JP5060579B2 - 地盤改良直接基礎工法 - Google Patents
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Description
なお、本実施例の地盤改良直接基礎工法で建設する直接基礎は、図1及び図2に示すように、建物の建築部分全面に亘って敷設する平面形状が矩形状の耐圧版10と、その四周に設けられた立上り11と、からなるベタ基礎1であり、地盤改良を施して構築する改良壁2は、図1に示すように、X1〜X4、Y1〜Y3の通りからなる平面視で碁盤の目状の改良壁である場合で説明する。但し、図5〜17の写真は、工程を説明するためのものであり、基礎や改良壁の形状等は、それぞれの写真で相違する。
事前準備として、標準貫入試験やスウェーデン式貫入試験などの既知の地盤調査の手法により建物を建設する場所の地盤を調査する。そして、調査結果が軟弱地盤と判定された場合に本実施例に係る地盤改良直接基礎工法を適用する。建物を建設する場所の地盤が軟弱地盤でない場合は、木造住宅などの比較的軽量な建物であれば、ベタ基礎などの直接基礎を施工するだけで建物を支持することができ、本実施例に係る地盤改良直接基礎工法を適用する必要がないからである。なお、一般的には、標準貫入試験において、有機質土や粘性土の場合でN値4以下、砂質土の場合でN値10以下の場合、軟弱地盤と判定される。
先ず、バックホーなどの掘削重機で設計GLから構造設計に応じた所定深さまで掘削し、ベタ基礎の底面となる深さを設計GLとのレベル差を測って割り出し、図5に示すように、床付けを行う。なお、必要に応じて床付け面には、50mm厚程度の砂利(割栗石)を敷き、転圧して、捨てコン等を打設しても良い。捨てコンを打設すると、墨出しがし易くベタ基礎の位置を正確に割り出すことができる。
次に、構造設計に応じて地盤改良を行う部分を消石灰等でマーキングし(図6参照)、構築する改良壁の底面となる深さまでバックホーなどの掘削重機で掘削する(図7参照)。この地盤改良を行う部分(改良壁)の幅や深さ(高さ)は、勿論、構造設計に応じて決定される訳であるが、木造2階建ての個人住宅では、一般的に、幅450mm、深さ600〜1200mm程度となっている。そして、掘り出した土に後述の固化材を混ぜて撹拌し(図8参照)、固化材を混ぜ合わせた土を掘り出した部分に埋め戻し(図9参照)、その後、ランマなどの転圧機で転圧して締め固め(図10参照)、改良壁2を構築する。本実施例では、改良壁2が高さ方向全域に亘って締め固められるように、改良壁2の深さ300mm毎に複数層に分けて転圧する。本実施例では、深さ600mmの改良壁2を2回に分けて転圧する場合で説明する。
また、本実施例で使用する固化材は、セメントを主成分として石膏やスラグなどの数種類の添加材が加えられたセメント系の固化材(例えば、登録商標:タフロック(住友大阪セメント株式会社製),登録商標:ユースタビラー(宇部三菱セメント株式会社製),登録商標:ジオセット(太平洋セメント株式会社製),登録商標:ハードキープ(株式会社トクヤマ)など)が採用されている。また、本固化材は、土壌中の水分と固化材中のセメントとが水和反応して軟弱地盤を固化して地耐力を向上させる機能を有しており、セメントの固化作用に加え、各種添加材の効果による土中の余剰水の固定、有機物の影響を受けない水和物の生成等により、従来固化が難しかった高含水泥土や腐植土等の高有機質土も固化することができるようになっている。なお、地盤改良を行う土壌の土質に応じて生石灰や消石灰を主成分とする石灰系の固化材を使用しても構わない。
改良壁2の1層(最下層)目を転圧した後、改良壁2用の掘削溝内に、緊結部材であるバンドコネクタ3のUボルト30を図1に示す位置、即ち、改良壁2の外周に当たるY1、Y3、X1、X4通りを除く、Y2通りと、X2通りと、X3通りの両端付近、及び、Y2通りのX2、X3通りの両脇の計10箇所に設置する。その後、残りの2層目を埋め戻して転圧し、締め固めて改良壁2を地中に構築する。
