(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下地盤の底部に敷設した粘土系止水材上に構造物の躯体を支持する構造であって、
前記粘土系止水材が前記躯体の直下部分に敷設され、この粘土系止水材と前記地下地盤の側壁との間に形成される横方向の空間に、粘土系止水材の塑性変形流動および粘性流動を抑制する粘性流動抑制体が前記躯体の底部を取り囲むように充填して埋設されていることを特徴とする粘土系止水材による躯体支持構造。
【請求項２】
前記粘性流動抑制体は、難透水性かつ高剛性の多数のブロック間の隙間に難透水性材を充填あるいは挟在させたブロック集積体であることを特徴とする請求項１に記載の粘土系止水材による躯体支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビル等の建築物の地下部分や地中に埋設される構造物等の躯体を地中で支持する構造に係り、特に、地下水が浸透しにくい粘土系止水材を用いた躯体支持構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビルの地下部分や地中に埋設される設備等の躯体は、通常、地盤で直接支持されている。ところが、地盤の含水率が多い場合などには、施設内に地下水が侵入することを防止したり、逆に施設内に格納されている有害物質が地下水によって地中に漏出することを防止したりする目的で、粘土系止水材による支持構造が採用されている。これは、構造物の躯体と地盤との間に、地下水が浸透しにくい粘土系止水材を充填あるいは敷設して躯体を支持するものである。
【０００３】
図５は、ビルの躯体１０の地下部分と地盤Ｇとの間に粘土系止水材１を充填した支持構造を示している。粘土系止水材１は、躯体１０の底部および全周にわたり、十分な厚さをもって充填されている。図７は、有害物質を含む多数の廃棄物２１を封入した円筒状の廃棄設備の地中埋設構造を示しており、この場合、廃棄設備の躯体２０全体と地盤Ｇとの間に、粘土系止水材１が十分な厚さをもって充填あるいは敷設されている。粘土系止水材１としては、ベントナイト単体、あるいはベントナイトに砂や砂礫を混合した混合物が一例として挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、粘土系止水材にあっては、構造物の荷重を受けることにより塑性変形流動および粘性流動が生じる。このため、図５に示したビルの支持構造では、図６に示すように、塑性変形流動および粘性流動によって不等沈下が起きてビルが傾いてしまうおそれがあった。また、図７に示した廃棄設備では、廃棄物を、千年あるいは１万年といった長期間にわたり地中に隔離しておくことが求められるが、粘性流動によって底部の粘土系止水材が次第に薄くなってしまい、所要の止水性能が得られなくなってしまうおそれがあった。図６および図７における粘土系止水材中の矢印は、粘土系止水材に生じる粘性流動の方向を示している。
【０００５】
したがって本発明は、地中において躯体を粘土系止水材により支持するにあたり、粘土系止水材に生じる塑性変形流動および粘性流動が抑制され、その支持力が長期にわたって安定して確保される支持構造を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、地下地盤の底部に敷設した粘土系止水材上に構造物の躯体を支持する構造であって、粘土系止水材が躯体の直下部分に敷設され、この粘土系止水材と地下地盤の側壁との間に形成される横方向の空間に、粘土系止水材の塑性変形流動および粘性流動を抑制する粘性流動抑制体が躯体の底部を取り囲むように充填して埋設されていることを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、構造物の躯体の荷重を受ける粘土系止水材の塑性変形流動および粘性流動が、粘土系止水材と地下地盤の側壁との間に形成される横方向の空間に躯体の底部を取り囲むように埋設した粘性流動抑制体により抑制される。したがって、粘土系止水材の支持力が長期にわたって安定して確保される。また、粘土系止水材の厚さも当然変動しないので、粘土系止水材が有する止水性能も同様に確保される。
【０００８】
本発明の粘性流動抑制体としては、難透水性かつ高剛性の多数のブロック間の隙間に難透水性材を充填あるいは挟在させたブロック集積体が好適に用いられる。また、ここで難透水材としては、粘土が好適に用いられる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（１）第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係るビルの支持構造を示している。掘削された地下地盤Ｇの底部には、粘土系止水材１Ａが所定厚さに敷設され、この上にビルの躯体１０が建設されている。粘土系止水材１Ａの敷設範囲は、躯体１０の直下部分であり、その厚さは、粘土系止水材１Ａ自身が備える止水性能が十分に発揮される厚さに設定されている。粘土系止水材１Ａとしては、ベントナイト単体、あるいはベントナイトに砂や砂礫を混合した混合物が好適に用いられる。そして、粘土系止水材１Ａと地下地盤Ｇの側壁Ｇ１との間には、ブロック集積体（粘性流動抑制体）２が、粘土系止水材１Ａとほぼ同じ高さに埋設されている。このブロック集積体２は、躯体１０の底部を取り囲むように矩形状に埋設されている。
【００１０】
