(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎に鋼管杭を使用し、地下部分の柱に鋼管杭をそのまま使用すると共に、地下部分の梁に鉄骨梁を使用して、当該鉄骨梁を前記鋼管杭に接合し、鋼管杭が外周の土と接する部分については鋼管杭の外側にコンクリート壁を設けることにより、地下構造物の全部または一部を鉄骨造とする構造物の施工法であって、梁取付用のウェブガセットプレートと、上下の分割外ダイヤフラムとを用いて、前記ウェブガセットプレートと前記下部分割ダイヤフラムを一体化して現場にて鋼管杭に仮支持させたうえ、前記鋼管杭と下部分割ダイヤフラム、および鋼管杭とウェブガセットプレートを溶接接合し、その後、鉄骨梁と上部分割外ダイヤフラムを下部分割ダイヤフラムの上に乗せ掛けて溶接接合で一体化することを特徴とする鋼管杭を柱に利用した構造物の施工法。
【請求項２】
鋼管杭にボルト孔を有する小突片を溶接接合し、この小突片のボルト孔と、下部分割ダイヤフラムに固着した前記ウェブガセットプレートのボルト孔にボルトを挿通することで、両部材を仮支持したうえ、当該ウェブガセットプレートと下部分割ダイヤフラムを鋼管杭に溶接接合して一体化することを特徴とする請求項１に記載の鋼管杭を柱に利用した構造物の施工法。
【請求項３】
前記地下構造物を逆打ち工法で構築すると共に、前記鉄骨梁を前記鋼管杭の地中への打設後掘削により露呈した部位にダイヤフラムにて接合することを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼管杭を柱に利用した構造物の施工法。
【請求項４】
前記鋼管杭と分割外ダイヤフラム、分割外ダイヤフラムと各鉄骨梁をそれぞれ隅肉溶接で接合することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の鋼管杭を柱に利用した構造物の施工法。
【請求項５】
前記鋼管杭にコンクリートを充填することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の鋼管杭を柱に利用した構造物の施工法。
【請求項６】
前記鋼管杭を地上部に延長し、地上部柱として使用することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の鋼管杭を柱に利用した構造物の施工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管杭を柱に利用した構造物の施工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の地下構造物の施工は、杭を地下室底レベルまで打ち込み、その後山止めを設置しながら掘削して地下構造物を建設する工法が一般的である。しかしこの工法では、地下構造が完成するまで地上部工事が開始できないため、工期が長期にわたる問題点があった。
【０００３】
一方、工期を短縮するため、Ｈ型断面の鋼真柱を地下部分の土中に予め打ち込み、地上部をその上に建設しながら地下を同時に掘削する「逆打ち工法」も一般的に使用されている。
【０００４】
従来の逆打ち工法を図８（Ａ）、（Ｂ）によって説明する。
【０００５】
地盤１に建造物構築範囲を取囲むように山止め用壁を施工し、所定の位置に場所打ちコンクリート杭あるいは、鋼管杭３を施工した後、その杭の上方に施工中の建物荷重を支える鋼真柱４を建込み、杭の頂部３ａと鋼真柱４の下端４ａとをコンクリートで一体化する。その後、掘削機械５によって地下を掘削し、つづいて、仮設切り梁材６を施工すると共に、山止め用壁の内側に外周コンクリート壁７を施工し、このようにして、地下工事を進めながら同時に地上の工事も進めるものである。
