JPH08302667A

JPH08302667A - 基礎下の改良方法

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Publication number: JPH08302667A
Application number: JP10980695A
Authority: JP
Inventors: Naomi Nakagawa; 七生海中川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-05-08
Filing date: 1995-05-08
Publication date: 1996-11-19

Abstract

(57)【要約】【構成】建築物の基礎下となる地盤１を掘り下げて凹
部２を形成し、この凹部２に、土、セメント、高分子の
水系エマルジョン、界面活性剤および水の混練物３を打
設した後、養生、固化させる。【効果】建築物の基礎下を強固に改良できるので、不
等沈下による建築物の歪みや傾き、地震による傾きや倒
壊等を確実に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、建築物の基礎下を改
良する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、比
較的小規模な範囲の地盤を改良する方法としては、地盤
を掘り下げ、掘り下げた凹部内に、セメントと土とを
混合したものを充てんし、土中の水分によってセメント
を固化させて、土中に、固化物による層を形成する方
法、生石灰と土とを混合したものを充てんして、土中
の水分を生石灰と反応させて除去する方法、上記両方
法の併用系として、セメントと土と生石灰とを混合した
ものを充てんする方法、等が知られている。

【０００３】しかし、上記のうちの方法でえられた固
化物の層は、セメントと土とを単に混合して固化させた
だけものものなので、この両者があまり強固に結合され
ておらず、強度的に不十分で、ひび割れ等を生じやす
い。充分な強度をえるためには、固化物による層の厚み
を大きくすればよいが、その場合には、固化物の層の重
量が大きくなってしまうため、とくに軟弱な地盤におい
ては不等沈下等を生じやすい。

【０００４】したがって上記の方法は、安全上、建築
物の基礎下の地盤を改良する方法として適当とはいえな
い。またの方法では、生石灰が土中の水分と反応して
全て消石灰になってしまうと、それ以後は水分を吸収す
る能力が失われるため、雨が降ると、土は水を含んだも
との状態に戻ってしまい、根本的な改良にはならない。

【０００５】このため上記の方法も、建築物の基礎下
の地盤を改良する方法としては適用できない。さらに
の方法においてもやはり、セメントと土とはあまり強固
に結合されておらず、固化物の層は強度的に不十分であ
るため、このの方法も、建築物の基礎下の地盤を改良
する方法としては適用できない。

【０００６】この発明の目的は、建築物の基礎下の地盤
を改良する新規な方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、この発明の基礎下の改良方法は、建築物の底面形状
と一致するか、またはそれよりも広い範囲にわたる地盤
を掘り下げて凹部を形成し、この凹部に、土、セメン
ト、高分子の水系エマルジョン、界面活性剤および水を
含む混練物を、所定の厚みとなるように打設して養生、
固化させることを特徴としている。

【０００８】またこの発明においては、上記凹部の底面
の、少なくとも周辺部に深い溝部を形成しておくのが好
ましい。

【０００９】

【作用】上記構成からなる、この発明の基礎下の改良方
法において、地盤を掘り下げた凹部に打設される混練物
は、上記のように土、セメント、高分子の水系エマルジ
ョン、界面活性剤および水を含んでおり、この混練物を
養生、固化させて凹部内に形成された層（以下「耐盤
層」とする）は、高分子の水系エマルジョンと界面活性
剤の作用によって、土が、セメントによって強固に結合
された構造を有しており、とくに、上記水系エマルジョ
ンに起因する高分子の作用によって、弾力のある曲げ強
度の高いものとなっている。

【００１０】したがって上記耐盤層は、従来の、セメン
トと土とを混合して固化させた層に比べて、その厚みを
より薄く、重量をより軽くできるため、たとえば軟弱な
地盤に適用しても不等沈下等を生じるおそれがない。し
かもこの発明の基礎下の改良方法によれば、建築物の重
量を、当該建築物の底面形状と一致するか、またはそれ
よりも広い範囲にわたって形成された、上記耐盤層によ
って拡散できるとともに、耐盤層の下の地盤からの反力
を、この耐盤層によって高レベルで受け止めることがで
きるので、基礎下に、振動に強い強固で安定した地盤を
形成できる。

