JP2004124554A - 地下室構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】地下室12を設ける敷地に沿って鋼矢板21を打ち込み、鋼矢板21で囲まれる地面を掘削して地下空間22を形成するとともに、地下空間22の底部に自立させた鋼矢板21を地中壁20とし、地下空間22の底部に鉄筋コンクリート造基礎30を設置し、基礎30の上に建物躯体を構築し、この建物躯体と鋼矢板21を構造的に切り離してなるもの。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は地下室構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、地下室構造として、特許文献1に記載の如く、地下室を設ける敷地に沿って鋼矢板を打ち込み、鋼矢板で囲まれる地面を掘削して地下空間を形成し、地下空間の底部に鉄筋コンクリート造基礎を設置し、基礎の上に地下室ユニットを構築し、鋼矢板と地下室ユニットの隙間を土で充填するものがある。
【0003】
また、特許文献2に記載の如く、地下室を設ける敷地に沿って鋼矢板を打ち込み、鋼矢板で囲まれる地面を掘削して地下空間を形成し、地下空間の底部に鉄筋コンクリート造基礎を設置し、鋼矢板をそのまま地下室本体の耐力壁と、地上躯体の布基礎として機能させるものがある。
【0004】
また、特許文献3に記載の如く、地下室を設ける敷地に沿って鋼矢板を打ち込み、鋼矢板で囲まれる地面を掘削して地下空間を形成し、鋼矢板が地下躯体のための外側のコンクリート型枠を兼ね、鋼矢板をそのまま地下躯体の一部として機能させるものがある。
【0005】
また、特許文献4に記載の如く、地下室を設ける敷地に沿って鋼矢板を打ち込み、鋼矢板で囲まれる地面を掘削して地下空間を形成し、地下空間の底部に鉄筋コンクリート造基礎を設置し、基礎の上に地下室体を構築し、鋼矢板を補強材により補強するものがある。
【0006】
また、特許文献5、6に記載の如く、地下ピットを鉄筋コンクリート造土留壁により区画し、地下ピットの内部に設置した地下躯体と、土留壁とを接合プレートにより接合するものがある。
【0007】
【特許文献1】
特開平8−120689(3頁、図10)
【特許文献2】
特開平9−100541(2頁、図1)
【特許文献3】
特開平9−125426(4頁、図1)
【特許文献4】
特許3288611(2頁〜4頁、図1)
【特許文献5】
特開平10−46607(3頁〜4頁、図5)
【特許文献6】
特開平10−46608(3頁、図5)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1では、鋼矢板と地下室ユニットの隙間を土で充填しており、鋼矢板と地下室ユニットの間で力の伝達を生ずる。地下室ユニットに、鋼矢板の周辺の土圧、水圧、地盤上載荷重が作用し、地下室ユニットの構造的負担が大きくなる。
【0009】
特許文献2では、鋼矢板をそのまま地下室本体の耐力壁と、地上躯体の布基礎として機能させる。地下室本体に、鋼矢板の周辺の土圧等が作用し、各地上躯体の鉛直荷重が作用し、地下室本体の構造的負担が大きくなる。
【0010】
特許文献3では、鋼矢板をそのまま地下躯体の一部として機能させる。地下躯体に鋼矢板の周辺の土圧等が作用し、地下躯体の構造的負担が大きくなる。
【0011】
特許文献4では、鋼矢板を補強材によって補強する必要がある。
特許文献5、6では、工期の長い鉄筋コンクリート造土留壁を必要とするし、地下躯体に土留壁の周辺の土圧等が作用し、地下躯体の構造的負担が大きくなる。
【0012】
本発明の課題は、地下室構造において、鉄筋コンクリート造支柱梁を必要とせず、地中壁を構成する鋼矢板を補強材によって補強する必要もなく、建物躯体の構造的負担を軽減させることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、地下室を設ける敷地に沿って鋼矢板を打ち込み、鋼矢板で囲まれる地面を掘削して地下空間を形成するとともに、地下空間の底部に自立させた鋼矢板を地中壁とし、地下空間の底部に鉄筋コンクリート造基礎を設置し、基礎の上に建物躯体を構築し、この建物躯体と鋼矢板を構造的に切り離してなるようにしたものである。
