JP2008101387A

JP2008101387A - 免震改修における既存柱切断方法および免震装置の挿入方法

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Publication number: JP2008101387A
Application number: JP2006284621A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nishizaki; 隆氏西崎; Rikuta Murakami; 陸太村上; Mitsuhiro Okada; 光博岡田
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2008-05-01
Anticipated expiration: 2026-10-19
Also published as: JP5285850B2

Abstract

【課題】柱の切断部に免震装置を挿入した状態で、免震装置の上面と柱の切断面との間に充填材を充填するときに、充填材を密実に充填でき、信頼性の高い施工を行うことができる免震改修における既存柱切断方法および免震装置の挿入方法を提供する。
【解決手段】
既築の建造物の柱３に、水平面Ｈに対して所定の傾斜角αを有する斜め方向にコア抜き孔１０を削孔した後に、このコア抜き孔１０を中心として柱３の幅方向両側にコア抜き孔１０を通る傾斜切断面２２を形成するように柱３を切断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、既存の建造物の柱に免震装置を挿入することにより建造物を免震改修する方法に関し、詳しくは、挿入した免震装置と柱の切断面の間に密実にコンクリートまたはモルタルを充填可能とする免震改修における既存柱切断方法および免震装置の挿入方法に関するものである。

特開平１１-３０３４１７号公報（特許文献１）には、既存の建造物の柱に免震装置を
挿入するために、柱を水平に２カ所切断して上側切断部と下側切断部を形成し、上側切断部と下側切断部の間の柱を撤去して免震装置を挿入し固定するを免震用柱切断撤去工法が記載されている。

図１３は既存の柱９０を切断する従来の方法を説明する図である。すなわち、図１３（Ａ）は前記特許文献１に記載されている方法であり、柱９０に水平方向の切断面９１を形成するように切断する方法である。

この場合、柱９０をワイヤーソーによって切断すると、柱９０の全てを一本のワイヤーソーによって切断するので多大の時間が必要となる。また、前記柱９０の切断に円盤ブレードを用いる場合にも、通常の建造物の柱９０を一気に切断することが難しいので、柱の両側から切断面を継ぎ合わせられるように切断する必要があるが、この切断面の継ぎ合わせ部分を正確に合わせることは困難であり、この継ぎ合わせ部分に凹凸が生じることは避けられなかった。

そこで、図１３（Ｂ）および図１３（Ｃ）に示すように、予め柱９０に対して水平方向に１本または２本のコア抜き孔９２を削孔した後に、このコア抜き孔９２を通る切断面９１を形成するように柱９０を切断することが考えられる。このように、予めコア抜き孔９２を形成することにより、柱９０を比較的速やかに切断することができる。

特開平１１−３０３４１７号公報

ところが、従来の切断方法では、柱９０を水平に切断しているので、この切断面に少しでも凹凸が生じると、面積装置と柱の接続部における接続状態が悪くなることがある。

図１４は、水平の切断面９１に幾らかの凹凸がある場合に生じる問題点を説明する図である。すなわち、切断した柱９０の間に免震装置９３を固定した後に、免震装置９３の上面と柱９０の切断面９１との間にコンクリートやモルタルなどの充填材９４を充填してこれを固定することが行われるが、この切断面９１に凹凸９１ａが存在すると、充填材９４を充填した状態で空気だまり９５が形成され、コンクリート９４を密実に充填できないことがある。

その結果、柱軸力の免震装置への伝達がスムーズに移行せず、局部に軸力が集中することになり、充填材の割れ等が発生しやすくなるので、品質上重大な問題となることが考えられる。

本発明は前記課題を考慮に入れてなされたものであり、柱の切断部に免震装置を挿入し
た状態で、免震装置の上面と柱の切断面との間に充填材を充填するときに、充填材を密実に充填でき、信頼性の高い施工を行うことができる免震改修における既存柱切断方法および免震装置の挿入方法を提供するものである。

