JPH08184064A - 建築物の基礎構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 経済的でかつ地盤の沈下にも対応することの
できる建築物の基礎構造を提供することを目的とする。 【構成】 ビル１０を、基礎杭１２，１２，…と基礎版
１３，１３，…とからなる基礎１１によって支持し、か
つ、基礎杭１２とビル１０との間に粘弾性ダンパー２３
を介装する構成とした。さらに、ビル１０の支持柱１８
と基礎版１３との間には、スペーサ１９を挿入できる構
成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、軟弱地盤上等
に地下部を有した建築構造物を構築するのに好適な建築
物の基礎構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、図６に示すように、地下部を有
した建築物１を支持するための基礎２の構造は、地盤Ｇ
中に、硬質層Ｇ１に到達するように構築された基礎杭
３，３，…からなる構成されている。そして、このよう
な構造の基礎２を設計するにあたっては、建築物１の荷
重を全て基礎杭３，３，…からの反力によって支持する
ものとして設計されているのが通例である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の基礎構造には、以下のような問題が存在
する。建築物１は、実際には、基礎杭３からの杭反力
（図中矢印（イ））だけでなく、建築物１の底面１ａに
地盤Ｇから作用する地盤反力（図中矢印（ロ））によっ
ても支持されている。この地盤反力は、地盤Ｇがどんな
に軟弱な場合においても、少なくとも、建築物１を構築
するために掘削した土砂の重量分だけは耐力として期待
できる。なぜならば、その地盤は掘削した土砂の重量分
の荷重を過去に長期にわたり既に受けており、その荷重
分の耐力を備えているからであり、このことは学会およ
び各種設計基準等で広く認められている。したがって、
基礎２を設計するにあたって、地盤Ｇからの地盤反力も
考慮に入れることも考えられるが、万が一地盤Ｇが沈下
したときには、建築物１を基礎杭３，３，…のみで支持
しなければならなくなってしまう。このような理由か
ら、従来の建築物１の基礎２は、前述したように、基礎
杭３の設置本数，直径等を、基礎杭３のみで建築物１を
支持できるように設計しなければならないのが実情であ
り、これにより使用材料，施工の手間等、様々な面から
不経済であるという問題があった。本発明は、以上のよ
うな点を考慮してなされたもので、経済的でかつ地盤の
沈下にも対応することのできる建築物の基礎構造を提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
建築物を支持する基礎が、地盤中定められた深さまで到
達するよう構築された基礎杭と、該基礎杭とは別体に形
成されて水平面内に位置する基礎版とからなる構成とさ
れ、かつ前記基礎杭と前記建築物との間には弾性体が介
装されていることを特徴としている。

【０００５】請求項２に係る発明は、請求項１記載の建
築物の基礎構造において、前記弾性体として、振動を吸
収する粘弾性ダンパーが用いられていることを特徴とし
ている。

【０００６】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載の建築物の基礎構造において、前記建築物と前記基
礎版との間には、スペーサが挿入可能な構成とされてい
ることを特徴としている。

【０００７】請求項４に係る発明は、請求項３記載の建
築物の基礎構造において、前記基礎版が、水平方向に複
数に区分されていることを特徴としている。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明では、建築物を、それぞれ
別体とされた基礎杭と基礎版とからなる基礎で支持する
構成とするとともに、基礎杭と建築物との間に弾性体を
介装させる構成とした。これにより、建築物からの荷重
は、基礎版と基礎杭とで分担して支持されることにな
り、基礎杭にかかる荷重を、従来の基礎杭のみからなる
基礎構造に比較して小さくすることができる。

【０００９】請求項２記載の発明では、弾性体として、
振動を吸収する粘弾性ダンパーを用いる構成とした。こ
の粘弾性ダンパーの粘弾性作用により、地震等の振動を
減衰し、建築物の振動を低減することができる。

【００１０】請求項３記載の発明では、建築物と基礎版
との間には、スペーサを挿入可能な構成とした。これに
より、建築物を支持する地盤に不同沈下が発生したとき
には、それぞれの場所の沈下量に対応して建築物と基礎
版との間にスペーサを挿入することにより、常時と同様
に、建築物の荷重を基礎杭と基礎版とで分担して支持す
ることができる。

【００１１】請求項４記載の発明では、基礎版を複数に
区分してなる構成とした。これにより、構成すべき基礎
が大規模なものであっても、不同沈下が生じた場合に、
一体構造の基礎であれば破損等が生じることがあるが、
上記構成により、各箇所の沈下量に応じて各基礎版が沈
下するので、基礎の破損等を防ぐことができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図面に示す一実施例を参照し
て説明する。図１は、本発明に係る建築物の基礎構造を
適用したビルの基礎部を示すものである。図１に示すよ
うに、ビル（建築物）１０は、地盤Ｇ中に構築された基
礎１１によって支持された構成となっている。

