(57)【要約】【課題】地下室構造において、鉄筋コンクリート造支柱梁を必要とせず、地中壁を構成する鋼矢板を補強材によって補強する必要もなく、建物躯体の構造的負担を軽減させること。【解決手段】地下室１２を設ける敷地に沿って鋼矢板２１を打ち込み、鋼矢板２１で囲まれる地面を掘削して地下空間２２を形成するとともに、地下空間２２の底部に自立させた鋼矢板２１を地中壁２０とし、地下空間２２の底部に鉄筋コンクリート造基礎３０を設置し、基礎３０の上に建物躯体を構築し、この建物躯体と鋼矢板２１を構造的に切り離してなるもの。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下室を設ける敷地に沿って鋼矢板を打ち込み、
鋼矢板で囲まれる地面を掘削して地下空間を形成するとともに、地下空間の底部に自立させた鋼矢板を地中壁とし、
地下空間の底部に鉄筋コンクリート造基礎を設置し、
基礎の上に建物躯体を構築し、この建物躯体と鋼矢板を構造的に切り離してなる地下室構造。
【請求項２】
前記地下空間の内部で、建物躯体の外周に防水層を設け、この建物躯体の防水層と鋼矢板の間に排水溝を設ける請求項１に記載の地下室構造。
【請求項３】
前記鋼矢板と鉄筋コンクリート造基礎を剛接合する請求項１又は２に記載の地下室構造。
【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】
従来、地下室構造として、特許文献１に記載の如く、地下室を設ける敷地に沿って鋼矢板を打ち込み、鋼矢板で囲まれる地面を掘削して地下空間を形成し、地下空間の底部に鉄筋コンクリート造基礎を設置し、基礎の上に地下室ユニットを構築し、鋼矢板と地下室ユニットの隙間を土で充填するものがある。
【０００３】
また、特許文献２に記載の如く、地下室を設ける敷地に沿って鋼矢板を打ち込み、鋼矢板で囲まれる地面を掘削して地下空間を形成し、地下空間の底部に鉄筋コンクリート造基礎を設置し、鋼矢板をそのまま地下室本体の耐力壁と、地上躯体の布基礎として機能させるものがある。
【０００４】
また、特許文献３に記載の如く、地下室を設ける敷地に沿って鋼矢板を打ち込み、鋼矢板で囲まれる地面を掘削して地下空間を形成し、鋼矢板が地下躯体のための外側のコンクリート型枠を兼ね、鋼矢板をそのまま地下躯体の一部として機能させるものがある。
【０００５】
また、特許文献４に記載の如く、地下室を設ける敷地に沿って鋼矢板を打ち込み、鋼矢板で囲まれる地面を掘削して地下空間を形成し、地下空間の底部に鉄筋コンクリート造基礎を設置し、基礎の上に地下室体を構築し、鋼矢板を補強材により補強するものがある。
【０００６】
また、特許文献５、６に記載の如く、地下ピットを鉄筋コンクリート造土留壁により区画し、地下ピットの内部に設置した地下躯体と、土留壁とを接合プレートにより接合するものがある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−１２０６８９（３頁、図１０）
【特許文献２】
特開平９−１００５４１（２頁、図１）
【特許文献３】
特開平９−１２５４２６（４頁、図１）
【特許文献４】
特許３２８８６１１（２頁〜４頁、図１）
【特許文献５】
特開平１０−４６６０７（３頁〜４頁、図５）
【特許文献６】
特開平１０−４６６０８（３頁、図５）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１では、鋼矢板と地下室ユニットの隙間を土で充填しており、鋼矢板と地下室ユニットの間で力の伝達を生ずる。地下室ユニットに、鋼矢板の周辺の土圧、水圧、地盤上載荷重が作用し、地下室ユニットの構造的負担が大きくなる。
【０００９】
特許文献２では、鋼矢板をそのまま地下室本体の耐力壁と、地上躯体の布基礎として機能させる。地下室本体に、鋼矢板の周辺の土圧等が作用し、各地上躯体の鉛直荷重が作用し、地下室本体の構造的負担が大きくなる。
【００１０】
特許文献３では、鋼矢板をそのまま地下躯体の一部として機能させる。地下躯体に鋼矢板の周辺の土圧等が作用し、地下躯体の構造的負担が大きくなる。
【００１１】
特許文献４では、鋼矢板を補強材によって補強する必要がある。
特許文献５、６では、工期の長い鉄筋コンクリート造土留壁を必要とするし、地下躯体に土留壁の周辺の土圧等が作用し、地下躯体の構造的負担が大きくなる。
【００１２】
