JP6084388B2

JP6084388B2 - 新設基礎の構築方法

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Publication number: JP6084388B2
Application number: JP2012168364A
Authority: JP
Inventors: 藤村　太史郎; 太史郎藤村; 太井之上
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2032-07-30
Also published as: JP2014025309A

Description

本発明は、新設基礎の構築方法に関する。

既存建物の基礎下部に免震装置を設置する免震化工事においては、既設建物の下方を掘削して作業空間を形成した後、新設基礎を形成し、この新設基礎と既存基礎との間に、仮支柱を取り付けて既存基礎を仮支持した状態で、新設基礎と既存基礎との間に免震装置を設置している（例えば、特許文献１参照）。
ところで、地盤強度が高い場合（べた基礎が採用されている場合や、杭の本数が少ない場合など）には、図６に示すように、既存基礎１００の下方を部分的に掘り下げ、Ｈ形鋼１１０などを井桁状に組んで形成した支持束１１１で、既存基礎１００を仮支持した後に、新設基礎１０１を構築することもある。

特開平９−３０２７０３号公報

前記した構成においては、既存基礎の下方に新設基礎を構築するときに、支持束１１１を埋め殺すようになっているが、支持束１１１には多くのＨ形鋼を使用しているので、鋼材のロスが大きくなる問題があった。

本発明は、前記の問題点を解決するものであり、材料ロスの少ない新設基礎の構築方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、既存基礎下の地盤を、新設基礎の床付け面まで掘削する掘削工程と、前記床付け面の上に仮設支持板を設置するとともに、前記仮設支持板上に仮設支持柱および伸縮ジャッキを設置する設置工程と、前記伸縮ジャッキを伸長させて、前記仮設支持板の下面に形成された枠状のリブプレートを前記床付け面に押し込む圧入工程と、前記仮設支持板の天板部の貫通孔から前記リブプレートの内側に充填材を充填する充填工程と、前記仮設支持板、前記仮設支持柱および前記伸縮ジャッキで前記既存基礎を支持した状態で、新設基礎を構築する基礎新設工程と、を備えたことを特徴とする新設基礎の構築方法である。

このような方法によれば、仮設支持板で一定の設置面積を確保できるので、既存基礎の支持力を床付け面で保持できる。また、新設基礎に埋め殺されるのは仮設支持板と仮設支持柱の下部だけでよいので、従来の支持束と比較して材料ロスを少なくできる。

本発明によれば、施工が容易で材料ロスの少ない既存建物の新設基礎の構築方法および仮設支持板を提供することができる。

本発明の実施形態に係る新設基礎の構築方法により構成された基礎下補強構造を示した横断面図である。本発明の実施形態に係る仮設支持板を示した図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の新設基礎の構築方法の各施工段階を示した横断面図である。（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の新設基礎の構築方法の各施工段階を示した横断面図である。（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の新設基礎の構築方法の各施工段階を示した横断面図である。従来の基礎下仮設支持構造を示した横断面図である。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る仮設支持板１０は、既存基礎１下の地盤を掘削して形成された床付け面２に設置される構造材である。仮設支持板１０上には、仮設支持柱２０と伸縮ジャッキ３０が設けられている。

図２にも示すように、仮設支持板１０は、天板部１１と、リブプレート１２とを備えている。天板部１１は、平面視正方形形状を呈している。天板部１１は、スチール製の板材にて構成されている。天板部１１は、強度を保持できる厚さに形成されている。天板部１１には、天板部１１とリブプレート１２とで囲まれた空間１３（図２参照）に充填材を充填するための貫通孔１４が複数形成されている。本実施形態では、充填材はモルタルＭ１（図１参照）である。空間１３は複数形成されており、貫通孔１４は、空間１３毎に形成されている。なお、仮設支持柱２０が設けられる位置の貫通孔１４は、仮設支持柱２０と干渉しないように、オフセットして形成されている。

リブプレート１２は、スチール製の板材からなる。リブプレート１２は、天板部１１の下面から垂下している。リブプレート１２は、仮設支持板１０を補強する補強リブの役目を果たす。リブプレート１２の下部は、床付け面２の地盤に食い込む。リブプレート１２は、外枠部１５と、内枠部１６とを備えてなる。外枠部１５は、天板部１１の周縁部から垂下して設けられている。外枠部１５は、断面正方形の筒状に形成されている。外枠部１５の上端部は天板部１１によって塞がれている。外枠部１５の下端部は開口している。内枠部１６は、外枠部１５の内側の空間を複数の空間１３に区画する。内枠部１６は、外枠部１５の内側で格子状に組み付けられている。

