(57)【要約】【課題】床版を無筋とし又は鉄筋量を増やさずに、大深度となる穴底面に構築することができる地下構造物及び複合構造物を得る。【解決手段】地下構造物１０は、掘削された縦穴１４の穴底面に構築された底部３２の周辺から立上り土圧Ｐを受ける側壁２０と、側壁２０の内面に沿って連続し中央部に開口部３０を構成する複数階層のコンクリート造の床版２６とを有している。ここで、側壁２０に作用する土圧Ｐが、側壁２０の内面に沿って連続して構成された床版２６を通じて、開口部３０に沿って反対側の側壁２０へ伝達される。これにより、床版２６に圧縮力が付与され、引張力に弱いコンクリート造の床版２６が補強され、床版２６を無筋とし又は鉄筋量を増やさずに済む。さらに、床版２６が一種の切ばりとして側壁２０を支えるため、大きな土圧Ｐが作用する大深度となる穴底面に地下構造物１０を構築することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削された穴の穴底面に構築された基礎底盤の周辺から立ち上り、土圧を受ける側壁と、
前記側壁の内面に沿って連続して設けられた複数階層のコンクリート造の床版と、
を有する地下構造物。
【請求項２】
前記側壁は、上方から平面視したとき円形である請求項１に記載の地下構造物。
【請求項３】
前記基礎底盤が不透水層又は難透水層に形成されている請求項１又は請求項２に記載の地下構造物。
【請求項４】
前記コンクリート造の床版に開口部が形成された請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の地下構造物。
【請求項５】
前記開口部が円形又は楕円形及びそれらに準ずる多角形である請求項４に記載の地下構造物。
【請求項６】
前記コンクリート造の床版に面内方向の圧縮力を付与する圧縮手段が設けられている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の地下構造物。
【請求項７】
前記圧縮手段は、前記床版に形成された隙間と、前記隙間を押し広げる拡幅手段とを有する請求項６に記載の地下構造物。
【請求項８】
請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の地下構造物と、
前記地下構造物の前記開口部を構成する前記コンクリート造の床版と離間して前記基礎底盤に立設された地上階のある建築物と、を有し、
前記地下構造物と前記建築物が前記基礎底盤を共有する複合構造物。
【請求項９】
前記床版と前記建築物は、振動を粘性抵抗力で減衰させる粘性ダンパーで連結されている請求項８に記載の複合構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下構造物及び地下構造物を有する複合構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地下構造物及びその施工法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１の地下構造物は、まず、プレキャストコンクリート版を地中に打込んで地中壁を形成し、対面する地中壁の上部をプレキャスト製の頂版部材で連結した後、頂版部材の下方を掘削して施工空間を形成し、現場打ちコンクリートで底版及び側版部を形成して、地下構造物を構築している。
【０００４】
特許文献２の地下構造物は、一般に大深度地下と呼ばれる地下５０ｍ〜１００ｍの深さまで円筒壁部を構築し、さらに該円筒壁部の下端に一体的に底部を構築して、形成された内部空間に液体を充填している。これにより、円筒壁部の外側の土水圧と、内側の水圧とを釣り合わせ、土水圧によって壁部にかかる曲げ応力を低下させている。
【０００５】
ここで、特許文献１の地下構造物は、プレキャスト製の土留めと地下構造物を一体としたもので、支保工としての頂版部材が必要となる。
【０００６】
一方、特許文献２では、大深度地下まで地下構造物を構築することを想定しているが、円筒壁部の内側に液体を充填させないと、土水圧によって壁部にかかる曲げ応力を小さくすることができず、人が立ち入れる空間を作れない。また、外側の円筒壁部と内側の円筒壁部の間に、支保工としての部材が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１９３４９４
【特許文献２】特開平５−３１１６８２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、床版を無筋とし又は鉄筋量を増やさずに、大深度となる穴底面に構築することができる地下構造物及び複合構造物を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る地下構造物は、掘削された穴の穴底面に構築された基礎底盤の周辺から立ち上り、土圧を受ける側壁と、前記側壁の内面に沿って連続して設けられた複数階層のコンクリート造の床版と、を有する。
【００１０】
上記構成によれば、側壁に作用する土圧が、側壁の内面に沿って連続して構成されたコンクリート造の床版を通じて、反対側の側壁に伝達される。これにより、床版に圧縮力が付与され、引張力に弱いコンクリート造の床版が補強され、床版を無筋とし又は鉄筋量を増やさずに済む。さらに、この床版が一種の切ばりとして側壁を支えるため、大きな土圧が作用する大深度となる穴底面に地下構造物を構築することができる。
【００１１】
なお、コンクリート造とは、鉄筋のない無筋のコンクリート造り、鉄筋の非常に少ないコンクリート造り、鉄筋コンクリート造、鉄筋鉄骨コンクリート造、鉄骨コンクリートを含むものである。
【００１２】
また、居住空間としてのコンクリート造の床版に鉛直荷重が作用しても、圧縮力が付与されているため、コンクリート造の床版での引張力の発生を抑えられる。さらに、地震が発生したとき、地上に構築された構造物が存在しないので、地上構造物の揺れの影響を受けず、地盤からの揺れの影響だけを受けることになる。この揺れは地盤の種類にもよるが、一般的には地上に建物がある場合の揺れに較べて、小さい揺れとなる。さらに、当該地下構造物は、外部が土で囲まれているため、外側へ崩壊することはない。
【００１３】
よって、当該地下構造物は、ラーメン構造の必要はなく、無梁版構造で設計することが可能となる。また、上記のように、地下構造物は地上構造物に較べて地震に強いため、大深度に位置する適当な空間を避難場所として利用することも可能である。
【００１４】
本発明の請求項２に係る地下構造物は、前記側壁は、上方から平面視したとき円形である。この構成によれば、円形の側壁の外周で半径（法線）方向に土圧が作用したとき、側壁は円周方向に圧縮力が生じるので、側壁を矩形としたときよりも薄い壁厚で土圧に抵抗することができる。
【００１５】
本発明の請求項３に係る地下構造物は、前記基礎底盤が不透水層又は難透水層に形成されている。この構成によれば、不透水層又は難透水層（以下、不（難）透水層と記載する）は透水層に比べて湧水量は著しく少ないので、不（難）透水層に形成されている基礎底盤及び側壁に作用する湧水を揚水することによって浮力を低減することができる。これにより、地下構造物の浮き上りを防止するアンカー等が不要となる。
【００１６】
本発明の請求項４に係る地下構造物は、前記コンクリート造の床版に開口部が形成されている。この構成によれば、側壁に作用する土圧が、側壁の内面に沿って連続して構成されたコンクリート造の床版を通じて、開口部に沿って反対側の側壁へ伝達される。これにより、床版に圧縮力が付与され、引張力に弱いコンクリート造の床版が補強され、床版を無筋とし又は鉄筋量を増やさずに済む。
【００１７】
さらに、この床版が一種の切ばりとして側壁を支えるため、大きな土圧が作用する大深度となる穴底面に地下構造物を構築することができる。また、コンクリート造の床版の中央は開口部となっているため、地下構造物内へ採光ができ、大深度でもコンクリート造の床版の階層間を居住空間とすることができる。
【００１８】
本発明の請求項５に係る地下構造物は、前記開口部が円形又は楕円形及びそれらに準ずる多角形である。この構成によれば、側壁に作用する土圧によって生じる圧縮力が開口部に沿って均等に伝わるため、コンクリート造の床版全体に均等に圧縮力を作用させることができる。
【００１９】
本発明の請求項６に係る地下構造物は、前記コンクリート造の床版に面内方向の圧縮力を付与する圧縮手段が設けられている。この構成によれば、コンクリート造の床版の面積が大きい、或いは側壁の剛性が大きいなどの理由で、土圧による圧縮力が不足するとき、圧縮手段によって、コンクリート造の床版に水平方向の圧縮力をさらに付加し、床版全般に亘って均等に圧縮応力を導入することができる。
【００２０】
また、側壁が円形の場合、半径方向へ圧縮力を導入することで、床版は半径方向、円周（接線）方向ともに圧縮状態となって釣り合うことになるが、床版の半径方向圧縮応力と円周方向圧縮応力の合計は、床版の如何なる点でも土圧の２倍以上になるため、床版の圧縮効率が上がる。この圧縮応力により、床版は、鉛直方向に作用する荷重に抵抗することができるので、床版の鉄筋量を減らすことができる。
【００２１】
本発明の請求項７に係る地下構造物は、前記圧縮手段は、前記床版に形成された隙間と、前記隙間を押し広げる拡幅手段（オイルジャッキ）とを有する。この構成によれば、オイルジャッキによる拡幅手段で隙間を押し広げるだけで床版に圧縮力を付与できるので、簡易な構成で圧縮力を付与できる。
【００２２】
本発明の請求項８に係る複合構造物は、請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の地下構造物と、前記地下構造物の前記開口部を構成する前記コンクリート造の床版と離間して前記基礎底盤に立設された地上階のある建築物と、を有し、前記地下構造物と前記建築物が前記基礎底盤を共有する。
【００２３】
上記構成によれば、基礎底盤が地面よりも下方の大深度に設けられているため、地上階のある建築物の底部に作用する地震の揺れは小さくなっている。さらに、地上階のある建築物の側壁は、地下構造物の開口部を構成する地下階コンクリート造の床版と離間して設けられているため、地面近傍の地震の揺れがコンクリート造の床版を介して地上階のある建築物に伝わることがない。これにより、基礎底盤から上方に高層の地上階のある建築物を構築しても、当該地上階のある建築物の地震による揺れを抑えることができる。
【００２４】
本発明の請求項９に係る複合構造物は、前記床版と前記建築物は、振動を粘性抵抗力で減衰させる粘性ダンパーで連結されている。この構成によれば、建築物が揺れたときに粘性ダンパーの粘性抵抗力によって振動を減衰することができる。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１の発明は、床版を無筋とし又は鉄筋量を増やさずに、大深度となる穴底面に構築することができる地下構造物及び複合構造物を得られる。
【００２６】
請求項２の発明は、側壁を矩形としたときよりも薄い壁厚で土圧に抵抗することができる。
