JP4465571B2

JP4465571B2 - 既存建物の免震化構法

Info

Publication number: JP4465571B2
Application number: JP2000335983A
Authority: JP
Inventors: 雅青木; 謙二岡本; 修森
Original assignee: Toyo Construction Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: JP2002138497A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、既存建物を免震化するための構法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、既存建物を免震化するための構法としては、例えば、特開平８−２８４１７７号公報に記載のものがある。この構法は、既存建物の地下部分を掘削した後、その掘削底に厚肉のフラットスラブを打設し、次に前記フラットスラブを足場として前記既存建物の基礎をジャッキにより支承し、しかる後、前記基礎を支持する既存杭の上端部を撤去すると共に、前記フラットスラブ上に前記既存杭の上部分を鉄筋コンクリートで包みながら支柱を構築し、さらに前記支柱と前記基礎との間に免震装置を介装するようにしたものである。この免震化構法によれば、フラットスラブ上を、凹凸のない広い作業スペースとして提供できることから作業能率が向上し、既存建物を高能率に免震化できる利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の免震化構法によれば、フラットスラブを既存建物を仮支承する受けとして用い、かつ支柱および免震装置を介して既存建物を本支承する受けとして用いているため、該フラットスラブを厚肉に打設しなければならず、その打設に多くの労力と時間とを要して、これが施工コストを押上げる大きな要因になっていた。
【０００４】
本発明は、上記した問題点を解決することを課題としてなされたもので、その目的とするところは、従来構法がもつ利点を犠牲にすることなく、フラットスラブの打設に要する労力並びに時間を削減し、もって施工コストの低減に大きく寄与する既存建物の免震化構法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、既存建物の地下部分を、既存杭の周りの部分が凹部となるように掘削し、前記既存杭の周りの地盤中に複数の新規杭を打設し、次に前記凹部内に前記既存杭を包む状態で支板を打設し、次に前記新規杭を受けとして既存建物の基礎を支承しながら、前記支板の上方に突出する既存杭の上部分を該支板の上面に近接する部位で切除し、次に前記地下部分の掘削底に前記既存杭および新規杭を包む状態で前記支板と一体化させながらフラットスラブを打設し、しかる後、前記既存杭の切断端の上に前記フラットスラブの一部を共用して支柱を構築すると共に、前記支柱と前記基礎との間に免震装置を介装することを特徴とする。
この発明においては、新規杭を既存建物を仮支承する受けとして用い、かつ既存杭を支柱および免震装置を介して既存建物を本支承する受けとして用いるので、フラットスラブには横力を負担する梁としての機能を持たせるだけでよく、フラットスラブにかかる負担は著しく軽減され、これによりその薄肉化が可能になる。
この場合、支板の上面に近接する部位で既存杭を切除することにより、支板の上方空間を、支柱および免震装置の設置に最大限に利用することができ、これにより地下空間を余分に深く掘下げる必要はなくなる。
【０００６】
この発明においては、上記作用を奏するほか、フラットスラブの一部を支柱として用いるので、フラットスラブの打設面すなわち掘削底を浅くすることができる。また、このフラットスラブは支板と一体となって既存杭に連結されるので、横力を負担する梁としての機能が損なわれることはない。
【０００７】
上記発明において、新規杭を打設する方法は任意であるが、既存建物の基礎を反力受けとしてジャッキにより圧入する方式を採用することができる。
