特許 6844126 地下構造体及び地下構造体の構築方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6844126

(24)【登録日】2021年3月1日

(45)【発行日】2021年3月17日

(54)【発明の名称】地下構造体及び地下構造体の構築方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 29/045 20060101AFI20210308BHJP

   E21D 13/00 20060101ALI20210308BHJP

【ＦＩ】

   E02D29/045 Z

   E21D13/00

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-119093(P2016-119093)

(22)【出願日】2016年6月15日

(65)【公開番号】特開2017-223046(P2017-223046A)

(43)【公開日】2017年12月21日

【審査請求日】2019年5月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】辻 靖彦

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 武知

(72)【発明者】

【氏名】舟岡 徳朗

【審査官】 高橋 雅明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２０１００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２０７８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１４６５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８７４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０９２０５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ ２９／０４５

Ｅ２１Ｄ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

新築建物の壁に一端部を固定させた昇降床と、
既存建物において上階のスラブを取り外した地下外壁の内側で、前記昇降床の他端部を定着し、前記昇降床の高さに応じて前記昇降床の下方に設けた増し打ち壁とを備えたことを特徴とする地下構造体。

【請求項2】

前記増し打ち壁は、前記上階のスラブを取り外した状態における前記地下外壁に加わる曲げモーメントと前記地下外壁の構造とを用いて特定される壁厚を有することを特徴とする請求項１に記載の地下構造体。

【請求項3】

前記増し打ち壁は、前記昇降床の端部を定着させるために必要な厚さの壁厚を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の地下構造体。

【請求項4】

新築建物の壁に一端部を固定させた昇降床と、既存建物において上階のスラブを取り外した地下外壁の内側で、前記昇降床の他端部を定着し、前記昇降床の高さに応じて前記昇降床の下方に設けた増し打ち壁とを備えた地下構造体の構築方法であって、
既存建物の地下外壁において、上階のスラブを取り外した場合に前記地下外壁における曲げモーメントと、前記地下外壁の構造とを用いて、増し打ち壁の壁厚を特定し、
特定した壁厚を有する前記増し打ち壁のコンクリート打設と、前記増し打ち壁に定着させる昇降床のコンクリート打設とを行なうことを特徴とする地下構造体の構築方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建物の地下に位置する地下構造体及び地下構造体の構築方法に関する。

【背景技術】

【0002】

地下を有する既存の建物を新しく建て直す場合、既存の建物の地下外壁を取り壊して、更地にした後、新しく杭工事や掘削をして建物を建てることがある。この場合、工期や工費がかさむことになる。

【0003】

そこで、工期や工費の低減を目的として、既存建物の地下外壁を残して、施工時の山留壁として利用する技術が検討されている（例えば、特許文献１参照。）。この文献に記載の技術では、地下１階の既存地下外壁の階高中央部に切梁を設置し、ジャッキで切梁にプレロードを作用させた後、既存地下外壁を残して、既存地下構造物の１階の床梁を梁型とともに撤去する。そして、既存地下外壁に内側から増し打ち壁を打設し、既存地下外壁との合成壁を構築する。その後、地下２階の床梁の施工を行ない、増し打ち壁の強度発現後、切梁および腹起しを撤去する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−２０１００７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

地上から地下に至るスロープ床を設ける場合、地下外壁の上階のスラブを取り外す。この場合、上階のスラブを取り外した地下外壁は、片持ち梁構造となる。このため、土水圧が加わる地下外壁における曲げモーメントにより、地下外壁をそのまま用いることは難しかった。

【0006】

本発明は、上述した課題に鑑みてなされ、その目的は、昇降床が設置された地下外壁において、必要な曲げ耐力を確保することができる地下構造体及び地下構造体の構築方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

・上記課題を解決する地下構造体は、既存建物において上階のスラブを取り外した地下外壁の内側に設けた増し打ち壁と、前記増し打ち壁に、端部を定着させた昇降床とを備える。昇降床を設ける際に、既存建物の地下外壁の上階のスラブを取り外すと、地下外壁が片持ち壁になり、曲げモーメント分布が変化する。この場合においても、既存建物の地下外壁の内側に設けた増し打ち壁によって、必要な曲げ耐力を確保することができる。また、昇降床の配筋を増し打ち壁に定着させるので、昇降床の定着のために、既存建物の地下外壁に穴あけ等を行なう必要がなく、既存建物における漏水や埋設された鉄筋の切断等のリスクを回避することができる。

