(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤の改良工事による改良部分のレイアウト情報、前記改良部分の材料情報を取得する手段と、
前記レイアウト情報および前記材料情報に基づく、現在の地盤強度の推定分布情報を算出する手段と、
前記推定分布情報および前記地盤に建設する建物に基づく要求地盤強度分布情報に基づいて、前記要求地盤強度分布情報による地盤強度の分布を達成するための地盤改良位置と地盤改良材料の量とを算出する手段と、を備え、
前記地盤改良位置の算出は、前記地盤に既に埋め込まれている第１地盤改良補強体と前記地盤に新たに埋め込む第２地盤改良補強体との配置のピッチの算出によって行われることを含む、
地盤設計システム。
【請求項２】
コンピュータが
地盤の改良工事による改良部分のレイアウト情報、前記改良部分の材料情報を取得し、
前記レイアウト情報および前記材料情報に基づく、現在の地盤強度の推定分布情報を算出し、
前記推定分布情報および前記地盤に建設する建物に基づく要求地盤強度分布情報に基づいて、前記要求地盤強度分布情報による地盤強度の分布を達成するための地盤改良位置と地盤改良材料の量とを算出する、ことを実行し、
前記地盤改良位置の算出は、前記地盤に既に埋め込まれている第１地盤改良補強体と前記地盤に新たに埋め込む第２地盤改良補強体との配置のピッチの算出によって行われることを含む、
地盤設計プログラム。
【請求項３】
コンピュータが
地盤の改良工事による改良部分のレイアウト情報、前記改良部分の材料情報を取得し、
前記レイアウト情報および前記材料情報に基づく、現在の地盤強度の推定分布情報を算出し、
前記推定分布情報および前記地盤に建設する建物に基づく要求地盤強度分布情報に基づ
いて、前記要求地盤強度分布情報による地盤強度の分布を達成するための地盤改良位置と地盤改良材料の量とを算出する、ことを実行し、
前記地盤改良位置の算出は、前記地盤に既に埋め込まれている第１地盤改良補強体と前記地盤に新たに埋め込む第２地盤改良補強体との配置のピッチの算出によって行われることを含む、
地盤設計方法。
【請求項４】
地盤の改良工事による改良部分のレイアウト情報および前記改良部分の材料情報に基づく現在の地盤強度の推定分布情報と前記地盤に建設する建物による要求地盤強度分布情報とに基づいて、前記要求地盤強度分布情報による地盤強度の分布を達成するための地盤改良位置に、前記地盤強度の分布を達成するための地盤改良補強体を埋め込み、前記地盤改良位置の算出は、前記地盤に既に埋め込まれている第１地盤改良補強体と前記地盤に新たに埋め込む第２地盤改良補強体との配置のピッチの算出によって行われることを含む、
地盤改良方法。
【請求項５】
地盤の地盤強度を向上するための第１地盤改良補強体が、第１ピッチで配置されて既に埋め込まれている地盤における地盤改良方法であって、
前記地盤の地盤強度を向上するための第２地盤改良補強体と前記第１地盤改良補強体との配置のピッチが前記第１ピッチよりも小さい第２ピッチとなる位置に、前記第２地盤改良補強体を配置して前記地盤に新たに前記第２地盤改良補強体を埋め込む、
地盤改良方法。
【請求項６】
地盤の地盤強度を向上するための第１地盤改良補強体が、第１方向に対して第１ピッチで配置され、前記第１方向に直交する第２方向に対して第２ピッチで配置されて、既に埋め込まれている地盤における地盤改良方法であって、
前記地盤の地盤強度を向上するための第２地盤改良補強体と前記第１地盤改良補強体との配置の前記第１方向のピッチが、前記第１ピッチよりも小さい第３ピッチとなり、前記第２方向のピッチが前記第２ピッチよりも小さい第４ピッチとなる位置に、前記第２地盤改良補強体を配置して前記地盤に新たに前記第２地盤改良補強体を埋め込む、
地盤改良方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤設計システム、地盤設計プログラム、地盤設計方法、地盤改良方法、地盤改良補強体群に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅等の建物の建設において、建物を建設する土地の地盤の上層が軟弱である場合には、建物等の荷重に耐えられる地盤の強度を確保するために、地盤改良工事を行うことがある。地盤改良方法には、表層改良工法、柱状改良工法、鋼管杭回転圧入工法等の補強体が独立して支持する地盤改良工法がある。表層改良工法は、軟弱な地盤の土にセメントを混ぜ合わせて固めて、地盤の強度を上げる工法である。柱状改良工法は、地盤の土にセメントを混ぜ合わせ、安定した地盤まで柱状に注入して固めて、地盤の強度を上げる工法である。鋼管杭回転圧入工法は、鋼管の先端に先端翼をつけた鋼管杭を回転しながら地中に埋め込むことで、地盤の強度を上げる工法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０８７３４１号公報
【特許文献２】特開２００３−２６８７５６号公報
【特許文献３】特開２００４−０３０３８７号公報
