JP2020084580A - 逆打ち工法における山留め壁構造の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】施工コストの削減を図りながら、既存地下外壁を利用した山留め壁構造の水平力に対する抵抗力を向上する。【解決手段】既存地下外壁４の内側で当該既存地下外壁４の内面との間に空間２１を設けた位置、且つ、後から逆打ち工法で構築される新設地下構造体５０の逆打ち工法構築部位５２にて内側から突っ張り力が作用される位置にガイドウォール２０を構築するガイドウォール構築工程と、既存地下外壁４と前記ガイドウォール２０との間の空間に充填材２３を充填し、既存地下外壁４と充填材２３とガイドウォール２０からなる山留め壁構造を構築する充填材充填工程と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、既存地下外壁を利用した山留め壁構造の構築方法に関する。

地下構造物を備えた既存構造物を解体して新設構造物を構築する建替工事において、解体後に残置された既存地下外壁を利用して山留め壁構造を構築する方法として、特許文献１に示す建物の解体・構築方法が提案されている。この従来方法では、既存下部構造３の既存側壁部（既存地下外壁）３ａの内側にバットレス補強体５を構築するバットレス構築工程と、既存側壁部３ａの内側で、且つ、バットレス補強体５との間に外側空間を設けた状態で新設地下躯体２の新設側壁部６を構築する新設側壁部構築工程と、新設地下躯体２の新設側壁部６とバットレス補強体５を含む既存側壁部３ａとの間の外側空間にコンクリートグラウト７を充填する充填工程と、を備える。
そして、上述の充填工程の実行により、既存側壁部３ａと新設地下躯体２の側壁部６とを一体化し、バットレス補強体５を含む既存側壁部３ａとコンクリートグラウト７からなる山留め壁構造が構築される。

特開２００１−３０３５９９号公報

従来の山留め壁構造の構築方法では、既存側壁部３ａの内側位置に新設地下躯体２の新設側壁部６が構築された後、この新設側壁部６とバットレス補強体５を含むバットレス補強体５との間の外側空間にコンクリートグラウト７が充填される。これにより、既存側壁部３ａと新設地下躯体２の新設側壁部６とが一体化される。このコンクリートグラウト７の充填工程が完了するまでは、既存側壁部３ａはバットレス補強体５によって補強されているだけである。そのため、新設地下躯体２の階層が多く（深く）なって既存側壁部３ａに大きな土圧が作用する建替工事の場合には、既存側壁部３ａを利用した山留め壁構造の土圧に対する水平方向での突っ張り力が十分ではなく、この面で改善の余地がある。
しかも、新設地下躯体２の新設側壁部６の構築にあたっては、多数の外型枠、内型枠、セパレータ等が必要で、しかも、セパレータの外側端部は、既存側壁部３ａ及びバットレス補強体５に連結するため、セパレータの長さも、新設側壁部６の厚み以上に長くなり、施工コスト面及び新設側壁部６の構築精度面で改善の余地がある。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、施工コストの削減を図りながら、既存地下外壁を利用した山留め壁構造の水平力に対する抵抗力を向上することのできる逆打ち工法における山留め壁構造の構築方法を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、既存地下外壁の内側で当該既存地下外壁の内面との間に空間を設けた位置、且つ、後から逆打ち工法で構築される新設地下構造体の逆打ち工法構築部位にて内側から突っ張り力が作用される位置にガイドウォールを構築するガイドウォール構築工程と、
前記既存地下外壁と前記ガイドウォールとの間の前記空間に充填材を充填し、前記既存地下外壁と前記充填材と前記ガイドウォールからなる山留め壁構造を構築する充填材充填工程と、を備える点にある。

上記構成によれば、既存地下外壁の内側に位置するガイドウォールは、後から逆打ち工法で構築される新設地下構造体の逆打ち工法構築部位にて内側から水平方向に突っ張り力が作用される位置に構築される。しかも、このガイドウォールと既存地下外壁の内面との間に設けられた空間には充填材が充填され、既存地下外壁とガイドウォールとが充填材で一体化された山留め壁構造が構築される。これにより、新設地下構造体の逆打ち構築部位を切梁として作用させて、既存地下外壁を利用した山留め壁構造の水平力（土圧）に対する抵抗力を向上することができる。しかも、既存地下外壁と充填材とガイドウォールからなる山留め壁構造全体を鉄筋コンクリート等で構成する場合に比べて施工コストの削減を図ることができる。

