JP7514130B2 - 軟弱地盤の土間構造 - Google Patents

Description

本発明は、軟弱地盤上の建物を支持する杭基礎と、当該杭基礎よりも上方位置に構築されて前記軟弱地盤に支持されるコンクリート製の土間と、が備えられている軟弱地盤の土間構造に関する。

上述の軟弱地盤の土間構造では、軟弱地盤上の建物は、杭基礎に支持されているため、建物の沈下量は少ない。しかし、杭基礎よりも上方位置に構築されて軟弱地盤に支持されるコンクリート製の土間（トラックバース等）は沈下量が大きくなる。そのため、土間の下方には、沈下量の小さい杭基礎の基礎梁が存在するので、沈下量の大きな土間が基礎梁に支えられることになる。その結果、上述の沈下量の差によって土間の割れや波打ち等を招来する可能性がある。

また、上述の軟弱地盤の土間構造として、例えば、特許文献１で開示されている粘性土地盤上建物の最階下床の構築工法が存在する。この構築工法では、建物の直下の地山を排土し、その跡に、板状硬質発泡体を下面シート及び上面シートと接着し、かつ、相互間も接着して大きな硬質発泡体に一体化しながら敷設し、基礎梁の上面に硬質発泡体薄板を載置した後、一体化した硬質発泡体及び基礎梁上の硬質発泡体薄板の上面に土間コンクリートを打設して最階下床を構築する。

特許第２８３６４９２号公報

上述の特許文献１の技術は、地山の排土により、最階下床の構築によって増加する粘性土層の圧密による地盤沈下を抑制する。これにより、杭基礎に支持されて沈下量の少ない建物に対して、最階下床の不同沈下を抑制する技術である。
そのため、特許文献１には、沈下量の大きな土間が沈下量の小さな杭基礎の基礎梁に支持されることに起因する土間の割れや波打ち等を抑制するための技術については開示されていない。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、沈下量の大きな土間が基礎梁に支えられることに起因する割れや波打ち等を抑制することのできる軟弱地盤の土間構造を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、軟弱地盤上の建物を支持する杭基礎と、当該杭基礎よりも上方位置に構築されて前記軟弱地盤に支持されるコンクリート製の土間と、が備えられている軟弱地盤の土間構造であって、
前記杭基礎の基礎梁の上面と前記土間の下面との間に、杭で支持されている前記基礎梁から支持力を作用させずに前記土間の沈下を許容する沈下許容空間が備えられ、
前記沈下許容空間を確保するために、前記杭基礎が、前記土間の直下に配置される前記基礎梁の上面を他の場所に配置される別の基礎梁の上面よりも下方に配置して構成されている点にある。

上記構成によれば、軟弱地盤上の建物は、杭基礎に支持されているため、建物の沈下量は少ない。しかし、杭基礎よりも上方位置に構築されて軟弱地盤に支持されるコンクリート製の土間（トラックバース等）は沈下量が大きくなる。このように杭基礎に支持されている建物の沈下量と、軟弱地盤に支持されている土間の沈下量とに差がある場合でも、杭基礎の基礎梁の上面と土間の下面との間に備えられた沈下許容空間において、杭で支持されている基礎梁から支持力を作用させずに土間の沈下を許容することができる。これにより、沈下量の大きな土間が基礎梁に支えられることに起因する割れや波打ち等を抑制することができる。

本発明の第２特徴構成は、軟弱地盤上の建物を支持する杭基礎と、当該杭基礎よりも上方位置に構築されて前記軟弱地盤に支持されるコンクリート製の土間と、が備えられている軟弱地盤の土間構造であって、
前記杭基礎の基礎梁の上面と前記土間の下面との間に、杭で支持されている前記基礎梁から支持力を作用させずに前記土間の沈下を許容する沈下許容空間が備えられ、
前記沈下許容空間における前記基礎梁の幅方向の両側方部位に、前記土間における前記沈下許容空間の上方に位置する部位を支持する支持脚部が備えられ、
前記支持脚部の各々には、前記土間の下面から前記基礎梁の側面に沿って下方に延設される鉄筋コンクリート製の脚壁部と、前記脚壁部の下端から水平方向に沿って前記基礎梁から離間する側に延出される鉄筋コンクリート製の脚底部とが備えられている点にある。

