JPH0953248A - 大地震対応の構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地震時の水平力に対してエネルギー吸収の効
果（免震効果）を発揮し、支持杭の杭頭部が損傷等して
も使用可能な大地震対応の構造物を提供する。 【解決手段】 支持杭３により支持された地中の基礎ベ
ース４の上面に、構造物１の下部の構造物ベース２が分
離層５を介して滑動可能に載置され、当該構造物ベース
２の上に地上の構造物１が構築されている。前記基礎ベ
ース４の外周に構築した山留め９の内側地盤は支持層８
の付近まで砂に置換されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、建築の技術分野
に属し、さらに言えば、地震時の水平力に対してエネル
ギー吸収の効果（免震効果）を発揮し、また、予期しな
いほど過大な地震により支持杭の杭頭部が損傷し、構造
物が少々傾くような事態になっても、杭頭部の修復、及
び構造物の傾きの修復を行って、その後も健全に使用可
能となる、大地震対応の構造物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、大地震対応の構造物に関して、種
々な研究、開発が進められている。例えば特開平２−２
８２５２３号公報に記載された滑動免震式海洋構造物
は、海底面上に設置される重力式海洋構造物の底版部分
を基礎側底版と本体側底版とに分離し、一定以上の水平
力により基礎側底版と本体側底版との接触面で滑動を許
容する構成とされている。前記滑動によって地震エネル
ギー吸収の効果及び免震作用を奏するものである。

【０００３】次に、特開昭５７−８１５６９号公報に記
載された構造物の免震装置は、短周期の外力（水平力）
に対して、構造物を周辺地盤に対して相対変位の可能な
状態で建築し、構造物と周辺地盤との間に免震機構を介
装し、長周期の外力に対しては構造物を拘束する構成と
されている。

【０００４】

【本発明が解決しようとする課題】上述の各公報に記載
された大地震対応の構造物は、それぞれ水平力に対する
エネルギー吸収の効果に腐心した構成であることが明快
である。しかし、それだけのことに止まっている。一
方、地震の大きさ、被害の程度は、とうてい事前に予測
できるものではないことは過去の事例に事欠かない。即
ち、構造物が水平力によって滑り、エネルギー吸収の作
用が働いてもなお、そうした作用効果だけでは足りず、
構造物の基礎を支える支持杭の杭頭部が大きく損傷し、
構造物が傾いたり、倒壊に至ることも珍しくはない。し
かるに、前記の各従来技術は、仮に支持杭の杭頭部が損
傷したり、構造物が大きく傾く被害が発生した場合に
は、もはや対処の手段がなく、以後は供用に適さない危
険構造物として処分するほかなかった。

【０００５】したがって、本発明の目的は、構造物の基
礎を支える支持杭の杭頭部が損傷したり、構造物が傾く
被害が発生した場合でも、その構造物を当座使用するこ
とに支障がないように、しかも杭頭部の修復、及び傾い
た構造物の修復も可能に構成した大地震対応の構造物を
提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決するための手段として、請求項１の発明に係る大地震
対応の構造物は、支持杭により支持された地中の基礎ベ
ースの上面に、構造物下部の構造物ベースが分離層を介
して滑動可能に載置され、当該構造物ベースの上に地上
の構造物が構築されていること、前記基礎ベースの外周
に構築した山留めの内側地盤は支持層付近まで砂に置換
されていること、をそれぞれ特徴とする。

【０００７】前記請求項１に記載した基礎ベースの外周
位置には、その上の構造物ベースの滑動限度を規制する
滑り止めが立ち上げられ、該滑り止めと構造物ベースの
外周面との間に緩衝材が充填される。更に、前記請求項
１に記載した構造物の外周柱の近傍位置であって、構造
物ベースにおける基礎ベースとの境界部分にジャッキ設
置用の空洞部が設けられ、該空洞部内に、基礎ベースに
反力をとって構造物ベースを上向きに押す構造物修復用
のジャッキが垂直上向きに設置され、前記空洞部の位置
から基礎ベースを貫通して直下の支持杭の頭部に達する
垂直な観察孔が設けられることも特徴である。なお、観
察孔は、構造物外周の支持杭にのみ限らず、構造物の内
部に位置する各支持板の頭部に達するようにも設けられ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係る大地震対応の構造物
は、工法的順序で説明すると、構造物の外周に構築した
山留めの内側地盤を、好ましくは支持層の深さまで砂に
置換して砂層地盤とすると共に、構造物の載荷重量の大
きさに応じた支持力を発揮するように予め突き固めてお
く。その上で、支持杭を例えば場所打ちコンクリート杭
として構築し、該支持杭に支持された地中の基礎ベース
を、その上面が水平な平坦面となるように構築する。従
って、基礎ベースは支持杭の頭繋ぎに相当する要素とも
される。前記基礎ベースの水平な上面に、例えばアスフ
ァルトを塗布する等の手段で分離層を形成し、その上
に、上部構造物の基礎に相当する構造物ベースを、前記
分離層を介して水平方向に滑動可能に構築する。この構
造物ベースは、独立基礎の繋ぎ梁形式の構造であっても
良い。前記構造物ベースの上に、建物その他の上部構造
物が構築される。上部構造物としては、道路や橋の橋
脚、塔状構造物なども適用される。

