(57)【要約】【課題】経済性、施工性がよく、基礎構造の一部として鉛直方向荷重を負担させることの可能なソイルセメント壁を提供する。【解決手段】建物の地中に設けられるソイルセメント壁は、横方向に並ぶように配置された、ウェブの表面にスタッド１７が設けられた鉛直方向に延びる複数のＨ型鋼１２と、これらＨ型鋼１２を壁面両側でお互いに連結する鋼材１４とを備える芯材１１がソイルセメント１３内に埋設されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソイルセメント壁やソイルセメント壁杭などに埋設されて用いられる芯材であって、
横方向に並ぶように配置された、ウェブの表面にスタッドが設けられた鉛直方向に延びる複数のＨ型鋼と、これらＨ型鋼を壁面両側でお互いに連結する鋼材とを備えることを特徴とする芯材。
【請求項２】
前記鋼材の他方の鋼材と対向する側の面にスタッドが設けられていることを特徴とする請求項１記載の芯材。
【請求項３】
建物の地中に設けられるソイルセメント壁であって、
請求項１又は２記載の芯材がソイルセメント内に埋設されていることを特徴とするソイルセメント壁。
【請求項４】
軟弱層を含んだ地盤の液状化を防止すべく建物を取り囲むように地中に設けられるソイルセメント壁であって、
請求項１又は２記載の芯材をソイルセメント内に埋設されていることを特徴とするソイルセメント壁。
【請求項５】
請求項４記載のソイルセメント壁であって、
少なくとも軟弱層のソイルセメントが高強度ソイルセメントにより構成されていることを特徴とするソイルセメント壁。
【請求項６】
請求項１又は２記載の芯材の埋設されたソイルセメント壁杭であって、
下端が支持層まで到達し、支持層内のソイルセメントが高強度ソイルセメントで構成されていることを特徴とするソイルセメント壁杭。
【請求項７】
ソイルセメント壁により構成されたソイルセメント構造物であって、
前記ソイルセメント壁の一部を請求項６記載のソイルセメント壁杭で構成してなることを特徴とするソイルセメント構造物。
【請求項８】
軟弱層を含んだ地盤の液状化を防止すべく建物を取り囲むように地中に設けられたソイルセメント壁により構成されたソイルセメント構造物であって、
前記ソイルセメント壁の一部が請求項６記載のソイルセメント壁杭で構成され、
少なくとも軟弱層のソイルセメントが高強度ソイルセメントにより構成されていることを特徴とするソイルセメント構造物。
【請求項９】
請求項８記載のソイルセメント構造物であって、
少なくとも前記軟弱層に相当する部分に、横方向に並ぶように配置された鉛直方向に延びる複数の鉄骨と、これら鉄骨を壁面両側で連結する鋼材とからなる第２の芯部材がソイルセメント内に埋設されていることを特徴とするソイルセメント構造物。
【請求項１０】
軟弱層を含んだ地盤の液状化を防止すべく建物を取り囲むように地中に設けられたソイルセメント壁により構成されたソイルセメント構造物であって、
前記ソイルセメント壁の一部が請求項６記載のソイルセメント壁杭で構成され、
少なくとも前記軟弱層に相当する部分に、横方向に並ぶように配置された鉛直方向に延びる複数の鉄骨と、これら鉄骨を壁面両側で連結する鋼材とからなる第２の芯部材がソイルセメント内に埋設されていることを特徴とするソイルセメント構造物。
【請求項１１】
請求項７記載のソイルセメント構造物であって、
前記ソイルセメント壁が請求項４又は５記載のソイルセメント壁で構成されたことを特徴とするソイルセメント構造物。
【請求項１２】
請求項７から１１何れかに記載のソイルセメント構造物と、複数の基礎杭とを備えることを特徴とする建物の基礎構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の基礎構造の一部として用いることのできるソイルセメント壁、ソイルセメント壁杭、ソイルセメント構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建物の地下構造物を施工する場合は、地下構造物の外周に山留め壁を施工し、山留め壁で囲まれた内部を掘削していく工法が広く実施されている。山留め壁としては、ソイルセメント柱列壁や地中連続壁などが広く用いられており、これらの山留め壁は建物の構築後も撤去することなく、建物の外周の地中に埋設したまま残置している。
【０００３】
