(57)【要約】【課題】本発明は、施工性が良く、低コストで液状化による被害を抑制できる構造物の基礎構造を提供する。【解決手段】基礎６は、地盤改良材を現地盤の土と混ぜ合わせて締め固めることにより形成される地盤改良体によりなり、地盤改良材にはセメント系材料が用いられる。地盤改良体により成形された基礎６の形状は、鉛直方向に立設される筒状の基礎本体７と、基礎本体７の内周面７ａに所定の間隔をもって複数配置される控え壁８とにより構成される。基礎本体７は、その平面視の外形形状が、構造物５の建築物面積とほぼ同様の形状を有するとともに、その深さは、表層４の地表面から液状化層３の下位層に未改良層Ｌ１を残す程度にまで達している。また、控え壁８は、基礎本体７の内周面７ａから中空部７ｂに向けて垂直に突出するようにリブ状に設けられて、その形状は長方形の板形状に成形されている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状化層を有する地盤上に構築される低層構造物の基礎を、地盤改良体を用いて改良する構造物の基礎構造であって、
前記基礎は、前記液状化層の厚さ方向に未改良層を残しつつ鉛直方向に立設される筒状の基礎本体と、
該基礎本体の内周面に所定の間隔をもって複数配置されており、前記内周面に対して直交して鉛直軸方向に立設される板形状の控え壁とにより構成され、
前記基礎の平面形状が、前記低層構造物の建築物面積の範囲内に納まることを特徴とする構造物の基礎構造。
【請求項２】
請求項１に記載の構造物の基礎構造において、
前記基礎本体の下端部が、液状化層の下層を構成する非液状下層に根入されることを特徴とする構造物の基礎構造。
【請求項３】
請求項１から３に記載の構造物の基礎構造において、
前記控え壁が、前記低層構造物の面積及び荷重に応じて、形状及び隣り合う控え壁との配置間隔を調整されることを特徴とする構造物の基礎構造。
【請求項４】
液状化層を有する地盤上に構築される低層構造物の基礎に、表層地盤改良による人工地盤を用いる構造物の基礎構造であって、
前記人工地盤が、鉛直方向に立設される筒状に形成されるとともに、
該人工地盤の内方には、一方の端部が該人工地盤に埋設され、他方の端部が内空部に突出するとともに、下端部が前記液状化層まで根入れされる控え壁連設体が不連続に設けられており、
前記控え壁連設体は、地盤改良体よりなる鉛直方向に立設する板状の控え壁が所定の間隔をもって並列に複数連接され、前記人工地盤に埋設される一方の端部どうしを連結してなることを特徴とする構造物の基礎構造。
【請求項５】
請求項４に記載の構造物の基礎構造において、
前記控え壁連設体が、前記人工地盤の平面形状に応じて前記人工地盤への取り付け位置を調整されるとともに、
前記構造物の面積及び荷重に応じて、前記控え壁の形状及び隣り合う控え壁の配置間隔を調整されることを特徴とする構造物の基礎構造。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の構造物の基礎構造において、
前記地盤改良体には、セメント系材料よりなる地盤改良材が用いられることを特徴とする構造物の基礎構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、施工性が良く、低コストで液状化による被害を抑制できる構造物の基礎構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下水で飽和された砂地盤等の液状化層を支持層として構造物を構築した場合、地震発生時には液状化層に液状化現象が生じることにより、構造物を支える十分な支持力を喪失し、構造物が沈下する等の現象が起こりやすい。このような液状化現象に対応すべく、液状化層の密度を強制的に高めて地盤強度を増大する、または鉛直ドレーンによりせん断変形による過剰間隙水圧発生を防止する等の地盤改良工法が採用されている。
【０００３】
この他にも、図４（ａ）に示すように、液状化層３を有する液状化地盤１の地下水１２を常時低下させる方法や、図４（ｂ）に示すように、十分な支持力を有する安定地盤１４まで杭基礎１３を根入れし、構造物１１を杭基礎１３で支える方法など、様々な地盤改良工法が採用されているものの、何れも工期が長期化するとともに、コスト高となりやすい。このため、上述する地盤改良工法により構築される基礎は、多少の沈下や傾斜も許容できないような、重要構造物に対して適用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方で、上述するような地盤改良工法を採用するには建設投資額が見合わない状況下において、構築したい構造物１１が、低層構造物であり、かつ建築物面積が比較的大きい場合には、所定の範囲内における沈下や傾斜を許容することも考えられる。