JP6125701B1 - Non-uniform settlement prevention structure - Google Patents
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Abstract
【課題】 簡易構造ながら地下水の排出を適切に行うことができる不等沈下防止構造の提供。【解決手段】 本発明に係る不等沈下防止構造は、地盤に複数の基礎杭を埋設する不等沈下防止構造であって、該各基礎杭は、周面部と底面部に多数の通水口を備えると共に上端部に開口を備えた有底のチューブと、該チューブ内に詰め込まれる多数の透水材とから成り、該チューブの上記各通水口及び上記開口と同チューブ内の上記透水材間の間隙を連通して垂直方向に沿った通水路を形成した構造を有し、上記チューブの上記通水口により同チューブ内への土砂の流入を防ぎつつ地下水のみを通過させ、適切に地下水を吸い上げることができる。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an unequal settlement prevention structure capable of appropriately discharging groundwater with a simple structure. An unequal settlement prevention structure according to the present invention is an unequal settlement prevention structure in which a plurality of foundation piles are embedded in the ground, and each foundation pile has a plurality of water inlets on a peripheral surface portion and a bottom surface portion. A tube having a bottom with an opening at the upper end and a large number of water-permeable materials packed in the tube, and the water passages of the tube and gaps between the water-permeable material in the tube and the openings. It has a structure in which a water passage along the vertical direction is formed by communicating with each other, and only the groundwater is allowed to pass through while preventing the inflow of earth and sand into the tube by the water passage opening of the tube, and the groundwater can be appropriately sucked up. it can. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、戸建住宅等の構造物が地震等の繰り返し振動に起因して不等沈下することを防ぐ不等沈下防止構造に関する。 The present invention relates to an unequal settlement prevention structure for preventing a structure such as a detached house from sunk due to repeated vibration such as an earthquake.
従来の不等沈下防止構造として、下記特許文献1に示すように、地下水の排出を促して構造物の不等沈下を防止する構造が既知である。
As a conventional unequal settlement prevention structure, as shown in
該特許文献1の不等沈下防止構造は、木杭、鋼管杭、コンクリート杭等から成る基礎杭を構造物直下の地盤に複数打ち込むと共に、該各基礎杭の外周面と地盤間に砕石又は砂を締め固めて成る筒状のドレーン部を形成する構造であり、このように基礎杭の外周囲にドレーン部を形成し、該ドレーン部を通じて地下水を揚水し、地盤を等沈下させて構造物の不等沈下を防止せんとするものである。
The structure for preventing unequal settlement of
しかしながら、上記特許文献1の不等沈下防止構造にあっては、ドレーン部を構成する砕石や砂が直接地盤に接するものであり、当該砕石や砂の間の空隙が地盤を構成する土砂により目詰まりし、該ドレーン部が機能不全に陥ってしまう問題点を有している。
However, in the unequal settlement prevention structure of
また、地下水の水圧や水勢によっては、土砂が地下水と共に排出されてしまうおそれがある。そのため、排出された土砂分だけ地盤が不等沈下したり、地盤内に空洞ができたりする問題点をも有している。 Moreover, depending on the groundwater pressure or water pressure, the earth and sand may be discharged together with the groundwater. For this reason, there is a problem that the ground is unevenly subtracted by the discharged earth and sand, or a cavity is formed in the ground.
本発明は、既述した従来の不等沈下防止構造が抱える問題点を有効に解決し、簡易構造ながら地下水の排出を適切に行うことができる不等沈下防止構造を提供する。 The present invention effectively solves the problems of the conventional unequal settlement prevention structure described above, and provides an unequal settlement prevention structure that can appropriately discharge groundwater with a simple structure.
