地盤改良体、及びこれを備えたパイルド・ラフト基礎
【課題】地震時における地盤改良体のせん断破壊が抑制された地盤改良体、及びこれを備えたパイルド・ラフト基礎を得ることを目的とする。
【解決手段】地盤改良体２０は、その上部が格子状地盤改良部２０Ａとされると共に、その下部が壁状地盤改良部２０Ｂとされている。壁状地盤改良部２０Ｂは、格子状地盤改良部２０Ａから下方へ延出しており、液状化層１４Ａの下層にある軟弱層１４Ｂを貫通して支持層１４Ｃに達している。これにより、格子状地盤改良部２０Ａが壁状地盤改良部２０Ｂを介して支持層１４Ｃに支持されるようになっている。また、壁状地盤改良部２０Ｂには、その下端部から上方へ延びるスリット部３４が形成されている。このスリット部３４では、軟弱層１４Ｂ及び支持層１４Ｃが地盤改良されておらず、地盤改良された柱状改良体３０と比較して剛性が小さくなっている。
【解決手段】地盤改良体２０は、その上部が格子状地盤改良部２０Ａとされると共に、その下部が壁状地盤改良部２０Ｂとされている。壁状地盤改良部２０Ｂは、格子状地盤改良部２０Ａから下方へ延出しており、液状化層１４Ａの下層にある軟弱層１４Ｂを貫通して支持層１４Ｃに達している。これにより、格子状地盤改良部２０Ａが壁状地盤改良部２０Ｂを介して支持層１４Ｃに支持されるようになっている。また、壁状地盤改良部２０Ｂには、その下端部から上方へ延びるスリット部３４が形成されている。このスリット部３４では、軟弱層１４Ｂ及び支持層１４Ｃが地盤改良されておらず、地盤改良された柱状改良体３０と比較して剛性が小さくなっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良体、及びこれを備えたパイルド・ラフト基礎に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、地盤の液状化対策として、地盤における液状化の可能性がある液状化層に、平面視にて格子状の地盤改良体（以下、「格子状地盤改良体」という）を形成する地盤改良工法が知られている。
【０００３】
ところで、例えば、地盤改良直接基礎やパイルド・ラフト基礎のように、格子状地盤改良体が建物の鉛直荷重を負担する場合、格子状地盤改良体が形成された液状化層の下層が軟弱層で構成されていると、格子状地盤改良体が沈下する可能性があり、建物に対して十分な支持力（鉛直支持力）を確保することが困難になる。
【０００４】
この対策として、例えば、特許文献１に開示された技術では、格子状地盤改良体を構成する複数の柱状改良体の一部を支持層へ延伸することにより、格子状地盤改良体の沈下を抑制している。
【０００５】
また、特許文献２に開示された技術において、格子状地盤改良体を構成する平面視にて二方向へ延びる壁状の地盤改良体（以下、「壁状地盤改良体」という）のうち、一方向へ延びる壁状地盤改良体を支持層へ延伸することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２８５０４７号公報
【特許文献２】特開２０００−２１２９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の技術では、地震時に、支持層へ延伸された地盤改良体がせん断破壊すると、格子状地盤改良体の鉛直支持力が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、上記の事実を考慮し、地震時における地盤改良体のせん断破壊が抑制された地盤改良体、及びこれを備えたパイルド・ラフト基礎を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の地盤改良体は、液状化層に平面視にて格子状に形成された第１地盤改良部と、前記第１地盤改良部から前記液状化層の下層にある軟弱層を貫通して支持層へ延びる壁状の第２地盤改良部と、を備え、前記第２地盤改良部には、該第２地盤改良部の下端部から上方へ延びるスリット部又は溝部が形成されている。
【００１０】
請求項１に記載の地盤改良体によれば、液状化層には、平面視にて格子状の第１地盤改良部が形成されている。この第１地盤改良部によって、当該第１地盤改良部で囲まれた地盤（液状化層）の変形が拘束される。従って、地震時における液状化層の液状化が抑制される。また、第１地盤改良部から支持層へ延びる第２地盤改良部を介して第１地盤改良部が支持層に支持されるため、第１地盤改良部の沈下が抑制される。更に、本発明における第２地盤改良部は壁状であるため、従来（例えば、特許文献１）のように杭状の地盤改良体で第１地盤改良部を支持する構成と比較して、第１地盤改良部がより強固に支持される。従って、地盤改良体の支持性能（鉛直支持力）が向上する。
【００１１】
ここで、地震時には、地盤に発生する慣性力によって第１地盤改良部及び第２地盤改良部に水平力が作用する。この際、第１地盤改良部及び第２地盤改良部に発生するせん断応力は、下方へ向かうに従って大きくなり、第２地盤改良部の下端部で最大となる。特に、本発明における第２地盤改良部は壁状であるため、面内方向のせん断剛性が大きく、第２地盤改良部の下端部に発生するせん断応力が過大になる可能性がある。これにより、例えば、第２地盤改良部がせん断破壊すると、第１地盤改良部の鉛直荷重が支持層に伝達されず、地盤改良体の支持性能（鉛直支持力）が低下してしまう。
【００１２】
この対策として本発明では、第２地盤改良部に上下方向に延びるスリット部又は溝部を形成している。ここで、第２地盤改良部にスリット部が形成された構成では、スリット部において第２地盤改良部が水平方向に連続しないため、第２地盤改良部の面内方向のせん断剛性が小さくなる。従って、第２地盤改良部の下端部に対するせん断応力の集中が低減されるため、第２地盤改良部の水平方向のせん断破壊が抑制される。
【００１３】
一方、第２地盤改良部に溝部が形成された構成では、溝部によって第２地盤改良部の水平断面積が部分的に小さくなっている。即ち、第２地盤改良部における溝部が形成された部位のせん断剛性が、第２地盤改良部における他の部位のせん断剛性よりも小さくなっている。従って、地震時に第２地盤改良部に水平力が作用すると、第２地盤改良部が溝部に沿って上下方向にせん断破壊する。これにより、水平力が吸収されると共に、溝部に沿って分割された各第２地盤改良部の面内方向のせん断剛性が小さくなる。従って、第２地盤改良部の下端部に対するせん断応力の集中が低減されるため、第２地盤改良部のせん断破壊が抑制される。
【００１４】
このように本発明では、第２地盤改良部にスリット部又は溝部を形成することにより、地震時における地盤改良体の鉛直支持力の低下を抑制することができる。
【００１５】
請求項２に記載の地盤改良体は、請求項１に記載の地盤改良体において、前記第１地盤改良部及び前記第２地盤改良部が、ソイルセメント壁を有して構成され、前記溝部が、前記ソイルセメント壁の壁面に形成されている。
【００１６】
請求項２に記載の地盤改良体によれば、第１地盤改良部及び第２地盤改良部がソイルセメント壁を有して構成されており、このソイルセメント壁の壁面に溝部が形成されている。このようにソイルセメント壁の壁面に溝部を形成することにより、当該壁面の所定位置に溝部を形成することができる。
