JP6474572B2 - 建物の基礎構造、および、建物の基礎の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、建物の基礎構造、および、建物の基礎の施工方法に関し、軟弱地盤上に建てられる建物の基礎の構造およびその施工方法に関する。

建物の基礎の代表的な型式として、建物全体の荷重を全面の基礎スラブで支持するべた基礎、および、一連の柱や壁からの荷重を連続したフーチングで支持する布基礎が存在する。地耐力性において、布基礎よりもべた基礎の方が優れているが、べた基礎では対応しきれない軟弱地盤上に建物を建てる場合には、地盤補強が行われる。たとえば、軟弱な層が深い場合には、コンクリート杭や鋼管杭などによる杭補強が施される。

建物の基礎は、防蟻性を有していることも望まれる。防蟻性においても、布基礎よりもべた基礎が優れている。布基礎の場合、フーチング上の立上り部と土間コンクリートとの間には継ぎ目が生じるためである。

さらに、断熱性を向上させるために、基礎の立上り部の屋外側の面に、断熱材が施される場合がある。立上り部の屋外側の面全体に断熱材が貼り付けられた場合、基礎の型式をべた基礎としても、立上り部と断熱材との接合面の下端側から白蟻が侵入し、立上り部上の土台などを食い荒らすおそれがある。そのため、特開２０１４−６６０５０号公報（特許文献１）では、べた基礎の立上り部（立上基礎部）の外側表面に、外側表面と断熱材との接合面を、断熱材の上端で表側に至らせる突出部を形成した基礎構造が提案されている。この構造によれば、白蟻が、接合面の下端側から入り込んだとしても、接合面を通って立上基礎部の表側に導かれるため、蟻道の有無を確認することができる。

また、基礎の剛性を高めるために、特開２００７−３０３０７３号公報（特許文献２）では、べた基礎の基礎スラブと地中梁とを一体的に打設する技術が提案されている。

特開２０１４−６６０５０号公報 特開２００７−３０３０７３号公報

一般的に、軟弱地盤上に建物を建てる場合、補強用の杭部上には布基礎が設けられることが多い。しかし、通常の布基礎構造は、上述のように、防蟻性に劣るという問題がある。

そこで、本発明は、地盤に対して杭補強が必要な場合であっても、実用性と防蟻性とを兼ね備えた建物の基礎の構造およびその施工方法を提供することを目的とする。

この発明のある局面に従う建物の基礎構造は、建物の荷重を支持するための基礎構造であって、べた基礎構造物と、補強用の複数の杭部と、ベース部とを備える。べた基礎構造物は、一体的に打設されたスラブ部と立上り部とを有している。複数の杭部は、立上り部の下方において、立上り部の長手方向に沿って間隔をあけて、地中に設けられている。ベース部は、杭部とべた基礎構造物との間に打設され、立上り部の長手方向に沿って延在する。

好ましくは、ベース部の幅寸法は、べた基礎構造物の立上り部の幅寸法よりも大きい。

好ましくは、ベース部は、地中に設けられている。

好ましくは、べた基礎構造物の立上り部と、ベース部とを連通する筋部材をさらに備える。

べた基礎構造物とベース部とは、一体的に打設されていてもよい。

好ましくは、べた基礎構造物の立上り部の屋外側の面には、断熱材が設けられている。

この発明の他の局面に従う建物の基礎の施工方法は、建物を構成する壁のラインに沿って、補強用の複数の杭部を地中に挿入する工程と、ベース部を成型するために、杭部の上方位置に、杭部の整列方向に沿って、上下方向に延びる一対の第１の型枠を幅方向に離して設置する工程と、べた基礎構造物としてのスラブ部と立上り部とを一体的に成型するために、第１の型枠によって形成される領域上に重なった位置に、屋外側の型枠が領域に接し、屋内側の型枠が領域から浮いた状態となるように、上下方向に延びる一対の第２の型枠を設置する工程と、第１の型枠および第２の型枠内に、コンクリートを打設する工程とを備える。

本発明によれば、地盤に対して杭補強が必要な場合であっても、実用性と防蟻性とを兼ね備えることができる。

本発明の実施の形態に係る建物の基礎の断面図である。 本発明の実施の形態に係る建物の基礎の上面図である。 本発明の実施の形態に係る建物の基礎の施工手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る建物の基礎の施工途中の状態を示す断面図である。 べた基礎用の型枠の構成例を示す図である。 杭補強が施された一般的な布基礎を模式的に示す断面図である。 公知のべた基礎を模式的に示す断面図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

