JP4006689B2 - ソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットおよびソイルセメント柱列壁用芯材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地下ピット、特に、ソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットおよび該ソイルセメント柱列壁に好適なソイルセメント柱列壁用芯材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来のソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットを示す断面図である。図６において、ソイルセメント柱列壁９１０の芯材９０２にソイルセメント９０１の漏出し防止材９０３を予め取付けて設置し、ソイルセメント柱列壁９１０の構築を完成した後、地盤の根切り時に、地下外壁部分９２０は芯材９０２の内側面までソイルセメント９０１を除去し、柱９３０部分は前記漏出し防止材９０３の内側面まで除去する。
ソイルセメント柱列壁９１０の各芯材９０２の内側面にスタッドボルト９０４等のコネクタを取付け、地下外壁９２０部分に壁用の図示しない縦横筋を配筋し、地下躯体の内面位置に型枠を設置してコンクリート９０９を打設している。
また、柱９３０部分には柱用の縦筋９０６と帯筋９０７を配筋し、地下躯体の内面位置に型枠を設置してコンクリート９０９を打設している。
したがって、ソイルセメント柱列壁９１０の芯材９０２を合成地下躯体の本設柱９３０の一部に利用する合成効果によって、従来よりも柱部分の断面が小さくなり、柱は従来よりも外側に形成されるので、地下階空間を広くすることができ、柱部分の突き出しがない分だけ地下階空間の有効利用が図れるものである。さらに、芯材９０２に地上の鉄骨柱を真直ぐに接合して地上階の床面積を広くすることができるものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０６−２７２２６７号公報（第２−３頁、図４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術には以下のような問題点があった。
▲１▼漏出し防止材９０３が露出するまで芯材９０２の懐（ウエブの側面）のソイルセメント９０１を撤去するため、作業が煩雑になる。
▲２▼本設柱９３０（芯材を合成地下躯体の一部に利用している）と床スラブとの接合方法が開示されていないため、該本設柱と床スラブとの取り合いが不明であって、当該部分が破壊するおそれがある。
▲３▼芯材９０２に地上の鉄骨柱を直接接合するため、それぞれの配置の自由度がなくなる。
▲４▼漏出し防止材９０３があらかじめ取り付けられた３連の芯材９０２をソイルセメント９０１中に立設する必要があるため、該取り付け作業を必要とし、さらに、３連の芯材の施工が複雑になる。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、施工が容易であって、本設柱を撤去して全面略均一厚さの後打ちコンクリート壁によって地下ピットを形成しても、堅固な構造である、ソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットおよびこれに好適なソイルセメント柱列壁用芯材を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットは、以下のような構成である。
（１）複数のソイルセメント柱とそれぞれの該ソイルセメント柱の内部に立設された芯材からなるソイルセメント柱列壁と、
前記芯材にシェアーコネクターによって接合された略均一厚さの後打ちコンクリート壁と、
該後打ちコンクリート壁に接合された底部コンクリートスラブとを有し、
前記底部コンクリートスラブの内部で前記後打ちコンクリート壁の近辺に、曲げモーメントの伝達を図る梁部材が配置され、該梁部材の一方の端部が前記芯材に接合されてなることを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、本発明に係るソイルセメント柱列壁用芯材は、以下のような構成である。
（２）後打ちコンクリート壁と底部コンクリートスラブとによって形成される地下ピットを包囲するソイルセメント柱列壁を構成する芯材であって、
前記底部コンクリートスラブの内部に配置される鉄筋または梁部材を接合するための貫通孔または継手部材を具備するブラケットが設置され、
前記貫通孔または継手部材に嵌着自在な保護キャップが設置されてなることを特徴とする。
【００１４】
（３）前記（２）において、前記貫通孔または継手部材に嵌着自在な保護キャップが設置されてなることを特徴とするものである。
【００１５】
（４）前記（３）において、前記Ｈ形鋼のフランジの内側に補強用スチフナが設置されてなることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