【特許文献４】特開２００９−０５７７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの補強体が独立して支持する地盤改良方法では、建設する建物に応じた地盤改良工事が行われること、杭が劣化すること等のため、新たな建物等を建設する際に改良された地盤を再利用することは難しく、新たな建物等を建設する毎に、地盤改良工事を行う必要があった。一方、他の地盤改良方法として、複合地盤による地盤改良方法がある。複合地盤は、原地盤の支持力と地盤に埋め込む補強体の支持力とが一体となって支持力を構成する地盤である。複合地盤による地盤改良工法には、柱状砕石補強体を用いた地盤改良工法がある。柱状砕石補強体を用いた地盤改良工法は、軟弱地盤を柱状に孔を掘削し、この孔に砕石を締固めしながら充填して、柱状砕石補強体（例えば、砕石パイル）を造成することで、この補強体と原地盤の支持力を複合させる地盤改良工法である。柱状砕石補強体を用いた地盤改良工法には、ＨｙＳＰＥＥＤ（登録商標）工法、エコジオ（登録商標）工法、アクパド工法等がある。また、他の補強体を用いた複合地盤による地盤改良方法には、環境パイルＳ工法、ＲＥＳ−Ｐ工法等がある。複合地盤による地盤改良方法で改良された地盤は、既存の建物等を取り壊して新たな建物を建設する際にも、再利用され得る。
【０００５】
複合地盤による地盤改良方法で改良された地盤を再利用するには、新たに建設する建物に応じて、追加の地盤改良工事が必要になる場合がある。しかしながら、既存の改良された地盤を考慮して、追加工事の要否を判断し、どのような追加工事が必要であるかを算出することは難しい。
【０００６】
本発明は、既存の地盤の改良工事における情報を利用して、当該地盤に建設する建物のための地盤改良の設計を支援することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示の技術は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
即ち、第１の態様は、
地盤の改良工事による改良部分のレイアウト情報、前記改良部分の材料情報を取得する手段と、
前記レイアウト情報および前記材料情報に基づく、現在の地盤強度の推定分布情報を算出する手段と、
前記推定分布情報および前記地盤に建設する建物に基づく要求地盤強度分布情報に基づいて、前記要求地盤強度分布情報による地盤強度の分布を達成するための地盤改良位置と地盤改良材料の量とを算出する手段と、
を備える地盤設計システムとする。
【０００８】
開示の態様は、プログラムが情報処理装置によって実行されることによって実現されてもよい。即ち、開示の構成は、上記した態様における各手段が実行する処理を、情報処理装置に対して実行させるためのプログラム、或いは当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として特定することができる。また、開示の構成は、上記した各手段が実行する処理を情報処理装置が実行する方法をもって特定されてもよい。開示の構成は、上記した各手段が実行する処理を行う情報処理装置を含むシステムとして特定されてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、既存の地盤の改良工事における情報を利用して、当該地盤に建設する建物のための地盤改良の設計を支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態の情報処理装置の例を示す図である。
【図２】図２は、コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。
【図３】図３は、情報処理装置による地盤改良データの算出の動作フローの例（１／２）を示す図である。
【図４】図４は、情報処理装置による地盤改良データの算出の動作フローの例（２／２）を示す図である。
【図５】図５は、補強地盤の支持力の算出について説明する図である。
【図６】図６は、補強地盤の支持力の算出について説明する図である。
【図７】図７は、敷地の確定方法を説明する図である。
【図８】図８は、建物の確定方法を説明する図である。
【図９】図９は、重複部分面積の算出を説明する図である。
【図１０】図１０は、補強体の追加の例１−１について説明する図である。
【図１１】図１１は、補強体の追加の例１−２について説明する図である。
【図１２】図１２は、補強体の追加の例２−１について説明する図である。
【図１３】図１３は、補強体の追加の例２−２について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、開示の構成は、開示の実施形態の具体的構成に限定されない。開示の構成の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。
【００１２】
〔実施形態〕
本実施形態の情報処理装置は、算出される地盤改良のためのデータを出力する。
【００１３】
（構成例）
図１は、本実施形態の情報処理装置の例を示す図である。図１の情報処理装置１０は、
取得部１１、算出部１２、出力部１３、格納部１４を含む。情報処理装置１０は、地盤設計システムの例である。
【００１４】
取得部１１は、新規建物を建設する所定の土地（領域）の情報、新規建物を建設する領域の情報、既存建物の情報、補強地盤の情報、地盤に埋め込む補強体の情報等を取得する。取得部１１は、所定の情報を表示するディスプレイ等の表示手段、所定の情報を入力するキーボード等の入力手段を含んでもよい。また、取得部１１は、他のコンピュータからネットワークを介して所定の情報を取得する通信手段を含んでもよい。
【００１５】
算出部１２は、取得部１１で取得される各種情報に基づいて、補強体の位置等を算出する。
【００１６】
出力部１３は、算出部１２で算出された補強体の位置、追加の地盤改良の要否等を所定の形式で出力する。
【００１７】
格納部１４は、新規建物を建設する所定の土地（領域）の情報、新規建物を建設する領域の情報、既存建物の情報、補強地盤の情報、地盤に埋め込む補強体の情報等を格納する。
【００１８】
情報処理装置１０の各ユニットは、ハードウェアの構成要素、ソフトウェアの構成要素、又は、これらの組み合わせとして、それぞれ実現され得る。