要述すると、本発明に係る不等沈下防止構造は、構造物直下の地盤に該構造物を支持する複数の基礎杭を埋設する不等沈下防止構造であって、該各基礎杭は、周面部と底面部に多数の通水口を備えると共に上端部に開口を備えた有底のチューブと、該チューブ内に詰め込まれる多数の透水材とから成り、該チューブとして、合成樹脂繊維、炭素繊維、アラミド繊維、金属繊維等の剛性と耐久性を兼ね備えた繊維の編成体を用いると共に、上記透水材として、砕石又はコンクリート殻又はアスファルト殻を単独で又は混合して用い、上記各基礎杭は構造物を支持しつつ上記チューブの上記各通水口及び上記開口と同チューブ内の上記透水材間の間隙を連通して垂直方向に沿った通水路を形成した構造を有し、上記チューブの上記通水口により同チューブ内への土砂の流入を防ぎつつ地下水のみを通過させ、適切に地下水を吸い上げることができる。 In short, the unequal settlement prevention structure according to the present invention is an unequal settlement prevention structure in which a plurality of foundation piles supporting the structure is embedded in the ground directly under the structure, and each foundation pile is It consists of a bottomed tube with a large number of water inlets at the top and bottom and an opening at the upper end, and a large number of water-permeable materials stuffed into the tube. As the tube, synthetic resin fibers, carbon fibers, A knitted body of fibers having both rigidity and durability such as aramid fiber and metal fiber is used, and crushed stone or concrete shell or asphalt shell is used alone or mixed as the water-permeable material, and each foundation pile is a structure. while supporting the having a structure forming a water passage along the vertical direction communicates the gap between the water-permeable material within each passage Mizuguchi and the opening and the tube of the tube, the through of the tube Mizuguchi By the same While preventing the flow of sediment into the cube passes only groundwater can be properly sucked up groundwater.
また、全ての上記基礎杭の下端部を液状化地盤層に埋設することにより、上記各基礎杭を構成するチューブの周面部及び底面部の双方から地下水を素早く排出し、例え液状化地盤層が液状化したとしても地盤の等沈下を促すことができ、これにより構造物の不等沈下を防止する。 In addition, by embedding the lower ends of all the foundation piles in the liquefied ground layer, groundwater can be quickly discharged from both the peripheral surface portion and the bottom surface portion of the tube constituting each foundation pile, Even if liquefied, it is possible to promote equal settlement of the ground, thereby preventing unequal settlement of the structure.
又は全ての上記基礎杭又は一部の上記基礎杭の下端部を杭支持地盤層に埋設することにより、確実に構造物を支持しつつ地下水を吸い上げて排出することができる。 Alternatively, by burying the lower end portions of all the above-mentioned foundation piles or some of the above-mentioned foundation piles in the pile support ground layer, the groundwater can be sucked up and discharged while the structure is reliably supported.
好ましくは、複数の上記基礎杭を等間隔を置いて並列して埋設した基礎杭群を平行に複数有する構造とし、均等に地下水を吸い上げて排出する。 Preferably, a plurality of foundation pile groups in which a plurality of foundation piles are embedded in parallel at equal intervals are provided in parallel, and groundwater is evenly sucked and discharged.
又は複数の上記基礎杭を隙間なく並列して埋設した基礎杭群を平行に複数有する構造、若しくは、複数の上記基礎杭を隙間なく並列して埋設した基礎杭群を格子状に配した構造とすることにより、基礎杭群を地盤と面接触させて、漏れなく地下水を吸い上げて排出することができる。 Or a structure having a plurality of foundation pile groups in which a plurality of foundation piles are embedded in parallel without gaps, or a structure in which a plurality of foundation piles are embedded in parallel with no gaps arranged in a lattice pattern By doing so, the foundation pile group can be brought into surface contact with the ground, and groundwater can be sucked up and discharged without leakage.
また、上記基礎杭の上端部上に横設され埋設される横設部材を設け、該横設部材は、上記基礎杭を構成するチューブと同構成のチューブに上記基礎杭と同様に上記透水材を詰め込んで成り、該横設部材により水平方向に沿った通水路を形成した構造とし、好ましくは上記横設部材の両端部をそれぞれ構造物の外縁より外方に配することにより、上記各基礎杭で吸い上げた地下水を構造物の外方に排出することができる。 Moreover, the horizontal member which is installed horizontally and is embedded on the upper end part of the foundation pile is provided, and the horizontal member is formed on the tube having the same configuration as the tube constituting the foundation pile and the water-permeable material in the same manner as the foundation pile. Each of the foundations is preferably formed by forming a water passage along the horizontal direction by the horizontal member, and preferably by disposing both ends of the horizontal member outward from the outer edge of the structure. Groundwater sucked up by piles can be discharged to the outside of the structure.
