JP6103667B1 - 地下構造物の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既存地下構造物と敷地境界との間のスペースが狭い場合でも、工期を長期化させることなく、大規模地下構造物を構築できる、地下構造物の構築方法を提供すること。【解決手段】地下構造物の構築方法は、新設地下構造物を、平面視で、環状の外周エリア２０と、外周エリア２０に囲まれた中央エリア２１と、に区画しておき、外周エリア２０において、既存地下構造物２Ａ、２Ｂの一部を山留支保工４Ａ、４Ｂとして残して解体するステップと、外周エリア２０において、山留支保工４Ａ、４Ｂの一部を解体して、この解体により形成された空間内に新設地下構造物を構築することを繰り返すステップとを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、地下構造物の構築方法に関する。

従来より、大深度で床面積が広い大規模地下構造を有する既存建物を解体し、この既存建物を解体した場所に、既存建物と同様に大深度で床面積が広い大規模地下構造を有する新規建物を構築する場合がある。

このような建物の施工方法としては、例えば、順打ち工法が考えられる。すなわち、まず、既存建物の地上部分を解体した後、既存地下構造物の周囲に山留壁を構築し、その後、この既存地下構造物を上層から下層に向かって順次解体しながら、山留壁の内側の全面に亘って切梁を水平方向に架設していく。このとき、切梁により山留の変形を抑制する。既存地下構造物が解体した後、根切りおよび床付けを行って耐圧盤を構築し、下層から上層に向かって順次構築する。

しかしながら、この順打ち工法では、既存地下構造物を完全に解体した後に、下層から上層に向かって順次構築するため、工期が長期化する、という問題があった。

そこで、例えば、逆打ち工法が提案されている。すなわち、まず、掘削に先立って構真柱および構真柱杭を新築建物の柱位置に構築する。次に、例えば１階床を先行床して構築し、この先行床よりも下側では、新設地下構造物を、上層から下層に向かって構築してゆく。このとき、各階において山留壁の内側に床スラブを構築するが、この床スラブを切梁として利用する。一方、新設地下構造物の構築と同時に、先行床よりも上側では、新設地上構造物を構築する。

この逆打工法によれば、先行床を先行して構築するため、この先行床よりも上側の作業を早期に開始でき、工期を短縮できるが、先行床の下側では、大型重機を使用できるほどの作業空間を確保できないため、小型重機を使用することになり、既存地下構造物の解体作業の工期が長期化する、という問題がある。

以上の問題を解決するため、中央部を順打ちとし、外周部を逆打ちとする工法が提案されている（特許文献１参照）。
すなわち、まず、既存地下構造物の周囲に山留壁を構築する。次に、残存する地下部分のうちの最上階を解体し、この解体工程によって形成された空問内に、新設地下構造物の外周部でありかつ中央部に開口が形成された外周リングを構築する。この既存地下構造物の解体および外周リングの構築を上層から下層に向かって行うことで、既存地下構造物を順次解体しながら、新設地下構造物の外周部を構築する。その後、外周リングの開口の内側に、新設地下構造物の中央部分を構築する。

この特許文献１の工法によれば、外周リングの先行床を先行して構築し、この先行床を切梁として用いる。このとき、先行して構築した外周リングの開口は吹き抜け状となるので、この外周リングの開口では、大型重機を使用できるだけの十分な高さ(大空間)を確保できる。

特開２０１２−１０７４３０号公報

しかしながら、特許文献１の工法では、既存地下構造物と敷地境界との間に、外周の山留壁を構築できることが前提条件となっている。したがって、既存地下構造物と敷地境界との間に山留壁を構築するスペースを確保できない場合には、既存地下構造物を解体しながら山留壁を構築することになり、工期が長期化する、という問題があった。

本発明は、既存地下構造物と敷地境界との間のスペースが狭い場合でも、工期を長期化させることなく、大規模地下構造物を構築できる、地下構造物の構築方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の地下構造物の構築方法は、既存地下構造物（例えば、後述の既存地下構造物２Ａ〜２Ｃ）を解体した場所に新設地下構造物（例えば、後述の新設地下構造物１１）を構築する地下構造物の構築方法であって、前記新設地下構造物を、平面視で、環状の外周エリア（例えば、後述の外周エリア２０）と、当該外周エリアに囲まれた中央エリア（例えば、後述の中央エリア２１）と、に区画しておき、前記外周エリアにおいて、前記既存地下構造物の一部を山留支保工（例えば、後述の山留支保工４Ａ、４Ｂ）として残して解体する工程（例えば、後述のステップＳ２）と、前記外周エリアにおいて、前記山留支保工の一部を解体して、当該解体により形成された空間内に前記新設地下構造物を構築することを繰り返す工程（例えば、後述のステップＳ５〜Ｓ８）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、外周エリアにおいて、既存地下構造物の一部を山留支保工として残して利用したので、新設地下構造物の外側に新たに山留壁を打設する必要がないから、既存地下構造物と敷地境界との間のスペースが狭い場合でも、工期を長期化させることなく、大規模地下構造物を構築できる。

