JP7130592B2 - 膨張性地盤上への基礎の施工方法及びその方法で使用される膨張性地盤用緩衝材 - Google Patents

Description

本発明は膨張性を有する地盤上に基礎を構築する際に、基礎完成後の地盤の膨張による基礎底面への影響を抑制する基礎の施工方法、及びその方法に使用される緩衝材に関するものである。

例えば粘土鉱物を含む土のように水を吸収して膨張する性質を有する膨張性地盤上に構造物を構築する必要がある場合、構造物は、水の吸収時に膨張し、排出時に収縮する地盤の影響を受けるため、地盤の膨張と収縮による影響を受けない処理を地盤に施した上で基礎を地盤上に構築する必要がある。

具体的には地中の膨張性地盤を越えた支持層に到達する杭に基礎を支持させる一方、膨張性地盤の表面と基礎底面との間に、膨張性地盤の膨張量を見込んだ空間を確保しながら、基礎を構築する方法がある（特許文献１、２参照）。

いずれの方法でも基礎のコンクリートの打設後、コンクリートの強度発現までの間、基礎を暫定的に膨張性地盤に支持させる目的を持った支持材が基礎底面と膨張性地盤との間に介在させられる。この支持材を基礎底面と膨張性地盤との間に介在させる必要から、いずれの方法でも膨張性地盤の表層部分を基礎底面の全面に亘って掘削し、排出する作業が必要になる。

これに対し、基礎の周辺部分に外部からの水の浸入を阻止する遮水壁を構築する一方、遮水壁に囲まれた基礎底面下の膨張性地盤の表層部分に砕石等からなる緩衝層とセメント等を含む混合土層を形成する方法もある（特許文献３参照）。しかしながら、この方法は特許文献１、２よりも施工が煩雑化し、作業量も増えるため、工期の長期化は避けられない。

特開２００８－１７４９３６号公報（請求項１、段落００１７～００２８、図１～図４） 特開２０１５－７１９０３号公報（請求項１、段落００２１～００４０、図１～図１１） 国際公開第２０１４／１３６５３３号（請求項１、段落００５０～００７３、図１～図３）

特許文献１、２で使用される支持材は基礎のコンクリート（以下、基礎コンクリートとも言う）の強度発現後には基礎を支持する役目から解放されるため、膨張性地盤の膨張時等に圧縮変形し、膨張性地盤表面の上昇時に基礎を押し上げない性質が与えられる（特許文献１の段落００１９、特許文献２の段落００２９）。支持材は圧縮力負担の役目を終えた後には、軸方向圧縮力を受けたときに座屈するか（特許文献１）、水分を吸収して強度が低下する材料が適するとされている（特許文献２）。

特許文献２では支持材（吸水軟化部材）の具体例として段ボール等が挙げられているが（段落００３０）、支持材は基礎コンクリートの強度発現までは基礎の鉛直荷重を圧縮力として負担する役目を持つことから、特許文献１の支持材と同様に筒形状であることが適切とされ（段落００３０）、軸方向を鉛直方向に向けて使用することが想定されている（図１等）。

特許文献１、２のいずれの方法でも筒形状の支持材は軸方向を鉛直方向に向けた状態で膨張性地盤の上面上に設置されるが、複数個の支持材は互いに分離し、独立しているため（特許文献１の段落００２２、図３、特許文献２の段落００２２、図１、図２）、各支持材が負担する軸方向圧縮力の大きさの違いによって軸方向の変形量に差が生じる可能性がある。基礎コンクリートの強度発現前の時点で各支持材の軸方向変形量に差が生ずれば、基礎底面に不陸が発生する可能性がある。

本発明は上記背景より、基礎の暫定支持材として段ボール等の緩衝材を使用した場合に、各支持材の変形量の発生を低減可能な基礎の施工方法及びその方法で使用される緩衝材を提案するものである。

請求項１に記載の膨張性地盤上への基礎の施工方法は、膨張性を有する膨張性地盤上に構造物の基礎を施工する方法であり、
吸水性を有する材料を構成する要素部材を単独で、または複数の前記要部材素を組み合わせ、前記要素部材を厚さ方向に重ねて形成された緩衝材構成材を一体的に組み合わせた緩衝材を前記膨張性地盤上に敷設し、この緩衝材上に前記基礎を構築することを構成要件とする。

