JP2011099231A - 建物の逆打ち工法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】地盤3を一定の深さづつ段階的に掘削して、地下各階の梁および床等の本設躯体(B1FL、B2FL)を順次に構築する工程を下向きに進め、下階の地下階本設躯体の要所を支持させる仮設の鉄筋等の棒鋼材6を定着して吊り下げ、この棒鋼材6を下階の本設躯体(B1FL)へ定着し、同本設躯体から更に下方へ棒鋼材6を継ぎ足し延長する段階と、本設躯体を構築する工程を、下方に向かって順次に繰り返し進める段階と、基礎構造体7へ届かせた棒鋼材6の下端部を同基礎構造体7へ定着する段階と、柱鉄筋8を設置しコンクリートを打設して鉄筋コンクリート造の本設柱9を構築する。
【選択図】図1
Description
上記中間の柱は、構真柱2を基礎にして建物最上階まで連続させる主要な柱(以下、主柱という場合がある。)に比して支持するべき荷重は小さいが、順次下向きに施工を進める逆打ち工法の施工に準じて施工し、中間の位置で床を支持させる必要があるから、やはり下端を杭21’で支持された構真柱2’の構築は不可避である。しかし、例え簡易な構真柱2’(仮設構真柱)と杭21’(仮設構真台柱)であるとはいえ、実際に施工するとなると容易ではない。
というのも、構真柱2および2’の施工は、簡易な仮設構真柱であろうとも、地中の深い支持層に到達する杭孔の掘削を行い、その孔底(根固め部)へコンクリート杭や仮設であってもコンクリート杭に代えて地盤にセメントミルクを注入し攪拌したソイル支持杭など(以下、構真台柱ともいう。)を造成し、地上から掘削孔中へ挿入したH形鋼など鉄骨材(構真柱)の下端を前記コンクリート杭中へ根入れし、芯出しをして垂直に建て、その後杭孔へ掘削土などを埋め戻す工程により構築する作業が必須である。つまり、簡易でも構真柱の施工には多くの手間と工期と費用が掛かる上に、構真柱の垂直精度の計測と精度確保の手段に難渋することが多い。しかし、構築する床を支持させるべく設計された柱の位置に設ける構真柱を少なくすることは、技術的に難しいことである。
上記のとおり、逆打ち工法の実施にあたり、地下階構造に柱を構築する手段として簡易な構真柱を増設することは、設計上はたやすいが、実際の施工に当たっては、構真柱を増設する場合に発生する工程の煩雑と工期の長期化、工費の増大などによる負担が大きく、他のより有効的で適切な解決策の開発に期待するところが大である。
更に言えば、順次下向きに施工を進める逆打ち工法の施工に準じて、地下階構造に必要な柱を構築することに適する施工方法であって、施工が容易で、工期の短縮に寄与するところが大きい仮設支持手段(棒鋼材)の設置法、および同仮設支持手段を前提として本設の柱を構築する施工方法を含む逆打ち工法を提供することである。
本発明の次の目的は、上記の仮設支持手段を設置して建物の地下階構造を施工すると、同仮設支持手段を前提とする本設の柱を構築して合理的で簡易に地下階構造を構築できるだけでなく、特定の地下階本設躯体の強度、剛性に余裕があり、柱による支持の必要が格別ない地下階本設躯体に関しては、前記本設柱の構築を省いた(構築しないで)大空間の地下室を形成することが可能な建物の逆打ち工法を提供することである。
地盤3中に山留め壁1および構真柱2を構築し、前記山留め壁1に囲まれた内側の地盤3を一定深さまで掘削して地面レベル階の梁4及び床5等の本設躯体(1FL)を構築し、この本設躯体を山留め壁1の支保工に利用して、地盤3を更に一定の深さづつ段階的に掘削して、地下各階の梁および床等の本設躯体(B1FL、B2FL)を順次に構築する工程を下向きに進めて地下階構造を構築する建物の逆打ち工法において、
