JP2016079567A

JP2016079567A - 構造物の建替方法

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Publication number: JP2016079567A
Application number: JP2014208580A
Authority: JP
Inventors: 稔岡橋; Minoru Okabashi; 良光枝; Ryo Mitsueda; 貴士桑原; Takashi Kuwabara; 敏男相樂; Toshio Sagara; 誠浦瀬; Makoto Urase; 雨青陳; Woo-Cheong Chen; 竜彦佐藤; Tatsuhiko Sato; 隆岩清水; Takashi Iwashimizu
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2016-05-16
Anticipated expiration: 2034-10-10
Also published as: JP6424060B2

Abstract

【課題】既設構造物から新設構造物への具体的な建替工事内容に対応して建替対象地全体の地下水対策を効率的に施し、建替工事全体の効率化を図ることのできる構造物の建替方法を提供する。
【解決手段】地下水対策を施して建替対象地Ｓにおける新設構造物１の底盤部分からの地下水の湧出を阻止しながら、地下構造部１Ｂ、１Ｃと地上構造部１Ａとを有する既設構造物１を解体して少なくとも地下構造部を有する新設構造物を構築する構造物の建替方法であって、地下水対策として、既設の地下構造部１Ｂの底側部位１ｅを解体せずに止水部として残して当該底側部位１ｅに浮上抵抗力を付与する浮上抵抗措置と、地下水を揚水する揚水措置とを、建替対象地Ｓにおいてエリアを分けて実施する。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物やスタジアム等の各種の構造物の建替方法に関する。

地下水位が既設の地下構造部の底盤ラインよりも高い建替対象地において、地下構造部と地上構造部とを有する既設構造物を解体し、少なくとも地下構造部を有する新設構造物を構築する建替工事では、地下水に対する対策を講じる必要がある。

特許文献１には、既設構造物の地下構造部よりも新設構造物の地下構造部が浅い位置となる場合の建替対象地全体の地下水対策として、既存地下構造部の底側部位を止水部として残し、更に、既設の地上構造部の解体に伴って地下構造部の底側部位が浮力で浮上するのを回避するために当該底側部位に解体ガラ又は土砂を充填する浮上抵抗措置を施す技術が記載されている。

また、特許文献２には、既設構造物の地下構造部よりも新設構造物の地下構造部が深い位置となる場合の建替対象地全体の地下水対策として、既設構造物の周囲の地盤中に帯水層を遮る止水壁による囲いを構築し、当該止水壁で囲まれたエリアの地盤中から地下水を揚水して水位を低下させる揚水措置を施す技術が記載されている。

特開２００４−３３９８１６号公報特許第２５７１４２７号公報

特許文献１の技術では、既設の地下構造部の底側部位を止水部に活用するため、施工自体は簡単ではあるものの、既設の地下構造部の底側部位を撤去すると止水効果がなくなることから、既設の地下構造部の底側部位よりも新設の地下構造部が浅い位置となる場合に技術の適用が制限される。

他方、特許文献２の技術では、止水壁で囲まれたエリアの地下水位を低下させるため、既設の地下構造部と新設の地下構造部との深さ関係にかかわらず適用することができるものの、既設構造物の周囲の地盤中に帯水層を遮る止水壁による囲いを構築することから、施工が大掛かりになって手間と時間がかかる。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、既設構造物から新設構造物への具体的な建替工事内容に対応して建替対象地全体の地下水対策を効率的に講じ、建替工事全体の効率化を図ることのできる構造物の建替方法を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、地下水対策を施して建替対象地における新設構造物の底盤部分からの地下水の湧出を阻止しながら、地下構造部と地上構造部とを有する既設構造物を解体して少なくとも地下構造部を有する新設構造物を構築する構造物の建替方法であって、
前記地下水対策として、既設の地下構造部の底側部位を解体せずに止水部として残して当該底側部位に浮上抵抗力を付与する浮上抵抗措置と、地下水を揚水する揚水措置とを、建替対象地においてエリアを分けて実施する点にある。

