JP2010126900A - 免震装置の取付工法 - Google Patents

Abstract

【課題】仮設のサポートを必要とせず、連続壁杭の上部に免震装置を設置する。
【解決手段】擁壁構築工程で建物１２の外周に山留壁４０を打設し、連続壁杭１６が露出する深さまで擁壁３０を構築しながら、擁壁３０の上端部に建物１２の外壁１２Ｓを囲むスラブ３６を構築する。次に、耐圧版構築工程で連続壁杭１６の壁面へ部分的に開口部を形成し、開口部から連続壁杭１６の内側の土砂を撤去しながら、順次、建物１２の基礎版１４の下に耐圧版３２を構築する。次に、免震装置取付工程で開口部によって切り残された下部壁面と耐圧版３２、及び上部壁面と基礎版１４にアンカーを取り付けて配筋し、下部プレート５２と上部プレート５４をコンクリートで一体化する。下部プレート５２と上部プレート５４の間に免震装置４２を配置して固定した後、切断工程で建物１２を支持する残りの連続壁杭１６を切断する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、連続壁杭で支持された既存の構造物を免震化する免震装置の取付工法に関する。

免震化されていない既存の構造物を建て替えずに免震化する、免震装置の取付工法が求められているところ、図１１に示す取付工法が提案されている（特許文献１）。

即ち、特許文献１の取付工法は、図１１（Ａ）に示すように、先ず、構造物８２の躯体側壁８２ｂを囲んで山留壁８８を埋設し、山留壁８８と躯体側壁８２ｂの間の土を掘削してドライエリア９０を形成する。次に、躯体下部８２ａの下部の土を掘削してドライエリア９０と連続する地下空間９２を形成し、地下空間９２の山留壁８８側の地盤に新設の支持杭９４を埋設する。

次いで、図１１（Ｂ）に示すように、ドライエリア９０の下部に支持杭９４の上部と一体にフーチング９６を形成し、躯体側壁８２ｂを囲むように山留壁８８に沿ってフーチング９６から擁壁９８を立ち上げる。次に、地下空間９２の地下地盤上にフーチング９６と一体化した耐圧版１００を形成してピット１０２を構築する。そして、耐圧版１００の上面と躯体下部８２ａとの間に免震装置１０４を設置する。免震装置１０４の設置後、支持杭８６の杭頭部を切断して躯体下部８２ａと支持杭８６の縁を切る。これにより、既存の構造物８２を免震化できる。

しかし、特許文献１の取付工法では、従来、支持杭８６で受けていた構造物８２の荷重を、免震装置１０４を介して耐圧版１００が受けることとなり、耐圧版１００に大きな強度が求められるという問題がある。
そこで、新たな耐圧版の構築を必要としない工法として、基礎梁の位置に免震装置を取り付ける取付工法が提案されている（特許文献２）。

即ち、特許文献２の取付工法は、図１２（Ａ）に示すように、先ず、建物１４１の外周部を基礎梁１４２が露出する深さまで掘削し、建物１４１の周囲に擁壁１５６を構築する。次に、柱１４４の近くの基礎梁１４２の上部（床スラブ１４８の下）に、上部補強部材１５２を取付ける。また、柱１４４と柱１４４の全範囲に渡り、基礎梁１４２の下部（既存の耐圧版１４３の上）に下部補強部材１５３を取付ける。更に、外壁の外側の床スラブ１４８の位置に上部増設部材１５４を、耐圧版１４３の上に下部補強部材１５３を取付ける（図１２（Ｂ））。

次に、基礎梁１４２の上部補強部材１５２と下部補強部材１５３に挟まれた範囲（斜線で示す範囲）を、免震装置の取付孔としてくり抜く（図１２（Ｃ））。そして、くり抜かれた取付孔に免震装置１５０を取付ける（図１２（Ｄ））。同様の手順で、基礎梁１４２の全周に渡り、上部補強部材１５２と下部補強部材１５３で補強した後、取付孔を開けて免震装置１５０を取り付ける。また、上部増設部材１５４と下部補強部材１５３の間にも免震装置１５０を取り付ける（図１２（Ｄ））。

最後に、図１３に示すように、残された基礎梁１４２と柱１４４を横方向に切断し、建物１４１の重量を免震装置１５０に受け替える。これにより、基礎梁１４２の位置で建物１４１の免震化ができる。

