JP2004036086A

JP2004036086A - 既存建物の地盤からの免震構造化方法

Info

Publication number: JP2004036086A
Application number: JP2002190698A
Authority: JP
Inventors: Takeyoshi Uematsu; 植松　武是; Kazuo Masuoka; 舛岡　和夫; Teiji Kojima; 児島　帝二; Haruo Kuramochi; 倉持　春夫
Original assignee: NEC Network and System Integration Corp; DPS Bridge Works Co Ltd
Current assignee: NEC Network and System Integration Corp; DPS Bridge Works Co Ltd
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: JP3806069B2

Abstract

【課題】既存建物を免震構造化する際に、既存建物の上部構造の下に免震装置を設置することが難しい場合に、既存建物を基礎毎、もしくは地盤毎に免震構造化することを可能にする。
【解決手段】既存建物１の下に平面上、少なくとも一方向に配列する基礎梁５，５からなる新設基礎４を構築すると共に、新設基礎４の周囲に下部基礎１３とそれから分離した上部基礎１４を設置、もしくは構築し、新設基礎４の少なくとも基礎梁５の長さ方向に沿って引張材６を配置し、引張材６の緊張により新設基礎４を上部基礎１４に一体化させた状態で、上部基礎１４を下部基礎１３との間に設置される免震装置１６に支持させる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は既存建物を基礎毎、もしくは地盤毎、免震構造化する既存建物の地盤からの免震構造化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば住宅等の中低層の既存建物を免震構造化する方法には、基礎とその上の土台等を含む上部構造との間に免震装置を介在させる方法と、上部構造を基礎から分離させ、上部構造の下に上部構造を支持する床板を新たに構築し、床板の下に免震装置を設置する方法がある。
【０００３】
いずれの方法も、上部構造の下に免震装置を設置するために上部構造を基礎から分離させて上昇させることが必要になるが、既存建物が独立基礎に支持されている場合の他、寺社建築等のように上部構造の柱脚が直接、礎石や玉石に支持されている場合等、上部構造を基礎から分離させにくい場合、または既存の基礎を上部構造を免震支持するための基礎として利用することができない場合には上部構造のみを基礎から分離させ、その下に免震装置を設置することは難しい。
【０００４】
この発明は上記背景より、上部構造の下に免震装置を設置することが難しい既存建物を地盤から免震構造化する方法を提案するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１では既存建物の下に平面上、少なくとも一方向に配列する基礎梁からなる新設基礎を構築すると共に、新設基礎の周囲に上部基礎を設置、もしくは構築し、新設基礎を引張材の緊張により上部基礎に一体化させることにより、新設基礎と上部基礎に既存建物を支持させ、既存建物の上部構造を基礎から分離させることなく既存建物を基礎毎、免震構造化することを可能にする。
【０００６】
基礎梁が少なくとも二方向に配列する場合は基礎梁のみによって新設基礎としての形態を維持できるが、隣接する基礎梁が間隔を隔てて一方向にのみ配列する場合のように基礎梁のみによっては新設基礎としての形態を維持できない場合等には請求項２に記載のように基礎梁と、基礎梁に一体化する新設床板から新設基礎が構成される。新設床板は現場打ちコンクリート造やプレキャストコンクリートにより、または両者の組み合わせによって構成される。
【０００７】
基礎梁が一方向にのみ配列する場合でも隣接する基礎梁が互いに接して、もしくは密着して、または重複して配列するような場合には引張材を基礎梁の長さ方向と幅方向の二方向に配置することで、新設基礎としての形態を維持できるため、必ずしも新設床板を必要としない。
【０００８】
基礎梁に新設床板を付加した請求項２の場合には既存建物の下に人工地盤を構築した形になり、既存建物がその水平投影面を含む面で支持されるため、免震構造化後の既存建物の安定性と安全性が向上する。
【０００９】
引張材は少なくとも基礎梁の長さ方向に沿って配置され、緊張された状態で端部において上部基礎に定着されることにより基礎梁にプレストレスを与えた状態で新設基礎を上部基礎に一体化させる。上記のように隣接する基礎梁が互いに接して、もしくは密着して、または重複して一方向に配列するような場合には基礎梁の幅方向にも引張材が配置される。新設基礎と上部基礎は一体化により底盤を構成し、既存の基礎を含む既存建物全体を支持する。
【００１０】
上部基礎の下にはそれから分離した下部基礎が設置、もしくは構築され、上部基礎と下部基礎との間に免震装置が設置される。上部基礎は例えば下部基礎から新設基礎と共に揚重させられた状態でその下に免震装置が設置されることにより、または下部基礎と上部基礎の構築時に両者間に予め免震装置を設置しておいた状態で新設基礎を上部基礎に一体化させることにより免震装置に支持される。
【００１１】
既存建物が新設基礎と上部基礎に支持された状態で例えば上部基礎が新設基礎と共に揚重させられる等により免震装置に支持されることで、既存建物を上部構造と基礎とに分離させることを要することなく、既存建物は既存の基礎毎、新設基礎及び上部基礎と共に免震構造化される。
【００１２】
