JP6764593B2

JP6764593B2 - 合成地下壁を備えた構造物

Info

Publication number: JP6764593B2
Application number: JP2016200277A
Authority: JP
Inventors: 英之眞野
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2016-10-11
Filing date: 2016-10-11
Publication date: 2020-10-07
Anticipated expiration: 2036-10-11
Also published as: JP2018062745A

Description

本発明は、山留壁と鉄筋コンクリート壁とを一体化してなる合成地下壁を備えた構造物に関する。

ソイルミキシングウォール（ＳＭＷ：ソイルセメント柱列壁）や横矢板工法等で使用されるＨ形鋼の芯材と建物の鉄筋コンクリート地下外壁（鉄筋コンクリート壁）をスタッドを用いて一体に接合して合成壁とするケースが増えている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

このように合成壁を構築することによって、従来仮設として扱われてきた芯材を本設構造の一部として活用することができ、地下外壁の厚さを低減できる。これにより、地下階の有効空間の拡大、仮設資材の有効活用、ひいてはコストダウンを実現することが可能になる。

特許第４２５３７９５号公報特開２００７−０７０８０７号公報

一方、上記従来の合成壁（合成地下壁）を備えた構造物を施工する際には、ＳＭＷ等による山留壁の施工時に、通常、深層機械撹拌機を用い３〜５本ずつオーガーで柱列掘削を行い、端の１本を残して芯材のＨ形鋼を挿入する。これに続き、Ｈ形鋼を入れなかった１本に端のオーガーを重ねて次の掘削（隣接ユニットの掘削）を行う。

この施工時、施工深さが長いと施工の芯ずれが大きくなるため、オーガーがＨ形鋼に取り付けた本設杭用のスタッドにあたり、スタッド等が損傷するおそれがあった。

上記事情に鑑み、本発明は、スタッドの破損を確実に防止でき、好適に合成地下壁を構築することを可能にする合成地下壁を備えた構造物を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の合成地下壁を備えた構造物は、オーガーによって掘削されたソイルセメント柱列壁の内部にＨ形鋼の芯材を所定の間隔をあけて複数埋設してなる山留壁と、前記Ｈ形鋼のフランジに植設した合成壁用のスタッドを用いて床付け面より浅い部分の前記山留壁に本設の鉄筋コンクリート壁を一体に接合してなる合成地下壁を備えた構造物であって、床付け面より深い部分の前記Ｈ形鋼のウェブに本設杭用のスタッドが植設され、該本設杭用のスタッドが植設された本設杭部の芯材及びソイルセメントを本設の支持杭として構成されており、且つ、前記本設杭部の前記芯材のうち前記オーガーが干渉し得る部位の芯材のみの前記本設杭用のスタッドが、該本設杭用のスタッドを植設するウェブ面が向く前記Ｈ形鋼の幅方向に沿って延設された前記Ｈ形鋼の一対のフランジの対峙する両角部を通り、その中心が前記角部よりも前記幅方向外側にある仮想円の外側に配設されていることを特徴とする。

本発明の合成地下壁を備えた構造物においては、本設杭用のスタッドが、芯材のＨ形鋼の一対のフランジの対峙する両角部を通り、その中心が角部よりも幅方向外側にある仮想円の外側に配されるように設けられているため、ソイルセメント柱列壁の施工時に、施工の芯ずれによってオーガーが芯材のスタッドに当り、スタッド等に損傷を生じさせることを確実に防止できる。これにより、好適に合成地下壁を構築することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る合成地下壁を備えた構造物を示す図である。図１のＸ１−Ｘ１線矢視図であり、本発明の一実施形態に係る合成地下壁を備えた構造物の床付け面より浅い部分（合成壁部）を示す断面図である。図１のＸ２−Ｘ２線矢視図であり、本発明の一実施形態に係る合成地下壁を備えた構造物の床付け面より深い部分（本設杭部）を示す断面図である。従来の合成地下壁を備えた構造物（山留壁）の構築時の状況を示す図であり、本設杭用のスタッドとオーガーの施工誤差余裕長を示す図である。本発明の一実施形態に係る合成地下壁を備えた構造物（山留壁）の構築時の状況を示す図であり、本設杭用のスタッドとオーガーの施工誤差余裕長を示す図である。本発明の一実施形態に係る合成地下壁を備えた構造物（山留壁）の構築時の状況を示す図であり、本設杭用のスタッドとオーガーの施工誤差余裕長を示す図である。本発明の一実施形態に係る合成地下壁を備えた構造物（山留壁）で用いる芯材（本設杭部）を示す図である。

