JP5674425B2 - 水平力伝達構造 - Google Patents

Description

本発明は、水平力伝達構造に関する。

軟弱地盤等では、地盤改良された地盤改良体の上に構造物が構築される。地盤改良体は、構造物の基礎と地盤改良体の間の摩擦抵抗で基礎の滑動を抑制し、杭に作用する水平力を軽減している。しかし、地震力や偏土圧によって地盤改良体に大きな水平力が作用するときには、構造物の基礎と地盤改良体の間の摩擦抵抗力が不足して、基礎と地盤改良体の間が滑動する。

この滑動を防止するために、杭径を大きくして杭の水平抵抗力を大きくする選択もあるが、施工コストが増大する。このため、基礎と地盤改良体の間に、せん断力を伝達させるコッター（楔、突起）やシェアキー（伝達部材）等の滑り止め機構を設けて対応している（特許文献１）。

特許文献１に記載の滑り止め機構は、図７に示すように、構造物７０が軟弱層７１と支持層７２とからなる地盤７３の上に構築され、支持杭７４で支持されている。支持杭７４の杭頭部は構造物７０の底面とは接合されてなく、杭先端部は支持層７２まで達している。軟弱層７１の上部であり、構造物７０の底面には、地盤改良体７５が構築されている。地盤改良体７５はセメント系固化材で形成され、構造物７０の外周部に比べて中央部の方が厚い形状とされている。構造物７０の底面には、所定の離間間隔で突起部７６が形成され、地盤改良体７５の上部に形成された穴に挿入して滑りを止める構成である。

しかし、特許文献１は、地盤改良体７５の頭部に穴を開け、突起部７６を差し込むため、地盤改良体７５に断面欠損が生じ、地盤改良体７５の頭部が破損する恐れがある。

特開２００５−３０７５９４号公報

本発明は、上記事実に鑑み、地盤改良体に断面欠損を生じさせずに、地盤改良体と基礎部の間で水平力を伝達させる水平力伝達構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る水平力伝達構造は、杭状の地盤改良体の外周部をラップさせて壁状とされ、構造物を支持する壁状改良体と、前記壁状改良体の頭部を呑み込んで、前記壁状改良体の側面に形成された凹凸部に入り込み水平力を伝達すると共に、前記壁状改良体の頭部に前記構造物の鉛直荷重を伝達する前記構造物の基礎部と、を有する水平力伝達構造において、前記地盤改良体で構成した滑り止め改良体を、前記壁状改良体から前記壁状改良体と交差する方向へ突き出し、前記滑り止め改良体の頭部を前記基礎部に呑み込ませ、前記滑り止め改良体を前記壁状改良体より短くしていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、壁状改良体の側面には凹凸部が形成されている。壁状改良体の頭部を呑み込んだ構造物の基礎部は、壁状改良体の頭部を覆い、周囲から凹凸部に入り込んでいる。

これにより、壁状改良体の頭部に、基礎部を介して構造物の鉛直荷重を伝達できる。また、壁状改良体の側面に形成された凹凸部に基礎部が入り込むことで、壁状改良体の面内方向へ水平力が伝達され、水平力に対してせん断抵抗力で抵抗することにより、滑りが抑制され水平力が伝達される。
この結果、地盤改良体に断面欠損を生じさせずに、地盤改良体と基礎部の間で水平力を伝達させることができる。
また、滑り止め改良体が、壁状改良体と交差する方向に突き出されて構築され、基礎部が、地盤改良体の凹凸部及び滑り止め改良体の頭部の周囲に入り込んでいる。これにより、滑り止め改良体の面外方向に対しても水平力を伝達でき、基礎部との間でより大きな水平力を伝達させることができる。
また、滑り止め改良体の長さを選択できる。これにより、必要な水平力に対して、長さ調整で対応が可能となる。

請求項２に記載の発明に係る水平力伝達構造は、杭状の地盤改良体の外周部をラップさせて壁状とされ、構造物を支持する壁状改良体と、前記壁状改良体の頭部を呑み込んで、前記壁状改良体の側面に形成された凹凸部に入り込み水平力を伝達すると共に、前記壁状改良体の頭部に前記構造物の鉛直荷重を伝達する前記構造物の基礎部と、を有する水平力伝達構造において、前記壁状改良体を、杭状の前記地盤改良体１本分のスペースをあけて構築したことを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、壁状改良体は、杭状の地盤改良体１本分のスペースをあけて構築されている。また、基礎部は、地盤改良体の凹凸部及び地盤改良体１本分のスペースに入り込んでいる。
これにより、壁状改良体の面内方向の水平抵抗力と同時に、面外方向に対して水平力を発揮できる。

