(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎本体の側面に所定間隔を開けて対向配置される地中連続壁と、上記基礎本体と地中連続壁と間に介挿されて各端部をそれぞれ当該基礎本体及び地中連続壁に連結した地中梁と、を備え、上記基礎本体と地中梁との連結部、及び、上記地中連続壁と地中梁との連結部の少なくとも一方は、上記基礎本体と地中連続壁との対向方向への移動が許容された状態で連結されていることを特徴とする構造物基礎の補強構造。
【請求項２】
上記基礎本体と地中梁との連結部、及び、上記地中連続壁と地中梁との連結部の少なくとも一方は、ダウエルバーによって連結することを特徴とする請求項１に記載した構造物基礎の補強構造。
【請求項３】
上記基礎本体と地中梁との連結部、及び、上記地中連続壁と地中梁との連結部の少なくとも一方には、緩衝材が介装されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した構造物基礎の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐震等のために、構造物の基礎を補強する補強構造に係り、特に、既設基礎の補強に有利な構造物基礎の補強構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば，既設基礎を補強する場合には、側面図である図５及び平面図である図６に示すように、基礎フーチング５０の周りに複数の補強用基礎杭５１を埋設し、その補強用基礎杭５１の上に補強用フーチング５２を設ける。この補強用フーチング５２は、上記基礎フーチング５０の側面にアンカー筋５４で定着させて当該基礎フーチング５０と剛的に一体化させる。図５中，符号５３は既設の基礎杭を示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような基礎の補強構造にあっては、補強用フーチング５２を基礎フーチング５０側面に一体的に継ぎ足すために、当該基礎フーチング５０の側面全面に渡って多数のアンカー用の孔を削孔する必要があり、既設基礎自体の耐力に影響がでるおそれがある。
【０００４】
また、耐震補強設計において設計上のポイントとなる点の一つは、基礎の水平方向地盤反力を増強させて水平変位をいかに抑えるかであるが、上記杭５１による補強の場合には、基礎フーチング５０に沿って杭径の２．５倍程度の間隔を開けて補強の基礎杭５１を埋設するために、その効率は低い。
【０００５】
また、基礎の補強工事において、既設基礎５０の直近に隣接した位置で増設する補強用基礎杭５１や補強用フーチング５２の構築作業を行うため、既設基礎の周辺地盤を乱し、既設基礎の耐力に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００６】
さらに、上記基礎補強のための工事にあっては、既設構造物直近に隣接した位置において補強のための増設工事をするため、建設機材の設置箇所が限定され、施工効率が悪くなるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、簡易な構造によって、既設基礎の耐力を損なうことなく水平方向地盤反力値を効率的に向上させることができる構造物基礎の補強構造を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の構造物基礎の補強構造は、基礎本体の側面に所定間隔を開けて対向配置される地中連続壁と、上記基礎本体と地中連続壁と間に介挿されて各端部をそれぞれ当該基礎本体及び地中連続壁に連結した地中梁と、を備え、上記基礎本体と地中梁との連結部、及び、上記地中連続壁と地中梁との連結部の少なくとも一方は、上記基礎本体と地中連続壁との対向方向への移動が許容された状態で連結されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によれば、基礎本体が地中連続壁側に水平変位しようとすると、その水平力が地中梁を通じて地中連続壁に伝達されて、面的な大きな受働土圧抵抗が期待できる地中連続壁で支持される。
【００１０】
