地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造、及び地盤改良ベタ基礎工法
【課題】 液状化を防ぎつつも、液状化により地盤が不同沈下を生じた場合であっても、コストを抑えて基礎を水平に修正可能な地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造、及び地盤改良ベタ基礎工法を提供すること。
【解決手段】 柱や耐力壁の下端に沿って設けられた立上がり部２と、この立上がり部の底部と連続して建物の全建築面に亘って設けられた底板部３と、底板部３の下方となる地盤に地盤改良を施した地盤改良部と、を有する地盤改良ベタ基礎において、地盤改良部としてソイルセメント工法によりソイルセメントコラム５を構築し、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔３０を底板部３に設け、注入孔３０から注入した薬液が基礎外部へ漏れ出さないように底板部３から下方に突出する下がり壁部４を基礎の外周に沿って設ける。
【解決手段】 柱や耐力壁の下端に沿って設けられた立上がり部２と、この立上がり部の底部と連続して建物の全建築面に亘って設けられた底板部３と、底板部３の下方となる地盤に地盤改良を施した地盤改良部と、を有する地盤改良ベタ基礎において、地盤改良部としてソイルセメント工法によりソイルセメントコラム５を構築し、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔３０を底板部３に設け、注入孔３０から注入した薬液が基礎外部へ漏れ出さないように底板部３から下方に突出する下がり壁部４を基礎の外周に沿って設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、戸建木造住宅などの小規模建築物における地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造、及び地盤改良ベタ基礎工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一部報道によれば、戸建住宅は、今回の東日本大震災により１７，０００戸が液状化の影響を受け、関東において同様の大地震が起きた場合、３３，０００戸を上回る液状化の被害を受けるという試算もあるとのことである。
主な原因は、このような戸建住宅などの小規模建築物の基礎は、法規上、液状化のおそれがある軟弱地盤に建てられる場合であっても、支持層となる強固な地盤まで到達する杭を構築することが求められず直接基礎で構わないこととなっているからであるが、小規模建築物にこのような支持層まで達する杭の構築を義務化するのは費用面から妥当でない。
そのため、今回の大震災を受け、戸建住宅などの小規模建築物でも安価で実効性のある液状化対策可能な基礎構造の提案が急務となっている。
【０００３】
従来、小規模建築物の基礎における不同沈下対策（液状化対策）として、バックホウなどの掘削重機で軟弱地盤の表層部分を一度掘削し、セメント系などの固化材と混ぜ合わせて埋め戻す地盤改良を行ってから直接基礎を構築することが知られている。
しかし、建築する範囲全面を地盤改良する場合、工期が長期化するとともに、固化材の材料費などが嵩むため、コストダウンが求められていた。
【０００４】
そこで、本出願人は、建築範囲を全面的に地盤改良するのではなく、軟弱地盤を碁盤の目状、かつ鉛直断面が溝底面より上方に向けて次第に大きくなるように地盤改良するとともに、その上にベタ基礎を構築する安定材付きベタ基礎工法（特許文献１参照）を提案した。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の安定材付きベタ基礎工法により構築されたベタ基礎では、今回の大震災クラスの大地震に耐えられるものではなく、液状化により地盤が不同沈下して、基礎が傾斜してしまった場合のことは考慮されていなかった。
【０００６】
また、特許文献２には、液状化により地盤とともに（相対的に）沈下した建物の沈下部分を基礎と一緒にジャッキアップし、ジャッキアップにより生じた基礎と地盤との隙間に、モルタルやグラウト等の流動固化材を充填して固化することにより基礎の傾きを矯正する不同沈下を生じた建物の矯正方法及び矯正装置（いわゆるジャッキアップ工法）が開示されている（特許文献２の図１等参照）。
【０００７】
しかし、特許文献２に記載の不同沈下を生じた建物の矯正方法では、ジャッキアップするためのジャッキの設置箇所が限られており、ジャッキアップにより基礎に不均等な想定外の力が加わり損傷してしまうという問題があった。特に、ベタ基礎の場合、ジャッキの設置箇所が建物の外周部分に限られているため前記問題が顕著となっていた。
【０００８】
更に、特許文献３には、建物１１の基礎地盤の表層部分に設けられる表層改良工法による基盤層１２と、基盤層１２の中央部分１２ａを支持して基礎地盤中に設けられる複数の柱状改良工法（ソイルセメント工法）による支持杭１３と、基盤層１２の上方に重ねて配置されるベタ基礎１４とからなり、基盤層１２は、支持杭１３によって支持される中央部分１２ａが一段高くなっていて、ベタ基礎１４の中央部分１４ａが載置されると共に、中央部分１２ａ，１４ａの周囲の基盤層１２とベタ基礎１４との間の隙間１５には、調整砂１６が充填されており、軟弱地盤の上方に建築される建物１１に不同沈下が生じた際に、建物１１の傾きを修正できるようにした軟弱地盤おける建物１１の基礎構造１０が開示されている（特許文献３の図１等参照）。
【０００９】
しかし、特許文献３に記載の軟弱地盤おける建物の基礎構造は、地表面付近の地盤改良とソイルセメント工法による地盤改良とを併用することで多少、液状化に抵抗できるものの、今回のような大震災クラスの大地震に耐えられるものではなく、液状化により地盤が不同沈下し、基礎が傾斜した場合は、従来のジャッキアップ工法とあまり相違はなく、ジャッキアップによる基礎の損傷という問題を解決することができていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−０６０２９０号公報
【特許文献２】特開２０００−００８３９８号公報
【特許文献３】特開２００７−１２０２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、この発明は、前記従来の技術の問題を解決し、液状化を防ぎつつも、液状化により地盤が不同沈下を起こした場合であっても、コストを抑えて基礎を水平に修正可能な地盤改良したベタ基礎の液状化対策構造を提供すること、及び液状化対策の地盤改良ベタ基礎工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、柱や耐力壁の下端に沿って設けられた立上がり部と、この立上がり部の底部と連続して建物の全建築面に亘って設けられた底板部と、該底板部の下方となる地盤に地盤改良を施した地盤改良部と、を有する地盤改良ベタ基礎において、前記底板部には、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔が設けられているとともに、前記注入孔から注入した薬液が基礎外部へ漏れ出さないように前記底板部から下方に突出する下がり壁部が基礎の外周に沿って設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造において、前記注入孔には、この注入孔内面に形成されたネジ溝と螺合して薬液を封止する封止キャップが取り付けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造において、前記地盤改良部は、ソイルセメント工法により構築されたソイルセメントコラムであることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造において、前記地盤改良部は、前記底板部の下方となる地盤を平面視で碁盤の目状に掘削し、その掘削土と固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより構築された乾式地盤改良体であることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、基礎下となる地盤に地盤改良を施したうえ、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を有するベタ基礎を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、地盤改良としてソイルセメント工法により前記底板部の下方となる地盤にソイルセメントコラムを構築する工程と、前記底板部の