しかし、このような状況下における有効な構造物１１の基礎が存在しなかった。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は、施工性が良く、低コストで液状化による被害を抑制できる構造物の基礎構造を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の構造物の基礎構造は、液状化層を有する地盤上に構築される低層構造物の基礎を、地盤改良体を用いて改良する構造物の基礎構造であって、前記基礎は、前記液状化層の厚さ方向に未改良層を残しつつ鉛直方向に立設される筒状の基礎本体と、該基礎本体の内周面に所定の間隔をもって複数配置されており、前記内周面に対して直交して鉛直軸方向に立設される板形状の控え壁とにより構成され、前記基礎の平面形状が、前記低層構造物の建築物面積の範囲内に納まることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の構造物の基礎構造は、前記基礎本体の下端部が、液状化層の下層を構成する非液状下層に根入されることを特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載の構造物の基礎構造は、前記控え壁が、前記低層構造物の面積及び荷重に応じて、形状及び隣り合う控え壁との配置間隔を調整されることを特徴としている。
【０００９】
請求項４に記載の構造物の基礎構造は、液状化層を有する地盤上に構築される低層構造物の基礎に、表層地盤改良による人工地盤を用いる構造物の基礎構造であって、前記人工地盤が、鉛直方向に立設される筒状に形成されるとともに、該人工地盤の内方には、一方の端部が該人工地盤に埋設され、他方の端部が内空部に突出するとともに、下端部が前記液状化層まで根入れされる控え壁連設体が不連続に設けられており、前記控え壁連設体は、地盤改良体よりなる鉛直方向に立設する板状の控え壁が所定の間隔をもって並列に複数連接され、前記人工地盤に埋設される一方の端部どうしを連結してなることを特徴としている。
【００１０】
請求項５に記載の構造物の基礎構造は、前記控え壁連設体が、前記人工地盤の平面形状に応じて前記人工地盤への取り付け位置を調整されるとともに、前記構造物の面積及び荷重に応じて、前記控え壁の形状及び隣り合う控え壁の配置間隔を調整されることを特徴としている。
【００１１】
請求項６に記載の構造物の基礎構造は、前記地盤改良体には、セメント系材料よりなる地盤改良材が用いられることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る構造物の基礎構造の基本構成を図１〜図３に示す。本実施の形態では、沈下や傾斜がある所定の範囲内で許容されるような建築物面積の大きい低層構造物に用いる基礎を示すものである。
【００１３】
（第１の発明の実施の形態）
図１（ａ）に示すように、粘性土層２によりなる下層と、液状化層３によりなる上層と、表層４により構成される液状化地盤１には、建築物面積が比較的大きく高さの低い低層構造物５が基礎６に支持されて構築されている。ここで、前記液状化層３、及び粘性土層２は、通常時において前記低層構造物５及び基礎６の荷重に耐えうる強度を有している。
【００１４】
該基礎６は、地盤改良材を現地盤の土と混ぜ合わせ、これらを締め固めることにより形成される地盤改良体によりなり、地盤改良材にはセメント系材料が用いられている。これら、地盤改良体により成形された前記基礎６の形状は、鉛直方向に立設される筒状の基礎本体７と、該基礎本体７の内周面７ａに所定の間隔をもって複数配置される控え壁８とにより構成される。
【００１５】
前記基礎本体７は、その平面視の外形形状が、前記構造物５の建築物面積とほぼ同様の形状を有するとともに、その深さは、前記表層４の地表面から前記液状化層３の下位層に未改良層Ｌ１を残す程度にまで達している。
【００１６】
また、前記控え壁８は、図１（ｂ）の平面図に示すように、前記基礎本体７の内周面７ａから中空部７ｂに向けて垂直に突出するようにリブ状に設けられて、その形状は長方形の板形状に成形されている。該控え壁８の高さは、前記基礎本体７と同一に形成されているが、前記基礎本体７の内周面７ａからの張出し長さＬ２、部材厚及び隣り合う前記控え壁８どうしの配置間隔Ｌ３等は、上部に配置される低層構造物５に応じた支持力を確保できるとともに、地震等発生時の許容沈下量を確保できるよう、前記低層構造物５の建築物面積及び荷重に応じて、適宜調整されるものである。
【００１７】
なお、図２に示すように、前記液状化地盤１における液状化層３が薄い場合には、前記基礎６を前記粘性土層２まで根入れしてもよい。
【００１８】
