特許 7478047 斜面地建築物の基礎構造

(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】

(24)【登録日】2024-04-23

(45)【発行日】2024-05-02

(54)【発明の名称】斜面地建築物の基礎構造

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/01 20060101AFI20240424BHJP

   E02D 27/12 20060101ALI20240424BHJP

【ＦＩ】

E02D27/01 Z

E02D27/12 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020116158

(22)【出願日】2020-07-06

(65)【公開番号】P2022014031

(43)【公開日】2022-01-19

【審査請求日】2023-06-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】100154726

【弁理士】

【氏名又は名称】宮地 正浩

(72)【発明者】

【氏名】江原 勇介

(72)【発明者】

【氏名】芹澤 好徳

(72)【発明者】

【氏名】柳澤 信行

【審査官】佐久間 友梨

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０２９９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５０１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１９４７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－００１９９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４８０７４１８（ＵＳ，Ａ）

【文献】横浜市まちづくり調整局，横浜市がけ関係小規模建築物技術指針―がけ上編―［Online］，日本，2005年11月，p.32，インターネット＜ＵＲＬ：https://www.city.yokohama.lg.jp/business/bunyabetsu/kenchiku/tetsuduki/jorei/gakeue.html＞，［検索日：2024年2月13日］

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ５／２２－５／８０

２７／００－２７／５２

Ｅ０４Ｂ １／３５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水平面に対して所定の安定角度を超える迎角で傾斜する斜面上に建築される斜面地建築物の基礎構造であって、
前記斜面の下端を起点として前記安定角度の仰角をなす安定角度線以深に立ち下げられた直接基礎部分を有し、
前記直接基礎部分における前記安定角度線以深に位置する底部に、前記斜面側に臨む支圧面が設けられており、
前記支圧面が、前記安定角度よりも大きな迎角をなす方向に地盤から支圧力を受ける傾斜支圧面として形成されている斜面地建築物の基礎構造。

【請求項2】

前記直接基礎部分から前記斜面側に向けて跳ね出す跳ね出し基礎部分を有し、
前記直接基礎部分が前記安定角度線以深に位置すると共に、前記跳ね出し基礎部分が前記安定角度線以浅に位置する請求項１に記載の斜面地建築物の基礎構造。

【請求項3】

前記跳ね出し基礎部分と前記安定角度線以浅の地盤領域である安定角度線以浅領域との間に、両者間に生じる摩擦力を軽減するための隙間が設けられている請求項２に記載の斜面地建築物の基礎構造。

【請求項4】

安定角度線以深に立ち下げられて、前記跳ね出し基礎部分の鉛直荷重を支持する基礎杭を備える請求項２又は３に記載の斜面地建築物の基礎構造。

【請求項5】

前記跳ね出し基礎部分に対して前記基礎杭の杭頭部がピン接合されている請求項４に記載の斜面地建築物の基礎構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水平面に対して所定の安定角度を超える迎角で傾斜する斜面上に建築される斜面地建築物の基礎構造に関する。

【背景技術】

【0002】

水平面に対して所定の安定角度（安息角、安定勾配ともいう）を超える迎角で傾斜するがけや傾斜地などの斜面上に斜面地建築物を建築する場合は、原則として擁壁を構築する或いは築造替えをすることが推奨されるが、やむを得ない場合は、直接基礎や杭基礎、地盤改良工法を用いて基礎を立ち下げることにより、斜面地建築物の基礎の応力が斜面に影響を及ぼさないようにする必要がある（例えば、非特許文献１を参照）。
具体的に、非特許文献１の指針では、斜面の下端を起点とした迎角が安定角度となる安定角度線を基準として、斜面地建築物の基礎の立下げ深さは安定角度線以深にし、安定角度は原則として土質により判断され一般的に３０°程度とされている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【文献】”横浜市がけ関係小規模建築物技術指針―がけ上編―”，［ｏｎｌｉｎｅ］，平成１７年１１月，横浜市まちづくり調整局，インターネット＜ＵＲＬ：https://www.city.yokohama.lg.jp/business/bunyabetsu/kenchiku/tetsuduki/jorei/gakeue.html＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のように斜面地建築物の基礎を安定角度線以深に立ち下げて構築する場合、斜面地建築物が基礎からそれが通過する安定角度線以浅に対して比較的大きな水平力が作用する場合がある。このように水平力が安定角度線以浅に作用すると、安定角度線以浅の土圧が上昇することから、斜面の崩壊や斜面下建築物への悪影響が懸念される。

