JP2020084579A

JP2020084579A - 構真柱支持方法

Info

Publication number: JP2020084579A
Application number: JP2018220543A
Authority: JP
Inventors: 佐藤俊介; Shunsuke Sato
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 2018-11-26
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2038-11-26
Also published as: JP7037472B2

Abstract

【課題】後に構築する新設基礎と既存耐圧盤との設置レベルの差を利用した合理的な改良により、構真柱の大きな軸力を平面的に分散させた状態で既存耐圧盤の下方の支持部に支持させる。【解決手段】後に構築する新設基礎５１に定着される構真柱７を、新設基礎５１の設置予定箇所よりも下方の既存耐圧盤２を介して当該既存耐圧盤２の下方の支持部１３に支持させる構真柱支持方法であって、既存耐圧盤２の上面部と構真柱７の下端部との間の空間に充填材８を充填し、当該充填材８を介して構真柱７の軸力を平面的に分散させた状態で既存耐圧盤２に伝達する。【選択図】図５

Description

本発明は、例えば、地下構造体を備えた既存構造物を解体し、その解体後に残置された既存耐圧盤の上方に新設構造物を構築する建替工事において、後に構築する新設基礎に定着される構真柱を仮設で支持する構真柱支持方法に関する。

上述の構真柱支持方法として、特許文献１の建物躯体の構築方法において開示されている構真柱支持方法と、特許文献２の柱と底盤との接合構造において開示されている新設柱（構真柱）支持方法と、が存在する。
特許文献１では、後に基礎梁６に定着される構真柱２を仮設で支持するにあたり、構真柱２の下端部を既存耐圧盤である既存基礎スラブ５の上面部に載置し、構真柱２の軸力を既存基礎スラブ５に直接的に伝達する支持方法が開示されている。
特許文献２では、後に新設底盤４に定着される新設柱２を仮設で支持するにあたり、新設柱（構真柱）２の下端部に、新設柱２の横断面積よりも広い接地面積を有する平面視十字状のシアーヘッド３を取付け、この新設柱２のシアーヘッド３を既存底盤１の上面部に載置し、新設柱２の軸力をシアーヘッド３を介して既存底盤１に直接的に伝達する支持方法が開示されている。

特開平１１−０６２２４７号公報特開２００３−０２７５９１号公報

特許文献１の構真柱支持方法では、構真柱２の大きな軸力が既存耐圧盤である既存基礎スラブ５に直接的に伝達されるので、既存基礎スラブ５が破壊される虞がある。また、特許文献２の新設柱（構真柱）支持方法においては、新設柱２の軸力は、新設柱２の横断面積よりも広い接地面積を有するシアーヘッド３を介して幾分か平面的に分散された状態で既存耐圧盤である既存底盤１に伝達されるものの、新設柱２の大きな軸力が既存底盤１に直接的に伝達されるので、既存底盤１が破壊される虞がある。そのため、いずれの支持方法においても、既存耐圧盤（既存基礎スラブ５や既存基礎スラブ５）が破壊されると、例えば、地下水位が既存耐圧盤よりも高い場合に地下水が湧出したりする等の問題が生じることが考えられる。

また、特許文献２の新設柱（構真柱）支持方法では、新設柱２の下端部に取付けられた平面視十字状のシアーヘッド３が新設底盤４内に埋設されることになる。そのため、シアーヘッド３により新設底盤４のコンクリートの欠損が生じたり、シアーヘッド３が新設底盤４の配筋の邪魔になって、新設底盤４の配筋を適切且つ効率良く行うことができない不都合もある。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、後に構築する新設基礎と既存耐圧盤との設置レベルの差を利用した合理的な改良により、構真柱の大きな軸力を平面的に分散させた状態で既存耐圧盤の下方の支持部に支持させることのできる構真柱支持方法を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、後に構築する新設基礎に定着される構真柱を、新設基礎の設置予定箇所よりも下方の既存耐圧盤を介して前記既存耐圧盤の下方の支持部に支持させる構真柱支持方法であって、
前記既存耐圧盤の上面部と前記構真柱の下端部との間の空間に充填材を充填し、当該充填材を介して前記構真柱の軸力を平面的に分散させた状態で前記既存耐圧盤に伝達する点にある。

上記構成によれば、既存耐圧盤の上面部と構真柱の下端部との間の空間に充填した充填材を介して構真柱の軸力を平面的に分散することで、既存耐圧盤の破壊を回避しながら、構真柱を既存耐圧盤の下方の支持部に支持させることができる。また、後に構築する新設基礎と既存耐圧盤との設置レベルの差を利用して構真柱の軸力を平面的に分散するための充填材の充填高さを確保することができる。

