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【発明の名称】 新設地下躯体用の山留壁の構築方法およびその方法を利用した新設躯体の構築方法
【発明者】 【氏名】大石 和久
【住所又は居所】東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本製鐵株式会社内

【氏名】佐藤 俊二
【住所又は居所】東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本製鐵株式会社内

【氏名】神田 貴宏
【住所又は居所】東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本製鐵株式会社内
【要約】 【課題】狭隘な敷地であっても、既存地下躯体よりも深い以深部に容易に経済的に山留を構築することができる新設地下躯体用の山留壁の構築方法およびその方法を利用した新設躯体の構築方法を提供する。

【解決手段】既存地下躯体における周壁部を残して既存地下躯体の内側中間部構造躯体を解体し、前記周壁部内側に縦に砕石層を形成するように周壁部の支保工を兼ねた充填材を充填して作業床を構築した後、前記砕石層部分を縦に掘削して、既存地下躯体の周壁部内側下方に山留を構築することを特徴とする新設地下躯体用の山留壁の構築方法。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存地下躯体を解体してこれより深い位置から新設地下躯体を構築する場合の新設地下躯体用の山留の構築方法において、既存地下躯体における周壁部を残して既存地下躯体の内側中間部構造躯体を解体し、前記周壁部内側に縦に砕石層を形成するように周壁部の支保工を兼ねた充填材を充填して作業床を構築した後、前記砕石層部分を縦に掘削して、既存地下躯体の周壁部内側下方に山留を構築することを特徴とする新設地下躯体用の山留の構築方法。
【請求項２】
既存地下躯体の内側中間部構造躯体を解体した解体ガラを周壁部から内側に間隔をおいて離して埋め戻して解体ガラ層を構築し、既存地下躯体の周壁部と解体ガラ層との間に縦に砕石層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の新設地下躯体用の山留の構築方法。
【請求項３】
解体ガラ層とこれを埋め込むように設けられた砕石層とからなる充填材による作業床とされていることを特徴とする請求項１および２に記載の新設地下躯体用の山留の構築方法。
【請求項４】
既存地下躯体の内側中間部構造躯体の解体を、既存地下躯体周囲部における１スパン分の柱・梁およびスラブを山留支保工として一時的に残して行なうことを特徴とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の新設地下躯体用の山留の構築方法。
【請求項５】
既存地下躯体周壁部外側に一体に補強山留を設けて、既存地下躯体周壁部の自立高さを高くできるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の新設地下躯体用の山留の構築方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の構築方法により、新設地下躯体用の山留を構築した後、周壁部の支持梁を架設しながら周壁部内側の充填材を搬出すると共に山留間における既存地下躯体より深い新設床付面まで掘削し、その後その新設床付面から新設地下躯体を構築することを特徴とする新設躯体の構築方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート製の既存地下躯体以深部に構築する新設地下躯体用の山留壁の構築方法およびその方法を利用した新設躯体の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、新設地下躯体の構築方法として、各種の工法が知られ（例えば、特許文献１、２）、そして次のような新設地下躯体の構築方法も実施されている。すなわち、（Ａ）鉄筋コンクリート製または鉄筋鉄骨コンクリート等のコンクリート製既存地下躯体（以下、単に既存地下躯体とも言う。）の周囲に敷地が比較的広く確保されて、既設地下躯体の外周全周にわたり山留杭の打設による山留壁の構築が可能な場合には、次の（１）〜（３）の手順で新設躯体を構築していた。
【０００３】
