説明

基礎構造

【課題】間伐材などの木質材を有効に活用することが可能であるとともに、軽量化が可能な基礎構造を提供する。
【解決手段】長尺状の間伐材4,・・・と、その周囲に充填されるソイルセメントマット部5とによって形成される。
そして、間伐材4,・・・は、平面視格子状の格子枠40に組まれている。また、ソイルセメントマット部5に頭部61が埋設される木杭6を備えている構成とすることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、間伐材などの木質材を利用した基礎構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、軟弱地盤上に基礎構造を設けるに際して、それ自体の自重を低減することで上載可能な荷重を増加させる基礎構造が知られている(特許文献1,2など参照)。
【0003】
例えば、特許文献1には、比重が0.6程度の発泡スチロールブロック(EPS)を積層して構築される基礎構造が開示されている。
【0004】
また、特許文献2には、ガラス質発泡体と土とセメントとを混合して製作された軽量ソイルセメントを敷き均すことで、基礎構造を構築する工法が開示されている。
【特許文献1】特開2006−348531号公報
【特許文献2】特開2000−144743号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、発泡スチロールブロックは、材料費が高いうえに、水よりも軽量であるため、埋設した地中の地下水位が上昇すると浮き上がるおそれがある。このため、発泡スチロールブロックを使用して基礎を構築する場合は、別途、浮き上がりを防止する対策工が必要になる。
【0006】
一方、近年、林業によって森林の適切な育成を促し、地球環境を保護しようとする動きがあり、そのためにも間伐材の有効利用が望まれている。すなわち、間伐材が適正に資材として取引されれば、林業の発展に繋がり、森林を保護することができるようになる。
【0007】
そこで、本発明は、間伐材などの木質材を有効に活用することが可能であるとともに、軽量化が可能な基礎構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記目的を達成するために、本発明の基礎構造は、長尺状の木質材と、その周囲に充填されるセメント系固化材とによって形成されることを特徴とする。
【0009】
また、深度方向に複数の層状に形成される基礎構造であって、各層は、長尺状の木質材と、その周囲に充填されるセメント系固化材とによって形成されるとともに、上層と下層の前記木質材の軸方向が交差する方向となるものであってもよい。
【0010】
さらに、前記各層は複数のブロックを組み合わせて形成されるとともに、各層のブロックの継目の上方又は下方には、前記木質材が架け渡されるように上層又は下層のブロックが配置される構成とすることもできる。
【0011】
また、前記木質材は、平面視格子状に組まれている構成であってもよい。また、前記木質材は、長軸材と、その長軸材の軸直交方向に向けられて軸方向に間隔を置いて複数配置される短軸材とを備えている構成であってもよい。
【0012】
さらに、前記セメント系固化材に頭部が埋設される木杭を備えている構成とすることもできる。また、この木杭は、セメント系固化材の中に埋設されているものであってもよい。
【発明の効果】
【0013】
このように構成された本発明の基礎構造は、長尺状の木質材がセメント系固化材の内部に埋設されている。
【0014】
このため、木質材の比率を調整することで比重が軽い基礎構造を構築することができる。また、長尺状の木質材が間伐材であれば、林業の発展を助けることができる。
【0015】
さらに、長尺状の木質材を入れることによって、基礎構造の曲げ耐力や荷重の分散性能を増加させることができる。また、セメント系固化材によって木質材の周囲が覆われていれば、木質材の腐食を防ぐことができる。
【0016】
また、層状の基礎構造であれば、厚くなっても深度方向に均質な構造を構築することができる。さらに、上層と下層の木質材の方向を変えることで、複数の方向の耐力を上げることができる。
【0017】
また、各層が複数のブロックを組み合わせて形成されるものであれば、予め製作して所望する強度を発現させておくことができるので、現場での待ち時間を少なくして作業時間を短縮することができる。
【0018】
さらに、木質材が平面視格子状に組まれていれば、二方向版と同様の機能を発揮させることができる。また、長軸材と短軸材とを組み合わせることで、一方向に長いものにも対応させることができる。
【0019】
また、木杭の頭部がセメント系固化材の内部に埋設されていれば、上載荷重を確実に木杭に作用させることが可能なうえに、木杭の頭部の腐食を防ぐことができる。
【0020】
さらに、木杭をセメント系固化材の中に埋設させることによって、木杭全長が防食されるとともに、支持力を増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0022】
図1は、本実施の形態の基礎構造1Aの構成を示した説明図である。ここで、図1(a)は、基礎構造1Aを支持基盤としてその上に独立フーチング31を載置した構造の縦断面図であり、図1(b)は基礎構造1Aの横断面図である。
