(57)【要約】【課題】従来と比較し、引抜き耐力に優れ、且つ経済性、施工性に優れた基礎構造及び基礎構造の施工方法を提供する。【解決手段】地盤Ｇを開削して構築されるフーチング基礎からなる基礎本体部１と、地盤Ｇの開削空間Ｈに埋戻し材を充填してなる埋戻し部２と、地盤Ｇの掘削面Ｇ１を被覆して地盤Ｇと埋戻し部２を縁切りするように地盤Ｇと埋戻し部２の間に介設され、埋戻し部２に破壊線が進展することを抑止する破壊線進展抑止部３とを備える。【選択図】図１
2019039275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤を開削して構築されるフーチング基礎からなる基礎本体部と、
地盤の開削空間に埋戻し材を充填してなる埋戻し部と、
地盤の掘削面を被覆して地盤と前記埋戻し部を縁切りするように地盤と前記埋戻し部の間に介設され、前記埋戻し部に破壊線が進展することを抑止する破壊線進展抑止部とを備えることを特徴とする基礎構造。
【請求項２】
請求項１記載の基礎構造において、
前記破壊線進展抑止部が前記基礎本体部のフーチングの先端から内側の範囲に配設されていることを特徴とする基礎構造。
【請求項３】
地表面から所定の深度まで地盤を掘削する地盤開削工程と、
前記地盤開削工程で地盤を掘削して形成された開削空間にフーチング基礎からなる基礎本体部を構築する基礎本体部構築工程と、
前記基礎本体構築工程の後に、前記開削空間に埋戻し材を充填して埋戻し部を設ける埋戻し工程とを備えるとともに、
前記地盤開削工程で地盤を掘削するとともに、前記埋戻し部に破壊線が進展することを抑止する破壊線進展抑止部を露出した地盤の掘削面を被覆するように構築する破壊線進展抑止部構築工程とを備えることを特徴とする基礎構造の施工方法。
【請求項４】
請求項３記載の基礎構造の施工方法において、
前記破壊線進展抑止部構築工程では、前記地盤開削工程で地盤を掘削するとともに、地盤の掘削面にセメント系材料を吹付けて前記破壊線進展抑止部を形成することを特徴とする基礎構造の施工方法。
【請求項５】
請求項３記載の基礎構造の施工方法において、
前記破壊線進展抑止部構築工程では、前記地盤開削工程で地盤を掘削して形成された開削空間に支保工を設置し、前記支保工と地盤の掘削面との間にセメント系材料を充填して前記破壊線進展抑止部を形成することを特徴とする基礎構造の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば送電線用鉄塔などの基礎に用いて好適な基礎構造及びその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、送電線用鉄塔などの基礎構造として、フーチング基礎（直接基礎）が多用されている。また、送電線用鉄塔は山岳地や狭隘地に設置されるケースがあり、このような山岳地や狭隘地では、資機材の運搬・設置等に多大な労力、制約が生じるため、独立フーチング基礎を適用するケースが多い（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
独立フーチング基礎を構築する際には、一般に、地盤（Ｇ）を掘削するとともに掘削線に沿って仮設の土留めを設置し、型枠設置、コンクリート打設を行ってフーチング基礎本体（１００）を構築した後、埋め戻し（１０１）を行う。また、地盤（Ｇ）を開削した後に、地盤底部をさらに横方向に掘削し、フーチング（底版部）１００ａを拡幅する拡底型逆Ｔ基礎と、地盤底部の横方向掘削を行わず、フーチング１００ａを拡幅しない逆Ｔ字型基礎がある（図６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−８７４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、上記従来の逆Ｔ字型基礎、拡底型逆Ｔ基礎はいずれも、例えば掘削から埋め戻しまでに１ヶ月程度の工期が必要であり、掘削線付近の地盤に緩みが生じやすい。