JP2012026161A - 構造物の仮受け構造及び仮受け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 油圧ジャッキの撤去が可能でありながら、その後のレベル調整が可能で、地震の水平力に対しても抵抗できる、構造物の仮受け構造及び方法を提供する。
【解決手段】 仮受け対象の構造物１下方の地盤中に仮受け用の支持部材２を構築し、この支持部材２に対向する構造物１の下面に、凸部３を有する第１のプレート（アンカープレート）４を固定する。そして、支持部材２側に、前記凸部３を水平方向に拘束する凹部５を有する第２のプレート（下くさび）６Ａ、６Ｂを固定する。そして、支持部材２側のブラケット７と構造物１との間に油圧ジャッキ８を設置して伸長させることにより構造物１の荷重を一時的に仮受けした後、第１のプレート４と第２のプレート６Ａ、６Ｂとの間にくさび部材（上くさび）９Ａ、９Ｂを打ち込んで、油圧ジャッキ８を撤去する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、土木・建築工事において建物を含む構造物のレベル調整、免震レトロフィットなどのために構造物の荷重を仮受けする構造物の仮受け構造及び仮受け方法に関する。

例えば特許文献１では、地盤中に打設された既存杭と、該既存杭により支持された基礎構造物と、該基礎構造物上に支持された構造物本体からなる構造物であって、前記既存杭が損壊した状態の構造物を修復する際に、前記構造物本体の下方の地盤に支持杭を打設構築し、前記地盤を掘削して、前記基礎構造物の下方に掘削空間を形成する形で、該基礎構造物を露出させると共に、前記基礎構造物を、所定の仮受け支持手段（油圧ジャッキ）を介して、前記支持杭に仮受け支持させ、その状態で前記構造物に対する修復作業を行うようにしている。

このように、従来の構造物の仮受け（アンダーピーニング）は、仮受け用の支持杭と構造物との間に油圧ジャッキを設置し、油圧を働かせることで、構造物に不要な沈下をさせることなく、その荷重を支持杭に移行している。この際、ロック機構付きの専用油圧ジャッキを使用する。

特開平０９−１４４０４９号公報

しかしながら、従来技術では、仮受け期間中は油圧ジャッキを設置したままとなり、設置期間中、油圧ジャッキの使用によるコストが発生し、しかも仮受け箇所の数、油圧ジャッキが必要であることから、そのコストは膨大なものとなる。また、長期間使用するため安全性の観点からロック機構付きの高価な仮受け専用ジャッキが必要である。
また、油圧ジャッキで一時的に仮受けした後、その状態で構造物と支持杭との間を固定して、油圧ジャッキを撤去することも考えられるが、このようにすると、その後のレベル調整などができなくなる。

また、仮受け期間中に地震の水平力に対しても抵抗できるシステムにすることも求められている。
本発明は、このような実状に鑑み、油圧ジャッキの撤去が可能でありながら、その後のレベル調整が可能で、仮受け期間中の地震の水平力に対しても抵抗できる、構造物の仮受け構造、及び、仮受け方法を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る構造物の仮受け構造は、構造物下方の地盤中に構築された仮受け用の支持部材と、前記構造物と前記支持部材との対向面のうちいずれか一方の対向面に固定され、凸部を有する第１のプレートと、他方の対向面に固定され、前記凸部を水平方向に拘束する凹部を有する第２のプレートと、前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に打ち込まれるくさび部材と、を含んで構成される。

ここで、前記支持部材は、前記構造物の荷重を一時的に仮受けする油圧ジャッキを設置可能なジャッキ設置部を有し、前記くさび部材は、前記ジャッキ設置部に設置された前記油圧ジャッキの伸長状態にて打ち込まれる。
また、本発明に係る構造物の仮受け方法は、構造物下方の地盤中に仮受け用の支持部材を構築し、前記構造物と前記支持部材との対向面のうちいずれか一方の対向面に凸部を有する第１のプレートを固定し、他方の対向面に前記凸部を水平方向に拘束する凹部を有する第２のプレートを固定する。そして、前記支持部材と前記構造物との間に油圧ジャッキを設置して伸長させることにより構造物の荷重を一時的に仮受けした後、前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間にくさび部材を打ち込んで、前記油圧ジャッキを撤去する。