外周に沿って下がり壁部を構築するために前記地盤を掘り下げる工程と、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔となるパイプを設置する工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、基礎下となる地盤に地盤改良を施したうえ、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を有するベタ基礎を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、地盤改良として前記底板部の下方となる地盤を平面視で碁盤の目状に掘削し、その掘削土と固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより乾式地盤改良体を構築する工程と、前記乾式地盤改良体の外周に沿って下がり壁部を構築するために前記地盤を掘り下げる工程と、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔となるパイプを設置する工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、基礎下となる地盤に地盤改良を施したうえ、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を有するベタ基礎を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、地盤改良として、ソイルセメント工法により前記底板部の下方となる地盤にソイルセメントコラムを構築する工程と、前記底板部の下方となる地盤を平面視で碁盤の目状に掘削し、その掘削土と固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより乾式地盤改良体を構築する工程と、を有するとともに、前記底板部の外周に沿って下がり壁部を構築するために前記地盤を掘り下げる工程と、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔となるパイプを設置する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
この発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明によれば、柱や耐力壁の下端に沿って設けられた立上がり部と、この立上がり部の底部と連続して建物の全建築面に亘って設けられた底板部と、該底板部の下方となる地盤に地盤改良を施した地盤改良部と、を有する地盤改良ベタ基礎において、前記底板部には、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔が設けられているとともに、前記注入孔から注入した薬液が基礎外部へ漏れ出さないように前記底板部から下方に突出する下がり壁部が基礎の外周に沿って設けられているので、地盤改良することで液状化により基礎が傾くのを防ぎつつも、大地震の際に液状化により地盤が不同沈下を起こした場合であっても、注入孔から薬液を注入してその圧力で基礎の沈下部分を浮上させて基礎を水平にすることができ、従来のジャッキアップ工法のように、沈下部分の基礎の下を掘り下げてジャッキを設置する必要がなくコストを抑えて短時間で基礎を水平に修正可能であるとともに、ジャッキアップ時に基礎にかかる局所的な力を底板部全面にかかる均等な力でリフトアップすることができ、リフトアップ時に基礎にかかる負担を低減することができる。また、この基礎を水平に戻す工事は、建物に居住したまま行なえるため、工事期間中のクライアントの支出も削減することができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造において、前記注入孔には、この注入孔内面に形成されたネジ溝と螺合して薬液を封止する封止キャップが取り付けられているので、前記作用効果に加え、薬液注入の際に、薬液を注入する注入孔以外の注入孔から薬液が逆流噴射することがなく、室内を養生したりする必要がなく、薬液の無駄もない。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造において、前記地盤改良部は、ソイルセメント工法により構築されたソイルセメントコラムであるので、前記作用効果に加え、ソイルセメントコラムにより液状化に対する抵抗力を増すことができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかに記載の地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造において、前記地盤改良部は、前記底板部の下方となる地盤を平面視で碁盤の目状に掘削し、その掘削土と固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより構築された乾式地盤改良体であるので、前記作用効果に加え、碁盤の目状の乾式地盤改良体によりコストをかけずに液状化に対する抵抗力を増すことができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、基礎下となる地盤に地盤改良を施したうえ、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を有するベタ基礎を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、地盤改良としてソイルセメント工法により前記底板部の下方となる地盤にソイルセメントコラムを構築する工程と、前記底板部の外周に沿って下がり壁部を構築するために前記地盤を掘り下げる工程と、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔となるパイプを設置する工程と、を有するので、ソイルセメントコラムにより液状化を防ぎつつも、大地震の際に液状化により地盤が不同沈下を起こした場合であっても、注入孔から薬液を注入してその圧力で基礎の沈下部分を浮上させて基礎を水平にすることができ、従来のジャッキアップ工法のように、沈下部分の基礎の下を掘り下げてジャッキを設置する必要がなくコストを抑えて短時間で基礎を水平に修正可能であるとともに、ジャッキアップ時に基礎にかかる局所的な力を底板部全面にかかる均等な力でリフトアップすることができ、リフトアップ時に基礎にかかる負担を低減することができる。また、この基礎を水平に戻す工事は、建物に居住したまま行なえるため、工事期間中のクライアントの支出も削減することができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、基礎下となる地盤に地盤改良を施したうえ、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を有するベタ基礎を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、地盤改良として前記底板部の下方となる地盤を平面視で碁盤の目状に掘削し、その掘削土と固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより乾式地盤改良体を構築する工程と、前記乾式地盤改良体の外周に沿って下がり壁部を構築するために前記地盤を掘り下げる工程と、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔となるパイプを設置する工程と、を有するので、比較的安価な碁盤の目状の乾式地盤改良により液状化を防ぎつつも、大地震の際に液状化により地盤が不同沈下を起こした場合であっても、注入孔から薬液を注入してその圧力で基礎の沈下部分を浮上させて基礎を水平にすることができ、従来のジャッキアップ工法のように、沈下部分の基礎の下を掘り下げてジャッキを設置する必要がなくコストを抑えて短時間で基礎を水平に修正可能であるとともに、ジャッキアップ時に基礎にかかる局所的な力を底板部全面にかかる均等な力でリフトアップすることができ、リフトアップ時に基礎にかかる負担を低減することができる。