既存建物が既存の基礎と共に新設基礎及び上部基礎に支持された状態で、免震装置に支持されることで、既存建物の形態に関係なく、すなわち既存建物が独立基礎に支持されている場合等、上部構造を基礎から分離させにくい場合や、既存の基礎を上部構造を免震支持するための基礎として利用することができない場合にも既存建物全体を免震構造化することが可能になる。
【００１３】
請求項３では既存建物の下の地盤を固化材の注入により地盤改良すると共に、地盤改良すべき地盤の周囲に上部基礎を設置、もしくは構築し、地盤改良した改良地盤を引張材の緊張により上部基礎に一体化させることにより、改良地盤と上部基礎に既存建物を支持させ、既存建物の上部構造を基礎から分離させることなく既存建物を原地盤毎、免震構造化することを可能にする。
【００１４】
地盤改良は既存建物の下の一定の深度幅の範囲内の地盤に対して行われ、地盤中へセメントミルクやセメントスラリー等の固化材液を注入し、原地盤の掘削土と攪拌・混合することにより、または地盤中へ固化材液を注入し、浸透させる等により改良地盤が構築される。
【００１５】
引張材は改良地盤中に少なくとも二方向に配置され、各方向の引張材が緊張されてその端部が上部基礎に定着させることにより硬化した改良地盤にプレストレスを与えた状態で改良地盤を周囲の上部基礎に一体化させる。改良地盤と上部基礎は一体化により底盤を構成し、既存の基礎を含む既存建物全体を支持する。
【００１６】
上部基礎の下にはそれから分離した下部基礎が設置、もしくは構築され、上部基礎と下部基礎との間に免震装置が設置される。上部基礎は例えば下部基礎から改良地盤と共に揚重させられた状態でその下に免震装置が設置されることにより、または下部基礎と上部基礎の構築時に両者間に予め免震装置を設置しておいた状態で改良地盤を上部基礎に一体化させることにより免震装置に支持される。
【００１７】
既存建物が改良地盤と上部基礎に支持された状態で、免震装置に支持されることで、既存建物を上部構造と基礎とに分離させることを要することなく、既存建物は既存の基礎を含め、既存建物直下の原地盤毎、改良地盤及び上部基礎と共に免震構造化される。
【００１８】
この場合も既存建物が分離せずに改良地盤に支持され、改良地盤及び上部基礎と共に免震装置に支持されることで、上部構造を基礎から分離させにくい場合や、既存の基礎を上部構造を免震支持するための基礎として利用することができない場合にも既存建物全体を免震構造化することが可能になる。
【００１９】
請求項４では既存建物の周囲に下部基礎とそれから分離した上部基礎を設置、もしくは構築し、既存建物の下の地盤を上部基礎で包囲する一方、上部基礎で包囲された地盤中にシースを互いに隣接させながら少なくとも一方向に配置し、シース内に引張材を挿通させ、引張材を緊張してその端部を上部基礎に定着させ、上部基礎に囲まれた地盤をシースと共に上部基礎に一体化させることにより、地盤と上部基礎に既存建物を支持させ、請求項３における地盤改良を不要にしながら、既存建物の上部構造を基礎から分離させることなく既存建物を原地盤毎、免震構造化することを可能にする。
【００２０】
シースには鋼管や中空杭形式のプレキャストコンクリート管等の中空管の他、鋼管内部にコンクリートを充填すると共に、ＰＣ鋼材等の引張材を挿通してプレストレスを導入した形式の部材を使用することができ、後者の部材を使用する場合にはその部材の引張材を上記のシース内に挿通し、地盤を上部基礎に一体化させる引張材として使用することができる。
【００２１】
各方向に配置されるシースは並列する方向に互いに密着、もしくは重複した状態で、または接近した状態で隣接し、既存建物の下の地盤中で各方向毎に多段に配置される。多段に配置される多数本のシースの上に位置し、上部基礎に包囲された地盤はシース内に挿通する引張材が緊張されて上部基礎に定着されることによりプレストレスが与えられ、多数本のシースに支持された状態で上部基礎に一体化する。上部基礎に包囲された地盤と上部基礎は一体化により底盤を構成し、既存の基礎を含む既存建物全体を支持する。
【００２２】
上部基礎の下にはそれから分離した下部基礎が設置、もしくは構築され、上部基礎と下部基礎との間に免震装置が設置される。上部基礎は例えば下部基礎から、上部基礎に包囲された地盤と複数方向のシースと共に揚重させられた状態でその下に免震装置が設置されることにより、または下部基礎と上部基礎の構築時に両者間に予め免震装置を設置しておいた状態で上部基礎に包囲された地盤を上部基礎に一体化させることにより免震装置に支持される。
【００２３】
既存建物がその下の地盤と上部基礎に支持された状態で、免震装置に支持されることで、既存建物を上部構造と基礎とに分離させることを要することなく、既存建物は既存の基礎を含め、既存建物直下の原地盤毎、上部基礎と共に免震構造化される。
【００２４】
この場合も既存建物が分離せずに改良地盤に支持され、改良地盤及び上部基礎と共に免震装置に支持されることで、上部構造を基礎から分離させにくい場合や、既存の基礎を上部構造を免震支持するための基礎として利用することができない場合にも既存建物全体を免震構造化することが可能になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
請求項１の発明は既存建物１の下に構築される新設基礎４と共に既存建物１を免震構造化する方法である。
【００２６】
新設基礎４は図１〜図４に示すように既存建物１の下に平面上、少なくとも一方向に配列する基礎梁５，５から、または少なくとも一方向に配列する基礎梁５，５と、基礎梁５に一体化する新設床板５１から構成される。
【００２７】
基礎梁５は現場打ちコンクリート造により、または図３，図４，図７に示すようにプレキャストコンクリート製のブロック５ａと現場打ちコンクリート５ｃの合成構造により、もしくは図８に示すようにプレキャストコンクリート製のブロック５ａと梁部材５ｂの組み合わせや梁部材５ｂのみの組み合わせにより、あるいはＨ形鋼や角形鋼管等の鉄骨梁、もしくは角形鋼管内にコンクリートを充填した複合構造の鋼管コンクリート梁の組み合わせにより構築される。