【０００６】
逆打ち工法に用いられる鋼真柱４がＨ型断面である場合、このＨ型断面鋼真柱４は、建方精度が悪く、また剛性が低いため、周囲に鉄筋コンクリート８を打設し、地下構造物全体２を鉄骨鉄筋コンクリート造にする必要があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、従来の一般的な地下構造の構築方法は、施工能率が悪く、他方、鋼真柱建込み工法は、施工能率が向上できる反面、建方精度等の関係で、地下構造物全体を鉄骨鉄筋コンクリート造にする必要があるという問題があった。
【０００８】
本発明は、従来の逆打ち工法の前記の欠点を改良したものである。
【０００９】
【問題を解決するための手段】
前記の課題を有利に解決するために、本発明は、次のように構成した。
【００１０】
第１の発明は、基礎に鋼管杭を使用し、地下部分の柱に鋼管杭をそのまま使用すると共に、地下部分の梁に鉄骨梁を使用して、当該鉄骨梁を前記鋼管杭に接合し、鋼管杭が外周の土と接する部分についてはコンクリート壁を設けることにより、地下構造物の全部または一部を鉄骨造とする構造物の施工法であって、梁取付用のウェブガセットプレートと、上下の分割外ダイヤフラムとを用いて、前記ウェブガセットプレートと前記下部分割ダイヤフラムを一体化して現場にて鋼管杭に仮支持させたうえ、前記鋼管杭と下部分割ダイヤフラム、および鋼管杭とウェブガセットプレートを溶接接合し、その後、鉄骨梁と上部分割外ダイヤフラムを下部分割ダイヤフラムの上に乗せ掛けて溶接接合で一体化することを特徴とする。第２の発明は、第１の発明において、鋼管杭にボルト孔を有する小突片を溶接接合し、この小突片のボルト孔と、下部分割ダイヤフラムに固着した前記ウェブガセットプレートのボルト孔にボルトを挿通することで、両部材を仮支持したうえ、当該ウェブガセットプレートと下部分割ダイヤフラムを鋼管杭に溶接接合して一体化することを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記地下構造物を逆打ち工法で構築すると共に、前記鉄骨梁を前記鋼管杭の地中への打設後掘削により露呈した部位にダイヤフラムにて接合することを特徴とする。
【００１３】
第４の発明は、第１〜第３のいずれかの発明において、前記鋼管杭と分割外ダイヤフラム、分割外ダイヤフラムと各鉄骨梁をそれぞれ隅肉溶接で接合することを特徴とする。
【００１４】
第５の発明は、第１〜第４のいずれかの発明において、前記鋼管杭にコンクリートを充填することを特徴とする。
【００１５】
第６の発明は、第１〜第５のいずれかの発明において、前記鋼管杭を地上部に延長し、地上部柱として使用することを特徴とする。
【００１８】
【作用】
本発明によると、次の作用がある。
【００１９】
第１に、剛性の高い鋼管杭をそのまま柱とし、鉄骨梁をこれに取り付けることにより、地下構造を鉄骨造とすることで、従来の鋼真柱のように鉄筋コンクリートでの補強を不要にできる。土と接する外周の鋼管杭には、コンクリート壁を設けて防水すると共に、コンクリート壁を前記鋼管杭で支持でき、従来の仮設切り梁なしで地下鉄骨構造物の建方が可能である。
【００２０】
第２に、逆打ち工法では、杭柱には、打設時に予めダイヤフラムやブラケットを設けることができないため、分割外ダイヤフラム接合を使用することにより、現場での梁柱接合を可能としている。
【００２１】
第３に、前記ダイヤフラムにおける外分割ダイヤフラム接合は、梁の接合位置調整機能も有するため、杭の打設位置の誤差があっても容易に接合可能とする。
【００２２】
第４に、地下を鉄骨造とし、逆打ち工法を可能とすることで、地上部と地下部が同時施工でき、鉄筋・型枠工事が不要になるため工期短縮、工事削減を図る。
【００２３】
