(57)【要約】【課題】地盤の掘削量及び排土量を削減する。【解決手段】基礎構造１０は、地盤Ｇに埋設された鉄骨基礎梁５０と、鉄骨基礎梁５０に支持されると共に地盤Ｇ上に設けられた基礎底盤３０と、を備えている。なお、基礎底盤３０は、地盤Ｇに直接支持されていると共に、鉄骨基礎梁５０を介して地盤Ｇに支持されている。鉄骨基礎梁５０の上側フランジ５２Ｕには、スタッド６０が設けられている。そして、上側フランジ５２Ｕに設けられたスタッド６０が基礎底盤３０に埋設されることで、基礎底盤３０と鉄骨基礎梁５０とが接合されると共に、両者が一体化され合成梁を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に埋設された鉄骨基礎梁と、
前記鉄骨基礎梁に支持されると共に前記地盤に設けられた基礎底盤と、
を備える基礎構造。
【請求項２】
前記基礎底盤と前記鉄骨基礎梁とは、接合手段で接合されている、
請求項１に記載の基礎構造。
【請求項３】
地盤を掘削し、基礎底盤が設けられる基礎底盤用掘削部を形成する工程と、
前記基礎底盤用掘削部の底部を溝状に掘削し、鉄骨基礎梁が設けられる鉄骨基礎梁用掘削部を形成する工程と、
前記鉄骨基礎梁用掘削部に前記鉄骨基礎梁を設置する工程と、
前記鉄骨基礎梁用掘削部を埋め戻す工程と、
前記鉄骨基礎梁に支持されるように前記基礎底盤用掘削部に前記基礎底盤を設ける工程と、
を備える基礎構造の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基礎構造及び基礎構造の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、少なくとも一部が地盤中に配置される鉄骨製の基礎梁と、基礎梁の下面と掘削された地盤面との間に介装される板状部材と、を備え、これら基礎梁および板状部材を介して建物の荷重を地盤に伝達する基礎構造が開示されている。
【０００３】
この特許文献１の基礎構造は、基礎梁を鉄骨製としたことで、鉄筋コンクリート造の基礎梁と比較して、基礎梁の体積が小さくなる。よって、その分、基礎梁の周囲に埋め戻す埋め戻し土量が多くなり、残土の発生量を少なくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０４７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の基礎構造は、地盤と間隔をあけて設ける床スラブを鉄骨基礎梁に載せた構造であり、地盤に設ける基礎底盤に関する技術は開示されていない。
【０００６】
ここで、地盤に基礎底盤を設ける場合、基礎底盤の厚み分、地面を掘削する必要がある。また、掘削した排土を廃棄処理する必要がある。
【０００７】
本発明は、地盤の掘削量及び排土量を削減することができる基礎構造及び基礎構造の施工方法を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、地盤に埋設された鉄骨基礎梁と、前記鉄骨基礎梁に支持されると共に前記地盤に設けられた基礎底盤と、を備えている。
【０００９】
請求項１に記載の発明では、基礎構造を構成する基礎底盤と鉄骨基礎梁とで建物荷重を地盤に伝達するので、基礎底盤のみで構成された基礎構造と比較し、基礎底盤を薄型化できる。そして、基礎底盤を薄型化することで、掘削量が削減されると共に排土量が削減される。更に、鉄骨基礎を埋設するために掘削した掘削部分を埋め戻すことで、排土量が削減される。
【００１０】
また、基礎底盤を薄型化することで、使用するコンクリートや鉄筋を削減することができる。
【００１１】
請求項２の発明は、前記基礎底盤と前記鉄骨基礎梁とは、接合手段で接合されている。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、鉄骨基礎梁に設けられた接合手段によって基礎底盤と鉄骨基礎梁とを接合して一体化し合成梁とすることで、耐力や剛性が向上する。よって、基礎底盤を更に薄型化できると共に鉄骨基礎梁の断面を小さくすることができる。したがって、掘削量及び排土量を更に削減することができると共に、コンクリート及び鉄骨量を削減することができる。
【００１３】