本発明の第２特徴構成は、前記ガイドウォール構築工程を行う前に、前記既存地下外壁を補強する既存地下外壁補強工程を実行する点にある。

上記構成によれば、ガイドウォールを構築する前に、既存地下外壁をバットレス等で補強することにより、既存地下外壁の曲げおよびせん断耐力を高めることができる。

本発明の第３特徴構成は、前記ガイドウォール構築工程において、後から構築される前記新設地下構造体の前記逆打ち工法構築部位の設計外面位置に前記ガイドウォールを構築する点にある。

上記構成によれば、ガイドウォールを外型枠にして逆打ち工法で逆打ち工法構築部位を構築するにあたり、ガイドウォールの内面が逆打ち工法構築部位の設計外面位置にあるので、逆打ち工法構築部位の厚みを必要以上に大きくする必要がない。そのため、本設構造体の外側の増し打ちコンクリート量を削減することができる。さらに、内型枠を位置保持するセパレータの長さを新設地下構造体の新設壁厚まで短くすることができ、内型枠の位置保持性能や工事の安全性が向上するとともに、セパレータの施工コストを安価にすることができる。

本発明の第４特徴構成は、前記充填材充填工程を行う前に、前記ガイドウォールに壁開口部を形成するとともに、前記ガイドウォールと前記既存地下外壁の間の既存地下スラブに床開口部を形成し、前記充填材充填工程において、上階側の前記ガイドウォールの内側から前記壁開口部及び前記床開口部を通して下階側の前記空間に充填材を落とし込む点にある。

上記構成によれば、充填材充填工程において、上階側のガイドウォールの内側から壁開口部及び床開口部を通して下階側の前記空間に充填材を落とし込むことで、充填材を隙間無く確実に充填することができる。

本発明の第５特徴構成は、前記充填材として、流動化処理土を用いる点にある。

上記構成によれば、流動化処理土は高い流動性を有するので、既存地下外壁とガイドウォールとの間に空隙を生じさせることなく確実に充填できる。しかも、充填材として流動化処理土を用いるので、コンクリートに比べて安価に充填できる。よって、既存地下外壁と充填材とガイドウォールからなる山留め壁構造の施工性を高め、且つ、コストの低廉化を図ることができる。

本発明の逆打ち工法における山留め壁構造の構築方法における既存地下外壁補強工程を示す縦断面図と水平断面図 ガイドウォール構築工程を示す縦断面図と水平断面図 充填材充填工程の充填開始時の縦断面図 充填材充填工程の充填完了時の縦断面図と水平断面図 逆打ち工法による新設地下構造体の構築工程を示す縦断面図と水平断面図

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を解体して、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の既存地下構造体（既存地下躯体）は、既存基礎底となる既存耐圧盤２と、既存耐圧盤２の上面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を備える。

既存耐圧盤２の上面２ａから既存基礎梁３の天端３ａまでの既存基礎ピット空間６には、充填材としての流動化処理土１１が、既存基礎梁３の天端３ａと同一高さで充填されている。この充填された流動化処理土１１の上面１１ａ及び既存基礎梁３の天端３ａにおける構真柱配置箇所には、先行敷モルタル１２を介して構真柱７が建て込まれ、逆打ち工法により新設地下構造体（新設地下躯体）５０が構築されることになる。そのうち、充填された流動化処理土１１の上面１１ａに配置される構真柱７の軸力は、既存耐圧盤２の上面２ａと構真柱７の下端部との間の流動化処理土１１を介して平面的に分散させた状態で既存耐圧盤２に伝達される。既存基礎梁３の天端３ａに配置される構真柱７の軸力は、既存基礎梁３を介して既存耐圧盤２に伝達される。
構真柱７の各々は、後に流動化処理土１１の上面１１ａ及び既存基礎梁３の天端３ａの上方に構築される新設地下構造体５０の新設基礎５１に定着される。そのため、各構真柱７は、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の下方の支持部である地盤改良体１３に支持される。

上述のように、構真柱７の軸力を既存基礎ピット空間６に充填された流動化処理土１１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既存耐圧盤２の下方の地盤改良体１３に構真柱７を支持させることができる。また、後に構築する新設基礎５１と既存耐圧盤２との設置レベルの差を利用して構真柱７の軸力を平面的に分散するための流動化処理土１１の充填高さを確保することができる。

