(57)【要約】【課題】新設、既設を問わず、接地圧が小さい（１．０〜１．２５ｔ／ｍ２程度）戸建住宅を適用対象物とし、簡易かつ経済的に実施できる実効性の高い液状化対策工法を提供することにある。【解決手段】軟弱地盤１０上の戸建住宅１の基礎２周辺及び／又は基礎２直下に、当該軟弱地盤１０の液状化時に浮力を発生する複数本の柱状の浮力材３を、所定の間隔をあけて戸建住宅１の重心位置とほぼ一致するように建て込み、前記戸建住宅１の基礎２と各柱状の浮力材３とを接合し、軟弱地盤１０の液状化時に、前記複数本の柱状の浮力材３が戸建住宅１へ浮力を与えて、液状化した軟弱地盤１０上に戸建住宅１がほぼ水平にバランスさせる。【選択図】図３
2014125730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟弱地盤上の戸建住宅の基礎周辺及び／又は基礎直下に、当該軟弱地盤の液状化時に浮力を発生する複数本の柱状の浮力材を、所定の間隔をあけて戸建住宅の重心位置とほぼ一致するように建て込み、前記戸建住宅の基礎と各柱状の浮力材とを接合し、軟弱地盤の液状化時に、前記複数本の柱状の浮力材が戸建住宅へ浮力を与えて、液状化した軟弱地盤上に戸建住宅がほぼ水平にバランスさせることを特徴とする、戸建住宅の液状化による不同沈下防止工法。
【請求項２】
前記柱状の浮力材は、底部と筒部とが着脱可能なケーシング内に装填して、該ケーシングを軟弱地盤へ所定の深さまで貫入させた後、前記ケーシングの筒部を底部から切り離して引き抜くことにより軟弱地盤に建て込むことを特徴とする、請求項１に記載した戸建住宅の液状化による不同沈下防止工法。
【請求項３】
前記柱状の浮力材は、外径が１５〜３０ｃｍ程度、長さが２〜６ｍ程度の中空パイプ、又は発泡スチロールが中詰めされたパイプであることを特徴とする、請求項１又は２に記載した戸建住宅の液状化による不同沈下防止工法。
【請求項４】
前記戸建住宅の基礎周辺に複数本の柱状の浮力材を建て込む場合に、柱状の浮力材は、戸建住宅を取り囲むように配設し、戸建住宅の基礎と各柱状の浮力材の頭部とを、戸建住宅の鉛直荷重を伝達可能なようにソイルセメントで接合することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した戸建住宅の液状化による不同沈下防止工法。
【請求項５】
前記戸建住宅の基礎直下に複数本の柱状の浮力材を建て込む場合に、軟弱地盤中に複数本の柱状の浮力材を建て込み、該柱状の浮力材の天端部にべた基礎等の基礎工事を行って戸建住宅の基礎と各柱状の浮力材の天端とを接合した後、戸建住宅を構築することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した戸建住宅の液状化による不同沈下防止工法。
【請求項６】
軟弱地盤上の戸建住宅の基礎周辺及び／又は基礎直下に、当該軟弱地盤の液状化時に浮力を発生する複数本の柱状の浮力材が、所定の間隔をあけて戸建住宅の重心位置とほぼ一致するように建て込まれ、前記戸建住宅の基礎と各柱状の浮力材とが接合されて、軟弱地盤の液状化時に前記各柱状の浮力材が戸建住宅へ浮力を与えて、液状化した軟弱地盤上に戸建住宅がほぼ水平にバランスする構成とされていることを特徴とする、戸建住宅の液状化による不同沈下防止構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、戸建住宅の液状化による鉛直沈下を低減するとともに、不同沈下を防止する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
戸建住宅の基礎は、少なくとも外周がべた基礎又は布基礎で構成されている。通常時（地震未発生時）、戸建住宅の荷重は、該基礎を介して地盤に支持されている。地震時は、地盤が液状化し、支持地盤のせん断強度がなくなるか、大きく低下して沈下（鉛直沈下、不同沈下）が発生する。このうち、戸建住宅の機能を大きく損なうのは不同沈下であり、これを防止することが可能ならば、戸建住宅における液状化はそれほど大きな問題でなくなる。むしろ、地盤が液状化することにより、地震の入力が減少し、戸建住宅そのものの損害を軽微にすることが可能になる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、構造物１の基礎構造体において、該構造物１を保持する杭部２２と、該杭部２２の下部に取り付けられ、内部が空洞または軽量物質で密閉された浮力体２１とを備えた、基礎構造体の発明が開示されている（請求項１の記載等、および図１参照）。
この発明によれば、地盤が液状化して基礎の支持力を失っても、浮力による支持力を有しているので、構造物の即時沈下を防止できる等の効果が記載されている（発明の効果の項を参照）。
【０００４】
しかし、前記特許文献１にかかる発明は、ビルやマンション等の大重量（接地圧が高い）構造物を対象としているが故に、部材点数が多く、施工が非常に大掛かりで、接地圧が小さい（１．０〜１．２５ｔ／ｍ２程度）戸建住宅の基礎には、期待する浮力が大きすぎて適さない問題がある。コストが非常に嵩む問題もある（段落[0007]〜[0009]参照）。また、基礎直下部分に杭部２２と浮力体２１を設けることを必須の構成要件としているが故に、既設構造物には適用できない問題もある。
