5769105 免震装置の感度規制構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5769105

(24)【登録日】2015年7月3日

(45)【発行日】2015年8月26日

(54)【発明の名称】免震装置の感度規制構造

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/34 20060101AFI20150806BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20150806BHJP

   E02D 27/12 20060101ALI20150806BHJP

【ＦＩ】

   E02D27/34 B

   E04H9/02 331Z

   E02D27/12 Z

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2011-42760(P2011-42760)

(22)【出願日】2011年2月28日

(65)【公開番号】特開2012-180651(P2012-180651A)

(43)【公開日】2012年9月20日

【審査請求日】2014年2月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000183428

【氏名又は名称】住友林業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】310008701

【氏名又は名称】住友林業アーキテクノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076532

【弁理士】

【氏名又は名称】羽鳥 修

(74)【代理人】

【識別番号】100107205

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 秀一

(74)【代理人】

【識別番号】100112818

【弁理士】

【氏名又は名称】岩本 昭久

(74)【代理人】

【識別番号】100101292

【弁理士】

【氏名又は名称】松嶋 善之

(72)【発明者】

【氏名】藤野 一

【審査官】 砂川 充

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２７５８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２４７５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４７−４１８４５（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開平１１−３１５５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−７０８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４７６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ ２７／００−２７／５２

Ｅ０４Ｈ ９／００− ９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

建物の基礎の下面と耐圧底盤との間に介在して設けられて横移動可能に建物を支持する免震装置の感度を規制するための感度規制構造であって、
前記免震装置を中央部分に配置して、前記耐圧底盤から立設して設けられた環状周壁と、前記免震装置と前記環状周壁との間の間隔部分を埋めるようにして、前記環状周壁の内側に収容された液状化誘発土と、前記環状周壁の内側に貯留された液状化誘発水とを含んで構成され、再攪拌用の水中ポンプを備える免震装置の感度規制構造。

【請求項2】

前記環状周壁は、複数のライナープレートを、周方向に環状に接合一体化すると共に複数段に積み重ねて上下方向に接合一体化することで、前記耐圧底盤から立設して設けられている請求項１記載の免震装置の感度規制構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、免震装置の感度規制構造に関し、特に、横移動可能に建物を支持する免震装置の感度を規制するための感度規制構造に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば住宅建築物等の比較的小規模な建物では、施工が難しいことや、建築コストが割高になることなどから、建物の基礎部分に免震装置を用いた免震構造が設置されることは極めてまれである。すなわち、鉄筋コンクリート製の構造物等の比較的大規模な建物の基礎部分に設けられる従来の免震構造は、地震時に免震装置の機能によって建物の基礎を横移動可能とする必要があることから、建物の基礎の全体を、例えば改良地盤やコンクリート製の底盤等からなる耐圧底盤から浮かせた状態で設ける必要がある（例えば、特許文献１参照）。また、従来の免震構造では、建物の基礎の全体を耐圧底盤から浮かせた状態とすることで、風等による小さな加速度でも建物が敏感に反応することになって、地震が発生するまでの間、建物が横移動しないようにするために、免震装置の周囲にダンパー等の設備を設けて、免震装置の感度を規制できるようにすることが必要とされている。

【0003】

このため、このような従来の免震構造を住宅建築物等の比較的小規模な建物に適用しようとする場合には、例えば鉄筋コンクリート製の建物の基礎の全体を２重構造とする必要を生じ、基礎部分の工事が大規模になって施工コストが増大すると共に、ダンパー等の設備を設けることでさらにコストが増大することになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−１０５７１５号公報

【特許文献2】特開２０１０−１０１０１３号公報

【特許文献3】特開２０１０−２７５８０２号公報

【特許文献4】特開２００２−２９５１７０号公報

【特許文献5】特開２０１０−６５４００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一方、地震時に例えば間隙水を多く含む地盤が液状化する現象は良く知られており、また例えば液状化した砂質地盤の上で水平移動した家屋の基礎及び構造体の被害は、軽微だったという報告例も種々あることが知られている。このようなことから、例えば地震時に軟弱な地盤の液状化を誘発させ、構造物の水平振動を減衰させることで、免震機能が得られるようにした免震構造も開発されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。