前記課題を解決するため、第１発明の免震改修における既存柱切断方法は、既築の建造物の柱に、水平面に対して所定の傾斜角を有する斜め方向にコア抜き孔を削孔した後に、このコア抜き孔を中心として柱の幅方向両側にコア抜き孔を通る傾斜切断面を形成するように柱を切断することを特徴としている（請求項１）。

前記コア抜き孔の傾斜角は傾斜切断面に生じる凹凸部の何れの部分も水平にならない程度の角度を有することが好ましい。

前記コア抜き孔に２本のワイヤーソーを通し、各ワイヤーソーをコア抜き孔の左右両側に配置したワイヤーソーマシンによって斜め下方向に張力を加えながら回転させることにより、柱の幅方向両側をコア抜き孔から斜め下方向に切断することが好ましい（請求項２）。

あるいは、前記コア抜き孔の一端側にワイヤーソーマシンとプーリーを配置し、前記柱にワイヤーソーを巻回すると共に、コア抜き孔の他端側からコア抜き孔を通したワイヤーソーを前記プーリーに巻回し、かつ、このワイヤーソーをワイヤーソーマシンによってコア抜き孔の一端側に張力を加えながら回転させることにより、柱の幅方向両側をコア抜き孔からより斜め下方向に切断することが好ましい（請求項３）。

第２発明の免震装置の挿入方法は、前記免震改修における既存柱切断方法によって前記傾斜切断面を形成する一方、前記傾斜切断面より下方の柱を水平に切断して水平切断面を形成し、前記水平切断面と傾斜切断面の間の柱を撤去した後に、前記水平切断面上に免震装置を載置して固定し、前記免震装置の上面と傾斜切断面の間に充填材を充填することにより、水平切断面の上に免震装置を介して柱を接続することを特徴としている（請求項４）。

第１発明の免震改修における既存柱切断方法によれば、コア抜き孔が、所定の傾斜角で斜め方向に形成されるので、柱の傾斜切断面の下部に充填材を充填するときに、斜め方向に形成したコア抜き孔によって空気抜きを確実に行うことができる。また、コア抜き孔が水平面に対して斜め方向に形成されているので、このコア抜き孔を通る切断面も傾斜切断面となり、この傾斜切断面に多少の凹凸が発生しても前記空気抜きを確実に行うことができる。

前記コア抜き孔を先に形成した後にこのコア抜き孔を通る傾斜切断面を形成しているので、コア抜き孔を設けなかった場合に比べて傾斜切断面を速やかに形成することができる。また、前記傾斜切断面を柱の左右両側から形成する場合にも、幾らかの幅を有するコア抜き孔を形成した部分まで切断するので、多少の位置ずれが生じても、左右の傾斜切断面の端部に不要な凹凸を形成することがない。

とりわけ、請求項２に記載の発明によれば、２本のワイヤーソーをコア抜き孔の左右両側に配置したワイヤーソーマシンによって斜め下方向に張力を加えながら回転させるものであるから、コア抜き孔を設けない場合に比べて２倍以上の速度で傾斜切断面を形成することができる。また、ワイヤーソーによる切断ではワイヤーソーを巻回した部分だけを確実に切断することができるので施工ミスをなくすことができる。さらに、ワイヤーソーを
コア抜き孔から斜め下方向に切断することにより傾斜切断面の傾斜を大きくすることができ、それだけ充填材の充填時における空気抜きを確実に行うことができる。

あるいは、請求項３に記載の発明によれば、１台のワイヤーソーマシンと１本のワイヤーソーを用いてコア抜き孔の左右両側の柱を同時に切断できるので、高速に切断できる。また、ワイヤーソーを用いて切断するのでワイヤーソーを巻回した部分だけを確実に切断することができ、施工ミスをなくすことができる。