仮設支持柱２０は、例えば、Ｈ形鋼からなる。仮設支持柱２０は、仮設支持板１０の上面（天板部１１の上面）に溶接固定されている。仮設支持柱２０の断面重心（ウエブ２１ａの中心部）は、天板部１１の中心位置、すなわち、対角線の交点上に配置されている。仮設支持柱２０のフランジ２１ｂは、内枠部１６の上方に配置されている。なお、仮設支持柱２０は、Ｈ形鋼に限定されるものではなく、例えば、丸型鋼管、角形鋼管やＩ型鋼など、他の形状のものであってもよい。

図１に示すように、仮設支持柱２０は、床付け面２上に構築される新設基礎４０の高さ寸法より若干大きい高さ寸法を備えている。すなわち、新設基礎４０を構築すると、仮設支持柱２０の上端部が新設基礎４０の上端面から突出する。

伸縮ジャッキ３０は、上下方向に伸縮し、伸長することで床付け面２と既存基礎１との間で突っ張る。伸縮ジャッキ３０は、ネジ付油圧ジャッキからなる。なお、ジャッキの種類は、ネジ付油圧ジャッキに限定されるものではない。伸縮ジャッキ３０は、仮設支持柱２０上に調整ピース３ａを介して固定されている。調整ピース３ａは、高さを調整する部材であって、箱状の鋼材からなる。仮設支持柱２０と調整ピース３ａは、ボルトナット（図示せず）にて固定されている。また、調整ピース３ａと伸縮ジャッキ３０も、ボルトナット（図示せず）にて固定されている。伸縮ジャッキ３０の上にも調整ピース３ｂが設けられている。調整ピース３ｂは、調整ピース３ａと同じ形状である。伸縮ジャッキ３０の上端と調整ピース３ｂもボルトナット（図示せず）にて固定されている。上端の調整ピース３ｂの上面には無収縮モルタルＭ２が敷設されており、既存基礎１の底面との密着性を高めている。

次に、以上のような構成の仮設支持板１０を用いた新設基礎の構築方法を説明する。本実施形態では、新設基礎の構築方法を、既存基礎１の下部に免震装置を設置する免震化工事に適用した場合を例に挙げて説明する。

本実施形態に係る新設基礎の構築方法は、掘削工程と、設置工程と、圧入工程と、充填工程と、調整ピース設置工程と、無収縮モルタル打設工程と、支持力確認工程と、基礎新設工程と、伸縮ジャッキ回収工程を備えている。

図３の（ａ）に示すように、掘削工程は、既存基礎１の下方の地盤を、新設基礎４０の床付け面２まで掘削する工程である。掘削工程では、既存基礎１の下方の地盤の全体をまとめて掘削するのではなく、既存基礎１が脱落しない広さに区画して、部分的に掘削する。その他の部分は、基礎下仮設支持構造を構築した後、順次掘削して行く。掘削工程では、床付け面２から既存基礎１の底面までの高さ寸法が、新設基礎４０の高さ寸法と図示せぬ免震装置の高さ寸法とを足した長さよりも大きくなるように掘削する。

床付け面２のうち、仮設支持板１０が設置される部分には、凹部２ａを形成する。凹部２ａの外形は、仮設支持板１０の平面形状よりひと回り大きい正方形形状を呈している。凹部２ａの深さは、仮設支持板１０の天板部１１の約２倍の寸法となっている。凹部２ａの周縁部は、斜めに傾斜する法面２ｂとする（図１参照）。

図３の（ｂ）に示すように、設置工程は、床付け面２の上に、伸縮ジャッキ３０および仮設支持柱２０が接続された仮設支持板１０を設置する工程である。本実施形態では、設置工程の前に、予め、仮設支持板１０上に、仮設支持柱２０および伸縮ジャッキ３０を固定して仮設支持体５を形成しておく（この工程を「準備工程」という）。設置工程では、伸縮ジャッキ３０を縮退させた状態で作業する。仮設支持板１０は、凹部２ａの表面に載置する。

