JP2020070701A - 地下構造体、建物、および地下構造体の構築方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この逆打ち工法では、地中に杭を打設するとともにこの杭に構真柱を建て込んで、構真柱を杭に一体化させる。次に、構真柱の上端付近に例えば1階の床および梁を先行床として構築する。次に、先行床より下の地下躯体を構築するとともに、先行床より上の地上躯体を構築する。よって、先行床を挟んで上下の躯体を同時に構築できるから、工期を大幅に短縮できる。
ところで、地上躯体の外周部の剛性が高いアウトブレース構造の建物が知られている(特許文献2、3参照)。このような建物では、地上躯体の外周部の重量が大きくなるため、地下躯体の外周部に大きな鉛直荷重が作用する。
このような地下躯体を逆打ち工法により構築すると、大きな荷重が作用する外周部の杭の本数を多くしたり、杭の支持力を増大させたりする必要が生じて、施工コストが増大する、という問題があった。
この発明によれば、地下構造体のうち大きな鉛直荷重が作用する部分を、直接基礎を有する外側構造体とすることで、杭の本数を削減して、施工コストを低減できる。
ここで、外側構造体を順打ち工法で構築したので、外側構造体の基礎を、杭基礎ではなく、直接基礎とすることができる。
ここで、構真柱を有する杭としては、例えば、プレボーリング杭、場所打ち杭が挙げられる。
また、外側山留め壁としては、例えば、親杭横矢板、鋼矢板、ソイルセメント柱列壁、鋼製あるいは鉄筋コンクリート造の地中連続壁が挙げられる。また、本発明には、地下構造体の外周壁の外側に外側山留め壁を別体として構築する場合だけではなく、地下構造体の外周壁の一部あるいは全部を外側山留め壁として利用する場合も含まれる。
また、内側山留め壁としては、例えば、親杭横矢板、鋼矢板、ソイルセメント柱列壁が挙げられる。
また、直接基礎体は、本設の直接基礎の一部あるいは全部でもよいし、仮設のコンクリートブロックでもよい。
また、柱体は、所定階の床躯体を支持できる構造であればよく、仮設柱でもよいし、複数本の本設柱のうちの一部あるいは全部でもよい。あるいは、柱体を、鉄骨鉄筋コンクリート造の本設柱に埋設されるクロスH形鋼などの鉄骨柱とし、所定階の床躯体を構築した後、この鉄骨柱の周囲に配筋してコンクリートを打設してもよい。
また、本発明では、内側エリアでは、杭および構真柱に支持させて所定階の床躯体を構築する(逆打ち工法)。一方、外側エリアでは、外側山留め壁と内側山留め壁との間に支保工を架設しながら床付面まで地盤を掘削し、次に、直接基礎体を構築して、この直接基礎体上に所定階レベルまでの柱体の構築を一気に行い、この柱体に支持させて所定階の床躯体を構築する(順打ち工法)。これにより、内側エリアおよび外側エリアの所定階の床躯体が完成し、地下と地上とが床躯体で仕切られる。よって、地下躯体工事を行いつつ、地上躯体工事を開始できるので、建物を短工期で構築できる。
また、第2工程では、外側エリアにおいて、外側山留め壁と内側山留め壁との間に支保工を架設しながら地盤を掘削する。このとき、掘削対象である外側エリアが帯状となるので、外側エリアを複数の工区に適宜分割して、工区毎に順次掘削を進めることで、効率的に掘削できる。また、外側エリアが帯状となるため、外側山留め壁と内側山留め壁との狭い範囲に、比較的短い切梁を架設すればよいので、仮設材のコストを低減できる。
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係る建物1の模式的な縦断面図である。図2は、建物1の地下躯体10の模式的な横断面図である。
建物1は、鉄骨鉄筋コンクリート造の地下構造体としての地下躯体10と、この地下躯体10の上に構築される地上構造体としての地上躯体11と、を備える。
この地上躯体11は、外周部の剛性が高いアウトブレース構造で鉄骨造の超高層であり、地上躯体11の構築を早期に開始することが要請されている。
