基礎構造
【課題】施工性を向上しつつ、施工性を向上しつつ、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域の地盤の液状化を抑制することができる基礎構造を得ることを目的とする。
【解決手段】建物１２を支持する基礎１０は、地下建物１２Ａの下に形成された格子状地盤改良体２０と、地下建物１２Ａ及び格子状地盤改良体２０の外周に形成された壁状地盤改良体３０と、壁状地盤改良体３０に埋設された面外剛性付与部材としての芯材４０と、を備えている。格子状地盤改良体２０は、液状化層１４Ａと支持層１４Ｂに渡って平面視にて格子状に形成されている。この格子状地盤改良体２０によって液状化層１４Ａが複数の領域２２に仕切られており、各領域２２内の地盤１４の変形が拘束されるようになっている。
【解決手段】建物１２を支持する基礎１０は、地下建物１２Ａの下に形成された格子状地盤改良体２０と、地下建物１２Ａ及び格子状地盤改良体２０の外周に形成された壁状地盤改良体３０と、壁状地盤改良体３０に埋設された面外剛性付与部材としての芯材４０と、を備えている。格子状地盤改良体２０は、液状化層１４Ａと支持層１４Ｂに渡って平面視にて格子状に形成されている。この格子状地盤改良体２０によって液状化層１４Ａが複数の領域２２に仕切られており、各領域２２内の地盤１４の変形が拘束されるようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の基礎構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、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Ｔ字形状やＬ字形状等に形成された複数の地盤改良体と、これらの地盤改良体の外周を囲む地中連続壁とを備えた液状化防止構造が開示されている。この液状化防止構造では、液状化防止用の地中連続壁を山留壁としても利用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−４７６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された液状化防止構造では、地中連続壁の内側領域に複数の地盤改良体が間隔を空けて形成されるため、地中連続壁で囲まれた内側領域の地盤の液状化を十分に防止することができない。従って、地震時に液状化層が液状化すると、液状化に伴う土圧が地中連続壁の外側領域からだけでなく内側領域からも作用するため、地中連続壁が破損する可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記の事実を考慮し、施工性を向上しつつ、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域の地盤の液状化を抑制することができる基礎構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の基礎構造は、液状化層に平面視にて格子状に成された格子状地盤改良体と、前記格子状地盤改良体の外周に形成されると共に、該格子状地盤改良体の上方に構築される地下建物を囲む壁状地盤改良体と、前記壁状地盤改良体に埋設され、該壁状地盤改良体に面外剛性を付与する面外剛性付与部材と、を備えている。
【０００７】
請求項１に記載の基礎構造によれば、壁状地盤改良体によって格子状地盤改良体を囲むことにより、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域への地下水の浸水が抑制される。即ち、壁状地盤改良体は、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域への地下水の浸水を抑制する遮水壁（止水壁）として機能する。また、壁状地盤改良体には面外剛性付与部材が埋設されている。この面外剛性付与部材によって、壁状地盤改良体に面外剛性を付与することにより、土圧に対する壁状地盤改良体の抵抗力が増加する。従って、地震時に壁状地盤改良体の外側領域の地盤が液状化しても、壁状地盤改良体の破壊が抑制されるため、遮水性が確保される。
【０００８】
一方、格子状地盤改良体は平面視にて格子状に形成されており、この格子状地盤改良体によって壁状地盤改良体で囲まれた内側領域が複数の領域に仕切られている。これにより、従来（例えば、特許文献１）のように、複数の地盤改良体を地中連続壁の内側領域に間隔を空けて形成する構成と比較して、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域の地盤（液状化層）がより強固に拘束される。従って、地震時に、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域の地盤の液状化が抑制される。
【０００９】
また、壁状地盤改良体は、格子状地盤改良体の上方に構築された地下建物を囲んでいる。即ち、壁状地盤改良体は、地下建物を構築する地下スペースを形成する土留壁としても機能する。更に、前述したように、面外剛性付与部材によって壁状地盤改良体に面外剛性を付与することにより、地下スペース周囲の地盤の崩壊が抑制される。
【００１０】
このように本発明では、壁状地盤改良体を遮水壁として利用すると共に、土留壁として利用することにより、遮水壁と土留壁とを別々に施工する場合と比較して施工性を向上することができる。更に、格子状地盤改良体によって、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域を複数の領域に仕切ることにより、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域の地盤の液状化をより確実に抑制することができる。
【００１１】
請求項２に記載の基礎構造は、請求項１に記載の基礎構造において、前記面外剛性付与部材が、前記地下建物の外壁と一体化されて合成壁を構成する。
【００１２】
請求項２に記載の基礎構造によれば、面外剛性付与部材を地下建物の外壁と一体化して合成壁を構成することにより、地下建物の外壁を薄くすることができる。従って、地下建物内のスペースを広げることができる。
【００１３】
請求項３に記載の基礎構造は、請求項１又は請求項２に記載の基礎構造において、前記格子状地盤改良体の端部が、前記壁状地盤改良体の内壁面に連接される。
【００１４】
請求項３に記載の基礎構造によれば、格子状地盤改良体の端部を壁状地盤改良体の内壁面に連接することにより、壁状地盤改良体の面外剛性が増加する。これにより、土圧に対する壁状地盤改良体の抵抗力が更に増加する。従って、地震時に壁状地盤改良体の外側の地盤の液状化しても、壁状地盤改良体の破壊が抑制されるため、遮水性が確保される。更に、壁状地盤改良体の内壁面と格子状地盤改良体の端部との間が遮水されるため、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域の地盤の液状化が更に抑制される。
【００１５】
請求項４に記載の基礎構造は、請求項１〜３の何れか１項に記載の基礎構造において、前記格子状地盤改良体の外周に形成された前記壁状地盤改良体の下部の強度が、前記地下建物を囲む前記壁状地盤改良体の上部の強度よりも高くなっている。
【００１６】