本実施の形態では、軟弱地盤上に建てられる建物の荷重を支持するための基礎について説明する。

（概略構造について）
はじめに、図１および図２を参照して、建物の基礎１の概略構造について説明する。なお、図１に示す矢印Ａ１は、建物の屋外方向を示しており、その反対方向は、建物の屋内方向を表わしている。

建物の基礎１は、主基礎部２と、主基礎部２を下方から支持する補強用の複数の杭部３とで構成されている。複数の杭部３は、上下方向に延び、図２に示されるように、建物を構成する壁のラインＬに沿って間隔をあけて、地中に設けられている。ラインＬは、建物の外周部１Ａや主要な間仕切り部１Ｂの壁の位置を示している。主基礎部２は、ベース部２１と、ベース部２１から上方に立ち上がる立上り部２２と、立上り部２２に囲まれるスラブ部２３とを含む。

ここで、杭部３がこのように線状に配置される場合の一般的な基礎構造について説明する。図６に示されるように、一般的には、杭部３の整列方向に沿って杭部３上に、ベース部４２１と立上り部４２２とで構成される布基礎４００が施工される。建物の床を支える土間コンクリート（スラブ部）４２３は、布基礎４００の施工後に打設される。このような一般的な基礎構造の場合、布基礎４００の立上り部４２２と土間コンクリート４２３との接合部４２４から、白蟻が建物内に侵入するおそれがある。そのため、上述のように、一般的な布基礎４００では防蟻性に劣る。

他方、図７に示されるような公知のべた基礎５００は、立上り部５２２とスラブ部５２３とが一体的に打設されているため、防蟻性に優れている。しかしながら、べた基礎５００は、面状のスラブ部５２３全体で建物の荷重を支持する構成であるため、べた基礎５００を杭部３で補強する場合、スラブ部５２３の下にも杭部が必要となる。そのため、布基礎４００を補強する場合よりも、杭部３の本数が多くなり、実用性に乏しい。なお、図７のべた基礎５００の構造は、上記した特開２０１４−６６０５０号公報（特許文献１、以下「先行技術」という）で提案された断熱基礎構造を採用しており、防蟻性と断熱性とを有している。

これに対し、本実施の形態の主基礎部２は、べた基礎５００と同様に、立上り部２２とスラブ部２３とを一体的に打設する構成としながら、ベース部２１と立上り部２２とで建物の荷重を支持する構成としている。そのため、杭部３の本数を増やさなくても、防蟻性を確保することができる。このように、本実施の形態では、立上り部２２とスラブ部２３とが公知のべた基礎５００と同様の構造を有するため、これらを「べた基礎構造物５」とも称する。

以下に、本実施の形態における建物の基礎１の構造例、および、その施工方法について、詳細に説明する。

（構造例について）
まず、建物の基礎１の構造例について説明する。

上述のように、複数の杭部３は、建物の壁のラインＬに沿って、線状に設けられている。杭部３は、たとえば鋼管杭であるものとするが、湿式のコンクリート杭（性状改良体）であってもよい。杭部３の設置間隔は、一定でなくてよい。

主基礎部２を構成するべた基礎構造物５は、立上り部２２が、杭部３の上方位置において、杭部３の整列方向に沿って、すなわち壁のラインＬに沿って延在するように設けられている。上述のように、べた基礎構造物５の立上り部２２とスラブ部２３とは、一体的に継ぎ目なく成型されているが、スラブ部２３の下方位置には杭部３は存在しない。

スラブ部２３は、その一部がグランドラインＧＬよりも下方に位置するように設けられる。スラブ部２３は、公知のべた基礎５００のスラブ部５２３と同様の構造を有しており、その水平方向端部には、下方側に突出する突出部２３ａが設けられている。スラブ部２３の突出部２３ａの下端面と、立上り部２２の下端面とは、面一状に形成される。

立上り部２２内には、筋部材の一例である鉄筋７４〜７６が主に配設されている。鉄筋７４は、上下方向に延びるあばら筋である。鉄筋７５，７６は、立上り部２２の長手方向に延び、鉄筋７４と係合している。鉄筋７５は、立上り部２２の上端部側に位置する上端筋である。鉄筋７６は、立上り部２２の上下方向中央部に位置する腹筋である。