【００１７】
請求項３に記載のパイルド・ラフト基礎は、平面視にて格子状に接合され、建物を支持する複数の基礎梁と、前記基礎梁の交差部を支持する杭と、前記基礎梁を支持すると共に、前記杭を前記第１地盤改良部で囲む請求項１又は請求項２に記載の地盤改良体と、を備え、平面視にて隣り合う前記基礎梁の間に前記第２地盤改良部に形成された前記スリット部又は前記溝部が位置している。
【００１８】
請求項３に記載のパイルド・ラフト基礎によれば、平面視にて隣り合う基礎梁の間に、第２地盤改良部に形成されたスリット部又は溝部が位置している。換言すると、平面視にて第２地盤改良部に形成されたスリット部又は溝部と重ならないように基礎梁が構築されている。従って、地震時にスリット部が開いたり、溝部がせん断破壊したりしても、スリット部又は溝部が形成されていない第２地盤改良部の部位によって基礎梁が支持されるため、基礎梁が支持する建物の沈下が抑制される。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明に係る地盤改良体、及びこれを備えたパイルド・ラフト基礎によれば、地震時における地盤改良体のせん断破壊を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るパイルド・ラフト基礎によって支持された建物を示す立面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る地盤改良体を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る地盤改良体の変形状態を模式的に示す説明図であり、（Ｂ）は従来の地盤改良体の変形状態を模式的に示す説明図である。
【図４】（Ａ）は図１の４Ａ−４Ａ線断面図であり、（Ｂ）は図１の４Ｂ−４Ｂ線断面図であり、（Ｃ）は図１の４Ｃ−４Ｃ線断面図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第１実施形態に係る地盤改良体の変形例を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る地盤改良体を示す斜視図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第２実施形態における壁状地盤改良部を示す図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に相当する水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る地盤改良体及びこれを備えたパイルド・ラフト基礎について説明する。
【００２２】
先ず、第１実施形態について説明する。
【００２３】
図１には、本実施形態に係るパイルド・ラフト基礎１０によって支持された建物１２が示されている。本実施形態に係るパイルド・ラフト基礎１０は、一例として、地表から順に液状化層１４Ａ、軟弱層１４Ｂ、支持層１４Ｃで構成された地盤１４に適用されている。この液状化層１４Ａは主として砂質土で構成されると共に、地下水位が比較的高くなっており、地震時に液状化し易くなっている。また、軟弱層１４Ｂは主として粘性土で構成され、建物１２からの鉛直荷重により圧縮沈下等が生じ易くなっている。一方、支持層１４Ｃは建物１２を支持可能な十分な強度を有している。
【００２４】
パイルド・ラフト基礎１０は、直接基礎と杭基礎とを併用した併用基礎であり、地盤改良体２０と、地盤改良体２０の上に構築された基礎スラブ２２と、基礎スラブ２２の上に構築された複数の基礎梁２４と、基礎スラブ２２を支持する複数の杭２６を備えている。
【００２５】
図２及び図３（Ａ）に示されるように、地盤改良体２０は、ソイルセメント柱列工法によって構築されており、柱長さ（掘削深度）の異なる２種類の柱状改良体２８，３０を有している。柱長さが短い柱状改良体２８は液状化層１４Ａに形成されており、柱長さが長い柱状改良体３０は液状化層１４Ａと支持層１４Ｃとに渡って形成されている。これらの柱状改良体２８，３０は平面視にて格子状に配列されると共に、隣接する柱状改良体２８，３０同士が壁状に連接されている。
【００２６】
このように構成された地盤改良体２０は、その上部が第１地盤改良部としての格子状地盤改良部２０Ａとされており、その下部が第２地盤改良部としての壁状地盤改良部２０Ｂとされている。格子状地盤改良部２０Ａは、液状化層１４Ａに形成された柱状改良体２８と柱状改良体３０の上部とによって構成されており、隣接する柱状改良体２８，３０が平面視にて格子状に隙間なく連接されている。この格子状地盤改良部２０Ａによって液状化層１４Ａが複数の領域３２（図２参照）に仕切られており、領域３２内の地盤（液状化層１４Ａ）の変形が拘束されている。
【００２７】
一方、壁状地盤改良部２０Ｂは、軟弱層１４Ｂと支持層１４Ｃに渡って形成された柱状改良体３０の下部によって構成されており、隣接する柱状改良体３０が壁状に連接されている。これらの柱状改良体３０は格子状地盤改良部２０Ａから下方へ延出しており、液状化層１４Ａの下層にある軟弱層１４Ｂを貫通して支持層１４Ｃに達している。これにより、格子状地盤改良部２０Ａが壁状地盤改良部２０Ｂを介して支持層１４Ｃに支持されるようになっている。
【００２８】
また、壁状地盤改良部２０Ｂには、その下端部から上方へ延びるスリット部３４が形成されている。スリット部３４は、柱状改良体２８の柱長さ（掘削深度）を柱状改良体３０の柱長さ（掘削深度）よりも短く（浅く）することにより、柱状改良体２８の下方に形成されている。このスリット部３４では、軟弱層１４Ｂ及び支持層１４Ｃが地盤改良されておらず、地盤改良された柱状改良体３０と比較して剛性が小さくなっている。
【００２９】
ここで、図４（Ａ）に示されるように、地盤改良体２０の上には、鉄筋コンクリート造の基礎スラブ２２及び複数の基礎梁２４が構築されている。これらの基礎スラブ２２及び基礎梁２４は液状化層１４Ａ（図１参照）に構築されており、建物１２を直接支持している。各基礎梁２４は、平面視にて格子状に接合されると共に、その交差部２４Ａが格子状地盤改良部２０Ａで仕切られた領域３２の中央部に位置されている。一方、図４（Ｂ）に示されるように、格子状地盤改良部２０Ａで仕切られた領域３２の中央部には杭２６が配置されている。杭２６は、図１に示されるように、液状化層１４Ａから軟弱層１４Ｂを貫通して支持層１４Ｃの深層へ延びており、この杭２６によって基礎梁２４の交差部２４Ａが支持されるようになっている。
【００３０】
また、図４（Ｃ）に示されるように、格子状地盤改良部２０Ａで仕切られた領域３２の角部には柱状改良体２８が配置され、隣接する角部の間には柱状改良体３０が配置されている。各基礎梁２４は、これらの柱状改良体３０を平面視にて横切るように構築されている。即ち、各基礎梁２４は平面視にて柱状改良体３０と重なるように構築されており、これらの柱状改良体３０によって基礎梁２４が支持されるようになっている。一方、基礎梁２４は、平面視にて柱状改良体２８及び当該柱状改良体２８の下方に形成されたスリット部３４と重ならないように構築されている。換言すると、隣り合う基礎梁２４の間（略平行する基礎梁２４の間）に柱状改良体２８及びスリット部３４が位置されている。
