JP6133621B2 - Yamadome wall - Google Patents
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Description
本発明は、山留壁に関する。 The present invention relates to a mountain retaining wall.
都市部で新築建物を構築する場合、更地の状態から始めるケースは非常に少ない。また、更地の状態であっても、地中構造物が残っていると、撤去工事により既存地下外壁を解体して撤去した後、山留壁を敷地境界ライン一杯まで広げて形成し、山留壁の内側に新たに地下外壁を構築していた。
一方、昨今は、工期短縮・コスト削減の見地から、既存建物の地下外壁を山留壁として再利用し、地中構造物の撤去工事を省略するするケースが散見されるようになった。しかし、新築建物の地中構造物を、既存建物の地中構造物より深い位置まで構築する場合には、既存建物の地下外壁のみでは深さが足りず、新たに、既存建物の地下外壁の下方に新たに山留壁を構築する必要がある。
既存建物の地下外壁の下に新たな山留壁を構築する技術には、例えば特許文献1がある。
特許文献1の地中構造物の施工法は、既存建物の地下外壁の下方に、土圧を受ける山留壁を構築する構成である。このとき、山留壁は、地下外壁を支持する既存杭より内側に構築される。
When building a new building in an urban area, there are very few cases that start from the ground. Also, even if the ground structure remains, even if the underground structure remains, after the existing underground outer wall is dismantled and removed by the removal work, the mountain retaining wall is expanded to the full boundary line of the site. A new underground outer wall was constructed inside the retaining wall.
On the other hand, recently, from the standpoint of shortening the construction period and reducing costs, there are some cases where the underground outer wall of an existing building is reused as a mountain retaining wall, and the removal work of underground structures is omitted. However, when the underground structure of a new building is built to a position deeper than the underground structure of an existing building, the depth of the existing building's underground outer wall is not sufficient, and a new It is necessary to construct a new retaining wall below.
For example, Patent Document 1 discloses a technique for constructing a new mountain retaining wall under an underground outer wall of an existing building.
The construction method of the underground structure of patent document 1 is the structure which builds the mountain retaining wall which receives earth pressure under the underground outer wall of the existing building. At this time, the mountain retaining wall is constructed inside the existing pile that supports the underground outer wall.
このため、山留壁の内側に構築される地中構造物、及び地中構造物の上に建てられる地上構造物の床面積が小さくなってしまう。
本発明は、上記事実に鑑み、地中構造物の撤去工事を省略して、かつ、新設地下構造物の外壁を既存杭の位置まで近づけることを目的とする。
For this reason, the floor area of the underground structure built on the inside of the mountain retaining wall and the above-ground structure built on the underground structure is reduced.
In view of the above facts, an object of the present invention is to omit the removal work of the underground structure and bring the outer wall of the newly installed underground structure close to the position of the existing pile.
請求項1に記載の発明に係る山留壁は、既存躯体の地下外壁を支持する既存杭と、前記既存杭の間に構築され前記既存杭の頭部よりも下方の掘削底面まで地盤が掘削された状態で前記地盤からの土圧を受ける壁体と、を有することを特徴としている。 The mountain retaining wall according to the invention of claim 1 is constructed between the existing pile supporting the underground outer wall of the existing frame and the existing pile, and the ground is excavated to the bottom of the excavation below the head of the existing pile. is characterized in that chromatic and wall, the receiving the soil pressure from the ground at state.
