説明

地下壁体構築方法および地下壁体

【課題】水平力を周囲の地盤に伝達できる構造の地下壁体を、シートパイルの一部を型枠として用いつつその撤去が容易となるように構築する。
【解決手段】地下構造物7の周囲の地盤3に、凸部を有する複数のシートパイルを貫入して、外側に突出する突出部6を有する土留め壁5を構築し、地下構造物7との間の地盤3を掘削する。次に、外型枠21を土留め壁5の突出部6内に設置し、内型枠27を土留め壁5の内側に設置した後、土留め壁5内面の外型枠21の設置位置より内側の部分に剥離層25を形成する。続いて、外型枠21および土留め壁5と、内型枠27との間に配筋してコンクリート29を打設し、コンクリート29の養生後、シートパイルを引き抜く。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は地下壁体構築方法およびこれによって構築される地下壁体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、地下構造物を構築する際は、その周囲を鋼矢板(シートパイル)などの土留め壁を打設することによって土圧を支え、その内側で新たな壁体を構築する。土留め壁にシートパイルを用いる場合、そのシートパイルについては、壁体を構築後その外周にあるシートパイルを引き抜き撤去するケース(特許文献1)や、シートパイルを一方の型枠として用いるケース(特許文献2)や、そのまま埋め殺しとするケースがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2004−52462号公報
【特許文献2】特開平9−125417号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、近年行われることの多い既存建物の免震化工事において、既存建物の基礎部分に免震装置を設置すると共に、既存建物の地下構造物の外周に基礎躯体から連続する新たな擁壁(地下壁体)を設ける場合がある。
図4を参照して、このような既存建物の免震化工事における擁壁について説明する。
図4は、既存建物の免震化工事における擁壁について説明する図である。
【0005】
図4(a)は、既存建物100の免震化工事の施工状況を示す断面図であり、既存建物100の免震化工事において、既存建物100の地下構造物300の基礎部分に免震装置600を設置した状態を示す。ただし、この状態では免震装置600はまだ機能していない。
擁壁400(地下壁体)は、その下部で耐圧板500と連続するように地下構造物300の周囲に構築される。擁壁400と周囲の地盤200との間には、地盤200による土圧を支える土留め壁410が構築される。擁壁400と既存建物100(地下構造物300)の間は仮設スラブ700等の水平部材により連結される。これは、免震装置600を作動させるまでの間、施工中に生じる地震時等に既存建物100(地下構造物300)にかかる水平力を周囲の地盤200に伝達するためである。なお、図に示す状態から、仮設スラブ700等の水平部材を撤去する事によって免震装置600が可動状態となり、既存建物100の免震化工事は終了する。また、擁壁400と既存建物100(地下構造物300)の間隔は、地震時等の免震装置600による既存建物100(地下構造物300)の水平変位(免震クリアランス)を考慮して定められている。
【0006】
図4(b)は、このときの擁壁400等の様子を示す平面図であり、地盤200、土留め壁410、外型枠420、擁壁400、仮設スラブ700、既存建物100(地下構造物300)の並びを示す。外型枠420は擁壁400を構築する際に用いたもので、擁壁400の構築後も残存するものである。既存建物100(地下構造物300)と擁壁400が仮設スラブ700で連結されており、擁壁400は土留め壁410、外型枠420を介して地盤200に接する。
擁壁400と地盤200が土留め壁410、外型枠420を介して接する部分では、図示するように、擁壁400が通常略直線状に構成される。しかしながら、この場合、既存建物100(地下構造物300)から仮設スラブ700等の水平部材を介して伝わる水平力について、800に示す方向の力は地盤200に伝達できるものの、これと直交する擁壁長手方向においては摩擦抵抗が期待できず、900に示す、擁壁400と地盤200とのせん断方向の力を伝達できない。
【0007】
また、特許文献2について、構築される地下壁体は上述の2方向の水平力を伝達できる構造となっているが、その構成上、壁体を構築する際の型枠として用いたシートパイルを引き抜くことができず埋め殺しとなってしまうため、経済性に問題がある。
