(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】
(24)【登録日】2022-01-12
(45)【発行日】2022-01-25
(54)【発明の名称】基礎構造及び施工管理方法
(51)【国際特許分類】
E02D 27/01 20060101AFI20220118BHJP
E02D 3/12 20060101ALI20220118BHJP
【ＦＩ】
E02D27/01 Z
E02D3/12 102
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2018040219
(22)【出願日】2018-03-06
(65)【公開番号】P2019152080
(43)【公開日】2019-09-12
【審査請求日】2020-12-10
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 公開日 平成２９年１１月１日（水） 掲載アドレス 株式会社リアスのウェブサイト ｈｔｔｐ：／／ｒｅ－ｅａｒｔｈ０１０２．ｃｏ．ｊｐ／ｂｕｓｉｎｅｓｓ／
(73)【特許権者】
【識別番号】511243602
【氏名又は名称】株式会社リアス
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100140718
【弁理士】
【氏名又は名称】仁内 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(72)【発明者】
【氏名】武田 伸一
(72)【発明者】
【氏名】目黒 和則
【審査官】高橋 雅明
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－０８７４２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－３２１４０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０６６０３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－００３９０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－００１７０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０６４６５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５０－０２６３１０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｄ ２７／０１
Ｅ０２Ｄ ３／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
上面視で建物または構造物の支持柱を頂点とする矩形状の区画領域の地盤の表層部分に枠型改良壁が形成された基礎構造であって、前記枠型改良壁は、上面視して前記支持柱を含まない前記区画領域の内側において、掘削した地盤の表層部分に地盤改良材が混合された状態で形成され、
前記枠型改良壁の各壁部は、前記区画領域の各辺に平行に配置され、
前記枠型改良壁における対向する平行な壁部のそれぞれの壁幅中心軸間の距離は、前記壁部の該壁幅中心軸に直交する幅方向に延びる前記区画領域の区画幅寸法の１／２であり、
前記幅方向において、対向する前記区画領域の辺を結ぶ中心を通る第１の線と、対向する前記壁部の前記壁幅中心軸を結ぶ線分の中心を通る第２の線とが一致し、
前記幅方向に対向する前記壁部同士間の距離Ｄと、前記壁部の幅寸法Ｂと、前記壁部の深さ寸法Ｈと、の関係が（１）式及び（２）式の双方を満たしていることを特徴とする基礎構造。
【数1】
【請求項2】
請求項１に記載の基礎構造の前記枠型改良壁の上に床コンクリートを設けて施工する施工管理方法であって、上面視で建物または構造物の支持柱を頂点とする矩形状の区画領域を決定する工程と、
前記区画領域に前記枠型改良壁及び前記床コンクリートをモデル化して、該区画領域の変形と応力を解析する工程と、
前記解析によって得られた解析結果に基づいて前記床コンクリートに埋設される鉄筋の条件を設定する工程と、
を有することを特徴とする施工管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基礎構造及び施工管理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、地盤改良施工として、例えば特許文献１に示されるように、軟弱地盤の上方に建築される建物に不同沈下が生じることを抑制することを目的として表層改良を行う表層改良工法が知られている。
