JP2015175170A

JP2015175170A - 基礎の仮支持方法

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Publication number: JP2015175170A
Application number: JP2014052857A
Authority: JP
Inventors: 隆則山田; Takanori Yamada
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2014-03-16
Filing date: 2014-03-16
Publication date: 2015-10-05
Anticipated expiration: 2034-03-16
Also published as: JP6334970B2

Abstract

【課題】既存建物に杭が無い、あるいは、既存建物に杭があっても軽微な既成杭または損傷により掘削後は十分な支持力を有さない杭である場合に、地盤の安定性を確保しながら、既存建物を低コストで免震化できる基礎の仮支持方法提供すること。【解決手段】基礎の仮支持方法は、既存建物１を免震化する際の既存建物１の基礎３を仮支持する方法である。すなわち、既存建物１の柱５間の下方に位置する地盤６を掘削して、下方に向かうに従って狭くなる掘削空間２１ａを形成するステップＳ１と、掘削空間２１ａの底部に敷鉄板２５を設け、この敷鉄板２５に複数の鉄骨部材からなる架台３１とこの架台３１に設けられた油圧ジャッキ３２とを有する支保工３０を設けて、この支保工３０により基礎３を仮支持するステップＳ２、Ｓ３と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、基礎の仮支持方法に関する。詳しくは、既存建物を基礎下で免震化する際の当該既存建物の基礎の仮支持方法に関する。

従来より、既存建物を基礎下で免震化する、基礎免震レトロフィット工事が知られている（特許文献１参照）。
この基礎免震レトロフィット工事は、既存建物を免震化する場合、既存建物の基礎の直下を掘削し、この掘削した部分に支保工を架設して、掘削した部分の底面に反力をとって基礎を仮支持する。その後、積層ゴムなどの免震装置を基礎の直下に取り付けて、その後、ジャッキを取り外す。これにより、免震装置で基礎を支持して、既存建物を免震化する。

また、免震化しないまでも、既存建物の上部の補強工事に併せて、杭を増設したり基礎の補強を行ったりすることがあり、この場合も、既存建物の基礎の直下を掘削する必要がある。

例えば、杭のない基礎を有する既存建物を免震化する場合、建物上層の鉛直荷重は主に柱を介して下層に伝達されるため、既存建物の基礎のうち柱の直下に位置する部分（以降、柱直下部と呼ぶ）は、残りの部分（以降、非柱直下部と呼ぶ）に比べて大きな鉛直荷重がかかっている。よって、既存建物の基礎を仮支持する際、柱直下部から離れた位置を支持すると、基礎の柱直下部から支持点までの部分に大きなモーメントやせん断力が生じることになり、基礎を補強する必要が生じるので、施工コストが高くなる。そのため、できるだけ柱直下部に近い箇所を支持することが必要となる。

そこで、特許文献１に示すように、柱直下部の下の地盤を囲むように略鉛直な簡易山留壁を設け、支保工によりこの山留壁の近傍を仮支持することが提案されている。

特開２００２−２４２４５０号公報

しかしながら、柱直下部を支持する地盤を山留壁で囲んでいても、この地盤には柱直下部により大きな荷重がかかるため、この地盤の強度や性状によっては、地盤の安定性を確保することが困難であった。

本発明は、既存建物に杭が無い、あるいは、既存建物に杭があっても、軽微な既成杭または損傷により掘削後は十分な支持力を有さない杭である場合に、地盤の安定性を確保しながら、既存建物を安全に低コストで免震化または補強できる基礎の仮支持方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の基礎の仮支持方法は、既存建物（例えば、後述の既存建物１）の基礎（例えば、後述の基礎３）の仮支持方法であって、前記既存建物の柱（例えば、後述の柱５）間の下方に位置する地盤（例えば、後述の地盤６のうち非柱直下部１５）を掘削して、下方に向かうに従って狭くなる掘削空間を形成する工程（例えば、後述のステップＳ１）と、当該掘削空間の底部に反力盤（例えば、後述の敷鉄板２５）を設け、当該反力盤に複数の鉄骨部材からなる架台（例えば、後述の架台３１）と当該架台に設けられたジャッキ（例えば、後述の油圧ジャッキ３２）とを有する支保工（例えば、後述の支保工３０）を設けて、当該支保工により前記基礎を仮支持する工程（例えば、後述のステップＳ２、Ｓ３）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、柱間の下方に位置する地盤を掘削して、下方に向かうに従って狭くなる掘削空間を形成した。よって、柱の下方に位置する地盤は、下方に向かうに従って拡がる形状となる。これにより、柱を支持する地盤がすべり破壊するのを防止して、地盤の安定性を確保できる。
また、掘削空間の底部に反力盤を敷き、複数の鉄骨部材からなる架台と、この架台に設けられたジャッキとからなる支保工を用いたので、反力盤を介して支保工の反力を確実に地盤に伝達できるうえ、掘削直後に既製部材を用いて簡易に基礎を仮支持できるから、不安定な期間を短くして、地盤がすべり破壊する可能性を低減でき、既存建物を安全に低コストで免震化できる。

