JP2004162350A - ソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットおよびソイルセメント柱列壁用芯材 - Google Patents

ソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットおよびソイルセメント柱列壁用芯材 Download PDF

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Abstract

【課題】施工が容易であって、堅固な構造の全面略均一厚さの後打ちコンクリート壁によって形成された地下ピットおよびこれに好適なソイルセメント柱列壁用芯材を得ることを目的とする。
【解決手段】ソイルセメント柱列壁10の芯材2にシェアーコネクタ4によって接合された略均一厚さの後打ちコンクリート壁5と、これに接合された底部コンクリートスラブ7とによって地下ピットを形成する。そして、底部コンクリートスラブ7の内部に芯材2に接合された鉄筋6または梁部材8を配置する。さらに、底部コンクリートスラブの内部に配置される鉄筋または梁部材を接合するための貫通孔または継手部材を、ソイルセメント柱に立設前の芯材にあらかじめ設置しておく。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は地下ピット、特に、ソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットおよび該ソイルセメント柱列壁に好適なソイルセメント柱列壁用芯材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図6は従来のソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットを示す断面図である。図6において、ソイルセメント柱列壁910の芯材902にソイルセメント901の漏出し防止材903を予め取付けて設置し、ソイルセメント柱列壁910の構築を完成した後、地盤の根切り時に、地下外壁部分920は芯材902の内側面までソイルセメント901を除去し、柱930部分は前記漏出し防止材903の内側面まで除去する。
ソイルセメント柱列壁910の各芯材902の内側面にスタッドボルト904等のコネクタを取付け、地下外壁920部分に壁用の図示しない縦横筋を配筋し、地下躯体の内面位置に型枠を設置してコンクリート909を打設している。
また、柱930部分には柱用の縦筋906と帯筋907を配筋し、地下躯体の内面位置に型枠を設置してコンクリート909を打設している。
したがって、ソイルセメント柱列壁910の芯材902を合成地下躯体の本設柱930の一部に利用する合成効果によって、従来よりも柱部分の断面が小さくなり、柱は従来よりも外側に形成されるので、地下階空間を広くすることができ、柱部分の突き出しがない分だけ地下階空間の有効利用が図れるものである。さらに、芯材902に地上の鉄骨柱を真直ぐに接合して地上階の床面積を広くすることができるものである(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平06−272267号公報(第2−3頁、図4)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術には以下のような問題点があった。
▲1▼漏出し防止材903が露出するまで芯材902の懐(ウエブの側面)のソイルセメント901を撤去するため、作業が煩雑になる。
▲2▼本設柱930(芯材を合成地下躯体の一部に利用している)と床スラブとの接合方法が開示されていないため、該本設柱と床スラブとの取り合いが不明であって、当該部分が破壊するおそれがある。
▲3▼芯材902に地上の鉄骨柱を直接接合するため、それぞれの配置の自由度がなくなる。
▲4▼漏出し防止材903があらかじめ取り付けられた3連の芯材902をソイルセメント901中に立設する必要があるため、該取り付け作業を必要とし、さらに、3連の芯材の施工が複雑になる。
【0005】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、施工が容易であって、本設柱を撤去して全面略均一厚さの後打ちコンクリート壁によって地下ピットを形成しても、堅固な構造である、ソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットおよびこれに好適なソイルセメント柱列壁用芯材を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットは、以下のような構成である。
(1)複数のソイルセメント柱とそれぞれの該ソイルセメント柱の内部に立設された芯材からなるソイルセメント柱列壁と、