このような表層改良工法では、例えば改良地盤の表層部分の土砂に、例えば石灰、セメント等の粉体のセメント系固化材を混合し、例えば３０～５０ｃｍ程度の層厚毎に攪拌と転圧を繰り返すことによって所定厚さの地盤改良層を形成している。
このような表層改良工法では、例えば改良地盤の表層部分の土砂に、例えば石灰、セメント等の粉体のセメント系固化材を混合し、例えば３０～５０ｃｍ程度の層厚毎に攪拌と転圧を繰り返すことによって所定厚さの地盤改良層を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００７－１２０２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の表層改良工法では、粉体のセメント系固化材を用いるため、表層の土砂に対して十分に混合されず、混合部分と非混合部分が生じて不均一でばらつきが生じることがあった。そのため、地盤改良体としての設計強度が不足し、構造物が沈下したり変形が生じるおそれがあり、建物を効果的に支持することができないことから、その点で改善の余地がある。
また、表層改良工法では、構造物が設置される地盤の全領域が改良範囲となることから、構造物の設置面積が大きい場合に施工にかかる時間とコストが増加するという問題があった。
また、全域改良した後に埋設管の施設等の再掘削をする場合、固化した地盤の掘削となるため困難を要する場合があった。
このことから、確実に構造物の支持力を確保できることと、施工効率を向上させて施工時間とコストを低減できることとをバランスよく達成できる施工方法が求められていた。
また、表層改良工法では、構造物が設置される地盤の全領域が改良範囲となることから、構造物の設置面積が大きい場合に施工にかかる時間とコストが増加するという問題があった。
また、全域改良した後に埋設管の施設等の再掘削をする場合、固化した地盤の掘削となるため困難を要する場合があった。
このことから、確実に構造物の支持力を確保できることと、施工効率を向上させて施工時間とコストを低減できることとをバランスよく達成できる施工方法が求められていた。
【0005】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、枠型改良壁によって囲まれた地盤の拘束力を効果的に高めることで、その拘束地盤の変形を抑えることが可能となり、枠型改良壁と拘束地盤とが一体となって建物または構造物を支えることができる基礎構造及び施工管理方法を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、施工効率を向上して、施工にかかる時間とコストを低減できる基礎構造及び施工管理方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、施工効率を向上して、施工にかかる時間とコストを低減できる基礎構造及び施工管理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明に係る第１の態様の基礎構造では、上面視で建物または構造物の支持柱を頂点とする矩形状の区画領域の地盤の表層部分に枠型改良壁が形成された基礎構造であって、前記枠型改良壁は、上面視して前記支持柱を含まない前記区画領域の内側において、掘削した地盤の表層部分に地盤改良材が混合された状態で形成され、前記枠型改良壁の各壁部は、前記区画領域の各辺に平行に配置され、前記枠型改良壁における対向する平行な壁部のそれぞれの壁幅中心軸間の距離は、前記壁部の該壁幅中心軸に直交する幅方向に延びる前記区画領域の区画幅寸法の１／２であり、前記幅方向において、対向する前記区画領域の辺を結ぶ中心を通る第１の線と、対向する前記壁部の前記壁幅中心軸を結ぶ線分の中心を通る第２の線とが一致し、前記幅方向に対向する前記壁部同士間の距離Ｄと、前記壁部の幅寸法Ｂと、前記壁部の深さ寸法Ｈと、の関係が（１）式及び（２）式の双方を満たしていることを特徴としている。
【0009】
【数1】
【0010】
本発明では、枠型改良壁が建物または構造物（以下、建物等という）の直下の対象地盤を囲うように設けられているので、枠型改良壁に囲われた範囲にある地盤は水平方向への移動が拘束された状態となって剛性が増す。そして、枠型改良壁の各壁部は、区画領域の各辺に平行に配置され、枠型改良壁における対向する平行な壁部のそれぞれの壁幅中心軸間の距離は、壁部の壁幅中心軸に直交する幅方向に延びる区画領域の区画幅寸法の１／２であり、幅方向において、対向する区画領域の辺を結ぶ中心を通る第１の線と、対向する壁部の壁幅中心軸を結ぶ線分の中心を通る第２の線とが一致するため、地盤側と建物等側に生じる応力モーメントを抑えることが可能となる。その結果、枠型改良壁で拘束された地盤を介して建物等全荷重を枠型改良壁に受け持たせることができる。
