基礎工事の工程:打設工事_大津K-HOUSE=in the compound=

今回は基礎工事の最後の工程であるコンクリート打設工事についてです。

鉄筋工事と並行して、コンクリートを流し込むための準備を進めます。コンクリートは硬化するまでは流動体のため、何かしら板状のもので塞き止め、硬化後の形を定める必要があります。これを型枠と呼ぶのですが、多くの場合は木材(合板,角材など)で作られます。住宅の基礎部分に関しては、高さがある程度決まっている事もあり、鋼製の型枠を使う事が多いです。これは耐久性が高いため使い回しが効く事と平滑面の精度が高いため仕上がりの良さが期待できるためです。もちろん、立て込みの精度と適切な打設が欠かせませんが、施工材料として優れています。

基礎形状にもよるのですが、今回の現場では、3回に分けてコンクリートを打設しました。

1回目:ベタ基礎(床下空間がある所の底盤)部分

2回目:基礎立ち上がり部分、車庫床部分

3回目:土間(コンクリート仕上)部分、残り全て

写真はベタ基礎部分のコンクリートを打設している様子です。主に底にあたる部分にコンクリートを平滑に流し込んでいます。写真右側の職人さん2人がコンクリートを流してこんでおり、左の方が,流し込んだ部分のコンクリート表面を平滑にするための左官を行っています。数時間で凝結が始まりますので流し込みを追いかける様に左官が進んでゆきます。

底盤部分のコンクリートが硬化した後、立上り部分の型枠(写真のグレー色は鋼製型枠)の立込みと併せて、アンカーボルトの設置を行います。アンカーボルトとは、コンクリートの基礎と上に載って来る木構造部分を緊結するための太いネジで、基礎の中に所定の長さを埋め込みます。写真の金色の金属棒がそれになりますが、直径の違いで埋込長さ、全長が変わります。下端が折り曲げられていますが、これは引き抜き強度を上げている事と、全長よりも基礎高さが低いケースが多いためです。

立上り部分の打設後の様子になります。基礎の中からアンカーボルトの上部が出ている形になります。この後、立上がり天場を平滑にするレベラーを流しこみ、打設工事が完了となります。

■大津K-HOUSE=in the Compound= 設計編

00.大津で東京の設計事務所が設計・監理をする-出会う-

01.定年を控えた単身赴任後の家をリフォームするか建替えるか

02.遠隔地で行う家づくり ハウスメーカーと設計事務所の違い

03.近畿地方の家を東京で設計する

04.遠隔地の設計で建設費用を抑える方法1

05.遠隔地の設計で建設費用を抑える方法2

■大津K-HOUSE=in the Compound= 現場監理編

00.地鎮祭_大津K-HOUSE=in the Compound=

01.祠ありきの建物位置:縄張り

02.建物を支える地盤を考える

03.基礎工事の工程:掘削工事

04.基礎工事の工程:鉄筋工事

05.基礎工事の工程:打設工事

基礎工事の工程:鉄筋工事_大津K-HOUSE=in the compound=

今回は基礎工事での重要な工程である鉄筋工事についてです。

遣り方によって定められた建物位置に合わせて、基礎を作ってゆきます。基礎は多くの場合、鉄筋コンクリートで作られます。この鉄筋コンクリートは、単語としてはご存知の方も多いと思います。鉄筋(鉄の棒)とコンクリートを組み合わせて作る材料になります。

少し専門的な話になりますが、なぜ鉄筋とコンクリートを組合せるのでしょうか。これには様々な理由があります。

1.物理的(構造力学上)な理由

2.化学的な理由

3.材料工学的な理由

それぞれを少しばかり掘り下げてみましょう。

1.物理的(構造力学上)な理由

建築は地震や風といった自然の力が加わった場合でも、壊れない様にする必要があります。建物を支える構造物として使う材料は、それらの条件を満たすために効果的に使われる必要があります。外からの力が加わり建物が変形する時に、様々な部位を曲げる力が掛かるのですが、この時に材料には、「圧縮される力(=圧縮力)」と「引っ張られる力(=引張力)」が加わります。この圧縮力に対してコンクリートは有効に働くのですが、引張力に対してはあまり効果的に働きません。鉄はこれとは逆に引張力に有効に働くのですが、圧縮力は苦手としています。この双方の長所を組み合わせて短所を補っているのが鉄筋コンクリートといえます。

