(57)【要約】【課題】コストを抑えたうえで効果的に建物の沈下を抑えることを課題とする。【解決手段】建物の基礎構造１０は、小規模建築物１の下部の液状化対策の対象の地盤２に打設された複数の木杭１４と、複数の木杭１４の上に軽量セメント固化土で構築された基礎盤１２とを備える。複数の木杭１４と基礎盤１２とを含む基礎構造１０全体の比重は２未満である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物下部の液状化対策の対象の地盤に打設された複数の杭と、前記複数の杭の上に構築された基礎盤とを備える建物の基礎構造であって、
前記複数の杭は木杭であり、前記基礎盤は、軽量セメント固化土で構築され、
前記複数の木杭と前記基礎盤とを含む基礎構造全体の比重が、液状化された地盤の比重未満であることを特徴とする建物の基礎構造。
【請求項２】
前記複数の木杭の頭部を連結する連結材を備えることを特徴とする請求項１に記載の建物の基礎構造。
【請求項３】
建物下部の液状化対策の対象の地盤に杭を打設し、杭の上に基礎盤を構築する建物の基礎構造の構築方法であって、
前記複数の杭を木杭とし、前記基礎盤を、軽量セメント固化土で構築し、
前記複数の木杭と前記基礎盤とを含む基礎構造全体の比重を、液状化された地盤の比重未満とすることを特徴とする建物の基礎の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の基礎構造及び建築物の基礎の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な液状化対策工法としては、密度増大工法、間隙水圧消散工法、固化工法、地下水位低下工法等が知られているが、これらの工法は大掛かりで高コストであるため、小規模建築物の液状化対策において採用されることは少なく、小規模建築物の液状化対策工法としては簡易なものが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。非特許文献１に記載の小規模建築物の液状化対策工法は、小規模建築物の下の地盤の液状化を防止するというものではなく、液状化が発生しても小規模建築物の不同沈下を防止することを目標としているものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】社団法人  日本建築学会  編集・著作・発行，「小規模建築物基礎設計指針」，２００８年２月２５日  第１版第１刷発行，ｐ９２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、小規模建築物の液状化対策工法は提案されてはいるが、如何にすればコストを抑えたうえで効果的に建物の沈下を抑えることができるかという段階まで検討されているわけではない。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コストを抑えたうえで効果的に建物の沈下を抑えることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る建物の基礎構造は、建物下部の液状化対策の対象の地盤に打設された複数の杭と、前記複数の杭の上に構築された基礎盤とを備える建物の基礎構造であって、前記複数の杭は木杭であり、前記基礎盤は、軽量セメント固化土で構築され、前記複数の木杭と前記基礎盤とを含む基礎構造全体の比重が、液状化された地盤の比重未満であることを特徴とする。
【０００７】
前記建物の基礎構造は、前記複数の木杭の頭部を連結する連結材を備えてもよい。
【０００８】
また、本発明に係る建物の基礎の構築方法は、建物下部の液状化対策の対象の地盤に杭を打設し、杭の上に基礎盤を構築する建物の基礎構造の構築方法であって、前記複数の杭を木杭とし、前記基礎盤を、軽量セメント固化土で構築し、前記複数の木杭と前記基礎盤とを含む基礎構造全体の比重を、液状化された地盤の比重未満とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コストを抑えたうえで効果的に建物の沈下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係る小規模建築物の基礎構造を示す立面図である。
【図２】基礎構造を構築する手順を示す図である。
【図３】基礎構造を構築する手順を示す図である。
【図４】基礎構造を構築する手順を示す図である。
【図５】液状化の発生時の作用を示す立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る小規模建築物１の基礎構造１０を示す立面図である。この図に示すように、基礎構造１０は、小規模建築物１の下の液状化対策の対象の地盤２に構築される。ここで、小規模建築物とは、地上３階以下、建物高さ１３ｍ以下、軒高９ｍ以下、及び延べ面積５００ｍ２以下の条件を満足する比較的小規模な建築物をいう（上記非特許文献１のｐ１参照）。
【００１２】
基礎構造１０は、地表面から約１ｍの深さに約０．４ｍの厚さで構築された基礎盤１２と、基礎盤１２の下の地盤に打設された長さ約４ｍ、直径約１８ｃｍの複数の木杭１４と、複数の木杭１４の頭部を連結する連結材１６とを備えている。基礎盤１２の上に小規模建築物１が建てられており、基礎盤１２及び複数の木杭１４は小規模建築物１の荷重を受けている。また、地盤２の地下水位は、地表面から０．５ｍ（ＧＬ−０．５ｍ）の深さであり、基礎盤１２は、地下水位よりも低位に構築されている。
【００１３】
