JP2023102967A - 構造物の構築方法及び構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】 長期間にわたる施工期間中の地震時の安全性を確保することが可能となる構造物の構築方法を提供する。
【解決手段】 山留壁２０を構築して、地盤Ｇを床付け面Ｇ１まで掘削する地盤掘削工程と、床付け面Ｇ１に耐圧盤コンクリート３０（基礎躯体）を構築する基礎躯体構築工程と、その上に鉄骨柱４１と鉄骨梁４２で構成される鉄骨架構４０を建方する地下鉄骨建方工程と、鉄骨架構４０の頂部に先行床１０を構築する先行床構築工程と、を備え、先行床１０を作業架台として地上躯体Ｕの構築を行うことにより、地上躯体Ｕと地下躯体Ｌの構築作業を並行して行う。
【選択図】 図５

Description

本発明は、作業構台に用いる先行床を境とする地上躯体と地下躯体とから構成された構造物及びその構築方法に関する。

地下躯体と地上躯体とから構成された構造物の従来の構築方法としては、地下と地上の躯体工事を並行して進める逆打ち工法のほかに、地盤を掘削して構築された掘削溝の底面に基礎を構築し、この基礎に立設させた支柱により１階床を支持しながら、地上面と略同一高さに１階床を構築した後に、１階床を作業床として地下躯体及び地上躯体の構築作業を同時進行させる二段打ち工法が存在している（特許文献１）。

逆打ち工法では、完成した地下躯体では不必要となる構真柱を埋設しながら掘削し、地下躯体を上の階から構築するために精度管理が難しく、施工費用が高くなってしまうという問題がある。また、上記二段打ち工法では、基礎を構築して鉄骨柱を建てた後１階床が早期に構築されることから、地下躯体を構築する前に、１階床によって掘削溝（地下空間）全体が塞がれてしまう。そのため、地上面に設置されたクレーン等の揚重機を用いて、掘削溝内に地下躯体の部材を搬入することが困難になり、施工効率が低くなってしまう場合があるという問題点を有していた。

そこで、出願人は、以下の各工程を含む構造物構築方法を開発した（特許文献２）。
（１）地盤を掘削し、地下躯体を構築するための掘削溝を構築する掘削溝構築工程。
（２）掘削溝内の一部に、地盤に隣接するようにして分割地下躯体を構築し、当該分割地下躯体上に揚重機を設置する分割地下躯体構築工程。
（３）揚重機を用いて、分割地下躯体に隣接するようにして他の分割地下躯体を増築する分割地下躯体増築工程。
（４）必要回数分の分割地下躯体増築工程を繰り返すことにより、掘削溝内に複数の分割地下躯体から構成される地下躯体を構築するとともに、当該分割地下躯体上で地上躯体を構築する構造物構築工程。

特許第３０５３９３８号公報 特開２００４－１７６４３４号公報

しかし、従来の構造物構築方法においても、種々の要因により、地下躯体の工事に長期間を要してしまう場合がある。その場合において、地上躯体の工事は上棟まで進む場合もあるが、地下躯体が完成するまでに地震が発生することが懸念され、そのための安全対策が求められていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、長期間にわたる施工期間中の地震時の安全性を確保することが可能となる構造物の構築方法及び構造物を提供することを課題とする。

上記課題に鑑み、本発明は、先行床を境とする、地上躯体と地下躯体とから構成される構造物の構築方法において、芯材を有する山留壁を設けて、地盤を床付け面の深さまで掘削する地盤掘削工程と、上記床付け面に基礎躯体を構築する基礎躯体構築工程と、上記基礎躯体の上に、柱と梁で構成される鉄骨架構を建方する地下鉄骨建方工程と、上記鉄骨架構の頂部において、周囲に外周梁を備える上記先行床を構築するとともに、上記山留壁と上記外周梁を、せん断伝達部材を介して接合する先行床構築工程と、を含み、上記先行床を作業架台として上記地上躯体の構築を行うことにより、上記地上躯体と上記地下躯体の構築作業を並行して行うことを特徴とする構造物の構築方法である（以下、上記構造物の構築方法を「本構築方法」という場合がある。）。

また、本構築方法において、上記外周梁には、主筋と、せん断補強筋（スターラップ）と、上記せん断伝達部材の周囲を補強するための外周補強筋と、が配筋されていることが好適である。

また、本構築方法において、上記外周補強筋は、上記山留壁に対して平行に配筋されている軸筋（軸鉄筋）と、上記せん断伝達部材及び上記せん断補強筋の少なくとも一部を囲繞する囲繞補強筋とを備えることが好適である。

