JP2016017378A - 免震建物及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】地下掘削の数量を少なく抑え、施工にかかるコストや工期を低減することができるうえ、施工品質を確保することができる。【解決手段】コア基礎部２Ａの土留め部として設けられる山留め壁と、外周基礎部２Ｂに打設されるマットスラブ３Ｂに埋設されることによって本設として機能するとともに、山留め壁の上端に接続させた仮設土間コンクリートと、コア基礎部２Ａの基礎底に設けられ、コア基礎部２Ａに打設されるマットスラブ３Ａに埋設されることによって本設として機能する仮設鉄骨柱６と、コア基礎部２Ａのマットスラブ３Ａ上に設けられるコア免震装置７Ａと、コア外周部１Ｂの地上階の鉄骨に設けられる中間免震装置７Ｂと、を備えた構造の免震建物１を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、免震建物及びその施工方法に関する。

従来、免震建物として、地下階に免震装置を介在させた基礎免震層を設けた基礎免震構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、地下階の底部に存在する建物の基礎が高さ方向の段差を有する既存建物の免震化工法であって、各高さの地下階において免震装置を介在させた基礎免震層を設けた既存建物の免震建物について記載されている。

特開２００２−１２１９０４号公報

しかしながら、上述した従来の基礎免震構造では、基礎梁形状であることが一般的であり、さらに地下に免震層を設けるために、施工時において建物の基礎全体にわたって地盤を深く掘削する必要があることから、コストが増大し、工期が長くなるうえ、施工品質が低下するという問題があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、地下掘削の数量を少なく抑え、施工にかかるコストや工期を低減することができるうえ、施工品質を確保することができる免震建物及びその施工方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る免震建物では、建物のコア部を支持するコア基礎部が、前記コア部の外周部分をなす建物のコア外周部を支持する外周基礎部よりも基礎底が深くなる構造の免震建物であって、前記コア基礎部の土留め部として設けられる山留め壁と、前記外周基礎部に打設されるマットスラブに埋設されることによって本設として機能するとともに、前記山留め壁の上端に接続させた仮設土間コンクリートと、前記コア基礎部の基礎底に設けられ、前記コア基礎部に打設されるマットスラブに埋設されることによって本設として機能する仮設鉄骨柱と、前記コア基礎部のマットスラブ上に設けられるコア免震装置と、前記コア外周部の地上階の鉄骨に設けられる中間免震装置と、を備えたことを特徴としている。

また、本発明に係る免震建物の施工方法では、建物のコア部を支持するコア基礎部が、前記コア部の外周部分をなす建物のコア外周部を支持する外周基礎部よりも基礎底が深くなる構造の免震建物の施工方法であって、前記コア基礎部の土留め部として山留め壁を設ける工程と、前記外周基礎部に打設されるマットスラブに埋設されることによって本設として機能する仮設土間コンクリートを設ける工程と、該仮設土間コンクリートの一部を前記山留め壁の上端に接続する工程と、前記コア基礎部に打設されるマットスラブに埋設されることによって本設として機能する仮設鉄骨柱を、前記コア基礎部の基礎底に仮設鉄骨柱を設け、該仮設鉄骨柱を前記コア基礎部に打設されるマットスラブによって埋設する工程と、前記コア基礎部のマットスラブ上にコア免震装置を設ける工程と、前記コア外周部の地上階の鉄骨に中間免震装置を設ける工程と、を有することを特徴としている。

本発明では、外周基礎部の基礎底に打設された仮設土間コンクリートをコア基礎部に設けられる山留め壁の上端に接続させることで、仮設土間コンクリートが山留め壁のバックアンカーとして機能し、山留め壁が倒れる方向と反対側に引張り支持し、山留め壁が倒れるのを防止することができる。そのため、コア基礎部の山留め壁に一般的に設ける必要がある切り梁を省略することができ、コストの低減を図ることができる。
そして、切り梁の影響を受けずにコア部の土工事、躯体工事を施工することができるので、そのコア基礎部における切り梁の架け払しの作業が不要となり、工期の短縮を図ることができる。また、切り梁を省略できるので、掘削したコア基礎部の基礎底において、免震基礎部の鉄筋、型枠を先行して施工することができる。

また、コア基礎部の基礎底における杭直上に仮設鉄骨柱を設けることで、コア基礎部にマットスラブのコンクリート打設する前の段階において、仮設鉄骨柱上に本設の鉄骨柱を建て込む作業を早期に開始することができる。つまり、コア基礎部におけるマットスラブのコンクリート打設に伴う土工事と仮設鉄骨柱上の鉄骨の建込み作業とを同時に行うことができるので、工程の短縮を図ることができる。

