(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中に構築される下部構造体と、該下部構造体により支持された上部構造体とを備えてなり、
前記下部構造体は、基礎杭と、該地盤の一部を固結させることにより前記地盤中に形成された地盤改良体とを備えて構成され、
該地盤改良体と前記上部構造体との間には、該地盤改良体から該上部構造体への振動の伝達を抑制するための免震装置が介装され、
前記基礎杭は、滑り支承を介して前記上部構造体を支持していることを特徴とする制振構造物。
【請求項２】
請求項１記載の構造物であって、
前記地盤改良体は、前記上部構造体の下方を平面視した場合に、その一定領域に形成され、前記基礎杭は、該地盤改良体の周囲に打設されていることを特徴とする制振構造物。
【請求項３】
請求項１または２に記載された記載の構造物であって、
前記免震装置は、積層ゴムと前記上部構造体の振動を吸収するためのダンパーとを備えて構成されていることを特徴とする制振構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震等による振動応答を抑制するための機構を備え、特に軟弱地盤上に構築されて好適な制振構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、軟弱地盤上に構造物を構築するための基礎工法としては、近年、種々のものが実現しており、その一例としては、図６に示すように構造物１を地盤２上に構築する工法が知られている。
【０００３】
図６（ａ）中において、構造物１は、地中に構築された下部構造体３と、下部構造体３によって支持された上部構造体４とを備えて構成されている。
下部構造体４は、地盤２中の支持地盤６上に位置する表層地盤７の一部を、深礎混合処理等を施して固結させることによって形成された地盤改良体８と、支持地盤６に少なくともその下端が到達するように、表層地盤７中に打設された基礎杭９，９，…とから構成されている。
図６（ｂ）は、下部構造体３の水平断面を示す図である、図中に示すように地盤改良体８は、表層地盤７中の上部構造体４の下方の中心付近に形成されており、その周囲に、基礎杭９，９，…が打設された構成とされている。
【０００４】
図６のように、構造物１を構築した場合には、地盤改良体８により、表層地盤７の地震時の変形や経年的な変形を抑制でき、これにより基礎杭９に対して作用する応力を低減して、構造物１の安定化を図ることが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の構造物１においては、地盤２の変形を抑制する目的で地盤改良体８が形成されているが、これにより、上部構造体４が、地盤改良体８を介して連結される構成となり、地震時には、上部構造体４の振動応答が抑制されず、上部構造体４の安全性を保つことが困難となっていた。
【０００６】
上記事情に鑑み、本発明においては、地盤の変形を抑制してその安定性を保つとともに、地震時において上部構造体の安全性が保たれるような制振構造物を提供することをその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の制振構造物は、地盤中に構築される下部構造体と、該下部構造体により支持された上部構造体とを備えてなり、
前記下部構造体は、基礎杭と、該地盤の一部を固結させることにより前記地盤中に形成された地盤改良体とを備えて構成され、
該地盤改良体と前記上部構造体との間には、該地盤改良体から該上部構造体への振動の伝達を抑制するための免震装置が介装され、
前記基礎杭は、滑り支承を介して前記上部構造体を支持していることを特徴とする。
【０００８】
この制振構造物においては、下部構造体として形成された地盤改良体が、地盤の変形を抑制するとともに、地震時には、免震装置が上部構造体の安全を保つ。
【００１０】
加えて、この制振構造物においては、下部構造体の一部に基礎杭が用いられることにより、地盤が軟弱地盤である場合においても、上部構造体の下方の地盤の全てを改良する必要がない。また、地震時に、構造物に水平応力が作用した場合には、基礎杭と上部構造体との水平変位が許容されることにより、基礎杭を介しての地盤から上部構造体への水平振動の伝達が抑制されることとなる。
【００１１】
請求項２記載の制振構造物は、請求項１記載の制振構造物であって、
前記地盤改良体は、前記上部構造体の下方を平面視した場合に、その一定領域に形成され、前記基礎杭は、該地盤改良体の周囲に打設されていることを特徴とする。
【００１２】
この制振構造物においては、基礎杭が地盤改良体の周囲に打設されることにより、基礎杭に対する地盤変形による外部応力の作用が抑制される。
【００１３】
請求項３記載の制振構造物は、請求項１または２に記載された記載の制振構造物であって、
前記免震装置は、積層ゴムと前記上部構造体の振動を吸収するためのダンパーとを備えて構成されていることを特徴とする。
【００１４】