また、本発明では、従来のように建物等が設置される地盤の全領域が改良範囲となる表層改良工法の場合に比べて、施工される枠型改良壁の改良範囲を大幅に減らすことができるので、施工効率を向上させて施工時間とコストを低減できる。
本発明では、幅方向に対向する壁部同士間の距離Ｄが壁部の深さ寸法Ｈの３倍以下であるため、枠型改良壁を構成する壁部のうち、対向する壁部間の間隔が広がり過ぎない。すなわち、対向する壁部間の間隔を最適にすることができるため、枠型改良壁によって囲まれる地盤の拘束力を高めることができる。さらに、壁部の深さ寸法Ｈよりも壁部の幅寸法Ｂの方が大きいため、深く掘削する必要がなくなり、作業コストを抑えつつ、枠型改良壁を地盤内に安定して設けることができる。これらにより、枠型改良壁によって囲まれる地盤の拘束力を確実に高めることが可能となる。
また、本発明では、従来のように建物等が設置される地盤の全領域が改良範囲となる表層改良工法の場合に比べて、施工される枠型改良壁の改良範囲を大幅に減らすことができるので、施工効率を向上させて施工時間とコストを低減できる。
本発明では、幅方向に対向する壁部同士間の距離Ｄが壁部の深さ寸法Ｈの３倍以下であるため、枠型改良壁を構成する壁部のうち、対向する壁部間の間隔が広がり過ぎない。すなわち、対向する壁部間の間隔を最適にすることができるため、枠型改良壁によって囲まれる地盤の拘束力を高めることができる。さらに、壁部の深さ寸法Ｈよりも壁部の幅寸法Ｂの方が大きいため、深く掘削する必要がなくなり、作業コストを抑えつつ、枠型改良壁を地盤内に安定して設けることができる。これらにより、枠型改良壁によって囲まれる地盤の拘束力を確実に高めることが可能となる。
【0011】
本発明に係る施工管理方法では、上記第１の態様または上記第２の態様の基礎構造の前記枠型改良壁の上に床コンクリートを設けて施工する施工管理方法であって、上面視で建物または構造物の支持柱を頂点とする矩形状の区画領域を決定する工程と、前記区画領域に前記枠型改良壁及び前記床コンクリートをモデル化して、該区画領域の変形と応力を解析する工程と、前記解析によって得られた解析結果に基づいて前記床コンクリートに埋設される鉄筋の条件を設定する工程と、を有することを特徴としている。
【0012】
本発明では、区画領域に枠型改良壁及び床コンクリートをモデル化して、区画領域の変形と応力を解析し、この解析結果に基づいて床コンクリートに埋設される鉄筋の条件を設定する。これにより、枠型改良壁が、建物等の直下の対象地盤の性質に応じた鉄筋を設定することができるため、枠型改良壁によって囲まれる地盤の拘束力を確実に高めつつ、鉄筋の外径や間隔等を最適な値に設定することが可能となる。
また、床の沈下等による不具合時に区画領域ごとに原因究明することも可能となる。
また、床の沈下等による不具合時に区画領域ごとに原因究明することも可能となる。
【発明の効果】
【0013】
本発明の基礎構造及び施工管理方法によれば、枠型改良壁によって囲まれた地盤の拘束力を効果的に高めることで、その拘束地盤の変形を抑えることが可能となり、枠型改良壁と拘束地盤とが一体となって建物または構造物を支えることができる。
また、本発明の基礎構造及び施工管理方法によれば、施工効率を向上して、施工にかかる時間とコストを低減できる。
また、本発明の基礎構造及び施工管理方法によれば、施工効率を向上して、施工にかかる時間とコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の一実施形態に係る建物の地盤に施工された基礎構造の構成を示す縦断面図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る基礎構造に加わるモーメントを説明するための側断面図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る基礎構造に用いられる枠型改良壁の側断面図である。
【図6】地盤を改良する地盤改良装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の一実施形態に係る基礎構造について、図１～図６を参照して説明する。