本発明の「吸水性を有する材料」は吸水することで時間の経過と共に元の形態（形状）を保持できなくなる素材からなる（素材を含む）材料全般を指し、例えば段ボールのように吸水性に富む、主に紙を主原料とする材料を言う。段ボールは空気中の水分を吸収することで、時間の経過と共に腐食して劣化し、消失する性質を持つが、本発明の吸水性を有する材料は必ずしも完全に腐食、あるいは消失するに至らない材料も含む。吸水して劣化する性質を持てば、紙が主原料である必要はなく、プラスチックを含むこともある他、プラスチックが主原料であることもある。

段ボールの例で言えば、「要素部材」は段ボールの板要素の表面材であるライナー、もしくはライナーに挟まれた間隔保持材である中芯のいずれかを指す。本発明の要素部材はこれらのライナーや中芯に類似する素材を含む。「単独で」とは、いずれか要素部材を厚さ方向に重ねて緩衝材構成材を形成することを言い、「複数の要素部材を組み合わせ」とは、複数の、または複数種類の要素部材を組み合わせながら、それぞれの厚さ方向に重ねて緩衝材構成材を形成することを言う。

緩衝材構成材２（２Ａ）を構成する要素部材４は厚さ方向に重ねられ、ブロック状の緩衝材構成材２を構成する場合（請求項２）と、厚さ方向に重ねられ、１枚の緩衝材を構成し得る程度の厚さを持った板状の緩衝材構成材２Ａを構成する場合（請求項３）がある。緩衝材構成材２がブロック状の場合、１枚の緩衝材１は複数個（複数本）の緩衝材構成材２から成立する。

緩衝材構成材２Ａが板状の場合、１枚の緩衝材１Ａは１枚の緩衝材構成材２Ａから成立する（構成される）場合と複数枚（複数本）の緩衝材構成材２Ａから成立する場合がある。ブロック状の複数個の緩衝材構成材２は厚さ方向の少なくとも片面に配置される面材３に接合されることにより一体性を確保し、板状の緩衝材構成材２Ａは厚さ方向の少なくとも片面に配置される面材３に接合されることにより一定の曲げ剛性、または曲げ強度を確保する。

緩衝材構成材２がブロック状の場合（請求項２）、要素部材４は互いに密着しながら、すなわち圧縮されながら（圧縮力を受けた状態で）重ね合わせられる場合と、要素部材４、４間に空隙を確保しながら、すなわち圧縮されずに（圧縮力を受けない状態で）重ね合わせられる場合がある。緩衝材構成材２Ａが板状の場合（請求項３）も、要素部材４は互いに密着しながら、すなわち圧縮されながら重ね合わせられる場合と、要素部材４、４間に空隙を確保しながら、すなわち圧縮されずに重ね合わせられる場合がある。

いずれの場合も、要素部材４の重なり（密着）状態は緩衝材１（１Ａ）に付与すべき曲げ剛性、曲げ強度等の性能に応じて変えられる。緩衝材構成材２（２Ａ）がブロック状に形成されるか、広がりを持つ板状に形成されるかは、それぞれの上に位置する基礎６の各部の曲げ剛性の大きさに従う。緩衝材１、１Ａの曲げ剛性は板としての緩衝材１、１Ａを面外方向に曲げようとするときの剛性を言う。

緩衝材構成材２がブロック状の場合（請求項２）に、要素部材４の重なり方向が緩衝材構成材２の厚さ方向である場合、要素部材４が複数枚～複数１０枚、重なれば、１個（１本）の緩衝材構成材２の厚さ（高さ）分の厚さになる。このため、複数個（複数本）の緩衝材構成材２が互いに幅方向に隣接しながら配列すれば、見かけ上は１枚の緩衝材１と同等程度の面積を持つ板状の１枚の緩衝材構成材２Ａが形成された状態と同じになる。

ブロック状の緩衝材構成材２は例えば要素部材４、４の重なり方向を幅方向にし（向け）、要素部材４の面内の長さ方向を軸方向にして（向けて）組み合わせられ、一定の幅と長さを持った四角柱状等、多角柱形状に形成される。要素部材４、４の重なり方向は緩衝材構成材２の厚さ方向（高さ方向）であることもある。

