JP3172819B2 - 鉄骨鉄筋コンクリート造連続地下壁 - Google Patents

鉄骨鉄筋コンクリート造連続地下壁

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、主に大規模、大深度
の地下構造物の建築に実施される鉄骨鉄筋コンクリート
造(以下、SRC造と略す。)連続地下壁に関する。
【0002】
【従来の技術】従来一般の連続地下壁は、鉄筋を補強体
とする鉄筋コンクリート造(以下、RCと略す。)であ
った。最近、仮設用としてではあるが、鋼材を補強芯材
に使用した鋼製連続地下壁及びその構築工法が開発され
ている(例えば新日本製鐵株式会社の「NS−BOX矢
板」=雑誌「基礎工」昭和62年11月号のP99〜P
103。川崎製鉄株式会社の「Kドメール」=1990
年8月印刷の同社カタログ「Kドメール川崎の高剛性壁
体」など参照)。
【0003】次に、近年の大深度地下空間利用の気運の
高まりに対応して鉄骨部材を補強体とする本設用の鉄骨
コンクリート造(以下、SCと略す。)連続地下壁も開
発されている(例えば、特願平3−252016号)。
【0004】
【本発明が解決しようとする課題】 最近、大深度地下空間利用の気運の高まりと共に地
下階の深い建物が計画されている。例えば地下10階の
建物の建設を考えると、深さにして地下50mにも達す
る大深度連続地下壁の構築が必要となる。仮設山留め壁
として利用されるもの、又は本設の地下外壁や耐震壁あ
るいは支持壁として利用可能な連続地下壁、それも地下
50mの大深度に達する連続地下壁を従来のRC造とし
て構築する場合は、その壁厚は面外力(常時土圧及び水
圧)で決定され、およそ3.5mもの巨大なものにな
る。従って、このような連続地下壁の構築には長大な工
期と莫大なコストを要して建築費を圧迫する問題があ
る。一方、最近はウオーターフロント等の特殊地盤(埋
立軟弱地盤)での施工が増加している。あるいは都市部
では狭隘な土地の有効利用のため隣接構造物と近接した
施工も増加している。このようなケースでは壁厚が制限
されるほか、地盤安定液による掘削では溝壁の安定化が
難しいという問題もあって、施工管理の複雑さが増加
し、難工事が増加している。
【0005】 次に、既存の仮設用鋼製連続地下壁
は、鋼矢板を使用した鋼製化により、工期の短縮、壁厚
の縮小化、施工管理の容易化に優れた利点をもつことが
理解されている。しかし、鋼矢板相互間の連結部は面内
せん断力(地震時水平力)によって自由にすべる構造で
あり、せん断力を伝達する構造になっておらず、面内力
に抵抗できない。このため既存の鋼製連続地下壁の用途
は、護岸、擁壁、土留壁のような仮設物に限られ、既往
のRC連続地下壁と同様に本設の地下外壁、耐震壁や支
持壁としての利用はできない。
【0006】 従来のRC連続地下壁は、これを深度
方向の梁又は柱と考え、支点間距離を一定とした場合、
曲げ耐力を上げるためには、引張り鉄筋量を増やすか、
壁厚を大きくするかの2通りの方法が考えられる。しか
し、片側に2段以上の配筋は施工上困難である。また、
通常使用する鉄筋径の大きさに限界があるため、一般に
RC連続地下壁の曲げ耐力を一定以上増大するために
は、壁厚を大きくせざるを得ない。ところが、壁厚を大
きくすると、掘削土量が増加するため、工期が長くな
り、産業廃棄物も増え、地下階の有効面積が減少するな
どの欠点がある。
【0007】 従って、本発明の目的は、従来の壁用
縦横筋に鉄骨部材と横つなぎ材を加えたものを補強体と
して併用し、これらをコンクリートと一体化した複合化
構造のSRC連続地下壁を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決するための手段として、請求項1記載の発明に係る鉄
骨鉄筋コンクリート造連続地下壁は、一施工単位の地下
壁1の長手方向に間隔をあけて配置した複数の鉄骨部材
