JP7107778B2 - 建物の基礎構造 - Google Patents

Description

本発明は、べた基礎などのコンクリートで構築される建物の基礎構造に関するものである。

特許文献１，２には、鉄筋コンクリートによってスラブ状に構築された基礎スラブの周縁に、間隔を置いてプレキャストコンクリート製のブロックを配置することで形成された建物の基礎構造が開示されている。この基礎構造においては、基礎スラブ周縁に配置されたブロック間に断熱材が配置される。

一方、特許文献３には、布基礎の側面に取り付けられた断熱材の外側面側を、防蟻シートによって覆った建築物の断熱基礎構造が開示されている。ここで、基礎スラブ周縁に配置されたブロック間に断熱材を配置する場合は、断熱材を覆う保護層も断熱材が配置された箇所にのみ配置するのが経済的である。

特開２０１８－３５５３０号公報 特開２０１８－３５５３１号公報 特開平１１－３５０５０２号公報

しかしながら、部分的に保護層を設ける場合、その両側のコンクリート部分に隙間なく付着させることが求められる。
そこで、本発明は、束部間の開口を埋めるように配置された断熱材の外側面側に保護板が配置される場合に、束部及び底板部と保護板との間で高い密着性能を得ることが可能な建物の基礎構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の建物の基礎構造は、コンクリートで構築される建物の基礎構造であって、スラブ状に形成された底板部と、前記底板部の上面の周縁に沿って間隔を置いて配置された複数の束部と、前記束部間の開口を埋めるように配置される板状の断熱材と、前記断熱材の外側面側に配置される保護板とを備え、前記保護板は、両側縁がそれぞれ前記束部の側縁部を覆うとともに、下縁が前記底板部の上縁部を覆うことを特徴とする。

ここで、前記束部の外側面と前記保護板の外側面とが、面一に形成される構成とすることができる。また、前記保護板は、防蟻断熱材であることが好ましい。

さらに、前記保護板と、それに対向される前記束部の前記側縁部及び前記底板部の前記上縁部とが、嵌合構造によって接合されている構成とすることができる。この前記嵌合構造は、前記保護板に設けられる断面視略Ｖ字形の溝部と、前記束部側に設けられる断面視略Ｖ字形の凸部とによって形成することができる。

また、前記底板部の側面並びに前記束部及び前記保護板の外側面に、連続した被覆層が設けられる構成とすることができる。さらに、前記束部の内部側に基礎断熱材が配置される構成とすることができる。

このように構成された本発明の建物の基礎構造は、スラブ状に形成された底板部の上面の周縁に沿って間隔を置いて配置された複数の束部間に、その開口を埋めるように板状の断熱材が配置される。そして、断熱材の外側面側に配置される保護板は、両側縁がそれぞれ束部の側縁部を覆うとともに、下縁が底板部の上縁部を覆うように形成される。
このため、束部及び底板部と保護板との間で高い密着性能を得ることができる。

また、束部の外側面と保護板の外側面とが面一に形成されていれば、これらに跨る外装材などが設けやすくなる。さらに、保護板が地中に埋設されるような場合に防蟻断熱材であれば、白蟻などの基礎構造内への侵入を効果的に防ぐことができる。

そして、保護板とそれに対向される束部の側縁部及び底板部の上縁部とが嵌合構造によって接合されていれば、地震の揺れなどによって水平力が作用しても離れにくくすることができる。このような嵌合構造は、保護板に設けられる断面視略Ｖ字形の溝部と、束部側に設けられる断面視略Ｖ字形の凸部との組み合わせにすることが好ましい。

さらに、底板部の側面並びに束部及び保護板の外側面に連続した被覆層が設けられるのであれば、連続性と一体感のある外装の意匠を創出することが容易にできる。また、束部の内部側に基礎断熱材を配置することで、より断熱性能の高い基礎構造とすることができる。

