特許 7386095 地下構造体施工方法

(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】

(24)【登録日】2023-11-15

(45)【発行日】2023-11-24

(54)【発明の名称】地下構造体施工方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 29/045 20060101AFI20231116BHJP

【ＦＩ】

E02D29/045 Z

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020030283

(22)【出願日】2020-02-26

(65)【公開番号】P2021134522

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2022-12-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山下 真吾

(72)【発明者】

【氏名】小野 晋

(72)【発明者】

【氏名】武田 力

(72)【発明者】

【氏名】河野 貴穂

【審査官】高橋 雅明

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１７２７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－０２９９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－０９４６１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ２９／０４５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

山留壁の内壁面を支持する腹起し及び切梁の下方において、基礎から立ち上がるとともに前記山留壁と一体化されるコンクリート造の地下外壁を施工する地下外壁施工工程と、
前記腹起し及び前記切梁を撤去し、前記地下外壁の上に前記山留壁の内壁面に沿った柱を施工する柱施工工程と、
前記地下外壁から立ち上げられ、前記山留壁と一体化されるとともに、前記柱が埋設されるコンクリート造の打継地下外壁を施工する打継地下外壁施工工程と、
を備える地下構造体施工方法。

【請求項2】

前記柱は、鉄骨柱とされ、
前記打継地下外壁施工工程において、前記打継地下外壁の内壁面には、前記鉄骨柱を沿った柱型が形成される、
請求項１に記載の地下構造体施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地下構造体施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

連続地中壁の内側に鉄筋コンクリート造の壁を施工し、これらの連続地中壁及び壁によって山留壁を形成する施工方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

また、既存地下外壁の内側に増打ち壁を施工し、これらの既存地下外壁及び増打ち壁によって山留壁を形成する施工方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平６－１４６３０９号公報

【文献】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】

一般に、地下階の階高が高く、山留壁に作用する土圧が大きい場合、山留壁の内壁面が腹起しを介して切梁によって支持される。これにより、山留壁の変形及び破損が抑制される。

【0006】

ところで、地下階を有する鉄骨造では、山留壁の内壁面に沿って柱を立てることが考えられる。しかしながら、山留壁の内壁面が腹起し及び切梁によって支持されているため、柱が腹起しに干渉し、柱の施工が困難になる可能性がある。

【0007】

本発明は、上記の事実を考慮し、山留壁の変形及び破損を抑制しつつ、山留壁の内壁面に沿って柱を立てることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

第１態様に係る地下構造体施工方法は、山留壁の内壁面を支持する腹起し及び切梁の下方において、基礎から立ち上がるとともに前記山留壁と一体化されるコンクリート造の地下外壁を施工する地下外壁施工工程と、前記腹起し及び前記切梁を撤去し、前記地下外壁の上に前記山留壁の内壁面に沿った柱を施工する柱施工工程と、を備える。

【0009】

第１態様に係る地下構造体施工方法によれば、地下外壁施工工程と、柱施工工程とを備える。地下外壁施工工程では、山留壁の内壁面を支持する腹起し及び切梁の下方において、基礎から立ち上がるとともに山留壁と一体化されるコンクリート造の地下外壁を施工する。この地下外壁によって山留壁が補強される。

【0010】

次に、柱施工工程において、腹起し及び切梁を撤去し、地下外壁の上に山留壁の内壁面に沿った柱を施工する。

【0011】

ここで、前述したように、山留壁は、地下外壁によって補強される。そのため、山留壁の変形及び破損を抑制しつつ、腹起し及び切梁を撤去することができる。

【0012】

また、腹起し及び切梁を撤去することにより、腹起し及び切梁に柱が干渉することがないため、山留壁の内壁面に沿って柱を立てることができる。

【0013】

このように本発明では、山留壁の変形及び破損を抑制しつつ、山留壁の内壁面に沿って柱を立てることができる。

【0014】

第２態様に係る地下構造体施工方法は、第１態様に係る地下構造体施工方法において、前記地下外壁から立ち上げられ、前記山留壁と一体化されるとともに、前記柱が埋設されるコンクリート造の打継地下外壁を施工する打継地下外壁施工工程を備える。