また、この基礎を水平に戻す工事は、建物に居住したまま行なえるため、工事期間中のクライアントの支出も削減することができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明によれば、基礎下となる地盤に地盤改良を施したうえ、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を有するベタ基礎を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、地盤改良として、ソイルセメント工法により前記底板部の下方となる地盤にソイルセメントコラムを構築する工程と、前記底板部の下方となる地盤を平面視で碁盤の目状に掘削し、その掘削土と固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより乾式地盤改良体を構築する工程と、を有するとともに、前記底板部の外周に沿って下がり壁部を構築するために前記地盤を掘り下げる工程と、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔となるパイプを設置する工程と、を有するので、湿式・乾式の両方の地盤改良により液状化への抵抗力を増強するとともに、万が一、大地震の際の液状化により地盤が不同沈下を起こした場合であっても、注入孔から薬液を注入してその圧力で基礎の沈下部分を浮上させて基礎を水平にすることができ、従来のジャッキアップ工法のように、沈下部分の基礎の下を掘り下げてジャッキを設置する必要がなくコストを抑えて短時間で基礎を水平に修正可能であるとともに、ジャッキアップ時に基礎にかかる局所的な力を底板部全面にかかる均等な力でリフトアップすることができ、リフトアップ時に基礎にかかる負担を低減することができる。また、この基礎を水平に戻す工事は、建物に居住したまま行なえるため、工事期間中のクライアントの支出も削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１に係る地盤改良ベタ基礎の基礎伏図である。
【図２】同上の地盤改良ベタ基礎の外周部分を主に示す鉛直断面図である。
【図３】同上の地盤改良ベタ基礎の注入孔を示す鉛直断面図である。
【図４】同上の注入孔の平面図である。
【図５】実施例２に係る地盤改良ベタ基礎の基礎伏図である。
【図６】同上の地盤改良ベタ基礎の外周部分を主に示す鉛直断面図である。
【図７】実施例３に係る地盤改良ベタ基礎の基礎伏図である。
【図８】同上の地盤改良ベタ基礎の外周部分を主に示す鉛直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
この発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２８】
先ず、図１〜図４を用いて、この発明の実施例１に係る地盤改良ベタ基礎ついて説明する。
図中の符号１が、この発明の実施例１に係る地盤改良ベタ基礎であり、この地盤改良ベタ基礎１は、建物の外周及び平面内部の建物の柱や耐力壁の下端に沿って設けられた立上がり部２と、この立上がり部２の底部と連続して建物の全建築面に亘って設けられた底板部３と、基礎外周に沿って設けられ、この底板部３から下方に突出する下がり壁部４と、底板部３の下方の地中に構築された地盤改良部としてのソイルセメントコラム５と、から主に構成されている。
【００２９】
立上がり部２は、構造設計に応じた所定の配筋がなされた鉛直断面が縦長な長方形（図２参照）からなる鉄筋コンクリートの構造物であり、基礎に所定の曲げ剛性を与えて建物の荷重を底板部３に伝達する機能を有している。
【００３０】
底板部３は、構造設計に応じた所定の配筋がなされた鉄筋コンクリートスラブからなる構造物であり、建物の荷重を地盤に均等に伝達する機能を有している。また、この底板部３には、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔３０が、均等となるように、所定の割合で複数個設けられている。
【００３１】
この注入孔３０は、図３に示すように、ＰＶＣ樹脂（ポリ塩化ビニル）からなる直径５０ｍｍ（ＶＰ５０）程度のパイプ３１と、このパイプ３１の内周面に形成されたネジ溝と螺合するＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル(Acrylonitrile)、ブタジエン(Butadiene)、スチレン(Styrene)共重合合成樹脂）からなるキャップ３２とから主に構成され、薬液圧入時に注入を行なわない注入孔３０から薬液が逆流して噴出するのを防ぐ機能を有している。また、図４に示すように、キャップ３２の上面には、パイプ３１にネジ込む際の把手３２ａが上方に向け突設され、パイプ３１とキャップ３２との間には、薬液を密閉するニトリルゴム（ＮＢＲ）などの合成ゴムからなるＯリング３３が嵌着されている。
【００３２】
下がり壁部４は、構造設計に応じた所定の配筋がなされた鉄筋コンクリートの構造物であり、液状化により地盤が不同沈下した場合に注入孔３０から注入される薬液が基礎の外部へ漏れ出さないようにする機能を有している。なお、底板部３の下方の基礎内部には、型枠を設置できない関係上、図２に示すように、鉛直断面が逆台形となっているが、地盤を鉛直に掘削しても崩れない場合は、鉛直断面を矩形状としても構わない。
【００３３】
ソイルセメントコラム５は、地盤の土壌（ソイル）をセメントスラリーの水和反応で固化した湿式地盤改良体であり、図１に示した位置に設置され、図２に示すように、基礎１の底板部３をこのソイルセメントコラム５で支持することで液状化に対する抵抗力を増強するものである。
【００３４】
次に、実施例１に係る地盤改良ベタ基礎１を生産する方法である、この発明の実施の形態に係る地盤改良ベタ基礎工法について図１及び図２を用いて工程順に説明する。
【００３５】
（ソイルセメントコラムの構築）
先ず、ソイルセメントコラム５を示す図１の所定径の円の中心に、施工機（杭打ち機）の撹拌軸をセットし、撹拌軸を回転させて構造設計により決められたソイルセメントコラム５の底面となる所定深さまで穿孔（空掘り）する。次に、セメント系固化材又はセメントを水に溶かしたスラリーを吐出しながら撹拌軸を徐々に引き上げて、地盤の土壌とスラリーとを混合撹拌する。そして、地表面まで撹拌軸を引き抜いた後、再度、底面まで回転させながら撹拌軸を降ろして再撹拌し、水とセメントを水和反応させて土壌をバインドしたまま固化させることで基礎下の地盤中にソイルセメントコラム５（柱）を構築する。
【００３６】
（外周掘り下げ）
次に、所定深さまで建物外周に沿って下がり壁部４となる部分を掘り下げ、必要に応じて、掘り下げた部分の底面に、型枠設置位置の墨出し用に捨てコンクリートを打設する。なお、捨てコンクリートを打設する場合は、その厚さ分深く掘削する必要がある。
【００３７】
（基礎配筋）
そして、基礎の構造設計に応じて、立上がり部２、底板部３、下がり壁部４の所定の配筋を行い、注入孔３０の位置（図１参照）には、前述のパイプ３１をセットする。
【００３８】
（型枠設置、コンクリート打設）
次に、掘り下げた部分に下がり壁部４の外周に沿って型枠を設置し、底板部３の天端までコンクリートを打設する。コンクリートの硬化後、立上がり部２の両面の型枠を設置し、立上がり部２の天端までコンクリートを再度打設し、硬化後型枠を払して、掘り下げた基礎外周を設計ＧＬまで埋め戻すことで本実施の形態に係る地盤改良ベタ基礎工法が完了する。
【００３９】
なお、立上がり部２の高さが低い場合は、コンクリートを２段階に分けて打設するのではなく、下がり壁部４下端から立上がり部２の天端までの高さの型枠を基礎外周に沿って設置し、内側の型枠、内部の通りの型枠を浮かし型枠として、立上がり部２の天端まで一体としてコンクリートを打設することも可能である。
【００４０】
（基礎修正方法）
次に、大地震の際の液状化により地盤が不同沈下した場合の実施例１に係る地盤改良ベタ基礎１の水平に修正する方法について図１及び図２を用いて説明する。
【００４１】
先ず、基礎天端の高さを計測し、基礎の沈下している部分、及びリフトアップすべき高さ、注入する薬液の量等を割り出す。
【００４２】
そして、割り出した値から薬液を注入する注入孔３０の位置、個数を特定して、その使用する注入孔３０のキャップ３２を外し、それ以外の注入孔３０は、キャップ３２を締めたままの状態で、圧力ポンプなどで薬液を徐々に圧入し、基礎の沈下部分を基礎が水平となるまでリフトアップする。
【００４３】
このとき、実施例１に係る地盤改良ベタ基礎１によれば、薬液の注入圧力を底板部３全体で均等に受けてリフトアップするので、従来のジャッキアップ工法のように、基礎に局所的な力が掛からず、基礎が損傷するおそれが少ない。また、使用しない注入孔３０には、キャップ３２が螺合されているので、薬液圧入の際に、注入孔から薬液が逆流して噴射することがない。このため、室内を養生したりする手間が省けるだけでなく、薬液の無駄も発生しない。
【００４４】