構築する下階の地下階本設躯体の要所を支持させる仮設の支持手段として、構造的支持能力に余裕がある上位階の本設躯体(1FL)へ鉄筋等の棒鋼材6を定着して吊り下げ、この棒鋼材6を下階の本設躯体(B1FL)へ定着して同下階の本設躯体の構築を行い、同本設躯体から更に下方へ前記棒鋼材6を継ぎ足し延長する段階と、
以下同様に、一定深度に及ぶ地盤3の段階的な掘削を行い、前記棒鋼材6を下方へ継ぎ足し延長して下階の本設躯体へ定着し、同本設躯体を構築する工程を、下方に向かって順次に繰り返し進める段階と、
最下階の基礎構造体7を構築すると共に同基礎構造体7へ届かせた前記棒鋼材6の下端部を同基礎構造体7へ定着する段階と、
本設の柱を設置するべき位置へ柱鉄筋8を設置しコンクリートを打設して鉄筋コンクリート造の本設柱9を構築する段階とを含むことを特徴とする。
本設の柱を構築するべき位置に柱鉄筋8を設置しコンクリートを打設して鉄筋コンクリート造の本設柱9を構築する段階は、棒鋼材6で支持する下階の本設躯体を構築する工程と並行して進め、又は最下階の基礎構造体7を構築し、同基礎構造体7へ届かせた棒鋼材6を同基礎構造体7へ定着した後に、当該基礎構造体レベルから上方の各地下階本設躯体に向かって進めることを特徴とする。
請求項3に記載した発明は、請求項1又は2に記載した建物の逆打ち工法において、
本設の柱を構築するべき位置に柱鉄筋8を設置しコンクリートを打設して鉄筋コンクリート造の本設柱9を構築する段階において、上方の特定階の地下階本設躯体が構造的支持能力に余裕を有する場合には、その特定階の本設躯体と直下階の本設躯体との間の本設柱の構築を省き、棒鋼材6も切除し撤去して大空間室を形成することを特徴とする。
即ち、本発明の仮設支持手段たる棒鋼材6の設置は、構造的支持能力に余裕がある、例えば地面レベルの梁4および床5等の本設躯体(1FL)に鉄筋等の棒鋼材6を定着させて吊り下げ、この棒鋼材6は直下階の床51、52等の本設躯体の構築を行う際に同本設躯体へ定着して吊り支持させる構成であるから、従来の仮設構真柱を施工する場合に比較すると、施工の内容が非常に簡単になり、工費の節減、工期の短縮化に大きな効果が得られる。
本発明は、最下階の基礎構造体7を構築し、同基礎構造体7へ届かせた前記棒鋼材6の下端部を同基礎構造体7へ定着する工程と、および前記棒鋼材6へ柱鉄筋8を付設するか、又は前記棒鋼材6の位置とは関係なく、棒鋼材6による仮設支持の状態を前提に、本設柱を構築するべき位置へ柱鉄筋を設置してコンクリートを打設し、鉄筋コンクリート造の本設柱9を構築する工程を含むが、前記本設柱9を構築する工程の進め方は、基礎構造体7を構築した後に、同基礎構造体レベルから上方の各地下階本設躯体に向かって上向きに本設柱9を構築してゆくか、又は逆打ち工法本来の施工に準じて、地下各階の本設躯体の構築を進める工程と並行して本設柱9を構築する方法、のいずれかを選択して実施可能である。
こうして本設柱9を構築して本設躯体を支持させることで地下階構造の強度、剛性を必要十分に確保し、合理的な地下構造を実現することが出来る。
構築する下階の地下階床等本設躯体の要所を支持させる仮設支持手段として、構造的支持能力に余裕がある上位階の本設躯体4、5(1FL)に異形鉄筋又はPC鋼棒等の棒鋼材6を定着させて吊り下げ、この棒鋼材6を下階の本設躯体(B1FL)へ定着して同下階の本設躯体の構築を行い、同本設躯体を吊り支持させると共に、前記棒鋼材6を更に下方へ継ぎ足し延長する段階と、
以下同様に、一定深度に及ぶ地盤3の段階的な掘削と、前記棒鋼材6を下方へ継ぎ足し延長して、下階の床等本設躯体へ定着し同本設躯体を構築して吊り支持させる工程を下方に向かって順次に繰り返し進める段階と、
そして、最下階の基礎構造体7を構築すると共に、同基礎構造体7へ届かせた前記棒鋼材6の下端部を同基礎構造体7へ定着する段階と、
本設の柱を設置するべき位置へ柱鉄筋8を設置しコンクリートを打設して鉄筋コンクリート造の本設柱9を構築する段階とを含む。
