JPH1046607A - 地下室構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 土留壁と底部とにより区画された地下ピット
に、多層階建物の地下躯体を設置するに際し、地下躯体
に確保すべき構造強度を軽減可能とすること。 【解決手段】 土留壁２１と底部２２とにより区画され
た地下ピット２０に、多層階建物１０の地下躯体１１Ａ
を設置してなる地下室構造において、建物１０の地表相
当部（地下躯体１１Ａの上端部まわり）を土留壁２１に
接続してなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は地下室構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、地下は地上と比べて温度変化が
少ないので夏は涼しく冬は暖かい。また、周囲は土で囲
まれており遮音性が高く、音が漏れにくく、外からの音
も入りにくいので静寂な空間となり得る。このような快
適住空間として、一般住宅においても地下室が注目され
ている。

【０００３】従来の地下室構造として、特公昭62-43013
号公報に記載の如く、コンクリート製土留壁と底部とに
より区画される地下ピットに、多層階建物の地下躯体を
埋設するものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来の地
下室付き多層階建物では、地下躯体に地震力等に基づく
大きな層剪断力（水平力）が作用する（図８）。即ち、
地下躯体に作用する層剪断力（設計用地震力）Ｑ_B は、
地階に作用する地震力の大きさということになるが、地
階の地震力Ｑ_B は、地階の層剪断力係数Ｃ_B （(1) 式）
に、最上階から地階までの建物重量の総和Ｗを乗じて求
められる。

【０００５】 Ｃ_B ＝Ｚ・Ｒ_t ・Ａ_B ・Ｃ₀ ……(1) Ｑ_B ＝Ｃ_B ・Ｗ ……(2)

【０００６】但し、Ｑ_B ：地階の層剪断力（設計用地震
力） Ｃ_B ：地階の層剪断力係数 Ｗ ：最上階から地階までの建物重量の総和 Ｚ ：地震地域係数 Ｒ_t ：地盤の特性及び建物の固有周期に応じて決まる振
動特性係数 Ａ_B ：層剪断力係数の高さ方向の分布を表わす係数 Ｃ₀ ：標準層剪断力係数

【０００７】従って、地下室付き多層階建物では、地下
躯体に大きな層剪断力が作用するため、地下躯体の柱を
大断面にすると、地下躯体に大きな水平剛性を確保する
必要がある。

【０００８】本発明の課題は、土留壁と底部とにより区
画された地下ピットに、多層階建物の地下躯体を設置す
るに際し、地下躯体に確保すべき構造強度を軽減可能と
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、土留壁と底部とにより区画された地下ピットに、多
層階建物の地下躯体を設置してなる地下室構造におい
て、建物の地表相当部を土留壁に接続してなるようにし
たものである。

【００１０】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の本発明において更に、前記土留壁に接続される建物
の地表相当部が地下躯体の上端部まわりであるようにし
たものである。

【００１１】請求項３に記載の本発明は、請求項１又は
２に記載の本発明において更に、前記建物の地表相当部
が、土留壁に植設されたアンカーに、接合プレートを介
して接続されてなるようにしたものである。

【００１２】請求項４に記載の本発明は、請求項１〜３
のいずれかに記載の本発明において更に、前記地下躯体
が建物ユニットにて構成されてなるようにしたものであ
る。

【００１３】請求項５に記載の本発明は、請求項１〜４
のいずれかに記載の本発明において更に、前記地下ピッ
トを環状に囲む土留壁の上端部に、該土留壁の倒れ込み
を防止する倒れ込み防止部が設けられてなるようにした
ものである。

【００１４】請求項６に記載の本発明は、請求項５に記
載の本発明において更に、前記建物の地表相当部が前記
土留壁の倒れ込み防止部に接続されてなるようにしたも
のである。

【００１５】請求項７に記載の本発明は、請求項１〜６
のいずれかに記載の本発明において更に、前記土留壁が
前記底部を設ける地中を掘削するときの矢板を兼ねるよ
うにしたものである。

【００１６】

【作用】請求項１、２に記載の本発明によれば下記の
作用がある。 建物の地表相当部（地下躯体の上端部まわり等）を、
地盤と一体の土留壁に接続したので、地下躯体は土留壁
を介して地盤と同じ変位をするものとなり、地震力等に
基づく層剪断力（水平力）が発生しない。即ち、地下躯
体に層剪断力が作用しないため、地下躯体は水平力に対
する剛性を確保することの考慮なしに、上階からの軸力
負担のみを考慮して、柱の断面等の構造強度を決定でき
る。

【００１７】従って、構造強度の設計条件において、軸
力に対する剛性確保よりも、水平力に対する剛性確保の
条件の方が厳しい、低層建物等にあっては、本発明によ
り地下躯体の柱を合理的な小断面に決定できる。

