JP2017128951A - 逆打ち工法 - Google Patents

Abstract

【課題】地下躯体を構築する前に地下に設置する逆打ち支柱の数を低減することができる逆打ち工法を提供する。【解決手段】本実施形態の逆打ち工法においては、まず、荷重支持部材を設置する（ステップＳ１）。次に、先行躯体（地上１階及び地下１階の躯体）及び吊柱を設置し（ステップＳ２）、支持フレームを構築する（ステップＳ３）。そして、吊柱を用いて、地下の各階を構築し（ステップＳ４）、基礎梁を設置する（ステップＳ５）。地下躯体の完成後に、支持フレームの撤去処理を行なう（ステップＳ６）。【選択図】図１

Description

本発明は、地下躯体を有する建物を構築する逆打ち工法に関する。

地下躯体を備えた建物を構築する場合、一般的な順打ちとは反対に、建築物の地下躯体を上から下に向かって構築する逆打ち工法を用いる場合がある（例えば、非特許文献１参照。）。非特許文献に記載されているように、逆打ち工法においては、１階の床をまず構築し、地下階の躯体を構築するとともに、同時に地上階の躯体を構築する。このため、工期が短縮できるというメリットがある。

この逆打ち工法を用いて、既存の地下躯体がある場所に、新たな建物を構築することもある。この場合、既存の地下躯体の下方の被圧帯水層からの水圧で既存の底盤の浮き上りや盤ぶくれ現象が生じることがある。そこで、逆打ち支柱を用いて、これらの発生を抑える技術が検討されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載された技術においては、地下躯体を有する建造物の建替時の地下構造を用いる。この地下構造は、解体されずに地下に残置された既存底盤及び既存壁と、上側の一部を除いて解体されずに地下に残置された既存柱とを備える。更に、この地下構造は、既存底盤から下方に打設された新設の杭と、新設の杭に下端が埋設された新設の逆打ち支柱と、既存柱と新設の逆打ち支柱とを力の伝達ができるように連結する仮設方づえとを備える。

特開２０１４−２１１０５１号公報

大林組、「東京スカイツリー建設プロジェクト 作り方大公開！ 技術用語集」、［online］、［平成２７年１２月３日検索］、インターネット、＜ＵＲＬ：http://www.skytree-obayashi.com/technique/glossary/＞

一般に、逆打ち工法においては、建物の地下躯体に用いる逆打ち支柱（構真柱）のすべてを予め地中に打設する必要があった。従って、支柱を打設するために要する工期期間が長くなるとともに工事費用が大きくなっていた。

特に、既存の建物の地下躯体がある場所に逆打ち支柱杭を設置する場合、前工事（例えば、泥水の逸散を防ぐ仮壁の構築や既存躯体に用いられていた支柱杭の撤去作業等）が必要であった。このような前工事を行なう場合には、工期期間が更に長くなり、工事費用も更に増加することになる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、地下躯体を構築する前に地下に設置する逆打ち支柱の数を低減することができる逆打ち工法を提供することにある。

・上記課題を解決するための逆打ち工法は、複数の荷重支持部材を打ち込んだ後、前記荷重支持部材を用いて、建物の先行躯体を形成し、前記先行躯体を用いて、支柱支持梁を形成し、前記支柱支持梁に、吊柱を吊り下げ、前記吊柱を用いて、前記建物における前記先行躯体よりも下層階の地下躯体を構築する。これにより、支柱支持梁に吊り下げた吊柱を用いて地下躯体を構築することができるので、建物の地下躯体の構築前に、地下に設置する逆打ち支柱の数を少なくすることができる。ここで、先行躯体とは、吊柱よりも先に構築される建物の躯体である。

・上記逆打ち工法においては、前記荷重支持部材は、前記建物に用いる本設用の支柱であることが好ましい。これにより、本設用の支柱を、支柱支持梁を支持する荷重支持部材で兼用することができ、逆打ち支柱の数を更に少なくすることができる。

・上記逆打ち工法においては、前記荷重支持部材は、山留め壁であることが好ましい。これにより、山留め壁を、支柱支持梁を支持する荷重支持部材で兼用するため、逆打ち支柱の数を更に少なくすることができる。

・上記逆打ち工法においては、既存の地下躯体を残存した状態で、前記荷重支持部材を設置し、前記既存の地下建物の所定階層分を解体した後、前記吊柱を延長し、前記延長した吊柱を用いて、前記建物の地下躯体を構築することが好ましい。これにより、既存の地下躯体を切梁として有効活用しながら、建物の地下躯体を、地上から順に構築することができる。