【００１９】
ハードウェアの構成要素は、ハードウェア回路であり、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ゲートアレイ、論理ゲー
トの組み合わせ、アナログ回路等がある。
【００２０】
ソフトウェアの構成要素は、ソフトウェアとして所定の処理を実現する部品である。ソフトウェアの構成要素は、ソフトウェアを実現する言語、開発環境等を限定する概念ではない。
【００２１】
プログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくても、並列的または個別に実行される処理を含む。プログラムを記述するステップの一部が省略されてもよい。
【００２２】
情報処理装置１０は、ＰＣ（Personal Computer）、ワークステーション（ＷＳ、Work Station）のような専用または汎用のコンピュータ、スマートフォン、携帯電話、タブレ
ット型端末、カーナビゲーション装置、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）のような専用または汎用のコンピュータ、あるいは、コンピュータを搭載した電子機器を使用して実現可能である。
【００２３】
図２は、コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。図２に示すコンピュータ９０は、一般的なコンピュータの構成を有している。情報処理装置１０は、図２に示すようなコンピュータ９０によって実現される。図２のコンピュータ９０は、プロセッサ９１、メモリ９２、記憶部９３、入力部９４、出力部９５、通信制御部９６を有する。これらは、互いにバスによって接続される。メモリ９２及び記憶部９３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。コンピュータのハードウェア構成は、図２に示される例に限らず、適宜構成要素の省略、置換、追加が行われてもよい。
【００２４】
コンピュータ９０は、プロセッサ９１が記録媒体に記憶されたプログラムをメモリ９２の作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて各構成部等が制御されること
によって、所定の目的に合致した機能を実現することができる。
【００２５】
プロセッサ９１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）である。
【００２６】
メモリ９２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。メモリ９２は、主記憶装置とも呼ばれる。
【００２７】
記憶部９３は、例えば、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ハードディスク
ドライブ（ＨＤＤ、Hard Disk Drive）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ、Solid State Drive）である。また、記憶部１００６は、リムーバブルメディア、即ち可搬記録媒体を含むことができる。リムーバブルメディアは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、あるいは、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）のようなディスク記録媒体である。記憶部９３は、二次記憶装置とも呼ばれる。
【００２８】
記憶部９３は、各種のプログラム、各種のデータ及び各種のテーブルを読み書き自在に記録媒体に格納する。記憶部９３には、オペレーティングシステム（Operating System :ＯＳ）、各種プログラム、各種テーブル等が格納される。記憶部９３に格納される情報は、メモリ９２に格納されてもよい。また、メモリ９２に格納される情報は、記憶部９３に格納されてもよい。メモリ９２及び記憶部９３は、記憶手段である。
【００２９】
オペレーティングシステムは、ソフトウェアとハードウェアとの仲介、メモリ空間の管理、ファイル管理、プロセスやタスクの管理等を行うソフトウェアである。オペレーティングシステムは、通信インタフェースを含む。通信インタフェースは、通信制御部９６を介して接続される他の外部装置等とデータのやり取りを行うプログラムである。外部装置等には、例えば、他の情報処理装置、外部記憶装置等が含まれる。
【００３０】
入力部９４は、キーボード、ポインティングデバイス、ワイヤレスリモコン、タッチパネル等を含む。また、入力部９４は、カメラのような映像や画像の入力装置や、マイクロフォンのような音声の入力装置を含むことができる。入力部９４は、入力手段である。
【００３１】
出力部９５は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＥＬ（Electroluminescence）パネル等の
表示装置、プリンタ等の出力装置を含む。また、出力部９５は、スピーカのような音声の出力装置を含むことができる。出力部９５は、表示手段である。
【００３２】
通信制御部９６は、他の装置と接続し、コンピュータ９０と他の装置との間の通信を制御する。通信制御部９６は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）インタフェースボード、無線通信のための無線通信回路、電話通信のための通信回路である。ＬＡＮインタフェースボードや無線通信回路は、インターネット等のネットワークに接続される。通信制御部９６は、通信手段である。