本発明の第２特徴構成は、前記充填材が、前記既存耐圧盤の上面から既存基礎梁の天端までの既存基礎ピット空間に充填される点にある。

上記構成によれば、既存基礎ピット空間に充填材を充填することで、その充填材の上面のレベルを容易且つ高精度に揃えることができる。これにより、充填材の上面のレベルを据え付け面にし、多数の構真柱を容易且つ高精度に設置することができるとともに、充填材の上面のレベルを作業床として利用することができる。しかも、充填材の充填高さが既存基礎梁の高さに相当する大きな高さとなり、構真柱の軸力の分散効果を良好に得ることができる。さらに、既存基礎ピット空間に充填された充填材を既存基礎梁で拘束することができるので、構真柱の軸力による充填材の崩壊を抑制して軸力の分散効果を適切に維持することができる。

本発明の第３特徴構成は、前記既存基礎ピット空間のうち、前記構真柱から軸力が伝達される第１領域には、前記充填材として高強度側の第１充填材が充填され、前記既存基礎ピット空間のうち、前記構真柱から軸力が伝達されない第２領域には、前記充填材として低強度側の第２充填材が充填される点にある。

上記構成によれば、既存基礎ピット空間に充填材を充填して上面のレベルを揃えるにあたり、構真柱から軸力が伝達される第１領域には、高強度側の第１充填材を使用することで、構真柱から軸力を適切に伝達することができる。他方、構真柱から軸力が伝達されない第２領域には、低強度側の第２充填材を使用することで、材料コストを抑制することができる。しかも、既存基礎ピット空間において、構真柱から軸力が伝達される第１領域だけでなく、構真柱から軸力が伝達されない第２領域にも充填材を充填するので、既存基礎梁にて充填材を一層適切に拘束することができ、構真柱の軸力による充填材の崩壊を一層抑制して軸力の分散効果を一層適切に維持することができる。

本発明の構真柱支持方法を示す構真柱の建て込み時の縦断面図構真柱の建て込み時の斜視図構真柱の建て込み時の縦断面図構真柱の建て込み途中の縦断面図構真柱の軸力の伝達説明図既存基礎と構真柱との配置関係の第１ケースを示す縦断面図既存基礎と構真柱との配置関係の第２ケースを示す縦断面図既存基礎と構真柱との配置関係の第２ケースを示す別実施例の縦断面図既存基礎と構真柱との配置関係の第３ケースを示す縦断面図既存基礎と構真柱との配置関係の第４ケースを示す縦断面図

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１、図２は、地下構造部１Ａと地上構造部を有する既存構造物１を解体し、その解体後に残置された既存耐圧盤２の上方に新設構造物を構築する建替工事の途中状態を示す。図１、図２に示す既存構造物１は、鉄骨鉄筋コンクリート製の一般的な建物である。
図１には、解体された既存構造物１の一部である地下１階Ｂ１〜地下５階Ｂ５までの既存地下構造部１Ａが残置されている。この既存地下構造部１Ａの既存地下躯体は、既存基礎底となる既存耐圧盤２と、この既存耐圧盤２の上面部２ａ側に平面視で格子状に構築されている既存基礎梁３と、既存耐圧盤２の外周部に連続して地下１階Ｂ１〜地下５階Ｂ５までの高さを有する既存地下外壁４と、地上１階Ｆ１〜地下４階Ｂ４の既存床スラブ５と、を備える。

次に、上述の既存地下構造部１Ａが残置されている建替工事において、後に構築する新設基礎５１（図５参照）に定着される構真柱７を、図３、図５に示すように、新設基礎５１の設置予定箇所よりも下方の既存耐圧盤２を介してそれの下方の支持部である地盤改良体１３に支持させる構真柱支持方法について説明する。この構真柱支持方法では、既存耐圧盤２の上面部２ａと構真柱７の下端部との間の空間（以下においては既存基礎ピット空間６と記載する）に硬化性等を有する充填材８を充填する、換言すれば、格子状の既存基礎梁３で区画形成される既存基礎ピット空間６内に充填材８を充填する充填材充填工程と、多数の構真柱７を所定位置に建て込む構真柱建て込み工程と、を備える。