このとき、地中連続壁は、地中梁を通じて基礎本体に連結されるので、基礎本体から隔離した位置に設けることができる。
また、上記連結部を基礎本体と地中連続壁との対向方向への移動が許容された状態で連結することで、基礎本体と地中梁との間には圧縮方向の力しか作用しない。同様に、地中梁にも圧縮力のみが発生し引張力やせん断力、曲げモーメントが生じない。
【００１１】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明に対し、上記基礎本体と地中梁との連結部、及び、上記地中連続壁と地中梁との連結部の少なくとも一方は、ダウエルバーによって連結することを特徴とするものである。
【００１２】
ダウエルバーによって連結することで、上記基礎本体と地中連続壁との対向方向への移動が許容された状態での連結が確保される。
次に、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した構成に対し、上記基礎本体と地中梁との連結部、及び、上記地中連続壁と地中梁との連結部の少なくとも一方には、緩衝材が介装されていることを特徴とするものである。
【００１３】
緩衝材の存在によって水平力を伝達する際に生じる連結部での衝撃が緩和される。
また、上記請求項２に記載の発明にあっては、連結部に曲げが生じても、ダウエルバーに生じる曲げの半径が大きくなり、当該ダウエルバーの損傷が緩和される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態は、主に橋梁の下部を補強する場合を例に説明するが、建物の下部を補強する場合にも同様な構成で対応可能である。
【００１５】
図１は、補強構造を示す側面図で、図２は、その平面図である。
図１及び図２中、符号１は、基礎本体である既設の基礎フーチングであって、本実施形態では、その左右に補強構造を設けた例で説明する。勿論四方全周に設けても構わない。
【００１６】
基礎フーチング１の各側面に、所定間隔を開けて地中連続壁２がそれぞれ対向配置され、その基礎フーチング１の各側面と地中連続壁２との間に、それぞれ３つの地中梁３が介装されることで、当該地中梁３を通じて基礎フーチング１の側面に地中連続壁２が連結されて構成される。上記３つの地中梁３は、基礎フーチング１に沿って所定ピッチで並んでいる。
【００１７】
ここで、図１中符号４は、既設の基礎杭を示している。
上記基礎フーチング１と地中梁３の連結部Ａの構成を説明すると、図３に示すように、基礎フーチング１の側面１ａについては、上記各地中梁３の端面３ａと対向する部分に二つの連結用の穴５が軸を水平に削孔されると共に、地中梁３にも、上記連結用の穴５と対向する位置に連結用の穴６が同軸に削孔されている。
【００１８】
そして、各対向する穴５，６同士を連結するように、ダウエルバー（スリップバー）を構成する鋼棒７の両端部分が上記連結用の穴５，６にそれぞれ遊挿されることで、当該鋼棒７を介して基礎フーチング１と地中梁３とが連結状態となる。ここで、鋼棒７の長さよりも連結用の穴５，６の方がやや深くなっている。
【００１９】
これによって、基礎フーチング１の各側面１ａに沿った方向への移動が規制され且つ基礎フーチング１と地中連続壁２との対向方向への移動が許容された状態で、基礎フーチング１に各地中梁３の端部が連結された状態となる。
【００２０】
また、上記基礎フーチング１の側面１ａと地中梁３の端面３ａとの間に緩衝材８が介装されている。この緩衝材８は、例えば硬質ゴム等からなる所定の弾性を持った板状部材であって、上記基礎フーチング１の側面１ａ及び地中梁３との端面３ａの一方に固着されていてもよいし、両面１ａ，３ａに固定しないでおいてもよい。
【００２１】
また、上記地中連続壁２と地中梁３の他方の端面３ａとの間の連結部Ｂも、上記基礎フーチング１の側面１ａと地中梁３の端面３ａとの間と同様な構成となっていて、連結用の穴９，１０に鋼棒１１が遊挿し、また、緩衝材１２が介装されて構成されている。
【００２２】
次に、上記構成の補強構造の作用効果等について説明する。
