JP2007177603A

JP2007177603A - 金属製地下室の施工法

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Publication number: JP2007177603A
Application number: JP2005381379A
Authority: JP
Inventors: Mitsumasa Murakami; 光政村上
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2025-12-27
Also published as: JP4774561B2

Abstract

【課題】根入れの浅い土留め用親杭を用いる施工能率の増進と資材の大部分を仮設材として転用可能としてトータル施工コストの低減を図りつつ、工事の安全性並びに優れた防錆、防食性能を確保し耐久性の向上が図れるようにする。
【解決手段】腹起し材６の設置工程、腹起し材６内側への土留め用親杭７の根入れ状態での打ち込み工程、土留め用親杭７群で囲まれた部分を掘削し底部を栗石１１で地業する工程、土留め用親杭７群に保持させた土留め板１０内面側への剥離用シート１２の布設工程、地業栗石１１上へのコンクリート基礎２の形成工程、コンクリート基礎２上への既製の鋼製地下ユニット１の設置工程、地下ユニット１の金属外板と剥離用シート１２との間へのコンクリート打設による周囲コンクリート壁３の形成工程、コンクリート壁３の硬化後に土留め用親杭７群及び腹起し材６を撤去する工程を経て、地下室Ｕを施工する。
【選択図】図５

Description

本発明は、鋼製等の金属製地下ユニットを建設現場の地下に埋設して地下室を施工する金属製地下室の施工法に関する。詳しくは、例えばチャンネル鋼等の鉄骨を芯材とし、その芯材鉄骨の外側に鋼板等の金属外板を固定してなる壁、天井及び床の各構造体を組立てて短辺方向で断面ロ型のラーメン構造に構成された既製の金属製地下ユニットの一つまたは複数を建設現場に搬入したうえ、この既製の金属製地下ユニットを建設現場に形成した掘削穴底部のコンクリート基礎上に設置固定するとともに、該金属製地下ユニットにおける壁構造体の全外周を取り囲むようにコンクリート壁を打設形成して地下室を施工する金属製地下室の施工法に関するものである。

この種の金属製地下室の構造躯体である金属製地下ユニットでは、壁、天井及び床の各構造体の金属外面板が腐蝕・発錆することによる耐久性劣化を抑える防錆、防食対策として、各構造体の金属外板の外表面全域に特殊塗料を使用して厚膜型の半永久防錆防食塗膜を形成する手段を採用しているのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

特許第３１４９０１９号公報

しかし、厚膜型の防錆防食塗膜を形成する従来一般的な防錆防食対策の場合は、非常に高価な特殊塗料を多量に使用しなければならないだけでなく、優れた防錆、防食性能を確保できるように金属外板の外表面全域にむらなく均一厚さの塗膜を形成する塗装作業に高度な技術及び多大な手間を要するために地下ユニット自身の製作費用が高くなり、金属製地下室の施行コストの著しい上昇原因となっていた。

そこで、本出願人は、厚膜型の防錆防食塗装を行わずとも、建設現場で簡単なコンクリート打設工事を行うだけで優れた防錆、防食性能を確保して耐久性の向上が図れるようにするために、金属製地下ユニットにおける壁構造体の全外周を取り囲むようにコンクリート壁を打設形成する施工法を開発し特願２００２−３６７３６６で既に特許出願している。

その既に特許出願している技術（以下、本出願人による先行技術という）は、金属製地下ユニット設置箇所の外周辺浅層部に腹起し材を設置し、この腹起し材をガイドとして掘削穴周辺部の複数個所に深い根入れ状態で鉄骨支柱（杭）が打ち込まれているとともに、隣接する鉄骨支柱間に土留め用金属板を建て込み、これら土留め用金属板と地下ユニットにおける壁構造体の金属外板との間にコンクリートを打設して地下ユニットとコンクリート壁と土留め用金属板とが構造的に一体結合された地下室を施工する技術である。