【００２８】
新設床板５１も現場打ちコンクリート造により、またはプレキャストコンクリート板の敷設により、あるいは両者の組み合わせにより構築される。新設床板５１は図４に二点鎖線で示すように天端が基礎梁５の天端に揃うように構築される。
【００２９】
いずれの構造の場合も、各方向の基礎梁５に沿い、例えば下に凸の懸垂線状に配置される引張材６への緊張力の調整によって基礎梁５，５からなる、または基礎梁５と新設床板５１からなる新設基礎４としての剛性及び変形が調整される。
【００３０】
プレキャストコンクリート製のブロック５ａや梁部材５ｂを用いる場合は、新設基礎４を後述の上部基礎１４に一体化させる引張材６によって基礎梁５の長さ方向にプレストレスが与えられることによりブロック５ａ等の一体性が確保される。
【００３１】
プレキャストコンクリート製のブロック５ａと梁部材５ｂによって基礎梁５を構築する場合、引張材６によるプレストレス導入時のコンクリート端面間の一体性確保のために隣接するブロック５ａ，５ａ間、またはブロック５ａと梁部材５ｂ間には無収縮性モルタルや現場打ちコンクリート等の充填材７が充填される。充填材７は上部基礎１４寄りに位置するブロック５ａと上部基礎１４との間にも充填される。
【００３２】
複数方向に配列する基礎梁５，５は既存建物１の独立基礎や束柱等、既存建物１を地中や地盤上で支持している基礎部材２の下に基礎梁５，５の交点が位置するように構築される。
【００３３】
図３，図４では基礎梁５，５の交点位置に十字形の平面形状のプレキャストコンクリート製のブロック５ａを配置し、隣接するブロック５ａ，５ａ間に現場打ちコンクリート５ｃを打設し、両者を引張材６によって一体化させることにより基礎梁５，５が二方向に配列する新設基礎４を構成している。
【００３４】
現場打ちコンクリート造の場合もプレキャストコンクリート製の場合も、基礎梁５には複数方向に引張材６が挿通するためのシース８が埋設され、引張材６の端部が定着される上部基礎１４にはシース８に連続するシース９が埋設される。
【００３５】
鉄骨造の場合、鉄骨梁がＨ形鋼等、開放断面の場合は引張材６を配置位置を規制するためのガイドがウェブの両側に添設され、角形鋼管等、閉鎖断面の場合は鉄骨梁の内部、または両側や下面側にガイドが配置される。
【００３６】
引張材６は基礎梁５の長さ方向両端間で水平に配置される場合もあるが、図１，図３に示すように引張材６が懸垂線等の曲線を描くように配置される場合には、シース８やガイドは基礎梁５の長さ方向両端間で引張材６の配置曲線に沿って配置される。配置曲線のサグが基礎梁５の成を超える場合は基礎梁５の下面に突起が突設される。
【００３７】
図５〜図８により既存建物１が基礎部材２としての束柱と礎石３によって地盤に支持されている場合の、新設基礎４の構築要領を説明する。
【００３８】
初めに礎石３の下に新設基礎４を構築するための根切りを行うために、図５−（ａ）　，（ｂ）　に示すように基礎部材２をゴム等のパッド１０ａで保護した状態で２枚のプレート１０ｂ，１０ｂで保持し、プレート１０ｂ，１０ｂをボルト１０ｃ等で連結した状態で基礎部材２の両側に配置したＨ形鋼等の支持梁１１，１１に載置し、基礎部材２が負担している荷重を並列する支持梁１１，１１に預ける。
【００３９】
支持梁１１，１１は既存建物１の一方向の両端間に架設され、同一線上に位置する複数本の基礎部材２が負担している全荷重を負担する。支持梁１１の両端は架台等に支持される。基礎部材２が負担している荷重を支持梁１１，１１に負担させた状態で、基礎部材２の下の地盤が根切りされる。
【００４０】
新設基礎４をプレキャストコンクリート製のブロック５ａと現場打ちコンクリート５ｃの合成構造によって構成する場合は、図６，図７に示すように根切り底に捨てコンクリート１２を打設し、各基礎部材２の下にブロック５ａを設置し、隣接するブロック５ａ，５ａ間に現場打ちコンクリート５ｃを打設する。同一線上の引張材６が挿通するシース８はブロック５ａと現場打ちコンクリート５ｃ部分とで連続するように配置される。
【００４１】
現場打ちコンクリート５ｃの強度発現後、基礎梁５のシース８と後述の上部基礎１４のシース９に引張材６を挿通し、緊張して引張材６の端部を上部基礎１４の側面に定着させ、基礎梁５に長さ方向にプレストレスを導入する。引張材６の定着後、シース８，９内にはグラウト材が充填される。
【００４２】
引張材６にはＰＣ鋼材や鉄筋等の鋼材の他、繊維強化材料が使用される。基礎梁５がプレキャストコンクリート製を含む鉄筋コンクリート造の場合、引張材６は図４に示すように基礎梁５の断面内にのみ配置される他、断面外にも配置される。
【００４３】
新設基礎４をプレキャストコンクリート製のブロック５ａと梁部材５ｂによって構成する場合は、図８に示すように根切り底に捨てコンクリート１２を打設した後、各基礎部材２の下にブロック５ａを、隣接するブロック５ａ，５ａ間に梁部材５ｂをそれぞれ設置し、ブロック５ａと梁部材５ｂのシース８、及び上部基礎１４のシース９に引張材６を挿通して緊張し、その端部を上部基礎１４の側面に定着させる。
【００４４】
プレキャストコンクリートと現場打ちコンクリートのいずれの場合も、引張材６の定着後、基礎部材２の下と基礎梁５の上端との間に礎石３を設置し、支持梁１１が撤去される。ここで設置される礎石３は既存の礎石３であるか否かを問わない。礎石３を基礎梁５上に設置する際には礎石３の下にモルタルやコンクリート等の充填材７を詰めることにより礎石３の安定性が確保される。
【００４５】
新設基礎４の周囲には下部基礎１３とそれから分離した上部基礎１４が設置、もしくは構築される。下部基礎１３と上部基礎１４は共に、図２に示すように新設基礎４を包囲し、周回するように構築される。
【００４６】