次に、解体跡地に残置された既存地下外壁４を利用して山留め壁構造を構築する逆打ち工法における山留め壁構造の構築方法を、図１〜図４に基づいて説明する。
この山留め壁構造の構築方法は、図１に示すように、既存地下外壁４を補強する既存地下外壁補強工程と、図２に示すように、既存地下外壁４の内側に間隔を設けてガイドウォール２０を構築するガイドウォール構築工程と、図３に示すように、既存地下外壁４とガイドウォール２０との間の空間（以下、充填空間と記載する）２１に充填材２３を充填する充填材充填工程と、図４に示すように、ガイドウォール２０の内面２０ａと一体化する新設地下外壁５２を含む新設地下構造体５０を逆打ち工法で構築する新設地下構造体構築工程と、を備える。

[既存地下外壁補強工程]
図１に示すように、既存地下外壁４の内面４ａで、且つ、隣り合う既存柱１４間の中央位置に、既存地下外壁４の内面４ａに対して直交方向に突出する柱型の鉄筋コンクリート製のバットレス（控え壁）２２を構築する。この柱型のバットレス２２による既存地下外壁４の補強により、既存地下外壁４の曲げおよびせん断耐力を高めることができるので、既存地下外壁４を利用した山留め壁構造の水平力（土圧）に対する抵抗力を向上することができる。

[ガイドウォール構築工程]
図２に示すように、上階の既存床スラブ５と下階の既存床スラブ５との鉛直方向で相対向する部位で、且つ、既存地下外壁４の内面４ａとの間に充填空間２１を設けた内側位置に、鉄筋コンクリート製の所定厚み（例えば、１５０ｍｍ）のガイドウォール２０を構築する。
また、ガイドウォール２０は、後から逆打ち工法で構築される新設地下構造体５０の逆打ち工法構築部位にて内側から突っ張り力が作用される位置に構築される。詳しくは、ガイドウォール２０の内面２０ａの位置は、図５に示すように、後から構築される新設地下構造体５０の逆打ち工法構築部位となる新設地下外壁５２の設計外面位置５２ａに設定されている。

ガイドウォール２０の構築工程では、上階の既存床スラブ５及び下階の既存床スラブ５におけるガイドウォール構築部位の一部を撤去する。上階の既存床スラブ５の撤去部位及び下階の既存床スラブ５の撤去部位に、ガイドウォール２０に配筋される鉄筋を通す。ガイドウォール２０の内面形成位置及び外面形成位置に沿って内型枠及び外型枠を配置する。内型枠の位置と外型枠の位置をセパレータで固定したのち、内型枠と外型枠との間にコンクリートを打設して既存床スラブ５と一体化したガイドウォール２０を構築する。
このガイドウォール２０の構築工程を、地下１階Ｂ１から地下５階Ｂ５まで順次実施する。

上述のガイドウォール２０の構築工程では、上階の既存床スラブ５及び下階の既存床スラブ５におけるガイドウォール構築部位の一部を撤去し、その撤去部位に鉄筋を通して鉄筋コンクリート製のガイドウォール２０を構築するので、ガイドウォール２０と上階の既存床スラブ５及び下階の既存床スラブ５とを一体化させることができる。これにより、ガイドウォール２０の水平力（剪断）に対する安全性の向上、位置保持性能の向上を図ることができる。

[充填材充填工程]
図３に示すように、既存地下外壁４とガイドウォール２０との間の充填空間２１に充填材２３を充填し、既存地下外壁４と充填材２３とガイドウォール２０からなる山留め壁構造を構築する。
充填材２３としては、泥水や建設汚泥などの泥土にセメントなどの固化材を加えて混練した流動化処理土、特に、比較的流動性が高くて強度の低い低規格流動化処理土（例えば、圧縮強度３Ｎ／ｍｍ^２程度）が用いられる。なお、充填材２３は、解体ガラ、建設発生土、コンクリート、セメントミルク、流動化処理土などの種々のものを用いることができる。

上述のように、既存地下外壁４と充填材２３とガイドウォール２０とが一体化された山留め壁構造を構築することができるので、新設地下構造体５０の逆打ち工法構築部位となる新設地下外壁５２を切梁として作用させて、既存地下外壁４を利用した山留め壁構造の水平力（土圧）に対する抵抗力を向上することができる。しかも、既存地下外壁４と充填材２３とガイドウォール２０からなる山留め壁構造全体を鉄筋コンクリート等で構成する場合に比べて施工コストの削減を図ることができる。