請求項２に記載の基礎の仮支持方法は、前記架台は、略平行に並んで設けられた少なくとも２本の下段部材（例えば、後述の下段部材４０）と、当該下段部材と直交方向に略平行に並んで設けられた少なくとも２本の中段部材（例えば、後述の中段部材４１）と、当該中段部材と直交方向に設けられた上段部材（例えば、後述の上段部材４２）と、を下から順に積み重ねて構成され、前記反力盤は敷鉄板（例えば、後述の敷鉄板２５）であることを特徴とする。

請求項３に記載の基礎の仮支持方法は、前記鉄骨部材は、山留鋼材であることを特徴とする。

この発明によれば、掘削空間の平らな底部に敷鉄板を敷き、既製の山留鋼材を末広がりに組んで架台を構築するので、荷重を地盤に安定して伝達できる。
また、山留鋼材を組み合わせて架台を構築するので、掘削空間のような狭い空間でも、施工性が良好である。
また、山留鋼材の孔を利用してボルト締めすれば、支保工がさらに安定する。

本発明によれば、地盤の安定性を確保しながら、既存建物を安全に低コストで免震化または補強できる。

本発明の一実施形態に係る基礎の仮支持方法が適用される既存建物の基礎部分の断面図である。前記実施形態に係る既存建物が免震化された状態を示す断面である。前記実施形態に係る既存建物を免震化する手順のフローチャートである。前記実施形態に係る既存建物を免震化する手順を説明するための図（その１）である。前記実施形態に係る既存建物を免震化する手順を説明するための図（その２）である。前記実施形態に係る既存建物を免震化する手順において、掘削空間の支保工が設置される部分の平面図である。前記実施形態に係る支保工の側面図である。前記実施形態に係る既存建物を免震化する手順を説明するための図（その３）である。前記実施形態に係る既存建物を免震化する手順を説明するための図（その４）である。前記実施形態に係る既存建物を免震化する際に用いる仮受支柱の側面図である。前記実施形態に係る既存建物を免震化する手順を説明するための図（その５）である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る基礎の仮支持方法が適用される既存建物１の基礎部分の断面図である。
既存建物１は、地下躯体２を有しており、この地下躯体２は、基礎３と、基礎３の上に設けられた床４と、この基礎３から上方に延びる複数本の柱５と、を備えている。

基礎３は、比較的良好な地盤６の上に構築された既存杭１３による基礎であり、この基礎３は、フーチング１０と、これらフーチング１０同士を連結する基礎梁１１と、基礎梁１１同士の間に設けられた耐圧版１２と、フーチング１０の直下に設けられた既存杭１３と、を備える。
上述の柱５は、フーチング１０の中心部から上方に延びている。

各フーチング１０について、５本の既存杭１３が配置されている（図６参照）。これら既存杭１３のうちの１本は、フーチング１０の中心に位置しており、残りは、フーチング１０の周縁部に位置している。
また、以降、基礎３のうちフーチング１０の中心部を、柱５の直下に位置する柱直下部１４とし、柱５同士の間など残る部分を非柱直下部１５とする。

本発明では、図２に示すように、既存建物１の基礎３の下に設置スペース２１を形成し、この設置スペース２１に免震装置２０を設置して、免震装置２０により既存建物１の基礎３を支持することで、既存建物１の基礎３を免震化するものである。
また、これに限らず、免震化することなく、杭の増設などの基礎の補強のみとする場合もある。

免震化した場合、具体的には、以下のような構造となる。
すなわち、既存建物１の基礎３の下には、免震装置２０を設置するための設置スペース２１が形成されている。
この設置スペース２１の底面には、鋼管杭２４が打ち込まれており、さらに、全面に亘って、鉄筋コンクリート造のマットスラブ２２が構築されている。このマットスラブ２２のうちフーチング１０の中心部（柱直下部１４）の直下には、鉄筋コンクリート造である免震基礎２３が設けられ、免震装置２０は、この免震基礎２３の上に設けられている。