本発明の不等沈下防止構造においては、本来構造物を支持する役割のみの基礎杭が地下水を吸い上げて排出するための通水路ともなることにより、簡易構造でありながらも有効に不等沈下を防止することができる。 In the unequal settlement prevention structure of the present invention, the foundation pile that originally supports the structure also serves as a water passage for sucking up and discharging the groundwater, so that the unequal settlement is effectively reduced even though it is a simple structure. Can be prevented.
また、基礎杭を構成するチューブの周面部及び底面部がフィルターの役割をするため、地盤の土砂が地下水と共にチューブ内に入り込むことを適切に抑止する。そのため、土砂により透水材間の空隙が目詰まりを起こすこともない。 Moreover, since the surrounding surface part and bottom face part of the tube which comprises a foundation pile play the role of a filter, it suppresses appropriately that earth and sand of ground enter into a tube with groundwater. For this reason, the gap between the water-permeable materials is not clogged by the earth and sand.
また、基礎杭同士を隙間なく並列することができ、該並列した基礎杭群を地盤と面接触させて漏れなく地下水を排出することもできる。 Moreover, foundation piles can be paralleled without gaps, and the ground piles can be discharged without leakage by bringing the parallel foundation piles into surface contact with the ground.
以下、本発明に係る不等沈下防止構造の最適な実施例を、図1乃至図11に基づき説明する。 Hereinafter, an optimal embodiment of the unequal settlement prevention structure according to the present invention will be described with reference to FIGS.
<基本構成>
本発明に係る不等沈下防止構造は、図1,図5,図7等に示す如く、戸建住宅等の建築構造物H直下の地盤Gに複数の基礎杭1を埋設することを前提とし、該各基礎杭1内に垂直方向に沿った通水路を形成し、地震発生時等には該各基礎杭1内の通水路により地下水を吸い上げ排出して地盤Gの等沈下を促し、もって構造物Hの不等沈下を防止する。
<Basic configuration>
The unequal settlement prevention structure according to the present invention is based on the premise that a plurality of
好ましくは、上記各基礎杭1の上端部1b上に横設される横設部材7を設け、該横設部材7により水平方向に沿った通水路を形成し、上記基礎杭1により吸い上げられた地下水を構造物Hの外方に適切に排出する。
Preferably, a
図1,図5,図7等に示すように、横設部材7の両端部7a・7bを構造物Hの外方に位置するように配する。また、横設部材7と構造物Hの基礎B間にはゴムシート等の既知の成形止水材や主剤と硬化剤とから成る止水材等の既知の固化止水材により止水層8を形成し、該止水層8により基礎Bに対して止水を図ると共に地下水を横設部材7の両端部7a・7bへと導く構成とする。
As shown in FIGS. 1, 5, 7, etc., both
<基礎杭の構成>
基礎杭1は、図2,図3に示すように、周面部2aと底面部2bに多数の通水口3を備えると共に上端部に開口4を備えた有底のチューブ2と、該チューブ2内に詰め込まれる塊状の透水材5とから成り、該チューブ2の上記各通水口3及び上記開口4と同チューブ2内の上記透水材5間の間隙を連通して垂直方向に沿った通水路を形成する。
<Configuration of foundation pile>
As shown in FIGS. 2 and 3, the