なお、準備工程で仮設支持板１０と仮設支持柱２０のみを溶接しておき、床付け面２の上に仮設支持板１０と仮設支持柱２０を設置した後に、伸縮ジャッキ３０を仮設支持板１０の上に固定するようにしてもよい。

図４の（ａ）に示すように、圧入工程は、仮設支持柱２０上の伸縮ジャッキ３０を伸長させて、仮設支持板１０のリブプレート１２（外枠部１５と内枠部１６）を、床付け面２に押し込む工程である。伸縮ジャッキ３０を伸長させると、既存基礎１が反力受けとなって、仮設支持柱２０および仮設支持板１０が下方に押圧され、リブプレート１２が地盤に押し込まれる。圧入工程では、仮設支持板１０の上面が、床付け面２と同じ高さになるところまで、リブプレート１２を地盤に押し込む。このとき、リブプレート１２にて区画された空間１３内には凹部２ａの下方の地盤の土砂が入り込むが、天板部１１は、凹部２ａの底面まで到達しないので、仮設支持板１０の天板部１１の下面と凹部２ａの底面との間には、隙間１７が形成される。
なお、圧入工程において、天板部１１を地盤に接地させることで、十分な支持力を得られる場合は、天板部１１が地盤に接地するまでリブプレート１２を圧入させ、下記の充填工程を省略する場合もある。

図４の（ｂ）に示すように、充填工程は、仮設支持板１０の天板部１１の貫通孔１４からリブプレート１２の内側にモルタル（充填材）Ｍ１を充填する工程である。モルタル充填工程では、各空間１３の隙間１７ごとに、その上部の貫通孔１４からモルタルＭ１を充填する。モルタルＭ１は、貫通孔１４からモルタルが溢れるまで充填し、凹部２ａの表面から天板部１１の下面まで隙間なく充填する。その後、モルタルＭ１が所定の強度を発現するまで所定時間養生する。

モルタルＭ１を隙間１７に充填することによって、凹部２ａの底面の凹凸を覆うことができる。これによって、仮設支持板１０に作用する荷重を、天板部１１の下部全面からモルタル層を介して凹部２ａの底面の全面に伝達することができる。これによって、局所に荷重が集中することなく、安定した支持を行える。

図５の（ａ）に示すように、調整ピース設置工程は、伸縮ジャッキ３０の上部に、調整ピース３ｂを設置する工程である。調整ピース設置工程では、まず、伸縮ジャッキ３０を縮退させて、既存基礎１との間に、調整ピース３ｂの設置スペースを確保する。その後、調整ピース３ｂを伸縮ジャッキ３０上に設置し、ボルトナットで固定する。

無収縮モルタル打設工程は、調整ピース３ｂと既存基礎１との隙間に、無収縮モルタルＭ２を打設する工程である。無収縮モルタル打設工程では、伸縮ジャッキ３０を縮退させて、既存基礎１との間に、無収縮モルタルＭ２の打設スペースを確保する。そして、調整ピース３ｂ上に図示しない型枠を設置して、無収縮モルタルＭ２を打設する。その後、無収縮モルタルＭ２が所定の強度を発現するまで所定時間養生する。

支持力確認工程は、伸縮ジャッキ３０を伸長させて、仮設支持板１０が安定していること（地盤に支持力が発生すること）を確認する工程である。伸縮ジャッキ３０を伸長させると、仮設支持板１０、仮設支持柱２０および伸縮ジャッキ３０が、既存基礎１と床付け面２との間で突っ張り、凹部２ａの底部を押し付けられる。ここで、凹部２ａの地盤が安定して仮設支持板１０を安定していることを確認する。このとき、伸縮ジャッキ３０の油圧計から押圧力を検知し、支持力が所定の値になるのを確認できるように、伸縮ジャッキ３０を伸長させる。これによって、地盤における既存基礎１の支持力を正確に把握することができる。
以上の工程によって形成される仮設支持体５は、既存基礎１の下方を順次掘り下げて、所定数設置する。

図５の（ｂ）に示すように、基礎新設工程は、既存基礎１の下を全面的に掘削して既存基礎１を複数の仮設支持体５で支持した状態で、新設基礎４０を構築する工程である。新設基礎４０は、床付け面２上に新たに構築される基礎であって、免震装置や不同沈下を修正するためのジャッキ装置などを設置する部分である（本実施形態では、免震装置を設置する）。基礎新設工程では、配筋を行うとともに、型枠を設置した後に、コンクリートを打設する。新設基礎４０は、仮設支持柱２０の上端部よりも少し低い位置が上端になるように構築する。その後、新設基礎４０が所定の強度を発現するまで所定時間養生する。

