(57)【要約】【課題】  建築物の荷重を支持するだけの支持耐力がない表層を有する地盤において採用される杭基礎において、支持杭体に過剰な負担をかけず、地震振動等が発生しても支持杭体の安定性を保ち、かつ上記支持耐力のない表層地盤における地盤形状の変形を防止或いは軽減する。【解決手段】  支持杭体３及び杭頭２からなる杭基礎部と直接基礎部４ａとを構築し、支持杭３と直接基礎４ａとの間に歪み材１ａを設置し、次いでその上方に建築物を構築し、かかる建築物の荷重により歪み材１ａを歪ませ、これとともに周囲の表層地盤も圧縮し支持耐力を向上せしめ、所望の量だけ歪んだ歪み材１ｂよりなる接合部によって杭基礎部と直接基礎部４ａとを一体化させるとともに、支持耐力の向上した表層地盤によって建築物荷重の一部を直接基礎部４ａに支持させることを可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持杭体と杭頭とを備える杭基礎部及び直接基礎部を有し、前記支持杭体と前記直接基礎部との間に歪み材が設置されており、前記歪み材を有してなる接合部を備えることを特徴とする建築物用基礎構造。
【請求項２】
歪み材が、杭頭と直接基礎部との間に接して設置されていることを特徴とする請求項１に記載の建築物用基礎構造。
【請求項３】
支持杭体の上端部と歪み材とが杭頭の中に埋め込まれていることを特徴とする請求項１に記載の建築物用基礎構造。
【請求項４】
直接基礎部に接して発泡樹脂盤が埋設され、且つ前記歪み材と前記発泡樹脂盤との圧縮クリープ比が、歪み材：発泡樹脂盤＝２：１〜２００：１であることを特徴とする請求項１から３項のいずれか１項に記載の建築物用基礎構造。
【請求項５】
前記歪み材の圧縮クリープが５％以上であることを特徴とする請求項１から４項のいずれか１項に記載の建築物用基礎構造。
【請求項６】
支持杭体を打設し、前記支持杭体の上部に杭頭を形成して杭基礎部を構築し、前記杭基礎の上部に直接基礎部を構築する工程において、前記支持杭体と前記直接基礎部との間に歪み材を設置する工程を有し、次いで前記直接基礎部の上方に建築物の一部を構築して前記歪み材を歪ませ、前記建築物の構築途中において前記歪み材を含む接合部を形成し、前記接合部を介して前記杭基礎部と前記直接基礎部とを一体化することを特徴とする建築物用基礎構造の構築工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物用基礎構造であって、接合部を形成することにより杭基礎部と直接基礎部とが一体化された構造を有する建築物用基礎構造及びその構築工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、表層地盤に建築物の荷重を支持することができる程度の支持耐力がない場合には、ベタ基礎又は布基礎等の直接基礎を採用して表層地盤の荷重支持力を利用するのではなく、表層地盤の下方に位置する堅強な地盤において荷重を支持させることが必要である。かかる場合において、上記堅強な地盤を支持層として、該支持層から鉛直方向に起立した支持杭体及び該支持杭体上部と結合する杭頭を有する杭基礎が従来より採用されている（例えば、非特許文献１参照）。杭基礎によれば、建築物の荷重は、主に支持杭体と支持層とにより支持されるため、表層に位置する軟弱な地盤によらず建築物の荷重を支持することができるという点で優れている。
【０００３】
従来の杭基礎は、上述のとおり建築物の荷重のほぼ全てを支持杭体及び支持層に支持せしめる構造が採用されているため、支持杭体に対する負荷が非常に大きい。従って、地震等により振動が生じて水平方向及び鉛直方向の力が地盤内に発生した際に、支持杭体が荷重を支持しきれなくなり該支持杭体の破損が生じやすいという問題がある。しかし上述のとおり、杭基礎構造が採用される場合は、構築される建築物の荷重に対して表層地盤に該荷重を支持するだけの支持耐力がないことが一般的である。従って、杭基礎と直接基礎とを併用し、支持杭体の支持力とともに直接基礎とそれに接する表層地盤とにおける建築物の荷重支持力を利用することはできなかった。
【０００４】
また支持杭体に荷重負荷が集中することにより、以下に述べる別の問題点がある。
一般的に、建築物の荷重は水平面に対して偏りがある。このため各支持杭体が支持する荷重も一律ではなくバランスが悪い場合がある。これを放置すると地盤環境や周辺環境の変化、或いは地震振動等の外力発生といった種々の後発要因により、上記荷重偏重に対する杭支持体の負荷が増大して支持杭体が破損すると、建築物が安定に支持されなくなり非常に危険である。
【０００５】