ブロック集積体２は、図２に示すように、直方体状の複数のブロック２ａが集積され、これらブロック２ａの間の隙間に、難透水性材２ｂが充填されたものである。ブロック２ａとしては、透水性のきわめて低い天然地盤材料である硬岩等が好適に用いられる。また、難透水性材２ｂとしては、上記粘土系止水材１Ａと同様の粘土系止水材（粘土）が好適に用いられる。なお、図示はしていないが、ブロック集積体２の上方における地下地盤Ｇと躯体１０との間の空間には、粘土系止水材１Ａと同様の粘土系止水材が充填される。
【００１１】
躯体１０と地下地盤Ｇとの間に敷設された粘土系止水材１Ａは、躯体１０の荷重を受けることにより一様に圧密・沈下して密度が高まり、剛性が増大した状態で沈下が終息する。粘土系止水材１Ａは、周囲に埋設されたブロック集積体２により横方向への粘性流動が抑制される。このため、躯体１０の荷重により横方向に絞り出されるような塑性変形流動および粘性流動が生じない。したがって、粘土系止水材１Ａによる躯体１０の支持力が長期にわたって安定して確保され、不等沈下が生じて躯体１０が傾くといった問題が回避される。また、粘土系止水材１Ａの厚さも設計通りのままで変動しないので、粘土系止水材１Ａが有する止水性能も確保される。
【００１２】
（２）第２実施形態
図３は、本発明の第２実施形態に係る廃棄設備の地中埋設構造を示している。掘削された地下地盤Ｇの底部には、粘土系止水材１Ａが所定厚さに敷設され、この上に廃棄設備の躯体２０が載置されている。この躯体２０は、例えば円筒状に形成されており、その内部には、放射性廃棄物や産業廃棄物等の有害な多数の廃棄物２１が封入されている。底部の粘土系止水材１Ａの敷設範囲は躯体２０の直下部分であり、その厚さは、粘土系止水材１Ａ自身が備える止水性能が十分に発揮される厚さに設定されている。そして、粘土系止水材１Ａと地下地盤Ｇの側壁Ｇ１との間には、第１実施形態と同様のブロック集積体２が、粘土系止水材１Ａとほぼ同じ高さに埋設されている。このブロック集積体２は、躯体２０の底部を取り囲むように環状に構築されている。
【００１３】
廃棄設備の躯体２０の外壁と地下地盤Ｇとの間には、粘土系止水材１Ｂが充填され、さらに地表までの穴が粘土系止水材１Ｃで埋められている。これら粘土系止水材１Ｂ，１Ｃは上記粘土系止水材１Ａと同様の材質である。側壁部分の粘土系止水材１Ｂの厚さは、粘土系止水材１Ｂ自身が備える止水性能が十分に発揮される厚さに設定される。地表までの被り部分の粘土系止水材１Ｃの深さは、底部および側壁Ｇ１の数倍〜十数倍に設定されているが、底部の粘土系止水材１Ａおよび側壁Ｇ１と同程度の厚さでもよい。
【００１４】
（３）第３実施形態
図４は、本発明の第３実施形態に係る廃棄設備の地中埋設構造を示している。廃棄物２１を封入する廃棄設備の躯体３０は、図面の表裏方向に長く延びる長大な直方体状であり、この躯体３０がトンネル状の掘削穴Ｇ２内に埋設されている。躯体３０は、地下地盤Ｇに敷設された粘土系止水材１Ａの上に載置されており、粘土系止水材１Ａと地下地盤Ｇの側壁Ｇ１との間には、第１および第２実施形態と同様のブロック集積体２が、粘土系止水材１Ａとほぼ同じ高さに埋設されている。このブロック集積体２は、躯体３０の両側における底部に沿って帯状に埋設され、さらに、躯体３０の両端部における粘土系止水材１Ａと側壁Ｇ１との間にも埋設されている。（すなわち、このブロック集積体２は、躯体３０の底部を取り囲むように矩形の枠状に構築されている。）
【００１５】
第２実施形態と同様に、廃棄設備の躯体３０の外壁と地下地盤Ｇとの間には、粘土系止水材１Ｂが充填され、さらに地表までの穴が粘土系止水材１Ｃで埋められている。側壁Ｇ１部分の粘土系止水材１Ｂの厚さと、地表までの被り部分の粘土系止水材１Ｃの深さも、第２実施形態と同様に設定されている。
【００１６】
上記第２および第３実施形態によれば、先の第１実施形態と同様に、躯体２０（３０）の直下に敷設された粘土系止水材１Ａの塑性変形流動および粘性流動が、ブロック集積体２によって抑制されるので、躯体２０（３０）の支持力ならびに粘土系止水材１Ａの止水性能が長期にわたって安定して確保される。その結果、廃棄物２１を長期にわたって確実かつ安全に隔離することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、躯体を支持する粘土系止水材の周囲に粘土系止水材の塑性変形流動および粘性流動を抑制する粘性流動抑制体を埋設した構造であるから、躯体の支持力が長期にわたって安定して確保されるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態に係るビルの支持構造を示す断面図である。
【図２】  図１に示したビルの支持構造に用いられるブロック集積体（粘性流動抑止体）を示す斜視断面図である。
【図３】  本発明の第２実施形態に係る廃棄設備の地中埋設構造を示す断面図である。
【図４】  本発明の第３実施形態に係る廃棄設備の地中埋設構造を示す断面図である。
【図５】  従来のビルの支持構造を示す断面図である。
【図６】  従来のビルの支持構造の欠陥状態を示す断面図である。
【図７】  従来の廃棄設備の地中埋設構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１Ａ…粘土系止水材
２…ブロック集積体（粘性流動抑制体）
２ａ…ブロック
２ｂ…難透水性材
１０，２０，３０…躯体
Ｇ…地下地盤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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