JP7045697B2 - 建物用基礎の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、建物用基礎の施工方法に関する。

ガラスの温室、植物工場、簡易倉庫、簡易事務所などの建物の基礎として、建物の外壁や柱等の下方において地中に一部が埋設された状態で構築されるコンクリート基礎体を備えた布基礎が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００９－２１５８２３号公報

上記布基礎を施工する際には、重機により地面に大きな穴を掘削し、その穴にコンクリート基礎体を形成した後、土を埋め戻す必要があるため、大掛かりな作業となる。また、コンクリート基礎体の形成に際しては、コンクリートの養生期間が必要となるため、基礎体の施工だけでも多大な時間と労力を要するという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、施工が容易で工期の短縮化を図ることができる建物用基礎の施工方法を提供することを目的とする。

本発明は、複数のガイド筒部を有するベース部材、及び前記各ガイド筒部に挿通される複数の杭を一組とする複数組の基礎体と、前記複数組の基礎体の前記ベース部材上に載置されて固定される基礎フレームと、を備える建物用基礎の施工方法であって、地面に前記ベース部材が収まる程度の穴を複数掘削する掘削工程と、前記各穴内に、各組の前記基礎体のベース部材を設置する設置工程と、前記各穴内に設置された前記ベース部材上において、当該ベース部材の各ガイド筒部への前記杭の挿通を許容する位置に前記基礎フレームを載置して固定する載置固定工程と、前記載置固定工程の後、前記各穴内の前記ベース部材の各ガイド筒部に前記杭を挿通し、前記基礎フレームの水平レベルを調整しながら、当該杭の下端部を地中に打ち込む第１打ち込み工程と、前記第１打ち込み工程の後、下端部が地中に打ち込まれた前記杭をさらに地中に深く打ち込む第２打ち込み工程と、前記第２打ち込み工程の後、前記各穴に土を埋め戻す埋め戻し工程と、を含む建物用基礎の施工方法である。

本発明によれば、地面に掘削した複数の穴内にベース部材を設置し、これらのベース部材上に基礎フレームを載置して固定した状態で、各ベース部材の複数のガイド筒部に杭を挿通して地中に打ち込んだ後、各穴に土を埋め戻すことによって建物用基礎を施工することができる。これにより、従来の布基礎のようにコンクリート基礎体を形成する必要がないので、コンクリートの養生期間が不要となる。また、前記穴はベース部材が収まる程度の大きさであればよいので、重機を用いることなく人力で前記穴の掘削と埋め戻しをすることができる。さらに、杭を地中に打ち込んでベース部材を地面に固定した後に基礎フレームをベース部材上に固定する場合、杭の打ち込み途中にベース部材の位置がずれて基礎フレームをベース部材上に固定できなくなるおそれがあるが、本発明ではベース部材上に基礎フレームを固定した状態で杭を地中に打ち込むため、基礎フレームをベース部材上に確実に固定することができる。以上より、建物用基礎の施工が容易となり、工期の短縮化を図ることができる。

前記建物用基礎は、前記基礎フレームの側面に沿って固定される追加フレームをさらに備え、前記第２打ち込み工程よりも後に、前記基礎フレームの側面に前記追加フレームを固定する追加固定工程をさらに含むのが好ましい。
基礎フレーム上に設置される建物の柱等が大きくなると、その柱等を基礎フレーム上に設置することができなくなるおそれがある。このような場合、前記追加固定工程により基礎フレームの側面に沿って追加フレームを固定することで、建物の柱等を設置するための設置面積を拡大することができる。従って、建物の柱等の大きさに応じてその設置面積を容易に調整することができる。

本発明の建物用基礎の施工方法によれば、施工が容易で工期の短縮化を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る施工方法を用いて施工された建物用基礎を示す断面図である。 ベース部材を斜め上方から見下ろした斜視図である。 ベース部材の側面図である。 ベース部材の平面図である。 図１の建物用基礎の平面図である。 ベース部材に対する基礎フレームの固定構造を示す図５のＡ－Ａ矢視拡大図である。 図６の平面図である。 建物用基礎の施工方法における掘削工程を示す説明図である。 建物用基礎の施工方法における設置工程を示す説明図である。 建物用基礎の施工方法における載置固定工程を示す説明図である。 建物用基礎の施工方法における第１打ち込み工程を示す説明図である。 建物用基礎の施工方法における第２打ち込み工程を示す説明図である。 建物用基礎の施工方法における埋め戻し工程を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る施工方法を用いて施工された建物用基礎の一部拡大側面図である。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
＜建物用基礎の全体構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る施工方法を用いて施工された建物用基礎１を示す断面図である。建物用基礎１は、例えば、ガラスの温室、植物工場、簡易倉庫、簡易事務所などの建物の基礎として用いられるものである。本実施形態の建物用基礎１は、ベース部材１０及び複数の杭２０を一組として地中に埋設される複数組の基礎体２と、地上において前記複数組の基礎体２のベース部材１０上に載置されて固定される基礎フレーム３とを備える。基礎体２（ベース部材１０と杭２０）及び基礎フレーム３は、例えば金属製の部材からなる。

