(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存の軟弱地盤に、この軟弱地盤に打設されると共にその下層の支持地盤に達しない沈下抑制杭を含む浮上支持体が設けられ、前記軟弱地盤及び浮上支持体の上に荷重伝達層を介してコンクリート土間が支持され、荷重伝達層が、浮上支持体の上に設けられた弾性変形可能な緩衝材と、その周囲の改良地盤からなることを特徴とするコンクリート土間の支持構造。
【請求項２】
浮上支持体が、軟弱地盤上に設けられると共に沈下抑制杭の杭頭に支持された荷重受け板を備え、この荷重受け板の平面投影面積が沈下抑制杭の杭径より大きいことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート土間の支持構造。
【請求項３】
浮上支持体が、沈下抑制杭の杭頭に形成された拡張部を備え、この拡張部が、平面投影面積が上側ほど大きくかつ前記沈下抑制杭の本体部分の杭径より大きい円錐又は多角錐状をなすことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート土間の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟弱な地盤上に建設され１階床がコンクリート土間からなる建物におけるコンクリート土間の支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば物流施設、倉庫、工場、店舗など、１階床がコンクリート土間からなる建物の建築において、地盤中に存在する軟弱層によって、コンクリート土間（１階床）に使用上の不都合が生じるほどの圧密沈下が予想される場合、その沈下を抑制するために、コンクリート土間の下に、コンクリート土間の荷重あるいはコンクリート土間とその上に積載される物体の荷重のみを負担する土間受け杭を打設することが知られている。
【０００３】
図６は、土間受け杭による従来のコンクリート土間の支持構造を示す断面図で、すなわち参照符号Ｇは軟弱地盤Ｇ１及びその下層の堅固な支持地盤Ｇ２からなる既存地盤、２１は既存地盤Ｇ（軟弱地盤Ｇ１）上に盛土され固結材の混合により形成された改良地盤、１０１は改良地盤２１から軟弱地盤Ｇ１中を支持地盤Ｇ２に達する土間受け杭、１０２は改良地盤２１上に打設され土間受け杭１０１の杭頭に結合されたコンクリート土間である。なお、同様の技術が下記の特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０７１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来の技術によれば、支持地盤Ｇ２に達する土間受け杭１０１の許容支持力が大きすぎるため、軟弱地盤Ｇ１中の軟弱粘性土層などが上方からの荷重により圧密されて圧密沈下層Ｇ１ａを生じると、これによって、土間受け杭１０１の杭頭１０１ａから離れた位置でコンクリート土間１０２が沈下するのに対して、土間受け杭１０１で支持された位置ではコンクリート土間１０２は沈下しない。このため、相対的な「突上げ」によりコンクリート土間１０２に不陸を生じて使用上支障を生じるおそれがあった。
【０００６】
したがって、土間受け杭１０１に支持されたコンクリート土間１０２を採用するには、コンクリート土間１０２の荷重やコンクリート土間１０２上に積載される載荷物の荷重あるいは改良地盤２１の荷重による圧密沈下層Ｇ１ａの圧密量（沈下量）を精度よく予測するか、沈下による相対的な「突上げ」が生じても問題がないように、コンクリート土間１０２を厚いスラブにする必要がある。しかし、スラブを厚くすると、沈下量を増すことになるばかりか、施工コストも嵩み、しかも剛性が大きくなるために僅かな沈下でもひび割れを生じやすくなるといった問題が指摘される。
【０００７】
