JP5332018B2

JP5332018B2 - 地盤免震構造およびこれを用いた地盤免震工法

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Publication number: JP5332018B2
Application number: JP2009215505A
Authority: JP
Inventors: 博通和田
Original assignee: 丸勝建築株式会社
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2029-09-17
Also published as: JP2011063992A

Description

本発明は、地盤免震構造およびこれを用いた地盤免震工法に関し、より詳しくは、地盤と建物底盤基礎間に設けられ、地震に対する建物の揺れを抑えるようにした地盤免震構造、およびこれを用いた地盤免震工法に関する。

従来の免震構造の多くは、免震ダンパや積層ゴム等による免震用の支承体を建物底盤基礎上に設置し、その支承体上に鉄骨や梁を組み、建物のフレームを構成するものである。すなわち、基礎とフレームの間に設置された支承体により地震の振動を吸収する方式である。

特許文献１には、免震ダンパと支承体とを備えた免震支承体１１００が開示されている。図４に示す免震支承体１１００は、建築物の基礎１１１１の上の固定板１１１１aに固定された支承体１１１０と、４個のＵ字型の免震ダンパ１１１６とを備え、支承体１１１０は、固定板１１１１aに固定された下側フランジ１１１４と、梁１１１５が固定される上側フランジ１１１３と、下側フランジ１１１４及び上側フランジ１１１３の間に挟持されるゴム及び金属板の積層体からなる支承材１１１２とを有している。この免震支承体１１００では、支承体１１１０は建築物の荷重を支承し、４個の免震ダンパ１１１６は地震の揺れを減衰させるように機能する。

しかし、上記免震支承体１１００は、複数の免震ダンパ１１１６が支承体１１１０の外側に突出しているため、設置に大きなスペースが必要となる。また、Ｕ字型の免震ダンパ１１１６を設置する場合、この免震ダンパの設置位置や施工方向などの施工精度が要求され、施工のための作業時間が長くなるという難点がある。

上記のような免震ダンパを特に用いない免震支承体の発明も、数多くなされている。例えば特許文献２には、図５を参照して、上部建物に連結される上板１２０１と、上板１２０１の下側に対向して設けられかつ建物底盤基礎に連結される下板１２０２との間に、ゴム状弾性層１２０６と剛性板層１２０７とが上下方向に交互に積層された積層部１２０５が設けられ、上板１２０１、下板１２０２及び積層部１２０５を上下方向に貫通する貫通孔１２０９内に、エラストマーを充填することを特徴とする免震支承体１２００が開示されている。このような積層ゴムタイプの免震支承体１２００は、高面圧下において、地震発生時にゴム弾性層１２０６に大きなせん断変形が生じたとしても、安定した復元力特性を得ることができる。

上述したような従来の免震支承体は、いずれも建物底盤基礎と建物との間に設けられ、地震に対する建物の揺れを抑えるようにした免震装置であるため、建物底盤基礎を形成し、建物の下部構造に応じて免震支承体を配置し、鉄骨を組む等し、その後建物を構築する工法となる。この工法は、免震支承体を配置しない従来の木造建物の工法に対して、免震支承体を配置するための基礎の設置と免震支承体上のフレームを組む工程とが余分にかかり、その分時間と費用を要することとなる。

また、免震支承体を配置すると材料費や現場施工費が高くなるため、このような免震構造を採用すると全体では建物コストの１０％〜１５％となって、地震対策の必要性は感じても、コスト面で普及しないのが現状である。

さらに、免震支承体の配置は上部建物の下部構造と密接に関連するため、非常に精密に免震支承体を配置する必要がある。

特開２０００−１０４７８７号公報特開２０００−２８３２２６号公報

一方、従来地盤免震工法は多層階の建物には適用していないが、地盤面と建物底盤基礎下で地震波が伝わらないようにする工法である。

例えば、近年「コロンブス」なる地盤免震工法が開発されている（株式会社ピーエルジー）。この工法は、上記従来の免震工法とは異なり、図６のように地盤を掘削し、全面に発泡樹脂製のジオフォームを敷設し、その上に建物底盤基礎を全面に形成する。地盤を伝わる振動や衝撃をジオフォームが和らげ、さらに基礎コンクリートを通して建物に伝えるため、建物に伝わる振動は非常に弱くなる。

しかし、建物底盤基礎形成の前段階として、地盤上の全面に肉厚な発泡樹脂製のジオフォームを敷設するため、コスト高の問題は十分に解消されたとは言いがたい。

そこで本発明に係る地盤免震構造およびこれを用いた地盤免震工法は、改良地盤層上に地盤免震構造を積層するのみの簡単な施工とし、短期間での工程で低価格に施工できる地盤免震工法（地盤の動きを建物の基礎に伝えにくくする工法）を提供することを目的とする。