【００２７】
請求項３の発明は、地下構造物に作用する浮力を低減することができる。
【００２８】
請求項４の発明は、床版を無筋とし又は鉄筋量を増やさずに済む。
【００２９】
請求項５の発明は、コンクリート造の床版全体に均等に圧縮力を作用させることができる。
【００３０】
請求項６の発明は、床版全般に亘って均等に圧縮応力を導入することができる。
【００３１】
請求項７の発明は、簡易な構成で床版に圧縮力を付与できる。
【００３２】
請求項８の発明は、基礎底盤から上方に高層の地上階のある建築物を構築しても、当該地上階のある建築物の地震による揺れを抑えることができる。
【００３３】
請求項９の発明は、建築物が揺れたときに粘性ダンパーの粘性抵抗力によって振動を減衰することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る地下構造物の立断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る地下構造物の平断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る地下構造物の施工工程図（１）である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る地下構造物の施工工程図（２）である。
【図５】（ａ）本発明の第１実施形態に係る地下構造物に土圧が作用する状態を示す模式図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る床版に圧縮力が作用する状態を示す模式図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る地下構造物に加速度計を配置した状態を示す模式図である。
【図７】（ａ）比較例の地上構造物における地震発生時の時間と加速度の関係を示すグラフである。（ｂ）〜（ｃ）本発明の第１実施形態に係る地下構造物における地震発生時の時間と加速度の関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る地下構造物の立断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る地下構造物の平断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る隙間部へのオイルジャッキの装着状態を示す模式図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）本発明の第２実施形態に係る地下構造物の他の第１実施例〜第３実施例の平断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る複合構造物の立断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る複合構造物の平断面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る複合構造物の施工工程図（１）である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る複合構造物の施工工程図（２）である。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る複合構造物の他の実施例の立断面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る地下構造物の立断面図である。
【図１８】（ａ）、（ｂ）本発明の第４実施形態に係る地下構造物の平断面図である。
【図１９】本発明の第４実施形態に係る地下構造物の施工工程図（１）である。
【図２０】本発明の第４実施形態に係る地下構造物の施工工程図（２）である。
【図２１】本発明の第４実施形態に係る地下構造物の側壁に土圧が作用する状態を示す模式図である。
【図２２】（ａ）、（ｂ）本発明の第４実施形態に係る地下構造物の床版に作用する応力を示す模式図である。
【図２３】本発明の第５実施形態に係る複合構造物の立断面図である。
【図２４】本発明の第５実施形態に係る複合構造物の平断面図である。
【図２５】本発明の第５実施形態に係る複合構造物の施工工程図（１）である。
【図２６】本発明の第５実施形態に係る複合構造物の施工工程図（２）である。
【図２７】（ａ）、（ｂ）本発明の第６実施形態に係る複合構造物の立断面図及び部分断面図である。
【図２８】（ａ）〜（ｃ）本発明の第７実施形態に係る複合構造物の平断面図、部分平断面図、及び部分立断面図である。
【図２９】本発明の他の実施例の複合構造物の立断面図である。
【図３０】（ａ）、（ｂ）本発明の他の実施例の複合構造物の平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明の地下構造物の第１実施形態を図面に基づき説明する。図１には、地盤１２に掘削形成された縦穴１４内に構築された地下構造物１０が示されている。また、図２には、後述する上構造物１１Ａにおける地下構造物１０の平断面図が示されている。
【００３６】
図１に示すように、地下構造物１０は、地面ＧＬを基準（０階）として地上階側をプラス、地下階側をマイナスとしたとき、０階〜−１２階までの上構造物１１Ａと、−１３階〜−１９階までの下構造物１１Ｂとで構成されている。また、地下構造物１０は、０階〜−１４階までの深さＨ１＝７０ｍの範囲が民間領域となっており、−１５階〜−１９階までの深さＨ２＝３０ｍの範囲が公共領域となっている。なお、地下構造物１０は、−１２階（深さ６０ｍ程度）を境として、上側が第１段階の施工で構築された第１施工領域Ａであり、下側が第２段階の施工で構築された第２施工領域Ｂとなっている。
【００３７】
また、地下構造物１０は、縦穴１４の穴底面１６に構築された下構造物１１Ｂ（底部３４Ｇ）の周辺から立ち上り、土圧Ｐを受ける側壁２０を有している。側壁２０は、縦穴１４内面に接触し地下構造物１０の最外周壁を構成する外壁２２と、外壁２２の内面に接触し地下構造物１０の各階の周壁を構成する内壁２４とで構成されている。なお、下構造物１１Ｂに、請求項６および請求項７を適用する場合、適用階を上記「−１３階〜−１９階まで」に特定されることなく、例えば下構造物１１Ｂの適用階を「−３階〜−１９階まで」としてもよい。
【００３８】
外壁２２は、Ｈ鋼を芯材として、オーガー機によってセメントミルクを注入しながら土砂を攪拌して構築したＨ鋼モルタル柱列、又は鉄筋籠を芯材として、バケット掘削機によって溝を掘り、生コンクリートを注入して構築したコンクリート製の連続壁であり、遮水性の山止め壁として用いられている。
【００３９】
一方、内壁２４は、コンクリートにより形成された壁体である。なお、本実施形態では、側壁２０が外壁２２と内壁２４で構成されているものとして説明しているが、これに限らず、側壁２０が外壁２２のみであってもよい。
【００４０】
ここで、上構造物１１Ａは、側壁２０の内面に沿って連続形成され中央部に開口部３０を構成するコンクリート造の床版２６を有している。床版２６は、縦長Ｌ１＝横長Ｌ２＝１００ｍ（図２参照）の正方形状に構築されており、０階の床を床版２６Ａとして、−１階の床を床版２６Ｂ、−２階の床を床版２６Ｃ、途中省略して−１１階の床を床版２６Ｌ、−１２階の床を床版２６Ｍというように、複数階層に設けられている。
【００４１】
図２に示すように、開口部３０は、直径Ｄ＝６０ｍの円形状に形成されている。また、図１に示すように、開口部３０の下端には床版１８が形成されている。床版１８は、コンクリート造の連続した無開口床版となっている。また、床版１８は、下構造物１１Ｂにおいて天井部を構成している。なお、開口部３０は、円形だけでなく、楕円形及びそれらに準ずる多角形であってもよい。
【００４２】
図１及び図２に示すように、上構造物１１Ａの各階層の開口部３０側は開放されており、床版２６上で開口部３０の周方向の一部には、構真柱２８が立設されている。ここで、−１階に着目すると、側壁２０、床版２６Ａ、床版２６Ｂで囲まれたフロア２９が形成されている。なお、フロア２９は、他の階層も同様に設けられている。
【００４３】
図２に示すように、上構造物１１Ａの各階層の床版２６は、構真柱２８によって支持されている。
【００４４】
一方、図１に示すように、下構造物１１Ｂは、−１２階から−１９階までの複数階層に設けられたコンクリート造の床版１８及び３４（底部３４Ｇ含む）と、それら床版１８及び３４を支持する複数の構真柱３６とを有している。
【００４５】
次に、地下構造物１０の施工方法について説明する。なお、内壁２４と構真柱２８については、階層に関わらず同じ符号を用いて説明する。また、各床版には所定量の鉄筋が用いられるが、配筋工程の説明は省略する。
【００４６】
図３（ａ）に示すように、Ｈ鋼又は鉄筋籠（図示省略）を芯材として、Ｈ鋼ソイル柱列工法、又は連続壁工法により、所定の深さ（図１のＨ１＋Ｈ２の深さ）まで外壁２２を構築する。同時期に、場所打ち杭機によって構真柱２８を立設する。続いて、地表面を鋤取り、外壁２２の内側に枠体（図示省略）を配設すると共にコンクリートを打設して、外壁２２に沿って水平方向に床版２６Ａを形成する。これにより、地下構造物１０の０階の床が構築される。
【００４７】
続いて、図３（ｂ）に示すように、０階の床版２６Ａの下側が掘削機（図示省略）により掘削された後、床版２６Ａと同様に床版２６Ｂが構築される。この工法は、いわゆる逆打ち工法である。床版２６Ｂの構築後、外壁２２に接触するようにコンクリートが打設され、内壁２４が構築される。また、床版２６Ａの円形領域の地盤１２が掘削されることで、床版２６Ａ及び床版２６Ｂの内壁２４と反対側の端面が開放されると共に、開口部３０が形成される。
【００４８】
続いて、図３（ｃ）に示すように、−１階の床版２６Ｂから第１施工領域Ａ（図１参照）の下端である−１２階の床版２６Ｍまでの各階層において、逆打ち工法により各床版２６、内壁２４が構築され、掘削により開口部３０が形成される。かくして、上構造物１１Ａが構築される。上構造物１１Ａは、開口部３０によって採光された光が、各床版２６間の開放端からフロア２９内に導入されるため、居住空間として利用可能となる。なお、開口部３０側に窓を備えた周壁を設けてもよい。
【００４９】
上構造物１１Ａの構築後、第２施工領域Ｂの施工が開始される。施工開始に先立ち、新たに作業床（図示省略）が設けられ、図３（ｃ）に示すように、開口部３０の下部地盤１２に構築される構造物を支持するため、構真柱３６が立設される。
【００５０】
続いて、図４（ｄ）に示すように、−１２階（床版２６Ｍのフロア）において、開口部３０の底面にコンクリート打設により床版１８が形成される。なお、床版１８は床版２６Ｍに構造的に一体化され、構真柱３６で支持される。
【００５１】
続いて、図４（ｅ）に示すように、−１２階の床版２６Ｍ及び床版１８の下側に、逆打ち工法により−１３階の床版３４Ａ及び内壁２４が構築される。