請求項1に記載の発明によれば、既存杭と既存杭との間に構築された壁体により、地山側の土圧が受けられる。これにより、既存杭より内側に壁体を構築することなく、山留壁で土圧を受けることができる。この結果、新設地下構造物の外壁を既存杭の位置まで広げて構築することができ、床面積を広く確保することができる。また、地中構造物の撤去工事を省略できるので、新設地下構造物の工期短縮及びコスト削減が達成できる。 According to invention of Claim 1, the earth pressure by the side of a natural ground is received by the wall body constructed | assembled between the existing pile and the existing pile. Thereby, it is possible to receive earth pressure at the mountain retaining wall without building a wall body inside the existing pile. As a result, the outer wall of the newly installed underground structure can be constructed to extend to the position of the existing pile, and a large floor area can be secured. In addition, since the removal work of underground structures can be omitted, the construction period and cost of the newly installed underground structure can be shortened.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の山留壁において、前記壁体は、前記既存杭と前記既存杭との間に渡された矢板であり、前記既存杭と前記既存杭との間に建て込まれた山留芯材、及び前記山留芯材と前記既存杭との間に渡された矢板であり、又は、前記既存杭と前記既存杭との間に建て込まれた山留芯材、前記山留芯材と前記既存杭との間に渡された矢板、及び前記山留芯材と前記山留芯材との間に渡された矢板であることを特徴としている。
The invention according to
請求項2に記載の発明によれば、既存杭と既存杭との間に渡された矢板により、地山側の土圧を受ける壁体が構築される。又は、既存杭と既存杭との間に建て込まれた山留芯材と、山留芯材と既存杭との間に渡された矢板により、地山側の土圧を受ける壁体が構築される。又は、既存杭と既存杭との間に建て込まれた山留芯材と、山留芯材と既存杭との間に渡された矢板、及び山留芯材と山留芯材との間に渡された矢板により、地山側の土圧を受ける壁体が構築される。
これにより、既存杭を土留壁として利用することができる。このとき、既存杭のピッチが大きいときは、間に山留芯材を建て込むことで、壁体を構築することができる。
この結果、新設地下構造物の工期短縮及びコスト削減が達成できる。
According to invention of
Thereby, the existing pile can be used as a retaining wall. At this time, when the pitch of the existing pile is large, it is possible to construct the wall body by building the mountain core material in between.
As a result, the construction period and cost of the newly installed underground structure can be shortened.
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の山留壁において、前記壁体は、高圧噴射撹拌工法により前記既存杭の間に構築された地盤改良体であることを特徴としている。 The invention according to claim 3 is the mountain retaining wall according to claim 1, wherein the wall body is a ground improvement body constructed between the existing piles by a high-pressure jet stirring method.
請求項3に記載の発明によれば、高圧噴射撹拌工法により前記既存杭の間に構築された地盤改良体で壁体が構築される。これにより、地山側の土圧を受ける壁体に止水機能を持たせることができる。また、地盤改良体は、既存杭と既存杭との間に構築されるので、新設地下構造物の床面積を広く確保することができる。更に、地中構造物の撤去工事を省略できるので、新設地下構造物の工期短縮及びコスト削減が達成できる。 According to invention of Claim 3, a wall body is constructed | assembled with the ground improvement body constructed | assembled between the said existing piles by the high-pressure jet stirring method. Thereby, the water stop function can be given to the wall body which receives the earth pressure on the natural ground side. Moreover, since the ground improvement body is constructed between the existing pile and the existing pile, the floor area of the newly installed underground structure can be secured widely. Furthermore, since the removal work of the underground structure can be omitted, the construction period and cost of the newly installed underground structure can be shortened.
本発明は、上記構成として地中構造物の撤去工事を省略して、かつ、新設地下構造物の外壁を既存杭の位置まで近づけることができる。 In the present invention, the construction for removing the underground structure can be omitted as described above, and the outer wall of the newly installed underground structure can be brought close to the position of the existing pile.
