JP6544852B2 - 免震化方法 - Google Patents

Description

本発明は、既存建物を免震化する際の水平移動拘束方法に関する。

従来より、既存建物を基礎下で免震化する、基礎免震レトロフィット工事が知られている（特許文献１参照）。
この基礎免震レトロフィット工事は、既存建物の基礎の直下を掘削し、この掘削した部分に支保工を架設して、掘削した部分の底面に反力をとって基礎を仮支持する。その後、積層ゴムなどの免震装置を基礎の直下に取り付けて、その後、ジャッキを取り外す。これにより、免震装置で基礎を支持して、既存建物を免震化する。

この基礎免震レトロフィット工事において、既存建物の直下を掘削する作業は、以下のようになる。
すなわち、既存建物の外側に山留壁を構築し、この山留壁と既存建物の外壁面との間の地盤を掘削して、既存建物の基礎よりも深い位置まで掘り下げる。これにより、既存建物の側方に掘削空間を形成する。その後、この側方の掘削空間の底面付近から水平方向に掘り進んで、この既存建物の基礎の直下に掘削空間を形成する。

ところで、この工事期間中に地震が発生する場合がある。この場合、地震力により上部躯体が下部躯体に対して水平移動しようとするため、上部躯体の水平方向の移動を拘束する必要がある。
そこで、既存建物の側方の掘削空間にて、既存建物と山留壁との間に、鋼材やスラブなどの水平移動拘束材を架設して、既存建物の水平移動を拘束する（特許文献１参照）。

特開２００１−３４９０６５号公報

鋼材やスラブなどの水平移動拘束材は、両端で山留壁および既存建物に支持される。そのため、水平移動拘束材自体にある程度の剛性が必要となるうえに、既存建物の躯体に水平拘束材の反力を受けるための補強が必要となるだけでなく、仮設の水平移動拘束材は構築や撤去の工事が追加されることになり、工事が大掛かりとなって、施工コストが増大する、という問題があった。

本発明は、既存建物を免震化する際、作業効率を低下させることなく、低コストで、工事期間中における建物の水平移動を拘束できる免震化方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の免震化方法は、既存建物（例えば、後述の既存建物１）を免震化する免震化方法であって、前記既存建物の下方の地盤（例えば、後述の地盤６）を掘削して掘削空間（例えば、後述の掘削空間６３）を形成する工程（例えば、後述のステップＳ１、Ｓ２）と、当該掘削空間の底面上に耐圧盤（例えば、後述のマットスラブ２１）を構築する工程（例えば、後述のステップＳ３）と、当該耐圧盤の上に、前記既存建物を仮支持する仮支持部材（例えば、後述の仮受支柱７０）を設けるとともに、前記耐圧盤と前記既存建物との間に、前記耐圧盤と前記既存建物とを連結する鉄筋コンクリート造の水平移動拘束部（例えば、後述の水平移動拘束部８０）を構築する工程（例えば、後述のステップＳ４、Ｓ５）と、前記耐圧盤と前記既存建物との間にアイソレータ（例えば、後述のアイソレータ３０）を設ける工程（例えば、後述のステップＳ６、Ｓ７）と、前記水平移動拘束部の一部を撤去して、当該水平移動拘束部の残りの部分をダンパ基礎（例えば、後述の下部ダンパ基礎５０）としてダンパ（例えば、後述のオイルダンパ４０）を設ける工程（例えば、後述のステップＳ８〜Ｓ１０）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、既存建物を免震化する際、耐圧盤と既存建物とを連結する水平移動拘束部を設けた。これにより、工事期間中における既存建物の耐圧盤に対する水平移動を拘束して、水平保有耐力を確保できる。
このとき、水平移動拘束部を、既存建物の外周の掘削空間ではなく耐圧盤上に設けたので、外周の掘削空間を通して建設資材を容易に搬送できるから、作業効率が低下するのを防止できる。