本発明によれば、くさび部材の打ち込みが終われば油圧ジャッキは撤去できるので、仮受け用専用ジャッキを設置したままにする場合に比べ、低コストとなる。特に、仮受け箇所が多数ある場合や、仮受け期間が長い場合に有利である。また、油圧ジャッキの使用は一時的であり、仮受け専用の特殊なジャッキではなく、一般のものでよい。また、仮受け期間中は、油圧ジャッキで荷重を負担する必要がないので、ジャッキの破損、不具合による沈下の心配がない。

その一方、くさび部材を用いて仮受けすることで、構造物を上昇させる方向には固定されていないので、くさび部材の打ち込みにより、いつでもレベル調整が可能である。
また、凸部（せん断キー）と凹部（拘束部材）との嵌め合いにより、地震時の水平力に対して抵抗でき、仮受け中も構造物の耐震性を保つことができる。

本発明の一実施形態を示す仮受け方法（ステップ１）の説明図 仮受け方法（ステップ２）の説明図 仮受け方法（ステップ３）の説明図 仮受け方法（ステップ４）の説明図 仮受け方法（ステップ５）の説明図 仮受け方法（ステップ６）の説明図 仮受け方法（ステップ７）の説明図 仮受け構造の斜視分解図 本発明の他の実施形態を示す仮受け構造の説明図 仮受け工事の具体的適用例（ステップ１）の説明図 仮受け工事の具体的適用例（ステップ２）の説明図 仮受け工事の具体的適用例（ステップ３）の説明図 仮受け工事の具体的適用例（ステップ４）の説明図 受け替えのイメージ図

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１〜図７は本発明の一実施形態を示す仮受け方法の説明図であり、それぞれステップ１〜７を示している。また、図８は仮受け構造の斜視分解図である。
図１〜図７中に示される構造物１は、仮受け対象の既存の構造物、又は仮受け対象の既存の構造物に連接して形成した支持用の構造物であり、図示しない既存の支持部材（既存杭）により直接的又は間接的に支持されている。

上記構造物１の仮受けのため、図１〜図７中に示されているように、構造物１下方の地盤中に仮受け用の支持部材２が予め構築される。ここでは、図８に示されているように、仮受け用の支持部材２はＨ形鋼により構成され、その上端にトッププレート２ａが溶接固定されている。
上記構造物１の荷重を上記支持部材２に仮受けする方法について、図１〜図７の各ステップごとに説明する。

図１のステップ１では、支持部材２のトッププレート２ａ上方の、仮受け対象の構造物１の下面に、下向きの凸部３を有する第１のプレート（アンカープレート）４を図示しないボルトにより固定する。この第１のプレート４は、略矩形の鉄板の中央に凸部３として円柱状の鉄材を溶接固定したもので、この凸部３はせん断キーとして機能する。尚、凸部３は断面円形であるとよいが、角形等であってもよい。

図２のステップ２では、支持部材２のトッププレート２ａの上面に、前記凸部３を水平方向に拘束する凹部５を有する第２のプレート（下くさび）６Ａ、６Ｂを溶接により固定する。
この第２のプレート６Ａ、６Ｂは、図８に示されているように、前記凸部３を水平方向から挟み込むように、凹部５を通る分割線で２つに分割されており、したがって、各分割体には、合わせ面側に前記凹部５を形成するための切欠きが形成されている。尚、凸部３の径に比べ、凹部５の径をやや大きくして、凸部３と凹部５との嵌め合いに遊びを持たせる。

また、この第２のプレート６Ａ、６Ｂは、図８に示されているように、合わせ面側（内側）が厚く、合わせ面と反対側（外側）が薄い形状をなしている。従って、この第２のプレート６Ａ、６Ｂは、後述するくさび部材９Ａ、９Ｂの打ち込み方向で見て、打ち込み方向入口側が薄く、打ち込み方向奥側が厚い、逆くさび形状をなしている。それゆえ、本実施形態では、この第２のプレート６Ａ、６Ｂを「下くさび」といい、後述するくさび部材９Ａ、９Ｂを「上くさび」という。