【0023】
この独立フーチング31は、鉄筋31aとコンクリート31bとによって平面視正方形に構築される。そして、基礎構造1Aは、この独立フーチング31より大きな平面視正方形に形成される。
【0024】
まず、構成から説明すると、この基礎構造1Aは、木質材としての間伐材4,・・・と、その周囲に充填されるセメント系固化材としてのソイルセメントマット部5とから主に構成される。
【0025】
この間伐材4,・・・は、縦方向と横方向に等間隔で平行に配列されて平面視格子状の格子枠40に組み立てられる。
【0026】
一方、ソイルセメントマット部5を構成するソイルセメントは、土砂にセメントを混合して撹拌させることによって製造される。このソイルセメントを製造する方法としては、例えば、原位置の地盤2を撹拌しながらセメントミルクを注入して混合する方法、原位置の地盤2を掘削した掘削土砂を地上に設けたプラントでセメントと混合する方法などが適用できる。
【0027】
次に、本実施の形態の基礎構造1Aの作用について説明する。
【0028】
このように構成された本実施の形態の基礎構造1Aは、長尺状の間伐材4がソイルセメントマット部5の内部に埋設されている。
【0029】
このため、間伐材4とソイルセメントマット部5の比率を調整することで所望する比重の基礎構造1Aを構築することができる。例えば、基礎構造1Aの内部に埋設される間伐材4の体積によって、比重が1.0より少し大きくなる程度に調整すれば、地下水位21が上昇しても基礎構造1Aが浮き上がることはない。
【0030】
また、このように比重の調整が可能な基礎構造1Aであれば、鉄筋コンクリート製の基礎構造や原位置の地盤2よりも軽量にできるため、軟弱地盤上に構築しても地盤沈下を抑えることができる。
【0031】
さらに、間伐材4が資材として有効活用されるようになれば、間伐材4が商品として取引されるようになり、林業を自立、発展させることができるようになる。
【0032】
また、長尺状の間伐材4を入れることによって、基礎構造1Aの版としての曲げ耐力を増加させることができる。さらに、間伐材4,・・・が平面視格子状の格子枠40に組まれていれば、二方向版と同様の機能を発揮させることができる。
【0033】
また、間伐材4を入れることによって剛性が上がれば、応力伝達機能が増加し、上載荷重を広く分散させて下方の地盤2に伝播させることができるようになる。
【0034】
さらに、ソイルセメントマット部5によって間伐材4の周囲が覆われていれば、間伐材4を腐食させる微生物などの原因物質との接触が遮られ、腐食を防ぐことができる。
【実施例1】
【0035】
以下、前記した実施の形態の基礎構造1Aとは別の形態の基礎構造1Bについて、図2を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【0036】
図2に示した基礎構造1Bは、木杭6を備えたパイルド・ラフト基礎となっている。この木杭6には、間伐材を使用しても良いし、それよりも太い丸太材を使用しても良い。
【0037】
このような木杭6は、間伐材4,・・・が埋設された直方体状のソイルセメントマット部5によって形成される浅い基礎だけでは支持力が足りない場合に、深い基礎として設けられる。この実施例1の基礎構造1Bでは、木杭6を中央に一本だけ配置したが、これに限定されるものではなく、不足する支持力に応じて、複数本の木杭6,・・・を配置することができる。
【0038】
また、図2(a)に示すように、木杭6は、頭部61をソイルセメントマット部5の内部に埋設させる。この実施例1では、木杭6の上端は基礎構造1Bから突出させて、独立フーチング31の内部にも埋設させている。
【0039】
一方、ソイルセメントマット部5の下方に突出している木杭6は、地下水位21以下に水没している。このように水中にある木杭6は、腐食の進行を抑えることができる。
【0040】
他方、図2(b)に示すように地下水位21が低い場合は、地下水位21の上方に突出する頭部61をソイルセメントマット部5の内部に埋設させるために、深度方向に複数の層状となるように基礎構造1Cを構築する。
【0041】
まず、基礎構造1Cの第一層11は、木杭6の頭部61を被覆する程度の大きさに形成される。このため、内部に埋設させる間伐材41も短く切断されたものを使用する。
【0042】
そして、この第一層11の上に構築される第二層12は、浅い基礎として必要な支持力を確保できる大きさに形成される。また、この第二層12の上面には、独立フーチング31が載置される。
【0043】
このように、地下水位21より上方に突出する木杭6の頭部61がソイルセメントマット部5の内部に埋設されるようにすれば、木杭6の腐食を防ぐことができる。
【0044】
また、木杭6の頭部61とソイルセメントマット部5との付着が確保されることによって、上載荷重を確実に木杭6に作用させることができる。さらに、頭部61には荷重が集中することになるが、ソイルセメントマット部5によって周囲を覆うことで、このような応力集中部を補強することができる。
【0045】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
【実施例2】
【0046】
