JPH0874244A

JPH0874244A - 地中基礎構築工法

Info

Publication number: JPH0874244A
Application number: JP20964394A
Authority: JP
Inventors: Toru Nakajima; 徹中島
Original assignee: Elf Inc
Current assignee: Elf Inc
Priority date: 1994-09-02
Filing date: 1994-09-02
Publication date: 1996-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】比較的浅い部分に支持基盤のないような軟弱
地盤であっても、沈下しないようにした地中基礎を構築
し得るようにする。【構成】建造物９の基礎１０が設置される場所の地盤
Ｇ中に地中基礎Ｚを構築するに際して、比重が極めて小
さい軽量ビーズ６と固化材７と水８とをそれぞれ所定量
づつ混合させて地盤Ｇの土壌の比重より小さい比重の軽
量ビーズ入り固化材スラリーを生成しておき、地盤Ｇの
土壌中に軽量ビーズ入り固化材スラリーを適量割合だけ
混合して、軽量ビーズ入りソイルセメントによる地中基
礎Ｚを構築するようにし、それによって浅い部分に支持
基盤のない軟弱地盤であっても沈下しないような地中基
礎Ｚを構築し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建造物が構築される地
盤中に地中基礎を構築するための工法に関し、特に湿地
帯のような軟弱土壌(例えば粘土質土壌)の地盤に適した
地中基礎構築工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地中基礎の構築工法の一例として、従来
から図４に示すようなラップル工法がある。このラップ
ル工法は、比較的浅い部分に支持基盤がある場合に適し
た工法であり、建造物９の基礎１０が構築される地盤Ｇ
を掘削・排土し、その空所Ｓ内に型枠を組立てた後、該
型枠内に生コンクリートを充填してラップルコンクリー
トＸを構築するものである。

【０００３】ところで、建造物が構築される地盤Ｇの比
重は1.5〜1.8(ｔ/ｍ³)程度であり、ラップルコンクリー
トＸの比重は約２〜2.4(ｔ/ｍ³)である。このように、
図４に示すラップルコンクリートＸでは、その比重が周
囲の地盤Ｇの比重より大きために、特に湿地帯のような
軟弱土壌(例えば粘土質土壌)が大深度まで続く地盤Ｇで
はラップルコンクリートＸ自体の重量及びその上に建造
される建造物９の重量で地中基礎Ｘが地盤中に沈下して
しまう。従って、このラップルコンクリートＸによる地
中基礎は、比較的浅い部分に支持基盤がある場合に適し
ているが、軟弱土壌が大深度まで続く地盤には採用でき
ないものである。

【０００４】又、軟弱地盤用の地中基礎構築工法とし
て、従来から図５に示すようなソイルセメントコラム工
法がある。このソイルセメントコラム工法では、縦長の
回転軸を有する掘削装置を使用し、該回転軸で支持基盤
のある所定大深度まで掘進した後、回転軸の下端ヘッド
から固化材混入スラリーを順次吐出させ且つ撹拌させな
がら該回転軸を順次引き上げることにより、ソイルセメ
ントからなる縦長の円柱杭(地中基礎)Ｙを構築するもの
である。このような円柱杭Ｙは、建造物９の基礎１０が
設置される箇所(所定間隔をもって多数箇所必要)にそれ
ぞれ形成されるが、その場合、掘削装置等の機械装置を
その都度移動させながら順次円柱杭Ｙを形成していく必
要がある。尚、建造物９の基礎１０は、隣接して形成し
た複数個(例えば４個)の円柱杭Ｙ，Ｙ・・上に跨がって
載置される場合が多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、軟弱地盤中
に地中基礎を構築するに際して、上記図５に示すソイル
セメントコラム工法では、地盤Ｇを支持基盤のある大深
度まで掘削する必要があり(ときには５０ｍ以上、掘削
する必要がある場合もある)、そのための掘削装置等の
機械装置が大掛かりとなって設備コストが高価となり、
さらにその大掛かりな機械装置を建造物基礎１０の設置
箇所に順次移動・設置させるのに作業が繁雑で長時間を
要する(工事が長期化する)という問題があった。尚、図
４に示すラップル工法によって構築される地中基礎で
は、ラップルコンクリートＸを比較的浅い深度までしか
構築しないために、その構築方法は比較的容易である
が、上記したように軟弱地盤には適さない工法である。

