(57)【要約】【課題】アリーナなどの長スパンの構造体の建設において、建設コストを軽減しつつ、構造設計上、長スパンの構造体を支持するのに必要な強度を保持した地盤を形成する。【解決手段】長スパンの構造体と連結される基礎を支持する地盤の補強構造において、当該長スパンの構造体の基礎を独立して支持する杭体８が複数、地中梁７に沿って一定間隔で連続的に設けられている。この複数の杭体８は、地中梁７の下部から地盤に貫入している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長スパンの構造体と連結される基礎を支持する地盤の補強構造であって、
前記長スパンの構造体の基礎を独立して支持する杭体が複数、地中梁に沿って一定間隔で連続的に、当該地中梁の下部から地盤に貫入している、
地盤の補強構造。
【請求項２】
複数の前記地中梁が交差する箇所にはフーチングが設けられており、
前記フーチングが設けられた箇所において、前記フーチングを介して前記長スパンの構造体の基礎を独立して支持する杭体が当該フーチングの下部から地盤に貫入している、
請求項１記載の地盤の補強構造。
【請求項３】
前記杭体は、平均Ｎ値１５以下、又は平均Ｎ値１２．５以下の地盤に貫入している、
請求項１又は２記載の地盤の補強構造。
【請求項４】
柱の直下において、前記杭体が当該柱の下部から地盤に貫入している、
請求項１乃至３いずれかの項に記載の地盤の補強構造。
【請求項５】
前記杭体は、前記基礎を支持する側の端部が拡径している、
請求項１乃至４いずれかの項に記載の地盤の補強構造。
【請求項６】
前記地中梁で囲われた基礎の下面において、前記杭体が地盤に貫入している、
請求項１乃至５いずれかの項に記載の地盤の補強構造。
【請求項７】
長スパンの構造体と連結される基礎を支持する地盤の補強工法であって、
独立して前記長スパンの構造体の基礎を支持する杭体を複数、地中梁に沿って一定間隔で連続的に、前記地中梁の下部から地盤に貫入させる工程、を有する、
地盤の補強工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長スパンの構造体を支持する地盤を補強する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スポーツ観戦、コンサート、展示会など多目的に使うイベント会場として、数千人〜数万人規模の観客を収容できるアリーナが各地に建設されている。
【０００３】
この点、例えば、特許文献１では、空間量可変の多目的つり屋根アリーナの構造が提案されている。特許文献２では、昇降および進退方式のスライドスタンドを持つアリーナが提案されている。特許文献３では、多目的アリーナを備えた建物の天井構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３１０４４８号公報
【特許文献２】特開平８−２６０７３６号公報
【特許文献３】特開平９−１１９２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、アリーナなどの長スパンの構造体はその性質上、大型の構造体であり、建設には多大な費用や時間を要する。そのため、人口の少ない地方都市や、集客力に劣る郊外の市町村などでは、建設の要望はあっても、建設費用がネックとなって建設を断念せざるを得ないことも少なくなかった。また、数年後に取り壊す前提で構築する期間限定のテーマパークやオリンピック施設としても、費用や工期がかかりすぎ、問題となっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、長スパンの構造体の建設において、コストを軽減可能な地盤の補強構造及び補強工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一の観点に係る地盤の補強構造は、長スパンの構造体と連結される基礎を支持する地盤の補強構造であって、前記長スパンの構造体の基礎を独立して支持する杭体が複数、地中梁に沿って一定間隔で連続的に、当該地中梁の下部から地盤に貫入している。
【０００８】
また、複数の前記地中梁が交差する箇所にはフーチングが設けられており、前記フーチングが設けられた箇所において、前記フーチングを介して前記長スパンの構造体の基礎を独立して支持する杭体が当該フーチングの下部から地盤に貫入しているものとしてもよい。