また、鉄筋コンクリート造の本設柱9を構築する工程は、上方の特定階の地下階本設躯体(例えば地面レベル階の本設躯体=1FL)が構造的支持能力に余裕を有し、本設柱による支持の必要がない場合には、その特定階の本設躯体と直下階の本設躯体との間に本設柱を構築せず、更に前記棒鋼材6を切除し撤去して、本設柱のない、大空間室を形成する選択ができる。
なお、本書で言う「本設」とは、恒久的な建造物を構成する構造要素を指し、「仮設」とは建造物を構築する上で仮設的に用いる構造要素(例えば山留め壁芯材、山留め支保工など)を指していう。換言すれば、本発明の仮設支持手段である棒鋼材6は、仮設的に用いる構造要素であるが、その一方では本設の構造要素(本設柱)としても利用される二面性を有していることを理解されたい。
本発明による建物の逆打ち工法の実施も、先ずは図1に例示したように、地盤中に山留め壁1および構真柱2を構築することから始める。但し、図6に示した従来例における中間位置の柱用構真柱2’及び21’は施工しない。図1の山留め壁1は、ソイルセメント杭中にH鋼芯材1aを挿入した構造を示しているが、この例の限りではない。
次に、前記山留め壁1に囲まれた内側の地盤3を、一定の深度まで、具体的に言えば図2に示したように、地面レベル階の梁4及び床5等の本設躯体(1FL)を構築するのに適切な深さまで掘削し、同所に地面レベル階の梁4及び床5並びに地下外周壁等の本設躯体を構築する工程を進める。この地面レベル階の梁4と4’及び床5等の本設躯体(1FL)は、完成後に山留め壁1の支保工に利用することは勿論のこと、地下階構造の構築を進める作業床として、および後々には地上階構造を構築する作業床としても利用することは既往技術と同様であり、床5は梁4および4’で補強、補剛されている。
その後更に、地盤3を次下階の床51等本設躯体(B1FL)の構築に適切な深さまで掘削を進め、同所に地下1階の梁4および床5等本設躯体の構築を行うこと、及び以下同様の工程を、順次下向きに繰り返し進めて、建物の地下階構造を構築してゆくことは、基本的に既往の逆打ち工法の実施例と変わりがない。
構真柱2の下端は、図2に示す通り、地盤中の例えば支持層へ到達させた杭孔の孔底に造成したコンクリート杭21(いわゆる構真台柱)の中心部へ芯出しをして根入し、その垂直精度を確保した上で埋め戻しを行って構築されている。
因みに図2は、地下2階の梁4及び床52等の本設躯体(B2FL)まで構築が進んだ段階を示している。図2中の符号20は、各地下階の梁4及び床5及び51、52等本設躯体の構築に準じて、構真柱2の床下部分(首部)へ一体的構造に先行して構築した本設柱の柱頭部を示している。
前記複数本の棒鋼材6は、それが異形鉄筋であるならば、後々には本設柱9を構築する際に柱主筋として利用可能な配置として、その上端部を上記地面レベル階(1FL)の本設躯体である梁4’中へ定着用鋼板61を使用するなどの手段で定着させ吊り下げている。棒鋼材6がPC鋼棒である場合は、別途に柱主筋を配置する必要があることを考慮した配置として、やはり下階の本設躯体の吊り支持に好適な配置で設置する。
その上で、上記の棒鋼材6は、その下端部を直下階(図2の場合ではB1FL階)の床51へ定着させる処理を行い、同本設躯体の構築(コンクリート打設)を行った段階で当該床51への定着を完成し、本設躯体を吊り支持する構成とされる。図2は、B2FL階の本節躯体を構築して、更に次順の棒鋼材6を継ぎ足し処理可能な長さ分を下向きに突き出させた構成を示している。
図5Aの実施例では、棒鋼材6の下端部の一定長さ範囲に雄ネジ部6aを加工し、同雄ネジ部6aを各定着用鋼板61の雌ネジ孔へねじ込んでネジ結合を行うと共に、同雄ネジ部6aは定着用鋼板61の雌ネジ孔を下方へ一定の長さ突き抜けさせ、更に床51(又は52)の下面よりも下方へ突き出させて、その下端部へ継ぎ足し用の機械継手11の上半分をネジ接合した構成を示している。つまり、定着用鋼板61は1本の棒鋼材6に1個ずつ使用し、各定着用鋼板61を床51又は52のコンクリート中へ埋設する処理を行うことで定着が行われる。