＜ベース部材＞
図２～図４は、基礎体２のベース部材１０を示しており、図２はベース部材１０を斜め上方から見下ろした斜視図、図３はベース部材１０の側面図、図４はベース部材１０の平面図である。図２～図４において、ベース部材１０は、中心軸部１１と、複数（図例では４つ）のガイド筒部１２Ａ～１２Ｄと、取付板１３とを有している。なお、以下において、ガイド筒部１２Ａ～１２Ｄの共通事項を説明する場合は、ガイド筒部１２と総称する。

ベース部材１０の中心軸部１１は、例えば円筒部材からなり、その軸心Ｃはベース部材１０の中心線と一致する。中心軸部１１の上端部には、内部空間１１ａに連通する切欠溝１１ｂが周方向の複数箇所（図例では２箇所）に形成されている。切欠溝１１ｂは、ボルト１６（図６参照）、及び当該ボルト１６を締め付けるための工具（スパナやレンチ等）を内部空間１１ａに差し入れることができる程度の大きさに形成されている。

ベース部材１０のガイド筒部１２は、例えば円筒部材からなり、その内部に杭２０が挿通されるものである（図１参照）。本実施形態のガイド筒部１２Ａ～１２Ｄは、中心軸部１１の外周面において、その周方向に沿って等間隔（図例では９０°間隔）に配置され、かつ軸心ａ１～ａ４が中心軸部１１の軸心Ｃに対して傾斜した状態で一体に固定されている。なお、ガイド筒部１２の個数は、２つ又は４つ以上であってもよい。

これにより、杭２０は、その軸線がベース部材１０の中心線Ｃに対して傾斜した状態でガイド筒部１２に挿通されて案内されながら地中に打ち込まれる。このため、４つのガイド筒部１２Ａ～１２Ｄそれぞれに異なる方向の支持力が生じ、ベース部材１０を用いた基礎体２の支持力が向上する。また、４つのガイド筒部１２Ａ～１２Ｄは、中心軸部１１の外周面の周方向に沿って等間隔に配置されているため、ベース部材１０は、各ガイド筒部１２に挿通された４本の杭２０によってバランスよく保持される（図１参照）。その結果、ベース部材１０及び４本の杭２０を含む基礎体２を建物用基礎１の一部として用いた場合の強度のバランスを保つことができる。

ベース部材１０の取付板１３は、その上面に基礎フレーム３を載置して固定するためのものである。本実施形態の取付板１３は、例えば、中心軸部１１の外径よりも大きい直径を有する円板部材からなり、取付板１３の中心を中心軸部１１の軸線Ｃに一致させた状態で、中心軸部１１の上端面に固定されている。取付板１３の上面１４は、基礎フレーム３が載置される載置面とされている（図６参照）。

取付板１３の中央部には、その板厚方向（上下方向）に貫通して中心軸部１１の内部空間１１ａに連通する貫通孔１５が形成されている。貫通孔１５は、取付板１３の上面１４に載置された基礎フレーム３を固定するボルト１６の軸部が挿通される大きさに形成されている。

＜基礎フレーム＞
図５は、図１の建物用基礎１の平面図である。図１及び図５に示すように、本実施形態では、８組の基礎体２のベース部材１０を互いに所定間隔をあけて地中に埋設し、これらのベース部材１０上に基礎フレーム３が載置されて固定されている。基礎フレーム３の上面には、図示しない建物の柱や金具等が設置される。

図５において、本実施形態の基礎フレーム３は、互いに所定間隔をあけて平行に配置された２本の長尺フレーム３１Ａ，３１Ｂと、これらの長尺フレーム３１Ａ，３１Ｂ間においてその長手方向に等間隔をあけて配置された４本の短尺フレーム３２Ａ～３２Ｄとによって構成されている。

