(57)【要約】【課題】地盤の液状化に対応した簡便な基礎構造を提供すること。【解決手段】地盤Ｇに打設され、地上に設置された構造物１００を支持する基礎主体１０と、その基礎主体１０に対して一体になるように配置され、この基礎主体１０よりも単位体積重量の小さい軽量体２０と、を備え、その構造物１００と基礎主体１０と軽量体２０とからなる一体物の浮心ＣＢが当該一体物の重心ＣＧよりも地表面ＧＬ側に位置すること。例えば、その軽量体２０は、液状化地盤上で前記一体物に作用する浮力が当該一体物の全重量以上の大きさとなる形状及び配置とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に打設され、地上に設置された構造物を支持する基礎主体と、
前記基礎主体に対して一体になるように配置され、該基礎主体よりも単位体積重量の小さい軽量体と、
を備え、
前記構造物と前記基礎主体と前記軽量体とからなる一体物の浮心が当該一体物の重心よりも地表面側に位置することを特徴とした基礎構造。
【請求項２】
前記軽量体は、液状化地盤上で前記一体物に作用する浮力が当該一体物の全重量以上の大きさとなる形状及び配置とすることを特徴とした請求項１記載の基礎構造。
【請求項３】
地盤に打設され、地上に設置された構造物を支持する基礎主体と、
前記基礎主体の内方に設けた空洞と、
を備え、
前記構造物と前記空洞を有する前記基礎主体とからなる一体物の浮心が当該一体物の重心よりも地表面側に位置することを特徴とした基礎構造。
【請求項４】
前記空洞は、液状化地盤上で前記一体物に作用する浮力が当該一体物の全重量以上の大きさとなる形状及び配置とすることを特徴とした請求項３記載の基礎構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物を支持する基礎の基礎構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地上に構造物を設置するに際しては、その構造物が地盤の液状化現象に耐えるための液状化対策を施すことが求められている。例えば、従来の液状化対策としては、液状化の発生しない岩盤に杭を打設し、地盤が液状化したとしても構造物の転倒等を防ぐ杭基礎構造が知られている。また、別の液状化対策としては、液状化が起こらないように地盤を改良する対策が知られている。例えば、下記の特許文献１には、その改良地盤と下端に大径部を設けた杭とを併用する摩擦杭基礎構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２１３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、地上に設置される構造物の中には、地盤の液状化が発生したときに不安定になること（例えば転倒したりすること）が許容されない機器や設備等が存在する。このため、従来は、そのような機器等の構造物に対しても、杭基礎構造や改良地盤による液状化対策を施している。ここで、そのような機器や設備等を見てみると、複雑な又は大きな構造物もあれば、柱状物が主体となる簡易な又は軽量な構造物もある。しかしながら、従来の液状化対策は、簡易な又は軽量な構造物を支えるためのものとして考えると、大がかりな工事が必要になってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、地盤の液状化に対応した簡便な基礎構造を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る基礎構造では、
（１）地盤に打設され、地上に設置された構造物を支持する基礎主体と、前記基礎主体に対して一体になるように配置され、該基礎主体よりも単位体積重量の小さい軽量体と、を備え、前記構造物と前記基礎主体と前記軽量体とからなる一体物の浮心が当該一体物の重心よりも地表面側に位置することを特徴とする。
【０００７】
上記（１）の基礎構造において、前記軽量体は、液状化地盤上で前記一体物に作用する浮力が当該一体物の全重量以上の大きさとなる形状及び配置とすることが好ましい。
【０００８】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る基礎構造では、
（２）地盤に打設され、地上に設置された構造物を支持する基礎主体と、前記基礎主体の内方に設けた空洞と、を備え、前記構造物と前記空洞を有する前記基礎主体とからなる一体物の浮心が当該一体物の重心よりも地表面側に位置することを特徴とする。
【０００９】
上記（２）の基礎構造において、前記空洞は、液状化地盤上で前記一体物に作用する浮力が当該一体物の全重量以上の大きさとなる形状及び配置とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る基礎構造は、そのような軽量体又は空洞が設けられた基礎を構成することによって、地盤が液状化したとしても、その液状化地盤上における基礎と構造物とからなる一体物の転倒を防ぐことができる。このため、この基礎構造は、地盤が液状化した際に、液状化地盤上での構造物の転倒を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明に係る基礎構造の実施例１の構成についての一例を示す図である。