上記構成によれば、軟弱地盤上の建物は、杭基礎に支持されているため、建物の沈下量は少ない。しかし、杭基礎よりも上方位置に構築されて軟弱地盤に支持されるコンクリート製の土間（トラックバース等）は沈下量が大きくなる。このように杭基礎に支持されている建物の沈下量と、軟弱地盤に支持されている土間の沈下量とに差がある場合でも、杭基礎の基礎梁の上面と土間の下面との間に備えられた沈下許容空間において、杭で支持されている基礎梁から支持力を作用させずに土間の沈下を許容することができる。これにより、沈下量の大きな土間が基礎梁に支えられることに起因する割れや波打ち等を抑制することができる。
更に、上記構成によれば、杭基礎の基礎梁の上面と土間の下面との間に沈下許容空間を設けながらも、この沈下許容空間の上方に位置する土間部分の荷重を、沈下許容空間の側方部位に設けた支持脚部で適切に支持することができる。

本発明の第３特徴構成は、前記沈下許容空間の側方部位に、前記土間における前記沈下許容空間の上方に位置する部位を支持する支持脚部が備えられ、
前記支持脚部と前記土間とが補強鉄筋が配筋された鉄筋コンクリートにて一体的に構成されている点にある。
本発明の第４特徴構成は、前記支持脚部は、前記基礎梁の側面に沿って下方に延設され、前記支持脚部の側面と前記基礎梁の側面との対向面間にはクリアランスが備えられている点にある。

上記構成によれば、支持脚部を、基礎梁の側面に沿って下方に延設して、沈下許容空間の上方に位置する土間部分の荷重をより適切に支持しながらも、支持脚部の側面と基礎梁の側面との対向面間に備えたクリアランスにより、支持脚部の側面と基礎梁の側面とが摩擦接触することによる土間の割れや波打ち等への影響を抑制することができる。

トラックバース側の建物と杭基礎との配置関係を示す断面図 トラックバース側の杭基礎の配置関係を示す平面図 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線での断面図

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
軟弱地盤Ｇの土間構造が適用される建設地は、軟弱地盤Ｇの一例である埋立地であり、軟弱地盤Ｇ上の建物１の一例として、図１、図２に示すように、ラーメン構造の倉庫棟を例示している。
本実施形態の埋立地の地層は、地表より盛土層、圧密未了の海性粘土層、砂質、粘土質の洪積互層、洪積粘性土層となり、海性粘土層の圧密沈下により将来にわたり地盤沈下が予想される。

そのため、軟弱地盤Ｇの土間構造では、軟弱地盤Ｇ上の建物１を支持する杭基礎２と、当該杭基礎２よりも上方位置に構築されて軟弱地盤Ｇに支持されるコンクリート製の土間となるトラックバース３の床３１と、が備えられている。
杭基礎２は、支持地盤である洪積互層又は洪積粘性土層に到達する複数の杭２０と、建物１の複数の柱１１をそれぞれ支持するフーチング２１と、建物１のＸ方向とＹ方向に沿ってフーチング２１に一体的に構築される複数の基礎梁２２とを備えている。
杭２０としては、場所打ちコンクリート杭、ＰＨＣ杭（既製コンクリート杭）、鋼管杭等がある。杭２０の形状や構造、配置は、適宜変更可能である。

フーチング２１は、軟弱地盤Ｇの浅層部分を根切り面まで掘削したのち、杭２０の杭頭部を覆う状態で鉄筋コンクリートにて構築される。基礎梁２２は、図３に示すように、根切り面に敷設された捨てコンクリート（図示省略）の上に、フーチング２１の配筋（図示省略）と接続した状態で梁鉄筋（図示省略）を組付け、型枠を施工して基礎梁２２のコンクリートが打設される。

