JPH09170338A - 既存建物の免震化工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】施工期間の短縮化、施工費用の低減を図ること
が可能な既存建物の免震化工法を提供する。 【解決手段】既存建物１０の躯体下部１０ａ直下の地盤
を根切りして地下空間２０を形成し、土中に埋設されて
いる支持杭１４の杭頭部１４ａのみを露出させる。次い
で、杭頭部の下部外周に耐圧版３０を一体に形成する。
次いで、耐圧版の上面と躯体下部との間にジャッキ３２
を設置し、支持杭が負担している既存建物の垂直荷重を
ジャッキが受け持つ。次いで、耐圧版の上面から躯体下
部まで延在している杭頭部の先端部を解体する。次い
で、杭頭部の先端部を解体した位置と躯体下部との間に
免震装置４６を設置する。次いで、ジャッキによる既存
建物の支持を解除し、既存建物の垂直荷重を免震装置を
介して前記支持杭に導入する。最後に、ジャッキを地下
空間から撤去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、既に構築されて
いる既存建物の基礎部に新たに免震装置を設置する既存
建物の免震化工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地震発生時の地震力が直接建物に
伝わらない構造とし、建物の揺れを極力減少して建物破
壊を防止する免震化工法が種々開発されている。ところ
で、新築建物に免震化工法を採用する場合には、免震化
工法を容易に行うことができるが、例えば、既に構築さ
れている既存建物の土中に埋設されている基礎部に新た
に免震装置を設置する場合には、常に既存建物の垂直荷
重を確実に受けながら基礎部に対して免震装置を設置し
なければならず、施工時の安全性、既存建物の確実な免
震性能の確保等の面で問題がある。

【０００３】そこで、上記課題を解決する技術として、
例えば特開平２−２０７６７号公報に記載された既存建
物の免震化工法が知られている。この免震化工法は、
既存建物の地下を根切りして支持杭を支持層地盤まで露
出させる段階と、露出した支持杭の外周に必要本数の
仮受けサポートを建て、各仮受けサポートにジャッキを
設置し、このジャッキを既存建物の地下構造躯体との間
に働かせて支持杭の負担軸力を仮受けサポートへ盛り替
える段階と、軸力を盛り替えた後に支持杭を解体し、
代わって同位置に本設の鉄骨柱を建てる段階と、本設
鉄骨柱と既存建物の地下構造躯体との間に免震装置を設
置し、その後、仮受けサポートの軸力を本設の鉄骨柱へ
盛り替え、仮受けサポート等を撤去する段階とを備えた
工法である。

【０００４】この免震化工法によると、既存建物の地下
を根切りして地下空間を形成した後に、既存建物を仮受
サポート及びジャッキにより支持した状態とし、解体し
た支持杭の位置に本設の鉄骨柱と、免震装置を設置して
これらにより既存建物を支持するので、施工の安全性を
確保することができるとともに、確実に既存建物の免震
性能を確保することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平２−２０７６７号公報に記載した技術は、前記、
の段階において仮受サポート、鉄骨柱を地上から地下
空間に搬入する作業が行われ、前記の段階において、
使用済の仮受サポートを地下空間から地上に搬出する作
業が行われるので、多量の施工資材の搬入搬出に多くの
時間が費やされる。また、前記の段階において、地盤
深くに埋設されている支持杭が支持層地盤まで露出する
ように大空間の地下空間を形成しなければならず、この
大空間の地下空間の形成に多くの掘削期間を必要とす
る。

【０００６】したがって、上記従来技術は、施工期間の
短縮化、施工費用の低減を図ることが難しい。さらに
は、上記従来技術は、前記の段階において地下空間の
掘削のために発生した多量の土砂を地上に搬出しなけれ
ばならず、また、前記の段階において、多数の支持杭
が解体されることにより、多量の産業廃棄物が発生して
しまうおそれがある。