ところで、従来、このような山留め壁には基礎としての機能を期待していない。このため、建物の外周には山留め壁とは別に基礎杭を設けなければならず、これは非効率である。そこで、例えば特許文献１には、建物外周の要所位置において、山留め壁であるソイルセメント柱列壁のＨ鋼芯材の下端を支持層に到達するように形成し、ソイルセメント柱列壁の一部を基礎構造として用いる方法が記載されている。
【特許文献１】特許第２７３６５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の方法では、ソイルセメント柱列壁の掘削孔一つ分のソイルを支持層まで到達させ、その中心に一本のＨ型鋼を埋設することで、ソイルセメントの柱を形成し、基礎杭の代わりとして用いている。しかし、上記の構成では、Ｈ型鋼に伝達された建物の荷重をソイルセメントに伝達する機構が設けられておらず、また、ソイルセメントの柱では鉛直荷重に対する強度が不十分であるため、建物の鉛直荷重を負担するために十分な鉛直方向及び水平方向の強度を得ることは難しい。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、経済性、施工性がよく、基礎構造の一部として鉛直方向荷重を負担させることの可能なソイルセメント壁及びこれらに用いられる芯材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の芯材は  ソイルセメント壁やソイルセメント壁杭などに埋設されて用いられる芯材であって、横方向に並ぶように配置された、ウェブの表面にスタッドが設けられた鉛直方向に延びる複数のＨ型鋼と、これらＨ型鋼を壁面両側でお互いに連結する鋼材とを備えることを特徴とする。上記の芯材において、前記鋼材の他方の鋼材と対向する側の面にスタッドが設けられていてもよい。
【０００７】
また、本発明のソイルセメント壁は、建物の地中に設けられるソイルセメント壁であって、上記の芯材がソイルセメント内に埋設されていることを特徴とする。
本発明によれば、高強度ソイルセメントがスタッドを埋設した状態で降下しているため、鉄骨と高強度ソイルセメントが一体化し、鉄骨に伝達された建物の鉛直荷重を高強度ソイルセメントを介して支持層に伝達することができる。
【０００８】
また、本発明のソイルセメント壁は、軟弱層を含んだ地盤の液状化を防止すべく建物を取り囲むように地中に設けられるソイルセメント壁であって、上記の芯材をソイルセメント内に埋設されていることを特徴とする。上記のソイルセメント壁において、少なくとも軟弱層のソイルセメントが高強度ソイルセメントにより構成されていてもよい。
本発明によれば、ソイルセメント壁に囲まれた軟弱層を堅固に拘束することにより、軟弱地盤を構成する土砂に生じるせん断歪みを抑え、地盤の液状化を防止できる。
【０００９】
また、本発明のソイルセメント壁杭は、上記の芯材の埋設されたソイルセメント壁杭であって、下端が支持層まで到達し、支持層内のソイルセメントが高強度ソイルセメントで構成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のソイルセメント構造物は、ソイルセメント壁により構成されたソイルセメント構造物であって、前記ソイルセメント壁の一部を上記のソイルセメント壁杭で構成してなることを特徴とする。
また、本発明のソイルセメント構造物は、軟弱層を含んだ地盤の液状化を防止すべく建物を取り囲むように地中に設けられたソイルセメント壁により構成されたソイルセメント構造物であって、前記ソイルセメント壁の一部が上記のソイルセメント壁杭で構成され、少なくとも軟弱層のソイルセメントが高強度ソイルセメントにより構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、上記のソイルセメント構造物において、少なくとも前記軟弱層に相当する部分に、横方向に並ぶように配置された鉛直方向に延びる複数の鉄骨と、これら鉄骨を壁面両側で連結する鋼材とからなる第２の芯部材がソイルセメント内に埋設されていてもよい。
【００１２】
また、本発明のソイルセメント構造物は、軟弱層を含んだ地盤の液状化を防止すべく建物を取り囲むように地中に設けられたソイルセメント壁により構成されたソイルセメント構造物であって、前記ソイルセメント壁の一部が上記のソイルセメント壁杭で構成され、少なくとも前記軟弱層に相当する部分に、横方向に並ぶように配置された鉛直方向に延びる複数の鉄骨と、これら鉄骨を壁面両側で連結する鋼材とからなる第２の芯部材がソイルセメント内に埋設されていることを特徴とする。