なお、注入する薬液は、セメント系、水ガラス系、樹脂系などの硬化前が流動体で、硬化後に所定の支持力を得ることができるものであれば使用可能であるが、本実施の形態では、いわゆる「水ガラス」製造用の原料であるNa２O/nSiO２又はK２O/nSiO２と、その硬化剤である無機塩類、有機塩類、金属酸化物、金属水酸化物、無機酸、有機酸、酸性塩、金属酸化物、金属水酸化物、塩基性塩等を組み合わせて調整したものが用いられる。
【００４５】
以上の説明した実施例１に係る地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造によれば、地盤改良したソイルセメントコラム５で液状化により基礎が傾くのを防ぎつつも、液状化により地盤が不同沈下を起こした場合であっても、沈下した部分の注入孔３０から薬液を注入してその圧力で基礎の沈下部分を浮上させて基礎を水平にすることができ、従来のジャッキアップ工法のように、沈下部分の基礎の下を掘り下げてジャッキを設置する必要がなくコストを抑えて短時間で基礎を水平に修正可能であるとともに、ジャッキアップ時に基礎にかかる局所的な力を底板部全面にかかる均等な力でリフトアップすることができ、リフトアップ時に基礎にかかる負担を低減することができる。また、この基礎を水平に戻す工事は、建物に居住したまま行なえるため、工事期間中のクライアントの支出も削減することができる。
【実施例２】
【００４６】
次に、実施例２に係る地盤改良ベタ基礎及びその生産方法である地盤改良ベタ基礎工法について図５及び図６を用いて説明する。
【００４７】
図示実施例２に係る地盤改良ベタ基礎１’は、地盤改良として行なった実施例１の湿式の地盤改良体であるソイルセメントコラム５に代えて、地盤に格子状の乾式地盤改良体６を構築する点だけが相違するので、乾式地盤改良体６についてのみ説明し、その他の構成は、実施例１に係る地盤改良ベタ基礎１と同符号を用いて説明を省略する。
【００４８】
乾式地盤改良体６は、図５に示す平面視で碁盤の目状に形成された、図６に示す鉛直断面矩形状の乾式の地盤改良体であり、図６に示すように、基礎１’の底板部３を支持することで液状化に対する抵抗力を増強する機能を有している。
【００４９】
この乾式地盤改良体６は、前述のソイルセメントコラム５の構築の工程の代わりに、図５に示す位置をバックホウなどの掘削機で掘削して、掘削土とセメント系などの固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより、土壌中の水分と固化材とが反応して固化することで構築され、外周掘り下げ以降の工程は、前述の実施例１に係る地盤改良ベタ基礎工法と同様に行われる。
【００５０】
また、実施例２に係る地盤改良ベタ基礎１’によれば、通常の小型のバックホウで施工できるため、実施例１に係る地盤改良ベタ基礎１と比べて、大掛かりな杭の施工機やスラリー用のプラントを搬入したり設置したりする必要がなく、それらの運搬・設置費用などのコストを大幅に削減することができる。
【実施例３】
【００５１】
次に、実施例３に係る地盤改良ベタ基礎及びその生産方法である地盤改良ベタ基礎工法について図７及び図８を用いて説明する。
図７及び図８から明らかなように、実施例３に係る地盤改良ベタ基礎１”は、地盤改良として実施例１の湿式の地盤改良体であるソイルセメントコラム５と、実施例２の乾式地盤改良体６とを併用する点が実施例１及び２と相違するが、施工方法や基本的な構成は同じであり、ソイルセメントコラム５、乾式地盤改良体６の構成、その施工方法や工程も前述と同様である。また、その他の構成は、実施例１及び２に係る地盤改良ベタ基礎１，１’と同じであるため同符号を用いて説明を省略する。
【００５２】
実施例３に係る地盤改良ベタ基礎１”によれば、実施例１及び２の地盤改良ベタ基礎１，１’と比べて、地盤改良として実施例１のソイルセメントコラム５と実施例２の乾式地盤改良体６とを併用するため、即ち、湿式・乾式両方の地盤改良を行うため、地震の際の液状化に対する抵抗力が格段に向上する。
【００５３】
また、ソイルセメントコラム５を構築する工程と、格子状の乾式地盤改良体６を構築する工程とは、いずれを先にすることも可能であるが、ソイルセメントコラム５の施工機は大型で搬出入の際に先に構築した乾式地盤改良体６を損傷するおそれがあるため、ソイルセメントコラム５を構築する工程を先にする方が好ましい。
【００５４】
以上のように、本発明の実施例１〜３に係る地盤改良ベタ基礎、及び地盤改良ベタ基礎工法を説明したが、注入孔、ソイルセメントコラム、地盤改良体の設置位置及び個数等は、あくまでも一例を示したに過ぎず、建物の間取りなどにより変化するものである。また、基礎の形状等の地盤改良ベタ基礎の図示形態も、一例を示したものであり、特許請求の範囲に記載した範囲内で変更可能であることは云うまでもない。
【符号の説明】
【００５５】
１，１’，１” ベタ基礎
２ 立上がり部
３ 底板部
４ 下がり壁部
５ ソイルセメントコラム（地盤改良部）
６ 乾式地盤改良体（地盤改良部）
３０ 注入孔
３１ パイプ
３２ キャップ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、戸建木造住宅などの小規模建築物における地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造、及び地盤改良ベタ基礎工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一部報道によれば、戸建住宅は、今回の東日本大震災により１７，０００戸が液状化の影響を受け、関東において同様の大地震が起きた場合、３３，０００戸を上回る液状化の被害を受けるという試算もあるとのことである。
主な原因は、このような戸建住宅などの小規模建築物の基礎は、法規上、液状化のおそれがある軟弱地盤に建てられる場合であっても、支持層となる強固な地盤まで到達する杭を構築することが求められず直接基礎で構わないこととなっているからであるが、小規模建築物にこのような支持層まで達する杭の構築を義務化するのは費用面から妥当でない。
そのため、今回の大震災を受け、戸建住宅などの小規模建築物でも安価で実効性のある液状化対策可能な基礎構造の提案が急務となっている。
【０００３】
従来、小規模建築物の基礎における不同沈下対策（液状化対策）として、バックホウなどの掘削重機で軟弱地盤の表層部分を一度掘削し、セメント系などの固化材と混ぜ合わせて埋め戻す地盤改良を行ってから直接基礎を構築することが知られている。
しかし、建築する範囲全面を地盤改良する場合、工期が長期化するとともに、固化材の材料費などが嵩むため、コストダウンが求められていた。
【０００４】
そこで、本出願人は、建築範囲を全面的に地盤改良するのではなく、軟弱地盤を碁盤の目状、かつ鉛直断面が溝底面より上方に向けて次第に大きくなるように地盤改良するとともに、その上にベタ基礎を構築する安定材付きベタ基礎工法（特許文献１参照）を提案した。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の安定材付きベタ基礎工法により構築されたベタ基礎では、今回の大震災クラスの大地震に耐えられるものではなく、液状化により地盤が不同沈下して、基礎が傾斜してしまった場合のことは考慮されていなかった。
【０００６】
また、特許文献２には、液状化により地盤とともに（相対的に）沈下した建物の沈下部分を基礎と一緒にジャッキアップし、ジャッキアップにより生じた基礎と地盤との隙間に、モルタルやグラウト等の流動固化材を充填して固化することにより基礎の傾きを矯正する不同沈下を生じた建物の矯正方法及び矯正装置（いわゆるジャッキアップ工法）が開示されている（特許文献２の図１等参照）。
【０００７】
しかし、特許文献２に記載の不同沈下を生じた建物の矯正方法では、ジャッキアップするためのジャッキの設置箇所が限られており、ジャッキアップにより基礎に不均等な想定外の力が加わり損傷してしまうという問題があった。特に、ベタ基礎の場合、ジャッキの設置箇所が建物の外周部分に限られているため前記問題が顕著となっていた。
【０００８】
更に、特許文献３には、建物１１の基礎地盤の表層部分に設けられる表層改良工法による基盤層１２と、基盤層１２の中央部分１２ａを支持して基礎地盤中に設けられる複数の柱状改良工法（ソイルセメント工法）による支持杭１３と、基盤層１２の上方に重ねて配置されるベタ基礎１４とからなり、基盤層１２は、支持杭１３によって支持される中央部分１２ａが一段高くなっていて、ベタ基礎１４の中央部分１４ａが載置されると共に、中央部分１２ａ，１４ａの周囲の基盤層１２とベタ基礎１４との間の隙間１５には、調整砂１６が充填されており、軟弱地盤の上方に建築される建物１１に不同沈下が生じた際に、建物１１の傾きを修正できるようにした軟弱地盤おける建物１１の基礎構造１０が開示されている（特許文献３の図１等参照）。
【０００９】