この場合、新規杭の打設に用いたジャッキをそのまま基礎の支承に用いるようにしても、新規杭の打設に用いたジャッキに換えた支持部材を基礎の支承に用いるようにしてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は、本発明の第１の実施の形態としての免震化構法により構築した免震構造体１０を示したものである。同図おいて、１は、フーチング２と基礎梁３とからなる既存建物の基礎、４は、基礎１のフーチング２上に立設された既存建物の柱、５は、当初は基礎１のフーチング２を支持するように地盤Ａ中に打設された複数の杭（既存杭）である。なお、既存杭５としては、ＰＣ杭や鋼管杭（既製杭）、ＲＣ杭（場所打ち杭）等があるが、ここでいう既存杭５は、その種類を問わない。既存建物の地下部分は、掘削により掘下げられて地下空間Ｂとして提供されており、この地下空間Ｂの底（掘削底）Ｃと基礎１を構成する各フーチング２との間には、前記既存杭５の上部分５ａ（一点鎖線で示す）に換えて、本免震構造体１０が設置されている。
【００１０】
免震構造体１０は、ここでは前記掘削底Ｃに打設されたフラットスラブ１１と、上部分５ａを切除した既存杭５上に構築された支柱１２と、この支柱１２の上面に固設した副支柱としての下部ベース１３およびフーチング２の下面に固設された副支柱としての上部ベース１４の間に介装された免震装置１５とから概略構成されている。免震装置１５は、ゴム板と鉄板とを交互に積層してなるもので、下部ベース１３、上部ベース１４に予め埋設した袋ナットと免震装置１５のフランジを挿通して該袋ナットにねじ込んだボルトとからなるねじ締結手段１６により下部ベース１３、上部ベース１４に対して脱着可能に結合されている。なお、図１中、１７は既存杭５の周りの地盤Ａ中に打設した新規杭、１８は前記新規杭１７の打設および基礎１の支承に用いたジャッキであり、これらについては、後に詳述する。また、図１中、１９はフラットスラブ１１の打設に先行して掘削底Ｃに打設された床板（通称、土間コン）である。
【００１１】
図２および図３は、上記免震構造体１０を構築する免震化構法を順を追って示したものである。既存建物の免震化に際しては、先ず、既存建物の周囲を掘削して擁壁（図示略）を打設し、その後、既存建物の地下部分を、適宜の掘削機械、例えばミニバックホウ等により掘削して地下空間Ｂをつくる。この地下空間Ｂは、既存建物の地下部分に全面的に形成しても、あるいは当面の施工対象であるフーチング２の下方域およびこの下方域と既存建物の周辺域とを接続する領域に部分的に形成してもよい。地下空間Ｂの深さは、掘削底Ｃにフラットスラブ１１を打設してもなお、所望の作業空間を確保するに足る十分な深さ（例えば、1.5〜3.0ｍ）とする。この掘削により、地下空間Ｂには、図１〜図３に示すように前記基礎１を構成するフーチング２および基礎梁３を始め、既存杭５の上部分５ａが露出する。
【００１２】
次に、図２丸付き数字（以下、カッコ付き数字でも示す）１に示すように基礎１のフーチング２を反力受けとしてジャッキ１８により既存杭５の周りの地盤Ａ中に前記新規杭１７を打設する。新規杭１７の打設は、所定長さの鋼管１７´を継足しながら地盤Ａ中に圧入する方式で行い、最終的にその杭頭部を前記掘削底Ｃから適当長さだけ突出させるようにする。そして、この新規杭１７の打設後、前記ジャッキ１８はそのまま新規杭１７と基礎１のフーチング２との間に介装した状態で残すようにする。
【００１３】
次に、図２（２）に示すように掘削底Ｃ（床板１９）上にフラットスラブ１１を打設する。このフラットスラブ１１は、鉄筋コンクリートからなるもので、前記複数の既存杭５および新規杭１７を包むように打設する。フラットスラブ１１は、一様な厚さとする必要はなく、例えば、既存杭５と新規杭１７との周りをその他の部分に比べて厚くしてもよい。
【００１４】
次に、図２（３）に示すように、先ず掘削底Ｃの全面に薄く床板１９を打設し、続いて前記新規杭１７を受けとして前記ジャッキ１８により基礎１（フーチング２）を支承し、地下空間Ｂ内に露出している既存杭５の上部分５ａを撤去する。この既存杭５の上部分５ａの撤去に際しては、フラットスラブ１１に近接する部位とフーチング２に近接する部位との２箇所で既存杭５を切断するようにする。なお、この切断により既存杭５の切断端部５ｂがフラットスラブ１１の上面からわずか突出する一方で、既存杭５の杭頭部がフーチング２の下面にわずかの残骸５ｃとして残るが、この切断端部５ｂおよび残骸５ｃは、切断機械（図示略）のセットスペースにより不可避的に生じたものである。