【0006】

また、例えば主に土木工事において用いられる簡易な山留め材料として、ライナープレートが知られている（例えば、特許文献４、特許文献５参照）。ライナープレートは、例えば２．７〜７ｍｍ程度の厚さを有する薄い鋼板を、縦方向の断面が波形形状となるように加工すると共に、横長矩形の正面形状を備えるように形成された部材である（図６（ａ）〜（ｃ）参照）。ライナープレートは、周方向に一体として連接されて円形、長円形、矩形等の平面形状の環状周壁を形成できるように、円弧状、直線状、Ｌ字状等の平面形状を備えるように形成されており、横長矩形の正面形状の上下の縁部には接合用の周方向フランジ部が、左右の縁部には接合用の軸方向フランジ部が各々設けられている。

【0007】

そして、軸方向フランジ部による縦方向接合部を介して、複数のライナープレートを周方向に環状に接合一体化すると共に、これらを複数段に積み重ねて、周方向フランジ部による横方向接合部を介して上下方向に接合一体化することで、所望の高さの環状周壁を、周囲の地盤からの土圧や水圧を効率良く且つ効果的に支持する山留め壁として、簡易に且つ容易に形成できるようになっている。このようなライナープレートによる山留め壁は、例えば土木工事における推進工法用立坑や、深礎工法用立坑や、集水井等を施工する際に、直径が１５００〜６５００ｍｍ程度の大きさの縦穴を、土圧や水圧を安定して支持した状態で形成できる簡易な構造物として多用されている。

【0008】

また、例えば土木工事においては、ライナープレートに限定されることなく、その他の種々の合成樹脂製や鋼製の環状周壁を山留め壁として用いて、土圧や水圧を安定した状態で支持できる縦穴を簡易に形成することが行われている。

【0009】

本発明は、例えばライナープレートによる環状周壁を用いて地盤面に縦穴を形成して、基礎部分の大規模な工事を要することなく、効率良く且つ安価に設けられた免震構造と組み合わせることで、簡易な構成によって、風等による小さな加速度では建物が移動しないように免震装置を効果的に規制することができると共に、地震が発生した際には、液状化を利用して免震装置による免震機能をスムーズに発揮させることのできる免震装置の感度規制構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、建物の基礎の下面と耐圧底盤との間に介在して設けられて横移動可能に建物を支持する免震装置の感度を規制するための感度規制構造であって、前記免震装置を中央部分に配置して、前記耐圧底盤から立設して設けられた環状周壁と、前記免震装置と前記環状周壁との間の間隔部分を埋めるようにして、前記環状周壁の内側に収容された液状化誘発土と、前記環状周壁の内側に貯留された液状化誘発水とを含んで構成され、再攪拌用の水中ポンプを備える免震装置の感度規制構造を提供することにより、上記目的を達成したものである。

【0011】

そして、本発明の免震装置の感度規制構造は、前記環状周壁が、複数のライナープレートを、周方向に環状に接合一体化すると共に複数段に積み重ねて上下方向に接合一体化することで、前記耐圧底盤から立設して設けられていることが好ましい。

【発明の効果】

【0013】

本発明の免震装置の感度規制構造によれば、例えばライナープレートによる環状周壁を用いて地盤面に縦穴を形成して、基礎部分の大規模な工事を要することなく、効率良く且つ安価に設けられた免震構造と組み合わせることで、簡易な構成によって、風等による小さな加速度では建物が移動しないように免震装置を効果的に規制することができると共に、地震が発生した際には、液状化を利用して免震装置による免震機能をスムーズに発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の好ましい一実施形態に係る免震装置の感度規制構造を用いた建物の免震基礎構造を説明する略示斜視図である。

【図2】本発明の好ましい一実施形態に係る免震装置の感度規制構造を用いた建物の免震基礎構造を説明する略示上面図である。

【図3】本発明の好ましい一実施形態に係る免震装置の感度規制構造を用いた建物の免震基礎構造を説明する、図２のＡ−Ａに沿った部分破断略示断面図である。

【図4】本発明の好ましい一実施形態に係る免震装置の感度規制構造の構成を説明する、図１のＣ部拡大斜視図である。

【図5】本発明の好ましい一実施形態に係る免震装置の感度規制構造の構成を説明する断面図である。

【図6】（ａ）はライナープレートの正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂに沿った断面図、（ｃ）は上面図である。

