(57)【要約】【課題】  地下構造物の完成後に不必要となる仮設物を基本的に省き、本体構造物で兼用することができる地下・地上構造物の施工方法を提供する。【解決手段】  地下・地上構造物の施工方法として、止水性と土圧対応の山留を構築する工程と、山留の内部を排水した後に機械式深礎工法により現場造成の杭坑を現状地盤面から支持地盤面まで掘削する工程と、支持地盤面から建物基礎底レベルまでラップルコンクリート、または鉄筋を配筋してコンクリートを打設することで現場造成杭を構築する工程と、ラップルコンクリート、または現場造成杭の上部に、建物本体の鉄骨柱用アンカーボルトを設置した後、建物基礎底レベルまで鉄筋コンクリートを構築する工程とを含むものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
止水生と土圧対応の山留を構築する工程と、
山留の内部を排水した後に機械式深礎工法により現場造成の杭抗を現状地盤面から支持地盤面まで掘削する工程と、
支持地盤面から建物基礎底レベルまでラップルコンクリート、または鉄筋を配筋してコンクリートを打設することで現場造成杭を構築する工程と、
ラップルコンクリート、または現場造成杭の上部に、建物本体の鉄骨柱用アンカーボルトを設置した後、建物基礎底レベルまで鉄筋コンクリートを構築する工程と、
を含む地下・地上構造物の施工方法。
【請求項２】
前記ラップルコンクリート、または現場造成杭の上部に、建物本体の鉄骨柱用アンカーボルトを設置する工程では、建物基礎底レベルまで構築した現場造成杭の杭頭を平滑にして本体の鉄骨柱用アンカーフレームを取り付け、その後、アンカーボルトを設置し、建物全体の鉄骨建て方工事の準備工事が地下最下階で完了せしめられる施工が行われ、さらに、
前記アンカーボルトを設置する工程に続き、地下鉄骨柱を深礎抗内で建て方を行ない、１階部分で建方精度を確保する工程と、
1階の大梁を地下鉄骨柱に接合した後、１階床組を構築することを特徴とする請求項１記載の地下・地上構造物の施工方法。
【請求項３】
前記、請求項２の工程に続き、
地下工事として、最初に地下1階の掘削工事を行い、次に、地下全階で完成している本体鉄骨柱に地下1階の鉄骨大梁を地下鉄骨柱に接合し、さらに地下１階床組を地価鉄骨柱よりも外方へ突出して構築し、その床組で地下1階の山留材を支持する施工を行い、
同時に地上工事として、１節の鉄骨柱に各階の鉄骨大梁を接合した後、各階の床組を構築することにより、地下・地上同時施工を行うことを特徴とする地下・地上構造物の施工方法。
【請求項４】
地下工事では、地下各階において地下全階で完成している本体鉄骨柱に対し、地下1階と同様に地下各階の鉄骨大梁を地下鉄骨柱に接合した後、地下各階の床組を構築し、
同時に、地上工事では、鉄骨工事を２節以上の鉄骨柱に各階の鉄骨大梁を接合した後、各階の床組を構築することを特徴とする請求項３記載の地下・地上構造物の施工方法。
【請求項５】
地下・地上共に各階の鉄骨工事・床工事が完了した後、地下工事では、基礎工事である地中梁等の最下階躯体を施工することで山留材の最下点を支持し、土圧壁を最下階より構築し、下の階より順次地下1階まで地下躯体工事を完成させる一方、
地上工事では、床のコンクリート打設を各階構築し、躯体工事を完成させ、順次仕上工事、設備工事を工程に合わせていくことを特徴とする請求項４記載の地下・地上構造物の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨を中心に構成され、かつ地下部を有する建築物において、杭を構築後、地下部と地上部との同時施工を可能とする地下・地上構造物の施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地下構造を有する殆どの建物が鉄筋コンクリート造で構築されている。建物の地下構造物の施工には、山留工事と切梁の仮設材により建物周囲の土の崩壊を防ぎながら掘削する方法と、山留工事とアースアンカーで建物周囲の土の崩壊を防ぎながら掘削する方法があり、その何れかで地下構造物全体の構築される範囲を掘削した後に地下構造物を基礎、最下階、そして順次地下1階まで構築する施工法が一般的である。
【０００３】