上述する構成によれば、液状化地盤１の液状化層３の上位層、及び表層４には、地盤改良材により改良された前記基礎本体７及びその内方に設けられた控え壁８より構成される前記基礎６が形成されることから、地震等により液状化現象が生じた際にも、前記基礎６の内方に位置する液状化層３は、地盤拘束効果を受けるため、前記低層構造物５の沈下や傾斜を許容値の範囲内に納めることが可能となる。
【００１９】
また、前記低層構造物５は、地盤改良材により改良された前記基礎６により支持されるため、杭が不要であり、短工期で低コストの基礎６を構築することが可能となる。
【００２０】
さらに、前記基礎６は、前記低層構造物５の建築物面積の範囲内で液状化対策を施すことができることから、敷地面積が狭く、構造物面積を広く取りたい場合にも適用することが可能となる。
【００２１】
一方、前記控え壁８が、前記低層構造物５の面積及び荷重に応じて、形状及び隣り合う控え壁８との配置間隔を調整されることから、どのような平面形状の低層構造物５に対しても適用することが可能であり、該基礎６の汎用性を高めることが可能となる。
【００２２】
（第２の発明の実施の形態）
図３（ａ）に示すように、粘性土層２によりなる下層と、液状化層３によりなる上層と、表層４により構成される液状化地盤１の前記表層４には、表層地盤改良工法による人工地盤９が構築されている。表層地盤改良工法は、前記液状化層３の上部に、硬質な板状の人工地盤９を設けることで、前記低層構造物５の支持力を確保することを目的に一般に用いられるものである。
【００２３】
該人工地盤９は、前記基礎６と同様に、セメント系材料よりなる地盤改良材を用いて改良されたもので、その平面視の外形形状は、前記低層構造物５の荷重を支持するに十分な面積を有するとともに、その内方には、鉛直方向に中空部９ａを有する筒状の形状を有している。
【００２４】
本実施の形態において、図３（ｂ）に示すように、平面視四角形状に構築された該人工地盤９には、控え壁連設体１０が、他方の端部を中空部９ａに突出するとともに、一方の端部を人工地盤９の各４辺の所望の位置に埋設されるようにして設けられている。該控え壁連設体１０の人工地盤９に対する取り付け位置は、前記人工地盤９の平面形状に応じて、所望の位置に設けられるものであり、前記低層構造物５に対する支持力等は、後に述べる人工地盤９を構成する控え壁８により適宜調整されるものである。
【００２５】
該控え壁連設体１０は、長方形の板形状に形成されて、鉛直方向に立設するよう配置された複数の前記控え壁８を所定の配置間隔をもって並列に配置し、一方の側端部を連結部材１０ａを介して連結して一体化したもので、連結した側の側端部が、前記人工地盤９に埋設されることとなる。前記控え壁８の高さは、前記人工地盤９より長く、前記表層４の地表面から前記液状化層３の下位層に未改良層Ｌ４を残す程度にまで達している。また、人工地盤９の中空部９ａからの前記控え壁８の張出し長さＬ５、部材厚及び配置間隔Ｌ６等は、上部に配置される低層構造物５に応じた支持力を確保できるとともに、地震等発生時の許容沈下量を確保できるよう、前記構造物５の建築物面積及び荷重に応じて、適宜調整されるものである。
【００２６】
なお、前記控え壁連設体１０は、人工地盤９に、前記低層構造物５に応じた支持力、及び許容範囲内の沈下量を維持できる面積が確保できる場合には設ける必要はなく、必要面積が確保できない場合に用いるものである。
【００２７】
前述する構成によれば、前記低層構造物５の基礎構造に、表層地盤改良による人工地盤９を用いるとともに、該人工地盤９の内方には、控え壁連設体１０が不連続に設けられることから、表層地盤改良による人工地盤９を用いたものの、改良部分に必要な面積を確保できない場合においても、前記低層構造物５の沈下や傾斜を許容範囲内に防止することが可能となる。
【００２８】
前記人工地盤９の内方に設けられる控え壁連設体１０は、その設置位置を、人工地盤９の平面形状に応じて適宜調整されることから、どのような平面形状の低層構造物５に対しても適用することが可能であり、該基礎６の汎用性を高めることが可能となる。
【００２９】
また、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の何れにおいても、地下水位低下工法やサンドコンパクションパイル工法などのような液状化対策が不要であるため、地下水位低下工法の場合に発生しうる地下水位低下に伴う周辺地域の地盤沈下や、サンドコンパクションパイル工法の施工時に生じる騒音振動等が生じることなく周辺環境面でも有利であり、住宅密集地等でも施工を行うことが可能となる。
【００３０】