基礎盤１２は、軽量セメント固化土で構築された平板である。ここで、軽量セメント固化土としては、例として、原料土（砂質土）とセメントと水と気泡を混合した気泡混合軽量土を用いて生成されたもの（ＦＣＢ工法：気泡混合軽量盛土工法）が挙げられる。また、その他の例としては、ＥＰＳブロック、発泡ビーズ混合軽量土、気泡混合土、石炭灰・水砕スラグ、火山灰土等の軽量盛土材をセメントで固化させたものが挙げられる。なお、基礎盤１２は、平版に限らず、井桁形状のものでもよい。
【００１４】
複数の木杭１４は、約１．５ｍの間隔で縦横に配され、頭部は基礎盤１２に埋設されている。
【００１５】
連結材１６は、鉄筋であり、縦横に配された複数の木杭１４の頭部を縦方向、横方向のみならず対角線方向にも連結する。また、連結材１６は、木杭１４の頭部と共に基礎盤１２に埋設されている。なお、連結材１６は、鉄筋に限らず、番線や金網等の複数の木杭１４を一体化させることができるものであればよい。
【００１６】
図２〜図４は、基礎構造１０を構築する手順を示す図である。基礎構造１０を構築する際には、まず、図２に示すように、地盤２を約１ｍ掘削してから複数の木杭１４をその頭部が掘削底面から突出するように打設する。そして、図３に示すように、複数の木杭１４の頭部を連結材１６で連結し、図４に示すように、木杭１４の頭部及び連結材１６が埋設されるように軽量セメント固化土を掘削底面上に約０．４ｍの厚さで打設する。
【００１７】
ところで、上記非特許文献１には、小規模建築物を対象とした液状化判定では、２００gal以下のＬ１地震（レベル１地震：住宅などの建築物の利用期間中に遭遇する可能性の高い地震）に対して地表面から５ｍ（ＧＬ−５ｍ）の深さまでを考慮すればよい旨、記載されている。そこで、本実施形態では、小規模建築物１の下の地盤２における地表面から約５ｍの範囲に、液状化対策を目的とした基礎構造１０を構築している。
【００１８】
ここで、「設計要領  第一集  土工編」（東日本高速道路株式会社、中日本高速道路株式会社、西日本高速道路株式会社  編集，株式会社高速道路総合技術研究所  発行，平成１８年７月  初版発行）の１−４３頁の表１−１６に記載されているように、自然の砂地盤の単位体積重量が２０ｋＮ／ｍ３であるのに対し、水の単位体積重量は１０ｋＮ／ｍ３であることから、液状化した砂地盤は比重２程度の液体の性質を示すことになる。なお、砂が密実でなかったり、砂に礫が混じっていたり、密実でない砂質土であったりすると、砂地盤の単位体積重量が１７〜２１ｋＮ／ｍ３の範囲で変動することから、液状化した砂地盤の比重は１．７〜２．１というように変動する。また、液状化した地盤の比重については、１．７より小さくなる場合もある等、諸説がある。
【００１９】
そこで、本実施形態では、液状化した地盤が比重２程度の液体の性質を示すことに鑑み、図５に示すように、基礎構造１０全体の比重を２未満として、基礎構造１０に浮力Ｐを作用させ、小規模建築物１から地盤２に伝わる荷重Ｗを減少させることで、地盤２に液状化が発生した際の小規模建築物１の沈下を抑制する。以下、この点について実施例を挙げて説明する。
【００２０】
一実施例に係る小規模建築物１の平面の縦横の寸法、単位面積当たりの荷重、及び、全体の荷重は、夫々、７ｍ×７ｍ、１０ｋＮ／ｍ２、４９０ｋＮである。これに対して、基礎盤１２の平面の縦横及び高さの寸法、比重、及び単位体積重量は、夫々、１０ｍ×１０ｍ×０．４ｍ、１．０、１０ｋＮ／ｍ３であり、４９本の木杭１４の寸法、比重、及び単位体積重量は、夫々、φ１８ｃｍ×長さ４ｍ、０．５、５ｋＮ／ｍ３である。また、液状化した砂地盤の比重、単位体積重量は、夫々、２．０、２０ｋＮ／ｍ３である。
【００２１】
当該実施例において、基礎盤１２に作用する浮力Ｐ１は、４００ｋＮ（＝１０ｍ×１０ｍ×０．４ｍ×（２０ｋＮ／ｍ３−１０ｋＮ／ｍ３））、４９本の木杭１４に作用する浮力Ｐ２は、７４．８ｋＮ（＝０．０９ｍ×０．０９ｍ×３．１４×４ｍ×（２０ｋＮ／ｍ３−５ｋＮ／ｍ３）×４９）であり、これらの合計（浮力Ｐ）は、４７４．９ｋＮである。これに対して、小規模建築物１の荷重Ｗは４９０ｋＮであるため、液状化の発生時に地盤２に対する上載荷重（Ｗ−Ｐ）は、１５．２ｋＮ（＝４９０ｋＮ−４７４．８ｋＮ）となる。
【００２２】
以上説明したように、杭を木杭１４とし、基礎盤１２をセメント軽量固化土で構築することにより、基礎構造１０全体の比重を、液状化した地盤２の比重（約２）よりも小さくすることで、液状化した地盤２から基礎構造１０に浮力Ｐを作用させ、小規模建築物１から地盤２に伝わる荷重を減少させることで、地盤２に液状化が発生した際の小規模建築物１の沈下を抑制することができる。
【００２３】
また、本実施形態に係る基礎構造１０では、多数の木杭１４を地盤２に打設し、それらの頭部に強固な基礎盤１２を構築することにより、小規模建築物１の下の地盤２の一体性を高めることができ、地震時の地盤２のせん断変形を抑制することができる。従って、地盤２の液状化を抑制することができる。
【００２４】
また、剛性の高い基礎盤１２が存在することにより、地盤２に液状化が発生した際の小規模建築物１の不同沈下を抑制することができる。
【００２５】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００２６】
また、上述の実施形態では、小規模建築物１の液状化対策を例に挙げて本発明を説明したが、上述の小規模建築物の条件に当てはまらない建築物の液状化対策にも本発明を適用できる。また、複数の杭の頭部を連結材で連結することは必須ではない。
【符号の説明】
【００２７】
１  小規模建築物（建物）、２  地盤、１０  基礎構造、１２  基礎盤、１４  木杭、１６  連結材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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