2が同地下壁の鉛直方向に長く設けられ、前記の各鉄骨
部材2は各々の両外側面に鉛直方向に間隔をあけて地下
壁1の長手方向に配置された複数の横つなぎ材3との各
交点を接合され、一施工単位の鉄骨部材2は全体として
1個の鋼材ユニットに組み立てられていること、前記
材ユニットの両外側面の横つなぎ材3の外側に壁用縦横
筋4が設置され、その横筋4bの両端は前記鋼材ユニッ
トにおける両端位置の鉄骨部材2の鉄筋受け9と接合さ
れ、縦筋4aは前記横つなぎ材3との各交点を結合され
て前記鉄骨部材2との一体化が行われていること、前記
鉄骨部材2と壁用縦横筋4は地中に掘削された壁用溝6
へ一体物として挿入及び位置決めが行われ、コンクリ
ート5を打設して一体化されていることを特徴とする。
【0009】請求項2記載の発明は、請求項1に記載し
た鉄骨鉄筋コンクリート造連続地下壁において一施工
単位の鋼材ユニットにおける端位置の鉄骨部材2には、
全幅が壁用溝6の溝幅と略等しい仕切板7が溝幅方向に
突設され、また、隣接の後施工地下壁のコンクリート中
に埋設されるコネクター8が突設されていることを特徴
とする。
【0010】
【作用】面外のせん断荷重に対しては、主として鉄骨部
材2が強く抵抗する。また、面外の曲げ荷重に対しては
主として鉄骨部材2及び壁用縦筋4aが強く抵抗する。
鉛直荷重に対しては鉄骨部材2とコンクリート5が強く
抵抗する。前記の複合効果を基に、このSRC連続地下
壁のRC連続地下壁に対する基礎底深度と壁厚の関係を
試算した結果を図7に示した。図7中の丸印はRC連続
地下壁の試算結果であり、四角印がSRC連続地下壁の
試算結果である。ちなみに、基礎底深度が38mの場
合、従来のRC連続地下壁の壁厚は最終的に(つまり、
後打ち壁を含めると)3m以上になるのに対し、本発明
のSRC連続地下壁は約1mで済む。
【0011】
【実施例】次に、図示した本発明の実施例を説明する。
図1に示したSRC連続地下壁1は、図2,図3に示し
た構成の鉄骨及び鉄筋の補強体をコンクリートと一体化
した複合化構造とされている。図2は連続地下壁の一施
工単位の鉄骨部材の構成を示したもので、複数のH形鋼
2が壁の長手方向に間隔をあけて鉛直方向に長く設けら
れ、これら複数のH形鋼2はフランジの両外側に鉛直方
向に間隔をあけて壁の長手方向(水平方向)に配置され
た複数の横つなぎ材3との各交点を接合され、もって一
施工単位の鉄骨部材2は全体として1個の鋼材ユニット
に組立てられ、壁用溝6内への吊り込み挿入及び溝内で
の位置決め作業を能率的で容易なものとしている。鉄骨
部材2としては、前記H形鋼のほか、I形鋼、クロスH
形材、組立て材などを使用できる。また、前記横つなぎ
材3には、I形鋼,H形鋼,山形鋼,溝形鋼その他を使
用可能である。
【0012】鉄骨部材2と横つなぎ材3との交点の接合
手段のバリエーションを、図4A〜Hに示した。これを
順に概説すると、図4Aは横つなぎ材3にアングルを使
用し、鉄骨部材2との交点は溶接で接合した例である。
図4Bはアングル3と鉄骨部材2とをボルト10で接合
した例である。図4Cは横つなぎ材3にH形鋼を使用
し、鉄骨部材2との交点は溶接で接合した例である。図
4DはH形鋼3と鉄骨部材2をボルト10で接合した例
である。図4Eは横つなぎ材3にハット形鋼を使用し、
これを鉄骨部材2とボルト10で接合した例である。図
4Fは横つなぎ材3に溝形鋼を使用し、これを鉄骨部材
2と溶接で接合した例である。図4Gは前記溝形孔3を
鉄骨部材2に対して背中合せに当接して溶接した例を示
している。図4Hは鉄骨部材2に対して背中合せに当接
した溝形鋼3をボルト10により接合した例を示してい
る。
【0013】なお、横つなぎ材3と鉄骨部材3との交点
部分においては、横つなぎ材3にコンクリートの充填性
を高めるための孔等を設けることが検討される。そこで
図5A,Bには、前記図4Fのように溝形鋼が横つなぎ