請求項４に記載の基礎構造によれば、壁状地盤改良体の下部の強度が、壁状地盤改良体の上部の強度よりも高くなっている。ここで、壁状地盤改良体の上部は、少なくとも遮水性を有する土留壁として機能すれば良い。一方、壁状地盤改良体の下部には液状化層の液状化に伴って土圧が作用するため、当該下部の必要強度が壁状地盤改良体の上部の必要強度よりも高くなる可能性がある。従って、壁状地盤改良体の下部の強度を壁状地盤改良体の上部の強度よりも高くすることにより、液状化層の液状化に伴う壁状地盤改良体の下部の破壊を効率的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明に係る基礎構造によれば、施工性を向上しつつ、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域の地盤の液状化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る基礎によって支持された建物を示す立面図である。
【図２】本発明の一実施形態における格子状地盤改良体及び壁状地盤改良体を示す図１の２−２線断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の一実施形態における壁状地盤改良体を示す図１の一部拡大立面図であり、（Ｂ）は図３（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線断面図であり、（Ｃ）は図３（Ａ）の３Ｃ−３Ｃ線断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の一実施形態における格子状地盤改良体の施工方法を説明する図２の一部拡大図に相当する説明図であり、（Ｂ）は本発明の一実施形態における格子状地盤改良体の他の施工方法を説明する図２の一部拡大図に相当する説明図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、比較例に係る基礎によって支持された建物を示す立面図である。
【図６】比較例に係る基礎によって支持された建物を示す立面図である。
【図７】本発明の一実施形態の変形例に係る基礎によって支持された建物を示す立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る基礎構造について説明する。
【００２０】
図１には、本実施形態に係る基礎構造が適用された基礎１０と、基礎１０によって支持された建物１２が示されている。基礎１０は、一例として、地表から順に液状化層１４Ａ、支持層１４Ｂ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。一方、支持層１４Ｂは建物１２を支持可能な強度を有している。
【００２１】
建物１２は、地下建物１２Ａを有している。この地下建物１２Ａは、地盤１４を掘削して形成された地下スペース１６に構築されている。建物１２を支持する基礎１０は、地下建物１２Ａの下に形成された格子状地盤改良体２０と、地下建物１２Ａ及び格子状地盤改良体２０の外周に形成された壁状地盤改良体３０と、壁状地盤改良体３０に埋設された面外剛性付与部材としての芯材４０と、を備えている。
【００２２】
図２に示されるように、格子状地盤改良体２０は、ソイルセメント柱列工法によって液状化層１４Ａと支持層１４Ｂに渡って形成されており、複数の柱状改良体２０Ａと、複数の連接用柱状改良体２０Ｂを有している。柱状改良体２０Ａ及び連接用柱状改良体２０Ｂは、掘削オーガ等により、その先端からセメントミルク等を噴出しながら地盤を掘削し、掘削土とセメントミルクを地盤１４中で撹拌、混合することにより造成されている。各柱状改良体２０Ａ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２０Ａ同士が壁状に隙間なく連接されている。また、壁状に連接された柱状改良体２０Ａの端部には、連接用柱状改良体２０Ｂが連接されている。各連接用柱状改良体２０Ｂは、壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗに連接されている。これにより、格子状地盤改良体２０と壁状地盤改良体３０とが一体化されている。この格子状地盤改良体２０によって液状化層１４Ａが複数の領域２２に仕切られており、各領域２２内の地盤１４（液状化層１４Ａ）の変形が拘束されるようになっている。
【００２３】
図１に示されるように、格子状地盤改良体２０の外周には、壁状地盤改良体３０が形成されている。壁状地盤改良体３０は、地表から支持層１４Ｂに渡って形成されており、格子状地盤改良体２０及び当該格子状地盤改良体２０の上方に構築された地下建物１２Ａを囲んでいる。図２に示されるように、この壁状地盤改良体３０は、格子状地盤改良体２０と同様にソイルセメント柱列工法によって構築されており、複数の柱状改良体３０Ａを有している。これらの柱状改良体３０Ａは、格子状地盤改良体２０の外周に枠状に配列されると共に、隣接する柱状改良体３０Ａ同士が壁状に隙間なく連接されている。
【００２４】
また、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示されるように、各柱状改良体３０Ａの内部には、剛性付与手段としての芯材４０が埋設されている。芯材４０はＨ形鋼で構成され、対向する一対のフランジ部４０Ａと、一対のフランジ部４０Ａを繋ぐウェブ部４０Ｂとを有し、柱状改良体３０Ａの略全長に渡って埋設されると共に、強軸方向（フランジ部４０Ａの対向方向）を壁状地盤改良体３０の面外方向（矢印Ｊ方向）にして配置されている。この芯材４０によって壁状地盤改良体３０に面外剛性（矢印Ｊ方向の剛性）が付与されている。
【００２５】
なお、壁状地盤改良体３０は、格子状地盤改良体２０と比較して剛性が小さくされており、その内部に芯材４０を打ち込み易いようになっている。また、本実施形態では、芯材４０としてＨ形鋼を用いたが、Ｌ形鋼、Ｔ形鋼、ボックス鋼等を用いても良い。また、芯材４０は、必ずしも全ての柱状改良体３０Ａに埋設する必要はなく、芯材４０の数や配置（ピッチ）は、壁状地盤改良体３０に求められる面外剛性に応じて適宜変更可能である。
【００２６】
地下建物１２Ａを囲む壁状地盤改良体３０の上部は、地下建物１２Ａ用の地下スペース１６を確保する土留壁とされている。この壁状地盤改良体３０の上部における地下建物１２Ａ側の端部は削り取られており、芯材４０のフランジ部４０Ａが露出している。また、露出されたフランジ部４０Ａには、接合手段としてのスタッド４２が設けられている。このスタッド４２を介して芯材４０と地下建物１２Ａの外壁１８（コンクリート製の外壁）とが一体化されており、芯材４０と地下建物１２Ａの外壁１８とによって合成壁が構成されている。これにより、芯材４０が地下建物１２Ａの本設壁として評価可能になっている。
【００２７】
また、地下建物１２Ａから下方へ延びる芯材４０のウェブ部４０Ｂには、鉛直力伝達手段としての複数のスタッド４４が設けられている。これらのスタッド４２によって、芯材４０と壁状地盤改良体３０との一体性が高められており、芯材４０から壁状地盤改良体３０へ鉛直力が伝達されるようになっている。これにより、壁状地盤改良体３０が地下建物１２Ａの外周部を支持する本設杭として評価可能になっている。
【００２８】
なお、本実施形態では、接合手段としてスタッド４２を用いたが、接合手段は芯材４０と地下建物１２Ａの外壁１８とを接合可能であれば良く、例えば、異形鉄筋等を用いても良い。これと同様に、本実施形態では、鉛直力伝達手段としてスタッド４４を用いたが、鉛直力伝達手段は芯材４０と壁状地盤改良体３０との一体性を高めることができれば良く、例えば、異形鉄筋等を用いても良い。
【００２９】
次に、本実施形態に係る基礎の施工方法の一例について説明する。
【００３０】