図１〜図３に示すように、新設構造物の設計に基づいて配置される新設の構真柱７と、既存構造物１の既存基礎梁３及び既存基礎ピット空間６との配置関係は多種多様である。その配置関係の相違によって構真柱７の軸力が既存耐圧盤２に伝達される軸力伝達状態が異なる。そのため、構真柱７と既存構造物１の既存基礎梁３及び既存基礎ピット空間６との組合せのケース分けを行うと、図３、図６〜図８に示す次の３つのケースに分かれる。

[第１ケース]
図６に示すように、構真柱７の下端部が、既存基礎ピット
空間６内の中央側に配置される状態を第１ケースとする。この第１ケースでは、既存基礎ピット空間６内の充填材８は、既存基礎梁３の天端３ａと同一高さまで充填され、充填材８の上面における構真柱７の建て込み部位には、図４に示すように、構真柱７の建て込み精度を高める先行敷モルタル１２が構築されている。この先行敷モルタル１２の上面には、鉛直度及び水平位置が高精度に調整された構真柱７の下端部のベースプレート７Ａが配置される。構真柱７のベースプレート７Ａは、既存基礎ピット空間６内の充填材８に後施工される建方用のアンカーボルト１１（図４参照）に固定される。

第１ケースでは、図６に示すように、構真柱７の軸力が既存基礎ピット空間６内の充填材８の下層ほど平面的に分散され、同図においては、既存耐圧盤２の上面と既存基礎梁３の内面とが交差する内底角部側に向かって構真柱７の軸力が伝達される。
このように、構真柱７の軸力が充填材８を介して平面的に分散することで、既存耐圧盤２の破壊を回避しながら、構真柱７を既存耐圧盤２の下方の支持部である地盤改良体１３に支持させることができる。また、図６に示すように、後に構築する新設基礎５１と既存耐圧盤２の上面部２ａとの設置レベル差Ｈを利用して構真柱７の軸力を平面的に分散するための充填材８の充填高さを確保することができる。

第１ケースでは、既存基礎ピット空間６に充填材８を充填することで、充填材８の上面８ａのレベルを容易且つ高精度に揃えることができる。これにより、充填材８の上面８ａを据え付け面にし、多数の構真柱７を容易且つ高精度に設置することができるとともに、充填材８の上面８ａを作業床として利用することができる。しかも、充填材８の充填高さが既存基礎梁３の高さに相当する大きな高さとなり、軸力の分散効果を良好に得ることができる。さらに、既存基礎ピット空間６に充填された充填材８を既存基礎梁３で拘束することができるので、構真柱７の軸力による充填材８の崩壊を抑制して軸力の分散効果を適切に維持することができる。

第１ケースでは、既存基礎ピット空間６内の充填材充填領域の幅全体が、構真柱７の軸力が伝達される第１領域Ｔ１となり、この第１領域Ｔ１には、充填材８として高強度側の第１充填材８Ａが用いられる。この第１充填材８Ａとしては、例えば、流動性を有して高い強度を有する高規格流動化処理土やコンクリート等を挙げることができる。
そして、既存基礎ピット空間６内に充填された高強度側の第１充填材８Ａにより、構真柱７から軸力を適切に伝達することができる。

[第２ケース]
図７に示すように、構真柱７の下端部が、既存基礎ピット空間６内の既存基礎梁３の内面側近傍に配置される状態を第２ケースとする。この第２ケースでも、既存基礎ピット空間６内の充填材８は、既存基礎梁３の天端３ａと同一高さまで充填され、充填材８の上面における構真柱７の建て込み部位には、構真柱７の建て込み精度を高める先行敷モルタル１２が構築されている。この先行敷モルタル１２（図４参照）の上面には、鉛直度及び水平位置が高精度に調整された構真柱７の下端部のベースプレート７Ａが配置される。構真柱７のベースプレート７Ａは、既存基礎ピット空間６の充填材８に後施工される建方用のアンカーボルト１１（図４参照）に固定される。

第２ケースでは、図７に示すように、構真柱７が既存基礎梁３の際に配置されるため、構真柱７の軸力の伝達方向が既存基礎梁３によって制限される。そのため、既存基礎梁３の際側においては、同図の左側に示すように、構真柱７の軸力は、既存基礎梁３の内面側に沿って鉛直方向に伝達される。一方、既存基礎梁３の内面から離れる側においては、同図の右側に示すように、構真柱７の軸力は、既存基礎ピット空間６内の充填材８の下層ほど平面的に分散され、同図においては、既存耐圧盤２の上面における既存基礎ピット空間６の中央側に向かって構真柱７の軸力が伝達される。