前記芯材にシェアーコネクタによって接合された略均一厚さの後打ちコンクリート壁と、
該後打ちコンクリート壁に接合された底部コンクリートスラブとを有することを特徴とするものである。
【0007】
(2)前記(1)において、前記シェアーコネクタが、前記底部コンクリートスラブの近辺において密に配置されてなることを特徴とするするものである。
【0008】
(3)前記(1)または(2)において、前記底部コンクリートスラブの内部に鉄筋が配置され、該鉄筋が前記芯材に接合されてなることを特徴とするするものである。
【0009】
(4)前記(3)において、前記接合が、前記芯材にあらかじめ設置された継手部材によってなされることを特徴とするものである。
【0010】
(5)前記(1)または(2)において、前記底部コンクリートスラブの内部で前記後打ちコンクリート壁の近辺に梁部材が配置され、該梁部材の一方の端部が前記芯材に接合されてなることを特徴とするものである。
【0011】
さらに、本発明に係るソイルセメント柱列壁用芯材は、以下のような構成である。
(6)後打ちコンクリート壁と底部コンクリートスラブとによって形成される地下ピットを包囲するソイルセメント柱列壁を構成する芯材であって、
前記底部コンクリートスラブの内部に配置される鉄筋または梁部材を接合するための貫通孔または継手部材が設置されてなることを特徴とするものである。
【0012】
(7)後打ちコンクリート壁と底部コンクリートスラブとによって形成される地下ピットを包囲するソイルセメント柱列壁を構成する芯材であって、
前記底部コンクリートスラブの内部に配置される鉄筋または梁部材を接合するための貫通孔または継手部材を具備するブラケットが設置されてなることを特徴とするものである。
【0013】
(8)前記(6)または(7)において、前記貫通孔または継手部材に嵌着自在な保護キャップが設置されてなることを特徴とするものである。
【0014】
(9)前記(6)乃至(8)の何れかにおいて、H形鋼でなることを特徴とするものである。
【0015】
(10)前記(9)において、前記H形鋼のフランジの内側に補強用スチフナが設置されてなることを特徴とするものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
[実施形態1]
図1は本発明の実施形態1に係るソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットの構成を説明する断面表示した模式図である。図1において、1はソイルセメント柱、2は芯材、3はRC連結梁、4はスタッドジベル(以下、スタッドと称す)、5は壁面コンクリート、6は鉄筋、7は床面コンクリートである。なお、ソイルセメント柱1とは、地中に立設された掘削穴に打設(充填)されたソイルセメントを称する。
すなわち、複数のソイルセメント柱1が並んで(紙面奥行き方向に)立設され、該それぞれのソイルセメント柱1の内部に芯材2が挿入されてソイルセメント柱列壁10が形成されている。
【0017】
(後打ちコンクリート壁)
次に、芯材2の地下ピットに対面した範囲(図中、左側)のソイルセメントが撤去され、芯材2が露出している。そして該露出範囲で芯材2にスタッド4が設置され、さらに壁面コンクリート5が打設されて後打ちコンクリート壁20が形成されている。
したがって、壁面コンクリート5は略均一の厚さであって、地下ピット側(図中、左側面)が横梁ないし柱(縦梁)等の突起物がない平坦な面を形成している。なお、後打ちコンクリート壁20内に、縦方向補強鉄筋または横方向補強鉄筋の一方または両方が通常配置されている。
すなわち、後打ちコンクリート壁20は、スタッド4によって芯材2に連結されているから、後打ちコンクリート壁20に作用する土圧および水圧は芯材2にも伝達される。つまり、芯材2によって補強されたことになる。以下、芯材2によって補強された後打ちコンクリート壁20を合成構造の壁60と称する。
【0018】
(RC連結梁)
複数の芯材2の上端部を連結するRC連結梁3が設置されている。したがって、地上構造物をRC連結梁3の上に設置することができる。たとえば、地上構造物の柱をRC連結梁3に直接設置してもよい。このとき、該柱と芯材2との配置を自由に選定することが可能になるから、設計の自由度が増す。なお、地上構造物の鉛直荷重は合成構造の壁60に伝達され、最終的には、床スラブに伝達されると考えられる。
【0019】
(床スラブ)
地下ピットの底部に芯材2に接合された鉄筋6が設置され、さらに床面コンクリート7が打設されて床スラブ40が形成されている。したがって、後打ちコンクリート壁20と床スラブ40との取り合い部(図中、矢印50にて示す、以下取り合い部50と称す)に作用する大きな曲げモーメントが確実に伝達され、当該部分の損傷(合成構造の壁60と床スラブ40との分離)が防止されている。なお、床スラブ40に相当する位置およびこれに近い範囲では、スタッド4の配置間隔が狭くなっている。このため、大きな曲げモーメントが作用する当該範囲であっても、芯材2と壁面コンクリート5とが剥離することがない。