(第1実施形態)
図1の斜視図、図2の平面図(図1のX−X線断面)に示すように、第1実施形態に係る山留壁10は、既存躯体36の地下外壁26の下に構築されている。地下外壁26は既存杭14で支持され、既存杭14と既存杭14の間には矢板12が差し込まれている。
ここに、既存躯体36は、建て替えのために地上部が解体された建物の、地下部分の外周部であり、地下外壁26は、地盤18からの土圧を受ける山留壁として、解体されずに存置されている。また、既存杭14も存置され、頭部は、地下外壁26の下端に設けられた地下底盤24の底面を支持している。
(First embodiment)
As shown in the perspective view of FIG. 1 and the plan view of FIG. 2 (cross section taken along line XX of FIG. 1), the
Here, the existing
図1、図2に示す既存杭14は、例えば群杭であり、既存杭14と既存杭14の間隔a寸法が小さい構成である。この場合には、既存杭14と既存杭14の間に、地盤18からの土圧を受ける壁体としての矢板12を、水平方向に直接渡すことが可能であり、矢板12の両端部は、受け部材として既存杭14に取付けられたアングル材50で支持されている。アングル材50は、地盤18からの土圧を受けて矢板12が移動しないように、例えば、既存杭14にボルト接合されている。
ここに、既存杭14は場所打ちコンクリート杭でも鋼管杭でもよく、杭種は選ばない。矢板12は木製や鋼製とされ、水平方向に既存杭14と既存杭14の間に渡されている。
The
Here, the existing
この構成とすることにより、既存杭14及び矢板12で構築された山留壁10で、地盤18からの土圧を、受け、既存躯体36の地下底盤24の下に、新築建物の地下空間19を掘削底面52まで掘削することができる。
この結果、新築建物の地下外壁16を、既存杭14に接する位置まで極力近づけた状態で構築することができる。即ち、山留壁10を、地下空間19側へせり出さずに構築できるので、地下空間19を広く確保できる。これにより、新築地下面積を確保しながら、地中障害撤去工事を回避した地下工事を実施することが可能となる。
なお、本実施形態では、地盤18からの土圧を受ける壁体として、矢板12を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、矢板12に替えて鉄板やH形鋼を横方向に向けて用いてもよい。
With this configuration, the
As a result, it is possible to construct the underground
In addition, in this embodiment, although the case where the
次に、従来の方法と比較しながら、本実施形態の効果を具体的に説明する。
市街地狭小敷地のビル建替工事においては、既存地下躯体の外周部の取扱いが重要となる。特に既存地下躯体の最深部である基礎底盤24の下に、新たに地下躯体を構築する場合には、既存躯体36の地下外周部分を地中障害撤去工事により解体し、新たな山留壁を施工して地下躯体を構築する方法と、既存躯体36の地下外周部分を存置させて内側に新たな山留壁を施工して地下躯体を構築するする方法と、がある。前者の場合はコスト・工期の面で問題があり、後者の場合は新築地下面積を十分に確保できない面で問題がある。
Next, the effects of the present embodiment will be specifically described in comparison with a conventional method.
In the rebuilding of buildings in narrow urban areas, it is important to handle the outer peripheries of existing underground structures. In particular, when constructing a new underground structure under the
本実施形態は、既存杭14を撤去せず、かつ新築地下面積を十分に確保する新たな方法である。
図3に、従来の山留壁30の平面図(図1のX−X線に相当する位置の断面)を示す。既存杭14の地下空間19側(新たに掘削される側)に、既存杭14と接して山留壁30が形成されている。山留壁30は、地盤改良して構築された柱状改良体28で構築され、柱状改良体28には、必要に応じて所定の間隔で芯材としてのH形鋼32が挿入されている。これにより、山留壁30が地盤18からの土圧を受けることができる。また、地下空間19の掘削底面52(図1参照)までの掘削時に、山留壁30の地下空間19側の一部が、H形鋼32のフランジ面の位置で切り欠かれ、厚さBとされる。切り欠かれて平板状とされた山留壁28の面に接して、新たな地下外壁34が構築される。
The present embodiment is a new method that does not remove the existing
FIG. 3 is a plan view of a conventional mountain retaining wall 30 (a cross section at a position corresponding to the line XX in FIG. 1). The
