(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】低層構造物５は、マットスラブ８と、ドレーンパイプ９により構成される基礎６を有している。マットスラブ８は、上層に排水層１０が設けられ、ドレーンパイプ９が貫通する孔８ａが平面視で並列配置をなすように複数設けられている。孔８ａを貫通するドレーンパイプ９は、その上端部が前記マットスラブ８の排水層１０に位置するまで、孔８ａから液状化地盤１の内方に鉛直に挿入され、排水層１０とドレーンパイプ９により連通される。上述する基礎６は、地震等により周辺の液状化層１内に生じた過剰間隙水をドレーンパイプ９により集水した上で、マットスラブ８の上面に設けられた排水層１０までくみ上げることにより、過剰間隙水圧の上昇を抑制し、液状化現象の発生を防止するものである。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下層を構成する非液状化層と、上層を構成する液状化層と、その上面に位置する表層とを有する地盤上に構築される低層構造物を支持する構造物の基礎構造であって、
前記液状化層の上位層あるいは表層に設けられて、前記低層構造物の最下床部と基礎版の両者を兼ねるマットスラブと、
前記表層から前記液状化層内に鉛直に挿入される複数のドレーンパイプとにより構成されており、
前記マットスラブには、上面に排水層が設けられるとともに、前記ドレーンパイプが貫通される複数の孔が平面視で並列配置されており、
該孔に前記ドレーンパイプが挿入されるとともに、ドレーンパイプの上部が、前記排水層に連通してい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、
前記マットスラブの外周部近傍には、該マットスラブを取り囲むように前記ドレーンパイプが所定の間隔をもって、離間配置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または２に記載の構造物の基礎構造において、
前記マットスラブに代わり、表層地盤改良により構築される人工地盤が用いられて、該人工地盤の上方に低層構造物が構築されており、
該人工地盤の上面には、排水層が設け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１１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１２を根入れし、構造物１３を杭基礎１２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１３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１３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、下層を構成する非液状化層と、上層を構成する液状化層と、その上面に位置する表層とを有する地盤上に構築される低層構造物を支持する構造物の基礎構造であって、前記液状化層の上位層あるいは表層に設けられて、前記低層構造物の最下床部と基礎版の両者を兼ねるマットスラブと、前記表層から前記液状化層内に鉛直に挿入される複数のドレーンパイプとにより構成されており、前記マットスラブには、上面に排水層が設けられるとともに、前記ドレーンパイプが貫通される複数の孔が平面視で並列配置されており、該孔に前記ドレーンパイプが挿入されるとともに、ドレーンパイプの上部が、前記排水層に連通してい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、前記マットスラブの外周部近傍には、該マットスラブを取り囲むように前記ドレーンパイプが所定の間隔をもって、離間配置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、前記マットスラブに代わり、表層地盤改良により構築される人工地盤が用いられて、該人工地盤の上方に低層構造物が構築されており、該人工地盤の上面には、排水層が設けられることを特徴としている。
【０００９】
【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から図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。
【００１０】
（第１の発明の実施の形態）
図１（ａ）に示すように、下層を構成する非液状化層２と、上層を構成する液状化層３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が前記表層４に直接支持されて構築されている。ここで、前記表層４は、通常時において前記低層構造物５の荷重に耐えうる強度を有している。
【００１１】
前記低層構造物５は、最下床部に床版と基礎版の両者の機能を兼ね備えるマットスラブ８と、ドレーンパイプ９により構成される基礎６を有している。前記マットスラブ８は、前記表層４中に直接コンクリートを打設するいわゆる直接基礎工法により成形されるもので、通常時及び地震発生時にも前記低層構造物５の荷重に耐えうる強度を有するものである。また、図１（ｂ）に示すように、該マットスラブ８は、その上層に排水層１０が設けられるとともに、前記ドレーンパイプ９が貫通する孔８ａが平面視で並列配置をなすように複数設けられている。
【００１２】
該孔８ａを貫通する前記ドレーンパイプ９は、一般に用いられている外周面にフィルターが配された樹脂性等によりなる排水管であり、その上端部が前記マットスラブ８の排水層１０に位置するまで、前記孔８ａから液状化地盤１の内方に鉛直に挿入されるものである。なお、前記ドレーンパイプ９と前記排水層１０は、図示しない配管により連通されているとともに、ドレーンパイプ９は、前記マットスラブ８の上面から前記液状化層３の下位層に達する程度の挿入深さを有している。
【００１３】
上述する構成による前記基礎６は、地震等により周辺の液状化層１内に生じた過剰間隙水を前記ドレーンパイプ９により集水した上で、前記マットスラブ８の上面に設けられた排水層１０までくみ上げることにより、過剰間隙水圧の上昇を抑制し、液状化現象の発生を防止するものである。
【００１４】
なお、本実施の形態では、前記基礎６が前記表層４に支持されるが、これに限るものではなく、前記液状化層３が通常時において前記低層構造物５及び前記基礎６の荷重に耐えうる強度を有している場合には、該液状化層３の上位層に支持させてもよい。
【００１５】
（第２の発明の実施の形態）