また、既存地盤Ｇ上に改良地盤２１を施工する前は、図７に示されるように、土間受け杭１０１の頭部１０１ａが既存地盤Ｇの表面ＧＬから突出した状態にあるため、改良地盤２１の構築のための盛土作業や固結材の混合攪拌、転圧・締固めなどの作業には、大型重機が使用できず、あるいは使用しても効率が著しく低下したり、改良地盤２１の品質が低下したりするおそれがある。このため、改良地盤２１の施工には、比較的小型の重機や、転圧・締固め機械を使用することを余儀なくされ、施工効率が上がらないといった問題が指摘される。
【０００８】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題とするところは、コンクリート土間の沈下や不陸の発生を抑制すると共に、コンクリート土間１１を構築する際の施工効率を向上させて施工コストを低減し、品質の高いコンクリート土間の支持構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るコンクリート土間の支持構造は、既存の軟弱地盤に、この軟弱地盤に打設されると共にその下層の支持地盤に達しない沈下抑制杭を含む浮上支持体が設けられ、前記軟弱地盤及び浮上支持体の上に荷重伝達層を介してコンクリート土間が支持され、荷重伝達層が、浮上支持体の上に設けられた弾性変形可能な緩衝材と、その周囲の改良地盤からなるものである。このため、コンクリート土間からの鉛直荷重は、荷重伝達層を介して沈下抑制杭を含む浮上支持体に伝達され、前記荷重伝達層及び浮上支持体を介して軟弱地盤に伝達されるので、その圧密沈下が有効に抑制される。また、前記荷重伝達層はコンクリート土間からの鉛直荷重を平面方向へ拡散させながら伝達し、沈下を均一化させる作用と、緩衝材の適度な変形性によって、不陸の発生を有効に吸収する作用を有する。
【００１０】
請求項２の発明に係るコンクリート土間の支持構造は、請求項１に記載された浮上支持体が、軟弱地盤上に設けられると共に沈下抑制杭の杭頭に支持された荷重受け板を備え、この荷重受け板の平面投影面積が沈下抑制杭の杭径より大きいものである。
【００１１】
請求項３の発明に係るコンクリート土間の支持構造は、請求項１に記載された浮上支持体が、沈下抑制杭の杭頭に形成された拡張部を備え、この拡張部が、平面投影面積が上側ほど大きくかつ前記沈下抑制杭の本体部分の杭径より大きい円錐又は多角錐状をなすものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明に係るコンクリート土間の支持構造によれば、従来ではコンクリート土間に使用上問題となる沈下を生じるような鉛直荷重が作用しても、この荷重は浮上支持体の上に設けられた弾性変形可能な緩衝材と、その周囲の改良地盤からなる荷重伝達層及び浮上支持体を介して軟弱地盤に伝達されるので、その沈下が有効に抑制されると共に、相対的な「突上げ」による不陸の発生も抑制される。しかもこのため、コンクリート土間を厚いスラブとする必要がなく、施工コストを低減することができる。
【００１６】
請求項２又は３の発明に係るコンクリート土間の支持構造によれば、鉛直荷重に対する浮上支持体の支持力が向上するため、沈下やそれによる不陸の発生を一層有効に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るコンクリート土間の支持構造の、第一の形態を示す断面図である。
【図２】第一の形態の支持構造の施工過程を示す断面図である。
【図３】第一の形態において、既存地盤の表層部に改良地盤を形成した例を示す断面図である。
【図４】本発明に係るコンクリート土間の支持構造の、第二の形態を示す断面図である。
【図５】本発明に係るコンクリート土間の支持構造の、第三の形態を示す断面図である。
【図６】土間受け杭による従来のコンクリート土間の支持構造を示す断面図である。
【図７】従来のコンクリート土間の支持構造を施工する過程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。まず図１は、本発明に係るコンクリート土間の支持構造の、第一の形態を示す断面図である。