【0008】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、シートパイルによって地下壁体を構築する際、地震時等の水平力を周囲の地盤に伝達できる構造とし、またシートパイルの一部を型枠として用いつつシートパイルの撤去を容易にする地下壁体構築方法等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前述した目的を達成するために第1の発明は、地下構造物の周囲の地盤に地下壁体を構築する地下壁体構築方法であって、前記地下構造物の周囲の地盤に、凸部を有する複数のシートパイルが係合して連続するように前記地下構造物に沿って貫入し、外側に突出する突出部を有する土留め壁を構築する工程(a)と、前記土留め壁と前記地下構造物の間の地盤を掘削する工程(b)と、外型枠を、前記土留め壁の前記突出部内に設置するとともに、前記土留め壁の内側に内型枠を設置する工程(c)と、前記土留め壁内面の前記外型枠の設置位置より内側の部分に剥離層を形成する工程(d)と、前記外型枠および前記土留め壁と、前記内型枠との間に配筋してコンクリートを打設する工程(e)と、前記工程(e)で打設した前記コンクリートの養生後、前記シートパイルを引き抜く工程(f)と、を具備することを特徴とする地下壁体構築方法である。
【0010】
前記外型枠は、前記土留め壁の前記突出部内で、前記突出部の内側方向の中央部付近に設置される。
【0011】
前述した目的を達成するために第2の発明は、第1の発明の地下壁体構築方法によって構築される地下壁体である。
【0012】
ここで、土留め壁の内側とは、土留め壁からみて地下構造物側である。土留め壁の外側とは、土留め壁からみて地下構造物側とは逆の、土留め壁周囲の地盤側である。例えば、土留め壁の突出部が外側に突出するとは、すなわち土留め壁の突出部が、土留め壁からみて地下構造物側とは逆の、土留め壁周囲の地盤側に突出していることを指す。
土留め壁は、複数のシートパイルが係合して連続するように地盤に貫入させて構築されるが、このとき、土留め壁にはシートパイルの凸部により構成される突出部が形成される。
【0013】
以上の構成により、突出部を有する地下壁体が構築され、地下壁体の突出部が地盤と噛み合うような構成となるので、仮設スラブ等の水平部材を介して伝わる水平力を地盤に伝えることができる。また、型枠として用いたシートパイルを容易に引き抜くことが可能であり、引き抜いたシートパイルは再利用できるので、本発明の地下壁体構築方法等は経済性や環境面で優れたものとなる。
【発明の効果】
【0014】
本発明により、シートパイルによって地下壁体を構築する際、地震時等の水平力を周囲の地盤に伝達できる構造とし、またシートパイルの一部を型枠として用いつつシートパイルの撤去を容易にする地下壁体構築方法等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1(a)(b)】既存建物の免震化工事の施工工程の一例を示す断面図
【図1(c)(d)】既存建物の免震化工事の施工工程の一例を示す断面図
【図2(a)(b)】本実施形態の地下壁体構築方法の流れを示す斜視図
【図2(c)(d)】本実施形態の地下壁体構築方法の流れを示す斜視図
【図2(e)(f)】本実施形態の地下壁体構築方法の流れを示す斜視図
【図2(g)】本実施形態の地下壁体構築方法の流れを示す斜視図
【図3】本実施形態の地下壁体構築方法における、地盤3、擁壁9、仮設スラブ15、既存建物1(地下構造物7)等の並びを示す平面図
【図4】既存建物の免震化工事における擁壁について説明する図
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下図面に基づいて、本発明の地下壁体構築方法等の実施形態を詳細に説明する。
【0017】
本実施形態の地下壁体構築方法は、既存建物の免震化工事の一部として実施される。よって、まず図1を参照しながら、既存建物の免震化工事の施工工程の一例を説明する。図1は、既存建物の免震化工事の施工工程の一例を示す断面図である。
【0018】
既存建物1の免震化工事の際は、まず、図1(a)に示すように、既存建物1の地下構造物7の周囲の地盤3にシートパイル等を貫入して土留め壁5を構築する。
【0019】
次に、図1(b)に示すように、土留め壁5と地下構造物7の間と地下構造物7の位置の地盤3を、地下構造物7の基礎杭部分が露出する深さまで掘削する。