しかし、特許文献２の取付工法は、切断された柱１４４に加えられている鉛直荷重を、切断部より上部の基礎梁１４２で一旦受けて、免震装置１５０を介して切断部より下部の基礎梁１４２に伝達する構成であり、柱１４４からの鉛直荷重の伝達部材として設計されていない基礎梁１４２に、大きな強度が求められるという問題がある。
そこで、免震装置を取り付けた後も、免震装置を介して鉛直荷重の伝達部材が継続して構造物の荷重を支持する取付工法が提案されている（特許文献３）。

即ち、特許文献３の取付工法は、図１４に示すように、既存の構造物１１２の基礎１１４を支持する杭１１６の近くに仮設のサポート（ジャッキ）１１８を立て、架設フレーム１２２、１２４を介してジャッキ１１８が、基礎１１４を支持した状態で杭１１６を切断する。そして、杭１１６の頭部に支柱１２６を形成し、支柱１２６と基礎１１４の間に免震装置１２０を取り付けた後、ジャッキ１１８を取り外す。これにより、杭１１６が免震装置１２０を介して、再び構造物１１２の荷重を負担する。

しかし、特許文献３の杭１１６は単独杭であり、杭１１６の周囲にジャッキ１１８を取り付けることが可能である。一方、連続壁杭は杭が壁状に連続しているため、ジャッキ１１８の構築、及びジャッキ１１８による一時的な構造物の支持が困難である。

そこで、仮設のサポートを必要としないで免震化する取付工法が提案されている（特許文献４）。
即ち、特許文献４の取付工法は、図１５に示すように、構造物の基礎１３２を支持する大径の杭１３４の中央部をくり抜き、残された周囲の杭材１３８で構造物を支持させ、くり抜いた杭１３４の内部に免震装置１３６を取付ける。その後、残された杭材１３８を切断する。即ち、免震装置１３６の取付けが終わるまで、残された杭材１３８が継続して構造物の基礎１３２を支持するため、仮設のサポートを必要としない。

しかし、特許文献４の取付工法は、杭１３４の外径が免震装置１３６の外径より、十分大きいことが前提となる。連続壁杭の壁厚は免震装置の外径より小さく、適用できない。
特許第３５３４９２８号公報 特許第３１７７５９０号公報 特許第２８１９００８号公報 特許第３５８６８３５号公報

本発明は、上記事実に鑑み、仮設のサポートを必要とせず、連続壁杭の上部に免震装置を設置することを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る免震装置の取付工法は、連続壁杭で支持された構造物の外周に山留壁を打設し、逆打工法で前記連続壁杭が露出する深さまで擁壁を構築しながら、前記擁壁の上端部に前記構造物の外壁と所定の隙間をあけて、前記構造物の外壁を囲むスラブを構築する工程の後、前記連続壁杭の壁面へ部分的に開口部を形成し、前記開口部から前記連続壁杭の内側の土砂を撤去しながら、順次前記構造物の基礎版の下に耐圧版を構築する工程を行い、次に、前記開口部又は前記連続壁杭の壁面に新たに形成された開口部によって切り残された、前記連続壁杭の下部壁面と上部壁面との間に免震装置を取り付ける工程を行い、次に、前記構造物を支持する残りの前記連続壁杭を切断する工程を行うことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、構造物の外周に山留壁を打設し、連続壁杭が露出する深さまで擁壁を構築しながら、擁壁の上端部に構造物の外壁を囲むスラブを構築する（擁壁構築工程）。次に、連続壁杭の壁面へ部分的に開口部を形成し、開口部から連続壁杭の内側の土砂を撤去しながら、順次構造物の基礎版の下に耐圧版を構築する（耐圧版構築工程）。次に、開口部によって切り残された、下部壁面と上部壁面に免震装置を取り付け（免震装置取付工程）、構造物を支持する残りの連続壁杭を切断する（切断工程）。

即ち、連続壁杭は、一般に十分な安全率を確保して構築されているため、開口部の位置と面積を適正に設計することにより、部分的に開口部を設けても構造物を継続して支持できる。この結果、新たに仮設サポートを構築することなく、連続壁杭に免震装置を取り付けることができる。

また、免震装置は、開口部によって切り残された、連続壁杭の下部壁面と上部壁面との間に取り付けられるため、取り付け後は、連続壁杭が免震装置を介して継続して構造物を支持する。これにより、耐圧版に大きな強度が求められることはない。