先ず、ソイルセメント柱列工法により、液状化層１４Ａと支持層１４Ｂに渡って壁状地盤改良体３０を平面視にて枠状に形成する。この際、図４（Ａ）に示されるように、壁状地盤改良体３０で囲まれた内側領域に連接用柱状改良体２０Ｂを形成し、壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗに連接用柱状改良体２０Ｂを連接する。次に、壁状地盤改良体３０を構成する各柱状改良体３０Ａに芯材４０を打ち込んで埋設する。なお、芯材４０の下部におけるウェブ部４０Ｂには、予めスタッド４４を溶接しておく。
【００３１】
次に、壁状地盤改良体３０で囲まれた内側領域の地盤１４を掘削し、地下建物１２Ａ用の地下スペース１６を形成する。この際、壁状地盤改良体３０の上部は、地下スペース１６周囲の地盤１４の崩壊を抑制する土留壁として機能する。次に、地下スペース１６の底地盤に、ソイルセメント柱列工法により、液状化層１４Ａと支持層１４Ｂに渡って格子状地盤改良体２０を平面視にて格子状に形成する。この際、図４（Ａ）に二点鎖線で示される位置に柱状改良体２０Ａを形成し、連接用柱状改良体２０Ｂと柱状改良体２０Ａとを壁状に連接する。これにより、格子状地盤改良体２０の端部が壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗに連接される。
【００３２】
次に、重機等によって壁状地盤改良体３０の上部における地下スペース１６側の端部を芯材４０のフランジ部４０Ａが露出するまで削り取る。そして、露出されたフランジ部４０Ａにスタッド４２を溶接した後、地下建物１２Ａを施工し、地下建物１２Ａの外壁１８と芯材４０とを一体化する。これにより、地下建物１２Ａの外壁１８と芯材４０によって合成壁が構成される。
【００３３】
ここで、本実施形態では、前述したように壁状地盤改良体３０の施工時に、格子状地盤改良体２０の端部を構成する連接用柱状改良体２０Ｂを壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗに予め連接しておくことにより、壁状地盤改良体３０から離れた位置（図４（Ａ）において、二点鎖線で示される位置）で連接用柱状改良体２０Ｂと柱状改良体２０Ａとを連接することができる。従って、柱状改良体２０Ａを施工する掘削オーガ等が、壁状地盤改良体３０に埋設された芯材４０に干渉しないため、施工性が向上すると共に芯材４０の破損、損傷が抑制される。
【００３４】
なお、図４（Ｂ）に示されるように、例えば、芯材４０が１本置きに柱状改良体３０Ａに埋設されている場合は、連接用柱状改良体２０Ｂを壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗに予め連接しておく必要はなく、芯材４０が埋設されていない柱状改良体３０Ａに柱状改良体２０Ａを連接することができる。
【００３５】
また、上記した施工方法では、地下建物１２Ａ用の地下スペース１６を形成した後に、地下スペース１６の底地盤に格子状地盤改良体２０を形成したが、地下スペース１６を形成する前に、格子状地盤改良体２０を形成しても良い。
【００３６】
次に、本実施形態に係る基礎構造の作用について説明する。
【００３７】
図１に示されるように、本実施形態に係る基礎１０では、格子状地盤改良体２０の外周に壁状地盤改良体３０が形成されており、この壁状地盤改良体３０によって格子状地盤改良体２０が囲まれている。また、壁状地盤改良体３０はソイルセメント柱列工法によって形成されており、遮水性を有している。従って、壁状地盤改良体３０で囲まれた内側領域への地下水の浸水が抑制される。即ち、壁状地盤改良体３０は、壁状地盤改良体３０で囲まれた内側領域への地下水の浸水を抑制する遮水壁（止水壁）として機能する。
【００３８】
また、壁状地盤改良体３０には芯材４０が埋設されている。この芯材４０によって壁状地盤改良体３０に面外剛性を付与することにより、土圧に対する壁状地盤改良体３０の抵抗力が増加する。従って、地震時に壁状地盤改良体３０の外側領域の地盤の液状化しても、壁状地盤改良体３０の破損が抑制されるため、遮水性が確保される。
【００３９】
一方、図２に示されるように、格子状地盤改良体２０は平面視にて格子状に形成されており、この格子状地盤改良体２０によって壁状地盤改良体３０で囲まれた内側領域が複数の領域２２に仕切られている。これにより、従来（例えば、特許文献１）のように、複数の地盤改良体を地中連続壁の内側領域に間隔を空けて形成する構成と比較して、壁状地盤改良体３０の内側領域の地盤１４（液状化層１４Ａ）がより強固に拘束される。従って、地震時における壁状地盤改良体３０で囲まれた内側領域の地盤１４の液状化を抑制することができる。
【００４０】
また、図１に示されるように、壁状地盤改良体３０は、格子状地盤改良体２０の上方に構築された地下建物１２Ａを囲んでいる。即ち、壁状地盤改良体３０は、地下建物１２Ａ用の地下スペース１６を形成する土留壁としても機能する。また、壁状地盤改良体３０は遮水性を有しており、従来の親杭横矢板等と比較して、地下スペース１６への地下水の浸水を抑制することができる。更に、前述したように壁状地盤改良体３０には、芯材４０によって面外剛性が付与されている。これにより、土圧に対する壁状地盤改良体３０の抵抗力が増加するため、地下スペースの周囲の地盤１４の崩壊をより確実に抑制することができる。
【００４１】
このように本実施形態に係る基礎１０では、壁状地盤改良体３０の下部を遮水壁として利用すると共に、壁状地盤改良体３０の上部を土留壁として利用することにより、遮水壁と土留壁とを別々に施工する場合と比較して施工性が向上する。
【００４２】
ここで、一般に格子状地盤改良体は、その周辺地盤の変形に対して主として面内剛性（図２において、矢印Ｋ方向の剛性）によって抵抗する。これに対して土留壁は、土圧に対して主として面外剛性（図３（Ａ）において、矢印Ｊ方向の剛性）で抵抗する。そのため、土留壁には、一般にＨ形鋼等が埋設され、面外剛性が付与される。しかしながら、ソイルセメントで構成された土留壁にＨ形鋼等を埋設すると、面外剛性は増加するものの、ソイルセメントがＨ形鋼等に付着せず、土留壁内でＨ形鋼等が面内方向に傾き易くなるため、面内剛性が低下する。従って、土留壁を格子状地盤改良体の一部として利用すると不合理となる。
【００４３】
そこで、本実施形態に係る基礎１０では、面内剛性が期待されない遮水壁として壁状地盤改良体３０を利用することにより合理化を図っている。即ち、壁状地盤改良体３０によって遮水性を確保し、格子状地盤改良体２０によって壁状地盤改良体３０で囲まれた内側領域の地盤の変形を拘束している。これにより、施工性を向上しつつ、液状化層１４Ａの液状化をより確実に抑制することができる。
【００４４】
また、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、壁状地盤改良体３０に埋設された各芯材４０の上部は、フランジ部４０Ａに設けられたスタッド４２を介して地下建物１２Ａの外壁１８と一体化され、当該外壁１８と共に合成壁を構成している。これにより、地下建物１２Ａの外壁を薄くすることができるため、地下建物１２Ａ内のスペースを広げることができる。
【００４５】
更に、図３（Ｃ）に示されるように、地下建物１２Ａから下方へ延びる芯材４０は、ウェブ部４０Ｂに設けられたスタッド４４を介して壁状地盤改良体３０と一体化されている。従って、壁状地盤改良体３０及び芯材４０によって地下建物１２Ａの外周部が支持されるため、地下建物１２Ａの外周部を支持する杭等を省略することができる。
【００４６】
