JP5336282B2 - 基礎構造 - Google Patents

Description

本発明は、住宅等の建物の上部構造を支持する基礎構造に関する。

この種の基礎として、鉄筋コンクリート製の基礎梁を備えるコンクリート基礎が知られているが、かかるコンクリート基礎は、当該基礎を施工するだけで工程にかなりの日数を要するばかりでなく、地業、配筋、型枠、アンカーセット等の作業に手間がかかり、かかる手間を改善することが現場から要望されている。
かかる要望に応えるべく、特許文献１には、基礎梁に鉄骨材を採用する構成が開示されている。

特開２００５−６８９５３号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示の構成においては、基礎梁として用いられる鋼材が地中に埋設される構成であるため、当該鋼材には、きわめて高度の防食性が求められ、建物の上部構造に採用される通常程度の防錆処理を施した鋼材を基礎梁として用いることができないという問題があった。
そこで、本発明は、上部構造を形成する鋼材であっても、基礎梁として使用することができる基礎構造を提供することを目的とする。

上記課題解決のための具体的手段として、本願発明に係る基礎構造の施工方法は、
（１）少なくとも一階床と外壁とを備える上部構造を支持する基礎構造であって、
外周の地盤面よりも高位に上面を有するコンクリート製の基礎スラブと、
該基礎スラブ上に設けられ、上部構造の外壁と一階床とを支持する鋼材基礎と、
少なくとも前記基礎スラブの小口面と鋼材基礎の外側面とを覆って設けられる防水性の外気遮蔽材と、を備える基礎構造の施工方法であって、
基礎スラブの配筋を行った後に鋼材基礎を施工し、ついで、外気遮蔽材を設置した後、コンクリートを打設して基礎スラブを形成し、
その後、前記鋼材基礎上に上部構造を組み上げる
ことを特徴としている。

これによれば、鋼材基礎は、基礎スラブ下方の地盤との接触が防止されることはもちろん、外気遮蔽材により、外気や外気により吹き付けられる雨水等との接触も防止される。また、鋼材基礎は、上部構造により形成される建物の外周地盤面よりも上方に位置することとなるので、地盤との接触が防止され、さらに、基礎スラブ上面に水位が達しない程度に地盤上に溜まる雨水との接触も防止される。

また、夏季においては、湿気を多く含んだ外気が温度の上昇しない床下空間に侵入することにより、床下空間が著しく高湿度となり、当該床下空間の高湿度化に伴って鋼材基礎表面にて結露を発生させてしまうことが考えられる。これに対し、本願発明においては、上述の如く床下空間を包囲する鋼材基礎の外側面に沿って外気遮蔽材を設けることにより、当該外気遮蔽材よりも内側への外気の吹き込みが防止されることとなる。このため、上述の如き床下空間の高湿度化に伴う結露の発生が未然に防止され、これによっても鋼材基礎の防錆処理の省略を可能としているのである。

したがって、本願発明によれば、鋼材基礎は地盤や外気との接触が抑制され、これらに含まれる水分との接触が可及的に抑制されるため、鋼材基礎の防錆処理は上部構造の鋼材等と略同様の処理で十分となり、このような通常の防錆処理を施された鋼材を基礎に用いる場合であっても、長期にわたって錆等が防止され、これによって高耐久性を長期に亘り維持させることができるのである。
また、本願発明の工程によれば、コンクリート打設前に鋼材基礎と外気遮蔽材の位置関係を決めてしまうので、高い外気遮蔽材の仕上げ精度を確保することができる。

（２）また、前記外気遮蔽材は、断熱性能を有していることが好ましい。
これによれば、上部構造を支持する鋼材基礎の外周に断熱層が形成されることとなるため、従来であれば上部構造の底面となる一階床下に設けられていた断熱層を省略することができるのみならず、一階床下を断熱層よりも内側に位置づけることができる。この結果、一階床下空間は室温の影響を受け易いものとなり、温度変動を室内の温度変動に追従するものとしてコントロールすることができる。また温度変動を室温近くで安定させることができるため、一階床下と一階床上の室内との間での温度勾配は抑制されることとなり、一階床近傍の温熱環境を向上させることができる。