（１）コンクリート製既存地下躯体の外周全体に、新設床付面よりも下方に根入れした山留杭を打設して山留壁を構築すると共に、既存躯体の地上より上方部分を解体撤去し、
（２）その後、既存地下躯体の上部側から順に解体撤去すると共に山留壁に切梁等の支持梁を順次架設し、既存地下躯体全体を解体撤去し、
（３） その後、山留壁に切梁を設置しながら新設躯体の床付面まで掘削し、その床付面から上方に向かって、新設地下躯体を順次立ち上げるように築造する新設躯体の構築方法が実施されている。
【０００４】
また、（Ｂ）前記のように充分な敷地が確保されない場合には、既存地下躯体に、その床部分を支持するための支保工を配置した状態で、既存地下躯体（特に外周部）の壁体自体を特殊な削岩式ビットを備えた掘削機で砕きながら排出すると共に山留壁用溝および山留壁を構築し、以下、前記（２）および（３）の施工手順と同様に施工する新設地下躯体を含む新設躯体の構築方法も知られている。
【特許文献１】特許第３０５１７１６号
【特許文献２】特許第２５５５８３７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記（Ａ）の工法の場合は、狭隘な敷地で施工する場合には、施工できないという問題がある。
また、前記（Ｂ）の工法の場合は、山留壁を構築するために既存コンクリート地下躯体を特殊な削岩式ビットを備えた特殊な縦孔掘削装置が必要になり、施工コストが高くなるという問題がある。
本発明は、狭隘な敷地であっても施工することができ、また、前記のような特殊なビットを備えた特殊な掘削装置を使用することなく、既存地下躯体よりも深い以深部に容易に経済的に山留を構築することができる新設地下躯体用の山留壁の構築方法およびその方法を利用した新設躯体の構築方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明の新設地下躯体用の山留壁の構築方法においては、既存地下躯体を解体してこれより深い位置から新設地下躯体を構築する場合の新設地下躯体用の山留壁の構築方法において、既存地下躯体における周壁部を残して既存地下躯体の内側中間部構造躯体を解体し、前記周壁部内側に縦に砕石層を形成するように周壁部の支保工を兼ねた充填材を充填して作業床を構築した後、前記砕石層部分を縦に掘削して、既存地下躯体の周壁部内側下方に山留を構築することを特徴とする。
また、第２発明では、第１発明の新設地下躯体用の山留壁の構築方法
既存地下躯体の内側中間部構造躯体を解体した解体ガラを周壁部から内側に間隔をおいて離して埋め戻して解体ガラ層を構築し、既存地下躯体の周壁部と解体ガラ層との間に縦に砕石層が形成されていることを特徴とする。
第３発明では、第１発明または第２発明の新設地下躯体用の山留壁の構築方法において、解体ガラ層とこれを埋め込むように設けられた砕石層とからなる充填材による作業床とされていることを特徴とする。
第４発明では、第１発明〜第３発明のいずれかの新設地下躯体用の山留壁の構築方法において、既存地下躯体の内側中間部構造躯体の解体を、既存地下躯体周囲部における１スパン分の柱・梁およびスラブを山留支保工として一時的に残して行なうことを特徴とする。
第５発明では、既存地下躯体周壁部外側に一体に補強山留を設けて、既存地下躯体周壁部の自立高さを高くできるようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の新設地下躯体用の山留壁の構築方法。
第６発明の新設躯体の構築方法においては、第１発明〜第５発明のいずれかの構築方法により、新設地下躯体用の山留を構築した後、周壁部の支持梁を架設しながら周壁部内側の充填材を搬出すると共に前記山留間における既存地下躯体より深い新設床付面まで掘削し、その後その新設床付面から新設地下躯体を構築することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
第１発明によると、既存地下躯体の内側中間部構造躯体を解体した既存地下躯体の周壁部内側に縦に砕石層を形成するので、特殊で高価なビットを備えた縦孔掘削装置を使用することなく、通常のアースオーガー式の縦孔掘削装置を使用して、砕石層を縦に掘削すると共に既存地下躯体の周壁部内側下方に縦に山留壁を容易に設けることができる。
第２発明によると、既存地下躯体の内側中間部構造躯体を解体した解体ガラを充填材として有効に利用することができるため、充填材を現場調達して経済的に施工することができ、また、解体がらを山留壁を築造する位置から横方向に離れた位置に埋め戻すので、解体がらが山留壁築造の障害にならず、既存地下躯体の周壁部内側下方に縦に山留壁を容易に設けることができる。