地下・地上同時施工法の従来例としては、例えば、下記特許文献1に示すような逆打工法が知られている。この逆打工法は、１階以下の大梁を鉄骨造（Ｓ造）とし、柱を構真柱（仮設柱）を内蔵した鉄筋コンクリート造とするものである。さらに、床スラブは支柱不要とし、また、梁の型枠、配筋、コンクリート工事および床スラブ形成用の型枠を支持する支柱の立設工事、支柱用地盤の補強工事を不要にするものである。大梁は構真柱に高力ボルト接合としている。
【０００４】
別の従来例として、下記特許文献２に示すような施工方法では、構真柱を適用しない柱であっても、鉄骨柱の鉄骨ジョイント部を省くことで施工を簡素化し、従来の逆打工法の各種の欠点を除去するものである。その構成は、山留と構真柱を施工した後、地下へ向け根切りと躯体施工を繰り返し、地下階構造体を構築する逆打工法において、一次根切した根切り底における外周部の柱の構築箇所に、構築すべき柱の高さに適合した敵宣深さの壺堀を行い、壺堀部の孔底に仮設持手段を講じて鉄骨建方し、同時に所要のコンクリート工事により該部躯体を構築した後、二次根切りを行い、該二次根切りに併せて前記仮設持手段を取り除いて、下部躯体を施工することを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−１８５０８４号公報
【特許文献２】特開平０７−０２６５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の地下構造物の施工法は、どの施工法も、切梁や足場を大量に使いながら掘削を進めていくため施工に長時間を要すること、地下構造物が完成したら不必要となる仮設材が大量に使われること、施工が複雑化して危険性が高いこと等々、工期的、経済的、安全的に問題点が多い。掘削終了後は、本体の地下構造物を最下階より構築開始するものの、切梁等が邪魔になるために大型の製作物の採用が難しく、在来の現場打の鉄筋コンクリート造で時間をかけ、基礎、最下階躯体から順次地下１階の躯体まで構築することになり、時間とコストがかかり過ぎるのが現状である。
【０００７】
この時間的な問題点を解決するために行われている逆打工法は、杭工事の際に仮設材として構真柱を杭のコンクリート打設後に、地下深くの杭レベルのコンクリート部分に差し込み固定する。このため建入れ精度が悪く、この後の鉄骨の大梁を取付ける時に接合部が合わないので鉄骨大梁は現場合わせとなり、構真柱間の寸法を現場測定し、それに合わせた接合金物を用意する必要が生じたり、接合金物が作り替えになる等の不具合が生じる。このため、施工が困難を極め、時間がかかり、工程にも大きな影響を与える。また、鉄筋コンクリート造の大梁の場合は、躯体構築階において梁や床組用の型枠と支保工の仮設材を設置する空間が必要である。そのため鉄骨造の床組に対して、掘削量も多くなり、山留工事がコスト高になる。さらに、型枠、支保工の大量の仮設材を必要とし、鉄筋工事、型枠工事、コンクリート工事と工種が増えることで大幅に工程が延びるため、時間的な問題点が生じる。
【０００８】
さらに、建築計画上、支持地盤面が比較的浅い場合には、杭を無くすために支持地盤の深さまで建物の地下利用を計画する場合がある。一般的には工期的、経済的、および安全面で不合理である。
【０００９】
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みてなされたもので、その目的は、地下構造物の完成後に不必要となる仮設物を基本的に省き、本体構造物で兼用することができる地下・地上構造物の施工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するために、地下・地上構造物の施工方法として、止水性と土圧対応の山留を構築する工程と、山留の内部を排水した後に機械式深礎工法により現場造成の杭抗を現状地盤面から支持地盤面まで掘削する工程と、支持地盤面から建物基礎底レベルまでラップルコンクリートや鉄筋を配筋してコンクリートを打設することで現場造成杭を構築する工程と、ラップルコンクリートや現場造成杭の上部に、建物本体の鉄骨柱用アンカーボルトを設置した後、建物基礎底レベルまで鉄筋コンクリートを構築する工程と、を含むものである。
【００１１】