また、アイソレータを設置した後、水平移動拘束部の一部をダンパ基礎として使用するので、水平移動拘束部を完全に撤去する必要がないうえに、ダンパ基礎を別途構築する必要がない。また、従来のように既存建物に水平拘束材の反力を受けるための補強を構築する必要がないので、施工コストを低減できる。

請求項１に記載の免震化方法は、前記水平移動拘束部を構築する工程では、前記水平移動拘束部のうち前記ダンパ基礎として残す部分の鉄筋材に、定着板を取り付けておくことを特徴とする。

この発明によれば、水平移動拘束部のうちダンパ基礎として残す部分の鉄筋材に定着板を取り付けた。したがって、ダンパ基礎を形成するために水平移動拘束部の一部を撤去した場合でも、ダンパ基礎の鉄筋材の定着長を確保できる。

本発明によれば、既存建物を免震化する際、作業効率を低下させることなく、低コストで、工事期間中における建物の水平移動を拘束できる。

本発明の一実施形態に係る免震化方法の適用対象となる既存建物の基礎部分の断面図である。 前記実施形態に係る既存建物が免震化された状態を示す断面図である。 前記実施形態に係る既存建物の免震化に用いられるオイルダンパの側断面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 前記実施形態に係る既存建物を免震化する手順のフローチャートである。 前記実施形態に係る既存建物を免震化する手順の説明図（その１）である。 前記実施形態に係る既存建物を免震化する手順の説明図（その２）である。 前記実施形態に係る既存建物を免震化する手順を説明するための図（その３）である。 前記実施形態に係る既存建物の免震化に用いられる水平移動拘束部の側断面図である。

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免震化方法の適用対象となる既存建物１の基礎部分の断面図である。
既存建物１は、地下躯体２を有しており、この地下躯体２は、既存杭４を有する基礎３と、この基礎３から上方に延びる複数本の柱５と、を備えている。
基礎３は、フーチング１０と、これらフーチング１０同士を連結する基礎梁１１と、基礎梁１１同士の間に設けられた図示しない耐圧盤と、を備える。
上述の柱５は、各フーチング１０の中心部から上方に延びている。また、各フーチング１０について、複数本の既存杭４が配置されている。

本発明は、図２に示すように、既存建物１の基礎３の下に、積層ゴムなどのアイソレータ３０およびオイルダンパ４０を設置することで、既存建物１を免震化するものである。
具体的には、以下のような構造となる。

すなわち、既存建物１の基礎３の下には、アイソレータ３０およびオイルダンパ４０を設置するための設置スペース２０が形成されている。
設置スペース２０の底面には、全面に亘って、鉄筋コンクリート造の耐圧盤としてのマットスラブ２１が構築されている。

このマットスラブ２１の上面でかつフーチング１０の直下には、鉄筋コンクリート造である下部免震基礎３１が設けられている。また、基礎３の下面でかつフーチング１０の直下には、鉄筋コンクリート造である上部免震基礎３２が設けられている。上述のアイソレータ３０は、これら免震基礎３１、３２の間に設けられている。
アイソレータ３０は、マットスラブ２１に反力をとって基礎３のフーチング１０の中心部を下から支持している。

また、既存建物１の地下躯体２の周囲には、既存建物１の水平移動を確保するための免震クリアランス２２が形成されている。
すなわち、地下躯体２の周囲には、擁壁２３が形成されており、免震クリアランス２２は、この擁壁２３と地下躯体２との間の空間となっている。この免震クリアランス２２は、設置スペース２０に連続する空間である。

マットスラブ２１の上には、下部ダンパ基礎５０が構築されている。また、既存建物１の基礎３の下面には、補強躯体５１が構築され、この補強躯体５１の下面には、上部ダンパ基礎５２が構築されている。これら下部ダンパ基礎５０と上部ダンパ基礎５２との間には、オイルダンパ４０が設けられている。