短尺フレーム３２Ａの長手方向の両端部は、各長尺フレーム３１Ａ，３１Ｂの長手方向の一端部に連結されており、短尺フレーム３２Ｄの長手方向の両端部は、各長尺フレーム３１Ａ，３１Ｂの長手方向の他端部に連結されている。残りの短尺フレーム３２Ｂ，３２Ｃの長手方向の両端部は、各長尺フレーム３１Ａ，３１Ｂの長手方向の途中部にそれぞれ連結されている。これにより、本実施形態の基礎フレーム３は、矩形の格子枠状に形成されている。

なお、以下において、長尺フレーム３１Ａ，３１Ｂの共通事項を説明する場合は、長尺フレーム３１と総称する。同様に、短尺フレーム３２Ａ～３２Ｄの共通事項を説明する場合は、短尺フレーム３２と総称する。

図６は、ベース部材１０に対する基礎フレーム３の固定構造を示す図５のＡ－Ａ矢視拡大図である。また、図７は、図６の平面図である。なお、図６及び図７では、杭２０の図示を省略している。
図６及び図７において、長尺フレーム３１は、例えば、内側（図６では右側）が開口する溝形のチャンネル材からなり、縦板部３１１、上側横板部３１２、及び下側横板部３１３を有している。

長尺フレーム３１の下側横板部３１３は、ベース部材１０の取付板１３の上面１４において、各ガイド筒部１２への杭２０の挿通を許容する位置に載置されている（図５参照）。具体的には、下側横板部３２３は、平面視（図７参照）において、隣接するガイド筒部１２の上側の開口１２１同士の間を通過するように配置されている。

下側横板部３１３には、取付板１３の貫通孔１５に挿通されたボルト１６の軸部を板厚方向に貫通させるためのボルト孔３１４が形成されている。このボルト孔３１４を貫通した前記ボルト１６の軸部にはナット１７が締結されている。これにより、長尺フレーム３１（下側横板部３１３）は、ベース部材１０の取付板１３上に載置された状態で固定され、上側横板部３１２の上面は、建物の柱等が設置される設置面とされている。

長尺フレーム３１には、短尺フレーム３２を連結するための連結板３３が固定されている。連結板３３の一部３３ａは、長尺フレーム３１内に配置され、上側横板部３１２の下面、下側横板部３１３の上面、及び縦板部３１１の内面にそれぞれ固定されている。連結板３３の他部３３ｂは、長尺フレーム３１よりも内側に突出している。

短尺フレーム３２は、例えば長尺フレーム３１と同様に、内側（図７では上側）が開口する溝形のチャンネル材からなり、縦板部３２１、上側横板部３２２、及び下側横板部３２３を有している。短尺フレーム３２の下側横板部３２３の長手方向の端部は、ベース部材１０の取付板１３の上面１４において、長尺フレーム３１に近接させるとともに、各ガイド筒部１２への杭２０の挿通を許容する位置に載置されている（図５参照）。具体的には、下側横板部３２３の長手方向の端部は、平面視（図７参照）において、隣接するガイド筒部１２の上側の開口１２１同士の間を通過するように配置されている。

短尺フレーム３２の長手方向の端部には、連結板３３の他部３３ｂが挿入されており、当該他部３３ｂは、短尺フレーム３２の縦板部３２１の内面に当接した状態で、複数（図例では４個）のボルト３４及びナット３５により縦板部３２１に固定されている。これにより、短尺フレーム３２は、連結板３３を介して長尺フレーム３１に連結されている。
以上により、基礎フレーム３は、ベース部材１０の取付板１３上に載置された状態で固定されている。

＜建物用基礎の施工方法＞
図８～図１３は、本実施形態における建物用基礎１の施工方法の一例を示す説明図である。以下、この施工方法について、図８～図１３を参照しながら説明する。
まず、図８に示すように、施工者は、建物の設置場所に、８組の基礎体２のベース部材１０をそれぞれ設置するための穴を掘削する（掘削工程）。このとき、各穴は、ベース部材１０が収まる程度の大きさであればよい。かかるベース部材１０は、人力で設置可能な程度の大きさのものであるので、従来の布基礎工法と比べて小さい穴を掘削すればよい。従って、施工者は、ショベルカー等の重機を用いることなく、人力で穴を掘削することができる。

次に、図９に示すように、施工者は、前記各穴内に、８組の基礎体２のベース部材１０をそれぞれ設置する（設置工程）。これらのベース部材１０は小型でかつ軽量であるため、施工者は、ベース部材１０の前記設置場所への搬入などを人力で行うことができる。