基礎杭1を構成するチューブ2は、図2中の拡大図に示すように、好ましくは繊維6aを集束した集束繊維6を編成、すなわち平編みによりシート状に編み、或いは輪編み等により筒状に編んで形成し、編み目を通水口3として利用する。該通水口3の口径は、地盤Gの土砂の流入を防ぎつつ地下水が通過できるように調整する。更に後記する透水材5の粒径によっても適宜調整する。
As shown in the enlarged view of FIG. 2, the
チューブ2を構成する繊維6aとしては、例えば合成樹脂繊維、炭素繊維、アラミド繊維、金属繊維等の剛性と耐久性を兼ね備えた繊維を使用する。なお、繊維6aを単繊維として編成してチューブ2を形成することも実施に応じ任意である。
As the
また、シート状に編んでチューブ2を形成する場合には、該シート状に編んだ繊維編成体を筒状にして周面部2aを形成すると共に、底面部2bを接着し又は縫い合わせる。また、筒状に編んでチューブ2を形成する場合には、既に周面部2aは形成されており、あとは底面部2bを接着し又は縫い合わせる。
When the
なお、チューブ2は、既述のように、繊維編成体で構成する他、合成樹脂シートや合成ゴムシート等で形成することができる。このように合成樹脂シートや合成ゴムシート等で形成する場合は、適度な大きさの通水口3を周面部2a及び底面部2bに穿設する。また、チューブ2の長さや横断面形状、横断面径は現場に応じて適宜調整することができる。さらに、チューブ2の周面部2aと底面部2bとを異なる構成の部材(素材や構造が異なる部材等)とすることを排除しない。
As described above, the
チューブ2内に多数詰め込む(中詰めする)透水材5としては、砕石又はコンクリート殻又はアスファルト殻等の塊状の透水材を単独で又は複数種類を混合して用い、基礎杭1の剛性と透水性の両立を図る。特にコンクリート殻やアスファルト殻を用いれば、コストを抑えられると共に建設廃棄物のリサイクルに貢献することができる。
As the water
また、透水材5の粒径は、既述した通水口3の口径よりも大径に設定する。同程度の粒径の透水材5のみをチューブ2内に詰め込んで隣接する透水材5間に生ずる間隙の大きさをある程度揃えつつ該間隙の総体積を確保するか、又は粒径の異なる透水材5を混合してチューブ2内に詰め込んで、密に透水材5を詰め込んで基礎杭1の強度を確保することができる。何れにしても形成する基礎杭1の配置位置等により適宜調整することができる。
Further, the particle size of the water
チューブ2内に透水材5を詰め込んで基礎杭1を形成する工程においては、図10,図11に示すように、チューブ2を吊下手段9により吊り下げ状態にし、該吊り下げ状態のチューブ2内に既述した透水材5を投入し詰め込んで基礎杭1を形成する。必要に応じて、詰め込んだ透水材5を締め固めることは当然である。吊下手段9としては、チューブ2を吊り下げ状態にすることができ、且つ該吊り下げ状態のチューブ2内に開口4から透水材5を詰め込むことができれば特に限定はなく、例えば既知の櫓やクレーン等を用いることができる。
In the step of forming the
図10は、チューブ2の底面部2bを地盤Gの表面に荷受けして支持し該チューブ2を吊り下げ状態にした例を示している。また、図11は、チューブ2の底面部2bを地盤Gに形成した掘削孔10又は掘削溝10′の底面に荷受けして支持し該チューブ2を吊り下げ状態にした例を示している。これらのチューブ吊り下げ例の場合には、透水材5を詰め込んだ後にはチューブ2及び透水材5の重量を荷受け面たる地盤Gの表面や掘削孔10・掘削溝10′の底面により一部荷受けし、吊下手段9にかかる重量を軽減することができる。
FIG. 10 shows an example in which the
また、上記図10,図11に基づき説明したチューブ吊り下げ例、すなわち地上又は掘削孔10・掘削溝10′内でチューブ2の底面部2bを支持して吊り下げ状態にする他、地上又は掘削孔10・掘削溝10′内でチューブ2の底面部2bをフリーにして、つまり宙吊りして吊り下げ状態にしてもよい。
In addition, the tube suspension example described with reference to FIGS. 10 and 11 above, that is, the ground surface or excavation is performed in addition to supporting the
上記説明したように、本発明における基礎杭1は、容易に現場で成形することができ、工期短縮及びコスト削減を図ることができる。また、掘削孔10内や掘削溝10′内で形成することができ、基礎杭1の形成と埋設とをシームレスに行うことができる。特に掘削溝10′内で基礎杭1を形成する場合には後記する配置例のように、基礎杭1同士を隙間なく並列して埋設することができる。
As described above, the
