JP4371764B2 - 地下室の構造及び施工方法 - Google Patents

Description

本発明は地下室の構造及び施工方法に関する。

地下室の構造として、特許文献１に記載の如く、地上階の鉄筋コンクリート基礎を下方
に延ばした擁壁により地下室の躯体と外壁を形成するものがある。

他の地下室の構造としては、特許文献２に記載の如く、矩形の平板パネルを用い、パネ
ルの外周部に内側に突出するフランジを設けるとともに、パネルの内側面にリブを縦横に
配置して地下室の躯体と外壁を形成するものがある。

他の地下室の構造としては、特許文献３に記載の如く、柱と梁により地下室の躯体を形
成し、その外周に鋼板を設けて外壁を形成するものがある。この地下室の構造では、柱と
鋼板の隙間や、相隣る鋼板の隙間を、コールタール、アスファルトフェルト、ピッチ塗幕
等の防水処理材により防水している。

尚、地下構造物の建設における土留め壁の止水構造として、特許文献４に記載の如く、
鋼矢板同士の継手部の一側に、膨張性止水材を設け、更にこれを覆う鋼板等の拘束部材を
取付けるものがある。
特開平9-112020 実公平3-48277 特開平8-120689 特開2002-146772

特許文献１の如くの鉄筋コンクリートによる地下室の構造は、型枠工事に多大な施工工
数を必要とし、施工日数も非常に長い。また、施工品質も施工業者による誤差が大きい。

特許文献２の如くの平板パネルによる地下室の構造は、パネルの剛性を補強するための
フランジ加工、リブの縦横取付け等を必要とし、構造部材及び組立工数が多大になる。

特許文献３の如くの柱と梁と外壁鋼板による地下室の構造では、柱と梁の組立て、外壁
鋼板の取付けを必要とし、構造部材及び組立工数が多大になる。また、コールタール、ア
スファルトフェルト、ピッチ塗幕の付与による防水処理では、簡易かつ確実に防水できな
い。

特許文献４の防水処理は、地下室への適用を考慮したものでないが、たとえこれを地下
室に適用したとしても、止水材だけで防水するものであって十分でなく、地下室に必要と
される防水の長期的安定確実を達成することができない。

本発明の課題は、簡易に高品質の地下室を構築することある。
本発明の他の課題は、地下室の防水の簡易確実を図ることにある。

請求項１の発明は、掘削穴の底部に地下室ユニットを設置してなり、地下室ユニットが躯体と外壁を兼ねる波形鋼板の接合体からなる地下室の構造であって、前記地下室ユニットの相隣る波形鋼板の継目に水膨張ゴムを充填し、この継目の外側に中空部を形成するように相隣る波形鋼板の外面に型枠材を取付け、この中空部をコンクリート充填スペースとして利用可能にするようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の地下室の構造において更に、前記地下室ユニットの底面
に予めスラブ配筋を設けてなるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１に記載の地下室の構造を施工する方法であって、地下室ユニットを掘削穴の底部に設置し、地下室ユニットの底面のスラブ配筋まわりにコンクリートを打設するとともに、相隣る波形鋼板の継目の外側の中空部にコンクリートを充填するようにしたものである。

(a)地下室ユニットの外壁を形成する波形鋼板の継目を、水膨張ゴムとコンクリートの
二層、又は水膨張ゴムとコンクリートと型枠材の三層により防水処理するものになり、地下室の防水の確実を図ることができる。

(b)相隣る鋼板の継目を溶接することにて止水しようとする場合には、継目の全長を溶
接し、しかも溶接品質の厳密な管理が必要になるのに対し、継目を全長の一部で溶接すれば足りる。従って、溶接工数を削減できるし、溶接品質の管理も不要になり、低コスト化できる。

図１は地下室の構造を示す断面図、図２は図１の地下室ユニットを拡大して示す断面図
、図３は地下室ユニットを示す正面図、図４は地下室ユニットを示す側面図、図５は地下
室ユニットを示す上面図、図６は図３のVI−VI線に沿う断面図、図７は図３のVII−VII線
に沿う断面図、図８は地下室の防水構造を示す断面図、図９は地下室の基礎構造を示す断
面図である。

建物１は、図１に示す如く、地上基礎２の上に構築されるとともに、地下室１０を有す
る。建物１は、複数の建物ユニットを接合したユニット建物からなるものでも良く、又は
一般構法によるものでも良い。