2.化学的な理由

鉄は酸化する事で錆びます。錆びる事により材料の強度が落ちて行く事になり、建築を支える構造材料としては、それを防ぐ必要があります。学校で習った化学で酸性とアルカリ性の話があったと思いますが、コンクリートを構成する材料[石灰、石、砂、水]はアルカリ性を示します。この性質を利用して、コンクリートが鉄筋を包み込むことによって、鉄の酸化を防ぐ事ができます。

また、コンクリートは石灰と水が化学反応をおこして硬化してゆきます。固まった後は基本的には水に溶ける事はなく、耐候性が高い材料です。ある程度の水の浸透は考えられるため、鉄筋をくるむコンクリート部分の厚みが重要になり、これを専門用語で「かぶり厚」といいます。このかぶり厚の管理は、鉄筋コンクリート工事の重要な項目とされています。

3.材料工学的な理由

材料は温度の上昇に伴い伸び、下降によって縮みます。地球上の様々な素材が微小な範囲で伸び縮みを繰り返しているのですが、その伸縮の仕方(長さや温度分布、割合など)はそれぞれ異なっています。そんな様々な素材の中でも、とりわけ鉄とコンクリートに関しては熱膨張率がほぼ一致しているのです。これはある意味奇跡でしょう!これを組み合わせようと考えた方の発想がまた素晴らしいです!!

といった具合に、運命的な組合せである鉄とコンクリートを実際の建物では、まず鉄筋を配置します。鉄筋の種類(鉄の種類、直径、形状)、間隔、本数は設計段階で構造計算によって定められているため、現場ではそれが間違い無く配置されているかの確認が必要です。また、先程の「かぶり厚」の管理も重要で、最終的にコンクリートの中に埋まる様に必要箇所にはスペーサーを入れる等、位置調整を行ってゆきます。

スラブ(床の事です)、梁部分では、配筋の仕方も異なるため、その状態を確認し写真に記録してゆきます。

また、建物内部から外に抜けてゆく設備関係に関しても、鉄筋をよける様に配管を設置しておき、コンクリートの打設に備えます。

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02.建物を支える地盤を考える

03.基礎工事の工程:掘削工事

04.基礎工事の工程:鉄筋工事

05.基礎工事の工程:打設工事

基礎工事の工程:掘削工事_大津K-HOUSE=in the compound=

前回は地盤改良の様子について記しましたが、今回はいよいよ建物本体の工事に取り掛かる段階に入って来ます。

祠ありきの建物位置:縄張りの中では、実際に敷地内での建物位置を、ロープを張って確認する作業を行いました。地盤改良の孔はこれを元に行っておりますが、その位置関係は㎜単位での精度が求められている訳ではなく、大きくずれない範囲で工事が行われていれば良いというものでした。これは、地盤改良はあくまでも建物が接する土の状態を改善しているものなので、いってみれば建物本体をつくるための準備段階です。建物そのものは、より精度の高い寸法管理が求められるため、正確は位置出しが必要になります。

地面は平坦ではなく高低差もあるため、その影響を受けない様な正確な寸法を出すためには、地面よりも上で採寸する方法が取られます。これを、水盛り、遣り方といった専門用語で我々は読んでおりますが、空中に水平に設けられた水貫に水糸を張って記します。この水糸の位置が、建物が立ち上がって来た際の柱の中心が載る位置になる訳です。これらはあくまでも基礎ができ上がるまでの仮設になりまして、後に撤去されます。また高さ方向に関しても基準となる動かないもの (多くの場合は標石を選びます) を元に位置だしを行い、これを元に正確な基礎底の位置を確認しておきます。

