JPH10299006A - 基礎の構築方法 - Google Patents

基礎の構築方法

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JPH10299006A
JPH10299006A JP12486197A JP12486197A JPH10299006A JP H10299006 A JPH10299006 A JP H10299006A JP 12486197 A JP12486197 A JP 12486197A JP 12486197 A JP12486197 A JP 12486197A JP H10299006 A JPH10299006 A JP H10299006A
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JP
Japan
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concrete
mastic layer
asphalt
asphalt mastic
foundation
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Pending
Application number
JP12486197A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Okada
岡田浩士
Yoshihiro Tanaka
田中良弘
Shunei Shiraishi
白石俊英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taisei Corp
Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Original Assignee
Taisei Corp
Tokyo Electric Power Co Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】連続している基礎の構築方法を提供することに
ある。 【解決手段】地盤上に一次コンクリート2を打設し、そ
の上にアスファルト・マススティック層3を敷設し、更
にコンクリートブロック4を打設し、プレストレスを導
入する基礎の構築方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基礎の構造に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ガス絶縁開閉装置(GIS)やト
ランス等のプラントのためのコンクリート製の基礎の大
部分は、鉄筋コンクリート(RC)製のマット基礎、或
いは杭とスラブの組み合わせ基礎が広く使用されてい
る。
【0003】いずれの基礎の場合、図14のように5〜
10mごとに鉄筋コンクリートのマット基礎aに収縮目
地bを設け構造的に分離することによって、温度変化
によってマット基礎内部に発生する温度応力による引っ
張りひび割れの発生を防ぐことができる。
【0004】さらに、マット基礎aとして打設したコ
ンクリートが硬化するときの乾燥収縮による引っ張りひ
び割れの発生を防止することができる。
【0005】しかし前記した従来のマット基礎aの構造
にあっては、次のような問題点が存在した。 <イ>マット基礎aが分割されているため地盤の圧密沈
下による地盤の変形に対して各マット基礎aが別々に剛
体変形する。そのために各々のマット基礎a間に相対的
な変形が発生してしまう。 <ロ>長大なスパンのマット基礎aの場合、地震時にお
いて両端のマット基礎aにおいて別々の地震応答変位を
示す。そのために強い地震を受けると各々のマット基礎
aは相互に相対変形を生じたり、相対変形を残留するこ
とがある。 <ハ>このようなマット基礎a間の相対的な変形の発生
を前提に、ガス絶縁開閉装置(GIS)cの各ユニット
間をベローズと呼ばれる収縮継ぎ手dで接続する方法も
利用されている。このベローズ継手dは両側のパイプが
別々に変形してもその変形を吸収してパイプの破壊を防
止する機能を有する。しかしこのベローズ継手dは1か
所あたり数千万円もする非常に高価な製品であり、かつ
変形に追従できる範囲に限界があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、連続してい
る基礎の構築方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、地盤上に一次
コンクリートを打設し、一次コンクリート上にアスファ
ルト・マスティック層を敷設し、アスファルト・マステ
ィック層上にコンクリートブロックを打設し、コンクリ
ートブロックにプレストレスを導入することを特徴とす
る、基礎の構築方法、又は、地盤上に砕石層を介して一
次コンクリートを打設し、一次コンクリート上にプライ
マを介してアスファルト・マスティック層を敷設し、ア