図5Aにおいて、棒鋼材6を下方へ継ぎ足し延長する処理は、次順位の棒鋼材6の上端部の一定長さ範囲に逆向きの雄ネジ部6bを加工して、同逆向き雄ネジ部6bを上記の機械継手11の下端側からねじ込み、上下にほぼ等分の長さのねじ込み量を確保してネジ接合することで実施される。つまり、前記棒鋼材6を本設躯体へ定着する手段、及び棒鋼材6を順次下方へ継ぎ足して延長する手段に関しては、およそ現行の技術水準を適宜に採用して実施することが可能である。
更になお、機械継手11は、図5Cに示したように、床用型枠10の上面へぴったり載る配置に設置して、予め床コンクリート躯体中へ埋設する方法を実施することも好ましい。この方法を実施する場合は、機械継手11の雌ネジ孔の上半分に、予め上位の棒鋼材6の下端部に形成した雄ネジ部6aは、定着用鋼板61から下方へ突き出る状態にねじ込み結合しておく。そして、同機械継手11の雌ネジ孔の下半分には、予めコンクリートが流入しないように雌ネジ孔を塞ぐ養生を施した上で床用型枠10の上に設置しコンクリートの打設を行う。この方法によれば、棒鋼材6の継ぎ足し延長部分が床用型枠10の下方へ突き出ないので、その分だけ床用型枠10の構造と組み立て施工が簡易となり好都合である。下位の棒鋼材6は、床用型枠10の解体後に、その上端部に加工した逆ネジの雄ネジ部6bを前記機械継手11の雌ネジ孔へネジ結合することになる。
図5Bは、上位の棒鋼材6(異形鉄筋)の下端部、および下位の棒鋼材6の上端部をL形定着部62に形成して、床5又は51若しくは52等の本設躯体へ定着し、更に下位の棒鋼材6は、次順位の棒鋼材6を機械継手11を介して下方から接続することで下方への継ぎ足しを可能にする構成を示している。
棒鋼材6の下端部を基礎構造体7の基礎梁72へ定着する処理は、一例を図3に示したように、基礎構造体7を構成する基礎梁72へ棒鋼材6の下端部を差し入れ、基礎構造体7のコンクリート打設によって、基礎梁72のコンクリート躯体中へ棒鋼材6の下端部を埋め込んで定着する方法を好適に実施できる。
図4は、基礎構造体7から上方のB2FL及びB1FLまでの地下階本設躯体の階高間にそれぞれ、鉄筋コンクリート造の本設柱9の構築が完成した段階を示している。
構築した本設柱9は、図4の場合、基礎構造体7の梁72に支持反力を得て地下各階の本設躯体(B2FL及びB1FL)のほぼ中間部を支持する本設柱として働く構成となり、強度及び剛性が大きい地下構造体の構築に寄与する。
それを具体的に棒鋼材6を本設柱の構築に利用する実施例として説明すると、第一の施工方法は、上階に定着した棒鋼材6で吊り支持する下階の本設躯体を構築する工程と並行して、当該階の階高間の棒鋼材6へ柱鉄筋8、を付設し、柱用型枠を組み立ててコンクリートを打設し、鉄筋コンクリート造の本設柱9を構築する工程を並行して進める方法である。
また、逆打ち工法の施工手順に準ずる第二の方法として、上記した基礎構造体7を構築し、棒鋼材6の下端を同基礎構造体7へ定着した後の工程として、同基礎構造体レベルから上方の各地下階本設躯体(B2FL及びB1FL)に向かって、各階の棒鋼材6へ柱鉄筋8を付設し、柱型枠を組み立て、柱用コンクリートの打設を行って、鉄筋コンクリート造の本設柱9を構築して、地下各階の本設躯体を支持させる方法を実施可能である。
上記した第一又は第二のいずれの方法を選択して実施するかは、当該地下階構造を構築する設計条件、施工条件等に応じて決めればよいことである。もとより棒鋼材6を利用しないで、別異の位置へ本設柱9を構築する方法の場合でも、前記同様の手順を実行することになる。