さらにまた、建築物の荷重に対し支持耐力が発揮されない程度に軟弱である表層地盤は、外力による地盤形状の変形が生じ易い傾向にあることから以下の別の問題がある。即ち、地震等による振動の発生や地盤の液状化現象等により、杭基礎周辺の地盤に空洞、空隙が形成されやすいという問題がある。上記空洞、空隙の形成により支持杭体の安定性が損なわれ、その結果、建築物の安定性が損なわれることとなり非常に危険である。
【０００６】
【非特許文献１】社団法人日本建築学会、「建築基礎構造設計指針」、第１版第８刷、社団法人日本建築学会、１９９６年７月２５日、ｐ．１９７−２１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来の杭基礎の問題点を鑑みてなされたものである。即ち本発明は、杭基礎と直接基礎とを併用することにより支持杭体の支持負担が軽減され、且つ各支持杭体の荷重負荷のバランスが良好に調整され、さらには本発明の基礎構造周囲における地盤において、空洞、空隙が形成されることを防止することにより安定に建築物を支持することのできる基礎構造を提供することを目的とするものである。
【０００８】
また本発明の別の目的は、上記本発明の基礎構造を構築する工法を提供することにあり、詳しくは、建築物の構築にともない各支持杭体にかかる建築物の荷重の偏りを調整し且つ基礎周囲に存する表層地盤を適度に圧縮して杭基礎と直接基礎との併用を可能とし、これにより支持杭体の荷重支持負担を軽減させることを可能とする基礎構造構築工法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
（１）支持杭体と杭頭とを備える杭基礎部及び直接基礎部を有し、上記支持杭体と上記直接基礎部との間に歪み材が設置されており、上記歪み材を有してなる接合部を備えることを特徴とする建築物用基礎構造、
（２）歪み材が、杭頭と直接基礎部との間に接して設置されていることを特徴とする請求項１に記載の建築物用基礎構造、
（３）支持杭体の上端部と歪み材とが杭頭の中に埋め込まれていることを特徴とする上記（１）に記載の建築物用基礎構造、
（４）直接基礎部に接して発泡樹脂盤が埋設され、且つ上記歪み材と上記発泡樹脂盤との圧縮クリープ比が、歪み材：発泡樹脂盤＝２：１〜２００：１であることを特徴とする上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の建築物用基礎構造、
（５）上記歪み材の圧縮クリープが５％以上であることを特徴とする上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の建築物用基礎構造、及び
（６）支持杭体を打設し、上記支持杭体の上部に杭頭を形成して杭基礎部を構築し、上記杭基礎の上部に直接基礎部を構築する工程において、上記支持杭体と上記直接基礎部との間に歪み材を設置する工程を有し、次いで上記直接基礎部の上方に建築物の一部を構築して上記歪み材を歪ませ、上記建築物の構築途中において上記歪み材を含む接合部を形成し、上記接合部を介して上記杭基礎部と上記直接基礎部とを一体化することを特徴とする建築物用基礎構造の構築工法、
を要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、支持杭体と直接基礎部との間に歪み材が設けられており、基礎構造上方に建築物が構築されるにつれて、該建築物の荷重により上記歪み材が歪み、これにともない周囲の表層地盤をも圧縮せしめる作用が発揮される。圧縮された表層地盤は地盤密度が高くなり、該表層地盤に荷重支持耐力が発生する。これにより該表層地盤に接する直接基礎部に荷重支持力が発生し、その結果、杭基礎部と直接基礎部との併用が可能となる。
そして、歪み材に所望の量の歪みが生じたところで、該歪み材を含み剛性を有する接合部を形成することにより、杭基礎部と直接基礎部とが一体化され本発明の基礎構造が完成される。
従って建築物を支持するだけの荷重支持耐力を有しない表層地盤においても、本発明の基礎構造を構築することにより、支持杭体に過剰な負荷をかけることなく建築物を安定に支持することができる。
【００１１】
即ち本発明の基礎構造では、その上方に構築された建築物の荷重を、支持杭体及び支持層によって支持するのみならず、直接基礎部及びその下方の表層地盤の荷重支持力をあわせて支持することができる。その結果、従来の杭基礎に比べて、支持杭体の荷重支持負担が著しく軽減され、より安定して建築物を支持することができる。