この制振構造物においては、地震時に水平力が作用した場合に、積層ゴムが上部構造体と地盤改良体と間のアイソレーターの役割を果たし、これにより、地盤改良体からの上部構造体への振動の伝達が抑制される。また、上部構造体に振動が伝達された場合には、その振動エネルギーが上記ダンパーにより減衰されることとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、地盤１１に構築された制振構造物１３を示す図である。制振構造物１３は、地中に構築された下部構造体１５と、下部構造体１５によって支持された上部構造体１６とを備えて構成されている。
【００１６】
下部構造体１５は、地盤１１中の支持地盤１８上に形成された地盤改良体１９と、地盤改良体１９の周囲に打設された基礎杭２０，２０，…とを備えて構成される。地盤改良体１９は、支持地盤１８上に位置する表層地盤２１に、石灰またはセメントなどの安定材を混合し、さらに、これらを攪拌することによって、表層地盤２１の一部を固結させて形成したものである。また基礎杭２０は、その先端２０ａが、支持地盤１８に到達するように、表層地盤２１中に打設されている。
【００１７】
また、地盤改良体１９と上部構造体１６との間には、免震装置２２，２２，…が、基礎杭２０の頭部２０ｂと上部構造体１６との間には、滑り支承２３，２３，…が、それぞれ介装されている。したがって、上部構造体１６は、これら免震装置２２および滑り支承２３を介して、下部構造体１５から支持されることとなる。
【００１８】
図２は、下部構造体１５の水平断面を示した図である。図２に示すように、地盤改良体１９は、上部構造体１６の下方の中心付近の一定領域に形成されており、基礎杭２０，２０，…は地盤改良体１９の周囲に打設されている。
【００１９】
図３は、免震装置２２を拡大して示した図である。免震装置２２は、積層ゴム２４と積層ゴム２４に内蔵された鉛プラグからなる図示しないダンパーとから構成されている。また、図中に示すように、免震装置２２は、その下端２２ａが、地盤改良体１９上に打設されたコンクリート２５に対して、アンカーボルト２６により固定されるともに、その上端２２ｂが、支持台２８に対して、同様にアンカーボルト２６により固定されている。これにより、免震装置２２は、支持台２８を介して上部構造体１３の基礎梁２９を支持する構成とされている。
【００２０】
図４は、滑り支承２３を拡大して示した図である。図中に示すように、滑り支承２３は、基礎杭２０，２０の頭部２０ｂ，２０ｂに固定されたコンクリート板３１と、上部構造体１６の基礎梁２９の下方に配置された支持台３２との間に設けられたものであり、コンクリート板３１の表面に固定された鉄板３３と、支持台３２の下面に固定された四フッ化エチレン樹脂からなる樹脂層３６とから構成されている。鉄板３３と樹脂層３６との間は、固定されることなく、単に滑り面３７において当接する構成とされている。
【００２１】
以上が、本実施の形態の主要な構成であるが、次に地震時における制振構造物１３の作用について説明する。
上述のように、上部構造体１６は、地盤改良体１９からは免震装置２２，２２，…を介して、基礎杭２０，２０，…からは、滑り支承２３，２３，…を介して支持された構成とされている。これにより、地震時において、地盤１１が水平方向に振動した場合には、免震装置２２の積層ゴム２４が水平方向に変形するとともに、滑り支承２３においては、鉄板３３と樹脂層３６との間の滑り面３７において滑りが発生することとなり、これにより地盤改良体１９および基礎杭２０，２０，…を介しての地盤１１から上部構造体１６への振動の伝達が抑制されることになる。さらに、上部構造体１６に伝達した振動は、積層ゴム２４に内蔵された鉛プラグからなるダンパーが塑性変形することによって、吸収されることになる。
【００２２】
さらに、このとき、地盤改良体１９により表層地盤２１の変形が抑えられ、制振構造物１３の安全が保たれることとなる。また、地盤改良体１９の周囲の表層地盤２１が局所的に変形したとしても、基礎杭２０と上部構造体１６との間に介装された滑り支承２３において滑りが生じるため、基礎杭２０に過大な応力が発生することがない。
【００２３】
このように、上述の制振構造物１３においては、表層地盤２１を固結させることによって地盤改良体１９が形成されるため、表層地盤２１が軟弱地盤である場合にも、その地震時の変形や経年的な変形が抑制され、したがって、制振構造物１３の安全性が保たれることとなる。特に、地震時においては、地盤改良体１９と上部構造体１６との間に介装された免震装置２２によって、地盤改良体１９を介しての地盤１１からの振動の伝達が抑制され、これにより上部構造体１６の安全が保たれる。
【００２４】
また、下部構造体１５としては、地盤改良体１９とともに基礎杭２０，２０，…が用いられるため、上部構造体１６の下方の表層地盤２１の全てを改良する必要がなくなる。さらに、これら基礎杭２０，２０，…は、滑り支承２３，２３，…を介して上部構造体１６を支持する構成とされているため、地震時においては、地盤１１から上部構造体１６へ振動を伝達することがないだけでなく、免震装置２２の働きを妨げることもない。
さらに、基礎杭２０，２０，…は、平常時には、上部構造体１６による鉛直方向の荷重を、免震装置２２，２２，…と分担して支持する働きをすることから、基礎杭２０，２０，…を滑り支承２３，２３，…とともに設けることによって、免震装置２２の数を減らすことができ、これによりコストの低減化を図ることが可能となる。