上記した本出願人による先行技術は、施工現場において土留め用金属板と地下ユニットにおける壁構造体の金属外板との間にコンクリート壁を打設形成するだけで、そのコンクリート壁をユニット外周域の余掘り部分に対する裏込め及び防錆、防食塗装に代替させることが可能であり、厚膜型の防錆防食塗膜を形成する従来一般の技術に比べて、地下ユニット自身の製作費用の低減が図れるとともに、地下ユニット全体の対地盤支持強度も非常に大きくして不同沈下及び浮き上がり防止並びに耐震・耐久性の向上が図れる。反面、本出願人による先行技術では、地下室の施工後において、地中に腹起し材、鉄骨支柱及び土留め用金属板等の資材が残存放置されたままで、それら資材を消費材として使用するものであったために、地下ユニットのほかに、前記した多くの資材を消費することになって、トータル的な施工コストが高くなる。また、鉄骨支柱を構造体の一部として用いるものであるから、その根入れ深さは十分に深いものにする必要があり、この鉄骨支柱の打ち込みに時間を要して全体施工能率の面でも改善の余地が残されていた。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、根入れの浅い土留め用親杭を用いて施工能率の増進を図るとともに、資材の大部分を仮設材として転用使用可能としトータル施工コストの低減を図りつつ、工事の安全性並びに優れた防錆、防食性能を確保して耐久性の向上を図ることができる金属製地下室の施工法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る金属製地下室の施工法は、短辺方向で断面ロ型のラーメン構造に構成された既製の金属製地下ユニットを建設現場に搬入したうえ、この既製の金属製地下ユニットを建設現場に形成した掘削穴底部のコンクリート基礎上に設置固定するとともに、該金属製地下ユニットにおける壁構造体の全外周を取り囲むようにコンクリート壁を打設形成して地下室を施工する金属製地下室の施工法であって、前記既製の金属製地下ユニット設置箇所の外周辺浅層部に腹起し材を設置する第１工程と、この腹起し材の内側を掘削しながら該腹起し材をガイドにして複数本の土留め用親杭を根入れ状態に打ち込むとともに、これら土留め用親杭の上端部を前記腹起し材に固定連結する第２工程と、前記土留め用親杭群で囲まれた部分を掘削しその底部に栗石を入れて掘削穴底部を地業する第３工程と、前記土留め用親杭群の隣接間に差し入れ保持させた土留め板の内面側に剥離用シートを布設する第４工程と、前記掘削穴底部の地業栗石上にコンクリート基礎を打設形成する第５工程と、そのコンクリート基礎上に前記既製の金属製地下ユニットを設置し固定する第６工程と、この金属製地下ユニットにおける壁構造体の金属外板と前記剥離用シートとの間にコンクリートを打設して金属製地下ユニットと一体化されたコンクリート壁を形成する第７工程と、そのコンクリート壁の硬化後に前記土留め用親杭群及び腹起し材を撤去する第８工程とを経て、地下室を施工することを特徴とするものである。

上記のような特徴を有する本発明に係る金属製地下室の施工法によれば、腹起し材の内側を掘削しながらその腹起し材をガイドとして複数本の土留め用親杭を順次根入れ状態に打ち込むとともに、その上端部を腹起し材に固定連結した上、その打ち込まれた土留め用親杭群で囲まれた部分を掘削しつつ、底部に栗石を入れて地業を安定化させるといったように、土留め用親杭の打ち込み数の増加に対応して掘削範囲を徐々に拡大していくことによって、土留め用親杭が急激に大きな土圧を受けて倒壊したり、変形したりすることを防止できる。これによって、地下ユニット設置個所の全域を一気に掘削する場合に比べて、土留め用親杭の根入れ深さを浅くしても、土留め機能は十分に発揮させて工事の安全性を確保することが可能となり、全体として施工能率の増進を図ることができる。