図１は本発明の実施形態１に係るソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットの構成を説明する断面表示した模式図である。図１において、１はソイルセメント柱、２は芯材、３はＲＣ連結梁、４はスタッドジベル（以下、スタッドと称す）、５は壁面コンクリート、６は鉄筋、７は床面コンクリートである。なお、ソイルセメント柱１とは、地中に立設された掘削穴に打設（充填）されたソイルセメントを称する。
すなわち、複数のソイルセメント柱１が並んで（紙面奥行き方向に）立設され、該それぞれのソイルセメント柱１の内部に芯材２が挿入されてソイルセメント柱列壁１０が形成されている。
【００１７】
（後打ちコンクリート壁）
次に、芯材２の地下ピットに対面した範囲（図中、左側）のソイルセメントが撤去され、芯材２が露出している。そして該露出範囲で芯材２にスタッド４が設置され、さらに壁面コンクリート５が打設されて後打ちコンクリート壁２０が形成されている。
したがって、壁面コンクリート５は略均一の厚さであって、地下ピット側（図中、左側面）が横梁ないし柱（縦梁）等の突起物がない平坦な面を形成している。なお、後打ちコンクリート壁２０内に、縦方向補強鉄筋または横方向補強鉄筋の一方または両方が通常配置されている。
すなわち、後打ちコンクリート壁２０は、スタッド４によって芯材２に連結されているから、後打ちコンクリート壁２０に作用する土圧および水圧は芯材２にも伝達される。つまり、芯材２によって補強されたことになる。以下、芯材２によって補強された後打ちコンクリート壁２０を合成構造の壁６０と称する。
【００１８】
（ＲＣ連結梁）
複数の芯材２の上端部を連結するＲＣ連結梁３が設置されている。したがって、地上構造物をＲＣ連結梁３の上に設置することができる。たとえば、地上構造物の柱をＲＣ連結梁３に直接設置してもよい。このとき、該柱と芯材２との配置を自由に選定することが可能になるから、設計の自由度が増す。なお、地上構造物の鉛直荷重は合成構造の壁６０に伝達され、最終的には、床スラブに伝達されると考えられる。
【００１９】
（床スラブ）
地下ピットの底部に芯材２に接合された鉄筋６が設置され、さらに床面コンクリート７が打設されて床スラブ４０が形成されている。したがって、後打ちコンクリート壁２０と床スラブ４０との取り合い部（図中、矢印５０にて示す、以下取り合い部５０と称す）に作用する大きな曲げモーメントが確実に伝達され、当該部分の損傷（合成構造の壁６０と床スラブ４０との分離）が防止されている。なお、床スラブ４０に相当する位置およびこれに近い範囲では、スタッド４の配置間隔が狭くなっている。このため、大きな曲げモーメントが作用する当該範囲であっても、芯材２と壁面コンクリート５とが剥離することがない。
【００２０】
（合成構造の壁と床スラブとの取り合い）
図２は本発明の実施形態１に係るソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットに作用する力を説明する曲げモーメント分布図である。なお、図１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図２において、合成構造の壁６０には、水平方向の水圧および土圧によって曲げモーメントが作用し、一方、床スラブ４０には、鉛直方向の水圧および土圧によって曲げモーメントが作用している。このため、取り合い部５０では、かかる曲げモーメントが重疂して大きな値になっている。
【００２１】
なお、従来の鉄筋コンクリート柱（以下、ＲＣ柱と称す）と、鉄筋コンクリートスラブ床（以下、ＲＣ床と称す）が接合する場合は、ＲＣ柱の引っ張り側の鉄筋（鉛直に配置されている）と、ＲＣ床の引っ張り側の鉄筋の鉛直端部とがコンクリートを介した重ね継手によって接合され、曲げモーメントが伝達されている。
しかしながら、合成構造の壁６０においては、引っ張り側の鉄筋に相当する作用を芯材２が奏するため、芯材２と床スラブ４０の鉄筋６との間で確実な応力伝達構造が必要になる。このため、図１においては芯材２と鉄筋６を直接接合している。すなわち、ＲＣ構造の床スラブ４０と合成構造の壁６０同士の応力の伝達が明確になり、強度と剛性が確保された結合構造（異種構造同士の結合構造）が得られている。
【００２２】
（床スラブの他の構造）
図３は本発明の実施形態１に係るソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットにおける床スラブの他の構造を説明する部分拡大図である。なお、図１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図３の（ａ）において、床スラブ４１は床面コンクリート７と、一端が芯材２に設置された所定の長さのＨ形鋼からなる梁部材８（片持ち梁）によって形成されている。すなわち、前記曲げモーメントが大きい範囲に剛性の大きな梁部材が配置され、確実な曲げモーメントの伝達を図っている。すなわち、梁部材８の一方の端部には端板８１（Ｈ形鋼のウエブおよび両フランジに接合されている）が固定され、端板８１はリブ８２によって補強されている。一方、芯材２にはスチフナ２９が設置され、フランジ２１が補強されている。