また、図２のステップ２では、支持部材２に油圧ジャッキ設置用のブラケット７を図示しないボルトにより固定する。このため、支持部材２には、油圧ジャッキを設置可能なジャッキ設置部として、少なくとも、ブラケット７をボルト固定するための取付孔を予め形成しておく。
このブラケット７は、図８に示されているように、支持部材２を構成するＨ形鋼の各フランジ部の内外にボルト固定した板材７ａ、７ｂの端部間にＴ形鋼をボルト固定して支持台７ｃを形成したもので、支持台７ｃは、２本ずつある板材７ａ、７ｂの両端部に設けられることで、計４個設けられる。従って、ブラケット７は、４個の油圧ジャッキを支持部材２から張り出して支持部材２を囲む位置（支持台７ｃ上）に設置可能である。尚、図１〜図７と、図８とでは、ブラケット７の取付方向に対する第２のプレート（下くさび）６Ａ、６Ｂの取付方向（後述するくさび部材９Ａ、９Ｂの打ち込み方向）が異なるが、図８が正しく、図１〜図７では後述する油圧ジャッキ８とくさび部材９Ａ、９Ｂとが重ならず良く見えるように９０°ずらしてある。

図３のステップ３では、油圧ジャッキ設置用のブラケット７の各支持台７ｃ上に、油圧ジャッキ８を設置し、そのヘッド部を構造物１の下面に対向させる。
図４のステップ４では、油圧ジャッキ８をジャッキアップし、これによりプレロードを導入する。
図５のステップ５では、第１のプレート（アンカープレート）４と第２のプレート（下くさび）６Ａ、６Ｂとの間に、くさび部材（上くさび）９Ａ、９Ｂを、ハンマー等を用いて、打ち込む。

くさび部材（上くさび）９Ａ、９Ｂは、第２のプレート（下くさび）６Ａ、６Ｂと同様、２つに分割されており、したがって、各分割体は、第１のプレート（アンカープレート）４と第２のプレート（下くさび）６Ａ、６Ｂとの間に、外側から中心部に向けて打ち込まれ、当然に、先端側が薄く、基端側が厚く形成されている。
従って、下くさび６Ａの上側に上くさび９Ａを挿入し、また、下くさび６Ｂの上側に上くさび９Ｂを挿入し、両方の外側から中心部に向けて上くさび９Ａ、９Ｂを打ち込む。

これにより、仮受け対象の構造物１の荷重を第１のプレート（アンカープレート）４、くさび部材（上くさび）９Ａ、９Ｂ、第２のプレート（下くさび）６Ａ、６Ｂを介して、仮受け用の支持部材２で受けることができ、この段階で油圧ジャッキ８の撤去が可能となる。
尚、上くさび９Ａ、９Ｂや下くさび６Ａ、６Ｂの厚さ調整により、上くさび９Ａ、９Ｂの打ち込み量を規制して、上くさび９Ａ、９Ｂの先端が凸部３に当接しないようにしておくが、上くさび９Ａ、９Ｂの先端に凸部３を逃げるための切欠きを形成しておくようにしてもよい。

図６のステップ６では、油圧ジャッキ８をジャッキダウンして後、撤去する。これにより、他の仮受け箇所への油圧ジャッキ８の転用が可能となる。
図７のステップ７では、油圧ジャッキ設置用のブラケット７を撤去する。これにより、このブラケット７についても他の仮受け箇所への転用が可能となる。
従って、本実施形態での最終的な構造物の仮受け構造は、図７に示されるように、構造物１下方の地盤中に構築された仮受け用の支持部材２と、構造物１側の対向面に固定され、凸部３を有する第１のプレート（アンカープレート）４と、支持部材２側の対向面に固定され、前記凸部３を水平方向に拘束する凹部５を有する第２のプレート（下くさび）６Ａ、６Ｂと、第１のプレート４と第２のプレート６Ａ、６Ｂとの間に打ち込まれるくさび部材（上くさび）９Ａ、９Ｂとを含んで構成される。