また、住宅の多い温暖地において、従来の床下空間は、地盤の熱容量の影響により夏季を中心に外気よりも低温となり、かかる床下空間と外気の温度差による結露を内部に生じる場合がある。また、この種の結露は毎年生じるため、当該結露による鋼材基礎の劣化を防止するためには、十分に防錆処理を要することとなるばかりでなく、その発錆の状況を確認したり防錆処理の補修等を可能とすべく、所定の作業スペースを確保することが望ましく、このため、従来の基礎構造においては、基礎や上部構造の一階床の設計も複雑なものとなることが考えられる。これに対し、本願発明によれば、外気遮蔽材よりも内側となる床下空間は、一階床上方空間に近い温熱環境を実現することができ、これによって、鋼材基礎表面の急激な温度低下を防止して結露の発生を防止することができるものとなるのである。

（３）また、前記外気遮蔽材は、前記基礎スラブの下面よりも下方となる位置まで延設されていることが好ましい。
外周の地盤面上方の日射による熱や外気の熱は温湿度を適宜変化させるが、当該熱は、当該地盤を形成する土壌を介して基礎スラブの下方まで回り込んで影響する。一方、地盤の冷却や加熱は、外気や日射、天空放射等を受ける地盤面から始まり、徐々に該地盤の深部まで進行するが、深くなるにつれて上記地盤面からの影響は緩慢となり、温度変化（熱の移動） の変動幅も小さくなることが知られている。かかる点に鑑み、本願発明では、外気遮蔽材を基礎スラブよりも深い位置まで延設することとし、これによって、熱変動の大きい浅い位置での外周回りの地盤と基礎スラブ及び基礎スラブ下の土壌との間での熱移動を抑制し、当該基礎スラブ上の床下空間の温熱環境に対する外環境の温度変化の影響を抑制することが可能となっている。また、上述の如く基礎スラブよりも下方にまで外気遮蔽材を没入させることにより、土壌を伝わる地表面からの伝熱は、当該外気遮蔽材のさらに下方を回りこんで基礎スラブに到達することとなる。したがって、本願発明によれば、伝熱経路を迂回させることができ、これによっても当該基礎スラブ上の床下空間の温熱環境を保全することができる。

（４）また、前記外気遮蔽材は、発泡プラスチック断熱板により形成されていることが好ましい。
発泡プラスチック断熱板としては、かかる建築用資材として利用できるものであれば如何なるものでもよく、例えば押出法ポリスチレンフォーム保温板（以下、ＸＰＳという）を利用することができる。ＸＰＳは熱伝導率も０．０２８〜０．０４０Ｗ／ｍＫと小さく、高い断熱効果が期待できる。また、液体での水の透過がなく、気体（水蒸気）での透過に対しても透湿比抵抗４００〜６００ｍｈｍｍＨｇ／ｇと大きい。また水分による劣化を生じない材料である。したがって、土中に没入させる断熱性能を有する外気遮蔽材としては有効に機能することとなる。

本発明に係る基礎構造によれば、鋼材基礎であっても水分との接触が可及的に抑制されるため、基礎梁として高耐久性を維持できる。

本発明の一実施形態に係る基礎構造の縦断面図である。 図１の基礎構造の側断面図である。 図１の基礎構造の平断面図である。 図1の基礎構造の柱脚体と基礎梁の接合部の斜視図である。

以下、図１〜４に基づき、本発明の基礎構造を実施した形態につき、詳細に説明する。
本発明に係る基礎構造Ａは、居室を備えた上部構造（上部躯体）Ｂを支持する。
ここで、基礎構造Ａを説明する前に、先ず上部構造Ｂを簡単に説明すると、上部構造Ｂは、基礎構造Ａ上に立設される鉄骨柱と、該鉄骨柱間に架け渡される鉄骨梁と、基礎構造Ａや鉄骨梁に支持される一階等の床構造と、基礎構造Ａや鉄骨梁に上下端部が支持されて内部に居室を形成する外壁１を具備する。

