JPH07279184A - 建築物のフローティング地中梁基礎 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軟弱地盤においても不等沈下が生じ難く、ま
た施工が簡単で施工期間の短縮、施工費用の低減が図れ
る建築物のフローティング地中梁基礎を提供する。 【構成】 鉄骨柱３間を連結する鉄骨地中梁４を設け、
鉄骨柱３の柱脚および鉄骨地中梁４を覆う気泡モルタル
層９，１０を地中に設ける。気泡モルタルは、地盤６の
土よりも単位体積重量が軽いものとする。鉄骨柱３は、
鉄筋コンクリート製の柱脚基礎５上に立設する。柱脚基
礎５の下にも気泡モルタル層を設けても良い。地中梁
は、鉄骨地中梁４以外にも、鉄骨コンクリート製地中
梁，鉄骨鉄筋コンクリート製地中梁，鉄筋コンクリート
製地中梁，プレキャストコンクリート製地中梁の場合が
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、軟弱地盤のような悪
質地盤に適した住宅その他の建築物の建築物のフローテ
ィング地中梁基礎に関する。

【０００２】

【従来の技術】軟弱地盤の上に住宅等の建築物を構築す
る場合、通常は、鋼管杭，ＰＣ杭，ＲＣ杭，軽量摩擦杭
等を打ち込む杭打工法や、地盤改良工法が用いられる。
しかしこれらの工法は、いずれも大型の建築機械が必要
になり、大がかりな施工を必要として多大な費用がかか
るうえ、施工期間が長くなる。

【０００３】このような問題点を解消するものとして、
本出願人は、いわゆるフローティング基礎を提案した
（例えば特開平４−１８５８２０号公報）。これは、掘
削された穴に土よりも単位体積重量が軽い気泡モルタル
の層を打設し、この層の上に建築物基礎を構築するもの
である。前記建築物基礎は、現場で型枠の中に鉄筋を組
み、コンクリートを流し込んで、鉄筋コンクリート造の
布基礎とするのが一般的である。上記基礎構造によれ
ば、掘削前の重い土が軽い気泡モルタルで置換されるこ
とになるため、その差の重量だけ上載荷重を負担する余
裕ができる。すなわち、同じ上載荷重であれば、単位接
地圧が低減し、沈下が生じ難くなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】軟弱地盤上の基礎は、
地盤支持力が弱いために不等沈下が生じ易い。これに対
して、前記のように気泡モルタル層上の基礎を鉄筋コン
クリート造の布基礎とした場合、その連続した基礎の剛
性のため、建築物による上載荷重が、基礎の局部荷重と
して負担されるのでなく、ある程度、基礎の全体で負担
することができ、不等沈下の発生が生じ難くなる。しか
し、鉄筋コンクリート造の布基礎では、曲げ剛性が十分
でなく、そのため一層の不等沈下の抑止効果が求められ
る。

【０００５】この発明の目的は、軟弱地盤においても不
等沈下が生じ難く、また施工が簡単で施工期間の短縮、
施工費用の低減が図れる建築物のフローティング地中梁
基礎を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の建築物のフロ
ーティング地中梁基礎は、鉄骨柱間を連結する地中梁を
設け、前記鉄骨柱の柱脚および前記地中梁の全周または
一部分を覆う気泡モルタル層を地中に設けたものであ
る。前記気泡モルタル層の気泡モルタルは、地盤の土よ
りも単位体積重量が軽いものとする。鉄骨柱は、地盤の
掘削穴内に打設された鉄筋コンクリート製の柱脚基礎上
に立設し、前記掘削穴の前記柱脚基礎上の部分に前記気
泡モルタル層を設けても良い。また、前記柱脚基礎の下
にも気泡モルタル層を設けても良い。地中梁は、Ｈ形鋼
等の鋼材を使用した鉄骨地中梁であっても良く、また鉄
筋コンクリートによって構成される鉄筋コンクリート
（ＲＣ）製地中梁や、プレキャストコンクリート（Ｐ
Ｃ）製地中梁であっても良い。この明細書で言う「鉄骨
地中梁」は、鉄骨のみからなるものの他に、鉄骨の周囲
をコンクリート層で被覆した鉄骨コンクリート製地中梁
や、鉄骨の周辺を鉄筋で配筋した上にコンクリート層で
被覆した鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）製地中梁を含
む意味である。この鉄骨地中梁において、鉄骨の外側に
直接に気泡モルタル層を設けても良く、またコンクリー
ト層で被覆した鉄骨地中梁についてはそのコンクリート
層の外側に気泡モルタル層を設けても良い。