第２発明の免震装置の挿入方法によれば、傾斜切断面がコア抜き孔と同様に傾斜しているので、水平切断面と傾斜切断面の間の柱を撤去するときに、これを引き抜き易い。また、免震装置を水平切断面の上に固定するので、この固定を安定して行なうことができる。さらに、免震装置の上面と傾斜切断面の間に充填材を充填するので、傾斜切断面と充填材の間に空気だまりなどが形成されることがなく、それだけ、充填材を隙間なく密実に充填することができ、免震改修の施工品質を向上することができる。

図１〜図８は本発明の第一実施形態に係る免震改修における既存柱切断方法を説明する図である。図１において、１は建造物、２は地表面ＧＬを掘削して形成し略凹字状の断面形状を有する建造物１の基礎部、３Ａ，３Ｂ…は基礎部２に立設して建造物１を支える複数の柱、４は建造物の側面に形成されて地表面ＧＬに突き出した状態で基礎部２を覆うフランジ状の犬走りである。また、５は切断した柱４の間に介在させる免震装置であり、この免震装置５より上部に位置する建造物１が免震建造物となる。

前記建造物１は鉄筋コンクリートの既存の柱３Ａ，３Ｂ…（既存柱）を有するものであれば任意のビルまたはマンションなどの集合住宅でよいが、本実施形態では集合住宅である例を示す。前記基礎部２の形状は任意の形状が考えられるものであり、さらに下方に掘削して埋設させる基礎の柱２ａを有するものである。なお、以下の説明において、区別が不要である場合には、柱３Ａ，３Ｂ…を柱３という。

前記柱３は基礎部２上に立設するものであり、本発明の免震改修における既存柱切断方法によって１本ずつ切断して順次免震装置５を介在させることにより、建造物１を免震改修することができる。前記犬走り４は免震装置による変位の範囲内で基礎部２が露出しない程度の幅を有するものであることが好ましいが、施工前の犬走り４の幅が十分でない場合には犬走り４の拡張を行ってその幅を広くする。

前記免震装置５はボールやローラーの転がり摩擦によって地震の振動を減衰する転がり免震支承、滑り摩擦によって地震の震動を減衰する滑り免震支承、ゴムの変形によって地震の震動を減衰する積層ゴム免震支承の何れか、または、その組み合わせによって構成される。本実施形態では建造物１の地下に配置された柱３Ａ，３Ｂ…に免震装置５を介在させることにより、建造物１の地上階全てを免震建物とする例を示しているが、免震装置５は他の階の柱に取り付けてもよい。

図２〜４は免震改修における既存柱切断方法を説明する図であり、図５〜８は切断した柱３の間に免震装置５を挿入するための、一連の工程を説明する図である。建造物１の免震改修を行うためには以下に示す各工程を既存柱３Ａ，３Ｂ…に対して順次行い、全ての既存柱３Ａ，３Ｂ…に免震装置５を挿入する。

まず、図２にはコア抜き孔１０を削孔する工程を示し、１１はコア抜き孔１０を削孔する略円筒状のコアビット、１２はコアビット１１を回転駆動するドリル、１３はこのドリルを水平面Ｈに対して所定の傾斜角αを有する斜め方向に保持する保持部１３ａと、コア
ビット１１による削孔状態に合わせてドリル１２を進退させる操作ハンドル１３ｂと、ドリル１２の進退方向を規制する案内レール１３ｃと、柱３に対する固定部１３ｄとを備えたドリルスタンドである。

まず、前記ドリルスタンド１３を柱３に固定し、案内レール１３ｃの角度を前記傾斜角αに調節し、ドリル１２を駆動することにより、コアビット１１によって柱３の切断レベルの天端となる一端側１０ａからコア抜き孔１０を削孔し、柱３の他端側１０ｂまで貫通させる。これによって、正確に水平面Ｈに対して所定の傾斜角αを有する斜め方向にコア抜き孔１０を削孔することができる。