外壁１は、複数枚の平板状の軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ（Autoclaved Lightweight aerated Concreteの略））製の外壁パネルを並べて配設し、アングル２を介して基礎構造Ａに支持させることにより形成されており、外壁パネルの内側（室内側）には、図示しないが断熱材と内装部材が順に敷設されている。
一階等の床構造は、複数枚の平板状の軽量気泡コンクリート製の床スラブ３を並べて配設することにより形成されており、該床スラブ３の上面にセルフレベリング材を介して図示しない床仕上げ材が敷設されている。そして、一階床を介して包囲される床下空間Ｃと、外壁に包囲される一階居室空間Ｄとが形成されている。尚、一階床構造には断熱層は設けられていない。

本発明に係る基礎構造Ａは、上記上部構造Ｂを支持するもので、基礎スラブ４と、基礎スラブ４上に延設されて少なくとも上部構造Ｂの外壁１を支持して上部構造Ｂの下方に位置する床下空間Ｃを包囲する鋼材基礎５を有しており、鋼材基礎５は、基礎スラブ４の所定位置に立設される複数の柱脚体６と、該複数の柱脚体６に両端を支持されて略水平に延設される鋼材製の基礎梁７とを具備している。

基礎スラブ４は、上部構造Ｂの底面全体に対向する板状に形成された鉄筋コンクリート製のべた基礎で、厚さは１２０〜２００ｍｍが好ましく、例えば１６０ｍｍ程度である。図１から分かるように、基礎スラブ４の上面は、建物外周の地盤面ＧＬより高位になるように施工され、またその上面には防湿材８がほぼ全面に敷設されている。
なお、外周の地盤面とは、当該上部構造Ｂを支持する基礎構造Ａの周囲の地盤面のことであって、当該上部構造Ｂ及び基礎構造Ａ直下の地盤を除くものである。

基礎スラブ４の上面で柱脚体６が配設される部位には、該柱脚体６の投影面積よりも大なる領域にわたってコンクリート板９が埋設施工されており、該コンクリート板９の上に鋼材製の嵩上げ部材１０がアンカーボルトによって固定され、該嵩上げ部材１０上に鋼材製の柱脚体６がボルト等の締結手段によって締結されている。
また、基礎スラブ４の上面で基礎梁７の配設位置に対応する部位にもその長手方向に所定の間隔をあけて複数のコンクリート板９が埋設施工されており、該コンクリート板９の上に鋼材製の複数の支持体１１がアンカーボルトによってそれぞれ固定され、該支持体１１の上に基礎梁７が支持されている。尚、基礎梁７の長手方向における支持体１１の設置間隔は任意であるが、例えば９００〜２０００ｍｍ程度の間隔で設置されるのが好ましい。また、基礎梁７は支持体１１上に載置されているもので支持体１１には接合はされていない。

基礎梁７は、柱脚体６の上に両端部が支持されたＨ型鋼であり、基礎スラブ４から離間した状態で両端部がプレート１２を介して柱脚体６にボルト等によって締結されると共に、その長手方向の所定位置が上記支持体１１によって支持されている。従って、基礎スラブ４と基礎梁７との間には一定の高さの空隙Ｅが形成されている。

上記において、鋼材基礎５、つまり、柱脚体６、基礎梁７、嵩上げ部材１０、及び支持体１１を構成する鋼材としては、通常の床下空間に使用される溶融亜鉛めっきなどの防錆処理が施された鋼材を用いることもできるが、本実施形態の構造では、上部構造Ｂの施工に使用されるものと略同様の簡略な防錆処理を施した鋼材が使用される。尚、嵩上げ部材１０及び／又は支持体１１について溶融亜鉛めっきなどの防錆処理が施された鋼材を用い、柱脚体６、基礎梁７についてのみ簡略な防錆処理を施した鋼材を使用することとしてもよい。また、鋼材基礎５を全て簡略な防錆処理を施した鋼材によって形成した場合でも、一定期間の居住後、部材の劣化が認められる場合には、嵩上げ部材１０及び／又は支持体１１のみを交換することもできる。

