(57)【要約】【課題】上部建物の沈下軽減及び、上部建物への入力振動の軽減効果のある浅層地盤改良工法を提供する。また、従来技術に対し、施工費用が低減し、改良層の変形防止効果が向上した浅層地盤改良工法を提供する。【解決手段】本発明の浅層地盤改良工法において、整地面上にジオテキスタイルを敷設し、空練モルタルを敷設し、発泡樹脂板相互を接着することで、一体的な改良地盤を作ることを特徴とする。又、地盤が特に軟弱な場合には、薬液注入、又は複数のジオテキスタイルを施工することで、より安定した改良地盤を作り、さらに、制震性能向上を要求される場合には、発泡樹脂板の間に制震材を施工することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
根伐底面に単層のジオ・テキスタイルが敷設され、該ジオ・テキスタイル上に砕石が敷設され、該砕石上に空練モルタル又は捨てコンクリートが敷設され、該空練モルタル又は捨てコンクリート上に発泡樹脂板が複数層敷設され、該発泡樹脂板相互は、接着剤にて互いに接着固定され、前記発泡樹脂板で鉛直面相互は接着部が重ならないように複数層に積層配置され、該ジオ・テキスタイルは根伐底面の形状に合わせて一体縫製されたものであることを特徴とする浅層地盤改良工法。
【請求項２】
請求項１に記載の浅層地盤改良工法のうち、ジオ・テキスタイルは複数層敷設され、該ジオ・テキスタイル間においては、砕石埋土、粘性土、又は生石灰を混入した粘性土が介在されていることを特徴とする浅層地盤改良工法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の浅層地盤改良工法のうち、ジオ・テキスタイル敷設部の下部に、地盤固化用薬液を注入された薬液注入部を備えることを特徴とする浅層地盤改良工法。
【請求項４】
前記請求項３に記載の浅層地盤改良工法のうち、前記ジオ・テキスタイルと前記薬液注入部との間に原地盤層が介在し、その層厚は２ｍ以内であり、該薬液注入部に注入する薬液は、水ガラス系又はセメント系材料であることを特徴とする浅層地盤改良工法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４に記載の浅層地盤改良工法のうち、発泡樹脂板の上下の層の間に制震部材が敷設され、該制震部材は、鉄筋コンクリート板、制震用ゴム材料、フレキシブルボード又は不織布製であることを特徴とする浅層地盤改良工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、建物施工に際し、特に軟弱地盤上に建物を建設する場合に上部荷重を支持し、沈下を軽減し、地盤振動の上部建物への入力を軽減するための地盤改良に関する。
【背景技術】
【０００２】軟弱地盤上に建物を建設する際、又は既存建物下部の地盤補強をする際に、発泡樹脂を敷設して下部基礎構造を構築する工法が知られている。この工法は、特許文献１ないし特許文献３に示されている。
特許文献１の工法を要約すると、建物基礎の下部に排水材及び定形の発泡樹脂材を敷設して耐震性に優れ、施工が簡便な基礎構造を構築するものである。
又、特許文献２の工法を要約すると、交通振動対策、地震対策、地盤沈下対策のために、既存の建物の基礎下部を掘削、排土し、発泡樹脂盤を設置するものである。
さらに、特許文献３の工法を要約すると、地盤を根伐りし、直接砂を敷き、該砂敷きの上に発泡樹脂ブロックを並べておき、該発泡樹脂ブロック上に建物基礎を構築する工法である。その効果としては、上部建物の耐震性向上、支持地盤の沈下防止効果がうたわれている。
【特許文献１】特開平９−２７３１６０号公報
【特許文献２】特開平１１−２５６５９６号公報
【特許文献３】特開２０００−１５４５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】前記背景技術のうち、特許文献１に係る技術については、排水材が容易に目詰まりを起こし、所定の排水能力が得られず、かえって地下水による悪影響を上部建物に生じさせるという問題がある。
又、特許文献２に係る技術については、既存建物の基礎下部を掘削するためにかえって不同沈下を誘発してしまうこと、及び、設置された発泡樹脂盤と上部建築物とのなじみが悪く、上部建物の構造安全性に悪影響を及ぼすという問題がある。
