JP2009052234A - 施工地盤の施工方法および施工地盤 - Google Patents

Abstract

【課題】施工凹部を浅くできる施工地盤の施工方法および施工地盤を提供する。
【解決手段】本発明の施工地盤１の施工方法は、地盤Ｇを掘削して施工凹部２を形成する工程と、施工凹部２に下地材を敷き均して下地層３を形成する工程と、下地層３の直上に、繊維部材を格子状に交差させて樹脂で固めたグリッド材４を配置する工程と、前記グリッド材４の直上に、表面層基材およびこの表面層基材を硬化させる硬化剤を混練した混練物を敷き均して表面層５を形成する工程とを有する。このようにして形成された施工地盤１の厚さは、グリッド材４が配置されているため、従来の施工地盤よりも格段に薄くできるので、形成の手間や費用を大幅に低減できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、施工地盤の施工方法および施工地盤に関する。特に、本発明は、駐車場や玄関先などの屋外における施工地盤の施工方法および施工地盤に関する。

従来、駐車場などの床をコンクリートにより形成することが行われている。例えば、特許文献１では、２階立て以上の立体駐車場のコンクリート床版について開示している。具体的には、鋼材等の横梁からなる支持体上に、型枠兼用となるプレキャストコンクリート版を敷設し、このコンクリート版の上に鉄筋などの補強部材を配置すると共に、セメントや骨材、水などを混練したコンクリート混練物を打設してコンクリート床版を形成している。ここで、補強部材は、コンクリートに埋設状態に配置され、コンクリート床版を補強している。

一方で、青空駐車場や一般家庭の玄関先などにおいて、コンクリートなどで構成した地盤（以下、施工地盤とする）にも特許文献１と同様の施工方法が適用されている。具体的な施工方法を説明すると、まず始めに、地盤を掘削して施工凹部を形成し、この施工凹部の底部に砕石や砂利などの下地材を敷き均して下地層を形成する。次に、この下地層の上に、鉄筋などの補強部材を配置すると共に、コンクリート混練物を打設してコンクリート層（表面層）を形成し、施工地盤を完成する。この場合も、やはり補強部材は、コンクリートに埋設状態に配置され、施工地盤を補強している。

特開平８−２３９９３０号公報

ところで、施工地盤を構成するコンクリート層に補強材を埋設しても、コンクリート層自体の厚さが薄いと、荷重によりコンクリート層に亀裂や割れなどの損傷が生じる虞がある。そこで、従来のコンクリート製の施工地盤では施工凹部を深く掘り下げ、施工凹部に打設するコンクリート層の厚さを厚くする必要があった。例えば、駐車場の施工地盤を形成する際の一例を示すと、約20〜25cmの施工凹部を形成し、この施工凹部に約10〜15cmの下地層を形成し、さらにその上に約10cmのコンクリート層を形成することが行われている。しかし、深い施工凹部を形成する従来の施工方法では、以下に示すような問題があった。

［1］ 深い施工凹部を形成することは煩雑で、人件費がかかる。また、掘り返した土砂は、産業廃棄物となり、土砂の量に応じて廃棄するコストも高くなる。
［2］ 施工凹部に流し込むコンクリートの量が多いため、ミキサー車を呼ぶ必要があり、コンクリートの量に応じた費用やミキサー車を呼ぶ費用などが発生する。
［3］ コンクリート層の厚さが厚いため、コンクリートの養生に時間がかかるので、施工期間が長くなり、その結果、施工コストが高くなる。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、施工凹部を浅くできる施工地盤の施工方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、施工凹部を浅くしても所定の強度を具える施工地盤を提供することにある。

本発明者は、上記の課題に対して種々検討した結果、コンクリート層の下面に複数の繊維部材を格子状に交差させて樹脂で固めたグリッド材を配置することで、コンクリート層の厚さが薄くても強度を十分確保することができるとの知見を得た。この知見に基づき、本発明を規定する。

本発明の施工地盤の施工方法は、以下に示す工程を有することを特徴とする。
Ａ．地盤を掘削して施工凹部を形成する工程
Ｂ．施工凹部に下地材を敷き均して下地層を形成する工程
Ｃ．下地材の直上に、複数の繊維部材を格子状に交差させて樹脂で固めたグリッド材を配置する工程
Ｄ．グリッド材が配置された下地層の直上に、表面層基材およびこの表面層基材を硬化させる硬化剤を混練した混練物を敷き均して表面層を形成する工程