また、図２に示されるように、格子状地盤改良体２０の端部を構成する連接用柱状改良体２０Ｂは、壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗに連接されている。これにより、壁状地盤改良体３０の面外剛性が増加するため、土圧に対する壁状地盤改良体３０の抵抗力が更に増加する。従って、地震時に壁状地盤改良体３０の外側領域の地盤１４（液状化層１４Ａ）が液状化しても、壁状地盤改良体３０の破損が抑制されるため、遮水性が確保される。更に、壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗと格子状地盤改良体２０の端部とを連結することにより、壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗと格子状地盤改良体２０の端部との間が遮水されるため、壁状地盤改良体３０の内側領域の地盤１４の液状化が更に抑制される。
【００４７】
次に、比較例と対比しながら本実施形態に係る基礎１０の作用をより具体的に説明する。なお、各比較例において、本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。
【００４８】
図５（Ａ）には、比較例に係る基礎１００が示されている。この基礎１００は格子状地盤改良体１０２を用いた直接基礎とされており、地下建物１２Ａの外周部が格子状地盤改良体１０２の外周壁１０２Ａによって支持されている。この基礎１００では、格子状地盤改良体１０２の外周壁１０２Ａと土留壁１０４とが別々に施工されるため、施工が煩雑化する。また、格子状地盤改良体１０２の外周壁１０２Ａを施工する際に、掘削オーガ等が芯材４０に干渉しないように、土留壁１０４から地下建物１２Ａ側へ離れた位置（間隔Ｄ）に格子状地盤改良体１０２の外周壁１０２Ａを形成する必要がある。従って、地下建物１２Ａ内のスペースが狭くなる。更に、土留壁１０４に埋設された芯材４０と地下建物１２Ａの外壁１８とを一体化して合成壁を構成するためには、土留壁１０４と地下建物１２Ａの外壁１８との間隔Ｄを埋めるべく、コンクリートの増し打ち等が必要となる。
【００４９】
これに対して本実施形態に係る基礎１０では、図２に示されるように、壁状地盤改良体３０が格子状地盤改良体２０を囲む遮水壁として機能する。従って、壁状地盤改良体３０とは別に格子状地盤改良体２０の外周壁を施工する必要がないため、施工性が向上する。また、図１に示されるように、壁状地盤改良体３０と地下建物１２Ａとの間に間隔を空ける必要がないため、壁状地盤改良体３０と地下建物１２Ａの外壁１８とを一体化する際に、コンクリートの増し打ち等が不要になる。従って、施工性が向上すると共に、地下建物１２Ａ内のスペースを広げることができる。
【００５０】
次に、図５（Ｂ）に示される比較例では、格子状地盤改良体１１２と杭１１４とを併用した基礎（パイルド・ラフト基礎）１１０において、杭１１４によって地下建物１２Ａの外周部が支持されており、土留壁１０４から外側へ離れた位置（間隔Ｅ）に格子状地盤改良体１１２の外周壁１１２Ａが形成されている。この基礎１１０では、格子状地盤改良体１１２の外周壁１１２Ａを施工する際に、破線で示されるように土留壁１０４の外側の地盤１４を掘削しなければならず、余分な掘削作業が発生する。
【００５１】
これに対して本実施形態に係る基礎１０では、図１に示されるように、壁状地盤改良体３０の外側に格子状地盤改良体２０の外周壁を施工する必要がないため、余分な掘削作業が発生しない。
【００５２】
更に、図６に示される比較例では、格子状地盤改良体１２２を用いた基礎（直接基礎）１２０において、格子状地盤改良体１２２を構成する格子壁１２２Ｗの必要枚数（６枚）が、建物１２の鉛直荷重に基づいて決定されている。即ち、液状化対策のために必要な格子壁１２２Ｗの枚数よりも、建物１２を支持するために必要な格子壁１２２Ｗの枚数が多くなっている。この場合、格子壁１２２Ｗの枚数が増加するため、不経済となる。
【００５３】
これに対して本実施形態に係る基礎１０では、図３（Ｃ）に示されるように、壁状地盤改良体３０に埋設された芯材４０が、ウェブ部４０Ｂに設けられたスタッド４４を介して柱状改良体３０Ａと一体化されており、これらの壁状地盤改良体３０及び芯材４０によって建物１２が支持されている。従って、図１に示されるように、格子状地盤改良体２０の格子壁が４枚で足りるため、格子状地盤改良体２０の格子壁の枚数を削減することができる。
【００５４】
次に、本実施形態に係る基礎の変形例について説明する。
【００５５】
上記実施形態では、格子状地盤改良体２０及び壁状地盤改良体３０をソイルセメント柱列工法によって形成したが、地盤を溝状に掘削し、掘削された溝穴にソイルセメントを打設するソイルセメント連続壁工法で形成しても良いし、ソイルセメント柱列工法とソイルセメント連続壁工法とを適宜組み合わせて用いても良い。
【００５６】
また、上記実施形態では、壁状地盤改良体３０と地下建物１２Ａの外壁１８とによって合成壁を構成したが、壁状地盤改良体３０は少なくとも土留壁及び遮水壁として機能すれば良く、必ずしも地下建物１２Ａの外壁１８と合成壁を構成する必要はない。
【００５７】
また、格子状地盤改良体２０の外周に形成された壁状地盤改良体３０の下部の強度を、地下建物１２Ａを囲む壁状地盤改良体３０の上部の強度よりも高くしても良い。ここで、前述したように壁状地盤改良体３０の上部は、少なくとも遮水性を有する土留壁として機能すれば良いが、壁状地盤改良体３０の下部には液状化層１４Ａの液状化に伴って土圧が作用するため、当該下部の必要強度が壁状地盤改良体３０の上部の必要強度よりも高くなる可能性がある。従って、壁状地盤改良体３０の下部の強度（面外方向の圧縮強度、破壊強度等）を壁状地盤改良体３０の上部の強度（面外方向の圧縮強度、破壊強度等）よりも高くすることにより、液状化層１４Ａの液状化に伴う壁状地盤改良体３０の下部の破壊を効率的に抑制することができる。
【００５８】
なお、壁状地盤改良体３０の強度は、例えば、当該壁状地盤改良体３０を構成する柱状改良体３０Ａに添加するセメントミルク等の固化材の量を増減することにより調整することができる。具体的には、柱状改良体３０Ａの下部に添加する単位体積当たりの固化材の量を柱状改良体３０Ａの上部に添加する単位体積当たりの固化材の量よりも多くすることにより、壁状地盤改良体３０の下部の強度を壁状地盤改良体３０の上部の強度よりも高くすることができる。また、壁状地盤改良体３０の下部の強度を部分的に高くすることも可能である。
【００５９】
更に、上記実施形態では、壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗに格子状地盤改良体２０の端部を連接したが、壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗと格子状地盤改良体２０の端部とは必ずしも連接する必要はない。
【００６０】
更にまた、上記実施形態は、例えば、図７に示されるように、直接基礎と杭基礎（杭５２）を用いたパイルド・ラフト基礎５０にも適用可能である。
【００６１】
以上、本発明の一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、一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】
【００６２】
１０ 基礎（基礎構造）
１２Ａ 地下建物
１４Ａ 液状化層
１８ 外壁
２０ 格子状地盤改良体
３０ 壁状地盤改良体
３０Ｗ 内壁面
４０ 芯材（面外剛性付与部材）