請求項３に記載の発明に係る水平力伝達構造は、杭状の地盤改良体の外周部をラップさせて壁状とされ、構造物を支持する壁状改良体と、前記壁状改良体の頭部を呑み込んで、前記壁状改良体の側面に形成された凹凸部に入り込み水平力を伝達すると共に、前記壁状改良体の頭部に前記構造物の鉛直荷重を伝達する前記構造物の基礎部と、を有する水平力伝達構造において、スペースをあけて前記壁状改良体を直列配列した壁状改良体列を複数配列し、隣り合う前記壁状改良体列の前記壁状改良体を前記スペース部分の両側で互いにラップさせ、前記壁状改良体と交差する方向に前記壁状改良体が突き出され凹凸状に連続していることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、壁状改良体列は、スペースをあけて壁状改良体が直列配列された構成であり、この壁状改良体列が複数配列されている。隣り合う壁状改良体列における壁状改良体が、スペース部分の両側で互いにラップされ、壁状改良体は、凹凸状に連続している。
これにより、壁状改良体の凹凸部及び凹凸状に配置された壁状改良体と、基礎部との間で水平力を伝達することができる。また、地盤改良体の面内方向の水平抵抗力と同時に、面外方向に対して水平力を発揮できる。

本発明は、上記構成としてあるので、地盤改良体に断面欠損を生じさせずに、地盤改良体と基礎部の間で水平力を伝達させる水平力伝達構造を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る水平力伝達構造の基本構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る水平力伝達構造の展開例の基本構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る水平力伝達構造の基本構成を示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る水平力伝達構造の基本構成を示す断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る水平力伝達構造の基本構成を示す断面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る水平力伝達構造の基本構成を示す断面図である。 従来例の水平力伝達構造の基本構成を示す図である。

（第１の実施の形態）
図１の断面図に示すように、第１の実施の形態に係る水平力伝達構造１０は、地盤改良体１２を壁状に構築した壁状改良体１４と、壁状改良体１４の頭部を呑み込む基礎部１６を有している。
ここに、図１（Ｂ）は、水平力伝達構造１０の鉛直断面図であり、図１（Ａ）は、図１（Ｂ）のＹ−Ｙ線断面図である。また、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。

地盤改良体１２は、図示しないオーガで原地盤２４を掘削しながら、掘削土とセメントミルクを混合、撹拌して杭状の円柱体に形成され、頭部が地盤２４の掘削面３４より高くされている。

壁状改良体１４は、地盤改良体１２の外周面をラップさせて壁状に構築され、格子状に配置されている。壁状改良体１４の側面には、平面視において外周面が円弧状に連続する凹凸部が形成されている。壁状改良体１４の上部には、構造物１８の基礎部１６が構築されている。基礎部１６はコンクリートとされ、基礎部１６を介して、構造物１８の鉛直荷重が壁状改良体１４の頭部に伝達される。

基礎部１６は、地盤改良体１２の頭部を呑み込んで設けられ、基礎部１６の下面は、掘削面３４と接する位置とされ、地盤改良体１２の頭部より低い。これにより、壁状改良体１４の側面に形成された凹凸部の凹部の中まで、基礎部１６のコンクリートが入り込み、壁状改良体１４と基礎部１６が一体化される。

これにより、地震時の水平力Ｒに対し、凹凸部の凸部が、壁状改良体１４と並行な方向のせん断抵抗力で抵抗することができる。この結果、壁状改良体１４と基礎部１６の間の滑りが抑制され、壁状改良体１４の面内方向へ水平力Ｒが伝達される。
以上説明したように、本実施の形態においては、地盤改良体１２に断面欠損を生じさせずに、地盤改良体１２と基礎部１６の間で水平力Ｒを伝達させることができる。

次に、展開例について説明する。
図２の断面図に示すように、展開例に係る水平力伝達構造６０は、地盤改良体１２を壁状に構築した壁状改良体１４と、壁状改良体１４の頭部を呑み込む基礎部２８を有している。
ここに、図２（Ｂ）は、水平力伝達構造６０の鉛直断面図であり、図２（Ａ）は、図２（Ｂ）のＹ−Ｙ線断面図である。また、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。