要素部材４、４の重なり方向を緩衝材構成材２の幅方向にするか、厚さ方向にするか、は目標とする設計に応じて調整され、複数個（複数本）の緩衝材構成材２からなる１枚の緩衝材１に、要素部材４の重なり方向が幅方向である緩衝材構成材２と、厚さ方向である緩衝材構成材２が混在することもある。複数個の緩衝材構成材２は幅方向に間隔を置いて配列する場合と、間隔を置かずに配列する場合がある。間隔を置いて配列することには、緩衝材構成材２の軸方向を２方向に向け、複数個の緩衝材構成材２が格子状に配列することが含まれる。

請求項１で言う「緩衝材構成材を一体的に組み合わせた」とは、要素部材４、４が互いに密着しながら重ね合わせられる場合で言えば、以下のようなことである。例えば図３、図４に示すように要素部材４を厚さ方向に重ねて形成されたブロック状の複数個の緩衝材構成材２を互いに幅方向に間隔を置いて配置し、緩衝材構成材２の厚さ方向の少なくともいずれか一方側の面に配置された面状の面材３に全緩衝材構成材２を接着等により接合（連結）して一体化させるようなことを言う。この場合、全緩衝材構成材２が面材３を通じて互いに連係することで、緩衝材１が使用状態に置かれた後、膨張性地盤１０が膨張したときに、１枚の緩衝材１のいずれかの部分に与える圧縮力を複数個の緩衝材構成材２が分担する状態になるため、いずれかの緩衝材構成材２上に位置する基礎６の部分に変形を生じさせる可能性が低下する。

要素部材４、４間に空隙を確保しながら重ね合わせられる場合で言えば、「緩衝材構成材を一体的に組み合わせた」とは、例えば図６に示すように空隙を確保しながら重ね合わせられた要素部材４からなる単一（１個）の板状の緩衝材構成材２Ａの厚さ方向の少なくともいずれか一方側の面に配置される面状の面材３に緩衝材構成材２Ａを接着等により接合して一体化させるようなことを言う。この場合も、緩衝材構成材２Ａの全体が面材３を通じて一体性を確保することで、緩衝材１が使用状態に置かれた後、膨張性地盤１０が膨張したときに、１枚の緩衝材１のいずれかの部分に与える圧縮力を緩衝材構成材２Ａ全体が分担する状態になるため、緩衝材構成材２Ａのいずれかの上に位置する基礎６の部分に変形を生じさせる可能性が低下する。

いずれの場合も、面材３は複数枚の要素部材４の重なりから構成されることが多いが、緩衝材構成材２、２Ａを挟んで対になる他方の面材３が十分な剛性を持つような場合には、一方の面材３は１枚の要素部材４からなることもある。

１枚の緩衝材１が複数個の緩衝材構成材２からなる場合、複数個の緩衝材構成材２は面材３に接合されることで緩衝材１として一体的に挙動可能になり、単一の緩衝材構成材２Ａからなる場合も、面材３に接合されることで緩衝材１として一体的に挙動可能になる。面材３は図３－（ａ）に示すように１枚の緩衝材１を構成する複数個の緩衝材構成材２を包囲する面積を持つ場合と、（ｂ）に示すようにその面積を持たない帯状の形状をする場合がある。面材３が帯状の場合、１枚の面材３は基本的に複数個の緩衝材構成材２に跨り、全緩衝材構成材２を連係させ得る長さを持つ。

緩衝材１が複数個の緩衝材構成材２からなる場合（請求項２）、「一体的に挙動可能」な状態は複数個の緩衝材構成材２が一体的に連結（接合）、または連係することにより１枚の板状の緩衝材１を構成することを含む。「連係」は複数個の緩衝材構成材２が格子状に組み合わせられるような場合に、交差する２方向の緩衝材構成材２、２が厚さ方向に係合し合うことを言う。いずれの形態でも緩衝材１を１枚の板として見たとき、複数個の緩衝材構成材２が一体的に挙動するように、膨張性地盤９の膨張時にいずれかの緩衝材構成材２が負担する圧縮力を他の緩衝材構成材２が分担する状態に組み合わせられていればよい。全緩衝材構成材２の圧縮力の分担は必ずしも均等である必要はない。