【０００９】上記構成の構造物は、地震による大きな水
平力を受けた場合、基礎ベースとの間に滑りを発生して
地震エネルギーを吸収し、構造物の免震効果を発揮す
る。そして、思いがけないほど過大な地震によって、仮
に支持杭の杭頭部が損傷するような被害が発生しても、
基礎ベースは支持杭に代わる砂層地盤によって直ちに強
固に支持されるから、倒壊又は倒壊に近い程大きなダメ
ージを受ける災難は免れ得る。のみならず、杭頭部の損
傷、及び構造物の傾きが時間と共に次第に進行するよう
な危険な事態も防げる。従って、建物が少々傾くような
ことはあっても、供用に差し支えるような被害までは起
こらない。

【００１０】次に、本発明は、上記基礎ベースの外周位
置に、構造物ベースと基礎ベースとの間の滑動限度を規
制する滑り止めを垂直な壁状に構築し、この滑り止めと
構造物ベースの外周面との間に砂利、土砂のような緩衝
材を充填した構成でも実施される。かくすると、基礎ベ
ースと構造物べースとの間の無闇に大きな滑動、位置ず
れが阻止される。

【００１１】更に、本発明は、構造物の外周柱の近傍位
置であって、基礎ベースと構造物ベースとの境界部分の
構造物ベースにジャッキ設置用の空洞部を設け、該空洞
部内に、基礎ベースに反力をとって構造物ベースを上向
きに押す構造物修復用のジャッキが垂直上向きに設置さ
れる。そして、前記空洞部の位置から基礎ベースを貫通
して直下の支持杭の頭部に達する垂直な観察孔を設けた
構成でも実施される。従って、大地震によって仮にも、
支持杭の杭頭部が損傷して構造物が傾く被害が発生した
ときは、まず空洞部内へ作業員が下りてゆき、各観察孔
内へファイバースコープのような観測手段（機器）を挿
入して杭頭部の損傷の程度、及び修復の可能性、修復の
好適な手段の検討などの情報を得ることが可能である。
その後、前記観察孔を利用してセメントミルクを注入
し、損傷した杭頭部の修復を行うことが出来る。更に、
空洞部内のジャッキを働かせて構造物の傾きを解消して
正常な姿勢に戻す修復も行う。もっとも、杭頭部の修復
と、ジャッキアップによる傾きの解消とは、被害の程度
や構造物の使用条件などに応じて時機が前後する。ジャ
ッキアップによる傾きの解消を行ったときは、その修復
状態を恒久的に固定するため、構造物ベースと基礎ベー
スの間にコンクリートの充填又はセメントミルクの注入
等を行う。構造物を平面的に見て、どの位置の支持杭が
損傷するかは予測不可能なので、全ての支持杭の杭頭に
対して予め観察孔を設けておくのが好都合である。

【００１２】

【実施例】次に、図示した本発明の実施例を説明する。
図１に示した実施例は、地上構造物の一例である建物１
の構造物ベース２が、支持杭３の頭繋ぎの如く構築され
た基礎ベース４の水平な平坦面状に形成された上面に、
水平方向へ滑動可能に載置されている。基礎ベース４の
上面にはアスファルトを全面に塗布して分離層５が形成
され、該分離層５によって前記の滑動が円滑に実現する
ように構成されている。前記基礎ベース４の外周位置に
は、滑動限度を規制する滑り止め６が垂直な壁状に立ち
上げられる。この滑り止め６と前記構造物ベース２の外
周面（側面）との間には、砂利、土砂の如き緩衝材７が
地面Ｇ．Ｌと同レベルまで充填されている。前記支持杭
３は、支持層８に届く場所打ちコンクリート杭として構
築され、該支持杭３の外周の山留め９に囲まれた地盤
は、全て砂に置換すると共に、建物１の載荷荷重を支持
できるように十分に突き固めた砂層地盤１０として構成
されている。