図4(A)に、従来の山留壁30と本実施形態の山留壁10を、地下外壁限界ラインで対比した結果である。
従来の山留壁30は、図4(A)、(B)に示すように、地中障害撤去工事をせずに、既存杭14の内側に山留壁28を構築する構成である。このため、地下外壁限界ラインP1は、山留壁28の内側に設定していた。この結果、山留壁28の内側に、新たな地下外壁34が構築される。
これに対し、図4(A)、(C)に示すように、本実施形態の山留壁10は、既存杭14と既存杭14の間に矢板12を挿入する構成である。このため、地下外壁限界ラインP2は、既存杭14の地下空間19側の端部とほぼ面一となる。この結果、従来の山留壁30の厚さBとほぼ等しい寸法だけ地下空間19を広くすることができる。
即ち、本実施形態の山留壁10は、新築地下面積を最大限確保するために、掘削工事に伴う既存の地下底盤24より深い位置では、外周部の既存杭14を山留壁10として利用している。既存杭14の曲げ剛性を山留壁10として利用することで、外周部の既存杭14の内側まで地下外壁限界ラインを拡大することができる。また、既存杭14と既存杭14の間には、矢板12を配置することで山留壁の連続性を確保している。
FIG. 4 (A) shows a result of comparing the
As shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), the conventional
On the other hand, as shown to FIG. 4 (A) and (C), the
That is, the
なお、従来の山留壁30の厚さは約500mmである。これにより、地下空間19の対面する壁面の間では、約1000mmだけ地下空間19を広く確保できる。即ち、新築躯体の外壁16を既存杭14の位置まで広げて構築することができ、新築躯体の新たな山留壁位置における床面積を、広く確保することができる。更に、本実施形態では、地中構造物の撤去工事(例えば既存杭14の撤去工事)を省略できるので、新築躯体の地中構造物の工期短縮及びコスト削減が達成できる。
In addition, the thickness of the conventional
(第2実施形態)
図5の斜視図、図6の平面図(図5のX−X線断面)に示すように、第2実施形態に係る山留壁20は、既存杭14の間に山留芯材としてのH形鋼22が設けられている。即ち、山留壁20が既存杭14、H形鋼22、及び矢板12で構成されている。ここに、H形鋼22の地下空間19側のフランジは、既存杭14の地下空間19側の端部とほぼ同じ面に配置されており、矢板12は、H形鋼22とH形鋼22の間、及びH形鋼22と既存杭14に取り付けられたアングル材50間に差し込まれている。
これにより、既存杭14と既存杭14の間隔bが、矢板12の幅より大きくても(a<b)、H形鋼22で、既存杭14と既存杭14の間の矢板12を支持することができるため、山留壁20が地盤18からの土圧を受けることができる。また、H形鋼22の地下空間19側のフランジは、既存杭14の地下空間19側の端部とほぼ同じ面に配置されており、山留壁20が、既存杭14の地下空間19側へ大きくせり出すことはない。
(Second Embodiment)
As shown in the perspective view of FIG. 5 and the plan view of FIG. 6 (cross-sectional view taken along line XX in FIG. 5), the
Thereby, even if the space | interval b of the existing
なお、H形鋼22の数は、図6では既存杭14と既存杭14の間に2本が設けられている。しかし、これに限定されることはなく、既存杭14と既存杭14の間の距離bに応じて決定される。例えば、距離bが大きければ増やせばよい。この構成とすることにより、既存地下外壁26(図1参照)だけでなく、既存杭14を山留壁20の一部として利用することができる。
この結果、山留壁20の地下空間19側に、新築躯体の外壁16を既存杭14の端部の位置まで広げて構築することができ、新築躯体の山留壁位置における床面積を、広く確保することができる。
In addition, the number of the H-
As a result, on the
次に、山留20の曲げ剛性について説明する。
本実施形態における山留壁20の曲げ剛性EIは、既存杭14の曲げ剛性EcIcと、H形鋼22の曲げ剛性EsIsを合算し、それらの合算値を杭間距離aで除して求めた。算出式を下記(1)式に示す。ここに、H形鋼22の曲げ剛性EsIsは、複数本数のH形鋼22が使用された場合には、それぞれの曲げ剛性EsIsを合算する。
EI=(EcIc+ΣEsIs)/a…(1)
ここに、EI:山留壁の曲げ剛性(N・cm2)
EcIc:既存杭の曲げ剛性(N・cm2)
EsIs:H形鋼の曲げ剛性(N・cm2)
a:既存杭の基準スパン(cm)
Next, the bending rigidity of the
The bending rigidity EI of the
EI = (EcIc + ΣEsIs) / a (1)
Here, EI: Bending stiffness of mountain wall (N · cm 2 )
EcIc: Flexural rigidity of existing piles (N · cm 2 )