地上躯体11がアウトブレース構造であるため、地下躯体10の外周部10Bに作用する鉛直荷重は、中央部10Aに作用する鉛直荷重よりも大きくなっている。
まず、平面視で、地下躯体10の中央部10Aが構築されるエリアを内側エリアとしての中央エリア20Aとし、外周部10Bが構築されるエリアを外側エリアとしての外周エリア20Bとする(図2参照)。この外周エリア20Bは、中央エリア20Aを囲む環状である。
ステップS2では、図5および図6に示すように、中央エリア20Aにおいて、杭12および構真柱21に支持させて1階床躯体15Aを構築し、外周エリア20Bにおいて、外側山留め壁30と内側山留め壁31との間に支保工32を架設しながら床付面33まで地盤2を掘削する。
具体的には、中央エリア20Aにおいて、上層から下層に向かって掘削しながら中央部10Aの残りの躯体を構築する。一方、外周エリア20Bにおいて、中央部10Aの躯体の構築時期に合わせて、上層から下層に向かって内側山留め壁31および支保工32を解体しながら、外周部10Bの残りの躯体を構築する。これにより、各階の床躯体15を上層から下層に向かって構築し、各階の床躯体15が支保工の役割を果たす。なお、図8では、地下2階床レベルまで柱14および床躯体15を構築した状態を示している。
(1)地上躯体11がアウトブレース構造であるため、地下躯体10の外周部10Bに大きな鉛直荷重が作用するが、この外周部10Bを直接基礎としたので、杭の本数を削減して、施工コストを低減できる。
(2)中央エリア20Aでは、杭12および構真柱21に支持させて1階の床躯体15Aを構築する(逆打ち工法)。一方、外周エリア20Bでは、外側山留め壁30と内側山留め壁31との間に支保工32を架設しながら床付面33まで地盤を掘削し、次に、べた基礎13の一部を構築し、このべた基礎13の上に1階レベルまでの一部の鉄骨柱22の建方を一気に行い、この鉄骨柱22に支持させて1階の床躯体15Bを構築する(順打ち工法)。これにより、中央エリア20Aおよび外周エリア20Bの1階床躯体15が完成し、地下と地上とが1階床躯体15で仕切られる。よって、地下躯体工事を行いつつ、地上躯体工事を開始でき、建物1を短工期で構築できる。
また、ステップS2では、外周エリア20Bにおいて、外側山留め壁30と内側山留め壁31との間に支保工32を架設しながら地盤2を掘削する。このとき、図6に示すように、掘削対象である外周エリア20Bが帯状であるので、外周エリア20Bを複数の工区に適宜分割して、工区毎に順次掘削を進めることで、効率的に掘削できる。また、外周エリア20Bが帯状となるため、外側山留め壁30と内側山留め壁31との狭い範囲に、比較的短い切梁を架設すればよいので、仮設材のコストを低減できる。
本実施形態では、ステップS4の内容が第1実施形態と異なり、その他のステップS1〜S3は、第1実施形態と同様の構成である。
すなわち、本実施形態のステップS4では、地上では、地上躯体11の構築を開始する。一方、地下では、まず、図9に示すように、外周エリア20Bにおいて、地下各階の床躯体15を構築する。これにより、床躯体15を環状の迫り持ち切梁として機能させる。次に、中央エリア20Aにおいて、地盤2を床付面33まで掘削して、下層から上層に向かって中央部10Aの残りの躯体を構築する。また、外周エリア20Bにおいて、内側山留め壁31および支保工32を解体しながら、外周部10Bの残りの躯体を構築する。
(4)地下と地上とを1階床躯体15で仕切った後、外周エリア20Bにおいて、地下各階の床躯体15を構築して、これら床躯体15を環状の迫り持ち切梁として機能させる。これにより、中央エリア20Aの地盤2に側圧が作用しなくなるので、中央エリア20Aにおいて、地盤2を床付面まで一気に掘削し、中央部10Aの残りの躯体を下層から上層に向かって順打ちで構築する。よって、中央部10Aの残りの躯体を効率良く構築できる。