【0020】
(合成構造の壁と床スラブとの取り合い)
図2は本発明の実施形態1に係るソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットに作用する力を説明する曲げモーメント分布図である。なお、図1と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図2において、合成構造の壁60には、水平方向の水圧および土圧によって曲げモーメントが作用し、一方、床スラブ40には、鉛直方向の水圧および土圧によって曲げモーメントが作用している。このため、取り合い部50では、かかる曲げモーメントが重疂して大きな値になっている。
【0021】
なお、従来の鉄筋コンクリート柱(以下、RC柱と称す)と、鉄筋コンクリートスラブ床(以下、RC床と称す)が接合する場合は、RC柱の引っ張り側の鉄筋(鉛直に配置されている)と、RC床の引っ張り側の鉄筋の鉛直端部とがコンクリートを介した重ね継手によって接合され、曲げモーメントが伝達されている。
しかしながら、合成構造の壁60においては、引っ張り側の鉄筋に相当する作用を芯材2が奏するため、芯材2と床スラブ40の鉄筋6との間で確実な応力伝達構造が必要になる。このため、図1においては芯材2と鉄筋6を直接接合している。すなわち、RC構造の床スラブ40と合成構造の壁60同士の応力の伝達が明確になり、強度と剛性が確保された結合構造(異種構造同士の結合構造)が得られている。
【0022】
(床スラブの他の構造)
図3は本発明の実施形態1に係るソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットにおける床スラブの他の構造を説明する部分拡大図である。なお、図1と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図3の(a)において、床スラブ41は床面コンクリート7と、一端が芯材2に設置された所定の長さのH形鋼からなる梁部材8(片持ち梁)によって形成されている。すなわち、前記曲げモーメントが大きい範囲に剛性の大きな梁部材が配置され、確実な曲げモーメントの伝達を図っている。すなわち、梁部材8の一方の端部には端板81(H形鋼のウエブおよび両フランジに接合されている)が固定され、端板81はリブ82によって補強されている。一方、芯材2にはスチフナ29が設置され、フランジ21が補強されている。
なお、本発明の梁部材はH形鋼に限定するものではなく、I形鋼、T形鋼あるいは断面異形のチャンネル材であってもよい。
【0023】
図3の(b)において、床スラブ42は床面コンクリート7と、一端が芯材2に設置された所定の長さのPC線材9によって形成されている。すなわち、前記曲げモーメントが大きい範囲の床面コンクリート7にPC線材9によって圧縮力を付与して確実な曲げモーメントの伝達を図っている。
なお、PC線材9には定着部91(床スラブ42に設けた凹部に設置される)において、引っ張り力が付与されている。
【0024】
図3の(c)において、床スラブ43と壁面コンクリート5との隅部に斜面71が設けられ、斜面71に略平行で、一端が芯材2に接合された鉄筋6が配置されている。したがって、斜めに配置された鉄筋6と斜面71部分によって、取り合い部に作用する大きなモーメントに対応している。
【0025】
(取り合い部の構造)
図4は本発明の実施形態1に係るソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットにおける取り合い部の構造を説明する部分拡大図である。なお、図1と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図4の(a)において、H形鋼からなる芯材2の地下ピット側のフランジ21に、鉄筋6が挿入される貫通孔22が穿設されている。一方、鉄筋6の端部にはネジ61が加工されているから、鉄筋6の端部を貫通孔22に通した後、フランジ21の内側からネジ61に螺合するナット62によって外側からナット63によって両者を固定している。したがって、確実な接合がなされる。なお、ナット62をネジ61に螺合するため、フランジ21の内側のソイルセメントを当該作業範囲のみ撤去する。
【0026】
図4の(b)において、H形鋼からなる芯材2の地下ピット側のフランジ21に、鉄筋6が挿入される貫通孔22が穿設され、フランジ23によって貫通孔22から抜き出し不能な継手手段24が貫通孔22に回転自在に設置されている。一方、鉄筋6の端部にはネジ61が加工されているから、ネジ61を継手手段24のネジに螺合して、継手手段24を回転しさらにナット63によって両者を固定している。したがって、確実な接合がなされる。このとき、フランジ21の内側における作業が発生しないから、該内側のソイルセメントを撤去する必要がない。
