JP2005016292A - 杭と連続地中壁の複合基礎 - Google Patents

Abstract

【課題】 軟弱地盤において建物の軸力荷重を十分に支持でき、地震時の応答変位を低減して居住性を向上させ、上部構造への入力低減による上部躯体の低減、あるいは、構造種別の変更を可能とするとともに、杭断面低減及び液状化対策も可能として、連続地中壁を用いてもトータルなコスト低減、工期短縮が可能な杭と連続地中壁の複合基礎を提供する。
【解決手段】 支持地盤２２まで到達して設けられる複数本の杭１６ａ、１６ｂと、この杭１６ａ、１６ｂを囲って杭１６ａ、１６ｂと一体に設けられる連続地中壁１８とを有し、軟弱な地盤が３０ｍ以上堆積した場所に対し構築される杭と連続地中壁の複合基礎１４であって、連続地中壁１８は、平面視ほぼ正方形の建物１０の外周に沿って配設され、かつ、支持地盤２２よりも浅く形成され、杭１６ａは、連続地中壁１８内の最外周位置にも配設されて、杭１６ａに建物１０の軸力荷重を負担させ、連続地中壁１８には、主として地震時の水平荷重のみを負担させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、杭と連続地中壁の複合基礎に関し、特に、軟弱地盤における杭と連続地中壁の複合基礎に関する。

一般に、建物の軸力を受けるため基礎杭が用いられている。

軟弱地盤では、地震時の水平荷重が加わったときの対処として、杭頭部を天端から杭径の５倍程度に相当する長さ分杭径を太くしたり鋼管を巻くなどの補強をするようにしている。

しかし、軟弱地盤が厚く堆積するような場所に高層建物を建築するような場合、杭頭部を太くしただけでは建物の応答変位値が大きくなるため、杭基礎を連続地中壁杭にて囲うことが行われる場合がある。

このように、連続地中壁を連続地中壁杭として使用する場合には、軸力荷重により連続地中壁杭の厚さが決まってしまい、厚い連続地中壁杭を支持地盤まで長く作らなければならず、掘削量やコンクリートの量が増え、非常に不経済で、工期も長くなり、掘削土量が増大し、建設残土が増大してしまうこととなる。

また、支持地盤までが深いと、厚い連続地中壁杭を深く、精度よく構築することが困難となる。

そのため、連続地中壁を支持地盤より浅く根入れさせ、この連続地中壁に囲まれた地盤変形抑制領域において支持地盤にまで根入れされた杭及び地盤アンカーにて建物を補強する技術が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００１−２８８７５８号公報

このような特許文献１に記載されるような技術では、連続地中壁が杭とともに建物の鉛直荷重を支持するようになっており、杭は連続地中壁から離れた位置に設けられるようになっている。

このように、連続地中壁が支持地盤より浅く根入れされているにもかかわらず、建物の鉛直荷重を支持するためには、ある程度硬い地盤でなければならない。

これに対し、例えば、東京湾岸地域などの軟弱地盤においては、前述の技術では建物の鉛直荷重を十分に支持することができない。

本発明の目的は、軟弱地盤において建物の軸力荷重を十分に支持でき、地震時の応答変位を低減して居住性を向上させ、上部構造への入力低減による上部躯体の低減、また、構造種別の変更を可能とするとともに、杭断面低減及び液状化対策も可能として、連続地中壁を用いてもトータルなコスト低減、工期短縮が可能な杭と連続地中壁の複合基礎を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の杭と連続地中壁の複合基礎は、支持地盤まで到達して設けられる複数本の杭と、この杭を囲って前記杭と一体に設けられる連続地中壁とを有し、軟弱な地盤が３０ｍ以上堆積した場所に構築される杭と連続地中壁の複合基礎であって、
前記連続地中壁は、平面視ほぼ正方形または多角形の建物の外周に沿って配設され、かつ、前記支持地盤よりも浅く形成され、
前記杭は、前記連続地中壁内の最外周位置にも配設されて、前記杭に建物の軸力荷重を負担させ、
前記連続地中壁には、主として地震時の水平荷重のみを負担させることを特徴とする。