ここで、先行床は、地上躯体と地下躯体の境界部となる床躯体であり、当該床躯体を利用して、地上躯体を構築するための作業構台に用いることになる。但し、先行床は、厳密に、対象地盤の地表面と一致して形成されている必要はない。
また、せん断伝達部材は、外周梁と山留壁との間でせん断力を伝達するために設ける部材であり、その種類を問うものでない。例えば、せん断伝達部材には、スタッド等の鋼棒を使用することができ、その効果を高めるためには芯材と接合されていることが好ましい。

また、囲繞補強筋は、せん断伝達部材と、せん断補強筋の少なくとも一部の周囲に配筋されており、当該せん断伝達部材とせん断補強筋とを包囲（抱持）して補強する（繋ぐ）役割（一部を囲む態様を含む）を果たす鉄筋であり、コ字状、Ｕ字状、Ｃ字状、フープ状等、適宜の形態とすることが好適である。
なお、外周梁に使用される、主筋、せん断補強筋と、外周補強筋（軸筋及び囲繞補強筋）は、施工状況において、適切な規格及び本数を用いることができる。

また、芯材を含む山留壁の構造についても制限はなく、例えば、ソイルセメント柱列壁工法、地中連続壁工法等により構築することができる。使用される芯材についても、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼等、各種の鋼材等を使用することができる。
また、本構築方法及び本構造物に関し、対象とする構造物についての制限はない（本段落に記載されている内容は、下記本発明の構造物においても同様である）。

本構築方法によれば、先行床構築工程を備え、芯材を有する山留壁と先行床とを外周梁を介して接合しており、当該外周梁と山留壁の接合部には、せん断伝達部材が設けられている。そのため、先行床と山留壁を強固に一体化することが可能となるため、施工中における地震時の安全性を充分に確保することができる。

また、本発明は、基礎躯体の上部であり、芯材を備える山留壁の内側に構築されている地下躯体と、先行床を介して、上記地下躯体の上部に構築されている地上躯体と、から構成され、上記地上躯体と地下躯体の構築が並行して行われる構造物において、上記先行床と上記山留壁の接合部には外周梁が介設されており、上記山留壁と上記外周梁との接合部には、上記芯材に設けられたせん断伝達部材と外周補強筋が設けられていることを特徴とする構造物（以下、「本構造物」という場合がある。）である。

なお、本構造物は、地上躯体と地下躯体の構築が並行して行われることにより構築された構造物又は構築中の構造物であり、本構築方法によって施工することが好適であるが、その施工方法を問うものではない。

また、本構造物は「地上躯体と地下躯体の構築が並行して行われる」ことを構成要素としているが、地上躯体と地下躯体の構築期間が完全に一致している必要はなく、先行床を地上躯体の構築に利用することにより、一定期間の間、地上躯体と地下躯体の施工期間が重複しているものであればよい。

本構造物によれば、芯材を備える山留壁と先行床とが外周梁を介して接合されており、当該山留壁と外周梁との接合部に、芯材に設けられたせん断伝達部材と外周補強筋が設けられているため、先行床と山留壁を強固に一体化することが可能となり、施工中における地震時の安全性を充分に確保することができる。

本発明によれば、長期間にわたる施工期間中の地震時の安全性を確保することが可能となる構造物の構築方法及び構造物を提供することができる。

本発明の構造物の構築方法における地盤掘削工程を示す側断面図である。 本発明の構造物の構築方法における基礎躯体構築工程を示す側断面図である。 本発明の構造物の構築方法における地下鉄骨建方工程を示す側断面図である。 本発明の構造物の構築方法における先行床構築工程を示す側断面図である。 （ａ）は、図４のＸ部の拡大図であり、（ｂ）は、芯材の正面図である。 本発明の構造物を示す側断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本構築方法及び本構築物方法で構築された本構造物Ｋの実施形態の一例について、詳細に説明する。なお、図面に基づく説明では、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

［本構築方法］
本構築方法は、先行床１０を境界部とする、地上躯体Ｕと地下躯体Ｌとから構成される本構造物Ｋの構築方法である。
本構築方法は、（１）地盤掘削工程と、（２）基礎躯体構築工程と、（３）地下鉄骨建方工程と、（４）先行床構築工程と、を含み、先行床１０を作業構台として使用して、地上躯体Ｕと地下躯体Ｌの構築作業を並行して行うものである。以下、各工程を詳細に説明する。

（１）地盤掘削工程
地盤掘削工程は、芯材２１を有する山留壁２０を構築して、地盤Ｇを所定深度である床付け面Ｇ１の深さまで掘削し、地下躯体Ｕを構築するための地下空間部Ｓを形成する作業を行う工程である（図１）。
山留壁２０は、例えば、土とセメント系懸濁液を原位置で混合攪拌することにより地中壁を形成するソイルミキシングウォール工法（ＳＭＷ工法)等を用いて、掘削する地下空間部Ｓの周囲を取り囲むように構築されている。また、山留壁２０には、芯材２１として、鉛直方向に所定間隔で所定本数のＨ鋼材（芯材）が配設されている。