続いて、地下構造物7の周囲に擁壁9(地下壁体)を、掘削底面に耐圧板11を図1(c)に示すように構築する。この際擁壁9の下部が耐圧板11の端部と連続するように構築される。また、基礎杭部分には新たにフーチング基礎12を設ける。さらに仮設スラブ15等の水平部材によって既存建物1(地下構造物7)と擁壁9とを連結する。なお、擁壁9と既存建物1(地下構造物7)との距離は、後述する免震装置13による地震時等の水平変位(免震クリアランス)を考慮して定められる。
【0020】
次に、基礎杭部分を切断し、新設したフーチング基礎12上に免震装置13を設置する。免震装置13は、例えば積層ゴム等から構成される。なお、免震装置13の設置は、切断した基礎のかわりにジャッキ等の仮受部材で地下構造物7を含む既存建物1の荷重を支持しながら行われる。各基礎杭部分について、免震装置13を設置した状態を示したものが、図1(c)である。
【0021】
図1(c)に示した状態の後、土留め壁5及び仮設スラブ15を撤去して各免震装置13を可動状態とし、免震化工事を終了する。この状態を図1(d)に示す。
地下構造物7の周囲には空間ができるが、この空間は、配管用のスペースとなったり、免震装置13のメンテナンスの際に使用したりすることができる。
また、仮設スラブ15の設置後、免震装置13を設置して機能させるまでの間、地震時等に発生する既存建物1(地下構造物7)にかかる水平力は、仮設スラブ15等の水平部材と擁壁9によって周囲の地盤3に伝達させる。
【0022】
続いて、図2を参照しながら、本実施形態の地下壁体構築方法により上記の擁壁9(地下壁体)を構築する工程について説明する。図2は、本実施形態の地下壁体構築方法の流れを示す斜視図である。
また、図2の各図において、図1に示す既存建物1の地下構造物7は右下方向に位置するものとする。
【0023】
擁壁9を構築する際は、まず、図2(a)に示すように、凸部を有する複数のシートパイルを、凸部を外側(シートパイルからみて地下構造物7側と逆の側、図2の各図の左上側に対応)に向けたシートパイル17と、凸部を内側(シートパイルからみて地下構造物7側、図2の各図の右下側に対応)に向けたシートパイル19がシートパイルの端部の係合部で係合しながら連続するように貫入させて、土留め壁5が構築される。これは図1(a)に相当する。
【0024】
シートパイル17とシートパイル19の貫入は、バイブロハンマーを用いて行ったり、油圧装置による静的貫入を行ったり、従来知られた種々の手法を用いて行うことができる。
なお、このとき外側に向けられたシートパイル17の凸部と、内側に向けられたシートパイル19の凸部が連続することにより、土留め壁5には土留め壁5の外側に突出する突出部6が形成される。
【0025】
次に、図2(b)に示すように、土留め壁5と地下構造物7の間と地下構造物7の位置の地盤3を、地下構造物7の基礎杭部分に達する所定の深さまで掘削する。これは、図1(b)に相当する。
この際、土留め壁5に作用する土圧を支持するため、地下構造物7と土留め壁5との間に切梁等の水平部材を設けてもよい。
【0026】
続いて、図2(c)に示すように、外型枠21を、土留め壁5の突出部6内に設置する。その位置は、図に示すように土留め壁5の突出部6の内側方向の中央部付近である。このとき、外型枠21と土留め壁5との間には空隙23が形成される。
ただし、外型枠21の設置位置は、以降構築される擁壁9が擁壁長手方向の水平力を地盤3に伝達できるよう様々に定めることができる。例えば、図2(c)に示す外型枠21の位置から外側(外型枠21からみて地下構造物7側と逆の、土留め壁5周囲の地盤3側)に配置してもよい。
また、外型枠21としては合板製型枠などの従来知られた種々のものを使用可能である。
【0027】
次に、図2(d)に示すように、土留め壁5の内面の、外型枠21の設置位置より内側の部分に剥離層25を形成する。剥離層25の形成は、例えば剥離剤の塗布により行うことができる。剥離剤には鉱物油系のものや植物油系のもの等あるが、適宜好適なものを使用して良い。また、剥離剤の塗布に替えて、樹脂フィルム等の剥離シートを貼着することによって剥離層25を形成してもよい。
【0028】
その後、図2(e)に示すように、土留め壁5の内側に内型枠27の設置を行う。内型枠27としては合板製型枠などの従来知られた種々のものを使用可能である。
また、内型枠27及び外型枠21の保持を行う。内型枠27および外型枠21の保持は、内型枠27と外型枠21をセパレータで連結し、内型枠27をその内側(内型枠27からみて地下構造物7側)に設けたサポート部材で支持するなどの従来知られた種々の方法を適用可能である。
また、後述の擁壁9を補強するための配筋(不図示)を内型枠27と外型枠21の間で行う。
【0029】
その後、図2(f)に示すように、外型枠21および土留め壁5と、内型枠27との間にコンクリート29を打設する。コンクリート29の種類は特に問わない。状況にあわせて好適なものを選択することができる。
