JP7033424B2

JP7033424B2 - 地中連続壁構造

Info

Publication number: JP7033424B2
Application number: JP2017188072A
Authority: JP
Inventors: 英之眞野; 聡八木; 大島崎; 寛之久保山; 祐周小澤
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2022-03-10
Anticipated expiration: 2037-09-28
Also published as: JP2019065457A

Description

本発明は、地中連続壁構造に関する。

オフィスビルなどの建物には、山留めとしての地中連続壁、基礎構造としての場所打ちコンクリート杭などの基礎杭を設けて構築したものがある。

一方、建物を構築する際に山留めを兼ねた基礎杭として地中連続壁を用いる工法が提案、実用化されている（例えば、特許文献１参照）。

この工法では、例えば、掘削機により連壁用の溝を壁厚に対応させて一定幅で所定の深度まで掘削する。これとともに、拡底掘削機のドリルロッドの軸線を溝の中心線に合致させずに一方の側壁面側に偏心させ、ドリルロッドの保護パイプに取り付けた位置保持用のガイド部材を他方の側壁面に当接させて拡底掘削機を溝底まで降ろす。さらに、地上に設置したロータリーテーブルでドリルロッドを回転させ、拡底掘削機の鉛直性を保ちながら一方の側壁面側だけを掘削して拡底させる。

これにより、地中連続壁の下端側に拡底部が形成され、建物が高層化して重量が増大したり、土地の支持層が弱いような場合に、地中連続壁の壁厚を大きくすることなく支持力を増大させることが可能になる。

特許２６０７９６６号公報

一方、さらなる建物の高層化、重量化に備え、上記従来の山留めを兼ねた基礎杭として地中連続壁を用いる工法よりも、より効果的に支持力を増大させる手法の開発が強く望まれている。

また、敷地境界等の制限によって、従来の地中連続壁と場所打ちコンクリート杭などの基礎杭を干渉する位置に配さざるを得ないケースがある。この場合には、地中連続壁と場所打ち杭などの基礎杭を別々に施工することができず、対応／適用が困難／不可能になる。このため、このようなケースであっても好適に対応可能な手法の開発が強く望まれていた。

本発明は、上記事情に鑑み、より効果的に支持力を増大させることが可能で、且つ、敷地境界等の影響で従来の地中連続壁と基礎杭が干渉するような場合であっても好適に施工することが可能な地中連続壁構造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。

本発明の地中連続壁構造は、壁状部と、前記壁状部の一方の側壁面又は他方の側壁面から外側に突出するとともに上下方向に延びて前記壁状部に一体に設けられた凸状部と、前記凸状部を拡張するようにして前記凸状部の下端部に一体形成された拡底部とを備え、前記拡底部が平断面視で円形状であり、前記拡底部は、その下端面が前記壁状部の下端と上下方向の略同位置に配されるとともに、前記壁状部の一方向のみに突出していることを特徴とする。

本発明の地中連続壁構造においては、壁状部と凸状部と拡底部を備えて構成することにより、壁厚の増大を図ることなく、押込み耐力、引抜き耐力などの支持耐力を大幅に増大させることが可能になり、且つ、敷地境界等の影響で従来の地中連続壁と基礎杭が干渉し、それぞれ個別に施工できないようなケースであっても対応することが可能になる。すなわち、物理的特性、施工性、経済性に優れた地中連続壁構造を実現することができる。

本発明の一実施形態に係る地中連続壁構造を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る地中連続壁構造を示す横断面図（平断面図）である。本発明の一実施形態に係る地中連続壁構造を示す縦断面図である。本発明の一実施形態に係る地中連続壁構造を示す平面図である。

以下、図１から図４を参照し、本発明の一実施形態に係る地中連続壁構造について説明する。

本実施形態の地中連続壁構造Ａは、図１及び図２に示すように、従来の地中連続壁と同様、所定の幅Ｂを備えて地中に設けられる壁状部１と、壁状部１の一方の側壁面１ａから外側に突出するとともに上下方向（高さ方向）Ｔ１に延びて壁状部１に一体に設けられた複数の凸状部２と、凸状部２を拡張するようにして凸状部２の下端部に一体形成された拡底部３とを備えて構成されている。

これにより、本実施形態の地中連続壁構造Ａは、凸状部２が設けられた部分が壁状部１と凸状部２とによって平面視Ｔ字型／略Ｔ字型に形成されている。

また、拡底部３は、上端から下端に向かうに従い漸次その径が大となる円錐台状に形成されている。さらに、拡底部３は、その下端面（支圧面）３ａが壁状部１の下端と上下方向Ｔ１の略同位置に配されるように形成されている。なお、本実施形態において、拡底部３は円錐台状に形成されているが、適宜の施工法、施工機械を用いて円柱状や平断面視矩形状に形成されていてもよい。また、拡底部３の下端面３ａが壁状部１の下端よりも下方に配設されていてもよい。

本実施形態の壁状部１及び凸状部２は、Ｈ形鋼などの芯材をコンクリート部に埋設して形成されている。
また、壁状部１及び凸状部２は鉄筋籠などをコンクリート部に埋設して形成されていてもよい。凸状部２（及び拡底部３）は、断面方形状、断面円形状であってもよく、必ずしもその平断面形状を限定する必要はない。