このとき、掘削の深度に対応させて、順次、対向する山留壁２０の間に切梁（ともに図示せず）を設置し、山留壁２０を補強しながら掘削作業を行う。

（２）基礎躯体構築工程
基礎躯体構築工程は、床付け面Ｇ１に、基礎躯体である耐圧盤コンクリート３０を構築する作業を行う工程である(図２)。本実施形態では、杭基礎としており、基礎杭３１を打設して杭頭処理を行い、平坦化して床付け面Ｇ１を形成する。そして、床付け面Ｇ１の上面に所定厚さとなるように配筋を行い、耐圧盤コンクリート３０を打設する。
なお、地盤状態により他の基礎形式を選択することも可能であり、また、適宜地盤改良が行われているものであってもよい。

（３）地下鉄骨建方工程
地下鉄骨建方工程は、耐圧盤コンクリート３０の上に、鉄骨架構４０を建方する作業を行う工程である(図３)。本作業は、下方の所定箇所の切梁（図示せず）を解体して、作業空間を確保しながら、先行床１０の高さとなるように、複数本の鉄骨柱４１と複数本の鉄骨梁４２で構成される鉄骨架構４０を組み上げることにより行う。

（４）先行床構築工程
先行床構築工程は、鉄骨架構４０の頂部において、上面が地盤Ｇの上面と、略同一面となるように、周囲に外周梁５０を備える先行床１０を構築するとともに、山留壁２０と外周梁５０を、スタッド２５（せん断伝達部材）を介して接合する作業を行う工程である（図４）。

なお、先行床構築工程を実施する前までに、予め、山留壁２０の芯材２１であるＨ形鋼のフランジの所定位置において、所定本数のスタッド２５を、外周梁５０側に突出するように設けておくことが（図５（ｂ））、効率的に施工を行う上で好適である。

先行床１０は、鉄骨架構４０の頂部において、下記外周梁５０を含め、主筋１２及びスターラップ１３等の所定の配筋を行い、コンクリート１１を打設することにより施工される。

先行床１０の周囲である周縁部の全体には、外周梁５０が一体的に設けられており、当該外周梁５０の部分において、山留壁２０と接合されている。
鉄骨柱４１の外周梁５０の上部位置に相当する箇所には、山留壁２０と平行方向に、Ｈ形鋼である鉄骨梁４２’が接合されている。そして、鉄骨梁４２’の上下のフランジ部の各左右縁端部の近傍には、水平方向において複数本の主鉄筋６１が配筋されるとともに、所定間隔で当該上下の各主鉄筋６１を高さ方向において囲繞するスターラップ６２（せん断補強筋）が配筋されている。また、鉄骨梁４２’の下方側において、水平方向における所定の高さ方向には複数本の水平筋１４が配筋されるとともに、鉛直方向の所定位置には複数本の鉛直筋１５が配筋されている。

外周梁５０と山留壁２０の接合部６０には、外周補強筋６５が配筋されている。
外周補強筋６５は、山留壁２０に対して平行かつ水平方向に配筋されている複数本の軸鉄筋６６と、コ字形状に形成されている囲繞補強筋６７とを備えている（図５（ａ））。

軸鉄筋６６は、異なる高さ方向及び先行床１０の方向における所定位置に複数本が配筋されており、特に、スタッド２５と近接する外周梁５０の端部側は、密となるように配筋されている。
囲繞補強筋６７は、コ字形状の開口部が接合される山留壁２０と反対側となるように、かつ、先端部が外周梁５０の略中央部に位置するように配筋されている。また、囲繞補強筋６７は、各スタッド２５を囲繞するとともに、スターラップ６２の山留壁２０側の垂直部及び当該垂直部に接続する上下端部を抱持して囲繞する態様で、スターラップ６２とスタッド２５を繋ぐように配筋されている。

そして、各鉄筋及び鉄骨梁４２’の周囲に、コンクリート１１が打設されることにより、外周梁５０が形成されている。

本工程の終了後は、先行床１０を作業構台として、上方に向かって地上躯体Ｕを構築するとともに、先行床１０の下方において、地下躯体Ｌの構築を継続して、構造物Ｋの完成がなされることになる（図６）。

本構築方法によれば、先行床構築工程を備えており、同工程において、芯材２１を有する山留壁２０と先行床１０とを外周梁５０を介して接合している。山留壁２０と外周梁５０との接合部６０には、芯材２１に取り付けられている複数本のスタッド２５を設けて強固に接合した上で、先行床１０を作業架台として、地上躯体Ｕと地下躯体Ｌの構築作業を並行して行うことができる。このように、先行床１０と山留壁２０とを強固に一体化することが可能となるため、施工中における地上躯体Ｕ及び地下躯体Ｌの地震時の安全性を、充分に確保することができる。