本発明に係る地盤免震構造は、アスファルト層である最下面層及び最上面層間に少なくとも一層のゴム層を含み、アスファルト層とゴム層が交互に積層された免震層と、前記免震層の周囲を囲繞して形成された周辺吸収ゴム層と、を含む。前記交互に積層された各アスファルト層とゴム層間のそれぞれには、ポリエチレンフィルムを挟んでもよい。

本発明に係る地盤免震構造において、前記免震層は、前記アスファルト層である最下面層上に前記ゴム層を積層し、該ゴム層上に前記アスファルト層である最上面層を積層して構成されてもよい。

本発明に係る地盤免震構造において、前記免震層は、アスファルト層である最下面層及び最上面層間に、下から順にゴム層、アスファルト層、ゴム層を積層して構成され得る。

本発明に係る地盤免震構造において、前記免震層のアスファルト層は、再生アスファルトコンクリートで構成されてもよい。

本発明に係る地盤免震構造において、前記免震層のゴム層は、ゴムチップで構成され得る。また、前記周辺吸収ゴム層も、ゴムチップで構成されてよい。このゴムチップは中古タイヤの廃ゴムを利用することができる。

本発明に係る地盤免震工法は、地盤を準備するステップと、前記地盤上に上記免震層を積層するステップと、前記免震層の周囲を囲繞して前記周辺吸収ゴム層を形成するステップと、前記免震層上に建物底盤基礎を形成するステップと、を含む。

本発明に係る地盤免震工法において、前記地盤層を準備するステップは、改良地盤層を準備するステップを含む。

本発明に係る地盤免震工法において、前記周辺吸収ゴム層を形成するステップは、前記免震層および該周辺吸収ゴム層の高さまで前記地盤上に埋め戻し土を埋め立てるステップを含んでもよい。

本発明に係る地盤免震構造は、アスファルト層とゴム層が交互に積層された免震層を有するので、地震により地盤が横揺れした際に、免震層のゴム層がアスファルト層に対して水平方向に滑ることにより、建物底盤基礎に地盤の振動が伝わりにくくすることができる。また、滑ったゴム層に対して周辺吸収ゴム層がクッションとなり、その衝撃を緩和することができる。また、免震層をアスファルト層とゴム層が交互に積層された構造とすることにより、地震の縦揺れの振動を緩和することができる。

また、アスファルト層とゴム層間にはポリエチレンフィルムを挟んでもよく、この場合各層間の境界を判然とさせて、各境界における各層の材料の混合を防ぐことができる。このため、アスファルト層とゴム層間の摩擦を軽減し、ゴム層のアスファルト層に対する横滑り効果を上げる事ができる。

本発明の地盤免震構造においては、ゴム層および周辺吸収ゴム層は、中古タイヤの廃ゴム等を利用したゴムチップにより形成することができ、また、アスファルト層は再生アスファルトコンクリートで構成することができる。このため、非常に安価に本地盤免震構造を構成することができ、かつ、資源のリサイクルに貢献することができる。

また、本出願に係る地盤免震工法では、地盤免震構造を改良地盤層上に形成する以外、従来の木造住宅での工事工程からほとんど外れないで施工できる。すなわち、地盤免震構造を埋設した後は、ベタ基礎から立上がり基礎のコンクリート工事・土台伏せ・建方と従来の工事を進めることとなるため、従来の免震工法に比べ現場施工費が低減できる。地盤免震構造も単純な機構としてその材料費を低減できるため、従来の免震工法に要する費用の３分の１以下程度の費用で、本発明の地盤免震構造を構成することができる。

本発明に係る地盤免震構造、建物底盤基礎、地盤の断面図。本発明の他の実施形態に係る地盤免震構造、建物底盤基礎、地盤の断面図。本発明に係る地盤免震構造、建物底盤基礎、地盤、埋め戻し土、建物の断面図。従来技術に係る免震支承体の斜視図。従来技術に係る免震支承体の断面図。従来技術に係る地盤免震構造の断面図。

以下、図面を参照しながら本発明に係る免震支承体およびこれを用いた地盤免震工法の実施形態について説明する。なお、以下各図面を通して同一の構成要素には同一の符号を使用するものとする。

図１、図２のように、本発明に係る地盤免震構造１は、アスファルト層である最下面層１０及び最上面層２０間に少なくとも一層のゴム層１１０を含み、アスファルト層とゴム層が交互に積層された免震層２と、免震層２の周囲を囲繞して形成された周辺吸収ゴム層３と、を含む。

図１において、免震層２は一層のゴム層１１０を有し、アスファルト層である最下面層１０上にゴム層１１０を積層し、ゴム層１１０上にアスファルト層である最上面層２０を積層して構成されている。