地下室１０は、掘削穴の底部に設けた砕石１１の上に、地下基礎１２とともに、地下室
ユニット２０を設置して構築される。

地下室ユニット２０は、図２〜図７に示す如く、工場生産されたものであり、躯体と外
壁を兼ねる波形鋼板３０の接合体からなる。地下室ユニット２０は、前後左右の壁体２１
Ａ〜２１Ｄのそれぞれを、複数枚の波形鋼板３０の継ぎ合せにより構成している。相隣る
波形鋼板３０の継目構造については後述する。

地下室ユニット２０は、図３〜図５に示す如く、各壁体２１Ａ〜２１Ｄの波形断面に直
交する上下方向の上端部の端面に、溝形鋼からなる頭部つなぎ材２２の凹断面を被せ、そ
れら壁体２１Ａ〜２１Ｄの上端部に頭部つなぎ材２２を溶接し、各壁体２１Ａ〜２１Ｄの
交差部で、それらの頭部つなぎ材２２の端部同士を頭部つなぎプレート２２Ａにより接合
している。

地下室ユニット２０は、図３、図４、図６に示す如く、各壁体２１Ａ〜２１Ｄの上下方
向の中間部の外周面に、溝形鋼からなる腹部つなぎ材２３のウエブを添わせ、それら壁体
２１Ａ〜２１Ｄの中間部に腹部つなぎ材２３を溶接し、各壁体２１Ａ〜２１Ｄの交差部で
、それら腹部つなぎ材２３の端部同士を腹部つなぎプレート２３Ａにより接合している。

地下室ユニット２０は、図３、図４、図７に示す如く、各壁体２１Ａ〜２１Ｄの上下方
向の下端部の内周面に、溝形鋼からなる脚部つなぎ材２４のウエブを添わせ、それら壁体
２１Ａ〜２１Ｄの下端部に脚部つなぎ材２４を溶接し、各壁体２１Ａ〜２１Ｄの交差部で
、それら脚部つなぎ材２４の端部同士を脚部つなぎプレート２４Ａにより接合している。
各脚部つなぎプレート２４Ａには、設置用ボルト２５が設けられている。

地下室ユニット２０は、工場生産段階で予め、スラブ配筋２６をその底面に設けられる
。スラブ配筋２６は、図２、図７に示す如く、相対向配置されている脚部つなぎ材２４の
上フランジ同士に架け渡され、又は下フランジ同士に架け渡される。

地下室ユニット２０は、相隣る波形鋼板３０の継目３１を、工場生産段階で、以下の如
くに接続している（図８）。相隣る波形鋼板３０の継目３１において、それらの波形鋼板
３０の谷部形成片３０Ａ、３０Ａの間に水膨張ゴム３２を挟み込んで充填し、それらの波
形鋼板３０に水膨張ゴム３２を貼付け、相隣る波形鋼板３０の谷部形成片３０Ａ同士を溶
接する（溶接部Ａ、Ａ）。溶接部Ａは、波形鋼板３０の上下方向の全長に連続するもので
あっても良いが、断続状であっても良い。継目３１の外側（掘削穴の埋め戻し土側）に中
空部３３を形成するように、相隣る波形鋼板３０の山部形成片３０Ｂ、３０Ｂの外面に鋼
板（又は合板）からなる型枠材３４の両端部を溶接し（溶接部Ｂ、Ｂ）、相隣る波形鋼板
３０の谷部を外側から塞ぎ、中空部３３を形成する。型枠材３４は、波形鋼板３０の上下
方向の全長に渡るように設けられる。溶接部Ｂは、波形鋼板３０及び型枠材３４の上下方
向の全長に連続するものであっても良いが、断続状であっても良い。

地下室ユニット２０にあっては、中空部３３をコンクリート充填スペース３３Ａとして
利用するものであり、現場施工段階でこの中空部３３にコンクリート１３が充填される。
水膨張ゴム３２は、周囲の水分、湿気を吸って膨張し、コンクリート１３と型枠材３４が
その膨張を抑制し、水膨張ゴム３２の膨張圧とコンクリート１３、型枠材３４により相隣
る波形鋼板３０の継目３１を止水可能にする。

尚、地下室ユニット２０は、図２に示す如く、壁体２１Ａ〜２１Ｄの上端開口部に、開
口補強枠材４０を備える。また、地下室ユニット２０は、手摺付アルミ階段４１、床ハッ
チ４２、ガススプリング４３を有する。

地下室１０は以下の手順で施工される。
(1)現場にて掘削穴を掘削し、その底部に砕石１１を設ける。
(2)地下室ユニット２０を工場から現場に輸送し、地下室ユニット２０を砕石１１の上
に設置する。地下室ユニット２０の設置用ボルト２５を用いて、地下室ユニット２０の水
平レベルを定める。