本発明によれば、平面視ほぼ正方形または多角形の建物の外周に沿って支持地盤よりも浅い連続地中壁を配設し、この連続地中壁内の最外周位置にも杭を配設し、杭に建物の軸力荷重を負担させ、連続地中壁には主として地震時の水平荷重のみを負担させることで、建物を安定して支持し、かつ、ほぼ正方形状に構築された連続地中壁によって建物の下部を剛性の高い状態で囲い、変形しにくい状態とすることで、地震時の応答変位を低減して居住性を向上させることができる。

従って、地盤が３０ｍ以上堆積した場所に対しても、建物の軸力荷重を十分に支持でき、上部構造への地震入力低減も図ることができる。

なお、ここでほぼ正方形とは、縦及び横の辺の比が０．７〜１．０程度のものをいう。

また、多角形とは、平面視十字状の形状、五角形、六角形、八角形等の形状のものをいう。

また、この連続地中壁による上部構造への地震入力低減によって、上部躯体の低減や構造種別、例えば、耐力の大きなコンクリート・フィルド・スチール・チューブ（ＣＦＴ）構造やＳＲＣ構造をＲＣ構造に変更して、上部構造のコストを下げることができ、コストの高い連続地中壁を用いた場合でも、上部構造を含めたトータルコストを低減することができる。

さらに、杭は軸力荷重を受けるだけですみ、水平荷重はほとんどかからないため、杭頭を拡径とする必要がなく、しかも、杭径を細くすることができるので、杭に要するコストを削減することができ、工期も短縮することができる。

また、連続地中壁は、主として水平力のみを受ければよく、軸力を負担する必要がないため、連続地中壁を薄くすることができ、短くすることも可能となり、コスト低減及び工期短縮が可能となる。

ここで、連続地中壁は、ＲＣ壁の他Ｓ壁、ＳＲＣ壁、ソイルセメント壁を含んでおり、杭は場所打ち杭の他鋼管杭を含む。

さらに、連続地中壁によって囲まれた部分における液状化防止も可能となる。

また、連続地中壁が支持地盤までないことから、連続地中壁下方では透水性が妨げられず、周辺環境への影響を与えないものとすることができる。

本発明においては、前記支持地盤までの深さが４０ｍ〜７０ｍの地盤に用いられるようにすることができる。

このような構成とすることにより、支持地盤の深度が深い場合に支持地盤まで連続地中壁を形成する場合に比しコスト削減効果を大きくすることができる。

本発明においては、連続地中壁の深さを、基礎底から支持地盤の深さに対して３０〜７０％とすることができる。

このような構成とすることにより、連続地中壁の深さを基礎底から支持地盤までの深さに対して３０％とすることにより、支持地盤まで連続地中壁を形成した場合の変量に対し変位量を大きく変化させない範囲で連続地中壁を形成することができ、しかも、コストメリットを大きくすることができる。

また、連続地中壁の深さを基礎底から支持地盤までの深さに対して７０％とすることで、コストメリットは小さくなるが、支持地盤まで連続地中壁を形成した場合と同等に変位量を小さく抑えることができる。

本発明においては、前記軟弱地盤は剪断波速度１５０ｍ／ｓ以下で、かつ、初期の一次固有周期が０．６秒より長い地盤であっても、建物の軸力荷重を充分に支持でき、上部構造への入力低減も図ることができる。

本発明においては、地震時の地盤の一次固有周期と前記建物の一次固有周期との比が０．６〜１．０である場合に、建物最大応答変位及び建物最大応答加速度を効果的に小さくすることができる。

本発明においては、前記軟弱地盤は、前記支持地盤よりは剛性が低くその上層よりは剛性の高い中間層を含み、
前記中間層は、地表より所定の深さで前記支持地盤まで達する層厚を有し、
前記連続地中壁は、前記中間層までの深さに形成されるようにすることができる。

このような構成とすることにより、軟弱地盤において支持地盤よりは剛性が低くその上層よりは剛性の高い中間層が地表より所定の深さで支持地盤まで達する層厚を有している場合、連続地中壁を中間層までの深さに形成することで、連続地中壁にある程度の軸力荷重を支持させることで、杭に対する軸力荷重の負担を軽減させて、杭の太さを細くすることができ、コストの削減が可能となる。

また、連続地中壁によって建物の下部を剛性の高い状態で囲い、かつ中間層で支持し、変形しにくい状態とすることで、地震時の応答変位を低減して居住性を向上させることができる。