【図２】図２は、実施例の基礎を構造物と共に上から見た上面図である。
【図３】図３は、構造物と基礎主体との取り付け部分についての一例を説明する図である。
【図４】図４は、本発明に係る基礎構造の実施例２の構成についての一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る基礎構造の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
［実施例１］
本発明に係る基礎構造の実施例１を図１から図３に基づいて説明する。
【００１４】
本実施例の基礎構造は、地上に設置される構造物を支持するための基礎についての構造に関して表したものである。本実施例の基礎構造は、主に簡易な又は軽量な構造物を支持対象とするが、必ずしもこれに限定するものではない。その簡易な又は軽量な構造物としては、柱状物からなるもの、柱状物が主体となって各種の機能部品等を取り付けたものが該当する。柱状物からなる構造物としては、ポールそのものや簡易な道路標識等が考えられる。また、各種の機能部品等が取り付けられた構造物としては、アンテナ、信号機、照明灯等が考えられる。
【００１５】
この種の構造物は、転倒してしまうと、その機能を果たせなくなる。特に、携帯電話等の無線のアンテナや信号機等は、平時においては当然のことながら、地震等の災害が発生したときにこそ、その機能を果たすことが求められる。しかしながら、そのような災害が発生したときには、地盤の液状化現象が起こり、そこに設置されている構造物を転倒させてしまう可能性がある。
【００１６】
そこで、そのような構造物は、地盤に埋設した基礎の上に設置する。しかしながら、従来の基礎は、岩盤に杭を打つ等の大がかりな工事が必要であり、工期の長期化やコストの増加を招く可能性がある。このため、本実施例の基礎は、岩盤への杭打ちを行わない簡便な構造で液状化地盤上の構造物の転倒を抑制する。図１及び図２の符号１は、本実施例の基礎を示す。
【００１７】
本実施例の基礎１は、基礎主体１０を備える。その基礎主体１０とは、構造物１００を支持する基礎１の根幹を成すものである。この例示の基礎主体１０は、地盤Ｇにコンクリートを打設することによって形成されたものである。構造物１００は、その下部において基礎主体１０に支持される。例えば、その基礎主体１０には、複数本のアンカーボルト３０が埋設される（図３）。構造物１００は、そのアンカーボルト３０の突出部分のネジ部を介して基礎主体１０に取り付ける。尚、その図３では、多数あるアンカーボルト３０の内の一部のみを示している。
【００１８】
ここで、杭で岩盤に保持されていない基礎は、地盤Ｇの液状化と共に、構造物１００と一体になって転倒してしまう可能性がある。このような転倒は、基礎１と構造物１００とからなる一体物の重心ＣＧの位置が高い程に起こり得る。このため、基礎主体１０には、その一体物の重心ＣＧを下げるための策を講じる。尚、その一体物には、上記のアンカーボルト３０や鉄筋等の基礎１を成す他の部品も含めることにする。
【００１９】
この基礎１においては、基礎主体１０の内方又は外面に重心調整部材を一体化する。
【００２０】
例えば、その一体物においては、基礎主体１０そのものの重心位置よりも深い位置（岩盤側）に重量体を設けることによって、重心ＣＧの位置が下がる。その重量体とは、基礎主体１０よりも単位体積重量の大きい重心調整部材としての物体である。その重心ＣＧの位置は、重量体の重量が同一であると仮定するならば、重量体の位置が深いほど下がっていく。このため、このような基礎１は、その一体物の液状化地盤上での転倒を起こり難くする。より細かく見てみると、この一体物においては、重心ＣＧの位置の低下と共に浮心ＣＢの位置が地表面ＧＬ側に上がっていく。そして、この一体物は、その重心ＣＧと浮心ＣＢの位置が一致している状態で、液状化地盤上での転倒を抑制することができる。また、浮心ＣＢが重心ＣＧよりも地表面ＧＬ側に存在している場合には、液状化地盤上で重心ＣＧを中心とする復元力が一体物に作用するので、液状化地盤上での一体物の転倒を回避することができる。
【００２１】
また、重心調整部材としては、基礎主体１０よりも単位体積重量の小さい軽量体２０を用いることができる。その軽量体２０には、例えば、発泡スチロール等の樹脂材料、木材等を用いればよい。図１及び図２では、軽量体２０が基礎主体１０の内方に配置されたものを例示している。
【００２２】
この基礎１と構造物１００とからなる一体物は、軽量体２０を深い位置（岩盤側）に設けるほど重心ＣＧが地表面ＧＬ側に移っていくので、転倒の可能性が高くなっていく。また、この一体物においては、軽量体２０を深い位置に設けることによって、重心ＣＧの位置が浮心ＣＢの位置よりも地表面ＧＬ側に存在している可能性がある。このため、この場合には、この一体物が液状化地盤上で転倒しやすくなっている。裏を返せば、この一体物は、軽量体２０を浅い位置（地表面ＧＬ側）に設けることによって、重心ＣＧが下がっていき、更に、浮心ＣＢの位置を重心ＣＧの位置よりも地表面ＧＬ側に存在させることができるので、液状化地盤上での転倒の可能性を減らすことができる。よって、軽量体２０は、その一体物の重心ＣＧと浮心ＣＢが同じ位置に来るように、より好ましくは浮心ＣＢの位置を重心ＣＧの位置よりも地表面ＧＬ側に存在させるように配置する。