また、擁壁の上端部には、構造物の外壁と所定の隙間をあけて、構造物の外壁を囲むスラブが設けられている。これにより、万一、作業時に地震等が発生しても、スラブが構造物の傾斜を抑制し作業の安全性が確保される。
これらから、低コストで既存の構造物の免震化が可能となる。また、免震化のために構造物を建て替える必要がないので、資源の有効活用につながる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の免震装置の取付工法において、前記免震装置取付工程は、前記下部壁面と前記耐圧版にアンカーを取り付けて配筋し、キャップ形状の下部プレートで囲み、前記下部プレートと前記下部壁面及び前記耐圧版をコンクリートで一体化し、前記上部壁面と前記基礎版にアンカーを取り付けて配筋し、キャップ形状の上部プレートで囲み、前記上部プレートと前記上部壁面及び前記基礎版をコンクリートで一体化し、前記下部プレートと前記上部プレートの間に前記免震装置を配置し、前記下部プレート及び前記上部プレートに接合した固定手段で前記免震装置を固定することを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、免震装置取付工程は、下部壁面と耐圧版にアンカーを取り付けて配筋し、下部プレートと下部壁面及び耐圧版をコンクリートで一体化し、同様に、上部壁面と基礎版にアンカーを取り付けて配筋し、上部プレートと上部壁面及び基礎版をコンクリートで一体化する。そして、下部プレートと上部プレートの間に免震装置を配置して固定する。

これにより、下部プレートと下部壁面及び耐圧版の一体化が図れる。また、上部プレートと上部壁面及び基礎版の一体化が図れる。この結果、免震装置の取り付け作業が容易となる。
また、下部プレートと上部プレートはキャップ形状とされ、連続壁杭の下部壁面及び上部壁面を覆っている。これにより、切断部より上部の連続壁杭が受ける鉛直荷重を、免震装置を介して切断部より下部の連続壁杭に伝達できる。

また、下部プレートと下部壁面及び耐圧版、及び上部プレートと上部壁面及び基礎版が、それぞれコンクリートで一体化されている。これにより、下部プレートと下部壁面及び耐圧版の接合強度、及び上部プレートと基礎版及び上部壁面との接合強度を確保できる。

本発明の免震装置の取付工法は、上記構成としてあるので仮設のサポートを必要とせず、連続壁杭の上部に免震装置を設置できる。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る免震装置の取付工法は、連続壁杭１６で支持された、既築の建物１２を建物１２ごと免震化する工法である。
建物１２の下部、建物１２の基礎版１４、及び建物１２を支持する連続壁杭１６は、建物１２が建てられた地盤１８に埋め込まれ、連続壁杭１６の先端１６Ｅは、地盤１８の下にある建物１２を支持する支持層２０に根入れされている。

ここに、連続壁杭１６は、図２のＸ−Ｘ断面に示すように、建物１２の柱や梁の位置に対応させて壁状に連続して形成された構成である。連続壁杭１６の厚さはＴで、格子状に配置され、十分な安全率を確保した構成とされている。なお、連続壁杭１６で囲まれた壁の内部Ｓには、土砂が埋め戻されている。

既築の建物１２を免震化するには、連続壁杭１６の所定の位置に取付部を設けて免震装置を固定し、免震装置が建物１２を支持した状態で、残りの連続壁杭１６を切断し、切断位置より上にある建物１２を免震装置で支持する手順となる。以下にこの手順を詳細に説明する。

先ず、図３に示すように、擁壁構築工程で建物１２の外周に山留壁４０を深さＨ１で打設し、建物１２の外壁１２Ｓと山留壁４０の間の地盤１８を掘削する。掘削深さＨ２は、連続壁杭１６の一部が露出され、露出された連続壁杭１６の上部に免震装置を取り付けるのに必要な深さとされている。

掘削された建物１２の外壁１２Ｓと山留壁４０の間には、逆打工法で擁壁３０が構築される。このとき、擁壁３０の上端部には、建物１２の外壁１２Ｓを囲むスラブ３６が構築される。

スラブ３６は、建物１２の外壁１２Ｓと所定の隙間をあけて、建物１２の外壁を囲んで設けられている。これにより、万一、作業時に地震が発生しても、スラブが建物１２の傾斜を抑制し作業の安全性が確保される。擁壁３０と建物１２の外壁１２Ｓとの間にはドライエリア２２が設けられ、以後の作業に利用される。