また、外周基礎部にマットスラブを打設するとともに、コア外周部の地上階の鉄骨に中間免震装置を設ける構造となるので、その外周基礎部の基礎掘削底上に直接、基礎梁や免震装置を設ける必要がなく、基礎掘削底の深さを小さく抑えることができ、掘削土量や躯体数量の低減を図ることができる。
しかも、外周基礎部の基礎底の位置が浅い位置となるので、基礎掘削底を常水面以上の高さに変更することが可能となる。その場合には、地下水の排水が不要になり、排水設備を設けずにすむうえ、常水面よりも上部での作業となって地下水の無い状態で他の施工を行うことができるので、施工性が向上するという利点がある。

また、本発明に係る免震建物では、前記コア免震装置の免震基礎は、プレキャストコンクリート製により形成されていることが好ましい。

この場合には、コア基礎部におけるマットスラブの打設後において、コア免震装置の免震基礎の設置時間を短縮することができる。
また、免震基礎がプレキャストコンクリート製であるので、現場で施工する場合に比べて施工精度の向上を図ることができる。

また、本発明に係る免震建物の施工方法では、前記外周基礎部の土留め部は、地盤改良により施工されていることが好ましい。

この場合には、外周基礎部の法面を掘削時に地盤改良し、土型枠として機能させることが可能となるので、山留め（親杭横矢板）や切り梁を省略することができ、コストの低減を図ることができる。

本発明の免震建物及びその施工方法によれば、地下の免震基礎部を減らした構造とすることで、地下掘削の数量を少なく抑え、施工にかかるコストや工期を低減することができるうえ、施工品質を確保することができる。

本発明の実施の形態による免震建物の施工状態を示す側面図である。 仮設土間コンクリートの施工状態を示す側面図である。 仮設土間コンクリートに埋設される鉄筋の構成を示す平面図である。 仮設鉄骨柱の設置状態を示す側面図である。 免震建物の施工手順を示す側面図である。 図５に続く免震建物の施工手順を示す側面図である。 図６に続く免震建物の施工手順を示す側面図である。 図７に続く免震建物の施工手順を示す側面図である。 図８に続く免震建物の施工手順を示す側面図である。 図９に続く免震建物の施工手順を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態による免震建物及びその施工方法について、図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本実施の形態による免震建物１は、多層階での建物であって、平面視の中央部分にコア部１Ａを有し、そのコア部１Ａの地下階に基礎免震層Ｍ１を設けるとともに、コア部１Ａを除いたコア外周部１Ｂの地上階部分に中間免震層Ｍ２を設けた構造となっている。

この免震建物１は、コア部１Ａを支持し基礎免震層Ｍ１が設けられるコア基礎部２Ａが、コア外周部１Ｂを支持する部分の外周基礎部２Ｂよりも基礎底がさらに深い位置まで掘り下げられた構造となっている。それぞれの基礎部２Ａ、２Ｂの基礎底には、全面にわたってコンクリート打設によって施工されるマットスラブ３が設けられており、そのマットスラブ３を介して免震建物１の鉄骨４（コア部鉄骨４Ａ、外周部鉄骨４Ｂ）が建て込まれている。各基礎部２Ａ、２Ｂには、適宜な位置に複数本の基礎杭２、２、…が打設されている。
ここで、マットスラブ３のうちコア基礎部２Ａに施工されるものを符号３Ａで示し、外周基礎部２Ｂに施工されるものを符号３Ｂで示す。

基礎免震層Ｍ１は、コア基礎部２Ａに施工されるマットスラブ３Ａ上に直接、コア免震装置７Ａが設けられた構成となっている。
中間免震層Ｍ２は、外周基礎部２Ｂに建て込まれる外周部鉄骨４Ｂの地上階の最下層に設けられる鉄骨梁４２上に中間免震装置７Ｂが設けられた構成となっている。

また、免震建物１は、外周基礎部２Ｂの基礎底に打設されるマットスラブ３Ｂに埋設されることによって本設として機能する仮設土間コンクリート５（図２参照）と、コア基礎部２Ａの基礎底に設けられ、コア基礎部２Ａに打設されるマットスラブ３Ａに埋設されることによって本設として機能する仮設鉄骨柱６と、を備えている。

外周基礎部２Ｂは、図２に示すように、コア基礎部２Ａ寄りの一部の範囲に盤下げ部２Ｂａが形成されている。この盤下げ部２Ｂａは、外周基礎部２Ｂの基礎底よりも少し低くなるように設定されている。盤下げ部２Ｂａの外周基礎部２Ｂの基礎底からの深さは、任意に設定されるが、前述した仮設土間コンクリート５の打設厚さに応じて決められている。