上部基礎１４と下部基礎１３の構築は新設基礎４の構築と並行して、または構築前、もしくは構築後に行われるが、最終的には引張材６の緊張と上部基礎１４への定着によって新設基礎４と上部基礎１４との一体化が完了する。
【００４７】
下部基礎１３は新設基礎４の周辺地盤を根切りし、その根切り底に現場打ちコンクリート造により、もしくはプレキャストコンクリート製のブロックを組み合わせて配置することにより、または両者の組み合わせにより地盤に定着された状態で構築される。下部基礎１３には新設基礎１４の下の原地盤を拘束する内周側土留め壁１３ａと、下部基礎１３の外周側の原地盤を拘束する外周側土留め壁１３ｂが一体化する。
【００４８】
下部基礎１３は図４に示すように既存建物１を上部基礎１４と共に揚重させる場合の既存建物１の上昇時に揚重装置１５を支持し、図１に示すように上昇後に免震装置１６を支持する役目を持つ。
【００４９】
上部基礎１４は下部基礎１３の上に下部基礎１３から分離し、揚重装置１５や仮支持用の架台等によって支持された状態で現場打ちコンクリート造により、もしくはプレキャストコンクリート製のブロックの組み合わせにより、または両者の組み合わせにより構築される。
【００５０】
上部基礎１４は図１，図３に示すように周方向に完全に閉じた形で連続して構築される他、各方向の基礎梁５の端部側毎に独立し、直交する方向の上部基礎１４，１４が互いに分離した形で構築される。分離する場合は必要により直交する方向の上部基礎１４，１４が互いに接合される。
【００５１】
各基礎梁５の長さ方向に配置されている全引張材６の緊張と定着による新設基礎４と上部基礎１４の一体化後、下部基礎１３と上部基礎１４との間に設置される、図４に示すジャッキ等の揚重装置１５により上部基礎１４を下部基礎１３から揚重して既存建物１を上昇させ、図１に示すように下部基礎１３と上部基礎１４との間に免震装置１６を設置し、揚重装置１５を撤去して既存建物１の免震構造化が終了する。
【００５２】
下部基礎１３と上部基礎１４の構築時に両者間に予め免震装置１６を設置しておき、その状態で新設基礎４を上部基礎１４に一体化させることにより既存建物１を免震装置１６に支持させる場合もあり、その場合、揚重装置１５は新設基礎４と上部基礎１４との一体化による既存建物１の免震装置１６への支持までの間、一時的に免震装置１６に代わって既存建物１を含む新設基礎４と上部基礎１４を仮支持することになる。下部基礎１３と上部基礎１４の構築時に予め免震装置１６を設置しておくことは後述の請求項３、請求項４の発明においても同様に行われる。
【００５３】
請求項３の発明は図９に示すように既存建物１の下の地盤を地盤改良し、その改良地盤１７と共に既存建物１を免震構造化する方法である。
【００５４】
既存建物１の下の地盤に対してはセメントミルクやセメントスラリー等の固化材液２６の注入と地盤との攪拌・混合、または固化材液２６の注入と地中への浸透等が行われ、固化材液２６が掘削土砂と共に固結することにより、または原地盤と共に固結することにより改良地盤１７が構築される。地盤改良は既存建物１の下の一定の深度幅の範囲内の地盤に対して行われる。
【００５５】
固化材液２６と地盤との攪拌・混合は例えば地盤改良すべき地盤の周囲の地盤を根切りして作業用空間２８を形成し、その空間を通じ、掘削攪拌翼を有するロッドを水平に向けて掘進させることにより行われ、円形断面のソイルセメントを重複させ、連続的に構築することにより改良地盤１７が構築される。この場合、固化材液２６の注入は地上から地中に挿入されるパイプを通じて行うこともできるが、ロッドを通じてその掘進と同時に行うこともできる。
【００５６】
図１４は多数の吐出孔２７ａを有する鋼管等の吐出用パイプ２７を用いて固化材液２６を地中へ浸透させる場合の施工要領を示す。
【００５７】
吐出用パイプ２７は地盤改良すべき地盤の周囲に形成した作業用空間２８の、地盤改良すべき地盤を挟んだ一方側から他方側へ向け、図１５に示すパイプ圧入機２９等を用い、吐出用パイプ２７内に挿入されるドリルビット３０等によって地盤を掘削しながら圧入、もしくは挿入される。地盤の掘削はジェットノズルから噴射される水の水圧を利用することによっても行われる。
【００５８】
図１４では地盤改良すべき地盤を挟んだ一方側の作業用空間２８に下部基礎１３と上部基礎１４を先行して構築し、上部基礎１４を利用して吐出用パイプ２７を挿入する場合を示しているが、必ずしも上部基礎１４を先行して構築する必要はなく、仮設の反力壁を利用して吐出用パイプ２７の挿入を行うこともある。
【００５９】
上部基礎１４を通じて地盤中に吐出用パイプ２７を挿入する場合、上部基礎１４には開口１４ｂが形成され、その内周に吐出用パイプ２７を保護しながら保持するためのスリーブ３８が装着される。対向する側の作業用空間２８に上部基礎１４が構築されていない場合は、その位置に、挿入された吐出用パイプ２７の先端部分を受けるための仮設土留め壁３９が設置される。
【００６０】
一度に挿入できる一本の吐出用パイプ２７の長さは作業用空間２８の幅によって制限されるため、地盤改良すべき地盤の領域の大きさ、すなわち対向する作業用空間２８，２８間距離に応じ、必要により吐出用パイプ２７は継ぎ足されながら挿入される。
【００６１】
吐出用パイプ２７は改良地盤１７の構築に必要な箇所に並列して挿入されるが、改良地盤１７の構築後には引張材１８が挿通するシース１９を挿入するために利用されるため、全体としてシース１９の配置位置に対応し、少なくとも二方向に、多段に配置され、各方向毎に並列して配列する。
【００６２】
吐出用パイプ２７の地盤中への挿入後、ドリルビット３０等を用いて吐出用パイプ２７内の土砂が排出され、図１６−（ａ）　に示すように吐出用パイプ２７内に少なくとも一方側から挿入される注入管３１を通じて吐出用パイプ２７内に固化材液２６が供給される。
【００６３】