また地震振動や交通振動が発生し支持杭体に対して水平方向及び鉛直方向の力がかかる場合であっても、本発明の基礎構造であれば直接基礎部と杭基礎部とが設けられているので、支持杭体の受ける負荷が軽減される。従って本発明は、地震等により振動が発生しても支持杭体の破損が防止され、良好に建築物を支持することができる。
【００１２】
上述のとおり本発明には歪み材が用いられているので、支持杭体に対する建築物の荷重の偏りを歪み材により調整することができる。即ち、該建築物の荷重の重い構造部分の下方に位置する一方の歪み材及び表層地盤の歪み量は多く、相対的に荷重の軽い構造部分の下方に位置する他方の歪み材及び表層地盤の歪み量は少なくなる。これに対し予め各歪み材の圧縮強度を適宜決定しておき、かかる歪み量の差を調整することによって建築物の荷重偏重のバランスを調整することができ、その結果、歪み材下方に位置する支持杭体に対して建築物の荷重偏重による負荷を解消することができる。
【００１３】
さらにまた上述のとおり歪み材に歪みが生じるにつれて周囲の表層地盤が圧縮され、施工前に比べて地盤密度が高くなる結果、地震等による振動が発生し、或いは地盤の液状化現象が発生しても、基礎周辺の表層地盤における空隙の発生を防止或いは軽減することができる。
【００１４】
特に、発泡樹脂盤を直接基礎部に接して配置せしめる本発明であれば、該発泡樹脂盤により地震振動、交通振動、機械振動等の振動が吸収される。これにより基礎構造が受ける振動の影響が軽減されるとともに、直接基礎を介して建築物に伝達される振動の大きさが縮小し、建築物の揺れを防止、或いは軽減せしめることができる。
【００１５】
そして本発明の構築工法であれば、支持杭体と直接基礎部との間に歪み材を設置することにより、建築物を構築する際に、該建築物の荷重により除々に歪み材を歪ませることができ、且つ歪み材の歪みにともない基礎下方に位置する表層地盤をも圧縮させることができる。従って建築物の荷重の偏りがある場合でも、各歪み材の歪み量によって該偏りが調整されるので、支持杭体の負荷を軽減することができる。また、地固め等の特別な作業を行わなくても、容易且つ適度に、表層地盤を圧縮させて該表層地盤に支持耐力を付与することができる。その結果、建築物荷重の支持耐力の充分でない表層地盤においても、杭基礎部と直接基礎部とを備える本発明の基礎構造を構築することができ、さらに歪み材を含んで剛性のある接合部を形成することにより杭基礎部と直接基礎部とを容易に一体化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、本発明を例示する図面に基づき説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施態様を示す説明図である。本発明の基礎構造を構築するには、まず図１（１Ａ）に示されるように支持杭体３及び杭頭２を備える杭基礎部を構築し、杭頭２の上面に厚さＰの歪み材１ａを設置し、次いで直接基礎部であるベタ基礎４ａを構築する。次いでこれらの上方に建築物７を構築する。建築物７を構築する途中において歪み材１ａが除々に歪み、図１（１Ｂ）に示すように厚さＱの歪み材１ｂとなる。歪み材１ｂは縦方向に圧縮されることにより圧縮クリープ限界を超え剛性を発揮するに至り、これにより歪み材１ｂよりなる接合部が形成され、杭頭２及び支持杭体３からなる杭基礎部とベタ基礎４aとが該接合部を介して接合一体化されて本発明の基礎構造が完成される。
尚、本明細書においてＧＬとは、グランドレベルを意味する。
【００１８】
図２は、本発明の基礎構造の実施形態を示す縦断面概略図である。図２に示される基礎構造は、発泡樹脂盤８を直接基礎部であるベタ基礎４ａに接して敷設すること以外は、図1に示す基礎構造と同様に構築することができる。
【００１９】
図３は、本発明の基礎構造の別の実施形態を示す縦断面概略図である。図３に示される基礎構造は、直接基礎部として布基礎４ｂを形成し、布基礎４ｂ、歪み材１及び杭頭２に接して発泡樹脂盤８を敷設すること以外は、図1に示す基礎構造と同様に構築することができる。上記図３において、発泡樹脂盤８が地盤表面に露出することを防止するためコンクリート板１７が設けられ、また布基礎４ｂ間にはコンクリートスラブ１６が設けられている。尚、コンクリートスラブ１６の替わりに布基礎４ｂ間には土間が設けられていてもよい。
【００２０】
図４は、本発明の基礎構造のさらなる別の実施形態を示す縦断面概略図である。図４に示される基礎構造は、杭基礎部を構築する途中において、歪み材１が支持杭体３の上端とともに杭頭２内に埋め込まれて設置されること以外は、図1に示す基礎構造と同様に構築することができる。即ち、支持杭体３上面において接合部が形成されることにより、該支持杭体３と杭頭２とが接合し、これにより杭基礎部及び直接基礎部４全体が一体化され、本発明の基礎構造が完成される。