請求項１に記載の地下構造物の構築方法は、前記新設地下構造物を構築する前に、前記外周エリアにおいて前記既存地下構造物の下の地盤に構真柱（例えば、後述の構真柱３９）を打ち込む工程（例えば、後述のステップＳ４）をさらに備え、前記外周エリアにおいて前記新設地下構造物を構築する工程では、前記新設地下構造物の所定階の床スラブ（例えば、後述の１階床部分１９）を先行床として構築し、当該先行床を前記構真柱で支持することを特徴とする。

この発明によれば、新設地下構造物の所定階の床スラブを先行床として構築し、この先行床を構真柱で支持したので、先行床を切梁として用いることができるうえに、先行床よりも上側の工事を早期に開始できる。また、先行床の下側では、逆打ち工法により、上層から下層に向かって、山留支保工を解体しながら新設地下構造物を構築できる。

請求項２に記載の地下構造物の構築方法は、前記外周エリアと前記中央エリアとの間に仮設壁（例えば、後述の仮設壁３２）を構築し、当該仮設壁を支持する切梁（例えば、後述の切梁３６）を架設する工程（例えば、後述のステップＳ１）と、前記中央エリアにおいて、前記既存地下構造物を解体し、その後、下層から上層に向かって前記新設地下構造物を構築する工程（例えば、後述のステップＳ２〜Ｓ８）と、をさらに備えることを特徴とする。

この発明によれば、外周エリアと中央エリアとを仮設壁で仕切ったので、中央エリアにおいては、順打ち工法により、下層から上層に向かって新設地下構造物を構築できる。

請求項３に記載の地下構造物の構築方法は、前記中央エリアにおいて前記新設地下構造物を構築する工程では、前記既存地下構造物を解体する工程（例えば、後述のステップＳ２〜Ｓ５）と、前記新設地下構造物の鉄骨の建方を行う工程（例えば、後述のステップＳ６）と、当該鉄骨に支持させて前記新設地下構造物の所定階の床スラブ（例えば、後述の１階床部分１９）を構築する工程（例えば、後述のステップＳ６）と、前記新設地下構造物を下層から上層に向かって構築する工程（例えば、後述のステップＳ７、Ｓ８）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、中央エリアにおいて、既存地下構造物を解体した後、新設地下構造物の鉄骨の建方を行って、新設地下構造物の所定階の床スラブを先行して構築したので、中央エリアにおいても、先行床よりも上側の工事を早期に開始できる。

本発明によれば、既存地下構造物と敷地境界との間のスペースが狭い場合でも、工期を長期化させることなく、大規模地下構造物を構築できる。

本発明の一実施形態に係る地下構造物の構築方法の適用対象となる既存建物の模式的な平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 実施形態に係る地下構造物の構築方法のフローチャートである。 実施形態に係る地下構造物の構築方法の説明図（その１）である。 実施形態に係る地下構造物の構築方法の説明図（その１）である。 実施形態に係る地下構造物の構築方法の説明図（その２）である。 実施形態に係る地下構造物の構築方法の説明図（その３）である。 実施形態に係る地下構造物の構築方法の説明図（その４）である。 実施形態に係る地下構造物の構築方法の説明図（その５）である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る地下構造物の構築方法の適用対象となる既存建物１Ａ、１Ｂ、１Ｃの模式的な平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
既存建物１Ａ〜１Ｃは、互いに隣接して配置されており、本発明では、これら３つの既存建物１Ａ〜１Ｃを解体して、これら既存建物１Ａ〜１Ｃを解体した場所に新築建物１０を構築するものである。
既存建物１Ａ、１Ｂは、既存地下構造物２Ａ、２Ｂと、この既存地下構造物２Ａ、２Ｂ上に構築された既存地上構造物３Ａ、３Ｂと、を有する。

一方、新築建物１０は、地下４階までの新設地下構造物１１と、この新設地下構造物１１上に構築された新設地上構造物１２と、を有する（図９参照）。新設地下構造物１１は、耐圧版１３、地中梁１４、地下４階部分（地下４階梁、床および立ち上がり）１５、地下３階部分（地下３階梁、床および立ち上がり）１６、地下２階部分（地下２階梁、床および立ち上がり）１７、地下１階部分（地下１階梁、床および立ち上がり）１８、１階床部分（１階梁および床）１９を備える。