材3として使用された場合の孔あけ例を示している。図
5Aは溝形鋼3と鉄骨部材2との交点部の当接縁を全長
にわたり溶接すると共に、交点部分の溝形鋼に長孔11
及び丸孔12を設けた例を示している。また、図5Bは
溝形鋼3における鉄骨部材2との交点部の略中央部に切
欠き孔13を設け、その余の当接縁を溶接した例を示し
ている。
【0014】再び図2の鉄骨部材2の説明に戻る。図2
は図示の明瞭化を図るため便宜上壁用縦横筋の図示を省
略している。壁用縦横筋4は、図3に示したように、前
記横つなぎ材3の外側面に付設され、横筋4bの両端が
両端位置の鉄骨部材(仕切板)の鉄筋受けと溶接さ
れる。また、縦筋4aは横つなぎ材3との交点部分が溶
接、結束等の手段で結合され、もって鉄骨部材2との一
体化が行われている。壁用縦横筋4は図3及び図6では
縦筋4aが内側で、横筋4bが外側の構成になっている
が、組立て方法によってはこの逆の態様に入れ替えるこ
ともある。また、図6のように面外方向にせん断補強筋
14を設けることもある。この場合のせん断補強筋14
には鉄筋のほかアングルなどが使用されることもある。
壁用縦横筋4は前記のように横つなぎ材3の外側に結合
して付設されるから、地中の壁用溝6内への吊り込み挿
入と同溝内での位置決めは鉄骨部材2と共にその強度及
び剛性を基盤にして併合して行なえ、正確な位置決めに
よって設計値のコンクリート被りを得ることが容易であ
る。
【0015】次に、一施工単位の鉄骨部材のうち、端位
置の鉄骨部材(仕切板)2の両側面には、地中の壁用溝
6内にコンクリート5の打設が行なわれる際にコンクリ
ート止めとして働く仕切板7が、全幅が丁度壁用溝6の
溝幅に略等しいものとして溝幅方向に突設されている。
仕切板7は勿論地下壁の深さ方向先端までの長さを有す
る。従って、隣接の後施工地下壁の壁用溝6の掘削は、
先施工地下壁のコンクリートの硬化に支障を受けず行な
える。また、端位置の鉄骨部材2には、図6に例示した
ように、隣接の後施工地下壁のコンクリート中に埋設さ
れるコネクター8c(面内コネクター)が突設されてい
る。コネクター8cの構造の詳細を図8A、Bに示し
た。コネクター8cは、鉄筋をコ字形に成形したもので
ある。8bは仕切板たる鉄骨部材2を補強する等辺山形
鋼である。このコネクター8cによって隣接する後施工
地下壁との一体化接合が行なわれ、連続地下壁としての
性能を発揮する。尚、この種の面内コネクターには公知
の種々な形状、構造のものを採用できる。一施工単位の
複数の鉄骨部材2は、鉛直方向の応力が大きい部分にの
み設けることもできる。図1、図6、図8Bの鉄骨鉄筋
ユニットは先施工地下壁用を示したものであり、後施工
地下壁用は両端の仕切板たる鉄骨部材2及び面内コネク
ター8cなどが無い構成となる。
【0016】
【本発明が奏する効果】本発明に係るSRC連続地下壁
は、大要、下記の効果を奏する。 大深度(基礎底深度約30m以深)の場合、従来の
RC連続地下壁と比較して壁厚が数分の一となる。 壁厚が薄くなることにより、掘削工期が短縮され、
掘削土量が減って産業廃棄物が減少し、また、壁厚が縮
小化された分だけ地下階部分の有効床面積が増加する。
【0017】 コンクリート5が鉄骨部材2の座屈を
防止し、許容耐力として累加強度を採用可能であること
はもちろん、横つなぎ材3の支圧効果・ダボ効果により
さらに安全性(耐力)が高まる。 従来仮設で使用していたコンクリート止めの仕切板
を本設の鉄骨部材2で兼用できる。
【0018】 面外せん断力を鉄骨部材2のみで負担
することができる。従って、面外せん断補強筋が不要と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るSRC連続地下壁の一施工単位を
示した平面図である。
【図2】一施工単位の鉄骨部材を示した斜視図である。
【図3】鉄骨及び鉄筋の組立て状態を示した立面図であ
る。