【0005】

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、斜面上に斜面地建築物を建築するにあたり、安定角度線以浅における土圧上昇を抑制して斜面の崩壊や斜面下建物への悪影響を防止できる斜面地建築物の基礎構造を実現する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の第１特徴構成は、水平面に対して所定の安定角度を超える迎角で傾斜する斜面上に建築される斜面地建築物の基礎構造であって、
前記斜面の下端を起点として前記安定角度の仰角をなす安定角度線以深に立ち下げられた直接基礎部分を有し、
前記直接基礎部分における前記安定角度線以深に位置する底部に、前記斜面側に臨む支圧面が設けられており、
前記支圧面が、前記安定角度よりも大きな迎角をなす方向に地盤から支圧力を受ける傾斜支圧面として形成されている点にある。

【0009】

本構成によれば、水平面に対して所定の安定角度を超える迎角で傾斜する斜面上に斜面地建築物を建築するにあたり、その斜面地建築物の基礎構造が、斜面の下端を起点とした迎角が安定角度となる安定角度線を基準として当該安定角度線以深に立ち下げられた直接基礎部分を有する。すると、斜面地建築物の鉛直荷重は、直接基礎部分を通じて安定角度線以深の地盤により好適に支持される。更に、直接基礎部分の底部には、安定角度線以深に位置して斜面側に臨む支圧面が設けられている。このことで、斜面地建築物の斜面側に向かう水平力についても、支圧面が安定角度線以深における地盤から受ける支圧力により好適に支持されることになるので、その水平力が安定角度線以浅に作用することが抑制される。
従って、本発明により、斜面上に斜面地建築物を建築するにあたり、安定角度線以浅における土圧上昇を抑制して斜面の崩壊や斜面下建物への悪影響を防止できる斜面地建築物の基礎構造を実現することができる。
更に、本構成によれば、傾斜支圧面から地盤に対して作用する支圧力の反力ベクトルが安定角度線以浅の地盤に向かうものではなくなる。このことで、傾斜支圧面から地盤に作用する反力による安定角度線以浅における土圧上昇を好適に抑制することができる。

【0010】

本発明の第２特徴構成は、前記直接基礎部分から前記斜面側に向けて跳ね出す跳ね出し基礎部分を有し、
前記直接基礎部分が前記安定角度線以深に位置すると共に、前記跳ね出し基礎部分が前記安定角度線以浅に位置する点にある。

【0011】

本構成によれば、斜面地建築物から跳ね出し基礎部分に作用する鉛直荷重の少なくとも一部が、当該跳ね出し基礎部分を片持ち支持する直接基礎部分により好適に支持される。
このことで、その鉛直荷重による安定角度線以浅における土圧上昇を好適に抑制することができる。また、跳ね出し基礎部分を安定角度線以深に立下げる必要がないので、地盤掘削量を削減することができる。
本発明の第３特徴構成は、前記跳ね出し基礎部分と前記安定角度線以浅の地盤領域である安定角度線以浅領域との間に、両者間に生じる摩擦力を軽減するための隙間が設けられている点にある。

【0012】

本発明の第４特徴構成は、安定角度線以深に立ち下げられて、前記跳ね出し基礎部分の鉛直荷重を支持する基礎杭を備える点にある。

【0013】

本構成によれば、斜面地建築物から跳ね出し基礎部分に作用する鉛直荷重の少なくとも一部が、安定角度線以深に立ち下げられた基礎杭により好適に支持される。このことで、その鉛直荷重による安定角度線以浅における土圧上昇を好適に抑制することができる。

