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技術 地中柱の耐震補強方法

出願人 阪神高速道路公団株式会社奥村組
発明者 袴田文雄田川朋尚渡辺政規
出願日 1997年12月1日 (22年10ヶ月経過) 出願番号 1997-330015
公開日 1999年6月15日 (21年4ヶ月経過) 公開番号 1999-158820
状態 特許登録済
技術分野 地下構造物、基礎の保護・試験・修復 橋または陸橋
主要キーワード 準備工事 地上空間 引き抜き跡 鋼板内面 地上車両 リング状部分 テレスコピックアーム 内側空
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年6月15日)のものです。
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図面 (7)

課題

施工スペース縮小、工程および施工費の削減、工期短縮工事安全,作業環境の改善,靭性性能の向上を図ることができる地中柱の耐震補強方法を提供する

解決手段

鉄筋コンクリート製の地中柱54の周囲地盤51に、安定液2を満たしながら環状溝1を掘削し、掘削した環状溝1内に地中柱54を囲繞して鋼板3を設置する第1工程と、環状溝1内に設置された鋼板3の外側の安定液2を排除しながら貧配合コンクリート4を充填して硬化させる第2工程と、地中柱54と鋼板3の間の土砂を安定液2を満たしながら掘削して除去する第3工程と、地中柱54と鋼板3の間に安定液2を排除しながら高強度コンクリート5を充填する第4工程とからなる地中柱の耐震補強方法。

概要

背景

従来、この種の地中柱の耐震補強方法として、例えば図6に示すような手法が知られている。この耐震補強方法は、地下構造物52の頂部にフーチング53を介して橋桁55を支持すべく立設された橋脚柱54を補強する方法で、次のような手順で施工される。まず、橋脚柱54の周囲地盤51に、地下構造物54の頂部に達するように土留め用鋼矢板56を圧入し、鋼矢板56の底部外周の地盤止水用薬液57を注入した後、鋼矢板56の内側の地盤の掘削と土留め用の支保工58の架設を橋脚柱54の下端に達するまで繰り返して、橋脚柱54の地中柱54aの回りに作業空間を作る。次に、足場59を組み立てながら、地中柱54aに僅かな隙間をあけて鋼板60を巻き立て継ぎ溶接し、この作業を所定高さ単位で繰り返して橋脚柱の所定高さまで巻き立て、その後、上記隙間にグラウト61を充填して、橋脚柱54を補強する。最後に、足場59を撤去し、鋼矢板56の内側空間の埋め戻しと支保工58の撤去を繰り返した後、鋼矢板56を引き抜き、その引き抜き跡に薬液を注入するとともに、復旧工事を行なって施工を終了する。

概要

施工スペース縮小、工程および施工費の削減、工期短縮工事安全,作業環境の改善,靭性性能の向上を図ることができる地中柱の耐震補強方法を提供する

鉄筋コンクリート製の地中柱54の周囲地盤51に、安定液2を満たしながら環状溝1を掘削し、掘削した環状溝1内に地中柱54を囲繞して鋼板3を設置する第1工程と、環状溝1内に設置された鋼板3の外側の安定液2を排除しながら貧配合コンクリート4を充填して硬化させる第2工程と、地中柱54と鋼板3の間の土砂を安定液2を満たしながら掘削して除去する第3工程と、地中柱54と鋼板3の間に安定液2を排除しながら高強度コンクリート5を充填する第4工程とからなる地中柱の耐震補強方法。

目的

そこで、本発明の目的は、地下作業を要する地中柱近傍への鋼板の巻き立てを無くすることによって、主工事が地表部で可能であり、また、施工スペースを縮小でき、工程および施工費を削減でき工期を短縮できる地中柱の耐震補強方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

鉄筋コンクリート製地中柱に沿って、この地中柱を囲繞して地中に筒体を設置する工程と、上記地中柱と筒体との間の土砂を除去する工程と、上記地中柱と筒体との間に充填物充填する工程とからなる地中柱の耐震補強方法

請求項2

鉄筋コンクリート製の地中柱の周囲地盤を、安定液を満たしながら所定深さまで掘削し、掘削した穴に上記地中柱を囲繞して筒体を設置する工程と、上記地中柱と筒体との間に、上記安定液を排除しながら充填物を充填する工程とからなる地中柱の耐震補強方法。