【００１１】したがってこの発明によれば、建築物の不
等沈下等を確実に防止できるとともに、その耐震性を向
上でき、長期間にわたる建築物の歪みや傾き、あるいは
地震の際の建築物の傾きや倒壊等を、より確実に防止す
ることが可能となる。また、この発明の基礎下の改良方
法によれば、地盤を掘り下げて凹部を形成した後、この
凹部の少なくとも底部に、前記の混練物を打設して養
生、固化させて耐盤層を形成するだけの簡単な工程で、
上記のように基礎下を改良でき、しかもこれらの作業は
いずれも、たとえば地盤の掘り下げや混練物の混練、打
設に使用するパワーショベルと、整地のための簡単な工
具（トンボ等）とがあれば実施できるため施工が簡単で
あり、コストが高くつくおそれもない。

【００１２】なお、上記凹部の底面の、少なくとも周辺
部に深い溝部を形成した場合には、この溝部に打設した
混練物が、固形化後に、耐盤層の補強として機能すると
ともに、耐盤層の全体が、ちょうど箱を下向きにしたよ
うな形となり、その下の地盤を包み込むように作用する
ため、地盤からの反力をさらに高レベルで受け止めるこ
とができ、地盤の強度をさらに向上できる。

【００１３】また、上記補強によって耐盤層の強度を維
持しつつ、当該耐盤層の他の部分の厚みを小さくするこ
とで、耐盤層全体の、より一層の軽量化をはかることも
可能である。

【００１４】

【実施例】以下に、この発明の基礎下の改良方法を、実
施例を示す図面を参照しつつ説明する。まず図１(a) な
いし図１(c) に示すように、施工現場の地盤１を、建築
物の底面形状と一致するか、またはそれよりも広い範囲
にわたって掘り下げて凹部２を形成する。

【００１５】また凹部２の底面２１には、図３にも示す
ように、その周辺部および中央部に、田の字型となるよ
うに、それぞれ溝部２１ａ，２１ｂを形成する。一方、
凹部２を掘り下げる際に鋤取った土は、施工現場の横
で、まずセメントと、乾燥状態で十分に混合した後、高
分子の水系エマルジョン、界面活性剤および水を加えて
混練して混練物とする。

【００１６】そしてこの混練物３を、図２(a) ないし図
２(b) に示すように凹部２内に打設し、表面を均した
後、１昼夜程度、養生、固化させると、図２(c) に示す
ように、平板状の本体Ｔ１の下面に、上記溝部２１ａ，
２１ｂに対応した、田の字型の補強Ｔ２，Ｔ３を有する
強固な耐盤層Ｔがえられ、基礎下の改良が完了する。こ
のあとは従来同様に、耐盤層Ｔの上に建築物の基礎（布
基礎等）を施工すればよい。

【００１７】なお上記の工程のうち凹部２を掘り下げる
範囲、すなわち基礎下を改良する範囲を、建築物の底面
形状と一致させるか、あるいはそれより広い範囲とする
かは、地盤１の質によって選択される。つまり地盤１が
比較的硬い場合には、凹部２を掘り下げる範囲を、建築
物の底面形状と一致させるのが、施工コスト等の点で望
ましく、地盤１が軟弱な場合には、建築物の底面形状よ
り広い範囲とするのが、不等沈下等をより確実に防止す
るために望ましい。

【００１８】凹部２を掘り下げる範囲を、建築物の底面
形状よりどの程度、広くするかについても、地盤１の質
によって適宜変更できるが、通常は建築物の底面の各辺
より１ｍ以内の範囲で、掘り下げる範囲を設定するのが
好ましい。掘り下げる範囲をそれ以上拡げると、施工コ
ストが高くついてしまう。また、上記凹部２を掘り下げ
る深さは、布基礎等の基礎を施工する際に地盤１を掘り
下げる深さに、この基礎の下に配置される耐盤層Ｔの厚
みを加えた深さとすればよい。

