JPH04312621A - 基礎の作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基礎の作成方法に関し
、特に住宅等の中小建築物のための布基礎を作成する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、住宅等の建築物は第１０図に示す
ように布基礎等の基礎３を作り、その上に建築物を構築
していた。そして基礎の下の地盤強度が不足する場合は
、セメントや石灰系の地盤改良材を地盤中に加え土と混
合することにより地盤自体の強度を増したり、基礎下の
地盤中に格子状ネットを敷設して地盤補強を施したり、
あるいは中小の建築物であっても２〜３ｍ置きに杭等を
打設して、その上に基礎を作成していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】セメントや石灰系の添
加材を地盤中に加え土と混合することにより地盤自体の
強度を増加させる方法は、土と添加材とがいつも均一に
混ざらず、強度の高い部分と低い部分が生じるので、こ
の上に布基礎を作ると不同沈下が発生して建築物に不具
合を生じる。また、添加材の有する強アルカリ性によっ
て地盤自体も強いアルカリ性を呈するために庭木等の植
生を施すことが困難になる。さらに、特にセメント系の
添加材を使用した場合には土粒子が強固に固結されるた
めに、その後設備・造園工事等を行なう際の地盤の掘削
作業等が極めて困難になる。

【０００４】また、格子状のネットにより地盤補強を図
る方法は、内部摩擦角が１５°以下の粘性土地盤では格
子状ネットをどのように敷設しても地盤強度は改善され
ず十分な補強効果は望めない。さらに、杭を打設する方
法は、その施工に大型の建設機械が必要となり，施工可
能な敷地面積に限界があり、しかも２〜３ｍ置きに長い
杭を打設するので施工も極めて複雑なものとなる。

【０００５】本発明は、内部摩擦角が１５°以下の粘性
土地盤において基礎を作成する際に、地盤のｐＨ値をそ
れほど変化させることなく、かつその後の掘削作業も容
易に行なうことができ、かつ大型の機械を使用せずに施
工でき、地盤強度を均一に増大できる基礎作成方法を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決する手段】本発明の基礎の作成方法は、内
部摩擦角が１５°以下の粘性土中に、ケイ酸カルシウム
水和物系の多孔質粉粒体を粘性土単位体積当たり５０〜
２００ｋｇ／ｍ３　の割合で添加・混合し、さらに単位
幅当たりの引張強度が１〜５ｔｏｎｆ／ｍの一体化され
た格子状ネットを基礎幅の１〜３倍の敷設幅で、基礎幅
の０．５〜１．０倍の敷設間隔で水平に敷設した後、そ
の上に基礎を設けることを特長とする基礎の作成方法で
ある。

【０００７】本発明で対象とする地盤は、その内部摩擦
角が１５°以下の主に粘性土系の地盤である。内部摩擦
角が１５°を越える砂質系の地盤になると、格子状ネッ
ト単独で十分な地盤補強を図ることが可能となる。なお
、内部摩擦角は通常の直径５０ｍｍφで高さ１００ｍｍ
の土質サンプルを用いた三軸圧縮試験により非圧密・非
排水条件で求められる数値である。

【０００８】本発明で使用するケイ酸カルシウム水和物
系の多孔質粉粒体とは、ケイ酸カルシウム系の水和物を
主成分とする多孔質の粉粒体であり、粘性土中に混合し
た場合にそのｐＨ値を著しく変化させたり、土粒子自体
を強固に固結してしまうものでなければ、特に限定する
ものではない。具体的には、高圧蒸気養生した軽量気泡
コンクリートの粉粒体が軽量で空隙率も高く好ましい。

【０００９】また、本発明で使用するケイ酸カルシウム
水和物系の多孔質粉粒体の粒径は、特に限定しないが、
好ましくは、５ｍｍ以下の粒径を有するものである。粒
径が５ｍｍを越えるようになると、この多孔質粉粒体を
添加した粘性土地盤中に格子状ネットを敷設しても十分
な地盤補強効果が得にくい。本発明においては、前述の
ケイ酸カルシウム水和物系の多孔質粉粒体を、粘性土単
位体積当たり５０〜２００ｋｇ／ｍ３　の割合で添加・
混合する。５０ｋｇ／ｍ３　未満では、格子状ネットを
どのように敷設しても十分な地盤補強効果は得られなく
なり、また、２００ｋｇ／ｍ３　を越えて添加しても、
２００ｋｇ／ｍ３　とした場合の補強効果と差がなく、
粘性土の見かけ体積も増し、その締め固め施工を行なう
労力に見合わない。