５０ パイルド・ラフト基礎（基礎構造）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の基礎構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、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Ｔ字形状やＬ字形状等に形成された複数の地盤改良体と、これらの地盤改良体の外周を囲む地中連続壁とを備えた液状化防止構造が開示されている。この液状化防止構造では、液状化防止用の地中連続壁を山留壁としても利用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−４７６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された液状化防止構造では、地中連続壁の内側領域に複数の地盤改良体が間隔を空けて形成されるため、地中連続壁で囲まれた内側領域の地盤の液状化を十分に防止することができない。従って、地震時に液状化層が液状化すると、液状化に伴う土圧が地中連続壁の外側領域からだけでなく内側領域からも作用するため、地中連続壁が破損する可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記の事実を考慮し、施工性を向上しつつ、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域の地盤の液状化を抑制することができる基礎構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の基礎構造は、液状化層に平面視にて格子状に成された格子状地盤改良体と、前記格子状地盤改良体の外周に形成されると共に、該格子状地盤改良体の上方に構築される地下建物を囲む壁状地盤改良体と、前記壁状地盤改良体に埋設され、該壁状地盤改良体に面外剛性を付与する面外剛性付与部材と、を備えている。
【０００７】
請求項１に記載の基礎構造によれば、壁状地盤改良体によって格子状地盤改良体を囲むことにより、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域への地下水の浸水が抑制される。即ち、壁状地盤改良体は、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域への地下水の浸水を抑制する遮水壁（止水壁）として機能する。また、壁状地盤改良体には面外剛性付与部材が埋設されている。この面外剛性付与部材によって、壁状地盤改良体に面外剛性を付与することにより、土圧に対する壁状地盤改良体の抵抗力が増加する。従って、地震時に壁状地盤改良体の外側領域の地盤が液状化しても、壁状地盤改良体の破壊が抑制されるため、遮水性が確保される。
【０００８】
一方、格子状地盤改良体は平面視にて格子状に形成されており、この格子状地盤改良体によって壁状地盤改良体で囲まれた内側領域が複数の領域に仕切られている。これにより、従来（例えば、特許文献１）のように、複数の地盤改良体を地中連続壁の内側領域に間隔を空けて形成する構成と比較して、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域の地盤（液状化層）がより強固に拘束される。従って、地震時に、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域の地盤の液状化が抑制される。
【０００９】
また、壁状地盤改良体は、格子状地盤改良体の上方に構築された地下建物を囲んでいる。即ち、壁状地盤改良体は、地下建物を構築する地下スペースを形成する土留壁としても機能する。更に、前述したように、面外剛性付与部材によって壁状地盤改良体に面外剛性を付与することにより、地下スペース周囲の地盤の崩壊が抑制される。
【００１０】
このように本発明では、壁状地盤改良体を遮水壁として利用すると共に、土留壁として利用することにより、遮水壁と土留壁とを別々に施工する場合と比較して施工性を向上することができる。更に、格子状地盤改良体によって、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域を複数の領域に仕切ることにより、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域の地盤の液状化をより確実に抑制することができる。
【００１１】
請求項２に記載の基礎構造は、請求項１に記載の基礎構造において、前記面外剛性付与部材が、前記地下建物の外壁と一体化されて合成壁を構成する。
【００１２】
請求項２に記載の基礎構造によれば、面外剛性付与部材を地下建物の外壁と一体化して合成壁を構成することにより、地下建物の外壁を薄くすることができる。従って、地下建物内のスペースを広げることができる。
【００１３】
請求項３に記載の基礎構造は、請求項１又は請求項２に記載の基礎構造において、前記格子状地盤改良体の端部が、前記壁状地盤改良体の内壁面に連接される。
【００１４】
請求項３に記載の基礎構造によれば、格子状地盤改良体の端部を壁状地盤改良体の内壁面に連接することにより、壁状地盤改良体の面外剛性が増加する。これにより、土圧に対する壁状地盤改良体の抵抗力が更に増加する。従って、地震時に壁状地盤改良体の外側の地盤の液状化しても、壁状地盤改良体の破壊が抑制されるため、遮水性が確保される。更に、壁状地盤改良体の内壁面と格子状地盤改良体の端部との間が遮水されるため、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域の地盤の液状化が更に抑制される。
【００１５】
請求項４に記載の基礎構造は、請求項１〜３の何れか１項に記載の基礎構造において、前記格子状地盤改良体の外周に形成された前記壁状地盤改良体の下部の強度が、前記地下建物を囲む前記壁状地盤改良体の上部の強度よりも高くなっている。
【００１６】
請求項４に記載の基礎構造によれば、壁状地盤改良体の下部の強度が、壁状地盤改良体の上部の強度よりも高くなっている。ここで、壁状地盤改良体の上部は、少なくとも遮水性を有する土留壁として機能すれば良い。一方、壁状地盤改良体の下部には液状化層の液状化に伴って土圧が作用するため、当該下部の必要強度が壁状地盤改良体の上部の必要強度よりも高くなる可能性がある。従って、壁状地盤改良体の下部の強度を壁状地盤改良体の上部の強度よりも高くすることにより、液状化層の液状化に伴う壁状地盤改良体の下部の破壊を効率的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明に係る基礎構造によれば、施工性を向上しつつ、壁状地盤改良体で囲まれた内側領域の地盤の液状化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る基礎によって支持された建物を示す立面図である。
【図２】本発明の一実施形態における格子状地盤改良体及び壁状地盤改良体を示す図１の２−２線断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の一実施形態における壁状地盤改良体を示す図１の一部拡大立面図であり、（Ｂ）は図３（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線断面図であり、（Ｃ）は図３（Ａ）の３Ｃ−３Ｃ線断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の一実施形態における格子状地盤改良体の施工方法を説明する図２の一部拡大図に相当する説明図であり、（Ｂ）は本発明の一実施形態における格子状地盤改良体の他の施工方法を説明する図２の一部拡大図に相当する説明図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、比較例に係る基礎によって支持された建物を示す立面図である。
【図６】比較例に係る基礎によって支持された建物を示す立面図である。