要素部材４、４が厚さ方向に互いに密着する場合、重なり方向に直交する方向を緩衝材構成材２の厚さ方向（高さ方向）に向けて使用される場合も、重なり方向を厚さ方向に向けて使用される場合も、そうでない場合より緩衝材構成材２の厚さ方向の曲げ剛性と曲げ強度が高まり、曲げ変形しにくくなる。これに対し、要素部材４、４間に空隙を確保しながら重ね合わせられる場合、重なり方向に直交する方向を緩衝材構成材２の厚さ方向に向けて使用される場合も、重なり方向を厚さ方向に向けて使用される場合も、要素部材４、４が互いに密着する場合より緩衝材構成材２の厚さ方向の曲げ剛性と曲げ強度が低下し、曲げ変形し易くなる。

なお、要素部材４の重なり方向を緩衝材１の厚さ方向に向ける場合、複数枚の要素部材４が重なることで、１枚の緩衝材１分の厚さになり得るため、上記のように緩衝材構成材としては複数個（複数本）の緩衝材構成材２が互いに幅方向に隣接しながら配列する場合と、１枚の緩衝材１と同等程度の面積を持つ板状の１枚の緩衝材構成材２Ａが使用される場合がある。

隣接する要素部材４、４が厚さ方向に互いに密着しながら重ね合わせられたブロック状の緩衝材構成材２からなる緩衝材１と、要素部材４、４間に空隙を確保しながら重ね合わせられた板状の緩衝材構成材２Ａからなる緩衝材１Ａは設置場所での膨張性地盤１０の膨張による、強度発現前の基礎コンクリートへの影響の程度を考慮して選択的に配置される。緩衝材１、１Ａは主に厚さ方向を鉛直方向に向けて配置される。

例えば基礎６の下に杭９が設置される場合に、杭９周辺に厚さの大きい基礎６が形成される部分（ドロップパネル６１、またはフーチング）では基礎６の曲げ剛性が大きいから、緩衝材１（１Ａ）の剛性は小さくて済むため、図１－（ａ）、図６に示すように主に要素部材４、４間に空隙が確保された板状の緩衝材構成材２Ａが使用される。それ以外の厚さの小さい部分では基礎６の曲げ剛性が小さいから、緩衝材１の剛性は大きい方がよいため、主に要素部材４、４が互いに密着した緩衝材構成材２が使用される。

請求項１における「緩衝材を膨張性地盤上に敷設し」とは、基本的には膨張性地盤１０の全面上に隙間なく緩衝材１（１Ａ）を敷設することを言う。但し、緩衝材１（１Ａ）は必ずしも膨張性地盤１０の全面上に漏れなく敷設される必要がない場合、例えば隣接する緩衝材１、１間に空隙が確保されるようなこともある。図１－（ａ）に示すように基礎６の下に杭９が配置される場合には、杭頭部が基礎６のコンクリート中に埋設されることで、杭頭部上には膨張性地盤１０が存在しなくなり、緩衝材１を配置する空間も生じないため、緩衝材１は杭９の配置位置以外の膨張性地盤１０上に配置される。

板状の緩衝材１は複数枚、厚さ方向（高さ方向）に積み重ねられることもあり、積み重ねられる場合、面材３の周辺部分に配置された緩衝材構成材２が、面材３の同一位置にあれば、緩衝材構成材２の外周側の側面を高さ方向に連続させ、面一にすることができる。この面一になった緩衝材構成材２の側面はこの側面に面するように基礎６のコンクリートが打設される場合に、そのコンクリートのせき板（型枠）を兼ねることができるため、コンクリート打設のために別途、せき板を配置する必要がない。通常のせき板を構成するベニヤ板は回収されない限り、地中に残存した状態になるが、本発明の緩衝材構成材２（緩衝材１）は原則的に時間の経過と共に空気中の水分を吸収することで、腐食して劣化し、消失する性質を持つため、回収の必要が生じない。

１枚の緩衝材１は一定の平面積を持つため、膨張性地盤１０からはその膨張時に１枚の緩衝材１に均等に圧縮力が作用するとは限らず、いずれかの緩衝材構成材２に圧縮力が集中的に作用することもある。複数個の緩衝材構成材２が分離し、独立していれば、幅方向に隣接しながら、または間隔を置いて配列していながらも、いずれかの緩衝材構成材２のみが圧縮力を負担し、他の緩衝材構成材２は圧縮力を分担しないことも起こり得、圧縮力が集中する緩衝材構成材２上に位置する基礎６にコンクリートの強度発現前に変形を与える可能性がある。