【００３１】
次に、第１実施形態の作用について説明する。
【００３２】
本実施形態に係る地盤改良体２０は、液状化層１４Ａに形成された格子状地盤改良部２０Ａと、軟弱層１４Ｂと支持層１４Ｃに渡って形成された壁状地盤改良部２０Ｂとを備えている。この格子状地盤改良部２０Ａは平面視にて格子状に形成されており、当該格子状地盤改良部２０Ａで仕切られた領域３２内の地盤（液状化層１４Ａ）の変形が拘束されている。従って、地震時における液状化層１４Ａの液状化が抑制される。
【００３３】
また、格子状地盤改良部２０Ａの下方には、壁状地盤改良部２０Ｂが設けられている。この壁状地盤改良部２０Ｂは格子状地盤改良部２０Ａから軟弱層１４Ｂを貫通して支持層１４Ｃへ延びている。従って、格子状地盤改良部２０Ａが壁状地盤改良部２０Ｂを介して支持層１４Ｃに支持されるため、格子状地盤改良部２０Ａの沈下が抑制される。
【００３４】
更に、壁状地盤改良部２０Ｂは壁状であるため、従来（例えば、特許文献１）のように杭状の地盤改良体によって格子状地盤改良部２０Ａを支持する構成と比較して、格子状地盤改良部２０Ａがより強固に支持される。
【００３５】
更にまた、図３（Ａ）に示されるように、壁状地盤改良部２０Ｂには、スリット部３４が形成されている。これにより、地震時における壁状地盤改良部２０Ｂのせん断破壊が抑制される。より詳細に説明すると、図２に示されるように、地震時には、地盤１４に発生する慣性力によって地盤改良体２０に水平力Ｆが作用する。この際、地盤改良体２０に発生するせん断応力Ｑは、地盤改良体２０の下方へ向かうに従って大きくなり、壁状地盤改良部２０Ｂの下端部で最大となる。
【００３６】
従って、例えば、図３（Ｂ）に示される比較例のように、壁状地盤改良部２０Ｂにスリット部３４が設けられておらず、壁状地盤改良部２０Ｂの面内方向（矢印Ｍ方向）のせん断剛性が大きい地盤改良体１００では、壁状地盤改良部２０Ｂの下端部に発生するせん断応力が過大になり、壁状地盤改良部２０Ｂがせん断破壊（水平方向）する可能性がある。そして、例えば二点差線で示される位置で壁状地盤改良部２０Ｂがせん断破壊すると、格子状地盤改良部２０Ａの鉛直荷重が支持層１４Ｃに伝達されず、地盤改良体１００の鉛直支持力が低下してしまう。
【００３７】
この対策として本実施形態では、図３（Ａ）に示されるように、壁状地盤改良部２０Ｂに上下方向に延びるスリット部３４を形成している。このスリット部３４では、軟弱層１４Ｂ及び支持層１４Ｃが地盤改良されておらず、壁状地盤改良部２０Ｂが水平方向に連続していないため、壁状地盤改良部２０Ｂの面内方向（矢印Ｍ方向）のせん断剛性が小さくなっている。従って、地盤改良体２０に水平力が作用すると、例えば、二点鎖線で示されるように壁状地盤改良部２０Ｂが変形し、水平力が軟弱層１４Ｂへ伝達される。これにより、壁状地盤改良部２０Ｂの下端部に対するせん断応力の集中が低減されるため、壁状地盤改良部２０Ｂのせん断破壊が抑制される。従って、地震時及び地震後における格子状地盤改良部２０Ａの沈下等が抑制されるため、地盤改良体２０の鉛直支持力の低下が低減される。
【００３８】
また、本実施形態では、基礎梁２４が、平面視にて柱状改良体３０を横切るように構築されている。これにより、支持層１４Ｃへ延びる柱状改良体３０によって基礎梁２４が支持される。また、基礎梁２４は、平面視にて壁状地盤改良部２０Ｂのスリット部３４と重ならないように構築されており、隣り合う基礎梁２４の間にスリット部３４が位置されている。従って、地震時にスリット部３４が開いても、基礎梁２４が柱状改良体３０によって支持されるため、建物１２の沈下が抑制される。
【００３９】
更に、地盤改良体２０の支持性能を向上し、地盤改良体２０の鉛直支持力を杭２６の鉛直支持力に近づけることにより、基礎梁２４及び基礎スラブ２２において、地盤改良体２０で支持された部位の沈下量と杭２６で支持された部位の沈下量との差が小さくなる。これにより、杭２６で支持された基礎梁２４及び基礎スラブ２２の部位に対する応力集中が低減される。従って、基礎梁２４及び基礎スラブ２２の破壊、損傷が抑制される。
【００４０】
このように本実施形態係る地盤改良体２０、及びこれを備えたパイルド・ラフト基礎１０によれば、壁状地盤改良部２０Ｂにスリット部３４を形成することにより、地震時における地盤改良体２０の鉛直支持力の低下を抑制することができる。
【００４１】
次に、第１実施形態に係る地盤改良体２０の変形例について説明する。
【００４２】
上記実施形態では、スリット部３４のスリット幅を略３本分の柱状改良体２８の幅にしたがこれに限らない。スリット部３４のスリット幅は、隣接するスリット部３４の間隔（ピッチ）や柱状改良体３０の剛性に応じて適宜変更可能であり、例えば、図５（Ａ）に示されるように、狭スリット部３６のスリット幅Ｄを略１本分の柱状改良体２８の幅にしても良い。このようにスリット幅Ｄを狭くすることにより、地盤改良体２０の支持性能を向上することができる。更に、スリット部３４、狭スリット部３６の配置や数は適宜変更可能である。
【００４３】
また、図５（Ｂ）に示されるように、４本以上の柱状改良体３０を連接し、地盤改良体２０の支持性能を向上しても良い。なお、図５（Ｂ）に示される地盤改良体２１は、３連の掘削オーガを有するアースオーガ機と、４連の掘削オーガを有するアースオーガ機とを組み合わせて施工されている。このように掘削オーガの数が異なるアースオーガ機を適宜組み合わせて地盤改良体２１を施工しても良い。
【００４４】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
【００４５】
図６及び図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示されるように、第２実施形態に係る地盤改良体４０は、ソイルセメントを用いた地中連続壁工法によって構築されている。具体的には、地盤１４を溝状に掘削し、掘削された溝穴に掘削土とセメントミルクとを攪拌、混合したソイルセメントを打設してソイルセメント壁４２を構築する。このソイルセメント壁４２を平面視にて格子状に組み合わせることにより、地盤１４（図１参照）中に地盤改良体４０が構築されている。
【００４６】
地盤改良体４０は液状化層１４Ａ（図１参照）と支持層１４Ｃとに渡って形成され、その上部が第１地盤改良部としての格子状地盤改良部４０Ａとされると共に、その下部が第２地盤改良部としての壁状地盤改良部４０Ｂとされている。この地盤改良体４０によって液状化層１４Ａ及び軟弱層１４Ｂが複数の領域４４に仕切られており、領域４４内の地盤（液状化層１４Ａ）の変形が拘束されている。また、壁状地盤改良部４０Ｂは、格子状地盤改良部４０Ａから下方へ延出しており、液状化層１４Ａの下層にある軟弱層１４Ｂを貫通して支持層１４Ｃへ延びている。これにより、格子状地盤改良部４０Ａが壁状地盤改良部４０Ｂを介して支持層１４Ｃに支持されるようになっている。
【００４７】
