JP4483396B2

JP4483396B2 - 建造物の基礎構造及びその構築方法

Info

Publication number: JP4483396B2
Application number: JP2004132881A
Authority: JP
Inventors: 文男鎌田
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2024-04-28
Also published as: JP2005314926A

Description

本発明は、軟弱地盤に建設される建造物の基礎構造及びその構築方法に関する。

軟弱地盤に建造物を建設する場合、地盤の強度上は十分に建造物を支持できるのに、地盤沈下量が大きくなることがある。このような軟弱地盤の沈下を抑えることが可能な基礎構造として、パイルド・ラフト基礎と呼ばれる構造が知られている。パイルド・ラフト基礎は、べた基礎の下に沈下抑制用の杭を打設したものであり、建造物の荷重の一部を杭の周面から地盤に伝達させることにより沈下量を大幅に低減することができる。なお、パイルド・ラフト基礎に関連する特許文献として例えば特許文献１がある。
特開２０００−２９１０２２号公報

パイルド・ラフト基礎を構築する際には、杭を打設するため杭打機等の重機を用いることが必要である。しかし、上述のように、パイルド・ラフト基礎は軟弱地盤への適用を前提とするものであり、そのままの地盤では、重機の重量を支持できるだけの地盤強度を得ることが難しい。そこで、従来、パイルド・ラフト基礎を構築する場合には、杭の打設前に地盤改良を行うか、あるいは、地表面に鉄板を敷いたり砕石を設けたりするなどして仮設の地盤補強を行なうことが必要となっている。このような仮設の地盤補強は、本設建造物の地盤補強にならないことが多く、また、基礎工事の終了後には撤去すらしなければならないことも多いため、工事の長期化や高コスト化を招く要因となる。また、パイルド・ラフト基礎では、地盤沈下を抑え、あるいは、必要な横抵抗力を得るために相当の本数の杭を打設することが必要であり、この点でも、工事の長期化・高コスト化を招いてしまうことになる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、軟弱地盤において大きな支持力を発揮すると共に沈下量を抑制することが可能な基礎構造を短い工期かつ低いコストで構築できるようにすることを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、軟弱地盤に構築される建造物の基礎構造であって、粉粒体が詰められた袋体を前記軟弱地盤の表層部に敷き詰めてなる補強層と、前記補強層を通して前記軟弱地盤に打設された杭と、前記補強層の上に構築されたべた基礎とを備え、前記杭の上端部はその周囲に敷き詰められた前記袋体によって拘束されていることを特徴とする。

本発明によれば、軟弱地盤の表層部に粉粒体が詰められた袋体を敷き詰めて補強層が設けられる。この袋体は軟弱地盤表層部に敷き詰められると、フローティング効果（水面上の氷層のように上方からの荷重に抵抗する効果）と荷重分散効果により、地盤の強度を向上させる。したがって、上記袋体を敷き詰めて補強層を構成することにより、杭打機等の重機の重量を支持するのに必要な地盤強度が得られ、この補強層の上で重機を稼動させることができる。また、補強層の上にべた基礎が構築されることにより、この補強層は本設基礎の一部として地盤を補強する。したがって、従来のように、仮設補強の構築及び撤去が不要となって、工期短縮と低コスト化を図ることができる。また、補強層を構成する袋体は極めて廉価であるうえ、敷き詰めるだけで短期間に施工できるため、補強層の工期短縮と低コスト化を図ることができる。さらに、補強層によってべた基礎の沈下を抑えることができ、また、杭の上端部が地盤表層部に敷き詰められた上記袋体で拘束されることにより杭の横抵抗力を大きくすることができる。このため、杭の数量（本数や寸法）を小さく抑えることができ、更なる工期短縮及び低コスト化を図ることが可能となる。

また、本発明は、軟弱地盤に構築される建造物の基礎構造の構築方法であって、粉粒体が詰められた袋体を軟弱地盤の表層部に敷き詰めて補強層を構成する工程と、前記補強層を通して前記軟弱地盤に杭を打設する工程と、前記補強層の上部にべた基礎を構築する工程とを備え、前記杭を打設する工程では、前記杭の上端部がその周囲に敷き詰められた前記袋体によって拘束されるように前記杭を打設することを特徴とする。
この方法において、前記杭を打設する工程では、前記補強層を杭が通る部分の前記袋体を撤去し、この撤去部分を通して杭を打設することとしてもよい。

本発明によれば、軟弱地盤において大きな支持力を発揮すると共に沈下量を抑制することが可能な基礎構造を短い工期かつ低いコストで構築することができる。

図１は、本発明の一実施形態である基礎構造１０の鉛直断面図である。同図に示すように、基礎構造１０は、軟弱地盤２０に構築される建造物３０の基礎として構築されており、補強層１２、杭１４、及び、べた基礎１６により構成されている。

補強層１２は、ソイルバッグ１２０を軟弱地盤２０の表面に、層ごとに位置をずらせて複数層に積層することにより構成されている。このソイルバッグ１２０は、内部に土砂等の粉粒体が詰め込まれた布製等の袋体（いわゆる、土のう）であり、積層後に上方から荷重を加えて締め固めることにより強固な補強層１２が構成される。なお、土砂に限らず、コンクリートガラ、砂利、砕石等の粉粒体を袋につめてソイルバッグ１２０を構成してもよい。軟弱地盤２０に敷き詰められたソイルバッグ１２０は、あたかも水面上に浮かんだ氷層のように下向き荷重に対して抵抗するフローティング効果を有し、また、荷重を周囲へ分散させる効果（荷重分散効果）も有するので、補強層１２により十分な支持力が得られることとなる。