【００１５】
次に、図３（４）に示すように上部分５ａが撤去された既存杭５の切断端部５ｂ上に、基礎１のフーチング２と対向させた状態で所定の厚さの支柱１２を構築する。支柱１２は、ここでは鉄筋コンクリートからなるもので、前記新規杭１７も包むようにかつフラットスラブ１１と一体となるように構築する。支柱１２をフラットスラブ１１に一体化するには、予めフラットスラブ１１の上面をわずか掘削してその鉄筋を露出させ、これに連結して支柱１２内の配筋を行うようにすればよい。
【００１６】
次に、図３（５）に示すように支柱１２上に下部ベース１３を該支柱１２と一体となるように構築し、さらに前記ねじ締結手段１６を用いて前記下部ベース１３上に免震装置１５を載置固定する。下部ベース１３は、ここでは背面に袋ナットを突設した鉄板（図示略）と該鉄板の背面側に前記袋ナットを埋込むように打設された鉄筋コンクリート層（図示略）とからなっており、その鉄筋コンクリート層が支柱１２に一体化されている。前記鉄筋コンクリート層を支柱１２に一体化するには、予め支柱１２の上面をわずか掘削してその鉄筋を露出させ、これに連結して支柱１２内の配筋を行うようにすればよい。
【００１７】
その後は、フーチング２の下面に、上記下部ベース１３の構築と同様の方法で上部ベース１４（図１）を構築し、さらに前記ねじ締結手段１６を用いて前記上部ベース１４を免震装置１５に固定する。なお、上部ベース１４は既存杭５の杭頭部の残骸５ｃを包むように構築してもよい。そして、免震装置１５の据付け完了後、前記新規杭１７上からジャッキ１８を撤去し、これにて１つのフーチング２下への免震構造体１０の設置は完了する。
【００１８】
このようにして、既存建物のフーチング２下に対して免震構造体１０の設置を順次行い、これにて既存建物の免震化は完了する。この免震化により、基礎１を含めた既存建物の荷重は、免震装置１５および支柱１２を介して既存杭５に伝達されるが、既存杭５は十分なる鉛直方向の支持力を有しているので、従前と同様に既存建物の支持は安定する。なお、支柱１２および免震装置１５にも既存建物の載荷重がかかるので、それぞれは既存建物の載荷重に耐える十分なる大きさとする必要があることは、いうまでもない。
【００１９】
一方、フラットスラブ１１には横力が加わるが、このフラットスラブ１１は、既存杭５および新規杭１７を包んで打設されているので、前記横力にも十分に耐えるものとなり、梁として機能する。しかして、前記横力は鉛直方向の荷重に比べればかなり小さいので、フラットスラブ１１としてはそれほどの厚さＴを要しない。すなわち、フラットスラブ１１にかかる負担は、基礎を仮支承しかつ既存建物を本支承する受けとして用いられる従来構法（特開平８−２８４１７７号公報）のフラットスラブに比べて著しく軽減され、その薄肉化が可能になる。換言すれば、フラットスラブ１１を薄肉化できる分、その打設に要する労力並びに時間は削減され、施工コストの低減を達成できる。
【００２０】
本第１の実施の形態においては特に、フラットスラブ１１に近接する部位で既存杭５を切断しているので、フラットスラブ１１の上方空間を、支柱１２および免震装置１５の設置に最大限に利用することができ、地下空間Ｂを余分に深く掘下げる必要がなくなり、この面でも施工コストは低減する。また、フラットスラブ１１に近接する部位とフーチング２に近接する部位との２箇所で既存杭５を切断するようにしているので、フーチング２の下方の地下空間Ｂは大きく開放され、その後における支柱１２の構築作業、免震装置１５の介装作業は容易となる。また、新規杭１７がフラットスラブ１１に包まれているので、両者の間の摩擦力が新規杭１７の支持力の増強に寄与し、施工の安定性が向上する。さらに、新規杭１７の打設に用いたジャッキ１８をそのまま基礎１の支承に用いるので、効率よく施工を行うことができる。
【００２１】
なお、上記第１の実施の形態においては、支柱１２を鉄筋コンクリート製としてフラットスラブ１１に一体化したが、この支柱１２は、フラットスラブ１１とは独立に構築してもよく、また、鉄筋コンクリート製に代えて、鋼構造物としてもよいものである。
