JP2018188816A - 建物構築方法及び建物の構造 - Google Patents

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【課題】既存建物の一部を用いて、柱を任意の位置に配置可能な建物を構築することができる建物構築方法及び建物の構造を提供する。【解決手段】逆打ち支柱38を建て込むための既存躯体20の領域を解体し、既存躯体20の基礎スラブ26の上に人工地盤層30を形成する。人工地盤層30は、軸力伝達部材31をケミカルアンカーで既存躯体20の基礎梁28に固定することにより形成されている。そして、人工地盤層30の上に逆打ち支柱38を建て込み、この逆打ち支柱38を用いて新築躯体40を構築する。【選択図】図1

Description

本発明は、既存建物の一部を用いて新築建物を構築する建物構築方法及び建物の構造に関する。
従来、工期短縮を目的として、建物の地下構造体を上から下に向かって作る逆打ち工法が知られている(例えば、非特許文献1参照。)。逆打ち工法においては、逆打ち支柱を予め地中に埋め込み、逆打ち支柱を支えにして1階床を構築し、その後、地中の上階から下階へと工事を行なう。この場合、仮設荷重を含め、逆打ち支柱への軸力が大きくなり、場所打ち杭を介して支持層に軸力を伝達する必要がある。
既存建物が建っている敷地に、新築建物を逆打ち工法で構築する場合には、既存の地下躯体を解体撤去し、逆打ち支柱を支持する場所打ちコンクリート杭を構築することが多い。この場合、工期とコストが課題になる。
そこで、既存建物の既存杭を残した状態で、新設建物の新設杭を設けて、逆打ち工法によって新設建物を構築する建物構築方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。この文献に記載の技術においては、既存建物の既存杭を残した状態で、新設建物の新設杭を設け、新設杭にのみに荷重を負担させた状態で新設建物を構築する。この場合、地下部分の構築過程で、既存杭の支持力を超えない範囲で既存杭にも荷重を負担させる。
また、既存建物の既存基礎や耐圧版を解体する場合、地下水が侵入する可能性もある。そこで、地下水の浸入回避のために、既存躯体内部を流動化処理土等で埋戻す場合もある。
図9(a)に示すように、止水壁11に囲まれた既存躯体20の下方階の空間を流動化処理土81で埋戻し、その上方に仮設壁83やサポート84を設置する。この図においては、地下2階の床スラブ23よりも下方の既存躯体20の空間を流動化処理土81で埋戻している。
次に、図9(b)に示すように、既存杭15が設けられた領域の一部をCD工法等で掘削した後、この領域に新築杭85を打設し、この新築杭85に逆打ち支柱88を建て込む。
そして、逆打ち工法と同様に、既存躯体20を上方から解体しながら、新築建物90の躯体の構築を繰り返す。
この結果、図9(c)に示すように、止水壁11及び既存躯体20の外壁の内側に、逆打ち工法によって、新築建物90を構築する。この新築建物90は、1階の床スラブ91、地下1階の床スラブ92、地下2階の床スラブ93及び基礎スラブ95を備えて完成する。
特開2010−275708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29年4月24日検索]、インターネット、<URL:http://www.skytree-obayashi.com/technique/glossary/>
図9に示した建物構築方法においては、地下水の浸入回避のために用いた流動化処理土は、既存建物の解体後、産業廃棄物として処理する必要がある。このための工程とコストが負担となっていた。また、この建物構築方法では、既存躯体と新築柱位置との干渉具合によっては、膨大な工期とコストが必要となっていた。