【０００５】
特許文献２には、液状化地盤１中に構造物２の基礎３を包囲するように隣接しながら挿入され、基礎３の周方向に連続する矢板４と、基礎３の底面以深の、矢板４に包囲された領域に設置、もしくは充填される軽量材６とを備え、前記軽量材６が地下水から受ける浮力、または水圧を基礎３の底面に作用させた、構造物基礎の支持構造の発明が開示されている（請求項１の記載等、および図１参照）。
この発明によれば、地盤１が液状化し、支持力を喪失した場合にも基礎３底面に上向きに作用する水圧と軽量材６の浮力によって基礎３の沈下を抑制することができる等の効果が記載されている（発明の効果の項を参照）。
【０００６】
しかし、前記特許文献２にかかる発明もまた、橋脚等の大重量（接地圧が高い）構造物を対象としているが故に、上記特許文献１と同様に、部材点数が多く、施工が非常に大掛かりで、接地圧が小さい戸建住宅の基礎には、期待する浮力が大きすぎて適さない問題がある。コストが非常に嵩む問題もある。また、基礎直下部分に軽量材６を設けることを必須の構成要件としているが故に、既設構造物には適用できない問題もある。
【０００７】
特許文献３には、軟弱地盤１中に埋設された複数の鋼矢板１１により形成された枠体１２と、この枠体１２内に敷設された樹脂発泡体ブロック１３と、敷設された樹脂発泡体ブロック１３上に枠体１２と係合されて構築される基礎部材１８とからなり、該枠体１２内に埋設される樹脂発泡体ブロック１３は、該基礎部材１８上に構築される建造物１９とにより負荷される重量とほぼ均衡する最大引き上げ力が生ずる深さで敷設されている、軟弱地盤用基礎の発明が開示されている（請求項１の記載等、および図１参照）。
この発明によれば、軟弱地盤上に背の高い建造物を構築する場合であっても、長期間安定した状態で建造物を維持することができる等の効果が記載されている（発明の効果の項を参照）。
【０００８】
しかし、前記特許文献３にかかる発明もまた、鉄塔のような背の高い大重量（接地圧が高い）構造物を対象としているが故に、上記特許文献１、２と同様に、部材点数が多く、施工が非常に大掛かりで、接地圧が小さい戸建住宅の基礎には、期待する浮力が大きすぎて適さない問題がある。コストが非常に嵩む問題もある。また、基礎直下部分に樹脂発泡ブロック１３を設けることを必須の構成要件としているが故に、既設構造物には適用できない問題もある。
【０００９】
また、具体的な説明は省略するが、特許文献４〜６にかかる発明も上記特許文献１〜３と同様の問題を孕んでいる。ちなみに、この特許文献４〜６は共通して、構造物を地盤改良体で支持する技術的思想に立脚した発明であるが、軟弱地盤が液状化した場合、液状化地盤は構造物及び地盤改良体の荷重を支えきれず、構造物は地盤改良体とともに鉛直沈下（又は不同沈下）する蓋然性が高いので、そもそも［発明の効果］の項に縷々記載された効果は期待できない。
【００１０】
特許文献７には、軟弱地盤１２Ａ上の構造物１４の周囲を取り囲んで前記軟弱地盤１２Ａを囲み、硬質地盤１６又は不透水層に到達する遮水層（ＲＣ連続壁）２２と、前記遮水層２２で囲まれた前記軟弱地盤１２Ａ中に配置され、前記構造物１４の底面の外周部を支持すると共に、前記軟弱地盤１２Ａが液状化した時に浮力を発生する支持体２０とを有する、免震構造１０の発明が開示されている（請求項１の記載等、および図１参照）。
この発明によれば、地盤を液状化させて免震効果を発揮させ、かつ地盤が液状化しても構造物の沈下及び傾斜を防ぐことができる効果が記載されている（発明の効果の項を参照）。
【００１１】
しかし、この特許文献７にかかる発明は、既設の構造物にも適用できるものの、構築構造物の周囲を取り囲み、かつ硬質地盤１６又は不透水層に到達する遮水層（ＲＣ連続壁）２２を構築しなければならないので、部材点数が多く、施工が非常に大掛かりでコストも嵩み、特許文献１〜３と同様に、戸建住宅の基礎には適さないという問題がある。
【００１２】
具体的な説明は省略するが、特許文献８にかかる発明も、既存建物の基礎地盤の外周を取り囲む閉鎖形状の地盤改良壁を構築すること等、大掛かりな施工を必須の構成要件としているので、前記特許文献７と同様の問題を孕んでいる。
【００１３】
特許文献９には、図１１に、べた基礎３の下に比重が土砂より小さい浮力材（５０ｃｍの厚みの発泡スチロール）２４を敷き、建築物（二階建て木造建築物）に浮力を与えて液状化した土砂に建築物が沈まないようにする発明が開示されている（請求項１１の記載、段落[0022]、[0030]等を参照）。
この特許文献９の図１１にかかる発明は、適用対象物を戸建住宅とした簡易な液状化対策工法と認められ、上記特許文献１〜８にかかる発明と比し、簡易かつ経済的に実施できる点で注目される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平６−２４０６９４号公報
【特許文献２】特開２００８−１０１３７９号公報