スラブ部２３内には、筋部材の一例である鉄筋７７，７８が主に配設されている。鉄筋７７は、図１において立上り部２２の長手方向に延びるスラブ筋である。鉄筋７８は、鉄筋７７と係合し、図１において立上り部２２の幅方向に延びるスラブ筋である。立上り部２２の幅方向は、水平面上において長手方向（すなわち、杭部３の整列方向）に直交する方向を示している。鉄筋７８は、スラブ部２３と立上り部２２とを連通し、腹筋である鉄筋７６と係合していることが望ましい。

本実施の形態では、杭部３とべた基礎構造物５の立上り部２２との間に、ベース部２１が打設されている。ベース部２１は、立上り部２２の長手方向に沿って延在している。

図１に示されるように、ベース部２１の幅寸法Ｄ１は、立上り部２２の幅寸法Ｄ２よりも大きいことが望ましい。つまり、ベース部２１と立上り部２２との断面形状は、一般的な布基礎４００と同様に、略逆Ｔ字状であることが望ましい。具体的には、ベース部２１の幅寸法Ｄ１は４００ｍｍ程度であり、立上り部２２の幅寸法Ｄ２は１７０ｍｍ程度である。また、ベース部２１の厚み（高さ寸法）も、一般的な布基礎４００のベース部４２１と同様に、１５０ｍｍ以上であることが望ましい。ベース部２１と立上り部２２とが一般的な布基礎４００と同様に構成される場合、ベース部２１と立上り部２２とに着目すると、これらを「布基礎構造物」と称することもできる。

ベース部２１の方が立上り部２２よりも少なくとも屋内側に張り出している場合には、ベース部２１の屋内側の上端面２１ｂは、スラブ部２３の突出部２３ａの下端面と接合されていることが望ましい。また、ベース部２１は、一般的な布基礎４００と同様に、その全体がグランドラインＧＬよりも下方（すなわち地中）に設けられていることが望ましい。また、立上り部２２の下端部が、グランドラインＧＬよりも下方に配置されていることが望ましい。

ベース部２１の下端には、杭部３の上端部に配置されたリング状の型枠３０によって形作られる突出部２１ａが設けられてもよい。突出部２１ａは、ベース部２１の主要部と一体的に打設されている。型枠３０の周囲には、砂利または砕石（以下、単に「砂利」という）１０が敷き詰められる。砂利１０は、突出部２１ａを除いて、ベース部２１の下面全体に敷き詰められる。本実施の形態では、建物の荷重は、ベース部２１と立上り部２２とで支持する構成のため、スラブ部２３の下に砂利１０は不要である。

なお、杭部３が湿式の場合には、たとえば、杭部３上に捨てコンクリートが打設され、その上にベース部２１が打設される。この場合、杭部３の幅は、ベース部２１の幅寸法Ｄ１よりも広い。

ベース部２１内には、筋部材の一例である鉄筋７１〜７３が主に配設されている。鉄筋７１は、幅方向に延びるベース主筋である。鉄筋７２，７３は、ベース部２１の長手方向に延び、鉄筋７１と係合している。鉄筋７２は、幅方向中央部に位置する下端筋であり、鉄筋７３は、幅方向端部に位置するベース補助筋である。

なお、ベース部２１と立上り部２２とを連通する筋部材は配設されなくてもよいが、基礎１の強度を考慮すると、図１に示されるように、立上り部２２内において上下方向に延びる鉄筋７４が、ベース部２１にも連通されていること望ましい。この場合、鉄筋７４は、ベース主筋である鉄筋７１と係合していることが望ましい。あるいは、ベース部２１内に筋部材が存在しなくてもよい。

本実施の形態では、立上り部２２の屋外側の面には、断熱材６が設けられている。つまり、基礎１は、断熱性も兼ね備えている。この場合、立上り部２２の上端部には、屋外側へ突出する突出部２２ａが形成されていることが望ましい。断熱材６の上端面が、突出部２２ａの下面に当接するように配置されることで、地中において立上り部２２と断熱材６との接合部に白蟻が侵入したとしても、地上において白蟻は立上り部２２の屋外側に導かれるため、蟻道の有無を容易に確認することができる。

突出部２２ａは、たとえば、その下面が斜め上方に延びるようにテーパ状に形成されている。このような突出部２２ａについては、上述の先行技術において提案された構成であり、図７においても、立上り部５２２の屋外側の上端部にテーパ状の突出部５２２ａが形成されている。なお、断熱材６自体にも、防蟻処理されていてもよい。