【００１０】本発明で使用する格子状ネットは、例えば
第２図に示すように、平行リブ群８が骨格となって全体
が一体化された格子状のネットであり、好ましくは５〜
１５ｃｍ間隔の格子を有するものである。ネットが一体
化されずにバラバラに移動できるような状態では地盤を
補強することができない。そして、この格子状ネットを
構成する材料は、単位幅当たりの引張強度が１〜５ｔｏ
ｎｆ／ｍであれば特に限定するものではないが、一般的
には、ガラス長繊維や炭素繊維・アラミド繊維等の高強
力繊維を引き揃えて不飽和ポリエステル樹脂やビニルエ
ステル樹脂・エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂で結束した
ＦＲＰ素材が、引張剛性も高くクリープも少ないのでよ
り好ましい。なお、単位幅当たりの引張強度が１ｔｏｎ
ｆ／ｍ未満の弱い格子状ネットでは、十分な地盤補強効
果を得るためにより多数の敷設枚数が必要になり施工能
率が低下し、また、５ｔｏｎｆ／ｍを越える強力なネッ
トを用いて大きな敷設間隔にすると補強効率が低下し５
ｔｏｎｆ／ｍのものよりも不経済となる。また、引張強
度が３〜５ｔｏｎｆ／ｍであった方が、少ない枚数で効
率よく地盤補強を図れるので、さらに好ましい。

【００１１】本発明で作成された基礎をその下部地盤と
共に図１に示す。この図において見られるように、本発
明に従えば、内部摩擦角が１５°以下の粘性土中に、格
子状ネットの敷設幅で基礎下から最深度の格子状ネット
が包含される範囲にわたり、ケイ酸カルシウム水和物系
の多孔質粉粒体を粘性土単位体積当たり５０〜２００ｋ
ｇ／ｍ３　の割合で添加・混合する。さらにこのケイ酸
カルシウム水和物系の多孔質粉粒体が混合された粘性土
７中に、単位幅当たりの引張強度が１〜５ｔｏｎｆ／ｍ
の一体化された格子状ネット１を基礎幅４の１〜３倍の
敷設幅５で、基礎幅の０．５〜１．０倍の敷設間隔６で
水平に敷設する。このように吸水性ケイ酸カルシウム水
和物系の多孔質粉粒体が分散した粘性土中に格子状ネッ
トが敷設された地盤の上に基礎を作成する。前述した格
子状ネットの敷設幅は、基礎幅より小さいと基礎の周辺
下部に無補強領域が存在し、その結果、折角格子状ネッ
トを敷設しても無補強地盤並の弱い地盤とほとんど変わ
らなくなる。一方、３倍以上としても３倍とした場合の
補強効果と差がなく、大きな格子状ネットを使用したり
、それを埋設する労力に見合わない。その中でも補強効
率の面で特に好ましい範囲は２〜３倍の範囲である。具
体的には、通常の建築の基礎幅は４０ｃｍ〜１００ｃｍ
程度であるから、この幅に従って、ネット幅を設定する
。

【００１２】また、本発明において、前述した格子状ネ
ットの敷設間隔とは、格子状ネット相互間の間隔や基礎
底面と格子状ネット間の間隔をいい、敷設間隔が基礎幅
を越えると地盤の補強効果が低下し、また敷設間隔を基
礎幅の０．５倍未満と密に敷設しても地盤の補強効果は
頭打ちになり、格子状ネットの敷設枚数が増す分だけ施
工が煩雑になり、材料費もかかり、避けるべきである。

【００１３】なお、格子状ネットの敷設枚数は、敷設す
る地盤の内部摩擦角や吸水性ケイ酸カルシウム水和物系
の多孔質粉粒体の添加量や使用する格子状ネットの引張
強度等によって適誼設定しうる。一枚で補強効果を発現
させることも可能であり、複数枚多段に一定間隔で敷設
して効果を出すこともできる。しかし、間隔をおいて深
い位置まで埋設するには、それだけ深く掘削する必要が
ある。即ち、掘削すべき最深度は（敷設枚数）×（敷設
間隔）であるが、この深度が敷設幅の３倍を越えると敷
設工事が困難になる。それ故、敷設枚数は（敷設幅の３
倍）÷（敷設間隔）以下となる敷設枚数で敷設すること
が望ましい。