【図7】ライナープレートの周方向フランジ部による接合部を説明する拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図４及び図５に示す本発明の好ましい一実施形態に係る免震装置の感度規制構造１０は、例えば図１〜図３に示すように、建物として例えば住宅建築物の基礎１１の下方の地中に、例えばライナープレート１２（図６（ａ）〜（ｃ）参照）を用いて、例えば直径が１５００ｍｍ程度の円形の縦穴１３を複数箇所（本実施形態では、７箇所）に形成し、各縦穴１３に免震装置１６を各々設置して建物の基礎１１を支持させることで、当該建物の基礎１１を横移動可能として、免震装置１６による免震機能を効果的に発揮させる免震基礎構造３０において採用されたものである。本実施形態の免震装置の感度規制構造１０は、縦穴１３の内部に収容された液状化誘発土１９によって、地震が発生するまでの間、免震装置１６が作動しないように規制して、風等による小さな加速度では建物が移動しないように制御する機能を備える。

【0016】

ここで、本実施形態で縦穴１３の環状周壁１４を形成するライナープレート１２は、主に土木工事において用いる簡易な山留め材料として公知の部材であり、例えば図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、２．７〜７ｍｍ程度の厚さを有する薄い鋼板を、縦方向の断面が波形形状となるように加工すると共に、例えば５００ｍｍ程度の高さの横長矩形の正面形状を備えるように形成された、作業員の手作業によっても組み立てが可能な軽量の山留め部材である。またライナープレート１２は、周方向に連接されて、例えば直径が１３００〜２０００ｍｍ程度の円筒形状の環状周壁１４（図１、図４参照）を形成できるように、例えば曲率半径が６５０〜１０００ｍｍ程度の円弧状の平面形状を備えるように形成されている。ライナープレート１２の横長矩形の正面形状の上下の縁部には、複数のボルト孔を備える接合用の周方向フランジ部１２ａが、左右の縁部には、複数のボルト孔を備える接合用の軸方向フランジ部１２ｂが各々設けられている。

【0017】

ライナープレート１２は、公知の工法と同様に、例えば地盤面を掘り下げながら、掘り下げられた掘削穴の側壁面を覆って当該ライナープレート１２を設置すると共に、掘り下げの進行に伴って、設置したライナープレート１２の下方に、下段のライナープレート１２を、掘削壁面を覆って順次差し込んで行く方法によって地中に設置することができる。また、設置されたライナープレート１２は、軸方向フランジ部１２ｂによる縦方向接合部を介して、周方向にリング状に接合一体化されると共に、図７に示すように、周方向フランジ部１２ａによる横方向接合部を介して、上下方向に接合一体化される。これらによって、リング状に組み立てられたライナープレート１２が複数段に積み重ねられて、所望の高さの環状周壁１４が、周囲の地盤からの土圧や水圧を効果的に支持する山留め壁として、主として作業員の手作業によって簡易に且つ容易に形成されることになる。

【0018】

そして、本実施形態の免震装置の感度規制構造１０は、図１〜図３に示すように、建物（住宅建築物）の基礎１１の下面と耐圧底盤１５との間に介在して設けられて横移動可能に建物を支持する免震装置１６の感度を規制するための制御構造であって、図４及び図５にも示すように、免震装置１６を中央部分に配置して、耐圧底盤１５から立設して設けられた環状周壁１４と、免震装置１６と環状周壁１４との間の間隔部分を埋めるようにして、環状周壁１４の内側に収容された液状化誘発土１９と、環状周壁１４の内側に貯留された液状化誘発水２０とを含んで構成されている。

【0019】

本実施形態では、建物である住宅建築物の基礎１１は、基礎スラブ１１ａと立上り部１１ｂとからなるべた基礎となっており、例えば横幅が５〜２０ｍ程度、縦幅が５〜２０ｍ程度の大きさの、横長の略矩形の平面形状を備えるように形成されている。基礎１１は、例えば基礎砕石等を敷き均した後に、鉄筋やコンクリートを用いて容易に形成することができる。なお、本実施形態では、基礎１１を形成するのに先立って、免震装置１６が設置される箇所に、地盤面から地中に向けて支持杭１７が打設されると共に、縦穴１３を構成する環状周壁１４や耐圧底盤１５が形成されることになる。また、図１〜図５等においては、基礎１１よりも上方の住宅建築物の本体部分を省略して、基礎１１の部分のみが示されている。