格子状に構築された壁状改良体１４において、格子の辺が長い場合には、格子を構成する壁状改良体１４の周囲にのみ、基礎部２８の底面を掘削面３４まで下げて打設する。これにより、壁状改良体１４の頭部をコンクリートに呑み込ませ、格子で囲まれた中央部のコンクリート底面は、壁状改良体１４の頭部と同じ高さ（掘削面３４より高い第２掘削面３６）とすることができる。この結果、基礎部２８のコンクリートの量を減らすことができる。

他の構成は、第１の実施の形態と同じであり説明は省略する。

（第２の実施の形態）
図３に示すように、第２の実施の形態に係る水平力伝達構造２０は、地盤改良体１２を壁状に構築した壁状改良体１４と、壁状改良体１４を呑み込む図示しない基礎部を有している。基礎部は第１の実施の形態と同じ構成であり、図示は省略する。

壁状改良体１４は、地盤改良体１２の外周部をラップさせて壁状とされ、格子状に配置されている。また、壁状改良体１４の上部には、図示しない基礎部が打設されている。これにより、基礎部１６を介して、構造物の鉛直荷重が壁状改良体１４の頭部に伝達される。

壁状改良体１４の両側面には、滑り止め改良体２２が形成されている。滑り止め改良体２２は、地盤改良体１２と同じ手順で構築され、壁状改良体１４の側面から、壁状改良体１４と交差する方向へ突き出して配置されている。

基礎部のコンクリートは、壁状改良体１４の頭部と共に、滑り止め改良体２２の頭部を呑み込んで、打設されている。
これにより、地盤改良体１２に断面欠損を生じさせずに、壁状改良体１４の滑り止め改良体の面内方向のみでなく、面外方向に対しても水平力Ｒを伝達できる。また、壁状改良体１４と基礎部の間で伝達できる水平力Ｒを、大きくすることができる。
他の構成は、第１の実施の形態と同じであり説明は省略する。

なお、図３（Ｂ）に示すように、水平力伝達構造２１は、滑り止め改良体２２を、壁状改良体１４の側面から壁状改良体１４と交差する方向へ、複数（図では２個）を並べて突き出した構成としている。

このように、滑り止め改良体２２の数を増すことにより、壁状改良体１４と基礎部の間で伝達できる水平力Ｒを、より大きくすることができる。

更に、図示は省略するが、滑り止め改良体２２は、壁状改良体１４を構築する地盤改良体１２と同じ深さまで地盤改良する必要はなく、表層のみを地盤改良して構築された短尺の地盤改良体でもよい。

（第３の実施の形態）
図４に示すように、第３の実施の形態に係る水平力伝達構造３０は、地盤改良体１２を壁状に構築した壁状改良体１４と、図示しない構造物の基礎部を有している。構造物の基礎部は、第１の実施の形態と同じ構成であり、図示は省略する。

壁状改良体１４は、杭状の地盤改良体１２の外周部をラップさせ、４本分を連続させて構築されている。壁状改良体１４の端部には、１本分のスペース３２が設けられ、スペース３２を挟んで、壁状改良体１４が繰返し構築されている。
基礎部のコンクリートは、地盤改良体１４の頭部を呑み込み、更に、地盤改良体１本分のスペースに入り込んでいる。

これにより、地盤改良体１２に断面欠損を生じさせずに、地盤改良体１２と基礎部１６の間で水平力Ｒを伝達させることができる。また、壁状改良体１４の面内方向の水平抵抗力を発揮すると同時に、面外方向に対しても水平力抵抗力を発揮できる。
他の構成は、第１の実施の形態と同じであり説明は省略する。

（第４の実施の形態）
図５に示すように、第４の実施の形態に係る水平力伝達構造４０は、地盤改良体１２を壁状に構築した壁状改良体１４と、図示しない構造物の基礎部を有している。構造物の基礎部は、第１の実施の形態と同じであり、図示は省略した。

壁状改良体１４は、杭状の地盤改良体１２の外周部をラップさせ、４本分を連続させて構築されている。壁状改良体１４は、壁状改良体１４の中心を結んだ中心線ＬＡ及び中心線ＬＢの上に、所定幅（図５では地盤改良体１２の２本分の幅）をあけて繰返し構築された壁状改良体列を形成している。

