(57)【要約】  【課題】既存構造物の基礎を取り壊すことなく、構造物の直下地盤の利用可能性を確認する直下地盤の鉛直載荷試験方法を提供する。  【解決手段】既存構造物の地盤面に接している基礎スラブの一部分を所定の大きさ、形状に周辺部分と切り離して載荷版を形成する。載荷版の上に荷重計、変位計と共に載荷試験用のジャッキを略垂直姿勢に設置して載荷試験反力を既存構造物の梁又はスラブにとる構成とし、ジャッキを駆動して載荷試験を行う。載荷試験の終了後には載荷版を撤去して基礎スラブを修復するか又は載荷版を基礎スラブと再び一体化することにより復旧する。【選択図】    【図１】
2005036581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存構造物の基礎を利用するための地盤の鉛直載荷試験方法であって、
既存構造物の支持地盤に接している基礎スラブの一部分を所定の大きさ、形状に周辺部分と切り離して載荷版を形成する段階と、
前記載荷版の上に荷重計、変位計と共に載荷試験用のジャッキを略垂直姿勢に設置して載荷試験反力を既存構造物の梁又はスラブにとる構成とし、前記ジャッキを駆動して載荷試験を行う段階と、
載荷試験の終了後には前記載荷版を撤去して基礎スラブを修復するか又は載荷版を基礎スラブと再び一体化することにより復旧する段階とから成ることを特徴とする、
既存構造物の基礎を利用するための地盤の鉛直載荷試験方法。
【請求項２】
既存構造物の基礎を利用するための地盤の鉛直載荷試験方法であって、
既存構造物の支持地盤に接している基礎スラブの一部分を所定の大きさ、形状に周辺部分と切り離して載荷版を形成する段階と、
前記載荷版の上に加速度計、変位計を設置し、載荷版へおもりを落下させて動的な載荷試験を行う段階と、
載荷試験の終了後には前記載荷版を撤去して基礎スラブを修復するか又は載荷版を基礎スラブと再び一体化することにより復旧する段階とから成ることを特徴とする、
既存構造物の基礎を利用するための地盤の鉛直載荷試験方法。
【請求項３】
地盤の地下水位が基礎スラブの上面よりも高い場合には、予め載荷版を切り離す周辺部分に立ち上がる止水養生を行い、その後、基礎スラブの一部分を所定の大きさ、形状に周辺部分と切り離して載荷版を形成することを特徴とする、請求項１又は２に記載した既存構造物の基礎を利用するための地盤の鉛直載荷試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主に直接基礎から成る既存構造物の基礎を再利用して新築や増築を行うにあたり、当該既存構造物の直下地盤（支持地盤）の利用可能性を確認する地盤の鉛直載荷試験方法の技術分野に属し、更に言えば、既存構造物の基礎を取り壊すことなく、その直下地盤の鉛直載荷試験を行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建設予定地の支持地盤の鉛直支持力を確認する方法としては、平板載荷試験方法などが提案され、直接基礎構造物の設計に利用されている。この平板載荷試験方法は、新築建物を建設する前に、更地の地盤に、所定大きさの平板を地盤面に載置し、上載荷重を加えることにより同地盤の載荷試験を行い、荷重−沈下の関係から地盤の支持力を算定する方法である。
【０００３】
一方、近年は既存構造物の再利用が、建設コストの削減、産業廃棄物の低減化に効果があるため、そうした既存構造物の基礎を再利用する建設方法の実施例が増加している。既存構造物の基礎を再利用する建設方法としては、例えば図５に例示したように、基礎１を取り壊すことなく、その上の上部構造物２だけを新築又は増築するケースがある。この場合、新築の上部構造物２が以前の既存構造物よりも建物重量が大きくなるケースが多々ある。既存構造物が直接基礎によるものであって、新築の上部構造物２が以前の既存構造物よりも建物重量が大きくなる場合に、直接基礎をそのまま利用したのでは、支持地盤３の鉛直支持力が不足することがある。その場合には図６に例示したように、新築構造物２の重量増加分２’に対しては、新たに杭４を構築して支持力を増強し確保するなどの対策が必要になる。よって支持地盤３の鉛直支持力を確認する試験方法の重要性が認識される。