注入管３１が吐出用パイプ２７の一方側からのみ挿入される場合は、他方側に固化材液２６の漏れ出しを防止しつつ、一方側の注入管３１の先端に接続されるシリンダ３２と共に固化材液２６を吐出孔２７ａから吐出させる、吐出用パイプ２７に内接し得るシリンダ３２が挿入される。
【００６４】
注入管３１の先端にはシリンダ３２が接続され、注入管３１の先端から吐出用パイプ２７内に供給された固化材液２６は対向するシリンダ３２，３２から圧力を受けることによって吐出用パイプ２７の吐出孔２７ａから強制的に吐出させられる。地中に吐出した固化材液２６は図１６−（ｂ）　に示すように吐出用パイプ２７の周辺地盤中に浸透し、原地盤を固結させる。
【００６５】
シリンダ３２は吐出用パイプ２７に内接し得る程度の大きさを持つと同時に、図１６−（ｃ）　，図１８に示すように軸方向に複数個の吐出孔２７ａに跨る長さを持つことで、吐出用パイプ２７の吐出孔２７ａから外部に吐出された固化材液２６が他の吐出孔２７ａから吐出用パイプ２７内に逆流することを防止する役目を持つ。
【００６６】
吐出用パイプ２７内への固化材液２６の供給と吐出用パイプ２７からの吐出は図１７に示すように吐出用パイプ２７の全長の区間を複数の施工領域に区分し、各施工区分（Ａ，Ｂ，Ｃ）毎に、吐出用パイプ２７の一方の端部側から他方の端部側へ向けて行われる。
【００６７】
図１７の一部拡大図である図１８に示すように注入管３１はシリンダ３２を貫通し、注入管３１の内部はそのシリンダ３２の、対向するシリンダ３２側の端面に連通する。注入管３１の先端が位置するシリンダ３２の端面には固化材液２６の逆流を防止する逆流防止弁３３が取り付けられ、その端面の周囲には吐出用パイプ２７の内周面との間の水密性を確保し、固化材液２６の回り込みを防止するパッキン３４が付けられる。
【００６８】
全吐出用パイプ２７につき、吐出用パイプ２７の全長に亘って固化材液２６を吐出し終えたところで、改良地盤１７の構築作業が終了する。
【００６９】
改良地盤１７中にはその硬化前に図９〜図１１に示すように引張材１８が挿通するシース１９が少なくとも二方向に配置され、シース１９に引張材１８が挿通させられる。図１０は既存建物１の基礎部材２の付近に引張材１８を密に配置した場合、図１１は引張材１８の並列方向に引張材１８を均等に配置した場合を示す。
【００７０】
図１４〜図１８の場合は、各吐出用パイプ２７毎に固化材液２６の吐出が終了した後、吐出用パイプ２７内を清掃して吐出用パイプ２７内にシース１９を挿入し、シース１９内に引張材１８を挿通させ、引張材１８を緊張してその端部を上部基礎１４の側面に定着させた後、シース１９内、及び吐出用パイプ２７とシース１９との間にグラウト材２１を充填することが行われる。引張材１８は上部基礎１４の構築後に緊張される。
【００７１】
作業用空間２８には改良地盤１７の構築と並行して、または構築前、もしくは構築後に、請求項１の場合と同様に下部基礎１３とそれから分離した上部基礎１４が設置、もしくは構築される。
【００７２】
図１４〜図１８では上部基礎１４を通じて吐出用パイプ２７を地中に挿入し、そのまま残される吐出用パイプ２７内にシース１９を挿入することから、上部基礎１４の構築は地盤中への吐出用パイプ２７の挿入作業と並行して、または挿入前に行われることが好ましい。
【００７３】
下部基礎１３は改良地盤１７の構築時に根切りされた作業用空間２８の根切り底に現場打ちコンクリート造により、もしくはプレキャストコンクリート製のブロックを組み合わせて配置することにより、または両者の組み合わせにより地盤に定着された状態で構築され、既存建物１の上昇時に揚重装置１５を支持し、上昇後に免震装置１６を支持する。
【００７４】
上部基礎１４は下部基礎１３の上に下部基礎１３から分離し、揚重装置１５や仮設の架台等によって支持された状態で現場打ちコンクリート造により、もしくはプレキャストコンクリート製のブロックの組み合わせにより、または両者の組み合わせにより構築される。
【００７５】
請求項３では既存建物１を改良地盤１７とその上の地盤毎、免震構造化するため、上部基礎１４には既存建物１と改良地盤１７までの間の原地盤を拘束する土留め壁１４ａが一体化する。下部基礎１３には改良地盤１７の下の原地盤を拘束する内周側土留め壁１３ａと、下部基礎１３の外周側の原地盤を拘束する外周側土留め壁１３ｂが一体化する。
【００７６】
上部基礎１４の構築と改良地盤１７の構築を完全に独立して施工する場合は上部基礎１４中には改良地盤１７中のシース１９に連続するシース２０が配置される。図１４〜図１８のように上部基礎１４の構築を改良地盤１７の構築前に、または並行して施工する場合はシース１９の端部を取り込むように上部基礎１４が構築される。
【００７７】
上部基礎１４の構築後、上部基礎１４と改良地盤１７のシース１９，２０中に引張材１８を挿通させた後、引張材１８を緊張して上部基礎１４の側面に定着させ、シース１９，２０内にグラウト材２１を充填する。全引張材１８の緊張と定着により改良地盤１７が上部基礎１４に一体化する。
【００７８】
改良地盤１７と上部基礎１４の一体化後、請求項１と同様に下部基礎１３と上部基礎１４との間に設置されるジャッキ等の揚重装置１５により上部基礎１４を下部基礎１３から揚重して既存建物１を上昇させ、下部基礎１３と上部基礎１４との間に免震装置１６を設置し、揚重装置１５を撤去して既存建物１の免震構造化が終了する。
【００７９】
上部基礎１４の揚重によって図９に示すように改良地盤１７がその直下の原地盤から分離し、改良地盤１７の底面が原地盤から絶縁される。
【００８０】
上部基礎１４の土留め壁１４ａと下部基礎１３の外周側土留め壁１３ｂとの間には免震装置１６の保守点検のための通路が確保され、下部基礎１３には通路内に浸入した雨水等を一時的に溜め、排出するための排水ピット１３ｃが形成される。
【００８１】