本発明によれば、地下躯体を構築する前に地下に設置する逆打ち支柱の数を低減することができる。

本実施形態の逆打ち工法の施工順番を説明する流れ図。 本実施形態の逆打ち工法において杭及び支柱を立てた状態の正面図。 本実施形態の逆打ち工法において１階の床と梁とを施工した状態の正面図。 本実施形態の逆打ち工法において支持フレームを施工して吊柱を吊った状態の正面図。 本実施形態の逆打ち工法において支持フレームを施工して吊柱を吊った状態の模式的な斜視図。 本実施形態の逆打ち工法において支持フレームに吊られた吊柱を用いて地下躯体を施工した状態の正面図。 本実施形態の逆打ち工法において既存建物の地下躯体をすべて解体した状態の正面図。 本実施形態の逆打ち工法において支持フレームを撤去した状態の正面図。

以下、図１〜図８を用いて、逆打ち工法を具体化した第一実施形態を説明する。
図１には、本実施形態の逆打ち工法の処理手順を示している。各処理手順の詳細については、後述する。

本実施形態の逆打ち工法においては、まず、荷重支持部材を設置する（ステップＳ１）。ここでは、新規建物の外周に配置する複数の外周支柱１２と、外周支柱１２によって囲まれた略長方形状領域において配置された複数の逆打ち支柱１４とを設置する。

次に、先行躯体及び吊柱を設置する（ステップＳ２）。ここでは、ステップＳ１において設置した荷重支持部材を用いて、地上１階及び地下１階の躯体と吊柱とを設置する。

次に、支持フレームを構築する（ステップＳ３）。ここでは、ステップＳ２で設置した地上１階及び地下１階の躯体と吊柱とを用いて、支持フレームを構築する。
そして、この吊柱を用いて、地下の各階を構築する（ステップＳ４）。ここでは、１つの地下階が完成する度に吊柱を延長させて、各階を構築する。

次に、基礎梁を設置する（ステップＳ５）。ここでは、新規躯体の最下部に基礎梁を設置し、基礎梁と吊柱とを連結する。
そして、地下躯体の完成後に、支持フレームの撤去処理を行なう（ステップＳ６）。ここでは、支持フレームのうち新規建物に使用される躯体以外の部分を解体して撤去する。

（荷重支持部材の設置）
次に、図２を用いて、荷重支持部材を設置する。本実施形態では、既存建物の地下躯体が埋設されている場所に、新規建物を構築する場合を想定する。ここでは、地上から、順次、既存建物の地下躯体を解体しながら、新規建物の地下躯体を構築する。なお、本実施形態では、新規建物の地下躯体は、既存建物の地下躯体よりも深い位置に構築する場合を想定する。

図２に示すように、地下には、既存建物の地下躯体５０が埋設されている。まず、荷重支持部材を設置する前に、既存建物の地下躯体５０の各階において、補強のための仮設壁５１及び仮設補強材５２を設置する。

次に、新規建物の構築領域の外周に、壁杭１１を離散して打設する。この壁杭１１は、断面が矩形状の板状の杭である。本実施形態では、この壁杭１１は、例えば、地中連続壁工法（ＯＷＳ工法）によって施工される。また、この壁杭１１は、本実施形態においては土留め壁としても機能する。更に、各壁杭１１には、鉄筋を吊り入れ、コンクリートを打設して、新規建物に使用する外周支柱１２を一体化して設ける。

次に、新規建物の構築領域内に、アースドリル工法によって、アースオーガーを使用してアースドリル杭１３を形成する。このアースドリル杭１３には、鉄筋を吊り入れ、コンクリートを打設して、新規建物に使用する柱を設ける。本実施形態では、アースドリル杭１３として、着底部が拡大した拡底杭を用いる。また、本実施形態では、アースドリル杭１３は、既存の地下躯体５０よりも深い位置に設ける。更に、アースドリル杭１３の上には、外周支柱１２と同様にして、逆打ち支柱１４を一体化して設ける。なお、本実施形態では、壁杭１１、外周支柱１２、アースドリル杭１３、逆打ち支柱１４が荷重支持部材として機能する。

（先行躯体及び吊柱の設置）
次に、図３及び図４に示すように、新規建物の先行躯体と、逆打ち工法に用いる吊柱とを施工する。本実施形態では、先行躯体として地上１階及び地下１階の躯体を施工する。

この場合、図３に示すように、まず、支持フレームＭＦを構築する空間を確保するため、既存建物の地下躯体５０を解体する。そして、地上１階の躯体を、外周支柱１２及び逆打ち支柱１４に支持させて構築する。ここで、「躯体」は、梁とこの梁の上に構築された床とを合わせた「梁・床」を意味する。この場合、スパンが広い部分については、存置されている既存の地下躯体５０に立てた仮設支柱（図示せず）により、施工時の荷重を支持する。