しかし、特許文献３に記載の軟弱地盤おける建物の基礎構造は、地表面付近の地盤改良とソイルセメント工法による地盤改良とを併用することで多少、液状化に抵抗できるものの、今回のような大震災クラスの大地震に耐えられるものではなく、液状化により地盤が不同沈下し、基礎が傾斜した場合は、従来のジャッキアップ工法とあまり相違はなく、ジャッキアップによる基礎の損傷という問題を解決することができていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−０６０２９０号公報
【特許文献２】特開２０００−００８３９８号公報
【特許文献３】特開２００７−１２０２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、この発明は、前記従来の技術の問題を解決し、液状化を防ぎつつも、液状化により地盤が不同沈下を起こした場合であっても、コストを抑えて基礎を水平に修正可能な地盤改良したベタ基礎の液状化対策構造を提供すること、及び液状化対策の地盤改良ベタ基礎工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、柱や耐力壁の下端に沿って設けられた立上がり部と、この立上がり部の底部と連続して建物の全建築面に亘って設けられた底板部と、該底板部の下方となる地盤に地盤改良を施した地盤改良部と、を有する地盤改良ベタ基礎において、前記底板部には、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔が設けられているとともに、前記注入孔から注入した薬液が基礎外部へ漏れ出さないように前記底板部から下方に突出する下がり壁部が基礎の外周に沿って設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造において、前記注入孔には、この注入孔内面に形成されたネジ溝と螺合して薬液を封止する封止キャップが取り付けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造において、前記地盤改良部は、ソイルセメント工法により構築されたソイルセメントコラムであることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造において、前記地盤改良部は、前記底板部の下方となる地盤を平面視で碁盤の目状に掘削し、その掘削土と固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより構築された乾式地盤改良体であることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、基礎下となる地盤に地盤改良を施したうえ、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を有するベタ基礎を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、地盤改良としてソイルセメント工法により前記底板部の下方となる地盤にソイルセメントコラムを構築する工程と、前記底板部の外周に沿って下がり壁部を構築するために前記地盤を掘り下げる工程と、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔となるパイプを設置する工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、基礎下となる地盤に地盤改良を施したうえ、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を有するベタ基礎を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、地盤改良として前記底板部の下方となる地盤を平面視で碁盤の目状に掘削し、その掘削土と固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより乾式地盤改良体を構築する工程と、前記乾式地盤改良体の外周に沿って下がり壁部を構築するために前記地盤を掘り下げる工程と、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔となるパイプを設置する工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、基礎下となる地盤に地盤改良を施したうえ、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を有するベタ基礎を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、地盤改良として、ソイルセメント工法により前記底板部の下方となる地盤にソイルセメントコラムを構築する工程と、前記底板部の下方となる地盤を平面視で碁盤の目状に掘削し、その掘削土と固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより乾式地盤改良体を構築する工程と、を有するとともに、前記底板部の外周に沿って下がり壁部を構築するために前記地盤を掘り下げる工程と、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔となるパイプを設置する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
この発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明によれば、柱や耐力壁の下端に沿って設けられた立上がり部と、この立上がり部の底部と連続して建物の全建築面に亘って設けられた底板部と、該底板部の下方となる地盤に地盤改良を施した地盤改良部と、を有する地盤改良ベタ基礎において、前記底板部には、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔が設けられているとともに、前記注入孔から注入した薬液が基礎外部へ漏れ出さないように前記底板部から下方に突出する下がり壁部が基礎の外周に沿って設けられているので、地盤改良することで液状化により基礎が傾くのを防ぎつつも、大地震の際に液状化により地盤が不同沈下を起こした場合であっても、注入孔から薬液を注入してその圧力で基礎の沈下部分を浮上させて基礎を水平にすることができ、従来のジャッキアップ工法のように、沈下部分の基礎の下を掘り下げてジャッキを設置する必要がなくコストを抑えて短時間で基礎を水平に修正可能であるとともに、ジャッキアップ時に基礎にかかる局所的な力を底板部全面にかかる均等な力でリフトアップすることができ、リフトアップ時に基礎にかかる負担を低減することができる。また、この基礎を水平に戻す工事は、建物に居住したまま行なえるため、工事期間中のクライアントの支出も削減することができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造において、前記注入孔には、この注入孔内面に形成されたネジ溝と螺合して薬液を封止する封止キャップが取り付けられているので、前記作用効果に加え、薬液注入の際に、薬液を注入する注入孔以外の注入孔から薬液が逆流噴射することがなく、室内を養生したりする必要がなく、薬液の無駄もない。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造において、前記地盤改良部は、ソイルセメント工法により構築されたソイルセメントコラムであるので、前記作用効果に加え、ソイルセメントコラムにより液状化に対する抵抗力を増すことができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかに記載の地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造において、前記地盤改良部は、前記底板部の下方となる地盤を平面視で碁盤の目状に掘削し、その掘削土と固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより構築された乾式地盤改良体であるので、前記作用効果に加え、碁盤の目状の乾式地盤改良体によりコストをかけずに液状化に対する抵抗力を増すことができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、基礎下となる地盤に地盤改良を施したうえ、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を有するベタ基礎を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、地盤改良としてソイルセメント工法により前記底板部の下方となる地盤にソイルセメントコラムを構築する工程と、前記底板部の外周に沿って下がり壁部を構築するために前記地盤を掘り下げる工程と、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔となるパイプを設置する工程と、を有するので、ソイルセメントコラムにより液状化を防ぎつつも、大地震の際に液状化により地盤が不同沈下を起こした場合であっても、注入孔から薬液を注入してその圧力で基礎の沈下部分を浮上させて基礎を水平にすることができ、従来のジャッキアップ工法のように、沈下部分の基礎の下を掘り下げてジャッキを設置する必要がなくコストを抑えて短時間で基礎を水平に修正可能であるとともに、ジャッキアップ時に基礎にかかる局所的な力を底板部全面にかかる均等な力でリフトアップすることができ、リフトアップ時に基礎にかかる負担を低減することができる。