第５に杭柱と梁が山止め支持構造にできるため、仮設の切り梁を不要とする。また、鉄骨梁とデッキプレートを使用することにより、梁・床の仮設支持も不要とする。
【００２４】
第６に、コンクリート構造物が外周と底板のみになるため、地下構造の変更が容易で、解体時に廃棄物を少なく、環境負荷も少なくしている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次にこの発明を図１〜図７に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
既述と一部重複するが、本実施形態の主な構造的特徴点（ポイント）を要約すると、次の２点である。
【００２７】
第１に、基本的に逆打ち工法を使用し、かつ剛性の高い鋼管杭の杭頂部を地表レベルまで上げて、Ｈ形の鋼真柱よりも剛性の高い前記鋼管杭そのまま柱として鉄骨梁をこれに取り付けることにより、杭柱の鉄筋コンクリート補強を不要ならしめた地下鉄骨造とする。
【００２８】
第２に、逆打ち工法であるので、鋼管杭柱には、打設時に予めダイヤフラムや梁材接合のためのブラケットを設けることができない。このため、地下掘削することで露呈した鋼管杭にダイヤフラムやブラケットを取付け、これらの部材に梁材を溶接接合することになるが、溶接作業には困難が伴うので、本実施形態では、分割外ダイヤフラムを介しての接合とし、この分割外ダイヤフラムを仮支持して溶接できるようにすることで、溶接作業の簡易化を図ると共に、必要な溶接個所を可及的に減らし、現場での非溶接を主とする梁柱接合を可能とするものである。
【００２９】
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の逆打ち工法による地下構造の施工中の断面図と完成時の断面図、図２は、図１の平面図である。
【００３０】
図１、図２によって、概要を説明すると、地盤１に建造物構築範囲を取囲むように山止め用壁を施工し、杭頂部３ａが地表レベル１２となる様に所定の位置に鋼管杭３を施工した後、杭頭上に地上部鉄骨の建方を行う。同時に、掘削機械５によって地下を掘削して鋼管杭３を露呈させ、この露呈した鋼管杭３に鉄骨梁１３を接合する。鉄骨梁１３を接合した後、鋼管杭３を内側支持材として外周コンクリート壁７を施工し、山止め用壁を支持する。この時、山止め用壁をコンクリートとし、コンクリート壁７と兼用しても良い。
【００３１】
ところで、本発明が従来の逆打ち工法と大きく異なる第１の点は、既述のように、上部構造の施工と平行して掘削機械５によって地下を掘削し、露出した剛性の高い鋼管杭３をそのまま柱とし、鉄骨梁１３を当該鋼管杭３に取り付けて、両部材により地下構造を鉄骨造とすることである。
【００３２】
つまり従来は、図８に示したように、地下構造の底部に近い位置で、鋼管杭３の杭頂部３ａとＨ型の鋼真柱４の下端４ａとをコンクリートで一体化していた。これに対し、本発明では、図１に示すように、鋼管杭３の杭頂部３ａを略地表レベル１２に近い位置まで伸長して設けており、この地表レベル１２において、鋼管杭３の杭頂部３ａに上部鉄骨架構が接合されている。鋼管杭３をさらに地上部にまで延長して、地上部柱として使用することもある（図示省略する）。
【００３３】
前記の構成とした理由を説明する。基礎杭はコンクリート杭または鋼管杭の何れかであり、この基礎杭は十分な強度を有しているのに対し、多くの場合使用されるＨ形鋼製の鋼真柱４は鋼管杭ほどの強度がない。従来の逆打ち工法では、鋼管杭３の杭頂部３ａと鋼真柱４の下端４ａとが、地下構造の底部に近い位置でコンクリートで一体化されているので、既述のように地下梁を取り付けるレベルではＨ形鋼製の鋼真柱４が位置することになる。このためＨ形の鋼真柱４を鉄筋コンクリートで補強する必要があると共に、コンクリート周壁を構築する際に仮設切り梁が必要であった。