そのため、第２ケースでは、構真柱７の軸力の伝達方向が既存基礎梁３によって制限されるものの、第１ケースに近い効果を奏する。特に、構真柱７の軸力を充填材８を介して平面的に分散し、且つ、後に構築する新設基礎５１と既存耐圧盤２との設置レベル差Ｈを利用して構真柱７の軸力を平面的に分散するための充填材８の充填高さを確保することにより、既存耐圧盤２の破壊を回避しながら、構真柱７を既存耐圧盤２の下方の支持部である地盤改良体１３に支持させることができる。

さらに、第２ケースでは、既存基礎ピット空間６内の充填材充填領域が、構真柱７から軸力が伝達される第１領域Ｔ１と、構真柱７から軸力が伝達されない第２領域Ｔ２とに分かれる。第１領域Ｔ１には、第１ケースと同様に、充填材８として高強度側の第１充填材８Ａが用いられる。また、第２領域Ｔ２には、充填材８として低強度側の第２充填材８Ｂが充填される。この第２充填材８Ｂとしては、例えば、比較的流動性が高くて強度の低い低規格流動化処理土やこれに類する充填材、もしくは地盤改良で発生する余剰セメント材等を挙げることができる。

そして、既存基礎ピット空間６に充填材８を充填して上面のレベルを揃えるにあたり、構真柱７から軸力が伝達される第１領域Ｔ１には、高強度側の第１充填材８Ａを使用することで、構真柱７から軸力を適切に伝達することができる。他方、構真柱７から軸力が伝達されない第２領域Ｔ２には、低強度側の第２充填材８Ｂを使用することで、材料コストを抑制することができる。しかも、既存基礎ピット空間６において、構真柱７から軸力が伝達される第１領域Ｔ１だけでなく、構真柱７から軸力が伝達されない第２領域Ｔ２にも第２充填材８Ｂを充填するので、既存基礎梁３にて充填材８を一層適切に拘束することができ、構真柱７の軸力による充填材８の崩壊を一層抑制して軸力の分散効果を一層適切に維持することができる。

尚、第２ケースにおいて、充填材８として高強度側の第１充填材８Ａが用いられる第１領域Ｔ１だけでは支持力が不足する場合は、次の対策が考えられる。
（１）第１充填材８Ａの強度を高める。
（２）既存基礎梁３との接合力を高めるシアコネクターを用いる、若しくは、図８に示すように、既存基礎梁３における既存基礎ピット空間６側の躯体面３ｂを粗に目荒しすることにより、既存基礎梁３にせん断力を伝達することができる。そのため、構真柱７から軸力が伝達される第１領域Ｔ１は、既存基礎梁３の幅と第１充填材８Ａの充填幅との和に拡大することが可能になる。

[第３ケース]
図９に示すように、構真柱７の下端部のベースプレート７Ａが、当該ベースプレート７Ａの幅よりも巾狭な既存基礎梁３の天端３ａに配置され、且つ、構真柱７のベースプレート７Ａが、隣り合う両既存基礎ピット空間６に突出する状態を第３ケースとする。この第３ケースでも、既存基礎ピット空間６内の充填材８は、既存基礎梁３の天端３ａと同一高さまで充填され、隣り合う両既存基礎ピット空間６内の充填材８の上面と既存基礎梁３の天端３ａとに亘る構真柱７の建て込み部位には、構真柱７の建て込み精度を高める先行敷モルタル１２（図４参照）が構築されている。この先行敷モルタル１２の上面には、鉛直度及び水平位置が高精度に調整された構真柱７の下端部のベースプレート７Ａが配置される。構真柱７のベースプレート７Ａは、既存基礎ピット空間６の充填材８に後施工される建方用のアンカーボルト１１（図４参照）に固定される。

第３ケースでは、構真柱７が、隣り合う両既存基礎ピット空間６内の充填材８の上面と既存基礎梁３の天端３ａとに亘って配置されるため、構真柱７の軸力の伝達系は、図９の中央に示すように、既存基礎梁３から既存耐圧盤２に伝達される第１軸力伝達系と、図９の左右の両側に示すように、隣り合う両既存基礎ピット空間６内の充填材８を介して既存耐圧盤２に伝達される第２軸力伝達系と、に分かれる。
第２軸力伝達系においては、既存基礎ピット空間６内の充填材８の下層ほど平面的に分散され、既存耐圧盤２の上面における既存基礎ピット空間６の中央側に向かって構真柱７の軸力が伝達される。
そのため、第３ケースにおいても、第１ケース又は第２ケースと同様な効果を奏する。特に、構真柱７の軸力を充填材８を介して平面的に分散し、且つ、後に構築する新設基礎５１と既存耐圧盤２との設置レベル差Ｈを利用して構真柱７の軸力を平面的に分散するための充填材８の充填高さを確保することにより、既存耐圧盤２の破壊を回避しながら既存耐圧盤２の下方の支持部である地盤改良体１３に構真柱７を支持させることができる。