これに対し、本発明では前記のように膨張性地盤１０の膨張時に、１枚の緩衝材１のいずれかの部分に与える圧縮力を複数個の緩衝材構成材２が分担する状態になる、または１枚の緩衝材１Ａのいずれかの部分に与える圧縮力を緩衝材構成材２Ａ全体が分担する状態になる。このため、緩衝材１、１Ａのいずれかの上に位置する基礎６の部分に変形を生じさせる可能性が低下している。

緩衝材１（１Ａ）は図１－（ａ）に示すように膨張性地盤１０と基礎６のコンクリートとの間に介在し、基礎６のコンクリートの打設後、コンクリートの強度発現（硬化）までの間、膨張性地盤１０に発生した膨張時の圧力を圧縮力として負担する。図１－（ａ）は支持層に到達する杭９を包囲するようにフラットスラブ状の基礎６が構築され、杭９を包囲する部分（ドロップパネル６１、またはフーチング）の基礎６のコンクリートの厚さがそれ以外の基礎６のコンクリートの厚さより大きい場合の例を示している。

前記のように基礎６のドロップパネル６１部分には相対的に曲げ剛性の小さい緩衝材構成材２Ａからなる緩衝材１Ａが配置され、ドロップパネル６１以外の部分には相対的に曲げ剛性の大きい複数個の緩衝材構成材２からなる緩衝材１が配置される。緩衝材１（１Ａ）が圧縮力を負担するとき、緩衝材１（１Ａ）は図１－（ｂ）に示すように厚さ方向に収縮することにより、膨張性地盤１０の膨張による基礎６のコンクリート底面への影響である不陸の発生を回避、もしくは低減する。

図１－（ｂ）に示すように杭９、９間に存在する膨張性地盤１０は基礎６の各部の剛性の差に応じ、膨張時に隣接する杭９、９間の中間部が最も盛り上がるように膨張しようとする。このとき、杭９、９間の中間部付近では曲げ剛性の大きい緩衝材１に膨張を抑制され、杭９付近では曲げ剛性の小さい緩衝材１Ａが膨張を抑制しないことで、基礎６の底面への影響は基礎６全体では均される。

図２－（ａ）は膨張性地盤１０上に直接、図１－（ａ）と同じ構造の基礎６のコンクリートが打設された様子を示す。この状況で膨張性地盤１０が膨張したときには、図２－（ｂ）に示すように基礎６のコンクリートの曲げ剛性が相対的に大きい、杭９を包囲する部分の曲げ変形より、それ以外の部分の曲げ変形が大きくなるような変形を生じ易い。このように膨張性地盤１０が膨張したときにも、本発明では図１－（ｂ）に示すように緩衝材１（１Ａ）が圧縮変形することで膨張を吸収するため、基礎６のコンクリートには変形を与えずに済む。

基礎６のコンクリートの強度発現後には、膨張性地盤１０が膨張しても硬化している基礎６のコンクリート自体が抵抗し得るため、緩衝材１（１Ａ）は役目を終える。役目を終えた緩衝材１（１Ａ）は上記のように次第に劣化し、消失するか、その傾向を示す。

緩衝材１（１Ａ）は膨張性地盤１０上に、主に全面上に敷設されるため、膨張性地盤１０上への緩衝材１（１Ａ）の敷設に際しては、構築予定の基礎６の下に位置する膨張性地盤１０の表層部分の、基礎６底面の全面分が掘削され、排出される。但し、必ずしも膨張性地盤１０の全表層部分を深さ方向に一様に（一定深度で）掘削する必要はなく、図１－（ａ）に示すように基礎６のコンクリートの厚さが部分的に相違し、相対的に厚さの小さい領域と大きい領域が混在するような場合には、領域毎に掘削深度も相違する。基礎６の厚さの大きい領域の剛性は大きいから、その領域に敷設される緩衝材１Ａは厚さの小さい領域に敷設される緩衝材１より薄くて済むこともある。