請求項3

鉄筋コンクリート製の地中柱の周囲地盤を、安定液を満たしながら所定深さまで掘削し、掘削した掘削穴に上記地中柱を囲繞して筒体を設置する工程と、上記掘削穴に設置された筒体の外側の安定液を硬化剤添加により硬化させ、あるいは上記安定液を排除しながらコンクリートを充填して硬化させる工程と、上記地中柱と筒体との間に、上記安定液を排除しながら充填物を充填する工程とからなる地中柱の耐震補強方法。

請求項4

鉄筋コンクリート製の地中柱の周囲地盤に、安定液を満たしながら所定深さかつ所定幅で上記地中柱を取り囲む溝を掘削し、掘削した溝内に上記地中柱を囲繞して筒体を設置する工程と、上記地中柱と筒体との間の土砂を、安定液を満たしながら掘削して除去する工程と、上記地中柱と筒体との間に、上記安定液を排除しながら充填物を充填する工程とからなる地中柱の耐震補強方法。

請求項5

鉄筋コンクリート製の地中柱の周囲地盤に、安定液を満たしながら所定深さかつ所定幅で上記地中柱を取り囲む溝を掘削し、掘削した溝内に上記地中柱を囲繞して筒体を設置する工程と、上記溝内に設置された筒体の外側の安定液を硬化剤添加により硬化させ、あるいは上記安定液を排除しながらコンクリートを充填して硬化させる工程と、上記地中柱と筒体との間の土砂を、安定液を満たしながら掘削して除去する工程と、上記地中柱と筒体との間に、上記安定液を排除しながら充填物を充填する工程とからなる地中柱の耐震補強方法。

請求項6

鉄筋コンクリート製の地中柱の周囲地盤に、安定液を満たしながら所定深さの溝を掘削し、掘削した溝内に上記地中柱を囲繞して筒体を設置する工程と、上記溝内に設置された筒体の外側の安定液を硬化剤添加により硬化させ、あるいは上記安定液を排除しながらコンクリートを充填して硬化させる工程と、上記地中柱と筒体との間の上記安定液および土砂を除去し、上記筒体の内面に付着した安定液の付着物を除去する工程と、上記地中柱と筒体との間に、充填物を充填する工程とからなる地中柱の耐震補強方法。

請求項7

請求項1乃至6のいずれか1つに記載の地中柱の耐震補強方法において、上記地中柱の断面が矩形で、上記地中柱を囲繞する筒体の断面が円環状であることを特徴とする地中柱の耐震補強方法。

技術分野

0001

本発明は、鉄筋コンクリート製地中柱の耐震補強方法に関する。

背景技術

0002

従来、この種の地中柱の耐震補強方法として、例えば図6に示すような手法が知られている。この耐震補強方法は、地下構造物52の頂部にフーチング53を介して橋桁55を支持すべく立設された橋脚柱54を補強する方法で、次のような手順で施工される。まず、橋脚柱54の周囲地盤51に、地下構造物54の頂部に達するように土留め用鋼矢板56を圧入し、鋼矢板56の底部外周の地盤止水用薬液57を注入した後、鋼矢板56の内側の地盤の掘削と土留め用の支保工58の架設を橋脚柱54の下端に達するまで繰り返して、橋脚柱54の地中柱54aの回りに作業空間を作る。次に、足場59を組み立てながら、地中柱54aに僅かな隙間をあけて鋼板60を巻き立て継ぎ溶接し、この作業を所定高さ単位で繰り返して橋脚柱の所定高さまで巻き立て、その後、上記隙間にグラウト61を充填して、橋脚柱54を補強する。最後に、足場59を撤去し、鋼矢板56の内側空間の埋め戻しと支保工58の撤去を繰り返した後、鋼矢板56を引き抜き、その引き抜き跡に薬液を注入するとともに、復旧工事を行なって施工を終了する。

発明が解決しようとする課題

0003

ところが、上記従来の地中柱の耐震補強方法は、地中柱54aに僅かな隙間をあけて鋼板60を巻き立て、上記隙間にグラウト61を充填するものであるため、これらの作業のために地中柱54aの周囲全体に足場59を設ける必要上、鋼矢板56の圧入、鋼矢板の内側全体の支保工58を伴う掘削、足場59の設置など多くの地下作業が必須となる。そのため、支保工58や足場59の架設と撤去に多大な手間がかかるうえ、地下作業のため、地上作業よりも危険性が高く,施工性が劣るうえ、地中柱54aの下部に地下構造物52があって鋼矢板56の十分な根入長がとれないため、底部外周地盤への止水薬液57の注入が必須になるうえ、地下水位が高い場合は、止水薬液の注入だけでは止水が不十分になるという問題がある。また、鋼矢板56の内側を深く掘り下げた狭い空間に作業者が入るため、環境や粉塵,溶接ヒューム対策として排水や換気設備を設けたり、地下空間への地上車両飛び込み防止策を講じる必要があって、施工に手間と費用がかかる一方、例えば7mの鋼矢板56の打込みに、上空に9m以上という広いのスペースを必要とし、スペースが確保できない場合は、鋼矢板が継ぎ打ちとなってクレーン作業等が煩雑になるという問題がある。