【００３４】
本発明の実施形態では、地下梁を取り付けるレベルでは、剛性の高い鋼管杭３が位置することになり、したがって、鉄骨梁１３をこの鋼管杭３に取り付けることができるので、当該鋼管杭３には従来のように鉄筋コンクリートでの補強が必要でない。また、地下構造を鉄骨造で構築した後、鋼管杭３の土と接する外周にはコンクリート壁７を設けて防水するが、この場合、従来の仮設切り梁を用いることなく、剛性のある鋼管杭３でコンクリート壁７を支持することができる。なお、地表レベル１２で鋼管杭３に鋼真柱４を接合したのち、地下構造の構築と平行して地上部を構築する。
【００３５】
本発明が従来の逆打ち工法と大きく異なる第２の点は、次のとおりである。逆打ち工法では、従来の鋼真柱や本発明の鋼管杭の何れでも地中に打設されるので、これらの杭柱には、打設時に予めダイヤフラムやブラケットを設けることができない。
【００３６】
このため従来の逆打ち工法では、多くの場合、地下を掘削して鋼真柱を露出させた後、その周囲に鉄筋を配置し、コンクリートを打設することによって鉄筋コンクリートの柱を構成し、梁及び床も鉄筋コンクリートとしていた。しかし、鉄筋コンクリートによる地下構造は、配筋及び型枠の施工、コンクリートの打設など多くの手間を有し、また型枠廃材の発生など環境的負荷も大きい。
【００３７】
本発明では、地下を掘削して鋼管杭柱を露出させた後、鋼管杭柱に現場にてダイヤフラムを取り付け、このダイヤフラムに鉄骨の梁を接合することにより、鉄筋コンクリート架構の施工に伴う手間及び工期の削減を実現した。さらに、熟練を必要とする突合せ溶接部をなくし、円滑な梁柱接合を可能とした分割外ダイヤフラム接合（詳細は後述）とするものである。
【００３８】
図２〜図７によって、鋼管杭３と鉄骨梁１３の分割外ダイヤフラムによる接合構造を説明する。
【００３９】
図２は、図１の平面図で、同図に示されるように、この鉄骨造には、格子状に配置された各鋼管杭３に鉄骨梁１３が３方向から接合される部位（イ）と、４方向から接合される部位（ロ）と、２方向から接合される部位（ハ）とが存在する。
【００４０】
図３、図４には、３方向接合部位（イ）の分離斜視図が示され、図５（Ａ）、（Ｂ）には、同じく３方向接合部位（イ）の詳細な組立て平面図と斜視図が示される。図６（Ａ）、（Ｂ）には、４方向接合部位（ロ）の詳細な分離斜視図と組立て斜視図が示される。図７（Ａ）、（Ｂ）には、２方向接合部位（ハ）の詳細な分離斜視図と組立て斜視図が示される。
【００４１】
３方向接合部位（イ）における、鋼管杭３に鉄骨梁１３を接合する接合構造は、次のようになされる。図３、図４に組立て順を分解図示するように、前記の接合構造は、鋼管杭３の外周に固着した小突片１６と、小突片１６に仮支持される下部分割外ダイヤフラム１７と、予めＨ形断面の鉄骨梁１３の上フランジ１３ａに固着された上部第１分割外ダイヤフラム１８ａと上部第２分割外ダイヤフラム１８ｂとからなる。
【００４２】
各部材の構成を組立て手順を追って順に説明する。小突片１６はボルト孔１５を有し、鋼管杭３の外周の鉄骨梁１３を接合するレベルで、かつ鉄骨梁１３を接合する向きに、１枚または２枚、小間隔をあけて平行に配置され鋼管杭３に隅肉溶接１１で固着されている。
【００４３】
小突片１６は、後述の下部分割外ダイヤフラム１７を鋼管杭３に溶接１１するとき、それを仮支持するために設けられる。小突片１６は、これを鋼管杭３に固着するに際し、小突片１６であるので軽量で取り扱いやすく、安定支持した態様で容易に溶接でき、しかも、小突片１６であるから隅肉溶接１１の範囲は最小限少なくて済む。このように最初小突片１６を鋼管杭３へ素早くかつ、手軽に溶接し、この小突片１６に、後述の下部分割外ダイヤフラム１７を仮支持して鋼管杭３に溶接することにより、小突片１６よりも大きく重量がある前記下部分割外ダイヤフラム１７を安定支持し、円滑に溶接できる（詳細は次に述べる）。前記の意味で、小突片１６の存在は、本発明の主要な要素の一つをなしている。
