JP4563498B1 - 建造物の基礎構造 - Google Patents

Abstract

【課題】発泡樹脂基盤を備えた基礎構造において、軟弱地盤でも充分な支持強度を実現することにより、不同沈下や耐震強度の低下を防止する。
【解決手段】本発明の建造物の基礎構造は、発泡樹脂基盤５Ａと、該発泡樹脂基盤５Ａ上に形成された基礎構造基盤９と、該基礎構造基盤９を支持するとともに前記発泡樹脂基盤５Ａの外周側に配置される外周支持構造部８と、を具備する基礎構造であって、前記外周支持構造部８は、下方の接地面６ａが前記発泡樹脂基盤５Ａの外周に沿った軸線６ｘを備えた凸円筒面状に形成されるとともに上部に支持面７ａを有し、該支持面７ａが前記基礎構造基盤９の底部９ｄを下方より支持することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は建造物の基礎構造に係り、特に、軟弱地盤に形成する場合に好適な基礎構造に関する。

従来から、軟弱地盤などにおける地盤沈下対策として、図１０又は図１１に示すように、発泡樹脂ブロックよりなる発泡樹脂基盤５５Ａと、この上にコンクリート等よりなる基礎構造基盤５９とを有する建造物の基礎構造が提案されている。例えば、以下の特許文献１においては、発泡樹脂基盤５５Ａと基礎構造基盤５９の間に空気層を有する連接体（図示せず）を介在させた基礎構造としている。また、この基礎構造では、図１０に示すように、発泡樹脂基盤５５Ａにおける側面の全部又は一部に側面部発泡樹脂盤６２を当接し、これによって横方向及び斜め下方向から建造物に伝わる振動波の影響を軽減することができるとしている。

さらに、上述のような発泡樹脂基盤を用いた基礎構造においては、図１１に示すように、発泡樹脂基盤５５Ａの外周側に深い外周地中梁を形成した構造などの、発泡樹脂基盤の外周側に基礎構造基盤５９の一部が隣接する基礎構造が知られている（以下の特許文献２乃至５参照）。なお、図１０及び図１１に示す基礎構造は上記従来技術そのものではなく、後述する実施例に対応するように、整地面上に、土木シート５２、砂利５３、ドライモルタル５４及び埋め戻し層６１を設けた比較例である。

一方、以下の特許文献６には、断面略Ｕ字状の捨て型枠を周縁部に配置した基礎構造が開示されている。また、以下の特許文献７には、内側の地盤との接触部が断面円弧状とされたスカート状建造物支持脚部を外周端部に備えることにより、荷重を放射状に分散させて偏圧を防止することで不同沈下を防止した耐震基礎構造が開示されている。

特開平１０−３４６５７８号公報 特開平９−２７３１６０号公報 特開２００１−１３１９８８号公報 特開２００１−５９２２８号公報 実公平８−３４６３号公報 特開２００１−３２２９３号公報 特開２００２−３０９５９２号公報

しかしながら、上記従来の発泡樹脂基盤を用いた基礎構造においては、地震時等に受ける水平方向の応力により発泡樹脂基盤がひし形状に変形し、当該発泡樹脂基盤の基盤樹脂材料に耐力を越える応力が加わると永久歪が残留して、これにより建造物の基礎耐力が著しく低下する虞がある。この観点から見ると、上記の側面部発泡樹脂盤６２の効果は不十分なものであり、大きな水平応力を受けたり長期間が経過したりした場合には当該側面部の発泡樹脂盤６２が浮き上がってしまい地表面上に露出する場合もある。

また、地耐力が十分にある場合（例えば、５０ｋＮ／ｍ^２以上の場合）には、図８に示すように地盤反力の分布は建造物の中央部付近が大きく周縁部に向かうほど小さくなるが、地耐力が小さい軟弱地盤の場合（例えば、３０ｋＮ／ｍ^２以下の場合）には図９に示すように地盤反力の分布は建造物の外周部が最も大きく建造物の中央部に向かうほど小さくなる傾向がある。したがって、軟弱地盤においては建造物の基礎構造において外周部の荷重負担が最も大きくなるため、地震時等において垂直方向の応力が基礎構造の外周部に加わると、外周部を支持する地盤に応力が集中して不同沈下が生じ、また、実質的に耐震強度が低下する可能性がある。特に、上述のように発泡樹脂基盤の外周に深い外周地中梁を形成すると、外周部の重量が増大するとともに外周部に荷重がさらに集中するため、不同沈下の発生や耐震強度の低下などがさらに深刻になる虞がある。

さらに、発泡樹脂基盤を用いる基礎構造では、建造物の周囲の地表面に石油などの発泡樹脂に対する溶剤が流出すると、当該溶剤が周囲の地中（特に埋め戻し層６１内）に浸透して発泡樹脂基盤５５Ａを溶解し、基礎構造の一部が欠落する虞があることが指摘されている。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、発泡樹脂基盤を備えた基礎構造において、軟弱地盤でも充分な支持強度を実現することにより、不同沈下や耐震強度の低下を防止することにある。