このバンドコネクタ3は、図2に示すように、Uボルト30と、レベル材であるL型アングル31と、1対2個(計4個)の座金付きナットからなるレベル調整用のナット32などから構成されており、ベタ基礎1の耐圧版10と改良壁2とを緊結して水平方向にズレないようにする機能を有している。このUボルト30は、図2に示すように、直径13mmの丸鋼からU字状に加工され、その両軸端となるU字状の上端部にネジ山が形成されたネジ切りUボルトであり、このネジ山が形成されたネジ部30a,30bに後述のL型アングル31が架け渡される。
なお、L型アングル31は、所定の剛性があればアングル材に限らず矩形平板でも良いことは云うまでもない。また、図4に示すように、Uボルトは、その底部30c’が平板状に成型されたUボルト30’であっても構わない。そのように構成することで、前述のUボルトの設置工程においてUボルト30’が自立するため、2層目以降の埋め戻しなどの作業がし易くなる。
改良壁2の転圧が完了すると、次に、ベタ基礎1の耐圧版10(図2参照)の底面となる部分全体をローラやランマなどの転圧機でレベルを測定しながら転圧し、不陸調整を行う(図11参照)。また、土壌中の湿気が建物の床下に上がってこないように、及び地中から蟻などの虫が入ってこないようにするために、ポリ塩化ビニルシートやポリエチレンシートなどの薄いフィルム状の樹脂シートからなる防湿シートを、改良壁2の上面以外の部分であって、ベタ基礎1の耐圧版10の下となる部分に敷き並べる(図12参照)。なお、改良壁2の上面は、前述のバンドコネクタ3で後工程のベタ基礎1と緊結するので防湿シートを敷かない。
次に、構造設計に従ってベタ基礎1の耐圧版10の配筋を行うと共に、ベタ基礎1の立上り11の外周型枠を設置する(図13参照)。このとき、耐圧版を貫通する設備配管がある場合は、それらを先行して実管配管する。後から設備配管を施工すると、コア抜きなどで耐圧版の配筋を切断するおそれがあるからである。続いて、基礎の立上り部分を配筋する(図13参照)。
次に、前工程で設置したUボルト30の上端部分となるネジ部30a,30bにL型アングル31を掛け渡してレベルを取りながらレベル調整用のナット32で略水平となるように固定する。このとき、バンドコネクタ3の緊結部(緊結状態を緩めたり締めたりする部分、以下同じ)となるネジ部30a,30b周辺にコンクリートが入り込まないように保護する保護型枠として上下が開口した角形筒状の角スリーブ4を併せて設置する。具体的には、一対の角スリーブ4にL型アングル31を挿通するスリットを予め形成しておき、このスリットからL型アングル31の両端部を突出させた状態で、角スリーブ4ごとL型アングル31をUボルト30のネジ部30a,30bに架け渡すようにセットする。このL型アングル31には、図3に示すように、両端部にUカット(U字状の欠き込み)31aが切削加工されており、このUカット31aにUボルト30のネジ部30a,30bを挿通して2つのナット32(ワッシャー付き)で挟み込むことにより、略水平となるようUボルト30に止め付ける。
次に、基礎の耐圧版部分にレベルを確認しながら生コン(フレッシュコンクリート)を打設し(図14参照)、天端を木鏝などで均して仕上げる(図15参照)。このとき、角スリーブ4内に生コンが入らないように注意する。生コンが硬化したら、基礎の立上り部分の正確な位置を墨出しし、立上り型枠を設置する(図16参照)。続いて、基礎の立上り部分に生コンを打設する。
