こちらの記事では、基礎工事についてご紹介いたします。

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基礎工事とは？

地盤調査を行い、建築する際に安定した建物にするために地盤にあった基礎工事をします。地盤調査の結果から適した基礎工事の種類を選んでいくことになります。基礎工事の種類として有名なのが、杭基礎で軟弱な地盤に向いている基礎となります。

一般的に杭基礎は、地盤の地耐力が約20kN／㎡以下の場合に採用されます。このkN（キロニュートン）は1Nが0.102kgですから、杭基礎は地盤の地耐力が1㎡あたり2000kg以下の軟弱な地盤の場合に採用されます。

杭を地面に打ちこむことで、地盤を固めて安定性を上げるとともに、安定したところまで杭を打つことで支える効果を高めます。さらに、杭基礎は既成杭工法と場所打ち杭工法の2種類があります。

既成杭工法はあらかじめ工場で製作した杭を使用して、打ち込んでいきますが、場所打ち杭工法は建築現場で掘った穴の中に鉄筋を入れて杭を作る工法となります。

杭基礎と並んで代表的な基礎工事が直接基礎になり、杭などは使わず地盤に直接基礎を作る方法です。この工法は地盤が安定している土地に採用できますが、軟弱な地盤では採用されません。

直接基礎

直接基礎とは、フーチング（コンクリートの土台）の塊を作り、その上に建物を乗せて、建物の重量を支えます。直接基礎の場合には、杭は使わず地盤に直接フーチングを設置して基礎にします。

直接基礎の1つが独立基礎で、独立基礎は柱などを支えるためにその場所のみで荷重を支える基礎です。直接基礎は地面に直接設置する基礎であるため、地盤が良くなくては設置できません。弱い地盤の上に独立基礎を設置すると、不同沈下を起こし建物が傾くなどします。

弱い地盤では直接基礎は向かないので、杭基礎や地盤改良を行います。地盤が弱くても、建物が軽い場合は直接基礎でも問題がない場合もありますが、接地圧に対して地盤の地耐力が上回るかを調査します。

杭基礎

一言でいうと、地面に杭を打って基礎を安定させる工法です。そもそも日本は地震大国ということもあり軟弱な地盤が多く、地震による液状化現象どころか建物の重みで地盤が沈下してしまう可能性が多くあります。

そのため都心部の大型建築物などでは、重量のある建築物をささえるための基礎工事が必要となり、杭基礎という工法が主流となりました。地中表面の地盤は安定していないことが多いため、地中深くにある支持層と呼ばれる固い地盤に杭を打ち、沈下しない固い地層に直接基礎を設置することで、沈下を防ぐことが可能となる工法です。

直接基礎の種類3つ

直接基礎の種類として3つの方法を紹介します。直接基礎のうちベタ基礎は最も荷重耐性が強く船の上に建物が乗っている構造ですので、不等沈下を起こしにくい基礎です。

また、布基礎はベタ基礎が底面全体を基礎で作られるのに対して、帯状に基礎を連続して並べる構造で、基礎の間に地盤が露出しています。

3つ目の直接基礎の種類として独立基礎があり、それぞれの柱の下に別々の独立した基礎が置かれた構造で、フーチング基礎が使われることが多いです。そしてこの3種類の基礎は、ともに地盤が強固であることが要求されます。

直接基礎の種類1：ベタ基礎

直接基礎の中で1番耐荷重性能が高いものが、ベタ基礎です。建物の底面すべてにコンクリートで作られた厚板である基礎スラブを作り支えていきます。

建物の外周や柱の下だけに基礎を置くのでなく、底部全体を船に乗せたように鉄筋コンクリートで支える構造をしていますから、建物の不同沈下を起こしにくい基礎となります。

また、最近の高層マンションでも地下の岩盤まで杭を打つのでなく、岩盤に直接基礎を作ることで建物を支えた方が合理的として採用されています。

直接基礎の種類2：布基礎

独立基礎は、強固な地盤の上に荷重の大きくない柱を使い傾斜地に一戸建てを建てる場合や、デッキの基礎などに使われます。

この布基礎は別名を連続フーチング基礎と言い、建物の下を全て厚板で基礎を作成するのではなく、帯状に鉄筋コンクリートを連続して基礎を並べることで建物の荷重を支える構造になっています。

そのため地盤の強固な場所で、軽量な民家を建築する場合に採用されています。

直接基礎の種類3：独立基礎

独立基礎とは、名前が示すとおりひとつひとつの基礎が独立している基礎のことです。たとえば独立基礎は、1本ずつの柱の位置に独立したフーチング基礎を置いて、その柱だけを支えるために単独で設けた基礎になります。

独立基礎はそれぞれの柱の下に設置され、その柱の荷重を支えることになります。主に使用される基礎はフーチング基礎で、コンクリートで固めた直方体や四角錐など、底が広がった台形のような形状となっていて、このことから独立フーチング基礎とも言われています。

独立基礎は、強固な地盤の上に荷重の大きくない柱を使い傾斜地に一戸建てを建てる場合や、デッキの基礎などに用いられます。

杭基礎の種類

杭基礎の種類には、場所打ち杭工法と既成杭工法があり、それぞれ使い分けられています。また杭の材質にも多種あり、日本では鎌倉時代の古くから木杭が用いられていました。

しかし、木杭にかわり材質が明治時代から鋼の鋼杭になっていき、今の主流はコンクリート杭になっています。

打ち込み方法も、古くは杭を地中に直接叩き込む打撃工法が採用されていましたが、叩き込むことで発生する騒音や振動が問題となり、騒音や振動の少ないプレボーリング工法や回転埋設工法が使われるようになりました。時代とともに作業方法が変わってきています。