しかも、土留め用親杭群の隣接間に差し入れ保持させた土留め板の内面側には剥離用シートを布設しており、この剥離用シートと金属製地下ユニットにおける壁構造体の金属外板との間にコンクリートを打設して金属製地下ユニットと一体化されたコンクリート壁を形成することにより、コンクリート壁が硬化した後は、その硬化したコンクリート壁が防錆防食機能を発揮するとともに地下ユニットとの複合構造体として高い強度機能を発揮することになる。そのため、前記複数本の土留め用親杭を地中に残存させなくとも強度的になんら問題を生じることがないことに鑑みて、これら土留め用親杭の引き抜き撤去するのであるが、このとき、前記剥離用シートの存在により該土留め用親杭及び土留め板の表面にはコンクリートが付着しておらず、また、既述のように根入れ深さも浅くてよいので、これら土留め用親杭を容易に引き抜き撤去することが可能であり、この親杭の引き抜き撤去時に土留め板及び腹起し材も同時に容易に撤去することが可能である。したがって、複数本の土留め用親杭、土留め板及び腹起し材などの資材の大部分を仮設材とし次の施工現場などに転用使用することができる。したがって、非常に高価な厚膜型の防錆防食塗膜を形成する場合に比べて地下ユニット自身の製作費用の低減が図れることと、資材の無駄な消費をなくし転用化を図ることとが相俟って、トータル的に施工コストの大幅な低減を図ることができるという効果を奏する。

上記の施工法において、請求項２に記載のように、前記第２工程で打ち込まれた土留め用親杭群のうち相対向する親杭の上端部間に複数本の切り梁を掛け渡し連結し、これら切り梁を前記第５工程で打設形成されたコンクリート基礎が硬化し所定の強度を発現した後、金属製地下ユニットを設置する第６工程時に撤去することによって、工事の安全性を一層高めながらも、資材の無駄な消費を抑えて施工コストの低減を達成することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１〜図３は本発明に係る金属製地下室の施工法で、後述する第１〜第８工程のうち、第７工程までが完了した状態を示す概略縦断側面図、概略平面図、概略縦断正面図である。この金属製地下室Ｕは、工場において寸法や形状などを標準化して同一構造、同一仕様に製作され、トラック等によって建設現場に搬入された複数（図面上では４つで示すが、２つ以上であればよい）の金属製（鋼製）地下ユニット１…を、建設現場に形成した地下掘削穴底部のコンクリート基礎２上に列状に並べて設置固定するとともに、それぞれ隣接する鋼製地下ユニット１，１同士を相互に水密接合するとともに、これら鋼製地下ユニット１…における左右及び妻側の壁構造体１Ａの金属外板５の外側面にそれぞれ防錆防食用のコンクリート壁３を打設形成することにより、長手（桁行）方向に所定長さの耐震壁構造に構築施工されている。

かかる金属製地下室Ｕにおける地下躯体を構成するところの前記複数の鋼製地下ユニット１はそれぞれ、図４に明示するように、適当ピッチに配置されたチャンネル鋼等の芯材鉄骨４の外側フランジ部４ａに薄肉鋼板等の金属外板５を固定してなる左右及び妻側の壁構造体１Ａと天井構造体１Ｃ並びに床構造体１Ｆを工場で組立てることにより、短辺方向で断面ロ型のラーメン構造に構成されている。