【０００７】

【作用】この構成によると、地盤の重い土が軽い気泡モ
ルタル層で置換されることになって、その差の重量だけ
上載荷重を負担する余裕ができる。しかも、地中梁の使
用のため、高い曲げ剛性を持った連続基礎となり、沈下
が生じる場合でも、不等沈下が発生し難く、基礎全体の
均一沈下として作用する。すなわち、基礎全体を一つの
面として考えると、面内の不陸が生じ難く、また面全体
が一定勾配に傾くような均一沈下を生じることになる。
地中梁が鉄骨地中梁である場合は、より一層高い曲げ剛
性を持った連続基礎となって不等沈下が生じ難くなる。
気泡モルタル層は、地中梁および柱脚の周囲に設けるた
め、地盤を深く掘削する必要がなく、施工が簡単で、工
期が短縮される。柱脚基礎の下にも気泡モルタル層を設
けた場合は、上載荷重の負担の余裕がより大きく得られ
る。地中梁を鉄骨地中梁とした場合では、その周囲が気
泡モルタル層で被覆されることから、鉄骨材の腐食防止
にも有効である。

【０００８】

【実施例】この発明の一実施例を図１ないし図４に基づ
いて説明する。図３は建築物１の基礎２の断面を示し、
図２のＡ−Ａ線断面に相当する。図２は同基礎２の全体
の平面図であり、図３のＢ−Ｂ線矢視図に相当する。建
築物１は住宅、集合住宅、店舗、事務所、その他の建築
物である。建築物１の鉄骨架構１′は、四隅と中間に角
形鋼管等からなる鉄骨柱３を有し、隣合う各鉄骨柱３の
下端が、Ｈ形鋼等からなる鉄骨地中梁４で相互に接合さ
れている。各鉄骨柱３は、各々独立した鉄筋コンクリー
ト製の柱脚基礎５上に立設してある。また、地盤６に掘
削した各柱脚部の掘削穴７と、鉄骨地中梁４を配置する
掘削溝８の全体に気泡モルタル層９，１０を打設し、こ
の気泡モルタル層９，１０で各鉄骨柱３の柱脚および鉄
骨地中梁４の全体を被覆している。ＧＬは地盤面を示
す。

【０００９】図１に拡大して示すように、柱脚基礎５
は、ベース部５ａの中央に基礎上部５ｂを有し、基礎上
部５ｂの上面から突出するアンカーボルト１１を埋め込
んである。鉄骨柱３は、ベースプレート１２を基礎上部
５ｂ上に載置して、ベースプレート１２に形成された穴
にアンカーボルト１１を挿通し、ナット１４で締付け固
定している。鉄骨地中梁４の鉄骨柱３への接合は、鉄骨
地中梁４のエンドプレート１３を鉄骨柱３に高力ボルト
やワンサイドボルト等のボルトで行っている。柱脚部の
掘削穴７は、略柱脚基礎５のベース部５ａの大きさより
もやや大きな形状とする。鉄骨地中梁４を埋め込む掘削
溝８は、前記掘削穴７よりも狭いのが通常である。これ
ら掘削溝８と掘削穴７とは同じ深さとしてあるが、掘削
溝８の方を浅くしても良い。

【００１０】気泡モルタル層９，１０の気泡モルタル
は、単位体積重量が０．３〜１．２Kg／cm³ 程度のもの
であり、通常の１．４〜２．０Kg／cm³ の土に比べて軽
い特性を持つ。この気泡モルタルの圧縮強度は、５Kg／
cm² 以上の任意の値に材料の配合によって設定できる。
なお、気泡モルタルは、気泡コンクリート、エアミル
ク、泡モルタル等とも称される。

