JPH09170339A - 既存建物の免震化工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】施工期間の短縮化、施工費用の低減を図ること
が可能な既存建物の免震化工法を提供する。 【解決手段】既存建物１０の躯体下部１０ａ直下の地盤
を根切りして地下空間２０を形成し、土中に埋設されて
いる支持杭１４の杭頭部１４ａのみを露出させる。次い
で、杭頭部の下部外周に耐圧版３０を一体に形成する。
次いで、杭頭部の上部外周に、杭頭部より大きな外径を
有するリングビーム４０を一体に形成する。次いで、耐
圧版とリングビームとの間に免震装置３８を設置する。
次いで、リングビームが一体に形成されている位置より
下方位置の杭頭部を上下に分断し、支持杭が負担してい
た既存建物の垂直荷重を、リングビーム及び免震装置を
介して支持杭に導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、既に構築されて
いる既存建物の基礎部に新たに免震装置を設置する既存
建物の免震化工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地震発生時の地震力が直接建物に
伝わらない構造とし、建物の揺れを極力減少して建物破
壊を防止する免震化工法が種々開発されている。ところ
で、新築建物に免震化工法を採用する場合には、免震化
工法を容易に行うことができる。しかし、既に構築され
ている既存建物の土中に埋設されている基礎部に新たに
免震装置を設置する場合には、常に既存建物の垂直荷重
を確実に受けながら基礎部に対して免震装置を設置しな
ければならず、施工時の安全性、既存建物の確実な免震
性能の確保等の面で問題がある。 そこで、上記課題を
解決する技術として、例えば特開平２−２０７６７号公
報に記載された既存建物の免震化工法が知られている。

【０００３】この免震化工法は、既存建物の地下を根
切りして支持杭を支持層地盤まで露出させる段階と、
露出した支持杭の外周に必要本数の仮受けサポートを建
て、各仮受けサポートにジャッキを設置し、このジャッ
キを既存建物の地下構造躯体との間に働かせて支持杭の
負担軸力を仮受けサポートへ盛り替える段階と、軸力
を盛り替えた後に支持杭を解体し、代わって同位置に本
設の鉄骨柱を建てる段階と、本設鉄骨柱と既存建物の
地下構造躯体との間に免震装置を設置し、その後、仮受
けサポートの軸力を本設の鉄骨柱へ盛り替え、仮受けサ
ポート等を撤去する段階とを備えた工法である。

【０００４】この免震化工法によると、既存建物の地下
を根切りして地下空間を形成した後に、既存建物を仮受
サポート及びジャッキにより支持した状態とし、解体し
た支持杭の位置に本設の鉄骨柱と、免震装置を設置して
これらにより既存建物を支持するので、施工の安全性を
確保することができるとともに、確実に既存建物の免震
性能を確保することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平２−２０７６７号公報に記載した技術は、前記、
の段階において仮受サポート、ジャッキ、鉄骨柱を地
上から地下空間に搬入する作業が行われ、前記の段階
において、使用済の仮受サポート及びジャッキを地下空
間から地上に搬出する作業が行われるので、多量の施工
資材の搬入搬出に多くの時間が費やされる。

【０００６】また、前記の段階において、地盤深くに
埋設されている支持杭が支持層地盤まで露出するように
大空間の地下空間を形成しなければならず、この大空間
の地下空間の形成に多くの掘削期間を必要とする。した
がって、上記従来技術は、施工期間の短縮化、施工費用
の低減を図ることが難しい。