【００１８】請求項３に記載の本発明によれば下記の
作用がある。 建物の地表相当部（地下躯体の上端部まわり等）が、
土留壁に植設されたアンカーに、接合プレートを介して
接続されるものとした。従って、建物の地表相当部（地
下躯体の上端部まわり等）と土留壁とを簡易に接続でき
る。

【００１９】請求項４に記載の本発明によれば下記の
作用がある。 地下躯体を建物ユニットとすることにより、地下室用
建物ユニットの柱を合理的な小断面とし、該建物ユニッ
トの構造強度を軽減できる。

【００２０】請求項５に記載の本発明によれば下記の
作用がある。 地下ピットを環状に囲む土留壁の上端部に、該土留壁
の倒れ込みを防止する倒れ込み防止部を設けた。従っ
て、互いに対向する土留壁間に、倒れ込み防止のスラブ
や梁を架け渡すことなく、土留壁の構造強度を向上でき
る。従って、土留壁は大きな地震力等に対しても崩壊の
虞れなく、地盤と同じ変位を行ない、結果として、地下
躯体はこの土留壁を介して確実に地盤と同じ変位を行な
い、地震力等に基づく層剪断力を発生させるところがな
い。

【００２１】請求項６に記載の本発明によれば下記の
作用がある。 建物の地表相当部（地下躯体の上端部まわり等）が土
留壁の倒れ込み防止部に接続される。従って、建物の地
表相当部（地下躯体の上端部まわり等）の土留壁に対す
る接続部分が、倒れ込み防止部として補強されており、
その接続強度を安定維持できる。

【００２２】請求項７に記載の本発明によれば下記の
作用がある。 土留壁が地下ピットの底部を設ける地中を掘削すると
きの矢板を兼ねるので、矢板が不要となる。従って、地
下ピットを設けるための地中掘削時の矢板を用いる山止
め工事、地下ピット完成後の矢板の撤去及び土の埋め戻
しが不要となり、現場の作業効率が良好となる。このよ
うに作業効率を向上させることで、地中掘削後に地下室
の躯体の構築までにかかる時間を短縮することができる
ので、近隣建物などへの不同沈下の悪影響を回避するこ
とができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は地下室付建物の構築状態の
一例を示す模式図、図２は地下ピットの施工手順の一例
を示す模式図、図３は土留壁の一例を示す模式図、図４
は建物ユニットの一例を示す模式図、図５は地下躯体の
土留壁への接続構造の一例を示す模式図、図６は接合プ
レートの一例を示す模式図、図７は地下ピットの施工手
順の他の例を示す模式図、図８は多層階建物における地
階層剪断力の発生原理を示す模式図である。

【００２４】図１の建物は、地下室付多層階ユニット建
物１０であり、ユニット建物１０は、工場生産された複
数の建物ユニット１１を、施工現場に予め構築された地
下ピット２０に設けた基礎１及び地盤表面に設けた基礎
２の上で、上下左右に隣接設置したものである。

【００２５】建物ユニット１１は、図４に示す如く、例
えば箱型の骨組構造体であり、本実施形態では、４本の
形鋼製床梁１２と、４本の角鋼管製柱１３と、４本の形
鋼製天井梁１４を接合した骨組構造体である。そして、
建物ユニット１１は、その骨組構造体に床面材、天井面
材、壁面材、窓等を取付けて生産される。

【００２６】地下ピット２０は土留壁２１と床版２２
（底部）とにより区画形成さる。そして、建物ユニット
１１である地下躯体１１Ａがこの地下ピット２０に設置
される。

【００２７】ここで、地下ピット２０は以下の如くに構
築される。（図２） (1) 地盤のうち、土留壁２１が位置することとなる地中
部分２３Ａが掘削される（図２（Ａ））。

【００２８】(2) 地中部分２３Ａに防水シート２４を敷
き込む（図２（Ｂ））。この防水シート２４は、後述す
るコンクリート打設時に、その水分が地中に浸出するの
を防止するとともに、掘削箇所（地中部分２３Ａ）の表
面を保護する。

【００２９】(3) 掘削箇所（地中部分２３Ａ）に、地上
から鉄筋等の構造材２５を配設する（図２（Ｃ））。

【００３０】(4) 構造材２５の姿勢を安定化させなが
ら、コンクリート２６を掘削箇所（地中部分２３Ａ）に
注入してコンクリートの打設を行なう（図２（Ｄ））。
コンクリート２６及び構造材２５は、土留壁２１を構成
し、上述の如くにより、掘削箇所（地中部分２３Ａ）に
埋設されて据付けられる。

【００３１】(5) コンクリート２６が完全に固化した
後、土留壁２１に包囲された地中部分２３Ｂを掘削する
（図２（Ｅ））。このとき、掘削底面２７を土留壁２１
の下端部２１Ａより上方に設定する。これは、掘削によ
って形成された地中空間２８への土留壁２１の倒れ込み
を、掘削底面２７より下方の土の支持により防止するた
めである。

