株式会社安藤?間(代表取締役社長:国谷一彦)、西松建設株式会社(代表取締役社長:細川雅一)、佐藤工業株式会社(代表取締役社長:平間宏)、株式会社フジタ(代表取締役社長:奥村洋治)、三井住友建設株式会社(代表取締役社長:柴田敏雄)(以下、「共同開発会社5社」)は、仮設材としてのみ使用されていた山留め壁形鋼材を本体建物の地下外壁として利用し、地下外壁工事の省力化、建設コストの低減そしてCO₂削減に寄与する「CUW工法」(山留め壁の応力材と後打ち鉄筋コンクリート造壁を構造的に一体化させた壁体工法)について、免震建物にも適用可能となったことをお知らせします。(一般財団法人日本建筑総合試験所の建筑技術性能証明(GBRC性能証明第02-13号改1))これにより、免震建物への適用がスムーズとなり、CUW工法の利用をさらに促進します(図1)。
図1:颁鲍奥工法による地下外壁の例
1. 开発の背景
従来の地下工事では、山留め形钢材(H形钢、I形钢)は掘削时の仮设材としてのみ使用され、工事后は埋设されたままになっていました。そこで、共同开発会社5社は、资源の有効活用を目指し、2002年にCUW工法で建筑技術性能証明を取得し、これまでに22件の実绩を重ねてきました。
20年以上の実績から得られた知見やノウハウを活かし、さらなる省力化?コスト削減?CO?削減を実現するため、構造実験の実施や設計施工指針を更新し、このたび建筑技術性能証明を改定しました(図2)。
図2:建筑技術性能証明書
2. 颁鲍奥工法の概要と特长
CUW工法は、山留め壁の构造要素である形钢材(H形钢またはI形钢)と地下外壁や拥壁などの后打ち鉄筋コンクリート造壁を、头付きスタッドなどの接合要素で一体化して壁体として利用する技术です。
本工法の特长は、「重ね壁(注1)」と「合成壁(注2)」という2通りの設計方法を選択できることです。これにより、建物の構造や立地条件、山留め壁の種類、荷重状況に応じた最適な設計が可能となり、安全で合理的な地下外壁を構築します。またそれにより、コンクリート数量や掘削土量の削減につながり、环境負荷低減にも貢献します。
なお、実大规模の构造実験による安全性検証や、実际に使用されていた山留め壁の掘り起こし调査による耐久性确认も行っています。
3.?改定内容
今回、建筑技術性能証明を改定した主な内容は以下の通りです。
① 地震等の短期荷重に対する設計方法の追加
従来、通常の地下外壁に関しては长期荷重に対する设计のみを行い、地震等の短期荷重に対する设计は行わないことが一般的でした。しかし、基础构造の合理化を目的に地震时水平力の一部を地下外壁に负担させる场合のほか、规模の大きい建物や免震ピットの地下外壁などでは、地震时水平力に対する设计が必要となります。そこで、构造実験结果を见直すことで短期荷重に対する构造性能を确认し、设计指针に短期荷重に対する设计方法を追加しました。
② 免震ピットの地下外壁(立上り壁)と基礎スラブの接合部分(隅角部)に関する設計方法の追加
CUW工法を免震建物に适用する际には、免震ピットの立上り壁に作用する侧圧(注3)によって生じる断面力を基础スラブに伝达できる隅角部を构筑することが、构造物の安全性を确保するうえで必要です。しかし、これまで立上り壁と基础スラブの接合部分に関する具体的な设计方法が示されていませんでした。
そこで、构造実験によって応力伝达机构を确认し、立上り壁と基础スラブの接合部分の设计方法を确立し、设计指针に追加しました(図3、写真1)。
図3:合成壁を适用した立上り壁の概要
写真1:立上り壁の构造実験状况
③ 山留め壁に生じた施工誤差への対応方法の追加
山留め壁形钢材が地盘侧にずれて施工された场合、合成壁における接合部材の先端が后打ち鉄筋コンクリート造壁の鉄筋に达しないことがあります。従来は溶接金网等を用いて补强を行っていましたが、补强の合理化を目指して、鲍字型鉄筋による补强方法を考案し、构造実験により耐力を确认した上で施工指针に追加しました(図4、写真2)。
図4:合成壁を适用した立上り壁の概要
写真2:补强効果确认の构造実験状况
4. 期待される効果
本工法により、地下工事の省力化、工事费の削减、后打ち鉄筋コンクリートの壁厚缩小による室内空间の确保、颁翱?排出量削减などの効果が期待できます。また、今回の改定により隅角部の设计方法を确立したことで、免震建物への适用をさらに推进することが可能になります。
免震ピットの立上り壁にCUW工法(合成壁)を适用した试设计(壁高さ5m)では、従来工法と比较して、壁厚および鉄筋量が低减することで躯体数量が削减し、施工コストを20%、さらに颁翱?排出量を22%低减できることを确认しました。(注4)
5. 今後の展開
本工法は、土圧?水圧が大きく作用する深い地下构造を有する建物や立上り壁を有する免震建物の地下外壁の壁厚や鉄筋量を効果的に低减できる技术です。
今回の改定を踏まえ、共同开発会社5社は、これまで适用に课题を有していた深い地下构造をもつ建物や免震建物に対しても当工法を积极的に提案し、施工への普及、展开を図ってまいります。
-
形钢材と后打ち鉄筋コンクリート造壁それぞれが独立した曲げ抵抗部材とみなせる形式
-
形钢材と后打ち鉄筋コンクリート造壁の両者が一体の曲げ抵抗部材とみなせる形式
-
地下外壁に常时作用する地盘や地下水による圧力、地震时に周囲の地盘と建物の揺れ方の违いにより地下外壁に作用する地盘の圧力
-
効果(施工コスト、CO?排出量)は建筑物や山留め壁の仕様?規模、地盤条件などにより異なる。試算は、立上り壁のコンクリートと縦筋、接合部材を対象にした結果