第３発明によると、解体がらとこれを埋め込むように設けられた砕石層とからなる充填材とされているので、砕石層を単に転圧するだけで、重機を支持する地耐力の高い支持地盤の作業床を容易に形成することができる。
第４発明によると、既存地下躯体周壁部の１スパン分の柱・梁およびスラブを山留支保工としての構造体として一時的に残しながら、既存地下躯体の周壁部内側を解体するので、既存地下躯体を安定した山留支保工としての構造躯体として有効に利用することができると共に、解体がらを埋め戻しても、解体がらを所定の位置に埋め戻すことができる。
第５発明によると、単に、既存地下躯体周壁部の外側に一体に補強山留を設けるだけで、既存地下躯体における内側中間部構造躯体を解体し、周壁部の上部を突出させるように周壁部内側に周壁部上端レベルよりも低レベル位置に作業床を設けても、中間部構造躯体を解体した周壁部を自立させることができるため、傾斜地であっても、周壁部内側の作業床の平坦化を促進できると共に充填材の充填量を低減することができる。
第６発明によると、周壁部および山留壁に支持梁を架設して周壁部内側の充填材を容易に搬出することができると共に、既存地下躯体の周壁部内側下方の山留壁間における土砂を排出して、既存地下躯体よりも下方の新設床付面まで開削して、新設躯体を経済的に構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１〜図６は本発明の第１実施形態の施工手順を示すものであって、先ず、図１の状態は、地上のコンクリート製等の既存地上躯体１ａが解体撤去されて、コンクリート製既存地下躯体１が残された状態である。なお、各図中、符号Ａで示す左右の縦の１点鎖線の部分は、隣家との敷地境界線である。
【００１０】
図１の状態から、図２に示すように、既存地下躯体１の周囲部における外周壁２から内側に配置されている、１スパン分の柱１１と梁１２およびスラブ１３の構造躯体（既存地下躯体１における周囲部構造躯体）を山留支保工１４として残すようにして、既存地下躯体１内側（内部）における中央側の中間部構造躯体３を解体して、既存地下躯体１における山留支保工１４間に中間部構造躯体３の解体がら４を、解体した既存地下躯体１の中央部の地下地盤５に堆積し、解体がら４による解体がら層６を順次堆積構築していく。
【００１１】
このように、既存地下躯体１の一部を利用した各山留支保工１４は、左右に対向する１スパン分の柱１１と梁１２とスラブ１３が一体となった構造躯体であるので、この部分を山留支保工１４として一時的に利用すると共に、対向する山留支保工１４間の地下地盤５を解体がら４の堆積場所としている。
【００１２】
なお、前記の解体がら層６の上部レベルは既存地下躯体１の上端レベルよりも低くし、砕石７ａなどの充填材７により作業床を敷設できるようにしておく。
【００１３】
このように解体した既存地下躯体１の中央部の地下地盤５に堆積するのは、解体がら４の撤去作業をなくすか、少なくし、しかも、解体がら４も、後記する作業床８を構築するための充填材７の一部として利用し、作業床８の施工コストを低減し、施工工期の短縮化を図る経済的な施工法とするためである。また、解体がら４の堆積場所を限定し、後記する新設地下躯体用の山留の築造時に解体がら４を縦に掘削しないようにするためである。
【００１４】
解体がら４を縦に掘削するようになると、従来と同様、特殊で高価なビットを備えた縦孔掘削装置が必要になり、施工工期が長くなると共に施工コストも高価になる。本発明では、解体がら４を縦に掘削することを避けるために、解体がら４の堆積場所を前記のように所定の場所に設定している。
【００１５】
次いで、図３に示すように、既存地下躯体１の一部分を利用した左右一方の山留支保工１４を１スパン毎（図示の場合は、左側）に外周壁２を残すようにして、内側に張り出す梁１２およびスラブ１３並びに内側の柱１１と外周側の柱１１を解体し、その解体がら４を解体した既存地下躯体１の中央部に順次堆積すると共に、一方の外周壁２と堆積した解体がら層６との間および解体がら層６の片側上部を埋め込むように砕石７ａ等の充填材７により順次埋め戻し転圧する。なお、外周壁２と堆積した解体がら層６との間は砕石７ａによる側部縦充填材層７ｂを築造していく。
【００１６】
