(57)【要約】【課題】建物に水平力が作用したときに基礎にねじれが生じるのを抑制して、基礎の健全性を保つことができる建物基礎のねじれ防止構造を提供する。【解決手段】基礎がねじれを起こした際に、そのねじれにより変形が生じる部分に、その変形方向に沿って、壁状の地盤改良体１０を構築する。そして、地盤改良体１０を建物１の上部構造４と結合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物に作用する水平力により基礎が変形してねじれを起こした際に、そのねじれにより変形が生じる部分に、その変形方向に沿って、壁状の地盤改良体を構築し、当該地盤改良体を建物の上部構造と結合したことを特徴とする建物基礎のねじれ防止構造。
【請求項２】
上記基礎は、直接基礎と杭基礎とを併用した併用基礎であり、上記変形方向に並ぶ複数の杭に沿って、上記地盤改良体を構築したことを特徴とする請求項１に記載の建物基礎のねじれ防止構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上部構造の重心と基礎の剛心位置とが互いに離れた建物に用いて好適な建物基礎のねじれ防止構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、上部構造の重心と基礎の剛心位置とが大きく離れた建物においては、地震力のような水平力が作用したときに、基礎が変形してねじれを起こすことが知られている。このような現象が発生した場合、剛性の低い基礎部分に過大なモーメントが生じ、その部分の健全性が損なわれる虞がある。
【０００３】
一方、例えば、支持層が傾斜した地盤に建物を構築する際などには、その建物の基礎として、直接基礎と杭基礎とを併用した異種基礎を採用したり、地盤の深さに応じて杭の長さが変わるような杭基礎を採用せざるを得ない場合がある。ところが、そのような基礎を採用した場合には、上部構造の重心と基礎の剛心位置とが互いに離間して、上述したようなねじれ現象が生じ易くなるという問題点があった。
【０００４】
そこで、このような問題点を解消すべく、例えば、ねじれによる応力に対して、基礎の部材断面を大きくしたり、配筋量を多くするなど、ねじれの影響を予め考慮して基礎を設計する方法が提案されているが、このような設計方法の適用例は未だ少なく、広く普及するまでには至ってないのが現状である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、建物に水平力が作用したときに基礎にねじれが生じるのを抑制して、基礎の健全性を保つことができる建物基礎のねじれ防止構造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】
【０００６】
請求項１に記載の本発明に係る建物基礎のねじれ防止構造は、建物に作用する水平力により基礎が変形してねじれを起こした際に、そのねじれにより変形が生じる部分（基礎の剛心から離れた部分）に、その変形方向に沿って、原位置の地盤よりも剛性の高い壁状の地盤改良体を構築し、当該地盤改良体を建物の上部構造と結合したことを特徴とするものである。
ここで、地盤改良体と上部構造とを結合させる方法としては、例えば、鉄筋、スタッド、鉄骨等を用いて両者を一体化させる方法や、差筋（ダボ筋）、メッシュ筋、エキスパンドメタル等を用いて両者を係合させる方法、或いは他の部材を用いずに上部構造の荷重により両者を摩擦係合させる方法などが挙げられるが、上部構造に作用した水平力を地盤改良体へ伝達して負担させることができれば如何なる方法であってもよい。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の建物基礎のねじれ防止構造において、上記基礎は、直接基礎と杭基礎とを併用した併用基礎であり、上記変形方向に並ぶ複数の杭に沿って、上記地盤改良体を構築したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、建物に作用する水平力により基礎が変形してねじれを起こした際に、そのねじれにより変形が生じる部分に、その変形方向に沿って、壁状の地盤改良体を構築し、当該地盤改良体を建物の上部構造と結合するようにしたので、水平力が作用したときの上記基礎部分の変形を地盤改良体によって抑えることができる。したがって、建物に水平力が作用したときに基礎にねじれが生じるのを抑制して、基礎の各部位に生じる応力を低減することができ、地震力のような水平力が建物に作用したときにおいても、基礎の健全性を保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１〜図３は、本発明に係る建物基礎のねじれ防止構造を適用した建物の一実施形態を示すもので、図中符号１が建物である。この建物１の基礎形式には、その支持層２が傾斜していることから、直接基礎と杭基礎とを併用した異種基礎（併用基礎）が採用されている。すなわち、支持層２の深さが地表面から所定深さの範囲に収まる領域には、フーティング基礎やべた基礎などの直接基礎が設けられ、支持層２の深さが上記所定深さ以上であって建物１の上部構造４と支持層２との間に軟弱層３が介在する領域には、支持層２まで杭５が打ち込まれて杭基礎が構築されている。本実施形態では、図１に示すように、支持層２までの深さが建物下方で大きく変化するため、長さの異なる複数の杭５によって杭基礎が構成されている。