また本発明の施工地盤は、地盤を掘削して形成される施工凹部と、施工凹部の底部に下地材を敷き均して形成される下地層と、下地層の上に硬化剤で固めた表面層基材を敷き均して形成される表面層とを備える。そして、この施工地盤は、下地層と表面層との間に、複数の繊維部材を格子状に交差させて樹脂で固めたグリッド材が配置されており、表面層の下面がグリッド材の格子目にめり込んでいることを特徴とする。

本発明の構成とすることにより、施工地盤における表面層は、従来の施工地盤における表面層よりも、荷重に対する耐力が格段に高くなる。これは、表面層の下面にグリッド材が配置されていることにより、表面層の上面に荷重がかかったときに、表面層下面側に作用する引張力をグリッド材が分担するからではないかと推察される。また、荷重に対する表面層の耐力が増すので、表面層の下でクッションの役割を果たす下地層の厚さも薄くすることができる。そのため、後述する実施形態で示すように、本発明の施工方法で形成した施工地盤は、従来の施工地盤と比較して、その厚さを半分以下に抑えることができる。

以下、本発明の構成について詳細に説明する。

施工地盤の表面層は、コンクリート製とすることが好ましい。表面層をコンクリート製とする場合、表面層を構成する表面層基材は、通常のコンクリート構造物と同様に、砂や砂利、砕石などの骨材と、この骨材を結合して固めるセメントまたはアスファルトと、水とを含むようにすると良い。

また、表面層基材を硬化させる硬化剤は、表面層基材に含まれる物質と反応して硬化するものであれば良い。例えば、表面層基材にセメントが含まれるのであれば、公知のセメント硬化剤を使用できる。この場合、表面層に含ませるセメントの量を減らしても所定の強度を具える表面層とできる。さらに、セメントの量を減らすことで表面層に微細な透孔が形成されるので、透水性の施工地盤とできる。

ところで、近年では、土を固めて施工地盤を形成することも行われている。そこで、表面層基材にセメントまたはアスファルトを含む場合、表面層基材における骨材を主として土としても良い。表面層基材が土を含有していると、表面層の外観を人工的でなく自然なものとすることができる。また、土を表面層基材としているので、表面層に適度な透孔が生じて、透水性を有する施工地盤とすることができる。

さらに、表面層の中間部にグリッド材を埋設状態に配置しても良い。この場合、表面層を形成する工程において、最終的な表面層の床面よりも低くなるように混練物を敷き均し、その上にグリッド材を配置した後、さらに混練物を敷き均して表面層を完成すると良い。表面層の中間部にもグリッド材を配置することで、表面層の強度を向上させることができるので、より信頼性の高い施工地盤を形成することができる。

本発明の施工地盤の施工方法によれば、施工地盤における表面層の下面にグリッド材を配置することにより、表面層の厚さを従来の施工地盤における表面層よりも格段に薄くすることができる。また、表面層の厚さを薄くできることに伴って、下地層の厚さをも薄くすることができる。これらのことから、本発明の施工方法は、以下に示す効果を奏するので、施工コストを低く抑えた施工地盤を形成することができる。
［1］ 下地層も表面層も従来のものより薄いため、施工凹部を浅くすることができる。
［2］ 施工凹部を形成する際に生じる産業廃棄物を少なくすることができる。
［3］ 下地層および表面層を形成する材料が少なくて済む。
［4］ 表面層をコンクリートとする場合は、表面層を形成するコンクリートを現場で作製できる程度の量に抑えることができるので、表面層を形成する際にミキサー車を呼ぶ必要がない。
［5］ 表面層が薄いため、表面層の養生、乾燥の時間が短く、施工期間を短縮することができる。

以下、本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明の施工方法により形成した施工地盤の断面図である。図１に示すように、施工地盤１は、地盤Ｇを掘削した施工凹部２と、この施工凹部２に積層された下地層３、グリッド材４、表面層５を備える。以下、この施工地盤の施工方法を施工手順に従って説明すると共に、施工地盤の各構成について詳細に説明する。

≪施工凹部の形成≫
まず、施工予定地を掘削して施工凹部を形成する。施工凹部の掘削深さは、後述する下地層と表面層の厚さをどのくらいにするかによって決まるが、例えば、一般家庭の駐車場の施工地盤であれば、約7〜8cm、最大でも10cm程度である。これは、従来の施工方法で施工地盤の強度保持のために形成していた施工凹部の深さ（約20〜25cm）の半分以下であり、地盤の掘削の手間とコストを格段に低くすることができる。また、掘り返した土砂は、処分することになるが、本発明の施工方法では、掘削深さが浅いため土砂の量が少なく、その結果、処分コストも低くすることができる。

