こちらの記事では、地中梁についてご紹介いたします。

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地中梁とは？

地中梁とは建物の基礎部分や地下を支えるために地中に埋められた梁のことです。

鋼製の梁では地中で錆びてしまうため、建物の構造に関わらず地中梁は鉄筋コンクリートで作られることが一般的です。

また、建物の基礎と基礎の間に鉄筋を入れてコンクリートで固める工事のことを地中梁工事と呼び、この工事によって柱の地中部分が頑丈に固定されるようになります。

基礎梁・繋ぎ梁とは違う？

基礎梁も繋ぎ梁も地中梁と同じものです。

元々地中梁と読んでいた用語が、現在では基礎梁に変更されたため、どちらも同じ地中に埋められた梁のことを指しています。基礎梁は新しい用語のため、現場では地中梁と呼ばれることの方が多いようです。

また、繋ぎ梁は建物の独立基礎が横ずれしないように他の基礎と相互に結んでいる梁のことなので、こちらも地中梁と同様のものです。

地中梁の基礎知識4つ

地中梁とは具体的にどのようなものなのでしょうか。

地中梁は言葉のとおり地中に埋まっている梁のことですが、どのようなものなのか知っているという方は少ないでしょう。

ここでは地中梁の基礎知識として、「役割」、「材質」、「基礎工事」、「かぶり厚さ」の4つをご紹介しますので、地中梁とはどのようなものなのか理解を深めてみてはいかがでしょうか。

地中梁の基礎知識1：主な役割

地中梁は建物の1階を支えるためのものです。

建物の1階部分の床下は土が埋め戻してある状態なので、普通の地盤に比べて柔らかい盛土になっています。そのため、時間が経過すると沈下していくことから、1階の床を支えるための梁が必要になります。

それでは、地中梁はどのようにして1階を支えているのでしょうか。ここからは、地中梁の役割について詳しくご紹介します。

応力によって床を支える

地中梁は、1階の床を支える役割を持ちます。

応力とは、構造物に外からの力が加わった際、内部の部材に抵抗する力のことです。別名「内力」とも言います。

地中梁があることで、柱脚の回転を拘束でき、さらに水平力・地盤反力・不同沈下に対して応力が働き、建物自体が沈下することを防ぎます。

独立基礎形式において重要な構造部材

地中梁は独立基礎にとって重要な構造部材です。独立基礎では1つの柱を1つの基礎で支えています。また、独立基礎には地中梁を取り付けるのが一般的です。

地中梁には基礎同士を相互に繋げる役割を持っており、曲げモーメントを地中梁で伝達しています。そのため、地中梁が存在しない独立基礎は曲げに対して押し引きの反力が発生することから、あまり良い設計とは言えません。

地中梁の基礎知識2：地中梁の材質

地中梁は鉄筋コンクリート製が一般的です。地中梁は地面の下に埋められるため、鋼などで作ると錆びてしまいます。そのため、地中梁は建物の構造が木造でも鉄骨造でも鉄筋コンクリート製です。

また、後述しますがコンクリートの中にある鉄筋がコンクリートのヒビなどから入ってきた水分などによって錆びないようにかぶり厚さも決められています。

地中梁の基礎知識3：基礎工事

地中梁は基礎工事の一部です。

地中梁の施工では、建物の基礎と基礎の間に鉄筋を入れて繋いでいき、周りを木枠で囲ってそこにコンクリートを流し入れて固めます。この作業によって柱の下部分がしっかりと固定されるようになるため、重要な基礎工事の一部となっています。

コンクリートが固まって木枠を外せば地中梁が完成し、同時に建物の基礎工事部分も完成となります。

地中梁の基礎知識4：かぶり厚さ

地中梁のかぶり厚さは、一般的には50mm程度必要と言われています。

かぶりとはコンクリート面から中に入っている鉄筋までの最短距離のことで、かぶりを確保することで鉄筋を錆びから守ります。かぶりが薄ければ鉄筋の酸化の原因になります。

また、公共建築工事標準仕様書などには地中梁のかぶり厚さについての表記はありませんが、土に接する部分の梁という項目でかぶり厚さは50mm程度とされていることが多いようです。

地中梁設計前の主な地盤調査方法3つ

地中梁設計前の地盤調査には3つの方法があります。

地中梁を設計する場合には、先に地盤調査によって土質などを調査する必要があります。地盤調査によって土地の強度を測ることで、地中梁の設計が可能になります。

ここからは、地中梁設計前の主な地盤調査方法を3つをご紹介しますので、どのような調査方法があるのか、参考にしてみてはいかがでしょうか。

地中梁設計前の地盤調査1：スウェーデン式サウンディング試験

スウェーデン式サウンディング試験とは安価に調査できる地盤調査方法です。回転する鉄棒の頭に100kgまで荷重を加え、地中にどの程度貫入するかを測ります。また、鉄棒が止まった後は回転を加え、25cmねじ込むのに必要な回転数を測定します。

使用する機械が小型なので狭い土地でも調査ができますが、精度が劣ることから大規模な建築の際には採用されません。

地中梁設計前の地盤調査2：ボーリング標準貫入試験

ボーリング標準貫入試験とは掘削式の地盤調査方法です。ボーリングによって地面に6cmほどの穴を掘り、地層や地質の調査を行います。また、同時に土のサンプリングも行います。

木造3階建て程度の住宅を建築する場合はボーリングまで行う必要はなく、前述のスウェーデン式サウンディング試験のみを行うケースも多いです。

地中梁設計前の地盤調査3：平板載荷試験

平板載荷試験とは地盤が安全に支持するか判定する地盤調査方法です。実際に基礎を設置する深さまで地面を掘削し、直径30cmほどの鋼板を置いて、トラックなどの重機によって建物の重量に見合う荷重をかけてその沈下量を測定します。

短時間で地盤の支持力を測定できる試験ですが、ある程度の作業スペースが必要になります。

一般住宅でも活用される地中梁

一般の木造建築の住宅にも地中梁は活用されています。阪神大震災以前は建物の基礎は布基礎が主流となっていましたが、基礎が割れて大きな被害が発生した住宅が多かったため、現在ではベタ基礎が重視されています。

しかしベタ基礎も梁にあたる立ち上がりが寸断されているため、強い地震では折れてしまうケースがあります。そのため、木造建築でもSRC造と同じように地中梁を回すことで地震に強くすることが重要です。

地中梁とはどんなものか理解しよう

地中梁は建物を支えるために地中に作られた鉄筋コンクリート製の梁です。

地中梁を作ることで建物の1階が支えられ、建物が沈下しないようになります。また、地中梁があることで基礎同士がしっかりと繋がるため、独立基礎には地中梁が必要だと言えるでしょう。

この記事でご紹介した地中梁の概要や地中梁の基礎知識、地中梁設計前の主な地盤調査方法などを参考に、地中梁の重要性について理解を深めてみてはいかがでしょうか。

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