【０００６】本発明は、上記した従来のソイルセメント
コラム工法に比較して安価で且つ工期を短縮でき、他
方、従来のラップル工法に比して地中基礎が沈下すると
いう問題を改善し得るようにした地中基礎構築工法を提
案することを目的としてなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の地中基礎構築工
法は、例えば湿地帯のような比較的大深度まで軟弱土壌
が続いているような地盤で且つ比較的浅い部分に地中基
礎を構築する場合に適した工法であり、次の手段を有し
ている。

【０００８】即ち、本発明の工法は、建造物の基礎が設
置される場所の地盤中に地中基礎を構築するに際して、
比重が極めて小さい軽量ビーズと固化材(セメント)と水
とをそれぞれ所定量づつ混合させて上記地盤の土壌の比
重より小さい比重の軽量ビーズ入り固化材スラリーを生
成しておき、地盤の土壌中に軽量ビーズ入り固化材スラ
リーを適量割合だけ混合して、軽量ビーズ入りソイルセ
メントによる地中基礎を構築するようにしたものであ
る。このように、本発明の地中基礎構築工法は、地中基
礎を軽量ビーズ入りソイルセメントで構築することによ
り、その構築された地中基礎の比重を周囲の地盤土壌の
比重より小さくし得るようにすることを基本構成として
いる。

【０００９】又、本発明の工法においては、建造物の重
量が比較的軽量であれば、地中基礎を建造物の基礎が設
置される位置のみの部分的範囲だけに構築してもよい
が、支持力の点では該地中基礎を建造物の建坪全面積に
亘って面状に構築することが好ましい。

【００１０】本発明で使用される軽量ビーズは、例えば
発泡スチロール製のビーズで比重が0.01(ｇ/cm³)程度の
極めて軽量のものが使用される。そして、この軽量ビー
ズと固化材(セメント)と水とをそれぞれ所定量づつミキ
サー内に収容し、それらをミキサー内で高速撹拌するこ
とによって軽量ビーズ入り固化材スラリーを生成する。
又、この軽量ビーズ入り固化材スラリー中の各材料の混
合割合は、地中基礎１ｍ³当たり、例えば軽量ビーズ0.2
34ｍ³(重量2.34Kg)、固化材0.024ｍ³(重量73Kg)、スラ
リー生成用の水58ｌ(重量58Kg)、程度が適当である。
尚、この場合、軽量ビーズ入り固化材スラリーの比重は
約0.42(ｔ/ｍ³)となり、地盤の土壌の比重1.5〜1.8(ｔ/
ｍ³)より大幅に小さくなる。

【００１１】軽量ビーズ入り固化材スラリーと土壌との
混合による地中基礎構築作業は、掘削機で地盤の土壌を
掘削しながらその土壌中に軽量ビーズ入り固化材スラリ
ーを注入・撹拌するようにしてもよく、あるいは地中基
礎構築部分の土壌を一旦掘削・排土して、その土壌と軽
量ビーズ入り固化材スラリーとを地上で撹拌・混合した
後、その土壌・固化材混合スラリーを埋戻すことによっ
て行うようにしてもよい。又、本発明の工法では、地中
基礎が地盤の比較的浅い範囲に構築されるので、地盤の
土壌を掘削する掘削機として、例えばバックホウ等の比
較的簡易なものを使用できる。

【００１２】構築される地中基礎中への軽量ビーズの混
入割合は、地盤の地質や上部に建造される建造物の重量
や構築される地中基礎の構造(面積・深さ)等に応じて調
整して、地中基礎の比重を構築条件に適合するように調
整する。即ち、地中基礎の比重を調整することによっ
て、建造物と地中基礎との単位面積当たりの合計重量
が、地盤が有する許容地耐力を越えないように設定す
る。例えば、地盤の許容地耐力が3.5(ｔ/ｍ²)、建造物
(基礎を含む)の単位面積当たりの重量が2.6(ｔ/ｍ²)で
ある場合に、地中基礎を比重が1.1(ｔ/ｍ³)で厚さが８
０cmとなるように構築すればよい。この場合、地盤に加
わる単位面積当たりの合計荷重(建造物と地中基礎の合
計荷重)が2.6＋0.88＝3.48(ｔ/ｍ²)となり、上記地盤の
許容地耐力3.5(ｔ/ｍ²)より小さくなって地中基礎の沈
下現象は起こらない。尚、地中基礎の比重を1.1(ｔ/
ｍ³)に調整するには、土壌0.409ｍ³(重量695.3Kg)に対
して、上記比重0.42(ｔ/ｍ³)の軽量ビーズ入り固化材ス
ラリー0.316ｍ³(重量133.34Kg)と、調整水275ｌ(重量27
5Kg)とをそれぞれ混合するとよい(合計体積が１ｍ³で合
計重量が約1.1ｔとなる)。尚、これらの混合割合はあく
までも一例であって、各種の施工条件によって混合割合
を変化させ得ることは勿論である。