【００１３】基礎１１は、地盤Ｇ中の硬質層（図示な
し）にまでその下端部が到達するよう構築された例えば
鉄筋コンクリート造，鋼管コンクリート造等からなる基
礎杭１２，１２，…と、地盤Ｇの軟質層Ｇ２に形成され
て水平面内に位置する例えば鉄筋コンクリート造の基礎
版１３，１３，…とから構成されている。

【００１４】図２に示すように、各基礎版１３は、平面
視矩形で、隣接する基礎版１３どうしは、一定寸法隔て
て設置されている。図３に示すように、各基礎版１３に
おいて、各基礎杭１２に対応した位置には、それぞれそ
の内径が基礎杭１２の外径よりも一定寸法大きい貫通孔
１４が形成されている。各貫通孔１４には基礎杭１２が
挿通されており、その頭部１２ａを基礎版１３の上方に
一定寸法突出させた構成となっている。このようにし
て、基礎杭１２と基礎版１３とは縁が切られてそれぞれ
独立した構成となっている。また、この貫通孔１４と基
礎杭１２との間隙には、地下水の侵入を防ぐためのシー
ル材１５が充填されている。

【００１５】図１及び図３に示したように、このような
構成からなる基礎１１上に構築されたビル１０の底部に
は、基礎梁１６が形成されている。そして、この基礎梁
１６上には、基礎杭１２と同軸上に柱１７が立設されて
いる。

【００１６】図３に示したように、この基礎梁１６の下
面には、柱１７の周辺部において鉛直下方に向けて延在
する支持柱１８，１８が一体に形成されている。そし
て、各支持柱１８の下端と基礎版１３の上面との間に
は、例えば鉄板等からなるスペーサ１９が介装できる構
成となっている。支持柱１８の長さは、作業員がスペー
サ１９の挿入作業等を行うための調整室２０を基礎版１
３と基礎梁１６との間に形成できるよう設定されてい
る。この調整室２０には、前記シール材１５により水が
侵入しないようになっている。

【００１７】また、基礎梁１６の下面において、支持柱
１８，１８を含む一定範囲は、その上下方向の厚さが、
基礎梁１６の梁背よりも一定寸法厚い補強部２１とさ
れ、地震時に基礎杭１２から基礎梁１６に作用する水平
力に抗するための強度が高められている。

【００１８】基礎梁１６の下面において、各基礎杭１２
に対応した位置には凹部２２が形成されており、この凹
部２２内に基礎杭１２の頭部１２ａが納められた形態と
なっている。基礎杭１２の頭部１２ａと凹部２２との間
には、振動を吸収する粘弾性体を備えた粘弾性ダンパー
（弾性体）２３が介装されている。

【００１９】上記したように、ビル１０は、基礎杭１
２，１２，…と基礎版１３，１３，…とからなる基礎１
１に支持された構成となっており、ビル１０と基礎１１
とは縁が切られて別体とされた構成となっている。この
ような構造の基礎１１では、常時（地震などの発生して
いない状態）においては、ビル１０の荷重により、各基
礎杭１２上の粘弾性ダンパー２３が圧縮されて変形した
状態となっている。すると、粘弾性ダンパー２３の変形
にともなって、基礎版１３に各支持柱１８を介してビル
１０の荷重がかかった状態となっている。このようにし
て、ビル１０の荷重は、基礎杭１２と基礎版１３とで分
担して支持されている。すなわちこれにより、ビル１０
の荷重は、基礎杭１２による杭反力と、基礎版１３によ
る地盤反力とによって支持されていることになる。そし
て、地震等の振動や地盤Ｇの沈下などにより、各基礎杭
１２において、これに作用するビル１０の荷重が増加し
た場合には、粘弾性ダンパー２３の圧縮方向への変形量
が増え、これによって支持柱１８を介して基礎版１３に
かかる荷重が増加することになる。逆に、ビル１０の荷
重が減少した場合には、粘弾性ダンパー２３の圧縮方向
への変形量が減り、これによって基礎版１３にかかる荷
重が減少する。このようにして、基礎１１では、地震等
の振動や地盤Ｇの沈下等の発生時にも、ビル１０の荷重
を、基礎杭１２に集中させることなく、常に、基礎杭１
２と基礎梁１３とで適切な配分で分担して支持するよう
になっている。

【００２０】また、地震等の振動が発生した場合には、
上記のように基礎１１の基礎杭１２と基礎梁１３とで荷
重を分担して支持しているので、従来の基礎杭３（図６
参照）のみの場合に比較して、常に基礎杭１２にかかる
荷重（応力）が少なくなっている。また、ビル１０と各
基礎杭１２との間に介装された粘弾性ダンパー２３の粘
弾性効果によって、地震等の振動が減衰され、これによ
ってビル１０の振動を低減するようになっている。