以下、前記した実施の形態及び実施例1の基礎構造1A,1B,1Cとは別の形態の基礎構造1Dについて、図3を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例1で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【0047】
図3は、一方向に長い基礎構造1Dの構成を示した説明図である。図3(a)は、基礎構造1Dを支持基盤としてその上に紙面直交方向に長い連続フーチング32を載置した構造の縦断面図であり、図3(b)は基礎構造1Dの横断面図である。
【0048】
この連続フーチング32は、鉄筋32aとコンクリート32bとによって平面視長方形に構築される。そして、基礎構造1Dは、この連続フーチング32より一回り大きな平面視長方形に形成される。
【0049】
まず、構成から説明すると、この基礎構造1Dは、間伐材などを利用した木質材と、その周囲に充填されるセメント系固化材としてのソイルセメントマット部5とから主に構成される。
【0050】
この木質材には、図3(b)に示すように、連続フーチング32の長手方向の長さと略同じ長さの1本の長軸材42と、その長軸材42の軸直交方向に向けられて軸方向に間隔を置いて複数配置される短軸材43,・・・とがある。
【0051】
そして、基礎構造1Dに荷重が作用すると、長軸材42によって長手方向に分散されるとともに、短軸材43,・・・によって短手方向にも分散されることになる。
【0052】
このように長軸材42と短軸材43,・・・とを組み合わせることによって、一方向に長い基礎構造1Dであっても、所望する荷重の分散性能を確保することができる。
【0053】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
【実施例3】
【0054】
以下、前記した実施の形態及び実施例1,2の基礎構造1A,1B,1C,1Dとは別の形態の基礎構造70について、図4,5を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例1,2で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【0055】
この実施例3で説明する基礎構造70は、複数の基礎ブロック7,・・・を組み合わせることによってベタ基礎のように構築される。また、この基礎構造70は、深度方向に複数の層状に形成される。
【0056】
この基礎ブロック7は、図4に示すように、木質材としての長軸材71,・・・と短軸材72,・・・とを格子状に組み合わせ、その周囲にセメント系固化材73を充填することによって直方体形状に製作される。
【0057】
ここで、長軸材71及び短軸材72には、間伐材などの木材が使用できる。また、セメント系固化材73には、土とセメントと水とを混合したソイルセメント、砂とセメントと水とを混合したモルタル、比重の軽い発泡モルタルなどが使用できる。
【0058】
ここで、平面視長方形に成形された基礎ブロック7の長手方向を、以下では軸方向Xとする。また、図5は、複数の基礎ブロック7,・・・を積み上げる方法を説明するための平面図であり、ベタ基礎のように面的に広がる基礎構造70が形成される途中の段階を示した図である。
【0059】
まず、第一層目に敷設される基礎ブロック7としての第一層ブロック7A,・・・を、軸方向Xが平行になるように揃えて隣接設置する。そして、その上に、第二層目に敷設される基礎ブロック7としての第二層ブロック7B,・・・を、第一層ブロック7Aの軸方向Xと第二層ブロック7Bの軸方向Xとが直交するように並べる。
【0060】
また、第二層ブロック7Bは、3つの第一層ブロック7A,7A,7Aに跨って載置される。このように層毎に軸方向Xを90度変えて積層していくことによって、基礎構造70全体としては2方向に補強された基礎とすることができる。
【0061】
また、下層である第一層ブロック7A,7Aの継目上に、第二層ブロック7Bが長軸材71とともに架け渡されていれば、ブロック間の継目が補強されて弱部になり難くなる。
【0062】
さらに、基礎ブロック7を使用するのであれば、予め工場や施工ヤードで製作して所望する強度を発現させておくことができるので、現場におけるセメント系固化材73の強度を発現させるための待ち時間を少なくして作業時間を短縮することができる。
【0063】
また、工場や施工ヤードで製作するのであれば、品質を安定させることが容易で、基礎構造70が厚くなっても深度方向に均質な構造にすることができる。さらに、層毎に強度を変えることも容易に実施できる。
【0064】
そして、基礎ブロック7(7A,7B)を並べる方法であれば、作業が単純であり作業効率が良い。
【0065】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
【実施例4】
【0066】
以下、前記した実施の形態及び実施例1乃至3の基礎構造1A,1B,1C,1D,70とは別の形態の基礎構造80について、図6を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例1乃至3で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【0067】