【００１４】

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。

【００１５】

【実施例１】第３図に示すように、幅５０００ｍｍ、奥
行き１０００ｍｍ、深さ２０００ｍｍの内部摩擦角５°
の粘性土からなる人工地盤の幅８００ｍｍ、奥行き１０
００ｍｍ、深さ１０００ｍｍの部分に、粒径３ｍｍ以下
の高圧蒸気養生した軽量気泡コンクリートの粉粒体を粘
性土単位体積当たり１２０ｋｇ／ｍ３　の割合で混合し
、ガラス長繊維を不飽和ポリエステル樹脂で結束し一体
化して作成した図２に示す形状の引張強度が３ｔｏｎｆ
／ｍ、格子の大きさが１０ｃｍの正方形の格子状ネット
（幅８０ｃｍ×奥行き１００ｃｍ）を敷設幅８０ｃｍ、
敷設間隔３０ｃｍで３枚敷設した。そしてこの上に、底
面の幅が４０ｃｍ、奥行き１００ｃｍのコンクリート板
を基礎として置きその上から荷重をかけて沈下挙動を測
定した。

【００１６】比較のために、軽量気泡コンクリート粉粒
体を混合せず、かつ格子状ネットも敷設しない場合（比
較列１）、格子状ネットのみを敷設した場合（比較例２
）、軽量気泡コンクリート粉粒体のみを混合した場合（
比較例３）についても同様に荷重をかけたときの沈下挙
動を測定した。これらの結果は図４に示すが、比較例１
の場合は５ｔｏｎｆの荷重がかかるとズルズルと沈下を
始め、比較例２の場合も比較例１とほぼ同様の沈下挙動
を示す。また、比較例３の場合は６ｔｏｎｆの荷重で際
限のない沈下が始まる。しかし、実施例１の場合は９ｔ
ｏｎｆの荷重がかかっても沈下量は１００ｍｍ程度であ
る。即ち、粘性土地盤に粉粒体を混合し、かつ格子状ネ
ットを敷設した場合にのみ著しい地盤補強効果を発揮す
ることが明らかである。

【００１７】

【実施例２】実施例１と同様な粘性土の人工地盤中に、
実施例１と同様な格子状ネットを同一敷設条件で使用し
、実施例１と同様に粒径３ｍｍ以下の高圧蒸気養生した
軽量気泡コンクリートの粉粒体を実施例１と同様な範囲
で混合し、その際粘性土単位体積当たりの混合割合を３
０、５０、７５、１００、１２０、１５０、１８０、２
１０、２５０、３００ｋｇ／ｍ３　と変化させて人工地
盤試験体を作成して、実施例１と同様に上から荷重をか
けてその沈下挙動を測定した。沈下量が１００ｍｍにな
ったときの荷重と粉粒体の添加量の関係を図５に示す。 なお、図５中に水平な破線で示したのは、粉粒体を混合
せずに格子状ネットのみを敷設した場合（比較例２）の
１００ｍｍ沈下時の荷重であり、粉粒体添加量が５０ｋ
ｇ／ｍ３　未満のときはこの格子状ネットのみの荷重と
大差がなく、粉粒体を２００ｋｇ／ｍ３　を越えて添加
しても数値は頭打ちになっている。

【００１８】

【実施例３】実施例１と同様な粘性土の人工地盤中に、
実施例１と同一素材の格子状ネットを敷設間隔３０ｃｍ
で３枚敷設したが、敷設幅は３０、４０、６０、８０、
１００、１２０、１４０、１６０ｃｍと変化させた。そ
の際、粉粒体を混合する粘性土範囲の深さは１０００ｍ
ｍ、添加割合は１２０ｋｇ／ｍ３　と一定にしたが、粉
粒体を混合する粘性土範囲の幅は格子状ネットの敷設幅
に応じて、それぞれ３００〜１６００ｍｍと変化させた
。 このようにして作成した人工地盤試験体を、実施例１と
同様に上から荷重をかけてその沈下挙動を測定した。沈
下量が１００ｍｍになったときの荷重と格子状ネットの
敷設幅の関係を図６に示す。なお、図６中に水平な破線
で示したのは、粉粒体も混合せず、かつ格子状ネットも
敷設しない場合（比較例１）の１００ｍｍ沈下時の荷重
である。敷設幅が３０ｃｍのときはこの無補強のときの
荷重と大差がなく、敷設幅を１２０ｃｍ以上としても敷
設幅１２０ｃｍの場合と大差がなく、頭打ちになってい
る。