(3)地下室ユニット２０の底面のスラブ配筋２６まわりにコンクリートを打設して地下
基礎１２を形成する（図９）。同時に、壁体２１Ａ〜２１Ｄにおいて、相隣る波形鋼板３
０の継目３１の外側の中空部３３にコンクリート１３を充填する。

(4)地下室ユニット２０の壁体２１Ａ〜２１Ｄの外側を埋め戻し、壁体２１Ａ〜２１Ｄ
の上端側周辺に地上基礎２を打設する。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)波形鋼板３０からなる地下室ユニット２０を工場生産し、これを現場に搬入、設置
することで、鉄筋コンクリート１３による型枠工事等を削減できるし、工場生産において
徹底した品質管理を容易化し、ほとんど波形鋼板３０だけで躯体、外壁を構成して構造部
材及び組立工数を削減することにより、簡易に高品質の地下室１０を構築できる。

(b)地下室ユニット２０の底面に予め工場生産段階で、スラブ配筋２６を設けることに
より、現場配筋作業を削減し、簡易に高品質の地下室１０を構築できる。

(c)地下室ユニット２０の外壁を形成する波形鋼板３０の継目３１を、水膨張ゴム３２
とコンクリート１３の二層、又は水膨張ゴム３２とコンクリート１３と型枠材３４の三層
により防水処理するものになり、地下室１０の防水の確実を図ることができる。

(d)相隣る鋼板の継目３１を溶接することにて止水しようとする場合には、継目３１の
全長を溶接し、しかも溶接品質の厳密な管理が必要になるのに対し、継目３１を全長の一
部で溶接すれば足りる。従って、溶接工数を削減できるし、溶接品質の管理も不要になり
、低コスト化できる。

建物１において、地上階の荷重が開口補強枠材４０を介して壁体２１Ａ〜２１Ｄに伝わ
らないように、地下室ユニット２０と地上階の構造体とを接続しているから、地下室ユニ
ット２０は地上階の荷重を負担しない。これにより、地下室ユニット２０の構造を簡易な
ものにできる。但し、地下室ユニット２０は地下室１０の上部床及びその積載荷重を負担
することができる。地下室ユニット２０は、波形鋼板３０の断面性能だけにより、水平方
向の土圧水圧を負担する。

尚、建物１にあっては、地下室ユニット２０の壁体２１Ａ〜２１Ｄとして熱伝導率の高
い鋼材を利用することにて、地中の安定した温度を地下室１０の内部に取込みできる。地
下室１０の内部の夏涼しく、冬暖かい空気を、地上階に循環させることで、夏冬の冷暖房
費用を削減することができる。

以上、本発明の実施例を図面により記述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に
限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明
に含まれる。例えば、水膨張ゴムとしては、ゴム材の中にウレタン樹脂や吸水性ポリマー
を混入させて成型したものを採用できる。また、地下室ユニット２０は一枚ものの波形鋼
板３０を箱筒状に成形して構成しても良い。この場合は継目が一箇所になり、防水が容易
で確実なものになる。

図１は地下室の構造を示す断面図である。 図２は図１の地下室ユニットを拡大して示す断面図である。 図３は地下室ユニットを示す正面図である。 図４は地下室ユニットを示す側面図である。 図５は地下室ユニットを示す上面図である。 図６は図３のVI−VI線に沿う断面図である。 図７は図３のVII−VII線に沿う断面図である。 図８は地下室の防水構造を示す断面図である。 図９は地下室の基礎構造を示す断面図である。

符号の説明

１０ 地下室
２０ 地下室ユニット
２６ スラブ配筋
３０ 波形鋼板
３１ 継目
３２ 水膨張ゴム
３３ 中空部
３４ 型枠材

Claims (3)

1. 掘削穴の底部に地下室ユニットを設置してなり、
   地下室ユニットが躯体と外壁を兼ねる波形鋼板の接合体からなる地下室の構造であって、
   前記地下室ユニットの相隣る波形鋼板の継目に水膨張ゴムを充填し、この継目の外側に中空部を形成するように相隣る波形鋼板の外面に型枠材を取付け、この中空部をコンクリート充填スペースとして利用可能にする地下室の構造。
2. 前記地下室ユニットの底面に予めスラブ配筋を設けてなる請求項１に記載の地下室の構造。
3. 請求項１に記載の地下室の構造を施工する方法であって、
   地下室ユニットを掘削穴の底部に設置し、
   地下室ユニットの底面のスラブ配筋まわりにコンクリートを打設するとともに、相隣る波形鋼板の継目の外側の中空部にコンクリートを充填する地下室の施工方法。

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