さらに、特許文献３に係る技術については、発泡樹脂ブロックを敷設する方法については、単に根伐底面上に砂を敷いたのちに発泡樹脂ブロックを置いただけであり、地下水により砂が流出し、または発泡樹脂ブロック同士が分離することにより上部建物に不同沈下を起こすことが多い、さらに、発泡樹脂仕上面の水平精度が悪く、上部建物の構造に悪影響を及ぼすという問題がある。さらに、防振性能については、低周波の振動を吸収又は反射しづらいといった問題もある。【０００４】本発明は、上記課題を解決するためのものであり、特許文献１で問題となった地下排水路の目詰まり、特許文献２で問題となった上部建物の構造安全性への悪影響、特許文献３で問題となった上部建築物の不同沈下、低周波領域での防振性能の低下という問題を解決し、軟弱地盤上への建築物の構築において、支持力向上効果、不同沈下防止効果、及び制震効果を有する改良地盤の提供を行なうことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】根伐底面に単層のジオ・テキスタイルが敷設され、該ジオ・テキスタイル上に砕石が敷設され、該砕石上に空練モルタルが敷設され、該空練モルタル上に発泡樹脂板が複数層敷設され、該発泡樹脂板相互は、接着剤にて互いに接着固定され、前記、発泡樹脂板相互は接着部が重ならないように複数層に積層配置され、該ジオ・テキスタイルは根伐底面の形状に合わせて一体縫製されたものであることを特徴としている。【０００６】又、より安定的な地盤とすることが要求される場合には、前記工法において、ジオ・テキスタイルを複数層敷設し、該ジオ・テキスタイル間においては、砕石・埋土、粘性土、又は生石灰を混入した粘性土が介在されることを特徴としている。【０００７】下部地盤が特に軟弱な場合には、ジオ・テキスタイル敷設部の下部に、地盤固化用薬液を注入して下部地盤の補強を行なうこととする。
この場合、ジオ・テキスタイルと薬液注入部との間に介在する原地盤層の層厚は２ｍ以内とし、該薬液注入に注入する薬液は、水ガラス系又はセメント系材料とすることを特徴としている。【０００８】防振性能を特に要求される場合には、発泡樹脂板の上下の層の間に制震部材を敷設する。該制震部材は、鉄筋コンクリート板、制震用ゴム材料、フレキシブルボード又は不織布とすることを特徴としている。
【本発明の効果】
【０００９】建物下部地盤を根伐りすると、発泡樹脂板は比重が極めて小さいため、排土された重量だけ根伐底面の下部地盤の地中応力増加が軽減される。
これにより、建物建設後における建物下部地盤の即時沈下量及び圧密沈下量が大幅に軽減されることになる。その結果、建物全体の沈下及び不同沈下の軽減に効果がある。
【００１０】ジオ・テキスタイルは、周囲の土との摩擦力を生ずるため、改良層下端面の土、及び側面の土との摩擦力が生じ、そのため、改良層にいわゆるハンモック効果により上向きの摩擦応力がかかることになり、その結果として、建物の沈下軽減に効果がある。
又、ジオ・テキスタイルは、根伐底の形状に合わせて一体縫製されたものであることから、該ジオ・テキスタイルは、上部の砕石を包み込む形状となるため、砕石が軟弱土中に散逸することを防ぐ効果がある。
【００１１】砕石をジオ・テキスタイル上に敷設することにより、地下水の地中での水路の役割を果すことになる。具体的には、地下からの湧水又は地上からの雨水が地中に浸透してきた場合、砕石中を自由に流れることができ、改良地盤下部に滞留することなく、又、水圧による悪影響を改良地盤に与えることなく、改良地盤の外部へと流出していくこととなる。その結果、地下水流による改良層への悪影響を防ぐ効果がある。
【００１２】空練モルタルを敷設することにより、上部発泡樹脂板と下部砕石との接着性を向上させ、改良層全体の一体性を向上させる効果がある。すなわち、空練モルタルは敷設直後より水分を吸収して硬化を開始し、その際、上部に位置する最下層の発泡樹脂板及び下部砕石と接着し一体となる作用を有している。そのため、硬化終了時においては、上部発泡樹脂板、空練モルタル、下部砕石が全体として一体的な強度を有することとなる。該空練モルタルは、施工時において金コテ等で平滑な面に仕上げることにより良好な水平精度を確保することができる。このため、空練モルタル上部に敷設される発泡樹脂板の水平精度が向上することとなる。又、空練モルタルに代えて捨てコンクリートとしてもよい。
【００１３】発泡樹脂板は、非常に軽量でありながら圧縮強度が強く、発泡樹脂板内部で、上部建物の鉛直応力が分散され、上部建物の建設による地中への応力増加を軽減させる効果がある。
又、発泡樹脂板相互は、接着剤にて強固に接着されており、又、その接着面は発泡樹脂板の目地が目違いとなるように配置されていることから、全体として一体的な構造となっており、改良層全体の強度を増加させる効果及び改良地盤の不同沈下抑止効果がある。