0004

そこで、本発明の目的は、地下作業を要する地中柱近傍への鋼板の巻き立てを無くすることによって、主工事地表部で可能であり、また、施工スペース縮小でき、工程および施工費を削減でき工期を短縮できる地中柱の耐震補強方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0005

上記目的を達成するため、請求項1の地中柱の耐震補強方法は、鉄筋コンクリート製の地中柱に沿って、この地中柱を囲繞して地中に筒体を設置する工程と、上記地中柱と筒体との間の土砂を除去する工程と、上記地中柱と筒体との間に充填物を充填する工程とからなる。

0006

請求項1の補強方法は、地中柱近傍に鋼板を巻き立てるのでなく、地中柱を囲繞して地中に筒体を設置し、この地中柱と筒体との間の土砂を除去して、土砂を除去した空間に充填物を充填するので、従来のように地中柱の回りに打込んだ鋼矢板の内側を支保工で土留めしつつ掘削して地中柱の回りに足場を作る必要がない。従って、支保工や足場の架設,撤去が不要なうえ、地下作業が無くなって、安全性と施工性が向上し、作業員のための排水や換気の設備も不要になって、工程数と施工費を削減でき、工期を短縮できる。

0007

請求項2の地中柱の耐震補強方法は、鉄筋コンクリート製の地中柱の周囲地盤を、安定液を満たしながら所定深さまで掘削し、掘削した穴に上記地中柱を囲繞して筒体を設置する工程と、上記地中柱と筒体との間に、上記安定液を排除しながら充填物を充填する工程とからなる。

0008

請求項2の補強方法は、掘削穴に安定液を満たすと、安定液中の成分が穴壁の土砂の隙間を詰めるので、安定液が穴の外側地盤浸透せず、穴が液圧の作用により崩壊しないから、地中柱の回りを大きく掘削できる。次に、安定液で満たされた掘削穴に地中柱を囲繞するように筒体を沈設した後、筒体内側に安定液を排除しながら充填物を充填する。この補強方法も、従来のように地中柱近傍に筒体を巻き立てるのではないから、請求項1と同じ理由で工程数と施工費を削減でき、工期を短縮できるうえ、掘削穴を安全,確実に掘って、筒体を容易に設置することができる。

0009

請求項3の地中柱の耐震補強方法は、鉄筋コンクリート製の地中柱の周囲地盤を、安定液を満たしながら所定深さまで掘削し、掘削した掘削穴に上記地中柱を囲繞して筒体を設置する工程と、上記掘削穴に設置された筒体の外側の安定液を硬化剤添加により硬化させ、あるいは上記安定液を排除しながらコンクリートを充填して硬化させる工程と、上記地中柱と筒体との間に、上記安定液を排除しながら充填物を充填する工程とからなる。

0010

請求項3の補強方法は、請求項2と同様に筒体を設置した後、外側の安定液を硬化剤添加により硬化させ、あるいは上記安定液を排除しながらコンクリートを充填して硬化させる一方、筒体内側には、請求項2と同様に安定液を排除しながら充填物を充填する。この補強方法も、従来のように地中柱近傍に鋼板を巻き立てるのではないから、請求項2と同じ理由で工程数と施工費の削減および工期の短縮ができ、掘削穴の安全,確実な掘削で筒体を容易に設置できるうえ、地中柱を、筒体外側の硬化物によって周囲地盤に強固に固定することができる。

0011

請求項4の地中柱の耐震補強方法は、鉄筋コンクリート製の地中柱の周囲地盤に、安定液を満たしながら所定深さかつ所定幅で上記地中柱を取り囲む溝を掘削し、掘削した溝内に上記地中柱を囲繞して筒体を設置する工程と、上記地中柱と筒体との間の土砂を、安定液を満たしながら掘削して除去する工程と、上記地中柱と筒体との間に、上記安定液を排除しながら充填物を充填する工程とからなる。