次に、図４に示すように、新規建物の地下１階を構築する空間を確保するため、既存建物の地下躯体５０を解体する。そして、新規建物の地下１階の先行躯体（梁・床２５）を設置する。そして、地上１階の先行躯体（梁・床２０）及び地下１階の先行躯体（梁・床２５）から、吊柱３１を吊り下げる。この吊柱３１は、新規建物の地下躯体の構築に必要な位置及び数を設置する。この場合、スパンが広い大梁の中間に吊柱３１を設けることにより、短スパン化を実現することができる。

（支持フレームの構築）
そして、図４に示すように、地上１階の先行躯体（梁・床２０）と地下１階の先行躯体（梁・床２５）とを連結する仮設ブレース２６を設置する。これにより、支持フレームＭＦが形成される。この支持フレームＭＦは、地上１階の梁・床２０や地下１階の梁・床２５等、新規建物の本設部材と、仮設梁や仮設ブレース２６等の仮設補強材とで構成されたトラス構造の支柱支持梁である。

具体的には、図５に示すように、この支持フレームＭＦは、新規建物を構築するすべての領域を覆うように配置されている。更に、この支持フレームＭＦは、地上１階の梁・床（２０）からなるトラス上弦材と、仮設ブレース２６からなる斜材と、吊柱３１からなる鉛直材と、地下１階を構成する梁・床（２５）や仮設梁からなる下弦材とを有している。支持フレームＭＦは、各吊柱３１が基礎梁に固定するまで延長された場合のすべての吊柱３１の荷重を支える強度で構成する。

（吊柱を用いた地下の各階の構築）
次に、吊柱を用いて地下の各階を構築する。
図６に示すように、支持フレームＭＦを形成した後、新規建物の地下２階を構築する空間を確保するため、既存建物の地下躯体５０を更に解体する。そして、各吊柱３１を、地下２階の床の深さまで延長する。そして、吊柱３１と、荷重支持部材である外周支柱１２及び逆打ち支柱１４を支点として、地下２階の躯体（梁・床２７）を構築する。

以下、地下階毎に、既存建物の地下躯体５０を解体し、延長させた吊柱３１及び荷重支持部材（支柱１２，１４）を用いて、地下躯体の構築を繰り返す。また、並行して、新規建物の地上躯体４０の構築を進める。

そして、本実施形態では、図７に示すように、既存建物の地下躯体５０の最下部である基礎梁を撤去した後は、根切りを行ないながら、吊柱３１の延長、吊柱３１及び荷重支持部材（支柱１２，１４）による地下躯体の構築を行なう。

（基礎梁の設置）
次に、図８に示すように、新規建物の地下躯体の最下面となる位置まで根切りを行なった場合には、基礎梁３５を構築する。

そして、この基礎梁３５の上に各吊柱３１に連結する柱を形成する。これにより、基礎梁３５上に、吊柱３１を含む柱（本設）が構築される。この場合、吊柱３１を介して、支持フレームＭＦにより支持されていた地下躯体の自重が、基礎梁３５で支持される。

（支持フレームの撤去処理）
その後、図８に示すように、新規建物の地下躯体の完成後に、支持フレームＭＦの撤去処理を行なう。具体的には、支持フレームＭＦを構成していた仮設梁や仮設ブレース２６等、新規建物に不要な部材を解体して撤去する。

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態の逆打ち工法では、荷重支持部材の設置（ステップＳ１）、先行躯体及び吊柱の設置（ステップＳ２）、支持フレームの構築（ステップＳ３）を行なう。更に、吊柱を用いて地下の各階の構築（ステップＳ４）、基礎梁の設置（ステップＳ５）を行ない、建物の地下躯体が完成した場合には、支持フレームの撤去処理を行なう（ステップＳ６）。これにより、支持フレームＭＦによって支持された吊柱３１を用いて新規建物の地下躯体を形成することができるので、地下に設置する逆打ち支柱の数を少なくすることができる。

（２）本実施形態の逆打ち工法では、荷重支持部材である外周支柱１２は、新しく構築する建物の地下柱として使用される。これにより、本設用の支柱を、支持フレームＭＦを支持する柱として兼用するため、逆打ち支柱の数を少なくすることができる。

（３）本実施形態の逆打ち工法では、荷重支持部材である外周支柱１２は、土留め壁として機能する壁杭１１と一体化されている。これにより、山留め壁を、支持フレームＭＦを支持する柱として兼用するため、逆打ち支柱の数を少なくすることができる。

（４）本実施形態の逆打ち工法では、支持フレームの構築（ステップＳ３）において、地上１階及び地下１階の間に仮設ブレース２６を配置することにより、トラス梁としての支持フレームＭＦを形成する。この支持フレームＭＦは、地上１階を構成する梁・床２０や地下１階の先行躯体（梁・床２５）等、新規建物に用いられる部材（本設部材）と、仮設ブレース２６で構成されたトラス構造の梁である。これにより、建物に使用される地上１階及び地下１階の先行躯体を有効に利用して、支持フレームＭＦを構成することができる。