【特許文献３】特開平６−２８７９６５号公報
【特許文献４】特開２００３−２０６５９号公報
【特許文献５】特開２００３−１５５７５３号公報
【特許文献６】特開２００５−８３１７４号公報
【特許文献７】特開２００８−１２７８６５号公報
【特許文献８】特許第４７６２７０９号公報
【特許文献９】特開２００７−５６５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、前記特許文献９にかかる発明は、べた基礎の下に発泡スチロールを敷く構成なので、新設（新築）の戸建住宅にしか適用できず、既設の戸建住宅には一切適用できない問題がある。
また、５０ｃｍもの厚みの発泡スチロールの上に健全なるベタ基礎、ひいては健全なる戸建住宅を現実に構築できるのか甚だ疑わしく、実現性に乏しいという問題もある。
さらに、発泡スチロールを露出させた状態のまま軟弱地盤上に単に敷設する構成なので、液状化時の浮力効果を期待する以前に、発泡スチロールの経年劣化により戸建住宅が沈下（又は不同沈下）する虞が高く、事後的に戸建住宅の剛性・強度に悪影響を及ぼす問題もある。
同文献９の明細書の段落［0030］には、建築物が台風で浮き上がるのを防止するため鎖をつけた杭を地中に打ち込むとの記載が認められるが、コストが非常に嵩む上に、上記各問題をなんら解決することはできない。
【００１６】
以上要するに、従来の液状化対策又は不同沈下対策に関する技術は、大重量（接地圧が高い）構造物を対象とした大掛かりなものが多く、接地圧が小さい戸建住宅を対象としたものが少ないのが実情であり、また、戸建住宅を対象としたものであってもまだまだ改善（検討）の余地があり、昨今問題となっている戸建住宅、特には既設の戸建住宅について、適正な、且つ実効性ある技術開発が急務となっている。
【００１７】
したがって、本発明の目的は、新設、既設を問わず、接地圧が小さい（１．０〜１．２５ｔ／ｍ２程度）戸建住宅を適用対象物とし、簡易かつ経済的に実施できる実効性の高い液状化対策工法を提供することにあり、さらに云えば、液状化地盤上の戸建住宅が、居住者の生活に支障を来たさない程度の鉛直沈下は許容する一方、不同沈下を防止し、あたかも静水中に浮かぶ船のような状態とすることが可能な、戸建住宅の液状化による不同沈下防止工法を提供することにある。
また、偏在荷重を有する戸建住宅であっても、浮函体として用いる柱状の浮力材を集中的に配置したり、該柱状の浮力材の体積を増減して期待される浮力を調整したりすることにより、簡易且つ迅速に戸建住宅の重心位置とほぼ一致するように建て込むことができるなど、フレキシブルな対応が可能が戸建住宅の液状化による不同沈下防止工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る戸建住宅の液状化による不同沈下防止工法は、軟弱地盤上の戸建住宅の基礎周辺及び／又は基礎直下に、当該軟弱地盤の液状化時に浮力を発生する複数本の柱状の浮力材を、所定の間隔をあけて戸建住宅の重心位置とほぼ一致するように建て込み、前記戸建住宅の基礎と各柱状の浮力材とを接合し、軟弱地盤の液状化時に、前記複数本の柱状の浮力材が戸建住宅へ浮力を与えて、液状化した軟弱地盤上に戸建住宅がほぼ水平にバランスさせることを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した戸建住宅の液状化による不同沈下防止工法において、前記柱状の浮力材は、底部と筒部とが着脱可能なケーシング内に装填して、該ケーシングを軟弱地盤へ所定の深さまで貫入させた後、前記ケーシングの筒部を底部から切り離して引き抜くことにより軟弱地盤に建て込むことを特徴とする。
【００２０】
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した戸建住宅の液状化による不同沈下防止工法において、前記柱状の浮力材は、外径が１５〜３０ｃｍ程度、長さが２〜６ｍ程度の中空パイプ、又は発泡スチロールが中詰めされたパイプであることを特徴とする。
【００２１】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した戸建住宅の液状化による不同沈下防止工法において、前記戸建住宅の基礎周辺に複数本の柱状の浮力材を建て込む場合に、柱状の浮力材は、戸建住宅を取り囲むように配設し、戸建住宅の基礎と各柱状の浮力材の頭部とを、戸建住宅の鉛直荷重を伝達可能なようにソイルセメントで接合することを特徴とする。
【００２２】
請求項５に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した戸建住宅の液状化による不同沈下防止工法において、前記戸建住宅の基礎直下に複数本の柱状の浮力材を建て込む場合に、軟弱地盤中に複数本の柱状の浮力材を建て込み、該柱状の浮力材の天端部にべた基礎等の基礎工事を行って戸建住宅の基礎と各柱状の浮力材の天端とを接合した後、戸建住宅を構築することを特徴とする。
【００２３】