上記構成によれば、地下構造部と地上構造部とを有する既設構造物を解体して少なくとも地下構造部を有する新設構造物を構築するに当たり、新設構造物における地下構造部の構築深度等に応じ、対応可能な建替工事内容に制限はあるが施工が簡単な浮上抵抗措置が好適なエリアと、施工は大掛かりであるが種々の建替工事内容に対応可能な揚水措置が好適なエリアとをエリア分けし、地下水対策として夫々のエリアに好適な措置を施すことができる。

したがって、建替対象地全体の地下水対策を効率的に講じることができ、建替工事全体の効率化を図ることができる。

本発明の第２特徴構成は、前記浮上抵抗措置として、前記既設の地下構造部の底側部位に対して荷重上載用の充填材を充填するとともに、
前記揚水措置として、止水壁による囲いを構築して当該止水壁で囲われた部分の地下水を揚水して地下水位を低下させる点にある。

つまり、既設の地下構造部に対して荷重上載用の充填材を充填する浮上抵抗措置は、当該エリア外の地盤や構造物を利用せずに実施することができ、また、止水壁による囲いを構築して当該止水壁で囲われた部分の地下水を揚水して地下水位を低下させる揚水措置も、当該エリア外の地盤や構造物を利用せずに実施することができる。

それ故に、上記構成によれば、建替対象地全体の地下水対策として講じる上述の浮上抵抗措置と揚水措置の各々の実施において相互に悪影響を与えるのを回避することができ、建替対象地全体の地下水対策を一層効率的に講じることができる。

なお、前記止水壁による囲いは、新設の止水壁で構築するのに限らず、既設の止水壁を利用して、或いは、既設の地下構造部の外壁を止水壁に利用して構築してもよい。

本発明の第３特徴構成は、前記充填材として、高比重化材料を混入した高比重流動化処理土を用いる点にある。

上記構成によれば、充填材として流動性を有し、且つ、高比重化された高比重流動化処理土を用いるので、既設の地下構造部の底側部位に対する充填作業を容易に行うことができるとともに、高比重化した分だけ所定重量を得るための充填材の充填量（荷重上載用の充填材の体積）を小にすることができる。さらに、充填材として比重が高くても強度の高いコンクリートを用いる場合のように、当該充填材の充填部分が当該エリアに新設杭（既存地下構造部の底側部位を貫通する新設杭）を設ける際の削孔作業の新たな障害になることも回避することができる。

したがって、地下水対策の手間と時間を大幅に削減することができ、建替対象地全体の地下水対策を更に一層効率的に講じることができる。

しかも、上述の如く充填材の充填量を小にできることで、止水部として残す既設の地下構造部の底側部位の高さを抑えることができるので、その分、新設の地下構造部の構築空間及び施工空間を広くすることができ、新設の地下構造部の設計自由度及び施工性を高めることができる。

建替前の状態（既設の構造物）を示す断面図建替工程（浮上抵抗措置）を示す断面図建替工程（解体及び揚水措置）を示す断面図建替後の状態（新設の構造物）を示す断面図

本発明に係る構造物の建替方法は、建替対象地Ｓの地下水対策として、図２に示す浮上抵抗措置及び図３に示す揚水措置を施しながら、図１に示す地下構造部１Ｂ、１Ｃと地上構造部１Ａを有する既設構造物１を、図４に示す地下構造部２Ｂ、２Ｃと地上構造部２Ａを有する新設構造物２に建て替える。なお、Ｋは敷地境界線、ＧＬは地盤面である。以下、本建替方法の具体的手順について詳述する。

図１に示すように、既設構造物１は、建替対象地Ｓ上で低層階部分を接続した二棟の建物からなり、地上構造部１Ａの下方には、深度の異なる複数の地下構造部１Ｂ、１Ｃが構築されている。

本建替対象地Ｓは、地下水位ＷＬが既設の地下構造部１Ｂ、１Ｃの底面ラインＬ１、Ｌ２より高く、そのため、建替工事に当たり地下水対策を講じる必要がある。本建替方法では、地下水対策として、建替対象地Ｓを第１エリアＡ１と第２エリアＡ２とにエリア分けし、第１エリアＡ１と第２エリアＡ２とに種別の異なる措置を施す。

本実施形態では、深度が深い側の地下構造部１Ｂが存在するエリア（別観点では、既設の地下構造部１Ｂよりも新設の地下構造部２Ｂが浅くなるエリア）を第１エリアＡ１とし、深度が浅い側の地下構造部１Ｃが存在するエリア（別観点では、既設の地下構造部１Ｂよりも新設の地下構造部２Ｂが深くなるエリア）を第２エリアＡ２とする。