【図７】本発明の一実施形態の変形例に係る基礎によって支持された建物を示す立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る基礎構造について説明する。
【００２０】
図１には、本実施形態に係る基礎構造が適用された基礎１０と、基礎１０によって支持された建物１２が示されている。基礎１０は、一例として、地表から順に液状化層１４Ａ、支持層１４Ｂ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。一方、支持層１４Ｂは建物１２を支持可能な強度を有している。
【００２１】
建物１２は、地下建物１２Ａを有している。この地下建物１２Ａは、地盤１４を掘削して形成された地下スペース１６に構築されている。建物１２を支持する基礎１０は、地下建物１２Ａの下に形成された格子状地盤改良体２０と、地下建物１２Ａ及び格子状地盤改良体２０の外周に形成された壁状地盤改良体３０と、壁状地盤改良体３０に埋設された面外剛性付与部材としての芯材４０と、を備えている。
【００２２】
図２に示されるように、格子状地盤改良体２０は、ソイルセメント柱列工法によって液状化層１４Ａと支持層１４Ｂに渡って形成されており、複数の柱状改良体２０Ａと、複数の連接用柱状改良体２０Ｂを有している。柱状改良体２０Ａ及び連接用柱状改良体２０Ｂは、掘削オーガ等により、その先端からセメントミルク等を噴出しながら地盤を掘削し、掘削土とセメントミルクを地盤１４中で撹拌、混合することにより造成されている。各柱状改良体２０Ａ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２０Ａ同士が壁状に隙間なく連接されている。また、壁状に連接された柱状改良体２０Ａの端部には、連接用柱状改良体２０Ｂが連接されている。各連接用柱状改良体２０Ｂは、壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗに連接されている。これにより、格子状地盤改良体２０と壁状地盤改良体３０とが一体化されている。この格子状地盤改良体２０によって液状化層１４Ａが複数の領域２２に仕切られており、各領域２２内の地盤１４（液状化層１４Ａ）の変形が拘束されるようになっている。
【００２３】
図１に示されるように、格子状地盤改良体２０の外周には、壁状地盤改良体３０が形成されている。壁状地盤改良体３０は、地表から支持層１４Ｂに渡って形成されており、格子状地盤改良体２０及び当該格子状地盤改良体２０の上方に構築された地下建物１２Ａを囲んでいる。図２に示されるように、この壁状地盤改良体３０は、格子状地盤改良体２０と同様にソイルセメント柱列工法によって構築されており、複数の柱状改良体３０Ａを有している。これらの柱状改良体３０Ａは、格子状地盤改良体２０の外周に枠状に配列されると共に、隣接する柱状改良体３０Ａ同士が壁状に隙間なく連接されている。
【００２４】
また、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示されるように、各柱状改良体３０Ａの内部には、剛性付与手段としての芯材４０が埋設されている。芯材４０はＨ形鋼で構成され、対向する一対のフランジ部４０Ａと、一対のフランジ部４０Ａを繋ぐウェブ部４０Ｂとを有し、柱状改良体３０Ａの略全長に渡って埋設されると共に、強軸方向（フランジ部４０Ａの対向方向）を壁状地盤改良体３０の面外方向（矢印Ｊ方向）にして配置されている。この芯材４０によって壁状地盤改良体３０に面外剛性（矢印Ｊ方向の剛性）が付与されている。
【００２５】
なお、壁状地盤改良体３０は、格子状地盤改良体２０と比較して剛性が小さくされており、その内部に芯材４０を打ち込み易いようになっている。また、本実施形態では、芯材４０としてＨ形鋼を用いたが、Ｌ形鋼、Ｔ形鋼、ボックス鋼等を用いても良い。また、芯材４０は、必ずしも全ての柱状改良体３０Ａに埋設する必要はなく、芯材４０の数や配置（ピッチ）は、壁状地盤改良体３０に求められる面外剛性に応じて適宜変更可能である。
【００２６】
地下建物１２Ａを囲む壁状地盤改良体３０の上部は、地下建物１２Ａ用の地下スペース１６を確保する土留壁とされている。この壁状地盤改良体３０の上部における地下建物１２Ａ側の端部は削り取られており、芯材４０のフランジ部４０Ａが露出している。また、露出されたフランジ部４０Ａには、接合手段としてのスタッド４２が設けられている。このスタッド４２を介して芯材４０と地下建物１２Ａの外壁１８（コンクリート製の外壁）とが一体化されており、芯材４０と地下建物１２Ａの外壁１８とによって合成壁が構成されている。これにより、芯材４０が地下建物１２Ａの本設壁として評価可能になっている。
【００２７】
また、地下建物１２Ａから下方へ延びる芯材４０のウェブ部４０Ｂには、鉛直力伝達手段としての複数のスタッド４４が設けられている。これらのスタッド４２によって、芯材４０と壁状地盤改良体３０との一体性が高められており、芯材４０から壁状地盤改良体３０へ鉛直力が伝達されるようになっている。これにより、壁状地盤改良体３０が地下建物１２Ａの外周部を支持する本設杭として評価可能になっている。
【００２８】
なお、本実施形態では、接合手段としてスタッド４２を用いたが、接合手段は芯材４０と地下建物１２Ａの外壁１８とを接合可能であれば良く、例えば、異形鉄筋等を用いても良い。これと同様に、本実施形態では、鉛直力伝達手段としてスタッド４４を用いたが、鉛直力伝達手段は芯材４０と壁状地盤改良体３０との一体性を高めることができれば良く、例えば、異形鉄筋等を用いても良い。
【００２９】
次に、本実施形態に係る基礎の施工方法の一例について説明する。
【００３０】
先ず、ソイルセメント柱列工法により、液状化層１４Ａと支持層１４Ｂに渡って壁状地盤改良体３０を平面視にて枠状に形成する。この際、図４（Ａ）に示されるように、壁状地盤改良体３０で囲まれた内側領域に連接用柱状改良体２０Ｂを形成し、壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗに連接用柱状改良体２０Ｂを連接する。次に、壁状地盤改良体３０を構成する各柱状改良体３０Ａに芯材４０を打ち込んで埋設する。なお、芯材４０の下部におけるウェブ部４０Ｂには、予めスタッド４４を溶接しておく。
【００３１】
次に、壁状地盤改良体３０で囲まれた内側領域の地盤１４を掘削し、地下建物１２Ａ用の地下スペース１６を形成する。この際、壁状地盤改良体３０の上部は、地下スペース１６周囲の地盤１４の崩壊を抑制する土留壁として機能する。次に、地下スペース１６の底地盤に、ソイルセメント柱列工法により、液状化層１４Ａと支持層１４Ｂに渡って格子状地盤改良体２０を平面視にて格子状に形成する。この際、図４（Ａ）に二点鎖線で示される位置に柱状改良体２０Ａを形成し、連接用柱状改良体２０Ｂと柱状改良体２０Ａとを壁状に連接する。これにより、格子状地盤改良体２０の端部が壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗに連接される。
【００３２】
次に、重機等によって壁状地盤改良体３０の上部における地下スペース１６側の端部を芯材４０のフランジ部４０Ａが露出するまで削り取る。そして、露出されたフランジ部４０Ａにスタッド４２を溶接した後、地下建物１２Ａを施工し、地下建物１２Ａの外壁１８と芯材４０とを一体化する。これにより、地下建物１２Ａの外壁１８と芯材４０によって合成壁が構成される。
【００３３】
