(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤を所要深さ掘り下げ、掘り下げられて形成される地表面を整地し、整地された該地表面の所要箇所にコンクリートを流し込み、固化させて第１の基礎を形成し、その後、弾性体からなる小片とバインダとを攪拌、混合して得られる混合物を、上記第１の基礎の表面に展延し、固化させて中間層を形成し、次いで、該中間層の表面にコンクリートを流し込み、固化させて第２の基礎を形成することを特徴とする耐震基礎構造の構築方法。
【請求項２】
上記混合物を施工現場において調製しつつ、順次展延して上記中間層を形成する請求項１記載の耐震基礎構造の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基礎の部分で、地盤と上部の建屋とを絶縁し、建屋に対する地震の揺れ、衝撃、特に縦揺れの際の衝撃などを緩和するための耐震基礎構造の構築方法に関する。この耐震基礎構造は、特に一般の民家など、比較的、規模の小さい建屋に適する。
【０００２】
【従来の技術】
建築構造物では、自重などの安定した長期荷重には、構造物自体の不変性が常に高い安全率で要求される。しかし、地震などの予測し難い短期荷重には、致命的ではない部分破壊は許容せざるを得ない。通常、このような考えに基づいて設計がなされるが、現実には、強い地震が発生すれば多くの建築構造物が致命的な損壊を受けることも少なくない。このように、現状においては、耐震構造は必ずしも確立されたものではなく、一部の学校、研究所、高層建築などにおいて、試験的に取り入れられているにすぎない。特に一般の民家などでは、強度向上のための種々の改良、改善、例えば筋交いなどによる横揺れに対する対策はある程度なされてはいる。しかし、地震の際の特に縦揺れを考慮した設計、施工は実質的になされていないのが実情である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、特に民家などの比較的規模の小さい建屋などにおいて、簡易な装置、操作によって、且つ安価な耐震性の基礎構造の構築方法を提供することを目的とする。本発明では、地盤と基礎及び建屋との間に介在させた弾性を有する板状体によって、建屋への地震の揺れ、衝撃、特に縦揺れの際の衝撃等の伝播を抑えるものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の耐震基礎構造の構築方法は、地盤を所要深さ掘り下げ、掘り下げられて形成される地表面を整地し、整地された該地表面の所要箇所にコンクリートを流し込み、固化させて第１の基礎を形成し、その後、弾性体からなる小片とバインダとを攪拌、混合して得られる混合物を、上記第１の基礎の表面に展延し、固化させて中間層を形成し、次いで、該中間層の表面にコンクリートを流し込み、固化させて第２の基礎を形成することを特徴とする。
【０００６】
耐震基礎構造は、土台を載置するための基礎構造に従って、所定幅で構築される布基礎とすることもできる。しかし、耐震の効果を十分に得るためにはべた基礎とすることが好ましい。従って、以下、第１の基礎、中間層及び第２の基礎のいずれもが、所定の建築面積に対応した平面形状に形成されているべた基礎の場合について説明する。尚、現在、民家等の比較的規模の小さい建屋であっても、筋交い等によって地震の際の横揺れに対しては、相当の対策が講じられている。しかし、家屋の倒壊等、致命的な損壊を受ける可能性が高い縦揺れに対しては有効な対策が採られていないのが実情である。本発明は、特に、この縦揺れの際の衝撃を緩和し、建屋が被る被害を軽減せんとするものである。
【０００７】
上記「コンクリート製の第１の基礎」は、地盤を所要の深さまで掘り下げ、その表面にバラスト等を敷きつめ、突き固めるなどして整地した後、コンクリートを流し込み、固化させて形成する。この第１の基礎の内部には、所定間隔でもって所要本数の鉄筋が埋め込まれ、強化されている。第１の基礎の厚さは特に限定されないが、５０〜２００ｍｍ、特に５０〜１５０ｍｍ、更には１００ｍｍ程度であればよい。この厚さが５０ｍｍ未満では、地震の際に第２の基礎及び建屋を支えるには強度が不足する場合がある。また、通常、厚さは２００ｍｍであれば十分である。尚、この第１の基礎の周縁の少なくとも一部において、その端縁を所望の長さ、斜め下方へ突き出した張り出し部を設けた状態とすれば、この第１の基礎がより安定したものとなる。
【０００８】
上記「中間層」は、地震の際に地盤とともに揺れる第１の基礎と、第２の基礎及び建屋とを絶縁する作用を有する。第１の基礎の上面のほぼ全面に渡って設けられるこの中間層の厚さも特定されないが、１０〜１００ｍｍ、特に３０〜７０ｍｍ程度であれば、揺れ及び衝撃緩和の十分な効果が奏される。この厚さが１０ｍｍ未満では所要の揺れ、衝撃の緩和効果が得られず、１００ｍｍを越える場合は、中間層の硬さ、剛性等にもよるが、地震の際に容易に変形を生ずることがあり、場合によっては衝撃に耐えられずに破壊してしまうこともあるため好ましくない。