スファルト・マスティック層上にコンクリートブロック
を打設し、コンクリートブロックにプレストレスを導入
することを特徴とする、基礎の構築方法、又は、地盤上
に一次コンクリートを打設し、一次コンクリート上にプ
ライマを介してアスファルト・マスティック層を敷設
し、アスファルト・マスティック層上に複数のコンクリ
ートブロックを打設し、複数のコンクリートブロックに
プレストレスを導入することを特徴とする、基礎の構築
方法、又は、地盤上に一次コンクリートを打設し、一次
コンクリート上にプライマを介してアスファルト・マス
ティック層を敷設し、アスファルト・マスティック層上
に1ブロック分について配筋し、PC鋼材を配置し、コ
ンクリートを打設し、コンクリート硬化後、プレストレ
スを導入し、1ブロック分のコンクリートブロックを形
成し、順次1ブロック分のコンクリートブロックを隣接
して配置し、コンクリートブロック全体にプレストレス
を導入することを特徴とする、基礎の構築方法にある。
【0008】
【本発明の実施の態様】以下、図面を参照しながら本発
明に係る基礎の構築を説明する。
【0009】<イ>基礎の概要 アスファルト・マスティック層4を有するプレストレス
トコンクリート工法による基礎の概要を図1に示す。
【0010】整形した地盤上にマット基礎5からの荷重
を分散するための締め固めた石層(砕石層)1と10c
m〜15cm程度の層厚の1次コンクリート2を打設し
て表面を平坦に仕上げる。1次コンクリート2上にプラ
イマー3(アスファルト乳剤)を塗布した後、層厚10
mm〜40mmのアスファルト・マスティック層4を敷
設する。
【0011】敷設するアスファルト・マスティック層4
は、105〜106secの長期載荷時間に対して有効な
変形係数Ea=102〜104N/m2(温度20℃)
を、また10-1〜1secの短期載荷時間に対して有効
な変形係数Ea=106〜108N/m2(温度20℃)
の特性を持つ。
【0012】マット基礎5はプレストレス構造にするた
め、鉄筋とPC鋼材6を配置する。マット基礎5のコン
クリート打設後、所定の圧縮強度が発現した時点でPC
鋼材6を介してプレストレスを導入する。
【0013】<ロ>コンクリートのマット基礎 アスファルト・マスティック層4の上には、鉄筋コンク
リートの層、あるいはプレストレスコンクリート層をマ
ット基礎5として形成する。
【0014】プレストレスコンクリートのマット基礎5
を設置するために、アスファルト・マスティック層4の
上に鉄筋とPC鋼材6用のシース管を配置してコンクリ
ートを打設する。その際には全体を一体として形成し、
マット基礎5の中間に、従来のような目地を形成しな
い。コンクリートが硬化して所定の圧縮強度が出たらP
C鋼材6を緊張してプレストレスを導入する。
【0015】マット基礎5のように平面的な広がりを持
ち、直接地盤上に設置したコンクリート版にプレストレ
スを導入する場合、従来の方法であれば地盤とコンクリ
ート間の摩擦により緊張力を損失する。この損失を補う
ためにPC鋼材を多く配置して、コストアップにつなが
ったり、過緊張によるコンクリート破損などを生じる場
合があった。
【0016】これに対して、マット基礎5と1次コンク
リート2との間に105〜106secの長期載荷時間に
対して有効な変形係数Ea=102〜104N/m2(温
度20℃)の特性を有するアスファルト・マスティック
層がある構造では、この層が抵抗無く変形してプレスト
レス導入時の緊張力損失をなくすことができる。
【0017】この現象の説明を具体的な数値を用いて以
下に述べる。長さL=100mのマット基礎5にプレス
トレス応力σp=5000kN/m2を導入する場合の
アスファルト・マスティック層のせん断変形と抵抗の関
係を考える。プレストレス導入によリマット基礎5に生
じる軸歪εpは、コンクリートの弾性係数をEcとする
と、[数1]になる。これによるマット基礎の収縮量Δ
lは、[数2]になる。
【0018】従って、厚みd=0.02mのアスファル
ト・マスティック層の平均せん断歪みγは、[数3]に
なることから、アスファルト・マスティック層の平均せ
ん断応力度τは、[数4]になる。
【0019】
【数1】
【0020】
【数2】
【0021】
【数3】
【0022】
【数4】
【0023】以上により、アスファルト・マスティック
層の平均せん断応力度τは微小であり、抵抗なく、せん
断変形することが計算により確認できる。
【0024】以下に、アスファルト・マスチック層を利
用する実施例を示す。
【0025】<イ>長期の載荷時間におけるアスファル
ト・マスチック層の有効性 上記のプレストレス導入時のアスファルト・マスティッ
ク層の有効性を確認した、実物大のマット基礎供試体に
よるプレストレス導入の実証実験の概要を図2に示す。
【0026】実証実験では、コンクリート製供試体の寸
法が長さ20.0m、幅2.5m、高さ0.7mの大き
さに対して、アスファルト・マスティック層(層厚0.
