(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
小規模住宅建設予定地が軟弱地盤であるときに該軟弱地盤である基礎構築部分に平面が格子状の地盤安定材を打ち、地盤の不同沈下を抑止する安定材付きベタ基礎工法であって、
前記基礎構築部分に地盤の強弱により幅及び深さを調整した安定材造成用の溝を、溝底面より上方に向けて次第に横断面が大きくなるように掘削するとともに、ソイルセメントを含む改良土質と置換し、該土質置換部分をランマー等で転圧して土質強度と靭性をもたせた改良土質による安定材を造った後、ベタ基礎部分にコンクリートを打設して安定材とベタ基礎を一体化し、その際に基礎の立ち上がり部の下部をベタ基礎の下面より下方に突出させ、この突出した基礎の立ち上がり部の下部の側面と安定材の上部の側面が係合するようにすることを特徴とする安定材付きベタ基礎工法。
【請求項２】
安定材を造った後、該安定材で囲まれたベタ基礎施工予定領域に打設杭を打ち、しかる後にベタ基礎部分にコンクリートを打設して打設杭と安定材及びベタ基礎を一体化する請求項１記載の安定材付きベタ基礎工法。
【請求項３】
安定材を造った後、該安定材で囲まれたベタ基礎施工予定領域に打設杭杭用の溝を、溝底面より上方に向けて次第に横断面が大きくなるように掘削するとともに、ソイルセメントを含む改良土質と置換し、該土質置換部分をランマー等で転圧して土質強度と靭性をもたせた改良土質による打設杭を造った後、ベタ基礎部分にコンクリートを打設して打設杭と安定材及びベタ基礎を一体化する請求項１記載の安定材付きベタ基礎工法。
【請求項４】
打設杭用の溝を、安定材よりも幅及び深さが大きくなるように掘削する請求項３記載の安定材付きベタ基礎工法。
【請求項５】
打設杭用の溝の掘削に際し、溝を上方に向けて段階的に拡開した段差のある形状とする請求項３又は４記載の安定材付きベタ基礎工法。
【請求項６】
打設杭用の溝の掘削に際し、安定材で囲まれたベタ基礎施工予定領域の縦横寸法に相違があるときは、該寸法に対応して、溝を長い辺側は長く、短い辺側は短く掘削する請求項３ないし５のいずれかに記載の安定材付きベタ基礎工法。
【請求項７】
打設杭用の溝の深さが、安定材造成用の溝の深さの倍以上ある請求項３ないし６のいずれかに記載の安定材付きベタ基礎工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば小規模の個人住宅建設予定地が軟弱地盤であるときに該軟弱地盤である基礎構築部分の近くに地盤安定材を打ち、地盤の不同沈下を抑止する安定材付きべタ基礎工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
軟弱地盤においては不同沈下の可能性が高いので、該軟弱地盤である基礎構築部分の近くに地盤安定材を打って該安定材とベタ基礎部分とで囲まれた土を剛体にすることが、従来から行われている。また、超軟弱地盤等の場合は必要によってはこの安定材で囲まれたベタ基礎施工予定領域に打設杭を打ち、該打設杭と安定材を含むベタ基礎部分にコンクリートを打設して打設杭と安定材及びベタ基礎を一体化して、さらに強度アップを図っている（一例として、特開平８−６３５７３号公報がある）。
【０００３】
ところで、前記従来の安定材は、断面がいわゆる縦長の長方形状を呈し、その底面と上面の横断面が等しくなるように造られているため、建物影響荷重など上方から負荷がかかった場合、該負荷をその側面で受け止めることが難しく、負荷を側面に分散できないという問題があった。これは安定材だけでなく、丸棒杭である打設杭にも同様のことが言え、これらの問題が地盤安定のうえで重要な課題となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこでこの発明は、前記のような従来の問題点を解決し、安定材に上方から負荷がかかった場合でも該負荷を側面で受け止めて地盤への建物影響荷重を分散、軽減させてバランスと安定効果の向上を図ることができ、より不同沈下に強い安定材付きベタ基礎工法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１の発明は、小規模住宅建設予定地が軟弱地盤であるときに該軟弱地盤である基礎構築部分に平面が格子状の地盤安定材を打ち、地盤の不同沈下を抑止する安定材付きベタ基礎工法であって、前記基礎構築部分に地盤の強弱により幅及び深さを調整した安定材造成用の溝を、溝底面より上方に向けて次第に横断面が大きくなるように掘削するとともに、ソイルセメントを含む改良土質