そこで本発明では、上記のような条件を満たす対処法として、図4に示したように、構造的支持能力に余裕が認められる地面レベルの本設躯体(1FL)を支持する本設柱は構築しないという選択と施工を可能としたことも特徴である。
即ち、図4の実施例では、地面レベルの地下階本設躯体(1FL)と、その直下階の本設躯体(B1FL)との間に吊られた前記棒鋼材6(図3を参照)は全て切除し撤去して、両者間の階高間には本設柱がなく(構築しないで)、大空間の地下階室が形成されている。もとより地面レベルの地下階本設躯体(1FL)と、その直下階の本設躯体(B1FL)との間に吊られた前記棒鋼材6(図3を参照)を切除して撤去する時期は、それより下階の本設躯体B1FLおよびB2FL並びに基礎構造体7それぞれの階高間に構築した本設柱9が必要十分に強度を発現した段階以後である。
上記いずれの実施例であれ、構真柱2を基礎にして建物最上階まで連続させる主要な柱である主柱のほかに、地下階本設躯体を支持する別異の本設柱を構築する手段として、既往技術のように仮設的な構真台柱(杭部分)を施工し、その上に仮設構真柱を建て込む従来工法に比較すると、本発明の仮設支持手段のように棒鋼材6を上位階の本設躯体へ定着して、同棒鋼材6で下位の本設躯体を吊り支持させて施工を進める工法は、施工上の簡便さが格別であり、工期の短縮化に大きな効果を奏するのである。
1a 山留め壁心材
2 構真柱
3 地盤
4 梁
5、51、52 床
6 棒鋼材(仮設支持手段)
61 定着用鋼板
7 基礎構造体
70 基礎構造体の床
8 柱鉄筋
9 本設柱
11 機械継手
Claims (3)
- 地盤中に山留め壁および構真柱を構築し、前記山留め壁に囲まれた内側の地盤を一定深さまで掘削して地面レベル階の梁及び床等の本設躯体を構築し、この本設躯体を山留め壁の支保工に利用して地盤を更に一定の深さづつ段階的に掘削して、地下各階の梁および床等の本設躯体を順次に構築する工程を下向きに進めて地下階構造を構築する建物の逆打ち工法において、
構築する下階の地下階本設躯体の要所を支持させる仮設の支持手段として、構造的支持能力に余裕がある上位階の本設躯体へ鉄筋等の棒鋼材を定着して吊り下げ、この棒鋼材を下階の本設躯体へ定着して同下階の本設躯体の構築を行い、同本設躯体から更に下方へ前記棒鋼材を継ぎ足し延長する段階と、
以下同様に、一定深度に及ぶ地盤の段階的な掘削を行い、前記棒鋼材を下方へ継ぎ足し延長して下階の本設躯体へ定着し同本設躯体を構築する工程を、下方に向かって順次に繰り返し進める段階と、
最下階の基礎構造体を構築すると共に同基礎構造体へ届かせた前記棒鋼材の下端部を同基礎構造体へ定着する段階と、
本設の柱を設置するべき位置へ柱鉄筋を設置しコンクリートを打設して鉄筋コンクリート造の本設柱を構築する段階とを含むことを特徴とする、建物の逆打ち工法。 - 本設の柱を設置するべき位置へ柱鉄筋を設置しコンクリートを打設して鉄筋コンクリート造の本設柱を構築する段階は、棒鋼材で支持する下階の本設躯体を構築する工程と並行して進め、又は最下階の基礎構造体を構築し、同基礎構造体へ届かせた棒鋼材を同基礎構造体へ定着した後に、当該基礎構造体レベルから上方の各地下階本設躯体に向かって進めることを特徴とする、請求項1に記載した建物の逆打ち工法。
- 本設の柱を設置するべき位置へ柱鉄筋を設置しコンクリートを打設して鉄筋コンクリート造の本設柱を構築する段階において、上方の特定階の地下階本設躯体が構造的支持能力に余裕を有する場合には、その特定階の本設躯体と直下階の本設躯体との間の本設柱の構築を省き、棒鋼材も切除し撤去して大空間室を形成することを特徴とする、請求項1又は2に記載した建物の逆打ち工法。
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