【００２１】
図５は、本発明の基礎構造のさらなる別の実施形態を示す縦断面概略図である。図５に示される基礎構造は、杭基礎部を構築する途中において、歪み材１が支持杭体３の上端とともに杭頭２内に埋め込まれて設置され、且つ杭頭２がベタ基礎４ａに埋め込まれて設けられること以外は、図1に示す基礎構造と同様に構築することができる。
【００２２】
以下に、主として図１を用い本願発明の基礎構造の構築工法について説明する。
まず所定の位置において支持杭体３をその先端が支持層６に埋設されるよう打設し、次いで表層地盤５の一部を排土し、露出した支持杭体３の上部を包含して杭頭２を形成する。上記、支持杭体３の打設及び杭頭２の形成は、従来から知られる一般的な杭基礎の構築方法と同様の方法により施工することができる。
【００２３】
次いで上記杭頭２の上面に歪み材１ａを設置する。歪み材１ａの配置は、杭頭２の上面に単に載置するだけでもよいし、接着剤又は粘着材を用いて杭頭２の上面と歪み材１ａの下面とを接着してもよい。そして歪み材１ａを設置後、該歪み材１ａ側面周囲を歪み材１ａの上面の高さまで、土壌で埋め戻すか、或いは図２に示すように発泡樹脂盤８を歪み材１ａの上面の高さまで敷設することにより施工面を整える。
後の工程で杭頭２と直接基礎であるベタ基礎４ａ（或いは布基礎４ｂ）との間に接合部を形成するため、上記歪み材１を設置する工程において、図６に示すように予め歪み材１及び杭頭２の側面周囲にコンクリート充填スペース１０を設けておくことができる。また図７に示すようにコンクリート充填スペース１０に加えてさらに杭頭２とベタ基礎４に鉄筋１４を設けておくこともできる。
別の態様としては、図８に示すようにガス又は液体を充填する充填部１５、バルブ１１、圧力計１２及びバルブ１３を有するゴム製品である歪み材１を杭頭２の上面に設置し、且つ歪み材１及び杭頭２の側面周囲にコンクリート充填スペース１０を設けてもよい。
【００２４】
本発明における歪み材は、支持杭体と直接基礎部との間に設けられ、該直接基礎部の上方に構築される建築物７の荷重により歪みを生じることが重要である。従って歪み材の設置位置及び設置方法は上述の説明に制限されるものではない。例えば図４に示すように歪み材１が支持杭体３の上端部とともに杭頭２に埋め込まれていてもよい。またさらに図５に示すように歪み材１と支持杭体３の上端部が埋め込まれた杭頭２が直接基礎部であるベタ基礎４ａに埋め込まれていてもよく、このとき杭頭２とベタ基礎４ａとは、別工程で形成されていてもよいし、コンクリートを用いて同時に形成し一体化されていてもよい。
【００２５】
上記歪み材１が支持杭体３の上端部とともに杭頭２に埋め込まれる実施態様では、図９に示すように歪み材１が支持杭体３上端部の上面において水平方向に設置されるとともにその側面に接して垂直方向にも設けることができる。上記垂直方向の歪み材１を設置することにより、地震等により振動が発生し水平方向の力が基礎構造にかかった際に該歪み材１が杭頭２と支持杭体３及との間の緩衝材となり振動を吸収し低減することができるので好ましい。
また図１０に示すように支持杭体３の上端面に接して杭保護金属キャップ１８を設け、その上面にゴム板１９を設けた後に水平方向に設置する歪み材１を設置することもできる。ゴム板１９は、上下面が平滑なシートであってもよいし、上下面の両方或いはどちらか一方が凹凸形状であるシートであってもよい。
また図１１に示すように支持杭体３の上端部及び歪み材１と杭頭２との間にコンクリート充填スペース１０を設けてもよい。このとき図７にならって歪み材１と杭頭２とにあらかじめ鉄筋を設けておくこともできる（図示せず）。
またさらに図１２に示すように杭頭２に埋め込まれる歪み材１が、バルブ１１、圧力計１２、バルブ１３、及び充填部１５を有するゴム製品であって、該歪み材１及び支持杭体３の上端部と杭頭２との間にコンクリート充填スペース１０を設けることもできる。
【００２６】
特に本発明において、直接基礎部４に接してさらに発泡樹脂盤８を設けるには、例えば図２に示すように発泡樹脂盤８を所定の位置に敷設することができる。発泡樹脂盤８は、任意の寸法及び形状の複数の発泡樹脂ブロックを組み合わせて発泡樹脂盤８とすることができる。上記複数の発泡樹脂ブロックにより発泡樹脂盤８を形成するには、発泡樹脂盤８を埋設するために形成された穴部において、該ブロックを単に組み合わせて又は積み重ねて発泡樹脂盤８を形成してもよいし、或いは各発泡樹脂ブロック間を任意の接着剤や粘着テープで接着するか、又はボルトや締結用金具等の固定具を用いて発泡樹脂ブロック間を接合して発泡樹脂盤８を形成してもよい。