さらには、地震動の建物への入力を抑えることができ、上部構造の設計上有効である。

本発明においては、軟弱地盤において支持地盤よりは剛性が低くその上層よりは剛性の高い中間層が地表より所定の深さで支持地盤まで達しない層厚を有している場合、連続地中壁をコーナー部のみ支持地盤まで達する深さに形成し、他の部分は中間層までの深さに形成することで、中間層の下側に軟弱層が続く場合でも、連続地中壁のコーナー部を支持地盤まで延長させることにより、コーナー部での高い剛性により水平荷重に対する剛性を大きくし、かつ、軸力荷重を支持することができ、外周コーナー杭は省略でき、連続地中壁に囲まれた杭は軸力のみ負担させるので、杭の太さを細くして、コストを削減することが可能となる。

また、建物の下部は中間層まで連続地中壁によって囲われ、かつ中間層で支持されているため、地震時の応答変位を低減して居住性を向上させることができる。

このような支持地盤よりは剛性が低くその上層よりは剛性の高い中間層が、Ｎ値１０以上の粘性土またはＮ値２０以上の砂質土で、剪断波速度が２５０ｍ／ｓ以上の地盤とすることができる。

このような構成とすることにより、中間層によって連続地中壁の水平変位を小さくできるとともにある程度の軸力荷重を負担できることとなる。

また、これらの場合においては、中間層までの深さは１０ｍ以上とすることができる。

このような構成とすることにより、連続地中壁を所定の深さに形成して、水平力の十分な負担をすることが可能となる。

さらに、中間層の層厚は、５ｍ以上とすることができる。

このような構成とすることにより、中間層によって連続地中壁の水平変位を小さくできるとともにある程度の軸力荷重を支持することが可能となる。

この場合、中間層に前記連続地中壁の下端を根入れすることができる。

このような構成とすることにより、連続地中壁の下部を剛性の高い中間層に拘束させることができ、確実に水平荷重を負担することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１〜図５は、本発明の一実施の形態にかかる杭と連続地中壁の複合基礎を示す図である。

図１は、この実施の形態にかかる杭と連続地中壁の複合基礎上に建物を構築した状態を示す断面図で、図２は、図１における建物の平面図である。

この建物１０は、軟弱地盤１２、例えば、剪断波速度１５０ｍ／ｓ以下の地盤が前記支持地盤から３０ｍ以上堆積し、かつ、初期の一次固有周期が０．６秒より長い軟弱地盤上に構築されるもので、平面視がほぼ正方形とされた超高層建物とされている。

具体的には、図２に示すように、平面視の一辺の長さＬ１が３６ｍ、他辺の長さＬ２が３６ｍの正方形とされている。

このＬ１，Ｌ２は、３０ｍ〜５０ｍの範囲で、任意に設定することができる。

また、建物１０の高さＨ（図１参照）は、１５０ｍとされている。

この建物１０は、軟弱地盤１２上に構築されるため、複合基礎１４によって支持されるようになっている。

この複合基礎１４は、複数本の杭１６と、連続地中壁１８との複合となっている。

杭１６は、建物１０の柱対応位置で基礎底２０から支持地盤２２まで到達して根入れされた拡底杭となっている。

なお、この基礎底２０までの基礎は、地下室を有する場合が含まれているのはもちろんである。

連続地中壁１８は、平面視ほぼ正方形の建物１０の外周に沿って外周杭１６ａ、内部杭１６ｂを囲って配設され、地下躯体及びフーチング２４を介して外周杭１６ａ、内部杭１６ｂと一体にされている。

このように、平面視ほぼ正方形の建物１０の外周に沿って連続地中壁１８を配設することで建物１０を安定して支持することができ、建物１０の平面視の一辺の長さが長くなるほど安定した状態が得られる。

また、この連続地中壁１８は、基礎底２０から支持地盤２２までの深さＬｔよりも浅い深さＬａに設定されている。

このように連続地中壁１８の深さＬａを浅くすることにより、基礎底２０から支持地盤２２までの深さＬｔまでとする場合に比し、大幅なコストの削減だけでなく工期の短縮を図ることも可能となる。

そして、連続地中壁１８内の最外周位置にも外周杭１６ａが配設され、建物１０の軸力荷重を外周杭１６ａ、内部杭１６ｂにて支持させるようにし、連続地中壁１８には主として地震時の水平荷重のみを支持させるようにしている。