0012

請求項4の補強方法は、請求項3のように地中柱の回りを全面掘削せず、地中柱の回りに安定液を満たしながら所定深さかつ所定幅で取り囲む溝を掘削した後、この溝に同様に筒体を設置し、次いで筒体内側の土砂を安定液を満たしながら掘削して除去し、最後に請求項3と同様、筒体内側に安定液を排除しながら充填物を充填する。この補強方法も、従来のように地中柱近傍に鋼板を巻き立てるのではないから、請求項2と同じ理由で工程数と施工費の削減および工期の短縮ができ、掘削穴の安全,確実な掘削で筒体を容易に設置できるうえ、筒体を設置するための溝が所定幅なので掘削量が少なくて早期に筒体を設置でき、また筒体を設置した溝のお陰で内側の地盤の掘削が容易化する。

0013

請求項5の地中柱の耐震補強方法は、鉄筋コンクリート製の地中柱の周囲地盤に、安定液を満たしながら所定深さかつ所定幅で上記地中柱を取り囲む溝を掘削し、掘削した溝内に上記地中柱を囲繞して筒体を設置する工程と、上記溝内に設置された筒体の外側の安定液を硬化剤添加により硬化させ、あるいは上記安定液を排除しながらコンクリートを充填して硬化させる工程と、上記地中柱と筒体との間の土砂を、安定液を満たしながら掘削して除去する工程と、上記地中柱と筒体との間に、上記安定液を排除しながら充填物を充填する工程とからなる。

0014

請求項5の補強方法は、請求項4の補強方法と同様に所定幅の溝を掘削し、この溝に筒体を設置し、筒体外側の安定液を硬化剤添加により硬化させ、 あるいは上記安定液を排除しながらコンクリートを充填して硬化させ、筒体内側の土砂を安定液を満たしながら削除した後、最後に請求項4と同じく筒体内側に安定液を排除しながら充填物を充填する。この補強方法も、従来のように地中柱近傍に鋼板を巻き立てるのではないから、請求項4と同じ理由で工程数と施工費の削減および工期の短縮ができ、掘削穴の安全,確実な掘削で筒体を容易に設置でき、早期に筒体を設置できかつ内側地盤の掘削が容易化するとともに、地中柱を、筒体外側の硬化物によって周囲地盤に強固に固定することができる。

0015

請求項6の地中柱の耐震補強方法は、鉄筋コンクリート製の地中柱の周囲地盤に、安定液を満たしながら所定深さの溝を掘削し、掘削した溝内に上記地中柱を囲繞して筒体を設置する工程と、上記溝内に設置された筒体の外側の安定液を硬化剤添加により硬化させ、あるいは上記安定液を排除しながらコンクリートを充填して硬化させる工程と、上記地中柱と筒体との間の上記安定液および土砂を除去し、上記筒体の内面に付着した安定液の付着物を除去する工程と、上記地中柱と筒体との間に、充填物を充填する工程とからなる。

0016

請求項6の補強方法は、請求項5の補強方法と同様に所定幅の溝を掘削し、この溝に筒体を設置した後、まず筒体外側の安定液を硬化剤添加により硬化させ、あるいは上記安定液を排除しながらコンクリートを充填して硬化させ、この時点で地下水の筒体内側への浸透が止まり、次に筒体内側の上記安定液および土砂を総て除去した後、筒体内面に付着した安定液の付着物つまりケーキを除去してから、筒体内側にコンクリート等の充填物を充填する。筒体内面とコンクリートの間にケーキがあると、これがスポンジのように作用して、筒体で巻かれた地中柱の拘束が損なわれ、地中柱の剪断強度靭性が十分に増加しないが、上記ケーキの除去により、地中柱の十分な剪断強度や靭性を確保することができる。この補強方法も、従来のように地中柱近傍に鋼板を巻き立てるのではないから、請求項3と同じ理由で工程数と施工費の削減および工期の短縮ができ、掘削穴の安全,確実な掘削で筒体を容易に設置でき、筒体外側の硬化物で地中柱を周囲地盤に強固に固定できるとともに、ケーキの除去により地中柱の剪断強度を向上させることができる。

0017

請求項7の地中柱の耐震補強方法は、上記地中柱の断面が矩形で、上記地中柱を囲繞する筒体の断面が円環状である。請求項7の補強方法では、矩形断面の地中柱を囲繞する筒体の断面が円環状であり、柱に作用する剪断力引張り応力のみで支持するので、少量の筒体でもって高強度の補強ができるうえ、地中柱と筒体の間の地盤を角柱状でなく円筒状に掘ればよいから、施工費および工期を少なくできる。