【0027】
図4の(c)において、芯材2の地下ピット側のフランジ21に、ボルト25が固定されている。一方、鉄筋6の端部にはネジ61が加工されているから、ボルト25およびネジ61の両方に螺合する中間継手64(たとえば、ターンバックル等)によって、芯材2と鉄筋6が接合されている。なお、ナット62およびナット63はそれぞれ回り止めの働きをする。また、芯材2にスチフナ29を設置しているが、撤去してもよい。
【0028】
図4の(d)において、芯材2の地下ピット側のフランジ21に、断面LT字状のブラケット26が固定され、ブラケット26に貫通孔22が穿設されている。したがって、前記(a)と同様に芯材2と鉄筋6を接合することができる。なお、ブラケット26に前記継手手段24やボルト25を設置してもよい。
また、芯材2にスチフナ29を設置しているが、撤去してもよい。
【0029】
[実施形態2]
(ソイルセメント柱列壁用芯材)
図5は本発明の実施形態2に係るソイルセメント柱列壁用芯材を説明する模式図である。なお、実施の形態1(図4)と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図5の(a)において、ソイルセメント柱列壁用芯材(以下、芯材と称す)202はH形鋼からなり、地下ピット側のフランジ221に、ボルト223が挿入される貫通孔222が穿設されている。そして貫通孔222には、ボルト223が挿入されナット224によって固定されている。
したがって、芯材202をソイルセメント柱に建てこむ際、貫通孔222にソイルセメントが侵入することがない。なお、ボルト223は鉄筋6の端部を貫通孔222に挿入する前に撤去する。
また、地下ピット側のフランジ221を補強する目的で、スチフナ229がフランジの内側同士とウエッブを連結している。なお、スチフナ229は撤去してもよい。さらに、貫通孔222を所定の間隔で複数箇所穿設して、床スラブの梁部材を設置するために使用してもよい。
【0030】
図5の(b)において、H形鋼からなる芯材302の地下ピット側のフランジ321に貫通孔322が穿設され、抜け防止フランジ323を具備する継手手段324(雌ネジ325が加工されている)が挿入されている。さらに、雌ネジ325にはワッシャ326を介してボルト327が螺設されている。
したがって、芯材302をソイルセメント柱に建てこむ際、継手手段324が抜け落ちることがなく、また、雌ネジ325にソイルセメントが侵入することがない。
なお、ワッシャ326を、その一部が芯材302のフランジ321に当接するように断面略U字状または円筒状にすれば、抜け防止フランジ323をフランジ321に押し当てる(外側に引っ張る)ことができるから、抜け防止フランジ323とフランジ321との隙間にソイルセメントが侵入することがなくなる。
【0031】
図5の(c)において、芯材402の地下ピット側のフランジ421に、ボルト425が固定され、ボルト425に雌ネジを具備する筒状のキャップ426が設置されている。したがって、芯材402をソイルセメント柱に建てこむ際、ボルト425が損傷することがなく、また、ネジの谷部にソイルセメントが侵入することがない。
また、地下ピット側のフランジ421を補強する目的で、スチフナ429がフランジの内側同士とウエッブを連結している。なお、スチフナ429は撤去してもよい。
さらに、ボルト425を所定の間隔で複数箇所固定して、床スラブの梁部材を設置するために使用してもよい。
【0032】
図5の(d)において、芯材502の地下ピット側のフランジ521に、断面T字状のブラケット526が固定され、ブラケット526に貫通孔522が穿設され、(a)と同様にボルト523が設置されている。したがって、鉄筋6を芯材502に接合する際、フランジ522の内側のソイルセメントを除去する必要がないため、作業が容易且つ迅速になる。
また、地下ピット側のフランジ521を補強する目的で、スチフナ529がフランジの内側同士とウエッブを連結している。なお、スチフナ529は撤去してもよい。 さらに、貫通孔522を所定の間隔で複数箇所設けて、床スラブの梁部材を設置するために使用してもよい。
なお、ブラケット526の断面はT字状に限定するものはなく、U字状、L字状あるいはπ字状であってもよい。
【0033】
ところで、上記の説明では本発明をH形鋼を芯材とする場合について述べたが、本発明はこれに限定するものではなく、その他の断面形状を有する芯材においても利用できるものである。
【0034】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、以下の効果が得られる。