このように建物１０の軸力荷重を外周杭１６ａ、内部杭１６ｂに、地震時の水平荷重を連続地中壁１８に支持させるようにすることで、連続地中壁１８は軸力荷重を負担する必要がないので、連続地中壁１８の厚さを薄くすることができ、さらなるコストの削減及び工期の短縮を図ることができる。

また、外周杭１６ａ、内部杭１６ｂは、軸力荷重を負担し、地震時の水平荷重をほとんど負担することがないため、杭頭を補強する必要もなく、杭径も小さくてすみ、さらなるコストの削減及び工期の短縮を図ることができる。

さらに、連続地中壁１８は、水平剛性が大きいため、地震時の応答変位を低減して居住性を向上させることができ、しかも、上部構造である建物１０への入力を低減させることで、建物１０の構造を、例えば躯体断面を小さくできたり、耐力の高いＳＲＣ構造やＣＦＴ構造からＲＣ構造に変更することが可能となり、コストの高い連続地中壁１８を用いるにもかかわらず建物を含めたトータルコストを削減することができる。

また、連続地中壁１８にて囲われた地盤の地震時における液状化防止も可能となる。

ここで、連続地中壁１８の深さＬａは、基礎底２０から支持地盤２２の深さＬｔに対して３０〜７０％とされている。

この地表面１２ａから支持地盤２２までの深さは、３０ｍ〜７０ｍ、より好ましくは４０ｍ〜７０ｍであるとコストメリットが大きくなる。

ここで、連続地中壁１８の深さ（長さ）と、コスト比及び水平変位量との関係を図３に示す。

これらの算定は、連続地中壁の厚さを１．５ｍ、内部杭２５本、外周杭２４本として、図１の基礎部分を３次元でモデル化し、地震時慣性力を基礎に載荷した。

図３において、コスト比は、支持地盤２２の深さＬｔまで連続地中壁を形成した場合と、それよりも浅い深さＬａで連続地中壁を形成した場合との比を示しており、図３は、基礎底２０から支持層２２までの深さＬｔが６０ｍの場合を示している。

図３から、基礎底２０から連続地中壁１８までの深さＬａが４５ｍであれば、外周杭１６ａが増えたとしても、支持地盤２２までの深さＬｔで連続地中壁１８を形成した場合とコスト比が同等になり、それよりも短ければコスト比が小さくなりコストダウンになることがわかる。

したがって、Ｌａ／Ｌｔは、７０％程度以下であればよい。

また、連続地中壁１８の深さＬａが１５ｍ以上であれば、水平変位量の変化が小さくなることがわかる。

さらに、地盤の種類に応じて水平変位置が変化するので、多少の余裕をみて、Ｌａ／Ｌｔは、３０％以上とする。

次に、連続地中壁１８の深さＬａと、コストとの関係を試算した一例を図４に示す。

図４は、基礎底２０から支持地盤２２までの深さＬｔが５０ｍの条件で、厚さ１．５ｍの連続地中壁を基礎として、複合基礎を形成した状態を示している。

（１）は連続地中壁１８の深さＬａを２０ｍ（Ｌａ／Ｌｔ＝４０％）に設定した場合、（２）は連続地中壁１８の深さＬａを２０ｍ（Ｌａ／Ｌｔ＝４０％）とし、連続地中壁１８の壁厚を１．２ｍと薄くした場合をそれぞれ示している。

（１）の場合では８１％、（２）の場合では７５％にコスト低減が可能となる。

さらに、図５に、遠心載荷模型実験による周期比と応答比との関係を示す。

この実験では、遠心加速度５０Ｇとして、軟弱地盤を想定し、地震力のレベルを３段階に変化させている。

また、直径１０mmの外周杭１２本と直径１２mmの内部杭４本をフーチングで剛接合した杭基礎模型と、直径１２mmの内部杭４本と２．５mm、長さ２５０mmの支持地盤に達する連続地中壁とをフーチングで剛接合した複合基礎模型とを用いた。

図５（１）では周期比と建物最大応答加速度比との関係を示しており、図５（２）では周期比と建物最大応答変位比との関係を示している。

周期比は、地盤一次固有周期／建物一次固有周期とし、建物最大応答加速度比は、複合基礎の建物最大応答加速度／杭基礎の建物最大応答加速度とし、建物最大応答変位比は、複合基礎の建物最大応答変位／杭基礎の建物最大応答変位として示している。