緩衝材１（１Ａ）が膨張性地盤１０上に敷設されることで、膨張性地盤１０の膨張が膨張性地盤１０の全面に均等に生じず、いずれかの領域にのみ膨張が生じる場合にも、その領域に敷設された緩衝材１（１Ａ）が厚さ方向に収縮することにより膨張を吸収することが可能であるため、基礎６の底面への膨張性地盤１０の膨張による影響は抑制される。

吸水性を有する材料を構成する要素部材を単独で、または複数、組み合わせ、要素部材を厚さ方向に重ねて形成された緩衝材構成材を一体的に組み合わせた緩衝材を膨張性地盤上に敷設し、緩衝材上に基礎を構築するため、１枚の吸水性を有する材料を構成する複数個の緩衝材構成材に、または１枚の緩衝材構成材に圧縮力を分担させることができる。この結果、いずれかの緩衝材構成材上に位置する基礎の部分に変形を生じさせる可能性を低下させることができる。

（ａ）は膨張性地盤上に緩衝材を敷設し、緩衝材上に基礎のコンクリートを打設した様子を示した縦断面図、（ｂ）は（ａ）の場合に膨張性地盤が膨張したときの様子を示した縦断面図である。 （ａ）膨張性地盤上に直接、基礎のコンクリートを打設した様子を示した縦断面図、（ｂ）は（ａ）の場合に膨張性地盤が膨張したときの様子を示した縦断面図である。 （ａ）は緩衝材の製作例を示した表面側の斜視図、（ｂ）は（ａ）の背面側の斜視図である。 図３に示す緩衝材の詳細例を示した斜視図である。 ２枚、２種類の緩衝材を、それぞれの緩衝材構成材の長さ方向を交差させ、厚さ方向に重ねて配置し、上段側の緩衝材上に基礎のコンクリート中に配筋される鉄筋を配置した様子の模型を示した斜視図である。 図５に示す下段側の緩衝材に形態の異なる緩衝材を隣接させて配置した様子を示した斜視図である。 図６に示す２段重ねの緩衝材を構成する全緩衝材構成材の長さ方向の端面を同時に塞ぐ端面材を緩衝材構成材の端面に接合した場合の様子を示した斜視図である。

図１－（ａ）は例えば段ボール等、吸水性を有する材料を構成する要素部材４を組み合わせて形成された緩衝材構成材２、２Ａを一体的に組み合わせた緩衝材１を膨張性地盤１０の全面上に敷設し、緩衝材１上に基礎６を構築した様子を示す。緩衝材構成材２は要素部材４を厚さ方向に重ねて形成されたブロック状をし、緩衝材構成材２Ａは要素部材４を厚さ方向に重ねて形成された板状をする。緩衝材１を構成する要素部材４は単独で使用されるか、複数の要素部材４が組み合わせられて使用される。要素部材４の主原料は紙の場合とプラスチックの場合がある。

ブロック状の緩衝材構成材２は要素部材４を厚さ方向に重ねることにより例えば四角柱状等、ブロック状に形成され、板状の緩衝材構成材２Ａは緩衝材１（１Ａ）の厚さの数分の１から緩衝材１の厚さと同等程度の厚さを持つ板状に形成される。厚さ方向に重ねられる（隣接する）要素部材４、４は互いに接着されることもある。図３～図５は１個（１本）の緩衝材構成材２がブロック状に形成された場合の例を、図６、図７はブロック状の緩衝材構成材２からなる、２段に重ねられた緩衝材１、１の下段側の緩衝材１に隣接し、板状に形成された緩衝材構成材２Ａからなる緩衝材１Ａを配置した、２種類の緩衝材１、１Ａの併用例を示している。

緩衝材１が複数個（複数本）の緩衝材構成材２からなる場合、緩衝材構成材２は、各緩衝材構成材２がそれぞれの厚さ方向（高さ方向）の上面と下面の少なくともいずれか一方に配置され、段ボールを構成する要素部材４からなる面材３に接着、連結、連係等により接合されることにより実質的に一体化させられる。図面では緩衝材構成材２の厚さ方向の両面に面材３、３が配置されている場合の例を示しているが、面材３が容易に曲げ変形しない程度の曲げ剛性、または曲げ強度を有していれば、面材３は緩衝材構成材２の厚さ方向片面にのみ配置されることもある。面材３は主に複数枚の要素部材４を重ねることにより形成されが、必ずしも複数枚の要素部材４からなる必要はない。