以下、図１から図７を参照し、本発明の一実施形態に係る合成地下壁を備えた構造物について説明する。

本実施形態の合成地下壁を備えた構造物Ａは、図１から図３に示すように、Ｈ形鋼を芯材１とするソイルミキシングウォールからなる山留壁２に沿って本設の鉄筋コンクリート壁３が配設され、本設構造物の床付け面４よりも浅い部分の山留壁２と鉄筋コンクリート壁３を一体に接合してなる本設の合成地下壁／合成壁部５を備えて構成されている。

また、山留壁２が鉄筋コンクリート壁３と接する側の芯材（Ｈ形鋼）１のフランジ１ａに溶接などによって合成壁用のスタッド（シアコネクタ）６が植設されている。また、この合成壁用のスタッド６は芯材１の延設方向に沿う鉛直方向に所定の間隔をあけて複数植設されている。そして、これら合成壁用のスタッド６を介して山留壁２の芯材１と本設の鉄筋コンクリート壁３が接合され、芯材１と鉄筋コンクリート壁３の間の応力を伝達するように構成されている。

さらに、合成壁部５よりも下方に配設された構造物Ａの床付け面４より深い部分の芯材（Ｈ形鋼）１のウェブ１ｂに、本設杭用のスタッド７が植設されている。これにより、本実施形態の合成地下壁を備えた構造物Ａにおいては、合成壁部５よりも下方に延設された山留壁２（本設杭部１０）の芯材１及びソイルセメントを本設杭として活用するように構成されている。

なお、スタッド６、７としては、例えば頭付きスタッドやＴヘッドバースタッドなどの頭部に拡径部を備えたスタッドを用いればよい。

一方、本実施形態の合成地下壁を備えた構造物Ａを施工する際には、ＳＭＷ等による山留壁２の施工時に、図４に示すように、深層機械撹拌機を用い３〜５本ずつオーガー８で柱列掘削を行い、端の１本を残して芯材１のＨ形鋼を挿入する。これに続き、Ｈ形鋼１を入れなかった１本に端のオーガー８を重ねて次の掘削（隣接ユニットの掘削）を行う。

このとき、施工深さが長く、施工の芯ずれが大きくなる等の影響で、オーガー８がＨ形鋼１に取り付けたスタッド７に当り、スタッド７等の損傷が発生するおそれがある。なお、図４（及び図５、図６）中の符号Ｐは施工誤差の余裕／許容量を示す。

これに対し、本実施形態の合成地下壁を備えた構造物Ａにおいては、図５及び図７（ａ）（スタッド７の間隔ｔを拡げた場合）に示すように、予め、深層機械撹拌機による柱列掘削の施工誤差を考慮し、芯材１のＨ形鋼のウェブ１ｂに本設杭用のスタッド７が植設されている。

具体的に、本実施形態の合成地下壁を備えた構造物Ａでは、本設杭用のスタッド７が、この本設杭用のスタッド７を植設するウェブ面が向くＨ形鋼１の幅方向Ｔ１に沿って延設されたＨ形鋼１の一対のフランジ１ａの対峙する両角部１ｃを通り、その中心Ｏ１が角部１ｃよりも幅方向Ｔ１外側にある仮想円Ｓの外側に配されるようにして、植設されている。

ここで、芯材１のウェブ１ｂに打設される本設杭用のスタッド７の役目は、芯材１のＨ形鋼に作用する軸力をソイルセメントにせん断力として伝達させることであるから、その植設位置の影響を受けにくい。

このため、本実施形態では、隣接ユニットのオーガー８の中心Ｏ１からＨ形鋼１のフランジ１ａの端（角部１ｃ）を通る前記仮想円Ｓの外側に位置するようにして、本設杭用のスタッド７をウェブ１ｂに植設することとした。なお、オーガー８が干渉し得る部位の芯材１のみ、本実施形態のように本設杭用のスタッド７を前記仮想円Ｓの外側に位置するようにしてもよい。