なお、本実施形態では、図１に示されるように、補強層１２をべた基礎１６の構築領域よりも広い範囲に設けることで、杭１４を打設するための杭打機４０等の重機がべた基礎１６の構築位置周辺を安定に走行できるようにしている。

杭１４は、補強層１２を通して、軟弱地盤２０に打設されている。この杭１４によりべた基礎１６の沈下が抑制される。打設された杭１４の上端部はその周囲に敷き詰められたソイルバッグ１２０で拘束されており、これにより、杭１４の横抵抗力が増大している。また、杭１４は、軟弱地盤２０の下方の支持層２２に達しない程度の深さに打設されている。このため、べた基礎１６から杭１４に荷重が作用した際、杭１４が少し沈み込んで軟弱地盤２０が圧縮されることにより、より大きな地盤支持力が得られる。

補強層１２の上には、べた基礎１６が設けられている。本実施形態では、べた基礎１６をその下面が杭１４と剛結されるように構築している。

基礎構造１０を構築する場合、先ず、軟弱地盤２０の表面の、建造物３０の構築領域よりも広い範囲にソイルバッグ１２０を敷き詰めて締め固めながら積層することにより補強層１２を形成する。次に、杭１４の打設位置のソイルバッグ１２０を撤去し、この撤去部分を通して杭打機４０により杭１４を打設する。そして、杭１４の打設後、補強層１２の上にべた基礎１６を打設して、基礎構造１０の構築工事が完了する。

以上説明した本実施形態の基礎構造１０によれば次の効果がある。
（１）軟弱地盤２０にソイルバッグ１２０を敷き詰めて補強層１２を設けることにより、杭打機４０等の重機の重量に耐え得るのに十分な地盤強度を確保できる。このため、補強層１２の上で杭打機４０等の重機を稼動させて杭１４の打設作業等を行うことができる。また、補強層１２をべた基礎１６よりも広い範囲に設けることで、杭打機４０等の重機が稼動できる範囲も広くなり、杭打作業等の作業効率が向上する。

（２）補強層１２は、杭打機４０等の重機の重量に耐えるための地盤補強として機能するのみならず、基礎構造１０の構築後には、べた基礎１６を支持して沈下を抑える機能を有する。すなわち、補強層１２は仮設のみならず本設の補強としても機能するので、仮設の設置及び撤去といった工程を省くことができ、工期の短縮及び低コスト化を図れる。

（３）ソイルバッグ１２０は布製の袋に土砂を詰めただけのものであるから、極めて安価である。このようなソイルバッグ１２０で補強層１２を構成できるため、基礎構造１０の構築コストを低減できる。

（４）上記（２）で述べたように、補強層１２は本設構造としてべた基礎１６を支持する機能を有するので、必要な杭１４の数量（本数あるいは寸法）が少なくて済む。すなわち、べた基礎１６の支持力を主として補強層１２によって増強し、補強層１２のみでは不足する分だけを杭１４で補えばよいため、杭１４の数量を大幅に削減できるのである。このように、杭１４の数量が少なくて済むことにより、更なる工期の短縮及び低コスト化を図ることができる。

（５）杭１４の上端部の周囲はソイルバッグ１２０が敷き詰められた状態となる。このため、杭１４の横方向の動きがソイルバッグ１２０で拘束されることで、基礎構造１０の横抵抗力が増大する。したがって、基礎構造１０の横抵抗力を確保するために必要な杭１４の本数や寸法も小さくなり、この意味でも杭１４の数量削減を図ることができる。

（６）ソイルバッグ１２０は振動を減衰させる効果を有している。このため、ソイルバッグ１２０で構成された補強層１２は免震層として機能し、基礎構造１０の上に建設された建造物３０の制振性・耐震性を向上させることができる。

以上（１）〜（６）で述べたように、本実施形態によれば、軟弱地盤２０において大きな支持力を発揮すると共に、沈下量を抑制することが可能な基礎構造１０を短い工期かつ低いコストで構築することができる。

なお、上記実施形態では、べた基礎１６と杭１４とが剛結されている構成としたが、これに限らず、べた基礎１６と杭１４とが分離した構成であってもよい。この場合にも、杭１４とべた基礎１６との間の地盤を通して、べた基礎１６から杭１４に荷重が伝達されることで、杭１４による沈下抑制効果が得られることとなる。

本発明の一実施形態である基礎構造の断面図である。

符号の説明

１０基礎構造
１２補強層
１２０ソイルバッグ
１４杭
１６べた基礎
２０軟弱地盤
２２支持層
３０建造物

Claims

軟弱地盤に構築される建造物の基礎構造であって、粉粒体が詰められた袋体を前記軟弱地盤の表層部に敷き詰めてなる補強層と、前記補強層を通して前記軟弱地盤に打設された杭と、前記補強層の上部に構築されたべた基礎とを備え、前記杭の上端部はその周囲に敷き詰められた前記袋体によって拘束されていることを特徴とする建造物の基礎構造。
軟弱地盤に構築される建造物の基礎構造の構築方法であって、粉粒体が詰められた袋体を軟弱地盤の表層部に敷き詰めて補強層を構成する工程と、前記補強層を通して前記軟弱地盤に杭を打設する工程と、前記補強層の上部にべた基礎を構築する工程とを備え、前記杭を打設する工程では、前記杭の上端部がその周囲に敷き詰められた前記袋体によって拘束されるように前記杭を打設することを特徴とする建造物の基礎構造の構築方法。
前記杭を打設する工程では、前記杭の打設位置の前記袋体を撤去し、この撤去部分を通して前記杭を打設することを特徴とする請求項２記載の建造物の基礎構造の構築方法。