【０００９】
また、前記杭体は、平均Ｎ値１５以下、又は平均Ｎ値１２．５以下の地盤を支持層として貫入しているものとしてもよい。
【００１０】
また、柱の直下において、前記杭体が当該柱の下部から地盤に貫入しているものとしてもよい。
【００１１】
また、前記杭体は、前記基礎を支持する側の端部が拡径しているものとしてもよい。
【００１２】
また、前記地中梁で囲われた基礎の下面において、前記杭体が地盤に貫入しているものとしてもよい。
【００１３】
また、本発明の別の観点に係る地盤の補強工法は、長スパンの構造体と連結される基礎を支持する地盤の補強工法であって、独立して前記長スパンの構造体の基礎を支持する杭体を複数、地中梁に沿って一定間隔で連続的に、前記地中梁の下部から地盤に貫入させる工程、を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る地盤の補強構造及び補強工法によれば、長スパンの構造体の建設において、コストを軽減しつつ、構造設計上、長スパンの構造体を支持するのに必要な強度を保持した地盤を形成することができる。この結果、資金が比較的少ない事業主体でも建設可能となり、短期間のイベントだけを目的とした場合でも採算が合う。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る地盤の補強構造及び補強工法により建設されるアリーナの内部を模式的に示した俯瞰図である。
【図２】本実施形態に係る地盤の補強構造及び補強工法により建設されるアリーナのＡ−Ａ矢視図を模式的に示した模式図である。
【図３】本実施形態に係る地盤の補強構造及び補強工法により建設されるアリーナを構成するスタンドフレームを模式的に示した模式図である。
【図４】本実施形態に係る地盤の補強構造を模式的に示す平面図である。
【図５】本実施形態に係る地盤の補強構造を示すＢ−Ｂ断面図である。
【図６】本実施形態に係る地盤の補強構造を示すＣ−Ｃ断面図である。
【図７】本発明の別の実施形態に係る地盤の補強構造において、フーチングを用いた例を模式的に示す平面図である。
【図８】本実施形態に係る地盤の補強構造を示すＤ−Ｄ断面図である。
【図９】本発明の別の実施形態に係る地盤の補強構造において、フーチングを用いた別の例を模式的に示す平面図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施形態に係る地盤の補構造を模式的に示す平面図である。
【図１１】本実施形態に係る地盤の補強構造において適用可能な地中梁の一例を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態に係る地盤の補強構造及び補強工法について、図を参照して説明する。
本実施形態に係る地盤の補強構造及び補強工法は、長スパンの構造体と連結される基礎を支持する地盤を補強するものである。ここではまず、この長スパンの構造体の一例について説明しておく。
【００１７】
●構造体
長スパンの構造体の一例は、各種の競技やコンサートなどを催すことのできるアリーナやスタジアムであるが、これに限らず、スーパーマーケットや展示場など、その呼称を問わず、不特定多数の客や入場者、あるいは大型の物や複数の物を収容可能な大型の施設である。その規格の一例は縦横のうちの一方の長さが５０ｍ以上であり、図１及び図２は、そのような構造体の一例を示している。
構造体１は、平面視略矩形状からなり、フィールド部２と、フィールド部２を囲むスタンド席３とを有している。フィールド部２の周囲にはスタンド席３が設けられており、スタンド席３の周囲は壁部Ｗによって覆われている。また、フィールド部２とスタンド席３の上方は屋根板Ｒによって覆われており、天候によらず、競技やコンサートなどを行うことのできる屋内空間を形成している。
なお、本実施形態に係る構造体１は、平面視略矩形状から構成されるものとしたが、これに関わらず、平面視略楕円形状など各種の形状を取ることができる。
【００１８】
フィールド部２は、各種の競技やコンサートなどが催される場合に、競技者が実演あるいは演者が実演等するスペースであり、本実施形態では、構造体の平面視の形状と同様、略矩形状からなる。このフィールド部２は、スタンド席３よりも低い位置にあって、スタンド席３の観客等から見下ろされる位置にある。また、フィールド部２には、床スラブ５上に床板２１が敷設されている。