また、壁状地盤改良部４０Ｂを構成するソイルセメント壁４２の壁面４２Ａには、その下端部から上方へ延びる溝部４６が形成されている。この溝部４６は、地盤を溝状に掘削した溝穴内の所定位置に発泡材（例えば、発泡ポリスチレンフォーム）を配置した後、溝穴にソイルセメントを打設することにより形成されている。この溝部４６が形成された壁状地盤改良部４０Ｂの部位は、他の壁状地盤改良部４０Ｂの部位と比較して水平断面積が小さくなっている。即ち、壁状地盤改良部４０Ｂにおける溝部４６が形成された部位のせん断剛性は、壁状地盤改良部４０Ｂにおける他の部位のせん断剛性よりも小さくなっている。これにより、地震時に壁状地盤改良部４０Ｂに水平力が作用すると、壁状地盤改良部４０Ｂが溝部４６に沿って上下方向にせん断破壊するようになっている。
【００４８】
ここで、図７（Ａ）に示されるように、地盤改良体４０の上には、第１実施形態と同様に、基礎スラブ２２及び複数の基礎梁２４が構築されている。各基礎梁２４は、その交差部２４Ａが格子状地盤改良部４０Ａで仕切られた領域４４の中央部に位置されている。これにより、図７（Ｂ）に示されるように、格子状地盤改良部４０Ａで仕切られた領域４４の中央部に配置された杭２６によって、基礎梁２４の交差部２４Ａが支持されるようになっている。
【００４９】
また、図７（Ｃ）に示されるように、溝部４６は、格子状地盤改良部４０Ａで仕切られた領域４４の角部に位置されており、平面視にて基礎梁２４と重ならないようになっている。換言すると、隣り合う基礎梁２４の間（略平行する基礎梁２４の間）に溝部４６が位置されている。これにより、溝部４６が形成されていないソイルセメント壁４２の部位によって各基礎梁２４が支持されるようになっている。
【００５０】
次に、第２実施形態の作用について説明する。
【００５１】
本実施形態に係る地盤改良体４０は、液状化層１４Ａに形成された格子状地盤改良部４０Ａと、軟弱層１４Ｂと支持層１４Ｃに渡って形成された壁状地盤改良部４０Ｂとを備えている。この格子状地盤改良部４０Ａは平面視にて格子状に形成されている。これにより、格子状地盤改良部４０Ａで仕切られた領域４４内の地盤（液状化層１４Ａ）の変形が拘束されている。従って、地震時における液状化層１４Ａの液状化が抑制される。
【００５２】
また、格子状地盤改良部２０Ａの下方には、壁状地盤改良部４０Ｂが設けられている。この壁状地盤改良部４０Ｂは格子状地盤改良部４０Ａから軟弱層１４Ｂを貫通して支持層１４Ｃへ延びている。従って、格子状地盤改良部４０Ａが壁状地盤改良部４０Ｂを介して支持層１４Ｃに支持されるため、格子状地盤改良部４０Ａの沈下が抑制される。
【００５３】
更に、壁状地盤改良部４０Ｂは壁状であるため、従来（例えば、特許文献１）のように杭状の地盤改良体で格子状地盤改良部４０Ａを支持する構成と比較して、格子状地盤改良部４０Ａがより強固に支持される。従って、地盤改良体４０の支持性能（鉛直支持力）が向上する。
【００５４】
更にまた、壁状地盤改良部４０Ｂには、溝部４６が形成されている。この溝部４６によって壁状地盤改良部４０Ｂの水平断面積が部分的に小さくなっている。即ち、壁状地盤改良部４０Ｂにおける溝部４６が形成された部位のせん断剛性が、壁状地盤改良部４０Ｂにおける他の部位のせん断剛性よりも小さくなっている。従って、地震時に地盤改良体４０に水平力Ｆ（図６参照）が作用すると、壁状地盤改良部４０Ｂが溝部４６に沿って上下方向にせん断破壊する。これにより、水平力Ｆが吸収されると共に、溝部４６に沿って分割された各ソイルセメント壁４２の面内方向のせん断剛性が小さくなる。従って、壁状地盤改良部４０Ｂのせん断破壊が抑制される。
【００５５】
また、本実施形態では、格子状地盤改良部４０Ａで仕切られた領域４４の角部に溝部４６が位置されており、平面視にて基礎梁２４と溝部４６とが重ならないようになっている。換言すると、隣り合う基礎梁２４の間（略平行する基礎梁２４の間）に溝部４６が位置されている。これにより、溝部４６が形成されていないソイルセメント壁４２の部位によって基礎梁２４が支持される。また、地震時に溝部４６がせん断破壊しても、基礎梁２４がソイルセメント壁４２によって支持されるため、建物１２の沈下が抑制される。
【００５６】
また、本実施形態は、ソイルセメント壁４２の壁面４２Ａに溝部４６を形成する構成であるため、第１実施形態のように壁状地盤改良部２０Ｂにスリット部３４（図２参照）を形成する構成と比較して、壁状地盤改良部４０Ｂの断面欠損が小さくなるため、地盤改良体４０の支持性能が向上する。更に、地盤改良体４０を施工する際に、地盤を溝状に掘削した溝穴内における発泡材の配置を変えることにより、ソイルセメント壁４２の壁面４２Ａの所定位置に溝部４６を形成することができる。なお、溝部４６の形状や配置、数は適宜変更可能である。
【００５７】
このように本実施形態係る地盤改良体４０によれば、壁状地盤改良部４０Ｂに溝部４６を形成することにより、地震時における地盤改良体４０の鉛直支持力の低下を抑制することができる。
【００５８】
次に、第１、第２実施形態の変形例について説明する。
【００５９】
上記第１、第２実施形態では、直接基礎と杭基礎とを併用したパイルド・ラフト基礎１０に地盤改良体２０，４０を適用したが、上記第１，第２実施形態に係る地盤改良体２０，４０は、杭基礎（杭２６）を省略した直接基礎にも適用可能である。この場合、第１実施形態に係る地盤改良体２０では基礎梁２４の交差部２４Ａを柱状改良体３０で支持することが望ましく、第２実施形態に係る地盤改良体４０では、基礎梁２４の交差部２４Ａを溝部４６が形成されていないソイルセメント壁４２の部位で支持することが望ましい。また、直接基礎としては、基礎スラブ２２及び基礎梁２４に限らず、種々の構造の直接基礎に適用可能である。
【００６０】
以上、本発明の第１，第２実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１，第２実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、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勿論である。
【符号の説明】
【００６１】
１０ パイルド・ラフト基礎
１２ 建物
１４Ａ 液状化層
１４Ｂ 軟弱層
１４Ｃ 支持層
２０ 地盤改良体
２１ 地盤改良体
２０Ａ 格子状地盤改良部（第１地盤改良部）
２０Ｂ 壁状地盤改良部（第１地盤改良部）
２４ 基礎梁
２４Ａ 交差部
２６ 杭
３４ スリット部
３６ 狭スリット部（スリット部）
４０ 地盤改良体
４０Ａ 格子状地盤改良部（第１地盤改良部）
４０Ｂ 壁状地盤改良部（第２地盤改良部）
４２ ソイルセメント壁
４６ 溝部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良体、及びこれを備えたパイルド・ラフト基礎に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、地盤の液状化対策として、地盤における液状化の可能性がある液状化層に、平面視にて格子状の地盤改良体（以下、「格子状地盤改良体」という）を形成する地盤改良工法が知られている。
【０００３】