発明を実施するための最良の形態

0018

以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図1,図2は、本発明の請求項5に記載の地中柱の耐震補強方法の一例を示す縦断面図,横断面図であり、図中で図6と同じ物には同一番号を付している。この地中柱の耐震補強方法は、図1,図2の(A)に示され、鉄筋コンクリート製橋脚柱54の地中柱54aの周囲地盤51に、安定液2を満たしながら所定深さかつ所定幅で地中柱54aを取り囲む溝1を掘削し、掘削した溝1内に地中柱54aを囲繞して鋼板3を設置する第1工程と、図2(B)に示され、溝1内に設置された鋼板3の外側の安定液2を排除しながら貧配合コンクリート4を充填して硬化させる第2工程と、図2(C)に示され、地中柱54aと鋼板3との間の土砂を、安定液2を満たしながら掘削して除去する第3工程と、図1,図2の(D)に示され、地中柱54aと鋼板3との間に、上記安定液2を排除しながら充填物としての高強度コンクリート5を充填する第4工程とからなる。なお、この第4工程に続いて、必要に応じて、図1(D)に示すように鋼板3を橋脚柱54の地上部分全長に亘って延長し、延長した鋼板3と橋脚柱54の間にも高強度コンクリート5を充填している。なお、コンクリート5を打設する前に柱54の下端から下のフーチング53と鋼板3とで囲まれる断面三角形リング状部分剛性の小さな軟弱なもの例えばスポンジを充填しておくと、柱54の剪断強度と靭性を補強することができる(図4(B)参照)。スポンジを充填しない場合には、柱54の曲げ強度を大きくすることができる。

0019

上記第1工程の安定液2は、ベントナイト水溶液であり、掘削溝1に図1(A)の如く満たされると、ベントナイトが溝壁の土砂の隙間を詰めるので、安定液2が溝外側の地盤51に浸透せず、安定液2の水圧が溝壁に作用して溝壁の崩壊を防ぐため、溝1を確実に深く掘ることができる。上記第3工程の貧配合コンクリート4は、単位セメント量が比較的少ないコンクリートであり、鋼板外側に投入して溝1から溢れ出す安定液2を排出することによって、この安定液2を置換するものである。なお、この第3工程は、安定液2中のベントナイトと反応してこれを硬化させるセメント等の硬化剤を、鋼板外側の安定液2に投入,撹拌して安定液2自体を硬化させる手法でもよい。上記第4工程の高強度コンクリートは、例えば400kg/cm2の圧縮強度を有する。

0020

図3は、図1,図2の(A)に示した第1工程までの状態を示す詳細平面図および詳細断面図であり、図4は、図1,図2の(D)に示した第4工程までの状態を示す同様の図である。図2,図3および図4を参照しつつ、上記地中柱の耐震補強方法を順を追って詳細に説明する。まず、橋脚柱54の回りの占用を確保し、準備工事をした後、図3に示すように、地中柱54aを取り囲む正12角形環状溝の外周,内周にあたる地盤51に鉄筋コンクリート製の外側ガイドウォール6,内側ガイドウォール7を夫々築造する。なお、内側ガイドウォール7の鉄筋は、図3(B)に示すように地中柱54aにアンカーを取っている。

0021

次に、テレスコピックアームをもつ深掘バックホウを用いて、図3(A)の正12角形の環状溝1の実線で示す1つおきの先行辺1aを、地上から安定液2を充填しつつ掘削し、続いて先行辺1a間の破線で示す後続辺1bを同様に掘削して、フーチング53の近傍に達する環状溝1を形成する。さらに、所定高さの2分割した鋼板3を、地上で橋脚柱54を囲むように縦溶接して円筒状に一体化した後、環状溝1に沈め、その上にさらに縦溶接で円筒状に一体化した鋼板3を全周溶接で継ぎ足して沈める作業を繰り返し、円筒状の鋼板3の下端を環状溝1の底部に載置して、鋼板3の設置までの第1工程を終える。この第1工程では、安定液2を充填しつつ環状溝1を掘削しているので、安定液2中のベントナイトが溝壁の土砂の隙間を詰めて、溝外への安定液2の漏れ出しを防ぎ、安定液圧の作用で溝壁の崩壊が防がれるから、環状溝1を確実かつ深く掘ることができる。また、地中柱54aの回りを円形に全面掘削せず、所定幅で環状に掘削するので、掘削量が少なくて早期に鋼板3を沈設できる。さらに、掘削に用いるバックホウは、9m程度の地上空間を要するが、9m以上の地上空間を要していた従来の鋼矢板打込み工法に比して、施工スペースを縮小できる。なお、環状溝1の崩壊を確実に防止するため、地盤51の土質調査を行ない、安定液2の性状土質に応じて適切に決定すべきである。