【０００７】さらには、上記従来技術は、前記の段階
において地下空間の掘削のために発生した多量の土砂を
地上に搬出しなければならず、また、前記の段階にお
いて、多数の支持杭が解体されることにより、多量の産
業廃棄物が発生してしまうおそれがある。この発明は、
上記事情に鑑みてなされたものであり、既存建物の垂直
荷重を確実に受け持ち、安全性を高めながら免震装置を
設置することは勿論のこと、施工期間の短縮化、施工費
用の低減を図り、さらには、地上に搬出される土砂及び
産業廃棄物を少量とすることが可能な既存建物の免震化
工法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】本発明の請求項１記載の
既存建物の免震化工法は、既存建物の躯体下部に沿って
当該躯体下部の直下の地盤を根切りすることにより地下
空間を形成し、この地下空間に前記躯体下部から土中に
埋設されている支持杭の杭頭部のみを露出させる工程
と、前記地下空間に露出した前記杭頭部を貫通する耐圧
版を形成する工程と、前記杭頭部の上部外周に、前記杭
頭部より大きな外径のリング形状を有し、且つ上面を前
記躯体下部に固着したリングビームを一体に形成する工
程と、前記耐圧版の上面と前記リングビームの下面との
間に、免震装置を設置する工程と、前記リングビームが
一体に形成されている位置より下方位置の前記杭頭部を
軸心と直交する方向に切断して前記杭頭部を上下に分断
し、前記支持杭が負担していた前記既存建物の垂直荷重
を、前記リングビーム及び前記免震装置を介して前記支
持杭に導入する工程と、前記地下空間を埋め戻す工程と
を備えた工法である。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の既存建物の免震化工法において、前記リングビーム
と一体に形成される前記杭頭部の上部外周を、前記躯体
下部から前記耐圧版側の下方に向かうに従い外径を縮径
した形状とし、この縮径した位置を、前記杭頭部を上下
に分断する切断位置とした工法である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の既存建物の免震化
工法の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、免震化工法を行う既存建物１０を示すものであ
り、この既存建物１０は、躯体下部１０ａから支持層地
盤１２まで達している複数本の支持杭１４に、既存建物
１０の垂直荷重が軸力として導入されることにより支持
されている。なお、支持杭１４は、鉄筋コンクリート製
の円柱体である。

【００１１】そして、本実施形態の免震化工法は、先
ず、図２に示すように、この既存建物１０の周囲の土中
に止水を兼ねた山止め壁１６を埋設する。そして、この
山止め壁１６の埋設が完了した後、既存建物１０と山止
め壁１６との間の土を掘削して空間１８を形成する。次
いで、空間１８の底部から既存建物１０に向かう水平方
向に土を掘削し、既存建物１０の躯体下部１０ａの直下
を根切りしていく。これにより、躯体下部１０ａの下面
を天井として水平方向に延在させ、各支持杭１４の杭頭
部１４ａを露出させた地下空間２０を形成する。

【００１２】次いで、図３に示すように、地下空間２０
に露出した杭頭部１４ａの下部外周に対して目荒らし作
業を行い、粗面のコンクリート外周面１４ｂを形成す
る。そして、この粗面のコンクリート外周面１４ｂに対
するケミカルアンカー施工、すなわち、杭頭部１４ａの
軸と直交する水平方向に複数の穴を開け、これらの穴に
樹脂や硬化促進剤などとともに複数本の横鉄筋２２を挿
入して固定する。

【００１３】次いで、図４に示すように、杭頭部１４ａ
に固定した横鉄筋２２に耐圧版用の鉄筋２４、２６を配
筋する。また、最上部の鉄筋２４、２６に、杭頭部１４
ａの外周を覆うように免震装置ベース用鉄筋２７を接続
する。そして、杭頭部１４ａの粗面のコンクリート外周
面１４ｂを囲む配筋が完了した時点でコンクリートを打
設する。これにより、図５に示すように、地下空間２０
の地下地盤２０ａ上に、杭頭部１４ａの下部に一体化さ
れた鉄筋コンクリート製の耐圧版３０が形成される。