【００５２】
続いて、図４（ｆ）に示すように、−１３階の床版３４Ａの下側に逆打ち工法により床版３４Ｂ〜底部３４Ｇ、内壁２４が構築される。このようにして、−１４階から−１９階までの各階層が構築され、−１３階から−１９階までの下構造物１１Ｂが構築される。
【００５３】
次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。
【００５４】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、構築された地下構造物１０の側壁２０には、４方向から土圧Ｐが作用する。ここで、上構造物１１Ａに着目すると、土圧Ｐは、側壁２０の内面に沿って連続して構成されたコンクリート造の床版２６を通じて、開口部３０の円弧（矢印Ｒ方向）に沿って反対側の側壁２０へ伝達される。このため、床版２６全体に均等に圧縮力を作用させることができる。
【００５５】
このように、土圧Ｐを利用して床版２６に圧縮力を付与することで、引張力に弱いコンクリート造の床版２６が補強されるため、床版２６を無筋とし又は鉄筋量を増やさずに済む。さらに、補強された床版２６が一種の切ばりとして側壁２０を支えるため、大きな土圧Ｐが作用する大深度となる穴底面に地下構造物１０を構築することができる。
【００５６】
床版２６の中央は開口部３０となっているため、地下構造物１０内へ採光ができ、大深度でも床版２６の階層間（フロア２９）を居住空間とすることができる。また、床版２６に鉛直荷重が作用した場合、床版２６に圧縮力が付与されているため、床版２６での引張力の発生を抑えられる。さらに、床版２６は、構真柱２８で支持されているので、床版２６に鉛直荷重が作用しても支持することができる。これにより、床版２６の構築状態が保持される。
【００５７】
また、下構造物１１Ｂにおいては、床版１８、３４は無開口である。床版２６と同様に、床版１８、３４に、土圧Ｐによる圧縮力が付与されるため、これに鉛直荷重が作用した場合、床版１８、３４での引張力の発生を抑えられる。さらに、床版１８、３４は構真柱３６で支持されているので、床版１８、３４に鉛直荷重が作用しても支持することができる。これにより床版１８、３４の構築状態が保持される。
【００５８】
ここで、図６に示すように、地下構造物１０の観測点Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の３箇所に加速度計を設置し、地震発生時の時間経過に対する加速度の変化を観測した。地面ＧＬを０とし、地面ＧＬから上方をプラス方向、下方をマイナス方向として、観測点Ｓ２は０ｍの位置、観測点Ｓ３は−５ｍの位置、観測点Ｓ４は−５５ｍの位置となっている。なお、地下構造物１０との比較例として、同じ地盤１２上で地下構造物１０に近い場所に構築された地上１０階建ての地上構造物ＢＬについて、１０階の観測点Ｓ１における地震発生時の時間経過に対する加速度の変化についても観測した（文献「建物と地盤の動的相互作用を考慮した応答解析と耐震設計」日本建築学会、２００６年版による）。
【００５９】
図７（ａ）に示すように、地上１０階の観測点Ｓ１では、地上構造物ＢＬの特性上、地下構造物１０の観測点Ｓ２、Ｓ３より大きな加速度が観測された。一方、図７（ｂ）〜（ｄ）に示すように、地面ＧＬに近い観測点Ｓ２、Ｓ３の方が大深度の観測点Ｓ４よりも加速度が大きいことが判った。一般に、地震による加速度は、地上構造物ＢＬよりも地下構造物１０の方が小さく、さらに大深度の方が小さい。言い換えると、地震波は大深度方向から伝播し、表層の軟弱地盤で増幅する。そして、表層の軟弱地盤で増幅した地震波が地上構造物に入力し、地上構造物ではさらに増幅されるのである。
【００６０】
そこで、建物が地下構造物１０だけの場合、地震時の揺れは地上に構築された構造物が存在しないので、地上構造物の揺れの影響を受けず（地盤振動と地上建物振動との相互作用＝０）地盤１２からの揺れだけとなる。したがって、この揺れは地盤１２の種類にもよるが、一般には、図７（ｂ）、（ｃ）に示す揺れよりも小さい。さらに、地下構造物１０は、外部が土（地盤１２）で囲まれているため、外側に崩壊することはない。
【００６１】
よって、地下構造物１０は、ラーメン構造とする必要はなく、無梁版構造で設計することが可能となる。また、上記のように、地下構造物１０は、地上構造物に較べて地震に強いため、大深度の適当な階（ここでは、−１３階より下の階）を避難場所として利用することも可能である。
【００６２】
次に、本発明の地下構造物の第２実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部材には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【００６３】
図８には、地盤１２に掘削形成された縦穴１４内に構築された地下構造物４０が示されている。また、図９（ａ）、（ｂ）には、後述する上構造物４２Ａ及び下構造物４２Ｂにおける地下構造物４０の平断面図が示されている。
【００６４】
図８に示すように、地下構造物４０は、地面ＧＬを基準（０階）として、地上階側をプラス、地下階側をマイナスとしたとき、０階〜−１２階までの上構造物４２Ａと、−１３階〜−１９階までの下構造物４２Ｂとで構成されている。また、地下構造物４０は、０階〜−１４階までの深さＨ１＝７０ｍの範囲が民間領域となっており、−１５階〜−１９階までの深さＨ２＝３０ｍの範囲が公共領域となっている。
【００６５】
なお、地下構造物４０は、−１２階（深さ６０ｍ）を境として、上側が第１段階の施工で構築された第１施工領域Ａであり、下側が第２段階の施工で構築された第２施工領域Ｂとなっている。また、地下構造物４０は、外壁２２と内壁２４で構成される側壁２０を有している。
【００６６】
ここで、上構造物４２Ａは、側壁２０の内面に沿って連続形成され中央部に開口部５０を構成するコンクリート造の床版４４を有している。床版４４は、縦長＝横長＝１００ｍの正方形状に構築されており、０階の床を床版４４Ａとして、−１階の床を床版４４Ｂ、−２階の床を床版４４Ｃ、途中省略して−１２階の床を床版４４Ｍというように、複数階層に設けられている。
【００６７】
図９（ａ）に示すように、床版４４は、側壁２０の内面に沿って所定の幅で形成された第１床部４６と、第１床部４６の内側で開口部５０の周方向に沿って所定の幅で形成された第２床部４８とで構成されている。第１床部４６と第２床部４８の間には、第２床部４８の外周に沿って環状の隙間部５２が構真柱を避けて設けられている。
【００６８】
隙間部５２は、床版４４に圧縮力を導入する前は隙間となっており、圧縮力が導入された後にコンクリートが打設されることで、床版４４を形成するように構成されている。また、側壁２０の４隅から開口部５０の中心方向に向けて、４つの隙間部５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄが設けられている。隙間部５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄは、構真柱を避けて配置されている。この４つの隙間部５４Ａ〜５４Ｄ及び隙間部５２によって、第１床部４６は、第１床部４６Ａ、４６Ｂ、４６Ｃ、４６Ｄの４つの領域に分割されている。
【００６９】
第１床部４６Ａ〜４６Ｄと第２床部４８は、図示しない鉄筋が所定量配筋されコンクリートが打設されることで構築されている。また、隙間部５２及び隙間部５４Ａ〜５４Ｄには、複数箇所（１ｍ間隔毎に１個見当の割合）に加圧用のオイルジャッキ５５が配設される。なお、オイルジャッキ５５は数箇所のみ表示しており、他の箇所の表示は省略している。
【００７０】
続いて、第１床部４６Ａ〜４６Ｄ及び第２床部４８に対し、集中制御装置を使って、一斉に所定の圧力に達するまで加圧する。その結果、第１床部４６に面内方向の圧縮力が付与され、第２床部４８に円周方向の圧縮力が付与される。
【００７１】
４つの隙間部５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄを設置することにより、側壁２０からの土圧Ｐが、有効に第１床部４６Ａ〜４６Ｄを経て第２床部４８に伝達され、床版４４に所定の圧縮力が導入されていることが認められるときは、隙間部５２の設置は、当然、不要である。４つの隙間部５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄの加圧作業は上述と同様に行う。
【００７２】
一方、開口部５０は、直径６０ｍの円形状に形成されている。また、図８に示すように、開口部５０の下端には、コンクリート造の連続した床版５６が形成されている。なお、床版５６は、下構造物４２Ｂでは天井部を構成している。
【００７３】
図８及び図９（ａ）に示すように、上構造物４２Ａの各階層の開口部５０側は開放されており、床版４４上で開口部５０の周方向の一部には、後述する構真柱６２が立設されている。ここで、−１階に着目すると、側壁２０、床版４４Ａ、床版４４Ｂで囲まれたフロア４９が形成されている。なお、フロア４９は、他の階層にも同様に設けられている。
【００７４】
図９（ａ）に示すように、上構造物４２Ａの各階層では、上階の床版４４を支持する構真柱６２が立設されている。
【００７５】
一方、図８に示すように、下構造物４２Ｂは、−１２階から−１９階までの複数階層に設けられたコンクリート造の床版５６及び６４（底部６４Ｇ含む）と、上階の床版６４を支持する複数の構真柱６６とを有している。
【００７６】
図９（ｂ）に示すように、床版６４の中央部には、正方形状の隙間部６８が形成されている。また、隙間部６８の４隅からそれぞれ側壁２０の４隅に向けて、４つの隙間部７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ、７２Ｄが設けられている。隙間部７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ、７２Ｄは、側壁２０の対角線上に構真柱を避けて配置されている。なお、隙間部６８、７２Ａ〜７２Ｄは、床版６４に圧縮力を導入する前は隙間となっており、圧縮力が導入された後にコンクリートが充填されることで床版６４となるように構成されている。
【００７７】
ここで、隙間部６８と、隙間部７２Ａ〜７２Ｄとによって、床版６４は、中央に位置する床部６４Ａと、４つの台形状の床部６４Ｂ〜６４Ｅに分割されている。床部６４Ａと、４つの床部６４Ｂ〜６４Ｅは、図示しない鉄筋が所定量配筋されコンクリートが打設されることで構築されている。また、隙間部６８及び隙間部７２Ａ〜７２Ｄには、複数箇所に加圧用のオイルジャッキ７３が配設され、床部６４Ａ〜６４Ｅの５つの領域にそれぞれ面内方向の圧縮力が付与されている。なお、オイルジャッキ７３は数箇所のみ表示しており、他の箇所の表示は省略している。
【００７８】