本実施形態による基礎構造１は、図１に示すように、建物２を支持する枠型改良壁１０を備えている。
基礎構造１は、図２に示すように、所定の対象地盤（図２に示す二点鎖線で囲まれた領域）Ｇにおいて、掘削した地盤に地盤改良材を混合させて攪拌することにより形成される。また、基礎構造１は、縦横等間隔に配列された複数の独立した枠型改良壁１０を備えている。本実施形態では、対象地盤Ｇ内に９つの枠型改良壁１０を備えた例について説明する。
本実施形態による基礎構造１は、図１に示すように、建物２を支持する枠型改良壁１０を備えている。
基礎構造１は、図２に示すように、所定の対象地盤（図２に示す二点鎖線で囲まれた領域）Ｇにおいて、掘削した地盤に地盤改良材を混合させて攪拌することにより形成される。また、基礎構造１は、縦横等間隔に配列された複数の独立した枠型改良壁１０を備えている。本実施形態では、対象地盤Ｇ内に９つの枠型改良壁１０を備えた例について説明する。
【0016】
基礎構造１には、図２に示すように、上面視正方形状の対象地盤Ｇ内において、対象地盤Ｇの頂点及び各辺を含むように縦方向（Ｙ方向）に等間隔に４つの支持柱３が設けられている。横方向（Ｘ方向）にも同様に、等間隔に４列の支持柱３が設けられている。これにより、対象地盤Ｇ内には、１６本の支持柱３が立設されている。なお、図１は、見やすくするために、建物２の外周の支持柱３のみを示している。
支持柱３は、図１に示すように、それぞれ支持地盤に到達する杭上に柱基礎４を介して設けられている。支持柱３の柱基礎４は、対象地盤Ｇ上に設けられる床コンクリート３０に一体的に接続されている。
支持柱３は、図１に示すように、それぞれ支持地盤に到達する杭上に柱基礎４を介して設けられている。支持柱３の柱基礎４は、対象地盤Ｇ上に設けられる床コンクリート３０に一体的に接続されている。
【0017】
複数の支持柱３のうち矩形状に配置される４本の支持柱３によって囲まれる領域を区画領域２０Ｒと定義する。本実施形態では、対象地盤Ｇ内に９つの区画領域２０Ｒが設けられている。すべての区画領域２０Ｒには、それぞれ１つの枠型改良壁１０が設けられている。いずれの区画領域２０Ｒも同じ構成であるため、対象地盤Ｇにおける左上の区画領域２０Ｒを例に挙げて説明する。
【0018】
区画領域２０Ｒは、図２に示すように、支持柱３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを頂点とする矩形状の領域である。この区画領域２０Ｒ内に枠型改良壁１０が一つ設けられている。なお、本実施形態では、区画領域２０Ｒの形状は上面視正方形状である。枠型改良壁１０は、図１及び図２に示すように、建物２直下の地盤Ｇにおいて、その地盤Ｇの一部（これを壁内地盤Ｇ１という）を囲むように設けられる。
【0019】
枠型改良壁１０は、上面視正方形状の開口１１を有する枠状に形成されている。枠型改良壁１０は、図３に示すように、４つの壁部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄによって構成されている。本実施形態では、枠型改良壁１０は上面視正方形に形成されているので、第１幅方向（Ｘ方向）における枠型改良壁１０の壁部１０ａ，壁部１０ｃの寸法は、第２幅方向（Ｙ方向）における壁部１０ｂ，壁部１０ｄの第２幅方向Ｙの寸法と同じである。枠型改良壁１０の各壁部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、対向する区画領域２０Ｒの各辺２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに沿って平行に配置されている。
【0020】
壁部１０ａ，１０ｃの壁幅中心軸Ｏ１，Ｏ３に直交する第１幅方向Ｘに延びる区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌとし、枠型改良壁１０における対向する平行な壁部１０ａの壁幅中心軸Ｏ１と壁部１０ｃの壁幅中心軸Ｏ３との間の距離Ｌａとすると、距離Ｌａは、区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌの１／２となるように区画領域２０Ｒ内に配置されている。
同様に、壁部１０ｂ，１０ｄの壁幅中心軸Ｏ２，Ｏ４に直交する第２幅方向Ｙに延びる区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌ１とし、枠型改良壁１０における対向する平行な壁部１０ｂの壁幅中心軸Ｏ２と壁部１０ｄの壁幅中心軸Ｏ４との間の距離Ｌａ１とすると、距離Ｌａ１は、区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌ１の１／２となるように区画領域２０Ｒ内に配置されている。