【００１９】耐盤層Ｔの、平板状の本体Ｔ１の厚みは、
地盤１の質によって要求される耐盤層Ｔの強度に応じ
て、適宜、選択できる。ただし、耐盤層Ｔの強度と重量
との兼ね合いを考慮すると、その厚み（図２(c) 中の符
号ｔ₁）は２０〜５０ｃｍ程度であるのが好ましく、２
０〜３０ｃｍ程度であるのがさらに好ましい。

【００２０】また上記の工程では、凹部２の底面２１に
溝部２１ａ，２１ｂを形成することで、耐盤層Ｔの本体
Ｔ１の下面に、補強Ｔ２，Ｔ３を形成していたが、地盤
１の質等によっては、たとえば図４(a) に示すように凹
部２の底面２１に溝部を形成せず、したがって本体Ｔ１
の下面に補強のない平板な耐盤層Ｔを形成してもよく、
あるいは図４(b) に示すように凹部２の底面２１のう
ち、その周辺部のみに溝部２１ａを形成することで、本
体Ｔ１の下面の周辺部のみに補強Ｔ２のある耐盤層Ｔを
形成してもよい。

【００２１】このように補強の有無で、耐盤層Ｔの強度
を調整することもできる。また耐盤層Ｔの本体Ｔ１の、
厚み方向の途中に、ワイヤーメッシュ等を埋設すると、
その強度をさらに向上できる。ワイヤーメッシュは、た
とえば凹部２の途中まで混練物３を充てんした上に敷設
し、さらにその上に混練物３を充てんすることで、本体
Ｔ１の途中に埋設される。

【００２２】凹部２に充てんされる混練物３は、前述し
たように土、セメント、高分子の水系エマルジョン、界
面活性剤および水で構成される。上記混練物における、
土に対する上記各成分の割合はとくに限定されず、土の
質に応じて適宜変更できるが、土１ｍ³に対して、セメ
ントを１２０〜１６０ｋｇ程度、高分子の水系エマルジ
ョンと界面活性剤とを合計で７〜８ｋｇ程度、水を１３
０〜１７０ｋｇ程度、それぞれ配合するのが好ましい。
水の量は、土の含水率に応じて適宜調整できる。

【００２３】上記のうち高分子の水系エマルジョンとし
てはこれに限定されないが、たとえばスチレン−ブタジ
エン共重合ゴム（ＳＢＲ）等のゴムのラテックスや、あ
るいはポリ酢酸ビニル、アクリル等の樹脂のエマルジョ
ンなどがあげられる。中でもＳＢＲのラテックスが、土
およびセメントとの混和性にすぐれるため、好適に使用
される。

【００２４】また界面活性剤としては、イオン性、非イ
オン性の種々の界面活性剤がいずれも使用可能である
が、とくに陰イオン性界面活性剤であるアルキルベンゼ
ンスルホン酸塩（ＡＢＳ）類が、界面活性効果が高く、
かつ混練性にすぐれるため、好適に使用される。上記高
分子の水系エマルジョンと界面活性剤とは、別々に添加
してもよいが、この両者を主成分とする、土とセメント
との混和剤として市販されているものを、そのまま使用
してもよい。

【００２５】上記混和剤の具体例としては、たとえばサ
ン・エンジニアリング（株）製の商品名サン・クリート
等があげられる。サン・クリートの諸元を以下に記す。・成分：ＳＢＲラテックスＡＢＳ水・固形分濃度：１２．５％・ｐＨ：７・粘度：１２０．０ｃＰｓ・比重：１．０上記のようにして形成された耐盤層Ｔは、前述したよう
に、従来の、セメントと土とを混合して固化させた層に
比べて、弾力のある曲げ強度の高いものであり、その厚
みをより薄く、重量をより軽くできるという利点があ
る。