【００３３】
情報処理装置１０を実現するコンピュータは、プロセッサが二次記憶装置に記憶されているプログラムを主記憶装置にロードして実行することによって、取得部１１、算出部１２、出力部１３としての機能を実現する。一方、格納部１４は、主記憶装置または二次記憶装置の記憶領域に設けられる。
【００３４】
（動作例）
本実施形態の情報処理装置１０による地盤改良データ算出の動作例について説明する。
【００３５】
ここでは、改良された地盤（補強地盤）の上に建物（既存建物）が建設された所定の土地（敷地）が存在するとする。既存建物は、所定の土地の一部分に建設されているとする。さらに、この所定の土地の既存建物を撤去して、新たな建物（新規建物）を建設するとする。このとき、補強地盤は、再利用される。新規建物は、所定の土地の一部分に建設される。新規建物の建設位置は、既存建物の建設位置と異なっていてもよい。情報処理装置１０は、新規建物を建設する際に、地盤の改良の要否、地盤改良に必要なデータを算出する。地盤改良に必要なデータは、例えば、地盤に埋め込む補強体の数、位置等である。地盤に埋め込む補強体は、柱状砕石補強体、砕石パイル、木杭、小口径鋼管等の劣化しにくい材料である。
【００３６】
図３及び図４は、情報処理装置による地盤改良データの算出の動作フローの例を示す図である。図３の「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」は、それぞれ、図４の「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」と接続する。図３及び図４の動作フローでは、全体の流れについて説明し、各ステップにおける計算の詳細については、後に説明する。
【００３７】
Ｓ１０１では、情報処理装置１０の取得部１１は、既存補強体設計に関する情報、施工情報を取得する。既存補強体設計に関する情報は、既存建物を建設する際の地盤改良の情報である。既存補強体設計に関する情報は、例えば、地盤に埋め込まれた補強体のサイズ、位置、補強体の支持力、補強体の断面積、原地盤の支持力等の情報である。施工情報は、例えば、既存建物の基礎形式、設計荷重度、建物のサイズ（建物短辺長さ、長辺長さ）、基礎底面の形状、建物の位置等である。施工情報は、既存建物および新規建物について取得される。取得部１１は、あらかじめ格納部１０８に格納される既存補強体設計に関する情報、施工情報を、取得する。また、情報処理装置１０は、通信手段により、他のコンピュータ等からこれらの情報を取得してもよい。また、情報処理装置１０は、ディスプレイ等の表示手段に既存補強体設計に関する情報の項目、施工情報の項目を表示して、利用者に、キーボード等の入力手段により各項目のデータを入力させて、これらの情報を取得してもよい。既存建物のサイズ、位置、補強体の位置、原地盤の支持力等は、レイアウト情報の例である。補強体の支持力、補強体の断面積等は、材料情報の例である。既存建物の建築の際に地盤に埋め込まれた補強体は、第１地盤改良補強体の例である。既存建物の建築の際に地盤に埋め込まれた補強体の集合は、第１地盤改良補強体群の例である。新規建物の建築の際に、新たに地盤に埋め込む補強体は、第２地盤改良補強体の例である。新規建物の建築の際に、新たに地盤に埋め込む補強体の集合は、第２地盤改良補強体群の例である。また、第１地盤改良補強体群と第２地盤改良補強体群を合わせて、地盤改良補強体群ともいう。
【００３８】
Ｓ１０２では、情報処理装置１０の算出部１２は、新規建物を建設する地盤の必要設計支持力、新規建物を建設する位置の原地盤および補強地盤の支持力を取得する。算出部１２は、新規建物の設計時に算出された新規建物に対する地盤の必要設計支持力を取得する。新規建物に対する地盤の必要設計支持力は、新規建物を支持するために必要な設計時における地盤の強度である。新規建物に対する地盤の必要設計支持力は、建物設計時において既存の方法によって算出される。新規建物に対する地盤の必要設計支持力は、例えば、あらかじめ、格納部１４に格納される。算出部１２は、新規建物の基礎形式、設計荷重度、建物のサイズ、基礎底面の形状等から、新規建物に対する地盤の必要設計支持力を算出してもよい。また、算出部１２は、敷地における原地盤および補強地盤における支持力を取得する。原地盤および補強地盤における支持力は、例えば、格納部１４にあらかじめ格納されている。原地盤は、所定の土地（敷地）において、既存建物の建設の際に地盤改良が行われていない地盤である。補強地盤は、所定の土地（敷地）において、既存建物の建設の際に地盤改良が行われた地盤である。既存建物が建設された補強地盤の支持力の算出については後に説明する。原地盤の支持力、補強地盤の支持力は、地盤強度の推定分布情報の例である。新規建物に対する地盤の必要設計支持力は、要求地盤強度分布情報の例で
ある。
【００３９】
Ｓ１０３では、情報処理装置１０の算出部１２は、新規建物の配置（領域）が既存建物の配置（領域）に収まっているか否かを判定する。算出部１２は、敷地における既存建物の位置（例えば、境界位置）および敷地における新規建物の位置（例えば、境界位置）を取得して、既存建物の領域および新規建物の領域を算出する。算出部１２は、新規建物のすべての領域が、既存建物の領域に含まれる場合に、新規建物の領域が既存建物の領域に収まっていると判定する。新規建物の領域が既存建物の領域に収まっていない場合（Ｓ１０３；ＮＯ）、処理がＳ１０４に進む。新規建物の領域が既存建物の領域に収まっている場合（Ｓ１０３；ＹＥＳ）、処理がＳ１０５に進む。
【００４０】