実験の結果、周期比が０．６〜１．０になると建物最大応答加速度比及び建物最大応答変位比のいずれも急激に下がることが判明した。

したがって、周期比が０．６〜１．０の場合に連続地中壁が有効に機能し、地震時水平荷重処理に効果的であることがわかる。

このことから、本実施の形態のように連続地中壁が支持地盤よりも浅い場合にも同様の結果が得られるものと考えられる。

図６には、本発明の他の実施の形態にかかる杭と連続地中壁の複合基礎を示す。

この実施の形態では、支持地盤２２から３０ｍ以上軟弱地盤１２が堆積した状態となっており、この軟弱地盤１２には、支持地盤２２よりは剛性が低くその上層３０よりは剛性の高い中間層３２が存在している。

この中間層３２は、図７に示すような性質で、地表面１２ａより所定の深さ、例えば１０ｍ以上で、支持地盤２２まで達する層厚を有している。

この中間層３２は、Ｎ値１０以上の粘性土またはＮ値２０以上の砂質土で、剪断波速度が２５０ｍ／ｓ以上の地盤である。

また、中間層３２の層厚は５ｍ以上となっている。

このような中間層３２を有する軟弱地盤１２における複合基礎１４は、拡底杭である複数本の杭１６を建物１０の基礎底から支持地盤２２まで到達して根入れさせるとともに、建物１０の外周に沿って連続地中壁１８を中間層３２までの深さに形成している。

この連続地中壁１８の下端は、中間層３２の上部に根入れした状態となっている。

このように、連続地中壁１８の下端を中間層３２に支持させることで、連続地中壁１８にある程度の軸力荷重を支持させ、杭１６に対する軸力荷重の負担を軽減させて、杭１６の太さを細くすることができ、コストの削減が可能となる。

また、建物１０の下部は、中間層３２まで連続地中壁１８によって囲われ、かつ、中間層３２で支持されているため、地震時の応答変位を低減して居住性を向上させることができる。

他の構成及び作用は、前記実施の形態と同様につき説明を省略する。

次に図６に示す中間層が地表から所定の深さで、支持地盤まで達する場合の複合基礎と、中間層がない場合の同じ長さの地中連続壁を形成した場合とを、支持地盤まで連続地中壁を形成した場合と比較した変位の比を図８に示す。

計算は基礎部分を３次元でモデル化し、地震時慣性力を基礎に載荷した。

この試算では、支持層までの深さが６０ｍの場合を想定し、ケース１では、深さ０〜１４ｍでは剪断波速度が１２０ｍ／ｓ、１４ｍ〜２５ｍでは３５０ｍ／ｓ、２５ｍ〜４０ｍでは２５０ｍ／ｓ、４０ｍ〜６０ｍでは３５０ｍ／ｓで、中間層が深さ１４ｍから支持地盤まで達している状態となっている。

ケース２では、深さ０〜１９ｍでは剪断波速度が１２０ｍ／ｓ、１９〜３０ｍでは３５０ｍ／ｓ、３０〜４５ｍでは２５０ｍ／ｓ、４５ｍ〜６０ｍでは３５０ｍ／ｓで、中間層が深さ１９ｍから支持地盤まで達している状態となっている。

比較対照となる中間層がない場合は、０〜６０ｍに至るまで剪断波速度が１２０ｍ／ｓの地盤条件となっている。

なお、複合基礎の試算条件は、連続地中壁の厚さが１．５ｍ、内部杭２５本、外部杭２４本の条件とした。

その条件での試算結果は、同図（２）に示すように、ケース１の場合、支持層まで連続地中壁を形成した６０ｍの連続地中壁の場合との変位の比が、中間層がない場合は１．６、中間層がある場合は１．５となり、またケース２の場合は、中間層がない場合は１．３、中間層がある場合は１．２となり、中間層上で連続地中壁を止めることにより、中間層がない軟弱地盤での連続地中壁が同じ長さの場合に比し、６０ｍの連続地中壁とした場合との割合で１０％程度変形量が小さくなることが判明した。

図３からも明らかなように、このような変位の比が１．５以下では、比を０．１下げるために連続地中壁をおよそ２ｍ長くしなければならないことから、中間層を利用する効果は大きい。