斯かる実情に鑑み、本発明の建造物の基礎構造は、発泡樹脂基盤と、該発泡樹脂基盤上に形成された基礎構造基盤と、該基礎構造基盤を支持するとともに前記発泡樹脂基盤の外周側に配置される外周支持構造部と、を具備する基礎構造であって、前記外周支持構造部は、下方の接地面が前記発泡樹脂基盤の外周に沿った軸線を備えた半円筒面状に形成されるとともに上部に支持面を有し、該支持面が前記基礎構造基盤の底部を下方より支持し、前記外周支持構造部は、半円筒状の枠材と、該枠材の内部に配置された充填材とを有し、前記枠材の外面が前記接地面を構成し、前記充填材の上部表面が前記支持面を構成することを特徴とする。

この発明によれば、下方の接地面が半円筒面状に構成されるとともに上部に支持面を有する外周支持構造部を発泡樹脂基盤の外周側に設け、この外周支持構造部の支持面で基礎構造基盤の底部を下方より支持する構造とすることにより、発泡樹脂基盤の外周に沿った軸線を備えた半円筒面状の接地面により基礎構造の外周部の実質的な接地面積を増大させて荷重の集中を防止することができるため、軟弱地盤であっても荷重の集中する外周部分に起因する不同沈下を防止できる。また、発泡樹脂基盤の外側に基礎構造基盤及びこれを下方から支持する外周支持構造部が配置されるので、水平方向の応力が加わったときでも、内側に配置される発泡樹脂基盤の過剰変形をくい止めることができるとともに、外周側から溶剤が侵入して発泡樹脂基盤を溶解させることも防止できる。

本発明においては、前記外周支持構造部は、半円筒状の枠材と、該枠材の内部に配置された充填材とを有し、前記枠材の外面が前記接地面を構成し、前記充填材の上部表面が前記支持面を構成する。このように、外周支持構造部が半円筒状の枠材とこの枠材の内部に配置された充填材とにより構成され、充填材の上部表面で形成される支持面が基礎構造基盤の底部を下方より支持する構造としたことにより、充填材如何に拘らず、枠材を用いることで基礎構造基盤から荷重を受けても外周支持構造部の形状を維持することができるため基礎構造の安定性を確保できるとともに、枠材を用いることで施工を容易に行うことが可能になり、施工コストも低減できる。この場合、充填材として基礎構造基盤より比重の小さい材料を用いることにより、当該外周支持構造部を軽量に構成することが可能になるから、基礎構造の外周部の重量増を抑制し、発泡樹脂基盤を用いる利点を減殺しない構成とすることが可能である。また、充填材として粒状物、粉状物、弾性体などといった或る程度の流動性や弾性を有する材料を用いることにより、基礎構造に免震機能をもたせることも可能になる。

この場合において、前記枠材が前記発泡樹脂基盤の外側に隣接して配置されることが好ましい。これによれば、発泡樹脂基盤の外周部分と枠材が隣接するため、地震等による水平方向の応力が加わっても発泡樹脂基盤の変形を枠材で支えることで低減することができ、基礎構造の永久歪の発生を回避することができる。この場合、発泡樹脂基盤と枠材が密接していてもよいが、両者がある程度の間隔を有して隣接していてもよい。この場合、上記間隔が発泡樹脂基盤の耐力を越えない変形量未満とされていることが発泡樹脂基盤の永久歪を生じさせないために好ましい。

また、前記枠材の前記接地面には凹溝若しくは凸条が設けられていることが好ましい。これによれば、接地面積をさらに増大させることができるとともに、当該凹溝又は凸条が地盤や下層地盤に食いつきやすくなるので外周支持構造部の水平方向の位置ずれや姿勢変化に対する安定性を高めることができる。また、凹溝若しくは凸状を接地面に形成することで枠材自体の剛性を高めることもできる。特に、上記凹溝若しくは凸状を半円筒状の湾曲方向（軸線周りの方向）に沿って伸びるように形成することにより、枠材の軸線方向の位置ずれを抑制できるとともに、湾曲形状に沿った方向の撓み剛性を高めることが可能になる。一方、上記凹溝若しくは凸状を半円筒状の軸線方向に沿った方向に伸びるように形成することにより、枠材の軸線方向と交差する方向の位置ずれや軸線周りの回転（姿勢変化）を防止することができるとともに、軸線方向の撓み剛性を高めることができる。

本発明の他の態様においては、上記底部と上記支持面が平坦に密接した状態とされる。これによれば、外周支持構造部と基礎構造基盤の支持当接部分が平坦に構成されることで底部に密接する支持面の姿勢が安定することから、水平方向の応力が加わったときの外周支持構造部の姿勢変化を低減できる。

本発明の別の態様においては、前記基礎構造基盤の前記底部が前記外周支持構造部の幅方向の中央部を含む範囲において前記支持面により支持される。これによれば、基礎構造基盤の底部が外周支持構造部の幅方向の中央部を含む範囲において外周支持構造部の支持面に支持されるため、基礎構造基盤から受ける荷重を効率的かつバランスよく外周支持構造部に負担させることができることから、基礎構造の支持安定性を高めることができる。