【００１９】
スタンド席３は、フィールド部２で行われる競技や実演等を見る観客が座るためのスペース、及び当該スペースに設けられた観客用の客席３３であり、フィールド部２を側面から囲うように設けられている。客席３３は、縦横に複数配設されており、フィールド部２から壁部Ｗに向かっては、階段状に徐々に高い位置をとるように配設されている。これにより、壁部Ｗ側の客席３３に座る観客が、フィールド部２側に座る観客の有無にかかわらず、フィールド部２を見やすいようになっている。
なお、スタンド席３は、構造体１の長手方向と短手方向それぞれ若しくはどちらかにに沿って設けられているが、長手方向と短手方向においてその長さを異にする以外、構造は同様である。
【００２０】
メインフレーム４は、構造体１の骨格を形成する部材であり、構造体１の屋根板Ｒ及び壁部Ｗは、平行して配置された山形若しくはアーチ状の複数のメインフレーム４によって支持されている。
このメインフレーム４は、所謂Ｈ型鋼であり、鉛直方向に立設する一対の立設部４２と、一対の立設部４２の上端に架設された架設部４１とから構成される。
【００２１】
一対の立設部４２の下端部は、壁部Ｗ近傍において基礎５４に接合している。
架設部４１は、中央部が上方へ突出しており、上方に支持された屋根板Ｒは中央から幅方向の両端へ傾斜するようになっている。なお、一方向のみに傾斜する片流れ屋根とすることもできる。
【００２２】
このような構成からなるメインフレーム４は、構造体１の長手方向に沿って、一定間隔ごとに連続的に配設されている。また、一定間隔ごとに配設された複数のメインフレーム４は、構造体１の長手方向に延びる梁４３によって連結されている。このように、構造体１は同一形状からなる複数のメインフレーム４を長手方向に順次、配設させた構造を基本としており、メインフレーム４の長さと、連続的に配設するメインフレーム４の数によって構造体１の大きさが決定される。また、既設後も、メインフレームを加えたり減らしたりすることにより、メインフレーム４の長さ方向に構造体１を増築したり減築したりすることができる。
【００２３】
図２及び図３に示されるスタンドフレーム３１は、スタンド席３を構成する部材であって、客席３３を支持しており、略矩形状に設けられたフィールド部２を囲むように設けられている。
このスタンドフレーム３１は、下端部が基礎５１、５２、５３に接合しており、基礎５１、５２、５３上に自立していると共に、固定的に設置されている。また、メインフレーム４や壁部Ｗとは独立して設けられている。
なお、ここにいう基礎５１、５２、５３、５４は、後述する地中梁７やフーチング９など、構造体１を支持するものを模式的にまとめて示したものである。
【００２４】
続いて、本実施形態に係る地盤の補強構造及び補強工法を図４乃至図６に示す。
構造体１の建築のために所定の深さまで掘削された地盤には、砕石５５が敷均され、さらに砕石５５の上面には捨てコンクリート５６が打設されている。
鉄骨柱とコンクリート柱を連結させた柱６を繋ぐように地中梁７が設けられている。地中梁７は、鉄筋コンクリート等からなり、地面の下に埋設された梁であって、本実施形態では、格子状に縦横に敷設されている。なお、床スラブ５と地中梁７は一体的に構成された一の部材として構成されていてもよい。
【００２５】
●杭体
杭体８は、地中梁７を介して構造体１を独立して支持している。即ち、杭体８と捨てコンクリート５６や地中梁７、さらには構造体１と杭体８は緊結することなく、それぞれが互いに独立しており、これにより構造体１と杭体８との間で水平力が伝達しないようになっている。
【００２６】
この杭体８は、既製コンクリート杭や鋼管杭などの各種の杭種を採用することができるが、具体的には例えば、軸径114.3mmで、先端に翼部径500mmの拡翼部が設けられたものが用いられる。これは、長スパンの構造体１を支持するのに一般的に用いられる軸径350mmの杭体よりも細いあるいは小径のものである。
【００２７】
また、杭体８は複数、地中梁７に沿って一定間隔で連続して設けられており、地中梁７の下部から地盤に貫入している。
なお、図５や図６の例では、杭体８は捨てコンクリート５６を介して、地中梁７の下部から地盤に貫入しているが、砕石５５の下部から直接、地盤に貫入させることもできる。