図２に示すように、下層を構成する非液状化層２と、上層を構成する液状化層３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。該基礎６は、人工地盤７と前記ドレーンパイプ９により構成され、該ドレーンパイプ９は、第１の発明の実施の形態において用いたものと同様のものを用いている。
【００１６】
前記人工地盤７は、地盤改良材を前記表層４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表層地盤改良により構築され、平板状に成形されている。該人工地盤７を構成する地盤改良材にはセメント系材料が用いられており、通常時及び地震発生時にも前記低層構造物５の荷重に耐えうる強度を有するものである。該人工地盤７には、前記マットスラブ８と同様に、前記低層構造物５が載置されている上面に排水層１０が設けられるとともに、前記ドレーンパイプ９が貫通する孔７ａが平面視で並列配置をなすように複数設けられている。
【００１７】
なお、前記ドレーンパイプ９と前記排水層１０は、図示しない配管により連動されているとともに、ドレーンパイプ９は、前記人工地盤７の上面から前記液状化層３の下位層に達する程度の挿入深さを有している。
【００１８】
上述する構成による前記基礎６は、地震等により周辺の液状化層１内に生じた過剰間隙水を前記ドレーンパイプ９により集水した上で、前記人工地盤７の上面に設けられた排水層１０までくみ上げることにより、過剰間隙水圧の上昇を抑制し、液状化現象の発生を防止するものである。
【００１９】
なお、前記基礎６は、前記液状化層３の上位層に支持されるが、該液状化層３は通常時において前記低層構造物５及び前記基礎６の荷重に耐えうる強度を有している。
【００２０】
上述する第１及び第２の発明の実施の形態の両者について、前記基礎６に配置する前記ドレーンパイプ９の本数や前記液状化層３に対する挿入深さは、前記低層構造物５の建築物面積や荷重、または前記液状化地盤の液状化強度に応じて、自在に調整するものであり、本数を増やすとともに挿入深さを深く取れば、前記低層構造物５は安定し、地震等が生じた際の液状化現象に伴う沈下や傾斜を小さく抑えることが可能となるものである。
【００２１】
また、図３（ａ）（ｂ）に示すように、前記人工地盤７、及び前記マットスラブ８の外周部近傍で、これらを取り囲むようにして、所定の配置間隔をもって前記ドレーンパイプ９を新たに配置すれば、前記低層構造物５が設けられる近傍の液状化地盤１における液状化の防止効果が一層高まることとなる。
【００２２】
このとき、前記ドレーンパイプ９は、人工地盤７、及び前記マットスラブ８の上部に設けられる排水層１０と連動させて過剰間隙水を排水しても、別途に排水機構を設けてもどちらでも良い。
【００２３】
上述する構成によれば、液状化地盤１にマッドスラブ８を有する前記低層構造物５を直接支持し、前記マッドスラブ８に複数のドレーンパイプ９を装備する、もしくは前記低層構造物５を液状化地盤１に設けた人工地盤７により支持するとともに、複数のドレーンパイプ９を装備したことから、杭基礎等が不要なため工期短縮やコスト低減等、施工性を向上することが可能となる。
【００２４】
また、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。
【００２５】
前記基礎６にマットスラブ８を用いると、前記低層構造物５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。
【００２６】
また、前記人工地盤７、及び前記マットスラブ８の外周部近傍で、これらを取り囲むようにして、所定の配置間隔をもって前記ドレーンパイプ９を新たに配置することにより、前記低層構造物５が設けられる近傍の液状化地盤１における液状化の防止効果を一層高めることが可能となる。
【００２７】
【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、下層を構成する非液状化層と、上層を構成する液状化層と、その上面に位置する表層とを有する地盤上に構築される低層構造物を支持する構造物の基礎構造であって、前記液状化層の上位層あるいは表層に設けられて、前記低層構造物の最下床部と基礎版の両者を兼ねるマットスラブと、前記表層から前記液状化層内に鉛直に挿入される複数のドレーンパイプとにより構成されており、前記マットスラブには、上面に排水層が設けられるとともに、前記ドレーンパイプが貫通される複数の孔が平面視で並列配置されており、該孔に前記ドレーンパイプが挿入されるとともに、ドレーンパイプの上部が、前記排水層に連通していることから、杭基礎等が不要なため工期短縮やコスト低減等、施工性を向上することが可能となる。
【００２８】
また、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。
【００２９】
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。
【００３０】
請求項２に記載の構造物の基礎構造によれば、前記マットスラブの外周部近傍には、該マットスラブを取り囲むように前記ドレーンパイプが所定の間隔をもって、離間配置されることから、前記低層構造物が設けられる近傍の液状化地盤における液状化の防止効果を一層高めることが可能となる。
【００３１】
請求項３に記載の構造物の基礎構造によれば、前記マットスラブに代わり、表層地盤改良により構築される人工地盤が用いられて、該人工地盤の上方に低層構造物が構築されており、該人工地盤の上面には、排水層が設けられることから、杭基礎等が不要なため工期短縮やコスト低減等、施工性を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマットスラブによる低層構造物の基礎を示すものである。
【図２】本発明に係る人工地盤による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基礎の他の事例を示すものである。
【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　非液状化層
３　液状化層
４　表層
５　低層構造物
６　基礎
７　人工地盤
８　マットスラブ
９　ドレーンパイプ
１０　排水層
１１　地下水
１２　杭基礎
１３　構造物
１４　安定地盤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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