杭と基礎を堅牢につなぐ:杭頭処理=NARIHIRA RECEPTION=

この投稿は建築家31会のブログリレー「ばとろぐ_2014/04/02」を一部加筆したものです。

地上から打込んだ杭は、建物の地中部分(柱脚、地中梁、フーチングなど)で接続されます。そのため、杭工事が完了した時には、地上から杭の姿は見えません。杭と地中梁はフーチングと呼ばれる接続部分を介して繋がれます。さらに、この後工程では、地中梁の上に、鉄骨の柱が載って来ます。これらの取合い部分は、鉄とコンクリートという異素材が組み合わさり、力の受け渡しを行います。構造的に非常に重要度が高いため、自ずと調整、確認事項も増えてゆきます。

基本は機械での掘削も、杭頭付近は手堀りの作業に・・・水位の高く、作業環境も良くはありません

地面を所定の深さまで掘り進めると打込んだ杭の頭部が見えて来ます。この杭の先端を加工して、フーチング、地中梁と定着させます。鋼管でできた杭は鉄筋コンクリートのフーチングに包まれるため、鋼管杭の先端は鉄筋が繋げられ、より定着を高める処理を行います。

上部構造の鉄骨柱と地中梁は、アンカーボルトと呼ばれる太い棒状の鋼材をコンクリートの中に埋め込み定着させます。杭頭部、地中梁、アンカーボルトの各要素が組み合わさった柱脚周りは、多くの鉄筋が錯綜しますが、コンクリートの流し込み不良が起きない様に、適正な鉄筋間隔を確保する必要もあります。構造担当者の指摘もかなり細かく、且つ具体的な指摘内容が盛りこまる事になりました。

鉄筋の組立てと並行して、型枠が組立てられます。こちらも、寸法、鉄筋との離れや、水平、垂直の確認、調整を行い、コンクリート打設に備えます。

打設当日は幸い天候にも恵まれました。今回の建物規模の場合、地中周りのコンクリート打設は、1日で完了しました。

後日、型枠を外した状態を確認したところ、密実な良いコンクリートができ上がっていました。様々な工程で、多くの作業員の方がしっかりとバトンを繋ぎながら作り上げて行く・・・ものを作る素晴らしさを、改めて感じる事ができました。

「カドノイエ by コネクト一級建築士事務所」来訪記

建築家31会のメンバー、コネクト一級建築士事務所さんが手掛けられた「カドノイエ」のオープンハウスにお邪魔して来ました。ご夫婦で仕事をされているコネクトさんとは31会でも懇意にさせて頂いております。お知り合いになってから随分と経ちますが、実作を拝見するのは初めてでした(すみません・・・)。

敷地は北区の住宅街の角地でした。コンパクトな敷地の平面形状は台形をしており、その底辺の鋭角部分が角地の先端で削られていました。オープンハウスの折には、その模型を展示してありましたので、全体形状が把握できました。模型からは、道路斜線によって制限を受ける中で屋根形状と屋外デッキを匠に組み合わせ、床面積の確保と採光、使い勝手が立体的に解決されている事がうかがえました。各階の構成は、1階がご夫婦の寝室と水廻り、2階はリビング、ダイニング、キッチンと屋外デッキ、3階はロフト付きの子供部屋になります。

異なったメーカーの器具を組み合わせたダイニングテーブル上の照明器具

家族が集まる2階は間仕切りが無い、ワンルームで構成されており、四角形を組み合わせた平面形状になります。リビングとダイニング間には2段程の高低差が付けられており、緩やかなシーンの切替えがなされていました。キッチンの作業台面、ダイニングテーブルといった机上面に意識が向くエリアは、比較的天井高さが抑えられていますが、段を上がったリビングは勾配天井によって気積が一気に広がり、側面の大開口とあわせて、屋外的な明るさが生まれていました。リビングに置かれる座面を低く抑えたソファに腰掛ける事によって、この空間の上への広がりがさらに強調されるであろう事が予想されます。また、ダイニングチェアに腰掛けた時の目線とソファ上の目線がより近しい高さとなり、コミュニケーションも容易に図れるように感じました。

ルーバーの外観

屋外デッキはリビングとキッチンの両方に面して設けられています。リビング側には先程の大開口で繋がっており、キッチン側は機能的な出入口が設けられていました。このデッキ部分は前面道路に面しており、目隠しルーバーが設置されており、通風を確保しながら周囲からの視線を上手く遮っています。また、この屋外空間は1階では坪にはとなり、寝室、洗面、浴室と接しており、採光と通風が確保されていました。この屋外空間が、敷地全体が内部空間から上手く利用できる仕掛けとなっているため、コンパクトな敷地が最大限に活かされている事を感じました。

子供部屋の小窓からリビングを見下ろす
子供部屋の小窓から顔を出す滝川さん

3階の子供部屋にはリビングの吹抜けに面して小窓が設けられていました。こんな所にも家族の繋がりを大切にするお二人の設計姿勢を感じる事ができました。

キッチンは家事コーナーを備えた広々とした構成。家電関係はリビングからは見えない様に収納方法が計画。

コンパクトな敷地の中で、空間の有効利用と広がり感、有機的な繋がりが遊び心と同居する素敵なお宅でした。

標さん、滝川さん、ありがとうございました。

地下33Mの地層から建物を支持する:杭工事=NARIHIRA RECEPTION=

この投稿は建築家31会のブログリレー「ばとろぐ_2014/04/01」を一部加筆したものです。

今回の計画地である墨田区周辺は、海を埋立てた盛土の上に現在の街並が形成されています。これは、揺れやすさからいいますと、少し条件が厳しい(揺れやすい)範囲に含まれているといえます。建物の設計を行う時に、この土の中の状況がどうなっているかは、大変重要なポイントになります。地上付近は軟弱な地盤に覆われているため、建物を地中の堅い地盤と繋ぐ必要があります。特に今回は地上6階建ての建物になるため、構造種別としては「重量鉄骨」となり中規模以上の計画では建物の重量が大きいため、地盤改良などの方法では対応が難しく、杭によって堅い地盤に建物を緊結する事が求められます。

では、どのように地面の中の様子を確認するのでしょうか?多くの場合、地盤調査を行い、地質がどのような状態かを確認します。試験には幾つか方法がありますが、今回の場合は、周辺の過去のデータから、堅い地盤(支持地盤といいます)が地下30M付近にある事が判っていました。この深さになりますと、試験としては「ボーリング調査」というものになります。今回も工事に先だって敷地の一部をお借りして、調査を行いました。支持地盤は地下33Mの位置にありました。

これを元にパートナーである構造設計事務所が今回の建物に必要な杭の設計を行いました。直径267ミリの鋼管杭が8本、地中に埋め込まれる事になりました。

杭の先端に羽根のついたスクリューパイルが用いられました。これは、杭を回転させる事によって、地中深く掘り進んでゆきます。今回は、地下33Mまで掘り進むのですが、その様な一本の長い杭は無いため,途中で繋ぎながら所定の深さまで掘り進みます。今回は5本の鋼管を溶接で繋いでいます。

支持地盤に到達するまでは杭はスムーズに掘り進んで行きました。支持地盤付近では、明らかに杭が堅いものに突き刺さる振動が伝わってきます。地盤の状態を知る速報値とボーリングデータを比較して、想定した地盤に杭が到達した事を確認できました。

01.スカイツリーを見上げる併用住宅=NARIHIRA RECEPTION=

02.地下33Mの地層から建物を支持する:杭工事

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。

■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

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05.基礎工事の工程:打設工事