４つの隙間部７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ、７２Ｄを設置することにより、側壁２０からの土圧Ｐが、有効に４つの台形状の床部６４Ｂ〜６４Ｅを経て、中央の床部６４Ａに伝達され、床版６４全体に所定の圧縮力が導入されていることが認められたときは、隙間部６８の設置は、当然、不要である。４つの隙間部７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃ、７２Ｄの加圧作業は上述と同様に行う。
【００７９】
次に、地下構造物４０の施工方法について、図８及び図９（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。なお、内壁２４と構真柱６２については、階層に関わらず、同じ符号を用いて説明する。また、各床版、各柱には所定量の鉄筋が用いられるが、配筋工程の説明は省略する。
【００８０】
まず、Ｈ鋼又は鉄筋籠（図示省略）を芯材として、Ｈ鋼ソイル柱列工法、又は連続壁工法により所定の深さ（図１２のＨ１＋Ｈ２の深さ）まで外壁２２を構築する。同時期に場所打ち杭工法によって構真柱６２を立設する。続いて、地表面を鋤取り、外壁２２内において、枠体（図示省略）を配設し、図示しない鉄筋を配置し、隙間部５２及び隙間部５４Ａ〜５４Ｄに仕切りを入れてコンクリートを打設する。コンクリート硬化後、隙間部５２及び隙間部５４Ａ〜５４Ｄが形成される。
【００８１】
続いて、隙間部５２及び隙間部５４Ａ〜５４Ｄに複数個のオイルジャッキ５５が均等間隔で装着される。なお、図１０には、一例として、第１床部４６Ａと４６Ｂの隙間部５４Ａにオイルジャッキ５５を装着した状態を示しているが、他の箇所についても同様である。このため、他の箇所の説明は省略する。隙間部５２及び隙間部５４Ａ〜５４Ｄを押し広げることにより、第１床部４６Ａ〜４６Ｄ及び第２床部４８に面内方向の圧縮力が付与される。オイルジャッキ５５による加圧作業は自動制御装置によるものとし、付与される圧縮応力が均等に分布することを確認する。この状態で、隙間部５２及び隙間部５４Ａ〜５４Ｄにコンクリートが充填される。第１床部４６Ａ〜４６Ｄと第２床部４８が一体化されることで、床版４４Ａが構築される。
【００８２】
４つの隙間部５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄを設置することにより、側壁２０からの土圧Ｐが、有効に第１床部４６Ａ〜４４Ｄを経て第２床部４８に伝達され、床版４４に所定の圧縮力が導入されることが認められたときは、隙間部５２の設置は、当然、不要である。４つの隙間部５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄの加圧作業は上述と同様に行う。
【００８３】
続いて、０階の床版４４Ａの下側が掘削機（図示省略）により掘削された後、床版４４Ａと同様の手順で−１階の床版４４Ｂが構築される。そして、床版４４Ｂの構築後、外壁２２に接触するようにコンクリートが打設され内壁２４が構築される。また、床版４４Ａの円形領域の地盤１２が掘削されることで、床版４４Ａ及び床版４４Ｂの内壁２４と反対側の端面が開放されると共に、開口部５０が形成される。
【００８４】
続いて、−１階の床版４４Ｂから第１施工領域Ａの下端である−１２階の床版４４Ｍまでの各階層において、逆打ち工法により各床版４４、内壁２４が構築され、掘削により開口部５０が形成される。かくして、上構造物４２Ａが構築される。上構造物４２Ａでは、開口部５０によって採光された光が、各床版４４間の開放端からフロア４９内に導入されるため、居住空間として利用可能となる。なお、開口部５０側に窓を備えた周壁を設けてもよい。
【００８５】
上構造物４２Ａの構築後、第２施工領域Ｂ（図１参照）の施工が開始される。開始に先立ち、新たに作業床（図示省略）が設けられ、場所打ち杭機によって構真柱６６が立設される。
【００８６】
続いて、−１２階（床版４４Ｍのフロア）において、開口部５０の底面にコンクリート打設により床版５６が形成される。なお、床版５６は床版４４Ｍに構造的に一体化され、構真柱６６で支持される。
【００８７】
続いて、−１２階の床版４４Ｍ及び床版５６の下側に、逆打ち工法により−１３階の床版６４及び内壁２４が構築される。この工程では、隙間部６８及び隙間部７２Ａ〜７２Ｄに複数個のオイルジャッキ７３が均等間隔で装着される。そして、隙間部６８及び隙間部７２Ａ〜７２Ｄを押し広げることにより、床部６４Ａ〜６４Ｅに面内方向の圧縮力が付与される。オイルジャッキ７３による加圧作業は自動制御装置によるものとし、付与される圧縮応力が均等に分布することを確認する。この状態で、隙間部６８及び隙間部７２Ａ〜７２Ｄにコンクリートが充填される。そして、床部６４Ａ〜６４Ｅが一体化されることで、床版６４が構築される。
【００８８】
続いて、−１３階の床版６４の下側に、逆打ち工法により−１４階〜−１９階の床版６４、内壁２４が構築される。このようにして、−１３階から−１９階までの下構造物４２Ｂが構築される。最後に底部６４Ｇが構築される。
【００８９】
次に、本発明の第２実施形態の作用について説明する。
【００９０】
図９（ａ）に示すように、構築された地下構造物４０の側壁２０には、４方向から土圧Ｐが作用する。ここで、上構造物４２Ａに着目すると、土圧Ｐは側壁２０の内面に沿って連続して構成された第１床部４６Ａ〜４６Ｄに圧縮力を付与する。第１床部４６Ａ〜４６Ｄに付与された圧縮力は、開口部５０の周方向に沿って反対側の側壁２０へ伝達される。このため、床版４４全体に均等に圧縮力を作用させることができる。
【００９１】
このように、土圧Ｐを利用して床版４４に圧縮力を付与することで、引張力に弱いコンクリート造の床版４４が補強されるため、床版４４を無筋とし又は鉄筋量を増やさずに済む。さらに、補強された床版４４が一種の切ばりとして側壁２０を支えるため、大きな土圧Ｐが作用する大深度となる穴底面に地下構造物４０を構築できる。
【００９２】
床版４４の中央は開口部５０となっているため、地下構造物４０内へ採光ができ、大深度でも床版４４の階層間（フロア４９）を居住空間とすることができる。また、床版４４に鉛直荷重が作用した場合、床版４４に圧縮力が付与されているため、床版４４での引張力の発生を抑えられる。さらに、床版４４は、構真柱６２で支持されているので、床版４４に鉛直荷重が作用しても支持することができる。これにより、床版４４の構築状態が保持される。
【００９３】
なお、床版４４では、開口部５０側（内側）から側壁２０（外側）に向けて、オイルジャッキ５５により圧縮力が付与されている。このように、土圧Ｐを利用して床版４４に圧縮力を付与するだけでなく、圧縮手段（オイルジャッキ５５）を用いてさらに圧縮力を追加付与することで、仮に床版４４の面積が大きくて、或いは側壁２０の剛性が高くて、土圧Ｐによる圧縮力が不足する場合でも、引張力に弱いコンクリート造の床版４４が補強される。
【００９４】
一方、図９（ｂ）に示すように、下構造物４２Ｂでは、土圧Ｐが側壁２０の内面に沿って連続して構成された床部６４Ｂ〜６４Ｅに圧縮力を付与する。床部６４Ｂ〜６４Ｅに付与された圧縮力は、床部６４Ａに伝わる。これにより、床版６４全体に均等に圧縮力が作用する。また、床版６４は、構真柱６６で支持されているので、床版６４に鉛直荷重が作用しても支持することができる。これにより、床版６４の構築状態が保持される。
【００９５】
なお、床版６４では、オイルジャッキ７３により面内方向に圧縮力が付与されている。このように、土圧Ｐを利用して床版６４に圧縮力を付与するだけでなく、圧縮手段（オイルジャッキ７３）を用いてさらに圧縮力を付与することで、仮に床版６４の面積が大きくて、或いは側壁２０の剛性が高くて、土圧Ｐによる圧縮力が不足する場合でも、引張力に弱いコンクリート造の床版６４が補強される。
【００９６】
図１１（ａ）には、オイルジャッキを用いた地下構造物の他の第１実施例として、地下構造物８０の一階層の平断面図が示されている。地下構造物８０は、ＲＣ造の地下外壁又は山止壁で構成され土圧Ｐが作用する側壁８２が設けられている。側壁８２の内側には、側壁８２の内面に沿って形成され中央部に開口部８４を構成するコンクリート造の床版８６が設けられている。
【００９７】
床版８６は、側壁８２の内面に沿って所定の幅で形成された第１床部８６Ａと、第１床部８６Ａの内面に沿って所定の幅で形成され中央に開口部８４が形成された第２床部８６Ｂと、第１床部８６Ａと第２床部８６Ｂの間に形成された隙間部８６Ｃとを有している。
【００９８】
また、第２床部８６Ｂ及び隙間部８６Ｃには、前述のオイルジャッキ５５（図１０参照）と同様に、オイルジャッキ８８が隙間部８６Ｃ全般に亘って等間隔に設けられている。
【００９９】
ここで、第１床部８６Ａ及び第２床部８６Ｂにオイルジャッキ８８を用いて圧縮力を導入後、隙間部８６Ｃにコンクリートが充填されることで、第１床部８６Ａから第２床部８６Ｂまでが連続した１つの床版８６となる。なお、図１１（ａ）の実施例は、次の図１１（ｂ）の場合とは違い、第１床部８６Ａと第２床部８６Ｂとを同時期に施工する場合の例であることに注意する。
【０１００】
図１１（ｂ）には、オイルジャッキを用いた地下構造物の他の第２実施例として、地下構造物９０の一階層の平断面図が示されている。地下構造物９０は、ＲＣ造の地下外壁又は山止壁で構成され土圧Ｐが作用する側壁９２が設けられている。側壁９２の内側には、側壁９２の内面に沿って形成され中央部に開口部９４を構成するコンクリート造の床版９６が設けられている。
【０１０１】
床版９６は、側壁９２の内面に沿って所定の幅で形成された第１床部９６Ａと、第１床部９６Ａの内面に沿って所定の幅（第１床部９６Ａよりも狭い幅）で形成され中央に開口部９４が形成された第２床部９６Ｂと、第１床部９６Ａと第２床部９６Ｂの間に形成された隙間部９６Ｃとを有している。また、第２床部９６Ｂ及び隙間部９６Ｃには、オイルジャッキ９８が隙間部９６Ｃ全般に亘って等間隔に設けられている。
【０１０２】
ここで、側壁９２の構築後、まず、山止周辺に位置する第１床部９６Ａが、コンクリート打設により構築される。この場合、第１床部９６Ａはコンプレッションリングの形状ゆえに、側壁９２からの土圧Ｐに抵抗する山止支保工の役割を果たす。第２床部９６Ｂの構築は、時期をずらし適当な時に、施工することができる。そして、第２床部９６Ｂの構築後、前述のオイルジャッキ５５（図１０参照）と同様に、オイルジャッキ９８を用いて圧縮力を導入後、隙間部９６Ｃにコンクリートを充填する。これによって、第１床部９６Ａから第２床部９６Ｂまでが連続した１つの床版９６となる。このように、２段階に分けて床版９６を構築するとき都合のよい工法である。
【０１０３】
図１１（ｃ）には、オイルジャッキを用いた地下構造物の他の第３実施例として、地下構造物１００の一階層の平断面図が示されている。地下構造物１００は、土圧Ｐが作用する側壁１０２が設けられている。側壁１０２は、山止壁と、山止壁の内側のＲＣ造の地下外壁とで構成されている。
【０１０４】