図３－（ａ）、（ｂ）はブロック状の緩衝材構成材２からなる、最も簡素な形態の緩衝材１の製作例を示す。この例では複数個の四角柱状の緩衝材構成材２を互いに幅方向に間隔を置きながら平行に配列し、緩衝材１の下面側に複数枚の帯状の面材３を配置し、上面側に全緩衝材構成材２を覆う面積を持つ面状の面材３を配置し、両面材３、３を緩衝材構成材２の上面と下面に接着等により接合している。複数枚の帯状の面材３はその幅方向に間隔を置いて配置され、面状の面材３と同等の、複数個の緩衝材構成材２の一体性を確保する役目を果たす。

帯状の場合、１枚の面材３は緩衝材１を構成する全緩衝材構成材２の一体性を確保する意味から、全緩衝材構成材２に幅方向に跨る長さを持つ。帯状の面材３は例えば要素部材４の重なり枚数が多い場合等、単独で十分な曲げ剛性を持つような場合、帯状でありながらも、緩衝材構成材２の厚さ方向の片面にのみ配置されることもある。図３－（ａ）は緩衝材１の上面側を、（ｂ）は下面側を示しているが、帯状の面材３が緩衝材１の上面側に配置されることもある。

図４は図３に示す緩衝材１の詳細な製作例を示す。ここでは緩衝材１の上面側の面材３が複数枚～多数枚の要素部材４を積み重ねて形成され、緩衝材構成材２が複数枚の要素部材４を緩衝材構成材２の幅方向に互いに密着させながら重ねて形成した場合の例を示している。下面側の面材３は１枚～複数枚の要素部材４から形成されている。図４では緩衝材構成材２を構成する複数枚の要素部材４が緩衝材構成材２の幅方向に互いに密着しながら重ねられているが、要素部材４は緩衝材構成材２の厚さ方向（高さ方向）に互いに密着しながら重ねられることもある。複数枚の要素部材４が密着させられる場合、要素部材４には要素部材４の密着方向である緩衝材構成材２の幅方向、もしくは厚さ方向に圧縮力が与えられることもある。

図５は図３に示す形態の、４本の緩衝材構成材２を持つ緩衝材１と、図４に示す形態の、４本の緩衝材構成材２を持つ緩衝材１を、それぞれの緩衝材構成材２の長さ方向（軸方向）を直交等、交差させて厚さ方向（高さ方向）に積み重ねた模型を示している。この模型は図１－（ａ）に示す膨張性地盤１０上で、基礎６の相対的に厚さの小さい領域の下に設置されることを想定している。詳しくは図５の模型は図１－（ａ）に示すフラットスラブ状の基礎６の、杭９を包囲するドロップパネル６１、またはフーチング以外の部分、すなわち基礎６全体の内、相対的に厚さが薄く、曲げ剛性の小さい領域の下に配置される緩衝材１の組み合わせ例を示している。

基礎６の、杭９を包囲する部分はドロップパネル６１を有する分、厚く形成され、それ以外の部分は相対的に薄く形成されることから、杭９を包囲する部分の圧縮強度と曲げ剛性等がそれ以外の部分より大きい。この関係で、杭９を包囲する部分（ドロップパネル６１）以外の部分の下に配置される緩衝材１は、図６、図７に示す杭９を包囲する部分の下に配置される緩衝材１Ａより、図５に示す模型のように全体的には曲げ剛性と曲げ強度等が大きくなるように調整される。

図５に示す２段に重ねられた緩衝材１、１の上段側の緩衝材１の上面側の面材３はその上に構築される基礎６のコンクリートの下面側のせき板を兼ねるため、図５ではこの上面側の面材３の上に基礎６中に埋設される鉄筋７を二方向に向けて配筋した様子も示している。鉄筋７はその被りを確保するスペーサ８上に載置される。スペーサ８は上面側の面材３上に設置される。図５に示す上段側の緩衝材１の上面側の面材３は基礎６のコンクリート打設時の圧力を受けることで、曲げ変形し易いため、図５ではこの上面側の面材３がコンクリートの打設時に容易に変形しないよう、多数枚の要素部材４を重ね、面材３を厚く形成している。

