記層状固化体７上に所定間隔で構築した独立基礎若しくは連続基礎である。本実施形態では、基礎梁８ａの下部に連続フーチング８ｂを設けた連続フーチング基礎を採用した場合である。
【００２０】
［基礎構造の作用］
前記構成の基礎構造の作用について説明する。
本発明では、直接基礎８の連続フーチング８ｂから地盤Ｇに伝達させる荷重を、層状固化体７によって分散させる（荷重分散角αを大きくできる、図１（ｂ）参照）ことができるため、連続フーチング８ｂの寸法を小さくでき、マットスラブ等を用いなくても、独立基礎により設計が可能となる。そのため、耐圧版Ｐはもちろんのこと、耐圧版Ｐの変形を抑制する役割を果たす基礎梁８ａについてもその重量等を減少でき、直接基礎８における基礎重量、躯体構築費用を減少させることができる。
【００２１】
また、柱状固化体５、壁状固化体６及び層状固化体７は、地盤Ｇの単位体積重量を増加させないため、基礎構造全体の重量を、従来のパイルド・ラフト基礎と比較して大幅に減少でき、沈下量を低減させることが可能となる。
さらに、本発明の基礎構造は、直接基礎８と層状固化体７の剛性により、必要となる強度を充分満足しているものと判断できるため、従来のパイルド・ラフト基礎と同程度の基礎剛性を有することになる。
【００２２】
また、従来のパイルド・ラフト工法における摩擦杭を、深層混合処理工法を用いた柱状固化体５若しくは壁状固化体６に代替させたことから、地盤Ｇを乱さず深さ方向の固化体の構築ができるため、地盤Ｇの有する摩擦抵抗を的確に作用させることが可能である。加えて、杭径や杭長等の設定も自在であるため、設計での自由度が高く、発生する残土量も極めて少なくすることができる。従って、施工工期の大幅な短縮、施工費用の低減を可能にすることができる。
【００２３】
［基礎構法］
前記基礎構造の構築方法について説明する。
本発明の基礎構法は、柱・壁状固化体構築工程、層状固化体構築工程、直接基礎構築工程から構成されており、基礎構築後に、構造物構築工程を行うものである。
【００２４】
（１）柱・壁状固化体構築工程（図２（ａ）参照）
本工程は、深層混合処理工法により、前記柱状固化体５若しくは壁状固化体６の一部、又は、両者を構築する工程であり、公知の方法を用いることができる（図２（ａ）では、柱状固化体５と壁状固化体６の両方を構築した場合を示している）。
【００２５】
（２）層状固化体構築工程（図２（ｂ），（ｃ）参照）
本工程は、前記柱状固化体５又は壁状固化体６上に層状固化体７を構築する工程である。
まず、層状固化体７の上面に対応する位置まで地盤Ｇを掘削する。
続いて、柱状固化体５等の上部に存在している原位置土に安定材を混合することにより、前記柱状固化体５等と層状固化体７が一体的になるように層状固化体７の構築を行う。
【００２６】
（３）直接基礎構築工程（図２（ｄ）参照）
本工程は、前記層状固化体７上に直接基礎８を一体的に構築する工程であり、公知の方法を用いることができる。
【００２７】
（４）構造物構築工程（図２（ｅ）参照）
前記各工程により構築された直接基礎８上に、耐圧版Ｐを配設し、構造物Ｋを構築する工程である。
【００２８】
以上、本発明について、好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は当該実施形態に限られず、各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。特に、壁状固化体の位置については、柱状固化体の最外部に限らず、どの位置に形成されていてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、直接基礎を独立基礎若しくは基礎梁の下部に連続フーチングを設けた連続フーチング基礎としたから、従来のべた基礎等を用いたパイルド・ラフト基礎と比較して、直接基礎部分の重量を低減できることから、沈下量を大幅に抑制可能な基礎構造とすることができ、施工費用の削減及び施工期間の短縮が可能となる。また、本発明によれば、柱状固化体等と層状固化体とを、地盤と一体化できることから、高い安全性を確保可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の基礎構造を示す側断面図であり、（ｂ）はその要部を拡大した側断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の基礎構法における柱・壁状固化体構築工程を示す側断面図、（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の基礎構法における層状固化体構築工程を示す側断面図、（ｄ）は、本発明の基礎構法における直接基礎構築工程を示す側断面図、（ｅ）は、基礎構築後における構造物構築工程を示す側断面図である。
【図３】従来のパイルド・ラフト基礎を示す側断面図である。
【符号の説明】
Ｇ 地盤
Ｋ 構造物
Ｐ 耐圧版
α 荷重分散角
５ 柱状固化体
６ 壁状固化体
７ 層状固化体
８ 直接基礎
８ａ 基礎梁
８ｂ 連続フーチング

Claims (1)

1. 以下の各工程を含むことを特徴とする柱・壁状固化体と層状固化体と直接基礎とを一体化する基礎構法。
   （１）深層混合処理工法を用い、石灰系若しくはセメント系等の安定材を原位置土のみと混合することにより、柱状固化体若しくは壁状固化体の少なくとも一方を構築する柱・壁状固化体構築工程。
   （２）前記柱状固化体若しくは壁状固化体の上部に存在している原位置土のみに前記安定材を混合して、前記柱状固化体若しくは壁状固化体と一体的に層状固化体を構築する層状固化体構築工程。
   （３）前記層状固化体上に独立基礎若しくは基礎梁の下部に連続フーチングを設けた連続フーチング基礎を一体的に構築する直接基礎構築工程。

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