JP2016079651A

JP2016079651A - 支持構造

Info

Publication number: JP2016079651A
Application number: JP2014211305A
Authority: JP
Inventors: 俊久石田; Toshihisa Ishida
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2014-10-16
Filing date: 2014-10-16
Publication date: 2016-05-16

Abstract

【課題】既存杭の杭径やフーチングが小さい場合であっても、基礎部分を補強したり、基礎下にフレームを設けたりすることなく設置でき、施工手間を軽減できる支持構造を提供する。
【解決手段】支持構造は、既存杭１０を有する既存建物１を仮支持する。既存建物１の下の地盤は、掘削されて掘削空間２６が形成され、掘削空間２６の底面には、マットスラブ２２が構築されている。仮受支柱３０は、マットスラブ２２上から既存建物１の基礎３まで斜めに設置され、仮受支柱３０の上端と既存建物１との接合部分は、基礎３のフーチング１１の内側である。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば、構造物を仮支持する支持構造に関する。

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。
既存杭を有する既存建物を免震化する場合、基礎直下の地盤を掘削して、基礎の直下に免震装置を配置する。ここで、基礎下の地盤を安全に掘削するためには、柱にかかる荷重を地盤に伝える仮受支柱を基礎下に架設して、既存建物を仮支持する必要がある。

したがって、基礎免震レトロフィット工事は、例えば、以下の手順で施工する。
まず、基礎梁や耐圧盤などの直下の地盤を掘削し、既存杭を露出させる。次に、この掘削空間の底盤に仮受支柱を架設して、既存建物の基礎を仮支持する。次に、柱の直下の地盤を掘削し、これにより、既存建物の直下の掘削空間を完成させる。次に、この掘削空間の底盤上に新たにマットスラブを構築し、積層ゴムなどの免震装置を取り付ける。その後、仮受支柱を取り外す。これにより、免震装置を介して既存建物を新設のマットスラブから支持し、既存建物を免震化する。

支持構造は、例えば、既存杭の中心軸に沿って貫通孔を形成し、この貫通孔内に仮受支柱を設置する（特許文献１参照）。
あるいは、掘削空間の底盤にマットスラブを設ける。そして、基礎の底面に略水平にフレームを架設し、このフレームの両端を支持する仮受支柱をマットスラブ上に設置する（特許文献２参照）。

特許第５４８５０８５号公報特許第２８１９００８号公報

既存建物の基礎のどの部分を仮支持できるかは、既存建物の基礎部分の構造による。例えば、既存建物がラーメン構造である場合、基礎部分に仮受支柱を設置するための補強をすることなく仮支持できるのは、柱直下近傍の基礎が張り出しているコンクリート部分（以下、フーチング部分という）である。

このため、既存建物がラーメン構造であってかつ基礎部分補強をしない場合は、平面視で、柱直下近傍のフーチング部分において、仮受支柱を設置して仮支持することが多い。
例えば、免震装置の設置に障害でなければ、平面視でフーチング部分の四隅に仮受支柱を設置して荷重を支持することで、仮受支柱の受け替えが必要なくなり効率がよい。しかし、そのためにはフーチング部分が広く、掘削法面が崩れ難いことが必要である。

特許文献１の方法では、既存杭の内側で基礎を支持するので基礎部分を補強したり、基礎下にフレームを設置したりする必要がない。しかし、既存杭の杭径が小さい場合、既存杭の内部に貫通孔を形成できず、仮受支柱を設置できない。
また、特許文献２の方法は、仮支持できるフーチング部分が小さくて、フーチング部分の隅に仮受支柱をたてられない場合がある。この場合、基礎部分を補強するか、基礎の下面にフレームを設置する必要があり、施工手間がかかっていた。さらに、工事期間中、地震などにより建物に水平力が作用すると、この水平力に抵抗する部材を別途設ける必要がある。