なお、本発明の梁部材はＨ形鋼に限定するものではなく、Ｉ形鋼、Ｔ形鋼あるいは断面異形のチャンネル材であってもよい。
【００２３】
図３の（ｂ）において、床スラブ４２は床面コンクリート７と、一端が芯材２に設置された所定の長さのＰＣ線材９によって形成されている。すなわち、前記曲げモーメントが大きい範囲の床面コンクリート７にＰＣ線材９によって圧縮力を付与して確実な曲げモーメントの伝達を図っている。
なお、ＰＣ線材９には定着部９１（床スラブ４２に設けた凹部に設置される）において、引っ張り力が付与されている。
【００２４】
図３の（ｃ）において、床スラブ４３と壁面コンクリート５との隅部に斜面７１が設けられ、斜面７１に略平行で、一端が芯材２に接合された鉄筋６が配置されている。したがって、斜めに配置された鉄筋６と斜面７１部分によって、取り合い部に作用する大きなモーメントに対応している。
【００２５】
（取り合い部の構造）
図４は本発明の実施形態１に係るソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットにおける取り合い部の構造を説明する部分拡大図である。なお、図１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図４の（ａ）において、Ｈ形鋼からなる芯材２の地下ピット側のフランジ２１に、鉄筋６が挿入される貫通孔２２が穿設されている。一方、鉄筋６の端部にはネジ６１が加工されているから、鉄筋６の端部を貫通孔２２に通した後、フランジ２１の内側からネジ６１に螺合するナット６２によって外側からナット６３によって両者を固定している。したがって、確実な接合がなされる。なお、ナット６２をネジ６１に螺合するため、フランジ２１の内側のソイルセメントを当該作業範囲のみ撤去する。
【００２６】
図４の（ｂ）において、Ｈ形鋼からなる芯材２の地下ピット側のフランジ２１に、鉄筋６が挿入される貫通孔２２が穿設され、フランジ２３によって貫通孔２２から抜き出し不能な継手手段２４が貫通孔２２に回転自在に設置されている。一方、鉄筋６の端部にはネジ６１が加工されているから、ネジ６１を継手手段２４のネジに螺合して、継手手段２４を回転しさらにナット６３によって両者を固定している。したがって、確実な接合がなされる。このとき、フランジ２１の内側における作業が発生しないから、該内側のソイルセメントを撤去する必要がない。
【００２７】
図４の（ｃ）において、芯材２の地下ピット側のフランジ２１に、ボルト２５が固定されている。一方、鉄筋６の端部にはネジ６１が加工されているから、ボルト２５およびネジ６１の両方に螺合する中間継手６４（たとえば、ターンバックル等）によって、芯材２と鉄筋６が接合されている。なお、ナット６２およびナット６３はそれぞれ回り止めの働きをする。また、芯材２にスチフナ２９を設置しているが、撤去してもよい。
【００２８】
図４の（ｄ）において、芯材２の地下ピット側のフランジ２１に、断面ＬＴ字状のブラケット２６が固定され、ブラケット２６に貫通孔２２が穿設されている。したがって、前記（ａ）と同様に芯材２と鉄筋６を接合することができる。なお、ブラケット２６に前記継手手段２４やボルト２５を設置してもよい。
また、芯材２にスチフナ２９を設置しているが、撤去してもよい。
【００２９】
［実施形態２］
（ソイルセメント柱列壁用芯材）
図５は本発明の実施形態２に係るソイルセメント柱列壁用芯材を説明する模式図である。なお、実施の形態１（図４）と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図５の（ａ）において、ソイルセメント柱列壁用芯材（以下、芯材と称す）２０２はＨ形鋼からなり、地下ピット側のフランジ２２１に、ボルト２２３が挿入される貫通孔２２２が穿設されている。そして貫通孔２２２には、ボルト２２３が挿入されナット２２４によって固定されている。
したがって、芯材２０２をソイルセメント柱に建てこむ際、貫通孔２２２にソイルセメントが侵入することがない。なお、ボルト２２３は鉄筋６の端部を貫通孔２２２に挿入する前に撤去する。
また、地下ピット側のフランジ２２１を補強する目的で、スチフナ２２９がフランジの内側同士とウエッブを連結している。なお、スチフナ２２９は撤去してもよい。さらに、貫通孔２２２を所定の間隔で複数箇所穿設して、床スラブの梁部材を設置するために使用してもよい。
【００３０】
図５の（ｂ）において、Ｈ形鋼からなる芯材３０２の地下ピット側のフランジ３２１に貫通孔３２２が穿設され、抜け防止フランジ３２３を具備する継手手段３２４（雌ネジ３２５が加工されている）が挿入されている。さらに、雌ネジ３２５にはワッシャ３２６を介してボルト３２７が螺設されている。
したがって、芯材３０２をソイルセメント柱に建てこむ際、継手手段３２４が抜け落ちることがなく、また、雌ネジ３２５にソイルセメントが侵入することがない。
なお、ワッシャ３２６を、その一部が芯材３０２のフランジ３２１に当接するように断面略Ｕ字状または円筒状にすれば、抜け防止フランジ３２３をフランジ３２１に押し当てる（外側に引っ張る）ことができるから、抜け防止フランジ３２３とフランジ３２１との隙間にソイルセメントが侵入することがなくなる。