この場合、連続地中壁は下端が中間層に１ｍ根入れされた状態でケース１の場合は地中連続壁が１５ｍ、ケース２の場合は連続地中壁が２０ｍとして算定した。

なお、連続地中壁の下端を５ｍ程度中間層に根入れした場合は、例えば２０ｍに中間層がある場合、２５／６０＝４２％の長さで変位量は６０ｍの連続地中壁の場合と同じとなり、同様の耐震性が得られることになる。

次に、地震時の性質について図９に示す中間層について検討した結果を示す。

地盤構成は、同図（１）に示すように、０〜２０ｍでは剪断波速度１２０ｍ／ｓ、２０ｍ〜４０ｍでは２５０ｍ／ｓ、４０ｍ〜５０ｍでは３００ｍ／ｓ、５０ｍ〜６０ｍでは３５０ｍ／ｓ、６０ｍ以深は４５０ｍ／ｓ（支持地盤相当）となっている。

ここでは、同図（２）に示すように、地震波を告示波と臨界波の２種類設定し、超高層建物をイメージし、１次固有周期０．２７Ｈｚ（３．８秒）の１質点モデルにより動的応答計算を行った。

基礎は、支持地盤までの６０ｍを連続地中壁としたもの、支持用の外周杭を設置し、中間層上までの２０ｍまでを連続地中壁としたもの、杭のみの基礎の３種類を検討した。

耐震設計上重要となる、建物の最大応答加速度及び最大応答変位、基礎の最大応答加速度及び最大応答変位について比較検討したところ、２０ｍ連続地中壁にすることにより、６０ｍ連続地中壁より基礎最大応答加速度以外はすべて小さくなっており、地盤周期特性、建物特性を考慮すると、地震波によっては、中間層が現れる２０ｍまでを連続地中壁としたほうが６０ｍまで伸ばした場合と同等か優れた性能を発揮する場合もあり、今回の試算では短い連続地中壁とした時、基礎の変位減少の効果のみでなく、建物への入力減少の効果も生じている。

また、連続地中壁を用いない杭基礎との比較では、応答値によっては５０％の軽減になっており、杭基礎よりもすべての項目で大いに優れている。

図１０には、本発明のさらに他の実施の形態にかかる杭と連続地中壁の複合基礎を示す。

この実施の形態では、軟弱地盤１２には、支持地盤２２よりは剛性が低く、その上層３０よりは剛性の高い中間層３４が存在し、地表面１２ａより所定の深さ、例えば１０ｍ以上で、支持地盤２２まで達しない層厚、例えば５ｍ以上を有している。

また、この中間層３４は、Ｎ値１０以上の粘性土またはＮ値２０以上の砂質土で、剪断波速度が２５０ｍ／ｓ以上の地盤となっている。

このような中間層３４を有する軟弱地盤１２に設けられる複合基礎１４は、拡底杭である複数の杭１６を建物１０の基礎底から支持地盤２２まで到達して根入れするとともに、連続地中壁１８のコーナー部３６のみ支持地盤２２まで達する深さに形成し、他の部分、コーナー部３６間の壁部３８を中間層３４までの深さに形成している。

この連続地中壁１８の壁部３８の下端は、中間層３４の上部に根入れした状態となっている。

このように、連続地中壁１８をコーナー部３６に支持地盤２２まで達する深さに形成し、他の部分は中間層３４までの深さに形成することで、中間層３４の下側に軟弱な下層４０が続く場合でも、連続地中壁１８のコーナー部３６を支持地盤２２まで延長させることにより、コーナー部での水平加重に対する十分な剛性を確保するとともに、コーナー外杭に代わり軸力荷重を支持することができ、コーナー外杭を省略できるとともに、連続地中壁で囲まれた杭は軸力のみ負担させるので杭の太さを細くして、コストを削減することが可能となる。

また、建物１０の下部は中間層３４まで連続地中壁１８によって囲われ、かつ、連続地中壁１８が中間層３４によって支持されているため、地震時の応答変位を低減して居住性を向上させることができる。