【００２２】
図１において、参照符号Ｇは軟弱地盤Ｇ１及びその下層の堅固な支持地盤Ｇ２からなる既存地盤である。軟弱地盤Ｇ１には、軟弱地盤Ｇ１へ鉛直に打設された沈下抑制杭２２１からなる浮上支持体２２が設けられ、軟弱地盤Ｇ１及び浮上支持体２２の上には適当な層厚の改良地盤２１と緩衝材２３からなる荷重伝達層が形成され、この荷重伝達層の上にコンクリート土間１１が構築されている。
【００２３】
緩衝材２３は、浮上支持体２２（沈下抑制杭２２１）の設置位置の真上に設けられており、ゴム材料やゴム状弾性を有する合成樹脂材料、あるいはアスファルトなど、弾性変形可能な材料からなるものである。その周囲の改良地盤２１は、土材にセメントなどの固化材を添加して混合・撹拌し、転圧することによって、コンクリート土間１１やその上に積載される保管物などの重量による鉛直荷重に対する支持力を発現したものである。したがってこの改良地盤２１は、コンクリート土間１１からの鉛直荷重Ｗを平面方向へ拡散させながら、その底面２１ａから軟弱地盤Ｇ１へ伝達し、軟弱地盤Ｇ１の圧密沈下を均一化させる作用を有する。
【００２４】
また、沈下抑制杭２２１としては、既製杭の打設によるものや、場所打ち杭、あるいはソイルセメントコラムなどを好適に採用することができる。この沈下抑制杭２２１の杭頭は改良地盤２１の底面２１ａ又はその付近に位置しており、下端が支持地盤Ｇ２に達しない長さとなっている。
【００２５】
上記構成を備えるコンクリート土間１１の施工においては、図２に示されるように、まず既存地盤Ｇにおける軟弱地盤Ｇ１へ沈下抑制杭２２１を打設することにより浮上支持体２２の施工を行う。このとき、沈下抑制杭２２１は、その杭頭が既存地盤Ｇの表面ＧＬから突出しないように打設する。
【００２６】
次に、沈下抑制杭２２１の打設や基礎工事の施工に伴って発生した土材などを既存地盤Ｇ（軟弱地盤Ｇ１）上に盛り立て、固化材を添加し、混合攪拌し、転圧することによる改良地盤２１と、浮上支持体２２（沈下抑制杭２２１）の真上に位置する緩衝材２３からなる荷重伝達層を構築する。このとき、浮上支持体２２としての沈下抑制杭２２１の杭頭が既存地盤Ｇ（軟弱地盤Ｇ１）の表面ＧＬから突出していないので、改良地盤２１を施工するために重機によって土材などを盛り立てたり固化材を混合攪拌し転圧したりする際の障害とならず、大型の重機や大型の転圧・締固め機械が縦横に自在に走行することができる。このため、改良地盤２１を効率よく施工することができ、その結果、施工の低コスト化が可能であると共に品質の高い改良地盤２１を構築することができる。
【００２７】
荷重伝達層の施工が終わったら、この荷重伝達層上に、通常の方法によってコンクリート土間１１を施工する。
【００２８】
なお、改良地盤２１は、図３に示されるように既存地盤Ｇの表層部に形成しても良いが、この場合の施工においては、沈下抑制杭２２１の打設に際して、その頭部が改良地盤の底面となる深さに位置するように打ち込む。
【００２９】
上述の形態によれば、コンクリート土間１１の荷重と、このコンクリート土間１１上に積載される載荷物の荷重の和による鉛直荷重Ｗは、沈下抑制杭２２１の設置位置の周囲では改良地盤２１を介して沈下抑制杭２２１（浮上支持体２２）及び軟弱地盤Ｇ１に伝達され、沈下抑制杭２２１の設置位置では、緩衝材２３を介して沈下抑制杭２２１に伝達される。そして、沈下抑制杭２２１と軟弱地盤Ｇ１との間に、沈下抑制杭２２１の下端側ほど大きくなる抵抗力Ｆを生じるため、鉛直荷重Ｗが、従来ではコンクリート土間１１に使用上問題となる沈下を生じるような大きなものであっても、沈下抑制杭２２１の抵抗力Ｆによって沈下が有効に抑制され、言い換えれば、軟弱地盤Ｇ１中の軟弱粘性土層などが圧密されることにより生じる圧密沈下層Ｇ１ａの圧密（沈下）が低減される。
【００３０】