同様に、壁部１０ｂ，１０ｄの壁幅中心軸Ｏ２，Ｏ４に直交する第２幅方向Ｙに延びる区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌ１とし、枠型改良壁１０における対向する平行な壁部１０ｂの壁幅中心軸Ｏ２と壁部１０ｄの壁幅中心軸Ｏ４との間の距離Ｌａ１とすると、距離Ｌａ１は、区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌ１の１／２となるように区画領域２０Ｒ内に配置されている。
【0021】
さらに、枠型改良壁１０の第１幅方向Ｘにおいて、対向する区画領域２０Ｒの辺２０ａと辺２０ｃとを結ぶ線分の中心を通る第１の線Ｐ１と、対向する壁部１０ａ，１０ｃの壁幅中心軸Ｏ１と壁幅中心軸Ｏ３とを結ぶ線分の中心を通る第２の線Ｐ２とが一致する。
同様に、枠型改良壁１０の第２幅方向Ｙにおいて、対向する区画領域２０Ｒの辺２０ｂと辺２０ｄとを結ぶ線分の中心を通る第３の線（第１の線）Ｐ３と、対向する壁部の壁幅中心軸Ｏ２と壁幅中心軸Ｏ４とを結ぶ線分の中心を通る第４の線（第２の線）Ｐ４とが一致する。
すなわち、区画領域２０Ｒの辺２０ａと壁部１０ａの中心軸Ｏ１との間の寸法Ｌｂは、区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌの１／４となっており、区画領域２０Ｒの辺２０ｃと壁部１０ｃの中心軸Ｏ３との間の寸法Ｌｂ１は、区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌの１／４となっている。
同様に、区画領域２０Ｒの辺２０ｄと壁部１０ｄの中心軸Ｏ４との間の寸法Ｌｃは、区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌ１の１／４となっており、区画領域２０Ｒの辺２０ｂと壁部１０ｂの中心軸Ｏ２との間の寸法Ｌｃ１は、区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌ１の１／４となっている。
同様に、枠型改良壁１０の第２幅方向Ｙにおいて、対向する区画領域２０Ｒの辺２０ｂと辺２０ｄとを結ぶ線分の中心を通る第３の線（第１の線）Ｐ３と、対向する壁部の壁幅中心軸Ｏ２と壁幅中心軸Ｏ４とを結ぶ線分の中心を通る第４の線（第２の線）Ｐ４とが一致する。
すなわち、区画領域２０Ｒの辺２０ａと壁部１０ａの中心軸Ｏ１との間の寸法Ｌｂは、区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌの１／４となっており、区画領域２０Ｒの辺２０ｃと壁部１０ｃの中心軸Ｏ３との間の寸法Ｌｂ１は、区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌの１／４となっている。
同様に、区画領域２０Ｒの辺２０ｄと壁部１０ｄの中心軸Ｏ４との間の寸法Ｌｃは、区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌ１の１／４となっており、区画領域２０Ｒの辺２０ｂと壁部１０ｂの中心軸Ｏ２との間の寸法Ｌｃ１は、区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌ１の１／４となっている。
【0022】
次に、基礎構造１の枠型改良壁１０の作用について説明する。
図４に示すように、基礎構造１の枠型改良壁１０の上には床コンクリート３０が設けられる。本実施形態では、建物２の荷重や床コンクリート３０の自重等により、床コンクリート３０に応力モーメントが生じ、区画領域２０Ｒ内において地盤Ｇ１側への応力モーメントＦ１と建物２側への応力モーメントＦ２が生じる。このとき、区画領域２０Ｒ内において、応力モーメントがゼロとなる位置Ｑ１，Ｑ２に枠型改良壁１０が設けられている。すなわち、位置Ｑ１，Ｑ２に枠型改良壁１０の壁部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが位置しているため、壁部１０ａと壁部１０ｃ間及び壁部１０ｃと壁部１０ｄとの間の応力モーメントを最大限に抑えることができる。従って、基礎構造１に加えられる応力モーメントを抑えることができるため、建物を効率よく支えつつ、地震時に枠型改良壁１０に水平力が作用しても地盤Ｇの拘束力が高まり、地盤Ｇが変形するのを抑制することができる。