以下、既存建物１Ａ〜１Ｃを解体して新築建物１０を構築する手順について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。
なお、以下の説明においては、図１のＡ−Ａ部分の断面である図２および図４〜図９に基づいて説明するため、既存建物１Ｃの解体手順については省略するが、既存建物１Ｃについても、既存建物１Ａ、１Ｂと同様の手順で解体する。

まず、図１に示すように、新築建物１０の新設地下構造物１１を、平面視で、環状の外周エリア２０と、外周エリア２０に囲まれた中央エリア２１と、に区画する。
本発明では、外周エリア２０においては、新設地下構造物１１を上層から下層に向かって順に構築し（逆打ち工法）、中央エリア２１においては、新設地下構造物１１の１階床を構築し、その後、下層から上層に向かって順に構築する（順打ち工法）。

ステップＳ１では、図２に示すように、既存建物１Ａ、１Ｂの既存地上構造物３Ａ、３Ｂを解体するとともに、外周エリア２０と中央エリア２１との境界部分に仕切杭３０を打ち込む。このとき、既存建物のうち仕切杭３０に干渉する部分を解体してから、仕切杭３０を打ち込む。
また、杭打機５０等が１階床上を走行するため、地下１階にスラブ補強サポート３１を適宜設けておく。

ステップＳ２では、図４に示すように、外周エリア２０においては、既存地下構造物２Ａ、２Ｂの一部を山留支保工４Ａ、４Ｂとして残して解体する。この山留支保工４Ａ、４Ｂは、既存地下構造物２Ａ、２Ｂの外周壁５と、この外周壁５を内側から支持するために必要な既存地下構造物２Ａ、２Ｂの柱６および梁７と、からなる。外周壁５を支持する柱６および梁７は、縦断面で、外側から内側に向かって下がる階段状に配置されている。

その後、外周エリア２０の埋め戻しを行う。このとき、仕切杭３０間に図示しない横矢板を渡して仮設壁３２とし、埋め戻した土砂が中央エリア２１に流入するのを防止する。埋め戻し後、重機５１により、既存地下構造物２Ａ、２Ｂのうち山留壁および構真柱に干渉する部分を適宜解体する。

中央エリア２１においては、構台を支持するための棚杭３３を打ち込み、その後、重機５２により、既存地下構造物２Ａ、２Ｂの解体を開始する。

ステップＳ３では、図５に示すように、外周エリア２０においては、ＴＲＤ工法により山留壁３４を打設する。
中央エリア２１においては、棚杭３３で支持する構台３５を設置して、仮設壁３２を支持する切梁３６を支保工として架設するとともに、棚杭３３にブレース３７を架設しながら、重機５３により既存地下構造物２Ａ、２Ｂを解体して、下方に進んでゆく。

ステップＳ４では、図５に示すように、外周エリア２０においては、構真柱杭３８を打設して構真柱３９を打ち込む。
中央エリア２１においては、引き続き、切梁３６を架設するとともに、棚杭３３にブレース３７を架設しながら、既存地下構造物２Ａ、２Ｂを解体する。

ステップＳ５では、図６に示すように、外周エリア２０においては、山留支保工４Ａ、４Ｂの一部を解体して、１階床部分１９を構築する。この１階床部分１９は、構真柱３９に支持されて、切梁としての役割を果たす。
中央エリア２１においては、既存地下構造物２Ａ、２Ｂの解体が完了した後、新築建物１０の耐圧版１３を構築する。

ステップＳ６では、図７に示すように、外周エリア２０においては、山留支保工４Ａ、４Ｂの一部を解体して、地下１階部分１８を構築する。この地下１階部分１８の梁および床は、構真柱３９に支持されて、切梁としての役割を果たす。
中央エリア２１においては、地中梁１４を構築し、次に、新設地下構造物１１の鉄骨４０の建方を行って、この鉄骨４０に支持させて新築建物１０の１階床部分１９を構築する。その後、棚杭３３を撤去する。

このとき、仮設壁３２を適宜解体して、外周エリア２０の１階床部分１９と、中央エリア２１の１階床部分１９と、を接合する。また、外周エリア２０の地下１階部分１８と、中央エリア２１の地下１階床レベルの鉄骨と、を接合する。
また、外周エリア２０および中央エリア２１における１階床部分１９の構築が完了したので、地上において、新設地上構造物１２の構築を開始する。

ステップＳ７では、図８に示すように、外周エリア２０においては、山留支保工４Ａ、４Ｂの一部を解体して、地下２階部分１７を構築し、次に、山留支保工４Ａ、４Ｂを解体して、地下３階部分１６を構築する。この地下２階部分１７および地下３階部分１６の梁および床は、構真柱３９に支持されて、切梁としての役割を果たす。