【０００４】
ところで、鉛直載荷試験方法を行って地盤の支持力を調査した場合に、通常の地盤調査で求めた支持力よりも大きく設定出来ることがある。
また、地盤の載荷試験は基準化が比較的新しいため、古い既存構造物の多くは地盤の支持力を旧来の標準貫入試験などから推定している場合が多く、その場合には支持力算出に大きな安全率が含まれているので、載荷試験を行うと地盤の支持力を大きく設定できる場合が多い。
したがって、新築構造物の重量が既存構造物の重量よりも大きい場合でも、載荷試験を行うと、図６のように新たに杭４を構築したり基礎１の補強を行うことなく、新築構造物２及び２’を建設できる可能性がある。ここに地盤の鉛直載荷試験方法を実施する意義が認められる。
ところが既存構造物（及びその基礎１）がある場合に、基礎１の直下地盤の支持力を確認する鉛直載荷試験方法を実施するためには、結局、既存構造物の基礎スラブなどを取り壊して地盤面を露出させるほかなく、多大なコストを必要とする。
【０００５】
関連する従来技術として、下記の特許文献１に開示された「既存の場所打ちコンクリート杭の利用方法」は、既存構造物を解体し撤去した後に、残された既存杭の中央部の長さ方向に貫通する孔を杭下の地盤まで掘削し、前記貫通孔に除去式アンカーを挿入し、杭下の地盤へ固定する。そのアンカー筋を緊張して設計荷重まで載荷して杭の支持力を確認し、支持力が確認された杭は新築建物の基礎杭として利用することを内容としている。
【０００６】
特許文献２に開示された「平板載荷試験方法及び装置」は、地盤を掘削するニューマチックケーソンの作業室内で平板載荷試験を行う方法である。ニューマチックケーソンの天井スラブに反力をとる支柱パイプの下端と地盤面との間に載荷用平板と流体圧ジャッキを設置し、前記流体圧ジャッキを駆動して載荷試験を行う（鉛直地盤反力係数および極限支持力を求める）方法である。
【０００７】
特許文献３に開示された「既設杭を利用した建物の構築方法」は、建物を建て替える場合に、既設杭を解体せず、既設杭を利用して建物を構築するために、既存建物と既設杭とを縁切りし、その既設杭と基礎スラブとの間にジャッキを設置し、基礎スラブに反力をとって載荷試験を行い、同既設杭の支持力を確認した後に、基礎スラブを含む既存建物（上部躯体）を撤去し、既設杭の上に新たな建物を構築する方法である。
【０００８】
【特許文献１】特許第８５１５３７号公報
【特許文献２】特開平９−２２１７６２号公報
【特許文献３】特開平１１−２６４２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に記載された方法は、既存杭を新築建物の基礎杭として利用するための方法であるが、基礎スラブまで解体撤去する、本発明の目的とは異なる技術である。
上記特許文献２に記載された方法は、ニューマチックケーソンの直下地盤の鉛直地盤反力係数および極限支持力を求める技術であり、既存構造物の基礎を取り壊すことなく再利用することを目的とする本発明とは異なる技術である。
上記特許文献３に記載された方法も、載荷試験を行い、既設杭の支持力を確認した後には基礎スラブを含む既存建物を撤去することを内容とするから、やはり、本発明の目的とは異なる技術である。
【００１０】
本発明の目的は、既存構造物の基礎を取り壊すことなく、同基礎を利用してその直下地盤の鉛直載荷試験を行い、試験後は基礎を修復ないし復旧させ、新築又は増築する上部構造物の基礎として再利用することを可能にする、地盤の鉛直載荷試験方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る既存構造物の基礎を利用するための地盤の鉛直載荷試験方法は、
既存構造物の基礎１を利用するための地盤３の鉛直載荷試験方法であって、
既存構造物の地盤面に接している基礎スラブ１ａの一部分を所定の大きさ、形状に周辺部分と切り離して載荷版５を形成する段階と、