【0014】
請求項2の発明は、請求項1の発明において更に、前記地下空間の内部で、建物躯体の外周に防水層を設け、この建物躯体の防水層と鋼矢板の間に排水溝を設けるようにしたものである。
【0015】
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において更に、前記鋼矢板と鉄筋コンクリート造基礎を剛接合するようにしたものである。
【0016】
【作用】
請求項1の発明によれば下記▲1▼、▲2▼の作用がある。
▲1▼鋼矢板を地下空間の底部に自立させた地中壁とするものであるから、工期の長い鉄筋コンクリート造地中壁を必要とせず、工期短縮できるし、コスト低減できる。また、鋼矢板の周辺の土圧等に対し鋼矢板を自立させ、鋼矢板を補強材によって補強する必要もない。
【0017】
▲2▼建物躯体と鋼矢板を構造的に切り離し、建物躯体には鋼矢板周辺の土圧等を負担させないから、建物躯体の構造的負担を軽減し、コスト低減できる。
【0018】
請求項2の発明によれば、下記▲3▼の作用がある。
▲3▼鋼矢板の目地から鋼矢板の内部に僅かに水がしみ出るとき、建物躯体の外周に設けた防水層により建物内部への水の侵入を防ぐ。そして、この水を、建物躯体の防水層と鋼矢板の間に設けた排水溝により排水処理できる。
【0019】
請求項3の発明によれば、下記▲4▼の作用がある。
▲4▼鋼矢板と鉄筋コンクリート造基礎を剛接合することにより、鋼矢板の根入れ深さを大きくせずに、頭部の変位を小さくすることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の地下室構造を示す縦断面図、図2は地中壁を示す横断面図、図3は排水構造を示す縦断面図、図4は鋼矢板と基礎の接合構造を示し、(A)は剛接合状態を示す側面図、(B)は剛接合された鋼矢板の撓みを示す側面図、(C)はピン接合された鋼矢板の撓みを示す側面図、図5は鋼矢板と基礎の剛接合構造を示し、(A)は側面図、(B)は斜視図である。
【0021】
図1の建物10は、地下室付多層階建物である。建物10の地下室構造をその施工手順とともに示せば以下の通りである。
【0022】
(1)建物10の躯体11及びその地下室12を設ける敷地に沿って鋼矢板21を打ち込む。
【0023】
(2)鋼矢板21で囲まれる地面を掘削して地下空間22を形成するとともに、地下空間22の底部に自立させた鋼矢板21により地中壁20を構成する(図2)。
【0024】
鋼矢板21は地下空間22の底部に対する根入れ部分の存在により地下空間22の底部に自立するものとされ、鋼矢板21の周辺の土圧、水圧、隣家等の地盤上載荷重(以下、土圧等)をそれ自体で負担できる材料を採用する。このような材料として、U形鋼矢板(例えば断面2次モーメント4500〜56700cm4/m程度、断面係数529〜2700cm3/m程度のもの)を採用できる。
【0025】
鋼矢板21として採用することのできる1つのU形鋼矢板は、両端に継手を形成した左右対称の横断面形状を有し、内外を交互に逆向きにして継手同士を係合させ連結することで地中壁20を構成できる。また、鋼矢板21として採用することのできる他のU形鋼矢板は、両端の継手部の継手形状が左右非対称で、横断面形状を同一方向に揃えて直線状に結合して地中壁20を構成するものでも良い。
【0026】
(3)地下空間22の底部に鉄筋コンクリート造ベタ基礎30を打設する。
(4)基礎30の上に建物躯体11を構築し、この建物躯体11と鋼矢板21を構造的に切り離す。鋼矢板21と建物躯体11は互いに接続されず、仮設後の鋼矢板21に切梁、腹起し等の補強材を設けることを必要としない(鋼矢板21の仮設時には切梁、腹起しを使用できる)。これにより、鋼矢板21の周辺の土圧等は、鋼矢板21だけで負担し、建物躯体11には負担させない。鋼矢板21からなる地中壁20を永久構造物として地中に残す。
【0027】
建物躯体11は、地下躯体11A、地上躯体11Bからなり、地上躯体11Bには外壁13、屋根14を設ける。建物躯体11は、地下空間22の内部で、鋼矢板21との空隙23の上部に防水カバー15を設けることができる。
【0028】