本実施の形態の建物の基礎構造の構成を拡大して説明する斜視図である。 建物の基礎構造の全体構成を説明する斜視図である。 図１のＡ－Ａ矢視方向で見た平面図である。 図１のＢ－Ｂ矢視方向で見た断面図である。 保護板の嵌合構造の密着性能を確認する試験について説明する図で、（ａ）は試験概念の説明図、（ｂ）は嵌合構造周辺の構成を示した図、（ｃ）は外力を作用させた後に第１剥離が始まった状態を示した図、（ｄ）は保護板に亀裂が発生した状態を示した図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の建物の基礎構造１０の構成を拡大して説明する斜視図であり、図２は、基礎構造１０の全体構成を示している。

本実施の形態の基礎構造１０は、コンクリートで構築される建物のべた基礎である。すなわち基礎構造１０は、図２に示すように、建物の基礎施工領域となる例えば平面視長方形領域に、鉄筋コンクリートによってスラブ状に構築された底板部としての基礎スラブ１と、その基礎スラブ１の周縁に間隔を置いて配置された複数の束部（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）と、束部間の開口を埋めるように配置される板状の断熱材３と、断熱材３の外側面側に配置される保護板５とによって、主に構成される。

基礎スラブ１は、図示は省略するが、水平方向に向けて格子状に配筋された複数の鉄筋によって構成される配筋部と、現地で打設されるコンクリートとによって主に構成される。

基礎スラブ１の下方には、図１に示すように、栗石や捨てコンクリートなどによって捨石層１３が形成される。また、板状の基礎スラブ１の下部は、後工程において地面Ｇの下に埋め戻され（図４参照）、上部は地面Ｇから突出される。すなわち基礎スラブ１の側面１２の上部及び上面１１は、地面Ｇから突出されて露出された状態になる。

そして、図２に示すように、基礎スラブ１の周縁に沿って、複数の束部（２Ａ－２Ｃ）が間隔を置いて配置される。ここで、基礎スラブ１の隅角部に配置される束部をコーナー束部２Ａとし、コーナー束部２Ａ，２Ａ間に配置される束部を中間束部２Ｂ又はＴ型束部２Ｃとする。

束部（２Ａ－２Ｃ）は、基礎スラブ１と一体になるように鉄筋コンクリートで構築される。基礎スラブ１と束部（２Ａ－２Ｃ）を一度のコンクリート打設で構築することもできるし、別々にコンクリートを二度打ちして構築することもできる。ここで、コーナー束部２Ａは平面視略Ｌ字形に成形され、中間束部２Ｂは平面視略長方形に成形され、Ｔ型束部２Ｃは平面視略Ｔ字形に成形される。

さらに、基礎スラブ１の内部にも、必要に応じてＩ型束部２４や中央束部２５が鉄筋コンクリートによって設けられる。対峙するＴ型束部２Ｃ，２Ｃ同士の交点には、平面視略長方形の中央束部２５が配置され、中間束部２Ｂと中央束部２５との間には、平面視略Ｉ字形のＩ型束部２４が配置される。

ここで、図２を参照しながら、コーナー束部２Ａを例にして束部の構成についてさらに説明する。コーナー束部２Ａには、基礎スラブ１の上面１１から壁状に立ち上げられる外側面２１が形成される。この外側面２１は、基礎スラブ１の側面１２とほぼ連続する鉛直面を形成する。

コーナー束部２Ａの上面には、アンカーボルト２３を介して建物本体Ｕ（図４参照）を連結させるための補強プレート２２が配置される。また、束部間の開口を埋めるように板状の断熱材３が配置される。すなわち、コーナー束部２Ａと中間束部２Ｂとの間、中間束部２Ｂ，２Ｂ間、中間束部２ＢとＴ型束部２Ｃとの間の長方形の開口を塞ぐように長方形板状の断熱材３が配置される。

このような断熱材３は、１枚の断熱板によって形成することができるが、複数枚の断熱板を重ねて形成することもできる。この断熱板には、押出法ポリスチレンフォームなどの発泡プラスチック系断熱材が使用できる。

この断熱材３の側縁と隣接するコーナー束部２Ａの側縁部には、断熱材３の外側面３ａとほぼ面一となる深さまで外側面２１から窪んだ切欠部２６が設けられる。さらに、この切欠部２６の下端には、基礎スラブ１の上縁部の切欠部１４が接続され、水平方向に延伸された切欠部１４の端部には、中間束部２Ｂの側縁部の切欠部２６が接続される。要するに、断熱材３の両側縁及び下縁を囲むように、正面視略Ｕ字形の切欠部２６，１４，２６が設けられる。