本発明は、基礎下の地盤を安全に掘削するための仮受柱を設置するに当たり、既存杭の杭径やフーチングが小さい場合であっても、基礎部分を補強したり、基礎下にフレームを設けたりすることなく設置でき、施工手間を軽減できる支持構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の支持構造は、既存杭（例えば、後述の既存杭１０）を有する構造物（例えば、後述の既存建物１）を仮支持する支持構造であって、前記構造物の下の地盤（例えば、後述の地盤２）は、掘削されて掘削空間（例えば、後述の掘削空間２６）が形成され、当該掘削空間の底面には、マットスラブ（例えば、後述のマットスラブ２２）が構築されており、仮受支柱（例えば、後述の仮受支柱３０）が当該マットスラブ上から前記構造物の基礎（例えば、後述の基礎３）まで斜めに設置され、前記仮受支柱の上端と前記構造物との接合部分が前記基礎のフーチング（例えば、後述のフーチング１１）の内側であることを特徴とする。

この発明によれば、仮受支柱を、マットスラブ上から構造物の基礎まで斜めに設置した。したがって、従来のように既存杭の内部に仮受支柱を設置しないので、既存杭の杭径が小さい場合であっても、仮受支柱を設置できる。
また、構造物の鉛直荷重は、既存杭に近いほど大きくなるが、フーチングの既存杭に近い部分に仮受支柱の上端を接合したので、フーチングが小さい場合であっても、従来のように基礎の下面にフレームを取り付けることなく、構造物の鉛直荷重を確実に受けることができる。また、仮受支柱が斜めに延びているので、地震などにより建物に水平力が作用しても、仮受支柱が抵抗するから、水平力に抵抗する部材を別途設ける必要がない。

また、マットスラブの上に仮受支柱を設けたので、このマットスラブにより、仮受支柱によって伝達される構造物の鉛直荷重を確実に支持できる。

請求項２に記載の支持構造は、前記既存杭の前記構造物との接合部分には、外周面に沿って切欠き（例えば、後述の切欠き１５）が形成され、上端が当該切欠きに接合されることを特徴とする。

この発明によれば、既存杭の構造物に接合される部分に切欠きを設けて、この切欠きに仮受支柱の上端を接合した。したがって、仮受支柱が、より既存杭の中心に近い部分を支持することになり、構造物の鉛直荷重をより確実に受けることができる。

本発明によれば、従来のように既存杭の内部に仮受支柱を設置しないので、既存杭の杭径が小さい場合であっても、仮受支柱を設置できる。また、フーチングの既存杭に近い部分に仮受支柱の上端を接合したので、フーチングが小さい場合であっても、従来のように基礎の下面にフレームを取り付けることなく、構造物の鉛直荷重を確実に受けることができ、施工手間を軽減できる。

本発明の第１実施形態に係る支持構造が適用される構造物の基礎部分の断面図である。前記実施形態に係る構造物の基礎部分の斜視図である。前記実施形態に係る構造物を免震化した後の状態を示す断面図である。前記実施形態に係る構造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構造物を免震化する手順を説明する図（その１）である。前記実施形態に係る構造物を免震化する手順を説明する図（その２）である。前記実施形態に係る構造物を免震化する手順を説明する図（その３）である。前記実施形態に係る構造物を免震化する手順を説明する図（その４）である。前記実施形態に係る構造物を免震化する手順を説明する図（その５）である。本発明の第２実施形態に係る支持構造が適用される構造物の基礎部分の断面図である。前記実施形態に係る構造物を免震化した後の状態を示す断面図である。前記実施形態に係る構造物を免震化する手順を説明する図（その１）である。前記実施形態に係る構造物を免震化する手順を説明する図（その２）である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る支持構造が適用される構造物としての既存建物１の基礎部分の断面図である。図２は、既存建物１の基礎部分の斜視図である。

既存建物１は、地盤２の上に構築された基礎３を有している。この基礎３は、杭基礎であり、既存杭１０と、既存杭１０の直上に設けられたフーチング１１と、これらフーチング１１同士を連結する基礎梁１２と、基礎梁１２同士の間に設けられた既存耐圧盤１３と、を備える。
既存建物１の柱４は、フーチング１１の直上に設けられている。