また、上記のソイルセメント構造部において、前記ソイルセメント壁が上記のソイルセメント壁で構成されてもよい。
本発明によれば、ソイルセメント壁を基礎構造の一部として用いることができる。これにより、建物の外周近傍の基礎杭の一部を減らすことができ、基礎杭の施工にかかっていたコストや施工期間を減らすことができる。
【００１３】
また、本発明は、上記のソイルセメント壁と、複数の基礎杭とを備えることを特徴とする建物の基礎構造を含むものとする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ソイルセメント壁を基礎構造の一部として用いることができる。これにより、建物の外周近傍の基礎杭の一部を減らすことができ、基礎杭の施工にかかっていたコストや施工期間を減らすことができる。さらに、ソイルセメント壁に囲まれた軟弱層を堅固に拘束することにより、軟弱地盤を構成する土砂に生じるせん断歪みを抑え、地盤の液状化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のソイルセメント壁の一実施形態を図面を参照しながら、詳細に説明する。なお、本実施形態ではソイルセメント柱列壁を例として説明するが、本発明は、ソイルセメント壁などにも適用することができる。
図１は、ソイルセメント柱列壁１０の配置を示す水平方向断面図であり、図２は、図１におけるII−II’断面図であり、図３は、図１におけるIII−III’断面図であり、図４は図１におけるIV−IV’断面図である。本実施形態のソイルセメント柱列壁１０は、土砂等からなる軟弱層４と、支持層３とを備える液状化を起こす可能性を有する地盤に設けられるものである。図１〜４に示すように、ソイルセメント柱列壁１０は、建物２の周囲を取り囲むように設けられており、さらに、その下端は液状化を起こす可能性のある軟弱層４よりも深くまで到達している。また、ソイルセメント柱列壁１０は、適宜間隔をあけて、下端が支持層３まで到達するように形成された壁杭部２０を備える。
【００１６】
図５は、壁杭部２０の詳細な構成を示す水平方向断面図である。同図に示すように、壁杭部２０は、ソイルセメント１３と、ソイルセメント１３内に埋設された芯材１１とで構成される。壁杭部２０を構成するソイルセメント１３は、支持層３及び軟弱層４に相当する部分が高強度ソイルセメント１６により構成され、それ以外の部分は、普通強度のソイルセメントにより構成される。なお、高強度ソイルセメント１６は、普通強度のソイルセメントに比べて土砂に対するセメント量の割合を増加させることで形成され、４［Ｎ／ｍｍ２］〜２０［Ｎ／ｍｍ２］程度の強度を有するソイルセメントである。
【００１７】
図６は、壁杭部２０に埋設された芯材１１を示す図であり、同図（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は正面図である。同図に示すように、芯材１１は、横方向に並べられた鉛直方向に延びる複数のＨ型鋼１２と、これら複数のＨ型鋼１２を連結するようにＨ型鋼１２の両フランジ面１２Ａに取り付けられた鋼板１４とを備える。なお、本実施形態では、鋼板１４を横方向に延びるように設けているが、これに限らず、斜めに延びるように設けても良い。
【００１８】
図７は、芯材１１を構成するＨ型鋼１２を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は、鉛直方向断面図、（Ｃ）は正面図である。同図に示すように、Ｈ型鋼１２のウェブ１２Ｂの前記支持層３に相当する部位の表面には、スタッド１７が取り付けられている。このスタッド１７はＨ型鋼１２のウェブ１２Ｂの表面の少なくとも支持層３に相当する部分に取り付けられていればよいが、図３ではスタッドが支持層３より上方の地盤内にも設けた例を示している。
壁杭部の２０を構成する高強度ソイルセメント１６は、Ｈ型鋼１２のウェブ１２Ｂの表面に取り付けられたスタッド１７が埋設された状態で硬化している。このため、Ｈ型鋼１２と高強度ソイルセメント１６とが一体化している。なお、本実施形態では、Ｈ型鋼１２のウェブ１２Ｂのみにスタッド１７が設けられた場合について説明したが、これに限らず、鋼板１７の互いに対向する側の面にも取り付けても良い。
【００１９】
ソイルセメント柱列壁１０の壁杭部２０以外の部分は、ソイルセメント１３と、ソイルセメント１３内に埋設された鉄骨１８とを備える。壁杭部２０以外の部分のソイルセメントは、軟弱層４に相当する深さの部分が高強度ソイルセメント１６により構成され、それ以外の部分は、普通強度のソイルセメントにより構成される。