【0015】

第２態様に係る地下構造体施工方法によれば、打継地下外壁施工工程をさらに備える。打継地下外壁施工工程では、地下外壁から立ち上げられ、山留壁と一体化されるとともに、柱が埋設されるコンクリート造の打継地下外壁を施工する。この打継地下外壁によって山留壁が補強される。したがって、山留壁の変形及び破損がさらに抑制される。

【0016】

第３態様に係る地下構造体施工方法は、第２態様に係る地下構造体施工方法において、前記柱は、鉄骨柱とされ、前記打継地下外壁施工工程において、前記打継地下外壁の内壁面には、前記鉄骨柱を沿った柱型が形成される。

【0017】

第３態様に係る地下構造体施工方法によれば、打継地下外壁施工工程において、打継地下外壁の内壁面には、鉄骨柱に沿った柱型が形成される。このように打継地下外壁の内壁面に柱型を形成することにより、打継地下外壁に鉄骨柱を埋設しつつ、打継地下外壁の壁厚を薄くすることができる。

【発明の効果】

【0018】

以上説明したように、本発明によれば、山留壁の変形及び破損を抑制しつつ、山留壁の内壁面に沿って柱を立てることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】一実施形態に係る地下構造体施工方法によって施工された構造物の地下構造体を示す断面図である。

【図2】図１の２－２線断面図である。

【図3】（Ａ）及び（Ｂ）は、図１に示される地下構造体の施工過程をそれぞれ示す断面図である。

【図4】（Ａ）及び（Ｂ）は、図１に示される地下構造体の施工過程をそれぞれ示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

（構造物）
先ず、本実施形態に係る地下構造体施工方法によって施工される構造物の構成について説明する。

【0021】

図１に示されるように、構造物２０は、地下構造体２２と、地下構造体２２の上に構築される図示しない地上構造体とを有している。この構造物２０は、地下構造体（既存地下構造体）１２を有する既存構造物１０と隣接している。

【0022】

なお、符号Ｋは、一例として、既存構造物１０の敷地と構造物２０の敷地の境界線（隣地境界線）を示している。

【0023】

地下構造体２２は、基礎スラブ２４と、地下外壁４０と、鉄骨柱５０とを有している。基礎スラブ２４は、鉄筋コンクリート造とされており、その内部にスラブ筋２６が埋設されている。また、基礎スラブ２４は、地盤３０を掘削して形成した地下空間３４の根切底３２に沿って設けられている。この基礎スラブ２４の外周部には、地下外壁４０が設けられている。なお、基礎スラブ２４は、基礎の一例である。

【0024】

地下外壁４０は、鉄筋コンクリート造とされており、その内部に縦壁筋４２及び横壁筋４４（図２参照）が埋設されている。また、地下外壁４０は、後述する山留壁６０と共に合成壁を構成している。この地下外壁４０は、先行壁部４０Ｌと、打継壁部４０Ｕとを有している。

【0025】

先行壁部４０Ｌは、地下外壁４０の下部を構成している。この先行壁部４０Ｌは、基礎スラブ２４の外周部から山留壁６０の内壁面に沿って立ち上げられており、山留壁６０の下部の補強を兼ねている。この先行壁部４０Ｌの上には、打継壁部４０Ｕが設けられている。なお、先行壁部４０Ｌには、後述する鉄骨柱５０用の複数のアンカー筋４６が埋設されている。

【0026】

打継壁部４０Ｕは、地下外壁４０の上部を構成している。この打継壁部４０Ｕは、先行壁部４０Ｌの上端部から山留壁６０の内壁面に沿って立ち上げられており、山留壁６０の上端部に達している。この打継壁部４０Ｕの上端部には、構造物２０の１階のスラブ４８が接合されている。なお、先行壁部４０Ｌは、地下外壁の一例であり、打継壁部４０Ｕは、打継地下外壁の一例である。

【0027】

図２に示されるように、打継壁部４０Ｕの内壁面には、柱型５２が形成されている。この柱型５２には、鉄骨柱５０の下部が埋設されている。換言すると、柱型５２は、鉄骨柱５０の下部に沿って形成されている。また、柱型５２には、複数の柱主筋５８及びせん断補強筋５９が埋設されている。

【0028】

なお、先行壁部４０Ｌには、打継壁部４０Ｕの柱型５２と連続する柱型５２（図１参照）が形成されている。

【0029】

鉄骨柱５０は、角形鋼管によって形成されている。また、鉄骨柱５０の下部は、前述した柱型５２に埋設されている。これらの鉄骨柱５０及び柱型５２は、鉄骨鉄筋コンクリート造の柱を構成している。一方、鉄骨柱５０の上部は、地上に配置されており、構造物２０の上部構造体を構成している。

