JP4362824B2

JP4362824B2 - 逆打ち工法

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Publication number: JP4362824B2
Application number: JP2004269935A
Authority: JP
Inventors: 和彦磯田
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2004-09-16
Filing date: 2004-09-16
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2024-09-16
Also published as: JP2006083610A

Description

本発明は、建物の地下部の施工法である逆打ち工法に関する。

周知のように、建物の地下部の施工法としての逆打ち工法は通常の順打ち工法に比較して工期短縮を図ることができるものとして従来より広く採用されており、たとえば特許文献１にはジャッキを組み込んだ仮設切梁兼用ステージを用いる逆打ち工法が提案されている。
特開平５−２８００６３号公報

しかし、従来一般の逆打ち工法では掘削と地下階の躯体の施工を同時に行うことから掘削土の搬出や資材の搬入等が錯綜し、必ずしも効率的な施工が行えない場合もある。また特許文献１に示される逆打ち工法は大がかりなステージを必要とするし、それを降下させていくためには複雑かつ高度な施工管理を必要とし、広く一般に適用し得るものではない。

上記事情に鑑み、本発明はより簡易に実施でき効率的な施工が可能である有効な逆打ち工法を提供することを目的とする。

請求項１の発明は建物の地下部を施工するための逆打ち工法であって、地表部から地盤中に構真柱杭および構真柱を施工した後、地盤表層部を掘削して構真柱の上端部を露出せしめ、４本の構真柱により囲まれる各スパンにそれぞれ作業床ユニットを該構真柱に仮締結することによって降下可能に設置し、それら作業床ユニットを足場として躯体を施工するとともに各作業床ユニットの下方地盤を掘削し、１階層分の掘削を行ったら各作業床ユニットを施工済みの躯体から吊り支持して１階層分降下させるとともに前記構真柱に仮締結することによって再び各スパンに降下可能に設置し、上記工程を繰り返して最下階の直上の階までの掘削が完了した時点で各作業床ユニットをその階の本設の床梁構造体として各スパンに設置するとともに、その下方地盤をさらに掘削して最下階の躯体および基礎を施工することを特徴とする。

請求項２の発明は請求項１の発明の逆打ち工法において、各スパンに設置する作業床ユニットを、施工中は構真柱に対して仮締結され最終的には本設として構真柱間に架設される一方向の一対２本の大梁と、それら大梁間に架設された小梁と、それら大梁および小梁上に敷設されたデッキとにより構成し、かつそれら作業床ユニットを隣接するスパンに設置するに当たっては、双方の作業床ユニットにおける大梁が互いに直交方向となるように配置して双方の大梁を同一構真柱の互いに直交する周面に対してそれぞれ仮締結することを特徴とする。

請求項３の発明は請求項２の発明の逆打ち工法において、構真柱としてコンクリート充填鋼管柱を採用するとともに、作業床ユニットを構成する大梁および各階に架設する本設の大梁としていずれもＨ形鋼を採用し、施工中において作業床ユニットを各スパンに設置するに当たっては、構真柱の周面に溶接した仮設シヤープレートに対して作業床ユニットにおける大梁のウェブを添え板を介して仮締結し、本設の大梁を構真柱間に架設するに当たっては、構真柱の周面に溶接したシヤープレートと外ダイヤフラムからなる本設ブラケットに対して大梁のウェブを添え板を介してボルト締結するとともに上下フランジを溶接することにより剛接合し、作業床ユニットを最終的に本設の床梁構造体として設置するに当たっては、構真柱の周面に前記仮設シヤープレートに代えて溶接した前記本設ブラケットに対して大梁のウェブを添え板を介してボルト締結するとともに上下フランジを溶接することにより剛接合することを特徴とする。

請求項４の発明は請求項１，２または３の発明の逆打ち工法において、作業床ユニットの下面側に各種資機材や掘削土を搬送するための搬送手段を設置し、作業床ユニットの下方地盤の掘削作業や基礎の施工をその搬送手段を用いて行うことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、各スパンに小規模な作業用ユニットを構真柱に仮締結することによって降下可能に設置し、それを順次降下させていって各階において作業足場とすることで、地下階の各階の躯体の施工およびその下方地盤に対する掘削工事を効率的に実施することができる。そして、各作業用ユニットをそれぞれ施工済みの躯体から吊り支持して独立に降下させていくことが可能であり、したがってチェーンブロックやウインチ等の簡易な装置を用いることのみで各作業床ユニットを簡便にかつ安全に降下させることができ、大がかりな装置や高度の施工管理を必要としない。さらに、作業床ユニットを最終的には本設の床梁構造体として利用してそのまま残置するので、その解体や搬出の手間が不要であり合理的である。