本発明のさらに別の態様においては、複数の前記外周支持構造部が幅方向に隣接配置され、前記基礎構造基盤の前記底部が前記複数の外周支持構造部に跨って支持される。これによれば、複数の外周支持構造部を幅方向に隣接配置し、これらの複数の外周支持構造部で基礎構造基盤を支持するため、地盤の掘り下げ深さを増大させずに接地面積を増やすことができるので、荷重負担をさらに容易に分散させることが可能になる。

本発明によれば、半円筒面状の接地面を有する外周支持構造部を発泡樹脂基盤の外周に沿って設けたことにより、基礎構造の重量増を抑制しつつ、地耐力の小さい軟弱地盤でも外周部で踏ん張る基礎構造とすることができるので、不同沈下を防止し、耐震強度を充分に確保することができるという優れた効果を奏し得る。

本発明に係る第１実施形態の基礎構造の外周部を示す部分断面図。 本発明に係る第２実施形態の基礎構造の外周部を示す部分断面図。 第１実施形態の基礎構造を示す概略平面図。 枠材の斜視図。 第１実施形態における外周支持構造部の支持構造を模式的に示す説明図。 第２実施形態における外周支持構造部の支持構造を模式的に示す説明図。 第３実施形態における外周支持構造部の支持構造を模式的に示す説明図。 地耐力が大きい場合の荷重及び地盤反力の傾向を示す分布図。 地耐力が小さい場合の荷重及び地盤反力の傾向を示す分布図。 基礎構造の比較例を示す部分断面図。 基礎構造の他の比較例を示す部分断面図。 異なる枠材の例を示す斜視図。

次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。最初に、図１、図３、図４及び図５を参照して第１実施形態の基礎構造について説明する。図１は第１実施形態の基礎構造の外周部を示す部分断面図、図３は第１実施形態の基礎構造の概略平面図、図４は第１実施形態の基礎構造に用いられる枠材の斜視図、図５は第１実施形態の支持構造を模式的に示す説明図である。

本実施形態の基礎構造は図１に示す構成を有し、以下においては当該基礎構造を施工する方法とともにその構成について説明する。まず、地面を根切り（掘削）して整地面１を形成し、この整地面１上に土木シート２を敷設する。この土木シート２は、ナイロン系、ポリプロピレン系等の繊維を編み込んだものなど、砂利の保持力に優れたものであることが好ましい。また、土木シート２は防水性を有するものが好ましいが、例えば、以下の砂利３を通さないものであれば網の目状に形成されたもの等といった透水性を有するものであっても構わない。なお、必要に応じて、整地面１の周囲の後述する外周支持構造部８を配置する領域に溝１ａを形成してもよい。この溝１ａを形成するのは当該外周支持構造部８の収容高さを確保するためであり、外周支持構造部の高さが小さい場合には溝１ａを形成する必要はない。

上記の土木シート２上には砂利３を敷き、さらにその上にドライモルタル４を敷いて転圧等により平坦性及び表面レベルを確保する。砂利３は砕石を用いることが好ましく、ドライモルタル（空練りモルタル）４は実質的に水を含まない粉状、粒状の結着材であり、例えば、砂にセメントを混合したものを用いることが好ましい。

次に、上記ドライモルタル４上に発泡樹脂ブロック５を敷き詰める。この発泡樹脂ブロック５としては、発泡ポリスチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレンなどを所定形状に成形したブロック体を用いることができる。比重が小さい点では発泡ポリスチレンが最も好ましい。また、比重が小さいものであれば、発泡樹脂とコンクリートとを混合して硬化させたもの（発泡樹脂コンクリート）で構成したものであっても構わない。この発泡樹脂ブロック５としては長期的に十分な支持耐力を有するものであることが好ましい。

本実施形態では、複数の発泡樹脂ブロック５を敷き詰めることで発泡樹脂基盤５Ａが構成される。このとき、隣接する発泡樹脂ブロック５は相互に接着剤（例えば、ウレタン系の接着剤など）で接着固定される。ただし、発泡樹脂基盤５Ａは、上述のように発泡樹脂コンクリート基盤として一体に形成してもよく、また、一つの発泡樹脂ブロックを成形することで構成してもよい。ここで、発泡樹脂基盤５Ａの剛性を高めるためには図示例とは異なり単層で敷設されることが好ましい。一方、発泡樹脂ブロック５が図示のように複数積層された状態で敷設される場合、下層と上層の発泡樹脂ブロック５間もまた、上記接着剤で接着固定されることが望ましい。このように複数の発泡樹脂ブロック５を相互に接着固定することで、整地面１上に敷き詰められた発泡樹脂ブロック５が一体化され、支持面の面精度も向上し、その後の作業性も向上する。