そして、本発明における基礎杭1は、当該基礎杭1を構成するチューブ2の各通水口3及び開口4と同チューブ2内の透水材5間の間隙を連通して垂直方向に沿った通水路を形成した構造を有し、チューブ2の周面部2a及び底面部2bにより同チューブ2内への土砂の流入を防ぎつつ通水口3で地下水のみを通過させ、適切に地下水を吸い上げることができる。
And the
なお、基礎杭1の長手方向に直交する方向の断面形状は、円形状に限らず、例えば楕円形状や多角形状等にしてもよい。
In addition, the cross-sectional shape in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the
<横設部材の構成>
横設部材7は、好ましくは既述の基礎杭1を構成するチューブと同構成のチューブ2に既述の基礎杭1と同様に透水材5を多数詰め込んで成り、水平方向に沿った通水路を形成する。よって、チューブ2及び透水材5、形成工程については、既述した「基礎杭の構成」での説明内容を援用する。
<Configuration of horizontal members>
The
横設部材7にあっては、チューブ2を吊り下げ状態にして透水材5を投入して詰め込んだ後、開ロ4を上面部2cにて塞いでも良い。すなわち、チューブ2内に多数の透水材5が詰め込まれた後の開ロ4を塞ぐように上面部2cを接着し又は縫い合わせて形成することができる。なお、上面部2cにも通水口3が多数設けられている。
In the
本発明にあっては、並列して埋設された複数の基礎杭1の上端部1b上、つまり複数の基礎杭1におけるチューブ2の開ロ4上に上記構成の横設部材7を横たわらせて埋設し、上記各基礎杭1の垂直方向に沿った通水路に連通する水平方向に沿った通水路を形成する。これにより、上記各基礎杭1で吸い上げた地下水を構造物Hの外方に排出することができる。すなわち、各基礎杭1が吸い上げた地下水を該各基礎杭1の開口4から横設部材7を構成するチューブ2の周面部2aに形成された通水口3を通じて水平方向に沿って導き、当該横設部材7の一端部7a又は/及び他端部7bから排出する。
In the present invention, the
また、好ましくは横設部材7の両端部7a・7bをそれぞれ構造物Hの外縁より外方に配することにより、確実に地下水を構造物Hの外方に排出することができる。なお、横設部材7の両端部7a・7bには、それぞれ、該横設部材7を構成するチューブ2の底面部2b或いは開口4又は上面部2cが配されることは言うまでもない。
Preferably, both
なお、横設部材7の長手方向に直交する方向の断面形状は、円形状に限らず、例えば楕円形状や多角形状等にしてもよい。
The cross-sectional shape in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the
<基礎杭の埋設例>
次に、上記した構成の基礎杭1の埋設例について説明する。
<Example of foundation pile burial>
Next, the example of embedding the
図1は、全ての基礎杭1の下端部1aを液状化地盤層g1に埋設した例を示している。すなわち、全本数の基礎杭1を液状化地盤層g1にて支持した例を示している。本例の場合には、各基礎杭1を構成するチューブ2の周面部2aの通水口3のみならず底面部2bの通水口3をも通じて素早く地下水を吸い上げることができる。したがって、液状化地盤層g1が液状化することを抑止できると共に、例え液状化したとしても地下水を素早く吸い上げて地盤Gの等沈下を促し、構造物Hが不等沈下することを適切に防止することができる。
FIG. 1 shows an example in which the lower ends 1a of all foundation piles 1 are embedded in the liquefied ground layer g1. That is, the example which supported all the foundation piles 1 by the liquefied ground layer g1 is shown. In the case of this example, groundwater can be quickly sucked not only through the water inlet 3 of the
図2は、全ての基礎杭1の下端部1aを杭支持地盤層g2に埋設した例を示している。すなわち、全本数の基礎杭1を支持地盤層g2にて支持した例を示している。本例の場合には、各基礎杭1にて構造物Hを確実に支持しつつ地下水を吸い上げることができる。
FIG. 2 shows an example in which the
なお、上記した基礎杭1の埋設例では全て(全本数)の基礎杭1の下端部1aを液状化地盤層g1又は杭支持地盤層g2に埋設する例を示したが、本発明にあっては、これに限らず、一部(一部本数)の基礎杭1の下端部1aを液状化地盤層g1に、その余の基礎杭1の下端部1aを杭支持地盤層g2に埋設することも実施に応じ任意である。