・上記課題を解決するための建物構築方法は、既存建物を利用して、新築建物を構築する建物構築方法であって、前記既存建物の既存杭の上の前記既存建物の地下躯体の基礎梁に連結されて、逆打ち支柱の軸力を伝える軸力伝達部材を構築し、前記軸力伝達部材の上に、前記逆打ち支柱を建て込み、前記逆打ち支柱を用いた逆打ち工法により、前記新築建物の地下躯体を構築する。これにより、逆打ち支柱の軸力を、軸力伝達部材、既存建物の地下躯体の基礎梁を介して既存杭に伝えることができ、既存建物の地下躯体の一部及び既存杭をそのまま利用できるので、既存躯体の解体や撤去にかかる工期やコストを削減することができる。更に、軸力伝達部材の上の任意の位置に新築建物の逆打ち支柱を配置するので、工期とコストを増大させることなく新築建物の柱を任意に配置することができる。また、既存建物の地下躯体の一部をそのまま再利用することにより、地下水浸入等を抑制することができる。
・上記建物構築方法において、前記軸力伝達部材の直上に、前記逆打ち支柱を載置し、前記逆打ち支柱の位置ずれ防止部材を配置することにより、前記逆打ち支柱を建て込むことが好ましい。これにより、軸力伝達部材の直上に逆打ち支柱を効率的に建て込むことができる。
・前記軸力伝達部材は、前記基礎梁を連結する鉄筋コンクリート製の部材、又は鉄骨製の部材であることが好ましい。これにより、効率的に軸力伝達部材を形成することができる。
・上記課題を解決するための建物の構造は、既存建物の既存杭の上の前記既存建物の地下躯体の基礎梁に連結されて、逆打ち支柱の軸力を伝える軸力伝達部材を構築し、前記軸力伝達部材の上に建て込まれた前記逆打ち支柱を用いた逆打ち工法により構築された地下躯体を備えた。これにより、新築建物の荷重を、軸力伝達部材、既存建物の地下躯体の基礎梁を介して既存杭に伝えることができ、既存建物の地下躯体の一部をそのまま利用しながら、柱を任意の位置に配置できる建物とすることができる。
本発明によれば、既存建物の一部を用いて、柱を任意の位置に配置可能な建物を構築することができる。
本実施形態の建物構築方法によって構築された建物の概略断面図。 本実施形態の建物構築方法を説明する要部の概略断面図であって、(a)は工事前の既存建物の状態、(b)は既存建物の一部を解体した状態、(c)は軸力伝達部材を配置した状態を示す。 本実施形態の建物構築方法における軸力伝達部材を説明する要部の平面断面図。 本実施形態の建物構築方法における軸力伝達部材を説明する要部の概略断面図。 本実施形態の建物構築方法を説明する要部の概略断面図であって、(a)はサポートを取り付けた状態、(b)は逆打ち支柱を建て込んだ状態、(c)は既存建物の地下1階立上部分を解体した状態、(d)は新築建物の地下1階の構築途中の状態、(e)は既存建物の地下2階空間を解体した状態、(f)は新築建物の地下2階の構築途中の状態を示す。 本実施形態の建物構築方法を説明する要部の概略断面図であって、(a)は人工地盤層より上の既存建物を解体した状態、(b)は新築建物の基礎梁と最下階を構築した状態、(c)は新築建物を構築した状態を示す。 変更例における空間内において鉄骨で軸力伝達部材を配置する場合の要部の概略断面図。 変更例における空間上部において軸力伝達部材を配置する場合の要部の概略断面図。 従来技術における建物構築方法を説明する要部の概略断面図であって、(a)は既存躯体内を埋戻して仮設壁等を配置した状態、(b)は新築建物の逆打ち支柱を建て込んだ状態、(c)は新築建物を構築した状態を示す。
以下、図1〜図6を用いて、建物構築方法及び建物の構造を具体化した一実施形態を説明する。本実施形態では、既存建物の躯体(既存躯体)の一部を利用して、逆打ち工法によって、新築建物の躯体(新築躯体)を構築する。
図1は、本実施形態の建物構築方法により構築した建物の地下躯体10の側面断面図を示している。
この建物の地下躯体10は、地面G1以下で、止水壁11に囲まれた空間に構築される。