次いで、図３、図４に示すように、前記コア抜き孔１０に２本のワイヤーソー２０Ａ，２０Ｂを通して、コア抜き孔１０の左右両側の柱３を同時にワイヤーソー２０Ａ，２０Ｂを用いて切断する。なお、以下の説明において、区別が不要である場合はワイヤーソー２０Ａ，２０Ｂをワイヤーソー２０という。また、ワイヤーソー２０はダイヤモンドのビーズを数珠繋ぎに接続したワイヤーであり、これを対象物に巻回した状態で張力を加えて回転させることにより対象物を切断するものである。

図３において、２１はワイヤーソー２０を案内する案内プーリー２１ａと、ワイヤーソー２０に回転力を加える駆動プーリー２１ｂと、これらのプーリー２１ａ，２１ｂに力を加えてワイヤーソー２０に加える張力を調節する張力調節手段２１ｃと、駆動プーリー２１ｂに回転力を供給する駆動モータ２１ｄとを備えるワイヤーソーマシンである。本実施形態ではワイヤーソーマシン２１を用いて、コア抜き孔１０から斜め下方向に駆動する。

図４に示すように、コア抜き孔１０の一端側１０ａから見た水平面Ｈに対して傾斜角βを有する斜め下方向にワイヤーソー２０Ａ，２０Ｂに引っ張りながら回転させることにより、その切断方向Ｄａ，Ｄｂを傾斜させることができる。このようにして形成された傾斜切断面２２Ａ，２２Ｂ（以下、区別が不要の時は傾斜切断面２２という）は、コア抜き孔１０の傾斜角αに合わせて図示奥方向に低くなるように傾斜するだけでなく、コア抜き孔１０を中心に図示左右方向に低くなるように傾斜する。

また、前記傾斜切断面２２Ａ，２２Ｂを左右のワイヤーソー２０Ａ，２０Ｂによって同時に形成することができるので、柱３全体を一本のワイヤーソー２０によって切断する場合に比べて２倍の速度で柱３を切断することができる。加えて、ワイヤーソー２０による切削は施工時に生じる騒音を低く抑えることができるので好ましい。さらに、ワイヤーソー２０はコア抜き孔１０の左右両側の柱３に巻回されるものであるから、必要以外の部分を切削することがなく、施工ミスをなくすことができる。

次いで、図５に示すように、前記傾斜切断面２２より下方の柱を水平面Ｈに合わせて水平に切断することにより水平切断面２５を形成する。なお、この水平切断面２５の形成にも前記ワイヤーソー２０を用いることができるが、円盤状の切削刃を用いて切断してもよい。なお、水平切断面２５と傾斜切断面２２の間隔は前記免震装置５を挿入可能である程度に狭く形成することが好ましい。

図６に示すように、傾斜切断面２２はコア抜き孔１０を中心として柱３の幅方向両側に形成されたコア抜き孔を通る傾斜切断面であるから、コア抜き孔１０の側面から見たときに傾斜角αで傾斜している。したがって、水平切断面２５と傾斜切断面２２の間の柱３’を切断レベルの天端となるコア抜き孔１０の一端側１０ａから矢印Ａに示す方向に容易に引き抜いてこれを撤去することができる。

その後、図７，８に示すように、前記柱３’を撤去した後の水平切断面２５に免震装置
５を載置して固定する。このとき免震装置５の下面５ａは接着剤などを用いて柱３の水平切断面２５に接着すると共に、これに載置した状態で複数のビスＢ等によってしっかりと締め付け固定する。

また、免震装置５の上面５ｂには前記切断レベルの天端となるコア抜き孔１０の一端側１０ａより高い位置まで流体を充填できる程度の深さｈを有する容器３０を接着剤などによる接着および雄ねじＳとナットＮの螺合連結などによる螺合によって位置ずれ不能に接続し、この容器３０内にモルタルからなる充填材３１を充填できるように構成している。なお、前記免震装置５の下面５ａおよび上面５ｂの柱３および容器３０に対する接続部は接着剤による接着または締め付けによる密着の何れかで接続してもよい。