また、図２においては、免震層２は、アスファルト層である最下面層１０及び最上面層２０間に、下から順にゴム層１１０、アスファルト層３０、ゴム層１２０を積層して構成される。

ただし、アスファルト層である最下面層１０及び最上面層２０間に含まれるゴム層は一層以上であれば何層でもよく、アスファルト層と交互に積層されていればその層数は特に制限されない。

図１、図２において、地盤免震構造１は地盤２００上に形成され、地盤免震構造１の免震層２上に建物底盤基礎３００が形成される。

以下便宜のため、図２を用いて本発明の地盤免震構造１について説明する。

本発明の地盤免震構造１において、免震層２のゴム層１１０、１２０は、ゴムチップで構成されるのが好ましい。同様に周辺吸収ゴム層３も、ゴムチップで構成されるのが好適である。このゴムチップは中古タイヤの廃ゴム等を利用することができ、大変安価に入手することができ、資源のリサイクルにも役立てることができる。上記ゴムチップは径が２ｍｍ〜３ｍｍ程度の粒状が好ましいが、特に限定されるものではない。また、ゴム層１１０、１２０の厚さは約３ｃｍ〜１０ｃｍが好ましく、より好ましくは約４ｃｍ〜５ｃｍが好適である。

次に、免震層２のアスファルト層１０、２０、３０は、再生アスファルトコンクリートで構成されるのが好適である。ゴムチップにより構成されるゴム層１１０、１２０を挟持するのが主な目的であるので、安価な再生品を再利用するのが環境面においても好ましい。アスファルト層１０、２０、３０の積層は、細粒の再生アスファルトコンクリート原料を、ゴム層１１０、１２０上に舗装することにより行われ、その厚さはゴム層１１０、１２０等と同様、約３ｃｍ〜１０ｃｍ、より好ましくは約４ｃｍ〜５ｃｍが好適である。

なお、図示しないが、交互に積層されたアスファルト層とゴム層間には、ポリエチレンフィルムを挟んでもよい。アスファルト層とゴム層の境界における、細粒の再生アスファルトコンクリート原料とゴムチップの混合を防止し、各層間の境界を判然とさせるためである。

また、上記のように周辺吸収ゴム層３もゴム層１１０、１２０と同様に、ゴムチップで構成されるのが好適である。周辺吸収ゴム層３の高さは、地盤２００から免震層２のアスファルト層２０までの高さであり、幅は免震層２から水平に約２０ｃｍ〜５０ｃｍとするのが好ましく、さらには約２５ｃｍ〜３０ｃｍが好適である。周辺吸収ゴム層３は、例えば適切な大きさの化学繊維等でなる袋にゴムチップを適量詰め、免震層２に当接するように地盤２００上に載置してもよい。図３のように、免震層２および周辺吸収ゴム層３の高さまで地盤２００上に埋め戻し土２５０を埋め立てる際に、周辺吸収ゴム層３を免震層２に密接させて固定することができる。

地震により地盤２００が揺れた際に、免震層２のゴム層１１０、１２０がアスファルト層１０、２０、３０に対して滑ることにより、建物底盤基礎３００に地盤２００の振動が伝わりにくくなる。また、滑ったゴム層１１０、１２０に対して周辺吸収ゴム層３がクッションとなり、その衝撃を緩和することができる。また、免震層２をアスファルト層とゴム層が交互に積層された構造とすることにより、地震の縦揺れの振動を緩和することができる。

次に、本発明に係る地盤免震工法について主として図３を用いて説明する。

本発明に係る地盤免震工法は、
（１）
地盤２００を準備するステップ
（２）
地盤２００上に上記免震層２を積層するステップ
（３）
免震層２の周囲を囲繞して上記周辺吸収ゴム層３を形成するステップ
（４）
免震層２上に建物底盤基礎３００を形成するステップ
を含む。

上記（１）のステップにおいて、地盤２００は、改良地盤層とするのが好ましい。従来、住宅の基礎工事に先立っては地盤調査を行い、状況に応じ地盤改良を行うが、今回の地盤免震工法は、全ての施工において免震層２の下部を全面的に改良し固化するのが好適である。

上記（２）の免震層２を積層するステップは、例えば以下のように行う（図２参照）。まず、地盤２００（改良地盤層）の上部に厚さ５ｃｍにて再生アスファルトコンクリートを均一に均し転圧し、最下面層のアスファルト層１０を形成する。次にアスファルト層１０上にゴムチップ（廃ゴム再生品）を５ｃｍ厚敷き詰め、転圧してゴム層１１０を積層後、更にアスファルトコンクリートを５ｃｍ厚にて均し転圧し、アスファルト層３０を形成する。この上に再度ゴムチップを５ｃｍ敷き転圧してゴム層１２０を積層後、さらに５ｃｍのアスファルトコンクリートを敷き均して転圧し、最上面層のアスファルト層２０を形成する。