上述の充填材充填工程を行う前に、図３に示すように、地下１階Ｂ１〜地下４階Ｂ４の各ガイドウォール２０には、ガイドウォール２０の内面２０ａで囲まれた建物内部空間と充填空間２１とを連通する充填作業用の壁開口部２５を形成する。また、地上１階Ｆ１〜地下４階Ｂ４の各既存床スラブ５で、且つ、ガイドウォール２０の外面２０ｂと既存地下外壁４の内面４ａの間の中間部位には、上階側の充填空間２１と下階側の充填空間２１とを連通する充填作業用の床開口部２６を形成する。
地上１階Ｆ１の既存床スラブ５上に、アジテータ車（ミキサー車）４０から供給される流動化処理土を貯留するタンク４１を配置し、このタンク４１の圧送ポンプ４２に圧送管４３を接続する。また、この圧送管４３を地下1階Ｂ１〜地下４階Ｂ４の各ガイドウォール２０に形成されている壁開口部２５にまで配設するべく、地下１階Ｂ１〜地下３階Ｂ３における建物内部空間側の各既存床スラブ５には、圧送管４３を上下方向から挿通可能な管挿通開口部２７を形成する。

そして、図３に示すように、地下５階Ｂ５における既存地下外壁４とガイドウォール２０との間の充填空間２１に流動化処理土を充填する場合には、地下１階Ｂ１〜地下３階Ｂ３の各既存床スラブ５に形成されている管挿通開口部２７に圧送管４３を挿通したのち、圧送管４３の先端部を、地下４階Ｂ４のガイドウォール２０の壁開口部２５から同階の既存床スラブ５の床開口部２６に挿入し、圧送管４３の吐出口を下階である地下５階Ｂ５の充填空間２１に臨ませる。この状態で圧送ポンプ４２を駆動してタンク４１内の流動化処理土を地下５階Ｂ５の充填空間２１内に落とし込み形式で充填する。
地下５階Ｂ５の充填空間２１内が流動化処理土で隙間無く充填されると、流動化処理土が地下４階Ｂ４の既存床スラブ５の床開口部２６から地下４階Ｂ４の充填空間２１内に溢れ出してくるので、地下５階Ｂ５の充填空間２１内が流動化処理土で充填されたことを確実、容易に確認することができる。

次に、地下４階Ｂ４のガイドウォール２０の壁開口部２５から圧送管４３を引き抜き、この階のガイドウォール２０の壁開口部２５を閉塞する。引き抜かれた圧送管４３の先端部を、地下３階Ｂ３のガイドウォール２０の壁開口部２５から同階の既存床スラブ５の床開口部２６に挿入し、圧送管４３の吐出口を下階である地下４階Ｂ４の充填空間２１に臨ませる。この状態で圧送ポンプ４２を駆動してタンク４１内の流動化処理土を地下４階Ｂ４の充填空間２１内に落とし込み形式で充填する。
上述の手順を繰り返し、地下５階Ｂ５〜地下２階Ｂ２までの各充填空間２１内に流動化処理土を充填する。

なお、地下１階Ｂ１の充填空間２１内に流動化処理土を充填する場合には、地上１階の既存床スラブ５に形成されている床開口部２６に圧送管４３の先端部を挿入し、圧送管４３の吐出口を下階である地下１階Ｂ１の充填空間２１に臨ませる。この状態で圧送ポンプ４２を駆動してタンク４１内の流動化処理土を地下１階Ｂ１の充填空間２１内に落とし込み形式で充填する。

上述のように、地下５階Ｂ５〜地下１階Ｂ１の充填空間２１内を流動化処理土で充填する。充填された流動化処理土の硬化により、既存地下外壁４と流動化処理土とガイドウォール２０とが一体化した山留め壁構造が構築される。