【０００７】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
のであり、既存建物の垂直荷重を確実に受け持ち、安全
性を高めながら免震装置を設置することは勿論のこと、
施工期間の短縮化、施工費用の低減を図り、さらには、
地上に搬出される土砂及び産業廃棄物を少量とすること
が可能な既存建物の免震化工法を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の既存建物の免震
化工法は、既存建物の躯体下部に沿って当該躯体下部の
直下の地盤を根切りすることにより地下空間を形成し、
この地下空間に前記躯体下部から土中に埋設されている
支持杭の杭頭部のみを露出させる工程と、前記地下空間
に前記既存建物と縁を切って垂直方向の土止め壁を構築
する工程と、前記土止め壁を支える新たな耐圧版を前記
支持杭と連結して構築する工程と、前記耐圧版の上面と
前記躯体下部との間にジャッキを設置し、前記支持杭が
負担している前記既存建物の垂直荷重を前記ジャッキが
受け持つ工程と、前記耐圧版の上面から前記躯体下部ま
で延在している前記杭頭部の先端部を解体する工程と、
前記杭頭部の先端部を解体した位置と前記躯体下部との
間に免震装置を設置する工程と、前記ジャッキによる前
記既存建物の支持を解除し、前記既存建物の垂直荷重を
前記免震装置を介して前記支持杭に導入する工程と、前
記ジャッキを前記地下空間から撤去する工程とを備えた
工法である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の既存建物の免震化
工法の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、免震化工法を行う既存建物１０を示すものであ
り、この既存建物１０は、躯体下部１０ａから支持層地
盤１２まで達している複数本の支持杭１４に、この既存
建物１０の垂直荷重が軸力として導入されることにより
支持されている。なお、支持杭１４は、鉄筋コンクリー
ト製の円柱体であるが、この支持杭１４が鋼管等の他の
構造の杭であっても、本実施形態の工法を適用すること
ができる。

【００１０】そして、本実施形態の免震化工法は、先ず
図２に示すように、この既存建物１０の周囲の土中に止
水を兼ねた山止め壁１６を埋設する。そして、この山止
め壁１６の埋設が完了した後、既存建物１０と山止め壁
１６との間に空間１８を形成する。次いで、空間１８の
底部から既存建物１０に向かう水平方向に土を掘削し、
既存建物１０の躯体下部１０ａの直下を根切りしてい
く。これにより、躯体下部１０ａの下面を天井として水
平方向に延在させ、各支持杭１４の杭頭部１４ａを露出
させた地下空間２０を形成する。

【００１１】次いで、図３に示すように、地下空間２０
に露出した杭頭部１４ａの下部外周に対して目荒らし作
業を行い、粗面のコンクリート外周面１４ｂを形成す
る。そして、この粗面のコンクリート外周面１４ｂに対
するケミカルアンカー施工、すなわち、杭頭部１４ａの
軸と直交する水平方向に複数の穴を開け、これらの穴に
樹脂や硬化促進剤などとともに複数本の横鉄筋２２を挿
入して固定する。このケミカルアンカー施工は、杭頭部
１４ａと新設の耐圧版を連結するために行われるが、杭
頭部１４ａと新設の耐圧版との伝達力が小さい場合に
は、ケミカルアンカー施工を行わない場合もあり、また
他のアンカー工法であってもよい。

【００１２】次いで、図４に示すように、杭頭部１４ａ
の周辺に新設耐圧版用の鉄筋２４、２６を配筋する。そ
して、杭頭部１４ａの粗面のコンクリート外周面１４ｂ
を囲む耐圧版用の鉄筋２４、２６の配筋作業が完了した
後、コンクリートを打設する。これにより、図５に示す
ように、地下空間２０の地下地盤２０ａ上に、杭頭部１
４ａの下部に一体化された鉄筋コンクリート製の耐圧版
３０が形成される。