ところで、例えば、地盤改良直接基礎やパイルド・ラフト基礎のように、格子状地盤改良体が建物の鉛直荷重を負担する場合、格子状地盤改良体が形成された液状化層の下層が軟弱層で構成されていると、格子状地盤改良体が沈下する可能性があり、建物に対して十分な支持力（鉛直支持力）を確保することが困難になる。
【０００４】
この対策として、例えば、特許文献１に開示された技術では、格子状地盤改良体を構成する複数の柱状改良体の一部を支持層へ延伸することにより、格子状地盤改良体の沈下を抑制している。
【０００５】
また、特許文献２に開示された技術において、格子状地盤改良体を構成する平面視にて二方向へ延びる壁状の地盤改良体（以下、「壁状地盤改良体」という）のうち、一方向へ延びる壁状地盤改良体を支持層へ延伸することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２８５０４７号公報
【特許文献２】特開２０００−２１２９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の技術では、地震時に、支持層へ延伸された地盤改良体がせん断破壊すると、格子状地盤改良体の鉛直支持力が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、上記の事実を考慮し、地震時における地盤改良体のせん断破壊が抑制された地盤改良体、及びこれを備えたパイルド・ラフト基礎を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の地盤改良体は、液状化層に平面視にて格子状に形成された第１地盤改良部と、前記第１地盤改良部から前記液状化層の下層にある軟弱層を貫通して支持層へ延びる壁状の第２地盤改良部と、を備え、前記第２地盤改良部には、該第２地盤改良部の下端部から上方へ延びるスリット部又は溝部が形成されている。
【００１０】
請求項１に記載の地盤改良体によれば、液状化層には、平面視にて格子状の第１地盤改良部が形成されている。この第１地盤改良部によって、当該第１地盤改良部で囲まれた地盤（液状化層）の変形が拘束される。従って、地震時における液状化層の液状化が抑制される。また、第１地盤改良部から支持層へ延びる第２地盤改良部を介して第１地盤改良部が支持層に支持されるため、第１地盤改良部の沈下が抑制される。更に、本発明における第２地盤改良部は壁状であるため、従来（例えば、特許文献１）のように杭状の地盤改良体で第１地盤改良部を支持する構成と比較して、第１地盤改良部がより強固に支持される。従って、地盤改良体の支持性能（鉛直支持力）が向上する。
【００１１】
ここで、地震時には、地盤に発生する慣性力によって第１地盤改良部及び第２地盤改良部に水平力が作用する。この際、第１地盤改良部及び第２地盤改良部に発生するせん断応力は、下方へ向かうに従って大きくなり、第２地盤改良部の下端部で最大となる。特に、本発明における第２地盤改良部は壁状であるため、面内方向のせん断剛性が大きく、第２地盤改良部の下端部に発生するせん断応力が過大になる可能性がある。これにより、例えば、第２地盤改良部がせん断破壊すると、第１地盤改良部の鉛直荷重が支持層に伝達されず、地盤改良体の支持性能（鉛直支持力）が低下してしまう。
【００１２】
この対策として本発明では、第２地盤改良部に上下方向に延びるスリット部又は溝部を形成している。ここで、第２地盤改良部にスリット部が形成された構成では、スリット部において第２地盤改良部が水平方向に連続しないため、第２地盤改良部の面内方向のせん断剛性が小さくなる。従って、第２地盤改良部の下端部に対するせん断応力の集中が低減されるため、第２地盤改良部の水平方向のせん断破壊が抑制される。
【００１３】
一方、第２地盤改良部に溝部が形成された構成では、溝部によって第２地盤改良部の水平断面積が部分的に小さくなっている。即ち、第２地盤改良部における溝部が形成された部位のせん断剛性が、第２地盤改良部における他の部位のせん断剛性よりも小さくなっている。従って、地震時に第２地盤改良部に水平力が作用すると、第２地盤改良部が溝部に沿って上下方向にせん断破壊する。これにより、水平力が吸収されると共に、溝部に沿って分割された各第２地盤改良部の面内方向のせん断剛性が小さくなる。従って、第２地盤改良部の下端部に対するせん断応力の集中が低減されるため、第２地盤改良部のせん断破壊が抑制される。
【００１４】
このように本発明では、第２地盤改良部にスリット部又は溝部を形成することにより、地震時における地盤改良体の鉛直支持力の低下を抑制することができる。
【００１５】
請求項２に記載の地盤改良体は、請求項１に記載の地盤改良体において、前記第１地盤改良部及び前記第２地盤改良部が、ソイルセメント壁を有して構成され、前記溝部が、前記ソイルセメント壁の壁面に形成されている。
【００１６】
請求項２に記載の地盤改良体によれば、第１地盤改良部及び第２地盤改良部がソイルセメント壁を有して構成されており、このソイルセメント壁の壁面に溝部が形成されている。このようにソイルセメント壁の壁面に溝部を形成することにより、当該壁面の所定位置に溝部を形成することができる。
【００１７】
請求項３に記載のパイルド・ラフト基礎は、平面視にて格子状に接合され、建物を支持する複数の基礎梁と、前記基礎梁の交差部を支持する杭と、前記基礎梁を支持すると共に、前記杭を前記第１地盤改良部で囲む請求項１又は請求項２に記載の地盤改良体と、を備え、平面視にて隣り合う前記基礎梁の間に前記第２地盤改良部に形成された前記スリット部又は前記溝部が位置している。
【００１８】
請求項３に記載のパイルド・ラフト基礎によれば、平面視にて隣り合う基礎梁の間に、第２地盤改良部に形成されたスリット部又は溝部が位置している。換言すると、平面視にて第２地盤改良部に形成されたスリット部又は溝部と重ならないように基礎梁が構築されている。従って、地震時にスリット部が開いたり、溝部がせん断破壊したりしても、スリット部又は溝部が形成されていない第２地盤改良部の部位によって基礎梁が支持されるため、基礎梁が支持する建物の沈下が抑制される。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明に係る地盤改良体、及びこれを備えたパイルド・ラフト基礎によれば、地震時における地盤改良体のせん断破壊を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るパイルド・ラフト基礎によって支持された建物を示す立面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る地盤改良体を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る地盤改良体の変形状態を模式的に示す説明図であり、（Ｂ）は従来の地盤改良体の変形状態を模式的に示す説明図である。