【００１４】次いで、図６に示すように、躯体下部１２
ａの下面の杭頭部１４ａの先端が接続している位置の全
周にケミカルアンカー施工、すなわち、躯体下部１２ａ
の下部に鉛直方向の複数の穴を開け、これらの穴に樹脂
や硬化促進剤などとともに複数本の縦鉄筋２８を挿入し
て固定する。また、耐圧版３０の上面から躯体下部１０
ａの下面まで延在している杭頭部１４ａの先端部外周を
破砕し、躯体下部１０から下方に向かうに従い杭頭部１
４ａの外径を縮径した第１テーパ部３１ａと、耐圧版３
０側から上方に向かうに従い杭頭部１４ａの外径を縮径
した第２テーパ部３１ｂとを形成する。ここで、これら
第１及び第２テーパ部３１ａ、３１ｂによって形成した
部分を縮径部３３と称する。

【００１５】次いで、耐圧版３０が完全に固着した後、
耐圧版３０の上面から突出している免震装置ベース用鉄
筋２７の周囲を型枠（図示せず）で覆い、この型枠内部
にコンクリートを打設する。これにより、図７に示すよ
うに、耐圧版３０の上面にリング形状の免震装置用ベー
ス３４が一体に形成される。次いで、図８に示すよう
に、杭頭部１４ａに形成した第１テーパ部３１ａの全周
を覆うようにリングビーム用鉄筋かご３６を配設する。
なお、このリングビーム用鉄筋かご３６は、下方位置に
形成されているリング状の免震装置用ベース３４の外径
寸法より僅かに縮径された外径寸法となるように形成さ
れている。

【００１６】次いで、免震装置用ベース３４が完全に固
着した後、図９に示すように、免震装置用ベース３４の
上面に４台の免震装置３８を配置する。この際、図１０
に示すように、免震装置用ベース３４の上面にグラウト
材４０を設け、このグラウト材４０が固化する前に、免
震装置用ベース３４に固定ボルト３９ａを埋設した免震
装置３８を水平度を高めて配置する。なお、免震装置３
８は、例えば複数枚の鋼板及びゴムシートを交互に貼り
合わせて柱状に形成したアイソレータが採用されてい
る。

【００１７】ここで、４台の免震装置３８は、図１１に
示すように、杭頭部１４ａの軸心Ｐ ₁ を中心とし、免震
装置用ベース３４の内外半径の略中間位置を半径ｒとし
た所定の円周上を四等分した位置に配置されている。次
いで、躯体下部１２ａの下面から下方に突出している縦
鉄筋２８及びリングビーム用鉄筋かご３６の外周及び底
部を型枠（図示せず）で覆い、この型枠内部にコンクリ
ートを打設する。なお、免震装置３８の上面は、底部に
配設される型枠の一部として使用するとともに、装置上
盤３８ａから上方に突出している固定ボルト３９ｂを型
枠内部に延在させる。

【００１８】そして、この型枠内部にコンクリートを打
設することにより、図１２に示すように、杭頭部１４ａ
の第１テーパ部３１ａに一体化された鉄筋コンクリート
製のリングビーム４０が形成される。ここで、図１０に
示すように、躯体下部１０ａの下面及びリングビーム４
０の上端面が密着性を高めて接合するように、リングビ
ーム４０の上端面にグラウト材４２を注入する。

【００１９】次いで、図１０に示すように、例えばワイ
ヤソー等の切断装置を使用して縮径部３３を径方向に切
断し、第１及び第２テーパ部３１ａ、３１ｂを分断す
る。この縮径部３３の切断により、既存建物１０の垂直
荷重がリングビーム４０、免震装置３８及び耐圧版３０
を介して支持杭１４に導入される。また、他の支持杭１
４に対しても、上述した手順で免震装置３８を設置とと
もに、杭頭部１４ａに形成した縮径部３３を切断し、既
存建物１０の垂直荷重を支持杭１４に導入していく。こ
れにより、地震発生時の地震力が支持杭１４に伝達して
も免震装置３８が地震力を吸収し、既存建物１０の揺れ
を極力減少して建物破壊が防止される。