前記施工方法において、前記ラップルコンクリートや現場造成杭の上部に、建物本体の鉄骨柱用アンカーボルトを設置する工程では、建物基礎底レベルまで構築したラップルコンクリートや現場造成杭の上部を平滑にして本体の鉄骨柱用アンカーフレームを取り付け、その後、アンカーボルトを設置し、建物全体の鉄骨建て方工事の準備工事が地下最下階で完了せしめられる施工が行われ、さらに、前記アンカーボルトを設置する工程に続き、地下鉄骨柱を深礎抗内で建て方を行ない、１階部分で建方精度を確保する工程と、1階の大梁を地下鉄骨柱に接合した後、１階床組を構築するようにすることが好ましい。
【００１２】
前記施工方法では、まず、多数の実績を有する機械式深礎で杭施工を行う。地下最下階の杭頭で地下鉄骨柱のアンカーボルトを設置して地下最下階から１階までの本体鉄骨柱を建て込み、１階鉄骨大梁を高力ボルト、または現場溶接で接合しながら床組も構築する。これらの工事は全てが本体躯体工事であり、地上躯体工事と同様に進められる施工法である。
【００１３】
１階床組まで完成した後、地上・地下の同時施工を開始する。地下・地上共に純鉄骨造を基本とし、柱は鉄骨鉄筋コンクリート構造も可能とする。地下工事は、地下1階の掘削から開始し、地下１階レベルの鉄骨大梁下まで掘り進める。既に精度を確保された柱に地下各階の大梁を接合して、デッキ系の床を構築し、その床組で地下1階の山留材を支持する。その後、地下各階の根切りと鉄骨系の躯体施工を繰り返して地下階構造体を構築する施工法である。
【００１４】
従来の施工法に対して山留支持する切梁やアースアンカーが不要になる。さらに、仮設材としての構真柱が不要となり、地下各階の床組においても、鉄骨の梁とデッキ等の乾式資材を敷き込むことで足場や支保工等の仮設物が不要となる。従来工法にはない地下構造物の柱・梁は純粋な鉄骨造で、床をデッキ系の乾式で、さらに取扱い易い資材を採用することにより簡素化した施工法である。
【００１５】
地上工事は、１節の鉄骨建方工事より開始し、各節を順次に鉄骨建方工事を進めて躯体工事・仕上工事・設備工事を完成させていく施工法である。
【発明の効果】
【００１６】
杭の完成後は、地上部を含む建物全体の鉄骨建て方に大規模な地下構造物が計画されていたとしても、地下構造物の有無に関係なく、地下最下階の基礎レベルから地上部を含む建物全体の鉄骨建て方を開始することができる。
【００１７】
地下構造物は、仮設物ではなく、本体の躯体を仮設兼用として築造することで精度が確保されるため、品質が従来の施工法よりかなり高くなる。そのことにより、無駄を省き、施工を簡素化することができるため、経済的であり、工期も短縮できる。
【００１８】
さらに、特殊な能力を必要とせず、さらに実績のある施工法を柔軟にアレンジすることで簡易、安全、短期間で構築することができる。これら全てを達成することにより、環境配慮型の施工法となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の山留工事を示す断面図
【図２】本発明の機械式深礎の掘削工事を示す断面図
【図３】本発明のラップルコンクリート、または現場造成杭の鉄筋コンクリート工事を示す断面図
【図４】本発明のアンカーボルト設置工事を示す断面図
【図５】本発明の地下の鉄骨工事を示す断面図
【図６】本発明の地下１階の掘削・躯体工事と地上１節の躯体工事を示す断面図
【図７】本発明の地下２階の掘削・躯体工事と地上２節の躯体工事を示す断面図
【図８】本発明の地上３階の掘削・基礎工事と地上３節の躯体工事を示す断面図
【図９】本発明の地下の土圧壁工事を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施の形態の山留工程を構成する各項目の断面図を示す。図１において、符号１は地下・地上構造物（以下、単に構造物という）が建設される場所の地下にある地盤であり、強固な岩盤などから成る。２は掘削地盤であり、構造物の地下部分を施工するために掘削される。３は現状地盤面であり、構造物の１階床とほぼ同じレベルの地表面である。４は地中下部にあって、構造物を支える支持地盤面である。５は地下部分において構造物の周囲の土砂がくずれるのを支える山留である。６は構造物の施工開始の初期段階で構造物の施工箇所の地下の水を抜き取るための排水杭である。１０は施工される構造物の最下部位となる建物基礎底レベルである。
【００２１】