0022

なお、上記実施の形態では、深掘バックホウで掘削された環状溝1に鋼板3を設置する場合について述べたが、請求項1に記載のように地中柱を囲繞して地中に鋼板を設置する方法として、例えば、環状溝1を設けることなく直接に、分割した円形または矩形の鋼板を地中柱を囲繞するように互いに縦溶接で一体化した後、地上から揺動または回転させながら地盤に押し付けて地中に押し込んで設置することができる。

0023

鋼板3の沈設が終わると、図2(B)に示すように、第2工程として鋼板3の外側に貧配合コンクリート4を投入して環状溝1から溢れ出す安定液2を排出することによって、この安定液2を貧配合コンクリート4と置換して硬化させる。貧配合コンクリート4が硬化すると、地盤51から鋼板3内への地下水の侵入が無くなるとともに、鋼板3が地盤51側へ強固に固定される。その後、内側ガイドウォール7(図3(B)参照)を撤去し、図2(C)に示すように、第3工程として地中柱54aと鋼板3との間の土砂を、安定液2を充填しつつ深掘バックホウで掘削して除去する。鋼板内側の土砂の掘削は、外側地盤の崩壊が鋼板3で防がれるので、容易化されるのは勿論である。

0024

なお、上記実施の形態では、鋼板外側の安定液2を貧配合コンクリート4で置換して硬化させる場合について述べたが、鋼板外側の施工を限定していない請求項4のような場合は、鋼板外側の安定液を、例えば投入した土砂で置換することができる。

0025

最後に、図1,図2の(D)に示す第4工程に移り、まず深掘バックホウで地中柱54aの表面の残土を除去した後、鋼板3の内側に高強度コンクリート5を投入して鋼板内側から溢れ出す安定液2を排出することによって、この安定液2を高強度コンクリート5と置換して硬化させる。高強度コンクリート5が硬化すると、図4に示す状態となる。図4(B)に示すように、鋼板3の内側と地中柱54aの間は、破線および2点鎖線で示す既設の内側ガイドウォール7および環状溝1の内側壁が無くなって総て高強度コンクリート5で充填され、鋼板3の外側と環状溝1の外側壁の間は、貧配合コンクリート4で充填されている。なお、図4(A)の平面図で、鋼板3の内側の環状溝1の部分は、本来2点鎖線で描くべきであるが、便宜上図3(A)と同じく実線または破線で描いている。かくて、地中柱54aの補強が終わると、図1(D)に示すように、鋼板3を上方へ橋脚柱54の全長に亘って延長し、延長した鋼板3と橋脚柱54の間にも高強度コンクリート5を充填する。最後に、橋脚柱54の回りの復旧工事を行なって、橋脚柱54の耐震補強を終了する。

0026

上記実施の形態の耐震補強方法は、第1から第4までの総ての工程が地上から行なわれるので、図6で述べた従来工法のような地下作業が無くなるから、危険も少なく施工性も優れ、排水や換気の設備および支保工や足場の架設,撤去も不要になって、工程数と施工費を削減することができ、工期を短縮することができる。試算によれば、図6の従来工法に比して、施工費が略15%削減でき、工期が略25%短縮できる。また、既述のように、安定液2を充填しつつ掘削を行なっているので、環状溝1や鋼板内側の地盤を安全かつ確実に掘削して、鋼板3を容易に設置でき、全面掘削でなく環状溝1を掘削するので、鋼板3を早期に沈設でき、鋼板外側の貧配合コンクリート4によって地中柱54aを周囲地盤により強固に固定することができる。さらに、鋼板3の断面が矩形でなく円環状であるので、少量の鋼板でもって高強度の補強ができるうえ、地盤の掘削も矩形でなく円筒状で済むので、掘削量の削減で施工費および工期を少なくできる。なお、鋼板3は、上記実施の形態では2分割としたが、分割数はこれに限られない。