【0020】

本実施形態では、建物の基礎１１の下方に形成される免震装置１６を設置するための縦穴１３は、底面部の耐圧底盤１５と、周面部の環状周壁１３とによって周囲を囲まれて形成されている。耐圧底盤１５は、好ましくはコンクリート製の底盤となっており、例えば上述の方法によって、ライナープレート１２を設置しながら免震装置１６の設置予定箇所の地盤を所定の深さまで掘り下げて、環状周壁１４を形成した後に、環状周壁１４の底部の地盤をさらに掘り下げて基礎砕石等を敷き均し、適宜補強用の鉄筋を配筋した後に、コンクリートを打設して硬化させることによって、容易に形成することができる。耐圧底盤１５は、本実施形態では、例えば１００〜３００ｍｍ程度の厚さで形成される。

【0021】

本実施形態では、環状周壁１４は、上述のように、ライナープレート１２を設置しながら住宅建築物の建築予定箇所の地盤を所定の深さまで掘り下げることによって、複数のライナープレート１２が周方向に連接して円形のリング形状に組み立てられると共に、かかるリング形状のものが複数段（本実施形態では、例えば３段）に積み重ねられることによって、例えば１５００ｍｍ程度の直径を有すると共に、１５００ｍｍ程度の高さを有する円筒形状の土留め壁として形成される。環状周壁１４の直径や高さは、免震装置１６の大きさや高さ、軟弱地盤の土質等を鑑みて、適宜設計することができる。

【0022】

また、組み立てられた複数のライナープレート１２による環状周壁１４には、公知のライナープレートによる立坑等と同様に、止水処理等が施されると共に、ライナープレート１２の外周面を覆って断熱材を取り付けておくことができる。さらに、例えば環状周壁１４の外側の、掘り下げられた掘削穴の掘削内壁面との間の隙間には、環状周壁１４に形成した注入孔を介して、裏込材として例えば発泡モルタルを、環状周壁１４の内側からの作業によって注入充填することにより、周囲の地盤からの土圧や水圧を、環状周壁１４によって安定した状態で支持させることが可能になる。

【0023】

本実施形態では、複数形成された縦穴１３に各々設置される免震装置１６として、例えば積層ゴムや積層バネ等からなる、公知の各種の免震装置１６を用いることができる。免震装置１６は、例えば縦横３００〜６００ｍｍ程度、又は直径が３００〜６００ｍｍ程度の大きさの、４角形や円形の断面形状を備えるように形成されており、端面接合プレートや、インサートボルト等を用いた公知の方法によって、その上端部や下端部が、建物の基礎１１の下面や、耐圧底盤１５の上面に、安定した状態で接合固定される。

【0024】

また、本実施形態では、縦穴１３の内部を充填するようにして、環状周壁１４の内側に収容される液状化誘発土１９として、例えば細粒度含有率が１０％程度と低く、大多数の粒径が０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの間にある比較的均一の砂質土を用いることができる。なお、液状化誘発土１９は、土や砂以外のものであっても良く、例えば、均質な粒径を有する樹脂ビーズやガラスビーズなどの粒状材料を用いることもできる。

【0025】

さらに、本実施形態では、縦穴１３の内部に供給されて、環状周壁１４の内側に貯留される液状化誘発水２０として、例えば水道水等の各種の水やその他の種々の液体を用いることができる。液状化誘発水２０は、液状化誘発土１９の間隙水となり、地震の発生時には、液状化誘発土１９を液状化させることで有効応力を低下させて、免震装置１６を横移動可能な状態とする。

【0026】

ここで、液状化は、例えば細かい砂が緩く積もった地盤に起こる現象として知られており、間隙水を含む細かい砂が、地震などによる振動を受けることによって間隙水に押し上げられることで、支持力がなくなって液体に近い状態となる現象である。本実施形態の感度規制構造１０は、このような液状化現象を利用して、地震が発生するまでは免震装置１６と環状周壁１４との間の間隔部分を埋めるようにして収容された液状化誘発土１９の有効応力によって、風等による小さな加速度では建物が移動しないように免震装置１６を規制すると共に、地震が発生した際には、液状化誘発土１９を液状化させて、免震装置１６による免震機能をスムーズに発揮させることができるようなっている。