仮設土間コンクリート５は、外周基礎部２Ｂの盤下げ部２Ｂａに打設され、コア部１Ａが設けられるコア基礎部２Ａの山留め壁２１の上端２１ａを埋設するように接続されている。仮設土間コンクリート５は、図２及び図３に示すように、梁鉄筋５ａが埋設された仮設梁５Ａと仮設土間コンクリート５とによって山留め壁２１のバックアンカーとして機能し、内部の鉄筋５ａ、５ｂが引張り力を負担することで山留め壁２１が外側（コア基礎部２Ａ側）に倒れようとする力を、連結鉄筋５ｂを介して梁鉄筋５ａまで延在させることにより、山留め壁２１の倒れを防ぐ作用を有している。

コア基礎部２Ａに設けられる仮設鉄骨柱６は、図１及び図４に示すように、免震建物１のコア外周部１Ｂの最もコア部１Ａ寄りの鉄骨柱４１を支持するものであり、上述したようにコア基礎部２Ａに打設されるマットスラブ３Ａに埋設されて一体に設けられることで、免震建物１の本設の一部となる。
仮設鉄骨柱６としては、本設の鉄骨柱４１よりも細いＨ鋼材が使用され、その長さ寸法はコア基礎部２Ａに打設されるマットスラブ３Ａの厚さ寸法よりも長くなるように設定されている。

ここで、免震建物１の具体的な施工方法について、図面に基づいて説明する。
図５に示すように、図１に示す免震建物１の基礎部分（コア基礎部２Ａ、外周基礎部２Ｂ）の地盤を掘削（一次掘削）する前に、コア基礎部２Ａの側壁部に相当する位置に山留め壁２１を例えば周知のＳＭＷ（Ｓｏｉｌ Ｍｉｘｉｎｇ Ｗａｌｌ）工法によって打設することにより施工する。つまり、外周基礎部２Ｂは、一次掘削によって形成される。そして、一次掘削後に、免震建物１の平面範囲内で適宜な位置に例えばアースドリル工法を用いて基礎杭２が打設される。
なお、一次掘削部（外周基礎部２Ｂ）の外周に形成される法面２２は、地盤改良が行われ、山留めを用いない土型枠として機能する土留め部が形成されている。

次に、外周基礎部２Ｂの盤下げ部２Ｂａの掘削が行われる。盤下げ部２Ｂａは、最もコア基礎部２Ａ寄りに施工されている基礎杭２の杭頭２ａを含む平面領域に設けられている。そして、この盤下げ部２Ｂａには、全面にわたって仮設土間コンクリート５（図２参照）が打設される。具体的に仮設土間コンクリート５は、図３に示すように、仮設梁５Ａの梁鉄筋５ａ及び連結鉄筋５ｂを組み、コンクリートを打設することにより施工される。なお、梁鉄筋５ａ及び連結鉄筋５ｂは、平面視で上述した盤下げ部２Ｂａに位置する杭頭２ａを囲うように配筋される。これにより、仮設土間コンクリート５は、コア基礎部２Ａ側の端部５ｃ（図２参照）が山留め壁２１の上端２１ａに接続し、上述したように山留め壁２１のバックアンカーとして機能する。

そして、仮設土間コンクリート５の打設が完了した後、山留め壁２１によって囲われた内側の地盤を掘削する二次掘削が行われ、外周基礎部２Ｂよりも深いコア基礎部２Ａを形成する。

次に、図６に示すように、外周基礎部２Ｂにおいて、コア外周部１Ｂの外周部鉄骨４Ｂを建て込むとともに、鉄筋コンクリート造のマットスラブ３Ｂを打設する。なお、本実施の形態では、マットスラブ３Ｂ（コア基礎部２Ａのマットスラブ３Ａも同様）は上下２層に分けて順次打設している（図７参照）。つまり、図６において第１層目（下層）のマットスラブ３Ｂを施工し、図７において第２層目（上層）のマットスラブ３Ｂを施工する。
また、図５に示す二次掘削時においても、これと同時にコア外周部１Ｂの地上階の鉄骨４（外周部鉄骨４Ｂ）を建て込む施工を行うようにしてもよい。