0027

図5は、本発明の請求項6に記載の地中柱の耐震補強方法の一例を示す横断面図であり、図5(A)は図1(A),図5(D)は図1(D)の縦断面図に夫々対応しており、図2と同じ物には同一番号を付している。この耐震補強方法は、図5(A)に示され、鉄筋コンクリート製の地中柱54aの周囲地盤51に、安定液2を満たしながら地中柱54aを取り囲む環状溝1を掘削し、掘削した環状溝1内に地中柱54aを囲繞して鋼板3を設置する第1工程と、図5(B)に示され、環状溝1内に設置された鋼板3の外側の安定液2を排除しながら貧配合コンクリート4を充填して硬化させる第2工程と、同じく図5(B)に示され、地中柱54aと鋼板3との間の安定液2および土砂を除去し、鋼板3の内面に付着した安定液2の付着物を除去する第3工程と、図5(C)に示され、地中柱54aと鋼板3との間に、充填物としての高強度コンクリート5を充填する第4工程とからなる。この第4工程に続いて、図1(D)に示すように鋼板3を橋脚柱54の地上部分全長に亘って延長し、延長した鋼板3と橋脚柱54の間にも高強度コンクリート5を充填する。なお、橋脚柱54の地上部の補強方法として、地中部分の鋼板の断面形状よりも小さくして、地上部の柱54の周囲に僅かな隙間をあけて鋼板わ巻き立て、その隙間にグラウトを充填するようにしてもよい。こうすることによって、地上部空間を広くすることができる。

0028

上記第1工程は図2(A)の第1工程と、上記第2工程は図2(C)の第3工程と、上記第4工程は図2(D)の第4工程と夫々同じであるので、図5(B)の第3工程のみを説明する。予め鋼板外側の貧配合コンクリート4が硬化しているので、鋼板3内側への地下水の浸透は防止され、鋼板内側の安定液と土砂を地上の深掘バックホウで総て除去して空にすると、鋼板3の内面にはケーキといわれる安定液中のベントナイトの残滓が2〜5mmの厚さで付着残留する。鋼板3内面と内側の高強度コンクリート5の間に上記ケーキがあると、これがスポンジのように作用して、鋼板3で巻かれた地中柱54aの拘束が損なわれ、地中柱54aの十分な剪断強度および靭性性能が得られない。そこで、鋼板内面の上記ケーキを除去した後に、鋼板内側に高強度コンクリート5を充填するのである。この補強工法も、図2で述べた先の補強工法と略同じであるので、先の補強工法と同様、工程数と施工費の削減および工期の短縮ができ、環状溝1の安全,確実な掘削で鋼板3を容易に設置でき、鋼板3外側の貧配合コンクリート5により地中柱54aを周囲地盤51により強固に固定できるとともに、鋼板内面に付着した上記ケーキの除去により地中柱54aの剪断強度および靭性性能を向上させることができる。

発明の効果

0029

以上の説明で明らかなように、請求項1の地中柱の耐震補強方法は、鉄筋コンクリート製の地中柱に沿って、この地中柱を囲繞して地中に筒体を設置する工程と、上記地中柱と筒体との間の土砂を除去する工程と、上記地中柱と筒体との間に充填物を充填する工程とからなるので、従来のように地中柱近傍に鋼板を巻き立てる方法ではないから、地中柱の回りに打込んだ鋼矢板の内側を支保工で土留めしつつ掘削して地中柱の回りに足場を架設、および足場や支保工の撤去が不要なうえ、地下作業が無くなって、安全性と施工性が向上し、作業員のための排水や換気の設備も不要になって、工程数と施工費を削減でき、工期を短縮することができる。

0030

請求項2の地中柱の耐震補強方法は、鉄筋コンクリート製の地中柱の周囲地盤を、安定液を満たしながら所定深さまで全面掘削し、掘削した穴に上記地中柱を囲繞して筒体を設置する工程と、上記地中柱と筒体との間に、上記安定液を排除しながら充填物を充填する工程とからなるので、請求項1と同じく工程数と施工費を削減でき、工期を短縮できるうえ、安定液により掘削穴を安全,確実に掘って筒体を容易に設置することができる。