Ｓ１０４では、情報処理装置１０の算出部１２は、新規建物の領域と既存建物の領域とを比較して、新規建物の領域と既存建物の領域とに重複部分があるか否かを判定する。算出部１２は、新規建物の領域が既存建物の領域と全く重複しない場合、新規建物の領域と既存建物の領域とに重複部分がないと判定する。算出部１２は、新規建物の領域と既存建物の領域とに一部分でも重複する部分がある場合、新規建物の領域と既存建物の領域とに重複部分があると判定する。新規建物の領域と既存建物の領域とに重複部分がある場合（Ｓ１０４；ＹＥＳ）、処理がＳ１０６に進む。新規建物の領域と既存建物の領域とに重複部分がない場合（Ｓ１０４；ＮＯ）、処理がＳ１０９に進む。
【００４１】
Ｓ１０５では、情報処理装置１０の算出部１２は、新規建物の必要設計支持力が既存建物の地盤の支持力を超えるか否かを判定する。敷地において、既存建物の地盤の支持力を満たすように、既存建物の建設の際に地盤改良が行われている。ここでは、既存建物の領域に新規建物の領域が含まれるため、新規建物の必要設計支持力が既存建物の地盤の支持力を超えなければ、新たに追加の地盤改良を行わなくてもよい。よって、新規建物の必要設計支持力が既存建物の地盤の支持力を超えない場合（Ｓ１０５；ＮＯ）、処理が終了する。このとき、情報処理装置１０の算出部１２は、追加の地盤改良を行う必要が無い旨を出力してもよい。一方、新規建物の必要設計支持力が既存建物の地盤の支持力を超える場合（Ｓ１０５；ＹＥＳ）、処理がＳ１０７に進む。
【００４２】
Ｓ１０６では、情報処理装置１０の算出部１２は、重複部分について、新規建物の必要設計支持力が既存建物の地盤の支持力を超えるか否かを判定する。重複部分について新規建物の必要設計支持力が既存建物の地盤の支持力を超えなければ、重複部分については、新たに追加の地盤改良を行わなくてもよい。重複部分の新規建物の必要設計支持力が既存建物の地盤の支持力を超えない場合（Ｓ１０６；ＮＯ）、処理がＳ１０８に進む。重複部分の新規建物の必要設計支持力が既存建物の必要設計支持力を超える場合（Ｓ１０６；ＹＥＳ）、処理がＳ１０７に進む。
【００４３】
Ｓ１０７では、情報処理装置１０の算出部１２は、新規建物の領域において、支持力不足分を補うための補強体の追加方法を決定する。算出部１２は、先に算出した、既存の地盤（補強地盤）に補強体を追加した場合の地盤の支持力を取得する。ここでは、算出部１２は、例えば、後に示す、補強体追加の例１によって補強体を追加した場合の地盤の支持力ｑａ’を算出する。算出部１２は、算出した支持力ｑａ’と、新規建物の必要設計支持力とを比較して、新規建物の必要設計支持力のほうが小さければ、補強体追加の例１による補強体の追加を採用する。また、新規建物の必要設計支持力のほうが大きければ、さらに補強体を追加した場合の地盤の支持力を算出する。ここでは、算出部１２は、例えば、後に示す、補強体追加の例２によって補強体を追加した場合の地盤の支持力ｑａ”（＞ｑａ’）を算出する。算出部１２は、算出した支持力ｑａ”と、新規建物の必要設計支持力とを比較して、新規建物の必要設計支持力のほうが小さければ、補強体追加の例２による補強体の追加を採用する。また、新規建物の必要設計支持力のほうが大きければ、さらに
補強体を追加した場合の地盤の支持力を算出して、補強体の追加方法を決定する。
【００４４】
Ｓ１０８では、情報処理装置１０の算出部１２は、重複部分について、支持力不足分を補うための補強体の追加方法を決定する。Ｓ１０８の処理は、Ｓ１０７の処理と同様である。
【００４５】
Ｓ１０９では、情報処理装置１０の算出部１２は、新規建物の領域において既存建物の領域と重複しない領域について、原地盤の情報等に基づいて、新規建物についての必要設計支持力を得るための、必要な補強体の本数、位置等を算出して出力する。例えば、算出部１２は、後に説明する補強体のピッチを算出する式を用いて、重複しない部分についての、補強体のピッチを算出し、当該ピッチに基づいて新規建物の領域に補強体を配置することにより、補強体の位置を決定する。また、算出部１２は、例えば、新規建物の領域において既存建物の領域と重複しない領域から最も近い重複部分の補強体の１つを基準として、当該ピッチに基づいて新規建物の領域に補強体を配置することができる。算出部１２は、決定された補強体の位置を、出力部１３により出力する。
【００４６】
Ｓ１１０では、情報処理装置１０の算出部１２は、新規建物の領域において、原地盤の情報に基づいて、新規建物についての必要設計支持力を得るための、必要な補強体の本数、位置等を算出して出力する。ここでは、新規建物の領域と既存建物の領域とが重複しないため、既存建物の建設の際に行われた地盤改良を再利用することはできない。したがって、算出部１２は、新規建物の領域の原地盤の情報等に基づいて、地盤改良に必要な補強体の本数、位置等を算出して出力する。例えば、算出部１２は、後に説明する補強体のピッチを算出する式を用いて、補強体のピッチを算出し新規建物の領域に補強体を配置することにより、補強体の位置を決定する。例えば、算出部１２は、新規建物の領域の１つの頂点を基準として、当該頂点に補強体を配置し、当該頂点から１つの隣接する頂点の方向に算出されたピッチで補強体を配置し、さらに、当該方向と直交する方向に補強体を配置することにより補強体の位置を決定することができる。算出部１２は、決定された補強体の位置を、出力部１３により出力する。
【００４７】
地盤改良の工事は、情報処理装置１０で算出された追加の補強体の位置に基づいて、補強体を地盤に埋め込むことにより行われる。追加の補強体の位置が決定することで、追加の補強体の量（本数）が決定する。
【００４８】
〈計算の詳細〉
《補強地盤の支持力》