図４に示すように、基礎構造１の枠型改良壁１０の上には床コンクリート３０が設けられる。本実施形態では、建物２の荷重や床コンクリート３０の自重等により、床コンクリート３０に応力モーメントが生じ、区画領域２０Ｒ内において地盤Ｇ１側への応力モーメントＦ１と建物２側への応力モーメントＦ２が生じる。このとき、区画領域２０Ｒ内において、応力モーメントがゼロとなる位置Ｑ１，Ｑ２に枠型改良壁１０が設けられている。すなわち、位置Ｑ１，Ｑ２に枠型改良壁１０の壁部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが位置しているため、壁部１０ａと壁部１０ｃ間及び壁部１０ｃと壁部１０ｄとの間の応力モーメントを最大限に抑えることができる。従って、基礎構造１に加えられる応力モーメントを抑えることができるため、建物を効率よく支えつつ、地震時に枠型改良壁１０に水平力が作用しても地盤Ｇの拘束力が高まり、地盤Ｇが変形するのを抑制することができる。
【0023】
また、本実施形態では、図５に示すように、枠型改良壁１０の第１幅方向Ｘに対向する壁部１０aと壁部１０ｃとの間の距離（長さ寸法）をＤとし、壁部１０a及び壁部１０ｃの幅寸法をＢとし、壁部１０a及び壁部１０ｃの深さ寸法をＨとすると、以下の式（１）及び式（２）の双方を満たす。
【0024】
【数2】
【0025】
なお、本実施形態では、幅寸法Ｂはいずれの壁部１０ｂ，１０ｃ，１０ｄにおいても同じ寸法であり、深さ寸法Ｈも同様に壁部１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのいずれにおいても同じ寸法である。
【0026】
次に、上述した基礎構造１の枠型改良壁の上に床コンクリートを設けて施工する施工管理方法について説明する。
まず、地盤改良を行う領域において、上面視で建物２の支持柱３を頂点とする区形状の区画領域２０Ｒを決定する。
次に、区画領域２０Ｒに枠型改良壁１０及び床コンクリート３０をモデル化して、区画領域２０Ｒの変形と応力を解析する。次に、解析によって得られた解析結果に基づいて床コンクリート３０に埋設される鉄筋の条件を設定する。
まず、地盤改良を行う領域において、上面視で建物２の支持柱３を頂点とする区形状の区画領域２０Ｒを決定する。
次に、区画領域２０Ｒに枠型改良壁１０及び床コンクリート３０をモデル化して、区画領域２０Ｒの変形と応力を解析する。次に、解析によって得られた解析結果に基づいて床コンクリート３０に埋設される鉄筋の条件を設定する。
【0027】
次に、基礎構造の工法について説明する。
基礎構造１を施工するために、図６に示すように、地盤改良装置４０が用いられる。地盤改良装置４０のアーム４１の先端４１ａには、掘削部４２が設けられている。掘削部４２は、土壌を掘り起こす爪部４３と、掘り起こされた土塊を裁断及び混合する回転可能な掘削翼４４とを有している。
基礎構造１を施工するために、図６に示すように、地盤改良装置４０が用いられる。地盤改良装置４０のアーム４１の先端４１ａには、掘削部４２が設けられている。掘削部４２は、土壌を掘り起こす爪部４３と、掘り起こされた土塊を裁断及び混合する回転可能な掘削翼４４とを有している。
【0028】
各区画領域２０Ｒにおいて、中心軸間の寸法Ｌａが区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌの１／２となり、かつ、寸法Ｌｂ，Ｌｂ１が区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌの１／４となり、中心軸間の寸法Ｌａ１が区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌ１の１／２となり、かつ、寸法Ｌｃ，Ｌｃ１が区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌ１の１／４となる位置に、掘削翼４４を回転させながら地盤Ｇ中の鉛直方向下方に移動して掘削する。掘削土に地盤改良材を添加して混合し、攪拌することにより枠型改良壁を施工する。掘削土に添加される地盤改良材として、地盤改良の目的に応じて、セメントミルク等の液状の材料や、粉体状の材料などの適宜な薬剤を採用することができる。このようにして、枠型改良壁１０が形成される。
次に、上述した施工管理方法により設定された床コンクリートの厚みや床コンクリートに埋設される鉄筋の条件（例えば、鉄筋の外径や間隔）に基づいて、基礎構造の枠型改良壁の上に床コンクリートを形成する。
次に、上述した施工管理方法により設定された床コンクリートの厚みや床コンクリートに埋設される鉄筋の条件（例えば、鉄筋の外径や間隔）に基づいて、基礎構造の枠型改良壁の上に床コンクリートを形成する。