【0030】
打設したコンクリート29の養生後、内型枠27を取り外し、擁壁9が構築される。また、前述のように仮設スラブ15等の水平部材によって擁壁9と既存建物1(地下構造物7)とを連結し、免震装置13の設置等を行う。その後、シートパイル17とシートパイル19の引き抜きを行う。シートパイル17とシートパイル19の引き抜きは、例えばクレーンにより上部から行われる。
【0031】
ここで、シートパイル17の引き抜きは、コンクリート29との間に剥離層25が形成されているため容易である。シートパイル19の引き抜きも、シートパイル19の内面が空隙23と接するので容易である。すなわち、空隙23と剥離層25によりシートパイルの引き抜きが容易となる。なお、シートパイル19の引き抜きは、空隙23に土砂を埋め戻しながら行う。または図2(f)で示すコンクリート29の打設に先行して空隙23に土砂を埋め戻してもよい。
また、本実施形態では外型枠21をそのまま埋め殺しとする。しかし、剥離層25の形成を外型枠21に対しても行うなどして、外型枠21を引き抜くようにしてもよい。
【0032】
以上示した方法により図2(g)に示す擁壁9が構築される。図2(g)では仮設スラブ15を省略して表示した。また、擁壁9を構築する際に型枠の一部として用いたシートパイルが引き抜き容易であり、引き抜いたシートパイルは再利用することができる。よって、本実施形態の地下壁体構築方法は経済的にも優れている。
【0033】
次に、図3を参照しながら、既存建物1の免震化工事において、本実施形態の地下壁体構築方法によって構築された擁壁9(地下壁体)について説明する。図3は、本実施形態の地下壁体構築方法における、地盤3、擁壁9、仮設スラブ15、既存建物1(地下構造物7)等の並びを示す平面図である。図3(a)はシートパイル17とシートパイル19の引き抜き前の状態、図3(b)はシートパイル17とシートパイル19の引き抜き後の状態を示す。図3(a)では既存建物1(地下構造物7)と擁壁9が仮設スラブ15で連結されており、擁壁9はシートパイル17とシートパイル19で構築される土留め壁5を介して地盤3に接する。図3(b)は擁壁9が直接地盤3と接する点で図3(a)と異なる。
【0034】
図3(a)に示すように、先に示した図4(b)とは異なり、本実施形態によれば、擁壁9は突出部を有し、擁壁9と地盤3が土留め壁5を介して連続する部分は凹凸状に噛み合うように構成される。これに伴う所謂コッター効果により、免震装置13の設置等免震化工事の施工中に既存建物1(地下構造物7)から仮設スラブ15等の水平部材を介して伝わる水平力について、31に示す方向(図4の800に示す方向に対応)の力だけでなく、これと直交する擁壁長手方向において、33に示す擁壁9と地盤3のせん断方向(図4の900に示す方向に対応)の力も地盤3に伝達することが可能となる。
【0035】
なお、シートパイル17とシートパイル19を引き抜き、土留め壁5を撤去した後も、図3(b)に示すように擁壁9と地盤3が接する部分は凹凸状に噛み合うように構成され、33に示す擁壁9と地盤3のせん断方向の力を地盤3に伝達することが期待できる。
【0036】
以上説明したように、本発明の地下壁体構築方法等の実施形態によれば地震時等の水平力を周囲の地盤に伝達できる擁壁(地下壁体)が構築できる。また擁壁の構築時にシートパイルの一部を型枠として用いつつシートパイルの撤去を容易とするので、経済的にも優れた地下壁体構築方法等を提供することができる。
【0037】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る地下壁体構築方法等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、本実施形態の地下壁体構築方法等は既存建物の免震化工事の施工工程において擁壁(地下壁体)を構築する例について示したが、これに限らず、地震時等の水平力を地下壁体を介して地盤に伝達する必要がある様々な免震化工事や、高低差があり、偏土圧が生じる施工中の逆打ち建物等の建築工事にも適用可能である。
【符号の説明】
【0038】
1、100………既存建物
3、200………地盤
5、410………土留め壁
6………突出部
7、300………地下構造物
9、400………擁壁
11、500………耐圧板
12………フーチング基礎
13、600………免震装置
15、700………仮設スラブ
17、19………シートパイル
21、420………外型枠
23………空隙
25………剥離層
27………内型枠
29………コンクリート