[新設地下構造体構築工程]
地下１階Ｂ１〜地下４階Ｂ４の各ガイドウォール２０の内面２０ａの位置は、新設地下構造体５０の新設地下外壁５２の設計外面位置５２ａに設定されているので、地下1階Ｂ１〜地下４階Ｂ４の新設地下外壁５２の構築にあたっては、地下１階Ｂ１〜地下４階Ｂ４の各ガイドウォール２０の内面２０ａを外型枠として利用する。
新設地下構造体構築工程では、地下１階Ｂ１の既存地下構造体を撤去しながら新設地下外壁５２や新設梁５３、新設床スラブ５４等を含む地下１階Ｂ１の新設地下構造体５０を構築する。
新設地下外壁５２の構築は、地下１階Ｂ１のガイドウォール２０の内面２０ａ側における新設地下外壁５２の構築領域に配筋し、新設地下外壁５２の設計内面位置５２ｂに沿って内型枠を配置し、各ガイドウォール２０に設けたセパレータで内型枠を位置保持する。内型枠とガイドウォール２０の内面２０ａとの間にコンクリートを打設する。
上述の新設地下構造体構築工程を、地下１階Ｂ１から地下４階Ｂ４まで下方に向けて順次実施する。

そして、ガイドウォール２０を外型枠にして逆打ち工法で新設地下外壁５２を構築するにあたり、ガイドウォール２０の内面位置が新設地下外壁５２の設計外面位置５２ａにあるので、新設地下外壁５２の厚みを必要以上に大きくする必要がない。そのため、本設用のコンクリート量を削減することができる。さらに、内型枠を位置保持するセパレータの長さを新設地下外壁５２の厚みまで短くすることができ、内型枠の位置保持性能や工事の安全性が向上するとともに、セパレータの施工コストを安価にすることができる。

なお、既存地下５階Ｂ５においては、流動化処理土１１の上面１１ａ及び既存基礎梁３の天端３ａと一体化する状態で新設地下構造体５０の新設基礎５１を構築する。

〔その他の実施形態〕
（１）上述の実施形態では、既存地下外壁補強工程において、既存地下外壁４の内面４ａで、且つ、隣り合う既存柱１４間の中央位置に、既存地下外壁４の内面４ａに対して直交方向に突出する柱型のバットレス２２を構築したが、このバットレス２２に代えて、既存地下外壁４の内面４ａ全体を厚く増打ちするようにしてもよい。

（２）上述の実施形態では、既存地下外壁４の内面にバットレス２２を構築して、既存地下外壁４を補強する既存地下外壁補強工程を実施したが、この既存地下外壁補強工程を省略して、既存地下外壁４とガイドウォール２０との間の充填空間２１に充填材２３を充填し、既存地下外壁４と充填材２３とガイドウォール２０からなる山留め壁構造を構築してもよい。

４ 既存地下外壁
４ａ 内面
２０ ガイドウォール
２１ 空間（充填空間）
２２ バットレス
２３ 充填材
２５ 壁開口部
２６ 床開口部
５０ 新設地下構造体
５２ 逆打ち工法構築部位（新設地下外壁）

Claims (5)

1. 既存地下外壁の内側で当該既存地下外壁の内面との間に空間を設けた位置、且つ、後から逆打ち工法で構築される新設地下構造体の逆打ち工法構築部位にて内側から突っ張り力が作用される位置にガイドウォールを構築するガイドウォール構築工程と、
   前記既存地下外壁と前記ガイドウォールとの間の前記空間に充填材を充填し、前記既存地下外壁と前記充填材と前記ガイドウォールからなる山留め壁構造を構築する充填材充填工程と、を備える逆打ち工法における山留め壁構造の構築方法。
2. 前記ガイドウォール構築工程を行う前に、前記既存地下外壁を補強する既存地下外壁補強工程を実行する請求項１記載の逆打ち工法における山留め壁構造の構築方法。
3. 前記ガイドウォール構築工程において、後から構築される前記新設地下構造体の前記逆打ち工法構築部位の設計外面位置に前記ガイドウォールを構築する請求項１又は２記載の逆打ち工法における山留め壁構造の構築方法。
4. 前記充填材充填工程を行う前に、前記ガイドウォールに壁開口部を形成するとともに、前記ガイドウォールと前記既存地下外壁の間の既存地下スラブに床開口部を形成し、前記充填材充填工程において、上階側の前記ガイドウォールの内側から前記壁開口部及び前記床開口部を通して下階側の前記空間に充填材を落とし込む請求項１〜３のいずれか１項に記載の逆打ち工法における山留め壁構造の構築方法。
5. 前記充填材として、流動化処理土を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の逆打ち工法における山留め壁構造の構築方法。

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