【００１１】つぎに、施工手順を図４と共に説明する。
地盤６に、図２の平面図で示される各部の柱脚基礎用
の掘削穴７、および鉄骨地中梁４用の掘削溝８を必要な
断面形状に掘削する（図４（Ａ））。ついで、鉄筋コン
クリート製の柱脚基礎５を構築する（図４（Ｂ））。
この柱脚基礎５のアンカーボルト１１に鉄骨柱３のベー
スプレート１２をナット１４で固定して鉄骨柱３を建て
込む（図４（Ｃ））。鉄骨地中梁４のエンドプレート
１３を鉄骨柱３の所定位置に当接し、ボルト等の固定手
段により鉄骨柱３に接合する（図４（Ｄ））。鉄骨地
中梁４の周囲の全体および柱脚基礎５の上面の全体に、
図１のように気泡モルタル層９，１０を打設して、いわ
ゆるフローティング基礎とする。なお、気泡モルタル層
９，１０は連続して一体に打設される。地盤面ＧＬか
ら上の鉄骨架構１′を架設する。

【００１２】この構成の基礎構造によると、地盤６の重
い土が軽い気泡モルタル層９，１０で置換されることに
なり、その差の重量だけ上載荷重を負担する余裕ができ
る。しかも、鉄骨地中梁４の使用のため、高い曲げ剛性
を持った連続基礎２となり、沈下が生じる場合でも、不
等地沈下が発生し難く、基礎２の全体の均一沈下として
作用する。このように上載荷重の負担余裕ができ、かつ
不等沈下が防止されるため、軟弱地盤においても堅固な
安定した基礎とできる。そのため、軟弱地盤において
も、杭打工法や地盤改良工法を採用する必要がなく、ま
た掘削穴７や掘削溝８も必ずしも大きく掘削する必要が
なく、施工が簡単で工期が短縮され、施工コストも低減
される。さらに、地盤強度や、上載荷重、地盤６の土の
単位体積重量、気泡モルタル層９，１０の置換体積、置
換深さ、鉄骨地中梁４の断面、柱脚基礎５の形状等の諸
因子に対応した自由なフローティング基礎２の設計がで
きる。鉄骨地中梁４は、周囲が気泡モルタル層１０で被
覆されるため、鉄骨材の腐食防止にも有効である。

【００１３】図５ないし図１２は、各々この発明の他の
実施例を示す。なお、これらの実施例において、特に説
明のない部分は、図１の実施例と同様である。図５の例
は、柱脚基礎５の下方に気泡モルタル層１５を設けたも
のである。掘削穴７は、気泡モルタル層１５を設けるた
めに大きく形成する。この場合、気泡モルタル層１５を
打設した後に、柱脚基礎５を打設し、その後に柱脚基礎
５の上と周囲の気泡モルタル層９を打設する。気泡モル
タル層１５の気泡モルタルにも前記の各種のものが使用
できる。その他の構成は図１の実施例と同様である。こ
のように気泡モルタル層１５を設けることにより、一層
効果的なフローティング基礎とできる。

【００１４】図６（Ａ）〜（Ｃ）の各例は、いずれも気
泡モルタル層１０の打設工程を複数回に分けて配分した
例であり、これらの例では気泡モルタル層１０の各部分
の配合や強度を異なるものとすることもできる。図６
（Ａ）の例は、鉄骨地中梁４の周囲に設ける気泡モルタ
ル層１０を、鉄骨地中梁４の下面レベルまで設ける気泡
モルタル層部分１０ａと、鉄骨地中梁４の両側面から上
面に渡って梁幅よりも若干広い程度の幅に設ける気泡モ
ルタル層部分１０ｂと、その両側に設ける気泡モルタル
層部分１０ｃとに分けて、複数回に分けて打設したもの
である。各気泡モルタル層部分１０ａ〜１０ｃは配合や
強度の異なるものとしても良い。また、鉄骨地中梁４の
周辺部の気泡モルタル層部分１０ｂには、気泡モルタル
に代えて、高配合の強度の強いコンクリート５０を使用
しても良い。図６（Ｂ）の例は、気泡モルタル層部分１
０ａを鉄骨地中梁４の下面レベルからさらに下がった位
置まで打設し、鉄骨地中梁４の鉄骨の周囲を高配合の強
度の強いコンクリート５０で覆ったものである。この場
合、鉄骨梁４は、コンクリート５０とで鉄骨コンクリー
ト梁４′となる。さらに、図６（Ｃ）のように、鉄骨地
中梁４の鉄骨の周辺に鉄筋３０を配筋することもでき
る。すなわち、上端筋３１と下端筋３２とスターラップ
３３とで構成する鉄筋３０を鉄骨地中梁４の周りに配筋
し、鉄骨地中梁４の鉄骨の周囲を高い配合のコンクリー
ト５０で覆う。これにより鉄骨地中梁４は、鉄骨鉄筋コ
ンクリート（ＳＲＣ）製地中梁４″となる。なお、図６
（Ｂ），（Ｃ）の例において、コンクリート５０の両側
には図６（Ａ）の例と同様に気泡モルタル層部分１０ｃ
を打設する。