また、この基礎を水平に戻す工事は、建物に居住したまま行なえるため、工事期間中のクライアントの支出も削減することができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、基礎下となる地盤に地盤改良を施したうえ、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を有するベタ基礎を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、地盤改良として前記底板部の下方となる地盤を平面視で碁盤の目状に掘削し、その掘削土と固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより乾式地盤改良体を構築する工程と、前記乾式地盤改良体の外周に沿って下がり壁部を構築するために前記地盤を掘り下げる工程と、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔となるパイプを設置する工程と、を有するので、比較的安価な碁盤の目状の乾式地盤改良により液状化を防ぎつつも、大地震の際に液状化により地盤が不同沈下を起こした場合であっても、注入孔から薬液を注入してその圧力で基礎の沈下部分を浮上させて基礎を水平にすることができ、従来のジャッキアップ工法のように、沈下部分の基礎の下を掘り下げてジャッキを設置する必要がなくコストを抑えて短時間で基礎を水平に修正可能であるとともに、ジャッキアップ時に基礎にかかる局所的な力を底板部全面にかかる均等な力でリフトアップすることができ、リフトアップ時に基礎にかかる負担を低減することができる。また、この基礎を水平に戻す工事は、建物に居住したまま行なえるため、工事期間中のクライアントの支出も削減することができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明によれば、基礎下となる地盤に地盤改良を施したうえ、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を有するベタ基礎を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、地盤改良として、ソイルセメント工法により前記底板部の下方となる地盤にソイルセメントコラムを構築する工程と、前記底板部の下方となる地盤を平面視で碁盤の目状に掘削し、その掘削土と固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより乾式地盤改良体を構築する工程と、を有するとともに、前記底板部の外周に沿って下がり壁部を構築するために前記地盤を掘り下げる工程と、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔となるパイプを設置する工程と、を有するので、湿式・乾式の両方の地盤改良により液状化への抵抗力を増強するとともに、万が一、大地震の際の液状化により地盤が不同沈下を起こした場合であっても、注入孔から薬液を注入してその圧力で基礎の沈下部分を浮上させて基礎を水平にすることができ、従来のジャッキアップ工法のように、沈下部分の基礎の下を掘り下げてジャッキを設置する必要がなくコストを抑えて短時間で基礎を水平に修正可能であるとともに、ジャッキアップ時に基礎にかかる局所的な力を底板部全面にかかる均等な力でリフトアップすることができ、リフトアップ時に基礎にかかる負担を低減することができる。また、この基礎を水平に戻す工事は、建物に居住したまま行なえるため、工事期間中のクライアントの支出も削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１に係る地盤改良ベタ基礎の基礎伏図である。
【図２】同上の地盤改良ベタ基礎の外周部分を主に示す鉛直断面図である。
【図３】同上の地盤改良ベタ基礎の注入孔を示す鉛直断面図である。
【図４】同上の注入孔の平面図である。
【図５】実施例２に係る地盤改良ベタ基礎の基礎伏図である。
【図６】同上の地盤改良ベタ基礎の外周部分を主に示す鉛直断面図である。
【図７】実施例３に係る地盤改良ベタ基礎の基礎伏図である。
【図８】同上の地盤改良ベタ基礎の外周部分を主に示す鉛直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
この発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２８】
先ず、図１〜図４を用いて、この発明の実施例１に係る地盤改良ベタ基礎ついて説明する。
図中の符号１が、この発明の実施例１に係る地盤改良ベタ基礎であり、この地盤改良ベタ基礎１は、建物の外周及び平面内部の建物の柱や耐力壁の下端に沿って設けられた立上がり部２と、この立上がり部２の底部と連続して建物の全建築面に亘って設けられた底板部３と、基礎外周に沿って設けられ、この底板部３から下方に突出する下がり壁部４と、底板部３の下方の地中に構築された地盤改良部としてのソイルセメントコラム５と、から主に構成されている。
【００２９】
立上がり部２は、構造設計に応じた所定の配筋がなされた鉛直断面が縦長な長方形（図２参照）からなる鉄筋コンクリートの構造物であり、基礎に所定の曲げ剛性を与えて建物の荷重を底板部３に伝達する機能を有している。
【００３０】
底板部３は、構造設計に応じた所定の配筋がなされた鉄筋コンクリートスラブからなる構造物であり、建物の荷重を地盤に均等に伝達する機能を有している。また、この底板部３には、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔３０が、均等となるように、所定の割合で複数個設けられている。
【００３１】
この注入孔３０は、図３に示すように、ＰＶＣ樹脂（ポリ塩化ビニル）からなる直径５０ｍｍ（ＶＰ５０）程度のパイプ３１と、このパイプ３１の内周面に形成されたネジ溝と螺合するＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル(Acrylonitrile)、ブタジエン(Butadiene)、スチレン(Styrene)共重合合成樹脂）からなるキャップ３２とから主に構成され、薬液圧入時に注入を行なわない注入孔３０から薬液が逆流して噴出するのを防ぐ機能を有している。また、図４に示すように、キャップ３２の上面には、パイプ３１にネジ込む際の把手３２ａが上方に向け突設され、パイプ３１とキャップ３２との間には、薬液を密閉するニトリルゴム（ＮＢＲ）などの合成ゴムからなるＯリング３３が嵌着されている。
【００３２】
下がり壁部４は、構造設計に応じた所定の配筋がなされた鉄筋コンクリートの構造物であり、液状化により地盤が不同沈下した場合に注入孔３０から注入される薬液が基礎の外部へ漏れ出さないようにする機能を有している。なお、底板部３の下方の基礎内部には、型枠を設置できない関係上、図２に示すように、鉛直断面が逆台形となっているが、地盤を鉛直に掘削しても崩れない場合は、鉛直断面を矩形状としても構わない。
【００３３】
ソイルセメントコラム５は、地盤の土壌（ソイル）をセメントスラリーの水和反応で固化した湿式地盤改良体であり、図１に示した位置に設置され、図２に示すように、基礎１の底板部３をこのソイルセメントコラム５で支持することで液状化に対する抵抗力を増強するものである。
【００３４】
次に、実施例１に係る地盤改良ベタ基礎１を生産する方法である、この発明の実施の形態に係る地盤改良ベタ基礎工法について図１及び図２を用いて工程順に説明する。
【００３５】
（ソイルセメントコラムの構築）