特に、請求項２の発明によれば、作業床ユニットを大梁と小梁とデッキとにより構成することにより充分に軽量なものとでき、それをそのまま本設の床梁構造体として利用してその上部にコンクリートを打設することのみで床を直ちに形成することができる。しかも、各作業床ユニットを全体として市松配置することにより、最外周部の大梁の一部を除いてほぼ全ての大梁を作業床ユニットの大梁としてそのまま利用することができる。

また、請求項３の発明によれば、作業床ユニットにおける大梁のウェブを仮設シヤープレートに対して仮締結することで着脱を容易に行えるし、構真柱の建て込み施工誤差を添え板により吸収することもできる。また、作業床ユニットを本設の床梁構造体として架設する際には仮設シヤープレートに代えて本設ブラケットに対してボルト締結と現場溶接とを併用することにより確実強固に剛接合することができる。勿論、各階の本来の大梁も同様に本設ブラケットを介して構真柱に対して確実に剛接合することができる。

さらに、請求項４の発明によれば、作業床ユニットの下面側に搬送手段を設置することで、作業床ユニットの下方地盤の掘削に際しての掘削土の搬出作業等を効率的に実施することができる。

図１〜図５を参照して本発明の一実施形態を説明する。本実施形態の逆打ち工法は、後述する作業床ユニット１を構真柱２間の各スパンに降下可能に設置し、それら作業床ユニット１を個々に順次降下させつつ地下階の施工を行い、それら作業床ユニット１を最終的には本設の床梁構造体５としてそのまま残置することを基本とする。

図１〜図２は本実施形態の逆打ち工法により地下３階までの施工を行う場合の基本的な作業手順の一例を示すものである。まず図１（ａ）に示すように地表から地盤中に構真柱杭３および構真柱２を施工する。それら構真柱杭３と構真柱２は周知の構造のものを周知の工法によって適宜施工すれば良いが、本実施形態では構真柱杭３としてコンクリート杭を採用し、構真柱２として鋼管内にコンクリートを充填したコンクリート充填鋼管柱（いわゆるＣＦＴ柱）を採用している。

次に、図１（ｂ）に示すように地盤表層部を一次掘削した後、作業床ユニット１を構真柱２に仮締結して掘削底面付近に設置し、それを作業足場として（ｃ）に示すようにその上部に地上１階の床梁として本設の大梁４（４ａ）を構真柱２間に架設するとともに地下１階におけるその他の躯体を施工する。また、それと同時に作業床ユニット１の下方地盤を１階層分だけ二次掘削する。その掘削作業に際しては作業床ユニット１の下面側にたとえばホイストクレーン等の簡易な搬送手段を設置しておき、それにより資機材を搬送したり掘削土を搬出することで効率的な掘削が可能である。

所定深度までの二次掘削が完了したら、作業床ユニット１をたとえばチェーンブロックやウインチ等の簡易な揚重手段を用いて上記の大梁４ａから吊り支持し、図２（ｄ）に示すように二次掘削底面付近まで降下させ、その位置で再び構真柱２に仮締結して設置する。そして、上記と同様にして作業床ユニット１を作業足場として地下１階の床梁としての本設の大梁４（４ｂ）を施工すると同時に、（ｅ）に示すように下方地盤を三次掘削し、作業床ユニット１を大梁４ｂから吊り支持してさらに降下させて三次掘削底面付近に配置し、ここで（ｆ）に示すように地下２階の本設の床梁構造体５として構真柱２間に架設する。しかる後に、その下方地盤をさらに掘削し、基礎６および最下階である地下３階の躯体を施工する。

図３〜図４は上記の作業床ユニット１の一具体例を示すものである。この作業床ユニット１は、上記のように最終的には地下２階の床梁構造体５として架設されることでそのまま本設の床梁となる一対２本の大梁１１と、それら大梁１１間に架設された小梁１２（図示例では３本）と、それら大梁１１および小梁１２上に敷設されたデッキ１３（図４（ｂ）参照。そのリブの方向を図３に矢印で示してある）とにより構成されたものである。

本実施形態においては、図３に示すように同一形態の作業床ユニット１を４本の構真柱２により囲まれる各スパン内にそれぞれ設置してそれらを独立に降下可能としているのであるが、隣り合うスパンに設置する作業床ユニット１の向きを９０度異なるように全体として市松配置とする。つまり、隣接する作業床ユニット１の双方の大梁１１をそれぞれＸ方向およびＹ方向の大梁として同一の構真柱２の直交する周面に対して仮締結する。なお、必要であれば図４に示すように隣り合う作業床ユニット１間に敷鋼板１４等を着脱可能に設置して隙間を塞ぐとともに足場とすれば良い。