【００２０】上記方法の既存建物の免震化工法による
と、従来技術（特開平２−２０７６７号公報）と比較し
て、以下に示す作用効果を得ることができる。すなわ
ち、本実施形態の免震化工法では、ジャッキ、仮受サポ
ート、鉄骨柱等の施工資材を一切必要としないので、従
来技術で行われていた地上及び地下空間の間の施工資材
の搬入搬出の作業を省略することができる。また、支持
杭１４の杭頭部１４ａのみが露出するように小空間の地
下空間２０を形成するので、地下空間２０の形成のため
に掘削に要する期間が短期間で済む。

【００２１】また、地下空間２０に露出した杭頭部１４
ａ下部に一体形成された耐圧版３０と、杭頭部１４ａの
先端外周に一体形成されたリングビーム４０との間に４
台の免震装置３８を設置し、杭頭部１４ａの縮径部３３
を径方向に切断することにより、既存建物１０の垂直荷
重がリングビーム４０、４台の免震装置３８及び耐圧版
３０を介して支持杭１４に導入されて既存建物１０の免
震構造の施工が完了するので、安全性を高めて既存建物
１０を支持することができるとともに、支持杭１４の解
体作業や、ジャッキ、仮設サポート部材の撤去作業を不
要とするので、従来技術と比較して施工が完了する時間
を大幅に短縮することができる。したがって、本実施形
態の既存建物の免震化工法は、施工期間の短縮化、施工
費用の低減を充分に図ることができる。

【００２２】一方、地下空間２０は、支持杭１４の杭頭
部１４ａのみを露出させるために小空間の地下空間とし
て形成するだけなので、地下空間２０の掘削のために地
上に搬出する土砂を少量とすることができ、地上の土砂
の仮置場を小面積とすることができる。また、支持杭１
４は縮径部３３のみを切断するだけなので、産業廃棄物
が少量しか発生しない。

【００２３】また、リングビーム４０は、杭頭部１４ａ
の躯体下部１０から下方に向かうに従い外径が縮径され
た第１テーパ部３１ａの外周にテーパのクサビ効果を利
用して確実に一体化されているので、既存建物１０の垂
直荷重を、リングビーム４０、免震装置３８、耐圧版３
０を介して確実に支持杭１４に導入することができる。

【００２４】さらにまた、第１テーパ部３１ａの縮径部
３３を切断位置としているので、切断作業を短時間で完
了することができる。なお、本実施形態では、４台の免
震装置３８を使用した例を示したが、本発明の要旨がこ
れに限るものではなく、既存建物１０の垂直荷重を支持
杭１４に確実に導入し、且つ地震発生時の地震力を確実
に吸収することが可能であれば、その台数を増減しても
よい。

【００２５】また、リングビーム４０内にリングビーム
鉄筋かご３６を配筋した構造としたがこれに限るもので
はなく、他の配筋構造としても同様の作用効果を得るこ
とができる。また、本実施形態では、既存建物１０の躯
体下部１０ａが平坦形状であることを前提として説明し
たが、例えば土中の一部に地階部分を設けて凹凸の底面
を有する躯体下部が形成されている場合には、その躯体
下部の凹凸の底面直下の地盤を根切りして地下空間を形
成する。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の既存建物の免震化工法は、従来の免震化工法のよ
うにジャッキ、仮受サポート、鉄骨柱等の施工資材を一
切必要としないので資材の搬入搬出に要する期間を省く
ことができ、また、支持杭の杭頭部のみが露出するよう
に小空間とした地下空間を形成するので、地下空間の形
成のために掘削に要する期間が短期間で済む。また、杭
頭部の下部外周に一体化した耐圧版と、杭頭部の上部外
周に一体化したリングビームとの間に免震装置を設置
し、リングビームと一体化されている位置より下方位置
の杭頭部を軸心と直交する方向に切断することによって
既存建物の免震構造の施工が完了するので、従来の免震
化工法と比較して施工の完了時間を大幅に短縮すること
ができる。

【００２７】従って、本発明は、安全性を高めながら施
工期間の短縮、施工費用の低減を充分に図ることができ
る。また、本発明において形成する地下空間は、支持杭
の杭頭部のみが露出する程度の小空間の地下空間となる
ので、この地下空間の掘削のために地上に搬出する土砂
を少量とすることができ、地上における土砂の仮置場を
小面積とすることができる。また、支持杭はその一部が
軸と直交する方向に切断されるだけなので、産業廃棄物
を少なくすることができる。