図６は図５に示す２段に積み重ねられた緩衝材１、１の上段側の緩衝材１を構成する全緩衝材構成材２の長さ方向の端面を同時に塞ぐ端面材５を緩衝材構成材２の端面に接着等により接合した場合の緩衝材１の例を示している。この例では全緩衝材構成材２の長さ方向の端面を同時に塞ぐ端面材５が全緩衝材構成材２に接合されることで、全緩衝材構成材２の一体性が強まり、１枚の緩衝材１の剛性が高まる意義がある。図７は図６に示す下段側の緩衝材１の全緩衝材構成材２にも、その長さ方向の端面を同時に塞ぐ端面材５を緩衝材構成材２の端面に接着等により接合した場合の緩衝材１の例を示している。

図６、図７ではまた、２段に積み重ねられた緩衝材１、１の下段側の緩衝材１の外周側に面する側面、例えば緩衝材１の外周側に位置する緩衝材構成材２の側面に隣接して図５に示す形態の緩衝材１とは異なる形態の、板状の緩衝材構成材２Ａからなる緩衝材１Ａを１段で配置した模型を示す。

図６、図７に示す１段で配置された緩衝材１Ａは面材３、３に挟まれた板状の緩衝材構成材２Ａの幅方向、すなわち要素部材４、４の重なる方向に、隣接する要素部材４、４間に空隙を確保しながら、要素部材４、４を組み合わせた形態をしている。この１段の緩衝材１Ａは上記のように例えば図１－（ａ）においてフラットスラブ状の基礎６の、杭９を包囲する部分であるドロップパネル６１等の下に配置される。緩衝材構成材２Ａを構成する要素部材４、４は緩衝材構成材２Ａの厚さ方向に重ねられる場合もある。

図６、図７では緩衝材構成材２Ａを構成する、隣接する要素部材４、４間に１枚の要素部材４の厚さより大きい空隙（間隔）を確保しているが、要素部材４に厚さ方向に圧力が与えられずに要素部材４、４が配列する場合には、隣接する要素部材４、４が互いに接触しながら配列することもある。要素部材４、４の配列方向には予め圧縮力が与えられることもある他、緩衝材構成材２Ａの幅方向に直交する方向である、要素部材４の長さ方向の両端面に、上記した端面材５が接合されることもある。

１……緩衝材、１Ａ……緩衝材、
２……緩衝材構成材（ブロック状）、２Ａ……緩衝材構成材（板状）、
３……面材、
４……要素部材、５……端面材、
６……基礎、６１……ドロップパネル、
７……鉄筋、８……スペーサ、
９……杭、
１０……膨張性地盤。

Claims (3)

1. 膨張性を有する膨張性地盤上に構造物の基礎を施工する方法であり、
   吸水性を有する材料を構成する要素部材を単独で、または複数の前記要素部材を組み合わせ、前記要素部材を厚さ方向に重ねて形成された緩衝材構成材を一体的に組み合わせた緩衝材を前記膨張性地盤上に敷設し、この緩衝材上に前記基礎を構築することを特徴とする膨張性地盤上への基礎の施工方法。
2. 請求項１に記載の膨張性地盤上への基礎の施工方法に使用される緩衝材であり、前記吸水性を有する材料を構成する要素部材を単独で、または複数の前記要素部材を組み合わせ、前記要素部材を厚さ方向に重ねて形成されたブロック状の複数個の緩衝材構成材と、前記吸水性を有する材料を構成する要素部材から構成され、前記複数個の緩衝材構成材の少なくとも厚さ方向の片側の面に配置される面材を備え、前記複数個の緩衝材構成材が前記面材に接合されていることを特徴とする膨張性地盤用緩衝材。
3. 請求項１に記載の膨張性地盤上への基礎の施工方法に使用される緩衝材であり、前記吸水性を有する材料を構成する要素部材を単独で、または複数の前記要素部材を組み合わせ、前記要素部材を厚さ方向に重ねて形成された板状の緩衝材構成材と、前記吸水性を有する材料を構成する要素部材から構成され、前記緩衝材構成材の少なくとも厚さ方向の片側の面に配置される面材を備え、前記緩衝材構成材が前記面材に接合されていることを特徴とする膨張性地盤用緩衝材。

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