【００１５】図７の例は、掘削溝８の中に、鉄骨地中梁
４の両側に各々位置する一対の型枠１６，１６を設け、
その中に気泡モルタル層１０を打設したものである。掘
削溝８内の残りの空き空間は土砂で埋め戻す。図８の例
は、鉄骨地中梁４の上面に溝形鋼等の鋼材を溶接して露
出させ、鉄骨土台１７としたものである。図９の例は、
鉄骨地中梁４の下面等にアンカー鉄筋１８を溶接して、
鉄骨地中梁４と気泡モルタル層１０との付着性を高めた
ものである。アンカー鉄筋１８は、この他に例えば鉄骨
地中梁４の両側面で各々上下フランジに両端を溶接した
もの等としても良い。図１０の例は、図１の例に比べ
て、柱脚基礎５を深くして基礎中央部５ｂを高く形成し
たものである。気泡モルタル層９の打設は、深く形成し
た掘削穴７の全体に行っても良く、あるいは図７の実施
例と同様に型枠を設けてその範囲内に打設しても良い。

【００１６】図１１の例は、鉄骨地中梁に代えて鉄筋コ
ンクリート製地中梁２０を設けた実施例である。鉄筋コ
ンクリート（ＲＣ）製地中梁２０の周囲に設ける気泡モ
ルタル層１０は、まず鉄筋コンクリート製地中梁２０の
下面レベルまで設ける気泡モルタル層部分１０ａを打設
する。ついで、上端筋３１と下端筋３２と、スターラッ
プ３３と、腹筋３４と、幅止め筋３５とによって構成さ
れる鉄筋３０を配筋し、所定の鉄筋かぶり厚が確保でき
るように型枠１６を、鉄筋コンクリート製地中梁２０の
両側面位置に取付けて固定する。この後、高い配合の強
度の強いコンクリート５０を打設し、硬化させて鉄筋コ
ンクリート製地中梁２０を構築する。そして、数日間の
養生期間を経て、型枠１６を脱型除去した後、残余の空
間に気泡ルタル層１０ｃを打設する。この場合、鉄筋コ
ンクリート製地中梁２０に代えて、既に梁として形成さ
れているプレキャストコンクリート（ＰＣ）製地中梁２
０′を設けても良い。その場合にはプレキャストコンク
リート（ＰＣ）製地中梁２０′の据付は、両端の鉄骨柱
３とプレキャストコンクリート（ＰＣ）製地中梁２０′
の端部にあるエンドプレートとの接合手段により強固に
接合することにより、あるいは鉄骨柱３とプレキャスト
コンクリート（ＰＣ）製地中梁２０′との他の接合手段
（図示せず）により強固に接合することにより、そして
該プレキャストコンクリート（ＰＣ）製地中梁２０′を
掘削溝８から支承する埋め殺しサポートを設けてプレキ
ャストコンクリート（ＰＣ）製地中梁２０′の位置を仮
設的に安定させ、気泡モルタル層１０を地中梁の全周に
一度打設が可能となる。

【００１７】図１２の例は、図１１の例の鉄筋コンクリ
ート製地中梁２０に代えて、フーチング部２２と立上り
部２３とで構成されるプレキャストコンクリート（Ｐ
Ｃ）製地中梁２０′を設けた例である。フーチング部２
２と立上り部２３とは、各々別体に形成したプレキャス
トコンクリート材として現場で組立てても良く、また予
め一定に形成したものであっても良い。さらに、フーチ
ング部２２と立上り部２３とは、いずれか一方を現場打
ちコンクリートとしても良い。プレキャストコンクリー
ト製地中梁２０′は、例えばコンクリート端面から突出
させた鉄筋等を介して柱と接合する。