このため、設計時に、引抜き荷重（引揚荷重／引揚力Ｆ）に対する抵抗力を地盤が本来保有する強度よりも低く評価せざるを得ない。言い換えれば、地盤の緩みを考慮して引抜き抵抗力を設定するため、直接基礎の規模が大きくなりコスト増が生じることになる。
なお、フーチングを拡幅する拡底型逆Ｔ基礎、大きな引抜き抵抗を得ることができる反面、その施工に多大な労力を要し、危険が伴う。
【０００６】
また、この種の独立フーチング基礎では、埋め戻し材の物性などが影響し、図６に示すように破壊線／すべり面Ｓ１がフーチング外周端側から上方に向かう途中で埋め戻し範囲内に入り込み（破壊線Ｓ２）、これに起因してさらに引抜き抵抗が低下するおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、従来と比較し、引抜き耐力に優れ、且つ経済性、施工性に優れた基礎構造及び基礎構造の施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【０００９】
本発明の基礎構造は、地盤を開削して構築されるフーチング基礎からなる基礎本体部と、地盤の開削空間に埋戻し材を充填してなる埋戻し部と、地盤の掘削面を被覆して地盤と前記埋戻し部を縁切りするように地盤と前記埋戻し部の間に介設され、少なくとも前記埋戻し部よりも高いせん断耐力を有し、前記埋戻し部に破壊線が進展することを抑止する破壊線進展抑止部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の基礎構造の施工方法は、地表面から所定の深度まで地盤を掘削する地盤開削工程と、前記地盤開削工程で地盤を掘削して形成された開削空間にフーチング基礎からなる基礎本体部を構築する基礎本体部構築工程と、前記基礎本体構築工程の後に、前記開削空間に埋戻し材を充填して埋戻し部を設ける埋戻し工程とを備えるとともに、前記地盤開削工程で地盤を掘削するとともに、前記埋戻し部に破壊線が進展することを抑止する破壊線進展抑止部を露出した地盤の掘削面を被覆するように構築する破壊線進展抑止部構築工程とを備えることを特徴とする。
【００１１】
これら基礎構造及び基礎構造の施工方法の発明においては、破壊線進展抑止部によって、開削に伴う地盤（掘削面付近の地盤）の緩みを防止でき、且つ基礎本体部のフーチングの先端（外縁端）から埋戻し部の内側に延びようとする破壊線の進展を抑止できる。これにより、地盤の開削及び開削空間の埋戻しに起因する引抜き耐力の低下を防止できる。
【００１２】
また、本発明の基礎構造においては、前記破壊線進展抑止部が前記基礎本体部のフーチングの先端から内側の範囲に配設されていることが望ましい。
【００１３】
この発明においては、破壊線進展抑止部がフーチングの先端から内側の範囲に設けられていることにより、フーチングの先端から埋戻し部の内側に延びようとする破壊線の進展を確実且つ効果的に抑止して引抜き耐力の低下を防止できる。
【００１４】
また、本発明の基礎構造の施工方法において、前記破壊線進展抑止部構築工程では、前記地盤開削工程で地盤を掘削するとともに、地盤の掘削面にセメント系材料を吹付けて前記破壊線進展抑止部を形成することが望ましい。
【００１５】
この発明においては、モルタルやコンクリート、さらに繊維を混入するなどしたモルタルやコンクリートなどのセメント系材料を地盤の掘削面に吹付けることにより、地盤の掘削とともに早期に且つ容易に破壊線進展抑止部を形成することが可能になる。