【００１３】

【作用】このように、本発明の地中基礎構築工法では、
地盤の土壌中に比重の小さい軽量ビーズ入り固化材スラ
リーを混入して、軽量ビーズ入りソイルセメントからな
る地中基礎を構築するようにしているので、構築された
地中基礎の比重はその周囲の土壌の比重より小さくな
る。従って、比較的浅い部分に支持基盤がないような軟
弱地盤(例えば粘土質土壌)に地中基礎及び建造物を構築
する場合であっても、地中基礎とその上の建造物との単
位面積当たりの合計重量が地盤の許容地耐力の範囲内で
あれば、該地中基礎が沈下しなくなる。

【００１４】又、本発明の工法では、地中基礎の比重を
小さくできるので、建造物の規模(重量)が比較的小さい
場合には、軟弱地盤であっても地中基礎を比較的浅い範
囲にのみ構築しても対応可能となる。従って、従来(図
５)のソイルセメントコラム工法のように大掛かりな地
中基礎工事が不要となる。

【００１５】

【発明の効果】本発明の地中基礎構築工法によれば、地
盤中に該地盤の土壌の比重より小さい比重の地中基礎を
構築できるので、軟弱地盤であって地中基礎を比較的浅
い範囲のみに構築したものでも、地中基礎と建造物の単
位面積当たりの合計重量が地盤の許容地耐力の範囲内で
あれば、該地中基礎及び建造物を問題なく構築すること
ができる(地中基礎が沈下することがない)。従って、軟
弱地盤であっても比較的浅い範囲の地中基礎で対応で
き、安価に且つ従来のソイルセメントコラム工法に比し
て工期を短縮できるという効果がある。

【００１６】

【実施例】図１〜図３を参照して本発明の実施例を説明
すると、この実施例では、地中基礎Ｚを建造物９の建坪
全面積に亘って面状に構築する場合の地中基礎構築工法
を示している。この地中基礎構築工法は、例えば粘土質
土壌のような支持基盤のない軟弱地盤上に比較的軽量の
建造物９(例えば鉄骨３階建程度の住宅)を建造する場合
に適した工法であり、さらに、地中基礎Ｚを地表から0.
5〜３ｍ程度の比較的浅い範囲に構築する場合に適した
ものである。

【００１７】この実施例の地中基礎構築工法では、図１
及び図２に示すように、地盤Ｇの土壌を掘削する機能
(バケット２)と、土壌掘削部分に軽量ビーズ入り固化材
スラリーを注入する機能(スラリー注入装置３)と、掘削
した土壌と注入した軽量ビーズ入り固化材スラリーとを
撹拌・混合する機能(撹拌装置４)とをそれぞれ備えた掘
削機１を使用すると便利である。

【００１８】この実施例では、掘削機１として、図１に
示すようなバックホウが使用されている。この掘削機１
は、自走式の車体１１に屈曲式アーム１２を水平旋回自
在に搭載し、さらに該屈曲式アーム１２の先端部に土壌
を掘削するためのバケット２を取付けている。

【００１９】バケット２部分には、軽量ビーズ入り固化
材スラリーを掘削された土壌中に吐出させるスラリー注
入装置３のノズル３４(図２参照)が設けられている。こ
のノズル３４には、図１に示すように、ミキサー３１内
で生成された軽量ビーズ入り固化材スラリーがポンプ３
２により供給管３３を通して供給される。

【００２０】又、バケット２部分には、該バケット２で
掘削された土壌とノズル３４から吐出された軽量ビーズ
入り固化材スラリーとを撹拌・混合するための撹拌装置
４が設けられている。この撹拌装置４は、図２に示すよ
うに、バケット２に内蔵した油圧モータ４１で撹拌羽根
４２を回転させる構成を有している。