図１に示すように、これらの切欠部２６，１４には、保護板５の側縁５１と下縁５２がそれぞれ収容される。すなわち、保護板５は、断熱材３の外側面３ａより一回り大きな長方形の板状に形成されていて、断熱材３の外側面３ａを覆ったうえで張り出された両側の側縁５１と下縁５２とが切欠部２６，１４に収容される。

このような保護板５には、防蟻断熱材、押出法ポリスチレンフォームなどの発泡プラスチック系断熱材が使用できる。例えば、ポリカーボネート樹脂を高倍率に発泡させることで硬質にして、防蟻性能を高めることができる。このような防蟻断熱材は、ポリスチレンフォームに比べて高い耐熱性能を備えるとともに、セメント系材料との接着性能も高い。また、複数ひび割れ型繊維補強セメント板（HPFRCC:High Performance Fiber Reinforced Cement Composites）などを保護板５にすることもできる。基礎スラブ１の下部などが地面Ｇの下に埋め戻されるような場合には、防蟻断熱材など防蟻性能を有する防護板５を使用することが好ましい。

さらに、図３に示すように、保護板５の側縁５１と、それに対向されるコーナー束部２Ａの側縁部となる切欠部２６とは、嵌合構造によって接合される。この嵌合構造は、保護板５に設けられる断面視略Ｖ字形の溝部５１１と、コーナー束部２Ａ側に設けられる断面視略Ｖ字形の凸部２７とによって形成される。すなわち、保護板５の溝部５１１に嵌り込んだ凸部２７との嵌合により、保護板５の延伸方向（水平方向）の力に対して対抗させることができる。

この保護板５によるＶ字形の凹凸嵌合の形状については、これに限定されるものではない。例えば、断面視略Ｕ字形、断面視略長方形などのトリマーなどで容易に加工できる形状であれば、いずれの形状の溝部にすることもできる。

この保護板の側縁に設ける凹凸嵌合の溝形状の選定においては、１）付着強度、２）コンクリート打設時のジャンカ率、３）加工性、４）溝という欠損を設けたことによる強度低下、などが考慮される。

そこで、１）付着強度について検討すると、強度が高い方から、長方形溝＞Ｕ字形溝＞Ｖ字形溝となる。一方、２）ジャンカ率については、小さいほど良く、良好な順に、長方形溝＜Ｕ字形溝＜Ｖ字形溝となる。また、３）加工性については、作業効率の高い順で、Ｖ字形溝＞Ｕ字形溝＞長方形溝となる。さらに、４）欠損による強度低下については、少ないほど良く、強度低下が少ない順に、Ｖ字形溝＜長方形溝＜Ｕ字形溝となる。

ここで、４）の欠損による強度低下については、保護板の厚みを付着力以上になるように設計することで回避できるため、重要な選定ポイントにはならない。そして、加工コストあたりの付着強度及び施工不良によるジャンカ率を考慮した場合に、Ｖ字形の溝部５１１が最も好ましくなるため、以下ではＶ字形溝を例に説明する。

また、図４に示すように、保護板５の下縁５２と、それに対向される基礎スラブ１の上縁部となる切欠部１４とは、嵌合構造によって接合される。この嵌合構造は、保護板５に設けられる断面視略Ｖ字形の溝部５２１と、基礎スラブ１側に設けられる断面視略Ｖ字形の凸部１５とによって形成される。すなわち、保護板５の溝部５２１に嵌り込んだ凸部１５との嵌合により、保護板５の上下方向（鉛直方向）の力に対して対抗させることができる。

一方、保護板５の外側面５ａ側は被覆層６によって覆われる。この被覆層６は、建物本体Ｕの外壁Ｕ１の外側面とほぼ面一となる。また、保護板５の上縁は、建物本体Ｕの下縁から張り出された水切材Ｕ２によって覆われる。