なお、図示例のように複数の発泡樹脂ブロック５を二層以上に亘って積層させる場合には、上記発泡樹脂ブロック５の積層構造は、発泡樹脂ブロック６の下層の接着固定部の位置と、すぐ上層の接着固定部の位置とが（すなわち、上下に隣接する接着固定部の位置同士が）平面方向にずれるように構成されている。すなわち、発泡樹脂ブロック５の積層態様は、各種のレンガ積みの手法で積層されることが好ましい。このようにすると、複数の樹脂ブロック５の一体性を高めることができるため、発泡樹脂基盤５Ａの剛性を高めることができる。

この発泡樹脂基盤５Ａの外周には半円筒状の枠材６が凸円筒面状の接地面６ａを下に向けた姿勢で配置される。枠材６は強化プラスチックなどの硬質樹脂材料、硬質ゴム材料、金属と樹脂の複合材料などで構成することができる。また、後述する底部９ｄから受ける例えば３〜１０ｋＮ／ｍ^２の圧力下で概略形状を保持可能な剛性（曲率半径の変化率が例えば１０％以下）を備えていることが好ましく、しかも上記圧力下で弾性を有する材料であることが好ましい。

図４に示すように、枠材６は軸線６ｘを備えた半円筒状に構成されている。図示例の枠材６において軸線６ｘは直線であるが、発泡樹脂基盤５Ａの外周が湾曲、屈折している場合には、当該軸線６ｘは外周に沿って湾曲、屈折したものであってもよい。枠材６の下部に設けられる接地面６ａは基本的には下方に向けて凸の円筒面状とされる。ここで、半円筒状、円筒面状という言葉は、厳密な意味で半円筒形、円筒面である必要はなく、細部に凹凸が形成されていてもよく、また、断面形状が楕円や長円に対応する形状であってもよいなど、全体として見たときに、下方に向けて凸曲線状の断面を備えていればよい趣旨である。

図示例の場合、枠材６の枠壁は軸線６ｘ方向に波形に形成され、これによって上記接地面６ａには軸線６ｘ周りの湾曲方向に伸びる凹溝６ｂ及び凸条６ｃが形成されている。枠材６の枠壁が波形に形成されることで枠材６の剛性が全体として向上し、特に湾曲形状を維持する方向の撓み剛性が高められる。また、接地面６ａに凹溝６ｂ及び凸条６ｃが形成されることで下層及び周囲の下層地盤（本実施形態では砕石若しくは砂利）に対する食いつきが強くなり、外周支持構造部８の姿勢安定性が向上する。特に、凹溝６ｂ及び凸条６ｃが湾曲方向に伸びているため、外周支持構造部８の軸線６ｘ方向の位置ずれが防止される。なお、図示例では凹溝６ｂ及び凸条６ｃが湾曲方向に伸びているが、図１２に示す枠材６′のように、接地面６ａ′において凹溝６ｂ′又は凸条６ｃ′が軸線６ｘ′方向に伸びるように形成されていてもよい。この場合には、枠材６′の軸線６ｘ′方向の撓み剛性が高められるとともに、外周支持構造部８の軸線６ｘ′と直交する方向の位置ずれや軸線６ｘ′周りの回転が防止される。

上記の半円筒状の枠材６、６′は、市販のパイプ（例えば、地下埋設用の樹脂パイプ）を半割加工して形成してもよく、また、排水用等に用いられる市販の半割パイプをそのまま使用してもよい。このように、本実施形態の枠材６、６′は半円筒状とされていることにより容易かつ安価に入手できる。なお、枠材６の接地面６ａには上記凹溝や凸条を形成せず、平滑な円筒面としても構わない。

枠材６の内部には、砕石、各種のスラグ材、砂、モルタル、発泡樹脂その他の軟質樹脂材料、硬質樹脂材料などからなる充填材７が収容される。この充填材７は、基礎構造の重量を低減するために周囲の地盤よりも比重の小さい材料であることが望ましい。また、後述するように、或る程度の弾性を備えた材料（硬質樹脂材料、特に硬質ゴムなどの弾性体）や粒状物や粉状物などの或る程度の流動性を備えた材料（砂、砕石等の砂利など、いわゆる粗骨材や細骨材等の軽量骨材）であることが好ましい。この枠材６及び充填材７は外周支持構造部８を構成し、上記溝１ａに対応する外周位置に設置される。外周支持構造部８は基本的に建造物の外周縁に沿って配置される。しかしながら、一般的には図３に示すように基礎梁９ａは建造物の外周縁だけではなく内側にも形成されるため、当該基礎梁９ａに対応させて外周支持構造部８を建造物の内側に設置してもよい。ただし、この場合でも、外周支持構造部８は発泡樹脂基盤５Ａの外周側に配置される。