【００４４】
次に、下部分割外ダイヤフラム１７は、鋼管杭３の外周面に接触できる円弧状凹部２０を水平プレート１９の内面に有し、外面にテーパ面２１を有し、一端部に接合端縁２２を有し、他端縁に垂直プレート２３を有する。垂直プレート２３の突出先端には溶接長確保のための凹状切り欠き部３５が形成されている。さらに、水平プレート１９の上面で垂直プレート２３の近傍にウェブガセットプレート１０が隅肉溶接で固着されている。ウェブガセットプレート１０はたて長の矩形で、複数のボルト孔１５が開設されると共に、プレート下端で杭と反対側にはＬ字形の内角部１４が形成されている。
【００４５】
下部分割外ダイヤフラム１７は、鉄骨梁１３を鋼管杭３に固着する前に、図３、図４に示すように鋼管杭３の外周面に固着する。この場合、ウェブガセットプレート１０を鋼管杭３に溶接してある１枚の小突片１６の側面に当てがい（または２枚の小突片１６の間に挿入し）、それぞれの複数のボルト孔のうち最上部のボルト孔１５を合致させてこれに固定ボルトを挿入し、この固定ボルト２４を支軸として下部分割外ダイヤフラム１７を仮支持し、かつ、当該ダイヤフラム１７に作用するモーメントを利用して、ウェブガセットプレート１０の一側縁を鋼管杭３の外周面上下方向に密接させ、一側縁と鋼管杭３との当接部を隅肉溶接１１で固着する。
【００４６】
また、このとき、垂直プレート２３の突出先端部も鋼管杭３の周面に接触するので、その凹状切り欠き部３５に沿って当接部を隅肉溶接１１で固着する。さらに、鋼管杭３の周面と水平プレート１９の円弧状凹部２０の当接部を隅肉溶接１１で固着する。
【００４７】
前述の溶接作業を行うとき、下部分割外ダイヤフラム１７全体が、ウェブガセットプレート１０を介して鋼管杭３に仮支持されているので、各部の隅肉溶接１１を安定して行うことができる。前記の各作業は、鋼管杭３の両側ともに同じように行うもので、このとき両側の水平プレート１９の各端縁部３３は近接している。
【００４８】
前述のようにして、下部分割外ダイヤフラム１７と鋼管杭３に溶接した後、図４の左手前から伸びるＨ形断面の鉄骨梁１３（１３−１）を鋼管杭３に近づけて溶接接合し、その後、同図左右から伸びる、上部分割外ダイヤフラム１８が予めボルト接合されているＨ形断面の鉄骨梁１３を鋼管杭３の左右のウェブガセットプレート１０に近づけて溶接接合する。
【００４９】
このとき、図４の左手前から伸びる鉄骨梁１３（１３−１）のウェブ１３ａの端部には、添接板３６をウェブ端縁から突出して固定ボルト２４で固着してあり、この鉄骨梁１３（１３−１）先端を下部分割外ダイヤフラム１７の水平プレート１９上に載置して仮支持した上、添接板３６の端縁を鋼管杭３の周面に当接し、この当接部を安定保持した状態で隅肉溶接１１できる。さらに、下部フランジ１３ｃの側縁と下部分割外ダイヤフラム１７の水平プレート１９との接合部を隅肉溶接１１で固着する。
【００５０】
こうして下部分割外ダイヤフラム１７を介して鉄骨梁１３（１３−１）を鋼管杭３に固着した上、左右方向から伸びる上部分割外ダイヤフラム１８付きの鉄骨梁１３を鋼管杭３に接合する。
【００５１】
鋼管杭３における上部分割外ダイヤフラム１８は、上部第１分割外ダイヤフラム１８ａと上部第２分割外ダイヤフラム１８ｂからなる。上部第１分割外ダイヤフラム１８ａは、鋼管杭３の外周面に接触できる円弧状凹部２５と、これの反対側にＬ形の内角部２６を有する水平プレート１９の外側縁に垂直プレート３４を有しており、垂直プレート３４の突出先端には溶接長確保のための凹状切り欠き部３５が形成されている。