図１２は下部基礎１３に排水溝１３ｄを形成した場合の平面を示す。排水溝１３ｄは図１２の一部の断面図である図１３に示すように外周側土留め壁１３ｂの内周側に形成される内周壁１３ｅ、及び両者をつなぐ底板１３ｆから構成される。排水溝１３ｄ上にはグレーチング１３ｇが敷設され、その上に玉砂利１３ｈが敷き詰められる。
【００８２】
請求項４の発明は請求項３における改良地盤１７を構築することなく、既存建物１の下の地盤内に配置されるシース２２、及び上部基礎１４によって既存建物１を支持し、既存建物１を免震構造化する方法である。
【００８３】
既存建物１の周囲には請求項３と同様に下部基礎１３とそれから分離した上部基礎１４が設置、もしくは構築されるが、この発明では上部基礎１４によって既存建物１の下の地盤を周囲から拘束しながら上部基礎１４に一体化させるため、上部基礎１４は既存建物１の下の地盤を包囲するように構築される。
【００８４】
既存建物１の下の、上部基礎１４を構築する深度の地盤中には図１９〜図２１に示すようにシース２２が互いに隣接しながら、少なくとも二方向に、各方向毎に多段に配置され、各方向に配置されるシース２２は並列する方向に互いに密着、もしくは重複した状態、または接近した状態で隣接する。
【００８５】
シース２２には鋼管やプレキャストコンクリート管等が使用されることもあり、シース２２としての鋼管の内部には引張材１８としてのＰＣ鋼材等を挿通させ、グラウト材２１としてのコンクリートを充填する場合もある。
【００８６】
シース２２は請求項３の場合と同様にその配置位置の周辺地盤である下部基礎１３と上部基礎１４の構築位置の地盤を根切りして作業用空間２８を形成し、その作業用空間２８において先行して設置、もしくは構築される上部基礎１４等を利用し、地中に水平に打ち込むことにより配置される。
【００８７】
シース２２の挿入に先立ち、図２２，図２３に示すように地中にはシース２２を挿入する空洞を形成するための、鋼管等、地中での形態維持能力を有する空洞用パイプ３５が互いに隣接して打ち込まれる。
【００８８】
空洞用パイプ３５はその内部に挿入されるドリルビット３０やジェットノズル等により地盤を掘削しながら、パイプ圧入機２９等を用い、必要により継ぎ足されながら挿入される。図２２は空洞用パイプ３５を挿入する側の作業用空間２８に上部基礎１４を構築し、免震装置１６に支持させた様子を示している。
【００８９】
上部基礎１４を通じて地盤中に空洞用パイプ３５を挿入する場合、上部基礎１４には開口１４ｂが形成され、その内周に空洞用パイプ３５を保護しながら、保持するためのスリーブ３８が装着される。対向する側に上部基礎１４が構築されていない場合は、その位置に仮設土留め壁３９が設置される。
【００９０】
空洞用パイプ３５はシース２２の挿入後に抜き取られる場合とそのまま残されてシース２２として兼用される場合がある。
【００９１】
抜き取られる場合、空洞用パイプ３５の挿入後、その内部の土砂をドリルビット３０を引き戻す等により排出して空洞を形成した状態で、図２４に示すように空洞用パイプ３５内にシース２２が挿入される。
【００９２】
シース２２の挿入後、図２５，図２６に示すように空洞内にモルタルやセメントミルク等の注入材３６が上部基礎１４の開口１４ｂ等、空洞用パイプ３５の挿入側の端部から注入される一方、空洞用パイプ３５がウィンチやチェーンブロック等を用いて他端側から引き抜かれる。注入材３６の注入と空洞用パイプ３５の引き抜きが並行して行われることで、注入材３６は空洞用パイプ３５が形成した空洞内に充填される。
【００９３】
注入材３６の注入時には上部基礎１４に形成されている空洞用パイプ３５挿入用の開口１４ｂ等からの漏れ出しを防止するために、開口１４ｂ等はキャップ３７等によって塞がれる。
【００９４】
注入材３６の注入と空洞用パイプ３５の引き抜きは、図２８，図２９に示すように複数本の空洞用パイプ３５の挿入が完了した時点で、空洞用パイプ３５が並列する方向の一方の端部に位置する空洞用パイプ３５側から他方側へ向けて行われるが、注入材３６の注入途中にある空洞用パイプ３５に他方側で隣接する空洞用パイプ３５はその注入材３６の他方側への流出を塞き止める働きをし、キャップ３７は開口１４ｂからの流出を阻止する働きをするため、共にその注入材３６の注入が完了するまで存置される。
【００９５】
図２９−（ａ）　は端部寄りの二本の空洞用パイプ３５が形成した空洞内への注入が完了し、三本目の空洞内に注入材３６を注入しながら空洞用パイプ３５を引き抜いている様子を示している。（ｂ）　は（ａ）　のときのキャップ３７の装着状態を示しているが、注入が完了した部分のキャップ３７は順次外され、転用される。
【００９６】
注入材３６の注入と空洞用パイプ３５の引き抜きの終了後、図２７に示すようにシース２２内に引張材１８が挿入され、端部が上部基礎１４に定着される。上部基礎１４の開口１４ｂを通じて空洞用パイプ３５の挿入を行った場合、引張材１８の定着の際には開口１４ｂを塞いでいるキャップ３７が定着板４０に置き換えられる。
【００９７】
空洞用パイプ３５をシース２２として兼用する場合は、空洞用パイプ３５の挿入後、その内部を清掃し、そのまま内部に引張材１８が挿入される。
【００９８】
この場合、地中に残される空洞用パイプ３５がその並列方向に密に配置され、下面側において原地盤に直接接触することで、空洞用パイプ３５とその下の地盤との縁が切れ易くなるため、既存建物１を上部基礎１４と共に揚重するときの空洞用パイプ３５とその下の地盤との分断を容易に行える利点がある。
【００９９】
シース２２の配置と並行して、または配置前、もしくは配置後、その配置位置の周辺に形成されている作業用空間２８に下部基礎１３と上部基礎１４が設置、もしくは構築される。上部基礎１４は図１９に示すようにその内部に配置されるシース２３と地中のシース２２が連続するように設置、もしくは構築されるか、地中のシース２２の端部を取り込むように構築される。
【０１００】
