JP4762877B2

JP4762877B2 - 既存基礎の補強方法

Info

Publication number: JP4762877B2
Application number: JP2006338192A
Authority: JP
Inventors: 友浩谷川; 伴幸犬飼; 純次濱田; 富男土屋
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2026-12-15
Also published as: JP2008150818A

Description

この発明は、既存構造物の免震改修工事に伴う鉛直荷重を、杭基礎と免震ピット底版及び鉛直力支持部材に分担支持させる補強方法の技術分野に属し、更に云うと、免震ピット底版の接地圧により生じる曲げモーメントを減少（平均化）して免震ピット底版の負担を小さくする既存基礎の補強方法に関する。

従来、既存構造物５０の免震改修を行うと、図４Ａに示すように、免震層Ｘに構築される免震架台（免震装置の直上にある基礎梁）５１と免震ピット底版５２及び免震装置５３の重量分が既存杭１０の負担として増加する。また、既存構造物５０の増築・改築等により重量が増加する場合もあり、上載重量が１〜３割程度増加する。

その結果、杭基礎を構成する免震ピット底版５２には、図４Ｂに示すように、接地圧の増大に伴う負の曲げモーメントＭ１が大きく発生する。つまり、免震ピット底版５２の直下の地盤の反力Ｆにより当該免震ピット底版５２に曲げモーメントＭ１が生じる。そのため、免震ピット底版５２は前記曲げモーメントＭ１を考慮した設計、施工を行う必要がある。

上記の点を顧みて特許文献１には、免震ピット底版上に、増築等による重量増加分に起因して発生する地盤の反力に耐えうる程度の重量の錘材を設置して免震ピット底版が上向きに反る変形を防止する基礎補強方法が開示されている。
特開２００５−１１３３９３号公報

上記特許文献１の基礎補強方法は、錘材の重量で地盤の接地圧による上向きの曲げモーメントＭ１を減じ、免震ピット底版が上向きに反る変形を防止している方法は認められる。しかし、錘材は水平力に対して抵抗しない構成ではないため、免震改修工事には適さないものである。

本発明の目的は、免震改修工事に伴う鉛直荷重を既存杭基礎と免震ピット底版及び鉛直力支持部材とに分担支持させて、接地圧により生じる曲げモーメントを減じ且つ免震性能を発揮させる既存基礎の補強方法を提供することである。

本発明の次の目的は、免震ピット底版の厚みを薄くして、地盤の掘削作業を省力化し、更に、版厚を縮小化する分だけ、資材数を節減してコスト、環境負荷を抑える既存基礎の補強方法を提供することにある。

上述した従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る既存基礎の補強方法は、
杭基礎に支持された既存構造物を免震化して増築又は改築する場合の建物の重量増加に対する基礎の補強方法であって、
免震ピット底版の杭直上位置に免震装置を設置すると共に、同免震装置以外の位置に鉛直力支持部材を併設し、
前記支持部材を介して上部構造の重量を免震ピット底版から、同免震ピット底版の直下の地盤へ伝達することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載した既存基礎の補強方法において、
鉛直力支持部材は、積層ゴム、滑り支承、転がり支承等の水平力を負担しない部材であることを特徴とする。

請求項１又は２に記載した発明に係る既存基礎の補強方法は、杭基礎に支持された既存構造物の免震ピット底版上であって、その杭直上位置に免震装置を設置し、同免震装置以外の位置に、水平力を負担しない積層ゴム、滑り支承、転がり支承とする鉛直力支持部材を設置する方法としたので、既存構造物の鉛直荷重は、免震装置を介して既存杭に伝達されると共に、鉛直力支持部材を介して免震ピット底版へも伝達されて分担支持される。したがって、免震ピット底版が地盤から受ける上向きの曲げモーメントを、水平力に抵抗しない鉛直力支持部材により伝達された既存構造物の鉛直荷重により減少（平均化）でき、且つ免震性能を十分に発揮させることができる。斯くすると、免震ピット底版の厚さを薄くすることができ、免震ピット底版を造成するための免震層の掘削深度を浅くして掘削作業を省力化できる、のみならず、免震ピット底版に掛かるコンクリートや鉄筋量等の資材数を節減してコストを低減できる。

本発明は、杭基礎に支持された既存構造物２を免震化して増築又は改築する場合の建物の重量増加に対する基礎の補強方法である。
免震ピット底版３２の杭直上位置に免震装置４を設置すると共に、同免震装置４以外の位置に鉛直力支持部材５を併設する。
前記支持部材５を介して上部構造２の重量を免震ピット底版３２から、同免震ピット底版３２の直下の地盤へ伝達する。

以下、本発明に係る既存構造物の既存基礎の補強方法の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の杭基礎補強方法は、平面的に広く、また杭間のスパンが大きい工場等の既存建物の免震改修において好適に実施されるものである。