また、図示は省略するが、くさび部材（上くさび）９Ａ、９Ｂを抜け止めする抜け止め部材を設けるとよい。この抜け止め部材は、支持部材２に溶接固定して、その一部をくさび部材（上くさび）９Ａ、９Ｂの基端部に当接させればよい。
このような仮受け完了状態では、既存の支持部材（既存杭）の撤去が可能となる。
仮受け中に構造物の沈下等によりレベル調整が必要になった場合は、支持部材２に再び油圧ジャッキ設置用のブラケット７を取付けて、油圧ジャッキ８を設置し、ジャッキアップして、くさび部材（上くさび）９Ａ、９Ｂを打ち増しすればよい。沈下量が大きい場合は、より厚い別のくさび部材に交換して打ち込むか、厚さ調整用のシムを介在させるなどすればよい。

本実施形態によれば、プレロードが終われば油圧ジャッキ８は撤去できるので、仮受け用専用ジャッキを設置したままにする場合に比べ、低コストとなる。特に、仮受け箇所が多数ある場合や、仮受け期間が長い場合に有利である。また、油圧ジャッキ８の使用は一時的であり、仮受け専用の特殊なジャッキではなく、一般のものでよい。また、仮受け期間中は、油圧ジャッキ８で荷重を負担する必要がないので、ジャッキの破損、不具合による沈下の心配がない。

その一方、くさび部材９Ａ、９Ｂを用いて仮受けすることで、構造物１を上昇させる方向には固定されていないので、くさび部材９Ａ、９Ｂの打ち込みにより、いつでもレベル調整が可能である。
また、凸部（せん断キー）３と凹部（拘束部）５との嵌め合いにより、地震時の水平力に対して抵抗でき、仮受け中も構造物１の耐震性を保つことができる。

また、本実施形態によれば、第２のプレート６Ａ、６Ｂは、第１のプレート４側の凸部３を水平方向から挟み込むように、凹部５を通る分割線で複数に分割されていることにより、組み立てが容易で、水平方向の拘束も確実となる。但し、分割数は２つに限らず、それ以上としてもよい。
また、本実施形態によれば、くさび部材９Ａ、９Ｂは、複数設けられ、第１のプレート４と第２のプレート６Ａ、６Ｂとの間に外側から中心部に向けて打ち込まれることにより、均等に打ち込むことができる。それゆえ、その数は２つに限らず、それ以上としてもよい。

また、本実施形態によれば、くさび部材９Ａ、９Ｂが打ち込まれる空間を形成する第１のプレート４及び第２のプレート６Ａ、６Ｂのうちいずれか一方を、打ち込み方向入口側が薄く、打ち込み方向奥側が厚い、逆くさび形状としたことにより、くさび部材９Ａ、９Ｂの打ち込みにより支持力を発生させる際に、支持力の発生方向が正しく仮受け方向になるようにすることができる。

また、本実施形態によれば、支持部材２は、構造物１の荷重を一時的に仮受けする油圧ジャッキ８を設置可能なジャッキ設置部（ジャッキ設置用ブラケット７、又はこのブラケット７をボルト固定するための取付孔）を有し、くさび部材９Ａ、９Ｂは、前記ジャッキ設置部に設置された油圧ジャッキ８の伸長状態にて打ち込まれることにより、くさび部材９Ａ、９Ｂの打ち込みが容易となり、打ち込み量の管理も容易となる。

また、本実施形態によれば、前記ジャッキ設置部は、複数の油圧ジャッキ８を支持部材２から張り出して支持部材２を囲む位置に設置可能であることにより、くさび部材９Ａ、９Ｂの打ち込みの際に、その周囲の複数箇所で油圧ジャッキ８により支持しているので、安全に打ち込むことができる。
次に本発明の他の実施形態について図９により説明する。