【特許請求の範囲】
【請求項1】
地下構造物の周囲の地盤に地下壁体を構築する地下壁体構築方法であって、
前記地下構造物の周囲の地盤に、凸部を有する複数のシートパイルが係合して連続するように前記地下構造物に沿って貫入し、外側に突出する突出部を有する土留め壁を構築する工程(a)と、
前記土留め壁と前記地下構造物の間の地盤を掘削する工程(b)と、
外型枠を、前記土留め壁の前記突出部内に設置するとともに、前記土留め壁の内側に内型枠を設置する工程(c)と、
前記土留め壁内面の前記外型枠の設置位置より内側の部分に剥離層を形成する工程(d)と、
前記外型枠および前記土留め壁と、前記内型枠との間に配筋してコンクリートを打設する工程(e)と、
前記工程(e)で打設した前記コンクリートの養生後、前記シートパイルを引き抜く工程(f)と、
を具備することを特徴とする地下壁体構築方法。
【請求項2】
前記外型枠は、前記土留め壁の前記突出部内で、前記突出部の内側方向の中央部付近に設置されることを特徴とする請求項1記載の地下壁体構築方法。
【請求項3】
請求項1または請求項2記載の地下壁体構築方法によって構築した地下壁体。

【図1(a)(b)】
image rotate

【図1(c)(d)】
image rotate

【図2(a)(b)】
image rotate

【図2(c)(d)】
image rotate

【図2(e)(f)】
image rotate

【図2(g)】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate


【公開番号】特開2010−270442(P2010−270442A)
【公開日】平成22年12月2日(2010.12.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−120734(P2009−120734)
【出願日】平成21年5月19日(2009.5.19)
【出願人】(000001373)鹿島建設株式会社 (1,387)
【Fターム(参考)】