JP3625750B2 - 建物の地下部の構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の構築する建築構造物の基礎部分である建物の地下部の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建物の地下部を構築する場合は（図４、図５参照）、地中を掘削するとともに、掘削によって形成された溝１に沿ってＳＭＷ（ソイルミキシングウォール）と呼ばれている土留壁２を仮設し、溝1側からの土圧、水圧を受け止めている。前記土留壁２は、土圧、水圧を受け止める応力材としてのＨ鋼と、止水材としてのセメント系固化材（掘削土とセメントを混ぜたもの）とからなり、掘削して形成された溝１に沿ってＨ鋼を並設するとともにＨ鋼下端部にはセメント系根固め材を他の部分にはセメント系固化材を流し込んで構築されている。
【０００３】
そして、土留壁２で囲繞形成された地下空間３に柱４を建て、コンクリート、スラブを打設して地下躯体５を構築している。地下躯体５の構築が完了すると、土留壁２は、あくまで仮設のものであり、撤去されるのであるが、コスト等の点を考慮して現状の一例としてはそのまま埋設されている。
【０００４】
しかし、この現状では、土留壁は地下躯体の構築後、有効に活用されておらず、土留壁２を有効に活用する手立てはないかと土木、建築業界では考えられていた。
【０００５】
そこで、この土留壁２を地下躯体５の一部として使用できないものかと考えられ、合成壁として壁６の一部としての利用が考えられた。土留壁２を壁６の一部として使用しない場合は、所定壁厚にするには必然的に壁厚を厚くしなければならないが、土留壁２を壁６の一部として利用することにより、必要な壁厚を薄くすることができる。このように地下躯体５の壁厚を薄くするということを目的として、従来、土留壁２は利用されていた。
【０００６】
しかし、本願発明者らは、この土留壁２をさらに有効に活用できないものかと考え、種々検討の結果本願発明を開発するに至ったのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、建物の地下部を構築する際の土留壁としての機能を有する地中壁体を、建物の地中の外壁として使用するとともに支持杭としても使用できるようにし、建設コストを低減できるようにした建物の地下部の構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を有効に達成するために、次のような構成にしてある。すなわち、請求項１記載の本発明の建物の地下部の構造は、地中に埋設された複数の鋼材からなる地中壁体と、地中壁体の地下空間形成側に沿って複数配設されその下端が地中壁体の下端より上方に位置しかつ建物の地上部の鉛直荷重を支持する柱体と、各柱体の下端部どうしを連結する梁体と、梁体と地中壁体との間のみを軸力伝達部材により連結して柱体にかかる鉛直荷重を梁体設置位置より下方の地中壁体に伝達する連結部とからなることを特徴とする構成である。
【０００９】
請求項２記載の建物の地下部の構造は、請求項１記載の建物の地下部の構造において、上記連結部より上方の地中壁体は、地下部の外壁の少なくとも一部を構成することを特徴とする構造である。
【００１０】
請求項３記載の建物の地下部の構造は、請求項１または２記載の建物の地下部の構造において、上記地中壁体の下端部は、支持層内に位置することを特徴とする構成である。
また、請求項４記載の建物の地下部の構造は、請求項１記載の建物の地下部の構造において、上記地中壁体は、掘削形成溝内に並設された鋼材と、掘削土とセメントとを混合してなりＨ鋼の周囲の掘削形成溝内に打設されるセメント系固化材と、Ｈ鋼下端部周囲に打設され上記セメント系固化材より強度の強いセメント系根固め材とからなることを特徴とする構成である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の建物の地下部の構造の説明図であり、図２は本発明に係る連結部を示す説明図であり、図３は本発明の建物の地下部の構造を平面視した説明図である。
【００１２】
これらの図において、８は地層９を掘削して例えば直方体形状に形成した地下空間であり、この地下空間８を囲繞するように掘削形成溝１０に沿って地中壁体１１が形成されている。
【００１３】
地中壁体１１は、従来の土留壁としての機能とともに支持杭或いは摩擦杭としての機能を有するものであって、前記ＳＭＷと同様のものであり、土圧、水圧を受け止める応力材としてのＨ鋼１２（図１、図３参照）を掘削形成溝１０に沿って並設するとともに、止水材としてのセメント系固化材１３（掘削土とセメントを混ぜたもの）を打設して固めたものであり、地中を掘削中は掘削形成壁１０側から受ける土圧・水圧を受け止める土留壁体としての働きを成す。この地中壁体１１の下端部１４は、図示の例では支持層１５内に埋設されている。なお、Ｈ鋼下端部にはセメント系固化材１３より強度の高いセメント系根固め材が打設されている。