本実施形態では、充填材７として上記の砂利３や再生スラグなどの上部にさらにドライモルタル４が敷設され、転圧などにより平坦な支持面７ａが形成される。この支持面７ａは後述する基礎構造基盤９の外周部分を構成する基礎梁９ａの平坦面として構成された底面９ｄを下方より支持する。充填材７を構成する材料は特に限定されないが、軟弱地盤に用いる場合には、充填材７は周囲地盤よりも比重の小さいものであることが荷重の増加を抑制する上で好ましい。また、充填材７として上述のように粒状物や粉体、弾性体を用いることで、地震時の衝撃吸収性を高めることができ、建造物の被害を低減することができる。なお、本実施形態では、枠材６を用いることにより充填材７が粒状物や粉体であっても容易に施工できるとともに、外力を受けても外周支持構造部８の外形（特に接地面６ａの形状）が保持されるので、基礎構造自体の安定性を確保できる。

また、図３に示すように、半円筒状の枠材６と充填材７よりなる外周支持構造部８は、軸線６ｘ（半円筒状の軸線）方向が発泡樹脂基盤５Ａの外周に沿って延在する姿勢で設置される。すなわち、円弧状の接地面６ａの湾曲方向が外周に沿った方向と平面的に見て交差するように配置される。このようにすることで、発泡樹脂基盤５Ａが配置されるべき領域の外周に沿って枠材６を設置し、充填材７を枠材６内に充填するという手順で容易且つ迅速に施工できる。外周支持構造部８（枠材６）の接地面６ａの曲率半径、或いは、水平面に沿って測った幅は、発泡樹脂基盤５Ａの外周に加わる建造物の荷重に応じて決定される。例えば、一般的には上記幅が３００〜１５００ｍｍの範囲内の値とされる。上記曲率半径或いは幅が大きくなると外周支持構造部８の接地面６ａの位置が発泡樹脂基盤５Ａよりも下層に配置されるので、上記溝１ａを形成することが好ましい。

なお、図示例のように、枠材６の下層には砕石等の砂利３が配置されることが好ましい。砂利３のような粒状体よりなる下層地盤は枠材６の接地面６ａの形状に合わせることができるので、接地面６ａの接地性を確保できるため、外周支持構造部８を安定した状態に設置できる。特に、接地面６ａの接する下層地盤（周囲地盤）を均質な素材（好ましくは土木シートを通過しない軽量骨材）で構成することが望ましい。これによって接地面６ａの凸曲線状の断面に沿って均等に荷重を分散させることができる。また、施工手順としては、砂利３の一部を敷いてから枠材６を設置し、その後、再生スラグや砂利３を枠材６の内部に投入するとともに残りの砂利３を枠材６の外側に敷設し、最後にドライモルタル４を枠材６の内外にそれぞれ配置することで、外周支持構造部８とその内側の発泡樹脂基盤５Ａの下層地盤とを並行して施工できる。

また、本実施形態の場合、後述する基礎梁９ａで囲まれる発泡樹脂基盤５Ａの形成領域の中央部に、図３に示すように、発泡樹脂ブロック５の配置されない欠損部５Ａｘを島状に形成しておく。この欠損部５Ａｘの形成部分は地盤反力による発泡樹脂ブロック５の中央部の盛り上がりが生じやすい部分であり、この欠損部５Ａｘを設けることで、後述する基礎構造基盤９の形成により、基礎構造全体の平坦性を確保することができるとともに剛性を高めることができる。なお、一般的には、基礎梁９ａは建造物の外周部だけではなく内側にも形成されるため、図３に示すように、基礎梁９ａによって囲まれることとなるべき複数の上記領域が構成される場合には、当該領域の中央部に上記欠損部５Ａｘをそれぞれ形成すればよい。ただし、領域の面積が小さいなどの理由で後述する逆ヒービングの影響が少ないと考えられる領域では欠損部５Ａｘを形成しなくてもよい。

次に、上記の発泡樹脂ブロック５で構成される発泡樹脂基盤５Ａ及びその周囲の外周支持構造部８上に、図示しない型枠を形成するとともに当該型枠内に鉄筋を張る。そして、この型枠内にコンクリートを流し込むことにより基礎構造基盤９を形成する。

上部基礎構造基盤９は、図示例の場合、外周支持構造部８上に形成された基礎梁９ａと、発泡樹脂ブロック５上に形成されたスラブ９ｂと、スラブ９ｂの中央部に設けられ上記欠損部５ｘ内において発泡樹脂ブロック５の下層（ドライモルタル４）に直接臨む島状の中央充填部９ｃ（図３に点線で示す。）と、を備えている。このように構成された基礎構造基盤９上には、例えば建造物の土台が設置され、この土台上に建造物の本体構造が構築される。このとき、基礎梁９ａの下端部の平坦面である底面９ｄは上記支持面７ａに密接（固定）される。

上記のように基礎構造基盤９が形成されると、その周囲は砕石等の砂利などの埋め戻し層１１で埋め戻される。この埋め戻し層１１は、周辺の土壌よりも比重が大きい素材で構成されることが好ましい。本実施形態の場合、上記土木シート２は根切りされた部分から周囲に延在するように敷設され、この土木シート２の外縁は上記埋め戻し層１１に覆われた状態となる。ただし、土木シート２の外縁を地表に露出させてもよく、或いは、地表に設置した何らかの建設物に固定するようにしてもよい。いずれの場合でも、埋め戻し層１１の下に土木シート２が配置されることで、埋め戻し層１１の流出や移動を低減することができる。