また、図示を省略するが、他方（図示の場合は右側）の山留支保工１４も同様に、外周壁２を残すようにして解体し、その解体がら４を解体撤去した既存地下躯体１の中央部に順次堆積すると共に、他方の外周壁２と堆積した解体がら層６との間および解体がら層６の片側上部を埋め込むように砕石７ａ等の充填材７により埋め戻し転圧する。なお、前記と同様、外周壁２と堆積した解体がら層６との間は砕石７ａによる側部縦充填材層７ｂを築造していく。
【００１７】
前記のように解体がら４および砕石７ａ等の充填材７を、充填材そのものによる支保工を築造する充填材として利用していると共に、砕石７ａ等の充填材７による作業床８を同時に築造し、しかも、砕石７ａによる側部縦充填材層７ｂとし、側部縦充填材層７ｂの縦方向の掘削を通常のアースオーガー式縦孔掘削装置により容易にし、その下方に打設等により構築する山留杭などの山留１５（図５参照）の築造を容易にしている。
【００１８】
このようにして、左右方向に対向する既存地下躯体１の一部分を利用した山留支保工１４を１スパン毎に解体すると共に、前後方向の各１スパン毎に同様に解体埋め戻し作業を行ない、図４に示すように、対向する外周壁２を残して、既存地下躯体１の全ての中間部構造躯体３を解体し、その解体がら４を解体撤去した既存地下躯体１の中央部に堆積し、解体がら層６を築造すると共に、外周壁２と堆積した解体がら層６との間および解体がら４の上部を埋め込むように砕石７ａなどの充填材７により充填・転圧し、側部縦充填材層７ｂおよび作業床８を築造する。
【００１９】
前記の充填材７としては、砕石７ａによる側部縦充填材層７ｂを除いて、土砂等の充填材７を充填し転圧としてもよいが、作業床８の地盤改良をする必要のない解体がら４と砕石７ａによる充填材７であると、砕石７ａを転圧して容易に重機用の地耐力のある作業床８を端工期で低コストで築造でき経済的であると共に、側部縦充填材層７ｂ部分を通常のアースオーガー式縦孔掘削装置１０により容易に縦に掘削でき、既存地下躯体１の下方地盤９に山留壁１５を容易に築造できるので好ましい。なお、このような充填材７による支保工および作業床８の構造形態は、中小規模の新設地下躯体の構築の場合には、砕石量が少なくてよいので望ましい。
【００２０】
次いで、図５に示すように、築造した作業床８上に無限起動式のアースオーガ式縦孔掘削装置１０を側部縦充填材層７ｂの近傍に配置して、その側部縦充填材層７ｂの部分を縦に掘削し、既存地下躯体外周壁２よりも深い下方レベル位置に、新設地下躯体用の山留１５を築造する。
【００２１】
前記の新設地下躯体用の山留１５としては、鋼製杭形式等の山留杭または矢板形式あるいはその他の形式の山留でもよい。
【００２２】
前記の山留１５を築造した後、図６に示すように、周壁部２の内側の砕石７ａおよび解体がら４を掘削すると共に周壁部２に、腹越しあるいは切梁などの支持梁１６を架設しながら掘り下げていく。また、前記の新設地下躯体用の山留１５間も同様に掘削し、腹越しあるいは切梁などの支持梁１６を架設しながら掘り下げ、新設地下躯体用の床付面２１まで掘り下げる。
【００２３】
次いで、図６に２点鎖線で示すように、下から順に、新設地下躯体のコンクリート製基礎、地下下階層および地下上階層等、新設のコンクリート製地下躯体１７を築造すると共に、地上躯体を含む新設躯体１８を築造していく。
【００２４】
なお、前記の山留１５は、そのまま残置するか、鋼製杭等の場合は、適宜、新設地下躯体を築造している段階あるいは新設地下躯体の築造後で撤去してもよい。また、地盤２２から突出している外周壁２の上部または全体を適宜撤去して土砂等により埋め戻す。
【００２５】
図７に示す実施形態は、斜面地において、砕石７ａなどの充填材７の埋め戻し量を最小化するため、および既設地下躯体１における周壁部２の自立高さを高めるため、さらには、傾斜地１９でありながら作業床８をできるだけ平坦化を図り作業性を高めるための工夫をこらした工法である。
【００２６】
さらに図７を参照して説明すると、この形態は、既存地下躯体１の外周部全周に新設地下工事用山留杭を打設する余地はないものの、山側の片側に補強山留杭２０を打設する余地がある場合に適用可能な工法で、山側の地下躯体１の外周壁２に補強山留杭２０を設けた形態である。
【００２７】
さらに説明すると、既存地下躯体１における山側の外周壁２外側に、鋼製山留杭などの補強山留２０を一体化するように設けた後、図示を省略するが、前記実施形態と同様に、既存地下躯体１の内側（内部）中間部構造躯体３を先行して解体する。すなわち、既存地下躯体１の一部分を利用した山留支保工１４を築造する点、その山留支保工１４を１スパン毎（図示の場合は、左側）に外周壁２を残すようにして、内側に張り出す梁１２およびスラブ１３並びに内側の柱１１および外側の柱１１を解体する点等は前記と同様である。