止水壁11内の空間には、既存建物を支える複数の既存杭15が、離散して配置される。既存杭15の上には、人工地盤層30が形成されている。この人工地盤層30は、既存躯体20の基礎梁28を用いて形成されている。この人工地盤層30は、新築躯体40の基礎スラブ46よりも下に位置し、この基礎スラブ46に対して地盤のように機能する軸力伝達層である。人工地盤層30の上には、新築躯体40が構成されている。新築躯体40の外周には、止水壁11よりも内側に、既存躯体20の地下外壁が配置されている。
新築躯体40は、1階の床スラブ41、地下1階の床スラブ42、最下階(ここでは地下2階)の床スラブ45、基礎スラブ46、柱48、及び基礎梁49を備えている。柱48、基礎梁49及びこれらの仕口部は、鉄骨鉄筋コンクリートで構成されており、鉄骨からなる逆打ち支柱38の周りを鉄筋コンクリートで補強している。なお、基礎梁49間には、ピット(空間)が形成されている。
次に、図2〜図6を用いて、上述した建物の地下躯体10の構築方法について説明する。まず、既存杭15の健全性を確認する。そして、既存杭15が健全な場合に、以下の構築方法によって地下躯体10を構築する。
図2(a)は、工事前の既存躯体20を示している。既存躯体20は、止水壁11に囲まれており、既存杭15の上に構築されている。既存躯体20は、1階の床スラブ21、地下1階の床スラブ22、地下2階の床スラブ23、最下階(ここでは地下3階)の床スラブ25、既存建物の基礎スラブ26及び基礎梁28を備える。
図2(b)に示すように、逆打ち支柱38を建て込む位置の既存躯体20の領域A1を解体する。具体的には、既存躯体20の最下階の床スラブ25までの領域A1と、人工地盤層30を形成するための最下階の床スラブ25とを解体する。なお、基礎スラブ26及び基礎梁28は残しておく。
次に、図2(c)に示すように、基礎スラブ26の上に人工地盤層30を形成する。この人工地盤層30は、既存躯体20の基礎梁28を連結する鉄筋コンクリート製の軸力伝達部材31を備える。この軸力伝達部材31は、逆打ち支柱38の軸力を基礎梁28に伝達する。この軸力伝達部材31は、既存躯体20の基礎梁28間に配筋を行ない、基礎梁28間のピット(空間)にコンクリートを打設した鉄筋コンクリートにより構成される。
図3は、既存躯体20の基礎梁28と、逆打ち支柱38と、人工地盤層30を構成する軸力伝達部材31との位置関係を示す平面図である。ここで、十字印は、逆打ち支柱38を設置する位置を示している。そして、この逆打ち支柱38が配置される位置を取り囲む既存躯体20の基礎梁28を連結するように、これら基礎梁28に区画されている空間(ピット)内に、軸力伝達部材31を構築する。なお、図2(c)に示すように、軸力伝達部材31のコンクリート打設時には、逆打ち支柱38の位置ずれ及び転倒防止のためのアンカーボルト37の下端部を軸力伝達部材31に埋設しておく。
図4は、軸力伝達部材31の断面図である。図4に示すように、軸力伝達部材31は、面形状であって、基礎スラブ26上の複数(四方)の基礎梁28を連結する。軸力伝達部材31は、複数の主筋に複数のあばら筋を組んだ鉄筋31Rをピット内に配筋し、コンクリート31cを打設した鉄筋コンクリートで構築される。この軸力伝達部材31は、ケミカルアンカー35を用いて、基礎梁28に固定する。この場合、逆打ち支柱38(柱48)に加わる荷重(軸力)は、点線の矢印に示すように、支持層SL1に伝達される。具体的には、軸力は、逆打ち支柱38から、軸力伝達部材31、逆打ち支柱38の周囲に位置する基礎梁28、基礎スラブ26、既存杭15を介して、支持層SL1に伝達される。
次に、図5(a)に示すように、サポート50を設置する。このサポート50は、既存躯体の1階床を施工地盤として利用するために、領域A1等を解体した既存躯体20を補強する。