請求項６に記載した発明にかかる戸建住宅の液状化による不同沈下防止構造は、当該軟弱地盤上の戸建住宅の基礎周辺及び／又は基礎直下に、軟弱地盤の液状化時に浮力を発生する複数本の柱状の浮力材が、所定の間隔をあけて戸建住宅の重心位置とほぼ一致するように建て込まれ、前記戸建住宅の基礎と各柱状の浮力材とが接合されて、軟弱地盤の液状化時に前記各柱状の浮力材が戸建住宅へ浮力を与えて、液状化した軟弱地盤上に戸建住宅がほぼ水平にバランスする構成とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る戸建住宅の液状化による不同沈下防止工法および不同沈下防止構造によれば、通常時（地震未発生時）は、軟弱地盤により、戸建住宅を安定した状態で支持できることはもとより、地震時は、軟弱地盤のせん断強度が失われて前記柱状の浮力材（及び、べた基礎本体）が浮力として働くので、当該軟弱地盤（液状化地盤）により、戸建住宅を居住者の生活に支障を来たさない程度の鉛直沈下は許容する一方、不同沈下を防止し、あたかも静水中に浮かぶ船のような状態で支持することができる。
よって、不同沈下が防止された戸建住宅の床はフラットな状態を保持できるので、居住者は、液状化地盤上の戸建住宅に、地震発生後も生活に支障を来たすことなく居住できる。
また、居住者は、地震発生後の補修工事も戸建住宅に居ながら行うことができ、当該補修工事も、床をフラットにするジャッキアップ等が無用な簡易な工事を行えば足りるので、合理的、且つ経済的である。
すなわち、簡易かつ経済的に実施できる実効性の高い不同沈下対策工法（液状化対策工法）を実現することができる。
特に、本発明によれば、偏在荷重を有する戸建住宅であっても、浮函体として用いる柱状の浮力材を集中的に配置したり、該柱状の浮力材の体積を増減して期待される浮力を調整したりすることにより、簡易且つ迅速に戸建住宅の重心位置とほぼ一致するように建て込むことができるなど、従来技術にないフレキシブルな対応が可能な不同沈下防止工法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】Ａは、実施例１にかかる戸建住宅の液状化による不同沈下防止構造の実施例を概略的に示した立面図であり、Ｂは、Ａにかかる軟弱地盤に建て込む柱状の浮力材の配置形態を示した平面図である。
【図２】Ａは、図１Ａのバリエーションを概略的に示した立面図であり、Ｂは、Ａにかかる軟弱地盤に建て込む柱状の浮力材の配置形態を示した平面図である。
【図３】Ａは、実施例２にかかる戸建住宅の液状化による不同沈下防止構造の実施例を概略的に示した立面図であり、Ｂは、Ａにかかる軟弱地盤に建て込む柱状の浮力材の配置形態を示した平面図である。
【図４】図３にかかる軟弱地盤に建て込む柱状の浮力材の配置形態のバリエーションを示した平面図である。
【図５】図３にかかる軟弱地盤に建て込む柱状の浮力材の配置形態のバリエーションを示した平面図である。
【図６】実施例３にかかる戸建住宅の液状化による不同沈下防止構造の実施例を概略的に示した立面図である。
【図７】図６にかかる軟弱地盤に建て込む柱状の浮力材の配置形態を示した平面図である。
【図８】図６にかかる軟弱地盤に建て込む柱状の浮力材の配置形態のバリエーションを示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、本発明に係る戸建住宅の液状化による不同沈下防止工法および不同沈下防止構造の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１Ａ、Ｂは、本発明に係る戸建住宅の液状化による不同沈下防止構造の実施例を示している。
この不同沈下防止構造は、軟弱地盤１０上の戸建住宅１の（基礎２周辺及び／又は）基礎２直下に、当該軟弱地盤１０の液状化時に浮力を発生する複数本の柱状の浮力材３が、所定の間隔をあけて戸建住宅１の重心位置とほぼ一致するように建て込まれ、前記戸建住宅１の基礎２と各柱状の浮力材３とが接合されて、軟弱地盤１０の液状化時に前記各柱状の浮力材３が戸建住宅１へ浮力を与えて液状化した軟弱地盤１０上に戸建住宅１がほぼ水平姿勢にバランスする構成とされている。
【００２８】
本発明は、接地圧が小さい（１．０〜１．２５ｔ／ｍ２程度）戸建住宅１を適用対象物としている。ちなみに本実施例１では、一例として、接地圧が１．０２ｔ／ｍ２程度（建築面積が１０ｍ×１０ｍ＝１００ｍ２、建物重量が１０００ｋＮ）の偏在荷重がほとんど生じない戸建住宅１を想定している。
また、本実施例にかかる基礎２は、べた基礎で実施し、図１Ａ中の符号２ａは、べた基礎本体を示し、符号２ｂは、べた基礎の立ち上がり部を示している。
前記軟弱地盤１０の領域は、地上から６ｍ程度の深さで、少なくとも構築する戸建住宅１の敷地面積全域（本実施例では、１２ｍ×１２ｍ）とする。
【００２９】
前記柱状の浮力材３は、本実施例１では、１本あたり外径２０ｃｍ、高さ５ｍ、体積０．１５７ｍ３、肉厚８ｍｍ、重量０．３２ｋＮの硬質塩化ビニル製の中空パイプが用いられる。
ちなみに、前記柱状の浮力材３の外径その他の形態はもちろんこれに限定されず、要求される浮力の大きさ、設置部位等（例えば、軟弱地盤１０の深さを超えない長さ）に応じて適宜設計変更される。経済性を勘案すると、柱状の浮力材３の外径は、１５〜３０ｃｍ程度、長さは、２〜６ｍ程度が好ましい。