【図４】（Ａ）は図１の４Ａ−４Ａ線断面図であり、（Ｂ）は図１の４Ｂ−４Ｂ線断面図であり、（Ｃ）は図１の４Ｃ−４Ｃ線断面図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第１実施形態に係る地盤改良体の変形例を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る地盤改良体を示す斜視図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第２実施形態における壁状地盤改良部を示す図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に相当する水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る地盤改良体及びこれを備えたパイルド・ラフト基礎について説明する。
【００２２】
先ず、第１実施形態について説明する。
【００２３】
図１には、本実施形態に係るパイルド・ラフト基礎１０によって支持された建物１２が示されている。本実施形態に係るパイルド・ラフト基礎１０は、一例として、地表から順に液状化層１４Ａ、軟弱層１４Ｂ、支持層１４Ｃで構成された地盤１４に適用されている。この液状化層１４Ａは主として砂質土で構成されると共に、地下水位が比較的高くなっており、地震時に液状化し易くなっている。また、軟弱層１４Ｂは主として粘性土で構成され、建物１２からの鉛直荷重により圧縮沈下等が生じ易くなっている。一方、支持層１４Ｃは建物１２を支持可能な十分な強度を有している。
【００２４】
パイルド・ラフト基礎１０は、直接基礎と杭基礎とを併用した併用基礎であり、地盤改良体２０と、地盤改良体２０の上に構築された基礎スラブ２２と、基礎スラブ２２の上に構築された複数の基礎梁２４と、基礎スラブ２２を支持する複数の杭２６を備えている。
【００２５】
図２及び図３（Ａ）に示されるように、地盤改良体２０は、ソイルセメント柱列工法によって構築されており、柱長さ（掘削深度）の異なる２種類の柱状改良体２８，３０を有している。柱長さが短い柱状改良体２８は液状化層１４Ａに形成されており、柱長さが長い柱状改良体３０は液状化層１４Ａと支持層１４Ｃとに渡って形成されている。これらの柱状改良体２８，３０は平面視にて格子状に配列されると共に、隣接する柱状改良体２８，３０同士が壁状に連接されている。
【００２６】
このように構成された地盤改良体２０は、その上部が第１地盤改良部としての格子状地盤改良部２０Ａとされており、その下部が第２地盤改良部としての壁状地盤改良部２０Ｂとされている。格子状地盤改良部２０Ａは、液状化層１４Ａに形成された柱状改良体２８と柱状改良体３０の上部とによって構成されており、隣接する柱状改良体２８，３０が平面視にて格子状に隙間なく連接されている。この格子状地盤改良部２０Ａによって液状化層１４Ａが複数の領域３２（図２参照）に仕切られており、領域３２内の地盤（液状化層１４Ａ）の変形が拘束されている。
【００２７】
一方、壁状地盤改良部２０Ｂは、軟弱層１４Ｂと支持層１４Ｃに渡って形成された柱状改良体３０の下部によって構成されており、隣接する柱状改良体３０が壁状に連接されている。これらの柱状改良体３０は格子状地盤改良部２０Ａから下方へ延出しており、液状化層１４Ａの下層にある軟弱層１４Ｂを貫通して支持層１４Ｃに達している。これにより、格子状地盤改良部２０Ａが壁状地盤改良部２０Ｂを介して支持層１４Ｃに支持されるようになっている。
【００２８】
また、壁状地盤改良部２０Ｂには、その下端部から上方へ延びるスリット部３４が形成されている。スリット部３４は、柱状改良体２８の柱長さ（掘削深度）を柱状改良体３０の柱長さ（掘削深度）よりも短く（浅く）することにより、柱状改良体２８の下方に形成されている。このスリット部３４では、軟弱層１４Ｂ及び支持層１４Ｃが地盤改良されておらず、地盤改良された柱状改良体３０と比較して剛性が小さくなっている。
【００２９】
ここで、図４（Ａ）に示されるように、地盤改良体２０の上には、鉄筋コンクリート造の基礎スラブ２２及び複数の基礎梁２４が構築されている。これらの基礎スラブ２２及び基礎梁２４は液状化層１４Ａ（図１参照）に構築されており、建物１２を直接支持している。各基礎梁２４は、平面視にて格子状に接合されると共に、その交差部２４Ａが格子状地盤改良部２０Ａで仕切られた領域３２の中央部に位置されている。一方、図４（Ｂ）に示されるように、格子状地盤改良部２０Ａで仕切られた領域３２の中央部には杭２６が配置されている。杭２６は、図１に示されるように、液状化層１４Ａから軟弱層１４Ｂを貫通して支持層１４Ｃの深層へ延びており、この杭２６によって基礎梁２４の交差部２４Ａが支持されるようになっている。
【００３０】
また、図４（Ｃ）に示されるように、格子状地盤改良部２０Ａで仕切られた領域３２の角部には柱状改良体２８が配置され、隣接する角部の間には柱状改良体３０が配置されている。各基礎梁２４は、これらの柱状改良体３０を平面視にて横切るように構築されている。即ち、各基礎梁２４は平面視にて柱状改良体３０と重なるように構築されており、これらの柱状改良体３０によって基礎梁２４が支持されるようになっている。一方、基礎梁２４は、平面視にて柱状改良体２８及び当該柱状改良体２８の下方に形成されたスリット部３４と重ならないように構築されている。換言すると、隣り合う基礎梁２４の間（略平行する基礎梁２４の間）に柱状改良体２８及びスリット部３４が位置されている。
【００３１】
次に、第１実施形態の作用について説明する。
【００３２】
本実施形態に係る地盤改良体２０は、液状化層１４Ａに形成された格子状地盤改良部２０Ａと、軟弱層１４Ｂと支持層１４Ｃに渡って形成された壁状地盤改良部２０Ｂとを備えている。この格子状地盤改良部２０Ａは平面視にて格子状に形成されており、当該格子状地盤改良部２０Ａで仕切られた領域３２内の地盤（液状化層１４Ａ）の変形が拘束されている。従って、地震時における液状化層１４Ａの液状化が抑制される。
【００３３】
また、格子状地盤改良部２０Ａの下方には、壁状地盤改良部２０Ｂが設けられている。この壁状地盤改良部２０Ｂは格子状地盤改良部２０Ａから軟弱層１４Ｂを貫通して支持層１４Ｃへ延びている。従って、格子状地盤改良部２０Ａが壁状地盤改良部２０Ｂを介して支持層１４Ｃに支持されるため、格子状地盤改良部２０Ａの沈下が抑制される。
【００３４】
更に、壁状地盤改良部２０Ｂは壁状であるため、従来（例えば、特許文献１）のように杭状の地盤改良体によって格子状地盤改良部２０Ａを支持する構成と比較して、格子状地盤改良部２０Ａがより強固に支持される。
【００３５】
更にまた、図３（Ａ）に示されるように、壁状地盤改良部２０Ｂには、スリット部３４が形成されている。これにより、地震時における壁状地盤改良部２０Ｂのせん断破壊が抑制される。より詳細に説明すると、図２に示されるように、地震時には、地盤１４に発生する慣性力によって地盤改良体２０に水平力Ｆが作用する。この際、地盤改良体２０に発生するせん断応力Ｑは、地盤改良体２０の下方へ向かうに従って大きくなり、壁状地盤改良部２０Ｂの下端部で最大となる。
【００３６】
従って、例えば、図３（Ｂ）に示される比較例のように、壁状地盤改良部２０Ｂにスリット部３４が設けられておらず、壁状地盤改良部２０Ｂの面内方向（矢印Ｍ方向）のせん断剛性が大きい地盤改良体１００では、壁状地盤改良部２０Ｂの下端部に発生するせん断応力が過大になり、壁状地盤改良部２０Ｂがせん断破壊（水平方向）する可能性がある。そして、例えば二点差線で示される位置で壁状地盤改良部２０Ｂがせん断破壊すると、格子状地盤改良部２０Ａの鉛直荷重が支持層１４Ｃに伝達されず、地盤改良体１００の鉛直支持力が低下してしまう。