本実施形態では、整地面１上に土木シート２、砂利３、ドライモルタル４を順次に敷設し、その上に発泡樹脂ブロック５を敷き詰めているため、発泡樹脂ブロック５の下層の流出や移動を妨げることができ、これによって建物の沈下や傾斜を防止することができる。特に、土木シート２によって砂利３やドライモルタル４の流出や移動が抑制され、また、ドライモルタル４によって多少の水が滲出しても砂利３の上層部を硬化させて地盤の変化を抑制するので、きわめて軟弱な地盤でも確実に建物を支持することが可能になる。

また、発泡樹脂ブロック５は上記のように相互に接着固定されていること、接着固定部が平面的にずれるように積層されていることなどによって強固に一体化されるので、発泡樹脂基盤５Ａ全体の支持剛性が高くなり、その結果、多少の地盤の変化が生じても建物の傾斜を防止することが可能になる。

さらに、上記基礎構造基盤９にはスラブ９ｂの中央に島状の中央充填部９ｃが設けられているので、中央充填部９ｃの自重やスラブ９ｂの剛性向上に基づいて、地盤反力に起因するスラブ９ｂの盛り上がりを抑える効果を奏するため、建物の変形や沈下、傾斜等をさらに低減できる。特に、中央充填部９ｃが島状に構成されていることで、スラブ９ｂの盛り上がりに対して有効に作用するとともに、中央充填部９ｃは基礎梁９ａのように広い範囲に形成する必要がないことから、重量増も僅かで済むという利点がある。

また、基礎構造基盤９の周囲には周辺の土壌よりも比重の大きい埋め戻し層１１が形成されるので、建物の重量に起因する逆ヒービング（周辺の土壌が建物の重量によって押し上げられる現象）を抑制することができるため、建物の沈下や傾斜をさらに抑制できる。また、この埋め戻し層１１は、大地震時にクイックサンド現象（墳砂現象）が生じたときの排水路として機能する。特に、砕石等の砂利を用いて埋め戻し層１１を形成することで、排水機能を高めることができる。

本実施形態によれば、枠材６及び充填材７よりなる外周支持構造部８の支持面７ａにより基礎構造基盤９の基礎梁９ａの底部９ｄを下方より支持することにより、基礎構造基盤９の基礎梁９ａを深く形成する必要がなくなるので、基礎構造基盤９の施工を容易かつ迅速に行うことができるとともに、基礎構造の重量増と外周部への荷重の集中を回避できる。また、外周支持構造部８の接地面が凸円筒面状に構成されているので、接地面積の増大により外周部の地盤に加わる荷重を（内外方向に）分散させることができるため、外周部の不同沈下を防止できる。さらに、外周支持構造部８は凸円筒面状の接地面６ａをもつ枠材６の弾性や充填材７の変形容易性の程度に応じて外部から受ける振動や応力を吸収することができるので、耐震強度の向上に寄与し、建造物そのものへの被害を低減することが可能になる。

図５は、外周支持構造部８による基礎構造基盤９の支持構造を模式的に示す説明図である。本実施形態においては外周支持構造部８の平坦な支持面７ａが基礎構造基盤９の外周部分（基礎梁９ａ）の平坦な底面９ｄを下方より支持しているが、本発明においては支持面７ａにより底部９ｄが支持されてさえいれば何ら限定されるものではない。また、平坦な支持面７ａに対する平坦な底部９ｄの支持態様としても種々の構成が考えられるが、両面が必ずしも滑らかな平面である必要はない。例えば、支持面７ａが砕石を敷設した表面で構成される場合、例え砕石の表面が転圧等により平坦化されても、厳密に見れば支持面７ａ及びこれに密接する底部９ｄの境界は平面ではない。しかし、底部９ｄの支持面７ａによる支持範囲全体から見れば、そして、外周支持構造部８の姿勢安定性を向上させるという以下の作用効果上の観点から見れば、実質的に平坦な支持面が構成されているとみなすことができる。

上記のように、本実施形態では、外周支持構造部８の平坦な支持面７ａが基礎構造基盤９の基礎梁９ａの平坦な底面９ｄを下方より支持しているので、両平坦面が密接することで基礎構造基盤９と外周支持構造部８の支持構造の安定性を高めることができるため、基礎構造基盤９に対して側方に加わる応力に対する基礎構造の剛性を高めることが可能になる。

図５においては、図１に示すものと同様に、基礎構造基盤９の底部９ｄは、外周支持構造部８の幅方向中央部Ｗｃを含む範囲において支持面７ａにより支持されている。より具体的には、基礎構造基盤９の外周部分は、幅方向外側の一部を除き、外周支持構造部８の幅方向中央部Ｗｃを含み、内側端縁に至る支持範囲Ｓで支持面７ａにより支持される。換言すると、本実施形態では、上記支持範囲Ｓが上記中央位置Ｗｃを含む範囲に設定されている。ここで、幅方向中央部Ｗｃは、凸円筒面状の接地面６ａの形成範囲を全幅Ｗとしたとき、この全幅Ｗの二等分線（図示一点鎖線で示す。）が支持面７ａと交差する位置（中点）を言う。