側壁１０２の内側には、側壁１０２の内面に沿って形成され、中央部及び外周部に開口部１０４Ａ及び開口部１０４Ｂ〜１０４Ｉを構成するコンクリート造の床版１０６Ａ〜１０６Ｄが設けられている。中央の開口部１０４Ａは円形状であり、開口部１０４Ｂ、１０４Ｄ、１０４Ｆ、１０４Ｈは半円形状、開口部１０４Ｃ、１０４Ｅ、１０４Ｇ、１０４Ｉは１／４円形状となっている。また、床版１０６Ａ〜１０６Ｄの間には、隙間部１０８Ａ〜１０８Ｄがあり、オイルジャッキ１０９が隙間部１０８Ａ〜１０８Ｄ全般に亘り、均等間隔で設けられている。
【０１０５】
このように、開口部（１０４Ａ〜１０４Ｉ）が多数ある場合は、これらの形状・配置を考えて、床版１０６Ａ〜１０６Ｄ内部に発生する圧縮応力が均等に分布するよう、隙間部の位置を設定する必要がある。
【０１０６】
床版１０６Ａ〜１０６Ｄの構築後、前述のオイルジャッキ５５（図１０参照）と同様に、オイルジャッキ１０９を用いて圧縮力を導入後、隙間部１０８Ａ〜１０８Ｄにコンクリートを充填する。これによって、４つに分割された床版１０６Ａ〜１０６Ｄは構造的に一体となり、連続した１つの床版１０６となる。
【０１０７】
次に、本発明の地下構造物及び複合構造物の第３実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部材には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【０１０８】
図１２には、地盤１２に構築された複合構造物１２０が示されている。複合構造物１２０は、地盤１２に掘削形成された縦穴１４内に構築された地下構造物１３０と、地下構造物１３０の開口部１４０内に立設された地上階のある建築物１５０とを有している。
【０１０９】
地下構造物１３０は、地面ＧＬを基準（０階）として、地上階側をプラス、地下階側をマイナスとしたとき、０階〜−１２階までの上構造物１３２Ａと、−１３階〜−１９階までの下構造物１３２Ｂとで構成されている。また、地下構造物１３０は、０階〜−１４階までの深さＨ１＝７０ｍの範囲が民間領域となっており、−１５階〜−１９階までの深さＨ２＝３０ｍの範囲が公共領域となっている。そして、地下構造物１３０は、外壁２２と内壁２４（図１参照）で構成される側壁２０を有している。
【０１１０】
上構造物１３２Ａは、側壁２０の内面に沿って連続形成され中央部に円形の開口部１４０を構成するコンクリート造の床版１３４を有している。床版１３４は、縦長Ｌ１＝横長Ｌ２＝１００ｍ（図１５参照）の正方形状に構築されており、０階の床を床版１３４Ａとして、−１階の床を床版１３４Ｂ、−２階の床を床版１３４Ｃ、以後省略して−１２階の床を床版１３４Ｍというように、複数階層に設けられている。
【０１１１】
図１３に示すように、開口部１４０は、直径Ｄ＝７０ｍの円形状に形成されている。また、図１２に示すように、開口部１４０の下端には床版１３６が形成されている。床版１３６は、−１２階の床版１３４Ｍと一体で、コンクリート造の連続した床版となっている。なお、床版１３６は床版１３４Ｍと共に、下構造物１３２Ｂでは天井部を構成している。
【０１１２】
図１２及び図１３に示すように、上構造物１３２Ａの各階層の開口部１４０は開放されており、床版１３４上には構真柱１４２が立設されている。ここで、−１階に着目すると、側壁２０、床版１３４Ａ、及び床版１３４Ｂで囲まれたフロア１３９が形成されている。フロア１３９は、他の階層にも同様に設けられている。
【０１１３】
図１３に示すように、上構造物１３２Ａの各階層の床版１３４上には、上階の床版１３４を支持する構真柱１４２が立設されている。
【０１１４】
図１２に示すように、下構造物１３２Ｂは、−１２階から−１９階までの複数階層に設けられたコンクリート造の床版１４４（１３６、１４４Ａ〜、底部１４４Ｇ含む）と、上階の床版１４４を支持する複数の構真柱１４６とを有している。
【０１１５】
一方、建築物１５０は、地下構造物１３０の開口部１４０を構成する床版１３４と離間して、床版１３６上に立設されており、床版１３６は地下構造物１３０の床版１３４Ｍと一体化されている。建築物１５０の各階層は、コンクリート造又は鉄骨造の柱１５２、図示しない梁部材、床版１５４等により構成されている。また、建築物１５０は、−１２階から０階までの地下１２階に加えて、＋５４階の地上階が構築されている。ここで、０階（ＧＬ）から＋５４階までの高さＨ３＝２５３ｍとなっている。
【０１１６】
次に、複合構造物１２０の施工方法について説明する。なお、各床版には所定量の鉄筋若しくは鉄骨が用いられるが、配筋工程の説明は省略する。
【０１１７】
図１４（ａ）に示すように、Ｈ鋼又は鉄筋籠（図示省略）を芯材として、Ｈ鋼ソイル柱列工法又は連続壁工法により、所定の深さ（図１のＨ１＋Ｈ２の深さ）まで側壁２０を構築する。同時期に、場所打ち杭工法によって構真柱１４２を立設する。続いて、地表面を鋤取り、枠体（図示省略）を配設すると共にコンクリートを打設して、側壁２０の内側に沿って床版１３４Ａを形成する。床版１３４Ａは構真柱１４２で支持されている。これにより、地下構造物１３０の０階の床が構築される。
【０１１８】
続いて、０階の床版１３４Ａの下側が掘削機（図示省略）により掘削された後、床版１３４Ａと同様に床版１３４Ｂが構築される。同時期に、床版１３４Ａの円形領域の地盤１２が掘削され、開口部１４０が形成される。
【０１１９】
続いて、図１４（ｂ）に示すように、−１階の床版１３４Ｂから−１２階の床版１３４Ｍまでの各階層において、逆打ち工法により各床版１３４及び各周壁が構築され、掘削により開口部１４０が形成される。このようにして、上構造物１３２Ａが構築される。上構造物１３２Ａでは、開口部１４０によって採光されるため、各階層のフロア１３９内に光を導入することができ、居住空間として利用が可能となる。
【０１２０】
続いて、−１２階（床版１３４Ｍのフロア）において、下構造物１３２Ｂ構築に先立ち、床版１３６及びその下階の地下構造物支持のために、構真柱１４６が立設される。しかる後、床版１３４Ｍと構造的に一体化された床版１３６が構築される。
【０１２１】
続いて、−１２階の床版１３４Ｍ及び床版１３６の下側に、逆打ち工法により−１３階の床版１４４Ａが構築される。続いて、−１３階の床版１４４Ａの下側に、逆打ち工法により床版１４４Ｂが構築される。
【０１２２】
続いて、図１４（ｃ）及び図１５（ｄ）に示すように、−１４階の床版１４４Ｂの下側に、逆打ち工法により−１５階から−１９階までの床版１４４Ｃ〜底部１４４Ｇが順次構築される。このようにして、−１３階から−１９階までの下構造物１３２Ｂが構築され、地下構造物１３０が完成する。
【０１２３】
続いて、図１５（ｅ）及び図１５（ｆ）に示すように、床版１３６上に柱１５２及び梁（図示省略）が構築され、さらにコンクリート打設により床版１５４が構築される。この工程を上側に向けて繰り返すことにより、−１２階から＋５４階までの建築物１５０が構築される。建築物１５０の外壁は、地下構造物１３０の床版１３４と離間している。なお、この工事に平行して、構真柱１４６は建築物１５０を支持する本格柱となるために鉄筋コンクリートで補強される。また、必要にして十分な耐震壁工事、底部１４４Ｇを補強する基礎梁工事、浮上り防止工事等も行われる（図示省略）。
【０１２４】
次に、本発明の第３実施形態の作用について説明する。
【０１２５】
図１３に示すように、構築された地下構造物１３０の側壁２０には、４方向から土圧Ｐが作用する。ここで、上構造物１３２Ａに着目すると、土圧Ｐは、側壁２０の内面に沿って連続して構成されたコンクリート造の床版１３４を通じて、開口部１４０の円弧（周方向）に沿って反対側の側壁２０へ伝達される。このため、床版１３４全体に均等に圧縮力を作用させることができる。
【０１２６】
このように、土圧Ｐを利用して床版１３４に圧縮力を付与することで、引張力に弱いコンクリート造の床版１３４が補強されるため、床版１３４を無筋とし又は鉄筋量を増やさずに済む。さらに、補強された床版１３４が一種の切ばりとして側壁２０を支えるため、大きな土圧Ｐが作用する大深度となる穴底面に、地下構造物１３０を構築することができる。
【０１２７】
床版１３４の中央は開口部１４０となっているため、地下構造物１３０内へ採光ができ、大深度でも床版１３４の階層間（フロア１３９）を居住空間とすることができる。また、床版１３４に鉛直荷重が作用した場合、床版１３４に圧縮力が付与されているため、床版１３４での引張力の発生を抑えられる。さらに、床版１３４は、構真柱１４２で支持されているので、床版１３４に鉛直荷重が作用しても支持することができる。これにより、床版１３４の構築状態が保持される。
【０１２８】
図１２に示すように、複合構造物１２０は、基礎底盤としての底部１４４Ｇが地面ＧＬよりも下方の大深度（地下５０ｍ〜１００ｍ）に設けられているため、地上階のある建築物１５０の床版１３６に作用する地震の揺れは小さくなる（図６及び図７の揺れの加速度測定結果参照）。さらに、建築物１５０の側壁は、地下構造物１３０の開口部１４０を構成する床版１３４と離間して設けられているため、地面ＧＬ近傍の地震の揺れが、床版１３４を介して建築物１５０に伝わることがない。これにより、床版１３６から上方に高層の地上階を有する建築物１５０を構築しても、当該建築物１５０に作用する地震の揺れを抑えることができる。
【０１２９】
ここで、床版１３４と建築物１５０の側壁とが離間していることが最も好ましいが、これに限らず、例えば、図１６に示すように、床版１３４と建築物１５０の間に減衰機構を有するダンパー装置１５８を設けて、建築物１５０に作用する振動を減衰させるようにしてもよい。
【０１３０】
次に、本発明の地下構造物の第４実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１〜第３実施形態と基本的に同一の部材には、前記第１〜第３実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【０１３１】
図１７には、地盤１２に掘削形成された縦穴１４内に構築された地下構造物１６０が示されている。なお、地盤１２は、地下水を透過し易い透水層１２Ａと、透水層１２Ａよりも下側で地下水を透過し難い又は透過しない不（難）透水層１２Ｂとで構成されているものとする。また、図１８（ａ）、（ｂ）には、後述する上構造物１６２Ａ又は下構造物１６２Ｂにおける地下構造物１６０の平断面図が示されている。
【０１３２】
図１７に示すように、地下構造物１６０は、地面ＧＬを基準（０階）として地上階側をプラス、地下階側をマイナスとしたとき、０階〜−１３階までの上構造物１６２Ａと、−１４階〜−２１階までの下構造物１６２Ｂとで構成されている。また、地下構造物１６０は、縦穴１４の穴底面１６で且つ不（難）透水層１２Ｂに形成されたコンクリート製の床版である底部１６６Ｈの周辺から立ち上り、土圧Ｐ（地下水圧を含む）を受ける側壁１７０を有している。
【０１３３】
側壁１７０は、バケット掘削機によって溝を掘り、この溝内に芯材としての鉄筋籠を設置後、生コンクリートを注入して構築したコンクリート製の連続壁である。また、側壁１７０は、縦穴１４内面に接触し地下構造物１６０の最外周壁を構成すると共に、遮水性の山止め壁として用いられている。なお、側壁１７０は、第１実施形態の側壁２０のように外壁及び内壁で構成してもよい。