次に、図5(b)に示すように、逆打ち支柱38を建て込む。具体的には、逆打ち支柱38を、建て込む位置の人工地盤層30(軸力伝達部材31)の直上に載置する。この場合、逆打ち支柱38の位置ズレ及び転倒を防止のために、逆打ち支柱38を、アンカーボルト37及びズレ止め39に係合させて支持する。ズレ止め39は、既存躯体20にアンカーボルト(図示せず)を介して固定されており、例えば、逆打ち支柱38の外周面を複数の溝型鋼で挟み込んで構成されている。なお、アンカーボルト37及びズレ止め39が逆打ち支柱の位置ずれ防止部材として機能する。
次に、図5(c)に示すように、既存躯体20の1階の床スラブ21及び地下1階の柱を解体する。この場合、既存躯体20の地下1階の外壁は残存させておく。
次に、図5(d)に示すように、既存躯体20を解体した深さまで新築躯体40を構築する。具体的には、新築躯体40の1階の床スラブ41と、新築躯体40の柱48の地下1階の途中までの柱部分48aと、新築壁とを構築する。この場合、柱部分48aは、逆打ち支柱38の周囲に鉄筋コンクリート打設することにより構築される。なお、新築躯体40の構築に従って、新築躯体40の荷重の軸力により、逆打ち支柱38は、人工地盤層30(軸力伝達部材31)に固定される。
次に、図5(e)に示すように、既存躯体20の地下1階の床スラブ22及び地下2階の柱を解体する。この場合も、既存躯体20の地下2階の外壁は残存させておく。
次に、図5(f)に示すように、既存躯体20を解体した深さまで新築躯体40を構築する。具体的には、新築躯体40の柱48の地下1階までの部分と、新築躯体40の地下1階の床スラブ42と、新築躯体40の柱48の地下2階の途中までの柱部分48bを構築する。
次に、図6(a)に示すように、既存躯体20の地下2階の床スラブ23〜人工地盤層30(軸力伝達部材31)の上の既存躯体20を解体する。この場合も、既存躯体20の地下外壁は残存させておく。
次に、図6(b)に示すように、人工地盤層30(軸力伝達部材31)の上に、新築躯体40の基礎スラブ46を構築し、基礎スラブ46の上に基礎梁49を構築する。この基礎梁49は、逆打ち支柱38の周囲や新築建物の構造上必要な位置に、鉄筋コンクリート打設することにより構築される。そして、基礎梁49に、新築躯体40の地下2階の床スラブ45を構築し、更に新築壁を構築する。
次に、図6(c)に示すように、新築躯体40の地下2階部分を構築する。具体的には、新築躯体40の柱部分48bと、最下階(地下2階)の床スラブ45との間の柱部分を構築し、柱48を完成させる。
以上により、建物の地下躯体10が完成する。
本実施形態によれば、以下のような作用及び効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、既存躯体20の基礎梁28を連結する軸力伝達部材31を構築し、この軸力伝達部材31の上に逆打ち支柱38を建て込み、この逆打ち支柱38を用いて新築躯体40を構築する。これにより、逆打ち支柱38の軸力を、軸力伝達部材31、既存躯体20の基礎梁28を介して既存杭15に伝えることができ、既存躯体20の一部及び既存杭15をそのまま利用できるので、既存躯体20の解体や撤去にかかる工期やコストを削減することができる。この場合、既存躯体20を利用するので、地下水浸入を抑制することができる。更に、軸力伝達部材31の上に逆打ち支柱38を配置するので、新築建物の柱48を任意の位置に配置でき、新築躯体40のレイアウトの自由度を高めることができる。
(2)本実施形態では、人工地盤層30を構成する軸力伝達部材31を、新築躯体40の柱48が配置される位置を含む既存躯体20の空間(ピット)に構築する。また、軸力伝達部材31は、ケミカルアンカー35を用いて、基礎梁28に固定する。これにより、逆打ち支柱38からの軸力を、確実に支持層SL1に伝達することができる。
