JPH0249821A - 不等沈下した軽量構造物の水平度回復工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、木造住宅、その他の木造建築物（以下、軽量
構造物と称す）が不等沈下した場合、水平度を回復せし
めるための工法に関する。

従来技術と問題点 建築物の不等沈下現象は、軟弱地盤に建築された建築物
に多く見られる。石狩川の河口に拓かれた札幌布及び近
隣市町村の地盤を例にとれば、それらの地域の表層深部
は、第４図示のように石狩川が水流によって岩石等の風
化生成物を沈澱堆積した河成沖積層（ａ＞と、原始湖沼
の水際植物などが枯死して有機物が分解されながら湖沼
を埋めた植積土ｉｆｆ　（ｂ）とがある。地下水位（ｃ
）は、同図に示す如く高く地表より０．９ｍ位が普通で
ある。これらが軟弱地盤の成因で、その構造は、固体土
粒子を骨格に、その間隙を水、空気、有機物が満たして
いるということである。これらの土層でのＮ値（ｄ）　
（標準貫入試論の打撃回数）は、０〜５と極めて低く、
長期安定的な地盤支持力を得られそうにない。こうした
地域は、石狩川流域沿いに札幌布北部を初め、石狩町、
江別市、当別町、岩見沢市といったように広い地域に及
び、当初より地盤沈下の対策を施されぬまま、建築され
た軽量構造物が無数に存在する状況にある。

上記したような地盤沈下による軽量構造物の不等沈下改
善対策は、２つの主流に大別される。

その１は、軽量構造物のコンクリート基礎部が強度的に
脆弱に築造されていたものについて、家屋のみジヤツキ
アップし、地上２ＴｒＬ位の中空に保持した後、下に残
されたコンクリート基礎部を解体撤去し、新たに高強度
の基礎を構築し、家屋をジヤツキダウンするという手段
である。この手段は、基礎を残して家屋を持上げるため
、給排水管。

ガス管などを全て切断するのは勿論のこと、基礎に代わ
る補剤部材が家屋腰壁に取付けられるため、腰壁の部分
解体を必要とする。また、基礎撤去後に新たに支持力を
得るため、杭打設を必要とするが、中空に持上げた家屋
があるため、短いパイルを接続使用しなければならず、
非効率的、非経済的な杭打設となっている。ざらに、こ
の杭上部にコンクリート基礎を新たに打設し、家屋を降
してから、給排水管、ガス管などの接続、最後に腰壁の
補修という手順で作業しなければならず、工法全体が非
能率的、非経済的な工法になっている。

その２は、コンクリート基礎が高強度かつ剛性高く築造
されたものについては、構造物重量支持杭を基礎部外周
及び屋内中枢部に総数３０〜４０本位杭打設し、それら
杭頭を支持反力点として、不等沈下の進行した部分を主
体に基礎もろともジヤツキアップし、家屋等を水平に戻
す工法である。この工法は、前者の工法よりも合理的で
あるが、屋内にも１０本内外の杭打設を必要とするため
、家屋の床、天井、コンクリート床スラブなどの部分解
体を伴ううえ、当然のことながら、家屋内での使用パイ
ル長が天井高さによる制約を受け、作業性の悪さを否定
し得ないと共に、工費がかさむことも否定できない。ま
た、最終工程として、給排水管の接続後、第３図示のパ
イル（ｐ′）上端部の荷重片支持受金具（ｐ”）の強度
保持のために根固めコンクリート（ｐ′”）の充腹打設
を必要とする。この工法は、前者の工法より、多少の合
理性が認められるが、まだ作業性の面で改善されるべき
ことがあると共に、経済性の面からは、低価格補修の域
を超えてしまうという不利がある。その他、杭打設につ
いても、住宅が近接林立する市街地にあっては、打撃貫
入、撮動真人などの手段が厳しく制限され、時代にそぐ
わない立遅れのめだつ工法になっている。

ところで、軽重構造物の不等沈下の原因は、表層地盤中
の間隙被圧水の排除及び逸水が主体的要因となって招致
する表層地盤の圧密による不等沈下であることがはっき
りしている。表層地盤間隙被圧水の排除及び逸水につい
ての原因が次の３つであると考えられる。その１は、第
５図に圧密度と圧密時間の関係曲線を示したが、同図の
１次圧密とは、圧密度１００％未満の圧密である。１０
０％圧密とは、未だ人の手の加わっていない地盤（以下
、地山と称す）中の水、空気等の土粒子以外の物質がす
べて排除された状態をいうのであるが、軽量構造物によ
る荷重圧密は、この１００％に満たない１次圧密をさし
ている。因みに第５図において、圧密度が１００％以上
になっている部分は、２次圧密といわれ、強度の圧密荷
重により、土粒子そのものが構造的に変形縮小をきたし
た状態を示している部分である。浅層部他出は、軽量構
造物の荷重を受け、地山被圧水を排水せしめ、間隙体積
を減少せしめて上記の１次圧密を受けつつ地盤沈下を進
行させている。その２は、札幌型周辺郊外の都市化に伴
う都市施設としての公共下水道の普及である。下水道管
渠が網の目に地山浅層部に敷設され、地山保有水を大量
に引抜いて地下水位を低下せしめ、地山の圧密及び沈下
を促進している。その３は、工場施設や団地施設の工業
用水や飲料用水の汲上げによる地下深層部の水位の低下
である。これらの要因のため、札幌重比部近郊では、空
地部にあっても、その地表面が毎年２〜３α位の地盤沈
下を惹起し、軽重構造物の不等沈下については、最沈下
部で上記地盤沈下に加えて、さらに毎年２〜３　ｃｒｓ
位の圧密沈下を示している。