【００２０】
通常のソイルセメント柱列壁は、地盤を掘削することで発生した掘削土と掘削機の先端から噴出されたセメントミルクを混合攪拌してソイルセメントを形成し、このソイルセメントが硬化する前に鉄骨を挿入することにより構築される。
本実施形態のソイルセメント柱列壁１０の壁杭部２０を構築する場合は、軟弱層４に相当する部分の土砂を掘削しながら掘削した土砂とセメントミルクとを混合攪拌する際に、土砂に混合するセメント量を増加させる。これにより、軟弱層４に相当する部分のソイルセメントを高強度ソイルセメント１６とすることにより構築することができる。また、壁杭部２０先端に高強度ソイルセメント１６を用いる場合にも、同様に、壁杭部２０下端において土砂に混合するセメント量を増加すればよい。なお、ソイルセメント柱列壁１０内に埋設される芯材１１は、予め、地上においてＨ型鋼１２のウェブ１２Ｂにスタッド１７を取り付け、複数のＨ型鋼１２を鋼板１４により連結しておき、これをソイルセメント１３に挿入すればよい。
【００２１】
ここで、壁杭部２０における力の流れを説明する。建物２の荷重は鉛直下向きに壁杭部２０の芯材１１のＨ型鋼１２に伝達される。上述したように、Ｈ型鋼１２は、スタッド１７により高強度ソイルセメント１６と一体となっているため、Ｈ型鋼１２に伝達された建物の荷重は、スタッド１７を介して高強度ソイルセメント１６に伝達される。また、高強度ソイルセメント１６は支持層３まで到達しているため、建物２の荷重は高強度ソイルセメント１６から支持層３に伝達される。
【００２２】
このように、本実施形態のソイルセメント柱列壁１０は支持層３まで達する壁杭部２０を備えるとともに、この壁杭部２０に埋設されたＨ型鋼１２がスタッド１７により高強度ソイルセメント１６と一体化しているため、基礎杭と同様に、建物２の荷重を支持層３に伝達することができる。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態のソイルセメント柱列壁１０によれば基礎杭と同様に建物２の鉛直荷重を支持層３に伝達することができるため、基礎構造の一部として用いることができる。以下、本実施形態のソイルセメント柱列壁１０を用いた基礎構造を説明する。
図８は、比較例として、従来の基礎構造３０を示す断面図である。また、図９は、本実施形態のソイルセメント柱列壁１０を用いた基礎構造４０を示す図である。図８に示すように、従来の基礎構造３０では、所定の間隔ごとに基礎杭３１が設けられており、これらの基礎杭３１のみで、建物２の鉛直荷重を支持層３に伝達している。
【００２４】
これに対して、図９に示すように、本実施形態の基礎構造４０は、基礎杭４１に加えて、建物２の外周にソイルセメント柱列壁１０を備える。上述したように、ソイルセメント柱列壁１０の壁杭部２０は建物２の鉛直荷重を支持層３に伝達することができる。従って、従来の基礎構造３０において、建物２の外周近傍の基礎杭３１が負担していた荷重をソイルセメント柱列壁１０の壁杭部２０に負担させることができるため、建物２の外周近傍の基礎杭４１を省略することができる。
【００２５】
このように、本実施形態のソイルセメント柱列壁１０を備えた基礎構造４０によれば、外周近傍の基礎杭を省略することができるため、費用の削減及び工期の短縮が可能となる。また、当然ながら、根切りを行う際は、ソイルセメント柱列壁１０を山留め壁として用い、ソイルセメント柱列壁１０の内部の掘削を行うことができる。そのため、仮設である山留め壁を再利用することができるため、工費を削減することが可能である。
また、上述したように、本実施形態のソイルセメント柱列壁１０は、軟弱層４あたる深さに高強度ソイルセメント１６が配置されており、ソイルセメント柱列壁１０で囲まれた軟弱層４の土砂を堅固に拘束することができるため、地震動による軟弱層４のせん断歪みが減少し、液状化を防ぐことができる。ソイルセメント柱列壁１０は、液状化対策として従来用いられていた地中連続壁などに比べて、構築するために必要なコストを安く抑えることができるため、コストを削減することができる。
【００２６】
なお、本実施形態では、本発明を液状化を起こす可能性を有する軟弱層４を含む地盤に適用した場合について説明したが、本発明のソイルセメント壁は通常の地盤に用いることもでき、この場合、ソイルセメント壁に支持層まで到達するような壁杭部を設け、壁杭部の支持層内のソイルセメントを高強度ソイルセメントで構成するとともに、上述した芯材を埋設すればよい。ソイルセメント壁をこのような構成とすることにより、基礎の一部としても用いることができる。