(3)本実施形態では、軸力伝達部材31の直上に、逆打ち支柱38を載置する。更に、逆打ち支柱38を、軸力伝達部材31に埋設したアンカーボルト37や既存躯体20に固定されたズレ止め39で支持する。これにより、逆打ち支柱38を軸力伝達部材31の上に効率的に建て込むことができる。
また、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、人工地盤層30において、軸力伝達部材31を、ケミカルアンカー35を用いて基礎梁28に固定した。軸力を伝達する部材であれば、軸力伝達部材31を基礎梁28に固定する部材は、ケミカルアンカー35に限られず、他の種類のアンカーを用いてもよい。
・上記実施形態において、基礎梁28に連結されて逆打ち支柱38の軸力を伝える軸力伝達部材31は、鉄筋コンクリートで形成したが、鉄筋コンクリート製に限定されるものではない。例えば、鉄骨等のように、逆打ち支柱38の軸力を、既存躯体20の基礎梁28及び既存杭15を介して支持層SL1に伝達できる部材であればよい。
図7に示す人工地盤層60は、既存躯体20の基礎梁28に囲まれた空間内に、ボルト等の固定部材65を介して取り付けられた軸力伝達部材61で構成される。この場合においても、逆打ち支柱38の軸力を、支持層SL1に伝達することができる。
更に、軸力伝達部材61は、四方の基礎梁28に取り付ける形状に限らず、複数の線状の梁(軸力伝達部材)を、同じ基礎梁28に平行に取り付ける構成で配置してもよい。
・上記実施形態において、人工地盤層30を構成する軸力伝達部材31を、基礎梁28に囲まれた空間内に配置した。人工地盤層30を構成する軸力伝達部材は、既存躯体20の基礎梁28に囲まれた空間外に設けてもよい。
例えば、図8に示す人工地盤層70は、既存躯体20の基礎梁28に囲まれた空間の上部に鉄骨製の軸力伝達部材71を配置する。そして、軸力伝達部材71を固定部材75で固定する。この場合においても、逆打ち支柱38(柱48)の軸力を支持層SL1に伝達することができる。
A1…領域、SL1…支持層、10…地下躯体、11…止水壁、15…既存杭、20…既存躯体、21,22,23,25,41,42,45…床スラブ、26,46…基礎スラブ、28…基礎梁、30,60,70…人工地盤層、31,61,71…軸力伝達部材、31c…コンクリート、31R…鉄筋、35…ケミカルアンカー、38…逆打ち支柱、40…新築躯体、48…柱、48a,48b…柱部分、49…基礎梁、50,84…サポート、65,75…固定部材、81…流動化処理土、83…仮設壁、85…新築杭、88…逆打ち支柱、90…新築建物。

Claims (4)

  1. 既存建物を利用して、新築建物を構築する建物構築方法であって、
    前記既存建物の既存杭の上の前記既存建物の地下躯体の基礎梁に連結されて、逆打ち支柱の軸力を伝える軸力伝達部材を構築し、
    前記軸力伝達部材の上に、前記逆打ち支柱を建て込み、前記逆打ち支柱を用いた逆打ち工法により、前記新築建物の地下躯体を構築することを特徴とする建物構築方法。
  2. 前記軸力伝達部材の直上に、前記逆打ち支柱を載置し、前記逆打ち支柱の位置ずれ防止部材を配置することにより、前記逆打ち支柱を建て込むことを特徴とする請求項1に記載の建物構築方法。
  3. 前記軸力伝達部材は、前記基礎梁を連結する鉄筋コンクリート製の部材、又は鉄骨製の部材であることを特徴とする請求項1又は2に記載の建物構築方法。
  4. 既存建物の既存杭の上の前記既存建物の地下躯体の基礎梁に連結されて、逆打ち支柱の軸力を伝える軸力伝達部材を構築し、
    前記軸力伝達部材の上に建て込まれた前記逆打ち支柱を用いた逆打ち工法により構築された地下躯体を備えたことを特徴とする建物の構造。
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