【0027】

また、本実施形態の感度規制構造１０は、環状周壁１４の内側に収容された液状化誘発土１９を、液状化誘発水２０と共に攪拌することが可能な再攪拌用の水中ポンプ２１を備えている（図５参照）。再攪拌用の水中ポンプ２１を備えていることにより、感度規制構造１０を、地震の度毎に何回も使用することが可能になる。すなわち、例えば地震が発生して免震装置１６の作用によって建物が横移動している状態から、地震がおさまった後に例えばジャッキ装置等を用いて建物を元の位置に戻すと共に、液状化している液状化誘発土１９を、水中ポンプ２１によって液状化誘発水２０と共に攪拌して安定させることにより、液状化誘発土１９に有効応力を再び生じさせて、風等による小さな加速度では免震装置１６が作動しないように規制することが可能になる。

【0028】

本実施形態では、環状周壁１４によって周囲を囲まれる縦穴１３の上方に建物（住宅建築物）の基礎１１を形成する際には、例えば環状周壁１４の内側に配置したパイプサポートに支持させて、スラブ型枠等を組み立てた後に、コンクリートを打設することによって、免震装置１６によって下方から支持される基礎１１を、容易に形成することができる。またこれによって、建物（住宅建築物）の基礎１１は、免震装置１６によって支持されることで、好ましくは地盤面から浮いた状態で設置されることになり、これによって地震時に、免震装置１６の機能によってスムーズに横移動することが可能になる。なお、建物の基礎１１の周縁部分に形成される縦穴１３は、これの外側部分が基礎１１の外側にはみ出して、地盤面に開口することになるが、このような開口部部分を覆って各種の公知の蓋部材１８を取り付けておくことで、作業員や居住者等の移動や歩行に影響を及ぼさないようにすることが可能になる。

【0029】

また、本実施形態では、縦穴１３を構成する耐圧底盤１５の下方の地中に、例えば鋼管杭、ＰＣ杭、木製杭等からなる公知の支持杭１７が打設されており、これらの支持杭１７の上端部に載置接合されて、耐圧底盤１５が形成されている。これによって、建物の基礎１１は、免震装置１６及び耐圧底盤１５を介在させて、支持杭１７によって下方の地盤から強固に且つより安定した状態で支持されることになる。

【0030】

そして、上述の構成を備える本実施形態の感度規制構造１０によれば、例えばライナープレート１２による環状周壁１４を用いて地盤面に縦穴１３を形成して、基礎部分の大規模な工事を要することなく、効率良く且つ安価に設けられた免震構造と組み合わせることで、簡易な構成によって、風等による小さな加速度では建物が移動しないように免震装置１６を効果的に規制することが可能になると共に、地震が発生した際には、液状化を利用して免震装置１６による免震機能をスムーズに発揮させることが可能になる。

【0031】

すなわち、本実施形態の感度規制構造１０によれば、好ましくは取り扱いが容易な規格品であるライナープレート１２を用いて、確立された従来の工法と同様の簡易な施工方法によって形成された、環状周壁１４と、耐圧底盤１５と、免震装置１６とからなる免震構造と組み合わせて、環状周壁１４の内側に液状化誘発土１９を収容すると共に液状化誘発水２０を貯留するだけの簡易且つ安価な構成によって、地震が発生するまでの間、免震装置１６が作動しないように規制して、風等による小さな加速度では建物が移動しないように容易に制御することが可能になると共に、地震が発生した際には、液状化誘発土１９を液状化させることで、免震装置１６による免震機能をスムーズに発揮させることが可能になる。

【0032】

また、本実施形態によれば、ライナープレート１２は、例えば鋼製の耐久性に優れた部材なので、免震装置１６が設置される縦穴１３を、安定した長期構造物として形成することが可能になる。

【0033】

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、環状周壁は、円形の平面形状を備える円筒形状に形成される必要は必ずしもなく、長円形、矩形等のその他の平面形状を備える筒形状に形成することができる。環状周壁は、ライナープレートを用いて形成される必要は必ずしも無く、施工が容易なその他の合成樹脂製や鋼製の部材を用いて構成することもできる。耐圧底盤の下方の地中に支持杭が打設されていなくても良い。

【符号の説明】

【0034】

１０ 免震装置の感度規制構造
１１ 住宅建築物（建物）の基礎
１１ａ 基礎スラブ
１１ｂ 立上り部
１２ ライナープレート
１２ａ 周方向フランジ部
１２ｂ 軸方向フランジ部
１３ 縦穴
１４ 環状周壁
１５ 耐圧底盤
１６ 免震装置
１７ 支持杭
１８ 蓋部材
１９ 液状化誘発土
２０ 液状化誘発水
２１ 再攪拌用の水中ポンプ
３０ 免震基礎構造

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】