と置換し、該土質置換部分をランマー等で転圧して土質強度と靭性をもたせた改良土質による安定材を造った後、ベタ基礎部分にコンクリートを打設して安定材とベタ基礎を一体化し、その際に基礎の立ち上がり部の下部をベタ基礎の下面より下方に突出させ、この突出した基礎の立ち上がり部の下部の側面と安定材の上部の側面が係合するようにすることを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１において、安定材を造った後、該安定材で囲まれたベタ基礎施工予定領域に打設杭を打ち、しかる後にベタ基礎部分にコンクリートを打設して打設杭と安定材及びベタ基礎を一体化することを特徴とする。請求項３の発明は、請求項１において、安定材を造った後、該安定材で囲まれたベタ基礎施工予定領域に打設杭杭用の溝を、溝底面より上方に向けて次第に横断面が大きくなるように掘削するとともに、ソイルセメントを含む改良土質と置換し、該土質置換部分をランマー等で転圧して土質強度と靭性をもたせた改良土質による打設杭を造った後、ベタ基礎部分にコンクリートを打設して打設杭と安定材及びベタ基礎を一体化することを特徴とする。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項３において、打設杭用の溝を、安定材よりも幅及び深さが大きくなるように掘削することを特徴とする。請求項５の発明は、請求項３又は４において、打設杭用の溝の掘削に際し、溝を上方に向けて段階的に拡開した段差のある形状とすることを特徴とする。請求項６の発明は、請求項３ないし５のいずれかにおいて、打設杭用の溝の掘削に際し、安定材で囲まれたベタ基礎施工予定領域の縦横寸法に相違があるときは、該寸法に対応して、溝を長い辺側は長く、短い辺側は短く掘削することを特徴とする。
【０００８】
請求項７の発明は、請求項３ないし６のいずれかにおいて、打設杭用の溝の深さが、安定材造成用の溝の深さの倍以上あることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。図１〜４は第１の実施の形態を示し、図１はベタ基礎工法の概略平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【００１０】
以下、図面により具体的に説明する。図において１はベタ基礎工法で構築された安定材付きベタ基礎で、このベタ基礎１においては剛性を高めるために該基礎の下に安定材２を地中壁のように造っている。安定材２を造るには建物下部の基礎構築部分に格子状に溝３を掘って平面６等分の方形区画とするが、その際に溝底面より上方に向けて次第に横断面が大きくなるように掘削する。それと同時にソイルセメントを含む改良土質と置換し、該土質置換部分４をランマー等で転圧して土質強度と靭性とをもたせた改良土質の安定材２とする。ランマー等による転圧の状態を示すのが図４であり、矢印で示すように土質置換部分４の側面にも圧力が作用することがわかる。ソイルセメントは土質に対し通常１４０〜２００kg/m３程度混合する。安定材２を造った後、その上にコンクリート５を打設して安定材２とベタ基礎１を一体化する。この実施の形態では安定材２の断面は略逆台形となる。
【００１１】
安定材造成用の溝３は、基礎構築部分の地盤の強弱により幅と深さが調整（通常は幅４５０〜６００mm、深さ３００〜１５００mm位）される。安定材２により格子状に区画された部分の最大スパンは例えば３m×５mを上限として、地表面地盤の軟弱性により荷重影響線を図４の通り３０°ラインを標準とする安定材２間の荷重影響線の最大深層部までを最大寸法ｈとする。このように土質置換部分４の埋め戻し時の転圧効果が周辺地盤面に深層部まで及び地耐力が向上する。
【００１２】
前記のようなベタ基礎１において、上方から負荷がかかった場合、安定材２とベタ基礎部分とで囲まれた土を剛体として不同沈下を抑止するのに加え、該負荷を安定材２の側面でも受け止めて地盤への建物影響荷重を分散、軽減させることが可能となる。そのため、負荷をその側面で受け止められない従来の安定材に比べてベタ基礎１のバランスと安定効果の向上を図ることができ、より不同沈下に強いものとなる。
【００１３】
図５〜８は第２の実施の形態を示し、図５はベタ基礎工法の概略平面図、図６は図５のＣ−Ｃ線断面図、図７は図１のＤ−Ｄ線断面図である。この実施の形態は、安定材２で囲まれた軟弱地盤において応力の再々配分のみで建物の不同沈下が防止できない場合（超軟弱地盤）などに実施される。
【００１４】