【００５２】
そして、水平プレート１９を鉄骨梁１３の上フランジ１３ａに載置し、両部材に開設のボルト孔に固定ボルト２４を挿通して、図示の態様で上部第１分割外ダイヤフラム１８ａを鉄骨梁１３に固着する。固定ボルト２４は、上部分割ダイヤフラム１８を鉄骨梁１３に仮支持する役目をなしており、これにより後の作業で、上部分割ダイヤフラム１８を鉄骨梁１３に容易に隅肉溶接が行える。
【００５３】
上部第２分割外ダイヤフラム１８ｂは、鋼管杭３の外周面に接触できる円弧状凹部２８と、これの反対側にＬ形の第１内角部２９と第２内角部３０を有する水平プレート３１を有してなり、水平プレート３１を鉄骨梁１３の上フランジ１３ａに載置し、かつ第１分割外ダイヤフラム１８ａの水平プレート１９と突合せ端面３２で突合せ、かつ、水平プレート３１と上フランジ１３ａに開設のボルト孔に固定ボルト２４を挿通して、図示の態様で上部第２分割外ダイヤフラム１８ｂを鉄骨梁１３に固着する。第１と第２の上部第２分割外ダイヤフラム１８ａ、１８ｂは突合せ端面３２で分割されているが、両部材は一体に設けても良い。
【００５４】
前述の上部分割外ダイヤフラム１８が接合されたＨ形断面の鉄骨梁１３の端部を鋼管杭３に左右から近づけて、鋼管杭３に固着された各ウェブガセットプレート１０と鉄骨梁１３のウェブ１３ｂの端部を重ね合わせ、両部材のボルト孔１５に固定ボルト２４を挿通しナットで締結する。このとき、鉄骨梁１３の下フランジ１３ｃは、下部分割外ダイヤフラム１７の上面に載置され支持される。またこのとき、上部分割外ダイヤフラム１８の水平プレート１９、３１の各円弧状凹部２５、２８が鋼管杭３の周面に当接させる。このとき、鉄骨梁１３の下フランジ１３ｃの端部は、ウェブガセットプレート１０の下端の内角部１４に係合することで、下フランジ１３ｃの上方の動きが規制される。さらに、垂直プレート３４の突出先端部を鋼管杭３の周面に接触させる。
【００５５】
このようにして、鉄骨梁１３を下部分割外ダイヤフラム１７で仮支持させ、かつ上部分割外ダイヤフラム１８を鋼管杭３の周面に当接した上、前記各円弧状凹部２５、２８と鋼管杭３との当接部を隅肉溶接１１で固着し、さらに、水平プレート１９、３１の２つの内角部２６、２９と上フランジ１３ａとの当接面を隅肉溶接１１で固着する。さらに、垂直プレート３４の突出先端部の凹状切り欠き部３５に沿って鋼管杭３の周面との当接部を隅肉溶接１１で固着する。前記溶接作業は、前述のように下部分割外ダイヤフラム１７を介して鉄骨梁１３を鋼管杭３に仮支持させるので、安定した態様で円滑かつ迅速に行うことができる。
【００５６】
さらに、左右の鉄骨梁１３を鋼管杭３に接合したとき、上部の分割外ダイヤフラム１８の各水平プレート３１が、直角方向の鉄骨梁１３（１３−１）の上フランジ１３ａ上に載置されるので、上部左右の水平プレート１９の２つの内角部３０と上フランジ１３ａとの当接面を隅肉溶接１１で固着する。前記溶接作業は、前述のように下部分割外ダイヤフラム１７介して鉄骨梁１３を鋼管杭３に仮支持させ、安定した態様で円滑かつ迅速に行うことができる。
【００５７】
前述のようにして、３方向から伸びる鉄骨梁１３を鋼管杭３に対し円滑に溶接接合できる。
【００５８】
次に、図６（Ａ）、（Ｂ）によって、４方向接合部位（ロ）における、鋼管杭３に鉄骨梁１３を接合する接合構造を説明する。この４方向接合構造に用いられる分割外ダイヤフラムの形状は、図３〜図５の例と若干相違するが、各分割外ダイヤフラムの機能と組立方法は、基本的に図３〜図５と同じであるので、同一要素には同一符号を付すことで重複説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００５９】