また、本実施形態では、ソイルセメント柱列壁の壁杭部に芯材を埋設した場合について説明したが、下端が支持層まで到達し、支持層内のソイルセメントが高強度ソイルセメントで構成されたソイルセメント柱列壁杭やソイルセメント壁杭に芯材を埋設してもよい。かかる構成のソイルセメント柱列壁杭やソイルセメント壁杭によれば、本実施形態の壁杭部と同様に、Ｈ型鋼に伝達された建物の荷重を支持層に伝達することができる。
【００２７】
また、上記実施形態のソイルセメント柱列壁１０において、軟弱層４に相当する深さの部分のソイルセメント１３が高強度ソイルセメント１６により構成されるものとしたが、これに限らず、ソイルセメント柱列壁を構成するソイルセメントの軟弱層に相当する部位に、横方向に並べられた複数のＨ型鋼と、複数のＨ型鋼を互いに連結する鋼板とで構成される第２の芯部材を埋設する構成としてもよい。かかる構成によれば、複数のＨ型鋼を水平方向に緊結することにより、複数のＨ型鋼が一体となって地震動による水平せん断力を負担するため、水平方向せん断力に対する耐力を増大することができる。このため、上記の実施形態と同様に、地震動による軟弱層のせん断歪みを減らし、液状化を防ぐことができる。また、ソイルセメント柱列壁を構成するソイルセメントの軟弱層に相当する部位に、壁杭部に埋設したのと同様の構成の芯材を埋設する構成としてもよい。
また、ソイルセメント柱列壁を構成するソイルセメントの軟弱層に相当する部位を高強度ソイルセメントで構成し、さらに、第２の芯材又は壁杭部に埋設したのと同様の構成の芯材を埋設する構成としてもよい。
【００２８】
なお、上記の説明では、ソイルセメント柱列壁に壁杭部を設けた場合について説明したが、これに限らず、壁杭部を設けずに、ソイルセメント柱列壁を構成するソイルセメント内に上述した芯材を埋設する構成としてもよい。また、上記の説明では、軟弱層及び支持層内のソイルセメントが高強度ソイルセメントからなる構成としたが、これに限らず、ソイルセメント柱列壁の少なくとも一部が高強度ソイルセメントで構成されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態のソイルセメント柱列壁の配置を示す水平方向断面図である。
【図２】図１におけるII−II´断面図である。
【図３】図１におけるIII−III´断面図である。
【図４】図１におけるIV−IV´断面図である。
【図５】壁杭部の構成を示す断面図である。
【図６】壁杭部に埋設された芯材を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は正面図である。
【図７】芯材に用いられているＨ型鋼を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）は正面図である。
【図８】従来の基礎構造を示す断面図である。
【図９】本実施形態の基礎構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
２    建物                        ３    支持層
４    軟弱層                      １０  ソイルセメント柱列壁
１１  芯材                        １２  Ｈ型鋼
１３  ソイルセメント              １４  鋼板
１６  高強度ソイルセメント        １７  スタッド
１８  鉄骨                        ２０  壁杭部
３０  従来の基礎構造              ３１  基礎杭
４０  基礎構造                    ４１  基礎杭
【図５】
2007297834.tif 000003
【図６】
2007297834.tif 000004
【図７】
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【図８】
2007297834.tif 000006
【図９】
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【図１】
2007297834.tif 000008
【図２】
2007297834.tif 000009
【図３】
2007297834.tif 000010
【図４】
2007297834.tif 000011