他の構成及び作用は、前記実施の形態と同様につき説明を省略する。

本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。

前記実施の形態では、建物の高さが１５０ｍとされているが、この例に限定されるものではなく、建物の高さは任意に変更可能である。

本発明の一実施の形態に係る杭と連続地中壁の複合基礎上に建物を構築した状態を示す断面図である。 図１における建物の平面図である。 連続地中壁の深さとコスト比及び応答変位量との関係を示す特性図である。 連続地中壁の深さとコストとの関係を試算した一例を示す図である。 遠心載荷模型実験による周期比と応答比との関係を示すもので、（１）は周期比と建物最大応答加速度比との関係を示す特性図、（２）は周期比と建物最大応答変位比との関係を示す特性図である。 本発明の他の実施の形態に係る杭と連続地中壁との複合基礎を示す断面図である。 中間層の一例を示す図である。 図６の中間層を有する場合の複合基礎と中間層を有しない場合の複合基礎とを支持地盤まで連続地中壁を形成した場合との変位の比を示すもので、（１）は比較する地盤条件を示す図で、（２）は各地盤条件における変位の比を示す図である。 図６の中間層を有する場合の地震時の応答計算結果を示すもので、（１）は対象とする地盤条件を示す図で、（２）は各部位の６０ｍの長さの連続地中壁、杭基礎の比を示す図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る杭と連続地中壁の複合基礎を示す断面図である。

符号の説明

１０ 建物
１２ａ 地表面
１４ 複合基礎
１６ａ 外周杭
１６ｂ 内部杭
１８ 連続地中壁
２０ 基礎底
２２ 支持地盤
２４ フーチング
３０ 上層
３２、３４ 中間層
３６ コーナー部
３８ 壁部
４０ 下層
Ｈ 建物の高さ
Ｌｔ 支持地盤までの深さ
Ｌａ 連続地中壁の深さ
Ｌ１ 建物の一辺の長さ
Ｌ２ 建物の他辺の長さ

Claims (11)

1. 支持地盤まで到達して設けられる複数本の杭と、この杭を囲って前記杭と一体に設けられる連続地中壁とを有し、軟弱な地盤が３０ｍ以上堆積した場所に構築される杭と連続地中壁の複合基礎であって、
   前記連続地中壁は、平面視ほぼ正方形または多角形の建物の外周に沿って配設され、かつ、前記支持地盤よりも浅く形成され、
   前記杭は、前記連続地中壁内の最外周位置にも配設されて、前記杭に建物の軸力荷重を負担させ、
   前記連続地中壁には、主として地震時の水平荷重のみを負担させることを特徴とする杭と連続地中壁の複合基礎。
2. 請求項１において、
   前記支持地盤までの深さが４０ｍ〜７０ｍの地盤に用いられることを特徴とする杭と連続地中壁の複合基礎。
3. 請求項１または２において、
   前記連続地中壁の深さは、基礎底から支持地盤までの深さに対して３０〜７０％とされていることを特徴とする杭と連続地中壁の複合基礎。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記軟弱地盤は剪断波速度１５０ｍ／ｓ以下で、かつ、初期の一次固有周期が０．６秒より長い地盤であることを特徴とする杭と連続地中壁の複合基礎。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   地震時の前記地盤の一次固有周期と建物の一次固有周期との比が０．６〜１．０であることを特徴とする杭と連続地中壁の複合基礎。
6. 請求項１または２において、
   前記軟弱地盤は、前記支持地盤よりは剛性が低くその上層よりは剛性の高い中間層を含み、
   前記中間層は、地表より所定の深さで前記支持地盤まで達する層厚を有し、
   前記連続地中壁は、前記中間層までの深さに形成されることを特徴とする杭と連続地中壁の複合基礎。
7. 請求項１または２において、
   前記軟弱地盤は、前記支持地盤よりは剛性が低くその上層よりは剛性の高い中間層を含み、
   前記中間層は、地表より所定の深さで前記支持地盤まで達しない層厚を有し、
   前記連続地中壁は、コーナー部のみ前記支持地盤まで達する深さに形成し、他の部分は前記中間層までの深さに形成されることを特徴とする杭と連続地中壁の複合基礎。
8. 請求項６または７において、
   前記中間層は、Ｎ値１０以上の粘性土またはＮ値２０以上の砂質土で、剪断波速度が２５０ｍ／ｓ以上の地盤であることを特徴とする杭と連続地中壁の複合基礎。
9. 請求項６〜８のいずれかにおいて、
   前記中間層までの深さは、１０ｍ以上であることを特徴とする杭と連続地中壁との複合基礎。
10. 請求項６〜９において、
    前記中間層の層厚は、５ｍ以上であることを特徴とする杭と連続地中壁との複合基礎。
11. 請求項６〜１０のいずれかにおいて、
    前記中間層に前記連続地中壁の下端を根入れしたことを特徴とする杭と連続地中壁との複合基礎。

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