(5)建物躯体11は、地下空間22の内部で、地下躯体11Aの外周に防水層16を設け、地下躯体11Aの防水層16と鋼矢板21の間に排水溝24を設けることができる。排水溝24は地下空間22の底部に設置される。
【0029】
地下空間22の底部には、図3に示す如く、排水ピット25が設けられ、排水溝24は排水ピット25に接続される。鋼矢板21の内側に侵入した水は排水溝24から排水ピット25に集水され、不図示のポンプにより送水処理される。
【0030】
前述(3)で、基礎30のコンクリートに埋設される鉄筋31(鉄筋に代わるボルト、H形鋼等の鉄骨であっても良い)は、鋼矢板21にピン接合されても良いし、剛接合されても良い。基礎30の鉄筋31を鋼矢板21にピン接合した場合には、土圧等による鋼矢板21の頭部の撓みδが大きいから(図4(C))、この撓みが地盤の状況等により過大になる場合には、基礎30の鉄筋31を鋼矢板21に剛接合することにてその撓みを低減できる(図4(A)、(B))。
【0031】
基礎30の鉄筋31を鋼矢板21に剛接合する構造としては、図5に示す如く、鋼矢板21の横断面内壁に接合プレート32を溶接し、鉄筋31を接合プレート32に溶接する。基礎30の内部で、上下の鉄筋31(上下の間隔d)を上下の接合プレート32のそれぞれに溶接するとき、基礎30の鉄筋31と鋼矢板21の剛接合部で土圧Fに抵抗するモーメントMを発生させるため、上下の鉄筋31がP=M/dの力を伝達可能にする構造とする。
【0032】
本実施形態によれば以下の作用がある。
▲1▼鋼矢板21を地下空間22の底部に自立させた地中壁20とするものであるから、工期の長い鉄筋コンクリート造地中壁を必要とせず、工期短縮できるし、コスト低減できる。また、鋼矢板21の周辺の土圧等に対し鋼矢板21を自立させ、鋼矢板21を補強材によって補強する必要もない。
【0033】
▲2▼建物躯体11と鋼矢板21を構造的に切り離し、建物躯体11には鋼矢板21周辺の土圧等を負担させないから、建物躯体11の構造的負担を軽減し、コスト低減できる。
【0034】
▲3▼鋼矢板21の目地から鋼矢板21の内部に僅かに水がしみ出るとき、建物躯体11の外周に設けた防水層16により建物内部への水の侵入を防ぐ。そして、この水を、建物躯体11の防水層16と鋼矢板21の間に設けた排水溝24により排水処理できる。
【0035】
▲4▼鋼矢板21と鉄筋コンクリート造基礎30を剛接合することにより、鋼矢板21の根入れ深さを大きくせずに、頭部の変位を小さくすることができる。
【0036】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、地下室構造において、鉄筋コンクリート造支柱梁を必要とせず、地中壁を構成する鋼矢板を補強材によって補強する必要もなく、建物躯体の構造的負担を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の地下室構造を示す縦断面図である。
【図2】図2は地中壁を示す横断面図である。
【図3】図3は排水構造を示す縦断面図である。
【図4】図4は鋼矢板と基礎の接合構造を示し、(A)は剛接合状態を示す側面図、(B)は剛接合された鋼矢板の撓みを示す側面図、(C)はピン接合された鋼矢板の撓みを示す側面図である。
【図5】図5は鋼矢板と基礎の剛接合構造を示し、(A)は側面図、(B)は斜視図である。
【符号の説明】
11 建物躯体
12 地下室
16 防水層
20 地中壁
21 鋼矢板
22 地下空間
24 排水溝
30 基礎
Claims (3)
- 地下室を設ける敷地に沿って鋼矢板を打ち込み、
鋼矢板で囲まれる地面を掘削して地下空間を形成するとともに、地下空間の底部に自立させた鋼矢板を地中壁とし、
地下空間の底部に鉄筋コンクリート造基礎を設置し、
基礎の上に建物躯体を構築し、この建物躯体と鋼矢板を構造的に切り離してなる地下室構造。 - 前記地下空間の内部で、建物躯体の外周に防水層を設け、この建物躯体の防水層と鋼矢板の間に排水溝を設ける請求項1に記載の地下室構造。
- 前記鋼矢板と鉄筋コンクリート造基礎を剛接合する請求項1又は2に記載の地下室構造。
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