本発明の課題は、地下室構造において、鉄筋コンクリート造支柱梁を必要とせず、地中壁を構成する鋼矢板を補強材によって補強する必要もなく、建物躯体の構造的負担を軽減させることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、地下室を設ける敷地に沿って鋼矢板を打ち込み、鋼矢板で囲まれる地面を掘削して地下空間を形成するとともに、地下空間の底部に自立させた鋼矢板を地中壁とし、地下空間の底部に鉄筋コンクリート造基礎を設置し、基礎の上に建物躯体を構築し、この建物躯体と鋼矢板を構造的に切り離してなるようにしたものである。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記地下空間の内部で、建物躯体の外周に防水層を設け、この建物躯体の防水層と鋼矢板の間に排水溝を設けるようにしたものである。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記鋼矢板と鉄筋コンクリート造基礎を剛接合するようにしたものである。
【００１６】
【作用】
請求項１の発明によれば下記▲１▼、▲２▼の作用がある。
▲１▼鋼矢板を地下空間の底部に自立させた地中壁とするものであるから、工期の長い鉄筋コンクリート造地中壁を必要とせず、工期短縮できるし、コスト低減できる。また、鋼矢板の周辺の土圧等に対し鋼矢板を自立させ、鋼矢板を補強材によって補強する必要もない。
【００１７】
▲２▼建物躯体と鋼矢板を構造的に切り離し、建物躯体には鋼矢板周辺の土圧等を負担させないから、建物躯体の構造的負担を軽減し、コスト低減できる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、下記▲３▼の作用がある。
▲３▼鋼矢板の目地から鋼矢板の内部に僅かに水がしみ出るとき、建物躯体の外周に設けた防水層により建物内部への水の侵入を防ぐ。そして、この水を、建物躯体の防水層と鋼矢板の間に設けた排水溝により排水処理できる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、下記▲４▼の作用がある。
▲４▼鋼矢板と鉄筋コンクリート造基礎を剛接合することにより、鋼矢板の根入れ深さを大きくせずに、頭部の変位を小さくすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の地下室構造を示す縦断面図、図２は地中壁を示す横断面図、図３は排水構造を示す縦断面図、図４は鋼矢板と基礎の接合構造を示し、（Ａ）は剛接合状態を示す側面図、（Ｂ）は剛接合された鋼矢板の撓みを示す側面図、（Ｃ）はピン接合された鋼矢板の撓みを示す側面図、図５は鋼矢板と基礎の剛接合構造を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は斜視図である。
【００２１】
図１の建物１０は、地下室付多層階建物である。建物１０の地下室構造をその施工手順とともに示せば以下の通りである。
【００２２】
（１）建物１０の躯体１１及びその地下室１２を設ける敷地に沿って鋼矢板２１を打ち込む。
【００２３】
（２）鋼矢板２１で囲まれる地面を掘削して地下空間２２を形成するとともに、地下空間２２の底部に自立させた鋼矢板２１により地中壁２０を構成する（図２）。
【００２４】
鋼矢板２１は地下空間２２の底部に対する根入れ部分の存在により地下空間２２の底部に自立するものとされ、鋼矢板２１の周辺の土圧、水圧、隣家等の地盤上載荷重（以下、土圧等）をそれ自体で負担できる材料を採用する。このような材料として、Ｕ形鋼矢板（例えば断面２次モーメント４５００〜５６７００ｃｍ４／ｍ程度、断面係数５２９〜２７００ｃｍ３／ｍ程度のもの）を採用できる。
【００２５】
鋼矢板２１として採用することのできる１つのＵ形鋼矢板は、両端に継手を形成した左右対称の横断面形状を有し、内外を交互に逆向きにして継手同士を係合させ連結することで地中壁２０を構成できる。また、鋼矢板２１として採用することのできる他のＵ形鋼矢板は、両端の継手部の継手形状が左右非対称で、横断面形状を同一方向に揃えて直線状に結合して地中壁２０を構成するものでも良い。
【００２６】
（３）地下空間２２の底部に鉄筋コンクリート造ベタ基礎３０を打設する。
（４）基礎３０の上に建物躯体１１を構築し、この建物躯体１１と鋼矢板２１を構造的に切り離す。鋼矢板２１と建物躯体１１は互いに接続されず、仮設後の鋼矢板２１に切梁、腹起し等の補強材を設けることを必要としない（鋼矢板２１の仮設時には切梁、腹起しを使用できる）。これにより、鋼矢板２１の周辺の土圧等は、鋼矢板２１だけで負担し、建物躯体１１には負担させない。鋼矢板２１からなる地中壁２０を永久構造物として地中に残す。