図６（Ａ）に示すように、鉄骨梁１３を接合する前に、図示形状の下部分割外ダイヤフラム１７（水平プレート１９）を、４方向に等間隔で配置のウェブガセットプレート１０を介して鋼管杭３を取囲むように配置し、当該鋼管杭３に隅肉溶接１１で固着している。
【００６０】
つぎに、直角方向から伸びる鉄骨梁１３を鋼管杭３に近づけ、下部分割外ダイヤフラム１７（水平プレート１９）に載置し仮保持する。ここで、鉄骨梁１３の上フランジ１３ａには、図示形状の上部分割外ダイヤフラム１８の第１、第２上部分割外ダイヤフラム１８ａ、１８ｂの何れか一方または、両方が固定ボルト２４で固定されている。
【００６１】
前述の上部分割外ダイヤフラム１８が接合されたＨ形断面の鉄骨梁１３の端部を鋼管杭３に近づけて、鋼管杭３に固着された各ウェブガセットプレート１０と鉄骨梁１３のウェブ１３ｂの端部を重ね合わせ、両部材のボルト孔１５に固定ボルト２４を挿通しナットで締結する。このとき、鉄骨梁１３の下フランジ１３ｃは、下部分割外ダイヤフラム１７の上面に載置され支持される。またこのとき、上部分割外ダイヤフラム１８の水平プレート１９、３１の各円弧状凹部２５、２８が鋼管杭３の周面に当接させる。さらにこのとき、鉄骨梁１３の下フランジ１３ｃの端部は、ウェブガセットプレート１０の下端の内角部１４に係合することで、下フランジ１３ｃの上方の動きが規制される。さらに、垂直プレート３４の突出先端部を鋼管杭３の周面に接触させる。
【００６２】
このようにして、鉄骨梁１３を下部分割外ダイヤフラム１７で仮支持させ、かつ上部分割外ダイヤフラム１８を鋼管杭３の周面に当接した上、前記各円弧状凹部２５、２８と鋼管杭３との当接部を隅肉溶接１１で固着し、さらに、水平プレート１９、３１の２つの内角部２６、２９と上フランジ１３ａとの当接面を隅肉溶接１１で固着する。さらに、下部フランジ１３ｃの側縁と下部分割外ダイヤフラム１７の水平プレート１９との接合部を隅肉溶接１１で固着する。
【００６３】
前記において、鋼管杭３に対し鉄骨梁１３を４方から接合するが、各鉄骨梁１３の接合順と溶接順は図６（Ａ）に示す手順に限らず任意であり、最終的に図６（Ｂ）の態様で鋼管杭３に対し鉄骨梁１３が接合されればよい。そして、前記溶接作業は、前述のように下部分割外ダイヤフラム１７介して鉄骨梁１３を鋼管杭３に仮支持させ、安定した態様で円滑かつ迅速に行うことができる。
【００６４】
前述のようにして、４方向から伸びる鉄骨梁１３を鋼管杭３に対し円滑に溶接接合できる。
【００６５】
次に、図７（Ａ）、（Ｂ）によって、２方向接合部位（ハ）における、鋼管杭３に鉄骨梁１３を接合する接合構造を説明する。この２方向接合構造は、あたかも、図３〜図５に示した３方向接合構造において、平面１８０°間隔に位置する一方の鉄骨梁１３が省略され、２つの鉄骨梁１３が平面９０度の間隔に配置されたごとき構造である。これに伴って、図７（Ａ）、（Ｂ）の２方向接合構造における上下の分割外ダイヤフラムの平面形状は、あたかも、図３〜図５に示した３方向接合構造における上下の分割外ダイヤフラムの左右側のそれぞれの両端縁の垂直プレート２３が平面１８０°間隔に位置するのに代えて、９０度間隔に配置されたごとき構造であり、上下の各分割外ダイヤフラム１７、１８の各水平プレート３、１９、１９のそれぞれの端縁部３３が、図示の位置で突き合わせ接合されている。
【００６６】
図７の２方向接合構造においても、ウェブガセットプレート１０を介して鋼管杭３に固着された下部分割外ダイヤフラム１７の平面略３角形状の水平プレート１９上に鉄骨梁１３を仮支持させ、安定した態様で各部材の接合部を隅肉溶接１１で円滑かつ迅速に溶接作業を行うことができる。他の構成は、図３〜図５と共通であるので、共通要素には共通符号を付して重複説明を省略する。