杭基礎２の構築後に、図３に示すように、軟弱地盤Ｇの浅層部分の掘削領域のうち、土間コンクリートの打設によって構築されるトラックバース３の床３１の厚みを除く掘削領域に埋め戻し材３２を充填する。この埋め戻し材３２は、流動化処理土や掘削土、解体ガラ、砂利、砕石等の各種の材料を施工計画等に応じて適宜に用いることができる。次に、埋め戻し層の上面側に補強鉄筋３３を組付け、設計地盤面（設計ＧＬ）まで土間コンクリートを打設してトラックバース３の床３１を構築する。

そして、図２に示すように、トラックバース３内のＸ方向の中央部とトラックバース３周縁のＸ方向の中央部の各々には、二本の杭２０に支持されたフーチング２１が配置され、両フーチング２１にわたって、Ｙ方向に沿う中央部の基礎梁２２が配置されている。
この中央部の基礎梁２２の上面（天端面）２２ａは、図３に示すように、トラックバース３の床３１の下面３１ａよりも下方に配置されているが、軟弱地盤Ｇの海性粘土層の圧密沈下等によって、軟弱地盤Ｇに支持されているトラックバース３も沈下する。このトラックバース３の沈下量は、杭基礎２に支持されている建物１の沈下量よりも大きいため、トラックバース３の沈下が進むと、トラックバース３の床３１の下面３１ａが中央部の基礎梁２２の上面２２ａに支えられることになる。その結果、上述の沈下量の差によってトラックバース３の床３１の割れや波打ち等を招来する可能性がある。

そのため、本発明の軟弱地盤Ｇの土間構造では、図３に示すように、中央部の基礎梁２２の上面２２ａとトラックバース３の床３１の下面３１ａとの間に、杭２０で支持されている中央部の基礎梁２２から支持力を作用させずにトラックバース３の沈下を許容する沈下許容空間４が備えられている。この沈下許容空間４は空洞で、中央部の基礎梁２２の幅よりも広幅で、トラックバース３の設定沈下量を許容する深さに構成されている。
本実施形態では、図１に示すように、沈下許容空間４を確保するために、トラックバース３内のＸ方向の中央部に配置されるフーチング２１の天端面と、このフーチング２１からＹ方向に沿って配置される基礎梁２２の天端面は、他の場所に配置されるフーチング２１及び基礎梁２２の各天端面よりも下方に配置されている。

そして、上述のように杭基礎２に支持されている建物１の沈下量と、軟弱地盤Ｇに支持されているトラックバース３の沈下量とに差がある場合でも、中央部の基礎梁２２の上面２２ａとトラックバース３の床３１の下面３１ａとの間に備えられた沈下許容空間４において、杭２０で支持されている中央部の基礎梁２２から支持力を作用させずにトラックバース３の沈下を許容することができる。これにより、沈下量の大きなトラックバース３の床３１が中央部の基礎梁２２に支えられることに起因する割れや波打ち等を抑制することができる。

さらに、図３に示すように、沈下許容空間４の幅方向の両側方部位には、トラックバース３の床３１における沈下許容空間４の上方に位置する部位（土間部分）を支持する支持脚部４１が備えられている。この支持脚部４１は、床３１の下面３１ａから中央部の基礎梁２２の両側面２２ｂに沿って下方に延設される鉄筋コンクリート製の脚壁部４１Ａと、両脚壁部４１Ａの下端から水平方向に沿って基礎梁２２から離間する側に延出される鉄筋コンクリート製の脚底部４１Ｂと、を備える。

上述のように、中央部の基礎梁２２の上面２２ａとトラックバース３の床３１の下面３１ａとの間に沈下許容空間４を設けながらも、トラックバース３の床３１における沈下許容空間４の上方に位置する部位（土間部分）の荷重を、沈下許容空間４の幅方向の両側方部位に設けた支持脚部４１で適切に支持することができる。

支持脚部４１の脚底部４１Ｂの構築箇所には、砕石４２及び捨てコンクリート４３を二層に敷設する。捨てコンクリート４３の上側に、脚壁部４１Ａの補強鉄筋４４及び脚底部４１Ｂの補強鉄筋４５を、床３１側の補強鉄筋３３に接続した状態で略「Ｌ」字状に組付け、型枠を施工して支持脚部４１のコンクリートが打設される。