施工開始に当っては、地盤１に止水効果のある材料（コンクリートなど）を用いて止水生と土圧対応の山留５を現状地盤面３から打込み、支持地盤面４より以深まで構築する。また、山留５により囲まれた範囲の内側に排水抗６を山留５と同程度の深さまたはそれぞれより深い位置まで掘り進め、完成したら現状地盤面３から支持地盤面４までの範囲に含まれた水を排水する。
【００２２】
図２は、建物柱位置における機械式深礎工法による掘削工程を示す断面図である。この機械式深礎工法により、建物柱位置において現状地盤面３から支持地盤面４まで杭抗７を掘進め、建物基礎底レベル１０から支持地盤面４までの地盤が構造物を支持可能な強さを持つ支持層であることを確認する。杭抗７は内部に作業者が入って支持層の確認及び基礎工事が行える程度の大きさの平面面積を有する。
【００２３】
図３は、現場造成杭の築造工程を示す断面図である。この工程では、杭抗７の掘削底が支持層であることを確認し、支持地盤面４から建物基礎底レベル１０までラップルコンクリート、または現場造成杭８を構成するための鉄筋を配筋し、その後コンクリートを打設してラップルコンクリート、または現場造成杭８を形成する。なお、図３中符号９は建物最下階レベルを示す。
【００２４】
図４は、建物全体の鉄骨建て方の準備工程を示す断面図である。この工程では、ラップルコンクリート、または現場造成杭８が完成した後にラップルコンクリート、または杭頭部分を平滑に処理する。次に、地下の本体鉄骨柱１４（後出）の建て方用アンカーフレーム１３を取り付けた後にアンカーボルト１１とテンプレート１２を建物最下階レベル９に設置して精度を確保し建物基礎構造体Ｂとする。建物基礎構造体Ｂには建物全体を構築するための鉄骨柱の最下端が結合される。このように、杭抗７の最深部に現場造成杭８を形成し、その杭頭部分上の建物最下階レベル９に建物全体を構築するための鉄骨柱を支持する建物基礎構造体Ｂを設置する工法は従来には見られない本発明独自の工法である。
【００２５】
図５は、建物全体の鉄骨建て方を開始する工程を示す断面図である。この工程では、まず、現状地盤面３より上方の工事が始まっていない時点で、地下鉄骨柱１４を建物最下階レベル９のアンカーボルト１１に合わせて建て込む。この地下鉄骨柱１４は、建物の地下が何階分あろうが、建物最下階レベル９から現状地盤面３よりも上に到達するまで杭抗７の中に一気に建て込まれる。地下の高さ寸法が大きい場合は鉄骨を継ぎ組みして建て込む。
【００２６】
次に、現状地盤面３よりも上に到達した地下鉄骨柱１４に１階レベルの鉄骨大梁１５を高力ボルト、または現場溶接で接合する。この鉄骨大梁１５は仮設用の梁部材ではなく建物本体の１階レベルを構成する梁である。この鉄骨大梁１５を接合した後、鉄骨小梁を含む１階床組１６を構築する。この１階床組１６の構築は、鉄骨小梁およびデッキ系の床により構築するか、または乾式のハーフＰＣ版等を敷き込むことにより構築するか、或いは鉄筋を配筋してコンクリートを打設することにより構築するなど種々の方法がある。これにより建物本体の１階部分が出来上がる。
【００２７】
図６は、地上・地下構造物における同時施工の開始する工程を示す断面図である。この工程からは、地下・地上構造物の同時施工（或いは並行施工）が行われる。図５の工程における１階部分の施工終了に続いて、地下工事については、現状地盤面３から下方へ、地下１階分の地盤を掘削して地下１階の鉄骨大梁１７を地下鉄骨柱１４に接合する。この鉄骨大梁１７も建物本体の地下１階レベルを構成する梁である。この鉄骨大梁１７を接合した後、鉄骨小梁を含む地下１階床組１８を構築する。これにより建物本体の地下１階部分が出来上がる。なお、地下１階床組１８は端部が地下鉄骨柱１４に接合して終端するのではなく、地下鉄骨柱１４からさらに外方へ延びた支え部１８ａを有し、その先端が山留５に突き当たるように鉄筋を配筋してコンクリートを打設することにより構築される。これにより、この地下１階床組１８で山留５を支持する。
【００２８】
地上工事は上記地下工事と同時に施工される。この地上工事では、地下鉄骨柱１４の上に鉄骨柱１９を取り付け（或いは継ぎ足し）て地上部１節（図６中Ｓ１で示す）の躯体工事を開始する。地上部１節の「節」は、本実施の形態で用いられる鉄骨柱の規格長さを基準とした長さ単位を表す。本実施の形態では１節で２階分の躯体工事が行われる。地上部１節の各階の鉄骨大梁２０を鉄骨柱１９に接合した後、鉄骨小梁を含む各階の床組２１を構築する。