【００６７】
【発明の効果】
本発明は次の効果を有している。
【００６８】
本発明では、剛性の高い鋼管杭をそのまま柱とし、鉄骨梁を鋼管杭に取り付けて地下鉄骨造としたもので、従来の鋼真柱のように鉄筋コンクリートによる補強を不要ならしめたので、施工期間の短縮と施工費の削減が図れる。また、梁を取り付ける鋼管杭柱は、鋼真柱に比べ強度に富むので、掘削部の土と接する外周に防水のためコンクリート壁を設けるに際し、コンクリート壁を鋼管杭と本設梁で支持することができ、従来の鋼真柱のように仮設切り梁を設けないで施工できるので、この点でも施工期間の短縮と施工費の削減が図れる。
【００６９】
さらに本発明では、鋼管杭柱には、地下掘削して露呈した鋼管杭にダイヤフラムを取付け、ダイヤフラムを介して梁材を鋼管杭に溶接接合するが、このダイヤフラムを、本発明では分割外ダイヤフラムで構成し、この分割外ダイヤフラムを安定に仮支持して組立てながら鋼管杭に隅肉溶接し、この分割外ダイヤフラムを介して鉄骨梁を鋼管杭に隅肉溶接接合できるので、本来、熟練と困難な手間を伴う溶接を本発明では、現場で迅速かつ円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の逆打ち工法による地下構造の施工中の断面図と完成時の断面図である。
【図２】図２は、図１の平面図である。
【図３】図２に示す３方向接合部位（イ）の部材を一部省略して示す第１組立て工程の分離斜視図である。
【図４】図２に示す３方向接合部位（イ）の分離斜視図である。
【図５】図２に示す３方向接合部位（イ）の詳細な組立て平面図と斜視図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、図２に示す４方向接合部位（ロ）の詳細な分離斜視図と組立て斜視図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、図２に示す２方向接合部位（ハ）の詳細な分離斜視図と組立て斜視図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は、従来例の逆打ち工法による地下構造の施工中の断面図と完成時の断面図である。
【符号の説明】
１      地盤
２      地下構造物全体
３      鋼管杭
３ａ    杭頂部
４      鋼真柱
４ａ    鋼真柱下端
５      掘削機械
６      仮設切り梁
７      コンクリート壁
８      鉄筋コンクリート
９      水平プレート
１０    ウェブガセットプレート
１１    隅肉溶接
１２    地表レベル
１３    鉄骨梁
１３ａ  上フランジ
１３ｂ  ウェブ
１３ｃ  下フランジ
１４    内角部
１５    ボルト孔
１６    小突片
１７    下部分割外ダイヤフラム
１８    上部分割外ダイヤフラム
１８ａ  上部分割第１ダイヤフラム
１８ｂ  上部分割第２ダイヤフラム
１９    水平プレート
２０    円弧状凹部
２１    テーパ面
２２    接合端縁
２３    垂直プレート
２４    固定ボルト
２５    円弧状凹部
２６    内角部
２７    垂直プレート
２８    円弧状凹部
２９    第１内角部
３０    第２内角部
３１    水平プレート
３２    突合せ端部
３３    端縁部
３４    垂直プレート
３５    凹状切り欠き部
３６    添接板
【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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