上部基礎１４の設置、もしくは構築後、上部基礎１４と地中のシース２２，２３中に引張材１８を挿通させ、緊張して上部基礎１４の側面に定着させる。引張材１８の定着後、シース２２，２３内にグラウト材２１が充填される。
【０１０１】
全引張材１８の緊張と定着により上部基礎１４に包囲された既存建物１の下の地盤は複数方向の多数本のシース２２、もしくはシース２２としての空洞用パイプ３５に支持された状態で上部基礎１４に一体化する。
【０１０２】
既存建物１の下の地盤と上部基礎１４の一体化後、下部基礎１３と上部基礎１４との間に設置される揚重装置１５により上部基礎１４を下部基礎１３から揚重して既存建物１を地盤と共に上昇させ、下部基礎１３と上部基礎１４との間に免震装置１６を設置し、揚重装置１５を撤去して既存建物１の免震構造化が終了する。
【０１０３】
上部基礎１４の揚重によってシース２２や空洞用パイプ３５がその直下の原地盤から分離し、原地盤から絶縁される。
【０１０４】
図１９では上部基礎１４と下部基礎１３との間に両者間の相対変位時に振動を抑制するダンパー２４を架設すると共に、上部基礎１４の下部基礎１３に対する浮き上がりを防止する浮き上がり防止装置２５を設置している。
【０１０５】
図３０はシース２２として鋼管を用い、鋼管の内部に引張材１８としてのＰＣ鋼材等を挿通させ、グラウト材２１としてのコンクリートを充填する場合の具体的な構造を示す。この場合、シース２２内には引張材１８としてのＰＣ鋼材を所定の懸垂曲線で配置するための挿通用シース４１が配置される。図３１−（ａ）は図３０の端面を、（ｂ）
ｘ−ｘ線の断面を、（ｃ）はｙ−ｙ線の断面を示す。
【０１０６】
挿通用シース４１は図３２に示すようにシース２２としての鋼管の内部に部分的に配置されるホルダ４２によって拘束される。ホルダ４２は図３３−（ａ）　〜（ｃ）に示すように鋼管に内接し得る形をし、挿通用シース４１の配置位置に挿通用シース４１が挿通可能な孔４２ａが明けられる。（ａ）　は図３２において鋼管の端部寄りのホルダ４２を、（ｃ）は中央部のホルダ４２を、（ｂ）はその中間のホルダ４２を示す。ホルダ４２は図３２，３３に示すように鋼管の内部に軸方向に架設された棒材４３が貫通することにより支持される。
【０１０７】
鋼管の内部にはコンクリート等のグラウト材２１が充填されるが、鋼管の端部には空隙を埋めるモルタルを充填するための充填口２２ａと吐出口２２ｂが形成される。ここでは図３４に示すように鋼管を貫通させてパイプを溶接することにより充填口２２ａと吐出口２２ｂを形成している。
【０１０８】
また鋼管の両端面には引張材１８を定着させるためのプレート２２ｃが接合される。プレート２２ｃは例えば図３５−（ａ）　，（ｂ）に示すように鋼管の外周に予め溶接されたナット２２ｄにボルト２２ｅを螺入することにより鋼管に接合される。
【０１０９】
【発明の効果】
請求項１，２では既存建物の下に平面上、少なくとも一方向に配列する基礎梁からなる新設基礎を構築すると共に、新設基礎の周囲に上部基礎を設置、もしくは構築し、新設基礎を引張材の緊張により上部基礎に一体化させることで、新設基礎と上部基礎に既存建物を支持させるため、既存建物の上部構造を基礎から分離させることなく既存建物を基礎毎、免震構造化することができる。
【０１１０】
既存建物が既存の基礎と共に新設基礎及び上部基礎に支持された状態で、免震装置に支持されることで、上部構造を基礎から分離させにくい場合や、既存の基礎を上部構造を免震支持するための基礎として利用することができない場合にも既存建物全体を免震構造化することが可能になる。
【０１１１】
特に請求項２では基礎梁に新設床板を付加することで、既存建物がその水平投影面を含む面で支持されるため、免震構造化後の既存建物の安定性と安全性が向上する。
【０１１２】
請求項３では既存建物の下の地盤を固化材と共に攪拌混合処理して地盤改良すると共に、地盤改良すべき地盤の周囲に上部基礎を設置、もしくは構築し、地盤改良した改良地盤を引張材の緊張により上部基礎に一体化させることで、改良地盤と上部基礎に既存建物を支持させるため、既存建物の上部構造を基礎から分離させることなく既存建物を原地盤毎、免震構造化することができる。
【０１１３】
この場合も既存建物が分離せずに改良地盤に支持され、改良地盤及び上部基礎と共に免震装置に支持されることで、上部構造を基礎から分離させにくい場合や、既存の基礎を上部構造を免震支持するための基礎として利用することができない場合にも既存建物全体を免震構造化することが可能になる。
【０１１４】
請求項４では既存建物の周囲に下部基礎とそれから分離した上部基礎を設置、もしくは構築し、既存建物の下の地盤を上部基礎で包囲する一方、上部基礎で包囲された地盤中にシースを互いに隣接させながら少なくとも一方向に配置し、シース内に挿通する引張材を緊張して上部基礎に囲まれた地盤をシースと共に上部基礎に一体化させることで、地盤と上部基礎に既存建物を支持させるため、請求項３における地盤改良を不要にしながら、既存建物の上部構造を基礎から分離させることなく既存建物を原地盤毎、免震構造化することができる。
【０１１５】
この場合も既存建物が分離せずに改良地盤に支持され、改良地盤及び上部基礎と共に免震装置に支持されることで、上部構造を基礎から分離させにくい場合や、既存の基礎を上部構造を免震支持するための基礎として利用することができない場合にも既存建物全体を免震構造化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明の既存建物を免震構造化したときの様子を示した縦断面図である。
【図２】図１の新設基礎と上部基礎の関係を示した平面図である。
【図３】図２の詳細図である。
【図４】図３の縦断面図である。
【図５】（ａ）　は図１の方法において既存の基礎部材を支持するときの様子を示した立面図、（ｂ）　は（ａ）　の平面図である。
【図６】図５の基礎部材の下にプレキャストコンクリートのブロックを設置したときの様子を示した立面図である。