図５は、補強地盤の支持力の算出について説明する図である。図５において、外側の直線で囲まれた部分は、地盤が改良された領域（補強地盤）を示す。地盤が改良された領域には、補強体が所定の配置のピッチＸで、縦方向および横方向に埋め込まれている。補強体の配置のピッチは、隣接する補強体の中心間の距離である。ここでは、ピッチは、横方向と縦方向の２方向で定義される。即ち、ここでは、補強体は、ピッチＸの正方格子の頂点の位置に配置されている。ここでは、同一の支持力を有する補強体が使用される。横方向は、第１方向の例である。縦方向は、第２方向の例である。ここでは、横方向と縦方向とは直交する。
【００４９】
図５において、補強地盤の支持力は、補強体の周囲の点線または実線で囲まれる領域ごと（面積は、補強体のピッチの２乗）に算出される。この１つの領域は、１つの補強体が負担する面積である。また、補強地盤の支持力ｑａ［Ｎ／ｍ２］は、補強体の支持力および補強体の周囲の現地盤の支持力の和として算出される。ここで、補強地盤の支持力ｑａは、原地盤の支持力をｑａ１［Ｎ／ｍ２］、補強体の支持力をｑａ２［Ｎ／ｍ２］、補強体のピッチＸ［ｍ］、補強体の断面積Ａ［ｍ２］とすると次のように算出される。補強体
の断面は、円形であるとする。
【数１】
0006440078.tif 000002
この補強地盤の支持力ｑａは、複合地盤における地盤の支持力の算出例の１つであり、地盤の支持力は他の式によって算出されてもよい。
これをピッチＸについて解くと、次のようになる。
【数２】
0006440078.tif 000003
よって、必要な支持力から、補強体のピッチを算出することができる。
【００５０】
また、補強地盤の支持力ｑａは、次のようにも表される。
【数３】
0006440078.tif 000004
【００５１】
ここで、１つの補強体が負担する面積（Ｘ２）に対する補強体の断面積（Ａ）の割合（Ａ／Ｘ２）を置換率（または、改良率、補強率）という。よって、１つの補強体が負担する面積や補強体の断面積の情報がない場合であっても、補強地盤における置換率の情報があれば、補強地盤の支持力ｑａを求めることができる。この式を、置換率について解くと、次のようになる。
【数４】
0006440078.tif 000005
よって、必要な支持力から、置換率を算出することができる。
【００５２】
図６は、補強地盤の支持力の算出について説明する図である。上記では、補強体は、ピッチＸの正方格子の頂点の位置に配置されているとしたが、補強体は、ピッチの長さが横方向と縦方向とで異なる格子の頂点の位置に配置されてもよい。例えば、長方形の建物において、建物の４角の直下に補強体を配置する場合に、正方格子では４角に補強体を配置できないことがある。一方、補強体は、１つの方向に対して一定のピッチで配置することが望ましい。そのため、補強体のピッチを算出されたピッチよりも短くして、補強体を配置することがある。このような場合の際には、横方向と縦方向とで、補強体のピッチの長さが異なることがある。ここでは、横方向と縦方向とは直交するとする。この格子では、正方格子における正方形の格子が長方形の格子となる。ここで、横方向のピッチをピッチＸ、縦方向のピッチをピッチＹとすると、補強地盤の支持力ｑａは次のように表される。
ここで、（Ｙ／２≦Ｘ≦２Ｙ）とする。
【数５】
0006440078.tif 000006
また、置換率は、Ａ／（ＸＹ）となる。
【００５３】
《敷地、既存建物配置、新規建物配置》
ここでは、新規建物が建設される敷地の座標の確定方法について説明する。当該敷地には既存建物が存在し、既存建物を撤去した後に新規建物が建設される。当該敷地の位置に変更はないものとする。ここでの計算等は、主として、算出部１２によって行われる。
【００５４】
［敷地の確定］
図７は、敷地の確定方法を説明する図である。図７において、一点鎖線で囲まれる領域が、新規建物が建設される敷地であるとする。敷地は、複数の線分によって囲まれている。各線分の両端の点をそれぞれ頂点という。ここでは、各頂点間の距離が、既知または容易に算出できるものであるとし、頂点間の距離から頂点の座標を求める。
【００５５】
図７（ａ）のように、領域の境界の線分の両端に位置する頂点（敷地頂点）の１つをＸＹ座標の原点（０，０）とし、この点を敷地頂点Ｎｏ．１とする。ＸＹ座標のＸ軸方向、Ｙ軸方向は任意である。また、図７（ｂ）のように、敷地頂点Ｎｏ．１を起点として反時計回りに、他の敷地頂点に番号を付ける（図７（ｂ）の例では、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５）。ここで、図７（ｃ）のように、敷地頂点Ｎｏ．１を中心として、ＸＹ座標平面内で、敷地を回転して、敷地頂点Ｎｏ．２のＹ座標が０となるようにする。即ち、敷地頂点Ｎｏ．１と敷地頂点Ｎｏ．２とを結ぶ線分が、Ｘ軸と重なる。
【００５６】
ここで、敷地頂点Ｎｏ．１と各頂点との間の距離、敷地頂点Ｎｏ．２と各頂点との間都の距離を計測する。距離の計測は、現地による計測や、地積測量図等からの算出によって行う。図７（ｄ）のように、長さＬ１を敷地頂点Ｎｏ．１と敷地頂点Ｎｏ．２との距離、長さＬ２を敷地頂点Ｎｏ．１と敷地頂点Ｎｏ．３との距離、長さＬ３を敷地頂点Ｎｏ．１と敷地頂点Ｎｏ．４との距離、長さＬ４を敷地頂点Ｎｏ．１と敷地頂点Ｎｏ．５との距離とする。さらに、図７（ｄ）のように、長さＬ５を敷地頂点Ｎｏ．２と敷地頂点Ｎｏ．３との距離、長さＬ６を敷地頂点Ｎｏ．２と敷地頂点Ｎｏ．４との距離、長さＬ７を敷地頂点Ｎｏ．２と敷地頂点Ｎｏ．５との距離とする。
【００５７】