即ち、基礎構造物に不同荷重がかかる事例について、荷
重の大きく負担している部分が先行的に沈下し、軽量構
造物の不等沈下が観測される結果となっている。

本発明は、前記従来技術の問題点、軽量構造物の不等沈
下原因が上記３つあると考えられることなどに着目して
なしたもので、無騒音、無振動を前提にして軽量構造物
のジヤツキアップを避け、また、接続している給排水、
ガス管等の切断、切離しなどを行なわずに不等沈下軽量
構造物の水平度を回復し得る工法を提案することを目的
とする。

問題点解決のための手段 上述の目的を達成するために本発明がなした手段は、不
等沈下した軽量構造物の最沈下部周辺下側に軽量構造物
支持力を構築する第１工程と、上記不等沈下した軽」構
造物を全体的に水平ならしめる第２工程と、上記軽量構
造物支持力構築部位以外の部位に追加の軽量構造物支持
力を構築する第３工程とからなるということである。

実施例 図面を参照しながら説明する。

不等沈下した軽石構造物（Ｈ）のＲ沈下部周辺下側に軽
量構造物支持力を構築する第１工程には、２つの例があ
る。第１工法は、第１図示の工法であって、軽量構造物
（Ｈ）の最沈下部周辺から最沈下部真下に薬注を行なっ
て地盤改良を用い、結果として地盤反力としての軽量構
造物（Ｈ）の局部支持力を得るものである。この薬注法
による地盤改良手段は、薬注装置を使用して施工するの
で、その薬注装置について述べる。薬注装置（Ｃ）は取
下薬注に使用するセメント系固化材粉体（たとえば、１
例として日鉄セメント株式会社製の商品名アースタイト
がある）の水溶液をつくるための撹拌機（Ｃ１）と、上
記水溶液を地山に送圧水するための強力な高圧ポンプ（
２５０／（ｇ／−程度の吐出圧）からなるポンプ（Ｃ２
）と、このポンプと中空削孔ロッド（Ｃ３）のヘッダー
（Ｃ３’　）とを結ぶ薬液用の高圧ホース（Ｃ４）と、
地山を削孔すると共に薬液が供給される周知の中空削孔
ロッド（Ｃ３）とで概略構成する。中空削孔ロッド（Ｃ
３）について補足すると、そのロッドは４０〜５０厘径
に構成され、廟孔機（Ｃ３”’）で軸回転されるように
構成され、ヘッダー（Ｃ３’　）が水密性を雑持しえる
ように構成されて上端部に位置し、下端部に地山用の削
孔刃先（Ｃ３”）が取付けられて構成され、削孔機（Ｃ
３＝ｌ＋）による軸回転によって削孔刃先（Ｃ３”　）
が地山を削孔する。削孔ロッド（Ｃ３）の削孔刃先（０
３″）は、岩石や鉄筋コンクリート基礎（ｈ＞の貫通が
可能で、任意の位置に貫孔できる性能を有している。削
孔刃先（Ｃ３”）が所定の深さ位置に達するまでは、ポ
ンプ（Ｃ２）が真水を供給して刃先の削孔機能を保全せ
しめ、削孔完了時に初めて、撹拌機（Ｃ１）で調製され
た薬液（セメント系固化打水溶液）がポンプ（Ｃ２）か
ら削孔刃先（Ｃ３”）に供給され、同時に中空削孔ロッ
ド（Ｃ３）が回転しながら上方へ引扱かれ、高強度地盤
改良区間（Ｇ）が形成される。そして、この地盤改良区
間から少し距離をおいた部位（ａ）にも弱強度の地盤改
良を行なう。地盤の改良により、地山に曲げ強度と、耐
剪断力とが発生し、これらによって地盤反力としての軽
量構造物支持力を得る。第２工法としては、第３図示の
パイル部分支持法があり、これも有効である。即ち、軽
量構造物（Ｈ）の最沈下部周辺に鋼製螺旋パイル（Ｐ）
を捻じ込む工法であり、電動又は油圧モーター（不図示
）でアースオーガ（不図示）のように捻じ込むことによ
って、無娠肋、無騒音ながら、安定的で確実な部分支持
力が得られる。反面、地盤沈下地区に捻じ込まれた支持
パイル（Ｐ）は、杭頭支持荷重のほかに、地盤沈下に伴
っての沈下刃で押下げられるため、パイル中下端部では
、相当な軸圧縮率を受けて破断に到ることがあるので、
強度上の耐力や使用本数について慎重な配慮を必要とす
る。

