JP2007170099A - Method for preventing differential settlement by reducing liquefaction of existing building foundation - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば砂質地盤など液状化の虞がある地盤上に建築された平面規模の大きい既存建物の基礎地盤の液状化を低減し不同沈下を防止する工法に関する。 The present invention relates to a method for reducing liquefaction of a foundation ground of an existing building having a large planar scale, which is constructed on a ground that may be liquefied, such as sandy ground, and preventing uneven settlement.
地下水で飽和された砂地盤等の液状化層を有する地盤上に構築された建物は、地震発生時には基礎地盤に液状化現象が生じ、液状化層の体積変化により構造物が沈下又は不同沈下し、建物の傾きや倒壊など多大なる被害をもたらすことが知られている。
前記のような液状化現象を低減して沈下や不同沈下が生じることを防止するため、構造物の直下位置の地盤内に、閉鎖形状で、内部に格子壁を設けた地盤改良壁を構築して液状化を防止することが広く実用に供されている。
Buildings built on ground that has a liquefied layer such as sand ground saturated with groundwater cause a liquefaction phenomenon on the foundation ground when an earthquake occurs, and the volume of the liquefied layer changes, causing the structure to sink or dissipate. It is known to cause great damage such as the inclination and collapse of buildings.
In order to reduce the liquefaction phenomenon as described above and prevent subsidence or uneven subsidence from occurring, a ground improvement wall having a closed shape and a lattice wall inside is constructed in the ground directly below the structure. Thus, it is widely used to prevent liquefaction.
特許文献1には、構造物の基礎下に地盤改良壁を構築し、重心の偏っている側の地盤改良壁を他の側より厚く構成して沈下又は不同沈下を低減する技術が開示されている。
また、特許文献2には、液状化層の液状化による構造物の沈下量が許容沈下量以下となるような層厚を有する地盤改良壁を、前記構造物の直下若しくは下方の前記液状化層内に平面視で前記構造物が内包される領域に部分的に形成して地盤が液状化しても構造物を安定的に支持する技術が開示されている。
従来の閉鎖形状の地盤改良壁による液状化防止工法は、想定する地震の大きさや地盤条件に応じて格子壁の間隔が決定されることになる。したがって、新設建物であれば容易に実施できるが、既存建物の場合、建物直下に実施することは至難であり多大なコストがかかる。
したがって、実際には、既存建物の外周を囲むだけの地盤改良壁を構築し、その壁厚を相当に厚くすることで地盤改良壁の剛性を確保し、その面外変形を拘束して液状化現象を防止している。しかし、壁厚を相当厚くするためには多大なコストが嵩むし、建物平面規模が大きくなると現実的な強度や壁厚の範囲を超えることになる。
In the conventional liquefaction prevention method using a closed ground improvement wall, the interval between the lattice walls is determined according to the magnitude of the earthquake and the ground conditions assumed. Therefore, although it can be easily implemented for a new building, in the case of an existing building, it is extremely difficult to implement it directly under the building, which requires a great deal of cost.
Therefore, in reality, a ground improvement wall that only surrounds the outer periphery of the existing building is constructed, and the wall thickness is increased considerably to ensure the rigidity of the ground improvement wall, and its out-of-plane deformation is constrained to liquefy. The phenomenon is prevented. However, enormous costs are required to make the wall thickness considerably large, and when the building plane scale is increased, the range of realistic strength and wall thickness is exceeded.
特許文献1の技術も、やはり構造物の直下に位置する基礎地盤に実施するものであり既存建物に実施することは至難である。加えて重心の偏っている部分を厚くしなければならず作業性が非常に悪くコストも嵩む。また、既存建物はもとより新築建物に実施して不同沈下を低減させたとしても、強大な地震によるロッキング振動によって生じる変動荷重を低減させる構成については記載もないし示唆もされていない。
The technique of
特許文献2の技術もやはり、構造物の直下に位置する基礎地盤に実施するものであり既存建物に実施することが難しいものである。また、地盤改良壁のみで液状化対策を行い構造物を安定的に支持すると記載されているが、不同沈下を防止する又は不同沈下による建物の傾斜を修正する点については考慮されていない。しかるに地震時のおけるロッキング振動等を低減する点については尚のこと期待できないものである。
The technique of
要するに、建物の液状化を低減し且つ建物を十分に支持して不同沈下を防止する好適な工法は未だ無い。 In short, there is still no suitable method for reducing the liquefaction of the building and sufficiently supporting the building to prevent uneven settlement.