【００１６】
本発明の基礎構造の施工方法において、前記破壊線進展抑止部構築工程では、前記地盤開削工程で地盤を掘削して形成された開削空間に支保工を設置し、前記支保工と地盤の掘削面との間にセメント系材料を充填して前記破壊線進展抑止部を形成してもよい。
【００１７】
この発明においては、鋼製支保工（例えばライナープレートなど）などの支保工を開削空間内に設置し、支保工と地盤の掘削面との間にセメント系材料を充填して破壊線進展抑止部を形成することにより、地盤の掘削面付近の緩みを防止でき、且つフーチングの先端から埋戻し部の内側に延びようとする破壊線の進展を抑止できる品質、信頼性に優れた破壊線進展抑止部を精度よく形成することが可能になる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の基礎構造及び基礎構造の施工方法においては、破壊線進展抑止部によって、開削に伴う地盤の緩みを防止でき、且つフーチングの先端から埋戻し部の内側に延びようとする破壊線の進展を抑止できる。これにより、地盤の開削及び開削空間の埋戻しに起因する引抜き耐力の低下を防止できる。
【００１９】
よって、本実施形態の基礎構造及び基礎構造の施工方法によれば、従来と比較し、低コストで優れた性能を有する基礎構造を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る基礎構造を示す図であり、（ａ）が逆Ｔ字型基礎、（ｂ）が拡底型逆Ｔ基礎を示す。
【図２】本発明の一実施形態に係る基礎構造の施工方法を示す図であり、（ａ）が作業員の人力による吹付け作業で破壊線進展抑止部を形成している状態を示す図であり、（ｂ）が吹付け機の遠隔操作による吹付け作業で破壊線進展抑止部を形成している状態を示す図であり、（ｃ）が支保工を用いて破壊線進展抑止部を形成している状態を示す図である。
【図３】実証実験の条件を示す図である。
【図４】実証実験の結果を示す図であり、（ａ）が本発明に係る逆Ｔ字型の基礎構造の引抜き荷重と鉛直変位の関係を示す図であり、（ｂ）が本発明に係る拡底型逆Ｔの基礎構造の引抜き荷重と鉛直変位の関係を示す図である。
【図５】従来の基礎構造と本発明に係る基礎構造の規模の違いを示す図である。
【図６】引揚抵抗力（せん断耐力）の作用により発生が想定される破壊線の一例を示す図であり、（ａ）が逆Ｔ字型基礎、（ｂ）が拡底型逆Ｔ基礎を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図１から図５を参照し、本発明の一実施形態に係る基礎構造及び基礎構造の施工方法について説明する。
【００２２】
ここで、本実施形態は、例えば、山岳地や狭隘地に構築する送電線用鉄塔等の基礎に用いて好適な独立フーチング形式の基礎構造及びその施工方法に関するものである。なお、本発明に係る基礎構造、施工方法は、勿論、橋脚や擁壁など送電線用鉄塔以外の他の構造物に適用しても構わない。
【００２３】
本実施形態の基礎構造Ａ（Ａ１、Ａ２）は、図１（図１（ａ）：逆Ｔ字型基礎Ａ１、図１（ｂ）：拡底型逆Ｔ基礎Ａ２）に示すように、地盤Ｇを開削し、その開削空間Ｈに型枠設置、コンクリート打設を行って構築され、底部を拡幅して開削空間Ｇの地盤底面上に配されるフーチング（底版部）１ａを有する独立フーチング基礎の基礎本体部１と、開削空間Ｈに埋戻し材を充填してなる埋戻し部２と、地盤Ｇの掘削面Ｇ１を被覆して地盤Ｇと埋戻し部２を縁切りするように地盤Ｇと埋戻し部２の間に介設された破壊線進展抑止部３とを備えて構成されている。
【００２４】