【００２７】
建物躯体１１は、地下躯体１１Ａ、地上躯体１１Ｂからなり、地上躯体１１Ｂには外壁１３、屋根１４を設ける。建物躯体１１は、地下空間２２の内部で、鋼矢板２１との空隙２３の上部に防水カバー１５を設けることができる。
【００２８】
（５）建物躯体１１は、地下空間２２の内部で、地下躯体１１Ａの外周に防水層１６を設け、地下躯体１１Ａの防水層１６と鋼矢板２１の間に排水溝２４を設けることができる。排水溝２４は地下空間２２の底部に設置される。
【００２９】
地下空間２２の底部には、図３に示す如く、排水ピット２５が設けられ、排水溝２４は排水ピット２５に接続される。鋼矢板２１の内側に侵入した水は排水溝２４から排水ピット２５に集水され、不図示のポンプにより送水処理される。
【００３０】
前述（３）で、基礎３０のコンクリートに埋設される鉄筋３１（鉄筋に代わるボルト、Ｈ形鋼等の鉄骨であっても良い）は、鋼矢板２１にピン接合されても良いし、剛接合されても良い。基礎３０の鉄筋３１を鋼矢板２１にピン接合した場合には、土圧等による鋼矢板２１の頭部の撓みδが大きいから（図４（Ｃ））、この撓みが地盤の状況等により過大になる場合には、基礎３０の鉄筋３１を鋼矢板２１に剛接合することにてその撓みを低減できる（図４（Ａ）、（Ｂ））。
【００３１】
基礎３０の鉄筋３１を鋼矢板２１に剛接合する構造としては、図５に示す如く、鋼矢板２１の横断面内壁に接合プレート３２を溶接し、鉄筋３１を接合プレート３２に溶接する。基礎３０の内部で、上下の鉄筋３１（上下の間隔ｄ）を上下の接合プレート３２のそれぞれに溶接するとき、基礎３０の鉄筋３１と鋼矢板２１の剛接合部で土圧Ｆに抵抗するモーメントＭを発生させるため、上下の鉄筋３１がＰ＝Ｍ／ｄの力を伝達可能にする構造とする。
【００３２】
本実施形態によれば以下の作用がある。
▲１▼鋼矢板２１を地下空間２２の底部に自立させた地中壁２０とするものであるから、工期の長い鉄筋コンクリート造地中壁を必要とせず、工期短縮できるし、コスト低減できる。また、鋼矢板２１の周辺の土圧等に対し鋼矢板２１を自立させ、鋼矢板２１を補強材によって補強する必要もない。
【００３３】
▲２▼建物躯体１１と鋼矢板２１を構造的に切り離し、建物躯体１１には鋼矢板２１周辺の土圧等を負担させないから、建物躯体１１の構造的負担を軽減し、コスト低減できる。
【００３４】
▲３▼鋼矢板２１の目地から鋼矢板２１の内部に僅かに水がしみ出るとき、建物躯体１１の外周に設けた防水層１６により建物内部への水の侵入を防ぐ。そして、この水を、建物躯体１１の防水層１６と鋼矢板２１の間に設けた排水溝２４により排水処理できる。
【００３５】
▲４▼鋼矢板２１と鉄筋コンクリート造基礎３０を剛接合することにより、鋼矢板２１の根入れ深さを大きくせずに、頭部の変位を小さくすることができる。
【００３６】
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。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、地下室構造において、鉄筋コンクリート造支柱梁を必要とせず、地中壁を構成する鋼矢板を補強材によって補強する必要もなく、建物躯体の構造的負担を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の地下室構造を示す縦断面図である。
【図２】図２は地中壁を示す横断面図である。
【図３】図３は排水構造を示す縦断面図である。
【図４】図４は鋼矢板と基礎の接合構造を示し、（Ａ）は剛接合状態を示す側面図、（Ｂ）は剛接合された鋼矢板の撓みを示す側面図、（Ｃ）はピン接合された鋼矢板の撓みを示す側面図である。
【図５】図５は鋼矢板と基礎の剛接合構造を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は斜視図である。
【符号の説明】
１１　建物躯体
１２　地下室
１６　防水層
２０　地中壁
２１　鋼矢板
２２　地下空間
２４　排水溝
３０　基礎
【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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