本発明の目的は、液状化現象の虞がある地盤上に建築された既存建物の基礎地盤の液状化を低減し不同沈下を防止する好適な工法を提供することであり、更に云えば、地震時に生じるロッキング振動を低減しながら構造物を支持させ、既存建物の在立に影響されずに実施でき、経済的で工期の短縮を図れる既存建物基礎の液状化を防止し不同沈下を防止する工法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a suitable method for reducing the liquefaction of the foundation ground of an existing building built on the ground where there is a risk of liquefaction and preventing uneven settlement. A construction method that supports structures while reducing rocking vibrations that occur occasionally, can be carried out without being affected by the existence of existing buildings, and prevents liquefaction of existing building foundations that prevent economic settlement and shorten the construction period, thereby preventing uneven settlement. Is to provide.
本発明の次の目的は、既存建物が傾斜した際に適切な位置へ修正して不同沈下の影響を低減させる既存建物基礎の液状化を低減し不同沈下を防止する工法を提供することにある。 It is another object of the present invention to provide a construction method for reducing liquefaction of an existing building foundation and preventing uneven settlement by reducing the influence of uneven settlement by reducing the existing building to an appropriate position when the existing building is inclined. .
上述した従来技術の課題を解決するための手段として、請求項1に記載した発明に係る既存建物基礎の液状化を低減し不同沈下を防止する工法は、
既存建物の基礎地盤の液状化を低減し不同沈下を防止する工法であって、
前記既存建物の外周地盤中に、同既存建物の外周を取り囲む閉鎖形状の地盤改良壁を構築する工程と、
前記地盤改良壁の上端面へ支持部材を構築する工程と、
前記支持部材上にダンパーを設置し、既存建物の外周部に定着した控え壁を前記ダンパー上に構築して、同既存建物の荷重を地盤改良壁へ伝達可能にする工程と、
から成ることを特徴とする。
As a means for solving the above-mentioned problems of the prior art, a method for reducing liquefaction of an existing building foundation and preventing uneven settlement according to the invention described in
A method that reduces liquefaction of the foundation ground of existing buildings and prevents uneven settlement,
In the outer peripheral ground of the existing building, building a closed ground improvement wall surrounding the outer periphery of the existing building;
Building a support member on the upper end surface of the ground improvement wall;
Installing a damper on the support member, constructing a retaining wall fixed on the outer periphery of an existing building on the damper, and allowing the load of the existing building to be transmitted to the ground improvement wall;
It is characterized by comprising.
請求項2記載の発明は、請求項1に記載した既存建物基礎の液状化を低減し不同沈下を防止する工法において、
既存建物の外周柱に控え壁を定着することを特徴とする。
The invention described in
It is characterized in that a retaining wall is fixed on the outer peripheral column of an existing building.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載した既存建物基礎の液状化を低減し不同沈下を防止する工法において、
地盤改良壁は、繊維補強材を混入したセメントで高強度に構築することを特徴とする。
The invention described in
The ground improvement wall is characterized by being constructed with high strength with cement mixed with fiber reinforcement.
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一に記載した既存建物基礎の液状化を低減し不同沈下を防止する工法において、
閉鎖形状の地盤改良壁は、控え壁が設置される部分を厚く又は高強度に構築することを特徴とする。
Invention of
The closed-shaped ground improvement wall is characterized in that a portion where the retaining wall is installed is constructed thick or with high strength.
請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一に記載した既存建物基礎の液状化を低減し不同沈下を防止する工法において、
地盤改良壁は、液状化層内の沈下許容範囲内の深さに、又は液状化層を貫通して非液状化層に到達する深さに構築することを特徴とする。
Invention of
The ground improvement wall is characterized in that it is constructed to a depth within an allowable range of settlement within the liquefied layer, or to a depth that penetrates the liquefied layer and reaches the non-liquefied layer.