次に、図４、５に示すように、耐圧版構築工程で、基礎版１４の下方に耐圧版３２を構築する。先ず、連続壁杭１６の壁面へ部分的に開口部３８を形成する。開口部３８は、後述する免震装置を取り付けるための取付部であるが、免震装置を取り付ける前に、この開口部３８からドライエリア２２を経由して、連続壁杭１６で囲まれた壁の内部Ｓの土砂を撤去する。連続壁杭１６は格子状とされ、内部Ｓは壁で閉じられているため、順次、手前の連続壁杭１６から開口部３８を開けながら、内側Ｓの土砂を深さＨ２まで撤去してゆき、基礎版１４の底面１４Ｓと平行な地盤面１８Ｃを形成する。

これにより、基礎版１４の底面１４Ｓと掘削された地盤面１８Ｃの間にドライエリア２２と連続する地下の作業空間２４が形成される。その後、この作業空間２４に耐圧版３２を構築する。

このとき、擁壁３０の下部が完成する前に、建物１２の周囲を囲んで地盤面１８Ｃに杭２６を埋め込み、杭２６の頭部にフーチング２８を形成する。そして、作業空間２４の地盤面１８Ｃ上に、フーチング２８及び杭２６と一体化した耐圧版３２を形成する。これによりピット３４が構築される。

次に、図６、７に示すように、ピット３４において、免震装置取付工程で、耐圧版３２が設けられた連続壁杭１６の、開口部３８によって切り残された下部壁面４４と上部壁面４６に、免震装置４２を取り付ける。なお、免震装置４２は、積層ゴム、滑り支承、各種ダンパー等の種類を問わず、取り付けることができる。

先ず、開口部３８から下部壁面４４の上面に頭付アンカー５０Ｄを打設する。耐圧版３２の表面にも下部壁面４４に沿ってアンカー４８Ｄを打設し、それぞれに配筋する。同様に、開口部３８から上部壁面４６の下面に頭付アンカー５０Ｕを打設する。基礎版１４の底面１４Ｓにも上部壁面４６に沿ってアンカー４８Ｕを打設し、それぞれに配筋する。

次に、キャップ状に形成された鋼板製の下部プレート５２で、配筋された下部壁面４４を囲み、下部プレート５２、下部壁面４４、及び耐圧版３２で囲まれた空間に膨張性のコンクリート６０を、注入口（図示せず）から圧入する。これにより、下部プレート５２、下部壁面４４、及び耐圧版３２が膨張性のコンクリート６０で一体化される。

同様に、キャップ状に形成された鋼板製の上部プレート５４で、配筋された上部壁面４６を囲み、上部プレート５４、上部壁面４６、及び基礎版１４で囲まれた空間に膨張性のコンクリート６０を、注入口（図示せず）から圧入する。これにより、上部プレート５４、上部壁面４６、及び基礎版１４が膨張性のコンクリート６０で一体化される。

この結果、既存の連続壁杭１６に、免震装置の取付台となる下部プレート５２及び上部プレート５４の取付けが完成する。このとき、下部プレート５２は、下部壁面４４と耐圧版３２にアンカー５０Ｄ、４８Ｄを利用して固定されるので、連続壁杭１６の鉄筋を切断して開口部３８を設けたことによる耐力低下を補い、十分な免震装置の取付強度を得ることができる。上部プレート５４も、上部壁面４６と基礎版１４にアンカー５０Ｕ、４８Ｕを利用して固定されるので、同様に、十分な免震装置の取付強度を確保できる。

このとき、下部プレート５２の免震装置４２の固定面５２Ｆと、上部プレート５４の免震装置４２の固定面５４Ｆとの間の距離Ｈ３は、免震装置４２の高さＨ３と等しくされている。また、固定面５２Ｆと固定面５４Ｆには、予め免震装置４２の固定用の袋ナット５６が埋め込まれている。

そして、図８に示すように、膨張性のコンクリート６０の強度発現後、免震装置４２を固定面５２Ｆと固定面５４Ｆの間に挿入し、袋ナット５６を利用して、アンカーボルト５８で固定する。これで免震装置４２の１つの取り付け作業が終了する。
上記の手順を繰り返して、連続壁杭１６の全ての壁面に開口部３８を設けて、免震装置４２を取り付ける。