すなわち、この実施の形態の場合も、第１の実施の形態と同様にして安定材１２を造った後、安定材１２で囲まれたベタ基礎施工予定領域（格子状に区画された部分）に安定材１２よりも幅及び深さが大きい打設杭用の溝１３，１４を、溝底面より上方に向けて次第に横断面が大きくなるように掘削する。それと同時にソイルセメントを含む改良土質と置換し、該土質置換部分１５，１６をランマー等で転圧して土質強度と靭性をもたせた改良土質による打設杭１７，１８とする。ランマー等による転圧の状態を示すのが図８であり、矢印で示すように土質置換部分１５，１６の側面にも圧力が作用することがわかる。この場合のソイルセメントも安定材１２と同様に土質に対し通常１４０〜２００kg/m３程度混合する。打設杭１８の先端幅Ｗ２は打設杭１７の先端幅Ｗ１よりも大きく形成される。
【００１５】
打設杭１７，１８を造った後、その上にコンクリート１９を打設して打設杭１７，１８と安定材１２及びベタ基礎１１を一体化する。前記掘削に際して、ベタ基礎施工予定領域の縦横寸法に相違がある場合、例えば図５の例のようにベタ基礎１１の中央部に横長に区画された部分がある場合には、それに対応させて打設杭用の溝１４を長い辺側は長く、短い辺側は短く掘削する。また、図示していないが、打設杭の溝１３，１４をベタ基礎施工予定領域のセンターでなく、やや外側の安定材１２寄りに掘削してもよい。この実施の形態では打設杭１７，１８の断面は安定材１２と同様な略逆台形となる。
【００１６】
打設杭１７，１８を前記のようにベタ基礎施工予定領域のそれぞれに１本ずつ構築すると、全体荷重の軽減、荷重の再配分を図り、ベタ基礎１１のバランスに有効である。最大寸法Ｈを超える場合は先端幅Ｗ２にて調整し、基準内に収める。地表面地盤の軟弱性により荷重影響線を図８の通り４５°ラインを標準とする安定材１２間の荷重影響線の最大深層部までを最大寸法Ｈとする。このように土質置換部分１５，１６の埋め戻し時の転圧効果が周辺地盤面に深層部まで及び地耐力が向上する。
【００１７】
前記のようなベタ基礎１１において、上方から負荷がかかった場合、安定材１２とベタ基礎部分とで囲まれた土を剛体として不同沈下を抑止するのに加え、該負荷を安定材１２の側面及び打設杭１１７，１８の側面でも受け止めるので、地盤への建物影響荷重をより分散、軽減させることが可能となる。そのため、負荷をその側面で受け止められない従来の安定材に比べてベタ基礎１１のバランスと安定効果の向上を図ることができ、より不同沈下に強いものとなる。
【００１８】
打設杭１７，１８は地面から２Ｍ以内（荷重影響範囲）の地盤調査結果より杭の形状を決める。ベタ基礎施工予定領域の地盤がよければ、図９，１０に示すように打設杭の溝１３ａ，１３ｂを上方に向けて段階的に拡開した複数の段差のある形状にして、打設杭１７ａ，１７ｂとすることも可能である。これによって段差のない溝１３，１４によって形成される打設杭１７，１８より摩擦力がより利用できる杭となり、負担荷重軽減、長期にわたる摩擦力・支持力が有効なものとなる。図９は段差を２段とし、図１０は３段としている。いずれも、各段で少なくとも安定材造成用の溝より深く掘削される。図９，１０では打設杭１７を例として示したが、打設杭１８を打設杭１７ａ，１７ｂと同様な段差のある形状としてもよいことは言うまでもない。このように溝により形成される打設杭１７，１８，１７ａ，１７ｂはベタ基礎施工予定領域の地盤の強弱により幅と深さが調整されるが、深さは少なくとも安定材１２の深さの倍以上あることが望ましい。
【００１９】
打設杭１７ａの１段目の先端幅Ｗに対して、２段目の先端幅Ｗ１はその半分程度の幅になっており、打設杭１７ｂの１段目の先端幅Ｗに対して、２段目の先端幅Ｗ１と３段目の先端幅Ｗ２はそれぞれその半分程度の幅となっている。また、最大寸法Ｈは、それぞれの打設杭１７ａ，１７ｂの各段差の寸法ｈ１，ｈ２又はｈ３がプラスされた寸法になっている。各寸法は等しい寸法となっている。
【００２０】
一方、前記のような打設杭１７，１８，１７ａ，１７ｂでなく、地盤が湿気の多く含むところである場合には図１１に示すように柱状の長い打設杭２０を用いることも可能である。この場合には打設杭２０を予め造っておき、必要に応じて現場に運んで現場打ちとする。あるいは現場において安定材２，１２と同様な方法で造ってもよい。
【００２１】
図１２は安定材と基礎立ち上がり部の変形例を示す。この例では基礎の立ち上がり部２２の下部２３をベタ基礎の下面より下方に突出させ、この突出した基礎の立ち上がり部の下部の側面と安定材１２の上部の側面が係合するように安定材１２を造っている。このような構成にすると、地震の横揺れに対して基礎の立ち上がり部２２の下部２３の側面が安定材１２の上部の側面によって支持されることとなるため、強度が高くなり、ベタ基礎全体としても安定したものとなる。この変形例は、第２の実施の形態に適用した例で示したが、第１の実施の形態にも適用が可能である。