上記の金属製地下室Ｕは、建設現場で次のような工程を経て構築施工されたものである。
（１）まず、図５に明示するように、既製の各鋼製地下ユニット１…の設置予定箇所の外周辺で地表面から略３００ｍｍ程度の距離Ｌを隔てた浅層部までを掘削してその位置にＨ鋼からなる腹起し材６を平面視において矩形状に設置する（第１工程）。
（２）次に、前記腹起し材６の内側で腹起し材６の長手方向に適宜間隔、詳しくは、ほぼ９５０ｍｍ程度の等間隔Ｐを隔てた箇所を、該腹起し材６をガイドにしてオーガー（図示省略する）で順次掘削しながら、それら各掘削箇所にＨ鋼からなる土留め用親杭７を沈めてゆく。このとき、土留め用親杭７の下端部７ａは、図５に明示するように、ほぼ７２０ｍｍ程度の深さｄに浅く根入れするとともに、根固め用砕石８を注入することでその根入れ下端部７ａを安定化させる。根入れが完了した土留め用親杭７の上端部７ｂは、図６に示すような張出し板８において前記腹起し材６にボルト・ナット９を介して固定連結する。そして、隣接する土留め用親杭７，７間にはそれぞれベニヤ板等の土留め板１０を差し入れる（第２工程）。

（３）次いで、前記土留め用親杭７群で囲まれた部分、すなわち、鋼製地下ユニット１…の設置予定箇所の地面を図２の矢印Ｘ方向に向けて順次掘削しながら、その掘削の完了した穴底部に砕石などの栗石１１を投入して掘削穴底部をほぼ平らな水平面となるように地業する（第３工程）。
（４）続いて、前記土留め用親杭７群の隣接間に差し入れた土留め板１０の内面側にブルーのビニールシート等の剥離用シート１２を前記土留め板１０に密着するように布設する（第４工程）。
（５）次に、掘削穴底部の地業栗石１１上に、ほぼ１５０ｍｍ程度の均一な厚みになるようにコンクリートを流し込んで前記のコンクリート基礎２を形成する（第５工程）。このコンクリート基礎２の厚みのほぼ中間部には、例えばワイヤーメッシュ等のコンクリート補強材１３を埋設することが望ましいが、そのコンクリート補強材１３の使用は省いてもよい。
（６）次いで、前述した鋼製地下ユニット１…をコンクリート基礎２上に列状に並べて設置固定する（第６工程）。
（７）続いて、前記鋼製地下ユニット１…における左右及び妻側の壁構造体１Ａの金属外板５と前記剥離用シート１２との間にコンクリートを打設して鋼製地下ユニット１…と一体化された防錆防食用のコンクリート壁３を形成する（第７工程）。このとき、鋼製地下ユニット１…における左右及び妻側の壁構造体１Ａの金属外板５に予めジベル等の補強アンカー（図示省略する）を固定して外方へ突出させておくことにより、コンクリート壁３と鋼製地下ユニット１…とを複合一体化構造として地下室Ｕの強度機能を高め、その耐久性を一層向上することが可能である。

以上の第１工程から第７工程までが完了した図１〜図３の状態において、前記コンクリート壁３が硬化し所定の強度を発現するに至った後は、前記土留め用親杭７および土留め板１０並びに腹起し材６をそれぞれ撤去する（第８工程）。このとき、前記剥離用シート１２の存在により土留め用親杭７及び土留め板１０の表面にはコンクリートが付着しておらず、また、既述のように根入れ深さｄも浅いので、これら土留め用親杭７を容易に引き抜き撤去することが可能である。

これによって、図７及び図８に示すように、鋼製地下ユニット１…と該鋼製地下ユニット１…における左右及び妻側の壁構造体１Ａの金属外板５の外側面に形成された防錆防食用のコンクリート壁３との複合構造からなる金属製地下室Ｕの構築施工が完了し、撤去された土留め用親杭７および土留め板１０並びに腹起し材６は、例えば清掃された後、次の施工現場に搬入されて仮設材として転用使用することが可能となる。したがって、資材の無駄な消費がないことと、非常に高価な厚膜型の防錆防食塗膜を形成する場合に比べて地下ユニット１…自身の製作費用の低減が図れることとが相俟って、所定の地下室Ｕのトータル的な施工コストを大幅に低減することができる。