また、上記第１の実施の形態においては、フラットスラブ１１を打設した後、新規杭１７上のジャッキ１８により基礎１を支承して既存杭５の上部分５ａを撤去するようにしたが、これらの施工順序は逆、すなわち新規杭１７上のジャッキ１８により基礎１を支承して既存杭５の上部分５ａを撤去した後、フラットスラブ１１を打設するようにしてもよい。この場合は、フラットスラブ１１の上面を既存杭５の切断端面と面一となるように打設することができるので、フラットスラブ１１の打設面すなわち掘削底Ｃを浅くすることができ、地下空間Ａの掘削に要するコストは低減する。
【００２２】
図４は、本発明の第２の実施の形態としての免震化構法により構築した免震構造体２０を示したものである。なお、本免震構造体２０の基本構造は、上記第１の実施の形態における免震構造体１０と同じであるので、ここでは、前記図１に示した部分と同じ部分には同一符号を付すこととする。本第２の実施の形態においては、既存建物下の掘削底Ｃの、既存杭５を囲む箇所に凹部２１を形成して、この凹部２１内にフラットスラブ１１の支板２２を打設し、また、このフラットスラブ１１に一部を共用する状態で支柱１２を構築し、さらに掘削底Ｃには薄肉の床板１９を打設している。
【００２３】
図５および図６は、上記免震構造体２０を構築する免震化構法を順を追って示したものである。この場合、上記第１の実施の形態と同様に、先ず、既存建物の地下部分を掘削して地下空間Ｂをつくるが、この掘削に際しては、図５（１）に示すように既存杭５の周りを深く掘下げて凹部２１を形成する。そして、掘削底Ｃの全面に前記した床板１９を打設した後、凹部２１の底の地盤Ａ中に、第１の実施の形態と同様に基礎１のフーチング２を反力受けとしてジャッキ１８により前記新規杭１７を打設し、この新規杭１７の打設後、前記ジャッキ１８はそのまま新規杭１７とフーチング２との間に介装した状態で残す。その後、前記凹部２１内に配筋して鉄筋コンクリートからなる支板２２を打設する。
【００２４】
次に、図５（２）に示すように前記新規杭１７を受けとして前記ジャッキ１８により基礎１（フーチング２）を支承し、地下空間Ｂ内に露出している既存杭５の上部分５ａを撤去する。この既存杭５の上部分５ａの撤去に際しては、支板２２に近接する部位とフーチング２に近接する部位との２箇所で既存杭５を切断するようにし、これにより、支板２２の上面には既存杭５の切断端部５ｂが、フーチング２の下面には既存杭５の杭頭部の残骸５ｃがそれぞれ残る。
【００２５】
次に、図６（３）に示すように前記床板１９および支板２２の上面に所定厚さとなるようにフラットスラブ１１を打設する。この時、予め支板２２の上面をわずか掘削してその鉄筋を露出させ、これに連結してフラットスラブ１１内の配筋を行うようにし、これにより支板２２を一体に有するフラットスラブ１１が完成する。なお、このフラットスラブ１１の打設により既存杭５の切断端部５ｂはフラットスラブ１１内に埋込まれた状態となる。
次に、図６（４）に示すように前記フラットスラブ１１上にこれと一体化して支柱１２を構築する。この支柱１２の構築に際しては、予めフラットスラブ１１の上面をわずか掘削してその鉄筋を露出させ、これに連結して支柱１２内の配筋を行うようにする。この場合、支柱１２とフラットスラブ１１との境目はなくなるが、仮想的に既存杭５の切断端部５ｂ上に所定の厚さの支柱１２が構築されるようになる。
【００２６】
その後は、上記第１の実施の形態と同様の手順で、支柱１２上に下部ベース１３を、フーチング２の下面に上部ベース１４をそれぞれ固設して、これらの間に免震装置１５を介装し（図３（５）参照）、さらに新規杭１７上からジャッキ１８を撤去し、これにて１つのフーチング２下への免震構造体２０の設置は完了する。
そして、第１の実施の形態と同様に既存建物のフーチング２下に対して前記免震構造体２０の設置を順次行い、これにより既存建物の免震化は完了する。本第２の実施の形態によれば、上記した第１の実施の形態の作用効果に加え、フラットスラブ１１に一部を埋没させた状態で支柱１２を構築するので、その埋没させた分、フラットスラブ１１の打設面すなわち掘削底Ｃを浅くすることができ、地下空間Ａの掘削に要するコストはより一層低減する。また、このフラットスラブ１１は支板２２と一体となって既存杭５に連結されるので、梁としての機能を失うこともない。