【００２８】一方、請求項２記載の既存建物の免震化工
法は、請求項１記載の効果を得ることができるととも
に、リングビームは、躯体下部から耐圧版側の下方に向
かうに従い外径が縮径されている杭頭部の上部外周にテ
ーパのクサビ効果で確実に一体化されているので、既存
建物の垂直荷重を、リングビーム、免震装置、耐圧版を
介して確実に支持杭に導入することができる。

【００２９】さらに、縮径されている杭頭部の上部外周
の外径の小さな位置を杭頭部を上下に分断する切断位置
としているので、切断作業を短時間で完了することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】複数本の支持杭により垂直荷重が支持された既
存建物を示す図である。

【図２】各支持杭の杭頭部が露出するように既存建物の
躯体下部を根切りして地下空間を形成した状態を示す図
である。

【図３】地下空間に露出した杭頭部の下部外周の目荒ら
し作業を行った後、ケミカルアンカー施工を行った状態
を示す図である。

【図４】杭頭部の下部の周囲に耐圧版を形成するための
鉄筋を配設している状態を示す図である。

【図５】コンクリートの打設によって杭頭部の下部側と
一体化された耐圧版を地下地盤上に形成した状態を示す
図である。

【図６】耐圧版から上方に延在している杭頭部の外周
を、縮径部が形成されるように破砕した状態を示す図で
ある。

【図７】耐圧版の上面に免震装置用ベースを形成した状
態を示す図である。

【図８】杭頭部の上部外周にリングビーム用鉄筋かごを
配設した状態を示す図である。

【図９】免震装置用ベース上に免震装置を設置した状態
を示す図である。

【図１０】本発明の基礎部の構造及び上下に分断された
杭頭部を示す図である。

【図１１】図９におけるVI−VI線矢視断面であり、免震
装置用ベース上に設置された複数の免震装置を示す図で
ある。

【図１２】杭頭部の上部外周に一体に形成されたリング
ビームを示す図である。

【符号の説明】

１０ 既存建物 １０ａ 躯体下部 １４ 支持杭 １４ａ 杭頭部 ２０ 地下空間 ３０ 耐圧版 ３１ａ 杭頭部の第１テーパ部 ３１ｂ 杭頭部の第２テーパ部 ３３ 縮径部（杭頭部の外径の小さな位置） ３４ 免震装置用ベース ３８ 免震装置 ４０ リングビーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既存建物の躯体下部に沿って当該躯体下
   部の直下の地盤を根切りすることにより地下空間を形成
   し、この地下空間に前記躯体下部から土中に埋設されて
   いる支持杭の杭頭部のみを露出させる工程と、 前記地下空間に露出した前記杭頭部を貫通させた耐圧版
   を形成する工程と、 前記杭頭部の上部外周に、前記杭頭部より大きな外径の
   リング形状を有し、且つ上面を前記躯体下部に固着した
   リングビームを一体に形成する工程と、 前記耐圧版の上面と前記リングビームの下面との間に、
   免震装置を設置する工程と、 前記リングビームが一体に形成されている位置より下方
   位置の前記杭頭部を軸心と直交する方向に切断して前記
   杭頭部を上下に分断し、前記支持杭が負担していた前記
   既存建物の垂直荷重を、前記リングビーム及び前記免震
   装置を介して前記支持杭に導入する工程と、を備えたこ
   とを特徴とする既存建物の免震化工法。
2. 【請求項２】 前記リングビームと一体に形成される前
   記杭頭部の上部外周を、前記躯体下部から前記耐圧版側
   の下方に向かうに従い外径を縮径した形状とし、この縮
   径した位置を、前記杭頭部を上下に分断する切断位置と
   したことを特徴とする請求項１記載の既存建物の免震化
   工法。