【００１３】次いで、図６に示すように、耐圧版３０の
上に、既存建物１０の外周と縁を切って垂直方向に土止
め壁３１を形成する。なお、土止め壁１０を支える耐圧
版３０の耐力が不足する場合には、耐圧版３０の形成前
に補強杭３３を形成しておく。次いで、図７に示すよう
に、耐圧版３０が完全に固着した後、耐圧版３０と躯体
下部１０ａとの間に４体の油圧ジャッキ（ジャッキ）３
２を設置し、油圧ジャッキ３２を作動させることによ
り、支持杭１４が負担していた軸力を４本の油圧ジャッ
キ３２が受け持つ。なお、各油圧ジャッキ３２の配置位
置は、図８に示すように、杭頭部１４ａの軸心Ｐ₁ を中
心とし、杭頭部１４ａの半径より大径な所定半径ｒの円
周を四等分した位置に配設されている。また、図９に示
すものは、耐圧版３０及び躯体下部１０ａとの間に配設
された各油圧ジャッキ３２の具体的な構造であり、油圧
ジャッキ３２の本体部３２ａに、下部支持体３２ｂがボ
ルトを介して固定されているとともに、本体部３２ａか
ら上方に伸縮自在に配設されたシリンダ部３２ｃに、上
部支持体３２ｄがボルトを介して固定されている。そし
て、耐圧版３０上に、アンカーボルト３２ｅを介して下
部支持体３２ｂが固定されているとともに、躯体下部１
０ａの下面に、アンカーボルト３２ｆを介して上部支持
体３２ｄが固定されている。ここで、下部支持体３２ｂ
及び耐圧版３０の当接面と、上部支持体３２ｄ及び躯体
下部１０ａの当接面には、それぞれが密着性を高めて当
接するようにグラウト材３６が注入されている。

【００１４】また、既存建物１０のコーナー部及び外周
部では、図１０及び図１１に示すように、２台あるいは
３台の油圧ジャッキ３２を設置する。そして、油圧ジャ
ッキの支持力が充分に確保されていれば、図１１の杭頭
部１４ａを挟んで対向する一対の油圧ジャッキ３２ａ、
３２ｂのみの設置でも施工可能である。そして、作動油
の供給により各油圧ジャッキ３２のシリンダ３２ｃが上
昇移動を行うことにより、既存建物１０の垂直荷重を４
本の油圧ジャッキ３２が受け持つ。なお、図７以降の図
において、油圧ジャッキ３２内部に示した上下方向の矢
印は、油圧ジャッキ３２が躯体下部１０ａを支持してい
る状態を示している。

【００１５】次いで、図１２に示すように、耐圧版３０
の上面より躯体下部１０ａの下面まで延在している杭頭
部１４ａの先端部をコンクリート破砕機等を用いて解体
する。次いで、図１３に示すように、耐圧版３０の上面
（解体されずに残った杭頭部１４ａの上面）の中央部に
ケミカルアンカー施工を行い、杭頭部１４ａの先端部の
解体によって４本の油圧ジャッキ３２に囲まれた空間領
域に向けて複数本の縦鉄筋４０を配設する。また、躯体
下部１０ａの下面にもケミカルアンカー施工を行い、４
本の油圧ジャッキ３２に囲まれた空間領域に向けて複数
本の縦鉄筋４２を配設する。

【００１６】次いで、耐圧版３０の上面中央部から突出
する縦鉄筋４０に、複数の横鉄筋を接続し、それら縦鉄
筋４０及び横鉄筋の側部及び上面を型枠で覆い（図示せ
ず）、この型枠内部にコンクリートを打設する。これに
より、図１４に示すように、免震装置用ベース４４が形
成される。この免震装置用ベース４４の上面は、水平精
度が高くなるように形成されている。

【００１７】次いで、図１５及び図１６に示すように、
免震装置用ベース４４が完全に固着した後、その上面中
央部に免震装置４６を設置する。この免震装置４６は、
例えば複数枚の鋼板及びゴムシートを交互に貼り合わせ
て柱状に形成したアイソレータが採用されている。次い
で、躯体下部１０ａの下面から突出する縦鉄筋４２に、
複数の横鉄筋を接続し、それら縦鉄筋４２及び横鉄筋の
側部及び下部を型枠で覆う（図示せず）。ここで、免震
装置４６の上面は、下部に配設される型枠の一部として
使用する。そして、この型枠内部にコンクリートを打設
することにより、図１７に示すように、免震装置用キャ
ピタル４８が形成される。また、躯体下部１０ａの下面
と免震装置用キャピタル４８の上端面とが密着性を高め
て接合するように、免震装置用キャピタル４８の上面に
グラウト材５０を注入する。

【００１８】そして、免震装置用キャピタル４８が完全
に固着した後、油圧ジャッキ３２のシリンダ部３２ｃを
徐々に下降移動していき、既存建物１０の垂直荷重を免
震装置４６を介して支持杭１４に導入していく。そし
て、支持杭１４が既存建物１０を支持した後、図１８に
示すように、油圧ジャッキ３２を耐圧版３０上から撤去
する。なお、先に免震装置用ベース４４及び免震装置用
キャピタル４８を形成した後に、免震装置４６を設置し
てもよい。