上記構成の補強構造を備えた基礎にあっては、地震力等の入力により水平方向の力を受けることで基礎フーチング１が水平変位しようとすると（例えば，右方向へ変位）、その水平力は、当該水平力の向かう側（右側）にある地中梁３を通じて一方の地中連続壁２（右側）に伝達されて、その地中連続壁２で支持される。また、反対方向に水平力が作用した場合には、他方の地中梁３を通じて他方の地中連続壁２に伝達されて、その地中連続壁２で支持される。
【００２３】
このように、本実施形態では、面的な大きな受働土圧抵抗が期待できる地中連続壁２で基礎フーチング１に入力された水平力を負担させるので、効果的に水平地盤反力による既設構造物の水平変位を低減できる。
【００２４】
そして、地中梁３を介して地中連続壁２に力を伝達するようにしたので、当該水平力を支持する上記地中連続壁２を、既設基礎フーチング１さらにはその上の既設構造物からある程度の離隔をとって設けることが可能となる。この結果、地中連続壁２を構築するための、建設機材の配置箇所選定上の自由度等が増し効率的な施工が可能になると共に、当該地中連続壁２の構築のために、既設基礎の周辺地盤を乱して既設基礎の耐力に悪影響を及ぼすおそれもないか，低減する。
【００２５】
また、補強のための施工後であっても、上記補強構造は簡単な構造であり且つ杭を使用しないので、浅い試掘のみで目視による観察が可能となり、管理が容易である。
【００２６】
また、上記地中梁３と既設基礎フーチング１とは、上記鋼棒（ダウエルバー）７により連結されていることから、上記水平力の方向（例えば，右方向の水平力の場合とする）とは反対側にある地中梁３（左側）は、基礎フーチング１から水平力を受けず、機能しない。即ち、上記連結構造は、地中梁３の設置位置を規制することを目的で採用されたもので、従来と異なり既設基礎フーチング１とは一体的になっていない。
【００２７】
このように一体的に構成しないことで、例えば，既設基礎フーチング１が回転変位する場合や対象とする地中連続壁２から離れる方向に変位する場合などにあっては、つまり地中梁３の厚さ方向に向かう水平力等については、当該地中梁３はそのその水平力を伝達することがない。つまり、地中梁３に対しては、常に圧縮荷重のみが負荷され、しかも、その厚さ方向にも大きな力が負荷されることが回避されるので、地中梁３の強度，有利となる。
【００２８】
このため、既設基礎フーチング１から地中連続壁２に水平力を伝達する上記地中梁３は、既設基礎フーチング１の側面１ａ全面に設ける必要はなく、上述のように所定間隔を開けて配設すればよい。
【００２９】
この結果、既設基礎フーチング１の側面１ａにおける地中梁３を設置する箇所は限定でき、しかも、一体的に地中梁３を連結する必要がないので、上記連結用の穴５の削孔箇所は、従来のアンカー用の穴を設ける場合と比較して、大幅に減らすことができる。この結果、既設構造物を傷めることが最小限に抑えられて、既設構造物自体の耐久性への影響が最小限で済む。また、上記のように、既設基礎フーチング１と地中梁３との間には、圧縮方向の力しか作用しない結果、上記のような補強を行っても、既設基礎フーチング１の耐久上，有利である。
【００３０】
ここで、上記のように既設基礎フーチング１が回転変位する場合などにあっては、既設基礎フーチング１と地中梁３との連結部Ａにおいて、鋼棒７に折れ曲がりが生じるが、上記緩衝材８の存在によって、その折れ曲がりの曲げ半径が大きくなり、鋼棒７の損傷を緩和する。
【００３１】
また、この緩衝材８は、水平力を伝達する際の既設基礎フーチング１と地中梁３との間の衝突時の衝撃を緩和して、既設基礎及び地中梁３を保護する働きを持つ。また、既設基礎フーチング１の微小振動については地中梁３に水平力を伝達しないようにする働きを持つと共に、既設基礎フーチング１の変位に対し、当該既設基礎フーチング１と地中梁３との間の空隙が生じることを最小限とする役割も持つ。
【００３２】
なお、上記実施形態では、上記鋼棒７を、基礎フーチング１と地中梁３の両穴５，６に遊挿させているが、基礎フーチング１と地中梁３の一方に上記鋼棒７を固定しておいてもよい。地中梁３と地中連続壁２との間の連結部Ｂも同様である。また、穴５，６，９，１０の形状や鋼棒７，１１の形状も断面円形に限定されず、例えば上下方向に幅方向を向けた板材等でダウエルバーを構成してもよい。要は、ダウエルバー自体に折れ曲がりが許容されると共に、対向方向への移動を許容可能な形状の部材であればよい。