また、地中梁７に沿って連続して設けられている杭体８について、隣り合う杭体８同士の間隔は例えば、先端に設けられた拡翼部の翼部径の１．５倍である。
【００２８】
また、地盤に貫入している杭体８の先端は、杭体を地盤に貫入させる際に一般的なＮ値（標準貫入試験値）50〜60の地盤には到達せず、その手前の平均Ｎ値15以下の地盤にとどまっている。このようにＮ値15以下の地盤を支持層とできるのは、一般的な手法よりも隣り合う杭体８の間隔を狭め、多い本数の杭体８を連続的に地盤に貫入させて支持力を確保しているためである。これにより、長い杭体を用いる必要がなく、杭体自体のコストを軽減できるし、Ｎ値50〜60ほどの固い地盤にまで杭体を貫入させる必要がないので、杭体８を貫入させる工程の負担を減らすことができる。なお、本例においてはさらに、平均Ｎ値１２．５以下の地盤を支持層として、杭体８を貫入させてもよい。
【００２９】
また、杭体８は図６に示されるように、柱６の直下にも設けられており、柱６の直下に設けられた杭体８は、柱６の下部から地盤に貫入している。この柱６の直下に設けられた杭体８も、地中梁７の下部に設けられている杭体８と同様、Ｎ値15ほどの支持力の小さい地盤にとどまっている。
【００３０】
以上の本実施形態に係る地盤の補強構造及び補強工法によれば、柱６部分のみならず、地中梁７に沿って連続的に杭体８を地盤に貫入させることで、小径の杭体８であっても、長スパンの構造体１の支持に必要な強度の地盤を形成することができる。そして、これにより、大径の杭体を用いる場合に比して、構造体１の基礎部分の建設に要するコストが軽減される。また、この結果、資金が比較的少ない事業主体でも建設可能となり、短期間のイベントだけを目的とした場合でも採算が合う。
【００３１】
●フーチング
本発明の別の実施形態では、図７及び図８に示されるように、柱６の下にフーチング９を設け、フーチング９によって上方からかかる重量を分散させると共に、フーチング９下に設けた複数の杭体８で荷重を受けるようにしてもよい。本例では、フーチング９は平面視略四角形の板状体によって構成され、各四角形の角部が、地中梁７の下面側にくるように配設されている。
【００３２】
なお、本例では、フーチング９の下面側であって、フーチング９の四角形の角部が位置する地中梁７の下部においては、杭体８が地盤に貫入している。一方で、他の実施形態では、フーチング９の下部に設ける杭体８の数によって、フーチング９のサイズや形状を本例と異なるものにすることもできる。
【００３３】
なお、フーチングのサイズ、形は杭体８の本数によって決まるが、例えば図９に示されるように、フーチングの四角形の各辺が地中梁７の長さ方向と水平又は直角となる向きにフーチングを配設し、杭体８を平面視で碁盤目状に計９本、設けることもできる。
【００３４】
また、以上の本実施形態に係る地盤の補強構造及び補強工法においては、図１０に示されるように、地中梁７で囲われた床スラブ５の下面に杭体８を設けてもよく、これにより地中梁７が設けられていない箇所の沈下をより効果的に防ぐこともできる。
【００３５】
また、以上の本実施形態に係る地盤の補強構造及び補強工法において、図１１に示されるように、地中梁７を地中梁７１によって構成してもよい。
地中梁７１は、柱６と連結する端部にハンチ部７ａを有したものである。このハンチ部７ａは、柱６に当接する箇所の梁幅を水平方向に拡幅させた部分であり、これにより地中梁７１の曲げ耐力を向上させ、応力が大きい場合に対処することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１      アリーナ
２      フィールド部
２１    床板
３      スタンド席
３１    スタンドフレーム
３３    客席
４      メインフレーム
４１    架設部
４２    立設部
４３    梁
５      床スラブ
５１、５２、５３、５４    基礎
５５    砕石
５６    捨てコンクリート
６      柱
７      地中梁
７１    地中梁
７ａ    ハンチ部
８      杭体
８１    杭体
８ａ    拡径部
９      フーチング
Ｒ      屋根板
Ｗ      壁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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