また、中央エリア２１においては、地下４階部分１５の構築を完了させて、その後、下から１段分の切梁を解体する。次に、地下３階部分１６および地下２階部分１７を構築する。
このとき、仮設壁３２を適宜解体して、外周エリア２０の地下２階部分１７および地下３階部分１６と、中央エリア２１の地下２階部分１７および地下３階部分１６と、を接合する。

ステップＳ８では、図９に示すように、外周エリア２０においては、山留支保工４Ａ、４Ｂの残りを解体して、地下４階部分１５、耐圧版１３、および地中梁１４を構築する。
また、中央エリア２１においては、地下１階部分１８を構築する。
このとき、仮設壁３２を適宜解体して、外周エリア２０の地下４階部分１５、耐圧版１３、および地中梁１４と、中央エリア２１の地下４階部分１５、耐圧版１３、および地中梁１４と、を接合する。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）外周エリア２０においては、既存地下構造物２Ａ、２Ｂの一部を山留支保工４Ａ、４Ｂとして残して利用した。よって、新設地下構造物１１の外側に新たに山留壁を打設する必要がないから、既存地下構造物２Ａ、２Ｂと敷地境界との間のスペースが狭い場合でも、工期を長期化させることなく、大規模地下構造物である新設地下構造物１１を構築できる。

（２）新設地下構造物１１の１階床部分１９を先行床として構築し、この先行床を構真柱３９で支持したので、先行床を切梁として用いることができるうえに、先行床である１階床の上側では、新設地上構造物１２の構築を早期に開始できる。また、１階床部分１９の下側では、逆打ち工法により、上層から下層に向かって、山留支保工４Ａ、４Ｂを解体しながら新設地下構造物１１を構築できる。

（３）外周エリア２０と中央エリア２１とを仮設壁３２で仕切ったので、中央エリア２１においては、順打ち工法により、下層から上層に向かって新設地下構造物１１を構築できる。

（４）中央エリア２１において、既存地下構造物２Ａ、２Ｂを解体した後、新設地下構造物１１の鉄骨４０の建方を行って、新設地下構造物１１の１階床部分１９を先行して構築したので、中央エリア２１においても、新設地上構造物１２の構築を早期に開始できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…既存建物 ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ…既存地下構造物 ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ…既存地上構造物
４Ａ、４Ｂ…山留支保工 ５…外周壁 ６…柱 ７…梁
１０…新築建物 １１…新設地下構造物 １２…新設地上構造物
１３…耐圧版 １４…地中梁 １５…地下４階部分 １６…地下３階部分
１７…地下２階部分 １８…地下１階部分 １９…１階床部分
２０…外周エリア ２１…中央エリア
３０…仕切杭 ３１…スラブ補強サポート ３２…仮設壁 ３３…棚杭
３４…山留壁 ３５…構台 ３６…切梁 ３７…ブレース ３８…構真柱杭 ３９…構真柱 ４０…新設地下構造物の鉄骨 ５０…杭打機 ５１、５２、５３…重機

Claims (3)

1. 既存地下構造物を解体した場所に新設地下構造物を構築する地下構造物の構築方法であって、
   前記新設地下構造物を、平面視で、環状の外周エリアと、当該外周エリアに囲まれた中央エリアと、に区画しておき、
   前記外周エリアにおいて、前記既存地下構造物の一部を山留支保工として残して解体し、当該解体した箇所に土砂を埋め戻す工程と、
   前記外周エリアにおいて前記既存地下構造物の下の地盤に構真柱を打ち込む工程と、
   前記外周エリアにおいて、前記山留支保工の一部を解体して、前記新設地下構造物の所定階の床スラブを先行床として構築し、当該先行床を前記構真柱で支持する工程と、
   前記外周エリアにおいて、前記先行床の下側にて、上層から下層に向かって、前記山留支保工の一部を解体して、当該解体により形成された空間内に前記新設地下構造物を構築することを繰り返す工程と、を備えることを特徴とする地下構造物の構築方法。
2. 前記外周エリアと前記中央エリアとの間に仮設壁を構築し、当該仮設壁を支持する切梁を架設する工程と、
   前記中央エリアにおいて、前記既存地下構造物を解体し、その後、下層から上層に向かって前記新設地下構造物を構築する工程と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の地下構造物の構築方法。
3. 前記中央エリアにおいて前記新設地下構造物を構築する工程では、
   前記既存地下構造物を解体する工程と、
   前記新設地下構造物の鉄骨の建方を行う工程と、
   当該鉄骨に支持させて前記新設地下構造物の所定階の床スラブを構築する工程と、
   前記新設地下構造物を下層から上層に向かって構築する工程と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の地下構造物の構築方法。

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