【００２９】
図７は、図６に続く地上・地下構造物における同時施工の工程を示す断面図である。地下工事は、地下１階の躯体の終了に続き、地下２階を掘削して地下２階の鉄骨大梁２２を地下鉄骨柱１４に接合する。その後、鉄骨小梁を含む地下１階床組２３を構築する。地下２階床組２３もまた端部が地下鉄骨柱１４に接合して終端するのではなく、地下鉄骨柱１４からさらに外方へ延びた支え部２３ａを有し、その先端が山留５に突き当たるように構築される。これにより、この地下２階床組２３で山留５を支持する。
【００３０】
地上部は、地上部２節（図７中Ｓ２で示す）の躯体工事を開始する。鉄骨柱１９の上に地上部２節に対応する鉄骨柱２４を取り付け、地上部２節の各階大梁２５を鉄骨柱２４に接合する。その後、鉄骨小梁を含む各階の床組２６を構築する。
【００３１】
図８は、図７に続く地上・地下構造物における同時施工の工程を示す断面図である。地下工事は、地下２階の躯体の終了に続き、地下最下階を掘削して基礎躯体工事２７を構築する。さらに、この基礎躯体工事で山留５を支持する。
【００３２】
地上部は、地上部３節以上、すなわち、中間節の躯体工事を開始して地上部２節におけると同様の躯体工事を地上部各節で繰り返し構築する。図８では地上部ｎ節（図８中Ｓｎで示す）の躯体工事を行っているものとする。この工事では地上部ｎ節に対応する鉄骨柱２８を取り付け、地上部ｎ節の各階大梁２９を鉄骨柱２８に接合する。この地上部ｎ節はまだ最終節（最上階及び屋上を含む）ではなく、中間の節である。その後、鉄骨小梁を含む各階の床組３０を構築して地上最終節工事へ移る。
【００３３】
図９は、地上・地下構造物における同時施工の最終工程を示す断面図である。地下工事は、基礎躯体工事２７を終了して最下階の土圧壁３１の躯体工事を構築する。この工事では、まず地下最下階においてコンクリート打設により土圧壁３１の躯体工事を行い、これが終了したら、次に地下２階について土圧壁３１の躯体工事を行うというように、順次、地下最下階から地下１階まで土圧壁３１の躯体工事を構築して地下構造物の施工を完了する。
【００３４】
地上部は、最終節（図９中Ｓｅで示す）の躯体工事を開始して最上階及び屋上までを構築する。この工事では最終節に対応する鉄骨柱３２を取り付け、最終節の各階大梁３３を鉄骨柱３２に接合する。その後、鉄骨小梁を含む各階の床組３４を構築して地上工事を完了する。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の施工方法では、杭の完成後は、地上部を含む建物全体の鉄骨建て方に大規模な地下構造物が計画されていたとしても、地下構造物の有無に関係なく、地下最下階の杭頭レベルから地上部を含む建物全体の鉄骨建て方を開始することができることにより、無駄を省き、施工を簡素化することができるため、経済的であり、工期も短縮でき、有用である。
【符号の説明】
【００３６】
１  地盤
２   掘削地盤
3    現状地盤面
4    支持地盤面
5    山留
6    排水抗
7    機械式深礎抗
8    鉄筋コンクリート杭
9    建物最下階レベル
10   建物基礎底レベル
11   アンカーボルト
12   テンプレート
13   アンカーフレーム
14   地下鉄骨柱
15   1階鉄骨大梁
16   1階床組
17   地下1階   鉄骨大梁
18   地下1階   床組
19   地上1節   鉄骨柱
20   地上1節   各階鉄骨大梁
21   地上1節   各階床組
22   地下2階   鉄骨大梁
23   地下2階   床組
24   地上2節   鉄骨柱
25   地上2節   各階鉄骨大梁
26   地上2節   各階床組
27   基礎構造
28   地上N節   各階鉄骨柱
29   地上N節   各階鉄骨大梁
30   地上N節   各階床組
31   地下各階  土圧壁
32   地上最終節   各階鉄骨柱
33   地上最終節   各階鉄骨大梁
34   地上最終節   各階床組
【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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