場所打ち杭工法

杭基礎の種類1つ目が場所打ち杭工法です。場所打ち杭工法は現場で杭を製作するため、十分な管理をしながら施工工事を行う必要があります。杭は鉄筋コンクリートで作られ、1本に数時間かかるデメリットがあります。また作成に労力を要します。

しかし、現場で杭を製作するため杭径の大きさが自由ですので、地盤が弱く大きい支持力が求められる場合や、地下に大きな岩があり杭が打ちにくい場合には有利な工法です。

既成杭工法

杭基礎の種類2つ目が既成杭工法です。この工法で使われる杭は、あらかじめ工場で作成された杭を作業現場まで運搬して使用します。工場から出荷された杭を建設現場まで運び杭を設置するのですが、長い杭になると運搬自体に労力を要します。

反面、既製杭は工場で製作されるために品質が均質で能力が高いメリットを持っています。さらに、現場で杭を設置するだけなので施工自体が容易です。

数10ｍの長い杭の場合は運搬が出来ないので、10m程度の長さの杭を複数本繋ぎ合わせて使用します。この場合は工事現場で杭を接合する作業が発生します。

杭基礎工事の手順5つ

杭基礎工事の手順を5つの段階に分けて紹介します。最初に、杭自体を打ち込む杭打設工事が行われます。その後に杭基礎を覆う土による埋め戻しなどの土工事、その後に建物を基礎の上に作るため、基礎と建物を載せる鉄筋敷設と結合の鉄筋工事が行われます。

敷設された鉄筋にコンクリートを流し、強度を高めるために型枠を作る工事が行われます。最後に型枠内にコンクリートを流し込み、鉄筋コンクリート製の杭を足場にした基礎が作成されます。

杭基礎工事の手順1：杭打設工事

地盤調査により軟弱な地盤であると判明した場合に、杭基礎を採用するかの検討が行われ、杭基礎が適している場合にはどんな種類のものを使うかが決定されます。既成杭基礎の場合には、どのくらいの長さが何本必要であるかを計算して出します。

次に既成基礎を打ち込む場合には、工法を周辺に影響の少ない工法として選択し、さらにコストに見合う工法であるかを検討します。検討の結果、採用された杭工事を行いますが、杭を強固な地盤まで伸ばして打つには技術が必要です。

さらに、杭打設工事は直接基礎工事よりもコストがかかりますので、工期の圧縮もできる限り行えるようにします。

杭基礎工事の手順2：土工事

杭基礎工事では杭の打設埋設を行った後に、杭の間を平坦にする土工事を行います。杭自体は計算された深さまで埋設され地表に出る部分も平均化されていますが、杭を打つ段階で地面は重機などにより凸凹になってしまいます。

そのままでは、杭の上に設置する基礎がうまくつなげなくなるので、ショベルカーなどで土をならします。地耐力を確保するのに必要な工程であるため、しっかりと確認しておきましょう。

杭基礎工事の手順3：鉄筋工事

杭基礎工事で杭の打設が行われ、土工事も済んだ後に杭を基礎として使用していくために、多数の杭の上に大きな基礎を設置していきます。

この基礎は鉄筋コンクリートで製作されていきますので、最初にそのベースとなる鉄筋を杭の上から延ばし平面になるよう組んでいきます。この鉄筋がベースになり鉄筋コンクリート製の大きな基礎が形作られていきます。

杭基礎工事の手順4：型枠工事

杭基礎工事で杭の打設が行われ、土工事も済んだ後に杭を基礎として使用していくために、多数の杭の上に大きな基礎を設置していきますので、最初に鉄筋工事が行われ鉄筋の組み立てが行われます。

鉄筋にコンクリートを合わせることで、圧縮にも伸びにも強い建物の基礎が造られますので、欠勤にコンクリートを流し込むための型枠工事が次に行われます。型枠はコンクリートが効率的に固まるように、木枠で箱型に作られていきます。

型枠からコンクリートが流れ出てしまうと、鉄筋コンクリート製の基盤が出来なくなってしまうために注意を払って型枠が作成されます。

杭基礎工事の手順5：コンクリート工事

杭基礎工事で杭の打設が行われ、土工事も済んだ後に杭を基礎として使用していくために、多数の杭の上に大きな基礎を設置していきます。最初に鉄筋工事が行われ鉄筋の組み立てが行われ、コンクリート流し込みのための型枠工事が行われます。

コンクリートが流れ出ないように、鉄骨の周りにくみ上げられた箱型な型枠に、ミキサー車で運ばれてきた生コンが流し込まれます。生コンが流し込まれコンクリートが固まることで杭の上に強固な建物の基礎となる盤面が形成されます。

基礎工事の種類と杭基礎工事の特徴を知ろう

これまで、直接基礎と杭基礎の違いや杭基礎工事の手順を紹介してきました。地盤が軟弱な場合には、地盤の固い地面の不快部分まで杭を打つなどの杭基礎工事での地盤改良が行われます。

軟弱な地盤で採用される杭基礎と、地盤が強い場合に地盤に直接基礎を作る直接基礎に分かれています。直接基礎はさらに建物などの状況によりベタ基礎、布基礎、そして独立基礎に分かれており、それぞれに適した個所に使われます。

そして、地盤が強固な場合には杭基礎でなく直接基礎がおこなわれますが、直接基礎にはベタ基礎、布基礎、そして独立基礎がありますので、建物の特性などを考慮して種類を決めて工事を行います。

基礎工事について理解を深め、活かしていきましょう。

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