前記載荷版５の上に荷重計６、変位計７と共に載荷試験用のジャッキ８を略垂直姿勢に設置して載荷試験反力を既存構造物の梁又はスラブ１ｂにとる構成とし、前記ジャッキ８を駆動して載荷試験を行う段階と、
載荷試験の終了後には前記載荷版５を撤去して基礎スラブ１ａを修復するか又は載荷版５を基礎スラブ１ａと再び一体化することにより復旧する段階とから成ることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載した発明に係る既存構造物の基礎を利用するための地盤の鉛直載荷試験方法は、
同じく既存構造物の基礎１を利用するための地盤３の鉛直載荷試験方法であって、
既存構造物の地盤面に接している基礎スラブ１ａの一部分を所定の大きさ、形状に周辺部分と切り離して載荷版５を形成する段階と、
前記載荷版５の上に加速度計１０、変位計７を設置し、載荷版５へおもり１１を落下させて動的な載荷試験を行う段階と、
載荷試験の終了後には前記載荷版５を撤去して基礎スラブ１ａを修復するか又は載荷版５を基礎スラブ１ａと再び一体化することにより復旧する段階とから成ることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した既存構造物の基礎を利用するための地盤の鉛直載荷試験方法において、
地下水位Ｗ１が基礎スラブ１ａの上面よりも高い場合には、予め載荷版５を切り離す周辺部分に立ち上がる止水養生９を行い、その後、基礎スラブ１ａの一部分を所定の大きさ、形状に周辺部分と切り離して載荷版５を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜３に記載した発明に係る既存構造物の基礎を利用するための地盤の鉛直載荷試験方法によれば、既存構造物の基礎１を取り壊すことなく、同基礎１を利用してその直下地盤３の鉛直載荷試験を行い、地盤３の支持力を確認することができる。また、試験後は基礎１を修復ないし復旧し、当該基礎１を新築又は増築する構造物２の基礎として再利用するから、基礎工事の大幅な工期短縮とコストダウンが図れる。そして、産業廃棄物の低減化にも大きく寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
既存構造物の支持地盤３に接している基礎スラブ１ａの一部分を周辺部分と切り離したものを載荷版５として利用し、前記載荷版５に荷重を載荷することで地盤３の静的な又は動的な載荷試験を行う。載荷試験の終了後は、前記載荷版５を撤去して基礎スラブ１ａを修復するか、又は載荷版５を基礎スラブ１ａと再び一体化することにより復旧し、当該基礎１を再利用して上部構造物２を新築し又は増築する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、請求項１に記載した発明の実施例を示したものである。既存構造物２の基礎１のうち直下の支持地盤３に接している基礎スラブ１ａの一部分を所定の大きさ、形状に周辺部分と切り離して載荷版５を形成する。載荷版５の大きさ、形状は、鉛直載荷試験方法の実施に適する内容であればよい。載荷版５を周辺部分と切り離す手段としては、チエンソーの如きコンクリートカッターを好適に使用することができる。
前記載荷版５の上に台１２を置いて荷重計６および変位計７を設置し、更に載荷試験用ジャッキ８を略垂直姿勢に設置し、同ジャッキ８の上端は既存構造物の基礎１の梁又はスラブ１ｂに当てがって載荷試験反力をとる構成とする。
こうして準備が整った段階で、前記ジャッキ８を駆動して鉛直載荷試験を行う。鉛直載荷試験は、荷重計６でジャッキ８による鉛直載荷荷重の大きさを測定し、同時に変位計７により地盤の変位量（沈下量）の大きさを求め、両者の相関関係から支持地盤３の支持力を算定し推定する（又は確認する）ことを内容とする。
【００１７】
載荷試験の終了後には、上記の荷重計６と変位計７並びにジャッキ８及び台１２をそれぞれ撤去し、更に載荷版５を撤去して基礎スラブ１ａを元通りに修復するか、又は載荷版５を基礎スラブ１ａと再び元通りに一体化することにより復旧して、基礎１はそのまま再利用が可能な状態にする。そして、この基礎１をそのまま再利用して、その上に上部構造物２を新築し又は増築する。