【００１４】発泡樹脂板はその弾性領域が広いため、一種のウィンクラーバネとなり、地震時には上部建物のロッキング・バネとして作用し、上部建物の固有振動周期を長期化させ、地震エネルギーの上部建物への入力を減少させる効果を有する。これは、上部建物の剛性が高く、かつ塔状比が大きい場合に、特に有効となる。
【００１５】発泡樹脂板周囲の埋戻層は、発泡樹脂板を外部の紫外線から保護し、改良層全体の劣化防止、及び形状安定化の効果がある。
【００１６】地盤固化用薬液にて改良された層は、下部地盤が特に軟弱な場合に、該下部地盤内に薬液を注入して改良地盤の支持力をより向上させる効果がある。すなわち、下部地盤が特に軟弱な場合には、側方流動による地盤変形を生ずることが予想されるが、側方流動に対する備えとして、水ガラス系又はセメント系薬液を注入することにより、注入部地盤の粘着性、止水性が向上し、側方流動が防止されることとなる。
このため、結果的に、改良地盤の支持力が向上し、又、上部建物の沈下抑制効果が得られる。
【００１７】制震部材は、特に制震効果が要求される場合に使用される。制震部材に制震用ゴム材、フレキシブルボード、又は不織布を使用した場合には、該制震部材と発泡樹脂板、それぞれが異なった周波数帯の振動を吸収し、改良体全体として振動吸収効果を向上させる。又、制震部材に鉄筋コンクリート板を使用した場合には、該鉄筋コンクリート板と発泡スチロールとの振動インピーダンス比が大きいため、波動反射理論により、振動が反射される効率が向上する。この反射効果と発泡スチロールの高周波数帯での波動吸収効果、及び鉄筋コンクリート板の質量効果により、効率よく振動を吸収又は反射し、上部建物への振動入力を軽減する。
【００１８】ジオ・テキスタイルの縦方向相互間に生石灰混入の粘性土を施工し、該粘性土をつき固めて、複数層の地層を構築することにより、いわゆる「版築」の原理により、長期にわたって安定した改良地盤となる。この際、地下水路の確保のため該下記ジオ・テキスタイルは、透水性の大きい不織布材を使用することが好ましい。
【００１９】ジオ・テキスタイルの縦方向相互間に埋土を施工した場合には、いわゆる「テールアルメ」の原理により、ジオ・テキスタイルと埋土との摩擦及びジオ・テキスタイル自体の引張強度により、上部建物の鉛直方向の応力を支持するための安定した改良地盤となる。この際、ジオ・テキスタイル端部に適切な定着長さを確保すること、又は、ジオ・テキスタイルの端部に俵積を施すことが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】以下において本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２０】図１にベタ基礎に本工法を適用した例を示す。
まず、地盤を所定の深さまで根伐りする。根伐底１は、十分に転圧して水平精度を確保することとし、その上にジオ・テキスタイル２を敷設する。該ジオ・テキスタイル２は、根伐底面１の形状に合わせて一体縫製したものとする。この上に砕石３を敷設し、十分に転圧する。該砕石３の上に空練モルタル４を敷設する。該空練モルタル４の天端面は、正確にレベル出しをすることとし、金コテ仕上げが望ましい。
該空練モルタル４の上に、第１層の発泡樹脂板５Ａを敷設していく。敷設に際しては、所定の施工図に基づき、割付をしていく。第１層の上に、第２層の発泡樹脂板５Ｂを下層の発泡樹脂板５Ａとの間に接着材を塗布して接着して敷設していく。この際、発泡樹脂板５Ａ及び５Ｂの間は、串状のものによって上下の層が緊結されることが好ましい。又、該上下層は、平面的に目地がいわゆる目違いになるように割付けされていることとする。以降、順次、所定の層まで発泡樹脂板５Ｃ等を同様の手順にて敷設し、最終的に発泡樹脂板周囲を埋戻層７によって埋戻して、全体としての改良層が完成する。
各構成要素の作用、効果は以下の通りである。ジオ・テキスタイル２は、原地盤と改良層との絶縁をし、かつ、原地盤との摩擦力によって改良層の不同沈下を軽減させる効果がある。砕石２は、地下水の水路となり、地下水の水流は又は水圧によって改良層が変形することを防止する。空練モルタル４は、上部の発泡樹脂板５と下部の砕石３とを接着させ、改良層全体を構造的に一体化する効果がある。発泡樹脂板５は、上部建物の鉛直荷重を均一かつ分散させて下部地盤へ伝達する効果がある。
又、該発泡樹脂板５により排土された土の重量分において下部の地盤における地中応力の増加を軽減する効果があり、これにより上部建物の不同沈下が軽減されることになる。又、発泡樹脂板相互を接着剤にて接着することにより、改良層が全体として一体的な構造となり、不同沈下軽減効果が向上する。