【００３１】
図５の（ｃ）において、芯材４０２の地下ピット側のフランジ４２１に、ボルト４２５が固定され、ボルト４２５に雌ネジを具備する筒状のキャップ４２６が設置されている。したがって、芯材４０２をソイルセメント柱に建てこむ際、ボルト４２５が損傷することがなく、また、ネジの谷部にソイルセメントが侵入することがない。
また、地下ピット側のフランジ４２１を補強する目的で、スチフナ４２９がフランジの内側同士とウエッブを連結している。なお、スチフナ４２９は撤去してもよい。
さらに、ボルト４２５を所定の間隔で複数箇所固定して、床スラブの梁部材を設置するために使用してもよい。
【００３２】
図５の（ｄ）において、芯材５０２の地下ピット側のフランジ５２１に、断面Ｔ字状のブラケット５２６が固定され、ブラケット５２６に貫通孔５２２が穿設され、（ａ）と同様にボルト５２３が設置されている。したがって、鉄筋６を芯材５０２に接合する際、フランジ５２２の内側のソイルセメントを除去する必要がないため、作業が容易且つ迅速になる。
また、地下ピット側のフランジ５２１を補強する目的で、スチフナ５２９がフランジの内側同士とウエッブを連結している。なお、スチフナ５２９は撤去してもよい。 さらに、貫通孔５２２を所定の間隔で複数箇所設けて、床スラブの梁部材を設置するために使用してもよい。
なお、ブラケット５２６の断面はＴ字状に限定するものはなく、Ｕ字状、Ｌ字状あるいはπ字状であってもよい。
【００３３】
ところで、上記の説明では本発明をＨ形鋼を芯材とする場合について述べたが、本発明はこれに限定するものではなく、その他の断面形状を有する芯材においても利用できるものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、以下の効果が得られる。
１）略均一厚さの後打ちコンクリート壁をシェアーコネクタによって芯材に接合し、さらに、該後打ちコンクリート壁と底部コンクリートスラブとの取り合い部にシェアーコネクタを密に配置したから、凹凸の無い堅固で広い空間の地下ピットが得られる。
２）さらに、底部コンクリートスラブに芯材に接合された鉄筋または梁部材を配置したから、異種構造（ＲＣ構造の床スラブと合成構造の壁との結合構造）同士の応力伝達が明確になり、強度と剛性が確保された、さらに堅固な地下ピットが得られる。
３）また、鉄筋または梁部材を設置するための継手手段等を設置し、該継手手段等にソイルセメントの侵入を防止する保護キャップを設置したから、施工性に優れたソイルセメント柱列壁用芯材が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットの構成を説明する断面表示した模式図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットに作用する力を説明する曲げモーメント分布図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットにおける床スラブの他の構造を説明する部分拡大図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットにおける取り合い部の構造を説明する部分拡大図である。
【図５】本発明の実施形態２に係るソイルセメント柱列壁用芯材を説明する模式図である。
【図６】従来のソイルセメント柱列壁を利用した地下ピットを示す断面図である。
【符号の説明】
１ 芯材
２ ソイルセメント柱
３ ＲＣ連結梁
４ スタッド
５ 壁面コンクリート
６ 鉄筋
７ 床面コンクリート

Claims (4)

1. 複数のソイルセメント柱とそれぞれの該ソイルセメント柱の内部に立設された芯材からなるソイルセメント柱列壁と、
   前記芯材にシェアーコネクターによって接合された略均一厚さの後打ちコンクリート壁と、
   該後打ちコンクリート壁に接合された底部コンクリートスラブとを有し、
   前記底部コンクリートスラブの内部で前記後打ちコンクリート壁の近辺に、曲げモーメントの伝達を図る梁部材が配置され、該梁部材の一方の端部が前記芯材に接合されてなることを特徴とするソイルセメント柱列壁を利用した地下ピット。
2. 後打ちコンクリート壁と底部コンクリートスラブとによって形成される地下ピットを包囲するソイルセメント柱列壁を構成する芯材であって、
   前記底部コンクリートスラブの内部に配置される鉄筋または梁部材を接合するための貫通孔または継手部材を具備するブラケットが設置され、
   前記貫通孔または継手部材に嵌着自在な保護キャップが設置されてなることを特徴とするソイルセメント柱列壁用芯材。
3. Ｈ形鋼でなることを特徴とする請求項２記載のソイルセメント柱列壁用芯材。
4. 前記Ｈ形鋼のフランジの内側に補強用スチフナが設置されてなることを特徴とする請求項３記載のソイルセメント柱列壁用芯材。

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