請求項３の発明は、地盤を掘削し、基礎底盤が設けられる基礎底盤用掘削部を形成する工程と、前記基礎底盤用掘削部の底部を溝状に掘削し、鉄骨基礎梁が設けられる鉄骨基礎梁用掘削部を形成する工程と、前記鉄骨基礎梁用掘削部に前記鉄骨基礎梁を設置する工程と、前記鉄骨基礎梁用掘削部を埋め戻す工程と、前記鉄骨基礎梁に支持されるように前記基礎底盤用掘削部に前記基礎底盤を設ける工程と、を備えている。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、基礎構造を構成する基礎底盤と鉄骨基礎梁とで地盤に建物荷重を伝達するので、基礎底盤のみで構成された基礎構造と比較し、基礎底盤を薄型化できる。そして、基礎底盤を薄型化することで、一次掘削量が削減されると共に排土量が削減される。更に、鉄骨基礎梁用掘削部を埋め戻すことで、排土量が削減される。
【００１５】
また、基礎底盤用掘削部の底部を溝状に掘削（溝堀）することで、一次掘削で鉄骨基礎梁を埋設する深さまで掘削する場合と比較し、掘削量が削減される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、地盤の掘削量及び排土量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の基礎構造を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の基礎構造の施工工程を（Ａ）から（Ｅ）に順番に示す工程図である。
【図３】本発明の基礎構造を用いた第一実施例の構造物を示す断面図である。
【図４】本発明の基礎構造を用いた第二実施例の構造物を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜実施形態＞
本発明の一実施形態に係る基礎構造について図１及び図２を用いて説明する。なお、上下方向をＺ方向とし、鉄骨基礎梁５０の軸方向をＹ方向とし、Ｚ方向及びＹ方向と直交する方向をＸ方向とする。
【００１９】
（構造）
まず、基礎構造１０の具体的な構造について説明する。
【００２０】
図１及び図２（Ｅ）に示すように、基礎構造１０は、地盤Ｇに埋設された鉄骨基礎梁５０と、鉄骨基礎梁５０に支持されると共に地盤Ｇ上に設けられた基礎底盤３０と、を備えている。なお、基礎底盤３０は、地盤Ｇに直接支持されていると共に、地盤Ｇに埋設された鉄骨基礎梁５０に支持されている。また、基礎底盤３０の上には、図示していない建物が構築されている。
【００２１】
本実施形態の基礎底盤３０は、鉄筋コンクリート造のマットスラブとされている。また、本実施形態の鉄骨基礎梁５０はＨ形鋼で構成されている。
【００２２】
鉄骨基礎梁５０は、上側フランジ５２Ｕ、下側フランジ５２Ｌ及びこれらを接続するウェブ５４を有する構造である。また、鉄骨基礎梁５０の上側フランジ５２Ｕには、スタッド６０が設けられている。そして、上側フランジ５２Ｕに設けられたスタッド６０が基礎底盤３０に埋設されることで、基礎底盤３０と鉄骨基礎梁５０とが接合されると共に両者が一体化され、合成梁を構成している。
【００２３】
（施工方法）
次に、図２を用いて基礎構造１０の施工方法の一例について説明する。
【００２４】
図２（Ａ）に示すように、地盤Ｇを一次掘削し、基礎底盤用掘削部３１を形成する。
【００２５】
図２（Ｂ）に示すように、基礎底盤用掘削部３１の底部３１Ａを断面逆台形状に二次掘削し、鉄骨基礎梁用掘削部５１を形成する。なお、鉄骨基礎梁用掘削部５１は、Ｙ方向（図２の紙面に直交する方向）に延在する溝状に形成する。
【００２６】
図２（Ｃ）に示すように、鉄骨基礎梁用掘削部５１に鉄骨基礎梁５０を設置する。
【００２７】
図２（Ｄ）に示すように、鉄骨基礎梁用掘削部５１を埋め戻す。また、鉄骨基礎梁５０の上側フランジ５２Ｕにスタッド６０を接合する。なお、スタッド６０は鉄骨基礎梁用掘削部５１に設置する前に上側フランジ５２Ｕに予め接合していてもよい。
【００２８】
図２（Ｅ）に示すように、基礎底盤用掘削部３１に、図示してない鉄筋を配筋してコンクリートを打設し、基礎底盤３０を構築する。
【００２９】
（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００３０】
仮に基礎底盤３０のみで基礎を構成する比較例の場合、基礎底盤３０の厚みは、図１に示すＬ２となる。
【００３１】