【０１３４】
上構造物１６２Ａは、側壁１７０の内面に沿って連続形成され中央部に開口部１６８を構成するコンクリート造の床版１６４を有している。床版１６４は、０階の床を床版１６４Ａとして−１階の床を床版１６４Ｂ、−２階の床を床版１６４Ｃ、途中省略して−１３階の床を床版１６４Ｎというように複数階層に設けられている。また、上構造物１６２Ａは、開口部１６８の下端に床版１７２が形成されている。床版１７２は、コンクリート造の連続した無開口床版となっており、下構造物１６２Ｂにおいて天井部を構成している。
【０１３５】
上構造物１６２Ａの各階層の開口部１６８側は開放されており、各階層の床版１６４上にはコンクリート製の柱１７４が立設されている。ここで、−１階に着目すると、側壁１７０、床版１６４Ａ、床版１６４Ｂで囲まれたフロア１６３が形成されている。なお、フロア１６３は他の階層も同様に設けられている。
【０１３６】
一方、下構造物１６２Ｂは、−１４階から−２１階までの複数階層に設けられたコンクリート造の床版１７２及び床版１６６（床版１６６Ａ〜底部１６６Ｈ）と、それら床版１７２及び床版１６６を支持するコンクリート製の複数の柱１７６とを有している。
【０１３７】
図１８（ａ）に示すように、側壁１７０は、地下構造物１６０を上方から平面視したとき円形であり、即ち全体が円筒形となっている。ここで、上構造物１６２Ａにおいて、側壁１７０の内面の直径をＤ１、厚さをＴとしたとき、厚さＴは、側壁１７０の半径方向に作用する土圧Ｐと、半径（Ｄ１）／２と、側壁１７０の円周方向許容圧縮応力度σとに基づいて予め設定されている。
【０１３８】
床版１６４は、側壁１７０の内面に沿って連続形成された円板状となっており、中央部に円形の開口部１６８が形成されている。床版１６４の円の中心と開口部１６８の円の中心は点Ｏで一致しており、床版１６４の外周の直径がＤ１、開口部１６８の直径がＤ２となっている。また、床版１６４上では、複数の柱１７４が点Ｏを中心として放射状に間隔をあけて配置されている。
【０１３９】
一方、図１８（ｂ）に示すように、床版１６６は、側壁１７０の内面に沿って連続形成された無開口の円形となっており、外周の直径がＤ１となっている。また、床版１６６上では、複数の柱１７６が点Ｏを中心として放射状に間隔をあけて配置されている。
【０１４０】
次に、地下構造物１６０の施工方法について説明する。なお、柱１７４、１７６については、階層に関わらず同じ符号を用いて説明する。また、各床版には所定量の鉄筋が用いられるが、配筋工程の説明は省略する。
【０１４１】
図１９（ａ）に示すように、地盤１２を透水層１２Ａから不（難）透水層１２Ｂまで掘削して形成された溝内に鉄筋籠（図示省略）を建込み、トレミー管（図示省略）を配置してコンクリートを打設する。この連続壁工法を周方向に順次行うことにより、地面ＧＬから地盤１２の不（難）透水層１２Ｂまで円筒状の側壁１７０を構築する。
【０１４２】
続いて、図１９（ｂ）、（ｃ）に示すように、側壁１７０の内側の地盤１２全体を透水層１２Ａから予め設定された深さの不（難）透水層１２Ｂまで、パワーショベル等の掘削機Ｓにより掘削する。そして、側壁１７０の内側に形成された縦穴１７８の穴底面１６上にコンクリートを打設して、側壁１７０の底部１６６Ｈを構築する。なお、底部１６６Ｈは不（難）透水層１２Ｂ内に位置している。
【０１４３】
続いて、図２０（ａ）、（ｂ）に示すように、クレーンＣ（図１９（ｃ）参照）等を用いて底部１６６Ｈ上に複数の柱１７６を立設し、さらに複数の柱１７６上に型枠を配置すると共にコンクリートを打設して、上階の床版１６６Ｇを構築する。このように、順打ち工法により、−２１階の底部１６６Ｈから−１５階の床版１６６Ｂ、−１４階の床版１６６Ａ、及び−１３階の床版１７２までの各階層が構築され、下構造物１６２Ｂが構築される。
【０１４４】
続いて、図２０（ｂ）、（ｃ）に示すように、コンクリートを打設して床版１７２と同じ階の床版１６４Ｎを構築する。そして、床版１６４Ｎ上に複数の柱１７４を立設し、さらに複数の柱１７４上に型枠を配置すると共にコンクリートを打設して、上階の床版１６４Ｍを構築する。
【０１４５】
このように、順打ち工法により、−１３階の床版１６４Ｎから−２階の床版１６４Ｃ、−１階の床版１６４Ｂ、及び０階の床版１６４Ａまでの各階層が構築され、上構造物１６２Ａが構築される。上構造物１６２Ａは、開口部１６８によって採光された光が各床版１６４間の開放端からフロア１６３内に導入されるため、居住空間として利用可能となる。なお、開口部１６８側に窓を備えた周壁を設けてもよい。
【０１４６】
次に、本発明の第４実施形態の作用について説明する。まず、側壁１７０が円形であることの作用について説明する。
【０１４７】
図２１には、地下構造物１６０の側壁１７０に均等に土圧Ｐ１（地下水圧含む）が作用している状態が模式図で示されている。ここで、側壁１７０の外周面の半径をＲとし、円周方向の位置θにおける微小領域をＲｄθとすると、図２１の上下方向（矢印Ｙ方向）において、微小領域Ｒｄθに作用する応力はＲ（Ｐ１）ｓｉｎθｄθと表せる。この応力を角度０からπまで積分することで、側壁１７０の円周方向に作用する力（Ｆ１とする）が得られる。
【０１４８】
一方、側壁１７０の円周方向応力をσθ、厚さをＴ、側壁１７０に作用する力をＦ２とすると、Ｆ２＝２×σθＴと表せる。ここで、Ｆ１＝Ｆ２のとき、（１）式が成立する。そして、（１）式の右辺を演算すると（２）式が得られる。
【０１４９】
【数１】
2010106653.tif 000003
【０１５０】
【数２】
2010106653.tif 000004
【０１５１】
側壁１７０は、予め（２）式を用いて必要な厚さＴを設定しておくことで、土圧Ｐ１に対し、側壁１７０自身の円周方向応力σθで抵抗することができる。この場合、側壁１７０は、理論的には水平方向の鉄筋が不要となる。また、側壁１７０は、複数の壁体を連結して構築する場合でも、例えば、複数のアーチ状の部材を連結して円筒状の壁体を形成する工法を用いることで対応することが可能となる。
【０１５２】
ここで、図５（ｂ）に示すように、正方形状の側壁２０（図２参照）では、土圧Ｐ（Ｐ１）が作用すると、階高方向に生じる曲げモーメントとせん断力を負担しなければならないため、必要な厚さＴが厚くなる。
【０１５３】
一方、図２１に示すように、円形の側壁１７０では、半径（法線）方向に土圧Ｐ１が作用したとき、側壁１７０の円周方向に生じる円周方向応力σθで抵抗することが可能なため、正方形（矩形）状の側壁２０に比べて必要な厚さＴを薄くすることができる。
【０１５４】
次に、床版１６４が円形であることの作用について説明する。
【０１５５】
図２２（ａ）には、側壁１７０（図２１参照）の内側にある床版１６４に均等に外圧Ｐ２が作用する状態が模式図で示されている。なお、外圧Ｐ２は、側壁１７０に土圧Ｐ１が作用したときに、中心Ｏに向けて床版１６４の外周に作用する外力である。
【０１５６】
ここで、床版１６４を厚肉円筒とみなし、床版１６４内端の半径をａ、外端の半径をｂ、床版１６４の内端に作用する内圧を０、床版１６４の外端から中心Ｏに向けて作用する外圧をＰ２とすると、半径方向ｒ位置における床版１６４の半径方向応力σｒと円周方向応力σθは、弾性力学の円筒の一般的な解法を用いて（３）式、（４）式で表せる。なお、床版１６４の半径方向ｒ位置の微小片Ｑにおいて、半径方向、円周方向いずれも外側に向かう方向が正の符号となる。
【０１５７】
【数３】
2010106653.tif 000005
【０１５８】
【数４】
2010106653.tif 000006
【０１５９】
また、（３）式及び（４）式からσｒ＋σθを求めると（５）式のようになる。
【０１６０】
【数５】
2010106653.tif 000007
【０１６１】
一例として、開口部１６８が形成された床版１６４について、内端ａ＝５０ｍ、外端ｂ＝７０ｍの条件で（３）式〜（５）式を用いて計算すると、図２２（ｂ）の右上半分に示すように、床版１６４の外端ｒ２＝ｂ＝７０ｍでは、半径方向応力σｒ＝−１．０Ｐ２、円周方向応力σθ＝−３．０８Ｐ２となる。
【０１６２】
また、床版１６４の内端ｒ１＝ａ＝５０ｍでは、半径方向応力σｒ＝０、円周方向応力σθ＝−４．０８Ｐ２となる。そして、σｒ＋σθ＝−４．０８Ｐ２となる。ここで、半径方向応力σｒ、円周方向応力σθはともに負であるから、床版１６４の内部では、半径方向、円周方向共に圧縮力が作用していることが分かる。
【０１６３】
一方、開口部１６８の無い床版１６６について、外端ｂ＝７０ｍの条件で（３）式〜（５）式を用いて計算すると、図２２（ｂ）の左下半分に示すように、床版１６６のいずれの部位においても半径方向応力σｒ＝−１．０Ｐ２、円周方向応力σθ＝−１．０Ｐ２となる。そして、σｒ＋σθ＝−２．０Ｐ２となる。
【０１６４】
ここで、床版１６４と床版１６６について、半径方向応力σｒと円周方向応力σθの和（σｒ＋σθ）を比較すると、床版１６４の方が絶対値が大きくなっている。このことから、開口部１６８が形成された床版１６４の方が、外圧Ｐ２に対して効率良く圧縮力が導入されることが分かる。
【０１６５】
このように、地下構造物１６０は、側壁１７０及び床版１６４を円形としたことにより、側壁１７０に作用する土圧Ｐ１が側壁１７０の円周方向応力（圧縮力）で抵抗されると共に、残りが外圧Ｐ２として床版１６４に作用する。そして、外圧Ｐ２によって床版１６４内に効率良く圧縮力（半径方向応力σｒ、円周方向応力σθ）が導入され、引張力に弱いコンクリート造の床版１６４が補強される。
【０１６６】
これにより、鉛直荷重によって発生する床版１６４の引張応力が減殺されることになるので、床版１６４を無筋とし又は鉄筋量を増やさずに済む。さらに、床版１６４が一種の切ばりとして側壁１７０を支えるため、完成後の大きな土水圧増加や、想定外の大きな偏土水圧が作用しても、比較的薄い側壁で大深度となる穴底面に地下構造物１６０を構築することができる。
【０１６７】
また、地下構造物１６０では、前述のように土圧Ｐ１に対して側壁１７０自身の円周方向応力σθ（圧縮力）で抵抗することができるため、支保工が不要となり、側壁１７０の内側の地盤１２を１００ｍ程度の大深度まで一気に掘ることができる。これにより、地下構造物１６０は、大深度の底部１６６Ｈ（図１７参照）から上方へ向けて順打ち工法によって構築することが可能となり、逆打ち工法を行う場合に比べて施工費用を低減できると共に、工期を短縮することができる。
【０１６８】
さらに、地下構造物１６０は、基礎底盤としての底部１６６Ｈが、透水層１２Ａに比べて湧水量が少ない不（難）透水層１２Ｂに形成されているので、底部１６６Ｈ及び側壁１７０に作用する湧水を揚水することによって浮力を低減することができる。これにより、地下構造物１６０の浮き上りを防止するアンカー等が不要となる。
【０１６９】