破壊線進展抑止部３は、地盤Ｇを開削することにより、掘削面近傍の地盤Ｇの緩み抑止、及び／又は基礎本体部１に引抜力が作用した際にフーチング１ａの先端（外縁端）１ｂから上方に延びた破壊線が埋戻し部２内に向かうことを阻止する縁切りの効果を発揮するものであり（図６の破壊線Ｓ２参照）、少なくとも埋戻し部２よりも高いせん断耐力を有して形成されている。
【００２５】
また、本実施形態では、破壊線進展抑止部３が基礎本体部１のフーチング１ａの先端部（１ｂ）の上面から上方に延び、フーチング１ａの先端１ｂの外縁に沿って横方向に連続して筒状に形成されている。
【００２６】
なお、本実施形態の破壊線進展抑止部３はその上端が地表面付近に配されるように形成されるが、その高さは地盤Ｇの開削深さや所望の引抜き抵抗力等に応じて適宜設定すればよい。また、破壊線進展抑止部３は、フーチング１ａの先端１ｂから内側（フーチング１ａの基端側）の範囲に設けることが好ましい。
【００２７】
上記構成からなる本実施形態の基礎構造Ａを構築する際には（本実施形態の基礎構造Ａの施工方法は）、基礎構造Ａを設置する位置の地盤Ｇを、地表面から所定の深度まで掘削する（地盤開削工程）。
【００２８】
次に、例えば、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、地盤Ｇを掘削するとともに露出した地盤Ｇの掘削面（側面）Ｇ１に吹付けモルタルや吹付けコンクリートを吹付けて破壊線進展抑止部３を形成、構築する（破壊線進展抑止部構築工程）。さらに、図２（ｃ）に示すように、ライナープレート（鋼製の支保工）４を設置しライナープレート４と掘削面Ｇ１の間にセメント系材料のグラウト材を充填するなどして破壊線進展抑止部３を形成、構築してもよい（破壊線進展抑止部構築工程）。
なお、図２（ａ）は人力による吹付け作業、図２（ｂ）は吹付け機５の遠隔操作による吹付け作業を示している。また、支保工４は破壊線進展抑止部３を形成した後、残置する。
【００２９】
次に、開削空間Ｈ内に型枠を設置し、コンクリートを打設して基礎本体部１を構築する（基礎本体部構築工程）。
【００３０】
最後に、開削空間Ｈに埋戻し材を転圧充填して埋戻し（埋戻し工程）、本実施形態の基礎構造Ｓの施工が完了する。
【００３１】
ここで、本実施形態の基礎構造Ａの優位性を確認するために行った実証実験について説明する。
【００３２】
本実証実験では、図３に示すように、ロームの地盤Ｇに逆Ｔ字型基礎Ａ１、拡底型逆Ｔ基礎Ａ２の基礎本体部１と、モルタル吹付けによって形成した破壊線進展抑止部３と、地盤Ｇの掘削により発生した土砂をそのまま埋戻し材とした埋戻し部２とからなる基礎構造Ａを構築し、逆Ｔ字型基礎Ａ１と拡底型逆Ｔ基礎Ａ２にそれぞれ引抜力を段階的に大きくして加え、鉛直変位量を計測した。
【００３３】
図４（ａ）は、逆Ｔ字型の本発明に係る基礎構造Ａ（Ａ１）の引抜き載荷実験の結果を示した図である。この図には、地盤Ｇの開削、埋戻しによる地盤強度の低下がないケース（地盤Ｇの緩みを無視したケース）と、地盤強度の低下が生じたケース（地盤Ｇの緩みを考慮したケース）との両ケースの引抜き耐力を周知のせん断法によって解析的に求めた結果をそれぞれ、比較ケースとして合わせて示している。
【００３４】
この結果、当然、地盤強度の低下がないケース（せん断法：地盤の緩み無視）の引抜き耐力は地盤強度の低下が生じたケース（せん断法：地盤の緩み考慮）の引抜き耐力よりも大きくなり、本発明に係る破壊線進展抑止部３を備えた逆Ｔ字型の基礎構造Ａ１は、従来の基礎構造で地盤強度の低下がないケース（せん断法：地盤の緩み無視）よりも引抜き耐力が大きくなることが確認された。
【００３５】