ただし、柱状の浮力材３の単位体積当たりの重量（密度）は、地震により液状化した軟弱地盤１０の単位体積当たりの重量（密度）よりも小さくなるように設定する。ちなみに、本実施例１に係る柱状の浮力材３の密度（重量／体積）は、軟弱地盤１０の密度が１．６ｔ／ｍ３程度（地盤性状に応じて若干変動する場合がある。）であるのに対し、０．２０８ｔ／ｍ３程度（約１／８程度）で実施している。
また、柱状の浮力材３の材質は、硬質塩化ビニル製のほか、発泡スチロール製、金属製でも同様に実施できる。
本実施例にかかる柱状の浮力材３は、密度を小さくするために中空パイプで実施しているが、発泡スチロールを中詰めたパイプで実施してもよい。
【００３０】
ところで、本発明は、通常時（地震未発生時）の軟弱地盤１０に負荷される重量、すなわち建物重量（建物荷重）の１／４〜１／１（同等）程度の重量を、浮函体等（本発明では柱状の浮力材３）でほぼ均等に負担することができれば、地震時にせん断強度が失われた軟弱地盤１０（液状化地盤）上の建物（戸建住宅１）は、ほとんど鉛直沈下および不同沈下を起こすことなくバランスするという技術的思想に立脚している。
【００３１】
この技術的思想を踏まえ、本実施例１は一例として、建物重量（１０００ｋＮ）の１／３程度の３３０ｋＮを複数本の柱状の浮力材３で負担する構成としている。前記戸建住宅１の場合、厳密には、軟弱地盤１０中に埋設されたべた基礎本体２ａも浮力として作用するが、構造設計上考慮しない。
１本の柱状の浮力材３の浮力は、アルキメデスの原理より、液状化時の軟弱地盤（液状化地盤）１０の単位体積当たりの重量×１本の柱状の浮力材３の体積で求められるので、１．６×９．８ｋＮ／ｍ３×０．１５７ｍ３≒２．４６２ｋＮ／ｍ３となる。
そうすると、前記３３０ｋＮの建物荷重を負担するには、３３０ｋＮ／２．４６２ｋＮ≒１３４（本）の柱状の浮力材３が必要になる。この１３４本程度の柱状の浮力材３を、図１Ａ、Ｂに示すように、戸建住宅１に対して均等に、すなわち戸建住宅１の重心位置に対し複数本の柱状の浮力材３全体の重心位置をほぼ一致させるように、建て込むことができれば、地震時にせん断強度が失われた軟弱地盤１０（液状化地盤）上の建物（戸建住宅１）は、ほとんど鉛直沈下および不同沈下を起こすことなくバランスすることとなる。
【００３２】
よって、前記構造設計をもとに、図１Ａ、Ｂに係る戸建住宅の液状化による不同沈下防止構造を構築する不同沈下防止工法は、軟弱地盤１０上の戸建住宅１（建物重量：１０００ｋＮ）の基礎２の直下に、軟弱地盤１０の液状化時に浮力を発生する複数本（１３４本程度）の柱状の浮力材３を、所定の間隔をあけて戸建住宅１の重心位置とほぼ一致するように建て込み、前記戸建住宅１の基礎２と各柱状の浮力材３とを接合し、軟弱地盤１０の液状化時に、前記複数本（１３４本程度）の柱状の浮力材３が戸建住宅１へ浮力を与えて、液状化した軟弱地盤１０上に戸建住宅１がほぼ水平にバランスさせる構成とした。
具体的には、敷地面積１００ｍ２（１０ｍ×１０ｍ）の軟弱地盤１０中に複数本（１４４本）の柱状の浮力材３を、四方に７０ｃｍ程度の間隔をあけて、平面方向からみて縦横方向に１２本ずつ整列させるように建て込んで（埋設して）実施している（図１Ｂ参照）。その後、前記柱状の浮力材３の天端部にべた基礎２等の基礎工事を行い、戸建住宅１の基礎２と各柱状の浮力材３の天端とを接合（当接）させた後、戸建住宅１を構築する。
【００３３】
したがって、この実施例１にかかる不同沈下防止構造によれば、接地圧が小さい（１．０〜１．２５ｔ／ｍ２程度）戸建住宅１を新設（新築）するに際し、基礎工事に先行して、前記構造設計に基づいた複数本（本実施例では１４４本）の柱状の浮力材３をバランス良く建て込むだけで、通常時（地震未発生時）は、軟弱地盤１０により、戸建住宅１を安定した状態で支持できることはもとより、地震時は、軟弱地盤１０のせん断強度が失われて前記柱状の浮力材３（及び、べた基礎本体２ａ）が浮力として働くので、当該軟弱地盤１０（液状化地盤）により、戸建住宅１を居住者の生活に支障を来たさない程度の鉛直沈下は許容する一方、不同沈下を防止し、あたかも静水中に浮かぶ船のような状態で支持することができる。
よって、不同沈下が防止された戸建住宅１の床はフラットな状態を保持できるので、居住者は、液状化地盤１０上の戸建住宅１に、地震発生後も生活に支障を来たすことなく居住できる。
また、居住者は、地震発生後の補修工事も戸建住宅１に居ながら行うことができ、当該補修工事も、床をフラットにするジャッキアップ等が無用な簡易な工事を行えば足りるので、合理的、且つ経済的である。
すなわち、簡易かつ経済的に実施できる実効性の高い不同沈下対策工法（液状化対策工法）を実現することができる。
【００３４】
なお、前記柱状の浮力材３の配置は図示例に限定されず、前記技術的思想（段落［００３０］参照）および構造設計（段落［００３１］参照）に基づくことを条件に、例えば、戸建住宅１の外周部分に密に配置し、その内側に疎に配置する等の工夫は適宜行われるところである。