【0029】
本実施形態によれば、図１に示すように、枠型改良壁１０は、建物２直下の地盤Ｇにおいて、その地盤Ｇの一部である壁内地盤Ｇ１を囲むように設けられるとともに、複数の枠型改良壁１０同士の間に位置する範囲の地盤においてもその周囲に枠型改良壁１０が配置された状態となる。これにより、地盤Ｇ全域の水平方向の移動が拘束された状態となって剛性が増すことになり、地盤Ｇ上に設けられた建物２の不同沈下（不等沈下）を防止することができる。
【0030】
枠型改良壁１０は、上記式（１）を満たすことにより、壁部１０ａと壁部１０ｃとの間の距離及び壁部１０ｂと壁部１０ｄとの間の距離が広がり過ぎない。すなわち、開口１１が大きくなり過ぎないので、壁内地盤Ｇ１の拘束力を確実に高めることが可能となる。また、枠型改良壁１０は、上記式（２）を満たすことにより、枠型改良壁１０を地盤Ｇ深くに形成する必要がないため、地盤Ｇを深く掘らなくて済むので、低コスト化を図ることができる。すなわち、基礎構造１は、式（１）及び式（２）の双方を満たす枠型改良壁１０を設けることにより、壁内地盤Ｇ１を含む地盤Ｇ全域の水平方向の移動が拘束された状態となって剛性が増すことになり、地盤Ｇの拘束力を高めつつ、低コスト化を図ることが可能となる。
【0031】
また、本実施形態では、上述したように掘削土に添加して混合する地盤改良材として、セメントミルク等の液状の材料や、粉体状の材料などの適宜な薬剤を採用することが可能であるが、液状の材料を用いてスラリー改良体を形成することが好ましい。スラリー改良体の場合には、地盤改良材と土砂とが均質に混合され、改良体としての品質を高めることができる。
さらに、本実施形態では、従来のように建物等が設置される地盤の全領域が改良範囲となる表層改良工法の場合に比べて、施工される枠型改良壁の改良範囲を大幅に減らすことができるので、施工効率を向上させて施工時間とコストを低減できる。
さらに、本実施形態では、従来のように建物等が設置される地盤の全領域が改良範囲となる表層改良工法の場合に比べて、施工される枠型改良壁の改良範囲を大幅に減らすことができるので、施工効率を向上させて施工時間とコストを低減できる。
【0032】
また、本実施形態では、区画領域２０Ｒに枠型改良壁１０及び床コンクリート３０をモデル化して、区画領域２０Ｒの変形と応力を解析し、この解析結果に基づいて床コンクリート３０に埋設される鉄筋の条件を設定する。これにより、枠型改良壁１０が、建物等の直下の対象地盤の性質に応じた鉄筋を設定することができるため、枠型改良壁１０によって囲まれる地盤の拘束力を確実に高めつつ、鉄筋の外径や間隔等を最適な値に設定することが可能となる。
また、床の沈下等による不具合時に区画領域２０Ｒごとに原因究明することも可能となる。
また、床の沈下等による不具合時に区画領域２０Ｒごとに原因究明することも可能となる。
【0033】
［実施例］
本実施例では、上述した実施の形態の基礎構造１の効果を数値解析に基づいて確認した。具体的には、枠型改良壁の長さ寸法Ｄが深さ寸法Ｈの３倍である基礎構造の有効性について確認した。
本実施例では、上述した実施の形態の基礎構造１の効果を数値解析に基づいて確認した。具体的には、枠型改良壁の長さ寸法Ｄが深さ寸法Ｈの３倍である基礎構造の有効性について確認した。
【0034】
表１に示すように、上述した基礎構造に形成される枠型改良壁のモデルＡ、モデルＢ、モデルＣについての評価を行った。
【0035】
【表1】
【0036】
枠型改良壁のモデルＡでは、床の積載荷重が１０ｋＮ／ｍ２、床コンクリートの厚みが１４０ｍｍである。この場合、床の最大沈下量は、１．１ｍｍであり、床の最大傾斜角度は、１／４１０５ｒａｄである。
枠型改良壁のモデルＡでは、上記施工管理方法により、床コンクリートには、外径１３ｍｍまたは外径１０ｍｍの鉄筋をシングルで２００ｍｍごと配置することが決定される。
枠型改良壁のモデルＡでは、上記施工管理方法により、床コンクリートには、外径１３ｍｍまたは外径１０ｍｍの鉄筋をシングルで２００ｍｍごと配置することが決定される。
【0037】
枠型改良壁のモデルＢでは、床の積載荷重が１５ｋＮ／ｍ２、床コンクリートの厚みが１５０ｍｍである。この場合、床の最大沈下量は、１．３ｍｍであり、床の最大傾斜角度は、１／３３６８ｒａｄである。
枠型改良壁のモデルＢは、上記施工管理方法により、床コンクリートには、外径１３ｍｍの鉄筋を床の厚さ方向に１本（シングル）で２００ｍｍの間隔で配置することが決定される。
