JP2016079651A - 支持構造 - Google Patents

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Toshihisa Ishida
俊久 石田
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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 (2)

  1. 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。
  2. 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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018100585A (ja) * 2016-12-22 2018-06-28 Ihi運搬機械株式会社 基礎構造体

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