【０００９】
上記「弾性体からなる小片」としては、プラスチック及びゴムなどの弾性を有する素材からなる小片（以下、チップという。）を使用することができる。プラスチックとしては、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニル等の汎用樹脂が好ましく、これらのプラスチックからなるチップは入手が容易であって、且つ安価である。また、ゴムとしては、スチレン−ブダジエンゴム、アクリルニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム等の合成ゴム及び天然ゴムなどが挙げられる。これらのゴムからなるチップを使用すれば、地震の揺れ、衝撃を緩和する性能がより高い中間層とすることができる。
【００１０】
また、プラスチック及びゴムからなるチップとしては、プラスチック成形品、ゴム成形品の製造工程において生ずる端材、及び廃タイヤ他、廃棄処分される各種プラスチック成形品、ゴム成形品などを破砕等してチップ状にしたものを使用することが好ましい。このような端材又は廃材の使用は、資源の再利用という時代の要請にかなうものであり、更には中間層のコストを大幅に引き下げることができる。この廃材としては、特に廃タイヤが好ましく、廃タイヤを破砕して得られるゴムチップは耐久性に優れ、長い耐用年数を必要とする中間層を形成する素材として適している。
【００１１】
上記「バインダ」も特定はされないが、ゴムチップとともに「ゴム系バインダ」を使用することが好ましい。このゴム系バインダとしては、上記の各種のゴムを有機溶剤に溶解したバインダ或いはエマルジョン系のバインダなどが挙げられる。また、一液型ウレタン系バインダ、ビニルピリジンゴムを含有するバインダを用いることもできる。この一液型ウレタン系バインダは特に好ましく、その粘度、硬化時間などの調整も容易であって、実使用時の作業性にも優れる。
【００１２】
一液型ウレタン系バインダとしては、湿気硬化性のウレタンバインダが多用されている。このバインダは、一般的に、ポリオール類に過剰のイソシアネート類を反応させて得られる、分子末端にイソシアネート基を有するプレポリマである。また、ポリオール類としてはポリエーテルポリオールが、イソシアネート類としてはジフェニルメタンジイソシアネート系のものが、コスト及び作業性の両面から好ましい。
【００１３】
中間層は以下のようにして形成される。先ず、ゴムチップ等にバインダを添加し、攪拌、混合してバインダ中にゴムチップ等を分散、含有させる。その後、得られる混合物を施工現場において第１の基礎の上に展延して成形し、自然硬化させる。混合物は、調製後、特別な装置等を要することなく、左官コテ等を使用して人手によって容易に展延することができる程度の粘度であることが好ましい。また、その硬化速度は展延終了後、半日から１日経過後に完全に硬化する程度であることが好ましく、展延の作業性を損なうほどに速く硬化したり、完全硬化に何日も要し、他の作業の日程を遅らせるようなものは好ましくない。
【００１４】
混合物は第２発明のように施工現場において適宜容器中において調製することができ、その粘度は使用するバインダの性状及び弾性体からなるチップの形状、寸法及びバインダとチップとの量比などによって適宜調整することができる。この弾性体からなるチップの形状は特に限定されないが、球形、楕円形等であるよりも、長さが幅の２〜５倍程度の細長い形状のものが好ましい。このような細長い形状のものであれば、チップとチップとが絡み合い、中間層の強度が向上する。より具体的には、このチップは、幅方向の平均寸法が０．５〜１．５ｍｍ、長さ方向の平均寸法が２〜５ｍｍ程度のものが好ましい。このような形状、寸法であれば、バインダ中に容易に均一に分散させることができ、且つ隣り合うチップが適度に絡み合い容易に破壊しない強度の大きい中間層が形成される。
【００１５】
また、チップとバインダとの量比は、上記の混合物の粘度等を勘案しながら、重量比でチップ１に対してバインダ２〜４程度とすることが好ましい。バインダが多すぎる場合は、バインダの固形分であるゴムの種類等によっては、中間層の強度が不足することがある。一方、チップが多すぎる場合は攪拌、混合時の作業性が低下し、同時に混合物の粘度も高くなって、展延の作業性が低下することもある。
【００１６】