強度が発現するまで所定期間養生し、その後型枠を払す(撤去する)と実施例1に係る地盤改良直接基礎工法による基礎工事が完了する(図17参照)。なお、基礎の立上り部分のせい(高さ)が小さい場合は、立上り部分を浮かし型枠として基礎の耐圧版部分と立上り部分に対して同時に生コンを打設することもできる。そうすることで、工程を短縮することができ、コスト面でもメリットがある。
また、緊結部の保護型枠である角スリーブ4は、型枠払しの際に一緒に撤去しても良いが、撤去せずに打ち込み型枠としても良い。保護型枠撤去の手間が省けるからである。
なお、ジャッキアップにより生じた基礎と改良壁との空間には、鉄板やコンクリートブロックなどで仮止めした後、流動化コンクリートなどを流し込んで充填すると良い。
先ず、改良壁2の通りの間となる位置であって、構造設計に応じたソイルセメントコラムCの構築のポイント(本実施例では、図18に示すP1〜P4の4箇所のポイント)にソイルセメント施工機(杭打ち機)の撹拌軸をセットし(図19参照)、撹拌軸を回転させて構造設計により決められたソイルセメントコラムCの底面(図21参照)となる所定深さまで穿孔(空掘り)する。次に、前記セメント系固化材又はセメントを水に溶かしたスラリーを吐出しながら撹拌軸を徐々に引き上げて、土とスラリーを混合撹拌する。地表面まで撹拌軸を引き抜いた後、再度、底面まで回転させながら撹拌軸を降ろして再撹拌し(図20参照)、水とセメントが水和反応して固化することで軟弱地盤中にソイルセメントのコラム(柱)を構築する(図21参照)。
なお、再撹拌は、引き抜く際より高速回転とし、ソイルセメントコラムの天端は、レベルを測り、高い部分は杭頭処理を行って天端レベルを構造設計に応じた所定値とする。
10 耐圧版
11 立上り
2 改良壁(改良地盤)
3 バンドコネクタ(緊結部材)
30 Uボルト
31 L型アングル(レベル材)
32 レベル調整用ナット
4 角スリーブ(保護型枠)
5 保護キャップ
C ソイルセメントコラム
Claims (6)
- 軟弱地盤に固化材を混合して撹拌した後転圧することにより地盤改良を行って平面視で碁盤の目状に改良壁を形成し、この改良壁の上に直接基礎を構築する地盤改良直接基礎工法において、
前記直接基礎に定着されて前記改良壁と前記直接基礎とを緊結する緊結部材を設置する工程と、前記緊結部材の緊結部がコンクリーに埋まらないように区画する保護型枠を設置する工程と、を有することを特徴とする地盤改良直接基礎工法。 - 前記軟弱地盤に水及びセメントを含有するスラリーを吐出しながら混合撹拌してソイルセメントのコラムを構築する工程を有することを特徴とする請求項1に記載の地盤改良直接基礎工法。
- 前記緊結部材は、前記改良壁の外周を除く各通りの両端付近に設置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の地盤改良直接基礎工法。
- 前記改良壁は、所定深さ毎に複数層に分けて転圧され、
前記緊結部材は、前記改良壁の最下層転圧後に前記改良壁用の掘削溝内に設置されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の地盤改良直接基礎工法。 - 前記緊結部材は、両端部にネジ山が形成されたUボルトと、このUボルトの両端部に略水平に架け渡され、中央部が前記直接基礎に定着されて両端部が前記保護型枠内に配置されるレベル材と、前記Uボルトのネジ山と螺合して前記レベル材の両端部を締め付けて固定するレベル調整用ナットと、を備えることを特徴とする請求項4に記載の地盤改良直接基礎工法。
- 前記保護型枠は、上部に保護キャップが嵌め込まれて開閉自在な角スリーブからなり、更に、前記保護型枠を撤去せずに打ち込み型枠とすることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の地盤改良直接基礎工法。
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