（施工方法について）
次に、建物の基礎１の施工方法について、図３および図４をさらに参照して説明する。図３は、基礎１の施工手順を示すフローチャートである。図４は、基礎の施工途中の状態を示す断面図である。

図３を参照して、はじめに、基礎１の形状に合わせて地盤が掘り下げられた上で、補強用の杭部３が地中に挿入される（工程Ｐ１）。具体的には、建物を構成する壁のラインＬに沿うように、複数の杭部３が地中に挿入される。その後、杭部３の上端部を囲うようにリング状の型枠３０が設置され、その周囲に砂利１０が敷き込まれる。

次に、作業者は、杭部３の上方位置に、杭部３の整列方向に沿って、ベース部２１用の型枠８１を設置する（工程Ｐ２）。型枠８１は、上下方向に延びる一対の第１の型枠である。具体的には、作業者は、砂利１０上に、幅寸法Ｄ１分だけ離して型枠８１を設置する。つまり、一対の型枠８１によって、ベース部２１のための領域が形成される。

型枠８１が設置されると、全ての筋部材、すなわち鉄筋７１〜７８が配設される（工程Ｐ３）。なお、図４では、筋部材の図示が省略されている。次に、型枠８１内にコンクリートが流し込まれ、ベース部２１が打設される（工程Ｐ４）。コンクリートが固まると、型枠８１は取り除かれてよい。

その後、作業者は、ベース部２１上に重なった位置に、べた基礎用の型枠８２を設置する（工程Ｐ５）。型枠８２は、上下方向に延びる一対の第２の型枠であり、幅寸法Ｄ２分だけ離して設置される。

建物の外周部１Ａにおいては、屋外側の型枠８２ａはベース部２１上に載置され、屋内側の型枠８２ｂはベース部２１から浮いた状態となるように設置される。この場合、屋内側の型枠８２ｂは、図４に示されるような公知の段セパプレート９１によって支持される。これに対し、建物の間仕切り部１Ｂにおいては、両方の型枠８２は、公知の土間セパプレート（図示せず）によって、ベース部２１から浮いた状態で支持される。本実施の形態では、ベース部２１が先に成型されるため、ベース部２１の上面に、セパプレートが設置される。

ここで、この型枠８２は、図７に示した公知のべた基礎５００を成型するための型枠と同じである。型枠８２の構成については、図５を参照して説明する。型枠８２の側面には穴８３が形成されており、穴８３にピン（図示せず）を挿入することで長手方向に隣り合う型枠８２を連結することができる。屋外側の型枠８２ａには、断熱材６を係止するための係止金具８４が取り付けられる。

係止金具８４は、貫通穴８４１を有しており、型枠８２ａの穴８３に挿入されるピンが貫通穴８４１に挿通されることで、型枠８２ａに取り付けられる。また、係止金具８４は、断熱材６の上端面を押さえる押さえ部８４２と、型枠８２ａの屋外側の面に接して係止金具８４の姿勢を定める屈曲部８４３とを有している。

型枠８２が設置されると、この係止金具８４によって、断熱材６が屋外側の型枠８２ａに沿って配置される（工程Ｐ６）。この状態で、型枠８２内にコンクリートが流し込まれると、外周部１Ａの立上り部２２に断熱材６が接合された状態で、立上り部２２とスラブ部２３とが一体的に打設される（工程Ｐ７）。図４には、このときの状態が示されている。その後、コンクリートが固まると、型枠８２が取り除かれる（工程Ｐ８）。このとき、係止金具８４の押さえ部８４２以外の部分も取り除かれる。

以上の手順により、図１に示したような建物の基礎１が完成する。なお、断熱材６および立上り部２２の突出部２２ａの屋外側の面は、図示しない基礎外装板あるいは２ｍｍ程度の厚さのモルタルなどで仕上げられてもよい。

また、本実施の形態では、ベース部２１を打設する工程Ｐ４の前に、全ての筋部材（鉄筋７１〜７８）が配設されることとしたが、スラブ部２３内に配設される鉄筋７７，７８は、工程Ｐ４の後に配設されてもよい。すなわち、工程Ｐ４では、図１においてＴ字状に組まれる鉄筋７１〜７６のみが、配設されてもよい。あるいは、このような場合、鉄筋７１〜７６を配設する工程Ｐ４と、ベース部２１用の型枠８１を設置する工程Ｐ２との順序を、入れ替えてもよい。