先ず、ソイルセメントコラム５を示す図１の所定径の円の中心に、施工機（杭打ち機）の撹拌軸をセットし、撹拌軸を回転させて構造設計により決められたソイルセメントコラム５の底面となる所定深さまで穿孔（空掘り）する。次に、セメント系固化材又はセメントを水に溶かしたスラリーを吐出しながら撹拌軸を徐々に引き上げて、地盤の土壌とスラリーとを混合撹拌する。そして、地表面まで撹拌軸を引き抜いた後、再度、底面まで回転させながら撹拌軸を降ろして再撹拌し、水とセメントを水和反応させて土壌をバインドしたまま固化させることで基礎下の地盤中にソイルセメントコラム５（柱）を構築する。
【００３６】
（外周掘り下げ）
次に、所定深さまで建物外周に沿って下がり壁部４となる部分を掘り下げ、必要に応じて、掘り下げた部分の底面に、型枠設置位置の墨出し用に捨てコンクリートを打設する。なお、捨てコンクリートを打設する場合は、その厚さ分深く掘削する必要がある。
【００３７】
（基礎配筋）
そして、基礎の構造設計に応じて、立上がり部２、底板部３、下がり壁部４の所定の配筋を行い、注入孔３０の位置（図１参照）には、前述のパイプ３１をセットする。
【００３８】
（型枠設置、コンクリート打設）
次に、掘り下げた部分に下がり壁部４の外周に沿って型枠を設置し、底板部３の天端までコンクリートを打設する。コンクリートの硬化後、立上がり部２の両面の型枠を設置し、立上がり部２の天端までコンクリートを再度打設し、硬化後型枠を払して、掘り下げた基礎外周を設計ＧＬまで埋め戻すことで本実施の形態に係る地盤改良ベタ基礎工法が完了する。
【００３９】
なお、立上がり部２の高さが低い場合は、コンクリートを２段階に分けて打設するのではなく、下がり壁部４下端から立上がり部２の天端までの高さの型枠を基礎外周に沿って設置し、内側の型枠、内部の通りの型枠を浮かし型枠として、立上がり部２の天端まで一体としてコンクリートを打設することも可能である。
【００４０】
（基礎修正方法）
次に、大地震の際の液状化により地盤が不同沈下した場合の実施例１に係る地盤改良ベタ基礎１の水平に修正する方法について図１及び図２を用いて説明する。
【００４１】
先ず、基礎天端の高さを計測し、基礎の沈下している部分、及びリフトアップすべき高さ、注入する薬液の量等を割り出す。
【００４２】
そして、割り出した値から薬液を注入する注入孔３０の位置、個数を特定して、その使用する注入孔３０のキャップ３２を外し、それ以外の注入孔３０は、キャップ３２を締めたままの状態で、圧力ポンプなどで薬液を徐々に圧入し、基礎の沈下部分を基礎が水平となるまでリフトアップする。
【００４３】
このとき、実施例１に係る地盤改良ベタ基礎１によれば、薬液の注入圧力を底板部３全体で均等に受けてリフトアップするので、従来のジャッキアップ工法のように、基礎に局所的な力が掛からず、基礎が損傷するおそれが少ない。また、使用しない注入孔３０には、キャップ３２が螺合されているので、薬液圧入の際に、注入孔から薬液が逆流して噴射することがない。このため、室内を養生したりする手間が省けるだけでなく、薬液の無駄も発生しない。
【００４４】
なお、注入する薬液は、セメント系、水ガラス系、樹脂系などの硬化前が流動体で、硬化後に所定の支持力を得ることができるものであれば使用可能であるが、本実施の形態では、いわゆる「水ガラス」製造用の原料であるNa２O/nSiO２又はK２O/nSiO２と、その硬化剤である無機塩類、有機塩類、金属酸化物、金属水酸化物、無機酸、有機酸、酸性塩、金属酸化物、金属水酸化物、塩基性塩等を組み合わせて調整したものが用いられる。
【００４５】
以上の説明した実施例１に係る地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造によれば、地盤改良したソイルセメントコラム５で液状化により基礎が傾くのを防ぎつつも、液状化により地盤が不同沈下を起こした場合であっても、沈下した部分の注入孔３０から薬液を注入してその圧力で基礎の沈下部分を浮上させて基礎を水平にすることができ、従来のジャッキアップ工法のように、沈下部分の基礎の下を掘り下げてジャッキを設置する必要がなくコストを抑えて短時間で基礎を水平に修正可能であるとともに、ジャッキアップ時に基礎にかかる局所的な力を底板部全面にかかる均等な力でリフトアップすることができ、リフトアップ時に基礎にかかる負担を低減することができる。また、この基礎を水平に戻す工事は、建物に居住したまま行なえるため、工事期間中のクライアントの支出も削減することができる。
【実施例２】
【００４６】
次に、実施例２に係る地盤改良ベタ基礎及びその生産方法である地盤改良ベタ基礎工法について図５及び図６を用いて説明する。
【００４７】
図示実施例２に係る地盤改良ベタ基礎１’は、地盤改良として行なった実施例１の湿式の地盤改良体であるソイルセメントコラム５に代えて、地盤に格子状の乾式地盤改良体６を構築する点だけが相違するので、乾式地盤改良体６についてのみ説明し、その他の構成は、実施例１に係る地盤改良ベタ基礎１と同符号を用いて説明を省略する。
【００４８】
乾式地盤改良体６は、図５に示す平面視で碁盤の目状に形成された、図６に示す鉛直断面矩形状の乾式の地盤改良体であり、図６に示すように、基礎１’の底板部３を支持することで液状化に対する抵抗力を増強する機能を有している。
【００４９】
この乾式地盤改良体６は、前述のソイルセメントコラム５の構築の工程の代わりに、図５に示す位置をバックホウなどの掘削機で掘削して、掘削土とセメント系などの固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより、土壌中の水分と固化材とが反応して固化することで構築され、外周掘り下げ以降の工程は、前述の実施例１に係る地盤改良ベタ基礎工法と同様に行われる。
【００５０】
また、実施例２に係る地盤改良ベタ基礎１’によれば、通常の小型のバックホウで施工できるため、実施例１に係る地盤改良ベタ基礎１と比べて、大掛かりな杭の施工機やスラリー用のプラントを搬入したり設置したりする必要がなく、それらの運搬・設置費用などのコストを大幅に削減することができる。
【実施例３】
【００５１】
次に、実施例３に係る地盤改良ベタ基礎及びその生産方法である地盤改良ベタ基礎工法について図７及び図８を用いて説明する。
図７及び図８から明らかなように、実施例３に係る地盤改良ベタ基礎１”は、地盤改良として実施例１の湿式の地盤改良体であるソイルセメントコラム５と、実施例２の乾式地盤改良体６とを併用する点が実施例１及び２と相違するが、施工方法や基本的な構成は同じであり、ソイルセメントコラム５、乾式地盤改良体６の構成、その施工方法や工程も前述と同様である。また、その他の構成は、実施例１及び２に係る地盤改良ベタ基礎１，１’と同じであるため同符号を用いて説明を省略する。
【００５２】
実施例３に係る地盤改良ベタ基礎１”によれば、実施例１及び２の地盤改良ベタ基礎１，１’と比べて、地盤改良として実施例１のソイルセメントコラム５と実施例２の乾式地盤改良体６とを併用するため、即ち、湿式・乾式両方の地盤改良を行うため、地震の際の液状化に対する抵抗力が格段に向上する。
【００５３】
また、ソイルセメントコラム５を構築する工程と、格子状の乾式地盤改良体６を構築する工程とは、いずれを先にすることも可能であるが、ソイルセメントコラム５の施工機は大型で搬出入の際に先に構築した乾式地盤改良体６を損傷するおそれがあるため、ソイルセメントコラム５を構築する工程を先にする方が好ましい。
【００５４】
以上のように、本発明の実施例１〜３に係る地盤改良ベタ基礎、及び地盤改良ベタ基礎工法を説明したが、注入孔、ソイルセメントコラム、地盤改良体の設置位置及び個数等は、あくまでも一例を示したに過ぎず、建物の間取りなどにより変化するものである。また、基礎の形状等の地盤改良ベタ基礎の図示形態も、一例を示したものであり、特許請求の範囲に記載した範囲内で変更可能であることは云うまでもない。
【符号の説明】
【００５５】
１，１’，１” ベタ基礎
２ 立上がり部
３ 底板部
４ 下がり壁部
５ ソイルセメントコラム（地盤改良部）
６ 乾式地盤改良体（地盤改良部）
３０ 注入孔
３１ パイプ
３２ キャップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱や耐力壁の下端に沿って設けられた立上がり部と、この立上がり部の底部と連続して建物の全建築面に亘って設けられた底板部と、該底板部の下方となる地盤に地盤改良を施した地盤改良部と、を有する地盤改良ベタ基礎において、
前記底板部には、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔が設けられているとともに、前記注入孔から注入した薬液が基礎外部へ漏れ出さないように前記底板部から下方に突出する下がり壁部が基礎の外周に沿って設けられていることを特徴とする地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造。