［本構築物]
本構造物Ｋは、作業構台に用いる先行床１０を境界部とする、地上躯体Ｕと地下躯体Ｌから構成されており、当該地上躯体Ｕと地下躯体Ｌの構築が並行して行われることにより構築された構造物である（図６）。

本構造物Ｋは、床付け面Ｇ１に構築された耐圧盤コンクリート３０の上部に構築されている地下躯体Ｌと、当該地下躯体Ｌの上部に構築されている先行床１０と、当該先行床１０の上部に構築されている地上躯体Ｕと、から構成されている。
地下躯体Ｌは、山留壁２０の内側に形成されている地下空間部Ｓに構築されており、当該山留壁２０は、所定間隔に打設されている複数本の芯材２１が設けられている。

先行床１０の周縁部の全体（周囲）には、外周梁５０が設けられており、当該外周梁５０と山留壁２０が接合されている。すなわち、先行床１０と山留壁２０との間には、外周梁５０が介設されている。そして、山留壁２０と外周梁５０との接合部６０には、芯材２１であるＨ形鋼のフランジの所定位置に取り付けられているスタッド２５と、外周補強筋６５が設けられている（詳細は、上記本構築方法における説明と同様である）。

本構築物Kによれば、芯材２１を備える山留壁２０と先行床１０とが外周梁５０を介して接合されており、当該山留壁２０と外周梁５０との接合部６０には、芯材２１に取り付けられた複数本のスタッド２５と外周補強筋６５が設けられている。そのため、先行床１０と山留壁２０を強固に一体化することが可能となり、施工中における上部躯体Ｕ及び下部躯体Ｌの地震時の安全性を充分に確保することができる。

以上、本発明について、好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は当該実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各要素に関して、適宜、必要となる他の工程を付加するものであってもよい。

上記のとおり、木構築方法及び本構造物に関する各種構成要素の態様に制限はなく、最適な構成要素を採用することができる。特に、木地上躯体と地下躯体、先行床、基礎躯体、鉄骨架構及び外周梁の形態等は、実施態様に応じて適切に定めることが可能である。
また、本構築方法及び本構造物に関しては、必要最小限の構成要素を例示したものであり、本発明の作用効果を阻害しない限り、他の工程及び他の構成要素を付加するものであってもよい。

Ｋ 構築物
Ｕ 地上躯体
Ｌ 地下躯体
Ｇ 地盤
Ｇ１ 床付け面
１０ 先行床
２０ 山留壁
２１ 芯材
２５ スタッド（せん断伝達部材）
３０ 耐圧盤コンクリート（基礎躯体）
３１ 基礎杭
４０ 鉄骨架構
４１ 鉄骨柱
４２，４２’ 鉄骨梁
５０ 外周梁
６０ 接合部
６１ 主鉄筋
６２ スターラップ（せん断補強筋）
６５ 外周補強筋
６６ 軸鉄筋
６７ 囲繞補強筋

Claims (4)

1. 先行床を境とする、地上躯体と地下躯体とから構成される構造物の構築方法において、
   芯材を有する山留壁を設けて、地盤を床付け面の深さまで掘削する地盤掘削工程と、
   前記床付け面に基礎躯体を構築する基礎躯体構築工程と、
   前記基礎躯体の上に、柱と梁で構成される鉄骨架構を建方する地下鉄骨建方工程と、
   前記鉄骨架構の頂部において、周囲に外周梁を備える前記先行床を構築するとともに、
   前記山留壁と前記外周梁を、せん断伝達部材を介して接合する先行床構築工程と、を含み、
   前記先行床を作業架台として前記地上躯体の構築を行うことにより、前記地上躯体と前記地下躯体の構築作業を並行して行うことを特徴とする構造物の構築方法。
2. 前記外周梁には、主筋と、せん断補強筋と、前記せん断伝達部材の周囲を補強するための外周補強筋とが配筋されていることを特徴とする請求項１に記載の構造物の構築方法。
3. 前記外周補強筋は、
   前記山留壁に対して平行に配筋される軸筋と、
   前記せん断伝達部材及び前記せん断補強筋の少なくとも一部を囲繞する囲繞補強筋と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の構造物の構築方法。
4. 芯材を備える山留壁の内側に構築されている地下躯体と、
   先行床を介して、前記地下躯体の上部に構築されている地上躯体と、から構成され、前記地上躯体と地下躯体の構築が並行して行われる構造物において、
   前記先行床と前記山留壁の接合部には外周梁が介設されており、
   前記山留壁と前記外周梁との接合部には、前記芯材に設けられたせん断伝達部材と外周補強筋が設けられていることを特徴とする構造物。