【図７】図６のブロック間に現場打ちコンクリートを打設したときの様子を示した立面図である。
【図８】図６のブロック間に梁部材を設置したときの様子を示した立面図である。
【図９】請求項３の発明の既存建物を免震構造化したときの様子を示した縦断面図である。
【図１０】図９の引張材の配置状態を示した平面図である。
【図１１】図９の引張材の他の配置状態を示した平面図である。
【図１２】図９の既存建物部分の平面図である。
【図１３】図１２の排水溝部分の縦断面図である。
【図１４】吐出用パイプを用いて改良地盤を構築する場合の、吐出用パイプの挿入状態を示した縦断面図である。
【図１５】吐出孔用パイプの挿入時の様子を示した縦断面図である。
【図１６】（ａ）　は固化材液の吐出の様子を示した縦断面図、（ｂ）　は（ａ）　のｘ−ｘ線断面図、（ｃ）　は（ａ）　の一部拡大図である。
【図１７】施工領域を区分して固化材液の吐出を行う様子を示した縦断面図である。
【図１８】図１７の一部拡大図である。
【図１９】請求項４の発明の既存建物を免震構造化したときの様子を示した縦断面図である。
【図２０】図１９の引張材の配置状態を示した平面図である。
【図２１】図２０の一部の縦断面図である。
【図２２】空洞用パイプの挿入時の様子を示した縦断面図である。
【図２３】空洞用パイプの挿入が完了したときの様子を示した縦断面図である。
【図２４】空洞用パイプ内へのシースの挿入が完了したときの様子を示した縦断面図である。
【図２５】空洞への注入材の注入と空洞用パイプの引き抜き時の様子を示した縦断面図である。
【図２６】シース内への引張材の挿入時の様子を示した縦断面図である。
【図２７】引張材の挿入側の端部を上部基礎に定着したときの様子を示した縦断面図である。
【図２８】（ａ）　は並列する方向に複数本の空洞用パイプを挿入したときの様子を示した平面図、（ｂ）　は並列する方向の端部側から注入材を注入し、空洞用パイプを引き抜いた様子を示した平面図である。
【図２９】（ａ）　は注入材を注入しながら空洞用パイプを引き抜く様子を示した斜視図、（ｂ）　は注入材の注入が終了する毎にキャップを外す様子を示した斜視図である。
【図３０】シースとして鋼管を用い、鋼管の内部に引張材としてのＰＣ鋼材等を挿通させ、グラウト材としてのコンクリートを充填した場合の具体例を示した立面図である。
【図３１】（ａ）　は図３０の端面図、（ｂ）は図３０のｘ−ｘ線断面図、（ｃ）はｙ−ｙ線断面図である。
【図３２】鋼管の内部を示した図３０の拡大図である。
【図３３】（ａ）　は図３２のｘ−ｘ線端面図、（ｂ）はｙ−ｙ線端面図、（ｃ）はｚ−ｚ線端面図である。
【図３４】充填口と吐出口の形成例を示した鋼管の端面図である。
【図３５】（ａ）　はシースである鋼管の端面にプレートを接合するためのナットの鋼管への溶接状態を示した鋼管の端面図、（ｂ）はボルトによるプレートの接合状態を示した断面図である。
【符号の説明】
１……既存建物、２……基礎部材、３……礎石、４……新設基礎、５……基礎梁、５ａ……ブロック、５ｂ……梁部材、５ｃ……現場打ちコンクリート、５１……新設床板、６……引張材、７……充填材、８……シース、９……シース、１０ａ……パッド、１０ｂ……プレート、１０ｃ……ボルト、１１……支持梁、１２……捨てコンクリート、１３……下部基礎、１３ａ……内周側土留め壁、１３ｂ……外周側土留め壁、１３ｃ……排水ピット、１３ｄ……排水溝、１３ｅ……内周壁、１３ｆ……底板、１３ｇ……グレーチング、１３ｈ……玉砂利、１４……上部基礎、１４ａ……土留め壁、１４ｂ……開口、１５……揚重装置、１６……免震装置、１７……改良地盤、１８……引張材、１９……シース、２０……シース、２１……グラウト材、２２……シース、２２ａ……充填口、２２ｂ……吐出口、２２ｃ……プレート、２２ｄ……ナット、２２ｅ……ボルト、２３……シース、２４……ダンパー、２５……浮き上がり防止装置、２６……固化材液、２７……吐出用パイプ、２７ａ……吐出孔、２８……作業用空間、２９……パイプ圧入機、３０……ドリルビット、３１……注入管、３２……シリンダ、３３……逆流防止弁、３４……パッキン、３５……空洞用パイプ、３６……注入材、３７……キャップ、３８……スリーブ、３９……仮設土留め壁、４０……定着板、４１……挿通用シース、４２……ホルダ、４２ａ……孔、４３……棒材。

Claims

既存建物の下に平面上、少なくとも一方向に配列する基礎梁からなる新設基礎を構築すると共に、新設基礎の周囲に下部基礎とそれから分離した上部基礎を設置、もしくは構築し、新設基礎の少なくとも基礎梁の長さ方向に沿って引張材を配置し、各引張材を緊張してその端部を上部基礎に定着させ、新設基礎を上部基礎に一体化させた状態で、上部基礎を下部基礎との間に設置される免震装置に支持させる既存建物の地盤からの免震構造化方法。
新設基礎は基礎梁と、基礎梁に一体化する新設床板から構成される請求項１記載の既存建物の地盤からの免震構造化方法。
既存建物の下の地盤を固化材の注入により地盤改良すると共に、地盤改良すべき地盤の周囲に下部基礎とそれから分離した上部基礎を設置、もしくは構築し、地盤改良した改良地盤中に引張材を少なくとも二方向に配置し、各方向の引張材を緊張してその端部を上部基礎に定着させ、硬化した改良地盤を上部基礎に一体化させた状態で、上部基礎を下部基礎との間に設置される免震装置に支持させる既存建物の地盤からの免震構造化方法。
既存建物の周囲に下部基礎とそれから分離した上部基礎を設置、もしくは構築し、既存建物の下の地盤を上部基礎で包囲する一方、上部基礎で包囲された地盤中にシースを互いに隣接させながら少なくとも一方向に配置し、シース内に引張材を挿通し、引張材を緊張してその端部を上部基礎に定着させ、既存建物の下の地盤を上部基礎に一体化させた状態で、上部基礎を下部基礎との間に設置される免震装置に支持させる既存建物の地盤からの免震構造化方法。