これにより、本設杭用のスタッド７を設けない場合と同等の施工誤差まで許容できるようになる。すなわち、ソイルセメント柱列壁の施工するにあたり、芯材１をソイルセメント柱列壁に挿入し、次の柱列掘削を行う際に、深層機械撹拌機のオーガー８と本設杭用のスタッド７の間の間隔（施工誤差余裕長）が従来よりも大きく確保され、オーガー８が本設杭用のスタッド７に当たることがない。

また、図６及び図７（ｂ）（短いスタッド７を用い、スタッド７の設置段数を増やした場合）に示すように、芯材１の本設杭利用では、ソイルセメントの強度が小さいことから、スタッド７は短くてもよく、ＪＩＳで規定された範囲内で極力短いスタッド７を用いることにより、この本設杭用のスタッド７が前記仮想円Ｓの外側に配されるようにしてもよい。

すなわち、本設杭用のスタッド７として、従来よりも短いスタッド７を用い、芯材１のウェブ１ｂの幅方向Ｔ１に隣り合う本設杭用の一対のスタッド７の間隔を拡げる量を小さく抑えつつ、オーガー８と本設杭用のスタッド７の間の間隔（施工誤差余裕長）を従来よりも大きくするようにしてもよい。また、このように短いスタッド７を用いる場合には、芯材１の延設方向（鉛直方向）のスタッド７の間隔を小さくし、スタッド７の段数（本数）を増やすなどして、所望の強度を確保することができる。

さらに、図７（ｃ）（短いスタッド７を用い、スタッド７の設置段数を増やすとともにスタッド７を千鳥配置した場合）に示すように、スタッド７を千鳥配置で設置するなどすれば、せん断による破壊面を連続しにくくすることができ、所望の耐力を得ることが可能である。

ちなみに、１本あたりの本設杭用のスタッド７の耐力Ｖ_ｓｕを下記の式（１）を用いて設定し、所定の耐力を確保できるようにスタッド７の長さ、本数を設定すればよい。

ここで、Ｖ_ｓｕはスタッドのせん断耐力（Ｎ）、Ａ_ｓｓはスタッドの軸部の断面積（ｍｍ^２）、ｄ_ｓｓはスタッドの軸径（ｍｍ）、ｈ_ｓｓはスタッドの高さ（長さ）（ｍｍ）、ｆ_ｃ’はソイルセメントの圧縮強度（Ｎ／ｍｍ^２）である。また、ｆ_ｃ’は例えば０．５〜５（Ｎ／ｍｍ^２）とすることが好ましい。

したがって、本実施形態の合成地下壁を備えた構造物Ａにおいては、ＳＭＷ等で本設杭用のスタッド７をウェブ１ｂに植設した芯材１とし、長尺の柱列壁を構築する際に、施工の芯ずれによってオーガー８がスタッド７に干渉し、スタッド７等に損傷が生じることを確実に防止できる。これにより、好適に合成地下壁を構築することが可能になる。

以上、本発明に係る合成地下壁を備えた構造物の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１芯材（Ｈ形鋼）
１ａフランジ
１ｂウェブ
１ｃ角部
２山留壁
３鉄筋コンクリート壁
４床付け面
５合成壁部（合成地下壁）
６合成壁用のスタッド
７本設杭用のスタッド
８オーガー
１０本設杭部
Ａ合成地下壁を備えた構造物
Ｏ１仮想円の中心
Ｓ仮想円
Ｔ１芯材の幅方向

Claims

オーガーによって掘削されたソイルセメント柱列壁の内部にＨ形鋼の芯材を所定の間隔をあけて複数埋設してなる山留壁と、前記Ｈ形鋼のフランジに植設した合成壁用のスタッドを用いて床付け面より浅い部分の前記山留壁に本設の鉄筋コンクリート壁を一体に接合してなる合成地下壁を備えた構造物であって、
床付け面より深い部分の前記Ｈ形鋼のウェブに本設杭用のスタッドが植設され、該本設杭用のスタッドが植設された本設杭部の芯材及びソイルセメントを本設の支持杭として構成されており、
且つ、前記本設杭部の前記芯材のうち前記オーガーが干渉し得る部位の芯材のみの前記本設杭用のスタッドが、該本設杭用のスタッドを植設するウェブ面が向く前記Ｈ形鋼の幅方向に沿って延設された前記Ｈ形鋼の一対のフランジの対峙する両角部を通り、その中心が前記角部よりも前記幅方向外側にある仮想円の外側に配設されていることを特徴とする合成地下壁を備えた構造物。