JP2000290906A - 道路拡幅工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 施工容易で、傾斜地の狭隘な場所でも効率よ
く道路を拡幅できる工法を提供する。 【構成】 傾斜地に造成された路床Ａ下の地盤に、谷Ｃ
側と山Ｄ側とに位置して、100 〜300mm 程度の小口径の
鋼管１６と定着層１７とからなるマイクロパイル１１を
２列に打設し、マイクロパイル１１の鋼管１６の上端部
に連結部材１２を非蓋した後、この連結部材１２を利用
して各列のマイクロパイル１１の杭頭部をＨ形鋼１３か
らなる基礎梁で剛結し、しかる後、このＨ形鋼１３上に
プレキャスト床版１４を谷Ｃ側に張出して載置固定して
高架式の人工路床Ｅを構築し、プレキャスト床版１４上
に舗装を施して道路を完成させ、マイクロパイル１１の
支持力で人工路床Ｅの強度を保証する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、傾斜地における道
路の拡幅工法に係り、特に切土または盛土することなく
道路を拡幅する工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、切土または盛土することなく傾斜
地の道路を拡幅する工法としては、図８に示すような工
法があった。この工法は、傾斜地に造成された路床Ａ下
の地盤Ｂ中に、谷Ｃ側に位置して鋼管杭１を、山Ｄ側に
位置してアンカー２をそれぞれ打設し、路床延長方向に
配列された鋼管杭１の杭頭部同士およびアンカー２のケ
ーシング同士をコンクリート製の基礎梁３、４で剛結し
た後、前記基礎梁３、４上に谷側に張出した状態でプレ
キャスト床版（スラブ）５を載置し、しかる後、アンカ
ー２のケーブルを緊張させながらこれをプレキャスト床
版５に固定するもので、最終的にプレキャスト床版５上
に舗装を施し、かつプレキャスト床版５の張出し端部に
ガードレール６を設けて道路として完成する。この工法
によれば、谷Ｃ側の斜面に盛土しあるいは山Ｄ側の斜面
を切土することなく道路を拡幅でき、環境破壊を避けな
がら道路を構築できる利点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の道路拡幅工法によれば、アンカー２にかかる引
張力が大きいため、アンカー２を小ピッチで多数打設し
なければならず、その打設にかなりの工数を要して工期
および工費の面で益するところが小さいという問題があ
った。また、所定の支持力（圧縮力）を得るには鋼管杭
１として大径のものが必要で、その打設に大型の施工機
械および設備が必要になり、施工場所によっては施工機
械の搬入出が困難となって、適用範囲に制限を受けると
いう問題があった。さらに、鋼管杭１およびアンカー２
にかかる負担（圧縮力、引張力）が大きいため、これら
を支持地盤に確実に定着させる必要があり、支持地盤が
著しく深い箇所に存在する場合は事前削孔に多大の工数
を要し、また、地盤全体が軟弱である場合はそれらの打
設は実質不可能で、何れにしろ地盤性状に大きく制限を
受けるという問題があった。

【０００４】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、その第１の目的は、施工容易で狭
隘な場所でも効率よく道路を拡幅できる工法を提供する
ことにある。また、本発明の第２の目的は、上記第１の
目的に加え、地盤性状によらず広範囲に適用可能な道路
拡幅工法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るための第１の発明は、傾斜地に造成された路床下の地
盤中に、路床面の谷側と山側とに位置して少なくとも２
列にマイクロパイルを打設し、次に、各列のマイクロパ
イルの杭頭部同士を基礎梁により剛結し、しかる後、前
記基礎梁上に、谷側に張出した状態でプレキャスト床版
を載置固定するようにしたことを特徴とする。マイクロ
パイルは、 100〜300 mm程度の小口径の鋼管を地盤中に
貫入した後、その周りに硬化剤を圧力注入して地盤に鋼
管を定着させてなるもので、圧縮および引張の両方向で
大きな支持力を発揮する。したがって、このマイクロパ
イルを従来工法の鋼管杭およびアンカーに代えて用いる
ことで、比較的大きなピッチでマイクロパイルを打設し
ても十分な支持力が得られ、しかも、小型の施工機械お
よび設備を用いて効率よく道路基礎を構築できる。