【００１３】図２は上記建物１の各柱１ａの配置、及び
建物外周柱に対するジャッキ１１の配置を含む建物平面
の計画図を示している。ジャッキ１１は、外周柱１ａの
両側に対称的配置で一対設置されている。図３は前記外
周柱１ａとジャッキ１１の配置構造の詳細を示してい
る。図３は柱１ａの位置と、支持杭３の位置とは、平面
的に一致した配置であることも示している。図３はま
た、柱１ａの近傍位置であって、構造物ベース２におい
て基礎ベース４との境界部分に、構造物ベース２をくり
抜く形に低部が広い空洞部１２が設けられ、該空洞部１
２へ人や機材の出入りを可能にする垂直なマンホール１
３が設けられることを示している。前記空洞部１２内に
は、基礎ベース４に反力をとって、構造物ベース２を上
向きに押し上げて建物１の傾きを解消する修復用のジャ
ッキ１１が垂直上向きに複数台設置されている。各柱毎
に設置されたジャッキ１１の能力の総和は、建物を押し
上げる修復作業に不足無い内容とされる。

【００１４】更に、前記空洞部１２内には、前記ジャッ
キ１１の位置を避けて、基礎ベース４を貫通して直下の
支持杭４の杭頭部に達する観察孔１４が設けられてい
る。観察孔１４の口径は、ファイバースコープ等の観測
機材の挿入が可能で、後のセメントミルク注入が可能で
あるように、およそ１０cm程度とされる。この観察孔は
全ての支持杭に対して設けるのが好ましい。前記ジャッ
キ１１は、平常時は非稼働の状態に設備されるが、場合
によっては大地震によって被害が発生し、建物１の傾き
を修復する必要が認められた段階で空洞部１２内へ搬入
して使用する方式も実施可能である。

【００１５】

【本発明が奏する効果】本発明に係る大地震対応の構造
物によれば、地震時の水平力は、構造物を滑らせること
によってエネルギー吸収を図り、免震効果を得ることが
できる。そして、予想外に大きい地震によって支持杭の
杭頭部が損傷を受け、構造物が傾く被害を発生した場合
でも、取り敢えずは砂層地盤によって短期の支持を確保
し、被害の進行を止め、更に杭頭部の修復、構造物の傾
きを修復することを可能にし、もって構造物を以前の平
常状態と同様に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る大地震対応の建物の構造概要を示
した立面図である。

【図２】前記建物の平面配置図である。

【図３】柱と支持杭及びジャッキの配置詳細を示した断
面図である。

【符号の説明】

３ 支持杭 ４ 基礎ベース ２ 構造物ベース ５ 分離層 １ 建物（構造物） ９ 山留め １０ 砂層地盤 ６ 滑り止め ７ 緩衝材 １ａ 柱 １２ 空洞部 １１ ジャッキ １４ 観察孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持杭により支持された地中の基礎ベー
   スの上面に、構造物下部の構造物ベースが分離層を介し
   て滑動可能に載置され、当該構造物ベースの上に地上の
   構造物が構築されていること、 前記基礎ベースの外周に構築した山留めの内側地盤は支
   持層付近まで砂に置換されていること、をそれぞれ特徴
   とする、大地震対応の構造物。
2. 【請求項２】 基礎ベースの外周位置に、その上の構造
   物ベースの滑動限度を規制する滑り止めが立ち上げら
   れ、該滑り止めと構造物ベースの外周面との間に緩衝材
   が充填されていることを特徴とする、請求項１に記載し
   た大地震対応の構造物。
3. 【請求項３】 構造物の外周柱の近傍位置であって、構
   造物ベースにおける基礎ベースとの境界部分にジャッキ
   設置用の空洞部が設けられ、該空洞部内に、基礎ベース
   に反力をとって構造物ベースを上向きに押す構造物の傾
   き修復用のジャッキが垂直上向きに設置され、前記空洞
   部の位置から基礎ベースを貫通して直下の支持杭の頭部
   に達する垂直な観察孔が設けられていることを特徴とす
   る、請求項１に記載した大地震対応の構造物。
4. 【請求項４】 観察孔は、構造物の内部に位置する各支
   持杭の頭部に達するように設けられていることを特徴と
   する、請求項１又は３に記載した大地震対応の構造物。