例えば、本実施形態では、既存の地下構造物が存在しない地盤2に地下躯体10を構築したが、これに限らず、既存の地下構造物が存在する地盤についても、本発明を適用できる。
また、上述の各実施形態では、外側構造体としての外周部10Bを、内側構造体としての中央部10Aの四方を囲む環状としたが、これに限らない。例えば、図10(a)に示すように、外側構造体40Bを、内側構造体40Aの三方を囲むように設けてもよいし、図10(b)に示すように、外側構造体50Bを、内側構造体50Aを両側から挟むように設けてもよい。
10…地下躯体(地下構造体) 10A…中央部(内側構造体)
10B…外周部(外側構造体)
11…地上躯体(地上構造体) 12…杭(杭基礎) 13…べた基礎(直接基礎)
14…柱 15…床躯体
15A…中央部の床躯体 15B…外周部の床躯体
20A…中央エリア(内側エリア) 20B…外周エリア(外側エリア)
21…構真柱 22…鉄骨柱(柱体)
30…外側山留め壁 31…内側山留め壁 32…支保工 33…床付面
40A、50A…内側構造体 40B、50B…外側構造体
Claims (6)
- 平面視で、杭基礎を有する内側構造体と、当該内側構造体の外側に構築されて直接基礎を有する外側構造体と、を備えることを特徴とする地下構造体。
- 地下構造体と、当該地下構造体の上に構築された地上構造体と、を備え、
当該地上構造体は、アウトブレース構造であり、
前記地下構造体は、平面視で、杭基礎を有する内側構造体と、当該内側構造体の周囲に環状に構築されて直接基礎を有する外側構造体と、を備えることを特徴とする建物。 - 地下構造体の構築方法であって、
当該地下構造体を、平面視で、内側エリアに構築されて杭基礎を有する内側構造体と、外側エリアに構築されて直接基礎を有する外側構造体と、を含んで構成し、
前記内側エリアにおいて、前記内側構造体を逆打ち工法により構築し、前記外側エリアにおいて、前記外側構造体を順打ち工法により構築することを特徴とする地下構造体の構築方法。 - 地下構造体の構築方法であって、
前記地下構造体を、平面視で、内側エリアに構築される内側構造体と、前記内側エリアの外側の外側エリアに構築される外側構造体と、を含んで構成し、
外側山留め壁を構築するとともに、前記内側エリアにおいて、地盤中に構真柱を有する杭を構築し、前記外側エリアにおいて、前記内側エリアとの境界に内側山留め壁を構築する第1工程と、
前記内側エリアにおいて、前記構真柱に支持させて所定階の床躯体を構築し、前記外側エリアにおいて、前記外側山留め壁と前記内側山留め壁との間に支保工を架設しながら床付面まで地盤を掘削する第2工程と、
前記外側エリアにおいて、直接基礎体を構築し、当該直接基礎体上に柱体を構築し、当該柱体に支持させて前記内側エリアの所定階の床躯体に連続する床躯体を構築する第3工程と、
前記内側エリアにおいて、地盤を掘削して前記内側構造体の残りの躯体を構築するとともに、前記外側エリアにおいて、前記内側山留め壁および前記支保工を解体しながら前記外側構造体の残りの躯体を構築する第4工程と、を備えることを特徴とする地下構造体の構築方法。 - 前記第4工程では、前記内側エリアにおいて、上層から下層に向かって掘削しながら前記内側構造体の残りの躯体を構築するとともに、前記外側エリアにおいて、前記内側構造体の躯体の構築時期に合わせて、上層から下層に向かって前記内側山留め壁および前記支保工を解体しながら前記外側構造体の残りの躯体を構築することを特徴とする請求項4に記載の地下構造体の構築方法。
- 前記外側エリアは、前記内側エリアの周囲の環状のエリアであり、
前記第4工程では、前記外側エリアにおいて、前記外側構造体の地下各階の床躯体を構築し、その後、前記内側エリアにおいて、地盤を床付面まで掘削して、下層から上層に向かって前記内側構造体の残りの躯体を構築することを特徴とする請求項4に記載の地下構造体の構築方法。
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