NSJ住宅性能研究所

地盤・基礎シリーズ14

独立基礎

■独立基礎って何？

独立基礎は、建物の柱の下にだけフーチング（底版）という広いコンクリートの足場を作る基礎形式です。

ベタ基礎のように全面をコンクリートで覆うのではなく、必要なところだけ基礎を置くイメージです。


■フーチング（底版）の大きさはどう決める？

基本は、地面が耐えられる強さ（地耐力）を超えないようにすることです。

●接地圧（せっちあつ）を地耐力以下にする

フーチングにかかる平均の圧力を 接地圧といいます。

考え方はシンプルで、

・上からの荷重（柱から来る重さ）
・基礎そのものの重さ
・基礎の上にのる土の重さ

これらの合計を、フーチングの面積で割って、

接地圧 ≤ 地耐力

になるようにフーチングを大きくします。

■フーチングにかかる力の向き（超重要）

フーチングには、地面から、上向きの力（地反力）が働きます。

一方で、上からは、

・柱の荷重
・フーチングの自重
・上にのる土の重さ

が下向きに働きます。

設計では、この「上向き」と「下向き」を同時に考え、差し引きした結果として、フーチングが曲げに耐えられるかをチェックします。


■フーチングの配筋（鉄筋）はどう考える？

フーチングは、ざっくり言うと、

・柱の位置を「支点」
・地反力が「下から押し上げる力」

とみなして、片持ち梁（かたもちばり）のように曲がると考えます。

この曲げに抵抗するために入れる鉄筋が、ベース筋（格子状の鉄筋）です。

つまり、フーチングの中には基本的に格子状の鉄筋が入ります。

●偏心（へんしん）に注意

理想は、柱がフーチングの中心に乗ることです。

しかし、敷地境界などの都合で、柱が端寄りに来ると、荷重が中心からずれて偏心荷重になります。

この場合、曲げ応力が大きくなりやすいので、応力の割り増し（安全側の見込み）が必要になります。


■地中梁（ちちゅうばり）は何のためにある？

独立基礎は柱ごとに点在するので、そのままだと地震のときに各基礎がバラバラに動くリスクがあります。

そこで、主要な柱のラインに沿って地中梁を回し、基礎同士をつないで一体化させます。


■地中梁の力の考え方

地中梁は、

・フーチング（独立基礎）を支持点（支え）
・柱の荷重が梁に上からかかる荷重

という形の「梁」として働きます。

その結果、梁には曲げが生じ、場所によって、

・下側が引っ張られる曲げ → 下筋が効く
・上側が引っ張られる曲げ → 上筋が効く

というように、上筋・下筋を使い分けて抵抗します。


■せん断力と縦筋（スターラップ）の役割

梁には曲げだけでなく、同時にせん断力（ズレようとする力）も発生します。

これに抵抗するのが せん断補強筋（縦筋）です。

ここで重要なのは、縦筋（スターラップ）は、

・上筋
・下筋

をしっかりつかむように配置する必要があることです。

そのために、縦筋にはフック（折り曲げ）を付けて、鉄筋が抜けたり開いたりしないようにします。


■独立基礎の配筋の全体像

独立基礎周りには、主に以下が入ります。

・フーチングの中：ベース筋（格子状）
・地中梁の中：上筋・下筋
・地中梁の周り：せん断補強筋（縦筋）（フック付き）

また一般に、地中梁は 幅Bと梁せいDが同程度（B=D）になることが多く、ベース筋は上下どちらでも成立しやすいです（※ただし設計条件による）

●人通口（じんつうこう）がある場合

地中梁に人通口（人が通れる穴）を設けると、梁の有効な高さ（梁せい）が減ります。

そのため、残った梁せいで地中梁を設計し直す必要があります（穴を開けた分だけ弱くなるため）

次回は、布基礎について、お話します。