この基礎構造80は、第一層8A、第二層8B、第三層8Cの3層に形成されており、その上には鉄筋コンクリートによってベタ基礎33が構築されている。
【0068】
この第一層8Aは、地盤2を掘削した掘削底面22に基礎ブロック81と基礎ブロック82とを交互に並べることによって構成される。これらの基礎ブロック81,82の紙面直交方向の長さは、第二層8Bの基礎ブロック83の長さと略同じである。
【0069】
この基礎ブロック81は、紙面直交方向に延伸される木質材としての長軸材81bと、それに直交する方向に向けられる木質材としての短軸材81cと、長軸材81bと短軸材81cの周囲に充填されて直方体に成形されるセメント系固化材81aとから主に構成される。例えば、この基礎ブロック81には、3本の長軸材81b,・・・と、その軸方向に間隔を置いて複数配置される短軸材81c,・・・とが含まれている。
【0070】
また、基礎ブロック82は、紙面直交方向に延伸される木質材としての長軸材82bと、その周囲に充填されて直方体に成形されるセメント系固化材82aとから主に構成される。同じく第二層8Bの基礎ブロック83も、紙面横方向に延伸される木質材としての長軸材83bと、その周囲に充填されて直方体に成形されるセメント系固化材83aとから主に構成される。すなわち、基礎ブロック82と基礎ブロック83とは、設置されている向きが90度異なるだけで略同じ構成である。
【0071】
また、これらの長軸材81b,82b,83bと、短軸材81cには、間伐材が使用される。さらに、セメント系固化材81a,82a,83aには、土とセメントと水とを混合したソイルセメント、砂とセメントと水とを混合したモルタル、比重の軽い発泡モルタルなどが使用できる。
【0072】
そして、層間において継目の上下には、木質材が架け渡されるように基礎ブロック81,82,83を組み合わせる。例えば、第一層8Aに基礎ブロック81を配置した上には、第二層8Bの基礎ブロック83,83間の継目を配置する。すなわち、基礎ブロック83,83の継目には、基礎ブロック81の短軸材81cが架け渡されることになる。
【0073】
一方、第一層8Aの基礎ブロック81と基礎ブロック82との継目には、第二層8Bの基礎ブロック83が架け渡される。このため、基礎ブロック81と基礎ブロック82との継目には、基礎ブロック83の長軸材83bが架け渡されることになる。
【0074】
さらに、第三層8Cは、第一層8Aと同じ組み合わせで基礎ブロック81,82が配置されており、第二層8Bとの関係は、第一層8Aと第二層8Bとの関係と上下は逆になるが位置関係は同じになる。
【0075】
このように上層又は下層で接する基礎ブロック81,82(83,83)間の継目に、基礎ブロック81,83が架け渡されるようにすることで、継目を補強することができる。
【0076】
特に、継目に架け渡される基礎ブロック81,83の内部において、短軸材81cや長軸材83bなどの木質材が継目に架け渡されるようにしておくことで、より強固に補強されることになる。また、継目に接しない基礎ブロック82には、長軸材82bに直交する木質材を配置しなくてもよくなる。
【0077】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
【実施例5】
【0078】
以下、前記した実施の形態及び実施例1乃至4の基礎構造1A,1B,1C,1D,70,80とは別の形態の基礎構造1Eについて、図7を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例1乃至4で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【0079】
この実施例4では、木杭6の周囲がセメント系固化材としてのソイルセメントによって被覆された基礎構造1Eについて説明する。
【0080】
まず、オーガー掘削機などを使って、地盤2にセメントミルクを注入しながら掘削、撹拌し、円柱状のソイルセメント柱状改良体51を構築する。そして、このソイルセメント柱状改良体51が硬化する前に、木杭6をその内部に埋設する。
【0081】
そして、前記実施例1と同様に、木杭6の頭部61において、間伐材4,・・・が埋設された直方体状のソイルセメントマット部5を構築する。
【0082】
このようにソイルセメント柱状改良体51の内部に木杭6を埋設することによって、木杭6と改良体とが複合された支持力の大きな支持構造を構築することができる。
【0083】
また、通常、地盤2の中では腐食しやすい木質系の木杭6であっても、ソイルセメント柱状改良体51によって周囲を被覆することで、木杭6の腐食を防ぐことができる。
【0084】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
【0085】
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態及び実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【0086】
例えば、前記実施の形態及び実施例では、木質材として間伐材を例示して説明したが、これに限定されるものではなく、間伐材以外の丸太材、製材、木片又は木粉を含んだ集成材などを木質材として使用することもできる。