図９は他の実施形態での最終的な仮受け構造を示している。
本実施形態での構造物１の仮受け構造は、構造物１下方の地盤中に構築された仮受け用の支持部材２と、支持部材２側の対向面に固定され、凸部１１を有する第１のプレート１２と、構造物１側の対向面に固定され、前記凸部１１を水平方向に拘束する凹部１３を有する第２のプレート１４Ａ、１４Ｂと、第１のプレート１２と第２のプレート１４Ａ、１４Ｂとの間に打ち込まれるくさび部材９Ａ、９Ｂとを含んで構成される。

すなわち、図１〜図８の実施形態では、構造物１側（上側）に凸部を有する第１のプレートを配置し、支持部材２側（下側）に凹部を有する第２のプレートを配置したのに対し、図９の実施形態では、支持部材１側（下側）に凸部を有する第１のプレートを配置し、構造物１側（上側）に凹部を有する第２のプレートを配置している。
ここで、第１のプレート１２は、支持部材２のトッププレート２ａ上に溶接固定され、中央部に上向きに突出する凸部１１を有している。そして、この第１のプレート１２は、下くさびをなし、中央部が厚く、両端部が薄い、逆くさび状をなしている。

第２のプレート１４Ａ、１４Ｂは、構造物１の下面に支持架台１５を介して取付けられて、アンカープレートをなし、前記凹部１３を通る分割線で２つに分割されている。
くさび部材（上くさび）９Ａ、９Ｂは、第１のプレート（下くさび）１２と第２のプレート（アンカープレート）１４Ａ、１４Ｂとの間に打ち込まれる。
図９の実施形態は、図１〜図８の実施形態に対し、凸部を下側、凹部を上側にしただけであり、図１〜図８の実施形態と同様の効果が得られる。

次に本発明に係る構造物の仮受け構造及び仮受け方法の具体的適用例について、図１０〜図１３により説明する。ここでは、既存建物への地下躯体構築及び免震化工事のために仮受けを行うものとする。
図１０は既存建物の仮受けのための杭打ちの工程を示している。
既存建物１０１は既存杭１０２により支持されている。この既存建物１０１の仮受け工事に先立って、土留壁１０３を施工した上で、仮受け支柱（仮受け杭）１０４を打ち込んだ本設杭１０５と、建物外周の土留杭１０６（一部は仮受け杭を兼ねる）を施工する。

図１１は仮受けの工程を示している。
既存建物１０１の壁Ｗ直下に少しずつ開口を開け、壁Ｗの延設方向に沿って壁下梁１０７を構築する。また、壁下梁１０７から仮受け支柱１０４（又は土留杭１０６）まで延びる仮受け杭上部梁１０８を構築し、仮受け支柱１０４（又は土留め杭１０６）と仮受け杭上部梁１０８との間で仮受けを行う。

すなわち、図１１の仮受け杭上部梁１０８を図１の構造物１，図１１の仮受け支柱１０４を図１の支持部材２として、図１〜図７に示した態様で仮受けを行う。
ここで、壁下梁１０７及び仮受け杭上部梁１０８の形成方法について、図１４により詳しく説明する。既存杭１０２を含む既存基礎に支持されている既存建物１０１の壁Ｗに開口をあけ、その開口に壁下梁１０７を打設し、開口を大きくしながら、打設を繰り返して、壁Ｗに沿って壁下梁１０７を構築する。そして、壁下梁１０７から仮受け支柱１０４上方まで延びる仮受け杭上部梁１０８を打設し、仮受け杭上部梁１０８を仮受け支柱１０４で仮受けする。これにより既存杭１０２を含む既存基礎の撤去が可能となる。

図１２は仮受け期間中の地下躯体構築工事の工程を示している。
仮受け完了後、既存杭１０２を含む既存基礎を撤去し、掘削でできた地下空間に地下躯体１０９を構築する。このとき、仮受け支柱１０４はブレース補強して用いる。また、仮受け期間中は、上部の建物１０１に重大な変形が生じないように、変形計測と制御管理とを行う。