上記一連の寸法を元に、いよいよ土を掘削してゆきます。平面的な位置と断面的な深さを重機(小型のユンボ)で掘りますが、大胆にして繊細な作業が行われています。

写真は概ね掘削が終わり、基礎の底にあたる部分になりますが、所々見える円形状のものが、地盤改良部分の頭です。この掘削される深さを想定して地盤改良が行われていたのが、良く判ります。

この後に、砕石を敷き詰めて、基礎の鉄筋コンクリートが載るための下地を作ります。基礎梁の底には、捨てコンクリートが打設され、鉄筋工事に備えます。

土間になる部分は、地面からの熱の伝わりを遮断するために、断熱材が敷き詰められます。防湿シートで覆い、次の工程へと移ってゆきます。

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建物を支える地盤を考える_大津K-HOUSE=in the compound=

以前のブログ「原風景に想うこと3」で記しましたが、今回の敷地は琵琶湖に至近の旧東海道沿いに位置しています。現在の湖岸は埋立て行われているため、かつての琵琶湖は、もう少し陸側まで広がっていました。街道沿いには街並が続きすっかり市街化されていますが,地中はどちらかというと水を多く含んでいる軟弱な地盤である事が地盤調査の結果、判りました。

今回の地盤調査はスウェーデン式サウンディング試験により、確認を行いました。表層は軟弱でしたが、概ね1.5M掘り下げた位置に支持地盤となる層が確認できたため、その間に地盤改良を加える事となりました。地盤改良とは地面に孔を開け、その中の土とセメント系の固化材を混入し、円柱状に支持を何本も作って建物を支える工法です。今回の円柱は直径500ミリのものを、建物の基礎下に合計52本設けました。

添付図は、建物基礎形状を示した施工図です。

平面形状の中に、破線で番号を振られた小さな円が多数描かれていますが、これが地盤改良を行う位置になります。基礎の直下と、ベタ基礎(土の上を覆うコンクリートの床板)部分で重量が均等に分散できる様に配されています。

平面の周りに描かれているのは、基礎の断面図になります。ベタ基礎の高さが室の用途によって変えている様子が判ると思います。これは、床下に空間が不要な箇所は、床板を上に設定し、土の掘削量とコンクリート量を軽減する事に役立っています。この凹凸に合わせる様に、地盤改良の柱状体の天場は管理し、床板を受ける必要があります。また、地中梁の深さによっても、柱状体の仕上がり高さは管理する必要があるため、施工に先立つ計画がとても重要になるのです。

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祠ありきの建物位置:縄張り_大津K-HOUSE=in the compound=

地鎮祭を無事に迎える事ができた様子を前回のブログでご報告させて頂きましたが、祭事と併せて「縄張り」の確認を行いました。これは、敷地の中で建物が実際にどこに建ち、どれくらいの大きさになるかを、ロープで地面に示し、図面との整合と、設計内容を実地に再現する際に問題があるかなどの確認を行うものです。お施主様、設計者、施工者の3者による立合い確認を行うため、着工前のタイミングとしては、地鎮祭に前後して行う事を多くなります。

今回の敷地には、南側の敷地境界中ほどに祠があります。この祠を玄関へのアプローチで拝める様に建物の配置計画を行いました。建屋本体と袖壁に挟まれたアプローチは細い露地状になっています。祠はこの袖壁の一部に設けられた開口から臨めます。

縄張りでは、この祠の位置と袖壁、開口の位置を実際の大きさと向きで確認しました。計画時に想定していた祠の位置と、実際の位置に若干のズレがあったため、開口の位置を調整する事にしました。

また、袖壁の基礎が祠、埋設配管に干渉する可能性があることが判り、基礎形状を調整する事にしました。詳細な敷地測量を行っていればこの様な事は無いのですが、今回はそれを行う事ができなかったため、臨機応変に対応する事が必要になりました。

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