【0008】

・上記地下構造体において、前記増し打ち壁が、前記昇降床の下側に設けられていることが好ましい。これにより、曲げ耐力が不足する昇降床の下側を補強することができる。
・上記地下構造体において、前記増し打ち壁は、前記上階のスラブを取り外した状態における前記地下外壁に加わる曲げモーメントと前記地下外壁の構造とを用いて特定される壁厚を有することが好ましい。これにより、上階のスラブを取り外した状態における曲げモーメントに耐え得る壁厚を有する増し打ち壁を設けることができる。

【0009】

・上記地下構造体において、前記増し打ち壁は、前記昇降床の端部を定着させるために必要な厚さの壁厚を有することが好ましい。これにより、増し打ち壁に昇降床を、より確実に定着させることができる。

【0010】

・上記課題を解決する地下構造体の構築方法は、既存建物の地下外壁において、上階のスラブを取り外した場合に前記地下外壁における曲げモーメントと、前記地下外壁の構造とを用いて、増し打ち壁の壁厚を特定し、特定した壁厚を有する前記増し打ち壁のコンクリート打設と、前記増し打ち壁に定着させる昇降床のコンクリート打設とを行なう。これにより、既存建物の地下外壁の上階のスラブを取り外すことにより曲げモーメントが変化しても、必要な曲げ耐力を確保することができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、昇降床が設置された地下外壁において、必要な曲げ耐力を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１の実施形態の地下構造体の要部の斜視図。

【図2】第１の実施形態の地下構造体の側面図。

【図3】第１の実施形態の地下構造体の要部の断面図であり、（ａ）は図２における３ａ−３ａ線断面図、（ｂ）は図２における３ｂ−３ｂ線断面図。

【図4】第１の実施形態の地下構造体の構築方法における流れ図であって、（ａ）は増し打ち壁の壁厚決定処理、（ｂ）は地下構造体の施工処理を示す。

【図5】第１の実施形態の地下構造体に加わる力関係を説明する図であり、（ａ）は土水圧、（ｂ）は上階のスラブを除去した外壁に作用する曲げモーメント分布を示す。

【図6】第２の実施形態における地下構造体の側面図。

【図7】第２の実施形態における地下構造体の要部の断面図であり、（ａ）は図６における７ａ−７ａ線断面図、（ｂ）は図６における７ｂ−７ｂ線断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（第１の実施形態）
以下、図１〜図５を用いて、地下構造体及び地下構造体の構築方法の第１の実施形態を説明する。本実施形態においては、地上１階から地下に降りるスロープ床（昇降床）を備える地下構造体を説明する。

【0014】

図１に示すように、本実施形態の地下構造体１０は、既存の地下外壁１１と、この地下外壁１１の内側（図示しない新築建物側）に配置された増し打ち壁２０と、スロープ床３０とを備えている。既存の地下外壁１１は、鉄筋を埋設したコンクリートによって構成されている。図２に示すように、スロープ床３０は、地下構造体１０に対して傾斜した平板形状の床である。本実施形態では、スロープ床３０は、一階から地下に至る傾斜を有している。

【0015】

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、地下外壁１１に接したスロープ床３０の下側には、増し打ち壁２０が配置されている。増し打ち壁２０は、鉄筋２１を埋設したコンクリート２５から構成されている。鉄筋２１は、地下外壁１１の内側の側部に埋設されており、打設されたコンクリートの乾燥収縮ひび割れ等を回避するための鉄筋である。増し打ち壁２０は、後述する処理により特定される壁厚で構成されている。
更に、増し打ち壁２０の上端部には、スロープ床３０の一端部が一体化されている。なお、スロープ床３０の他端部（図示せず）は、新築建物の壁に固定されている。

【0016】

図１に示すように、スロープ床３０は、格子状に配置された鉄筋３１，３２と、これら鉄筋３１，３２を埋設したコンクリート３５とから構成されている。鉄筋３１は、先端が折れ曲がって、この先端が増し打ち壁２０に埋設されて固定されている。鉄筋３２は、スロープ床３０のコンクリート３５の平面部において、鉄筋３１に直交する方向に配置されている。

【0017】

次に、図４を用いて、上述した地下構造体１０の構築方法について説明する。
地下構造体１０の施工前に、まず、増し打ち壁２０の壁厚を決定する。本実施形態では、設計装置を用いて、増し打ち壁の壁厚の決定処理を実行することにより決定する。

【0018】

この設計装置は、制御部、記憶部、キーボード等の入力部、ディスプレイ等の出力部を備えるコンピュータ端末である。この記憶部には、スロープ床３０を定着させるために必要な所定壁厚（定着壁厚）が予め記憶されている。この定着壁厚は、鉄筋３１のかぶり厚から、鉄筋３１の先端を増し打ち壁２０に定着させるために特定される壁厚（例えば約３００ｍｍ）である。