【００２３】
例えば、この軽量体２０は、その重心位置をベースとなる基礎（基礎１において軽量体２０を除き、その空間をコンクリートで埋めたもの）と構造物１００とからなる一体物の重心位置に合わせて配置する。これにより、基礎１と構造物１００とからなる一体物においては、重心ＣＧと浮心ＣＢの位置を合わせることができる。また、軽量体２０は、その重心位置がベースとなる基礎と構造物１００とからなる一体物の重心位置よりも地表面ＧＬ側に来るよう配置する。これにより、基礎１と構造物１００とからなる一体物においては、浮心ＣＢの位置を重心ＣＧの位置よりも地表面ＧＬ側に存在させることができる。
【００２４】
この基礎１は、そのように軽量体２０を配置することによって、基礎１と構造物１００とからなる一体物の液状化地盤上での転倒を抑制することができる。更に、この基礎１は、浮心ＣＢの位置を重心ＣＧの位置よりも地表面ＧＬ側に存在させることによって、その一体物が地震発生時の揺れ等で地盤の液状化と共に傾いたとしても、この一体物に対して重心ＣＧを中心とする復元力を作用させることができるので、この一体物を液状化前の元の状態に又は元の状態に近づけた状態へと戻して自立させることができる。よって、この基礎１は、地盤が液状化した際に、その一体物の液状化地盤上での転倒を回避することができる。つまり、この基礎１は、地盤が液状化したとしても、液状化地盤上での構造物１００の転倒を回避することができる。
【００２５】
ここで、その復元力は、重心ＣＧと浮心ＣＢとが離れるほどに大きくなる。そして、重心ＣＧと浮心ＣＢとの距離は、軽量体２０を地表面ＧＬ側へと近づけていくほどに広がっていく（軽量体２０の形状や素材は不変とする）。
【００２６】
ところで、この基礎１においては、構造物１００の液状化地盤への沈下を防ぐため、液状化地盤上で一体物に作用する浮力が当該一体物の全重量以上の大きさとなるように、重心調整部材の形状と配置を決めることが望ましい。これに際して、その一体物における浮力と全重量との関係を保つことができるのであれば、重心調整部材は、ここで例に挙げている軽量体２０であってもよく、前述した重量体であってもよい。尚、一体物に作用する浮力は、液状化地盤の単位体積重量と一体物における液状化地盤への没水体積とを乗算することによって求めることができる。
【００２７】
以上示したように、本実施例の基礎１は、基礎主体１０に対して上記の軽量体２０を設けることによって、基礎１と構造物１００とからなる一体物の重心ＣＧを下げることができる。このため、この基礎１は、地盤が液状化した際に、液状化地盤上での構造物１００の転倒を抑えることができる。また、この基礎１は、基礎主体１０に対して上記の軽量体２０を設けることによって、その一体物の浮心ＣＢを重心ＣＧよりも地表面ＧＬ側に存在させることができる。このため、この基礎１は、液状化地盤上で構造物１００が傾いたとしても又は傾きかけたとしても、この構造物１００を元の状態に戻して自立させることができるので、液状化地盤上で構造物１００の転倒を回避することができる。また、この基礎１は、液状化地盤上で構造物１００を元の立設状態に戻すことができなかったとしても、その機能を発揮できる状態にまで構造物１００を復元力で戻して自立させることができる。更に、この基礎１は、液状化地盤上で一体物に作用する浮力が当該一体物の全重量以上の大きさとなるように構成することで、液状化地盤への構造物１００の沈下を抑えることができる。
【００２８】
［実施例２］
図４の符号２は、本実施例の基礎を表している。
【００２９】
実施例１の基礎１においては、基礎主体１０に軽量体２０を設けることによって、地盤が液状化した際の構造物１００の転倒を防いでいる。本実施例の基礎２は、軽量体２０に替えて空洞２１を基礎主体１１に設けることで、実施例１と同じ目的を達成させる。
【００３０】
ここで、その空洞２１は、軽量体２０と同じ考えに基づいて配置場所を決める。例えば、本実施例の基礎主体１１は、実施例１の基礎主体１０において軽量体２０を空洞２１に置き換えたものであり、その基礎主体１０から軽量体２０を取り除いたものに相当する。よって、本実施例の基礎２と構造物１００とからなる一体物においては、空洞２１を設けなかった場合と比較して重心ＣＧが下がり、かつ、浮心ＣＢが重心ＣＧよりも地表面ＧＬ側に存在することになる。このため、この基礎２は、その一体物の転倒を回避することができるので、構造物１００の液状化地盤上での転倒を回避することができる。更に、この基礎２は、液状化地盤上で一体物に作用する浮力が当該一体物の全重量以上の大きさとなるように空洞の形状と配置を決めることによって、液状化地盤への構造物１００の沈下を抑えることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１，２  基礎
１０，１１  基礎主体
２０  軽量体
２１  空洞
３０  アンカーボルト
１００  構造物
ＣＢ  浮心
ＣＧ  重心
Ｇ  地盤
ＧＬ  地表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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