中心線ＬＡ及び中心線ＬＢは、壁状改良体１４の外周面がラップする間隔で並行に設けられており、中心線ＬＡ上の壁状改良体１４は、中心線ＬＢ上の壁状改良体１４が設けられていない部分を覆う位置に配置され、中心線ＬＢ上の壁状改良体１４は、中心線ＬＡ上の壁状改良体１４が設けられていない部分を覆う位置に配置されている。

更に、中心線ＬＡ上の壁状改良体１４と中心線ＬＢ上の壁状改良体１４は、それぞれ両端部で互いにラップされ、凹凸状に連続している。
基礎部のコンクリートは、中心線ＬＡ上の壁状改良体１４と中心線ＬＢ上の壁状改良体１４の頭部を、同時に呑み込んでいる。

これにより、地盤改良体１２に断面欠損を生じさせずに、壁状改良体１４の凹凸部、及び凹凸状に配置された壁状改良体１４と基礎部１６との間で水平力Ｒを伝達させることができる。また、壁状改良体１４の面内方向の水平抵抗力と同時に、面外方向に対して水平力を発揮できる。
他の構成は、第１の実施の形態と同じであり説明は省略する。

（第５の実施の形態）
図６に示すように、第５の実施の形態に係る水平力伝達構造５０は、地盤改良体１２を壁状に構築した壁状改良体１４と、図示しない構造物の基礎部を有している。構造物の基礎部は、第１の実施の形態と同じであり、図示は省略した。

壁状改良体１４は、地盤改良体１２の外周部をラップさせ、格子状に配列されている。また、格子の内部には、補強改良体５２が設けられている。補強改良体５２は地盤改良体１２の外周部をラップさせ、壁状に構築されている。補強改良体５２は、格子の交差部６２の間を、直状に連結している。

壁状改良体１４の頭部と補強改良体５２の頭部は、図示しない基礎部のコンクリートに呑み込まれている。
これにより、地盤改良体１２に断面欠損を生じさせずに、地盤改良体１２の凹凸部及び補強壁体５２の凹凸部と、基礎部との間で水平力Ｒを伝達することができる。このとき、補強改良体５２を調整することで、水平力Ｒに対する強度を調整することができる。

他の構成は、第１の実施の形態と同じであり説明は省略する。

１０ 水平力伝達構造
１２ 地盤改良体
１４ 壁状改良体
１６ 基礎部
１８ 構造物
２２ 滑り止め改良体
５２ 補強改良体
６２ 交差部

Claims (3)

1. 杭状の地盤改良体の外周部をラップさせて壁状とされ、構造物を支持する壁状改良体と、
   前記壁状改良体の頭部を呑み込んで、前記壁状改良体の側面に形成された凹凸部に入り込み水平力を伝達すると共に、前記壁状改良体の頭部に前記構造物の鉛直荷重を伝達する前記構造物の基礎部と、
   を有する水平力伝達構造において、
   前記地盤改良体で構成した滑り止め改良体を、前記壁状改良体から前記壁状改良体と交差する方向へ突き出し、前記滑り止め改良体の頭部を前記基礎部に呑み込ませ、
   前記滑り止め改良体を前記壁状改良体より短くした水平力伝達構造。
2. 杭状の地盤改良体の外周部をラップさせて壁状とされ、構造物を支持する壁状改良体と、
   前記壁状改良体の頭部を呑み込んで、前記壁状改良体の側面に形成された凹凸部に入り込み水平力を伝達すると共に、前記壁状改良体の頭部に前記構造物の鉛直荷重を伝達する前記構造物の基礎部と、
   を有する水平力伝達構造において、
   前記壁状改良体を、杭状の前記地盤改良体１本分のスペースをあけて構築した水平力伝達構造。
3. 杭状の地盤改良体の外周部をラップさせて壁状とされ、構造物を支持する壁状改良体と、
   前記壁状改良体の頭部を呑み込んで、前記壁状改良体の側面に形成された凹凸部に入り込み水平力を伝達すると共に、前記壁状改良体の頭部に前記構造物の鉛直荷重を伝達する前記構造物の基礎部と、
   を有する水平力伝達構造において、
   スペースをあけて前記壁状改良体を直列配列した壁状改良体列を複数配列し、隣り合う前記壁状改良体列の前記壁状改良体をスペース部分の両側で互いにラップさせ、前記壁状改良体と交差する方向に前記壁状改良体が凹凸状に連続している水平力伝達構造。

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