以上の既存建物１は、図３に示すように、免震装置２０により基礎３を下から支持することで免震化される。

具体的には、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、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。
また、設置スペース２１の上面つまり基礎３の下面には、全面に亘って、鉄筋コンクリート造の補強梁２３が構築されている。
フーチング１１の直下でかつマットスラブ２２の上面には、鉄筋コンクリート造の下部免震基礎２４が設けられ、フーチング１１の直下でかつ補強梁２３の下面には、鉄筋コンクリート造の上部免震基礎２５が設けられている。

免震装置２０は、この下部免震基礎２４と上部免震基礎２５との間に設けられている。
免震装置２０は、下部免震基礎２４に反力をとって、上部免震基礎２５を下から支持しつつ、この上部免震基礎２５が水平方向に移動可能な状態を保持している。

図４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の基礎３の下の地盤２を掘削する。
すなわち、図５に示すように、既存建物１の基礎３の下の地盤２を、既存杭１０を除いて、マットスラブ２２の底面となる深さまで掘削して、掘削空間２６を形成する。このとき、既存杭１０の周囲は、深く掘り下げて、掘下げ部２６Ａとする。
これにより、既存建物１の既存杭１０の杭頭部が露出した状態となる。また、この掘削空間２６は、設置スペース２１の一部となる。
次に、掘削空間２６の底面に捨てコンクリート２７を打設し、既存杭１０の露出した部分の下端側つまり掘下げ部２６Ａに位置する部分に、アンカー筋１４を打設する。

ステップＳ２では、掘削空間２６において、マットスラブ２２を構築し、このマットスラブ２２上に仮受支柱３０を設置する。
図６に示すように、捨てコンクリート２７上に配筋してコンクリートを打設することで、既存杭１０のアンカー筋１４を打設した部分を含んで、マットスラブ２２を構築する。

次に、既存杭１０の基礎３と接合部分に、外周面に沿って切欠き１５を形成する。
そして、既存杭１０の周囲でかつマットスラブ２２の上から、基礎３の下面の切欠き１５まで、直線状に斜めに延びる仮受支柱３０を設置する。
仮受支柱３０の上端と基礎３との接合部分は、平面視で、基礎３のフーチング１１の内側となっている。
また、仮受支柱３０の下端とマットスラブ２２との接合部分は、平面視で、既存杭１０の外側となっている。

この仮受支柱３０は、マットスラブ２２の上に設けられた下部支柱３１と、この下部支柱３１の上に設けられたジャッキ３２と、ジャッキ３２の上に設けられて基礎３の下面に接合される上部支柱３３と、を備える。ジャッキ３２は、下部支柱３１と上部支柱３３とを接近あるいは離間させるものである。

この仮受支柱３０のジャッキ３２を駆動して、下部支柱３１と上部支柱３３とを離間させることで、マットスラブ２２に反力をとって、基礎３を仮支持する。すなわち、既存建物１の荷重は、仮受支柱３０、マットスラブ２２、アンカー筋１４を介して、既存杭１０に伝達される。

ステップＳ３では、既存杭１０の杭頭部を撤去する。
すなわち、図７に示すように、既存杭１０の杭頭部のうち、マットスラブ２２の中間高さから基礎３に至るまでの部分を切断して撤去する。これにより、基礎３は、仮受支柱３０のみにより仮支持されることになる。また、マットスラブ２２の上面には、凹部２８が形成される。

ステップＳ４では、マットスラブ２２の残りを構築するとともに、補強梁２３を構築する。
図８に示すように、マットスラブ２２の凹部２８に配筋してコンクリートを打設することにより、マットスラブ２２を完成させる。また、基礎３の下面に補強梁２３を構築する。

ステップＳ５では、マットスラブ２２上に免震装置２０を設置する。
図９に示すように、マットスラブ２２上に下部免震基礎２４を構築し、補強梁２３の下面に上部免震基礎２５を構築して、これら免震基礎２４、２５同士の間に、免震装置２０を設置する。