請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一に記載した既存建物基礎の液状化を低減し不同沈下を防止する工法において、
支持部材と控え壁との間にジャッキを設置し、同ジャッキを操作して既存建物の不同沈下を修正する工程を含むことを特徴とする。
Invention of
It includes a step of installing a jack between the support member and the retaining wall and operating the jack to correct the uneven settlement of the existing building.
請求項7記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一に記載した既存建物基礎の液状化を低減し不同沈下を防止する工法において、
既存建物の基礎は直接基礎構造又は杭基礎構造であることを特徴とする。
Invention of
The foundation of the existing building is a direct foundation structure or a pile foundation structure.
本発明に係る既存建物基礎の液状化を低減し不同沈下を防止する工法は、以下のような効果を奏する。
(1)大規模の既存建物の基礎地盤において、その外周を取り囲む閉鎖形状の地盤改良壁を構築して液状化を低減させ、ダンパー材の上に既存建物の外周部に定着した控え壁を設置して地盤改良壁へ荷重を伝達させるので、アスペクト比が大きな建物でも地震時にロッキング振動による振動エネルギーをダンパー材が吸収しつつ、変動荷重の全部又は一部を地盤改良壁が鉛直変位を許容しながら支持して、不同沈下を確実に防止し構造物の健全性を保持できる。地盤改良壁は、公知の施工実績が豊富な深層混合処理工法等により事前に仮設工事等の必要もなく汎用技術、慣用技術として高い信頼性のもとに実施でき既存建物の存立に一切悪影響を及ぼさないので、工期の短縮とコストの低減を実現できる。
(2)控え壁は既存建物の外周柱に定着させるので、既存建物の長期鉛直力やロッキング振動により生じる変動荷重を効果的に地盤改良壁へ伝達させることができるほか、強固に定着できる。
(3)地盤改良壁の上端面に配置した支持部材と控え壁との間にジャッキを設置する構成としたので、巨大な地震により万が一建物が傾斜してもジャッキを操作し地盤改良壁を反力に取って構造物を適切な位置に修正することで、不同沈下を確実に修正して既存建物の健全性を保持することができる。
(4)本発明を複数の支持杭又は摩擦杭等の基礎杭に支持された既存建物に実施すると、地盤改良壁が地震時の液状化を低減しつつ、外周部の杭の変動荷重を一部負担するので、基礎杭の耐震性能を向上させることができる。
The construction method according to the present invention that reduces the liquefaction of the existing building foundation and prevents the uneven settlement has the following effects.
(1) In the foundation ground of a large-scale existing building, a closed ground improvement wall that surrounds the outer periphery of the foundation ground is constructed to reduce liquefaction, and a retaining wall fixed on the outer periphery of the existing building is installed on the damper material Because the load is transmitted to the ground improvement wall, even if the building has a large aspect ratio, the damper material absorbs the vibration energy due to rocking vibration during an earthquake, and the ground improvement wall allows vertical displacement for all or part of the fluctuating load. However, it is possible to reliably prevent uneven settlement and maintain the soundness of the structure. The ground improvement wall can be implemented with high reliability as a general-purpose technology and conventional technology without the need for temporary construction, etc. in advance by the deep mixing treatment method that has abundant known construction results, and has no adverse effect on the existence of existing buildings. Therefore, the construction period can be shortened and the cost can be reduced.
(2) Since the retaining wall is fixed to the outer peripheral column of the existing building, the fluctuating load caused by the long-term vertical force or rocking vibration of the existing building can be effectively transmitted to the ground improvement wall and can be firmly fixed.
(3) Since the jack is installed between the support member placed on the upper end surface of the ground improvement wall and the retaining wall, even if the building tilts due to a huge earthquake, the jack is operated to counter the ground improvement wall. By correcting the structure to an appropriate position using force, it is possible to reliably correct the uneven settlement and maintain the soundness of the existing building.