ここで、本実施形態では、前述したように壁状地盤改良体３０の施工時に、格子状地盤改良体２０の端部を構成する連接用柱状改良体２０Ｂを壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗに予め連接しておくことにより、壁状地盤改良体３０から離れた位置（図４（Ａ）において、二点鎖線で示される位置）で連接用柱状改良体２０Ｂと柱状改良体２０Ａとを連接することができる。従って、柱状改良体２０Ａを施工する掘削オーガ等が、壁状地盤改良体３０に埋設された芯材４０に干渉しないため、施工性が向上すると共に芯材４０の破損、損傷が抑制される。
【００３４】
なお、図４（Ｂ）に示されるように、例えば、芯材４０が１本置きに柱状改良体３０Ａに埋設されている場合は、連接用柱状改良体２０Ｂを壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗに予め連接しておく必要はなく、芯材４０が埋設されていない柱状改良体３０Ａに柱状改良体２０Ａを連接することができる。
【００３５】
また、上記した施工方法では、地下建物１２Ａ用の地下スペース１６を形成した後に、地下スペース１６の底地盤に格子状地盤改良体２０を形成したが、地下スペース１６を形成する前に、格子状地盤改良体２０を形成しても良い。
【００３６】
次に、本実施形態に係る基礎構造の作用について説明する。
【００３７】
図１に示されるように、本実施形態に係る基礎１０では、格子状地盤改良体２０の外周に壁状地盤改良体３０が形成されており、この壁状地盤改良体３０によって格子状地盤改良体２０が囲まれている。また、壁状地盤改良体３０はソイルセメント柱列工法によって形成されており、遮水性を有している。従って、壁状地盤改良体３０で囲まれた内側領域への地下水の浸水が抑制される。即ち、壁状地盤改良体３０は、壁状地盤改良体３０で囲まれた内側領域への地下水の浸水を抑制する遮水壁（止水壁）として機能する。
【００３８】
また、壁状地盤改良体３０には芯材４０が埋設されている。この芯材４０によって壁状地盤改良体３０に面外剛性を付与することにより、土圧に対する壁状地盤改良体３０の抵抗力が増加する。従って、地震時に壁状地盤改良体３０の外側領域の地盤の液状化しても、壁状地盤改良体３０の破損が抑制されるため、遮水性が確保される。
【００３９】
一方、図２に示されるように、格子状地盤改良体２０は平面視にて格子状に形成されており、この格子状地盤改良体２０によって壁状地盤改良体３０で囲まれた内側領域が複数の領域２２に仕切られている。これにより、従来（例えば、特許文献１）のように、複数の地盤改良体を地中連続壁の内側領域に間隔を空けて形成する構成と比較して、壁状地盤改良体３０の内側領域の地盤１４（液状化層１４Ａ）がより強固に拘束される。従って、地震時における壁状地盤改良体３０で囲まれた内側領域の地盤１４の液状化を抑制することができる。
【００４０】
また、図１に示されるように、壁状地盤改良体３０は、格子状地盤改良体２０の上方に構築された地下建物１２Ａを囲んでいる。即ち、壁状地盤改良体３０は、地下建物１２Ａ用の地下スペース１６を形成する土留壁としても機能する。また、壁状地盤改良体３０は遮水性を有しており、従来の親杭横矢板等と比較して、地下スペース１６への地下水の浸水を抑制することができる。更に、前述したように壁状地盤改良体３０には、芯材４０によって面外剛性が付与されている。これにより、土圧に対する壁状地盤改良体３０の抵抗力が増加するため、地下スペースの周囲の地盤１４の崩壊をより確実に抑制することができる。
【００４１】
このように本実施形態に係る基礎１０では、壁状地盤改良体３０の下部を遮水壁として利用すると共に、壁状地盤改良体３０の上部を土留壁として利用することにより、遮水壁と土留壁とを別々に施工する場合と比較して施工性が向上する。
【００４２】
ここで、一般に格子状地盤改良体は、その周辺地盤の変形に対して主として面内剛性（図２において、矢印Ｋ方向の剛性）によって抵抗する。これに対して土留壁は、土圧に対して主として面外剛性（図３（Ａ）において、矢印Ｊ方向の剛性）で抵抗する。そのため、土留壁には、一般にＨ形鋼等が埋設され、面外剛性が付与される。しかしながら、ソイルセメントで構成された土留壁にＨ形鋼等を埋設すると、面外剛性は増加するものの、ソイルセメントがＨ形鋼等に付着せず、土留壁内でＨ形鋼等が面内方向に傾き易くなるため、面内剛性が低下する。従って、土留壁を格子状地盤改良体の一部として利用すると不合理となる。
【００４３】
そこで、本実施形態に係る基礎１０では、面内剛性が期待されない遮水壁として壁状地盤改良体３０を利用することにより合理化を図っている。即ち、壁状地盤改良体３０によって遮水性を確保し、格子状地盤改良体２０によって壁状地盤改良体３０で囲まれた内側領域の地盤の変形を拘束している。これにより、施工性を向上しつつ、液状化層１４Ａの液状化をより確実に抑制することができる。
【００４４】
また、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、壁状地盤改良体３０に埋設された各芯材４０の上部は、フランジ部４０Ａに設けられたスタッド４２を介して地下建物１２Ａの外壁１８と一体化され、当該外壁１８と共に合成壁を構成している。これにより、地下建物１２Ａの外壁を薄くすることができるため、地下建物１２Ａ内のスペースを広げることができる。
【００４５】
更に、図３（Ｃ）に示されるように、地下建物１２Ａから下方へ延びる芯材４０は、ウェブ部４０Ｂに設けられたスタッド４４を介して壁状地盤改良体３０と一体化されている。従って、壁状地盤改良体３０及び芯材４０によって地下建物１２Ａの外周部が支持されるため、地下建物１２Ａの外周部を支持する杭等を省略することができる。
【００４６】
また、図２に示されるように、格子状地盤改良体２０の端部を構成する連接用柱状改良体２０Ｂは、壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗに連接されている。これにより、壁状地盤改良体３０の面外剛性が増加するため、土圧に対する壁状地盤改良体３０の抵抗力が更に増加する。従って、地震時に壁状地盤改良体３０の外側領域の地盤１４（液状化層１４Ａ）が液状化しても、壁状地盤改良体３０の破損が抑制されるため、遮水性が確保される。更に、壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗと格子状地盤改良体２０の端部とを連結することにより、壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗと格子状地盤改良体２０の端部との間が遮水されるため、壁状地盤改良体３０の内側領域の地盤１４の液状化が更に抑制される。
【００４７】
次に、比較例と対比しながら本実施形態に係る基礎１０の作用をより具体的に説明する。なお、各比較例において、本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。
【００４８】
図５（Ａ）には、比較例に係る基礎１００が示されている。この基礎１００は格子状地盤改良体１０２を用いた直接基礎とされており、地下建物１２Ａの外周部が格子状地盤改良体１０２の外周壁１０２Ａによって支持されている。この基礎１００では、格子状地盤改良体１０２の外周壁１０２Ａと土留壁１０４とが別々に施工されるため、施工が煩雑化する。また、格子状地盤改良体１０２の外周壁１０２Ａを施工する際に、掘削オーガ等が芯材４０に干渉しないように、土留壁１０４から地下建物１２Ａ側へ離れた位置（間隔Ｄ）に格子状地盤改良体１０２の外周壁１０２Ａを形成する必要がある。従って、地下建物１２Ａ内のスペースが狭くなる。更に、土留壁１０４に埋設された芯材４０と地下建物１２Ａの外壁１８とを一体化して合成壁を構成するためには、土留壁１０４と地下建物１２Ａの外壁１８との間隔Ｄを埋めるべく、コンクリートの増し打ち等が必要となる。
【００４９】