【００２１】次に、基礎１１及びビル１０の施工方法に
ついて説明する。まず、地盤Ｇを所定深さまで根切した
後、図４に示すように、基礎杭１２，１２，…及び基礎
版１３，１３，…を構築する。そして、各基礎杭１２と
各基礎版１３との間に、シール材１５を充填する。この
ようにして基礎１１を構築した後、各基礎杭１２の頭部
１２ａに粘弾性ダンパー２３を設置する。

【００２２】続いて、ビル１０を順次上方に向けて施工
していく。なお、この時点では、図３に示したスペーサ
１９は未だ設置せず、施工中のビル１０の荷重は、基礎
版１３，１３，…のみで支持するようにする。基礎梁１
６を形成するに際しては、凹部２２（図３参照）を形成
すべき位置に、該凹部２２よりも一定寸法深い凹部２５
と、この凹部２５内に基礎梁１６上からグラウト材等を
充填するための充填孔２６とを形成する。

【００２３】図５に示すように、ビル１０の施工の進捗
に伴い、基礎版１３に作用する地盤反力が所定の値に達
した時点で、充填孔２６にグラウト材２７等を充填し、
凹部２５と粘弾性ダンパー２３との間の空隙を埋める。
すると、基礎梁１６には前記凹部２２が形成されたこと
になる。これ以降、ビル１０の荷重は、基礎杭１２と基
礎版１３とで分担して支持される。

【００２４】この後、ビル１０の施工が完了した時点
で、基礎版１３と支持柱１８との間に空隙が生じていな
ければ、図３に示したように、スペーサ１９を挿入する
必要はない。また、この時点で、基礎版１３の沈下によ
って、支持柱１８との間に許容寸法以上の空隙が生じて
いる場合には、基礎梁１６をジャッキアップし、基礎版
１３と支持柱１８との間に例えば鉄板等のスペーサ１９
を挿入し、荷重を基礎杭１２と基礎版１３とで分担して
支持するようにする。

【００２５】ビル１０の完成後に、基礎１１の基礎版１
３，１３，…が許容値以上に沈下したときには、沈下し
た基礎版１３と支持柱１８との間にスペーサ１９を挿入
して調整する。基礎版１３，１３，…の沈下量が場所に
よって異なる場合、すなわち不同沈下が生じた場合に
は、各箇所において、その沈下量に応じてそれぞれ挿入
する鉄板の枚数を調整してスペーサ１９の厚さを調整す
ればよい。なお、上記の作業は、調整室２０内で作業員
が行うことができる。

【００２６】上述したビル１０の基礎１１の構造では、
ビル１０が、基礎杭１２，１２，…と基礎版１３，１
３，…とからなる基礎１１によって支持され、基礎杭１
２とビル１０との間に粘弾性ダンパー２３が介装された
構成とされている。これにより、ビル１０は、基礎杭１
２による杭反力と基礎版１３による地盤反力とによって
支持されることになり、各基礎杭１２の杭反力が、従来
の基礎杭３のみからなる基礎２（図６参照）に比較して
大幅に減少する。この結果、杭反力だけでなく地盤反力
も考慮して基礎２の設計を行うことが可能となり、基礎
杭１２の直径，設置本数等を減少させることができ、使
用材料，施工の手間などを大幅に削減して、経済的な基
礎１１を構築することが可能となる。

【００２７】また、地震等の振動が発生した場合におい
ても、粘弾性ダンパー２３の変形により、基礎１１にか
かる荷重が常に基礎杭１２と基礎版１３とで分担して支
持され、杭反力と地盤反力との比率の変化が緩やかにな
るので、杭反力の急激な上昇による基礎杭１２の破損等
を防止することができる。さらに、粘弾性ダンパー２３
の粘弾性効果によって、地震等によるビル１０の振動を
低減することができ、ビル１０の耐震性能を高めること
が可能となる。

【００２８】加えて、ビル１０の支持柱１８と基礎版１
３との間には、スペーサ１９が介装できる構成とされて
いる。これによって、地盤Ｇが不同沈下した場合におい
ても、それぞれ場所の沈下量に対応して、挿入するスペ
ーサ１９の厚さを調整することによって、ビル１０の平
坦度を保つことができ、不同沈下によるビル１０の機能
障害，損壊といった影響を防ぐことができる。しかも、
基礎１１は、複数に区分された基礎版１３，１３，…か
らなる構成とされているので、基礎１１が大規模なもの
であっても、不同沈下が生じた場合にこれに起因する基
礎１１の破損等が生じるのを防ぐことができ、それぞれ
の基礎版１３の沈下量に応じてスペーサ１９を挿入する
ことによって容易に不同沈下に対応することができる。
したがって、このような構造の基礎１１を適用すること
によって、埋立地等、地盤沈下の発生する可能性の高い
場所においても、ビル１０を構築することが可能とな
る。