(4) When the present invention is applied to an existing building supported by a plurality of support piles or foundation piles such as friction piles, the ground improvement wall reduces liquefaction during an earthquake and reduces the fluctuation load of the piles on the outer periphery. Because it bears the burden, the seismic performance of the foundation pile can be improved.
本発明は既存建物1直下の基礎地盤2の液状化を低減し不同沈下を防止する工法である。
前記既存建物1の外周地盤(2)中に、既存建物1の外周を取り囲む閉鎖形状の地盤改良壁3を構築する。
前記地盤改良壁3の上端面へ支持部材4を設置する。
前記支持部材4上にダンパー材5を設置し、既存建物1の外周部に定着した控え壁6を前記ダンパー5上に構築して地盤改良壁3へ荷重を伝達可能にする。
The present invention is a method of reducing liquefaction of the
A closed
A
A
以下、本発明に係る既存建物基礎の液状化を低減し不同沈下を防止する工法の実施例を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of a method for reducing liquefaction of an existing building foundation and preventing uneven settlement according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1A、図1Bは、液状化層Sがある地盤2上に直接基礎形式で建築された平面規模の大きい既存建物1の外周地盤(2)中に、同既存建物1の直下地盤2aの外周を取り囲む閉鎖形状の地盤改良壁3を非液状化層Hに到達する深さまで構築した状態を示した。
FIG. 1A and FIG. 1B show the outer periphery of the
地盤改良壁3の構築は、例えばセメントミルク等の安定剤を地盤中へ注入し、掘削土と攪拌・混合して固化させて、剛性が大で難透水性の壁を形成する、公知の深層混合処理工法或いはソイルセメント壁工法により構築する。深層混合処理工法によれば、図1A、図1Bに示すように、既存建物1の直下地盤2aの外周を取り囲む筒体の地盤改良壁3を、地表から所定の深さまで連続状態に構築できる。壁厚は、掘削攪拌翼の外径寸法の選択により、50cm程度から2m近くまで既存建物1の平面規模を勘案して決定する。また、所謂適度なラップ処理により長手方向に連続して止水性を有する地盤改良壁3の構築ができる。
The construction of the
前記地盤改良壁3は、高引っ張り力を期待可能な繊維補強材を混入したセメントで高強度に構築して地盤改良壁3を薄型にし作業性の向上を図ることが好ましい(請求項3記載の発明)。
Preferably, the
次に、前記閉鎖形状の地盤改良壁3の上面に支持部材4を設置する。具体的には、地盤改良壁3の上面に型枠、配筋をした上でコンクリートを打設して支持部材4を構築する。前記地盤改良壁3は鉄筋を有しないセメントミルク等で構築されているが故に大きな荷重が集中的にかかると破損するか不同沈下の原因となり、特に既存建物1の外周に柱が配置されている直下の地盤改良壁3には荷重が集中してしまう。したがって、支持部材4を構築する目的は、既存建物1の荷重を確実に且つ平均的に地盤改良壁3へ伝達させること、また、後述するダンパーの設置のための高さレベルを確保するためである。上記の点から前記支持部材4は既存建物1の荷重に耐えられるに足りる厚さに構築される必要がある。
Next, the
次に、前記支持部材4上の所定箇所へダンパー5を設置する。前記ダンパー5として例えば、ロッキング振動による浮き上がり等を許容する伸縮機能を有するリング形状のゴム等が好適に使用される。前記ダンパー5は、その上面及び/又は下面にアンカー材等の鋼材を取り付けて支持部材4と後述する控え壁6の何れか一方又は両方と連結される。前記所定箇所とは後述する控え壁6が設けられる箇所のことである。
Next, the
そして、前記ダンパー5の上に既存建物1の外周壁と接するように型枠、配筋を行い、コンクリートを打設して控え壁6が構築される。前記控え壁6は予め既存建物1の外周壁1aに打ち込まれたアンカー等の緊結部材7により既存建物1へ定着されて、同建物1の荷重を地盤改良壁3へ伝達可能に構成されている。
図1Bに示した通り、既存建物1の外周に外周柱10が配置されている場合には、前記外周柱10に控え壁6を定着することが好ましい(請求項2記載の発明)。
Then, a formwork and bar arrangement are performed on the
As shown in FIG. 1B, when the outer
また、既存建物1のアスペクト比が大きい場合、相対的に軸力変動が大きくなるので図2A、図2Bに示すように、地盤改良壁3は控え壁6が設置される部分を厚したり、高強度化して鉛直支持力を強化することが好ましい(請求項4記載の発明)。前記地盤改良壁3の厚さに応じて支持部材4、ダンパー5及び控え壁6の大きさも適切に設計される。
In addition, when the aspect ratio of the existing