【００２７】
なお、上記第１、第２の実施の形態においては、基礎１のフーチング２を反力受けとしてジャッキ１８により新規杭１７を打設するようにしたが、フーチング２にスペース的な余裕がない場合は、基礎１の基礎梁３を反力受けとして用いてもよい。ただし、この場合は、必要に応じて基礎梁３とフーチング２との結合部を補強する。
また、上記第１、第２の実施の形態においては、新規杭１７の打設に用いたジャッキ１８をそのまま基礎１（フーチング２）の支承に用いて既存杭５を切除するようにしたが、新規杭１７を打設した後、このジャッキ１８を他の支持部材に換えて、該支持部材により既存建物を支承しながら既存杭５を切除するようにしてもよい。この場合は、ジャッキ１８を次のフーチング２下への新規杭１７の打設に転用できるので、用意するジャッキ１８の数を可及的に削減できる。
また、第１、第２の実施の形態においては、支柱１２の構築と、下部ベース１３の構築と、免震装置１５の据付けと上部ベース１４の構築とを経時的に別個に施工するようにしたが、これらの施工は、免震装置１５を型枠に組込む状態として同時に行ってもよい。この場合は、支柱１２等の打設に用いたコンクリートの硬化を待ってジャッキ１８を撤去することで、免震装置１５は支柱１２と基礎１との間に介装された状態となる。
【００２８】
さらに、上記第１、第２の実施の形態においては、既存建物の基礎１の全てのフーチング２下に免震構造体１０を設置するようにしたが、本発明は、選択された所定数のフーチング２下に免震構造体１０を設置して、残りのフーチング２に対しては他の構造の免震構造体を設置するようにしてもよいものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る既存建物の免震化構法によれば、フラットスラブの薄肉化を図ることができるので、フラットスラブの打設に要する労力と時間とを従来構法よりも削減することができ、施工コストの低減に大きく寄与するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である免震化構法により構築した免震構造体を示す断面図である。
【図２】本第１の実施の形態の施工手順の前半段階を示す断面図である。
【図３】本第１の実施の形態の施工手順の後半段階を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態である免震化構法により構築した免震構造体を示す断面図である。
【図５】本第２の実施の形態の施工手順の前半段階を示す断面図である。
【図６】本第２の実施の形態の施工手順の後半段階を示す断面図である。
【符号の説明】
１既存建物の基礎、２フーチング、３基礎梁
５既存杭、５ａ既存杭の上部分、５ｂ既存杭の切断端部
１０、２０免震構造体
１１フラットスラブ
１２支柱
１３下部ベース、１４上部ベース
１５免震装置
１７新規杭
１８ジャッキ
２１凹部
２２支板
Ａ地盤
Ｂ地下空間
Ｃ掘削底

Claims

既存建物の地下部分を、既存杭の周りの部分が凹部となるように掘削し、前記既存杭の周りの地盤中に複数の新規杭を打設し、次に前記凹部内に前記既存杭を包む状態で支板を打設し、次に前記新規杭を受けとして既存建物の基礎を支承しながら、前記支板の上方に突出する既存杭の上部分を該支板の上面に近接する部位で切除し、次に前記地下部分の掘削底に前記既存杭および新規杭を包む状態で前記支板と一体化させながらフラットスラブを打設し、しかる後、前記既存杭の切断端の上に前記フラットスラブの一部を共用して支柱を構築すると共に、前記支柱と前記基礎との間に免震装置を介装することを特徴とする既存建物の免震化構法。
支板の上面に近接する部位で既存杭を切除することを特徴とする請求項１に記載の免震化構法。
既存建物の基礎を反力受けとしてジャッキにより圧入する方式で新規杭を打設することを特徴とする請求項１または２に記載の免震化構法。
新規杭の打設に用いたジャッキをそのまま基礎の支承に用いることを特徴とする請求項３に記載の免震化構法。
新規杭の打設に用いたジャッキに換えた支持部材を基礎の支承に用いることを特徴とする請求項３に記載の免震化構法。