作業床ユニット１および本設の大梁４を構真柱２に対して接合するための構造を図５に示す。施工中において作業床ユニット１を各スパンに降下可能に設置するに当たっては、構真柱２の周面に仮設シヤープレート１５を溶接し、それに対して作業床ユニット１における大梁１１のウェブを添え板１６を介して仮締結する。その作業床ユニット１を降下させる際には、ボルトを抜去して仮締結を解除し、下階に溶接した他の仮設シヤープレート１５に対して同様に仮締結すれば良い。なお、仮設シヤープレート１５は最終的に撤去すれば良いが、支障がなければそのまま残置しても良い。

また、本設の大梁４を構真柱２間に架設するに当たっては、構真柱２の周面にシヤープレート２０と上下の外ダイヤフラム２１からなる本設ブラケット２２を溶接し、それに対して大梁４のウェブを添え板２３を介してボルト締結（ＨＴＢによる２面摩擦接合）するとともに上下フランジを現場溶接することにより剛接合する。

さらに、作業床ユニット１を最終的に地下２階の本設の床梁構造体５として設置するに当たっては、構真柱２の周面に上記の仮設シヤープレート１５に代えて上記の本設ブラケット２２を溶接し、それに対して他の大梁４と同様に作業床ユニット１の大梁１１のウェブを添え板２３を介してボルト締結するとともに上下フランジを現場溶接することにより剛接合する。なお、作業床ユニット１の大梁１１が架設されない外周スパンには、図３に破線で示すように大梁４（４ｃ）を適宜架設する。

以上の逆打ち工法によれば、作業床ユニット１を足場とすることで地下階の躯体工事および掘削工事を錯綜することなく効率的に実施でき、しかも作業床ユニット１を最終的に本設の床梁構造体５としてそのまま利用するのでそれを解体して撤去する必要がなく、地下工事に係わる工期短縮と工費削減を図ることができる。

特に、作業床ユニット１を各スパンに設置するので個々の作業床ユニット１を小形軽量のものとできるし、それを地表部において容易に組み立てることができ、また工事進捗に応じて個々の作業床ユニット１をそれぞれ最適なタイミングで独立に降下させることができ、その降下作業もチェーンブロックやウインチ等の簡易な揚重手段により施工済みの大梁４から吊り支持しつつ容易にかつ速やかに行うことができるので、大がかりな仮設ステージを用いる場合に較べて遙かに作業性に優れる。なお、隣接するスパンに設置する作業床ユニット１どうしを連結して、複数スパンの作業床ユニットを一括して同時に降下させるようにしても良い。

また、作業床ユニット１を大梁１１と小梁１２とデッキ１３とにより構成することにより充分に軽量なものとできるばかりでなく、それをそのまま本設の床梁構造体５として利用してその上部にコンクリートを打設することのみで直ちに床を形成することができる。しかも、各作業床ユニット１を全体として市松配置することにより、最外周部の一部の大梁４ｃを除いてほぼ全ての大梁４として作業床ユニット１の大梁１１をそのまま利用することができる。

また、施工中に作業床ユニット１を設置する際には仮設シヤープレート１５に対して大梁１１のウェブのみをボルト締結することで着脱を容易に行えるし、構真柱２の建て込み施工誤差を添え板１６により吸収することもできる。そして、作業床ユニット１を本設の床梁構造体５として架設する際には仮設シヤープレート１５に代えて本設ブラケット２２に対して２面摩擦接合によるボルト締結と現場溶接とを併用して接合することにより、本設の躯体として支障なく確実強固に剛接合することができる。勿論、各階の本来の大梁４も同様の本設ブラケット２２を介して構真柱２に対して支障なく剛接合することができる。

さらに、上記のように作業床ユニット１の下面側にホイストクレーン等の搬送手段を設置することで、作業床ユニット１の下方地盤の掘削作業等を効率的に実施することができる。勿論、施工の進捗に伴って搬送手段の設置位置や搬送経路を自由に変更することもできるし、必要であれば搬送手段のみならず各種の施工機械や資機材を作業床ユニット１に組み込んだり作業床ユニット上に搭載することもできる。

以上で本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでは勿論なく、たとえば以下に列挙するように様々な変形や応用が可能である。

構真柱杭３や構真柱２の構造は任意であって、たとえば構真柱杭３として鋼管杭を採用し、それをそのまま上方に延長して構真柱２を鋼管柱により構成することでも良い。勿論、構真柱２としては角形あるいは円形断面のＣＦＴ柱や鋼管柱に限らず、Ｈ形鋼や十字形断面等の鉄骨柱であっても良い。各階に架設する本来の大梁４や、作業床ユニット１を構成する大梁１１についてもＨ形鋼に限るものではない。