【0087】
また、前記実施例4では、前記実施例3と同様に予め地上で製作された基礎ブロック81,82,83を組み合わせる構成として説明したが、これに限定されるものではなく、各基礎ブロック81,82,83をその場で成形していってもよい。この場合は、例えば基礎ブロック83,83間の継目を連結する連結用の木質材を、長軸材83b,83bとそれぞれラップするように配置することもできる。
【0088】
さらに、前記実施例4で説明したのと同様にして長軸材81b,82b及び短軸材81cを予め並べておいて、その周囲に一度にセメント系固化材を流し込んで第一層8Aを構築し、他の層も下層の硬化後に同様に形成していくという方法によって、複数の層状の基礎構造を構築することもできる。
【0089】
また、前記実施例1では木杭6を配置する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、鋼管杭などを同様に配置してもよい。
【0090】
さらに、実施例3,4で説明した層状の基礎構造70,80にも、木杭6や鋼管杭や木杭6が埋設されたソイルセメント柱状改良体51を配置して、パイルド・ラフト基礎にすることができる。
【0091】
また、前記実施の形態及び実施例では、セメント系固化材として主にソイルセメントについて説明したが、これに限定されるものではなく、モルタル、発泡モルタル、コンクリート、流動化処理土などがセメント系固化材として使用できる。
【図面の簡単な説明】
【0092】
【図1】本発明の最良の実施の形態の基礎構造の構成を示した説明図であって、(a)は縦断面図、(b)は横断面図である。
【図2】実施例1の基礎構造の構成を示した説明図であって、(a)は地下水位が高い場合の構成を説明する縦断面図、(b)は地下水位が低い場合の構成を説明する縦断面図である。
【図3】実施例2の基礎構造の構成を示した説明図であって、(a)は縦断面図、(b)は横断面図である。
【図4】実施例3の基礎ブロックの構成を説明する斜視図である。
【図5】実施例3の基礎構造を構築する工程を説明する平面図である。
【図6】実施例4の基礎構造の構成を示した説明図である。
【図7】実施例5の基礎構造の構成を示した説明図である。
【符号の説明】
【0093】
1A,1B,1C,1D,1E 基礎構造
4,41 間伐材(木質材)
40 格子枠
42 長軸材(木質材)
43 短軸材(木質材)
5 ソイルセメントマット部(セメント系固化材)
51 ソイルセメント柱状改良体
6 木杭
61 頭部
7 基礎ブロック(ブロック)
7A 第一層ブロック(ブロック)
7B 第二層ブロック(ブロック)
70 基礎構造
71 長軸材(木質材)
72 短軸材(木質材)
73 セメント系固化材
80 基礎構造
81,82,83 基礎ブロック(ブロック)
81a,82a,83a セメント系固化材
81b,82b,83b 長軸材(木質材)
81c 短軸材(木質材)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
長尺状の木質材と、その周囲に充填されるセメント系固化材とによって形成されることを特徴とする基礎構造。
【請求項2】
深度方向に複数の層状に形成される基礎構造であって、
各層は、長尺状の木質材と、その周囲に充填されるセメント系固化材とによって形成されるとともに、上層と下層の前記木質材の軸方向が交差する方向となることを特徴とする基礎構造。
【請求項3】
前記各層は複数のブロックを組み合わせて形成されるとともに、各層のブロックの継目の上方又は下方には、前記木質材が架け渡されるように上層又は下層のブロックが配置されることを特徴とする請求項2に記載の基礎構造。
【請求項4】
前記木質材は、平面視格子状に組まれていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の基礎構造。
【請求項5】
前記木質材は、長軸材と、その長軸材の軸直交方向に向けられて軸方向に間隔を置いて複数配置される短軸材とを備えていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の基礎構造。
【請求項6】
前記セメント系固化材に頭部が埋設される木杭を備えたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の基礎構造。
【請求項7】
前記木杭は、セメント系固化材の中に埋設されていることを特徴とする請求項6に記載の基礎構造。

【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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【公開番号】特開2010−144371(P2010−144371A)
【公開日】平成22年7月1日(2010.7.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−321122(P2008−321122)
【出願日】平成20年12月17日(2008.12.17)
【出願人】(595067442)システム計測株式会社 (27)
【出願人】(508371563)
【出願人】(508371389)
【Fターム(参考)】