次いで、コア基礎部２Ａにおける外周側で、基礎杭２の杭頭２ａ上に仮設鉄骨柱６を立設する（図４参照）。そして、予め下端に仮設鉄骨柱６が接続されている外周部鉄骨４Ｂの鉄骨柱４１を建て込み、その鉄骨柱４１を外周基礎部２Ｂ上に建て込んだ外周部鉄骨４Ｂに接続した後、マットスラブ３Ａを打設する。つまり、図６及び図７に示すように、鉄骨柱４１に接続されている仮設鉄骨柱６は、マットスラブ３Ａの打設前に建て込んでおく。仮設鉄骨柱６は、その一部がマットスラブ３Ａによって埋設されている。

次に、図８に示すように、コア外周部１Ｂの地上部に設けられる外周部鉄骨４Ｂの鉄骨梁４２上（平面視で鉄骨柱４１の位置）に中間免震装置７Ｂを設置する。中間免震装置７Ｂは、その上側の鉄骨４との間に介在される。

さらに、コア部１Ａのマットスラブ３Ａ上にコア免震装置７Ａを設置する。コア免震装置７Ａは、プレキャストコンクリート製の免震基礎７１を例えばアンカーボルト等の適宜な固定手段によってマットスラブ３Ａ上に固定し、その免震基礎７１上にコア免震装置７Ａがセットされる。これらコア免震装置７Ａ上にもコア部１Ａの鉄骨４（コア部鉄骨４Ａ）が設置されるので、コア免震装置７Ａは、マットスラブ３Ａとコア部鉄骨４Ａ（図１参照）との間に介在されることになる。

次に、図９に示すように、コア基礎部２Ａに打設されるマットスラブ３Ａと、外周基礎部２Ｂに打設されるマットスラブ３Ｂとを連結するための取付コンクリート３Ｃが打設される。取付コンクリート３Ｃは、コア基礎部２Ａ内に位置する仮設鉄骨柱６の露出する上端部分と、その仮設鉄骨柱６上に接続される鉄骨柱４１の下端部分を埋設するようにして、山留め壁２１に沿って全周にわたって設けられる。
そして、これと同時に、中間免震装置７Ｂの上側の外周部鉄骨４Ｂを建て込む。

続いて、図１０に示すように、コア基礎部２Ａにおいてコア部１Ａのコア部鉄骨４Ａの建て込みを行うとともに、このコア部１Ａ及びコア外周部１Ｂにおいてさらに上階の鉄骨４を建て込む（図１参照）。

次に、上述した免震建物及びその施工方法の作用について、図面に基づいて詳細に説明する。
図２に示すように、本実施の形態では、外周基礎部２Ｂの基礎底に打設された仮設土間コンクリート５をコア基礎部２Ａに設けられる山留め壁２１の上端２１ａに接続させることで、仮設土間コンクリート５が山留め壁２１のバックアンカーとして機能し、山留め壁２１が倒れる方向と反対側に引張り支持し、山留め壁２１が倒れるのを防止することができる。
そのため、コア基礎部２Ａの山留め壁２１に一般的に設ける必要がある切り梁を省略することができ、コストの低減を図ることができる。
そして、切り梁の影響を受けずにコア部１Ａの土工事、躯体工事を施工することができるので、そのコア基礎部２Ａにおける切り梁の架け払しの作業が不要となり、工期の短縮を図ることができる。また、切り梁を省略できるので、掘削したコア基礎部２Ａの基礎底において、免震基礎部の鉄筋、型枠を先行して施工することができる。

また、コア基礎部２Ａの基礎底における杭直上に仮設鉄骨柱６を設けることで、コア基礎部２Ａにマットスラブ３Ａのコンクリート打設する前の段階において、予め仮設鉄骨柱６を外周部鉄骨４Ｂの鉄骨柱４１に接続することができるので、仮設鉄骨柱６上に本設の鉄骨柱脚を建て込む作業を早期に開始することができる。つまり、コア基礎部２Ａにおけるマットスラブ３のコンクリート打設に伴う土工事と仮設鉄骨柱６上の鉄骨４の建込み作業とを同時に行うことができるので、工程の短縮を図ることができる。

また、外周基礎部２Ｂにマットスラブ３Ｂを打設するとともに、コア外周部１Ｂの地上階の外周部鉄骨４Ｂに中間免震装置７Ｂを設ける構造となるので、その外周基礎部２Ｂの基礎掘削底上に直接、基礎梁や免震装置を設ける必要がなく、基礎掘削底の深さを小さく抑えることができ、掘削土量や躯体数量の低減を図ることができる。

しかも、外周基礎部２Ｂの基礎底の位置が浅い位置となるので、基礎掘削底を常水面以上の高さに変更することが可能となる。その場合には、地下水の排水が不要になり、排水設備を設けずにすむうえ、常水面よりも上部での作業となって地下水の無い状態で他の施工を行うことができるので、施工性が向上するという利点がある。