尚、発泡樹脂盤８の配置は図２又は図３に開示される配置位置に限定されるものではない。例えば発泡樹脂盤８は、ベタ基礎４ａ（或いは布基礎４ｂ）と表層地盤５との一部あるいは全部が隔離されるように敷設されていてよく、さらに歪み材１及び杭頭２と表層地盤５との一部或いは全部とが隔離されるように敷設されてもよい。またさらに、地下室を有する建築物の基礎として本発明の基礎構造を採用する場合には、該地下室の側面と地盤との間にも上記発泡樹脂盤が敷設されていることが好ましい。
【００２７】
本発明においてベタ基礎４ａは、従来から直接基礎として知られるベタ基礎の構築工法を用いて構築することができる。ただし本発明の工法においては、ベタ基礎４ａを構築後、建築物７を構築するにしたがって歪み材１ａが歪み、その歪み量だけ該歪み材１ａより上に位置するベタ基礎４ａの位置も下がる。従ってベタ基礎が最終的に位置すべき高さよりも、歪み材１ａに見込まれる歪み量（Ｐ−Ｑ）の分だけ高い位置に、ベタ基礎４ａを設ける必要がある。
尚、図３に示すように、ベタ基礎４ａの代わりに布基礎４ｂを直接基礎部として構築してもよい。布基礎４ｂを構築する場合にも、従来の布基礎構築工法を採用することが出来る点、及び布基礎の高さを予め調整しておく必要がある点は、上述と同様である。
【００２８】
上記支持杭体３、杭頭２、歪み材１ａ、及びベタ基礎４ａを構築した時点では、上記歪み材１ａは、接合部を形成する程度に歪んでいない。そこで続いて、ベタ基礎４ａ上方に建築物７を構築していく。建築物７を構築するにつれて、歪み材１ａに建築物７の荷重がかかり歪みが生じる。またそれとともに歪み材１ａが配置されていないベタ基礎４ａ下方に位置する表層地盤５も圧縮される。
【００２９】
本発明において特に発泡樹脂盤８を設けて建築物７を構築すると、歪み材１ａが歪むにつれて、発泡樹脂盤８が圧縮される場合、発泡樹脂盤８とその下方に位置する表層地盤５がともに圧縮される場合、或いは表層地盤５だけが圧縮される場合がある。上方から荷重がかかることによる発泡樹脂盤８及び表層地盤５のいずれか或いは両方が圧縮されるかは、発泡樹脂盤８の圧縮強度と表層地盤５の支持耐力との関係による。しかしいずれの場合においても、基礎構造周囲の軟弱な層が圧縮され、そこに荷重支持耐力が生じることとなる。
【００３０】
次いで、建築物７の構築の途中において、歪み材１ｂの歪み量を測定する。本明細書において用いられる歪み材の歪み量とは、上方からの荷重が負荷される前後の歪み材の高さの差を意味するものである。
歪み材の歪み量の測定方法としては、歪み材１ｂの厚さＱを直接測定し、歪み材１ａ設置時の寸法Ｐと上記Ｑとからその歪み量（Ｐ−Ｑ）を算出することができる。また別の測定方法として、図６に示すように歪み材１に予め圧力計１２を設けておき、該圧力計１２に示される圧力より、歪み量を換算することができる。またさらなる測定方法としては、グランドレベルを基準に、建築物７或いはベタ基礎４ａの沈下量を測定しこれを歪み量に換算することもできる。
【００３１】
上述のとおり歪み材１ｂの歪み量（Ｐ−Ｑ）を測定し、その歪み量が所望の量、好ましくは１ｃｍ以上２０ｃｍ以下の歪み量だけ歪んだことを確認後、接合部を形成する。このとき、歪み量は各歪み材によって異なっていても良いし、同じであっても良い。ただし各歪み材の歪み量の差があまりに大きいと建築物の水平性に支障をきたす恐れがあるので、建築物７の荷重が水平面に対して大きく偏りがある場合等には、各歪み材の圧縮強度をそれぞれの支持荷重にあわせて適宜決定し、各歪み材の歪み量を調整することが望ましい。このように建築物の荷重の偏りを歪み材により調整することによって、該歪み材より下位に位置する支持杭体に対し、建築物の荷重の偏重による負荷を軽減させることができる。また歪み材設置時に油圧ジャッキを設置し該油圧ジャッキを操作することで、歪み材の歪み量を所望の量に調整してもよい。
【００３２】
本発明における接合部は、建築物の荷重により圧縮され剛性が生じた歪み材を接合部とすることができる。例えば、発泡樹脂体は、圧縮されると圧縮方向に歪み、圧縮クリープ限界を超えると非常に硬くなることが知られている。この性質を利用して、歪み材に発泡樹脂体を用いれば、建築物の荷重を上方からかけることによりコンクリート相当の硬さにまで該発泡樹脂体からなる歪み材を歪ませることが可能であり、この硬く歪んだ歪み材を接合部とすることができる。