【００１９】また、他の支持杭１４に対しても、上述し
た手順で免震装置４６を設置する。これにより、既存建
物１０を支持している各支持杭１４に免震装置４６が配
置されているので、地震発生時の地震力が支持杭１４に
伝達しても、免震装置４６が地震力を吸収し、既存建物
１０の揺れを極力減少して建物破壊を防止する。上記方
法の既存建物の免震化工法によると、従来技術（特開平
２−２０７６７号公報）と比較して、以下に示す作用効
果を得ることができる。

【００２０】すなわち、本実施形態の免震化工法では、
仮受サポート、鉄骨柱等の大型施工資材を必要としない
ので、従来技術で行われていた地上及び地下空間の間の
施工資材の搬入搬出の作業を省略することができる。ま
た、支持杭１４の杭頭部１４ａのみが露出するように小
空間の地下空間２０を形成するので、地下空間２０の形
成のために掘削に要する期間が短期間で済む。

【００２１】また、地下空間２０に露出した杭頭部１４
ａの下部外周に耐圧版３０を一体化し、この耐圧版３０
と躯体下部２０ａとの間に複数の油圧ジャッキ３２を設
置し、油圧シリンダ３２ｃの上昇移動により既存建物１
０を支持するので、従来技術と同様に安全性を高めて既
存建物１０を支持することができるとともに、従来技術
より既存建物１０の支持作業に要する時間を、仮受サポ
ートを必要とする従来技術より短縮することができる。

【００２２】そして、杭頭部１４ａの先端部を解体した
位置に、免震装置３６を免震装置用ベース４４及び免震
装置用キャピタル４８の間に介在して設置し、油圧ジャ
ッキ３２の支持を解除することにより既存建物１０の免
震構造の施工が完了するので、従来技術と比較して免震
装置４６の設置に要する時間を短縮することができる。

【００２３】したがって、本実施形態の既存建物の免震
化工法は、施工期間の短縮化、施工費用の低減を充分に
図ることができる。一方、地下空間２０は、支持杭１４
の杭頭部１４ａのみが露出するように小空間の地下空間
として形成するだけなので、地下空間２０の掘削のため
に地上に搬出する土砂を少量とすることができ、地上の
土砂の仮置場を小面積とすることができる。また、支持
杭１４は、杭頭部１４ａのみを解体されるので、解体の
ために発生する産業廃棄物を少量とすることができる。

【００２４】さらに、免震化工法のために使用した支持
杭１４の杭頭部１４ａと一体化された耐圧版３０によ
り、既存建物１０を支持する支持杭１４の補強構造を得
ることができる。なお、本実施形態では、４本の油圧ジ
ャッキ３２を使用した例を示したがこれに限るものでは
なく、免震装置４６が配置される支持杭１４の上部の躯
体下部１０ａを確実に支持することが可能であれば、そ
の本数を増減してもよい。

【００２５】また、本実施形態では、既存建物１０の躯
体下部１０ａが平坦形状であることを前提として説明し
たが、例えば土中の一部に地階部分を設けて凹凸の底面
を有する躯体下部が形成されている場合には、その躯体
下部の凹凸の底面直下の地盤を根切りして地下空間を形
成する。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の既存建物
の免震化工法は、従来の免震化工法のように仮受サポー
ト、鉄骨柱等の大型施工資材を必要としないので資材の
搬入搬出に要する期間が短時間で済み、また、支持杭の
杭頭部のみが露出するように小空間とした地下空間を形
成するので、地下空間の形成のために掘削に要する期間
が短期間で済む。また、杭頭部の先端部を解体した位置
と躯体下部との間に免震装置を設置し、耐圧版をそのま
ま杭頭部の下部外周に一体化した状態とし、ジャッキの
支持を解除することにより既存建物の免震構造の施工が
完了するので、従来の免震化工法と比較して免震装置の
設置に要する時間を短縮することができる。従って、本
発明は、施工期間の短縮、施工費用の低減を充分に図る
ことができる。