In addition, although the example of embedding the above-mentioned
また、基礎杭1の埋設においては、図示の如く、掘削孔10又は掘削溝10′内に立て込んで埋設する他、ウォータージェットにより地盤Gをハツリながら基礎杭1を打ち込んで埋設することや基礎杭1を押圧して地盤Gに打ち込んで埋設することもできる。
In addition, as shown in the figure, the
<基礎杭の配設例>
最後に上記した構成の基礎杭1の配設例について説明する。
<Example of foundation pile arrangement>
Finally, an arrangement example of the
図1,図5,図6は、複数の基礎杭1を等間隔を置いて並列して埋設した配設例を示している。このように、等間隔を置いて並列して埋設した複数の基礎杭1から成る基礎杭群を平行に複数有する構造とすることにより、均等に地下水を吸い上げて排出することができる。 1, 5 and 6 show examples of arrangement in which a plurality of foundation piles 1 are buried in parallel at equal intervals. Thus, by setting it as the structure which has two or more foundation pile groups which consist of a plurality of foundation piles 1 buried in parallel at equal intervals, ground water can be sucked up and discharged equally.
また、図7,図8は複数の基礎杭1を隙間なく並列して埋設した配設例を示している。このように、隙間なく並列して埋設した複数の基礎杭1から成る基礎杭群を平行に複数有する構造とすることにより、基礎杭群を地盤Gと面接触させて、漏れなく地下水を吸い上げて排出することができる。
Moreover, FIG. 7, FIG. 8 has shown the example of arrangement | positioning which embed | buried the some
本発明にあっては、さらに、図9(A)に示すように、隙間なく並列して埋設した複数の基礎杭1から成る基礎杭群を格子状に配した構造とすることや、図9(B)に示すように、等間隔を置いて並列して埋設した複数の基礎杭1から成る基礎杭群を平行に複数有すると共に、隙間なく並列して埋設した複数の基礎杭1から成る基礎杭群を平行に複数有する構造とすることもでき、所期の地下水排出に応じて、複数の基礎杭1を自由に配設することができる。
In the present invention, as shown in FIG. 9 (A), a structure in which a group of foundation piles composed of a plurality of foundation piles 1 embedded in parallel without gaps is arranged in a grid pattern, (B) As shown in (B), the foundation has a plurality of foundation piles composed of a plurality of foundation piles 1 embedded in parallel at equal intervals, and includes a plurality of foundation piles 1 embedded in parallel without a gap. It can also be set as the structure which has multiple pile groups in parallel, and according to the expected groundwater discharge, the some
特に本発明における基礎杭1は、地盤Gに形成した掘削溝10′内で形成できるため、複数の基礎杭1を隙間なく併設し埋設することも容易となる。
In particular, since the
1…基礎杭、1a…下端部、1b…上端部、2…チューブ、2a…周面部、2b…底面部、2c…上面部、3…通水口、4…開口、5…透水材、6…集束繊維、6a…繊維、7…横設部材、7a…一端部、7b…他端部、8…止水層、9…吊下手段、10…掘削孔、10′…掘削溝、H…構造物、B…構造物基礎、G…地盤、g1…液状化地盤層、g2…杭支持地盤層。
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