また別の接合部形成方法としては、建築物の荷重により歪み材１を歪ませた後、コンクリート充填スペース１０にコンクリートを充填し、歪み材を周囲から固めて接合部とする方法がある（図６及び図１１参照）。さらに、予め杭頭２及び直接基礎部４に鉄筋１４を設けておけば、上記コンクリート充填スペース１０にコンクリートを充填する際に鉄筋１４がコンクリート内の骨組みを構成し、より頑強な接合部を形成することができる（図７参照）。
またさらに別の接合部形成方法として、ガス又は液体を充填することのできる充填部１５、バルブ１１、圧力計１２及びバルブ１３を有するゴム製品である歪み材１を用いる場合には、バルブ１１、バルブ１３及び圧力計１２により充填部１５の充填量を調整することでその歪み量を調整し、次いでコンクリート充填スペース１０にコンクリートを充填することにより歪み材を周囲から固めて接合部とする方法がある（図８及び図１２参照）。
【００３３】
上述した本発明の基礎構造の構築工法であれば、支持杭体と直接基礎部との間の任意の位置に歪み材を設置して建築物を構築するだけで、該建築物の荷重により歪み材を除々に歪ませることができ、また歪み材の歪み量だけ周囲の表層地盤（あるいは発泡樹脂盤）をも圧縮せしめることができる。そして、適当な歪み量を得た後、歪み材を含む剛性を有する接合部を形成し、杭基礎部と直接基礎部とを容易に一体化することができる。これにより特に複雑な施工作業を要することなく、建築物の荷重を杭基礎部と直接基礎部とで良好に支持することのできる本発明の基礎構造が完成される。
【００３４】
本発明の基礎構造を完成した後、建築物７の残りの部分を構築することができる。このとき、接合部を構成する歪み材１ｂは圧縮クリープ限界を超えているので該歪み材１がさらに歪むことはない。また図６〜図８、図１１及び図１２に示す歪み材を含む接合部はコンクリートで周囲が固められておりさらに歪み材に歪みが生じることはない。
【００３５】
以上、説明した本発明の構築工法により構築される基礎構造は、地下室部分を有する建築物の基礎にも採用することが可能であり、この際には該地下室スペースの下に基礎構造を構築すればよい。また特に、図２又は図３に示すように発泡樹脂盤８を本発明における直接基礎部４に接して設ける場合には、上記地下室外側面に接して発泡樹脂盤８をさらに配置せしめることができる。これによれば、基礎構造のみならず、地盤中に埋設される建築物部分も発泡樹脂盤８により地盤と隔離されるため、地震振動、交通振動、或いは機械振動等が建築物７に伝達されにくくなり、建築物７の揺れを減少させることができるので好ましい。
【００３６】
尚、本願発明の建築物用基礎構造は、上述の構築工法により新設の建築物の基礎構造として構築することができる他、杭基礎の採用された既設の建築物に対しても適用可能である。既設の建築物に本願発明の基礎構造を利用する際には、建築物の所定の位置の床、スラブ等の構造部分を除去して杭上端を露出させ、本願発明における杭頭、歪み材、及び直接基礎部等の設置スペースを確保するため杭上端を切断する。そして、杭頭、歪み材、直接基礎を順次形成し、同時に歪み材の設置位置に油圧ジャッキを設置し、該ジャッキを操作することにより徐々に歪み材を歪ませた後、ジャッキを除去する。次いで上述した接合部形成方法と同様に所望の量に歪んだ歪み材を接合部とするか、或いは該歪み材の周囲にコンクリートを充填することによって接合部を形成し、既存の支持杭体と新たに設けた直接基礎とを一体化させることにより、本願発明の基礎構造を完成することができる。
【００３７】
次に、本発明の基礎構造について各構成ごとに詳細に説明する。
本発明における支持杭体とは、支持層から鉛直に起立し、建築物の荷重を支持層に伝達することのできるものであればいずれの形式のものでも用いることができる。具体的には、既成の杭体を用いて地盤に打ち込む打ち込み杭、地盤に穴部を設け既成の杭体を埋め込む埋め込み杭、又はオールケーシング杭若しくはアースドリル工法杭等の場所打コンクリート杭等があるが、上記に制限されるものではない。
【００３８】
そして上記支持杭体の上部において杭頭が設けられる。本発明における杭頭は、建築物の荷重を上方より受け、これを支持杭体に伝達せしめることができるものであれば、特にその大きさ及び素材において制限を受けるものではない。即ち、上記支持杭体及び上記杭頭は、従来から知られる杭基礎を構成するものであれば適宜選択して用いることができる。
【００３９】
本発明に用いられる歪み材は、上方から伝達された荷重によって一定の歪み量を示す材質或いは形状で形成される必要がある。具体的には、発泡樹脂体、或いはゴム材を用いて形成することができる。発泡樹脂盤或いはゴム材により形成される歪み材の形状は、特に制限されないが、該歪み材は杭頭と直接基礎との間に設置されるため、両者間において設置安定性が良好であることが望ましく、この点から、例えば直方体或いは円筒形等の形状であることが好ましい。