【００１９】

【実施例４】実施例１と同様な粘性土の人工地盤の幅１
０００ｍｍ、奥行き１０００ｍｍ、深さ１６００ｍｍの
部分に、実施例１と同様な軽量気泡コンクリートの粉粒
体を粘性土単位体積当たり１２０ｋｇ／ｍ３　の割合で
混合し、実施例１と同様な素材の引張強度が３ｔｏｎｆ
／ｍで幅１００ｃｍ×奥行き１００ｃｍの格子状ネット
を敷設枚数を３枚と一定にして、敷設間隔をそれぞれ１
５、２０、３０、４０、５０ｃｍと変化させて作成した
人工地盤試験体を、実施例１と同様に上から荷重をかけ
てその沈下挙動を測定した。沈下量が１００ｍｍになっ
たときの荷重と格子状ネットの敷設幅の関係を図７に示
す。なお、図７中に水平な破線で示したのは、同様な条
件で粉粒体のみを混合した場合の１００ｍｍ沈下時の荷
重である。敷設間隔を５０ｃｍとするとこの粉粒体のみ
のときの荷重と大差がなく、また、敷設間隔を１５ｃｍ
としても２０〜４０ｃｍの場合よりも荷重は小さくなる
。

【００２０】

【実施例５】実施例１と同様な粘性土の人工地盤中に、
実施例１と同様に粒径３ｍｍ以下の高圧蒸気養生した軽
量気泡コンクリートの粉粒体を実施例１と同様な範囲お
よび混合割合で混合し、実施例１と同様な素材を使用し
、使用するガラス長繊維の量を変化させることにより製
造した引張強度が０．７５、１．０、１．５、２、３、
４、５、６ｔｏｎｆ／ｍの格子間隔１０ｃｍ、幅８０ｃ
ｍ×奥行き１００ｃｍの格子状ネットをそれぞれ３枚使
用して実施例１と同様に敷設し人工地盤試験体を作成し
、上から荷重をかけてその沈下挙動を測定した。沈下量
が１００ｍｍになったときの荷重と格子状ネットの引張
強度の関係を図８に示す。なお、図８中に水平な破線で
示したのは、粉粒体のみを混合し格子状ネットを敷設し
ない場合（比較例３）の１００ｍｍ沈下時の荷重であり
、格子状ネットの引張強度が０．７５ｔｏｎｆ／ｍのと
きはこの粉粒体のみの荷重と大差がなく、引張強度を６
ｔｏｎｆ／ｍとしても５ｔｏｎｆ／ｍの場合と大差はな
く、数値は頭打ちになっている。

【００２１】

【実施例６】実施例１に使用した人工地盤中の粘性土と
川砂を混合することにより、内部摩擦角が５°（粘性土
のみ）、９、１３、１７、２２°となる人工地盤を用い
て、実施例１と同様に粒径３ｍｍ以下の高圧蒸気養生し
た軽量気泡コンクリートの粉粒体を実施例１と同様な範
囲および混合割合で混合し、実施例１と同様な素材の格
子状ネットを使用し、実施例１と同様に敷設し人工地盤
試験体を作成し、上から荷重をかけてその沈下挙動を測
定した。沈下量が１００ｍｍになったときの荷重と内部
摩擦角の関係を図９に示す。なお、図９中に一点鎖線で
示したのは、粉粒体を混合せずして他の条件は同一で格
子状ネットのみを敷設した場合の１００ｍｍ沈下時の荷
重である。内部摩擦角が１５°を越えると、この粉粒体
を混合せず格子状ネットのみの場合の荷重と大差がなく
、本発明は内部摩擦角が１５°以下でのみ有効な効果を
発揮するのは明らかである。