また、敷地面積に余裕があれば、図２Ａ、Ｂに示すように、戸建住宅１のべた基礎本体２ａの外周に沿って顎付きブロック体４を取り囲むように配設すると、液状化時の軟弱地盤１０の噴砂又は噴水を効率よく防止できるので更に実効性を高めることができる。この場合、前記顎付きブロック体４は、液状化時に浮力が発生する（液状化地盤１０の単位体積当たりの重量よりも小さい。）構造で実施すると、浮き輪のような浮力効果を戸建住宅１に与え、更に安定性を増した支持構造を実現できる。
本実施例１にかかる基礎２は、べた基礎２が好適であるが、柱状の浮力材３を基礎直下位置に集中的に配置することにより、布基礎でも実施できる。
【００３５】
ところで、本発明は、多数の柱状の浮力材３を建て込む作業が必須となる。軟弱地盤１０自体柔らかいので建て込み作業はスムーズに行うことができるが、本発明では、柱状の浮力材３の健全性、作業性を勘案し、前記柱状の浮力材３を、底部と筒部とが着脱可能なケーシング（図示略）内に装填して、該ケーシングを軟弱地盤１０へ所定の深さ（本実施例では５ｍ程度）まで貫入させた後、前記ケーシングの筒部を底部から切り離して引き抜くことにより軟弱地盤１０に建て込む手法を採用している。この手法によると、前記柱状の浮力材３を損傷させることなく迅速に建て込むことができる利点がある。なお、切り離したケーシングの筒部は再利用できるので、費用が嵩む虞もない。
もちろん、前記柱状の浮力材３を、前記ケーシングを用いることなく単純に建て込む手法を採用することもできる。以下の実施例についても同様の技術的思想とする。
【実施例２】
【００３６】
図３Ａ、Ｂは、本発明に係る戸建住宅の液状化による不同沈下防止構造の異なる実施例を示している。この実施例２に係る前記不同沈下防止構造は、上記実施例１と比し、戸建住宅１の基礎２周辺にのみ前記柱状の浮力材３を設置したことが主に相違する。
なお、前記戸建住宅１、基礎２、柱状の浮力材３等の形態（大きさ、重量含む。）は、上記実施例１と同一なので同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
【００３７】
すなわち、この不同沈下防止構造は、軟弱地盤１０上の戸建住宅１（建物重量：１０００ｋＮ）の基礎２の周辺に、当該軟弱地盤１０の液状化時に浮力を発生する複数本（１４４本）の柱状の浮力材３が、所定の間隔をあけて戸建住宅１の重心位置とほぼ一致するように建て込まれ、前記戸建住宅１の基礎２と各柱状の浮力材３とが接合されて、軟弱地盤１０の液状化時に前記各柱状の浮力材３が戸建住宅１へ浮力を与えて、液状化した軟弱地盤１０上に戸建住宅１がほぼ水平姿勢にバランスする構成とされている。
【００３８】
この不同沈下防止構造を構築する不同沈下防止工法は、前記技術的思想（段落［００３０］参照）および構造設計（段落［００３１］参照）をもとに、軟弱地盤１０上の戸建住宅１（建物重量：１０００ｋＮ）の基礎２周辺に、軟弱地盤１０の液状化時に浮力を発生する複数本（１４４本）の柱状の浮力材３を、所定の間隔をあけて戸建住宅１の重心位置とほぼ一致するように該戸建住宅１を取り囲むように建て込み、前記戸建住宅１の基礎２と各柱状の浮力材３とを接合し、軟弱地盤１０の液状化時に、前記複数本（１４４本程度）の柱状の浮力材３が戸建住宅１へ浮力を与えて、液状化した軟弱地盤１０上に戸建住宅１がほぼ水平にバランスする構成とした。
具体的には、敷地面積１４４ｍ２（１２ｍ×１２ｍ）の軟弱地盤１０中に複数本（１４４本）の柱状の浮力材３を、図３Ｂに示すように、戸建住宅１の外周を２重に取り囲む形態で軟弱地盤１０の領域内にバランスよく６０ｃｍ程度の間隔をあけて建て込み、前記戸建住宅１の基礎２と各柱状の浮力材３の頭部とを戸建住宅１の鉛直荷重を伝達可能なようにソイルセメント５で合一に接合して実施する。当該ソイルセメント５は、液状化時に浮力が発生する（液状化地盤１０の単位体積当たりの重量よりも小さい。）構造で実施することが好ましい。
【００３９】
したがって、この実施例２にかかる不同沈下防止構造によれば、接地圧が小さい（１．０〜１．２５ｔ／ｍ２程度）戸建住宅１の新設、既設を問わず、勿論べた基礎２であるか、布基礎であるかも問わず、前記構造設計に基づいた複数本（本実施例では１４４本）の柱状の浮力材３を前記基礎２周辺にバランス良く建て込むだけで、通常時（地震未発生時）は、軟弱地盤１０により、戸建住宅１を安定した状態で支持できることはもとより、地震時は、軟弱地盤１０のせん断強度が失われて前記柱状の浮力材３（及び、べた基礎本体２ａ、ソイルセメント５）が浮力として働くので、当該軟弱地盤１０（液状化地盤）により、戸建住宅１を居住者の生活に支障を来たさない程度の鉛直沈下は許容する一方、不同沈下を防止し、あたかも静水中に浮かぶ船のような状態で支持することができる。
よって、不同沈下が防止された戸建住宅１の床はフラットな状態を保持できるので、居住者は、液状化地盤１０上の戸建住宅１に、地震発生後も生活に支障を来たすことなく居住できる。
また、居住者は、地震発生後の補修工事も戸建住宅１に居ながら行うことができ、当該補修工事も、床をフラットにするジャッキアップ等が無用な簡易な工事を行えば足りるので、合理的、且つ経済的である。