図３は、オイルダンパ４０の側断面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。
下部ダンパ基礎５０は、マットスラブ２１に一体に構築されている。下部ダンパ基礎５０の鉄筋５３は、籠状に組まれて、マットスラブ２１に定着している。この鉄筋５３のうち上下方向に延びるものを鉄筋５３１とすると、この鉄筋５３１は、下端がマットスラブ２１に定着し、上端が下部ダンパ基礎５０の上面に露出して、この露出した部分に防錆塗料が塗布されている。

また、この鉄筋５３１の上端側には、定着板５３２が取り付けられている。この定着板５２３は、中央に貫通孔が形成された円盤状であり、この貫通孔に鉄筋５３１が挿通されて固定されている。

上部ダンパ基礎５２は、補強躯体５１に一体に構築されている。上部ダンパ基礎５２の鉄筋５４は、籠状に組まれて、補強躯体５１に定着している。この鉄筋５４のうち上下方向に延びるものを鉄筋５４１とすると、この鉄筋５４１は、上端が補強躯体５１に定着し、下端が１８０°のフックとなっている。

オイルダンパ４０は、伸縮可能なダンパ本体４１と、下部ダンパ基礎５０に設けられてダンパ本体４１の一端側を支持する下部取付部材４２と、上部ダンパ基礎５２に設けられてダンパ本体４１の他端側を支持する上部取付部材４３と、を備える。

ダンパ本体４１は、オイルが充填された筒状のシリンダ４４と、このシリンダ４４の内部に進退可能に設けられたロッド４５と、を備える。

下部取付部材４２は、下部ダンパ基礎５０の側面に配置されてシリンダ４４を鉛直方向の回転軸４２４で回動可能に支持するシリンダ支持部材４２１と、下部ダンパ基礎５０のシリンダ支持部材４２１とは反対側の側面に配置されたプレート４２２と、下部ダンパ基礎５０を貫通してシリンダ支持部材４２１とプレート４２２とを連結する連結部材４２３と、を備える。

上部取付部材４３は、上部ダンパ基礎５２の側面に配置されてロッド４５を鉛直方向の回転軸４３４で回動可能に支持するロッド支持部材４３１と、上部ダンパ基礎５２のロッド支持部材４３１とは反対側の側面に配置されたプレート４３２と、上部ダンパ基礎５２を貫通してロッド支持部材４３１とプレート４３２とを連結する連結部材４３３と、を備える。

オイルダンパ４０では、下部ダンパ基礎５０と上部ダンパ基礎５２との相対位置が変化すると、シリンダ４４内部をロッド４５が摺動してオイルダンパ４０が伸縮するとともに、このオイルダンパ４０が回転軸４２４、４３４でダンパ基礎５０、５２に対して回転することで、この相対移動に追従する。
ここで、下部ダンパ基礎５０と上部ダンパ基礎５２とが互いに接近あるいは離隔する相対移動については、シリンダ４４内部をロッド４５が摺動することで、この相対移動に抵抗する。

アイソレータ３０は、既存建物１が水平方向に移動可能な状態を保持しつつ、ゴムの復元力によって既存建物１を原位置に復帰させる。また、オイルダンパ４０は、既存建物１が水平方向に移動すると、この移動に抵抗して減衰させる。このとき、既存建物１は、免震クリアランス２２の範囲内で水平移動可能となっている。つまり、既存建物１が水平移動しても、擁壁２３には衝突しないようになっている。

図５は、既存建物１の基礎３を免震化する手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１では、既存建物１の外周を掘削する。
すなわち、図６に示すように、既存建物１の外側に山留壁６１を構築し、この山留壁６１と既存建物１の地下躯体２の外壁面との間の地盤６を掘削して、外周切梁６２を架設しながら、既存建物１の基礎３よりも深い位置まで掘り下げる。これにより、既存建物の側方に掘削空間６０を形成する。

ステップＳ２では、既存建物１の直下を掘削する。
すなわち、図６に示すように、掘削空間６０の底面付近から水平方向に地盤６を掘り進んで、この既存建物１の基礎３の直下に掘削空間６３を形成し、この掘削空間６３の底面に、捨てコンクリート２５を打設する。