これにより、敷地頂点Ｎｏ．１の座標は（０，０）、敷地頂点Ｎｏ．２の座標は（Ｌ１，０）となる。この２つの頂点と他の頂点とによる三角形の辺の長さより各敷地頂点の座標が算出される。例えば、敷地頂点Ｎｏ．３の座標は、次のように求められる。図７（ｅ）のように、敷地頂点Ｎｏ．３からＸ軸に垂線を下ろした点を点ａとする。点ａと敷地頂点Ｎｏ．２との距離をｘ、点ａと敷地頂点Ｎｏ．３との距離をｙとする。頂点Ｎｏ．１と点ａと頂点Ｎｏ．３とによる直角三角形、頂点Ｎｏ．２と点ａと頂点Ｎｏ．３とによる直角三角形を用いて、三平方の定理により、ｘ、ｙおよび頂点Ｎｏ．３の座標を求めることができる。同様にして、頂点Ｎｏ．４、頂点Ｎｏ．５（図７（ｆ）参照）についても、座標を算出することができる。このようにして、各頂点間の距離から、各頂点の座標を算出することができる。
【００５８】
［建物領域の確定］
図８は、建物の確定方法を説明する図である。図８において、外側の一点鎖線で囲まれ
る領域が新規建物が建設される敷地（建物の周囲の土地を含む）であり、内側の一点鎖線で囲まれる領域が既存建物が建設されている領域（建設領域）であるとする。建設領域は、複数の線分によって囲まれている。各線分の両端の点をそれぞれ頂点という。ここでは、図８（ａ）のように、建設領域の頂点の１つを点ａとし、点ａから反時計回りに他の頂点を点ｂ、点ｃ、点ｄ、点ｅ、点ｆとする。ここでは、各頂点間の距離が、既知または容易に算出できるものであるとする。
【００５９】
建設領域の各頂点の座標は、敷地の頂点の座標を求めるのと同様に建設領域の各頂点と原点との距離等によって、上記の例と同様に算出される。
【００６０】
［重複部分面積の算出］
図９は、重複部分面積の算出を説明する図である。図９では、頂点ａ−頂点ｆで囲まれる既存建物の建物領域と頂点Ａ−頂点Ｆで囲まれる新規建物の建物領域とが示されている。図９では、既存建物の建物領域と頂点Ａ−頂点Ｆで囲まれる新規建物の建物領域とが一部重複している。ここでは、各頂点の座標は求められているとする。
【００６１】
算出部１２は、重複部分の領域を抽出するために、既存建物の建物領域の境界線と新規建物の建物領域の境界線との交点で、座標が求められていない点（図９の例では、線分ｂｃと線分ＡＢとの交点）の座標を算出する。交点の座標は、各線分を含む直線の式の交点の座標として求められる。
【００６２】
ここで、図９のように、重複部分の領域の頂点を結び、重複部分の領域を複数の三角形の領域に分割する。また、新規建物の建物領域のうち、重複部分でない領域についても、複数の三角形の領域に分割する。さらに、三角形の各辺の長さを、各頂点の座標から算出する。また、各三角形の領域の面積を算出する。各三角形の領域の面積は、例えば、ヘロンの公式を用いることにより、三角形の各辺の長さから求められる。さらに、これらの三角形の面積から、重複部分の領域の面積、および、新規建物の建物領域のうち重複部分でない領域の面積が求められる。
【００６３】
《補強体追加の例１》
図１０は、補強体の追加の例１−１について説明する図である。図１０において、図５の補強地盤に補強体が追加された例を示す図である。図１０のように、図５における補強体において、隣接する４つの補強体で作られる正方形の中心部（中心位置）に、追加の補強体が配置されている。即ち、補強体から２番目に近い補強体との間に、追加の補強体を配置する。図５において、既存の補強体は実線の円形で示され、追加の補強体は点線の円形で示される。このとき、補強体のピッチは、元のピッチをＸとすると、Ｘ／２１／２となる。図１０において、補強地盤の支持力は、補強体の周囲の一点鎖線で囲まれる領域ごと（面積は、補強体のピッチの２乗）に算出される。このとき、地盤の支持力ｑａ’は、次のように算出される。ｑａ’は、ｑａよりも大きい。
【数６】
0006440078.tif 000007
このようにすることにより、既存の補強地盤に対して、均等に地盤の支持力を向上させることができる。また、図１０のように、追加の補強体が埋め込まれた地盤は、新規建物の必要設計支持力が、ｑａ’以下までの建物の地盤として、使用され得る。
【００６４】
図１１は、補強体の追加の例１−２について説明する図である。元のピッチが横方向と
縦方向とで異なる場合、元の横方向のピッチをＸ、縦方向のピッチをＹとすると、既存の隣接する４つの補強体を頂点とする最小の長方形の中心位置に、追加の補強体が配置される。即ち、横方向のピッチがＸ／２、縦方向のピッチがＹ／２の格子の格子点のうち、縦方向にも横方向にも１つ置きに補強体が配置されることになる。また、これは、元の補強体の配置に、元の補強体の配置を、横方向にＸ／２、縦方向にＹ／２だけずらした配置を重ねあわせた配置ともいえる。ここでは、隣接する補強体の中心間の距離は、（Ｘ２＋Ｙ２）１／２／２となる。このとき、地盤の支持力ｑａ’は次のように表される。
【数７】
0006440078.tif 000008
【００６５】
《補強体追加の例２》
図１２は、補強体の追加の例２−１について説明する図である。図１２において、図１０の補強地盤に、さらに補強体が追加された例を示す図である。図１２のように、図５における補強体において、補強体から１番目に近い補強体との間と、補強体から２番目に近い補強体との間に、追加の補強体を配置する。これは、図９における補強体において、隣接する４つの補強体で作られる正方形の中心部に、追加の補強体が配置されているものである。このとき、補強体のピッチは、元のピッチをＸとすると、Ｘ／２となる。図１２において、補強地盤の支持力は、補強体の周囲の一点鎖線で囲まれる領域ごと（面積は、補強体のピッチの２乗）に算出される。このとき、地盤の支持力ｑａ”は、次のように算出される。ｑａ”は、ｑａ’よりも大きい。
【数８】
0006440078.tif 000009