また、単数の凸状部２を壁状部１に一体に設けて地中連続壁構造Ａが構成されていてる。壁状部１の他方の側壁面１ｂや、一方の側壁面１ａ及び他方の側壁面１ｂから外側に突出して凸状部２が設けられていてもよい。壁状部１ひいては地中連続壁構造Ａの横方向Ｔ２の長さ寸法は特に限定を必要としない。

上記構成からなる本実施形態の地中連続壁構造Ａにおいては、壁状部１と凸状部２と拡底部３を備えていることにより、壁状部１と地盤の周面摩擦力に加え、凸状部２と地盤の周面摩擦力、拡底部３の先端支持力によって押込み力を設定することが可能になる。

また、壁状部１と地盤の周面抵抗力に加え、凸状部２と地盤の周面抵抗力、拡底部３の引抜き抵抗力によって引抜き抵抗力を設定することが可能になる。

言い換えれば、壁状部１だけでなく、壁状部１に一体に凸状部２（及び拡底部３）を設けて構成されていることにより、凸状部２（及び拡底部３）による壁状部１の側壁面１ａ、１ｂに沿う面内方向の摩擦力、抵抗力を大幅に高めることが可能になる。

また、上下方向Ｔ１に延びる凸状部２が壁状部１に一体に設けられていることにより、面外方向の支持耐力（剛性）も大幅に高めることが可能になる。

これにより、本実施形態の地中連続壁構造Ａにおいては、従来と比較し、壁状部１の壁厚Ｂを大きくすることなく、地中連続壁構造Ａの押込み耐力及び引抜き耐力、面外方向の支持耐力を著しく増大させることができ、経済的且つ効果的に、建物の高層化・重量化に対応することが可能になる。

なお、拡底部３の径を大きくすることにより、支持力、抵抗力ともに飛躍的な増大を図ることができる。また、拡底部３の大きさを自在に設定（支圧面積を容易に設定）することができ、さらなる地中連続壁構造Ａの押込み耐力及び引抜き耐力の増大を容易に図ることが可能になる。

また、壁状部１の芯と凸状部２の芯との間のずれ寸法（凸状部２の大きさ／突出量）は壁状部１と凸状部２の応力伝達可能な範囲（例えば、凸状部２と壁状部１のせん断面積×コンクリートせん断許容応力度で決まる力以下）、必要な支持耐力等に応じて設定すればよい。

本実施形態の地中連続壁構造Ａは、従来の地中連続壁工法、施工機械を用いて壁状部１や凸状部２を構築でき、従来の拡底杭と同様の方法で拡底部３を構築することができる。すなわち、従来の施工機械のみで構築することができる。

ここで、図３、図４に示すように、例えば敷地境界Ｓ等の影響で、従来の地中連続壁と場所打ち杭などの基礎杭の位置が干渉し、それぞれ個別に施工できないケースがある。このような場合に、本実施形態の地中連続壁構造を適用すれば、従来の地中連続壁に相当する壁状部１や凸状部２を地中連続壁施工機械で構築するとともに、従来の基礎杭に相当する拡底部３や凸状部２を杭打機で構築することができる。

また、図３に示すように、壁状部１の芯と、凸状部２及び拡底部３の芯とがずれることで、凸状部２及び拡底部３の掘削完了後に凸状部２の芯材として構真柱６を建て込み、地中連続壁構造Ａよりも上方の上部構造の柱構造を同時に構築／施工することが可能になる。この場合には、施工中の柱軸力を構真柱６を介して地中連続壁構造Ａに伝達させ、好適に支持することが可能になる。

さらに、本実施形態の地中連続壁構造Ａを施工する際には、図２に示すように、従来の地中連続壁と同様の壁状部１のみのエレメント４と、壁状部１と凸状部２、拡底部３からなるＴ字型のエレメント５の割付となる。そして、Ｔ字型のエレメント５の壁状部１の芯と凸状部２の芯とを壁厚方向（面外方向）Ｔ３で合わせるようにすれば、例えば、超高層建物建設時に必要となる逆打ち構法のための大断面構真柱の施工にも対応することが可能になる。

したがって、本実施形態の地中連続壁構造Ａによれば、壁厚Ｂの増大を図ることなく、押込み耐力、引抜き耐力などの支持耐力を大幅に増大させることが可能になり、且つ、敷地境界Ｓ等の影響で従来の地中連続壁と基礎杭が干渉し、それぞれ個別に施工できないようなケースであっても対応することが可能になる。すなわち、物理的特性、施工性、経済性に優れた地中連続壁構造Ａを実現することができる。

以上、本発明に係る地中連続壁構造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壁状部
１ａ一方の側壁面
１ｂ他方の側壁面
２凸状部
３拡底部
３ａ下端面
６構真柱（鉄骨柱）
Ａ地中連続壁構造
Ｂ壁厚
Ｇ地盤
Ｓ敷地境界
Ｔ１上下方向（高さ方向）
Ｔ２長さ方向
Ｔ３壁厚方向

Claims

壁状部と、
前記壁状部の一方の側壁面又は他方の側壁面から外側に突出するとともに上下方向に延びて前記壁状部に一体に設けられた凸状部と、
前記凸状部を拡張するようにして前記凸状部の下端部に一体形成された拡底部とを備え、
前記拡底部が平断面視で円形状であり、
前記拡底部は、その下端面が前記壁状部の下端と上下方向の略同位置に配されるとともに、前記壁状部の一方向のみに突出していることを特徴とする地中連続壁構造。