04m)の有る基礎(図2の上側)と無い基礎(図2の
下側)の2種類の供試体基礎を製作し、各々の基礎に実
際にプレストレスを導入した。
【0027】プレストレスは供試体の片側(図2で左
側)からPC鋼材6を緊張する方法により、全断面の平
均で2940kN/m2の応力度を導入した。実験時の
アスファルト・マスティック層の温度を一定(平均37
℃)に保つて、PC鋼材6の緊張1時間後のプレストレ
スの分布の比較検討を行つた。
【0028】図3及び図4は、供試体の中心軸線面内の
プレストレスの分布を示している。図3及び図4中の各
々の測定点は、図2の黒丸の位置でプレストレス応力度
を計測し、供試体の緊張端から0.8mの位置から軸線
に沿って4.6mごとのピッチで固定端から0.8mの
位置までの合計5点とした。
【0029】アスファルト・マスティック層の有る基礎
は、図3に示されているように、緊張1時間後には軸線
方向にも上・下の高さ方向にもほほ均等にプレストレス
が分布して、全測点でプレストレス導入力の2940k
N/m2と一致している。
【0030】これに対しアスファルト・マスティック層
の無い基礎は、図4に示されているように、コンクリー
ト下面から6cmの位置では下面の拘束により軸方向の
全断面でプレストレスの導入力が少なく、その結果、軸
線方向に端部の導入力が大きく中央の導入が小さい分布
となり、その傾向も供試体上面に近付くほど強くなって
いる。
【0031】これらの結果よリアスファルト・マスティ
ック層の有効性が確認できた。プレストレス(持続荷
重)に対するアスファルト・マスティック層の有効性を
利用し、広範囲のマット基礎を分割施工することで、コ
ンクリート打設設備の縮小化,プレストレスの摩擦損失
の低減による高効率利用等を図ることができる。
【0032】以上は、長期の載荷時間に対して変形係数
が小さくなるというアスファルト・マスティックの粘弾
性体としての性質を活用した、マット基礎の変形拘束を
低減する方法である。
【0033】<ロ>短期な載荷時間に対するアスファル
ト・マスティック層の有効性 これに対し地震荷重や風荷重がマット基礎に作用した場
合に、上記のような小さな変形係数ではマット基礎の滑
動に対する安定が確保されず、基礎としての機能を満足
できない。
【0034】ところが、地震や風荷重は1秒以下から数
秒で荷重方向を変える振動現象である。このような10
-1〜1secの短期な載荷時間に対しては、アスファル
ト・マスティックは粘弾性としての特性を有しているた
め、有効な変形係数Eaは106〜108N/m2(温度
20℃)となる。従つて、マット基礎が地震荷重や風荷
重により不安定になることはない。
【0035】短期な載荷時間に対するアスファルト・マ
スティック層の挙動についても、実物大のマット基礎供
試体を用いて行った強制振動実験により確認した。強制
振動による実証実験は、前述の長さ20.0m、幅2.
5m、高さ0.7mのコンクリート製供試体に対して層
厚40mmのアスファルト・マスティック層の有る基礎
に搭載した起振機により、加振力9.8kN時に加振振
動数を2〜20Hzに変化させて応答特性を調べること
により行った。
【0036】また、温度変化によるアスファルト・マス
ティックの物性値変化に伴う、マット基礎の動的特性の
変化を把握する目的で、アスファルト・マスティック層
の平均温度を9℃、18℃、25℃及び29℃の4ケー
スに変化させた。
【0037】図5に示す強制振動実験の応答変位から、
起振力9.8kN(せん断応力度τ=196N/m2
当たりの、マット基礎と1次コンクリート間の相対変位
振幅は最大でも1.0×10-3mm程度である。
【0038】実際のマット基礎の重量は上載機器を含め
ても20kN/m2程度であり、一定の粘性係数ηに対
しては粘弾性体のせん断応力度τとせん断速度Dは比例
する(τ=η・D)ことから、1Gの加速度が作用して
もマット基礎と1次コンクリート間の相対変位は0.1
mm程度以下となり、工学的にみれば問題のない大きさ
である。
【0039】<ハ>アスファルト・マスティックの配合
実施例 アスファルト・マスティックの配合例の重量配分を表1
に示す。なお、単位は重量%である。
【0040】
【表1】
【0041】<ニ>アスファルト・マスティックの4要
素モデル アスファルト・マスティックは、図6に示す4要素モデ
ルの粘弾性体としてモデル化される。図6の上部(E
1、η1)は、マックスウェル・ユニット(Maxwe
ll Unit)であり、図6の下部(E2、η2)
は、フォークト・ユニット(Voigt Unit)で
ある。表1の配合により得られるせん断バネ値(E1)
の温度との関係は、図7に示し、せん断バネ値(E2)
では、図8に示す。及び、粘性係数(η1)の温度との
関係は、図9に示し、粘性係数(η2)では、図10に
示す。なお、図7乃至図10の黒角のプロットはアスフ
ァルト重量15%を示し、白角のプロットはアスファル
ト重量20%を示している。また、これらのデータは、
図11に示すせん断試験機7により実測した。
【0042】アスファルト・マスティックの各バネ値及
び粘性係数は、アスファルトの混合率が低くなるほど、
また低温になるほどその値が大きくなる。この結果よ
り、温度が低くなるほどプレストレスの平均化はし難く
なるものの、プレストレスが持続荷重であることから長
期的にはアスファルトの粘性により応力度は平均化され
て問題がないことが説明できる。
【0043】<ホ>施工順序 アスファルト・マスティック層を有するマット基礎の分
割施工の手順(ステップ)を図12に示す。 先ず、砕石層1を敷設した後、 1次コンクリート2
を打設する。1次コンクリート2はマット基礎全体に先