図１３は免震化工事の工程を示している。
地下躯体１０９の構築後、地下躯体１０９の上部と、既存建物１０１側の壁下梁１０７との間に免震用のアイソレータ１１０を配置し、既存建物１０１の荷重をアイソレータ１１０により移行させる。荷重移行後、仮受け支柱１０４（及び不要な仮受け杭上部梁１０８）を撤去する。これにより仮受けが終了する。

尚、以上では、既存建物への地下躯体構築及び免震化工事のために仮受けを行う例で説明したが、本発明は、建物を含む各種構造物の工事において当該構造物を仮受けする必要がある場合に適用可能である。
このように図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。

１ 仮受け対象の構造物
２ 仮受け用の支持部材
２ａ トッププレート
３ 凸部（せん断キー）
４ 第１のプレート（アンカープレート）
５ 凹部
６Ａ、６Ｂ 第２のプレート（下くさび）
７ ジャッキ設置用ブラケット
７ａ、７ｂ 板材
７ｃ 支持台
８ 油圧ジャッキ
９Ａ、９Ｂ くさび部材（上くさび）
１１ 凸部
１２ 第１のプレート（下くさび）
１３ 凹部
１４Ａ、１４Ｂ 第２のプレート（アンカープレート）
１５ 支持架台
１０１ 既存建物
１０２ 既存杭
１０３ 土留壁
１０４ 仮受け支柱
１０５ 本設杭
１０６ 土留杭
１０７ 壁下梁
１０８ 仮受け杭上部梁
１０９ 地下躯体
１１０ アイソレータ

Claims (8)

1. 構造物の荷重を仮受けする構造物の仮受け構造であって、
   前記構造物下方の地盤中に構築された仮受け用の支持部材と、
   前記構造物と前記支持部材との対向面のうちいずれか一方の対向面に固定され、凸部を有する第１のプレートと、
   他方の対向面に固定され、前記凸部を水平方向に拘束する凹部を有する第２のプレートと、
   前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に打ち込まれるくさび部材と、
   を含んで構成されることを特徴とする、構造物の仮受け構造。
2. 前記第２のプレートは、前記凸部を水平方向から挟み込むように、前記凹部を通る分割線で複数に分割されていることを特徴とする、請求項１記載の構造物の仮受け構造。
3. 前記くさび部材は、複数設けられ、前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に外側から中心部に向けて打ち込まれることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の構造物の仮受け構造。
4. 前記くさび部材が打ち込まれる空間を形成する前記第１及び第２のプレートのうちいずれか一方を、打ち込み方向入口側が薄く、打ち込み方向奥側が厚い、逆くさび形状としたことを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の構造物の仮受け構造。
5. 前記支持部材は、前記構造物の荷重を一時的に仮受けする油圧ジャッキを設置可能なジャッキ設置部を有し、
   前記くさび部材は、前記ジャッキ設置部に設置された前記油圧ジャッキの伸長状態にて打ち込まれることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の構造物の仮受け構造。
6. 前記ジャッキ設置部は、複数の油圧ジャッキを前記支持部材から張り出して前記支持部材を囲む位置に設置可能であることを特徴とする、請求項５記載の構造物の仮受け構造。
7. 構造物の荷重を仮受けする際に、
   前記構造物下方の地盤中に仮受け用の支持部材を構築し、
   前記構造物と前記支持部材との対向面のうちいずれか一方の対向面に凸部を有する第１のプレートを固定し、
   他方の対向面に前記凸部を水平方向に拘束する凹部を有する第２のプレートを固定し、
   前記支持部材と前記構造物との間に油圧ジャッキを設置して伸長させることにより構造物の荷重を一時的に仮受けした後、
   前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間にくさび部材を打ち込んで、前記油圧ジャッキを撤去することを特徴とする、構造物の仮受け方法。
8. 前記油圧ジャッキを設置する際は、前記支持部材から張り出して前記支持部材を囲む位置に複数設置することを特徴とする、請求項７記載の構造物の仮受け方法。

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