【００３７】
この対策として本実施形態では、図３（Ａ）に示されるように、壁状地盤改良部２０Ｂに上下方向に延びるスリット部３４を形成している。このスリット部３４では、軟弱層１４Ｂ及び支持層１４Ｃが地盤改良されておらず、壁状地盤改良部２０Ｂが水平方向に連続していないため、壁状地盤改良部２０Ｂの面内方向（矢印Ｍ方向）のせん断剛性が小さくなっている。従って、地盤改良体２０に水平力が作用すると、例えば、二点鎖線で示されるように壁状地盤改良部２０Ｂが変形し、水平力が軟弱層１４Ｂへ伝達される。これにより、壁状地盤改良部２０Ｂの下端部に対するせん断応力の集中が低減されるため、壁状地盤改良部２０Ｂのせん断破壊が抑制される。従って、地震時及び地震後における格子状地盤改良部２０Ａの沈下等が抑制されるため、地盤改良体２０の鉛直支持力の低下が低減される。
【００３８】
また、本実施形態では、基礎梁２４が、平面視にて柱状改良体３０を横切るように構築されている。これにより、支持層１４Ｃへ延びる柱状改良体３０によって基礎梁２４が支持される。また、基礎梁２４は、平面視にて壁状地盤改良部２０Ｂのスリット部３４と重ならないように構築されており、隣り合う基礎梁２４の間にスリット部３４が位置されている。従って、地震時にスリット部３４が開いても、基礎梁２４が柱状改良体３０によって支持されるため、建物１２の沈下が抑制される。
【００３９】
更に、地盤改良体２０の支持性能を向上し、地盤改良体２０の鉛直支持力を杭２６の鉛直支持力に近づけることにより、基礎梁２４及び基礎スラブ２２において、地盤改良体２０で支持された部位の沈下量と杭２６で支持された部位の沈下量との差が小さくなる。これにより、杭２６で支持された基礎梁２４及び基礎スラブ２２の部位に対する応力集中が低減される。従って、基礎梁２４及び基礎スラブ２２の破壊、損傷が抑制される。
【００４０】
このように本実施形態係る地盤改良体２０、及びこれを備えたパイルド・ラフト基礎１０によれば、壁状地盤改良部２０Ｂにスリット部３４を形成することにより、地震時における地盤改良体２０の鉛直支持力の低下を抑制することができる。
【００４１】
次に、第１実施形態に係る地盤改良体２０の変形例について説明する。
【００４２】
上記実施形態では、スリット部３４のスリット幅を略３本分の柱状改良体２８の幅にしたがこれに限らない。スリット部３４のスリット幅は、隣接するスリット部３４の間隔（ピッチ）や柱状改良体３０の剛性に応じて適宜変更可能であり、例えば、図５（Ａ）に示されるように、狭スリット部３６のスリット幅Ｄを略１本分の柱状改良体２８の幅にしても良い。このようにスリット幅Ｄを狭くすることにより、地盤改良体２０の支持性能を向上することができる。更に、スリット部３４、狭スリット部３６の配置や数は適宜変更可能である。
【００４３】
また、図５（Ｂ）に示されるように、４本以上の柱状改良体３０を連接し、地盤改良体２０の支持性能を向上しても良い。なお、図５（Ｂ）に示される地盤改良体２１は、３連の掘削オーガを有するアースオーガ機と、４連の掘削オーガを有するアースオーガ機とを組み合わせて施工されている。このように掘削オーガの数が異なるアースオーガ機を適宜組み合わせて地盤改良体２１を施工しても良い。
【００４４】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
【００４５】
図６及び図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示されるように、第２実施形態に係る地盤改良体４０は、ソイルセメントを用いた地中連続壁工法によって構築されている。具体的には、地盤１４を溝状に掘削し、掘削された溝穴に掘削土とセメントミルクとを攪拌、混合したソイルセメントを打設してソイルセメント壁４２を構築する。このソイルセメント壁４２を平面視にて格子状に組み合わせることにより、地盤１４（図１参照）中に地盤改良体４０が構築されている。
【００４６】
地盤改良体４０は液状化層１４Ａ（図１参照）と支持層１４Ｃとに渡って形成され、その上部が第１地盤改良部としての格子状地盤改良部４０Ａとされると共に、その下部が第２地盤改良部としての壁状地盤改良部４０Ｂとされている。この地盤改良体４０によって液状化層１４Ａ及び軟弱層１４Ｂが複数の領域４４に仕切られており、領域４４内の地盤（液状化層１４Ａ）の変形が拘束されている。また、壁状地盤改良部４０Ｂは、格子状地盤改良部４０Ａから下方へ延出しており、液状化層１４Ａの下層にある軟弱層１４Ｂを貫通して支持層１４Ｃへ延びている。これにより、格子状地盤改良部４０Ａが壁状地盤改良部４０Ｂを介して支持層１４Ｃに支持されるようになっている。
【００４７】
また、壁状地盤改良部４０Ｂを構成するソイルセメント壁４２の壁面４２Ａには、その下端部から上方へ延びる溝部４６が形成されている。この溝部４６は、地盤を溝状に掘削した溝穴内の所定位置に発泡材（例えば、発泡ポリスチレンフォーム）を配置した後、溝穴にソイルセメントを打設することにより形成されている。この溝部４６が形成された壁状地盤改良部４０Ｂの部位は、他の壁状地盤改良部４０Ｂの部位と比較して水平断面積が小さくなっている。即ち、壁状地盤改良部４０Ｂにおける溝部４６が形成された部位のせん断剛性は、壁状地盤改良部４０Ｂにおける他の部位のせん断剛性よりも小さくなっている。これにより、地震時に壁状地盤改良部４０Ｂに水平力が作用すると、壁状地盤改良部４０Ｂが溝部４６に沿って上下方向にせん断破壊するようになっている。
【００４８】
ここで、図７（Ａ）に示されるように、地盤改良体４０の上には、第１実施形態と同様に、基礎スラブ２２及び複数の基礎梁２４が構築されている。各基礎梁２４は、その交差部２４Ａが格子状地盤改良部４０Ａで仕切られた領域４４の中央部に位置されている。これにより、図７（Ｂ）に示されるように、格子状地盤改良部４０Ａで仕切られた領域４４の中央部に配置された杭２６によって、基礎梁２４の交差部２４Ａが支持されるようになっている。
【００４９】
また、図７（Ｃ）に示されるように、溝部４６は、格子状地盤改良部４０Ａで仕切られた領域４４の角部に位置されており、平面視にて基礎梁２４と重ならないようになっている。換言すると、隣り合う基礎梁２４の間（略平行する基礎梁２４の間）に溝部４６が位置されている。これにより、溝部４６が形成されていないソイルセメント壁４２の部位によって各基礎梁２４が支持されるようになっている。
【００５０】
次に、第２実施形態の作用について説明する。
【００５１】
本実施形態に係る地盤改良体４０は、液状化層１４Ａに形成された格子状地盤改良部４０Ａと、軟弱層１４Ｂと支持層１４Ｃに渡って形成された壁状地盤改良部４０Ｂとを備えている。この格子状地盤改良部４０Ａは平面視にて格子状に形成されている。これにより、格子状地盤改良部４０Ａで仕切られた領域４４内の地盤（液状化層１４Ａ）の変形が拘束されている。従って、地震時における液状化層１４Ａの液状化が抑制される。
【００５２】