次に、本発明の地下構造物及び複合構造物の第５実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１〜第４実施形態と基本的に同一の部材には、前記第１〜第４実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【０１７０】
図２３には、地盤１２に構築された複合構造物１８０が示されている。複合構造物１８０は、地盤１２に掘削形成された縦穴１４内に構築された地下構造物１９０と、地下構造物１９０の開口部１８８内に立設された地上階のある建築物２００とを有している。
【０１７１】
地下構造物１９０は、地面ＧＬを基準（０階）として、地上階側をプラス、地下階側をマイナスとしたとき、０階〜−１３階までの上構造物１８２Ａと、−１４階〜−２１階までの下構造物１８２Ｂとで構成されている。また、地下構造物１９０は、０階〜−１４階までが民間領域となっており、−１５階〜−２１階までが公共領域となっている。そして、地下構造物１９０は、円形で不（難）透水層１２Ｂまで到達した側壁１７０を有している。
【０１７２】
上構造物１８２Ａは、側壁１７０の内面に沿って連続形成され中央部に円形の開口部１８８を構成するコンクリート造の床版１８４を有している。床版１８４は、円形状に構築されており、０階の床を床版１８４Ａとして、−１階の床を床版１８４Ｂ、−２階の床を床版１８４Ｃ、以後省略して−１３階の床を床版１８４Ｎというように、複数階層に設けられている。また、開口部１８８の下端には床版１８６が形成されている。床版１８６は、−１３階の床版１８４Ｎと一体でコンクリート造の連続した床版となっている。なお、床版１８６は、床版１８４Ｎと共に下構造物１８２Ｂでは天井部を構成している。
【０１７３】
上構造物１８２Ａの各階層の開口部１８８は開放されており、各階層の床版１８４上には、プレキャストコンクリート又は現場打ちコンクリート造（ＲＣ、ＳＲＣ、ＣＦＴ、ＳＣ）及びＳ造によって複数の柱１９２が立設されている。柱１９２は、上階の床版１８４を支持している。ここで、−１階に着目すると、側壁１７０、床版１８４Ａ、及び床版１８４Ｂで囲まれたフロア１８９が形成されている。フロア１８９は、他の階層にも同様に設けられている。
【０１７４】
下構造物１８２Ｂは、−１４階から−２１階までの複数階層に設けられたコンクリート造の床版１９４（床版１８６、１９４Ａ〜、底部１９４Ｈ含む）と、プレキャストコンクリート又は現場打ちコンクリートによって構築され上階の床版１９４を支持する複数の柱１９６とを有している。底部１９４Ｈは不（難）透水層１２Ｂ内に位置しており、底部１９４Ｈの下側にはコンクリート製の耐圧版１９７が設けられている。
【０１７５】
一方、建築物２００は、地下構造物１９０の開口部１８８を構成する床版１８４と離間して床版１８６上に立設されている。建築物２００の各階層は、コンクリート造（ＲＣ造、ＳＲＣ造、ＣＦＴ造、ＳＣ造）又は鉄骨造の柱２０２、図示しない梁部材、及び床版２０４等により構成されている。また、建築物２００は、−１３階から０階までの地下１３階に加えて、＋５４階の地上階が構築されている。
【０１７６】
ここで、図２３及び図２４に示すように、複合構造物１８０の０階における床版１８４Ａと建築物２００は、振動を粘性抵抗力で減衰させる粘性ダンパーとしてのオイルダンパー２０６で連結されている。オイルダンパー２０６は、建築物２００の正方形状の床版２０４の四隅に直交する各２ヶ所で合計８ヶ所配置されている。なお、オイルダンパー２０６の配置は、四隅の他にこの中間部に複数ヶ所配置する。１ヶ所には必要減衰力に応じ１〜複数のオイルダンパー２０６を設置する。
【０１７７】
次に、複合構造物１８０の施工方法について説明する。なお、各床版には所定量の鉄筋若しくは鉄骨が用いられるが、配筋工程の説明は省略する。
【０１７８】
図２５（ａ）、（ｂ）に示すように、透水層１２Ａから不（難）透水層１２Ｂまで掘削して形成された溝内に鉄筋籠（図示省略）を建込み、トレミー管（図示省略）を配置してコンクリートを打設する。この連続壁工法を周方向に順次行うことにより、地面ＧＬから不（難）透水層１２Ｂまで円筒状の側壁１７０を構築する。
【０１７９】
続いて、図２５（ｃ）、（ｄ）に示すように、側壁１７０の内側を透水層１２Ａから予め設定された深さの不（難）透水層１２Ｂまでパワーショベル等の掘削機Ｓにより掘削する。
【０１８０】
続いて、図２５（ｅ）、（ｆ）に示すように、側壁１７０の内側に形成された縦穴１７８の穴底面１６上にコンクリートを打設して耐圧版１９７を構築する。さらに、耐圧版１９７上にコンクリートを打設して底部１９４Ｈを構築する。なお、耐圧版１９７及び底部１９４Ｈは不（難）透水層１２Ｂ内に位置している。
【０１８１】
続いて、図２５（ｇ）、（ｈ）に示すように、クレーンＣ等を用いて底部１９４Ｈ上に複数の柱１９６を立設し、さらに複数の柱１９６上に型枠を配置すると共にコンクリートを打設して、上階の床版１９４Ｇを構築する。このように順打ち工法により、−２１階の底部１９４Ｈから上方へ各階層を構築する。なお、ここで構築するのは、下構造部１８２Ｂの建築物２００（図２３参照）の下側に位置する部分のみとしている。
【０１８２】
続いて、図２６（ａ）、（ｂ）に示すように、建築物２００（図２３参照）の下側に位置する部位を床版１９４Ａまで構築した後、床版１９４Ａ上に複数の柱１９６を立設し、柱１９６の上端における側壁１７０の内周円の中心から側壁１７０へ向けて放射状に複数の大梁１９９を架設する。そして、大梁１９９上に型枠を配置してコンクリートを打設し、床版１８６（内周）及び床版１８４Ｎ（外周）を構築する。
【０１８３】
続いて、図２６（ｃ）、（ｄ）に示すように、床版１８６の下側では、下構造物１８２Ｂの残りの部位を上方へ向けて順次構築する。一方、床版１８６の上側では、複数の柱２０２を立設しコンクリート打設により床版２０４を形成することで、建築物２００の地下部分を順次上方へ構築する。
【０１８４】
続いて、図２６（ｅ）、（ｆ）に示すように、床版１８６の下側では、引き続き下構造物１８２Ｂの残りの部位を上方へ向けて順次構築する。一方、床版１８６の上側では、引き続き建築物２００の地下部分を順次上方へ構築していくと共に、床版１８４Ｎ上に柱１９２を立設して床版１８４を構築し、上構造物１８２Ａを順次上方へ構築する。
【０１８５】
建築物２００の地下部分の構築が終了した後、この地下部分の天井部（０階）において、側壁１７０の内周円の中心から側壁１７０へ向けて放射状に複数の大梁２０３を架設する。そして、型枠を配置すると共にコンクリートを打設し、仮床版２０５を構築する。
【０１８６】
続いて、図２６（ｇ）、（ｈ）に示すように、仮床版２０５上に建築物２００の地上部分を順次構築する。このようにして、上構造物１８２Ａ、下構造物１８２Ｂ、及び建築物２００が構築される。なお、仮床版２０５は複合構造物１８０の完成後に撤去される。これにより、上構造物１８２Ａは、開口部１８８によって採光された光が各床版１８４間の開放端から各フロア内に導入されるため、居住空間として利用可能となる。
【０１８７】
続いて、図２３及び図２４に示すように、建築物２００の０階の床版２０４と、上構造物１８２Ａの床版１８４Ａとを複数（ここでは８本）のオイルダンパー２０６で連結する。ここで、オイルダンパー２０６の一端は床版２０４の四隅にそれぞれボルトで固定され、他端は床版１８４Ａの内周面で柱１９２が設けられている部位にボルトで固定される。以上の工程により、複合構造物１８０が完成する。
【０１８８】
次に、本発明の第５実施形態の作用について説明する。
【０１８９】
図２４に示すように、構築された複合構造物１８０の側壁１７０には、半径方向で中心に向けて土圧Ｐが作用する。ここで、側壁１７０が円形であるため、側壁１７０の内側の床版１８４は、半径方向、円周（接線）方向ともに圧縮状態となって釣り合うことになるが、床版１８４の半径方向圧縮応力と円周方向圧縮応力の合計は、床版１８４の如何なる点でも土圧Ｐの２倍より大きくなるため、床版１８４の圧縮効率が上がる。これにより、床版１８４は、鉛直方向に作用する荷重に抵抗することができるので、床版１８４の鉄筋量を減らすことができる。
【０１９０】
また、図２３に示すように、複合構造物１８０は、基礎底盤としての底部１９４Ｈが地面ＧＬよりも下方の大深度（地下５０ｍ〜１００ｍ）に設けられているため、地上階のある建築物２００の底部（床版１８６）に作用する地震の揺れは小さくなる。さらに、複合構造物１８０は、床版１８４と建築物２００がオイルダンパー２０６で連結されているので、建築物２００が揺れたときにオイルダンパー２０６の粘性抵抗力によって振動が減衰し、建築物２００に作用する地震の揺れを抑えることができる。
【０１９１】
また、複合構造物１８０の施工では、下構造物１８２Ｂの中央部を床版１８６の高さまで構築した後、上構造物１８２Ａ、下構造物１８２Ｂ、及び建築物２００をほぼ同時進行で構築するので、上構造物１８２Ａ及び下構造物１８２Ｂの完成を待たずに建築物２００を構築することができ、施工効率を上げることができる。
【０１９２】
次に、本発明の地下構造物及び複合構造物の第６実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１〜第５実施形態と基本的に同一の部材には、前記第１〜第５実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【０１９３】
図２７（ａ）には、第６実施形態としての複合構造物２１０が示されている。複合構造物２１０は、第５実施形態の複合構造物１８０（図２３参照）において、−１５階（下構造物１８２Ｂの床版１９４Ｂ上）に揚水手段２２０を設置した構成となっている。
【０１９４】
揚水手段２２０は、耐圧版１９７の底面に露出して複数箇所（図示は１箇所のみ）に設けられた揚水部２１２と、耐圧版１９７内に埋設され複数の揚水部２１２と連通した連通管２１４と、床版１９４Ｂ上に設置された取水タンク２１６と、揚水部２１２と取水タンク２１６とを連通した取水管２１８とで構成されている。
【０１９５】
図２７（ｂ）に示すように、揚水部２１２は、耐圧版１９７の底面に形成された開口部内に複数の硬質砕石２１３を詰めた構成となっており、不（難）透水層１２Ｂから湧き出る地下水（湧水）が浸透可能となっており、取水タンク２１６に揚水するようになっている。なお、取水タンク２１６内に貯留された水は、図示しない取水ポンプ及び取水管により地上へ揚水されるようになっている。
【０１９６】
次に、本発明の第６実施形態の作用について説明する。
【０１９７】
図２７（ａ）、（ｂ）に示すように、複合構造物２１０では、不（難）透水層１２Ｂの湧水が揚水部２１２に浸透して連通管２１４へ浸入する。ここで、連通管２１４が湧水で満たされたままの状態では、さらなる湧水による浮力で耐圧版１９７を押し上げる要因となるが、本実施形態では、揚水部２１２及び連通管２１４の湧水が揚水され、取水タンク２１６に貯留される。そして、取水タンク２１６に貯留された水は地上へ揚水される。これにより、耐圧版１９７に作用する浮力を抑え、複合構造物２１０の構築状態を保持することができる。