免震装置２０は、基礎３が水平方向に移動可能な状態を保持しつつ、マットスラブ２２に反力をとって基礎３のフーチング１０の中心部を下から支持している。

図３は、既存建物１の基礎３を免震化する手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１では、既存建物１の外部に掘削口を設け、この掘削口から既存建物１の基礎３の下に掘り進んで、図４に示すように、非柱直下部１５の下方に位置する地盤を掘削して、下方に向かうに従って狭くなる掘削空間２１ａを形成する。

この掘削空間２１ａは、水平面内で交差する方向にトンネル状に延びており、上述の設置スペース２１の一部となる。
また、柱直下部１４の下の地盤６は、柱直下部１４から下方に向かうに従って拡がる形状となり、この地盤６の表面６ａは法面となる。本実施形態では、基礎３の下に既存杭１３があるので、表面６ａが既存杭１３に接するまで掘削する。これにより、後述の鋼管杭２４の打設時に、鋼管杭２４の損傷や傾斜などを直接確認して、より安全に施工できる。

掘削空間２１ａは、柱間の下方に位置する地盤６を掘削して、下方に向かうに従って狭くなる空間であるので、特に、既成杭の打設の際に杭頭を油圧ハンマーで打撃することにより損傷することが多い杭頭部の健全性の確認が容易である。

ステップＳ２では、図５に示すように、掘削空間２１ａの底部を平らに均した上に反力盤としての敷鉄板２５を敷設する。地盤支持力や荷重により異なるが、本実施形態では、１か所につき１．５ｍ×１．５ｍで２２ｍｍ厚の敷鉄板を２枚敷設した。これにより、地盤支持力が２０ｔ/ｍ^２である場合、９０ｔ程度の支持力を確保できる。

ステップＳ３では、図５に示すように、敷鉄板２５の上に支保工３０を設置する。この支保工３０は、掘削空間２１ａの所定位置、例えば基礎梁１１の直下に配置する。

図６は、掘削空間２１ａの支保工３０が設置される部分の平面図である。図７は支保工３０の側面図である。
支保工３０は、敷鉄板２５の上に設けられた架台３１と、この架台３１の上に設けられた油圧ジャッキ３２と、を備える。

架台３１は、複数の鉄骨部材、具体的には、Ｈ形鋼からなる鋼製の山留鋼材を井桁状に組んで構築され、下方に向かうに従って拡がる形状である。
この架台３１は、具体的には、敷鉄板２５の上に略平行に並んで設けられた山留鋼材からなる一対の下段部材４０と、これら下段部材４０同士の間に架設されて略平行に並んで設けられた山留鋼材からなる一対の中段部材４１と、これら中段部材４１同士の間に架設された山留鋼材からなる１本の上段部材４２と、この上段部材４２から略鉛直に延びる山留鋼材からなる鉛直部材４３と、を備える。

つまり、架台３１は、略平行に並んで設けられた一対の下段部材４０と、下段部材４０と直交方向に略平行に並んで設けられた一対の中段部材４１と、中段部材４１と直交方向に設けられた１本の上段部材４２と、を下から順に積み重ねて構成される。
油圧ジャッキ３２は、山留支保工に用いられるジャッキであり、架台３１の鉛直部材４３の頂部と基礎３の基礎梁１１との間に設けられている。

そして、支保工３０の油圧ジャッキ３２で基礎梁１１の下面を押圧することで、支保工３０は、地盤６上の敷鉄板２５に反力をとって基礎３を下から仮支持する。これにより、支保工３０は、非柱直下部１５のうち柱直下部１４寄りの位置を仮支持することになる。

ステップＳ４では、図８に示すように、柱直下部１４の下の地盤６を掘削して、免震装置２０を設置し、かつ、鋼管杭２４を圧入するための設置スペース２１を完成させる。

ステップＳ５では、図８に示すように、既存建物１の柱直下部１４あるいはその近傍に、基礎３を反力として鋼管杭２４を圧入する（図６参照）。この鋼管杭２４は、免震化する場合も免震化しない場合も撤去せず、本設の支持杭となる。

ステップＳ６では、図９に示すように、鋼管杭２４の直上に仮受支柱５０を設置する。
図１０は、仮受支柱５０の側面図である。
仮受支柱５０は、鋼管杭２４の柱頭から鉛直方向に延びる第１鉛直部材５１と、この第１鉛直部材５１の上に設けられた油圧ジャッキ５２と、この油圧ジャッキ５２の上から鉛直方向に延びて基礎３の下面に至る第２鉛直部材５３と、を備える。