EsIs: Flexural rigidity of H-section steel (N · cm 2 )
a: Standard span of existing pile (cm)
図7に、山留壁20の応力評価の一例を示す。図7は、残置された既存地下外壁部分の一部を軸力として見込んだM−N曲線であり、日本建築学会「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説」に基づいて算出した。図7の横軸は既存杭14に加えられる軸力N(kN)であり、縦軸は既存杭14に発生する許容曲げモーメントM(kN・m)である。
図7の曲線Gは、既存杭14の許容曲げモーメント(終局)を設定している。検討結果から、図7に示すように、既存杭14は、山留壁20として十分な曲げモーメントを有しており、山留壁20として十分活用可能といえる。
FIG. 7 shows an example of stress evaluation of the retaining
A curve G in FIG. 7 sets an allowable bending moment (final) of the existing
次に、山留壁20の変位量について説明する。
図8に計測結果を示す。図8(A)は計測位置を示している。測定点54は既存躯体の
外壁26から新築躯体の外壁16に至る間の既存杭14の位置であり、所定の深さで複数点を計測した。また、測定点56は、同様に山留芯材22の所定の深さの複数の位置である。
図8(B)は、5次掘削完了時の実測結果である。横軸は変位量(cm)であり、縦軸は地盤表面からの深さ(m)である。山留芯材22の実測結果をD1に示し、既存杭14の実測結果をD2に示す。山留芯材22及び既存杭14のいずれの深さにおいても、山留壁の変形は十分に小さな範囲(0.3cm以下)に収まっており、土圧に対し十分な強度を備えているといえる。
図8(C)は、6次掘削完了時の実測結果である。横軸は変位量(cm)であり、縦軸は地盤表面からの深さ(m)である。山留芯材22の実測結果をD1に示し、既存杭14の実測結果をD2に示す。山留芯材22及び既存杭14のいずれの深さにおいても、山留壁の変形は十分に小さな範囲(0.7cm以下)に収まっており、土圧に対し十分な強度を備えているといえる。
本構成とすることにより、地盤18側の土圧を受ける山留壁20の構築が容易となり、新築建物の地中構造物の工期短縮及びコスト削減が達成できる。
Next, the displacement amount of the
FIG. 8 shows the measurement results. FIG. 8A shows the measurement position. The
FIG. 8B shows an actual measurement result when the fifth excavation is completed. The horizontal axis is the displacement (cm), and the vertical axis is the depth (m) from the ground surface. The actual measurement result of the
FIG. 8C shows an actual measurement result when the sixth excavation is completed. The horizontal axis is the displacement (cm), and the vertical axis is the depth (m) from the ground surface. The actual measurement result of the
By adopting this configuration, it is easy to construct the
更に、図9の斜視図に示す展開例ように、新築の地下構造物60において、新築の柱部58Uの、梁62より下方の柱58Dの一部を、新築地下外壁16の外側(地盤側)へせり出した(ハンチさせた)構築としてもよい。即ち、地下構造物60の地下空間19を広くするには、柱58Dは極力地盤18側へ設けることが望ましく、かつ、柱58Uからの鉛直荷重を受ける強度を維持するために、梁62の位置から下方へ向けて斜めに形成したハンチ形状としてもよい。これにより、梁62で偏心させて柱58Uからの鉛直荷重を受けて、柱58Dへ伝える必要がなくなり、梁62を小さく形成することが可能となる。
この結果、地下構造物60のコスト削減を図ることができる。他の構成は、第1実施形態と同じであり、説明は省略する。
Further, as in the development example shown in the perspective view of FIG. 9, in the newly built
As a result, the cost of the
(第3実施形態)
図10(A)の平面図、図10(B)の側面図に示すように、第3実施形態に係る山留壁40は、既存杭14と既存杭14の間(距離C)に地盤改良体42が連続して構築されている。地盤改良体42には、所定の間隔で、山留芯材としてのH形鋼32が設けられている。即ち、既存杭14と地盤改良体42で山留壁40が構築されている。