図２に示すように、既設の地上構造部１Ａの解体に先立ち、又は、既設の地上構造部１Ａの解体がある程度進んだ段階で、第１エリアＡ１の止水部（止水版）とする既設の地下構造部１Ｂの底側部位１ｅに対して浮力による浮上に抵抗するための浮上抵抗措置を施す。

当該浮上抵抗措置としては、地盤アンカー工法等の種々の方法があるが、本実施形態では、既設の地下構造部１Ｂの底側部位１ｅに荷重上載用の充填材３を充填することで当該底側部位１ｅの重量を増大させる方法を用いる。

つまり、この第１エリアＡ１では、既設の地下構造部１Ｂの底側部位１ｅを止水部（止水版）とし、既設の地下構造部１Ｂの底側部位１ｅの重量を充填材３で増大させることで、既設の地上構造部１Ａ及び既設の地下構造部１Ｂの上側部分の解体に伴う上載重量の低減分を補って既設の地下構造部１Ｂの底側部位１ｅが浮上するのを回避しながら、新設の地下構造部２Ｂの構築の際に底盤部分から地下水が湧出するのを確実に防止する。

前記荷重上載用の充填材３として、高比重化材料を混入した高比重流動化処理土を用いる。なお、当該充填材３は、解体ガラ、建設発生土、コンクリート、セメントミルク、流動化処理土などの種々のものを用いることができる。

高比重流動化処理土は、通常の流動化処理土と同様に高い流動性を有するので、既設の地下構造部１Ｂの底側部位１ｅに対する充填作業を容易に行うことができ、更に、高比重化させた分だけ充填量を小にすることができるので、地下水対策の手間と時間を大幅に削減しながら、止水版として残す既設の地下構造部１Ｂの底側部位１ｅの高さを抑えることができる。

このように荷重上載用の充填材３に高比重流動化処理土を用いて止水版として残す既設の地下構造部１Ｂの底側部位１ｅの高さを抑えることで、当該第１エリアＡ１において既設の地下構造部１Ｂの底側部位１ｅを残しながら、それの上方側に新設の地下構造部２Ｂ（図４参照）を構築することができる。

しかも、荷重上載用の充填材３として比重が高くても強度の高いコンクリートを用いる場合のように、当該充填材３の充填部分が第１エリアＡ１に新設杭（既存地下構造部１Ｂの底側部位１ｅを貫通する新設杭）を設ける際の削孔作業の新たな障害になるのも回避することができる。

高比重流動化処理土は、泥水や建設汚泥に固化材及び高比重材料としての銅スラグ製の細骨材を加えて混練して高い流動性を持たせた土粒子配合の安定処理土から構成されている。なお、高比重化材料としては、銅スラグ製の細骨材に限らず、通常の流動化処理土よりも比重の高い金属スラグ製等の各種の材料を用いることができる。

次に、図３に示すように、止水部として利用する既設の地下構造部１Ｂの底側部位１ｅを残して既設構造物１を解体し、更に、地中障害物を撤去するとともに、第２エリアＡ２の外周部に止水壁４による囲いを構築する。

具体的には、既設の地下構造部１Ｂの底側部位１ｅの隣接箇所から下方に向けて帯水層ＡＱを遮断可能な深さ範囲で形成した第１止水壁４Ａと、地盤面ＧＬから下方に向けて帯水層ＡＱを遮断可能な深さ範囲で形成した第２止水壁４Ｂとから囲いを構成する。第１止水壁４Ａは、第１エリアＡ１の止水部となる既設の地下構造部１Ｂの底側部位１ｅに連続して止水ラインを形成する。

前記止水壁４は、コンクリートやソイルセメント、セメントミルク等のセメント系充填材や固化材等から地中連続壁として構成することができる。本実施形態では、浮上抵抗措置を施す第１エリアＡ１側の第１止水壁４Ａは、高圧噴射攪拌工法等で固化材を注入して構築することで、この第１止水壁４Ａの構築に伴って第１エリアＡ１の止水部となる既設の地下構造部１Ｂの底側部位１ｅが損傷するのを回避する。また、建替対象地Ｓの外側に位置する第２止水壁４Ｂは、オールケーシング工法等でセメント系充填材を充填して頑強に構成することで、建替工事に伴って建替対象地Ｓに隣接する隣接地の地盤等が緩むのを抑止する。