さらに、コーナー束部２Ａの内部側の側面には、図１及び図３に示すように、基礎断熱材４が配置される。基礎断熱材４は、コーナー束部２Ａの内側面に沿って配置される長方形板状の鉛直部４１と、基礎スラブ１の上面１１に載置される長方形板状の水平部４２とによって、側面視略Ｌ字形に形成される。基礎断熱材４には、例えば微細な気泡構造の発泡プラスチック系断熱材が使用できる。

また、図示しないが、束部（２Ａ－２Ｃ）と断熱材３との間に防水材を介在させることができる。例えば、コーナー束部２Ａと中間束部２Ｂとの間などの束部間には、対向する束部の端面と基礎スラブ１の上面１１とに連続して、水膨張シーリング材などが防水材として配置される。

水膨張シーリング材は、水分と接触すると水を吸収し、体積を膨張させるシール材である。自己給水の膨張機能により、優れた止水性を発揮することができる。例えば水膨張シーリング材によって、束部（２Ａ－２Ｃ）の幅方向のほぼ中央に、束部間で連続する防水ラインを形成することができる。

また、面一に形成された基礎構造１０の外側面には、図１に示すように、外装として連続した被覆層６を設けることができる。例えば、高弾性樹脂モルタルなどを塗布した下地層の表面に、塗装を仕上層として塗布することで被覆層６を形成することができる。

次に、本実施の形態の建物の基礎構造１０の構築方法について説明する。
まず、基礎施工領域となる地面Ｇを掘削し、栗石（砕石）が敷き均された後に、捨てコンクリートを打設することで捨石層１３を設ける。そして、捨石層１３の上に基礎スラブ１用の鉄筋を配筋する。

また、基礎スラブ１用の鉄筋の上には、束部（２Ａ－２Ｃ）並びにＩ型束部２４及び中央束部２５の配筋も行う。さらに、束部（２Ａ－２Ｃ）間の開口の形状に合わせて成形された断熱材３を配置する。

続いて、断熱材３の外側面３ａに保護板５を貼り付け、側縁５１，５１及び下縁５２が断熱材３から突出された状態にする。この保護板５の側縁５１及び下縁５２の内側面側には、溝部５１１，５２１が形成されている。

そして、保護板５の外側面５ａを覆う位置や束部（２Ａ－２Ｃ）の外側面２１となる位置などに型枠を組み立て、現場打ちのコンクリートを打設する。ここで、コンクリートは、１度に打設することができるが、基礎スラブ１用とそれ以外の２度に分けて打設することもできる。

基礎スラブ１や束部（２Ａ－２Ｃ）にコンクリートが打設されると、溝部５１１，５２１に流れ込んだコンクリートが硬化して凸部２７，１５となる。また、保護板５の側縁５１及び下縁５２が張り出されてコンクリートが充填されなかった箇所が、切欠部２６，１４となる。

コンクリートの養生後に、型枠を撤去し、束部（２Ａ－２Ｃ）や基礎スラブ１などの表面に付着しているコンクリートノロなどの汚れや異物を除去する。
そして、束部（２Ａ－２Ｃ）の内部側には、束部（２Ａ－２Ｃ）に対向させる面の縁部を囲繞するように接着剤が塗布された基礎断熱材４の鉛直部４１を貼り付ける。さらに、鉛直部４１に隣接して、基礎スラブ１の上面１１に貼り付ける水平部４２を設置する。また、断熱材３、保護板５及び束部（２Ａ－２Ｃ）の上面は、必要に応じて防水シートで覆うことができる。

そして、図１に示すように、束部（２Ａ－２Ｃ）の外側面２１と基礎スラブ１の側面１２と保護板５の外側面５ａとに、連続して高弾性樹脂モルタルを塗布して下地層を設け、その上から仕上層となる塗装をして被覆層６を完成させる。なお、被覆層６は、一度塗りで完成させることもできる。

次に、本実施の形態の建物の基礎構造１０の作用について説明する。
このように構成された本実施の形態の建物の基礎構造１０は、スラブ状に形成された基礎スラブ１の上面１１の周縁に沿って間隔を置いて配置された複数の束部（２Ａ－２Ｃ）間に、開口を埋めるように板状の断熱材３が配置される。