【００２８】
この実施形態では、補強山留２０を設けてあるので、山側の外周壁２が補強されて、その自立可能な高さが高められている。前記の補強山留２０がない場合には、図７に２点鎖線Ｂで示すような高レベル位置まで砕石７ａ等の充填材７を充填した作業床８とする必要があるが、補強山留２０を設けているため、実線Ｃで示す低レベル位置まで下げることができ、すなわち、補強山留２０により外周壁２の自立高さの最大化を図ることができる。
【００２９】
また、外周壁２の自立高さを高めているため、傾斜地でありながら、傾斜面となる作用床８ａを少なくし、平坦面の作業床８ｂを広くして、作業床８の平坦化を向上させ、これにより、施工性および施工精度の向上および砕石７ａの充填材７の少量化を図りながら工期の短縮および施工コストの低減を図るようにしている。
【００３０】
なお、図７において、その他の構成は、前記実施形態と同様であるので、同様な部分には、同様な符号を付して説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態の施工手順を説明するための説明図であって、地上の既存コンクリート躯体が解体されて、コンクリート製既存地下躯体が残された状態を示す縦断正面図である。
【図２】本発明の実施形態の施工手順を説明するための説明図であって、既存地下躯体の中央部を解体して、その解体がらを、解体した既存地下躯体中央部の地下地盤に堆積している状態を示す縦断正面図である。
【図３】本発明の実施形態の施工手順を説明するための説明図であって、既存地下躯体の片側の外周壁を残して中央部を解体し、その解体がらを解体撤去した既存地下躯体中央部に堆積すると共に、片側の外周壁と堆積した解体がらとの間および解体がらの片側上部を埋め込むように砕石などの充填材により充填し、側部縦充填材層および作業床を築造している状態を示す縦断正面図である。
【図４】本発明の実施形態の施工手順を説明するための説明図であって、既存地下躯体の外周壁を残して中央部を解体し、その解体がらを解体した既存地下躯体中央部に堆積すると共に、外周壁と堆積した解体がらとの間および解体がらの上部を埋め込むように砕石などの充填材により充填し、側部縦充填材層および作業床を築造した状態を示す縦断正面図である。
【図５】本発明の実施形態の施工手順を説明するための説明図であって、築造した作業床における側部縦充填材層の部分を縦に掘削し、既存地下躯体側壁部よりも深い位置に山留壁を築造した状態を示す縦断正面図である。
【図６】本発明の実施形態の施工手順を説明するための説明図であって、既存地下躯体側壁部間の充填材および解体がら撤去しながら切梁を配設し、かつ新たに築造した山留間を所定深さ掘削して、新設地下躯体築造位置の床付け面まで掘削して状態を示す縦断正面図である。
【図７】本発明の他の実施形態を説明するための説明図であって、山側の既存地下躯体外周壁外周に山留壁を設け、既存地下躯体外周壁の自立高さを高くし、充填材の充填および傾斜地を少なくなるようにした状態を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１ａ 既存地上躯体
１ 既存地下躯体
２ 外周壁
３ 中間部構造躯体
４ 解体がら
５ 地下地盤
６ 解体がら層
７ａ砕石
７ｂ 側部縦充填材層
７ 充填材
８ａ 傾斜面の作業床
８ｂ 平坦面の作業床
８ 作業床
９ 下方実施形態盤
１０ アースオーガー式縦孔掘削装置
１１ 柱
１２ 梁
１３ スラブ
１４ 山留支保工
１５ 山留または山留壁
１６ 支持梁
１７ 新設のコンクリート製地下躯体
１８ 新設躯体
１９ 傾斜地
２０ 補強山留杭
２１ 新設地下躯体用の床付面
２２ 地盤
【出願人】 【識別番号】０００００６６５５
【氏名又は名称】新日本製鐵株式会社
【住所又は居所】東京都千代田区大手町２丁目６番３号
【出願日】 平成１６年４月２６日（２００４．４．２６）
【代理人】 【識別番号】１００１０７２５０
【弁理士】
【氏名又は名称】林 信之
【公開番号】 特開２００５−３０７６８８（Ｐ２００５−３０７６８８Ａ）
【公開日】 平成１７年１１月４日（２００５．１１．４）
【出願番号】 特願２００４−１２９７８５（Ｐ２００４−１２９７８５）