【００３２】(6) 地中空間２８の掘削底面２７に地下ピ
ット２０の床版２２を設置する。床版２２は、地下躯体
１１Ａのための前述した基礎１を備えるとともに、この
地下躯体１１Ａのための基礎１と土留壁２１との間に排
水路２２Ａ（排水部）を備える。床版２２は、工場生産
されたＰＣ版であるが、現場打設のコンクリート或いは
工場生産された軸組版であっても良い。

【００３３】土留壁２１と床版２２は、図３に示す如く
であり、地下ピット２０を環状に囲む土留壁２１の上端
部には、各土留壁２１が互いに協働して地中空間２８へ
の倒れ込みを阻止する倒れ込み防止部としての犬走り
（バーム）２９を備える。犬走り２９は、構造的にはリ
ブとして機能する。犬走り２９の上端面は地表面（Ｇ
Ｌ）より上位に設定され、地中空間２８への土砂の落下
を極力防止する。

【００３４】尚、土留壁２１は、前述の地下ピット施工
手順の(5) で床版２２を設置するための地中部分２３Ｂ
を掘削するときの矢板を兼ねる。

【００３５】然るに、地下躯体１１Ａは地下ピット２０
に以下の如く据付けられる（図１、図５、図６）。 (1) 建物ユニット１１からなる地下躯体１１Ａに予め工
場生産段階で外壁材３０が取付けられる。そして、この
地下躯体１１Ａを地下ピット２０内に吊下げ、地下躯体
１１Ａをスペース３１で示す如くに土留壁２１と離して
床版２２上の位置に配置する（図１）。

【００３６】(2) 地下躯体１１Ａが床版２２上の基礎１
に設けたアンカーボルトに固定されたとき、土留壁２１
と地下躯体１１Ａの間の床版２２に前述の排水溝２２Ａ
が位置するものとなる。

【００３７】(3) 地下躯体１１Ａの上端部と土留壁２１
の上端部とが接合プレート４０により接続される。接合
プレート４０は、具体的には図５、図６に示す如く、
(a) 地下躯体１１Ａの柱１３の上端面と上階建物ユニッ
ト１１Ｂの柱１３の下端面との間に挟まれ、地下躯体１
１Ａの柱１３の上端面に突設されていて上階建物ユニッ
ト１１Ｂの柱１３の下端面のガイド孔４１Ｂに挿入され
るガイドピン４１Ａに係入せしめられ、地下躯体１１Ａ
の上端部にその一端を接続されるとともに、(B)土留壁
２１の前述した犬走り（倒れ込み防止部）の上端面に植
設されているアンカーボルト４２にその他端を接続され
る。

【００３８】図６は、相隣なる２個の地下躯体１１Ａ、
１１Ａを１枚の接合プレート４０により土留壁２１の上
端部に接続した例である。

【００３９】尚、ユニット建物１０にあっては、ユニッ
ト建物１０の地表相当部を土留壁２１に接続するもので
あれば良く、土留壁２１に接続される建物１０の地表相
当部としては、地下躯体１１Ａの上端部回りの他、上階
建物ユニット１１Ｂの下端部回りであっても良い。

【００４０】図７は、上述した地下ピット２０の他の構
築方法（ソイルミキシング法）を示すものである。図７
では、(1) 土留壁２１が位置することとなる地中部分２
３Ａを掘削しながら、その掘削土砂にソイルミキシング
セメントを攪拌混合し、このソイルミキシングセメント
の固化により土留壁２１を形成する（図７（Ａ））。こ
のとき、土留壁２１の上端部は、倒れ込み防止部として
の犬走り２９を備える。次に、(2) 土留壁２１に包囲さ
れた地中部分２３Ｂを掘削し、地中空間２８を形成する
（図７（Ｂ））。最後に、(3) 地中空間２８の掘削底面
２７に床版２２を設置し、地下ピット２０を形成する。

【００４１】以下、本実施形態の作用について説明す
る。 建物１０の地表相当部（地下躯体１１Ａの上端部まわ
り等）を、地盤と一体の土留壁に接続したので、地下躯
体１１Ａは土留壁２１を介して地盤と同じ変位をするも
のとなり、地震力等に基づく層剪断力（水平力）が発生
しない。即ち、地下躯体１１Ａに層剪断力が作用しない
ため、地下躯体１１Ａは水平力に対する剛性を確保する
ことの考慮なしに、上階からの軸力負担のみを考慮し
て、柱の断面等の構造強度を決定できる。

【００４２】従って、構造強度の設計条件において、軸
力に対する剛性確保よりも、水平力に対する剛性確保の
条件の方が厳しい、低層建物１０等にあっては、本発明
により地下躯体１１Ａの柱１３を合理的な小断面に決定
できる。