【0014】

本発明の第５特徴構成は、前記跳ね出し基礎部分に対して前記基礎杭の杭頭部がピン接合されている点にある。

【0015】

本構成によれば、跳ね出し基礎部分に対して基礎杭の杭頭部がピン接合されているので、杭頭部に発生する曲げモーメントが軽減される。このことで、安定角度線以浅を通過する基礎杭として、受動抵抗(地盤反力)が少ない細い杭を採用して、安定角度線以浅における土圧上昇を好適に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態に係る斜面地建築物の基礎構造の概略構成図

【図2】別実施形態に係る斜面地建築物の基礎構造の概略構成図

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の実施形態として、図１に基づいて、がけや傾斜地などの斜面Ｃ上に建築される斜面地建築物１の基礎構造２（以下、「本基礎構造２」と呼ぶ。）の詳細について説明する。
斜面地建築物１が建築される斜面Ｃは、水平面Ｈに対して所定の安定角度θを超える迎角で傾斜するものである。このことから、本基礎構造２は、斜面地建築物１の基礎の応力が斜面Ｃに影響を及ぼさないようにするために、安定角度線Ｌ以深に立ち下げられた直接基礎部分２１を有するものとして構成されている。

【0018】

尚、安定角度θは、安息角、安定勾配とも呼ばれ、その地盤を構成する土壌が崩れることなく安定を保つ斜面の最大角度として設定される。例えば、安定角度θは、各地の土質により判断されて一般的に３０°程度とされている。
安定角度線Ｌは、斜面Ｃの下端Ｃｂを起点とした迎角が安定角度θとなる境界線である。以下の説明において、安定角度線Ｌ以浅の地盤領域を安定角度線以浅領域Ａ１と呼び、安定角度線Ｌ以深の地盤領域を安定角度線以深領域Ａ２と呼ぶ。

【0019】

本基礎構造２は、斜面地建築部１の底部に沿って構築された鉄筋コンクリート造の直接基礎２Ａと、当該直接基礎２Ａの底面から支持地盤の間に打設された無筋のラップルコンクリート２Ｂとで構成されている。
また、本基礎構造２において、斜面Ｃに対して遠い側に位置する直接基礎２Ａとその下に構築されたラップルコンクリート２Ｂで構成された部分を直接基礎部分２１としており、その直接基礎部分２１から斜面Ｃ側に向けて跳ね出す直接基礎２Ａで構成された部分を跳ね出し基礎部分２２としている。
即ち、直接基礎部分２１は、底面全体が安定角度線以深領域Ａ２に位置する部分として構成されており、一方、跳ね出し基礎部分２２は、その直接基礎部分２１に対して斜面Ｃ側に連続形成されて少なくとも底面全体が安定角度線以浅領域Ａ１に位置する部分として構成されている。

【0020】

このように構成された本基礎構造２により、斜面地建築物１から跳ね出し基礎部分２２に作用する鉛直荷重の少なくとも一部は、当該跳ね出し基礎部分２２を片持ち支持する直接基礎部分２１により好適に支持されることになる。すると、跳ね出し基礎部分２２から安定角度線以浅領域Ａ１に伝達される鉛直荷重が軽減される。よって、安定角度線以浅領域Ａ１において、跳ね出し基礎部分２２から伝達される鉛直荷重に起因する土圧上昇が好適に抑制されている。また、跳ね出し基礎部分２２については、安定角度線以深領域Ａ２に立下げる必要がないので、その分の地盤掘削量が削減されている。

【0021】

跳ね出し基礎部分２２と安定角度線以浅領域Ａ１の地盤との間には、両者間に生じる摩擦力を軽減するための隙間等が設けられて縁切りされている。このことにより、安定角度線以浅領域Ａ１において、跳ね出し基礎部分２２との摩擦力に起因する土圧上昇が好適に抑制されている。