すなわち、簡易かつ経済的に実施できる実効性の高い不同沈下対策工法（液状化対策工法）を実現することができる。
【００４０】
なお、前記柱状の浮力材３の配置は図示例に限定されず、前記技術的思想（段落［００３０］参照）および構造設計（段落［００３１］参照）に基づくことを条件に、例えば、図４に示すように、内周部と外周部に配設する柱状の浮力材３をそれぞれ互い違いの配置で実施することもできる。ちなみに、図４では、１４０本の柱状の浮力材３を用いている。
また、戸建住宅１を新設する場合には、図５に示すように、先ず、上記実施例１にかかる工法により（段落［００３２］参照）、複数本（図示例では７２本）の柱状の浮力材３を、バランス良く（縦に９本ずつ、横に８本ずつ整列させるように）建て込み、しかる後、べた基礎２を構築する。次に、戸建住宅１の構築作業の前後、或いは同時期に、戸建住宅１（べた基礎２）の外周を１重に取り囲むように、軟弱地盤１０内の中央部上を６５ｃｍ程度の間隔をあけて６８本建て込み、前記戸建住宅１の基礎２と各柱状の浮力材３の頭部とを戸建住宅１の鉛直荷重を伝達可能なようにソイルセメント５で合一に接合して実施する。
【実施例３】
【００４１】
図６と図７は、本発明に係る戸建住宅の液状化による不同沈下防止構造の異なる実施例を示している。この実施例３に係る前記不同沈下防止構造は、上記実施例１、２と比し、戸建住宅１２が偏在荷重を有する点が主に相違する。
前記偏在荷重は、１階建ての戸建住宅に生じる場合ももちろんあるが、本実施例３では、分かりやすいように、前記戸建住宅１上の右方に偏倚した位置に２階建て部分１１を足した戸建住宅１２を例示して説明する。
なお、戸建住宅１、基礎２、柱状の浮力材３等の形態（大きさ、重量含む。）は、上記実施例１と同一なので同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
【００４２】
すなわち、この不同沈下防止構造は、軟弱地盤１０上の２階建て戸建住宅１２の基礎２の直下に、当該軟弱地盤１０の液状化時に浮力を発生する複数本の柱状の浮力材３が、所定の間隔をあけて戸建住宅１２の重心位置とほぼ一致するように建て込まれ、前記戸建住宅１２の基礎２と各柱状の浮力材３とが接合されて、軟弱地盤１０の液状化時に前記各柱状の浮力材３が戸建住宅１２へ浮力を与えて液状化した軟弱地盤１０上に戸建住宅１２がほぼ水平姿勢にバランスする構成とされている。
【００４３】
本実施例１では、接地圧が１．２２ｔ／ｍ２程度（建築面積が１０ｍ×１０ｍ＝１００ｍ２、建物重量が、２階建て部分１１の２００ｋＮを足した１２００ｋＮ）で、偏在荷重が右方部分に生じる戸建住宅１２を想定している。
【００４４】
前記段落［００３０］にかかる技術的思想を踏まえ、本実施例３は一例として、建物重量（１２００ｋＮ）の１／３程度の４００ｋＮを複数本の柱状の浮力材３で負担する構成としている。前記戸建住宅１の場合、厳密には、軟弱地盤１０中に埋設されたべた基礎本体２ａも浮力として作用するが、構造設計上考慮しない。
１本の柱状の浮力材３の浮力は、アルキメデスの原理より、２．４６２ｋＮ／ｍ３程度である（段落［００３１］参照）。
そうすると、前記４００ｋＮの建物荷重を負担するには、４００ｋＮ／２．４６２ｋＮ≒１６２（本）の柱状の浮力材３が必要になり、この１６２本程度の柱状の浮力材３を、図７に示すように、偏在荷重を有する戸建住宅１の重心位置に対し、柱状の浮力材３全体の重心位置をほぼ一致させるように建て込むことができれば、地震時にせん断強度が失われた軟弱地盤１０（液状化地盤）上の建物（戸建住宅１２）は、ほとんど鉛直沈下および不同沈下を起こすことなくバランスすることとなる。
【００４５】
よって、前記構造設計をもとに、図６と図７に係る戸建住宅の液状化による不同沈下防止構造を構築する不同沈下防止工法は、軟弱地盤１０上の戸建住宅１２（建物重量：１２００ｋＮ）の基礎２直下に、軟弱地盤１０の液状化時に浮力を発生する複数本（１６２本程度）の柱状の浮力材３を、所定の間隔をあけて戸建住宅１２の重心位置とほぼ一致するように建て込み、前記戸建住宅１２の基礎２と各柱状の浮力材３とを接合し、軟弱地盤１０の液状化時に、前記複数本（１６２本程度）の柱状の浮力材３が戸建住宅１２へ浮力を与えて、液状化した軟弱地盤１０上に戸建住宅１２がほぼ水平にバランスする構成とした。
具体的には、敷地面積１００ｍ２（１０ｍ×１０ｍ）の軟弱地盤１０中に複数本（１７０本）の柱状の浮力材３を、平面方向からみて、図１Ｂの配置（１４４本）をベースとして更に前記２階建て部分１１の外周部分に相当する部位に沿ってバランスよく２６本建て込んで（埋設して）実施している（図７参照）。その後、前記柱状の浮力材３の天端部にべた基礎２等の基礎工事を行って、戸建住宅１２の基礎２と各柱状の浮力材３の天端とを接合（当接）させた後、戸建住宅１２を構築する。
【００４６】