そして、断熱材３の外側面３ａ側に配置される保護板５は、両側縁５１，５１がそれぞれ束部（２Ａ－２Ｃ）の側縁部となる切欠部２６を覆うとともに、下縁５２が基礎スラブ１の上縁部となる切欠部１４を覆うように形成される。

このように、保護板５と束部（２Ａ－２Ｃ）の側縁部となる切欠部２６との間、及び保護板５と基礎スラブ１の上縁部となる切欠部１４との間で、重なり合う部分が形成されていれば、高い密着性能を得ることができる。

特に、保護板５とそれに対向される束部（２Ａ－２Ｃ）の切欠部２６及び基礎スラブ１の切欠部１４とが嵌合構造によって接合されていれば、地震の揺れなどによって水平力が作用しても離れにくくすることができる。

この嵌合構造による密着性能について、試験によって確認した結果を、図５を参照しながら説明する。図５（ａ）は、試験概念を説明するための図である。試験体Ｍは、断熱材３の両側に束部２，２を模した構成となっている。そして、束部２，２の作用点Ｍ１，Ｍ１間に介在させたジャッキ（不図示）を伸長して、作用点Ｍ１，Ｍ１間が広がるような外力Ｐ，Ｐを水平力として作用させる。

ここで、保護板５と束部２の側縁部との嵌合構造の密着性能を確認する試験では、図５（ｂ）に嵌合構造周辺の構成を拡大して示したように、断熱材３の外側面３ａと束部２の切欠部２６とに跨って、保護板５を取り付ける。

試験を行う嵌合構造は、保護板５に設けられる断面視略Ｖ字形の溝部５１１と、束部２側に設けられる断面視略Ｖ字形の凸部２７との組み合わせによって構成される。ここで、保護板５の厚みを15mmとし、溝部５１１の深さ（凸部２７の突出量）を6mmとする。

図５（ｃ）は、外力Ｐを作用させた後に、断熱材３と束部２との間に第１剥離Ｓ１が始まった状態を示している。この状態では、保護板５の側縁５１において、溝部５１１の最深点から断熱材３側が伸びて伸長部５１２となるが、保護板５と束部２の切欠部２６との付着は保持された状態で、密着性能は低下していない。

さらに、外力Ｐを大きくすると、図５（ｄ）に示したように、第１剥離Ｓ１の間隔が広がって、伸長部５１２の応力が保護板５の引張強度に達すると、溝部５１１の最深点付近に亀裂５１３が発生することになる。

このような亀裂５１３が生じるような大きな外力Ｐが作用すると、保護板５と束部２の切欠部２６との間に第２剥離Ｓ２が発生することになる。しかしながら、溝部５１１の最深点より端部（束部２内部側）では、保護板５と束部２の切欠部２６とは依然として付着した状態である。要するに、大地震の揺れや外部衝撃などによって大きな水平力が外力Ｐとして作用して束部２が変形しても、保護板５はその変形に追従できるので、防水性や防蟻性などの密着性能は保持されると言える。

また、保護板５が防蟻断熱材であれば、白蟻などが保護板５の内部に蟻道を設けることを防ぐことができるので、保護板５の側縁５１や下縁５２などの縁部において密着性能が保持されていれば、基礎構造内への白蟻の侵入を効果的に防ぐことができる。なお、掘り下げ基礎のように保護板が地中に埋設されない場合は、防蟻断熱材を使用しなくてもよい。

また、束部（２Ａ－２Ｃ）の外側面２１と保護板５の外側面５ａとが面一に形成されていれば、これらに跨る外装材などが設けやすくなるので、外装の意匠性を高めることが自由にできる。

また、基礎スラブ１の側面１２側に突出部が発生しないので、外装パネルなどを使用する必要がなく、高い意匠性を保ちつつコスト削減を図ることを、制約の少ない中で自由に行うことができる。

そして、基礎スラブ１の側面１２並びに束部（２Ａ－２Ｃ）の外側面２１及び保護板５の外側面５ａに連続した被覆層６が設けられるのであれば、連続性と一体感のある外装の意匠を創出することが容易にできる。また、束部（２Ａ－２Ｃ）の内部側に基礎断熱材４を配置することで、より断熱性能の高い基礎構造とすることができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、現場打ちコンクリートによって構築する束部（２Ａ－２Ｃ）を例に説明したが、これに限定されるものではなく、基礎スラブ１の周縁に沿って間隔を置いてプレキャスト製の束部を設置する構成であってもよい。