【００２７】また、本発明は、地下空間に露出した杭頭
部の下部外周に耐圧版を一体化し、この耐圧版の上面と
躯体下部との間にジャッキを設置し、このシリンダによ
り既存建物を支持するので、安全性を高めて既存建物を
支持することができる。さらに、本発明において形成す
る地下空間は、支持杭の杭頭部のみが露出する程度の小
空間の地下空間となので、この地下空間の掘削のために
地上に搬出する土砂を少量とすることができる。また、
支持杭は杭頭部のみが解体されるので、解体のために発
生する産業廃棄物を少量とすることができる。

【００２８】さらにまた、免震化工法のために使用した
支持杭の杭頭部に一体化された耐圧版により、既存建物
を支持する支持杭の補強構造を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】複数本の支持杭により垂直荷重が支持された既
存建物を示す図である。

【図２】各支持杭の杭頭部が露出するように既存建物の
躯体下部を根切りして地下空間を形成した状態を示す図
である。

【図３】地下空間に露出した杭頭部の下部外周の目荒ら
し作業を行った後、ケミカルアンカー施工を行った状態
を示す図である。

【図４】杭頭部の下部の周囲に耐圧版を形成するための
鉄筋を配設している状態を示す図である。

【図５】コンクリートの打設によって杭頭部の下部側と
一体化された耐圧版を地下地盤上に形成した状態を示す
図である。

【図６】既存建物の外周に土留め壁を構築した状態を示
す図である。

【図７】耐圧版の上面及び躯体下部の間にジャッキを配
設し、支持杭が支持していた既存建物の垂直荷重をジャ
ッキに導入して支持している状態を示す図である。

【図８】図７のVII −VII 線矢視図であり、耐圧版の上
面に配設された複数のジャッキの位置を示す図である。

【図９】耐圧版と躯体下部の間に配設されたジャッキの
具体的構造を示す図である。

【図１０】既存建物のコーナー部の耐圧版と躯体下部の
間に配設されたジャッキの具体的構造を示す図である。

【図１１】既存建物の外周部の耐圧版と躯体下部の間に
配設されたジャッキの具体的構造を示す図である。

【図１２】耐圧版と躯体下部との間の杭頭部を撤去して
いる状態を示す図である。

【図１３】杭頭部を撤去して形成された空間に向けて耐
圧版及び躯体下部からケミカルアンカー施工を行った状
態を示す図である。

【図１４】耐圧版の上面中央部に免震装置用ベースを形
成した状態を示す図である

【図１５】免震装置用ベース上に免震装置を配設した状
態を示す図である。

【図１６】免震装置用ベースの上に設置した免震装置の
位置を示す図である。

【図１７】免震装置と躯体下部との間に免震装置用キャ
ピタルを形成した状態を示す図である。

【図１８】ジャッキを取り外し、ジャッキが支持してい
た既存建物の垂直荷重を免震装置を介して支持杭に導入
する状態を示す図である。

【符号の説明】

１０ 既存建物 １０ａ 躯体下部 ２０ 地下空間 １４ 支持杭 １４ａ 杭頭部 ２０ａ 地下地盤 ３０ 耐圧版 ３１ 土止め壁 ３２ 油圧ジャッキ（ジャッキ） ４４ 免震装置用ベース ４６ 免震装置 ４８ 免震装置用キャピタル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既存建物の躯体下部に沿って当該躯体下
   部の直下の地盤を根切りすることにより地下空間を形成
   し、この地下空間に前記躯体下部から土中に埋設されて
   いる支持杭の杭頭部のみを露出させる工程と、 前記地下空間に前記既存建物と縁を切って垂直方向の土
   止め壁を構築する工程と、 前記土止め壁を支える新たな耐圧版を前記支持杭と連結
   して構築する工程と、 前記耐圧版の上面と前記躯体下部との間にジャッキを設
   置し、前記支持杭が負担している前記既存建物の垂直荷
   重を前記ジャッキが受け持つ工程と、 前記耐圧版の上面から前記躯体下部まで延在している前
   記杭頭部の先端部を解体する工程と、 前記杭頭部の先端部を解体した位置と前記躯体下部との
   間に免震装置を設置する工程と、 前記ジャッキによる前記既存建物の支持を解除し、前記
   既存建物の垂直荷重を前記免震装置を介して前記支持杭
   に導入する工程と、 前記ジャッキを前記地下空間から撤去する工程と、を備
   えたことを特徴とする既存建物の免震化工法。