【図4】A〜Hは横つなぎ材と鉄骨部材の種々な接合手
段を示した側面図である。
【図5】A,Bは横つなぎ材にコンクリートの充填性を
高める孔をあけた例の斜視図である。
【図6】鉄骨及び鉄筋補強体の異なる実施例の平面図で
ある。
【図7】従来のRC連続地下壁と本発明のSRC連続地
下壁に関する基礎底深度と壁厚との試算結果を対比した
グラフである。
【図8】A、Bは端部の鉄骨部材におけるコネクターの
構成を詳記した立面図と平面図である。
【符号の説明】
1 連続地下壁 2 鉄骨部材 3 横つなぎ材 4 壁用縦横筋 5 コンクリート 6 壁用溝 7 仕切板 8c コネクター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加倉井 正昭 東京都江東区南砂二丁目5番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 岡村 克己 東京都江東区南砂二丁目5番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 東端 泰夫 東京都江東区南砂二丁目5番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 毛井 崇博 東京都江東区南砂二丁目5番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 岩下 敬三 東京都江東区南砂二丁目5番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 中山 信雄 東京都中央区銀座八丁目21番1号 株式 会社竹中工務店東京本店内 (72)発明者 吉田 啓喜 東京都中央区銀座八丁目21番1号 株式 会社竹中工務店東京本店内 (72)発明者 井ノ上 一博 東京都中央区銀座八丁目21番1号 株式 会社竹中工務店東京本店内 (56)参考文献 特開 平4−161612(JP,A) 特開 昭60−105708(JP,A) 特開 昭63−147010(JP,A) 特開 昭62−268416(JP,A) 特開 昭64−90314(JP,A) 実開 平1−156234(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02D 5/02 - 5/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一施工単位の地下壁の長手方向に間隔をあ
    けて配置した複数の鉄骨部材が同地下壁の鉛直方向に長
    く設けられ、前記の各鉄骨部材は各々の両外側面に鉛直
    方向に間隔をあけて地下壁の長手方向に配置された複数
    の横つなぎ材との各交点を接合され、一施工単位の鉄骨
    部材は全体として1個の鋼材ユニットに組み立てられて
    いること、 前記鋼材ユニットの両外側面の横つなぎ材の外側に壁用
    縦横筋が設置され、その横筋の両端は前記鋼材ユニット
    における両端位置の鉄骨部材の鉄筋受けと接合され、縦
    筋は前記横つなぎ材との各交点を結合されて前記鉄骨部
    材との一体化が行われていること、 前記鉄骨部材と壁用縦横筋は地中に掘削された壁用溝内
    へ一体物として挿入及び位置決めが行われ、コンクリー
    トを打設して一体化されていることを特徴とする、鉄骨
    鉄筋コンクリート造連続地下壁。
  2. 【請求項2】一施工単位の鋼材ユニットにおける端位置
    の鉄骨部材には、全幅が壁用溝の溝幅と略等しい仕切板
    が溝幅方向に突設され、また、隣接の後施工地下壁のコ
    ンクリート中に埋設されるコネクターが突設されている
    ことを特徴とする、請求項1に記載した鉄骨鉄筋コンク
    リート造連続地下壁。
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