【請求項２】
前記注入孔には、この注入孔内面に形成されたネジ溝と螺合して薬液を封止する封止キャップが取り付けられている請求項１に記載の地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造。
【請求項３】
前記地盤改良部は、ソイルセメント工法により構築されたソイルセメントコラムである請求項１又は２に記載の地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造。
【請求項４】
前記地盤改良部は、前記底板部の下方となる地盤を平面視で碁盤の目状に掘削し、その掘削土と固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより構築された乾式地盤改良体である請求項１ないし３のいずれかに記載の地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造。
【請求項５】
基礎下となる地盤に地盤改良を施したうえ、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を有するベタ基礎を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、
地盤改良としてソイルセメント工法により前記底板部の下方となる地盤にソイルセメントコラムを構築する工程と、前記底板部の外周に沿って下がり壁部を構築するために前記地盤を掘り下げる工程と、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔となるパイプを設置する工程と、を有することを特徴とする地盤改良ベタ基礎工法。
【請求項６】
基礎下となる地盤に地盤改良を施したうえ、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を有するベタ基礎を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、
地盤改良として前記底板部の下方となる地盤を平面視で碁盤の目状に掘削し、その掘削土と固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより乾式地盤改良体を構築する工程と、前記乾式地盤改良体の外周に沿って下がり壁部を構築するために前記地盤を掘り下げる工程と、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔となるパイプを設置する工程と、を有することを特徴とする地盤改良ベタ基礎工法。
【請求項７】
基礎下となる地盤に地盤改良を施したうえ、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を有するベタ基礎を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、
地盤改良として、ソイルセメント工法により前記底板部の下方となる地盤にソイルセメントコラムを構築する工程と、前記底板部の下方となる地盤を平面視で碁盤の目状に掘削し、その掘削土と固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより乾式地盤改良体を構築する工程と、を有するとともに、前記底板部の外周に沿って下がり壁部を構築するために前記地盤を掘り下げる工程と、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔となるパイプを設置する工程と、を有することを特徴とする地盤改良ベタ基礎工法。
【請求項１】
柱や耐力壁の下端に沿って設けられた立上がり部と、この立上がり部の底部と連続して建物の全建築面に亘って設けられた底板部と、該底板部の下方となる地盤に地盤改良を施した地盤改良部と、を有する地盤改良ベタ基礎において、
前記底板部には、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔が設けられているとともに、前記注入孔から注入した薬液が基礎外部へ漏れ出さないように前記底板部から下方に突出する下がり壁部が基礎の外周に沿って設けられていることを特徴とする地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造。
【請求項２】
前記注入孔には、この注入孔内面に形成されたネジ溝と螺合して薬液を封止する封止キャップが取り付けられている請求項１に記載の地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造。
【請求項３】
前記地盤改良部は、ソイルセメント工法により構築されたソイルセメントコラムである請求項１又は２に記載の地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造。
【請求項４】
前記地盤改良部は、前記底板部の下方となる地盤を平面視で碁盤の目状に掘削し、その掘削土と固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより構築された乾式地盤改良体である請求項１ないし３のいずれかに記載の地盤改良ベタ基礎の液状化対策構造。
【請求項５】
基礎下となる地盤に地盤改良を施したうえ、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を有するベタ基礎を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、
地盤改良としてソイルセメント工法により前記底板部の下方となる地盤にソイルセメントコラムを構築する工程と、前記底板部の外周に沿って下がり壁部を構築するために前記地盤を掘り下げる工程と、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔となるパイプを設置する工程と、を有することを特徴とする地盤改良ベタ基礎工法。
【請求項６】
基礎下となる地盤に地盤改良を施したうえ、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を有するベタ基礎を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、
地盤改良として前記底板部の下方となる地盤を平面視で碁盤の目状に掘削し、その掘削土と固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより乾式地盤改良体を構築する工程と、前記乾式地盤改良体の外周に沿って下がり壁部を構築するために前記地盤を掘り下げる工程と、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔となるパイプを設置する工程と、を有することを特徴とする地盤改良ベタ基礎工法。
【請求項７】
基礎下となる地盤に地盤改良を施したうえ、建物の柱や耐力壁の下端に沿った立上がり部と、建物の全建築面に亘る鉄筋コンクリートのスラブからなる底板部と、を有するベタ基礎を構築する地盤改良ベタ基礎工法において、
地盤改良として、ソイルセメント工法により前記底板部の下方となる地盤にソイルセメントコラムを構築する工程と、前記底板部の下方となる地盤を平面視で碁盤の目状に掘削し、その掘削土と固化材とを混ぜ合わせて埋め戻すことにより乾式地盤改良体を構築する工程と、を有するとともに、前記底板部の外周に沿って下がり壁部を構築するために前記地盤を掘り下げる工程と、液状化により地盤が不同沈下した際に薬液を注入する注入孔となるパイプを設置する工程と、を有することを特徴とする地盤改良ベタ基礎工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−９１９２４（Ｐ２０１３−９１９２４Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３３１０７（Ｐ２０１１−２３３１０７）
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（５９５１１７２８６）コングロエンジニアリング株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（５９５１１７２８６）コングロエンジニアリング株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
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