【００２９】なお、上記実施例において、ビル１０と基
礎杭１２との間に介装する弾性体として、粘弾性ダンパ
ー２３を用いたが、これに限るものではなく、例えば、
合成ゴム，高分子材料，鋼製バネ等の他の弾性体を用い
てもよく、これによっても、基礎杭１２と基礎版１３と
でビル１０の荷重を分担して支持し、上記と同様の効果
を奏することができる。また、基礎版１３をビル１０の
底部の下方に形成する構成としたが、基礎版１３を形成
する深さを深くすればするほどフローティング効果によ
る地盤反力が大きくなるので、支持柱１８をさらに長く
する等して、基礎版１３を地中深くに形成する構成とし
てもよい。さらに、基礎版１３と支持柱１８との間に空
隙が生じていなければ、スペーサ１９を挿入する必要は
ない。加えて、基礎１１上で支持するビル１０は、鉄筋
コンクリート造に限らず、プレキャストコンクリート
造，鉄骨造，鉄骨鉄筋コンクリート造等、他の構造であ
ってもよく、またビル１０以外の建築物であってもよい
のは言うまでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る建
築物の基礎構造によれば、建築物を、それぞれ別体とさ
れた基礎杭と基礎版とからなる基礎で支持し、かつ基礎
杭と建築物との間に弾性体を介装させる構成とした。こ
れにより、建築物は、基礎杭による杭反力と基礎版によ
る地盤反力とによって分担して支持されることになる。
したがって、杭反力だけでなく地盤反力も考慮して基礎
の設計を行うことが可能となる。この結果、基礎杭の杭
反力が、従来の基礎杭のみの基礎構造に比較して大幅に
減少するので、基礎杭の直径，設置本数等を減少させる
ことができ、使用材料，施工の手間などを大幅に削減し
て、経済的に基礎を構築することが可能となる。また、
地震等の振動が発生した場合、弾性体の変形により、基
礎にかかる荷重が常に基礎杭と基礎版とに分散されるた
め、杭反力と地盤反力との比率の変化が緩やかになり、
杭反力の急激な上昇による基礎杭の破損等を防止するこ
とができる。

【００３１】請求項２に係る建築物の基礎構造によれ
ば、弾性体として、振動を吸収する粘弾性ダンパーを用
いる構成とした。この粘弾性ダンパーの粘弾性作用によ
り振動を減衰して、建築物の耐震性能を高めることがで
きる。

【００３２】請求項３に係る建築物の基礎構造によれ
ば、建築物と基礎版との間に、スペーサを挿入できる構
成とした。これにより、建築物を支持する地盤に不同沈
下が発生したときには、それぞれの場所の沈下量に対応
して挿入するスペーサの厚さを調整することによって、
建築物への不同沈下の影響を防ぐことができる。したが
って、このような基礎構造を適用することにより、埋立
地等、地盤沈下の発生する可能性の高い場所において
も、建築物を構築することが可能となる。

【００３３】請求項４に係る建築物の基礎構造によれ
ば、基礎版を複数に区分してなる構成とした。これによ
り、構成すべき基礎が大規模なものであっても、不同沈
下が生じた場合にこれに起因する基礎の破損等が生じる
のを防ぐことができ、また、それぞれの基礎版の沈下量
に応じてスペーサを挿入することによって容易に不同沈
下に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る建築物の基礎構造の一例を示す立
断面図である。

【図２】前記基礎構造の平断面図である。

【図３】前記基礎構造の要部を示す立断面図である。

【図４】前記基礎構造を適用して施工中の建築物を示す
図である。

【図５】図４に続く状態を示す図である。

【図６】従来の建築物の基礎構造の一例を示す立断面図
である。

【符号の説明】

１０ ビル（建築物） １１ 基礎 １２ 基礎杭 １３ 基礎版 １９ スペーサ ２３ 粘弾性ダンパー（弾性体） Ｇ 地盤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建築物を支持する基礎が、地盤中定めら
   れた深さまで到達するよう構築された基礎杭と、該基礎
   杭とは別体に形成されて水平面内に位置する基礎版とか
   らなる構成とされ、かつ前記基礎杭と前記建築物との間
   には弾性体が介装されていることを特徴とする建築物の
   基礎構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の建築物の基礎構造におい
   て、前記弾性体として、振動を吸収する粘弾性ダンパー
   が用いられていることを特徴とする建築物の基礎構造。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の建築物の基礎構
   造において、前記建築物と前記基礎版との間には、スペ
   ーサが挿入可能な構成とされていることを特徴とする建
   築物の基礎構造。
4. 【請求項４】 請求項３記載の建築物の基礎構造におい
   て、前記基礎版が、水平方向に複数に区分されているこ
   とを特徴とする建築物の基礎構造。