上述のように、本実施の形態では、立上り部２２およびスラブ部２３、すなわちべた基礎構造物５の成型に、公知のべた基礎５００の型枠８２が用いられるため、杭部３の有無に関わらず、共通の型枠８２を利用することができる。

また、基礎１は、布基礎４００と同様の構造を有するベース部２１と立上り部２２とで建物の荷重を支持する構成のため、杭部３の本数を抑えられるだけでなく、建物の基礎の構造計算に、布基礎をベースとした比較的単純な計算手法を用いることができる。

したがって、本実施の形態によれば、実用性および防蟻性の高い基礎１の構造、および、その施工方法を提供することができる。

なお、本実施の形態では、ベース部２１を成型した後で、立上り部２２とスラブ部２３とが一体的に打設されることとしたが、ベース部２１も、立上り部２２およびスラブ部２３と一体的に打設されてもよい。この場合、べた基礎用の型枠８２やセパプレートは、たとえばスペーサ等により持ち上げられた状態で、型枠８２によって形成される領域上に重なった位置に設置されればよい。

また、本実施の形態では、ベース部２１は、グランドラインＧＬよりも下方に位置することとしたが、少なくとも一部がグランドラインＧＬよりも上方に位置していてもよい。

また、基礎１は断熱性を有していなくてもよい。この場合、立上り部２２の屋外側の面には、突出部２２ａが設けられていなくてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 基礎、１Ａ 外周部、１Ｂ 間仕切り部、２ 主基礎部、３ 杭部、５ べた基礎構造物、６ 断熱材、１０ 砂利、２１，４２１ ベース部、２１ａ，２２ａ，２３ａ，５２２ａ 突出部、２２，４２２，５２２ 立上り部、２３，５２３ スラブ部、３０，８１，８２，８２ａ，８２ｂ 型枠、７１〜７８ 鉄筋（筋部材）、８３ 穴、８４ 係止金具、９１ 段セパプレート、４００ 布基礎、４２３ 土間コンクリート、４２４ 接合部、５００ べた基礎、８４１ 貫通穴、８４２ 押さえ部、８４３ 屈曲部。

Claims (7)

1. 建物の荷重を支持するための基礎構造であって、
   スラブ部と立上り部とが継ぎ目なく一体的に打設されたべた基礎構造物と、
   前記立上り部の下方において、前記立上り部の長手方向に沿って間隔をあけて、地中に設けられた補強用の複数の杭部と、
   前記杭部と前記べた基礎構造物との間に、その上端面が前記立上り部の下端面と接するように打設され、前記立上り部の長手方向に沿って延在するベース部とを備え、
   前記ベース部は、前記立上り部よりも屋内側に張り出した張り出し部を有しており、
   前記張り出し部の上端面は、前記スラブ部の水平方向端部における下端面と接している、建物の基礎構造。
2. 前記ベース部の幅寸法は、前記べた基礎構造物の前記立上り部の幅寸法よりも大きい、請求項１に記載の建物の基礎構造。
3. 前記ベース部は、地中に設けられている、請求項１または２に記載の建物の基礎構造。
4. 前記べた基礎構造物の前記立上り部と、前記ベース部とを連通する筋部材をさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載の建物の基礎構造。
5. 前記べた基礎構造物と前記ベース部とは、継ぎ目なく一体的に打設されている、請求項１〜４のいずれかに記載の建物の基礎構造。
6. 前記べた基礎構造物の前記立上り部の屋外側の面には、断熱材が設けられている、請求項１〜５のいずれかに記載の建物の基礎構造。
7. 建物を構成する壁のラインに沿って、補強用の複数の杭部を地中に挿入する工程と、
   ベース部を成型するために、前記杭部の上方位置に、前記杭部の整列方向に沿って、上下方向に延びる一対の第１の型枠を幅方向に離して設置する工程と、
   べた基礎構造物としてのスラブ部と立上り部とを継ぎ目なく一体的に成型するとともに、前記ベース部の上端面と前記立上り部の下端面とが接し、かつ、前記ベース部のうち前記立上り部よりも屋内側に張り出した部分における上端面が、前記スラブ部の水平方向端部における下端面と接した状態となるようにするために、前記第１の型枠によって形成される領域上に重なった位置に、屋外側の型枠が前記領域に接し、屋内側の型枠が前記領域から浮いた状態となるように、上下方向に延びる一対の第２の型枠を設置する工程と、
   前記第１の型枠および前記第２の型枠内に、コンクリートを打設する工程とを備える、建物の基礎の施工方法。

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