上記実施形態のように作業床ユニット１を大梁１１と小梁１２とデッキ１３により構成してそれを市松配置することが好ましいが、それに限るものでもなく、作業床ユニット１は施工中に順次降下させていくことができるように構真柱に仮締結でき、かつ最終的に本設の床梁構造体５として架設できる限りにおいてその構造や設置の形態は任意であり、たとえば重量的には不利とはなるが大梁１１や小梁１２としてプレキャスト梁を採用したり、デッキ１３上に予めコンクリートを打設してスラブを形成しておくことでも良い。

構真柱２に対して大梁１１や大梁４を接合するための構造は上記のような仮設シヤープレート１５や本設ブラケット２２によることが好ましいが、それに限るものでもなく、適宜の構造で接合すれば良い。また、仮設シヤープレート１５や本設ブラケット２２を用いる場合においても、それらを構真柱２に対して溶接するタイミングは適宜であり、可能であればそれらを予め取り付けた状態で構真柱２を施工することでも良い。

上記実施形態は地下３階までの施工への適用例であるので、作業床ユニット１を最終的には地下２階の床梁構造体５として利用することとしたが、地下４階以下に適用する場合には上記工程を階数に応じて繰り返せば良く、いずれにしても最終的に作業床ユニット１を最下階の直上階の床梁構造体５として利用すれば良い。

本発明の実施形態である逆打ち工法の工程を示す図である。同、次の工程を示す図である。同、作業床ユニットの配置状況を示す図である。同、作業床ユニットの構成を示す図である。同、構真柱に対する作業床ユニットおよび大梁の接合構造を示す図である。

符号の説明

１作業床ユニット
２構真柱
３構真柱杭
４（４ａ，４ｂ，４ｃ）大梁（躯体）
５床梁構造体
６基礎
１１大梁
１２小梁
１３デッキ
１４敷鉄板
１５仮設シヤープレート
１６添え板
２０シヤープレート
２１外ダイヤフラム
２２本設ブラケット
２３添え板

Claims

建物の地下部を施工するための逆打ち工法であって、
地表部から地盤中に構真柱杭および構真柱を施工した後、地盤表層部を掘削して構真柱の上端部を露出せしめ、４本の構真柱により囲まれる各スパンにそれぞれ作業床ユニットを該構真柱に仮締結することによって降下可能に設置し、
それら作業床ユニットを足場として躯体を施工するとともに各作業床ユニットの下方地盤を掘削し、１階層分の掘削を行ったら各作業床ユニットを施工済みの躯体から吊り支持して１階層分降下させるとともに前記構真柱に仮締結することによって再び各スパンに降下可能に設置し、
上記工程を繰り返して最下階の直上の階までの掘削が完了した時点で各作業床ユニットをその階の本設の床梁構造体として各スパンに設置するとともに、その下方地盤をさらに掘削して最下階の躯体および基礎を施工することを特徴とする逆打ち工法。
請求項１記載の逆打ち工法において、
各スパンに設置する作業床ユニットを、施工中は構真柱に対して仮締結され最終的には本設として構真柱間に架設される一方向の一対２本の大梁と、それら大梁間に架設された小梁と、それら大梁および小梁上に敷設されたデッキとにより構成し、
かつそれら作業床ユニットを隣接するスパンに設置するに当たっては、双方の作業床ユニットにおける大梁が互いに直交方向となるように配置して双方の大梁を同一構真柱の互いに直交する周面に対してそれぞれ仮締結することを特徴とする逆打ち工法。
請求項２記載の逆打ち工法において、
構真柱としてコンクリート充填鋼管柱を採用するとともに、作業床ユニットを構成する大梁および各階に架設する本設の大梁としていずれもＨ形鋼を採用し、
施工中において作業床ユニットを各スパンに設置するに当たっては、構真柱の周面に溶接した仮設シヤープレートに対して作業床ユニットにおける大梁のウェブを添え板を介して仮締結し、
本設の大梁を構真柱間に架設するに当たっては、構真柱の周面に溶接したシヤープレートと外ダイヤフラムからなる本設ブラケットに対して大梁のウェブを添え板を介してボルト締結するとともに上下フランジを溶接することにより剛接合し、
作業床ユニットを最終的に本設の床梁構造体として設置するに当たっては、構真柱の周面に前記仮設シヤープレートに代えて溶接した前記本設ブラケットに対して大梁のウェブを添え板を介してボルト締結するとともに上下フランジを溶接することにより剛接合することを特徴とする逆打ち工法。
請求項１，２または３記載の逆打ち工法において、
作業床ユニットの下面側に各種資機材や掘削土を搬送するための搬送手段を設置し、作業床ユニットの下方地盤の掘削作業や基礎の施工をその搬送手段を用いて行うことを特徴とする逆打ち工法。