上記した第１工程に続く第２工程は、軽量構造物（Ｈ）
を全体的に水平ならしめる水平度回復手段であるが、こ
れには、自然沈下手段及び沈下補助手段という２つの手
段がある。第１の手段は、第１工程完了後の目的構造物
（Ｈ）に−切の手を加えず、地山の自然沈下を待つ手段
である。前記したように空地においても毎年２〜３１位
の地盤沈下がみられるため、２０１の不等沈下量を示す
軽量構造物（Ｈ）にあっては、６〜８年位の時間的経過
を待てば、自然に水平度の回復が得られる。

第２の手段は、目的構造物（Ｈ）の地下に若干手を加え
る手段である。第１図示のように軽量構造物（Ｈ）の最
沈下部側と反対側の地山一部（ｇ′）を堀取り、その堀
取った後の穴部から鉄筋コンクり一ト基礎（ｈ）の下側
の土層（ｑ”）を列条的にすきとる。即ち、すきとられ
る部分とすぎとられない部分とを交互に設け、上記土層
（ｇ”）地点での圧密が進行しやすいようにしてから、
上記穴部（ｇ′）を埋戻し、軽量構造物（Ｈ）の水平度
回復を図る手段である。

第６図は、列条的にすきとった土１１（Ｑ”）の沈下速
度を測定した結果を示すもので、毎年３．５〜４．５１
位の沈下実績となっているから、２０１の不等沈下量の
ある構造物について、およそ４〜５年の日時で水平度の
回復が可能であることがわかる。土層（０”）の全面す
きとりは、工法上危険が多く、又短時間に水平度回復を
図ると、軽量構造物（Ｈ）にひび割れや破高が生じ、加
えて、該構造物に接続する給排水管、ガス管等の付帯施
設に破損が起ることから得策ではない。叙上の自然沈下
手段や沈下補助手段を用いて、軽量構造物（）−１）の
水平度回復を果し、該構造物全体を水平ならしめること
が第２工程の終端である。

第３工程は、第１工程で取残された部位、即ち、軽量構
造物支持力が構築されなかった部位に第１工程と同じ薬
注法を追施工して追加の軽量構造物支持力（不図示）を
構築することである。先述したように中空削孔ロッド（
Ｃ３）の削孔刃先（０３”　）は、鉄筋コンクリートに
ついても貫通可能であるから、屋内の床を破損せしめず
とも、すべて外部から鉄筋コンクリート基礎（ｈ）を斜
に貫孔することで、広汎に基礎下へセメント系固化材を
注入することが可能になる。

泥炭層等の地盤改良に言及すると、鉱物系土粒子〈砂質
土、シルト、粘土、火山灰上等）が主体をなす地山にあ
っては、セメント系固化材の注入により、かなり高確率
で安定的な地盤改良効果のあることが知られているが、
鉱物系土粒子成分の少ない地山の泥炭層や有機物高含有
土層及び産業廃棄物を主体をするヘドロ、スラッジにあ
っては、改良効果の安定性について定量的でないことも
知られている。上記模者について少しでも安定的。

定量的な薬注地盤改良効果を得るために、セメント系同
化材混練時に添加材として鉱物系粒子を混入することが
、固化効能向上に有効であろうと推定した。第７図は、
同化テストの結果の１例である。添加材量は、セメント
系固化材に対し、重量比１：１としたもので、最終的な
材令強度では、どれも皆同−強度になるが、中間過程と
しての７日材令圧縮強度について明らかに改善されてい
ることを発見した。この添加手段は、中長期的な地盤強
度上乗せには寄与しないが、短期的には次の理由により
有効であると考えられる。即ち、泥炭層や産業廃棄物層
にあっては、化学的にかなり活性を有するため、固化反
応が一部化学的阻害を受け、固化生成前に地山の水流に
固化材が拡散される場合もあったため、早期固化は同化
材四敗防止策として有用であると考える。

発明の効果 本発明は、叙上の構成からなるので、木造住宅。

木造倉庫、その他の木造建築物等の軽量構造物について
、その躯体や付帯施設を部分解体せずとも、かつ部分破
損せしめずとも、本来の目的である水平度の回復を頻る
合理的かつ経済的に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明水平度回復工法の概略を示す正面図、第
２図は（２）−（２＞線に沿える縦断面図、第３図は本
発明第１工程の第２工法及び従来技術のその２を示す概
略正面図、第４図は札幌市及び近隣市町村の地盤の表層
深部説明図、第５図は圧密度と圧密時間との関係曲線を
示すグラフ、第６図は本発明第２工程における第２の手
段による場合の土層沈下ｌを示すグラフ、第７図は、ヘ
ドロ、スラッジ等の固化テストの結果の一例を示すグラ
フである。 図中 Ｈ・・・軽量構造物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 不等沈下した軽量構造物の最沈下部周辺下側に軽量構造
   物支持力を構築する第１工程と、上記不等沈下した軽量
   構造物を全体的に水平ならしめる第２工程と、上記軽量
   構造物支持力構築部位以外の部位に追加の軽量構造物支
   持力を構築する第３工程とからなる不等沈下した軽量構
   造物の水平度回復工法。