【００４０】
歪み材に用いられる発泡樹脂体としては、例えば、ポリスチレン系樹脂発泡体、ポリエチレン系樹脂発泡体、ポリプロピレン系樹脂発泡体、ポリウレタン系樹脂発泡体、ポリ塩化ビニル系樹脂発泡体、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡体、ポリカーボネート系樹脂発泡体、ポリアミド系樹脂発泡体、ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体、或いは上述した樹脂の２以上の混合物等がある。特に、ポリスチレン系樹脂発泡体、ポリエチレン系樹脂発泡体、及びポリプロピレン系樹脂発泡体並びにこれらの組み合わせは、重量及び強度等の点から好ましい。尚、ポリウレタン系樹脂発泡体は、地盤中において加水分解が生じると耐久性に劣化が生じる場合があり、またポリ塩化ビニル系樹脂発泡体は、燃えると塩酸ガスを発生し公害上の問題を生じるので、これら樹脂発泡体を使用する際には、上記問題が発生しないよう留意する必要がある。
【００４１】
上記発泡樹脂体から形成される歪み材は、所望の形状に形成された容器にビーズ状の発泡粒子を充填し加熱して該発泡粒子同士を融着させる所謂型内発泡により、所望の形状の発泡樹脂ブロックとして形成することができる。或いは、適当な形状の容器に球状の発泡粒子を充填し加熱して該発泡粒子同士を融着させて適当な形状の発泡樹脂ブロックを形成し、さらに所望の形状となるよう加工することによって所望の形状の発泡樹脂ブロックとして形成することができる。
【００４２】
一方、歪み材に用いられるゴム材としては、汎用の合成ゴム、天然ゴム或いはこれらの組み合わせを用いることができる。天然ゴムを用いる場合には、耐候性の優れたゴムシート或いはその他のシートにより該天然ゴムを被覆する等して耐候性を向上せしめる構成を採用することが好ましい。ゴムを用いて形成される歪み材としては、直法体或いは円筒形等のブロック形状のゴム体から形成されるものであってよい。また上記ゴム体の上面及び下面に鉄などにより形成された金属板が積層されているものであってもよい（図示せず）。さらにまた別の態様としては、ガス或いは液体を充填することのできる充填部、バルブ及び圧力計を備えるゴム製品からなる歪み材であってもよい（図８又は図１２参照）。
【００４３】
歪み材を構成する発泡樹脂体或いはゴム材の圧縮クリープは５％以上であることが好ましく、１０％以上であることがより好ましく、１５％以上であることがさらに好ましい。上記圧縮クリープが５％以上であれば、歪み材を設置した基礎上方において構築される建築物の荷重により圧縮され除々に歪むことができるため好ましい。さらに歪み材が内部に充填スペースを有するゴム製品である場合には、ゴム製品を構成するゴムに上記圧縮クリープを有することで、充填されるガス或いは液体の充填、排出を調整しながら所望の歪み量を得ることができる。一方、上記圧縮クリープの上限は特に、制限されるものではないが、建築物を構築する前に直接基礎部の重みにより歪み材がクリープ限界に達することを防止する観点からは、圧縮クリープが９０％以下であることが好ましく、８０％以下であることがより好ましく、７０％以下であることがさらに好ましい。
【００４４】
上記歪み材の圧縮クリープは、ＪＩＳ  Ｋ  ６７６７に則して測定することができる。具体的には、歪み材を構成する発泡樹脂体或いはゴム材を用いて縦寸法約５０ｍｍ×横寸法約５０ｍｍ×厚さ約２５ｍｍの試験片を作成し、温度２０±２℃、相対湿度６５±５％の標準状態において該試験片に２ｇ／ｃｍ2の荷重をかけた際の試験片の厚さをＴ0とし、上記荷重をかけた状態で放置し２４時間後の厚さをＴｄとしたときに、（Ｔ0−Ｔd）÷Ｔ0×１００で算出される。尚、バルブ、圧力計及び充填部を有するゴム製品である歪み材は、上記測定方法によらず、圧力計とバルブとにより任意に圧縮クリープ及び歪み量を調整することができる。
【００４５】
また歪み材の寸法は、歪み材の圧縮クリープ及び建築物荷重を勘案し、建築物の建築途中において、所望の歪み量、好ましくは１ｃｍ以上２０ｃｍ以下の歪み量が得られるように決定することができる。さらに内部にガス或いは液体を充填する充填部、バルブ及び圧力計を備えるゴム製品を歪み材として用いる場合には、充填されるガス或いは液体の量を調節することにより歪み量を調整することができるので、これを勘案して該歪み材の寸法を決定することができる。