ここに、地盤改良体42は、高圧噴射撹拌工法で構築される。高圧噴射撹拌工法は、径dの小さなケーシング44を地盤に挿入して、地盤改良体42を構築することができる。これにより、ケーシング44を既存躯体外壁26に近接させ、既存躯体外壁26の下部に、地盤改良体42を構築できる。
(Third embodiment)
As shown in the plan view of FIG. 10 (A) and the side view of FIG. 10 (B), the
Here, the
地盤改良体20の構築手順は、先ず、地上に設置させた図示しないガイドホール削孔機を用いて、地盤42にガイドホール44を削孔しながら、ケーシング44を、掘削開始面48から所定深さHまで挿入する(矢印R1方向)。ケーシング46の先端には、圧縮空気と固化剤を吐出させる削孔ビット46が取り付けられている。
次に、地上に設置させた図示しないジェットクリート施工機を用いて、削孔ビット46を回転させながら、ケーシング44を通して圧縮空気と固化剤を削孔ビット46まで送り、削孔ビット46の先端から吐出させる。これにより、削孔ビット46の周囲の地盤18が径方向に地盤改良され、径Dの地盤改良体42の構築が開始される。
The construction procedure of the
Next, using a jet cleat construction machine (not shown) installed on the ground, the compressed bit and the solidifying agent are sent to the
次に、削孔ビット48を、回転させながら徐々に引き上げる(矢印R2方向)。これにより、地盤改良体42が下から上に向けて、順次構築される。掘削開始面48まで、削孔ビット48から圧縮空気と固化剤を吐出させ、高さH2の地盤改良体42を構築する。続いて、地盤改良体42の構築終了後、ケーシング44を引き抜く。その後、所定の位置の地盤改良体42に、山留芯材としてのH形鋼32を挿入する。これにより、固化剤の硬化を待って地盤改良体42の構築が終了する。地盤改良体42の一部を重複させて連続して構築することにより、山留壁40に遮水機能を持たせることができる。
Next, the
次に、地盤改良体42の地下空間19側の一部を、地下空間19側のフランジ位置で切り取る(地盤改良体42の幅をBとする)。これにより、山留壁40が構築される。山留壁40は、第1実施形態と同じ効果を得ることができる。
これにより、続いて、地盤改良体42の切り欠かれた面と接して新築躯体の外壁16を構築することができる。他の構成は、第1実施形態と同じであり、説明は省略する。
Next, a part of the
Thereby, the
10 山留壁
12 矢板(壁体)
14 既存杭
16 地下外壁
22 H形鋼(山留芯材)
26 既存躯体外壁
28 地盤改良体
10
14 Existing
26 Existing building
Claims (3)
前記既存杭の間に構築され前記既存杭の頭部よりも下方の掘削底面まで地盤が掘削された状態で前記地盤からの土圧を受ける壁体と、
を有する山留壁。 The existing pile for supporting the underground external wall of an existing building frame,
A wall body that is constructed between the existing piles and receives earth pressure from the ground in a state where the ground is excavated to the bottom of the excavation below the head of the existing pile ,
To have a YamaTomekabe.
前記既存杭と前記既存杭との間に建て込まれた山留芯材、及び前記山留芯材と前記既存杭との間に渡された矢板であり、
又は、前記既存杭と前記既存杭との間に建て込まれた山留芯材、前記山留芯材と前記既存杭との間に渡された矢板、及び前記山留芯材と前記山留芯材との間に渡された矢板である請求項1に記載の山留壁。 The wall body is a sheet pile passed between the existing pile and the existing pile,
A pile core material built between the existing pile and the existing pile, and a sheet pile passed between the pile core material and the existing pile,
Or, a pile core material built between the existing pile and the pile, a sheet pile passed between the pile core material and the existing pile, and the pile core material and the pile The mountain retaining wall according to claim 1, which is a sheet pile passed between the core material.
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