そして、図３に示すように、第２エリアＡ２に地盤面ＧＬから帯水層ＡＱに至るディープウェルＤＷ（深井戸）を設置してディープウェルＤＷ内から水中ポンプＰで地下水を揚水し、第２エリアＡ２の地下水位ＷＬを新設の地下構造部２Ｃの底面ラインＬ３よりも低い水位ＷＬ´まで低下させる。

つまり、この第２エリアＡ２では、このように地下水位ＷＬを新設の地下構造部２Ｂの底面よりも低い水位ＷＬ´にすることで、新設の地下構造部２Ｃの構築の際の底盤部分からの地下水の湧出と地下水の揚圧力による盤ぶくれ現象や浮上り現象の発生を確実に防止する。

その後、図４に示すように、地下水対策が講じられた第１エリアＡ１と第２エリアＡ２とに亘って新設の地下構造部２Ｂ、２Ｃと地上構造部２Ａとを構築し、建替対象地Ｓにおける既設構造物１から新設構造物２への建替工事が完了する。

〔その他の実施形態〕
（１）浮上抵抗措置を施すエリアと揚水措置を施すエリアとのエリア分けは、前述の実施形態で示した如く分離させるのに限らず、一部重複させるようにしてもよい。

（２）前述の実施形態では、既設の地下構造部１Ｂの底側部位１ｅに施す浮上抵抗措置として、当該底側部位１ｅに荷重上載用の充填材３を充填する場合を例に示したが、例えば、当該底側部位１ｅに対して地盤アンカー等を施して地盤側（下方側）への固定力を高めるようにしてもよい。

（３）前述の実施形態では、地下水を揚水する揚水措置を実施するに当たり、止水壁４による囲いを構築する場合を例に示したが、一部だけに止水壁４を構築してもよく、場合によっては、止水壁４を構築しなくてもよい。

（４）地下水を揚水する揚水措置は、前述の実施形態で示したディープウェル工法に限らず、ウェルポイント工法などの各種の工法を用いることができる。

（５）前述の実施形態では、浮上抵抗措置を施す第１エリアＡ１と、揚水措置を施す第２エリアＡ２の２つのエリアに建替対象地Ｓをエリア分けする場合を例に示したが、例えば、浮上抵抗措置を施すエリアＡ１を、荷重上載を施すエリアと地盤アンカーを施すエリアとに更に細分してもよい。

（６）浮上抵抗措置を施すタイミング、及び、揚水措置を施すタイミングは、前述の実施形態で示したものに限らず、建替対象地Ｓの状況や施工計画等の実情に応じて適宜に変更することができる。

Ｓ建替対象地
Ａ１第１エリア（エリア）
Ａ２第２エリア（エリア）
１既設構造物
１Ａ既設の地上構造部
１Ｂ、１Ｃ既設の地下構造部
１ｅ底側部位
２新設構造物
２Ａ新設の地上構造部
２Ｂ新設の地下構造部
２Ｃ新設の地下構造部
３充填材
４止水壁

Claims

地下水対策を施して建替対象地における新設構造物の底盤部分からの地下水の湧出を阻止しながら、地下構造部と地上構造部とを有する既設構造物を解体して少なくとも地下構造部を有する新設構造物を構築する構造物の建替方法であって、
前記地下水対策として、既設の地下構造部の底側部位を解体せずに止水部として残して当該底側部位に浮上抵抗力を付与する浮上抵抗措置と、地下水を揚水する揚水措置とを、建替対象地においてエリアを分けて実施する構造物の建替方法。
前記浮上抵抗措置として、前記既設の地下構造部の底側部位に対して荷重上載用の充填材を充填するとともに、
前記揚水措置として、止水壁による囲いを構築して当該止水壁で囲われた部分の地下水を揚水して地下水位を低下させる請求項１記載の構造物の建替方法。
前記充填材として、高比重化材料を混入した高比重流動化処理土を用いる請求項２記載の構造物の建替方法。