そして、仮受支柱５０の油圧ジャッキ５２で基礎梁１１の下面を押圧することで、仮受支柱５０は、鋼管杭２４に反力をとって基礎３を下から仮支持する。これにより、仮受支柱５０は、基礎３の柱直下部１４またはその近傍を仮支持することになる。

鋼管杭２４の支持力は、支保工３０の支持力の２倍を見込んでおり、十分な支持力が見込めれば支保工３０を解体でき、免震化する場合には、免震装置に干渉する既存杭を撤去することもできる。

ステップＳ７では、図１１に示すように、支保工３０による仮支持を解除して、支保工３０および敷鉄板２５を撤去する。また、既存杭１３のうち設置スペース２１に露出する部分を撤去する。

ステップＳ８では、マットスラブ２２を打設する。
ステップＳ９では、マットスラブ２２上に免震装置２０を設置して、この免震装置２０により基礎３を支持する。
具体的には、マットスラブ２２上に免震基礎２３を構築し、この免震基礎２３上に免震装置２０を設置して、この免震装置２０で柱直下部１４を支持する。

ステップＳ１０では、仮受支柱５０による仮支持を解除して、この仮受支柱５０を撤去する。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）非柱直下部１５の下方に位置する地盤６を掘削して、下方に向かうに従って狭くなる掘削空間２１ａを形成した。よって、柱直下部１４の下の地盤６は、下方に向かうに従って拡がる形状となる。これにより、柱直下部１４を支持する地盤６がすべり破壊するのを防止して、地盤６の安定性を確保できる。
また、掘削空間２１ａの底部に反力盤となる敷鉄板２５を敷き、複数の山留鋼材からなる架台３１と、この架台３１に設けられた油圧ジャッキ３２とからなる支保工３０を用いたので、敷鉄板２５を介して支保工３０の反力を確実に地盤６に伝達できるうえ、掘削直後に既製部材からなる仮受支柱５０を用いて簡易に基礎３を仮支持できるから、不安定な期間を短くして、地盤がすべり破壊する可能性を低減でき、既存建物１を安全に低コストで免震化できる。

（２）掘削空間２１ａの平らな底部に敷鉄板２５を敷き、既製の山留鋼材からなる部材４０、４１、４２、４３を末広がりに組んで架台３１を構築するので、荷重を地盤６に安定して伝達できる。
また、山留鋼材からなる部材４０〜４３を組み合わせて架台３１を構築するので、掘削空間２１ａのような狭い空間でも、施工性が良好である。
また、山留鋼材の孔を利用してボルト締めすれば、支保工３０がさらに安定する。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

１…既存建物
２…地下躯体
３…基礎
４…床
５…柱
６…地盤
６ａ…地盤の表面
１０…フーチング
１１…基礎梁
１２…耐圧版
１３…既存杭
１４…柱直下部
１５…非柱直下部
２０…免震装置
２１…設置スペース
２１ａ…掘削空間
２２…マットスラブ
２３…免震基礎
２４…鋼管杭
２５…敷鉄板（反力盤）
３０…支保工
３１…架台
３２…油圧ジャッキ
４０…下段部材
４１…中段部材
４２…上段部材
４３…鉛直部材
５０…仮受支柱
５１…第１鉛直部材
５２…油圧ジャッキ
５３…第２鉛直部材

Claims

既存建物の基礎の仮支持方法であって、
前記既存建物の柱間の下方に位置する地盤を掘削して、下方に向かうに従って狭くなる掘削空間を形成する工程と、
当該掘削空間の底部に反力盤を設け、当該反力盤に複数の鉄骨部材からなる架台と当該架台に設けられたジャッキとを有する支保工を設けて、当該支保工により前記基礎を仮支持する工程と、を備えることを特徴とする基礎の仮支持方法。
前記架台は、略平行に並んで設けられた少なくとも２本の下段部材と、
当該下段部材と直交方向に略平行に並んで設けられた少なくとも２本の中段部材と、
当該中段部材と直交方向に設けられた上段部材と、
を下から順に積み重ねて構成され、
前記反力盤は敷鉄板であることを特徴とする請求項１に記載の基礎の仮支持方法。
前記鉄骨部材は、山留鋼材であることを特徴とする請求項１または２に記載の基礎の仮支持方法。