ステップＳ３では、マットスラブ２１を構築する。
すなわち、図７に示すように、掘削空間６３の底面に配筋して、コンクリートを打設し、マットスラブ２１を構築する。

ステップＳ４では、補強躯体５１、上部ダンパ基礎５２、および水平移動拘束部８０を構築する。
すなわち、図７に示すように、既存建物１の基礎３の下面に補強躯体５１を構築するとともに、補強躯体５１に上部ダンパ基礎５２を構築する。また、マットスラブ２１と補強躯体５１との間に水平移動拘束部８０を構築する。

この水平移動拘束部８０は、図８に示すように、鉄筋コンクリート構造であり、マットスラブ２１と補強躯体５１とを連結する。この水平移動拘束部８０の下部は、上述の下部ダンパ基礎５０となる。
ここで、水平移動拘束部８０の鉄筋５３のうち上下方向に延びるものを鉄筋５３１とすると、この鉄筋５３１の下端をマットスラブ２１に定着させ、上端が補強躯体５１に定着させておく。また、この鉄筋５３１の中間高さに、定着板５３２を取り付けておく。このとき、鉄筋５３１をねじ鉄筋とし、この鉄筋５３１に螺合する雌ねじ部を定着板５３２に設けておけば、鉄筋５３１と定着板５３２との固定度を向上でき、定着板５３２の取付作業が容易となるので、好ましい。

ステップＳ５では、仮支持部材としての仮受支柱７０を設置する。
すなわち、図７に示すように、マットスラブ２１の上で既存建物１の柱５の直下近傍の位置に、仮受支柱７０を設置する。
仮受支柱７０は、マットスラブ２１の上に設けられた油圧ジャッキ７１と、この油圧ジャッキ７１の上から鉛直方向に延びて基礎３の下面に至る支柱本体７２と、を備える。
次に、仮受支柱７０の油圧ジャッキ７１を駆動することで、仮受支柱７０は、マットスラブ２１に反力をとって基礎３を下から仮支持する。

ステップＳ６では、既存杭４の杭頭部を撤去する。
すなわち、図９に示すように、既存杭４の杭頭部のうちマットスラブ２１から露出した部分を切断して撤去して、既存杭４と既存建物１の基礎３との縁を切る。これにより、既存建物１の荷重は、仮受支柱７０を介してマットスラブ２１に伝達されるとともに、既存建物１のマットスラブ２１に対する相対移動は、水平移動拘束部８０により拘束される。

ステップＳ７では、積層ゴムなどのアイソレータ３０を設置する。
すなわち、図９に示すように、マットスラブ２１の上でかつ既存建物１の柱５の直下に、下部免震基礎３１を構築し、この下部免震基礎３１の上にアイソレータ３０を設置する。続いて、アイソレータ３０の上に上部免震基礎３２を構築する。

ステップＳ８では、上部ダンパ基礎５２と水平移動拘束部８０（下部ダンパ基礎５０）との間にオイルダンパ４０を設置する。

ステップＳ９では、仮受支柱を撤去する。
すなわち、仮受支柱７０の油圧ジャッキ７１を駆動してジャッキダウンし、仮受支柱７０による仮支持を解除して、その後、この仮受支柱７０を撤去する。これにより、既存建物１の基礎３は、アイソレータ３０により支持される。

ステップＳ１０では、水平移動拘束部８０の一部を撤去して、下部ダンパ基礎５０とする。
すなわち、ワイヤソーを用いて、水平移動拘束部８０の上部を定着板５３２よりも上側の破線Ｂ（図８参照）で切断して撤去し、切断面に露出した鉄筋に防錆塗料を塗布しておく。そして、水平移動拘束部８０の残った部分を下部ダンパ基礎５０とする。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）既存建物１を免震化する際に、マットスラブ２１と既存建物１とを連結する水平移動拘束部８０を設けたので、工事期間中における既存建物１の水平移動を拘束して、水平保有耐力を確保できる。
また、水平移動拘束部８０をマットスラブ２１上に設けたので、掘削空間６０を通して建設資材を容易に搬送できるから、作業効率が低下するのを防止できる。