また、上部構造体１６と基礎杭２０，２０，…との間に滑り支承２３が設けられるために、表層地盤２１が局所的に変形した場合においても、基礎杭２０，２０，…には過大な応力が作用せず、これにより下部構造体１５の健全性が保たれることとなる。したがって、制振構造物１３の安全性が向上する。
【００２５】
さらに、本実施の形態においては、基礎杭２０，２０，…が地盤改良体１９の周囲に打設される構成とされるため、基礎杭２０，２０，…の近傍において表層地盤２１が変形する可能性が少なく、したがって、下部構造体１５の安全性が保たれることとなる。
【００２６】
また、免震装置２２は、積層ゴム２４とともに、鉛プラグからなる図示しないダンパーを備えているため、上部構造体１６が振動した場合においても、その振動エネルギーが、ダンパーによって吸収され、これにより上部構造体１６の地震時の安全性が保たれることとなる。
【００２７】
以上、本発明の一実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、制振構造物１３の各部の構造や材質等について、他のいかなる構成を採用するようにしてもよい。
【００２８】
例えば、滑り支承２３，２３，…の構造は、上記のようなものである必要はなく、図５に示すようなものであっても構わない。
図５は、滑り支承２３を、コンクリート板３１上に形成されたならしコンクリート層３８と、上部構造体１６の床スラブ４０の下面に配置された四フッ化エチレン樹脂からなる樹脂層３６とによって形成した場合の例である。ならしコンクリート層３８は、その樹脂層３６との接触面３８ａが、平面的に均されており、地震時には、この接触面３８ａにおいて、樹脂層３６との間に滑りが発生し、基礎杭２０と上部構造体１６との水平方向の相対変位が許容されることとなる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る制振構造物においては、上部構造体を支持する下部構造体が、地盤の一部を固結させて形成した地盤改良体からなるとともに、地盤改良体と上部構造体との間に免震装置が介装された構成とされている。
したがって、地盤改良体により、地盤の地震時の変形や経年的な変形が抑制され、安全性が保たれる。また、それだけでなく、特に地震時においては、免震装置によって、地盤から上部構造体への振動の伝達が抑制されることとなり、これにより上部構造体の安全が保たれることとなる。
【００３０】
加えて、請求項１に係る制振構造物においては、下部構造体は、地盤改良体とともに基礎杭を備えて構成されており、地盤が軟弱地盤である場合にも、基礎杭を支持地盤まで打設することにより、上部構造体の下方の地盤を全て改良することなく上部構造体を安定的に支持することが可能である。
また、基礎杭は、滑り支承を介して上部構造体を支持する構成とされている。これにより、地震時においては、基礎杭から上部構造体への振動が伝達されることがないだけでなく、基礎杭によって、免震装置の働きが妨げられることもない。さらに、基礎杭は、平常時には、上部構造体による鉛直方向の荷重を、免震装置と分担して支持する働きをすることから、上記のような基礎杭を設けることによって、免震装置の数を減らすことができ、これによりコストの低減化を図ることが可能となる。
さらに、基礎杭は上部構造体との水平方向の相対変位を許容するように上部構造体を支持することから、地盤が局所的に変形した場合においても、基礎杭に過大な応力が作用することがなく、下部構造体の健全性が保たれる。
【００３１】
請求項２に係る制振構造物においては、基礎杭が地盤改良体の周囲に打設される構成とされるため、基礎杭の近傍において、地盤の変形が地盤改良体により抑制されることとなり、これにより、下部構造体の安全性が保たれることとなる。
【００３２】
請求項３に係る制振構造物においては、免震装置が積層ゴムとダンパーとを備えた構成とされているため、上部構造体の振動エネルギーが、ダンパーによって吸収され、上部構造体の地震時の安全性が保たれることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態を模式的に示す制振構造物の立断面図である。
【図２】  本発明の制振構造物の下部構造体を示すための平断面図である。
【図３】  本発明の制振構造物における免震装置に係る詳細を示すための立断面図である。
【図４】  本発明の制振構造物における基礎杭と上部構造体と連結部分に介装された滑り支承に係る詳細を示すための立断面図である。
【図５】  図４に示した滑り支承の他の例を示すための立断面図である。
【図６】  本発明の従来の技術を示すための図であり、（ａ）は、構造物の立断面図、（ｂ）は、構造物の下部構造体の平断面図である。
【符号の説明】
１１  地盤
１３  制振構造物
１５  下部構造体
１６  上部構造体
１８  支持地盤
１９  地盤改良体
２０  基礎杭
２１  表層地盤
２２  免震装置
２４  積層ゴム
【図１】
0003677696.tif 000002
【図２】
0003677696.tif 000003
【図３】
0003677696.tif 000004
【図４】
0003677696.tif 000005
【図５】
0003677696.tif 000006
【図６】
0003677696.tif 000007