【0030】

鉄骨柱５０の下端部には、ベースプレート５４が設けられている。ベースプレート５４は、鋼板等によって形成されている。また、ベースプレート５４は、先行壁部４０Ｌの上端面に載置されている。このベースプレート５４は、先行壁部４０Ｌに埋設された複数のアンカー筋４６にナット等によって固定されている。

【0031】

鉄骨柱５０の下部には、複数のスタッド５６が設けられている。複数のスタッド５６は、鉄骨柱５０の各側面に設けられている。また、複数のスタッド５６は、鉄骨柱５０の材軸方向（上下方向）に間隔を空けて配置されており、打継壁部４０Ｕ（柱型５２）に埋設されている。これらのスタッド５６によって、鉄骨柱５０の下部と打継壁部４０Ｕ（柱型５２）との一体性が高められている。なお、スタッド５６は、省略可能である。

【0032】

（山留壁）
図２に示されるように、山留壁６０は、壁状地盤改良体６２と、壁状地盤改良体６２に埋設される複数の芯材６４とを有している。壁状地盤改良体６２は、例えば、ソイルセメント連続壁工法によって形成されている。この壁状地盤改良体６２は、壁状に連続する複数の柱状改良体６２Ａを有している。

【0033】

柱状改良体６２Ａは、例えば、掘削オーガによって地盤３０（図１参照）を掘削しながら、掘削オーガの先端部からセメントミルク等のセメント系固化材を噴射し、掘削土とセメント系固化材とを地盤３０中で撹拌、混合して固化させることにより造成される。

【0034】

柱状改良体６２Ａには、芯材６４が埋設されている。芯材６４は、柱状改良体６２Ａの略全長に亘って設けられている。また、芯材６４は、柱状改良体６２Ａの施工時に、固化する前の柱状改良体６２Ａに落とし込まれる。

【0035】

芯材（鉄骨芯材）６４は、Ｈ形鋼で形成されている。この芯材６４は、互いに対向する一対のフランジ部６４Ａと、一対のフランジ部６４Ａを接続するウェブ部６４Ｂとを有している。この芯材６４は、一対のフランジ部６４Ａの対向方向を壁状地盤改良体６２の壁厚方向として配置されている。また、一対のフランジ部６４Ａのうち、地下外壁４０側のフランジ部６４Ａの外面には、せん断力伝達手段としての複数のスタッド６６が設けられている。

【0036】

複数のスタッド６６は、芯材６４の材軸方向（上下方向）に間隔を空けて配置されている。また、複数のスタッド６６は、地下外壁４０の先行壁部４０Ｌ及び打継壁部４０Ｕにそれぞれ埋設されている。これらのスタッド６６によって、山留壁６０と地下外壁４０との一体性が高められている。

【0037】

なお、芯材６４は、Ｈ形鋼に限らず、例えば、Ｉ形鋼、Ｃ形鋼、又は鋼管鋼等であっても良い。

【0038】

次に、本実施形態に係る地下構造体施工方法について説明する。

【0039】

図３（Ａ）に示されるように、先ず、山留壁施工工程において、地盤３０の掘削領域を囲むように山留壁６０を施工する。具体的には、地盤３０に壁状地盤改良体６２を施工するとともに、固化する前の壁状地盤改良体６２に複数の芯材６４を落とし込む。この状態で、壁状地盤改良体６２を固化させることにより、山留壁６０を形成する。

【0040】

次に、掘削工程において、山留壁６０の内側の地盤（掘削領域）３０を所定深度まで掘削（一次掘削）する。そして、掘削した地下空間３４に腹起し７０及び切梁７２を仮設し、腹起し７０を介して山留壁６０の内壁面を切梁７２で支持する。この状態で、地盤３０をさらに掘削(二次掘削）する。

【0041】

なお、本実施形態では、山留壁６０が既存構造物１０と隣接するため、既存構造物１０の重量等に応じて、山留壁６０に作用する土圧が大きくなる。そのため、腹起し７０及び切梁７２の設置高さ及び本数等は、既存構造物１０の重量等を考慮して適宜設定される。