しかし、本実施形態の基礎構造１０は、基礎底盤３０と鉄骨基礎梁５０とからそれぞれ地盤Ｇに建物荷重を伝達することで、基礎底盤３０のみで構成された基礎構造と比較し、基礎底盤３０の厚みがＬ１となり、基礎底盤３０を薄型化できる。
【００３２】
そして、このように基礎底盤３０が薄型化されることで、地盤Ｇの一次掘削量が削減されると共に排土量が削減される。また、基礎底盤３０が薄型化されることで、使用するコンクリートを削減することができる。
【００３３】
また、鉄骨基礎梁５０を埋設するための鉄骨基礎梁用掘削部５１を二次掘削で溝堀することで、一次掘削で鉄骨基礎梁５０を埋設する深さＬ２まで掘削する場合と比較し、掘削量が削減される。更に、溝掘した鉄骨基礎梁用掘削部５１を埋め戻すことで、排土量が削減される。
【００３４】
また、鉄骨基礎梁５０を埋め戻した部分に、基礎底盤３０が受ける建物荷重を伝達することができる。更に、埋戻土による鉄骨基礎梁５０に対する横補剛効果を期待することができる。
【００３５】
本実施形態では、鉄骨基礎梁５０の上側フランジ５２Ｕに設けられたスタッド６０によって、基礎底盤３０と鉄骨基礎梁５０とが接合されて一体化し、合成梁となる。よって、曲げやせん断に抵抗できる断面が増えて、耐力や剛性が向上する。
【００３６】
そして、このように合成梁とすることで、基礎底盤３０を薄型化できると共に鉄骨基礎梁５０の断面を小さくすることができる。したがって、掘削量及び排土量を削減することができると共に、コンクリート及び鉄骨量を削減することができる。
【００３７】
また、別の観点から説明すると、鉄筋コンクリート造の基礎底盤３０を鉄骨基礎梁５０とスタッド６０で接合して一体化することで高剛性基礎底盤となる。そして、前述したように比較例の厚さＬ２の基礎底盤のみで基礎を構成する場合と比較し、基礎底盤３０が薄型化され、その分、鉄筋の配筋及びコンクリートの打設作業が削減され、この結果、省人化が図れると共に、工期短縮が図れる
【００３８】
なお、前述したように、基礎底盤３０は地盤Ｇに直接支持され、基礎底盤３０からも建物荷重を地盤Ｇに流す構造となっているので、本基礎構造１０をパイルドラフト基礎に適用することが可能である。
【００３９】
（その他）
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。また、下記は後述する実施例でも同様である。
【００４０】
鉄骨基礎梁５０の上側フランジ５２Ｕに設けられたスタッド６０によって基礎底盤３０と鉄骨基礎梁５０とが接合されて一体化し、合成梁となっていたが、これに限定されない。スタッド６０以外の接合手段によって基礎底盤３０と鉄骨基礎梁５０とが接合され一体化されていてもよい。例えば、基礎底盤３０と鉄骨基礎梁５０とがコッターで接合されてもよい。
【００４１】
或いは、スタッド６０等の接合手段が設けられておらず、基礎底盤３０と鉄骨基礎梁５０とが非接合であってもよい。
【００４２】
また、基礎底盤３０は、鉄筋コンクリート造のマットスラブであったが、これに限定されるものではない。例えば、基礎底盤３０は、ベタ基礎、基礎耐圧盤及び杭基礎建物で水圧を受ける基礎スラブ等であってもよい。
【００４３】
また、鉄骨基礎梁５０はＨ形鋼で構成されていたが、これに限定されるものではく、Ｈ形鋼以外の鉄骨で構成されていてもよい。
【００４４】
＜実施例＞
次に、上述した実施形態の基礎構造１０を用いた実施例について説明する。なお、以下に説明する二つの実施例は一例であって、これらに限定されるものではない。また、上述のようにスタッド６０は適宜省略可能である。
【００４５】
［第一実施例］
第一実施例の構造物１００について図３を用いて説明する。なお、上記実施形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、本第一実施例は、上記実施形態の基礎構造１０に杭１０２を設けた場合の一例である。
【００４６】
（構造）
第一実施例の構造物１００の構造について説明する。
【００４７】
図３に示すように、第一実施例の構造物１００は、図示していない建物、該建物を構成する柱（鉄骨柱）１０４、鉄骨梁１０６、杭１０２、基礎底盤３０及び鉄骨基礎梁５０を含んで構成されている。
【００４８】
地盤Ｇに埋設された杭１０２の杭頭１０２Ａの周囲には、筒状の鋼管で構成されたコンパクトパイルキャップ１１０が設けられている。このコンパクトパイルキャップ１１０内には、コンクリートが充填されている。また、コンパクトパイルキャップ１１０の上には、柱基礎梁仕口部材１２０が設けられている。