また、沈下抑制杭２２１は軟弱地盤Ｇ１の下層の堅固な支持地盤Ｇ２に達するものではないため、ある程度の沈下は許容するものであり、したがって過大な支持力によるコンクリート土間１１の相対的な「突上げ」が抑制される。また、改良地盤２１（あるいは砕石層など）からなる荷重伝達層は、沈下抑制杭２２１とコンクリート土間１１との間である程度の変形を許容する緩衝性を有し、しかもコンクリート土間１１からの鉛直荷重Ｗを平面方向へ拡散させながら伝達して軟弱地盤Ｇ１の圧密沈下を均一化させる作用を有し、さらに、鉛直荷重Ｗに対する支持力が緩衝材２３の変形特性によって緩和されるので、沈下抑制杭２２１の設置位置の周囲の沈下に伴う沈下抑制杭２２１の相対的な突上げによるコンクリート土間１１の不陸の発生が有効に吸収される。したがって、コンクリート土間１１を厚いスラブとする必要がなく、施工コストを低減することができる。
【００３１】
更に、沈下抑制杭２２１は軟弱地盤Ｇ１の水平剪断力を向上させるため、地震が発生したときの液状化現象なども有効に抑制することができる。
【００３２】
なお、沈下抑制杭２２１の摩擦による抵抗力Ｆは、沈下抑制杭２２１の長さが長いほど大きなものとなるので、予測される圧密沈下量を考慮して適切に設定される。
【００３５】
図４は、本発明に係るコンクリート土間の支持構造の、第二の形態を示す断面図である。この第二の形態において、先に説明した図１に示される第一の形態と異なるところは、浮上支持体２２が、軟弱地盤Ｇ１上（軟弱地盤Ｇ１と改良地盤２１との間）に設置された荷重受け板２２２を含むことにある。荷重受け板２２２は、平面投影面積が沈下抑制杭２２１の杭径よりも十分に大きいものであって、プレキャストコンクリート版からなるものや、場所打ちコンクリートの打設によるものや、防錆加工した鉄板からなるものなどが好適に採用可能であり、好ましくは沈下抑制杭２２１の杭頭に結合される。その他の部分は、基本的に図１と同様に構成することができる。
【００３６】
したがって第二の形態によれば、コンクリート土間１１の荷重と、このコンクリート土間１１上に積載される載荷物の荷重の和による鉛直荷重Ｗは、荷重伝達層である改良地盤２１から荷重受け板２２２を介して沈下抑制杭２２１へ伝達されるので、より大きな面積で鉛直荷重Ｗを支持することができる。
【００３７】
図５は、本発明に係るコンクリート土間の支持構造の、第三の形態を示す断面図である。この第三の形態において、先に説明した図１に示される第一の形態と異なるところは、浮上支持体２２が、沈下抑制杭２２１の杭頭に形成された拡張部２２３を備えることにある。拡張部２２３は、平面投影面積が上側ほど大きくかつ沈下抑制杭２２１の杭径より大きい円錐又は多角錐状をなす。その他の部分は、基本的に図１と同様に構成することができる。
【００３８】
したがって第三の形態によれば、コンクリート土間１１の荷重と、このコンクリート土間１１上に積載される載荷物の荷重の和による鉛直荷重Ｗは、荷重伝達層である改良地盤２１から拡張部２２３を介して沈下抑制杭２２１へ伝達されるので、沈下抑制杭２２１の杭頭より大きな面積で鉛直荷重Ｗを支持することができる。しかも拡張部２２３に伝達される鉛直荷重によって、拡張部２２３のテーパ状の側面２２３ａが周囲の地盤を押し広げるように作用するため、沈下に対する抵抗力が向上する。
【符号の説明】
【００５１】
１０  建物
１１  コンクリート土間
１２  柱
１３  支持杭
１４  基礎梁
２１  改良地盤（荷重伝達層）
２１ａ  底面
２２  浮上支持体
２３  緩衝材
２２１  沈下抑制杭
２２２  荷重受け板
２２３  拡張部
Ｇ  既存地盤
Ｇ１  軟弱地盤
Ｇ１ａ  圧密沈下層
Ｇ２  支持地盤
【図１】
0005210202.tif 000002
【図２】
0005210202.tif 000003
【図３】
0005210202.tif 000004
【図４】
0005210202.tif 000005
【図５】
0005210202.tif 000006
【図６】
0005210202.tif 000007
【図７】
0005210202.tif 000008