なお、上記実施の形態で説明した第２工程後に、土留め用親杭７群のうち妻行き方向で相対向する親杭７，７の上端部間に亘って、図２及び図５の仮想線で示すように、Ｈ鋼からなる複数本の切り梁１４を掛け渡し連結し、これら切り梁１４を第５工程で打設形成されたコンクリート基礎２が硬化し所定の強度を発現した後の前記第６工程、すなわち、鋼製地下ユニット１…の設置時に順次撤去することにより、第１工程から第５工程までの間は切り梁１４により土留め機能を確実に果たして各種工事の安全性を確保しつつ、その後は鋼製地下ユニット１…で切り梁１４の役目を果たしてそれ以降の工事の安全性も確保し、かつ、切り梁１４自体は撤去して転用使用することができる。

また、上記実施の形態では、複数の鋼製地下ユニット１…をコンクリート基礎２上に列状に並べて載置固定することにより地下躯体を構成したが、四つの壁構造体１Ａと一つの天井構造体１Ｃ及び床構造体１Ｆの組立てによりボックス形に構成された単一の鋼製地下ユニットを地下躯体として用いるものであってもよい。

本発明に係る金属製地下室の施工法で、第１〜第８工程のうち、第７工程までが完了した状態を示す概略縦断側面図である。図１の概略平面図である。図１の概略縦断正面図である。地下躯体を構成する既製の鋼製地下ユニットにおける壁、天井及び床構造体の構成を示す要部の拡大断面図である。第１工程から第５工程までの間の状況を説明する要部の拡大縦断正面図である。第２工程における要部を示す拡大側面図である。構築施工が完了した地下室の状態を示す概略平面図である。構築施工が完了した地下室の状態を示す概略縦断正面図である。

符号の説明

１鋼製（金属製）地下ユニット
１Ａ壁構造体
２コンクリート基礎
３コンクリート壁
５金属外板
６腹起し材
７土留め用親杭
７ａ根入れ下端部
１０土留め板
１１栗石
１２剥離用シート
１４切り梁
Ｕ金属製地下室

Claims

短辺方向で断面ロ型のラーメン構造に構成された既製の金属製地下ユニットを建設現場に搬入したうえ、この既製の金属製地下ユニットを建設現場に形成した掘削穴底部のコンクリート基礎上に設置固定するとともに、該金属製地下ユニットにおける壁構造体の全外周を取り囲むようにコンクリート壁を打設形成して地下室を施工する金属製地下室の施工法であって、
前記既製の金属製地下ユニット設置箇所の外周辺浅層部に腹起し材を設置する第１工程と、この腹起し材の内側を掘削しながら該腹起し材をガイドにして複数本の土留め用親杭を根入れ状態に打ち込むとともに、これら土留め用親杭の上端部を前記腹起し材に固定連結する第２工程と、前記土留め用親杭群で囲まれた部分を掘削しその底部に栗石を入れて掘削穴底部を地業する第３工程と、前記土留め用親杭群の隣接間に差し入れ保持させた土留め板の内面側に剥離用シートを布設する第４工程と、前記掘削穴底部の地業栗石上にコンクリート基礎を打設形成する第５工程と、そのコンクリート基礎上に前記既製の金属製地下ユニットを設置し固定する第６工程と、この金属製地下ユニットにおける壁構造体の金属外板と前記剥離用シートとの間にコンクリートを打設して金属製地下ユニットと一体化されたコンクリート壁を形成する第７工程と、そのコンクリート壁の硬化後に前記土留め用親杭群及び腹起し材を撤去する第８工程とを経て、地下室を施工することを特徴とする金属製地下室の施工法。
前記第２工程で打ち込まれた土留め用親杭群のうち相対向する親杭の上端部間には複数本の切り梁が掛け渡し連結され、これら切り梁は前記第５工程で打設形成されたコンクリート基礎が硬化し所定の強度を発現した後、金属製地下ユニットを設置する第６工程時に撤去される請求項１に記載の金属製地下室の施工法。