図３に示すように、両支持脚部４１の脚壁部４１Ａの側面４１ａと中央部の基礎梁２２の両側面２２ｂとの各対向面間にはクリアランス５が備えられている。
そして、両支持脚部４１を、中央部の基礎梁２２の両側面２２ｂに沿って下方に延設して、トラックバース３の床３１における沈下許容空間４の上方に位置する部位（土間部分）の荷重をより適切に支持しながらも、両支持脚部４１の脚壁部４１Ａの側面４１ａと中央部の基礎梁２２の両側面２２ｂとの各対向面間に形成されたクリアランス５により、両支持脚部４１の脚壁部４１Ａの側面４１ａと中央部の基礎梁２２の両側面２２ｂとが摩擦接触することによるトラックバース３の床３１の割れや波打ち等への影響を抑制することができる。

〔その他の実施形態〕
（１）上述の実施形態では、沈下許容空間４を空洞に構成したが、圧縮性のある充填材を充填しても良い。要するに、沈下許容空間４としては、杭２０で支持されている中央部の基礎梁２２から支持力を作用させずにトラックバース３の沈下を許容するものであればよい。

（２）上述の実施形態では、両支持脚部４１の脚壁部４１Ａの側面４１ａと中央部の基礎梁２２の両側面２２ｂとの各対向面間にクリアランス５を設けたが、このようなクリアランス５を設けずに実施してもよい。つまり、両支持脚部４１の脚壁部４１Ａの側面４１ａと中央部の基礎梁２２の両側面２２ｂとを、トラックバース３の沈下による上下方向での相対移動を許容する状態で接触させてもよい。

１ 建物
２ 杭基礎
３ 土間（トラックバース）
４ 沈下許容空間
５ クリアランス
２０ 杭
２１ フーチング
２２ 基礎梁
２２ａ 上面
２２ｂ 側面
３１ａ 下面
Ｇ 軟弱地盤

Claims (4)

1. 軟弱地盤上の建物を支持する杭基礎と、当該杭基礎よりも上方位置に構築されて前記軟弱地盤に支持されるコンクリート製の土間と、が備えられている軟弱地盤の土間構造であって、
   前記杭基礎の基礎梁の上面と前記土間の下面との間に、杭で支持されている前記基礎梁から支持力を作用させずに前記土間の沈下を許容する沈下許容空間が備えられ、
   前記沈下許容空間を確保するために、前記杭基礎が、前記土間の直下に配置される前記基礎梁の上面を他の場所に配置される別の基礎梁の上面よりも下方に配置して構成されている軟弱地盤の土間構造。
2. 軟弱地盤上の建物を支持する杭基礎と、当該杭基礎よりも上方位置に構築されて前記軟弱地盤に支持されるコンクリート製の土間と、が備えられている軟弱地盤の土間構造であって、
   前記杭基礎の基礎梁の上面と前記土間の下面との間に、杭で支持されている前記基礎梁から支持力を作用させずに前記土間の沈下を許容する沈下許容空間が備えられ、
   前記沈下許容空間における前記基礎梁の幅方向の両側方部位に、前記土間における前記沈下許容空間の上方に位置する部位を支持する支持脚部が備えられ、
   前記支持脚部の各々には、前記土間の下面から前記基礎梁の側面に沿って下方に延設される鉄筋コンクリート製の脚壁部と、前記脚壁部の下端から水平方向に沿って前記基礎梁から離間する側に延出される鉄筋コンクリート製の脚底部とが備えられている軟弱地盤の土間構造。
3. 前記沈下許容空間の側方部位に、前記土間における前記沈下許容空間の上方に位置する部位を支持する支持脚部が備えられ、
   前記支持脚部と前記土間とが補強鉄筋が配筋された鉄筋コンクリートにて一体的に構成されている請求項１又は２記載の軟弱地盤の土間構造。
4. 前記支持脚部は、前記基礎梁の側面に沿って下方に延設され、前記支持脚部の側面と前記基礎梁の側面との対向面間にはクリアランスが備えられている請求項２又は３記載の軟弱地盤の土間構造。

Images