また、前記実施の形態では、保護板５をＶ字形の凹凸嵌合によって束部（２Ａ－２Ｃ）などに接合させる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば保護板の縁部に穴を穿孔しておいて、その穴にコンクリートを充填することで凹凸嵌合を形成することができる。さらには、保護板の縁部に、束部（２Ａ－２Ｃ）などのコンクリート充填側に突出するビスなどを突き刺しておくことで、保護板を束部などに接合させることができる。

１０ ：建物の基礎構造
１ ：基礎スラブ（底板部）
１１ ：上面
１２ ：側面
１４ ：切欠部（上縁部）
１５ ：凸部
２Ａ ：コーナー束部（束部）
２Ｂ ：中間束部（束部）
２Ｃ ：Ｔ型束部（束部）
２１ ：外側面
２６ ：切欠部（側縁部）
２７ ：凸部
３ ：断熱材
３ａ ：外側面
４ ：基礎断熱材
５ ：保護板
５ａ ：外側面
５１ ：側縁
５１１ ：溝部
５２ ：下縁
５２１ ：溝部
６ ：被覆層

Claims (6)

1. コンクリートで構築される建物の基礎構造であって、
   スラブ状に形成された底板部と、
   前記底板部の上面の周縁に沿って間隔を置いて配置された複数の束部と、
   前記束部間の開口を埋めるように配置される板状の断熱材と、
   前記断熱材の外側面側に配置される保護板とを備え、
   前記保護板は、両側縁がそれぞれ前記束部の側縁部を覆うとともに、下縁が前記底板部の上縁部を覆うものであって、
   前記束部の外側面と前記保護板の外側面とが、面一に形成されることを特徴とする建物の基礎構造。
2. コンクリートで構築される建物の基礎構造であって、
   スラブ状に形成された底板部と、
   前記底板部の上面の周縁に沿って間隔を置いて配置された複数の束部と、
   前記束部間の開口を埋めるように配置される板状の断熱材と、
   前記断熱材の外側面側に配置される保護板とを備え、
   前記保護板は、両側縁がそれぞれ前記束部の側縁部を覆うとともに、下縁が前記底板部の上縁部を覆うものであって、
   前記保護板は、防蟻断熱材であることを特徴とする建物の基礎構造。
3. コンクリートで構築される建物の基礎構造であって、
   スラブ状に形成された底板部と、
   前記底板部の上面の周縁に沿って間隔を置いて配置された複数の束部と、
   前記束部間の開口を埋めるように配置される板状の断熱材と、
   前記断熱材の外側面側に配置される保護板とを備え、
   前記保護板は、両側縁がそれぞれ前記束部の側縁部を覆うとともに、下縁が前記底板部の上縁部を覆うものであって、
   前記保護板と、それに対向される前記束部の前記側縁部及び前記底板部の前記上縁部とが、嵌合構造によって接合されていることを特徴とする建物の基礎構造。
4. 前記嵌合構造は、前記保護板に設けられる断面視略Ｖ字形の溝部と、前記束部側に設けられる断面視略Ｖ字形の凸部とによって形成されることを特徴とする請求項３に記載の建物の基礎構造。
5. コンクリートで構築される建物の基礎構造であって、
   スラブ状に形成された底板部と、
   前記底板部の上面の周縁に沿って間隔を置いて配置された複数の束部と、
   前記束部間の開口を埋めるように配置される板状の断熱材と、
   前記断熱材の外側面側に配置される保護板とを備え、
   前記保護板は、両側縁がそれぞれ前記束部の側縁部を覆うとともに、下縁が前記底板部の上縁部を覆うものであって、
   前記底板部の側面並びに前記束部及び前記保護板の外側面に、連続した被覆層が設けられることを特徴とする建物の基礎構造。
6. 前記束部の内部側に基礎断熱材が配置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の建物の基礎構造。

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