【００４６】
本発明の歪み材に用いられる発泡樹脂体或いはゴム材の圧縮強度は、特に限定されず杭基礎部の支持力及び建築物の荷重の偏りを勘案して決定することができる。発泡樹脂の圧縮強度は３０Ｎ／ｃｍ2以上１００Ｎ／ｃｍ2以下であることが好ましく、ゴム材の圧縮強度は、３Ｎ／ｃｍ2以上４９Ｎ／ｃｍ2以下であることが好ましい。
尚、上記発泡樹脂及びゴム材の圧縮強度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２２０に示される短期圧縮強度の計測方法に準じて計測することができる。具体的には、縦寸法約５０ｍｍ×横寸法約５０ｍｍ×厚さ約５０ｍｍの試験片を作成し、該試験片を載荷速度１０ｍｍ／分で圧縮せしめ５％圧縮ひずみ時の圧縮応力を測定することによって、本発明における圧縮強度を求めることができる。
【００４７】
本発明において、直接基礎に接して用いられる発泡樹脂盤は、上述したとおり任意の形状及び寸法の複数の発泡樹脂ブロックを組み合わせて形成することができる。該発泡樹脂ブロックは、上述の歪み材に用いることのできる発泡樹脂体ブロックと同様の樹脂を用い、同様の成形方法で成形することができる。
【００４８】
上記発泡樹脂盤は、地盤から伝達される地震振動、交通振動或いは機械振動等の振動を減衰する効果を発揮し、これら振動が基礎構造さらには建築物に伝達されることを防止或いは低減させることができる。従って、本発明において上記発泡樹脂盤を用いることは、振動発生による基礎構造の破損を防止し、また建築物内における体感震度を減少させることができるので好ましい。
【００４９】
本発明において上記発泡樹脂盤を敷設する際には、歪み材の圧縮クリープ値が該発泡樹脂盤の圧縮クリープ値より大きくなることが必要である。好ましい両者の圧縮クリープ比は、歪み材と発泡樹脂盤とが直接基礎に接する面積比によって異なるが、歪み材：発泡樹脂盤＝２：１〜２００：１の範囲内であることが必要である。上記範囲内の圧縮クリープ比を確保することによって、歪み材と発泡樹脂盤とに建築物の荷重がかかった際に歪み材を優先的に歪ませることができる。一方、このとき歪み材とともに発泡樹脂盤が圧縮されて歪むか否かは、発泡樹脂盤の圧縮クリープ値と該発泡樹脂盤の下方に位置する表層地盤の荷重支持耐力との関係による。即ち、発泡樹脂盤と表層地盤とにおいてより荷重に対する耐力の弱い層が圧縮され、これにより圧縮された層の密度が高まり、圧縮前に比べて荷重に対する耐力が向上し、直接基礎による建築物の荷重支持が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施態様を説明する説明図であり、（１Ａ）は建築物構築前の基礎構造の縦断面概略図、（１Ｂ）は（１Ａ）に示される基礎構造の上方において建築物が構築され歪み材に歪みが生じ、該歪み材により接合部が形成された本発明の基礎構造の縦断面概略図である。
【図２】本発明の基礎構造の一実施形態を示す縦断面概略図である。
【図３】本発明の基礎構造の一実施形態を示す縦断面概略図である。
【図４】本発明の基礎構造の一実施形態を示す縦断面概略図である。
【図５】本発明の基礎構造の一実施形態を示す縦断面概略図である。
【図６】本発明の部分縦断面概略図である。
【図７】本発明の部分縦断面概略図である。
【図８】本発明の部分縦断面概略図である。
【図９】本発明の部分縦断面概略図である。
【図１０】本発明の部分縦断面概略図である。
【図１１】本発明の部分縦断面概略図である。
【図１２】本発明の部分縦断面概略図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    歪み材
1ａ  建築物構築前の歪み材
１ｂ  接合部を構成する歪み材
２    杭頭
３    支持杭体
４    直接基礎部
４ａ  ベタ基礎
４ｂ  布基礎
５    表層地盤
６    支持層
７    建築物
８    発泡樹脂盤
１０  コンクリート充填スペース
１１  バルブ
１２  圧力計
１３  バルブ
１４  鉄筋
１５  充填部
１６  コンクリートスラブ
１７  コンクリート板
１８  杭保護用金属キャップ
１９  ゴム板
Ｐ    歪み材１ａの厚さ
Ｑ    歪み材１ｂの厚さ
【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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【図１２】
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