また、本実施の形態では、外周基礎部２Ｂの土留め部（法面２２）が地盤改良により施工されており、外周基礎部２Ｂの法面２２を一次掘削時に地盤改良し、土型枠として機能させることが可能となるので、山留め（親杭横矢板）や切り梁を省略することができ、コストの低減を図ることができる。

また、本実施の形態では、コア部１Ａのコア免震装置７Ａの免震基礎７１がプレキャストコンクリート製により形成されているので、コア基礎部２Ａにおけるマットスラブ３Ａの打設後において、コア免震装置７Ａの免震基礎７１の設置時間を短縮することができる。
また、免震基礎７１がプレキャストコンクリート製であるので、現場で施工する場合に比べて施工精度の向上を図ることができる。

上述のように本実施の形態による免震建物及びその施工方法では、地下の免震基礎部を減らした構造とすることで、地下掘削の数量を少なく抑え、施工にかかるコストや工期を低減することができるうえ、施工品質を確保することができる。

以上、本発明による免震建物及びその施工方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では、外周基礎部の土留め部（法面２２）を地盤改良により施工しているが、これに限定されることはなく、一般的な土留壁を用いるものであってもよい。

また、本実施の形態では、コア免震装置７Ａの免震基礎７１としてプレキャストコンクリート製により形成されたものを使用し、コア基礎部２Ａのマットスラブ３Ａ上に固定する構造としているが、プレキャストコンクリート製でなく、現場打設による施工による構造であってもかまわない。

なお、コア基礎部２Ａ、外周基礎部２Ｂの深さは建物の形状、階高等の条件に応じて適宜設定することができる。
また、コア免震装置７Ａ、中間免震装置７Ｂの数量、形状、仕様、設置位置などの構成についても、適宜設定することが可能である。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１ 免震建物
１Ａ コア部
１Ｂ コア外周部
２ 基礎杭
２Ａ コア基礎部
２Ｂ 外周基礎部
２Ｂａ 盤下げ部
３、３Ａ、３Ｂ マットスラブ
４ 鉄骨
４Ａ コア部鉄骨
４Ｂ 外周部鉄骨
５ 仮設土間コンクリート
５Ａ 仮設梁
６ 仮設鉄骨柱
７Ａ コア免震装置
７Ｂ 中間免震装置
２１ 山留め壁
２２ 法面
４１ 鉄骨柱
４２ 鉄骨梁
７１ 免震基礎
Ｍ１ 基礎免震層
Ｍ２ 中間免震層

Claims (4)

1. 建物のコア部を支持するコア基礎部が、前記コア部の外周部分をなす建物のコア外周部を支持する外周基礎部よりも基礎底が深くなる構造の免震建物であって、
   前記コア基礎部の土留め部として設けられる山留め壁と、
   前記外周基礎部に打設されるマットスラブに埋設されることによって本設として機能するとともに、前記山留め壁の上端に接続させた仮設土間コンクリートと、
   前記コア基礎部の基礎底に設けられ、前記コア基礎部に打設されるマットスラブに埋設されることによって本設として機能する仮設鉄骨柱と、
   前記コア基礎部のマットスラブ上に設けられるコア免震装置と、
   前記コア外周部の地上階の鉄骨に設けられる中間免震装置と、
   を備えたことを特徴とする免震建物。
2. 前記コア免震装置の免震基礎は、プレキャストコンクリート製により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の免震建物。
3. 建物のコア部を支持するコア基礎部が、前記コア部の外周部分をなす建物のコア外周部を支持する外周基礎部よりも基礎底が深くなる構造の免震建物の施工方法であって、
   前記コア基礎部の土留め部として山留め壁を設ける工程と、
   前記外周基礎部に打設されるマットスラブに埋設されることによって本設として機能する仮設土間コンクリートを設ける工程と、
   該仮設土間コンクリートの一部を前記山留め壁の上端に接続する工程と、
   前記コア基礎部に打設されるマットスラブに埋設されることによって本設として機能する仮設鉄骨柱を、
   前記コア基礎部の基礎底に仮設鉄骨柱を設け、該仮設鉄骨柱を前記コア基礎部に打設されるマットスラブによって埋設する工程と、
   前記コア基礎部のマットスラブ上にコア免震装置を設ける工程と、
   前記コア外周部の地上階の鉄骨に中間免震装置を設ける工程と、
   を有することを特徴とする免震建物の施工方法。
4. 前記外周基礎部の土留め部は、地盤改良により施工されていることを特徴とする請求項３に記載の免震建物の施工方法。

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