【実施例２】
【００２１】図２に、ジオ・テキスタイルを複数層敷設した例を示す。
根伐底１までの掘削は、前記実施例１の場合と同様である。ジオ・テキスタイル２Ａ（第１層）を敷設した後、該ジオ・テキスタイル２Ａ上に粘性土８を敷設し、十分な転圧を行なう。この際において、粘性土に接するジオ・テキスタイル２Ａ及び２Ｂは、透水性の確保の点から不繊布製のものが好ましい。
粘性土８を十分に転圧し、レベル出しを行なった後、ジオ・テキスタイル２Ｂ（第２層）を敷設する。施工手順は、ジオ・テキスタイル２Ａの場合と同様である。場合によっては、同様のジオ・テキスタイルと粘性土の層をサンドイッチ状に構築していくことも好ましい。又、ジオ・テキスタイル最上層２Ｃとその上部の発泡樹脂板５Ａの間には砕石３を敷設することとする。これにより、地下水の流れを確保する。砕石３以降の施工手順は、実施例１の場合と同様である。
各構成要素の作用、効果のうち、実施例１に係る技術と異なる点は以下の通りである。ジオ・テキスタイル２Ａと粘性土８とは、摩擦力が大きく作用して一体的な構造となり、建物支持層として良好な改良層となる。又、ジオ・テキスタイル２Ｃと周囲の砕石３Ａ、３Ｂは、地下水の水流及び水圧による改良層の変形を抑える効果がある。
【実施例３】
【００２２】図３に布基礎１２に本工法を適用した例を示す。施工方法は、前記図１に示した手順と同様である、この場合、布基礎下部の発泡樹脂板５Ａは、一般に布基礎接地圧が大きいことから、圧縮強度が大きいものを使用することが好ましい。
各構成要素の作用、効果は、実施例１に係る技術と同様である。
【実施例４】
【００２３】図４に本工法を特に軟弱な地盤に適用する場合の例を示す。
地盤を根伐りする前に、薬液注入部１０に、所定の深度、及び水平面上の範囲を逸脱しないように薬液を注入する。薬液は、水ガラス系、又はセメント系とする。
薬液注入後、所定の深度まで根伐りを行なう。原地盤層９は層厚２ｍ以内とするが、場合によっては、原地盤層はなくしてジオ・テキスタイル２と薬液注入部１０が接していてもよい。根伐り後の施工手順は、前記実施例１ないし実施例３の場合と同様である。
各構成要素の作用、効果について実施例１に係る技術と異なる点は以下の通りである。薬液注入部１０は、地盤の側方流動を抑え、又、場合により地震時の液状化を防止する効果がある。又、原地盤層９は、ジオ・テキスタイル２と薬液注入部１０との間に介在し、上部建物の鉛直応力を分散して薬液注入部１０に伝達する効果がある。
【実施例５】
【００２４】図５に特に防振性を向上するために本工法を適用する場合の例を示す。
根伐から第１層の発泡樹脂板５Ａまでの施工は、前記図１の場合と同様である。発泡樹脂板第１層の上に制震部材を敷設する。
発泡樹脂板５Ａの上に、制震部材１１Ａを接着する。このとき、制震部材に鉄筋コンクリート板を使用した場合には、鉄筋を配筋の上コンクリート打設とする。
さらに、該制震部材１１Ａの上に発泡樹脂板５Ｂを接着し、以降、順次、制震材、発泡樹脂板をサンドイッチ状に施工していき、最上層に発泡樹脂板５Ｃを施工する。
以後の施工手順は実施例１の場合と同様である。
各構成要素の作用、効果について実施例１に係る技術と異なる点は、以下の通りである。制震部材１１は、発泡樹脂板５で吸収又は反射しづらい周波数の振動につき、効果的に吸収又は反射する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１はベタ基礎に単層のジオ・テキスタイルを施工して本工法を適用した例を示す。
【図２】図２は、ベタ基礎に複数層のジオ・テキスタイルを施工して、本工法を適用した例を示す。
【図３】図３は布基礎に本工法を適用した例を示す。
【図４】図４に本工法を特に軟弱な地盤に適用する場合に、薬液注入工事を行なった例を示す。
【図５】図５に特に地盤の防振性を向上するために本工法において、制震材を使用した場合の例を示す。
【符号の説明】
【００２６】  １．根伐底面
２．ジオ・テキスタイル
３．砕石
４．空練モルタル
５．発泡樹脂板
６．建物基礎（ベタ基礎）
７．埋戻層
８．粘性土
９．原地盤層
１０．薬液注入部
１１．制震部材
１２．建物基礎（布基礎）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010001718.tif 000006
【図５】
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