次に、上記（３）のステップでは、周辺吸収ゴム層３を形成する。上記のように、周辺吸収ゴム層３の高さは、地盤２００から免震層２のアスファルト層２０までの高さであり、幅は免震層２から水平に約２５ｃｍ〜３０ｃｍが好適である。周辺吸収ゴム層３は、例えば、適切な大きさの腐食しない化学繊維等の袋にゴムチップを適量詰め、免震層２に当接するように地盤２００（改良地盤層）上に載置する。図３のように、免震層２および周辺吸収ゴム層３の高さまで地盤２００上に埋め戻し土２５０を埋め立てる際に、周辺吸収ゴム層３を免震層２に密接させて固定することができる。

ステップ（４）では、ステップ（２）で形成した免震層２上に、通常のベタ基礎のコンクリートを打設し建物底盤基礎３００を形成する。その後は従来通りの工程で工事を進める。

上記のように、本出願に係る地盤免震工法では、ステップ（２）とステップ（３）で、地盤免震構造１を地盤２００（改良地盤層）上に形成する以外、従来の木造住宅での工事工程からほとんど外れないで施工できる。すなわち、地盤免震構造１を埋設した後は、ステップ（４）のベタ基礎の建物底盤基礎３００から立上がり基礎のコンクリート工事・土台伏せ・建方と従来の工事を進めることとなるため、従来の免震工法に比べ現場施工費が低減できる。地盤免震構造も単純な機構としてその材料費を低減できるため、従来の免震工法に要する費用の３分の１以下程度の費用で、本発明の地盤免震構造１を構成することができる。

以上、本発明に係る地盤免震構造およびこれを用いた地盤免震工法について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば地盤免震構造は、建物底盤基礎に建設する建物の重量や、面積等によって、層の数、各層の厚さ、材料等を適宜変更することができる。また周辺吸収ゴム層についても同様に、状況に応じてその幅、材料等を適宜変更することができる。

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

本発明に係る地盤免震構造およびこれを用いた地盤免震工法は、特に重量の軽い木造建物用の免震構造及び免震工法に利用することが出来る。

１：地盤免震構造
２：免震層
３：周辺吸収ゴム層
１０：最下面層（アスファルト層）
２０：最上面層（アスファルト層）
３０：アスファルト層
１１０、１２０：ゴム層
２００：地盤（改良地盤層）
２５０：埋め戻し土
３００：建物底盤基礎
４００：建物
１１００：免震支承体
１１１０：支承体
１１１１：建築物の基礎
１１１１a：固定板
１１１２：支承材
１１１３：上側フランジ
１１１４：下側フランジ
１１１５：梁
１１１６：免震ダンパ
１２００：免震支承体
１２０１：上板
１２０２：下板
１２０５：積層部
１２０６：ゴム状弾性層
１２０７：剛性板層
１２０９：貫通孔

Claims

アスファルト層である最下面層及び最上面層間に少なくとも一層のゴム層を含み、アスファルト層とゴム層が交互に積層された免震層と、
前記免震層の周囲を囲繞して形成された周辺吸収ゴム層と、
を含む、地盤免震構造。
前記免震層は、前記アスファルト層である最下面層上に前記ゴム層を積層し、該ゴム層上に前記アスファルト層である最上面層を積層して構成される、請求項１に記載の地盤免震構造。
前記免震層は、アスファルト層である最下面層及び最上面層間に、下から順にゴム層、アスファルト層、ゴム層を積層して構成される、請求項１に記載の地盤免震構造。
前記免震層のアスファルト層は、再生アスファルトコンクリートで構成される、請求項１乃至３のいずれかに記載の地盤免震構造。
前記免震層のゴム層は、ゴムチップで構成される、請求項１乃至３のいずれかに記載の地盤免震構造。
前記周辺吸収ゴム層は、ゴムチップで構成される、請求項１に記載の地盤免震構造。
前記交互に積層された各アスファルト層とゴム層間に、ポリエチレンフィルムを挟んだ請求項１に記載の地盤免震構造。
地盤を準備するステップと、
前記地盤上に請求項１に記載の免震層を積層するステップと、
前記免震層の周囲を囲繞して前記周辺吸収ゴム層を形成するステップと、
前記免震層上に建物底盤基礎を形成するステップと、
を含む地盤免震工法。
前記地盤を準備するステップは、改良地盤層を準備するステップを含む、請求項８に記載の地盤免震工法。
前記周辺吸収ゴム層を形成するステップは、前記免震層および該周辺吸収ゴム層の高さまで前記地盤上に埋め戻し土を埋め立てるステップを含む、請求項８に記載の地盤免震工法。