本発明を実施する既存構造物２は図１に示すように、既存杭１に支持される杭基礎構造である。この既存構造物２は、その免震層３０に免震架台（免震装置の直上の基礎梁を含む。）３１と免震ピット底版３２が構築される。前記免震ピット底版３２は、既存構造物２の直下地盤Ｇを掘削し配筋等をした後、コンクリートを打設して構築される。また、免震架台３１は例えば既存構造物２の基礎梁等を補強することにより構築される。そして前記免震ピット底版３２と免震架台３１の間にジャッキを挿入して鉛直荷重を仮受けし、前記底版３２と架台３１の間に存在する既存杭１を切断し、同切断した既存杭１の直上位置に免震装置４が設置される。上記のような工法により免震架台３１、免震ピット底版３２、免震装置４を構築して免震改修工事を施工することは従来から実施されているものである。

本発明の補強方法は、前記免震架台３１と免震ピット底版３２の間であって、その底版３２の上面に設置される上記免震装置４以外の位置に、該底版３２へ鉛直荷重（Ｆ’）のみを伝達する鉛直力支持部材５を設置する構成を特徴としている。前記鉛直力支持部材５の配置位置としては、既存杭１と既存杭１の略中央位置で、具体的には図２に示すように、免震架台３１の梁３１ａの下で、かつ免震ピット底版３２の梁３２ａ（斜線部）の上に設置する。また、４本の免震装置４…に囲まれた略中心位置に配置されることが好ましい。図示例では両者を併せた実施例としたが、この限りではなく、いずれか一方のみの実施とすることも考えられる。つまり、既存杭１の直上の免震装置４以外の部分であれば選択的に設けられる。

この構成により既存構造物１の鉛直荷重は、免震装置４を介して既存杭１へ伝達され、更に鉛直力支持部材５を介して免震ピット底版３２へも伝達されて分担支持される。
斯くすると、図１Ｂの曲げモーメント図に示すように、免震ピット底版３２が地盤Ｇから受ける曲げモーメントを鉛直力支持部材５を介して伝達された鉛直荷重Ｆ’により低減（モーメントＭ２）することができる。

したがって、免震ピット底版３２を厚くして耐力を確保する必要がなくなるので、飛躍的に薄くすることができる。のみならず、免震ピット底版３２を構築する際に、地盤Ｇを掘削する免震層３０の深度も浅くなり掘削作業を省力化すると共に、免震ピット底版３２の鉄筋やコンクリート量等の資材数も節減されてコストや環境負荷も抑えることができるのである。

次に、前記鉛直力支持部材５の具体例を図面に基づいて説明する。先ず、図３Ａに示すように、上記免震架台３１から突き出た凸部６０と支持台６１とから構成される滑り支承６として実施される。前記支持台６１は少なくともその上面にテフロン（登録商標）加工が施されており水平力に対して抵抗しない構成とされている。勿論、テフロン（登録商標）加工に限定されることなく、滑動できる加工であれば実施できる。図示例では凸部６０を免震架台３１から下方へ突出する形態としたが、免震ピット底版３２からも凸部６０を同様に突出させ、上下の凸部６０、６０の接触面が水平力に抵抗しない構成として実施することも可能である。

また図３Ｂに示すように、上下の支持台７１、７２の間に球体７３を介在させた所謂転がり支承７として実施することもできる。図示例の限りではなく一般的に転がり支承として称される構成を同様に実施可能である。

また、図３Ｃに示すように、上下の支持台８１、８２の間へ天然ゴム又は高減衰積層ゴム、鉛プラグ入り積層ゴム８３を介在させる積層ゴムによる免震装置８により実施することもできる。因みに、図示例の免震装置４は上記免震装置８と同様の積層ゴムによる免震装置としているがこの限りではない。

前記鉛直力支持部材５は、既存構造物２の鉛直荷重を免震ピット底版３２にのみを確実に伝達させて、従来から問題であった免震ピット底版３２が地盤からの反力を受けて上方に反ってしまうことを防止することができる。因みに、前記鉛直力支持部材５は免震ピット底版３２が地盤Ｇから受ける反力を十分に減少させるに足りる程度の重量を同免震ピット底版３２へ伝達するものである。

以上に実施形態を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変形、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のため付言する。例えば鉛直力支持部材としては、水平力を負担しない部材であれば実施でき、磁石による反発を利用したもの（図示省略）を実施することもできる。

Ａは本発明に係る既存基礎の補強方法の概略を示した立面図である。Ｂは免震ピット底版が受ける曲げモーメントを示した図である。免震装置と鉛直力支持部材の配置の一例を示す平面図である。Ａ〜Ｃは鉛直力支持部材の具体的な構成のバリエーションを示した図である。Ａは従来の免震改修による補強方法の一例を示した概念図である。ＢはＡにおいて免震ピット底版が受ける曲げモーメントを示した図である。

符号の説明

１既存杭
２既存構造物
３０免震層
３１免震架台（免震装置の直上の基礎梁）
３２免震ピット底版
４免震装置
５鉛直力支持部材

Claims

杭基礎に支持された既存構造物を免震化して増築又は改築する場合の建物の重量増加に対する基礎の補強方法であって、
免震ピット底版の杭直上位置に免震装置を設置すると共に、同免震装置以外の位置に鉛直力支持部材を併設し、
前記支持部材を介して上部構造の重量を免震ピット底版から、同免震ピット底版の直下の地盤へ伝達することを特徴とする、既存基礎の補強方法。
鉛直力支持部材は、積層ゴム、滑り支承、転がり支承等の水平力を負担しない部材であることを特徴とする、請求項１に記載した既存基礎の補強方法。