【００２６】たとえば、縦８．０ｍ、横１２．５ｍ（面
積１００ｍ²）の範囲の基礎下を、上記実施例の工程に
て改良して、その上に重量５０ｔの建築物を建築する場
合を例にとって考えると、耐盤層Ｔの本体Ｔ１の厚みｔ
₁を０．３ｍ、補強Ｔ２，Ｔ３の厚み（図２(c) 中の符
号ｔ₂）を同じく０．３ｍ、補強Ｔ２，Ｔ３の幅を１．
０ｍとした場合の、耐盤層Ｔの全体の体積は約４５．８
ｍ³となる。

【００２７】そして、耐盤層Ｔを構成する混練物３の養
生、固化後の比重を１．７ｔ／ｍ³とすると、上記耐盤
層Ｔの重量は約７７．９ｔ、建築物を含めた全重量は１
２７．９ｔ、耐盤層Ｔの下の地盤にかかる荷重は約１．
２８ｔ／ｍ²となる。したがって安全率を１．５倍とす
ると、耐盤層Ｔの下の地盤は１．９２ｔ／ｍ ²以上の地
耐力を有していればよいことになる。

【００２８】また、建築物の布基礎の底面積を４０ｍ²
と仮定すると、単位面積あたりの建築物の荷重は１．２
５ｔ／ｍ²となる。一方、耐盤層Ｔのうち、本体Ｔ１の
下面に補強Ｔ２，Ｔ３がある部分の単位面積当りの荷重
は１．０２ｔ／ｍ²、補強Ｔ２，Ｔ３がない部分の単位
面積当りの荷重は０．５１ｔ／ｍ²である。よって、布
基礎の直下で、かつ耐盤層Ｔの本体Ｔ１の下面に補強Ｔ
２，Ｔ３がある部分の単位面積当りの荷重は２．２７ｔ
／ｍ²、同じく補強Ｔ２，Ｔ３がない部分の単位面積当
りの荷重は１．７６ｔ／ｍ²となる。つまり布基礎の直
下の耐盤層Ｔには、その下の地盤から、それぞれ上記荷
重と同じだけの反力が加えられることになる。

【００２９】そこで安全率を１．５倍とすると、耐盤層
Ｔは、少なくとも３．４ｔ／ｍ²以上の強度を有してい
ればよいことがわかる。耐盤層Ｔの一軸圧縮強度を実測
したところ５ｋｇ／ｃｍ²であったので、これを１ｍ²
あたりの強度に換算すると５０ｔ／ｍ²となる。ただし
この値は、あくまでも理想的な条件下での結果であっ
て、現場での施工の際には、土その他の成分の混練が不
充分で、強度が低下する場合等も生じるが、それを考慮
しても、少なくとも１０ｔ／ｍ²以上の強度を有するこ
とが予想される。よって耐盤層Ｔは、上述した、地盤か
らの反力に対して充分に耐えうるものであることがわか
る。

【００３０】なお図４(a) に示すように、補強Ｔ２，Ｔ
３を設けない場合についても同様に計算したところ、耐
盤層Ｔの厚み（図４(a) 中の符号ｔ₃）を０．３ｍとし
た場合、耐盤層Ｔの重量は５１．０ｔ、建築物を含めた
全重量は１０１．０ｔ、耐盤層Ｔの下の地盤にかかる荷
重は１．０１ｔ／ｍ²となる。したがって安全率を１．
５倍とすると、耐盤層Ｔの下の地盤は約１．５２ｔ／ｍ
²以上の地耐力を有していればよいことになる。

【００３１】また、耐盤層Ｔの単位面積当りの荷重は
０．５１ｔ／ｍ²であるので、布基礎の直下の単位面積
当りの荷重は１．７６ｔ／ｍ²となり、布基礎の直下の
耐盤層Ｔには、その下の地盤から、上記と同じだけの反
力が加えられることになる。そこで安全率を１．５倍と
すると耐盤層Ｔは、少なくとも２．６４ｔ／ｍ²以上の
強度を有していればよいことになり、前述したように少
なくとも１０ｔ／ｍ ²以上の強度を有する耐盤層Ｔは、
上記の反力に対して充分に耐えうるものであることがわ
かる。