≪下地層の形成≫
次に、下地材を用意し、これを施工凹部の底面に敷き均す。そして、敷き均した下地材を小型転圧機などで圧して、締め固め、下地層を形成する。下地材としては、例えば、砕石やビリ砂利、砂などを使用できる。この下地層の厚さも、従来の下地層の半分以下とすることができる。例えば、一般家庭の駐車場の施行地盤であれば、下地層の厚さは約5〜7cm程度あれば良く、これは従来の下地層の厚さ10〜15cmの半分程度である。つまり、下地材の量を減らせるので、下地層の形成コストを低くすることができる。

≪グリッド材の配置≫
下地層の形成が終了したら、下地層の直上にグリッド材を敷きつめて配置する。グリッド材は、例えば、ガラス繊維やアラミド繊維などの高張力繊維を複数本束ねたものを一単位として、これを格子状に配置し、コールタールなどの樹脂で固めたシート状の部材である。シート状のグリッド材を敷きつめるときは、下地層の全面を覆うように配置することが好ましい。一枚のグリッド材で下地層の全面を覆うことができない場合は、複数のグリッド材を並べて配置すれば良い。このとき、グリッド材の端部同士が重なるようにして配置してもかまわない。

≪表面層の形成≫
グリッド材の配置が終了したら、表面層基材および表面層基材を硬化させる硬化剤を混練りした混練物をグリッド材の上に敷き均す。ここで、グリッド材は、格子状であるので、この格子の目から下地層が露出している。つまり、混練物は、グリッド材と下地層の上に積層される。また、敷き均した混練物が、グリッド材の格子目に嵌まり込むので、グリッド材が位置ずれすることなく、表面層に密着する。そのため、表面層の下面側に作用する引張力をグリッド材で効果的に緩和することができるので、表面層の強度を大幅に向上させることができる。

表面層基材は、表面層をセメントコンクリートとするならセメントを、アスファルトコンクリートとするならアスファルトを含む。その他、表面層基材は、砂、砕石、砂利などの骨材を含むようにすると良い。また、骨材を主として土とすることもできる。特に、骨材に土を含む場合、例えば、本発明の施工地盤を一般家庭の庭や、公園などに適用したときに、自然な外観とできるし、表面層の防草効果により手入れを楽にすることもできる。

表面層基材を硬化させる硬化材は、表面層基材に応じて最適なものを使用すれば良い。硬化剤としては、例えば、表面層基材にセメントを含む場合は、市販のセメント硬化剤を使用することができる。

ここで、表面層基材にセメントを使用する場合は、セメント中の珪酸カルシウムの硬化に先んじて、セメント中の遊離石灰を硬化させるタイプのセメント硬化剤を使用することが好ましい。このような硬化剤であれば、まず、セメント中の遊離石灰が針状結晶と六角板状結晶の状態で石膏として硬化する。そして、石膏の硬化に遅れて珪酸カルシウムの水和が進行し、上記石膏の結晶の隙間を埋めるように微細な結晶の珪酸カルシウム水和物が生成する。このような結晶構造とすることにより、非常に強固な表面層とすることができるし、セメントの量も減らすことができる。

また、表面層の中間部にさらにグリッド材（中間グリッド材）を配置するようにしても良い。この場合、上述した混練物を敷き均し、その上に中間グリッド材を配置して、さらに混練物を敷き均すようにすれば良い。中間グリッド材を配置すれば、表面層の強度をさらに向上させることができる。また、この場合、中間グリッド材の上に敷き均された混練物にカラーなどを混入させれば、所望の色の施工地盤を形成できるし、表面層全体にカラーを混入する必要がないので経済的である。

本例の施工方法によれば、施工凹部を浅くすることができ、また、施工凹部に配置する材料が少なくて済むことから、施工コストの非常に低い施工地盤を形成することができる。また、この施工地盤は、後述する試験例に示すように、十分な強度を有する。

以上説明したような実施形態の施工方法で実際に施工地盤を形成した。以下に、具体的な施工手順と使用した部材を説明する。なお、本例では、一般家庭の駐車場の床面を施工する場合を例として説明する。