また、アイソレータ３０を設置した後、水平移動拘束部８０の一部を下部ダンパ基礎５０として使用するので、水平移動拘束部８０を完全に撤去する必要がない。また、従来のように既存建物に水平拘束材の反力を受けるための補強を構築する必要がないので、下部ダンパ基礎５０を別途構築する必要がないから、施工コストを低減できる。

（２）水平移動拘束部８０のうち下部ダンパ基礎５０として残す部分の鉄筋５３１に定着板５３２を取り付けた。したがって、下部ダンパ基礎５０を形成するために、水平移動拘束部８０の一部を撤去した場合でも、下部ダンパ基礎５０の内部に鉄筋５３１の定着長を確保できる。

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。
例えば、本実施形態では、水平移動拘束部８０の上部を撤去して残った部分を下部ダンパ基礎５０とし、補強躯体５１に上部ダンパ基礎５２を構築したが、これに限らない。すなわち、水平移動拘束部８０の下部を撤去して残った部分を上部ダンパ基礎とし、マットスラブ２１上に下部ダンパ基礎を別途構築してもよい。また、水平移動拘束部８０を２つ並べて構築して、一方の水平移動拘束部８０の一部を撤去して下部ダンパ基礎とし、他方の水平移動拘束部８０の一部を撤去して上部ダンパ基礎としてもよい。

１…既存建物 ２…地下躯体 ３…基礎 ４…既存杭 ５…柱 ６…地盤
１０…フーチング １１…基礎梁
２０…設置スペース ２１…マットスラブ ２２…免震クリアランス ２３…擁壁 ２５…捨てコンクリート
３０…アイソレータ ３１…下部免震基礎 ３２…上部免震基礎 ４０…オイルダンパ
４１…ダンパ本体 ４２…下部取付部材 ４３…上部取付部材
４４…シリンダ ４５…ロッド
５０…下部ダンパ基礎 ５１…補強躯体 ５２…上部ダンパ基礎 ５３、５４…鉄筋
６０…掘削空間 ６１…山留壁 ６２…外周切梁 ６３…掘削空間
７０…仮受支柱（仮支持部材） ７１…油圧ジャッキ ７２…支柱本体 ８０…水平移動拘束部
４２１…シリンダ支持部材 ４２２…プレート ４２３…連結部材 ４２４…回転軸
４３１…ロッド支持部材 ４３２…プレート ４３３…連結部材 ４３４…回転軸
５３１…鉄筋 ５３２…定着板 ５４１…鉄筋

Claims (1)

1. 既存建物を免震化する免震化方法であって、
   前記既存建物の下方の地盤を掘削して掘削空間を形成する工程と、
   当該掘削空間の底面上に耐圧盤を構築する工程と、
   当該耐圧盤の上に、前記既存建物を仮支持する仮支持部材を設けるとともに、前記耐圧盤と前記既存建物との間に、前記耐圧盤と前記既存建物とを連結する鉄筋コンクリート造の水平移動拘束部を構築する工程と、
   前記耐圧盤と前記既存建物との間にアイソレータを設ける工程と、
   前記水平移動拘束部の一部を撤去して、当該水平移動拘束部の残りの部分をダンパ基礎としてダンパを設ける工程と、を備え、
   前記水平移動拘束部を構築する工程では、前記水平移動拘束部に、上下方向に延びて下端が耐圧盤に定着しかつ上端が既存建物に定着するねじ鉄筋を埋設するとともに、当該ねじ鉄筋の中間高さに定着板を螺合しておき、
   前記水平移動拘束部の一部を撤去する工程では、前記水平移動拘束部を水平方向に切断して、前記水平移動拘束部のうち前記ダンパ基礎として残す部分に前記定着板を配置するとともに、切断面に露出したねじ鉄筋に防錆塗料を塗布することを特徴とする免震化方法。

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