【００３２】一方、図４(a) の耐盤層の厚みｔ₃を０．
２ｍとした場合は、同様の計算から、耐盤層Ｔの重量は
３４．０ｔ、建築物を含めた全重量は８４．０ｔ、耐盤
層Ｔの下の地盤にかかる荷重は０．８４ｔ／ｍ²とな
り、安全率を１．５倍とすると、耐盤層Ｔの下の地盤は
１．２６ｔ／ｍ²以上の地耐力を有していればよいこと
になる。

【００３３】また、耐盤層Ｔの単位面積当りの荷重は
０．３４ｔ／ｍ²であるので、布基礎の直下の単位面積
当りの荷重は１．５９ｔ／ｍ²となり、布基礎の直下の
耐盤層Ｔには、その下の地盤から、上記と同じだけの反
力が加えられることになる。そこで安全率を１．５倍と
すると耐盤層Ｔは、少なくとも２．３９ｔ／ｍ²以上の
強度を有していればよいことになり、前述したように少
なくとも１０ｔ／ｍ ²以上の強度を有する耐盤層Ｔは、
上記の反力に対して充分に耐えうるものであることがわ
かる。

【００３４】これに対し、従来工法である、土とセメン
トと生石灰とを混合して固化させた層によって基礎下を
改良する場合を検討すると、かかる層に充分な強度をも
たせるには、経験上、その厚みを１ｍ程度にする必要が
あることが知られている。よって上記層の重量は、当該
層の厚みを１ｍ、比重を１．７ｔ／ｍ³とすると１７
０．０ｔ、建築物を含めた全重量は２２０．０ｔ、耐盤
層Ｔの下の地盤にかかる荷重は２．２ｔ／ｍ²となり、
安全率を１．５倍とすると、上記層の下の地盤は３．３
ｔ／ｍ²以上の地耐力を有する必要があることになる。
よってこの従来工法を軟弱な地盤に適用した際には、不
等沈下等を生じやすいことがわかる。

【００３５】また、上記層の単位面積当りの荷重は１．
７ｔ／ｍ²であるので、布基礎の直下の単位面積当りの
荷重は２．９５ｔ／ｍ²となり、布基礎の直下の層に
は、その下の地盤から、上記と同じだけの反力が加えら
れることになる。そこで安全率を１．５倍とすると上記
層は、少なくとも４．４３ｔ／ｍ²以上の強度が必要と
なる。このためこの従来工法において、土とセメントが
もし均一に混合されていない場合には、たとえその厚み
を１ｍにしても、ひび割れ等を生じるおそれのあること
がわかる。

【００３６】

【発明の効果】以上、詳述したように、この発明の基礎
下の改良方法によれば、建築物の基礎下を強固に改良で
きるので、不等沈下による建築物の歪みや傾き、地震に
よる傾きや倒壊等を確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】同図(a) 〜(c) はこの発明の基礎下の改良方法
のうち、地盤に凹部を形成するまでの工程を示す断面図
である。

【図２】同図(a) 〜(c) はこの発明の基礎下の改良方法
のうち、地盤に形成した凹部に、土その他の混練物を充
てんして養生、固化させるまでの工程を示す断面図であ
る。

【図３】上記各図の工程のうち図１(c) の状態の平面図
である。

【図４】同図(a)(b)はそれぞれ、凹部の変形例を示す断
面図である。

【符号の説明】

１地盤２凹部２１底面２１ａ，２１ｂ溝部３混練物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建築物の底面形状と一致するか、またはそ
れよりも広い範囲にわたる地盤を掘り下げて凹部を形成
し、この凹部に、土、セメント、高分子の水系エマルジ
ョン、界面活性剤および水を含む混練物を、所定の厚み
となるように打設して養生、固化させることを特徴とす
る基礎下の改良方法。
【請求項２】凹部の底面の、少なくとも周辺部に深い溝
部を形成する請求項１記載の基礎下の改良方法。