【００２１】この地中基礎構築工法で使用される軽量ビ
ーズ６は、例えば発泡スチロール製のビーズで比重が0.
01(ｇ/cm³)程度の極めて軽量のものが採用される。そし
て、図１に示すように、軽量ビーズ６と固化材(セメン
ト)７と水８とをそれぞれ所定量づつミキサー３１内に
収容し、それらをミキサー３１内で高速撹拌することに
よって軽量ビーズ入り固化材スラリーを生成し得るよう
になっている。

【００２２】この軽量ビーズ入り固化材スラリー中の各
材料の混合割合は、構築される地中基礎１ｍ³当たり、
例えば軽量ビーズ６が0.234ｍ³(重量2.34Kg)、固化材７
が0.024ｍ³(重量73Kg)、スラリー生成用の水８が58ｌ
(重量58Kg)、程度が適当である。尚、この場合、軽量ビ
ーズ入り固化材スラリーの比重は約0.42(ｔ/ｍ³)とな
り、地盤の土壌の比重1.5〜1.8(ｔ/ｍ³)より大幅に軽量
となる。

【００２３】この実施例では、軽量ビーズ入り固化材ス
ラリーと土壌との混合による地中基礎構築作業は、掘削
機１で地盤Ｇの土壌を掘削しながらその土壌中に軽量ビ
ーズ入り固化材スラリーを注入・撹拌することによって
行われる。

【００２４】構築される地中基礎Ｚ中への軽量ビーズ６
の混入割合は、地盤Ｇの地質や上部に建造される建造物
９(基礎１０を含む)の重量や構築される地中基礎Ｚの構
造(面積・深さ)等に応じて調整して、地中基礎Ｚの比重
を構築条件に適合するように調整する。即ち、地中基礎
Ｚの比重を調整する(軽量ビーズ６の混合割合を調整す
る)ことによって、建造物９と地中基礎Ｚとの単位面積
当たりの合計重量が、地盤Ｇが有する許容地耐力を越え
ないように設定する。例えば、地盤の許容地耐力が3.5
(ｔ/ｍ²)、建造物９(基礎１０を含む)の単位面積当たり
の重量が2.6(ｔ/ｍ²)である場合に、地中基礎Ｚを比重
が1.1(ｔ/ｍ³)で厚さが８０cmとなるように構築すれば
よい。この場合、地盤Ｇに加わる単位面積当たりの合計
荷重(基礎１０を含む建造物９と地中基礎Ｚの合計荷重)
が2.6＋0.88＝3.48(ｔ/ｍ²)となり、上記地盤Ｇの許容
地耐力3.5(ｔ/ｍ²)より小さくなって地中基礎Ｚの沈下
現象は起こらない。尚、地中基礎Ｚの比重を1.1(ｔ/
ｍ³)に調整するには、土壌0.409ｍ³(重量695.3Kg)に対
して、上記比重0.42(ｔ/ｍ³)の軽量ビーズ入り固化材ス
ラリー0.316ｍ³(重量133.34Kg)と、調整水275ｌ(重量27
5Kg)とをそれぞれ混合するとよい(合計体積が１ｍ³で合
計重量が約1.1ｔとなる)。尚、これらの混合割合はあく
までも一例であって、各種の施工条件によって混合割合
を変化させ得ることは勿論である。

【００２５】この実施例の地中基礎構築工法では、上記
掘削機１を使用して図３に示すような面状の地中基礎Ｚ
を構築するが、まず、掘削機１を地中基礎構築位置まで
移動させ、そこで屈曲式アーム１２及びバケット２を操
作して地盤Ｇの土壌を掘削する。又、図２に示すよう
に、バケット２による土壌掘削作業(このとき適量の調
整水が供給される)と同時に、ミキサー３１内で生成さ
れた軽量ビーズ入り固化材スラリーをポンプ３２によっ
てノズル３４から吐出させるとともに、撹拌装置４で土
壌と軽量ビーズ入り固化材スラリーとを混合・撹拌す
る。このとき、軽量ビーズ入り固化材スラリーが混合さ
れた土壌は泥漿状となり、多少の抵抗はあるもののバケ
ット２が該泥漿状の混合土壌中を上下及び前後左右に移
動可能となる。そして、軽量ビーズ入り固化材スラリー
の注入作業及び混合・撹拌作業を行いながら、屈曲式ア
ーム１２及び車体１１を操作してバケット２を順次地中
基礎Ｚの構築予定部分を上下及び前後左右に移動させる
ことよにり、例えば図３に示すように軽量ビーズ入りソ
イルセメントからなる面状の地中基礎Ｚを構築する。
尚、この実施例では、地中基礎Ｚは、建造すべき建造物
９の建坪全面積に対応する面積を有している。そして、
地中基礎Ｚが硬化した後、図３に示すように該地中基礎
Ｚの上に適数個の基礎１０，１０・・(建造物９の底面
と同面積の面状基礎としてもよい)を構築し、その上に
建物等の建造物９を建造すればよい。