【００２２】
前記各実施の形態では打設杭１７，１８，１７ａ，１７ｂの形状は好ましい一例であって、ほかにも例えば平面からみて十字に交差する形状のものなど、これ以外の形状としてもよく、要するに溝底面より上方に向けて次第に横断面が大きくなるように形状であれば任意の形状でよい。また、打設杭をベタ基礎施工予定領域にそれぞれ１本設けたが、本数は１本に限らず、２本以上設けてもよい。
【００２３】
前記のようにこのベタ基礎工法によれば、安定材２，１２及び打設杭１７，１８，１７ａ，１７ｂは残土の発生がなく、無廃土工法といえる。安定材が小型掘削機にて簡単に現場構築でき、大型重機を必要としない等、施工、コスト面で他の工法と比較して優れている。また、通常の基礎工事機械で施工でき、搬入、騒音等の諸問題が解決できる。また、軟弱層を地中壁としての安定材で囲むため、大地震時の液状化現象に対して有効な工法といえる。したがって、どのような地盤にも対応できる基礎補強工法である。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、小規模住宅建設予定地が軟弱地盤であるときに該軟弱地盤である基礎構築部分に平面が格子状の地盤安定材を打ち、地盤の不同沈下を抑止する安定材付きベタ基礎工法であって、前記基礎構築部分に地盤の強弱により幅及び深さを調整した安定材造成用の溝を、溝底面より上方に向けて次第に横断面が大きくなるように掘削するとともに、ソイルセメントを含む改良土質と置換し、該土質置換部分をランマー等で転圧して土質強度と靭性をもたせた改良土質による安定材を造った後、ベタ基礎部分にコンクリートを打設して安定材とベタ基礎を一体化し、その際に基礎の立ち上がり部の下部をベタ基礎の下面より下方に突出させ、この突出した基礎の立ち上がり部の下部の側面と安定材の上部の側面が係合するようにするので、安定材とベタ基礎部分とで囲まれた土を剛体にしてベタ基礎の剛性を高めることができるだけでなく、上方から負荷がかかった場合でも該負荷を安定材の側面で受け止めて地盤への建物影響荷重を分散、軽減させてバランスと安定効果の向上を図ることができ、不同沈下がより強いものとなる。
【００２５】
請求項２ないし４の発明によれば、さらに安定材で囲まれたベタ基礎施工予定領域が超軟弱地盤であるような場合でも、打設杭によって杭表面の摩擦力及び杭の先端支持力により地盤への負担荷重を軽減することができる。
【００２６】
請求項５の発明によれば、打設杭の強度がさらに増す。請求項６の発明によれば、安定材で囲まれたベタ基礎施工予定領域の寸法に応じて強度対応が図れる。請求項７の発明によれば、打設杭が安定材の補完としての役割を効果的に果たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の、第１の実施の形態を示すベタ基礎工法の概略平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】作用説明図である。
【図５】第２の実施の形態を示すベタ基礎工法の概略平面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】図１のＤ−Ｄ線断面図である。
【図８】作用説明図である。
【図９】打設杭の変形例を示す図面である。
【図１０】打設杭の変形例を示す図面である。
【図１１】打設杭の変形例を示す図面である。
【図１２】安定材と基礎立ち上がり部の変形例を示す図面である。
【符号の説明】
１  ベタ基礎
２  安定材
３  安定材造成用の溝
４  土質置換部分
５  コンクリート
１１  ベタ基礎
１２  安定材
１３，１４，１３ａ，１３ｂ  打設杭用の溝
１５，１６  土質置換部分
１７，１８，１７ａ，１７ｂ，２０  打設杭
１９  コンクリート
２２  基礎の立ち上がり部
２３  下部
【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】
0003706091.tif 000009
【図９】
0003706091.tif 000010
【図１０】
0003706091.tif 000011
【図１１】
0003706091.tif 000012
【図１２】
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