行して打設するか、施工するマット基礎以上の範囲を常
に先行して打設する。 1次コンクリート2上をプライマ処理した後、アスフ
ァルト・マスティック層4を敷設する。アスファルト・
マスティック層4も全体に先行して敷設するか、施工す
るマット基礎以上の範囲を常に先行して敷設する。 分割施工の1ブロック分5(ブロック長20〜30
m)の配筋,型粋工,PC鋼材配置を行つた後にコンク
リートを打設する。 コンクリート硬化後に1ブロック分のPC鋼材6を緊
張してプレストレスを導入する。 以下PC鋼材を接続・延長させながら、必要回数、上
記とのステップ(又は、、とのステップ)
を繰り返して、図13のように、マット基礎(基礎長さ
100〜120m)を完成させる。
【0044】
【発明の効果】本発明は、次のような効果を得ることが
できる。 <イ>一体マット基礎にプレストレスを導入する場合、
1次コンクリートとマット基礎との間に挟在するアス
ファルト・マスティック層がプレストレス導入時の様な
長期の載荷時間に対して小さな変形係数を持つ。このた
め、アスファルト・マスティック層が容易にせん断変形
することにより、底面からの拘束による損失を受けるこ
となく、プレストレスを導入することができる。そのた
め、従来のように摩擦損失分の緊張を補填する必要がな
い。また、マット基礎を分割施工することで、コンクリ
ート打設設備の縮小化,プレストレスの摩擦損失の低減
による高効率利用等が可能になり、経済的な施工を図る
ことができる。 <ロ>マット基礎が地震時のように短期の荷重を受ける
とき、1次コンクリートとマット基礎との間に扶在する
アスファルト・マスティック層は大きな変形係数をも
つ。また、分割施工した各ブロックはプレストレスによ
リー体化されているため、地震時のマット基礎の滑動に
対する安定が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基礎の構造の概念図
【図2】プレストレス導入実証実験概要図
【図3】アスファルト・マスティック層がある場合の応
力度測定図
【図4】アスファルト・マスティック層がない場合の応
力度測定図
【図5】マット基礎と1次コンクリート間の相対変位振
幅図
【図6】アスファルト・マスティック層の4要素粘弾性
モデル図
【図7】アスファルト・マスティック層のモデルのバネ
値E1測定図
【図8】アスファルト・マスティック層のモデルのバネ
値E2測定図
【図9】アスファルト・マスティック層のモデルの粘性
係数η1測定図
【図10】アスファルト・マスティック層のモデルの粘
性係数η2」測定図
【図11】アスファルト・マスティックのせん断試験器
の概要図
【図12】基礎の構築手順の説明図
【図13】基礎の構築完成図
【図14】従来の基礎の構造の説明図
フロントページの続き (72)発明者 白石俊英 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大成 建設株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】地盤上に一次コンクリートを打設し、 一次コンクリート上にアスファルト・マスティック層を
    敷設し、 アスファルト・マスティック層上にコンクリートブロッ
    クを打設し、 コンクリートブロックにプレストレスを導入することを
    特徴とする、 基礎の構築方法。
  2. 【請求項2】地盤上に砕石層を介して一次コンクリート
    を打設し、 一次コンクリート上にプライマを介してアスファルト・
    マスティック層を敷設し、 アスファルト・マスティック層上にコンクリートブロッ
    クを打設し、 コンクリートブロックにプレストレスを導入することを
    特徴とする、 基礎の構築方法。
  3. 【請求項3】地盤上に一次コンクリートを打設し、 一次コンクリート上にプライマを介してアスファルト・
    マスティック層を敷設し、 アスファルト・マスティック層上に複数のコンクリート
    ブロックを打設し、 複数のコンクリートブロックにプレストレスを導入する
    ことを特徴とする、 基礎の構築方法。
  4. 【請求項4】地盤上に一次コンクリートを打設し、 一次コンクリート上にプライマを介してアスファルト・
    マスティック層を敷設し、 アスファルト・マスティック層上に1ブロック分につい
    て配筋し、PC鋼材を配置し、コンクリートを打設し、
    コンクリート硬化後、プレストレスを導入し、1ブロッ
    ク分のコンクリートブロックを形成し、 順次1ブロック分のコンクリートブロックを隣接して配
    置し、コンクリートブロック全体にプレストレスを導入
    することを特徴とする、 基礎の構築方法。
JP12486197A 1997-04-28 1997-04-28 基礎の構築方法 Pending JPH10299006A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101529657B1 (ko) * 2015-03-27 2015-06-19 대성이엔지(주) 가스 절연 개폐장치용 h-형강 수평레벨 조절지그 및 이를 이용한 기초 시공방법

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KR101529657B1 (ko) * 2015-03-27 2015-06-19 대성이엔지(주) 가스 절연 개폐장치용 h-형강 수평레벨 조절지그 및 이를 이용한 기초 시공방법

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