また、上記基礎構造Ａにおいては、鋼材基礎５の外側面を覆って外気遮蔽材１３が設置されている。外気遮蔽材１３は、基礎梁７、基礎スラブ４及び床下空間Ｃを包囲する状態で設置され、また基礎梁７に沿って自立し、基礎スラブ４よりも下方にまで没入して設けられている。よって、外気遮蔽材１３は、自立できる厚さ、例えば５０〜１００ｍｍ程度であり、その高さは、６００〜９００ｍｍである。尚、９００ｍｍが一般的な根切り深さに相当する。
また、外気遮蔽材１３の没入深さは、少なくとも基礎スラブ４の下面から２００ｍｍ程度とするのが好ましい。深い方が土を経由する熱流の経路が長くなり、断熱上有利となるためである。
また外気遮蔽材１３は、基礎梁７とは接触させないか、接触させるにしても部分的に接触させるのが好ましい。熱の輸送経路を少なくして断熱効果を高めるためである。

外気遮蔽材１３は、複数の遮蔽部材を床下空間Ｃから外気方向に積層して複数層（図示例では２層）としている。これは、各層における継ぎ目をずらして設置して、外気が床下空間Ｃ内に進入するのを防ぐためである。また、外気遮蔽材１３の外面は、上部構造Ｂの外壁１の外面よりも奥方に入り込んだ状態で設けられている。このように設置する方が、仕上げ、外観、強度などの観点から望ましいためである。

ここで、外気遮蔽材１３としては、防水性又は止水性を備えた板状材であれば如何なる材料を用いても構わない。よって、木質系以外の無機繊維系、有機樹脂系材料を用いることが可能であるが、汎用性及び断熱性能の観点から発泡プラスチック断熱板を使用するのが好ましく、なかでもＸＰＳが特に好ましい。ＸＰＳは熱伝導率が０．０２８〜０．０４０Ｗ／ｍＫと小さいため高い断熱効果が期待できる上、液体での水の透過がなく、気体（水蒸気）での透過に対しても透湿比抵抗４００〜６００ｍｈｍｍＨｇ／ｇと大きい。また水分による劣化を生じない材料でもある。よって、土中に没入させる断熱性の外気遮蔽材１３として最適である。

外気遮蔽材１３の設置方法は任意であるが、基礎スラブ４を打設する前に設置すると、型枠としても機能するので簡便である。
また設置された外気遮蔽材１３の上端と外壁１の間にはシーリング材１４が充填され、これによって床下空間Ｃへの外気の流入がより確実に防止される。
更に外気遮蔽材１３の外面のうち、外気に露出する面には、主として紫外線劣化防止のために、保護塗装層１５が形成される。かかる保護塗装層１５の形成には、モルタルの薄塗りが一般的であるが、ポリマーセメントモルタルとエナメル系トップ塗装材からなる複塗装材を塗布することもできる。また、外気遮蔽材１３に表面強度を付与することが望まれる場合には、外気遮蔽材１３の外面もしくは内面又は複層とする場合は層間に金属メッシュを設けることもできる。

上記構成の基礎構造Ａの施工に際しては、コンクリート打設のタイミングを鋼材基礎５の施工後にずらす。すなわち、基礎構造Ａに合わせて根切り工事、配筋を行った時点で、鋼材基礎５を施工する。ついで、外気遮蔽材１３を設置した後、コンクリートを打設して基礎構造Ａを構築し、ついで上部構造Ｂを組み上げる。このような工程によれば、コンクリート打設前に鋼材基礎５と外気遮蔽材１３の位置関係を決めてしまうので、高い外気遮蔽材１３の仕上げ精度を確保することができる。

上記構成の基礎構造Ａによれば、鋼材基礎５は、基礎スラブ４下方の地盤との接触が防止されることはもちろん、外気遮蔽材１３により、外気や外気により吹き付けられる雨水等との接触も防止され、また鋼材基礎５は、地盤面ＧＬよりも上方に位置することとなるので、地盤との接触が防止され、さらには、基礎スラブ４上面に水位が達しない程度に地盤上に溜まる雨水との接触も防止される。したがって、これらに含まれる水分との接触が可及的に抑制されるため、鋼材基礎５の防錆処理は上部構造Ｂの鋼材等と略同様の処理で十分となり、このような通常の防錆処理を施された鋼材を基礎に用いる場合であっても、長期にわたって錆等が防止され、これによって高耐久性を長期に亘り維持させることができる。また外気遮蔽材１３により内側への外気の吹き込みが防止されることとなるため、床下空間Ｃの高湿度化に伴う結露の発生が未然に防止され、これによっても鋼材基礎５の防錆処理の省略を可能としているのである。