上記のように、本実施形態では、図５に示すように外周支持構造部８の幅方向中央部Ｗｃを含む支持範囲Ｓにおいて基礎構造基盤９が外周支持構造部８により支持されているので、円筒面状の接地面６ａを備えた外周支持構造部８の姿勢安定性を高めることができる。

本実施形態ではさらに、発泡樹脂基盤５Ａの外縁が外周支持構造部８に対し側方に隣接（密接）しているので、発泡樹脂基板５Ａの外縁が基礎構造基盤９に外側から支持されている場合と同様に、地震等による水平方向の応力に起因する発泡樹脂基盤５Ａのひし形状の変形を抑制することができ、これによって基礎構造に永久歪が発生することを防止できる。

また、本実施形態では、枠材６内の充填材７が発泡樹脂基盤５Ａの下層地盤（砂利３及びドライモルタル４）と同じ構成を有するので、施工が容易になるという利点がある。すなわち、整地面１上に必要に応じて土木シート２を展開した後、先に枠材６を設置してから上記下層地盤と充填材７を同時並行して形成することで、作業を大幅に簡略化できる。ただし、外周支持構造部８の接地面６ａの接地性を確保するためには、図１のように枠材６の接地面６ａ下に予め砂や砂利３等の粒状物を敷き詰めておくことが好ましい。

さらに、本実施形態では、石油などの溶剤が基礎構造基盤９の周囲に流出し、埋め戻し層１１内に浸透しても、外周支持構造部８が存在することで内側にある発泡樹脂基盤５Ａが溶解してしまうことを防止できる。この場合、外周支持構造部８の枠材６や充填材７自体が溶剤に耐性を有しない樹脂素材等で形成されている場合には、図１に点線で示すように、吸着剤や分解材等（例えば、有限会社アセンティー社製の油吸着分解剤スノムマット、スノムワイド（いずれも商品名））よりなる防護層１１ａを基礎構造基盤９の外周の地表面上或いは図示例のように地中に形成することが好ましい。

次に、図２を参照して、本発明に係る第２実施形態の基礎構造について説明する。この実施形態において、土木シート１２、砂利１３、ドライモルタル１４、発泡樹脂ブロック１５（発泡樹脂基盤１５Ａ）、枠材１６、充填材１７、外周支持構造部１８、基礎構造基盤１９はそれぞれ上記第１実施形態で説明したものと同じ素材を用いることができ、同様に施工することができるので、これらの説明は省略する。

本実施形態の場合には、発泡樹脂基盤１５Ａの側方に基礎構造基盤１９の基礎梁１９ａが下方へ突出する形で隣接配置され（或いは密接配置され）、発泡樹脂基盤１５Ａの水平方向の変形を基礎梁１９ａによって抑制することのできる構造となっている。また、外周支持構造部１８は発泡樹脂基盤１５Ａより下層に配置され、上記基礎梁１９ａの底部１９ｄを下方より支持している。図示例の場合、外周支持構造部１８の上面（支持面１７ａ）は、発泡樹脂基盤５Ａの下層地盤（砂利１３及びドライモルタル１４）の表面と一致している。なお、この実施形態の構造でも、必要に応じて、整地面１の一部に、基礎構造の基礎梁が構成される予定部分に対応させて溝１ａを形成し、この溝１ａによって外周支持構造部１８の収容高さを確保してもよい。

本実施形態では、発泡樹脂基盤１５Ａの側方に基礎構造基盤１９の基礎梁１９ａが隣接配置されることで発泡樹脂基盤１５Ａの変形が抑制される。したがって、第１実施形態よりも地盤の掘り下げ深さがやや深くなるものの、地震等による水平方向の応力に対する発泡樹脂基盤１５Ａの変形防止効果を高めることができる。また、本実施形態では、外周支持構造部１８の枠材１６内にも発泡樹脂基盤１５Ａの下層地盤と同じ構成の砂利及びドライモルタルからなる充填材１７が収容されているため、第１実施形態と同様に施工が容易になるという利点がある。ただし、本実施形態では、外周支持構造部１８の支持面１７ａと同じ高さ位置に発泡樹脂基盤１５Ａの下層地盤（砂利１３、ドライモルタル１４）の表面が配置されるので、充填材１７や上記下層地盤の形成がさらに容易になるとともに、その上の発泡樹脂基盤１５Ａの設置や基礎構造基盤１９の形成も容易に行うことが可能になる。