【００２２】

【実施例７】実施例１と同様な粘性土の人工地盤中の幅
８００ｍｍ、奥行き１０００ｍｍ、深さ５００ｍｍの部
分に、実施例１と同様に粒径３ｍｍ以下の高圧蒸気養生
した軽量気泡コンクリートの粉粒体を粘性土単位体積当
たり２００ｋｇ／ｍ３　の割合で混合し、実施例１と同
様な素材で作成した引張強度が５ｔｏｎｆ／ｍであり、
格子の大きさが１０ｃｍの正方形の格子状ネット（幅８
０ｃｍ×奥行き１００ｃｍ）を敷設幅８０ｃｍ、敷設間
隔２５ｃｍで１枚敷設した。そしてこの上に、実施例１
と同様に底面の幅が４０ｃｍ、奥行き１００ｃｍのコン
クリート板を置き、その上から荷重をかけて沈下挙動を
測定した。沈下量が１００ｍｍに達した際の荷重は７ｔ
ｏｎｆを示した。一方、粉粒体も混合せず、かつ格子状
ネットも敷設しない場合（比較例１）の１００ｍｍ沈下
時の荷重は５ｔｏｎｆであり、本発明による地盤補強効
果は明らかである。

【００２３】

【実施例８】実施例１で使用した粘性土に粒径３ｍｍ以
下の高圧蒸気養生した軽量気泡コンクリートの粉粒体を
２００ｋｇ／ｍ３　の混合割合で混合し、１０ｃｍ×１
０ｃｍ×１０ｃｍの容器に詰め上から１．０ｋｇｆ／ｃ
ｍ２　の圧力をかけ一週間放置した後、容器から取り出
し、その圧縮試験をしたところ、０．４ｋｇｆ／ｃｍ２
　の圧縮応力度で簡単に崩壊した。また、その土のｐＨ
値は８を示した。元来の粘性土自体のｐＨ値は６．５で
あった。一方、比較のために同じ粘性土に通常地盤改良
に使用されるソイルセメントを２００ｋｇ／ｍ３　の混
合割合で混合し、同様に圧縮強度とｐＨ値を測定したが
、それぞれ、１８ｋｇｆ／ｃｍ２　、１２．５の値を示
した。即ち、本発明によれば、土のｐＨ値を大きく変え
ることはなく、また、土自体を強固に固着することがな
いのは明らかである。

【００２４】

【発明の効果】本発明に従えば、粘性土地盤に多孔質粉
粒体を混合し、その中に格子状ネットを敷設するだけで
、その上に基礎を構築すればよいのであり、格子状ネッ
トの敷設状態は目で確認でき施工状態が確実に管理でき
るので、従来のようなセメントや石灰を粘性土と混合し
て地盤強化させるよりも均質な強度をもち、大きな支持
力を有する基礎を確実に作成できる。更に、本発明に従
えば、セメント・石灰系の地盤改良材を用いた場合のよ
うに粘性土のｐＨ値を大きく変えて植生が困難になった
り、特にセメント系の地盤改良材を用いた場合のように
土自体の固結強度を高めて後の掘削作業に困ることがな
く、基礎を作成できる。また、本発明の施工方法は、施
工自体も簡便で容易であり、杭等を施工する場合のよう
な大型機械を使用する必要もなく、比較的敷地面積の小
さな場所においても大きな支持力を有する基礎を作成で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って作成した基礎を示す説明図であ
る。

【図２】本発明に使用する格子状ネットの斜視図である
。

【図３】実施例に使用した人工地盤とその載荷試験状態
を示す説明図である。

【図４】荷重と沈下量との関係を示す図である。

【図５】１００ｍｍ沈下時の荷重と粉粒体添加量の関係
を示す図である。

【図６】１００ｍｍ沈下時の荷重と格子状ネットの敷設
幅の関係を示す図である。

【図７】１００ｍｍ沈下時の荷重と格子状ネットの敷設
間隔の関係を示す図である。

【図８】１００ｍｍ沈下時の荷重と格子状ネットの引張
強度の関係を示す図である。

【図９】１００ｍｍ沈下時の荷重と粘性土地盤の内部摩
擦角の関係を示す図である。

【図１０】従来の基礎の状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１…格子状ネット ２…多孔質粉粒体 ３…基礎 ４…基礎の幅 ５…敷設幅 ６…敷設間隔 ７…多孔質粉粒体が混合された粘性土 ８…リブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　内部摩擦角が１５°以下の粘性土中に
   、ケイ酸カルシウム水和物系の多孔質粉粒体を粘性土単
   位体積当たり５０〜２００ｋｇ／ｍ３　の割合で添加・
   混合し、さらに単位幅当たりの引張強度が１〜５ｔｏｎ
   ｆ／ｍの格子状ネットを基礎幅の１〜３倍の敷設幅で、
   基礎幅の０．５〜１．０倍の敷設間隔で水平に敷設した
   後、その上に基礎を設けることを特長とする基礎の作成
   方法。