免震装置４２の全ての取り付けが終了した後に、図９に示すように、切断工程で、免震装置４２が取り付けられた開口部３８と、同じく免震装置４２が取り付けられた開口部３８の間の連続壁杭１６を、開口部３８の側壁位置で横方向に切断する。切断部に形成される溝６０の幅ｄは、地震で免震装置４２が上下方向に伸縮した時に、溝６０の上下面が互いが接触しない寸法とされている。

これにより、図１０に示すように、免震装置４２の取り付けが完成した状態では、溝６０より上部の鉛直荷重を、免震装置４２が一旦受け、次いで免震装置４２に加えられた鉛直荷重を、溝６０より下部の連続壁杭１６が受ける。即ち、連続壁杭１６が免震装置４２を介して継続して建物１２を支持するため、耐圧版３２に大きな強度が求められることはない。

また、連続壁杭１６は、十分な安全率を確保して構築されているため、開口部３８の位置と面積を適正に設計することにより、部分的に開口部３８を設けても、開口部３８が設けられていない連続壁杭１６が建物１２を継続して支持できるため、仮設サポートを構築することなく、連続壁杭１６に免震装置４２を取り付けることができる。

この結果、低コストで既存の建物１２の免震化が可能となる。また、免震化のために建物１２を建て替える必要がないので、資源の有効活用につながる。

本発明の実施の形態に係る免震装置取付工法の施工前の建物の構造を示す図である。 本発明の実施の形態に係る免震装置取付工法の連続壁杭の構造を示す図である。 本発明の実施の形態に係る免震装置取付工法の擁壁構築工程を示す図である。 本発明の実施の形態に係る免震装置取付工法の擁壁構築工程を示す図である。 本発明の実施の形態に係る免震装置取付工法の耐圧版構築工程を示す図である。 本発明の実施の形態に係る免震装置取付工法の耐圧版構築工程を示す図である。 本発明の実施の形態に係る免震装置取付工法の免震装置取付工程を示す図である。 本発明の実施の形態に係る免震装置取付工法の免震装置取付工程を示す図である。 本発明の実施の形態に係る免震装置取付工法の切断工程を示す図である。 本発明の実施の形態に係る免震装置取付工法の完成状態を示す図である。 従来例の免震装置取付工法を示す図である。 従来例の免震装置取付工法を示す図である。 従来例の免震装置取付工法を示す図である。 従来例の免震装置取付工法を示す図である。 従来例の免震装置取付工法を示す図である。

符号の説明

１２ 建物（構造物）
１４ 基礎版
１６ 連続壁杭
１８ 地盤
３０ 擁壁
３２ 耐圧板
３６ スラブ
３８ 開口部
４０ 山留壁
４２ 免震装置
４４ 下部壁面
４６ 上部壁面
４８ アンカー
５０ アンカー
５２ 下部プレート
５４ 上部プレート
５６ 袋ナット（固定手段）
５８ アンカーボルト（固定手段）
６０ 膨張性コンクリート（コンクリート）

Claims (2)

1. 連続壁杭で支持された構造物の外周に山留壁を打設し、逆打工法で前記連続壁杭が露出する深さまで擁壁を構築しながら、前記擁壁の上端部に前記構造物の外壁と所定の隙間をあけて、前記構造物の外壁を囲むスラブを構築する工程の後、
   前記連続壁杭の壁面へ部分的に開口部を形成し、前記開口部から前記連続壁杭の内側の土砂を撤去しながら、順次前記構造物の基礎版の下に耐圧版を構築する工程を行い、
   次に、前記開口部又は前記連続壁杭の壁面に新たに形成された開口部によって切り残された、前記連続壁杭の下部壁面と上部壁面との間に免震装置を取り付ける工程を行い、
   次に、前記構造物を支持する残りの前記連続壁杭を切断する工程を行う、
   免震装置の取付工法。
2. 前記免震装置取付工程は、
   前記下部壁面と前記耐圧版にアンカーを取り付けて配筋し、キャップ形状の下部プレートで囲み、前記下部プレートと前記下部壁面及び前記耐圧版をコンクリートで一体化し、
   前記上部壁面と前記基礎版にアンカーを取り付けて配筋し、キャップ形状の上部プレートで囲み、前記上部プレートと前記上部壁面及び前記基礎版をコンクリートで一体化し、
   前記下部プレートと前記上部プレートの間に前記免震装置を配置し、
   前記下部プレート及び前記上部プレートに接合した固定手段で前記免震装置を固定する請求項１に記載の免震装置の取付工法。

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