【0022】

跳ね出し基礎部分２２の底部側には、安定角度線以深領域Ａ２に立ち下げられて、直接基礎部分２１で支持される分を除く跳ね出し基礎部分２２の鉛直荷重を支持する基礎杭２３が設けられている。このことで、安定角度線以浅領域Ａ１の土圧上昇が一層好適に抑制されている。
更に、基礎杭２３の杭頭部２３ａは、跳ね出し基礎部分２２に対してピン接合されている。このことで、杭頭部２３ａに発生する曲げモーメントが軽減されるので、基礎杭２３として細い杭が採用されている。このような基礎杭２３の小径化により、安定角度線以浅領域Ａ１からの受動抵抗(地盤反力)が少なくなる。よって、安定角度線以浅領域Ａ１において、基礎杭２３からの受動抵抗に起因する土圧上昇が好適に抑制されている。

【0023】

更に、本基礎構造２では、安定角度線以浅領域Ａ１における土圧上昇を一層抑制して斜面Ｃの崩壊や例えば斜面Ｃに面する形態で当該Ｃの下に建造された斜面下建築物５０への悪影響を防止するために、直接基礎部分２１における安定角度線以深領域Ａ２に位置するラップルコンクリート２Ｂの底部に、斜面Ｃ側に臨む支圧面２１ａが設けられている。
この構成により、斜面地建築物１の斜面Ｃ側に向かう水平力は、直接基礎部分２１の支圧面２１ａが安定角度線以深領域Ａ２における地盤から受ける支圧力Ｆにより好適に支持されることになり、当該水平力が安定角度線以浅領域Ａ１に作用することが抑制される。

【0024】

更に、上記支圧面２１ａは、安定角度線以深領域Ａ２から受ける支圧力Ｆの方向が安定角度θよりも大きな迎角ａをなす方向となるように傾斜する傾斜支圧面として形成されている。
即ち、傾斜支圧面２１ａから安定角度線以深領域Ａ２に対して作用する支圧力Ｆの反力ｆのベクトルが安定角度線以浅領域Ａ１の地盤に向かわなくなる。このことで、安定角度線以浅領域Ａ１において、支圧面２１ａからの反力ｆに起因する土圧上昇が好適に抑制されている。

【0025】

〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

【0026】

（１）上記実施形態では、直接基礎部分２１の底部に設けられた支圧面２１ａを、当該支圧力Ｆの方向が安定角度θよりも大きな迎角ａをなす方向となるように傾斜する傾斜支圧面としたが、支圧面２１ａは、斜面Ｃ側に向かう水平力を支持するべく斜面Ｃに臨む面であればよく、例えば、図２に示すように、斜面Ｃ側に水平に向かう直立面を支圧面２１ａとして有する段部を直接基礎部分２１の底部に設けても構わない。

【0027】

（２）上記実施形態では、斜面地建築物１から跳ね出し基礎部分２２に作用する鉛直荷重の少なくとも一部を跳ね出し基礎部分２２を片持ち支持する直接基礎部分２１により支持し、他の鉛直荷重を基礎杭２３で支持するように構成したが、跳ね出し基礎部分２２に作用する鉛直荷重の全部を、直接基礎部分２１又は基礎杭２３で支持するように構成しても構わない。そして、跳ね出し基礎部分２２に作用する鉛直荷重の全部を直接基礎部分２１で支持する場合には、基礎杭２３については省略することができる。一方、跳ね出し基礎部分２２に作用する鉛直荷重の全部を基礎杭２３で支持する場合には、跳ね出し基礎部分２２を直接基礎部分２１に対して鉛直荷重の伝達を回避するように縁切りすることができる。

【0028】

（３）上記実施形態では、跳ね出し基礎部分２２に対する基礎杭２３の杭頭部２３ａの接合をピン接合としたが、杭頭部２３ａに発生する曲げモーメントが問題とならない範囲内で、跳ね出し基礎部分２２に対する杭頭部２３ａの接合を剛接合又は半剛接合とすることもできる。

【符号の説明】

【0029】

１ 斜面地建築物
２ 基礎構造
２１ 直接基礎部分
２１ａ 支圧面（傾斜支圧面）
２２ 跳ね出し基礎部分
２３ 基礎杭
２３ａ 杭頭部
Ａ１ 安定角度線以浅領域
Ａ２ 安定角度線以深領域
Ｃ 斜面
Ｃｂ 下端
Ｆ 支圧力
Ｈ 水平面
Ｌ 安定角度線
θ 安定角度

【図1】

【図2】