【0019】

図４（ａ）を用いて、増し打ち壁の壁厚の決定処理を説明する。
設計装置は、まず、既存建物における地下外壁の構造情報の取得処理を実行する（ステップＳ１−１）。具体的には、設計装置の制御部は、地下外壁１１の構造情報として、地下外壁１１の断面寸法、スロープ床の上下位置（深さ）、埋設している鉄筋の径及び埋設位置等に関する情報を、入力部を用いて取得する。

【0020】

次に、設計装置は、既存建物の地下外壁１１において上階スラブを取り外した場合の最大曲げモーメントの算出処理を実行する（ステップＳ１−２）。
図５（ａ）に示すように、地下外壁１１には、深くなるに従って土水圧は大きくなる。

【0021】

そこで、図５（ｂ）に示すように、既存の地下外壁１１に上階スラブ１１ａを取り外した場合の曲げモーメント分布Ｍ１を算出する。なお、この曲げモーメント分布Ｍ１は、地下外壁１１の上階スラブ１１ａが存在したときの曲げモーメント分布Ｍ０よりも大きくなる。

【0022】

次に、設計装置は、増し打ち壁の壁厚の算出処理を実行する（ステップＳ１−３）。具体的には、設計装置の制御部は、ステップＳ１−２において算出した曲げモーメント分布Ｍ１の最大値を特定する。次に、ステップＳ１−１において取得した既存建物の地下外壁１１の寸法や強度に関する情報等の構造情報を用いて、曲げモーメント分布Ｍ１の最大値が加わっても耐え得る耐力となる必要壁厚を算出する。そして、この必要壁厚から、既存建物の地下外壁１１の壁厚を減算することにより、増し打ち壁２０の追加壁厚を算出する。次に、設計装置の制御部は、追加壁厚と、記憶部に記憶された定着壁厚とを比較し、厚い方を、増し打ち壁２０の壁厚（増し打ち壁厚）として決定する。

【0023】

次に、図４（ｂ）に示すように、地下構造体１０の施工処理について説明する。
まず、既存建物の地下外壁の表面に目荒らし処理を行なう（ステップＳ２−１）。具体的には、公知のショットブラスト工法やウォータージェット工法を用いて、既存建物の地下外壁１１の内側の表面に目荒らしを行なう。

【0024】

次に、増し打ち壁及びスロープ床の配筋を行なう（ステップＳ２−２）。具体的には、既存建物内に、地下外壁１１に対して増し打ち壁２０が設置される位置に鉄筋２１を配置する。更に、スロープ床３０に埋設される鉄筋３１，３２を配置する。

【0025】

次に、型枠を設置する（ステップＳ２−３）。具体的には、鉄筋２１を内蔵し、決定した増し打ち壁厚となるように、増し打ち壁２０用の型枠を配置する。更に、鉄筋３１，３２を内蔵するスロープ床を形成するように、スロープ床用の型枠を配置する。
そして、コンクリートを打設する（ステップＳ２−４）。具体的には、型枠の内部にコンクリートを打設する。その後、型枠を外して、地下構造体１０が完成する。

【0026】

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態において、地下構造体１０は、既存建物の地下外壁１１の内側に増し打ち壁２０と、この増し打ち壁２０に一端部を定着させたスロープ床３０とを有している。スロープ床３０を設ける際に、地下外壁１１の上階のスラブを取り外した状態では、地下外壁１１が片持ちになり、曲げモーメント分布が変化する。この場合においても、地下外壁１１の内側に設けた増し打ち壁２０によって、必要な曲げ耐力を確保することができる。また、スロープ床３０の鉄筋３１の一端部を増し打ち壁２０に定着させるので、スロープ床３０の定着のために、既存建物の地下外壁１１に穴あけ等を行なう必要がなく、既存建物における漏水や埋設された鉄筋の切断等のリスクを回避することができる。

【0027】

（２）本実施形態において、増し打ち壁２０は、スロープ床３０の下側に設けられている。これにより、曲げ耐力が不足するスロープ床３０の下側を補強することができる。
（３）本実施形態において、応力に基づく増し打ち壁２０の壁厚と、定着壁厚とのうち大きい壁厚を、増し打ち壁２０の壁厚として特定する。これにより、上階のスラブを取り外した状態における曲げモーメントに耐え得る壁厚を確保することができ、また、スロープ床３０を、より確実に増し打ち壁２０に定着させることができる。

【0028】

（４）本実施形態において、増し打ち壁２０は、同じ壁厚で構成されている。これにより、増し打ち壁２０の型枠を簡単にすることができるので、増し打ち壁２０を効率よく設置することができる。

【0029】

（５）本実施形態において、地下構造体の施工処理において、地下外壁の表面に目荒らし処理を実行した（ステップＳ２−１）後、増し打ち壁２０のコンクリート打設を行なう。このため、地下外壁１１と増し打ち壁２０とを、より強固に一体化することができる。