0031

請求項3の地中柱の耐震補強方法は、鉄筋コンクリート製の地中柱の周囲地盤を、安定液を満たしながら所定深さまで全面掘削し、掘削した掘削穴に上記地中柱を囲繞して筒体を設置する工程と、上記掘削穴に設置された筒体の外側の安定液を硬化剤添加により硬化させ、あるいは上記安定液を排除しながらコンクリートを充填して硬化させる工程と、上記地中柱と筒体との間に、上記安定液を排除しながら充填物を充填する工程とからなるので、請求項2と同じく工程数と施工費を削減でき、工期を短縮でき、安定液により掘削穴の安全,確実な掘削で筒体を容易に設置できるうえ、筒体外側の硬化物によって地中柱を周囲地盤に強固に固定することができる。

0032

請求項4の地中柱の耐震補強方法は、鉄筋コンクリート製の地中柱の周囲地盤に、安定液を満たしながら所定深さかつ所定幅で上記地中柱を取り囲む溝を掘削し、掘削した溝内に上記地中柱を囲繞して筒体を設置する工程と、上記地中柱と筒体との間の土砂を、安定液を満たしながら掘削して除去する工程と、上記地中柱と筒体との間に、上記安定液を排除しながら充填物を充填する工程とからなるるので、請求項1と同じく従来のように地中柱近傍に鋼板を巻き立てる方法ではないから、工程数と施工費を削減でき、工期を短縮でき、安定液により掘削穴の安全,確実な掘削で筒体を容易に設置できるうえ、筒体を設置するための溝が所定幅なので掘削量が少なくて早期に筒体を沈設でき、また筒体を設置した溝のお陰で内側の地盤の掘削が容易化する。

0033

請求項5の地中柱の耐震補強方法は、鉄筋コンクリート製の地中柱の周囲地盤に、安定液を満たしながら所定深さかつ所定幅で上記地中柱を取り囲む溝を掘削し、掘削した溝内に上記地中柱を囲繞して筒体を設置する工程と、上記溝内に設置された筒体の外側の安定液を硬化剤添加により硬化させ、あるいは上記安定液を排除しながらコンクリートを充填して硬化させる工程と、上記地中柱と筒体との間の土砂を、安定液を満たしながら掘削して除去する工程と、上記地中柱と筒体との間に、上記安定液を排除しながら充填物を充填する工程とからなるので、請求項4と同じく工程数と施工費の削減および工期の短縮ができ、掘削穴の安全,確実な掘削で筒体を容易に設置でき、早期に筒体を設置できかつ内側地盤の掘削が容易化するとともに、地中柱を、筒体外側の硬化物によって周囲地盤に強固に固定することができる。

0034

請求項6の地中柱の耐震補強方法は、鉄筋コンクリート製の地中柱の周囲地盤に、安定液を満たしながら所定深さの溝を掘削し、掘削した溝内に上記地中柱を囲繞して筒体を設置する工程と、上記溝内に設置された筒体の外側の安定液を硬化剤添加により硬化させ、あるいは上記安定液を排除しながらコンクリートを充填して硬化させる工程と、上記地中柱と筒体との間の上記安定液および土砂を除去し、上記筒体の内面に付着した安定液の付着物を除去する工程と、上記地中柱と筒体との間に、充填物を充填する工程とからなるので、請求項3と同じく工程数と施工費の削減および工期の短縮ができ、掘削穴の安全,確実な掘削で筒体を容易に設置でき、筒体外側の硬化物で地中柱を周囲地盤に強固に固定できるとともに、ケーキの除去により地中柱の剪断強度を向上させることができる。

0035

請求項7の地中柱の耐震補強方法は、上記地中柱の断面が矩形で、上記地中柱を囲繞する筒体の断面が円環状であるので、少量の筒体でもって高強度の補強ができるうえ、地中柱と筒体の間の地盤を角柱状でなく円筒状に掘ればよいから、施工費および工期を少なくできる。その他、拘束効果が向上して、大きな靭性性能を発揮できる。

図面の簡単な説明

0036

図1本発明の請求項5,6の耐震補強方法の一例の最初と最後の工程を示す縦断面図である。
図2本発明の請求項5の耐震補強方法の一例の工程を順に示す横断面図である。
図3図2(A)の第1工程までの状態を示す平面図および(そのb−b線に沿う)縦断面図である。
図4図2(D)の第4工程までの状態を示す平面図および(そのb−b線に沿う)縦断面図である。
図5本発明の請求項6の耐震補強方法の一例の工程を順に示す横断面図である。
図6従来の耐震補強方法を示す縦断面図および横断面図である。

--

0037

1…環状溝、2…安定液、3…鋼板、4…貧配合コンクリート、5…高強度コンクリート、51…地盤、52…地下鉄構造物、53…フーチング、54…橋脚柱、54a…地中柱。

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