【００１０】
このような構成の基礎においては、水平力に対する剛性に偏りが生じるため、建物１に水平力が作用したときに、図２に示すように、剛心を中心とする回転方向（図２の矢印Ａ方向）にねじれが生じる。その結果、杭５に応力が生じ、その大きさが上記剛心から離れるほど大きくなる。そこで、本実施形態では、杭５の近傍位置に、上記応力により杭５に変形が生じる方向（図２の矢印Ｂ方向）に沿って、一定の剛性を有する壁状の地盤改良体１０を構築し、当該地盤改良体１０を建物１の上部構造４と結合するようにしている。ここでは、上記応力により杭５に変形が生じる方向に沿って、複数の杭５が２列に整列されているため、その各列に沿って、それら列とほぼ同じ長さの地盤改良体１０がそれぞれ構築されている。
【００１１】
地盤改良体１０は、セメントに適量の水や添加材などを加えて混練りしたスラリーを地盤の土と原位置で混合撹拌して固化させることにより形成され、その上端部が、図３に示すように、鉄筋、スタッド、鉄骨等の結合部材１１により建物１の上部構造４に結合されて、せん断力が上部構造４に伝達されるように構成されている。また、地盤改良体１０は、図２に示すように、その下端部が支持層２にまで達し、せん断力が支持層２に伝わるようになっている。
【００１２】
ところで、地震時における基礎のねじれ挙動は、杭５を梁材、地盤を水平抵抗バネとして評価した３次元立体モデルに、上部構造４の荷重による設計用地震せん断力を各基礎位置に与えることによって、有限要素法等により解析することが可能であるが、これを利用して、地盤改良体１０の各方向の寸法（深さ、厚さ、長さ）と構築位置を決定することもできる。その場合には、次式（１）で求められるバネにより地盤改良体１０をモデル化する。
【００１３】
Ｋ ＝ Ｌ×ｔ×Ｇ×／ｈ    ・・・  （１）
【００１４】
この数式において、Ｋは水平バネ、Ｌは地盤改良体１０の長さ、ｔは地盤改良体１０の厚さ、Ｇは地盤改良体１０のせん断剛性、ｈは地盤改良体１０の高さである。ここで、基礎と地盤改良体１０の組合せによって、水平力に対する剛性が均等化されるように地盤改良体１０を設計すれば、建物１に水平力が作用したときに基礎にねじれが生じるのを抑制することができる。
【００１５】
以上のように、本実施形態によれば、建物１に作用する水平力により基礎が変形してねじれを起こした際にその変形量が相対的に大きくなる杭５の近傍位置に、その変形方向に沿って、壁状の地盤改良体１０を構築し、当該地盤改良体１０を建物１の上部構造４と一体化するようにしたので、建物１に水平力が作用したときの杭５の変形を地盤改良体１０によって抑えることができる。したがって、建物１に水平力が作用したときに基礎にねじれが生じるのを抑制して、基礎の各部位に生じる応力を低減することができ、地震力のような水平力が建物１に作用したときにおいても、基礎の健全性を保つことができる。
【００１６】
なお、本実施形態においては、異種基礎を採用した建物１に、本発明に係るねじれ防止構造を適用する場合について例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、杭の長さが異なる杭基礎を採用した建物や、パイルド・ラフト基礎を採用した建物などに対して、本発明に係るねじれ防止構造を適用することも可能である。
また、本実施形態においては、地盤改良体１０を複数設けるようにしたが、例えば、ねじれが生じたときに最も応力が大きくなる基礎部分（建物外周側の杭）に対してのみ地盤改良体１０を設けるようにしてもよい。また、必要に応じて、地盤改良体１０の内部に鉄筋や鉄骨等を配設して地盤改良体１０の補強を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る建物基礎のねじれ防止構造を適用した建物の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】建物の底部を示す概略構成図である。
【図３】建物の上部構造と地盤改良体の結合方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１    建物
４    上部構造
５    杭
１０  地盤改良体
【図１】
2005282160.tif 000003
【図２】
2005282160.tif 000004
【図３】
2005282160.tif 000005