また、ＸＰＳ等の断熱性能に優れる外気遮蔽材１３を使用することにより、上部構造Ｂを支持する鋼材基礎Ａの外周に断熱層が形成されることとなるため、従来であれば上部構造Ｂの底面となる一階床下に設けられていた断熱層を省略することができるのみならず、一階床下を断熱層よりも内側に位置づけることができる。この結果、一階床下空間Ｃは室温の影響を受け易いものとなり、当該床下空間Ｃ温度変動を室内の温度変動に追従するものとしてコントロールすることができる。また床下空間Ｃにおける温度変動を室温近くで安定させることができるので、一階床下と一階床上の室内との間での温度勾配を抑制し、一階床近傍の温熱環境を向上させることができる。また外気遮蔽材１３よりも内側となる床下空間Ｃは、一階床上方空間に近い温熱環境を実現することができ、これによって、鋼材基礎Ａ表面の急激な温度低下を防止して結露の発生を防止することができる。

また外気遮蔽材１３は、地盤に没入して基礎スラブ４の小口面も覆っているので、基礎スラブ４が熱の通り道となることを抑制することができる。また、外気遮蔽材１３の下端部は、基礎スラブ５の下面よりも下方となる位置まで延設されているので、熱変動の大きい浅い位置での外周回りの地盤と基礎スラブ４及び基礎スラブ４下の土壌との間での熱移動を抑制し、当該基礎スラブ４上の床下空間Ｃの温熱環境を外環境の温度変化から守ることが可能となっている。また、基礎スラブ４よりも下方にまで外気遮蔽材１３を没入させることにより、土壌を伝わる地表面からの伝熱は、当該外気遮蔽材１３のさらに下方を回りこんで基礎スラブ４に到達することとなるので、伝熱経路を迂回させることができ、これによっても当該基礎スラブ４上の床下空間Ｃの温熱環境を保全することができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、様々な変形態様で実施することが可能である。例えば、上記実施形態においては、柱脚体６の下に嵩上げ部材９を設けたが、これらを一体化して柱脚体としてもよい。また、外気遮蔽材１３は複層構造としたが、単層構造であっても無論構わない。

Ａ 基礎構造
Ｂ 上部構造
Ｃ 床下空間
Ｄ 居室空間
Ｅ 空隙
１ 外壁
２ アングル
３ 床スラブ
４ 基礎スラブ
５ 鋼材基礎
６ 柱脚体
７ 基礎梁
８ 防湿材
９ 嵩上げ部材
１０ コンクリート板
１１ 支持体
１２ プレート
１３ 外気遮蔽材
１４ シーリング材
１５ 保護塗装層

Claims (4)

1. 少なくとも一階床と外壁とを備える上部構造を支持する基礎構造であって、
   外周の地盤面よりも高位に上面を有するコンクリート製の基礎スラブと、
   該基礎スラブ上に設けられ、上部構造の外壁と一階床とを支持する鋼材基礎と、
   少なくとも前記基礎スラブの小口面と鋼材基礎の外側面とを覆って設けられる防水性の外気遮蔽材と、を備える基礎構造の施工方法であって、
   基礎スラブの配筋を行った後に鋼材基礎を施工し、ついで、外気遮蔽材を設置した後、コンクリートを打設して基礎スラブを形成し、
   その後、前記鋼材基礎上に上部構造を組み上げる
   ことを特徴とする基礎構造の施工方法。
2. 前記外気遮蔽材は、断熱性能を有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の基礎構造の施工方法。
3. 前記外気遮蔽材は、前記基礎スラブの下面よりも下方となる位置まで延設されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の基礎構造の施工方法。
4. 前記外気遮蔽材は、発泡プラスチック断熱板により形成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の基礎構造の施工方法。

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