要するに、上記した地盤の鉛直載荷試験方法を実施することにより、基礎１を取り壊すことなく、既存構造物の直下地盤３の支持力を確認できるので、新築又は増築する上部構造物の重量が既存構造物の重量よりも大きい場合でも、上述した試験の結果として支持力を大きく設定できることを確認できれば、新たな杭の打設や基礎１の補強を行うことなく建設できる場合がある。
【実施例２】
【００１８】
次に図２は、上記の鉛直載荷試験方法を実施するにあたり、地下水位Ｗ１が基礎スラブ１ａの上面よりも高い場合の実施例を示している（請求項３に記載した発明）。前記のような地盤条件の場合には、予め、載荷版５を切り離す周辺部分に立ち上がる止水養生９を行う。その後に、前記の止水養生９に囲まれた中で、基礎スラブ１ａの一部分を所定の大きさ、形状に周辺部分と切り離して載荷版５を形成する。その後水面上に出る高さの台１２を用いて行う鉛直載荷試験方法と基礎スラブ１ａの修復、そして、基礎１をそのまま再利用して上部構造物２を新築し又は増築することは、上記請求項１の発明と同じである。
【実施例３】
【００１９】
図３は、請求項２に記載した発明の実施例を示したものである。
請求項１の発明と同様に、既存構造物の基礎１において、その支持地盤３に接している基礎スラブ１ａの一部分を所定の大きさ、形状に周辺部分と切り離して載荷版５を形成する。そして、前記載荷版５の上に加速度計１０と変位計７を設置して、載荷版５へおもり１１を落下させ動的な載荷試験を行う。加速度計１０で測定された値を荷重に変換すれば、請求項１と同様な荷重−変位関係を求めることが可能である。ただし、おもり１１を落下させるような動的な載荷試験では、大荷重の載荷が難しいので、得られる地盤定数は、請求項１の支持力ではなく、ある載荷荷重に対する沈下量（地盤ばね）が得られる。
上記載荷試験の終了後に、上記の変位計７及び加速度計１０をそれぞれ撤去し、更に前記載荷版５を撤去して基礎スラブ１ａを元通りに修復するか、又は載荷版５を基礎スラブ１ａと再び一体化することにより復旧する。そして、この基礎１をそのまま再利用して、その上に上部構造物２を新築し又は増築することも請求項１の発明と同じである。
【実施例４】
【００２０】
なお、上記動的載荷試験の場合にも、地下水位Ｗ１が基礎スラブ１ａの上面よりも高い場合には、図４に示したように、予め載荷版５を切り離す周辺部分に立ち上がる止水養生９を行う。そして、おもり１１が水中落下とならないように、前記止水養生９をした後に、載荷版５の上に一体となるコンクリートブロックの台１２を水面上に出る高さに設置する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１を示す図である。
【図２】本発明の実施例２を示す図である。
【図３】本発明の実施例３を示す図である。
【図４】本発明の実施例４を示す図である。
【図５】既存構造物の基礎を再利用する建設方法を示す図である。
【図６】既存構造物の基礎を再利用する建設方法の異なる例を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１        既存構造物の基礎
２        上部構造物
３        支持地盤
１ａ      基礎スラブ
５        載荷版
６        荷重計
７        変位計
８        ジャッキ       
１ｂ      梁又はスラブ
１０      加速度計
１１      おもり
９        止水養生
【図１】
2005036581.tif 000003
【図２】
2005036581.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005036581.tif 000007
【図６】
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