【００１８】

【発明の効果】この発明の建築物のフローティング地中
梁基礎は、鉄骨柱間を連結する地中梁を設け、前記鉄骨
柱の柱脚および前記地中梁の全周または一部分を覆う軽
量の気泡モルタル層を地中に設けたものであるため、軟
弱地盤においても重い上載荷重が負担でき、しかも地中
梁の高い剛性によって不等沈下が抑止される。また、地
盤の掘削範囲も少なくて済み、大型の建設機械を使用す
ることなく容易に施工できて、工期の短縮、施工コスト
の低減が図れる。しかも、気泡モルタル層により、地中
梁や鉄骨柱を構成する鋼材の腐食防止作用も得られる。
柱脚基礎の下にも気泡モルタル層を設けた場合は、上載
荷重の負担の余裕がより大きく得られる。鉄骨地中梁を
コンクリートで被覆した場合は、地中梁の強度がより向
上する。地中梁を鉄骨地中梁とした場合は、地中梁の剛
性が一層高められ、より確実に不等沈下が抑止される。
特に地中梁が一体の梁となった連続物の地中梁であっ
て、鉄骨柱との柱・梁接合部が剛結される接合部構造と
した鉄骨地中梁，鉄骨コンクリート製地中梁，鉄骨鉄筋
コンクリート（ＳＲＣ）製地中梁，鉄筋コンクリート
（ＲＣ）製地中梁およびプレキャストコンクリート（Ｐ
Ｃ）製地中梁とした場合は、さらに地中梁の剛性が高め
られ、不等沈下の抑止が確実となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかるもので、（Ａ）は
基礎の柱脚部付近の断面図、（Ｂ）は鉄骨地中梁部分の
断面図である。

【図２】基礎全体の平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】施工手順の説明図である。

【図５】この発明の他の実施例における基礎の柱脚部分
の断面図である。

【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は各々この発明のさらに他の実
施例における基礎の鉄骨地中梁付近の断面図である。

【図７】この発明のさらに他の実施例における基礎の鉄
骨地中梁付近の断面図である。

【図８】この発明のさらに他の実施例における基礎の鉄
骨地中梁付近の断面図である。

【図９】この発明のさらに他の実施例における基礎の鉄
骨地中梁付近の断面図である。

【図１０】この発明のさらに他の実施例における基礎の
柱脚部分の断面図である。

【図１１】この発明のさらに他の実施例における基礎の
地中梁付近の断面図である。

【図１２】この発明のさらに他の実施例における基礎の
地中梁付近の断面図である。

【符号の説明】

２…基礎、３…鉄骨柱、４…鉄骨地中梁、４′…鉄骨コ
ンクリート製地中梁、４″…鉄骨鉄筋コンクリート製地
中梁、５…柱脚基礎、６…地盤、７…掘削穴、８…掘削
溝、９，１０，１５…気泡モルタル層、２０…鉄筋コン
クリート製地中梁、２０′…プレキャストコンクリート
製地中梁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄骨柱間を連結する地中梁を設け、前記
   鉄骨柱の柱脚および前記地中梁の全周または一部分を覆
   う気泡モルタル層を地中に設け、この気泡モルタル層は
   地盤の土よりも単位体積重量が軽いものとした建築物の
   フローティング地中梁基礎。
2. 【請求項２】 鉄骨柱は、地盤の掘削穴内に打設された
   鉄筋コンクリート製の柱脚基礎上に立設し、前記掘削穴
   の前記柱脚基礎上の部分に前記気泡モルタル層を設けた
   請求項１記載の建築物のフローティング地中梁基礎。
3. 【請求項３】 柱脚基礎の下に気泡モルタル層を設けた
   請求項１または請求項２記載の建築物のフローティング
   地中梁基礎。
4. 【請求項４】 請求項１記載の建築物のフローティング
   地中梁基礎において、前記地中梁を、鉄骨を主材とする
   鉄骨地中梁とし、前記鉄骨地中梁の外側に気泡モルタル
   層を設けた建築物のフローティング地中梁基礎。
5. 【請求項５】 請求項１記載の建築物のフローティング
   地中梁基礎において、地中梁を鉄筋コンクリート製地中
   梁、またはプレキャストコンクリート製地中梁とし、前
   記地中梁の外側に気泡モルタル層を設けた建築物のフロ
   ーティング地中梁基礎。