本実施形態では、基礎新設工程の後に、免震装置設置工程を備える。免震装置設置工程は、新設基礎４０と既存基礎１との間に、免震装置（図示せず）を設置する工程である。免震装置は、仮設支持柱２０および伸縮ジャッキ３０と干渉しない位置で、既存建物の免震に適した位置に設置する。

伸縮ジャッキ回収工程は、既存基礎１と新設基礎４０との間に免震装置を設置した後に、伸縮ジャッキ３０をジャッキダウンして回収する工程である。図示しないが、伸縮ジャッキ回収工程では、まず、伸縮ジャッキ３０をジャッキダウンして、建物の荷重を免震装置に受け替える。その後、仮設支持柱２０の上に接続された調整ピース３ａを固定しているボルトナットを緩め、調整ピース３ａおよびその上の伸縮ジャッキ３０、調整ピース３ｂおよび無収縮モルタルを一体で取り外す。

回収した部材から、調整ピース３ａ、調整ピース３ｂおよび無収縮モルタルを撤去し、伸縮ジャッキ３０を取り出し、この伸縮ジャッキ３０を、別の設置場所または別の施工現場において再利用する。なお、仮設支持板１０および仮設支持柱２０は、新設基礎４０のコンクリート内に埋め殺す。

以上のような新設基礎の構築方法および仮設支持板１０によれば、図１および図２に示すように、仮設支持板１０が平面状に広がっているので、一定の設置面積を確保できるとともに安定性を確保できる。また、仮設支持板１０は、リブプレート１２にて強度が確保されている。さらに、リブプレート１２の内側にモルタルを充填することで地盤と接地することができるので、既存基礎１の荷重を凹部２ａの底面（仮設支持板１０を設置している部分の床付け面２）で保持できる。したがって、従来の構造（図６の支持束１１１）と比較して、簡単な構造で既存基礎１を支持することができるので、施工が容易になり、施工コストを低減できる。

さらに、準備工程で仮設支持板１０と仮設支持柱２０と伸縮ジャッキ３０を予め接続して一体化して仮設支持体５を形成することで、設置工程では、仮設支持板１０を床付け面２に設置するだけで設置作業が完了するので、設置工程の手間が少なくて済む。

また、新設基礎４０に埋め殺されるのは仮設支持板１０と仮設支持柱２０だけで済むので、従来の支持束１１１と比較して材料ロスを大幅に削減できる。さらに、伸縮ジャッキ３０を回収して再利用できるので、施工コストをより一層低減できる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定する趣旨ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。例えば、前記実施形態では、仮設支持板１０は平面視正方形であるが、円形や多角形など他の形状であってもよい。また、リブプレート１２の配置形状も格子状に限定されるものではなく、一方向に並列してもよいし、正三角形状に配置してもよい。

また、前記実施形態では、新設基礎の構築方法を免震化工事に適用した場合を例に挙げたが、免震化工事以外の工事でも適用可能である。例えば、不同沈下の補修工事においても適用できる。この補修工事においては、既存基礎を仮支持した後に、新設基礎上に設置したジャッキで既存基礎を水平に戻し、新設基礎上に既存基礎を支持する支柱を別途設けて固定する。

１既存基礎
２床付け面
１０仮設支持板
１１天板部
１２リブプレート
１４貫通孔
２０仮設支持柱
３０伸縮ジャッキ
４０新設基礎
Ｍ１モルタル（充填材）

Claims

既存基礎下の地盤を、新設基礎の床付け面まで掘削する掘削工程と、
前記床付け面の上に仮設支持板を設置するとともに、前記仮設支持板上に仮設支持柱および伸縮ジャッキを設置する設置工程と、
前記伸縮ジャッキを伸長させて、前記仮設支持板の下面に形成された枠状のリブプレートを前記床付け面に押し込む圧入工程と、
前記仮設支持板の天板部の貫通孔から前記リブプレートの内側に充填材を充填する充填工程と、
前記仮設支持板、前記仮設支持柱および前記伸縮ジャッキで前記既存基礎を支持した状態で、新設基礎を構築する基礎新設工程と、を備えた
ことを特徴とする新設基礎の構築方法。