中間層は、弾性体からなるチップ、バインダ及び適宜に形成される空間によって構成される。この空間は、チップの形状、寸法及びバインダの粘度等によって、その形状、中間層の全体積に占める割合などが異なったものとなる。この空間があまりに大きなものであったり、中間層の全体積中に占める割合が高過ぎる場合は、中間層の強度が低下し、揺れ、衝撃に伴って破壊されてしまうことがあり好ましくない。この空間は揺れ、衝撃を緩和するうえで必須のものではなく、この目的のためには中間層は中実体であってもよい。しかし、本発明では、この空間は、中間層の構成、成形方法などによって必然的に生ずるものである。
【００１７】
中間層に生成する空間は独泡が多いと考えられるが、一部に連通孔が生成することもあり得る。しかし、たとえ連通孔であっても、中間層は第２の基礎及び建屋の相当に広い面によって押圧されるものであるため、内部の空気が短時間で排出されて中間層が容易に変形するなどということはない。従って、空間が独泡である場合はもとより、一部に連通孔があっても、中間層が地震の揺れ、衝撃で容易に変形することはなく、本発明における中間層は、特に地震の際の縦揺れによる衝撃に対して、中実体のゴムシートなどとまったく同様の耐震の作用を有するものである。
【００１８】
上記「第２の基礎」は、第１の基礎と同様、コンクリート製であり、同様にその平板部の内部には所要本数の鉄筋が適宜の位置に埋め込まれ、強化されている。この第２の基礎は、通常の耐震構造ではない場合の基礎に相当するものであり、中間層の上面にコンクリートを流し込み、固化させて先ずその平板部を形成する。第２の基礎の平板部の厚さは特に限定されないが、１００〜２５０ｍｍ、特に１００〜２００ｍｍ、更には１５０ｍｍ程度であればよい。この厚さが１００ｍｍ未満では、地震の際に強度が不足する場合がある。また、通常、厚さは２５０ｍｍであれば十分である。この第２の基礎において、平板部の上面に間取りに従って構築される立設部の上端面には、内部に埋め込まれたボルトが突出しており、これによって上端面に載置された土台が固定され、その上に建屋が構築される。尚、第２の基礎の平板部と立設部とは、両者を繋ぐ形で埋め込まれた鉄筋によって、一体に強化されている。また、中間層とこの第２の基礎との間には、通常の基礎と地盤との間に敷設されると同様の防水シートを敷設してもよい。
【００１９】
第１の基礎、中間層及び第２の基礎は、その平面寸法が同一であってもよい。しかし、第１の基礎と中間層の平面寸法を略同一とし、第２の基礎の平面寸法を、それらより少し小さくことが好ましい。このように下部構造の面積を広くすることにより、第２の基礎がより安定したものとなる。第１の基礎及び中間層は、その全周縁に渡って第２の基礎よりも１００〜３００ｍｍ程度広くすることが好ましく、これが１００ｍｍ以下では安定化の効果が不十分であり、３００ｍｍ広くすれば十分な効果が奏される。
【００２０】
また、特に強い地震の場合などに、第１の基礎及び第２の基礎と、中間層との間でずれが生ずることがあり得る。このずれを防止するため、第１の基礎及び第２の基礎のうちの少なくとも一方と、中間層とを、ずれ防止手段によって、相互にずれないようにすることが好ましい。このずれ防止手段としては、例えば第１の基礎の表面に凹凸を設けてもよいし、第１の基礎に埋め込んだ鉄筋を表面から所要長さ突出させてもよい。この鉄筋は、強化のために埋め込まれた鉄筋の端部を所要長さ折り曲げて突出させたものであってもよいし、別途、ずれ防止を目的として埋め込まれたものであってもよい。更に、これら突出させた鉄筋を中間層の厚さよりも長くして、第２の基礎と中間層との間のずれ防止に併用してもよい。また、中間層に鉄筋を立設し、第２の基礎との間のずれを防止してもよい。尚、鉄筋だけではなく、所要の強度を有する他の棒状体を使用することもできる。
【００２１】
耐震基礎構造では、中間層は、施工現場において適宜のミキサー等によりゴムチップなどとバインダとを混合し、人手によって展延し、施工することができる。基礎は、通常、長方形、正方形及びこれらが組み合わされた形状に形成されるが、この人手による展延では、基礎の平面形状がどのようなものであっても、容易に且つ短時間で施工することができる。例えば１日に１００ｍ２程度の施工は十分に可能である。しかも、バインダを適宜調製することにより、気温が３０℃前後の夏期であれば半日程度で、また冬季であっても一日で硬化させることができ、他の作業を遅延させるようなことはまったくない。更に、上記の中間層は、基礎の平面形状がどのようなものであっても、容易に連続した均質なものとすることができる。そのため、地震の際に不均質、不連続な部分から破壊するというようなこともない。
【００２２】
一方、例えばゴムの中実体からなる成形シートを耐震のための中間層として使用することもできる。しかし、ゴムの成形シートでは、連続成形によって長尺なものは得られても、その幅には装置、操作上の制約で上限がある。そのため、長尺のゴムシートを施工現場において適宜長さ及び幅に切断しながら施工していくことになる。しかも、厚さ５０ｍｍ程度のゴムシートを人手によって正確な寸法に切断するのは容易ではなく、また、つなぎ目を何らかの方法によって接合する必要もある。