1)略均一厚さの後打ちコンクリート壁をシェアーコネクタによって芯材に接合し、さらに、該後打ちコンクリート壁と底部コンクリートスラブとの取り合い部にシェアーコネクタを密に配置したから、凹凸の無い堅固で広い空間の地下ピットが得られる。
2)さらに、底部コンクリートスラブに芯材に接合された鉄筋または梁部材を配置したから、異種構造(RC構造の床スラブと合成構造の壁との結合構造)同士の応力伝達が明確になり、強度と剛性が確保された、さらに堅固な地下ピットが得られる。
3)また、鉄筋または梁部材を設置するための継手手段等を設置し、該継手手段等にソイルセメントの侵入を防止する保護キャップを設置したから、施工性に優れたソイルセメント柱列壁用芯材が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1に係るソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットの構成を説明する断面表示した模式図である。
【図2】本発明の実施形態1に係るソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットに作用する力を説明する曲げモーメント分布図である。
【図3】本発明の実施形態1に係るソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットにおける床スラブの他の構造を説明する部分拡大図である。
【図4】本発明の実施形態1に係るソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットにおける取り合い部の構造を説明する部分拡大図である。
【図5】本発明の実施形態2に係るソイルセメント柱列壁用芯材を説明する模式図である。
【図6】従来のソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットを示す断面図である。
【符号の説明】
1 芯材
2 ソイルセメント柱
3 RC連結梁
4 スタッド
5 壁面コンクリート
6 鉄筋
7 床面コンクリート

Claims (10)

  1. 複数のソイルセメント柱とそれぞれの該ソイルセメント柱の内部に立設された芯材からなるソイルセメント柱列壁と、
    前記芯材にシェアーコネクタによって接合された略均一厚さの後打ちコンクリート壁と、
    該後打ちコンクリート壁に接合された底部コンクリートスラブとを有することを特徴とする、ソイルセメント柱列壁を利用した地下ピット。
  2. 前記シェアーコネクタが、前記底部コンクリートスラブの近辺において密に配置されてなることを特徴とする請求項1記載の、ソイルセメント柱列壁を利用した地下ピット。
  3. 前記底部コンクリートスラブの内部に鉄筋が配置され、該鉄筋が前記芯材に接合されてなることを特徴とする請求項1または2記載の、ソイルセメント柱列壁を利用した地下ピット。
  4. 前記接合が、前記芯材にあらかじめ設置された継手部材によってなされることを特徴とする請求項3記載の、ソイルセメント柱列壁を利用した地下ピット。
  5. 前記底部コンクリートスラブの内部で前記後打ちコンクリート壁の近辺に梁部材が配置され、該梁部材の一方の端部が前記芯材に接合されてなることを特徴とする請求項1または2記載の、ソイルセメント柱列壁を利用した地下ピット。
  6. 後打ちコンクリート壁と底部コンクリートスラブとによって形成される地下ピットを包囲するソイルセメント柱列壁を構成する芯材であって、
    前記底部コンクリートスラブの内部に配置される鉄筋または梁部材を接合するための貫通孔または継手部材が設置されてなることを特徴とするソイルセメント柱列壁用芯材。
  7. 後打ちコンクリート壁と底部コンクリートスラブとによって形成される地下ピットを包囲するソイルセメント柱列壁を構成する芯材であって、
    前記底部コンクリートスラブの内部に配置される鉄筋または梁部材を接合するための貫通孔または継手部材を具備するブラケットが設置されてなることを特徴とするソイルセメント柱列壁用芯材。
  8. 前記貫通孔または継手部材に嵌着自在な保護キャップが設置されてなることを特徴とする請求項6または7記載のソイルセメント柱列壁用芯材。
  9. H形鋼でなることを特徴とする請求項6乃至8の何れかに記載のソイルセメント柱列壁用芯材。
  10. 前記H形鋼のフランジの内側に補強用スチフナが設置されてなることを特徴とする請求項9記載のソイルセメント柱列壁用芯材。
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JP2012046979A (ja) * 2010-08-27 2012-03-08 Kumagai Gumi Co Ltd 土留壁を用いた、建物の基礎

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