さらに、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の何れにおいても、前記基礎６を構成する地盤改良体には、セメント系材料よりなる地盤改良材が用いられることから、セメント系材料の配合設計を変えることによって地盤改良体の強度を自在に調整できるため、前記低層構造物５の荷重に応じて、前記基礎６に用いる地盤改良体を自在に選択することが可能となる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１に記載の構造物の基礎構造によれば、液状化層を有する地盤上に構築される低層構造物の基礎を、地盤改良体を用いて改良する構造物の基礎構造であって、前記基礎は、前記液状化層の厚さ方向に未改良層を残しつつ鉛直方向に立設される筒状の基礎本体と、該基礎本体の内周面に所定の間隔をもって複数配置されており、前記内周面に対して直交して鉛直軸方向に立設される板形状の控え壁とにより構成され、前記基礎の平面形状が、前記低層構造物の建築物面積の範囲内に納まることから、地震等により液状化現象が生じた際にも、前記基礎の内方に位置する液状化層は、地盤拘束効果を受けるため、前記低層構造物の沈下や傾斜を許容値の範囲内に納めることが可能となる。
【００３２】
また、前記低層構造物は、地盤改良材により改良された前記基礎により支持されるため、杭が不要であり、短工期で低コストの基礎を構築することが可能となる。
【００３３】
さらに、地下水位低下工法やサンドコンパクションパイル工法などのような液状化対策が不要であるため、地下水位低下工法の場合に発生しうる地下水位低下に伴う周辺地域の地盤沈下や、サンドコンパクションパイル工法の施工時に生じる騒音振動等が生じることなく周辺環境面でも有利であり、住宅密集地等でも施工を行うことが可能となる。
【００３４】
前記基礎は、前記低層構造物の建築物面積の範囲内で液状化対策が施すことができることから、敷地面積が狭く、構造物面積を広く取りたい場合にも適用することが可能となる。
【００３５】
請求項２に記載の構造物の基礎構造によれば、前記基礎本体の下端部が、液状化層の下層を構成する非液状下層に根入されることから、地震等の発生時にもより確実に、前記低層構造物の沈下や傾斜を許容範囲内に防止することが可能となる。
【００３６】
請求項３に記載の構造物の基礎構造によれば、前記控え壁が、前記低層構造物の面積及び荷重に応じて、形状及び隣り合う控え壁との配置間隔を調整されることから、どのような平面形状の低層構造物に対しても適用することが可能であり、該基礎の汎用性を高めることが可能となる。
【００３７】
請求項４に記載の構造物の基礎構造によれば、液状化層を有する地盤上に構築される低層構造物の基礎に、表層地盤改良による人工地盤を用いる構造物の基礎構造であって、前記人工地盤が、鉛直方向に立設される筒状に形成されるとともに、該人工地盤の内方には、一方の端部が該人工地盤に埋設され、他方の端部が内空部に突出するとともに、下端部が前記液状化層まで根入れされる控え壁連設体が不連続に設けられており、前記控え壁連設体は、地盤改良体よりなる鉛直方向に立設する板状の控え壁が所定の間隔をもって並列に複数連接され、前記人工地盤に埋設される一方の端部どうしを連結してなることから、表層地盤改良による人工地盤を用いたものの、改良部分に必要な面積を確保できない場合においても、前記低層構造物の沈下や傾斜を許容範囲内に防止することが可能となる。
【００３８】
請求項５に記載の構造物の基礎構造によれば、前記控え壁連設体が、前記人工地盤の平面形状に応じて前記人工地盤への取り付け位置を調整されるとともに、前記構造物の面積及び荷重に応じて、前記控え壁の形状及び隣り合う控え壁の配置間隔を調整されることから、どのような平面形状の低層構造物に対しても適用することが可能であり、基礎の汎用性を高めることが可能となる。
【００３９】
請求項６に記載の構造物の基礎構造によれば、前記地盤改良体には、セメント系材料よりなる地盤改良材が用いられることから、セメント系材料の配合設計を変えることによって地盤改良体の強度を自在に調整できるため、前記低層構造物の荷重に応じて、前記基礎に用いる地盤改良体を自在に選択することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る低層構造物の基礎を示すものである。
【図２】本発明に係る根入深さを違えた低層構造物の基礎を示すものである。
【図３】本発明に係る低層構造物の表層地盤改良による人工地盤を用いた低層構造物の基礎を示すものである。
【図４】従来の液状化対策工法を示すものである。
【符号の説明】
１　液状化地盤
２　粘性土層
３　液状化層
４　表層
５　低層構造物
６　基礎
７　基礎本体
７ａ　内周面
７ｂ　中空部
８　控え壁
９　人工地盤
９ａ　中空部
１０　控え壁連設体
１０ａ　連結部材
１１　構造物
１２　地下水
１３　杭基礎
１４　安定地盤
【図１】
2004092048.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004092048.tif 000006