ステップＳ６では、仮受支柱３０を撤去する。
まず、仮受支柱３０のジャッキ３２を駆動して、下部支柱３１と上部支柱３３とを接近させることで、基礎３の仮支持を解除する。
次に、図３に示すように、これら仮受支柱３０の上部支柱３３を切断するとともに、ジャッキ３２および下部支柱３１を取り外して撤去する。これにより、既存建物１は、免震装置２０により支持される。なお、上部支柱３３の一部は、補強梁２３に埋設されることになる。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）仮受支柱３０を、マットスラブ２２上から既存建物１の基礎３まで直線状に斜めに設置した。したがって、従来のように既存杭の内部に仮受支柱を設置しないので、既存杭の杭径が小さい場合であっても、仮受支柱３０を設置できる。
また、フーチング１１の既存杭１０に近い部分に仮受支柱３０の上端を接合したので、従来のように基礎の下面にフレームを取り付けなくても、フーチング１１が小さい場合であっても、既存建物１の鉛直荷重を確実に受けることができる。また、仮受支柱３０が斜めに延びているので、地震により既存建物１に水平力が作用しても、仮受支柱３０が抵抗するから、水平力に抵抗する部材を別途設ける必要がなく、施工手間を軽減できる。
また、マットスラブ２２の上に仮受支柱３０を設けたので、このマットスラブ２２により、仮受支柱３０によって伝達される既存建物1の鉛直荷重を確実に支持できる。

（２）既存杭１０の既存建物１に接合される部分に切欠き１５を設けて、この切欠き１５に仮受支柱３０の上端を接合したので、仮受支柱３０が、より既存杭１０の中心に近い部分を支持し、既存建物１の鉛直荷重をより確実に受けることができる。

〔第２実施形態〕
図１０は、本発明の第２実施形態に係る支持構造が適用される構造物としての既存建物１Ａの基礎部分の断面図である。
本実施形態では、既存建物１Ａのフーチング１１Ａが第１実施形態におけるフーチング１１よりも大きく、切欠きおよび補強梁を設けない点が、第１実施形態と異なり、その他の構成は第１実施形態と同様である。

すなわち、図１０に示すように、平面視で、既存建物１Ａのフーチング１１Ａは、第１実施形態におけるフーチング１１よりも大きくなっている。
この既存建物１Ａは、図１１に示すように、免震装置２０により基礎３を下から支持することで免震化される。

この既存建物１Ａの基礎３を免震化する手順では、ステップＳ２においてマットスラブ２２上に仮受支柱３０を設置する際、既存杭１０に切欠きを設けなくても、図１２に示すように、仮受支柱３０の上端と基礎３との接合部分は、平面視で基礎３のフーチング１１の内側となっている。

また、大型のフーチング１１Ａにより基礎３の剛性を十分確保できるので、ステップＳ４において、第１実施形態のような補強梁を構築する必要がなく、ステップＳ５においてマットスラブ２２上に免震装置２０を設置すると、図１３に示すような状態となる。

本実施形態によれば、上述の（１）の効果に加えて、以下のような効果がある。
（３）既存杭１０に切欠き１５を設けたり、基礎３の下面に補強梁２３を設けたりする必要がないから、既存建物１Ａを短工期で免震化できる。

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、１Ａ…既存建物（構造物）
２…地盤
３…基礎
４…柱
１０…既存杭
１１、１１Ａ…フーチング
１２…基礎梁
１３…既存耐圧盤
１４…アンカー筋
１５…切欠き
２０…免震装置
２１…設置スペース
２２…マットスラブ
２３…補強梁
２４…下部免震基礎
２５…上部免震基礎
２６…掘削空間
２７…コンクリート
２８…凹部
３０…仮受支柱
３１…下部支柱
３２…ジャッキ
３３…上部支柱

Claims

既存杭を有する構造物を仮支持する支持構造であって、
前記構造物の下の地盤は、掘削されて掘削空間が形成され、
当該掘削空間の底面には、マットスラブが構築されており、
仮受支柱が当該マットスラブ上から前記構造物の基礎まで斜めに設置され、
前記仮受支柱の上端と前記構造物との接合部分が前記基礎のフーチングの内側であることを特徴とする支持構造。
前記既存杭の前記構造物との接合部分には、外周面に沿って切欠きが形成され、
上端が当該切欠きに接合されることを特徴とする請求項１に記載の支持構造。