なお、本実施例３では、平面方向からみて、偏在荷重が生じる部位（２階建て部分１１）の外周部分に相当する位置に、前記柱状の浮力材３を、集中的（密）に配設することにより、偏在荷重を有する戸建住宅１２の重心位置と該柱状の浮力材３の重心位置とをほぼ一致させているがこれに限定されない。前記偏在荷重が生じる部位の外周部分に相当する位置に、他の柱状の浮力材３よりも体積が大きい（大径及び／又は軸方向に長い）柱状の浮力材３を配設することにより、設置本数を増やすことなく、戸建住宅１２の重心位置と該柱状の浮力材３の重心位置とをほぼ一致させることもできる。
【００４７】
したがって、この実施例３にかかる不同沈下防止構造によれば、偏在荷重を有する接地圧が小さい（１．０〜１．２５ｔ／ｍ２程度）戸建住宅１２を新設（新築）するに際し、基礎工事に先行して、前記構造設計に基づいた複数本（本実施例では１７０本）の柱状の浮力材３を、戸建住宅１２の重心位置と該柱状の浮力材３の重心位置とをほぼ一致させるように配設することにより、通常時（地震未発生時）は、軟弱地盤１０により、戸建住宅１２を安定した状態で支持できることはもとより、地震時は、軟弱地盤１０のせん断強度が失われて前記柱状の浮力材３（及び、べた基礎本体２ａ）が浮力として働くので、当該軟弱地盤１０（液状化地盤）により、戸建住宅１２を居住者の生活に支障を来たさない程度の鉛直沈下は許容する一方、不同沈下を防止し、あたかも静水中に浮かぶ船のような状態で支持することができる。
よって、不同沈下が防止された戸建住宅１２の床はフラットな状態を保持できるので、居住者は、液状化地盤１０上の戸建住宅１２に、地震発生後も生活に支障を来たすことなく居住できる。
また、居住者は、地震発生後の補修工事も戸建住宅１２に居ながら行うことができ、当該補修工事も、床をフラットにするジャッキアップ等が無用な簡易な工事を行えば足りるので、合理的、且つ経済的である。
すなわち、簡易かつ経済的に実施できる実効性の高い不同沈下対策工法（液状化対策工法）を実現することができる。
特に、この実施例３によれば、偏在荷重を有する戸建住宅１２であっても、前記柱状の浮力材３を集中的に配置したり、該柱状の浮力材３の体積を増減して期待される浮力を調整したりすることにより、簡易且つ迅速に、偏在荷重を有する戸建住宅１２の重心位置とほぼ一致するように建て込むことができるなど、フレキシブルな対応が可能な不同沈下防止工法を実現することができる。
【００４８】
なお、敷地面積に余裕があれば、戸建住宅１２のべた基礎本体２ａの外周に沿って前記顎付きブロック体４（図２Ａ、Ｂを援用して参照。）を取り囲むように配設すると、液状化時の軟弱地盤１０の噴砂又は噴水を効率よく防止できるので更に実効性を高めることができる。この場合、前記顎付きブロック体４は、液状化時に浮力が発生する（液状化地盤１０の単位体積当たりの重量よりも小さい。）構造で実施すると、浮き輪のような浮力効果を戸建住宅１に与え、更に安定性を増した支持構造を実現できる。
本実施例３にかかる基礎２は、べた基礎２が好適であるが、柱状の浮力材３を基礎直下位置に集中的に配置することにより、布基礎でも実施できる。
前記柱状の浮力材３の配置は図示例に限定されず、前記技術的思想（段落［００３０］参照）および構造設計（段落［００４４］参照）に基づくことを条件に、例えば、図８に示すように、基礎２直下位置には、前記柱状の浮力材３を、偏在荷重が生じる部位（２階建て部分１１）に集中させて全体的にバランスよく計１０７本配置し、該基礎２の構築後に、戸建住宅１２（べた基礎２）の外周を１重に取り囲むように、軟弱地盤１０内の中央部上を６５ｃｍ程度の間隔をあけて６８本建て込み、前記戸建住宅１２の基礎２と各柱状の浮力材３の頭部とを戸建住宅１２の鉛直荷重を伝達可能なようにソイルセメント５で合一に接合して実施することもできる。
【００４９】
その他、図示は省略するが、偏在荷重を有する戸建住宅１２の基礎２周辺にのみ前記柱状の浮力材３を設置する場合は、前記実施例２にかかる図３Ｂを援用すると、偏在荷重が生じる部位の近傍位置の基礎周辺（例えば、図３Ｂの右半部分）に設置する柱状の浮力材３を、３列に集中配置したり、体積が大きくなるように設計変更したりして、戸建住宅１２の重心位置と該柱状の浮力材３の重心位置とをほぼ一致させる工夫を施して実施することもできる。その余の施工工法、及び作用効果は、上述した実施例２と同様である（前記段落［００３８］、［００３９］を参照）。
【００５０】
以上、実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。
【符号の説明】
【００５１】
１    戸建住宅
２    べた基礎
２ａ  べた基礎本体
２ｂ  立ち上がり部
３    柱状の浮力材
４    顎付きブロック体
５    ソイルセメント
１０    軟弱地盤
１１    ２階建て部分
１２    偏在荷重を有する戸建住宅
【図１】
2014125730.tif 000003
【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】
2014125730.tif 000009
【図８】
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