【００６６】
図１２のように、追加の補強体が埋め込まれた地盤は、新規建物の必要設計支持力が、ｑａ”以下までの建物の地盤として、使用され得る。
【００６７】
図１３は、補強体の追加の例２−２について説明する図である。また、元のピッチが横方向と縦方向とで異なる場合、元の横方向のピッチをＸ、縦方向のピッチをＹとすると、補強体追加後の横方向及び縦方向のピッチは、それぞれ、Ｘ／２及びＹ／２となる。また、地盤の支持力ｑａ’は次のように表される。
【数９】
0006440078.tif 000010
【００６８】
同様にして、隣接する４つの補強体の中心点で作られる四角形の中心部に、追加の補強体を配置することで、さらに高い支持力を有する補強地盤とすることができるが、いずれかのピッチ（隣接する補強体の中心間の距離）が、補強体の直径以下とすることはできない。ピッチが、補強体の直径以下となると、隣接する補強体が重なるからである。したがって、最も短いピッチが補強体の直径（２×（Ａ／π）１／２）以上となることが、求められる。即ち、ピッチが補強体の直径以下でなければ新規建物の必要設計支持力を満たさ
ない場合、この地盤改良工法では、新規建物を建築することができないので、この新規建物を建築するには、他の地盤改良工法等を検討することになる。
【００６９】
（その他）
ここでは、既存の地盤の支持力および新規建物の必要設計支持力は、それぞれ１つとしているが、既存の地盤の支持力として、地盤表層での支持力と、補強体の下端での支持力とを求めることができる。また、新規建物の必要設計支持力として、地盤表層での支持力と、補強体の下端での支持力とを求めることができる。したがって、新規建物の建設に必要とされる支持力について、地盤表層の支持力と補強体の下端での支持力との両方について、必要とされる支持力を上回るように、補強体の位置が決定されてもよい。
【００７０】
新規建物に対する地盤の必要設計支持力は、新規建物内の領域によって、異なってもよい。このとき、領域ごとの必要設計支持力を満たすように領域ごとに補強体の位置が決定される。
【００７１】
支持力等の算出式は、上記の例に限定されるものではなく、工法等に応じた、異なる算出式が採用されてもよい。
【００７２】
（実施形態の作用、効果）
本実施形態の情報処理装置１０は、複合地盤を用いる地盤改良方法による補強体が埋め込まれて地盤改良された領域に建設された既存建物を撤去した後に、新規建物を建設する際に、既に埋め込まれた補強体の支持力等に基づいて、新規建物の必要設計支持力を満たす追加の補強体の位置を決定する。情報処理装置１０は、既存建物が建築された際に改良された地盤の支持力と、新規建物の必要設計支持力とを比較する。情報処理装置１０は、改良された地盤の支持力が新規建物の必要設計支持力よりも小さい場合、追加の補強体を埋め込んだ際の地盤の支持力を算出して、新規建物の必要設計支持力と比較する。情報処理装置１０は、追加の補強体を埋め込んだ際の地盤の支持力が新規建物の必要設計支持力よりも大きい場合、当該追加の補強体を埋め込む位置を出力する。
【００７３】
実施形態の構成によれば、新規建物が既存の補強体で支持できるものか、追加の補強体が必要であるかを確認し、既存の地盤の補強体を再利用して、追加の補強体の位置を決定することで、地盤改良の設計の支援をすることができる。
【００７４】
〈コンピュータ読み取り可能な記録媒体〉
コンピュータその他の機械、装置（以下、コンピュータ等）に上記いずれかの機能を実現させるプログラムをコンピュータ等が読み取り可能な記録媒体に記録することができる。そして、コンピュータ等に、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、その機能を提供させることができる。
【００７５】
ここで、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体内には、ＣＰＵ、メモリ等のコンピュータを構成する要素を設け、そのＣＰＵにプログラムを実行させてもよい。
【００７６】
また、このような記録媒体のうちコンピュータ等から取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ、ＤＡＴ、８mmテープ、メモリカード等がある。
【００７７】
また、コンピュータ等に固定された記録媒体としてハードディスクやＲＯＭ等がある。
【符号の説明】
【００７８】
１０        情報処理装置
１１          取得部
１２          算出部
１３          出力部
１４          格納部
９０        コンピュータ
９１          プロセッサ
９２          メモリ
９３          記憶部
９４          入力部
９５          出力部
９６          通信制御部
【図１】
0006440078.tif 000011
【図２】
0006440078.tif 000012
【図３】
0006440078.tif 000013
【図４】
0006440078.tif 000014
【図５】
0006440078.tif 000015
【図６】
0006440078.tif 000016
【図７】
0006440078.tif 000017
【図８】
0006440078.tif 000018
【図９】
0006440078.tif 000019
【図１０】
0006440078.tif 000020
【図１１】
0006440078.tif 000021
【図１２】
0006440078.tif 000022
【図１３】
0006440078.tif 000023