【００４３】建物１０の地表相当部（地下躯体１１Ａ
の上端部まわり等）が、土留壁２１に植設されたアンカ
ーボルト４２、接合プレート４０を介して接続されるも
のとした。従って、建物１０の地表相当部（地下躯体１
１Ａの上端部まわり等）と土留壁２１とを簡易に接続で
きる。

【００４４】地下躯体１１Ａを建物ユニット１１とす
ることにより、地下室用建物ユニット１１の柱１３を合
理的な小断面とし、該建物ユニット１１の構造強度を軽
減できる。

【００４５】地下ピットを環状に囲む土留壁２１の上
端部に、該土留壁２１の倒れ込みを防止する犬走り２９
（倒れ込み防止部）を設けた。従って、互いに対向する
土留壁２１間に、倒れ込み防止のスラブや梁を架け渡す
ことなく土留壁２１の構造強度を向上できる。従って、
土留壁２１は大きな地震力等に対しても崩壊の虞れな
く、地盤と同じ変位を行ない、結果として、地下躯体１
１Ａはこの土留壁２１を介して確実に地盤と同じ変位を
行ない、地震力等に基づく層剪断力を発生させるところ
がない。

【００４６】建物１０の地表相当部（地下躯体１１Ａ
の上端部まわり等）が土留壁２１の犬走り２９（倒れ込
み防止部）に接続される。従って、建物１０の地表相当
部（地下躯体１１Ａの上端部まわり等）の土留壁２１に
対する接続部分が、犬走り２９（倒れ込み防止部）とし
て補強されており、その接続強度を安定維持できる。

【００４７】土留壁２１が地下ピットの底部を設ける
地中を掘削するときの矢板を兼ねるので、矢板が不要と
なる。従って、地下ピットを設けるための地中掘削時の
矢板を用いる山止め工事、地下ピット完成後の矢板の撤
去及び土の埋め戻しが不要となり、現場の作業効率が良
好となる。このように作業効率を向上させることで、地
中掘削後に地下室の躯体の構築までにかかる時間を短縮
することができるので、近隣建物１０などへの不同沈下
の悪影響を回避することができる。

【００４８】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本
発明の地下室構造は、ユニット建物に限らず、広く一般
の建物に適用できる。

【００４９】また、本発明の地下室構造は、地下躯体と
土留壁との間に必ずしもスペースを設けず、地下躯体を
土留壁に接して設けるものであっても良い。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、土留壁と
底部とにより区画された地下ピットに、多層階建物の地
下躯体を設置するに際し、地下躯体に確保すべき構造強
度を軽減可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は地下室付建物の構築状態の一例を示す模
式図である。

【図２】図２は地下ピットの施工手順の一例を示す模式
図である。

【図３】図３は土留壁の一例を示す模式図である。

【図４】図４は建物ユニットの一例を示す模式図であ
る。

【図５】図５は地下躯体の土留壁への接続構造の一例を
示す模式図である。

【図６】図６は接合プレートの一例を示す模式図であ
る。

【図７】図７は地下ピットの施工手順の他の例を示す模
式図である。

【図８】図８は多層階建物における地階層剪断力の発生
原理を示す模式図である。

【符号の説明】

１０ ユニット建物（建物） １１ 建物ユニット １１Ａ 地下躯体 ２０ 地下ピット ２１ 土留壁 ２２ 床版（底部） ２９ 犬走り（倒れ込み防止部） ４０ 接合プレート ４２ アンカーボルト（アンカー）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土留壁と底部とにより区画された地下ピ
   ットに、多層階建物の地下躯体を設置してなる地下室構
   造において、 建物の地表相当部を土留壁に接続してなることを特徴と
   する地下室構造。
2. 【請求項２】 前記土留壁に接続される建物の地表相当
   部が地下躯体の上端部まわりである請求項１記載の地下
   室構造。
3. 【請求項３】 前記建物の地表相当部が、土留壁に植設
   されたアンカーに、接合プレートを介して接続されてな
   る請求項１又は２記載の地下室構造。
4. 【請求項４】 前記地下躯体が建物ユニットにて構成さ
   れてなる請求項１〜３のいずれかに記載の地下室構造。
5. 【請求項５】 前記地下ピットを環状に囲む土留壁の上
   端部に、該土留壁の倒れ込みを防止する倒れ込み防止部
   が設けられてなる請求項１〜４のいずれかに記載の地下
   室構造。
6. 【請求項６】 前記建物の地表相当部が前記土留壁の倒
   れ込み防止部に接続されてなる請求項５記載の地下室構
   造。
7. 【請求項７】 前記土留壁が前記底部を設ける地中を掘
   削するときの矢板を兼ねる請求項１〜６のいずれかに記
   載の地下室構造。