【００４９】
柱基礎梁仕口部材１２０には、上下一対のフランジ部１２６Ｕ、１２６Ｌと、これら上下一対のフランジ部１２６Ｕ、１２６Ｌを接続するウェブ部１２４と、を有している。また、ウェブ部１２４の表面には、コンパクトパイルキャップ１１０と連続するように、上下方向に延びる補強リブ１１２が設けられている。なお、補強リブ１１２は、適宜省略可能である。
【００５０】
柱基礎梁仕口部材１２０のウェブ部１２４には、鉄骨基礎梁５０のウェブ５４が、図示していない接合プレート（スプライスプレート）を介してボルト及びナットにより接合されている。
【００５１】
柱基礎梁仕口部材１２０には、上側に突出するブラケット１２２が設けられている。このブラケット１２２の上端部１２２Ａには、積層ゴムで構成された免震装置１３０が接合され、更にこの免震装置１３０の上に柱１０４の下端が接合されている。また、柱１０４の柱脚部１０４Ａには、鉄骨梁１０６が接合されている。
【００５２】
（施工方法）
次に、第一実施例の施工方法について説明する。
【００５３】
基礎構造１０の施工方法は、上述の実施形態と同様であるが、本実施例の場合は、基礎底盤用掘削部３１の底部３１Ａを二次掘削で鉄骨基礎梁用掘削部５１を溝堀する際に、杭１０２の杭頭１０２Ａの周囲を壺掘し、杭１０２の杭頭１０２Ａを露出させる。そして、露出した杭頭１０２Ａの周囲にコンパクトパイルキャップ１１０を設置し、コンクリートを充填する。
【００５４】
その後、柱基礎梁仕口部材１２０及び鉄骨基礎梁５０を設置して埋め戻し、基礎底盤３０を構築する。
【００５５】
［第二実施例］
次に、第二実施例について図４を用いて説明する。なお、上記実施形態及び第一実施例で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５６】
（構造）
第二実施例の構造物２００の構造について説明する。
【００５７】
第二実施例の構造物２００は、建物２１０及び免震ピット２０２を有している。建物２１０は、免震ピット２０２に設けられた免震装置１３０によって免震支持されている。
【００５８】
免震ピット２０２は、地盤Ｇに形成された地盤凹部２０７に設けられている。この地盤凹部２０７は、底面に段差が形成されている。別言すると、地盤凹部２０７は、深い底面２０３Ａの地盤凹部２０３と、浅い底面２０５Ａの地盤凹部２０５と、で構成されている。また、地盤凹部２０３の側面に沿って山留壁２２０が設けられている。
【００５９】
地盤凹部２０７内には基礎底盤２３０が構築されている。基礎底盤２３０は底面２０３Ａ上の第一基礎底盤２３２と底面２０５Ａ上の第二基礎底盤２３４とを有している。これら第一基礎底盤２３２及び第二基礎底盤２３４を、それぞれ地盤Ｇに埋設された鉄骨基礎梁５０が支持している。
【００６０】
また、第一基礎底盤２３２及び第二基礎底盤２３４の上に、免震装置１３０が設置されている。なお、第二基礎底盤３４には、フーチング３６が形成され、このフーチング３６に免震装置１３０が設置されている。
【００６１】
（施工方法）
次に、第二実施例の施工方法について説明する。
【００６２】
基礎構造１０の施工方法は、上述の実施形態と同様であるが、本実施例の場合は、地盤凹部２０７を一次掘削し、地盤凹部２０７の底面２０３Ａ及び底面２０５Ａを二次掘削で溝堀して鉄骨基礎梁用掘削部５１を形成する。
【００６３】
そして、鉄骨基礎梁用掘削部５１に鉄骨基礎梁５０を設置して埋め戻し、鉄骨基礎梁５０の上側フランジ５２Ｕにスタッド６０を接合し、基礎底盤２３０を構築する。
【００６４】
＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない
【符号の説明】
【００６５】
１０      基礎構造
３０      基礎底盤
３１      基礎底盤用掘削部
５０      鉄骨基礎梁
５１      鉄骨基礎梁用掘削部
６０      スタッド（接合手段の一例）
２０７      免震ピット（基礎底盤用掘削部の一例）
２３０      基礎底盤
Ｇ      地盤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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