【0042】

次に、図３（Ｂ）に示されるように、基礎施工工程において、腹起し７０及び切梁７２によって山留壁６０の内壁面を支持した状態で、地下空間３４の根切底３２に沿って基礎スラブ２４を施工する。

【0043】

次に、地下外壁施工工程において、腹起し７０及び切梁７２の下方において、地下外壁４０の先行壁部４０Ｌを施工し、山留壁６０の下部を補強する。具体的には、腹起し７０及び切梁７２の下方において、山留壁６０の下部の内壁面側の壁状地盤改良体６２を削り取り、複数の芯材６４のフランジ部６４Ａ（図２参照）の外面をそれぞれ露出させる。そして、露出した各フランジ部６４Ａの外面に複数のスタッド６６を溶接等によって取り付ける。

【0044】

次に、腹起し７０及び切梁７２の下方において、山留壁６０の下部と対向する図示しない型枠を仮設するとともに、型枠内に縦壁筋４２（図２参照）、横壁筋４４（図２参照）、及びアンカー筋４６を配筋する。また、柱型５２（図１参照）用の型枠も仮設する。

【0045】

次に、図示しない型枠内にコンクリートを打設し、硬化させる。これにより、腹起し７０及び切梁７２に達しない高さの先行壁部４０Ｌが施工される。この先行壁部４０Ｌは、複数のスタッド６６を介して山留壁６０の下部と一体化される。これにより、先行壁部４０Ｌ及び山留壁６０の下部によって、土圧Ｆを負担する合成壁が構成される。

【0046】

なお、先行壁部４０Ｌの高さ、壁厚、及び配筋量等は、腹起し７０及び切梁７２を撤去可能なように適宜設定される。

【0047】

次に、図３（Ｂ）及び図４（Ａ）に示されるように、柱施工工程において、腹起し７０及び切梁７２を撤去する。これにより、山留壁６０の下部を介して、先行壁部４０Ｌに土圧Ｆが移行するため、山留壁６０の破損等が抑制される。

【0048】

次に、先行壁部４０Ｌの上に鉄骨柱５０を施工する。具体的には、山留壁６０の上部の内壁面に沿って鉄骨柱５０を立てるとともに、鉄骨柱５０のベースプレート５４を先行壁部４０Ｌの上端面に載置する。この際、鉄骨柱５０の上部は、山留壁６０よりも上方へ延出させる。

【0049】

次に、先行壁部４０Ｌの上端面から突出する複数のアンカー筋４６に、ナットによってベースプレート５４を固定する。これにより、先行壁部４０Ｌに鉄骨柱５０が固定される。なお、鉄骨柱５０の下部には、複数のスタッド５６が予め取り付けられている。

【0050】

次に、図４（Ｂ）に示されるように、打継地下外壁施工工程において、先行壁部４０Ｌの上に、山留壁６０の上部の内壁面に沿った打継壁部４０Ｕを施工する。具体的には、山留壁６０の上部の内壁面側の壁状地盤改良体６２を削り取り、各芯材６４のフランジ部６４Ａ（図２参照）の外面を露出させる。そして、露出した各フランジ部６４Ａの外面に、複数のスタッド６６を溶接等によって取り付ける。

【0051】

次に、鉄骨柱５０を挟んで山留壁６０の上部と対向する図示しない型枠を仮設するとともに、型枠内に縦壁筋４２及び横壁筋４４（図２参照）を配筋する。また、鉄骨柱５０の周囲に柱型５２（図２参照）用の図示しない型枠を仮設し、型枠内に柱主筋５８及びせん断補強筋５９を配筋する。

【0052】

次に、図示しない型枠内にコンクリートを打設し、硬化させる。これにより、先行壁部４０Ｌの上に、先行壁部４０Ｌと連続する打継壁部４０Ｕが形成される。つまり、基礎スラブ２４の外周部から山留壁６０の上端部に亘る地下外壁４０が形成される。

【0053】

また、打継壁部４０Ｕは、複数のスタッド６６を介して山留壁６０の上部と一体化される。これにより、打継壁部４０Ｕ及び山留壁６０の上部によって、土圧Ｆを負担する合成壁が構成される。また、打継壁部４０Ｕ（柱型５２）には、鉄骨柱５０の下部が埋設される。この打継壁部４０Ｕ（柱型５２）と鉄骨柱５０の下部とは、複数のスタッド５６を介して一体化される。