（５）本実施形態の逆打ち工法では、既存建物の地下躯体５０を残存した状態で、外周支柱１２及び逆打ち支柱１４を設置し、既存建物の地下躯体５０の所定階層分を解体した後、吊柱３１を延長し、延長した吊柱３１を用いて、新規建物の地下躯体を構築する。これにより、既存の地下躯体を切梁として有効活用しながら、建物の地下躯体を、地上から順に構築することができる。

また、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態の支持フレームＭＦは、新規建物の地上１階と地下１階の躯体を用いて構成した。吊柱３１を支持する支持フレームＭＦを構築する階層は、この構成に限定されない。例えば、地上２階〜地下１階等、逆打ち工法において、地下階を支持するために必要な剛性を有する複数階層に跨る支持フレームＭＦを構築すればよい。また、単階層（例えば地下１階のみや地上２階のみ等）に仮設梁や仮設ブレースを設けて支持フレームＭＦを構築してもよい。更に、支持フレームＭＦを、地上階層のみ（地上１階及び２階）や地下階層のみ（地下１階及び２階）で構築してもよい。
また、支持フレームＭＦの仮設ブレース２６の代わりに、隣接階（例えば新規建物の地上１階及び地下１階）に跨る部材（例えば壁）を補強材として用いてもよい。

・上記実施形態においては、支持フレームＭＦは、新規建物を構築する領域を覆うように配置した。支持フレームＭＦを配置する領域は、これに限定されず、吊柱３１を設ける必要がある領域のみに配置するようにしてもよい。
・上記実施形態においては、地下躯体の構築を繰り返した後、基礎梁３５を構築し、この基礎梁３５の上に各吊柱３１に連結する柱を形成した。上述した逆打ち工法を、建物の地下躯体の一部の階層の構築に適用するようにしてもよい。この場合、地下躯体の上部階を、上述した逆打ち工法によって構築した後に、地下躯体の下部階を、順打ちで構築する。例えば、地下５階の地下躯体を有する建物を構築する場合、地下３階までを、吊柱を用いた逆打ち工法で構築する。その後、基礎梁を設置し、基礎梁を含む地下５階を構築し、その上に地下４階を構築してもよい。

・上記実施形態においては、外周支柱１２を壁杭１１上に形成した。外周支柱１２を補強する補強部材を配置してもよい。この場合、外周支柱１２を外部から押圧（例えば、土圧）を用いる。これにより、支持フレームＭＦ及び吊柱３１の荷重による撓みを抑制することにより補強することができる。

・上記実施形態においては、支持フレームＭＦ及び吊柱３１を、外周支柱１２及び逆打ち支柱１４で支持した。支持フレームＭＦ及び吊柱３１を支持する荷重支持部材は、これらの柱に限定されるものではない。例えば、逆打ち支柱１４を省略して、外周支柱１２のみにより荷重支持部材を構成してもよい。更に、新規建物に使用しない仮設の柱を荷重支持部材として用いてもよい。

・上記実施形態の逆打ち工法においては、既存の地下躯体５０を存置した状態で、新規建物の地下躯体を構成したが、既存の地下躯体５０がない場合にも適用することができる。例えば、更地の状態で、逆打ち工法を用いて建物を構築する場合にも適用することができる。

ＭＦ…支持フレーム、１１…壁杭、１２…外周支柱、１３…アースドリル杭、１４…逆打ち支柱、２０，２５，２７…梁・床、２６…仮設ブレース、３１…吊柱、３５…基礎梁、４０…地上躯体、５０…地下躯体、５１…仮設壁、５２…仮設補強材。

Claims (4)

1. 複数の荷重支持部材を打ち込んだ後、前記荷重支持部材を用いて、建物の先行躯体を形成し、
   前記先行躯体を用いて、支柱支持梁を形成し、
   前記支柱支持梁に、吊柱を吊り下げ、
   前記吊柱を用いて、前記建物における前記先行躯体よりも下層階の地下躯体を構築することを特徴とする逆打ち工法。
2. 前記荷重支持部材は、前記建物に用いる本設用の支柱であることを特徴とする請求項１に記載の逆打ち工法。
3. 前記荷重支持部材は、山留め壁であることを特徴とする請求項１に記載の逆打ち工法。
4. 既存の地下躯体を残存した状態で、前記荷重支持部材を設置し、
   前記既存の地下建物の所定階層分を解体した後、前記吊柱を延長し、
   前記延長した吊柱を用いて、前記建物の地下躯体を構築することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の逆打ち工法。