これに対して本実施形態に係る基礎１０では、図２に示されるように、壁状地盤改良体３０が格子状地盤改良体２０を囲む遮水壁として機能する。従って、壁状地盤改良体３０とは別に格子状地盤改良体２０の外周壁を施工する必要がないため、施工性が向上する。また、図１に示されるように、壁状地盤改良体３０と地下建物１２Ａとの間に間隔を空ける必要がないため、壁状地盤改良体３０と地下建物１２Ａの外壁１８とを一体化する際に、コンクリートの増し打ち等が不要になる。従って、施工性が向上すると共に、地下建物１２Ａ内のスペースを広げることができる。
【００５０】
次に、図５（Ｂ）に示される比較例では、格子状地盤改良体１１２と杭１１４とを併用した基礎（パイルド・ラフト基礎）１１０において、杭１１４によって地下建物１２Ａの外周部が支持されており、土留壁１０４から外側へ離れた位置（間隔Ｅ）に格子状地盤改良体１１２の外周壁１１２Ａが形成されている。この基礎１１０では、格子状地盤改良体１１２の外周壁１１２Ａを施工する際に、破線で示されるように土留壁１０４の外側の地盤１４を掘削しなければならず、余分な掘削作業が発生する。
【００５１】
これに対して本実施形態に係る基礎１０では、図１に示されるように、壁状地盤改良体３０の外側に格子状地盤改良体２０の外周壁を施工する必要がないため、余分な掘削作業が発生しない。
【００５２】
更に、図６に示される比較例では、格子状地盤改良体１２２を用いた基礎（直接基礎）１２０において、格子状地盤改良体１２２を構成する格子壁１２２Ｗの必要枚数（６枚）が、建物１２の鉛直荷重に基づいて決定されている。即ち、液状化対策のために必要な格子壁１２２Ｗの枚数よりも、建物１２を支持するために必要な格子壁１２２Ｗの枚数が多くなっている。この場合、格子壁１２２Ｗの枚数が増加するため、不経済となる。
【００５３】
これに対して本実施形態に係る基礎１０では、図３（Ｃ）に示されるように、壁状地盤改良体３０に埋設された芯材４０が、ウェブ部４０Ｂに設けられたスタッド４４を介して柱状改良体３０Ａと一体化されており、これらの壁状地盤改良体３０及び芯材４０によって建物１２が支持されている。従って、図１に示されるように、格子状地盤改良体２０の格子壁が４枚で足りるため、格子状地盤改良体２０の格子壁の枚数を削減することができる。
【００５４】
次に、本実施形態に係る基礎の変形例について説明する。
【００５５】
上記実施形態では、格子状地盤改良体２０及び壁状地盤改良体３０をソイルセメント柱列工法によって形成したが、地盤を溝状に掘削し、掘削された溝穴にソイルセメントを打設するソイルセメント連続壁工法で形成しても良いし、ソイルセメント柱列工法とソイルセメント連続壁工法とを適宜組み合わせて用いても良い。
【００５６】
また、上記実施形態では、壁状地盤改良体３０と地下建物１２Ａの外壁１８とによって合成壁を構成したが、壁状地盤改良体３０は少なくとも土留壁及び遮水壁として機能すれば良く、必ずしも地下建物１２Ａの外壁１８と合成壁を構成する必要はない。
【００５７】
また、格子状地盤改良体２０の外周に形成された壁状地盤改良体３０の下部の強度を、地下建物１２Ａを囲む壁状地盤改良体３０の上部の強度よりも高くしても良い。ここで、前述したように壁状地盤改良体３０の上部は、少なくとも遮水性を有する土留壁として機能すれば良いが、壁状地盤改良体３０の下部には液状化層１４Ａの液状化に伴って土圧が作用するため、当該下部の必要強度が壁状地盤改良体３０の上部の必要強度よりも高くなる可能性がある。従って、壁状地盤改良体３０の下部の強度（面外方向の圧縮強度、破壊強度等）を壁状地盤改良体３０の上部の強度（面外方向の圧縮強度、破壊強度等）よりも高くすることにより、液状化層１４Ａの液状化に伴う壁状地盤改良体３０の下部の破壊を効率的に抑制することができる。
【００５８】
なお、壁状地盤改良体３０の強度は、例えば、当該壁状地盤改良体３０を構成する柱状改良体３０Ａに添加するセメントミルク等の固化材の量を増減することにより調整することができる。具体的には、柱状改良体３０Ａの下部に添加する単位体積当たりの固化材の量を柱状改良体３０Ａの上部に添加する単位体積当たりの固化材の量よりも多くすることにより、壁状地盤改良体３０の下部の強度を壁状地盤改良体３０の上部の強度よりも高くすることができる。また、壁状地盤改良体３０の下部の強度を部分的に高くすることも可能である。
【００５９】
更に、上記実施形態では、壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗに格子状地盤改良体２０の端部を連接したが、壁状地盤改良体３０の内壁面３０Ｗと格子状地盤改良体２０の端部とは必ずしも連接する必要はない。
【００６０】
更にまた、上記実施形態は、例えば、図７に示されるように、直接基礎と杭基礎（杭５２）を用いたパイルド・ラフト基礎５０にも適用可能である。
【００６１】
以上、本発明の一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、一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】
【００６２】
１０ 基礎（基礎構造）
１２Ａ 地下建物
１４Ａ 液状化層
１８ 外壁
２０ 格子状地盤改良体
３０ 壁状地盤改良体
３０Ｗ 内壁面
４０ 芯材（面外剛性付与部材）
５０ パイルド・ラフト基礎（基礎構造）
【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成された格子状地盤改良体と、
前記格子状地盤改良体の外周に形成されると共に、該格子状地盤改良体の上方に構築される地下建物を囲む壁状地盤改良体と、
前記壁状地盤改良体に埋設され、該壁状地盤改良体に面外剛性を付与する面外剛性付与部材と、
を備える基礎構造。
【請求項２】
前記面外剛性付与部材が、前記地下建物の外壁と一体化されて合成壁を構成する請求項１に記載の基礎構造。
【請求項３】
前記格子状地盤改良体の端部が、前記壁状地盤改良体の内壁面に連接される請求項１又は請求項２に記載の基礎構造。
【請求項４】
前記格子状地盤改良体の外周に形成された前記壁状地盤改良体の下部の強度が、前記地下建物を囲む前記壁状地盤改良体の上部の強度よりも高くなっている請求項１〜３の何れか１項に記載の基礎構造。
【請求項１】
液状化層に平面視にて格子状に成された格子状地盤改良体と、
前記格子状地盤改良体の外周に形成されると共に、該格子状地盤改良体の上方に構築される地下建物を囲む壁状地盤改良体と、
前記壁状地盤改良体に埋設され、該壁状地盤改良体に面外剛性を付与する面外剛性付与部材と、
を備える基礎構造。
【請求項２】
前記面外剛性付与部材が、前記地下建物の外壁と一体化されて合成壁を構成する請求項１に記載の基礎構造。
【請求項３】
前記格子状地盤改良体の端部が、前記壁状地盤改良体の内壁面に連接される請求項１又は請求項２に記載の基礎構造。
【請求項４】
前記格子状地盤改良体の外周に形成された前記壁状地盤改良体の下部の強度が、前記地下建物を囲む前記壁状地盤改良体の上部の強度よりも高くなっている請求項１〜３の何れか１項に記載の基礎構造。
【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２０１３−２０７８（Ｐ２０１３−２０７８Ａ）
【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２０１１−１３２２６６（Ｐ２０１１−１３２２６６）
【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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