【0030】

（第２の実施形態）
次に、図６及び図７を用いて、地下構造体及び地下構造体の構築方法の第２の実施形態を説明する。上記第１の実施形態では、増し打ち壁２０の厚みを一定としたが、本実施形態では、場所によって厚みが異なる増し打ち壁としている。上記実施形態と同一の部分については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【0031】

図６に示すように、本実施形態の地下構造体５０は、既存建物の地下外壁１１と、この地下外壁１１の内側（図示しない新築建物側）に配置された増し打ち壁６０と、スロープ床３０とを備えている。

【0032】

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、増し打ち壁６０は、スロープ床３０の下側及び所定高さより下側に配置されている。増し打ち壁６０は、鉄筋６１を埋設したコンクリート６５から構成されている。鉄筋６１は、地下構造体１０とは反対側の側部に埋設されている。本実施形態のコンクリート６５は、下部の壁厚が上部の壁厚より大きい段差を有した形状をしている。本実施形態では、曲げモーメント分布に基づいて算出した追加壁厚が、定着壁厚より大きくなる位置（所定高さ）より下方を、壁厚が大きい下部６５ｂとして形成している。そして、増し打ち壁６０のコンクリート６５は、上部６５ａの壁厚が定着壁厚であって、下部６５ｂの壁厚は最大曲げモーメントに基づいて算出された追加壁厚で構成されている。

【0033】

更に、増し打ち壁６０の上端部には、スロープ床３０の一端部が一体化されて、スロープ床３０に埋設された鉄筋３１の先端が、曲がって埋設されて固定されている。

【0034】

本実施形態によれば、上記（１）、（２）の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（６）本実施形態において、地下構造体１０の増し打ち壁６０は、上部６５ａの壁厚が定着壁厚であって、下部６５ｂの壁厚は曲げモーメントに基づいて算出された壁厚で構成されている。これにより、上部６５ａの壁厚を薄くすることができる。

【0035】

また、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記第１実施形態において、増し打ち壁２０は、一定の壁厚の平板形状を有する。上記第２実施形態において、増し打ち壁６０は、段差を有した形状を有する。増し打ち壁の形状は、これに限定されるものではない。例えば、曲げモーメント分布に応じて徐々に壁厚を変化させたテーパー形状を有する増し打ち壁としてもよい。また、複数階に渡って昇降床を設ける場合等、上記実施形態の地下外壁１１における曲げモーメント分布が変化する場合においても、同様に、曲げモーメントに応じて壁厚を大きくすればよい。

【0036】

・上記各実施形態において、地下構造体１０は、スロープ床３０を備える。既存建物において上階のスラブを取り外して設ける昇降床であれば、スロープ床に限定されるものではない。例えば、昇降床として階段を用いることも可能である。

【0037】

・上記各実施形態において、スロープ床３０に埋設した鉄筋３１の定着長により、スロープ床３０を増し打ち壁２０に固定する。スロープ床３０を階段床の増し打ち壁に固定できればよく、定着は、定着長による方法に限定されない。例えば、鉄筋に定着材を用いてもよい。

【0038】

・上記各実施形態において、増し打ち壁２０，６０は、スロープ床３０の下部に設ける。これに代えて、増し打ち壁２０，６０を、スロープ床３０の上部にも設けて、地下外壁１１の全面に設けてもよい。

【0039】

・上記各実施形態において、増し打ち壁２０，６０に、鉄筋２１，６１を埋設した。増し打ち壁２０，６０の構造は、これに限定されず、コンクリートのみで構成してもよいし、更に多くの鉄筋を埋設してもよい。

【0040】

・上記各実施形態においては、増し打ち壁２０，６０とスロープ床３０との配筋を行なった後、型枠の設置を行ない、コンクリート打設を行なった。増し打ち壁とスロープ床との配筋、型枠の設置及びコンクリート打設は、別々に行なってもよい。

【0041】

・上記各実施形態において、増し打ち壁２０，６０を設ける場合に、目荒らしを行なった。既存建物の地下外壁と増し打ち壁とを一体化する方法は目荒らし処理に限定されない。例えば、既存建物の地下外壁の表面に接着剤を塗付（打継接着）により行ってもよい。

【符号の説明】

【0042】

Ｍ０，Ｍ１…曲げモーメント分布、１０，５０…地下構造体、１１…地下外壁、１１ａ…上階スラブ、２０，６０…増し打ち壁、２１，３１，３２，６１…鉄筋、２５，３５，６５…コンクリート、３０…スロープ床、６５ａ…上部、６５ｂ…下部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】