さらに、隣り合う既存基礎ピット空間６内の充填材充填領域においては、構真柱７から軸力が伝達される第１領域Ｔ１と、構真柱７から軸力が伝達されない第２領域Ｔ２と、に分かれる。第１領域Ｔ１には、第２ケースと同様に、充填材８として高強度側の第１充填材８Ａが用いられる。第２領域Ｔ２には、充填材８として低強度側の第２充填材８Ｂが充填される。

[第４ケース]
図１０に示すように、構真柱７の下端部のベースプレート７Ａが、当該ベースプレート７Ａの幅よりも幅広な既存基礎梁３の天端３ａに配置され、且つ、構真柱７のベースプレート７Ａが、隣り合う両既存基礎ピット空間６に突出しない状態を第４ケースとする。この第４ケースでも、既存基礎梁３の天端３ａにおける構真柱７の建て込み部位には、構真柱７の建て込み精度を高める先行敷モルタル１２（図４参照）が構築されている。この先行敷モルタル１２の上面には、鉛直度及び水平位置が高精度に調整された構真柱７の下端部のベースプレート７Ａが配置される。構真柱７のベースプレート７Ａは、既存基礎梁３に後施工される建方用のアンカーボルト１１（図４参照）に固定される。そのため、構真柱７の軸力は、既存基礎梁３から既存耐圧盤２に伝達される。構真柱７から軸力が伝達される第１領域Ｔ１は、既存基礎梁３の幅よりも広くなる。
既存基礎ピット空間６内の充填材８には、構真柱７から軸力が伝達されないため、高強度側の第１充填材８Ａが不要で、低強度側の第２充填材８Ｂのみが充填される。
尚、既存基礎梁３による第１領域Ｔ１だけでは支持力が不足する場合は、上述の第３ケースを採用する。

尚、図１〜図３に示すように、上述の第１ケース〜第３ケースにおいて、構真柱７の建て込む前に、地上１階Ｆ１〜地下４階Ｂ４の既存床スラブ５には、構真柱７を上方から挿通可能な柱挿通用開口１５を形成する。

また、地下５階Ｂ５おいては、既存基礎ピット空間６内の充填材８の上面８ａ及び既存基礎梁３の天端３ａと一体化される状態で新設地下躯体５０の新設基礎５１が構築される。そのため、構真柱７の各々は、新設地下躯体５０の新設基礎５１に定着され、新設基礎５１及び既存耐圧盤２を介して当該既存耐圧盤２の下方の支持部である地盤改良体１３に支持される。

また、既存基礎梁３で区画形成される多数の既存基礎ピット空間６のうち、構真柱７が設置されない既存基礎ピット空間６内にも、既存基礎梁３の天端３ａと同一高さまで充填材８が充填されている。この場合、充填材８として低強度側の第２充填材８Ｂが充填される。

２既存耐圧盤
３既存基礎梁
３ａ天端
６空間（既存基礎ピット空間）
７構真柱
８充填材
８Ａ第１充填材
８Ｂ第２充填材
１３支持部（地盤改良体）
５１新設基礎
Ｔ１第１領域
Ｔ２第２領域

Claims

後に構築する新設基礎に定着される構真柱を、新設基礎の設置予定箇所よりも下方の既存耐圧盤を介して前記既存耐圧盤の下方の支持部に支持させる構真柱支持方法であって、
前記既存耐圧盤の上面部と前記構真柱の下端部との間の空間に充填材を充填し、当該充填材を介して前記構真柱の軸力を平面的に分散させた状態で前記既存耐圧盤に伝達する構真柱支持方法。
前記充填材が、前記既存耐圧盤の上面から既存基礎梁の天端までの既存基礎ピット空間に充填される請求項１記載の構真柱支持方法。
前記既存基礎ピット空間のうち、前記構真柱から軸力が伝達される第１領域には、前記充填材として高強度側の第１充填材が充填され、前記既存基礎ピット空間のうち、前記構真柱から軸力が伝達されない第２領域には、前記充填材として低強度側の第２充填材が充填される請求項２記載の構真柱支持方法。