次に、図１０に示すように、施工者は、基礎フレーム３を前記設置場所に搬入し、各穴内に設置されたベース部材１０上に基礎フレーム３を載置する。その際、基礎フレーム３は、２本の長尺フレーム３１及び４本の短尺フレーム３２で構成されているため、これらのフレーム３１，３２に分解して前記設置場所まで搬入することができる。従って、施工者は、基礎フレーム３の前記設置場所への搬入などを人力で行うことができる。

また、施工者は、各穴内に設置されたベース部材１０上に基礎フレーム３を載置するときには、ベース部材１０の各ガイド筒部１２への杭２０の挿通を許容する位置に各長尺フレーム３１及び各短尺フレーム３２を載置する（図５参照）。そして、施工者は、各長尺フレーム３１の長手方向の両端部及び２箇所の途中部をボルト１６及びナット１７（図６参照）により対応するベース部材１０に固定するとともに、各短尺フレーム３２の両端部をボルト３４及びナット３５（図６参照）により２本の長尺フレーム３１に連結する（載置固定工程）。

次に、図１１に示すように、施工者は、各穴内のベース部材１０の各ガイド筒部１２（図７参照）に杭２０を挿通し、これらの杭２０の下端部を地中に打ち込む（第１打ち込み工程）。このとき、施工者は、基礎フレーム３の上面の水平レベルを調整しながら、杭２０の下端部を地中に打ち込む。なお、杭２０の打ち込みは、ハンディータイプの電動ハンマーなどの電動工具を用いて杭２０の上端部を打撃することで行うことができる。

次に、図１２に示すように、施工者は、下端部が地中に打ち込まれた杭２０をさらに地中に深く打ち込む（第２打ち込み工程）。ベース部材１０の４つのガイド筒部１２は、それぞれ、中心軸部１１の外周面に、軸心Ｃに対して傾斜し、かつ周方向に等間隔に配置されているので（図２参照）、４つのガイド筒部１２にそれぞれ挿通されている杭２０をさらに深く打ち込むことによって、ベース部材１０が水平方向及び上下方向に移動しないように当該ベース部材１０を地面に対して強固に固定することができる。これにより、基礎フレーム３上に建物を立設するのに十分な支持力を確保することができる。

次に、図１３に示すように、施工者は、各穴に土を埋め戻して転圧する（埋め戻し工程）。このとき、上記のように従来の布基礎工法と比べて穴が小さいため、埋め戻し土量も少なくてすむ。したがって、施工者は、ショベルカー等の重機を用いることなく、人力で土を埋め戻すことができる。

＜作用効果＞
以上のように、本実施形態における建物用基礎１の施工方法によれば、地面に掘削した複数の穴内にベース部材１０を設置し、これらのベース部材１０上に基礎フレーム３を載置して固定した状態で、各ベース部材１０の複数のガイド筒部１２に杭２０を挿通して地中に打ち込んだ後、各穴に土を埋め戻すことによって建物用基礎１を施工することができる。これにより、従来の布基礎のようにコンクリート基礎体を形成する必要がないので、コンクリートの養生期間が不要となる。また、前記穴はベース部材１０が収まる程度の大きさであればよいので、重機を用いることなく人力で前記穴の掘削と埋め戻しをすることができる。さらに、杭２０を地中に打ち込んでベース部材１０を地面に固定した後に基礎フレーム３をベース部材１０上に固定する場合、杭２０の打ち込み途中にベース部材１０の位置がずれて基礎フレーム３をベース部材１０上に固定できなくなるおそれがあるが、本実施形態ではベース部材１０上に基礎フレーム３を固定した状態で杭２０を地中に打ち込むため、基礎フレーム３をベース部材１０上に確実に固定することができる。以上より、建物用基礎１の施工が容易となり、工期の短縮化を図ることができる。

［第２実施形態］
図１４は、本発明の第２実施形態に係る施工方法を用いて施工された建物用基礎１の一部拡大側面図である。本実施形態の建物用基礎１は、基礎フレーム３の長尺フレーム３１における縦板部３１１の外側面に沿って固定される追加フレーム４をさらに備えている。この追加フレーム４は、長尺フレーム３１と同じ部材、すなわち金属製の溝形のチャンネル材からなり、縦板部４１、上側横板部４２、及び下側横板部４３を有している。