【００３３】
ここで、上記実施形態では、地中梁３と地中連続壁２との間の連結部Ａにも上記ダウエルバーで連結した場合で説明しているが、地中梁３と地中連続壁２とは剛的に連結してもよい。但し、上記説明したように、上記ダウエルバーで連結した方が有利である。すなわち、図３で紙面に直交する方向の水平力を考えると、剛的な連結では地中梁に過大な断面力を生じさせたり、ダウエルバーに大きなせん断力が生じるため、地中梁３と地中連続壁２との間の連結部Ａにも上記ダウエルバーで連結した場合の方が良い。
【００３４】
また、上記連結部Ａの構造も上記構成に限定されるものではなく、既設基礎フーチング１の側面１ａに沿った方向への移動が規制され且つ基礎フーチング１と地中梁３との対向方向への移動が許容されていれば、他の連結構造が採用されてもよい。例えば、平面図である図４に示すように、基礎フーチング１の側面１ａに対し、地中梁３の厚さ方向への移動を規制する突起部２０を設けておくと共に、既設基礎フーチング１と地中梁３との間に介装する，緩衝材８としてのゴム材の厚さを厚くして構成する。
【００３５】
また、上記実施形態では、連結部Ａに緩衝材８を設けているが、例えば、地中梁３と対向する既設基礎の側面１ａに鋼板を取り付けて、既設基礎の側面１ａの衝突時の保護等が別途，確保されるようであれば、必ずも設けなくてもよい。
【００３６】
また、上記説明では、既設の基礎フーチング１を補強する場合を例に説明しているが、新規に構築する基礎の補強構造として採用してもよい。
なお、上記地中連続壁は、上部構造物による鉛直荷重（主として自重ないしは死荷重）を支持しないので、地中連続壁の自重，又は浮力との差分を地中連続壁と地盤との摩擦などで取りきれるようであれば、当該地中連続壁は、地盤の支持層まで根入れする必要は必ずしもない。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明してきように、本発明の構造物基礎の補強構造を採用すると、基礎本体と補強部との一体化を緩和でき、水平方向地盤反力を、基礎本体の耐力を損なうことなく且つ効率的に高められる。さらに、その施工も、主として，基礎本体上部の構造物から離れた位置で行われるので効率的に実施できるという効果がある。
【００３８】
このとき、請求項２に発明を採用すると、上記基礎本体と地中連続壁との対向方向への移動が許容された状態での連結構造が実現される。
また、請求項３の発明を採用すると、水平力を地中連続壁に伝達する際の衝撃を緩和可能となるという効果があると共に、ダウエルバーの耐久性を向上可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る構造物基礎の補強構造を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る構造物基礎の補強構造を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る基礎と地中梁、地中梁と地中連続壁との連結部の構造を説明するための図である。
【図４】基礎と地中梁、地中梁と地中連続壁との連結部の構造の別の例を説明するための図である。
【図５】従来の構造物基礎の補強構造を示す側面図である。
【図６】従来の構造物基礎の補強構造を示す平面図である。
【符号の説明】
１        基礎フーチング
２        地中連続壁
３        地中梁
４        基礎杭
５，６    連結用の穴
７        鋼棒（ダウエルバー）
８        緩衝材
９，１０  連結用の穴
１１      鋼棒（ダウエルバー）
１２      緩衝材
Ａ，Ｂ    連結部
【図１】
0003759301.tif 000002
【図２】
0003759301.tif 000003
【図３】
0003759301.tif 000004
【図４】
0003759301.tif 000005
【図５】
0003759301.tif 000006
【図６】
0003759301.tif 000007