また、格子状地盤改良部２０Ａの下方には、壁状地盤改良部４０Ｂが設けられている。この壁状地盤改良部４０Ｂは格子状地盤改良部４０Ａから軟弱層１４Ｂを貫通して支持層１４Ｃへ延びている。従って、格子状地盤改良部４０Ａが壁状地盤改良部４０Ｂを介して支持層１４Ｃに支持されるため、格子状地盤改良部４０Ａの沈下が抑制される。
【００５３】
更に、壁状地盤改良部４０Ｂは壁状であるため、従来（例えば、特許文献１）のように杭状の地盤改良体で格子状地盤改良部４０Ａを支持する構成と比較して、格子状地盤改良部４０Ａがより強固に支持される。従って、地盤改良体４０の支持性能（鉛直支持力）が向上する。
【００５４】
更にまた、壁状地盤改良部４０Ｂには、溝部４６が形成されている。この溝部４６によって壁状地盤改良部４０Ｂの水平断面積が部分的に小さくなっている。即ち、壁状地盤改良部４０Ｂにおける溝部４６が形成された部位のせん断剛性が、壁状地盤改良部４０Ｂにおける他の部位のせん断剛性よりも小さくなっている。従って、地震時に地盤改良体４０に水平力Ｆ（図６参照）が作用すると、壁状地盤改良部４０Ｂが溝部４６に沿って上下方向にせん断破壊する。これにより、水平力Ｆが吸収されると共に、溝部４６に沿って分割された各ソイルセメント壁４２の面内方向のせん断剛性が小さくなる。従って、壁状地盤改良部４０Ｂのせん断破壊が抑制される。
【００５５】
また、本実施形態では、格子状地盤改良部４０Ａで仕切られた領域４４の角部に溝部４６が位置されており、平面視にて基礎梁２４と溝部４６とが重ならないようになっている。換言すると、隣り合う基礎梁２４の間（略平行する基礎梁２４の間）に溝部４６が位置されている。これにより、溝部４６が形成されていないソイルセメント壁４２の部位によって基礎梁２４が支持される。また、地震時に溝部４６がせん断破壊しても、基礎梁２４がソイルセメント壁４２によって支持されるため、建物１２の沈下が抑制される。
【００５６】
また、本実施形態は、ソイルセメント壁４２の壁面４２Ａに溝部４６を形成する構成であるため、第１実施形態のように壁状地盤改良部２０Ｂにスリット部３４（図２参照）を形成する構成と比較して、壁状地盤改良部４０Ｂの断面欠損が小さくなるため、地盤改良体４０の支持性能が向上する。更に、地盤改良体４０を施工する際に、地盤を溝状に掘削した溝穴内における発泡材の配置を変えることにより、ソイルセメント壁４２の壁面４２Ａの所定位置に溝部４６を形成することができる。なお、溝部４６の形状や配置、数は適宜変更可能である。
【００５７】
このように本実施形態係る地盤改良体４０によれば、壁状地盤改良部４０Ｂに溝部４６を形成することにより、地震時における地盤改良体４０の鉛直支持力の低下を抑制することができる。
【００５８】
次に、第１、第２実施形態の変形例について説明する。
【００５９】
上記第１、第２実施形態では、直接基礎と杭基礎とを併用したパイルド・ラフト基礎１０に地盤改良体２０，４０を適用したが、上記第１，第２実施形態に係る地盤改良体２０，４０は、杭基礎（杭２６）を省略した直接基礎にも適用可能である。この場合、第１実施形態に係る地盤改良体２０では基礎梁２４の交差部２４Ａを柱状改良体３０で支持することが望ましく、第２実施形態に係る地盤改良体４０では、基礎梁２４の交差部２４Ａを溝部４６が形成されていないソイルセメント壁４２の部位で支持することが望ましい。また、直接基礎としては、基礎スラブ２２及び基礎梁２４に限らず、種々の構造の直接基礎に適用可能である。
【００６０】
以上、本発明の第１，第２実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１，第２実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、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勿論である。
【符号の説明】
【００６１】
１０ パイルド・ラフト基礎
１２ 建物
１４Ａ 液状化層
１４Ｂ 軟弱層
１４Ｃ 支持層
２０ 地盤改良体
２１ 地盤改良体
２０Ａ 格子状地盤改良部（第１地盤改良部）
２０Ｂ 壁状地盤改良部（第１地盤改良部）
２４ 基礎梁
２４Ａ 交差部
２６ 杭
３４ スリット部
３６ 狭スリット部（スリット部）
４０ 地盤改良体
４０Ａ 格子状地盤改良部（第１地盤改良部）
４０Ｂ 壁状地盤改良部（第２地盤改良部）
４２ ソイルセメント壁
４６ 溝部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状化層に平面視にて格子状に形成された第１地盤改良部と、
前記第１地盤改良部から前記液状化層の下層にある軟弱層を貫通して支持層へ延びる壁状の第２地盤改良部と、
を備え、
前記第２地盤改良部には、該第２地盤改良部の下端部から上方へ延びるスリット部又は溝部が形成されている地盤改良体。
【請求項２】
前記第１地盤改良部及び前記第２地盤改良部が、ソイルセメント壁を有して構成され、
前記溝部が、前記ソイルセメント壁の壁面に形成されている請求項１に記載の地盤改良体。
【請求項３】
平面視にて格子状に接合され、建物を支持する複数の基礎梁と、
前記基礎梁の交差部を支持する杭と、
前記基礎梁を支持すると共に、前記杭を前記第１地盤改良部で囲む請求項１又は請求項２に記載の地盤改良体と、
を備え、
平面視にて隣り合う前記基礎梁の間に前記第２地盤改良部に形成された前記スリット部又は前記溝部が位置しているパイルド・ラフト基礎。
【請求項１】
液状化層に平面視にて格子状に形成された第１地盤改良部と、
前記第１地盤改良部から前記液状化層の下層にある軟弱層を貫通して支持層へ延びる壁状の第２地盤改良部と、
を備え、
前記第２地盤改良部には、該第２地盤改良部の下端部から上方へ延びるスリット部又は溝部が形成されている地盤改良体。
【請求項２】
前記第１地盤改良部及び前記第２地盤改良部が、ソイルセメント壁を有して構成され、
前記溝部が、前記ソイルセメント壁の壁面に形成されている請求項１に記載の地盤改良体。
【請求項３】
平面視にて格子状に接合され、建物を支持する複数の基礎梁と、
前記基礎梁の交差部を支持する杭と、
前記基礎梁を支持すると共に、前記杭を前記第１地盤改良部で囲む請求項１又は請求項２に記載の地盤改良体と、
を備え、
平面視にて隣り合う前記基礎梁の間に前記第２地盤改良部に形成された前記スリット部又は前記溝部が位置しているパイルド・ラフト基礎。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２０７７（Ｐ２０１３−２０７７Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３２２６５（Ｐ２０１１−１３２２６５）
【出願日】平成２３年６月１４日（２０１１．６．１４）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１４日（２０１１．６．１４）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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