【0054】

その後、構造物２０の１階のスラブ４８を施工する。

【0055】

なお、本実施形態に係る地下構造体施工方法は、上記限らず、状況に応じて工程を適宜入れ替えても良いし、他の工程が追加されても良い。

【0056】

（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

【0057】

本実施形態に係る地下構造体施工方法によれば、図３（Ａ）に示されるように、地下外壁施工工程において、山留壁６０の内壁面を支持する腹起し７０及び切梁７２の下方において、基礎スラブ２４から立ち上がるとともに山留壁６０の下部と一体化される先行壁部４０Ｌを施工する。この先行壁部４０Ｌによって山留壁６０の下部が補強される。

【0058】

次に、図３（Ｂ）及び図４（Ａ）に示されるように、柱施工工程において、腹起し７０及び切梁７２を撤去し、先行壁部４０Ｌの上に山留壁６０の上部の内壁面に沿った鉄骨柱５０を施工する。

【0059】

ここで、前述したように、山留壁６０は、先行壁部４０Ｌによって補強される。そのため、山留壁６０の変形及び破損を抑制しつつ、腹起し７０及び切梁７２（図３（Ｂ））を撤去することができる。

【0060】

また、腹起し７０及び切梁７２を撤去することにより、腹起し７０及び切梁７２に鉄骨柱５０が干渉することがないため、山留壁６０の上部の内壁面に沿って鉄骨柱５０を立てることができる。

【0061】

このように本実施形態では、山留壁６０の変形及び破損を抑制しつつ、山留壁６０の内壁面に沿って鉄骨柱５０を立てることができる。

【0062】

また、打継地下外壁施工工程では、先行壁部４０Ｌから立ち上げられ、山留壁６０の上部と一体化されるとともに、鉄骨柱５０が埋設される打継壁部４０Ｕを施工する。この打継壁部４０Ｕによって山留壁６０の上部が補強される。したがって、山留壁６０の変形及び破損がさらに抑制される。

【0063】

さらに、先行壁部４０Ｌ及び打継壁部４０Ｕは、複数のスタッド６６を介して山留壁６０と一体化され、山留壁６０と共に合成壁を構成する。これにより、山留壁６０の変形及び破損がさらに抑制される。

【0064】

また、図２に示されるように、打継地下外壁施工工程において、打継壁部４０Ｕの内壁面に、鉄骨柱５０に沿った柱型５２が形成される。このように打継壁部４０Ｕの内壁面に柱型５２を形成することにより、打継壁部４０Ｕの鉄骨柱５０の下部を埋設しつつ、打継壁部４０Ｕの壁厚を薄くすることができる。

【0065】

さらに、地下外壁施工工程において、先行壁部４０Ｌに複数のアンカー筋４６を埋設する。これにより、柱施工工程において、先行壁部４０Ｌに鉄骨柱５０のベースプレート５４を容易に固定することができる。したがって、鉄骨柱５０の施工性が向上する。

【0066】

（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。

【0067】

上記実施形態では、地下外壁４０の先行壁部４０Ｌ及び打継壁部４０Ｕに柱型５２が形成されている。しかし、例えば、先行壁部４０Ｌ及び打継壁部４０Ｕの壁厚を厚くし、柱型５２を省略することも可能である。

【0068】

また、上記実施形態では、打継地下外壁施工工程において、先行壁部４０Ｌの上に打継壁部４０Ｕを施工する。しかし、打継地下外壁施工工程は、適宜省略可能である。

【0069】

また、上記実施形態では、柱が鉄骨柱５０とされている。しかし、柱は、ＣＦＴ造又はプレキャストコンクリート造の柱であっても良い。

【0070】

また、上記実施形態では、基礎が基礎スラブ２４とされている。しかし、基礎は、例えば、耐圧版、又は基礎梁等であっても良い。

【0071】

また、上記実施形態では、構造物２０が既存構造物１０と隣接している。しかし、構造物２０は、既存構造物１０と隣接しなくても良い。

【0072】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0073】

２２ 地下構造体
２４ 基礎スラブ（基礎）
４０Ｌ 先行壁部（地下外壁）
４０Ｕ 打継壁部（打継地下外壁）
５０ 鉄骨柱（柱）
５２ 柱型
６０ 山留壁
７０ 腹起し
７２ 切梁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】