前記容器３０は柱３の軸力に耐えられる程度の強度を有するものである。また、前記充填材３１はモルタルのみならずコンクリートであってもよいが、充填時には十分な流動性を有し、かつ、硬化に伴って伸縮することがないものであることが好ましい。

すなわち、充填材３１の充填時には傾斜切断面２２およびコア抜き孔１０の何れの部分も水平になることがなく、一様にほぼ同じ方向（図７に示す左下がりの方向、図８に示す傾斜切断面２２Ａおよび２２Ｂはそれぞれ左下がりおよび右下がりの方向）に傾斜しているので、エア抜きを確実に行うことができ、充填材３１が傾斜切断面２２に対して密実に充填することができる。

また、柱３の切断に伴って柱３が下がる場合には、予め柱３の上部を油圧シリンダなどを用いて支えた状態で、上述の既存柱切断および免震装置の挿入を行い、充填材３１の充填と硬化が完了させることが好ましい。上述のように、本発明の免震改修における既存柱切断方法によって柱３を切断し、免震装置の挿入方法によって免震装置５を挿入することにより、免震装置５との接続部に軸力の集中の原因となる空気だまりをなくすことができ、充填材３１を密実に充填できるので、既存の柱３に対して免震装置５を介在させた状態で堅牢で安定した接続を行うことができる。

図９〜１１は本発明の第二実施形態にかかる免震改修における既存柱切断方法を示す図である。図９〜１１に示す免震改修における既存柱切断方法が図３，４に示す免震改修における既存柱切断方法と異なる点は、コア抜き孔１０を中心として柱の幅方向両側を切断するために１本のワイヤーソー２０を用いている点である。

すなわち、図９に示すように、コア抜き孔１０の一端側１０ａにワイヤーソーマシン２１とプーリー２３を配置し、柱３にワイヤーソー２０を巻回すると共に、コア抜き孔１０の他端側１０ｂからコア抜き孔１０を通したワイヤーソー２０をプーリー２３に巻回するして同じ方向Ｄｃ（図１１参照）に張力を加えながら回転させることにより、一本のワイヤーソー２０を用いてコア抜き孔１０の左右両側の柱３を同時に切断することができる。なお、プーリー２３は駆動モータ２１ｃによって駆動プーリー２１ｃとは逆の方向に回転駆動されるものであることが好ましい。つまり、前記プーリー２３はワイヤーソーマシン２１の一部を構成するものであってもよい。

本実施形態のように一台のワイヤーソーマシン２１を用いて柱３を切断する場合には、図１０に示すように、傾斜切断面２４Ａ，２４Ｂをコア抜き孔１０の一端側から見てほぼ水平線上に形成する。しかしながら、図１１に示すように、コア抜き孔１０が水平面Ｈに対して所定の傾斜角αを有する斜め方向に削孔して形成されるものであるから、このコア抜き孔１０を通るように切断した傾斜切断面２４Ａ，２４Ｂも傾斜角αを有するものである。従って、前記充填材３１を充填するときに空気だまりを作ることがなく、密実な充填を可能としている。その他の点は図１〜８に示す第一実施形態と同じである。

図１２は本発明の第三実施形態にかかる免震改修における既存柱切断方法を示す図である。図１２に示す第三実施形態の免震改修における既存柱切断方法が、図３，９に示す第一実施形態および第二実施形態の免震改修における既存柱切断方法と異なる点は、コア抜き孔１０を中心として柱の幅方向両側を切断するためにワイヤーソー２０ではなく、円盤状の切削刃であるウォールソー４０を用いている点である。