【０１９８】
また、本実施形態では、耐圧版１９７が不（難）透水層１２Ｂに位置しているため、透水層１２Ａに位置する場合に比べて湧水量が少ない。これにより、取水タンク２１６への揚水量及び地上への揚水量が実施可能量となり、揚水手段２２０として大規模な設備が不要となる。
【０１９９】
なお、揚水を行うことにより、地下水位は当初の水位ＳＬより低下して水位ＷＬとなるが、水位ＷＬが地盤沈下等の問題となる場合は、取水タンク２１６から地上へ揚水される水を地盤１２へ注入して還流経路を構築してもよい。
【０２００】
次に、本発明の地下構造物及び複合構造物の第７実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１〜第６実施形態と基本的に同一の部材には、前記第１〜第６実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
【０２０１】
図２８（ａ）には、第７実施形態としての複合構造物２３０の平断面図が示されている。また、図２８（ｂ）には、図２８における複合構造物２３０の領域Ｋの部分平断面図が示されている。
【０２０２】
複合構造物２３０は、第５実施形態の複合構造物１８０（図２３参照）における床版１８４に換えて、床版２３２、床版２３２を支持する床版受部２３４、床版２３２に圧縮力を導入するためのオイルジャッキ２３６、及び床版２３２の内周縁を円形に保持するコンプレッションリング２３８を設けた構成となっている。
【０２０３】
床版２３２は、円形でコンクリート製であり、中央に第５実施形態の開口部１８８（図２３参照）とほぼ等しい大きさの円形の開口部２３３が形成されている。また、床版２３２は、外周縁が側壁１７０と離間配置されており、円の中心に向けて凹状に切り欠かれた切欠部２３５が円周方向に間隔をあけて複数（ここでは１６箇所）形成されている。さらに、床版２３２は、内周縁である開口部２３３にコンプレッションリング２３８が取り付けられている。なお、床版２３２の半径方向における切欠部２３５の切り欠き長さは、オイルジャッキ２３６の可動部のストローク長と同等の長さとしている。
【０２０４】
一方、図２８（ｃ）に示すように、側壁１７０は、内部に主筋１７０Ａ及びせん断補強筋１７０Ｂが設けられており、側壁１７０の内周面には、鉛直方向を山谷方向として波形鋼板２３９が取り付けられている。波形鋼板２３９は、鉛直方向に間隔をあけて複数の孔部が形成されており、この孔部に円筒状の機械式継手２４２Ａ、２４２Ｂが溶接固定されている。なお、機械式継手２４２Ａ、２４２Ｂには、予めアンカー鉄筋１７０Ｃの一端が挿通されており、アンカー鉄筋１７０Ｃの他端は側壁１７０に埋設されている。
【０２０５】
床版受部２３４は、側壁１７０の内周面に沿って環状に形成されたコンクリート体であり、外周部２３４Ａが内周部２３４Ｂよりも高く、段差が設けられている。また、床版受部２３４には、Ｌ字状の鉄筋２４４Ａと直線状の鉄筋２４４Ｂが埋設されており、鉄筋２４４Ａの一端及び鉄筋２４４Ｂの一端は、側壁１７０に向けて突出されている。
【０２０６】
ここで、複合構造物２３０における床版２３２の設置手順として、まず、鉄筋２４４Ａ、２４４Ｂ接続用の機械式継手２４２Ａ、２４２Ｂを側壁１７０内部に構築する。続いて、機械式継手２４２Ａ、２４２Ｂに床版受部２３４の鉄筋２４４Ａ、鉄筋２４４Ｂを挿通すると共に、必要な鉄筋を配筋し、コンクリートを打って床版受部２３４を形成する。続いて、型枠を配置してコンクリート打設により床版２３２を構築する。
【０２０７】
続いて、床版２３２を床版受部２３４の内側に配置し、床版２３２の切欠部２３５内で且つ床版受部２３４の内周部２３４Ｂの上面にオイルジャッキ２３６を載置する。続いて、オイルジャッキ２３６を作動させ、床版２３２の外周面と、外周部２３４Ａの内周面２３４Ｄとの隙間ｄを拡げて床版２３２に圧縮力を導入し、床版２３２を支持する。
【０２０８】
続いて、床版２３２の外周面と、外周部２３４Ａの内周面２３４Ｄとの隙間ｄをモルタルで埋めると共にオイルジャッキ２３６を取り外し、切欠部２３５をモルタルで埋める。このようにして、複合構造物２３０に床版２３２が設置される。
【０２０９】
次に、本発明の第７実施形態の作用について説明する。
【０２１０】
まず、本実施形態の複合構造物２３０との比較例として、側壁１７０に沿って連続した床版が形成され、且つオイルジャッキ２３６を用いない構造物の場合は、当該床版に作用する圧縮力が予め設定された圧縮力よりも低くなる可能性があるとき、圧縮力を増加させる手段を有していないため、圧縮力の調整が難しい。
【０２１１】
一方、図２８（ｂ）に示すように、本実施形態の複合構造物２３０は、円形の側壁１７０に均等に土圧Ｐ（地下水圧含む）が作用するとき、側壁１７０は、円周方向に生じる圧縮応力によって土圧Ｐに抵抗する。そして、側壁１７０と離間配置された床版２３２は、オイルジャッキ２３６によって圧縮力が付与される。
【０２１２】
ここで、床版２３２は、内周側がコンプレッションリング２３８で円形に保持されると共に外周側から内周側へ向けて圧縮力が付与されるので、床版２３２全般に亘って均等に圧縮力を導入することができる。さらに、複合構造物２３０は、オイルジャッキ２３６によって圧縮力が可変となっているので、床版２３２に作用させる圧縮力の調整が容易となる。
【０２１３】
なお、本実施形態では、開口部２３３（図２８（ａ）参照）が形成された床版２３２にオイルジャッキ２３６により圧縮力を導入する場合について説明したが、これに限らず、開口部２３３が形成されていない円板状の床版にオイルジャッキ２３６を用いて圧縮力を導入するようにしてもよい。
【０２１４】
ここで、本発明の地下構造物及び複合構造物の他の実施例として、図２９及び図３０（ａ）、（ｂ）に示す複合構造物２５０を構築することができる。複合構造物２５０は、地盤１２に掘削形成された縦穴２５１、２５３内に構築された地下構造物２６０と、地下構造物２６０の開口部２５２内で床版２６４上に立設された建築物２００とを有している。
【０２１５】
地下構造物２６０は、地面ＧＬを基準（０階）として、地上階側をプラス、地下階側をマイナスとしたとき、０階〜−１３階までの上構造物２７０と、−１４階〜−２１階までの下構造物２８０とで構成されている。
【０２１６】
上構造物２７０は、複合構造物２５０を平面視したときの断面形状が矩形の側壁２５４と、側壁２５４の内面に沿って連続形成され中央部に円形の開口部２５２を構成するコンクリート造の床版２５６とを有している。なお、床版２５６は、下構造物２８０では天井部を構成しており、各階の床版２５６上には、プレキャストコンクリート又は現場打ちコンクリート造（ＲＣ、ＳＲＣ、ＣＦＴ、ＳＣ）及びＳ造によって複数の柱２５８が立設されている。
【０２１７】
一方、下構造物２８０は、複合構造物２５０を平面視したときの断面形状が円形の側壁２６２と、側壁２６２の内面に沿って連続形成された床版１９４とを有している。また、各階の床版１９４上には複数の柱１９６が立設されており、下構造物２８０の底部１９４Ｈは不（難）透水層１２Ｂ内に位置している。
【０２１８】
複合構造物２５０の０階における床版２５６と建築物２００は、オイルダンパー２０６で連結されている。オイルダンパー２０６は、建築物２００の正方形状の床版２０４の四隅に直交する各２ヶ所で合計８ヶ所配置されている。なお、オイルダンパー２０６の配置は、四隅の他にこの中間部に複数ヶ所配置する。１ヶ所には必要減衰力に応じ１〜複数のオイルダンパー２０６を設置する。
【０２１９】
このように、上構造物２７０の側壁２５４の形状を矩形とし、下構造物２８０の側壁２６２の形状を円形として、異なる形状の側壁を有する地下構造物２６０及び複合構造物２５０を構築してもよい。
【０２２０】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【０２２１】
側壁２０は、山止めＨ鋼の他に、鉄骨入りコンクリート、鉄筋入りコンクリートを用いてもよい。また、側壁２０の形状は、正方形だけでなく円形であってもよい。
【０２２２】
複合構造物１２０の地下構造物１３０において、床版１３４に換えて床版８６、９６、１０６のいずれかを設け、さらに、圧縮手段であるオイルジャッキ５５、７３、８８、９８、１０９のいずれかを設けて、追加の圧縮力を床版に付与するようにしてもよい。
【０２２３】
なお、大深度地下として地下５０ｍ〜１００ｍを設定しているが、これに限らず、同様な効果が得られる深度であれば地下５０ｍ以浅のもの、施工上可能であり同様な効果が得られれば地下１００ｍ以深のものであってもよい。
【０２２４】
地下構造物１６０における上構造物１６２Ａ及び下構造物１６２Ｂの階数、複合構造物１８０、２１０、２３０における上構造物、下構造物、建築物の各階数は、実施形態の階数に限定されず、複数の階数から適宜設定してよい。
【０２２５】
オイルダンパー２０６は０階に設置するだけでなく、上構造物１８２Ａのいずれの階に設けてもよい。また、オイルジャッキ２３６の設置数は１６箇所に限らず、１６箇所よりも少なく、又は１６箇所よりも多く設置してもよい。
【符号の説明】
【０２２６】
１０  地下構造物（地下構造物）
１２Ｂ  不（難）透水層（不透水層又は難透水層）
１４  縦穴（掘削された穴）
２０  側壁（側壁）
２６  床版（床版）
３０  開口部（開口部）
３４Ｇ  底部（基礎底盤）
４０  地下構造物（地下構造物）
４４  床版（床版）
５０  開口部（開口部）
５５  オイルジャッキ（圧縮手段、拡幅手段）
６４Ｇ  底部（基礎底盤）
７３  オイルジャッキ（圧縮手段、拡幅手段）
８０  地下構造物（地下構造物）
８８  オイルジャッキ（圧縮手段、拡幅手段）
９０  地下構造物（地下構造物）
９８  オイルジャッキ（圧縮手段、拡幅手段）
１００  地下構造物（地下構造物）
１０９  圧縮手段（圧縮手段、拡幅手段）
１２０  複合構造物（複合構造物）
１３０  地下構造物（地下構造物）
１３４  床版（床版）
１４０  開口部（開口部）
１４４Ｇ  底部（基礎底盤）
１５０  建築物（建築物）
１６０  地下構造物（地下構造物）
１６４  床版（床版）
１６６Ｈ  底部（基礎底盤）
１６８  開口部（開口部）
１７０  側壁（側壁）
１８０  複合構造物（複合構造物）
１８４  床版（床版）
１８８  開口部（開口部）
１９０  地下構造物（地下構造物）
１９４Ｈ  底部（基礎底盤）
１９７  耐圧版（基礎底盤）
２００  建築物（建築物）
２０６  オイルダンパー（粘性ダンパー）
２１０  複合構造物（複合構造物）
２３０  複合構造物（複合構造物）
２３６  オイルジャッキ（圧縮手段、拡幅手段）
２５０  複合構造物（複合構造物）
Ｐ  土圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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