【００１４】
地中壁体１１で囲繞された地下空間８内には、地中壁体１１の下端１６より上方に下端１７を位置するようにして複数の柱体１８が配設されている。この各柱体１８の下端部１９どうしは、各梁体２０によって連結されている。
【００１５】
更に梁体２０と連結部２１とを連結して柱体１８にかかる鉛直荷重を梁体設置位置より下方の地中壁体１１に伝達できるように、梁体２０（及び柱体１８）と地中壁体１１とは連結部２１で連結されて一体化している。連結部２１は、地中壁体１１の側面から水平方向に突設された複数の軸力伝達部材（スタッドジベル等）２２（図２、図３参照）を梁体２０に埋設することによって連結した箇所である。
【００１６】
更に前記地中壁体１１に沿って地下空間８側には外壁２３が形成されている。前記したように本発明に係る地中壁体１１は、従来の土留壁としての機能とともに支持杭或いは摩擦杭としての機能を有するように形成されたものであるため、従来の土留壁と比べ強度的にもはるかに優れた構造物である。したがって外壁２３は従来に比べ薄い壁でよい。２４は地下空間８の中央から支持層１５に打ち込まれた支持杭である。地中壁体１１は、支持杭としての機能を有しているため、地中壁体１１に沿って従来のように支持杭を打設する必要がない。
【００１７】
上述のような構成からなる建物の地下部の構造では、連結部２１より下の地中壁体１１の部分で鉛直荷重を負担し、連結部２１より上の地中壁体１１の部分で土圧や水圧による水平力を負担することになる。そのため地中壁体に対する軸力（鉛直荷重）と前記水平力とが同時に作用する区間が極めて少なくなり、座屈を考慮する必要がなく地中壁体１１を土留壁としてとともに支持杭としても利用することができる。
【００１８】
なお、地中壁体１１の下端部１４は、図示の例のように支持層１５に埋設されずに、支持層１５の上方に位置するように設けてもよい。この場合の他の構造は前記の例と同様である。
【００１９】
【発明の効果】
前記した説明でも明らかなように本発明の建物の地下部の構造では，地中に埋設された複数の鋼材からなる地中壁体と、各柱体を繋いだ梁体とを連結して、柱体にかかる鉛直荷重を梁体設置位置より下方の地中壁体に伝達し、地中壁体に対する座屈を考慮する必要がなく、また土圧・水圧を梁体設置位置より上方の地中壁体で受けることができる。そのため地中壁体は従来の土留壁として使用するとともに支持杭としても有効に使用でき、従来に比べ支持杭の数を減らすことができて、建設コストを低減することができる。
【００２０】
また、連結部より上方の地中壁体が、地下部の外壁の少なくとも一部として構成することによって、地下部の外壁を構築するにも従来の外壁と比べて薄く構築するだけでよく、労力の低減や施工の短縮に寄与することができ、建設コストを低減できる。
【００２１】
また、地中壁体の下端部は、支持地盤内に位置することによって、支持杭としての機能をより高めることができる。
また、鋼材とセメント系固化材とセメント系根固め材とからなる地中壁体は、土留壁としての機能とともに支持杭或いは摩擦杭としての機能を有し、地中を掘削中は掘削形成壁側から受ける土圧・水圧を受け止めることができる。
【００２２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の建物の地下部の構造の説明図である。
【図２】本発明に係る連結部の説明図である。
【図３】本発明の建物の地下部の構造の平面視の説明図である。
【図４】従来の建物の地下部の構造の簡略説明図である。
【図５】従来の建物の地下部の構造の説明図である。
【符号の説明】
８ 地下空間
１１ 地中壁体
１４ 地中壁体の下端部
１５ 支持層
１６ 地中壁体の下端
１８ 柱体
１９ 柱体の下端部
２０ 梁体
２１ 連結部
２２ 軸力伝達部材
２３ 地下部の外壁

Claims (4)

1. 地中に埋設された複数の鋼材からなる地中壁体と、地中壁体の地下空間形成側に沿って複数配設されその下端が地中壁体の下端より上方に位置しかつ建物の地上部の鉛直荷重を支持する柱体と、各柱体の下端部どうしを連結する梁体と、梁体と地中壁体との間のみを軸力伝達部材により連結して柱体にかかる鉛直荷重を梁体設置位置より下方の地中壁体に伝達する連結部とからなることを特徴とする建物の地下部の構造。
2. 上記連結部より上方の地中壁体は、地下部の外壁の少なくとも一部を構成することを特徴とする請求項１記載の建物の地下部の構造。
3. 上記地中壁体の下端部は、支持層内に位置することを特徴とする請求項１または２記載の建物の地下部の構造。
4. 上記地中壁体は、掘削形成溝内に並設された鋼材と、掘削土とセメントとを混合してなりＨ鋼の周囲の掘削形成溝内に打設されるセメント系固化材と、Ｈ鋼下端部周囲に打設され上記セメント系固化材より強度の強いセメント系根固め材とからなることを特徴とする請求項１記載の建物の地下部の構造。

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