【００２３】
厚さが、例えば５０ｍｍものゴムシートを正確に切断するのは難しいが、十分な強度でもって接合するのも容易ではない。更に、施工現場では接着剤等を使用して接合する以外に適当な方法はなく作業性も低い。しかも、接着剤によって接合した箇所の強度が他の部位に比べて低下するのは避け難く、地震の際にはこの強度の小さい接合部から破壊されてしまうことが十分あり得る。このように、成形ゴムシートによって中間層を形成するのは現実的ではない。この耐震基礎構造では、第１の基礎の上面に、特別な装置、操作を要することなく、容易につなぎ目のない連続した均質な中間層を形成することができ、しかも非常に低コストの耐震基礎構造とすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、実施例によって、また図１を参照して本発明を詳しく説明する。
地盤４の所要面積を所定の深さまで掘り下げ、掘り下げた地盤４の周縁において更に斜め下方に深さ２００ｍｍの溝を堀り、バラストを敷きつめ、押圧して固めるなどして整地した。その後、所要量のコンクリートを流し込み、所要時間放置して硬化させ、８３０×１２３０ｃｍ（１０２ｍ2 ）の形状、面積であって、平板部の厚さが１００ｍｍの第１の基礎１を形成した。この第１の基礎１の形成時、コンクリートの半分量を流し込んだ時点で、コンクリートの上面に１５０ｍｍ間隔で所要本数の鉄筋１１を並べ、その上から残りの半分量を流し込んだ。また、この第１の基礎１には、その周縁に掘られた上記の溝にもコンクリートを流し込み、斜め下方に突き出した張り出し部１２を形成した。尚、図２に示すように、第１の基礎１と下記の中間層との間のずれを防止するため、コンクリートが完全に硬化しないうちに、所要本数のずれ防止用の鉄筋１３を埋め込み、表面から５０ｍｍ程度の長さ突出させた。
【００２５】
その後、容量２００リットルの攪拌翼付きのミキサー中に、平均断面寸法約２ｍｍ、長さ約５ｍｍの廃タイヤを破砕して得られたゴムチップと、一液型ウレタン系バインダとを１：３の重量比で投入し、常温で１０分間攪拌し、混合した。次いで、この混合物を、上記の第１の基礎１の上面に、人手により左官用のコテを使って厚さ５０ｍｍの板状体に展延していった。午前９時より作業を開始し、攪拌、混合と展延とを繰り返し、第１の基礎１の上面の面積と略同じ、即ち１０２ｍ2 に展延し終わったのが午後５時であった。これをこのまま翌朝まで放置し、バインダを硬化させ中間層２を形成した。
【００２６】
次いで、上記の中間層２の上面に、その全周縁に渡って１５０ｍｍ内側の位置に外周端が位置するように、８００×１２００（９６ｍ2 ）の形状、面積であって、厚さが１５０ｍｍの第２の基礎の平板部３１を形成すべくコンクリートを流し込んだ。この平板部３１には、第１の基礎１と同様、その厚さ方向の中間部に１５０ｍｍ間隔で所要本数の鉄筋３３を埋め込んで強化した。その後、この平板部３１の上面に間取りに従って所要の金枠を組み上げ、この枠内にコンクリートを流し込んで、硬化させ、立設部３２を有する第２の基礎３を形成した。尚、鉄筋３３の端部を上記の金枠内に突出させるなどして、平板部３１と立設部３２とを一体に強化した。このようにして得られた本発明の耐震基礎構造上に二階建ての建屋を構築した。その結果、５０ｍｍの厚さに形成した中間層の厚さは約２ｍｍ程度減じたのみであり、空泡を有しているにもかかわらず圧縮に対して十分耐えるものであることが分かった。
【００２８】
【発明の効果】
第１発明の耐震基礎構造の構築方法によれば、掘り下げた地盤の表面にコンクリートを流し込み、固化させ、その後、弾性体からなるチップとバインダとからなる混合物を、左官用のコテなどで展延し、固化させ、次いで、通常の基礎を形成するという簡易な方法によって、容易に下記耐震基礎構造を構築することができる。また、特に、第２発明によれば、施工現場において、混合物の調製及びその展延を順次実施することができ、より容易に且つ効率よく耐震基礎構造を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の耐震基礎構造の縦断面図である。
【図２】実施例の耐震基礎構造において、ずれ防止用の鉄筋を埋め込んだ辺りを拡大して示した縦断面図である。
【符号の説明】
１；第１の基礎、１１；強化用の鉄筋、１２；第１の基礎の周縁における斜め下方への張り出し部、１３；ずれ防止用の鉄筋、２；中間層、３；第２の基礎、３１；平板部、３２；立設部、３３；強化用の鉄筋。
【図１】
0003764782.tif 000002
【図２】
0003764782.tif 000003