枠型改良壁のモデルＢは、上記施工管理方法により、床コンクリートには、外径１３ｍｍの鉄筋を床の厚さ方向に１本（シングル）で２００ｍｍの間隔で配置することが決定される。
【0038】
枠型改良壁のモデルＣでは、床の積載荷重が２０ｋＮ／ｍ２、床コンクリートの厚みが１７０ｍｍである。この場合、床の最大沈下量は、１．７ｍｍであり、床の最大傾斜角度は、１／２６９３ｒａｄである。
枠型改良壁のモデルＣは、上記施工管理方法により、床コンクリートには、外径１３ｍｍの鉄筋を床の厚さ方向に２本（ダブル）で２００ｍｍの間隔で配置することが決定される。
枠型改良壁のモデルＣは、上記施工管理方法により、床コンクリートには、外径１３ｍｍの鉄筋を床の厚さ方向に２本（ダブル）で２００ｍｍの間隔で配置することが決定される。
【0039】
以上の結果より、本実施形態の基礎構造１の枠型改良壁１０を用いることにより、床の沈下量（変形量）を２．０ｍｍ以下に抑えられることが確認できた。また、床の最大傾斜角を１／１０００以下に抑えられることが確認できた。また、床コンクリートに埋設される鉄筋の条件も通常使われる鉄筋の範囲であることが確認できた。
これにより、本実施形態の基礎構造１では、コストの低減を図りつつ、床を支持することが可能となる。
これにより、本実施形態の基礎構造１では、コストの低減を図りつつ、床を支持することが可能となる。
【0040】
なお、本実施形態の基礎構造１の枠型改良壁１０は、少なくとも、壁部１０ａの中心軸Ｏ１と壁部１０ｃの中心軸Ｏ３との間の寸法Ｌａが区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌの１／２となり、区画領域２０Ｒの辺２０ａと辺２０ｄとを結ぶ線分の中心を通る第１の線Ｐ１と、壁部１０ａの中心軸Ｏ１と壁部１０ｃの中心軸Ｏ３とを結ぶ線分の中心を通る第２の線Ｐ２とが一致していればよく、必ずしも上記式（１）及び式（２）を満たしていなくても本実施形態の効果を得ることができる。
【0041】
また、本実施形態では、枠型改良壁１０の形状を上面視正方形状としたが、これに限らず、例えば、区画領域が長方形である場合は、長辺側に対向する壁部の長さを長くすればよい。すなわち、壁部１０ａの中心軸Ｏ１と壁部１０ｃの中心軸Ｏ３との間の寸法Ｌａが区画領域２０Ｒの区画幅寸法Ｌの１／２となり、区画領域２０Ｒの辺２０ａと辺２０ｄとを結ぶ線分の中心を通る第１の線Ｐ１と、壁部１０ａの中心軸Ｏ１と壁部１０ｃの中心軸Ｏ３とを結ぶ線分の中心を通る第２の線Ｐ２とが一致していれば、区画領域の形状に応じて枠型改良壁の形状を変化させることにより、区画領域がどのような形状であっても地盤の拘束力を高めることが可能となる。
また、壁部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの深さ寸法Ｈは、地表面部分を改良する表層改良部の深さと同じ深さ寸法であってもよい。
また、壁部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの深さ寸法Ｈは、地表面部分を改良する表層改良部の深さと同じ深さ寸法であってもよい。
【0042】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【0043】
Ｂ 壁部の幅寸法
Ｄ 壁部間の距離
Ｈ 壁部の深さ寸法
Ｌａ，Ｌａ１ 距離
Ｌ，Ｌ１ 区画幅寸法
Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４ 壁部の中心軸
Ｐ１ 第１の線
Ｐ２ 第２の線
１ 基礎構造
２ 建物
３ 支持柱
１０ 枠型改良壁
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 壁部
２０Ｒ 区画領域
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 枠型改良壁の辺
Ｄ 壁部間の距離
Ｈ 壁部の深さ寸法
Ｌａ，Ｌａ１ 距離
Ｌ，Ｌ１ 区画幅寸法
Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４ 壁部の中心軸
Ｐ１ 第１の線
Ｐ２ 第２の線
１ 基礎構造
２ 建物
３ 支持柱
１０ 枠型改良壁
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 壁部
２０Ｒ 区画領域
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 枠型改良壁の辺
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】