まず、駐車場予定地を掘削して施工凹部を形成した。施工凹部は、縦5.5m、横5m、深さ8.5cmとした。

次に、７号砕石からなる下地材を施工凹部の底面に敷き均し、転圧機で下地材を圧し、締め固めて下地層を形成した。下地層の厚さは、5cmとした。

下地層の上に、グリッド材としてqingdao chemetals industries Co.,Ltd.製のFIBERGLASS GEOGRID（以下、ジオグリッドとする）を敷きつめた。このジオグリッドは、ガラスファイバーを格子状に交差させ、コールタールで固めたものであり、引張力に強い耐性を有する。

次に、7号砕石、砂、セメント、セメント硬化剤（株式会社サンヨーテック製のＲＣ硬化剤）を混練した混練物を、下地層とグリッド材の上に敷き均し、転圧機で締め固めた。この層の厚さは、2.0cmとした。混練物の分量は次の通りである。
7号砕石 700kg
海砂 330kg
ポルトランドセメント 205kg
セメント硬化剤（株式会社サンヨーテック製のＲＣ硬化剤） 450g
水 140l

敷き均した混練物の上に、再び、上述のジオグリッドを敷きつめた。ジオグリッドを配置した後は、散水してセメントの水和反応を促した。

さらに、上述した混練物と同様の構成の混練物にカラーを混入して色を付け、この混練物をジオグリッドの上に敷き均し、地盤と面一になるように転圧機で圧し、締め固めて表面層（合計3.5cm）を形成した。そして、表面層の養生と乾燥を行い、施工地盤を完成した。

＜試験例＞
次に、本発明の施工方法により形成した施工地盤の強度を調べた。具体的には、以下に示す施工地盤（実施例に示す施工地盤を含む）を形成し、これら施工地盤を鉄製のハンマーで叩いて、表面に亀裂や割れなどの損傷が生じるか否かを調べた。

施工地盤Ａ…実施例に記載の施工地盤
施工地盤Ｂ…施工地盤Ａで表面層の中間部にジオグリッドを配しなかった施工地盤
施工地盤Ｃ…実施例のジオグリッドを鉄筋に置換した施工地盤
施工地盤Ｄ…施工地盤Ｃで表面層の中間に鉄筋を配さなかった施工地盤
施工地盤Ｅ…施工凹部25cm、下地層15cm、表面層10cmとして、表面層の中間部にのみ鉄筋を配した施工地盤

上記５つの施工地盤のうち、施工地盤ＣとＤでは亀裂と割れの両方が生じた。一方、本発明の構成を具える施工地盤ＡとＢでは、表面層に若干の凹みが生じたものの、亀裂や割れは生じなかった。また、従来のように施工凹部を十分深くして形成した施工地盤Ｅでも、表面層に若干の凹みが生じたものの、亀裂や割れは生じなかった。つまり、この試験例により、少なくとも表面層の下面にジオグリッド（グリッド材）を配置した本発明の施工地盤Ａ，Ｂは、従来の施工地盤Ｅの半分以下の厚さで、同一の強度を具えることが明らかになった。

本発明の施工地盤の施工方法は、駐車場や玄関先などの屋外の施工地盤を形成することに好適に利用可能である。また、本発明の施工地盤は、屋外の施工地盤として好適に利用可能である。

本発明の施工方法で形成した施工地盤の断面図である。

符号の説明

Ｇ 地盤
１ 施工地盤
２ 施工凹部
３ 下地層
４ グリッド材
５ 表面層

Claims (5)

1. 地盤を掘削して施工凹部を形成する工程と、
   施工凹部に下地材を敷き均して下地層を形成する工程と、
   前記下地層の直上に、複数の繊維部材を格子状に交差させて樹脂で固めたグリッド材を配置する工程と、
   前記グリッド材が配置された下地層の直上に、表面層基材およびこの表面層基材を硬化させる硬化剤を混練した混練物を敷き均して表面層を形成する工程とを有することを特徴とする施工地盤の施工方法。
2. 前記表面層基材は、セメントまたはアスファルトを含むことを特徴とする請求項１に記載の施工地盤の施工方法。
3. 前記表面層基材は、土を含むことを特徴とする請求項２に記載の施工地盤の施工方法。
4. さらに、前記表面層の中間部にグリッド材を埋設状態に配置する工程を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の施工地盤の施工方法。
5. 地盤を掘削して形成される施工凹部と、
   施工凹部の底部に下地材を敷き均して形成される下地層と、
   下地層の上に硬化剤で固めた表面層基材を敷き均して形成される表面層とを備える施工地盤であって、
   前記下地層と表面層との間に、複数の繊維部材を格子状に交差させて樹脂で固めたグリッド材が配置されており、表面層の下面がグリッド材の格子目にめり込んでいることを特徴とする施工地盤。

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