【００２６】このように、この実施例の地中基礎構築工
法では、簡易な掘削機１で、現状地盤の土壌を掘削し、
且つその掘削土壌と軽量ビーズ入り固化材スラリーとを
混合させながら、順次地中基礎構築部分を土壌改良し得
るので、掘削作業の進行と同時に地中基礎構築部分に改
良土壌を形成することができる。従って、地中基礎Ｚを
構築するのに、バックホウのような簡易な機械装置で行
え、しかも工期を短縮することができる。又、地中基礎
を構築する際に、土壌を掘削・排土しなくてよい(ある
いは少量でよい)ので、その掘削・排土のための作業及
び費用が不要となり(あるいは低減でき)、しかも現状地
盤の土壌を地中基礎の構成材料として利用できるので、
作業コストや材料コストを低減できて全体の工事コスト
を安価にできる。

【００２７】又、この地中基礎構築工法では、地盤Ｇの
土壌中に比重の小さい軽量ビーズ入り固化材スラリーを
混入して、軽量ビーズ入りソイルセメントからなる地中
基礎Ｚを構築するようにしているので、その構築された
地中基礎Ｚの比重(例えば比重1.1)はその周囲の土壌の
比重(例えば比重1.5〜1.8)より小さくなる。従って、比
較的浅い部分に支持基盤がないような軟弱地盤に地中基
礎Ｚ及び建造物９を構築する場合であっても、地中基礎
Ｚとその上の建造物９との単位面積当たりの合計重量
(例えば3.48ｔ/ｍ²)が地盤の許容地耐力(例えば3.50ｔ/
ｍ²)の範囲内であれば、該地中基礎Ｚが沈下しなくな
り、軟弱地盤であっても比較的浅い範囲の地中基礎Ｚで
対応できる。

【００２８】尚、上記実施例では、地盤の土壌を掘削し
ながら、その場で掘削土壌と軽量ビーズ入り固化材スラ
リーとを混合するようにしているが、他の実施例では、
地中基礎構築部分の土壌を一旦掘削・排土して、その土
壌と軽量ビーズ入り固化材スラリーとを地上で撹拌・混
合した後、その土壌・固化材混合スラリーを埋戻すこと
によって地中基礎Ｚを構築するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の地中基礎構築工法を行うため
の掘削機の斜視図である。

【図２】本発明の実施例にかかる地中基礎構築工法の作
業状態を示す断面図である。

【図３】本発明の実施例の地中基礎構築工法で構築され
た地中基礎の断面図である。

【図４】従来のラップル工法による地中基礎の断面図で
ある。

【図５】従来のソイルセメントコラム工法による地中基
礎の断面図である。

【符号の説明】

１は掘削機、２はバケット、４は撹拌装置、６は軽量ビ
ーズ、７は固化材、８は水、３１はミキサー、３４はノ
ズル、Ｚは地中基礎である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建造物(９)の基礎(１０)が設置される場
所の地盤(Ｇ)中に地中基礎(Ｚ)を構築するに際して、比重が極めて小さい軽量ビーズ(６)と固化材(７)と水
(８)とをそれぞれ所定量づつ混合させて上記地盤(Ｇ)の
土壌の比重より小さい比重の軽量ビーズ入り固化材スラ
リーを生成しておき、前記地盤(Ｇ)の土壌中に前記軽量ビーズ入り固化材スラ
リーを適量割合だけ混合して、軽量ビーズ入りソイルセ
メントによる地中基礎(Ｚ)を構築するようにした、ことを特徴とする地中基礎構築工法。