次に、図４（ｂ）は拡底逆Ｔ字型の基礎構造Ａ（Ａ２）の引抜き載荷実験の結果を示した図である。この図には、周知の対数らせん法によって地盤強度の低下を反映させたケース（従来の評価／設計手法を用いたケース）と、せん断法による地盤強度の低下がないケース（地盤Ｇの緩みを無視したケース）と、対数らせん法による地盤強度の低下がないケース（地盤Ｇの緩みを無視したケース）の比較ケースを合わせて示している。
【００３６】
この結果、従来の対数らせん法によって地盤強度の低下を反映させたケース（従来評価）の引抜き耐力は、せん断法の適用による地盤強度の低下がないケース（施工法反映評価１）の引抜き耐力、対数らせん法の適用による地盤強度の低下がないケース（施工法反映評価２）の引抜き耐力よりも小さくなることが確認された。そして、本発明に係る破壊線進展抑止部３を備えた拡底型逆Ｔの基礎構造Ａ２では、従来の基礎構造で地盤強度の低下がないケース（施工法反映評価１、施工法反映評価２）とほぼ同等の引抜き耐力が得られることが確認された。
【００３７】
また、図５に示すように、本実施形態の基礎構造Ａ及び基礎構造Ａの施工方法においては、所定の引抜き耐力を得るために、従来の基礎構造形式の事例（深礎基礎）よりも小規模の基礎構造とすることができ、例えば４０％程度、建設コストを削減できることが確認された。
【００３８】
したがって、本実施形態の基礎構造Ａ及び基礎構造Ａの施工方法においては、破壊線進展抑止部３によって、開削に伴う地盤Ｇ（掘削面Ｇ１付近の地盤Ｇ）の緩みを防止でき、且つフーチング１ａの先端１ｂから埋戻し部２の内側に延びようとする破壊線Ｓ２の進展を抑止できる。これにより、地盤Ｇの開削及び開削空間Ｈの埋戻しに起因する引抜き耐力の低下を防止できる。
【００３９】
よって、本実施形態の基礎構造Ａ及び基礎構造Ａの施工方法によれば、従来と比較し、低コストで優れた性能を有する基礎構造Ａを実現することが可能になる。
【００４０】
また、本実施形態の基礎構造Ａにおいては、破壊線進展抑止部３がフーチング１ａの先端１ｂから内側の範囲に設けられていることにより、フーチング１ａの先端１ｂから埋戻し部２の内側に延びようとする破壊線Ｓ２の進展を確実且つ効果的に抑止して引抜き耐力の低下を防止できる。
【００４１】
また、モルタルやコンクリート、さらに繊維を混入するなどしたモルタルやコンクリートなどのセメント系材料を地盤Ｇの掘削面Ｇ１に吹付けることにより、地盤Ｇの掘削とともに早期に且つ容易に破壊線進展抑止部３を形成することが可能になる。
【００４２】
さらに、鋼製支保工（ライナープレート４など）などの支保工を開削空間Ｈ内に設置し、支保工と地盤Ｇとの間にセメント系材料を充填して破壊線進展抑止部３を形成することにより、地盤Ｇの掘削面Ｇ１付近の緩みを防止でき、且つフーチング１ａの先端１ｂから埋戻し部２の内側に延びようとする破壊線Ｓ２の進展を抑止できる品質、信頼性に優れた破壊線進展抑止部３を精度よく形成することが可能になる。
【００４３】
以上、本発明に係る基礎構造及び基礎構造の施工方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１    基礎本体部（フーチング基礎）
１ａ  フーチング
１ｂ  先端（外縁端）
２    埋戻し部
３    破壊線進展抑止部
４    ライナープレート（支保工）
５    吹付け機
Ａ    基礎構造
Ａ１  逆Ｔ字型の基礎構造
Ａ２  拡底型逆Ｔの基礎構造
Ｇ    地盤
Ｇ１  掘削面
Ｈ    開削空間
Ｓ１  破壊線（すべり面）
Ｓ２  破壊線（すべり面）
【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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