追加フレーム４の下側横板部４３は、ベース部材１０の取付板１３の上面１４において、長尺フレーム３１の外側（図１４では左側）に載置されている。追加フレーム４の縦板部４１は、長尺フレーム３１の縦板部３１１の外側面に当接した状態で、複数のボルト４４及びナット４５により、縦板部３１１に固定されている。これにより、追加フレーム４は、基礎フレーム３の側面に沿って固定されている。なお、基礎フレーム３に対する追加フレーム４の固定位置は、ガイド筒部１２への杭２０の挿通を阻害する位置となる。

以上のように追加フレーム４が基礎フレーム３の側面に沿って固定された状態で、追加フレーム４の上側横板部４２の上面は、長尺フレーム３１の上側横板部３１２の上面と面一に配置される。これにより、上側横板部４２の上面は、上側横板部３１２の上面と共に建物の柱等が設置される設置面として構成される。

第２実施形態の建物用基礎１を施工する場合には、第１実施形態と同様に、掘削工程から第２打ち込み工程（又は埋め戻し工程）までを行って図６に示す状態とした後、図１４に示すように、追加フレーム４をボルト４４及びナット４５により基礎フレーム３（長尺フレーム３１）の外側面に沿って固定する（追加固定工程）。

以上、第２実施形態における建物用基礎１の施工方法では、第１実施形態と同様の作用効果を奏するとともに、以下の作用効果を奏する。基礎フレーム３上に設置される建物の柱等が大きくなると、その柱等を基礎フレーム３上に設置することができなくなるおそれがある。しかし、第２実施形態における建物用基礎１の施工方法によれば、前記追加固定工程により基礎フレーム３の側面に沿って追加フレーム４を固定することで、建物の柱等を設置するための設置面の設置面積を拡大することができる。従って、建物の柱等の大きさに応じてその設置面積を容易に調整することができる。

また、基礎フレーム３に対する追加フレーム４の固定位置は、ガイド筒部１２への杭２０の挿通を阻害する位置となるが、追加フレーム４を基礎フレーム３に固定する前に杭２０の第１及び第２打ち込み工程を行うので、追加フレーム４によってガイド筒部１２への杭２０の挿通が阻害されることはない。

［その他］
上記各実施形態では、ベース部材１０上に長尺フレーム３１を固定し、長尺フレーム３１に短尺フレーム３２を連結しているが、ベース部材１０上に短尺フレーム３２を固定し、短尺フレーム３２に長尺フレーム３１を連結してもよい。また、ベース部材１０上に長尺フレーム３１と短尺フレーム３２の両方を固定してもよい。

上記第２実施形態では、追加フレーム４を、長尺フレーム３１の外側面に沿って固定しているが、長尺フレーム３１の内側面に沿って固定してもよい。また、短尺フレーム３２の上面が建物の柱等を設置する設置面である場合には、追加フレーム４を短尺フレーム３２の側面に沿って固定してもよい。

今回開示した実施形態は例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の構成と均等の範囲内での全ての変更が含まれる。

１ 建物用基礎
２ 基礎体
３ 基礎フレーム
４ 追加フレーム
１０ ベース部材
１２ ガイド筒部
２０ 杭

Claims (1)

1. 複数のガイド筒部を有するベース部材、及び前記各ガイド筒部に挿通される複数の杭を一組とする複数組の基礎体と、前記複数組の基礎体の前記ベース部材上に載置されて固定される基礎フレームと、前記基礎フレームの側面に沿って固定される追加フレームと、を備える建物用基礎の施工方法であって、
   地面に前記ベース部材が収まる程度の穴を複数掘削する掘削工程と、
   前記各穴内に、各組の前記基礎体のベース部材を設置する設置工程と、
   前記各穴内に設置された前記ベース部材上において、当該ベース部材の各ガイド筒部への前記杭の挿通を許容する位置に前記基礎フレームを載置して固定する載置固定工程と、
   前記載置固定工程の後、前記各穴内の前記ベース部材の各ガイド筒部に前記杭を挿通し、前記基礎フレームの水平レベルを調整しながら、当該杭の下端部を地中に打ち込む第１打ち込み工程と、
   前記第１打ち込み工程の後、下端部が地中に打ち込まれた前記杭をさらに地中に深く打ち込む第２打ち込み工程と、
   前記第２打ち込み工程の後、前記各穴に土を埋め戻す埋め戻し工程と、
   前記第２打ち込み工程よりも後に、前記基礎フレームの側面に前記追加フレームを固定する追加固定工程と、
   を含む建物用基礎の施工方法。

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