仮に、液状化層Sが厚い場合においては、図3に示すように、地盤改良壁3を非液状化層Hまで到達させずに、液状化による沈下を許容沈下量の範囲内の深さに調整してコストを低減することも可能である。
If the liquefied layer S is thick, as shown in FIG. 3, the
上記のような構成としたので、地震時にはロッキング振動による振動エネルギーをダンパー5が吸収しつつ、地盤改良壁3が変動荷重の全部又は一部を許容しながら支持して、構造物の健全性を保持できるのである。
Because of the above configuration, the
また、図示することは省略したが、上記地盤改良壁の上に配置された支持部材4と控え壁6との間に前記ダンパー5の代わりに、ジャッキを設置する。不同沈下等により既存建物1が傾斜すると、前記ジャッキを操作し地盤改良壁3を反力にとって適切な高さ位置に修正して既存建物1の健全性を保持できる。前記ジャッキは、その上下接触面へ衝撃吸収材を取り付けて地震時に発生する曲げモーメントを低減させることが好ましい。
Although not shown in the figure, a jack is installed instead of the
上述した図3に示す、地盤改良壁3を非液状化層Hまで到達させない場合には、液状化が終了して地盤中の過剰間隙水圧が消散すれば支持力が回復するので、万が一不同沈下が生じてもダンパー5を取り外して上述した実施例2と同様のジャッキを設置し地盤改良壁3を反力にして建物の沈下を修正することができる。
When the
図1〜図3までは直接基礎とする既存建物1に実施する場合について説明したが、本発明は既存建物1の基礎下の状況に一切左右されずに実施できるため。例えば図4Aに示すような摩擦杭とする杭基礎に支持された既存建物1’においても、図4Bに示すような支持杭とする杭基礎に支持された既存建物1”おいても実施できる。上記のように既存建物の基礎を杭基礎構造とすると、地盤改良壁3が地震時の液状化を低減しつつ、外周部の杭の変動荷重を一部負担する(格子線部)ので、杭の耐震性能を向上させることができる。
Although the case where it implements to the existing
以上に実施形態を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の実施形態の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために付言する。例えば、新設建物においても同様の方法で実施することも可能である。 The embodiments have been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and design modifications and application variations that are usually made by those skilled in the art are within the scope of the technical idea of the invention. I will add a note to include the range. For example, the same method can be applied to a new building.
1 既存建物
2 地盤
2a 直下地盤
3 地盤改良壁
4 支持部材
5 ダンパー(ジャッキ)
6 控え壁
7 緊結部材
DESCRIPTION OF
6 Retaining
Claims (7)
前記既存建物の外周地盤中に、同既存建物の外周を取り囲む閉鎖形状の地盤改良壁を構築する工程と、
前記地盤改良壁の上端面へ支持部材を構築する工程と、
前記支持部材上にダンパーを設置し、既存建物の外周部に定着した控え壁を前記ダンパー上に構築して、同既存建物の荷重を地盤改良壁へ伝達可能にする工程と、
から成ることを特徴とする、既存建物基礎の液状化を低減し不同沈下を防止する工法。 A method that reduces liquefaction of the foundation ground of existing buildings and prevents uneven settlement,
In the outer peripheral ground of the existing building, building a closed ground improvement wall surrounding the outer periphery of the existing building;
Building a support member on the upper end surface of the ground improvement wall;
Installing a damper on the support member, constructing a retaining wall fixed on the outer periphery of an existing building on the damper, and allowing the load of the existing building to be transmitted to the ground improvement wall;
A construction method that reduces liquefaction of existing building foundations and prevents uneven settlement.
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