図１２において、４１は、ウォールソー４０を回転駆動する駆動モータ４１ａと、この駆動モータ４１ａを柱３の側面に平行する方向Ｄｄに案内する案内レール４１ｂとを備えるウォールソーマシンである。つまり、このウォールーソーマシン４１を用いて、ウォールソー４０を回転駆動しながら柱３に沿う方向Ｄｄに移動させることにより、コア抜き孔１０を通る柱３の幅方向の図示右側を切断することができる。

次いで、ウォールソーマシン４１を図示左側に移動して、同様にコア抜き孔１０を通る柱３の幅方向の左側を切断する。なお、本実施形態の場合、柱３の左右両側からウォールソー４０によって切削して形成する傾斜切断面の位置がずれることが考えられるが、これが多少ずれていたとしても、柱３に予めコア抜き孔１０を形成しているので、大きな段部や切れ込みが生じることはない。そのほかの点は図１〜１１に示す第一実施形態および第二実施形態と同じである。

本発明に係る免震改修を行なう建造物の構成を示す図である。本発明の免震改修における既存柱切断方法および免震装置の挿入方法の第一実施形態にかかる一工程を説明する図である。前記免震改修における既存柱切断方法の別の工程を説明する平面図である。図３に示す工程を説明する側面図である。前記免震装置の挿入方法の次の工程を説明する側面図である。図５に示す工程を説明するために別の角度から見た状態を示す側面図である。前記免震装置の挿入方法のさらに次の工程を説明する側面図である。図７に示す工程を説明するために別の角度から見た状態を示す側面図である。本発明の免震改修における既存柱切断方法の第二実施形態にかかる一工程を説明する平面図である。図９に示す工程を説明するためにコア抜き孔の一端側から見た状態を示す側面図である。図１０に示す工程を説明するために別の角度から見た状態を示す側面図である。本発明の免震改修における既存柱切断方法の第三実施形態にかかる一工程を説明する平面図である。従来の既存柱を切断する方法を説明する側面図である。従来技術の問題点を説明する図である。

符号の説明

１建造物
３柱
１０コア抜き孔
１０ａ一端側
１０ｂ他端側
２０ワイヤーソー
２１ワイヤーソーマシン
２２傾斜切断面
２３プーリー
２５水平切断面
Ｈ水平面
α、β 所定の傾斜角

Claims

既築の建造物の柱に、水平面に対して所定の傾斜角を有する斜め方向にコア抜き孔を削孔した後に、このコア抜き孔を中心として柱の幅方向両側にコア抜き孔を通る傾斜切断面を形成するように柱を切断することを特徴とする免震改修における既存柱切断方法。
前記コア抜き孔に２本のワイヤーソーを通し、各ワイヤーソーをコア抜き孔の左右両側に配置したワイヤーソーマシンによって斜め下方向に張力を加えながら回転させることにより、柱の幅方向両側をコア抜き孔から斜め下方向に切断する請求項１に記載の免震改修における既存柱切断方法。
前記コア抜き孔の一端側にワイヤーソーマシンとプーリーを配置し、前記柱にワイヤーソーを巻回すると共に、コア抜き孔の他端側からコア抜き孔を通したワイヤーソーを前記プーリーに巻回し、かつ、このワイヤーソーをワイヤーソーマシンによってコア抜き孔の一端側に張力を加えながら回転させることにより、柱の幅方向両側をコア抜き孔からより斜め下方向に切断する請求項１に記載の免震改修における既存柱切断方法。
請求項１〜３の何れか１項に記載の免震改修における既存柱切断方法によって前記傾斜切断面を形成する一方、前記傾斜切断面より下方の柱を水平に切断して水平切断面を形成し、前記水平切断面と傾斜切断面の間の柱を撤去した後に、前記水平切断面上に免震装置を載置して固定し、前記免震装置の上面と傾斜切断面の間に充填材を充填することにより、水平切断面の上に免震装置を介して柱を接続することを特徴とする免震装置の挿入方法。