本実施形態でも、上記基礎梁１９ａの（平坦な）底部１９ｄが外周支持構造部１８の上部の充填材１７の表面で構成された（平坦な）支持面１７ａによって支持された構造となっている。また、平面構造に関しても、図３に示すものと同様に、外周支持構造部１８の軸線が発泡樹脂基盤１５Ａの外周に沿って延在する姿勢で設置される。また、基礎構造基盤１９に対する外周支持構造部１８による支持構造は、図６に示すように構成され、上記と同様に外周支持構造部の幅方向中央部Ｗｃを含む範囲Ｓにおいて支持する構造となっている。したがって、これらの構成に対応する作用効果は第１実施形態と同様である。

なお、図６に示す支持構造は、基礎構造基盤１９の外周部分が外周支持構造部１８の幅方向中央部Ｗｃを含む範囲Ｓにおいて支持面１７ａに支持されている点で第１実施形態と同様であるが、この場合には、外周支持構造部１８の全幅Ｗのうち支持範囲Ｓの幅方向外側と幅方向内側にそれぞれ基礎構造基盤１９の外周部分を支持しない範囲が設けられている。このように構成すると、基礎梁１９ａの底部は充填材１７にのみ支持されるので、充填材１７が弾性を有する材料（硬質樹脂材料など）や流動性を有する材料（砂や砕石など）で構成される場合には、基礎構造基盤１９に或る程度の可動性が生じ、地震時の衝撃吸収性を得ることで建造物への被害を低減することが可能になるなどの効果をさらに高めることができる。

次に、図７を参照して第３実施形態の支持構造について説明する。この第３実施形態では、発泡樹脂基盤２５Ａと基礎構造基盤２９の形状や位置関係は第１実施形態と第２実施形態のいずれかと同様に構成することができる。ただし、図示例では第２実施形態の構成を元に形成した例を示す。

本実施形態では、基礎構造基盤２９の外周部分を支持するために、複数（図示例では二つ）の外周支持構造部２８、２８をそれぞれ発泡樹脂基盤２５Ａの外周に沿った軸線を有する姿勢で設置するとともに幅方向に隣接させて設置している。そして、これらの複数の外周支持構造部２８の支持面２７ａが基礎構造基盤２９の基礎梁２９ａの底部２９ｄを支持している。すなわち、基礎構造基盤２９が幅方向に隣接する複数の外周支持構造部２８に跨る形で支持されている。

本実施形態のように、幅方向に隣接配置された複数の外周支持構造部２８が基礎構造基盤２９を下方より支持することで、掘り下げ深さを大きくしなくても荷重を充分に分散させることができる。図示例では幅方向に二つの外周支持構造部を用いているが、これは単なる一例であって三つ以上の外周支持構造部を配置してもよいなど、荷重の大小や地盤の状態に応じて外周支持構造部の配列数は任意に設定できる。

以上説明したいずれの実施形態でも、上述のように建物の不同沈下や傾斜を防止できる効果がきわめて高いので、地盤が軟弱であっても、根切りの深さを低減したり、発泡樹脂ブロックの使用量を低減したりすることが可能になる。したがって、全体として施工費用の低減や工期の短縮を図ることができる。

尚、本発明の基礎構造は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１…整地面、２…土木シート、３…砂利、４…ドライモルタル、５…発泡樹脂ブロック、５Ａ…発泡樹脂基盤、６…枠材、６ａ…接地面、７…充填材、７ａ…支持面、８…外周支持構造部、９…基礎構造基盤、９ａ…基礎梁、９ｂ…スラブ、９ｄ…底部、１１…埋め戻し層

Claims (8)

1. 発泡樹脂基盤と、該発泡樹脂基盤上に形成された基礎構造基盤と、該基礎構造基盤を支持するとともに前記発泡樹脂基盤の外周側に配置される外周支持構造部と、を具備する基礎構造であって、
   前記外周支持構造部は、下方の接地面が前記発泡樹脂基盤の外周に沿った軸線を備えた半円筒面状に形成されるとともに上部に支持面を有し、該支持面が前記基礎構造基盤の底部を下方より支持し、
   前記外周支持構造部は、半円筒状の枠材と、該枠材の内部に配置された充填材とを有し、前記枠材の外面が前記接地面を構成し、前記充填材の上部表面が前記支持面を構成することを特徴とする建造物の基礎構造。
2. 前記充填材は前記基礎構造基盤より比重の小さい材料であることを特徴とする請求項１に記載の建造物の基礎構造。
3. 前記充填材は粒状物、粉状物若しくは弾性体で構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の建造物の基礎構造。
4. 前記枠材が前記発泡樹脂基盤の外側に隣接して配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の建造物の基礎構造。
5. 前記枠材の前記接地面には凹溝若しくは凸条が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の建造物の基礎構造。
6. 前記底部と前記支持面が平坦に密接した状態とされることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の建造物の基礎構造。
7. 前記基礎構造基盤の前記底部が前記外周支持構造部の幅方向の中央部を含む範囲において前記支持面により支持されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の建造物の基礎構造。
8. 複数の前記外周支持構造部が幅方向に隣接配置され、前記基礎構造基盤の前記底部が前記複数の外周支持構造部に跨って支持されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の建造物の基礎構造。

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