【０００６】本第１の発明において、上記基礎梁として
は、Ｈ形鋼等の形鋼を用いるようにしてもよく、この場
合は、基礎梁自体の構築が容易になるばかりか、この上
に載置固定するプレキャスト版の据付けも容易になり、
その上、簡単に高架式とすることも可能になる。また、
本第１の発明において、上記マイクロパイルは、その全
数または一部を鉛直杭と斜杭とを組合せた組杭様式とす
ることができ、この場合は、支持力がより一層増大する
と共に、水平抵抗力も増大する。

【０００７】一方、上記第２の目的を達成するための第
２の発明は、上記第１の発明におけるマイクロパイルの
打設に先行して、路床下の地盤中に高圧噴射攪拌工法に
より地盤改良柱を造成し、しかる後、この地盤改良柱内
にマイクロパイルを打設するようにしたことを特徴とす
る。高圧噴射攪拌工法は、注入ロッドを地盤内で回転移
動させながら、その先端の噴射ノズルから水平方向へ地
盤改良材を高圧水または圧縮エアと混合して高圧噴射
し、地盤改良材と周辺土砂とを攪拌混合して大径の地盤
改良柱を造成する工法である。したがって、この工法を
軟弱地盤に対して施工して予め地盤改良柱を造成した
後、この地盤改良柱にマイクロパイルを打設すること
で、マイクロパイルの支持力は硬質地盤に打設した場合
とほぼ同等となり、本発明の適用範囲は著しく拡大す
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基いて説明する。

【０００９】図１は、本発明の第１の実施の形態を示し
たものである。本第１の実施の形態においては、傾斜地
に造成された路床Ａ下の地盤Ｂ中に、路床面の谷Ｃ側と
山Ｄ側とに位置して２列にマイクロパイル１１を打設
し、各列のマイクロパイル１１の杭頭部同士を連結部材
１２を介して、基礎梁としてのＨ形鋼１３により剛結
し、さらに、このＨ形鋼１３上に、谷Ｃ側に張出した状
態でプレキャスト床版１４を載置固定するようにしてい
る。なお、１５は各列のＨ形鋼１３の間を連結する補強
ビーム、１６はプレキャスト床版１４の張出し端部に突
設したガードレールである。

【００１０】マイクロパイル１１は、100 〜300mm 程度
の小口径の鋼管１６とその周りの定着層１７とからなっ
ており、その鋼管１６内には、所望により形鋼、鋼管、
棒鋼、鉄筋かご等の補強部材が挿入される。このマイク
ロパイル１１を打設する工法としては、従来より種々の
方法があるが、例えば、特開平６−２９９５４４号公報
に記載の方法を採用することができる。

【００１１】この方法は、図２に示すように、前記鋼管
１６として管壁の長手方向および周方向に複数の逆止弁
２０を有するものを用意し、始めに同図に示すよう
に、先端に偏心拡径ビット２１を有する削孔ロッド２２
を鋼管１６内に挿入し、図示を略す削孔機械により、鋼
管１６内で削孔ロッド２２すなわち偏心拡径ビット２１
を回転させながら削孔を行い、鋼管１６を地盤Ｂ中に貫
入させる。そして、鋼管１６を継足しながらこれを所定
深度まで貫入させた後、削孔ロッド２２を鋼管１６から
引抜き、代わりに、同図に示すように上下一対の膨出
体２３を有する注入機（ダブルパッカー）２４を鋼管１
６に挿入する。注入機２４は、最初、鋼管１６の最深位
置まで挿入し、その位置で一対の膨出体２３を膨出させ
て鋼管１６内に圧力室２５を形成し、続いて供給管２６
を通じて注入機２４に、セメントモルタル、セメントミ
ルク等の硬化剤を圧送する。すると、この硬化剤は圧力
室２５に一旦流入した後、前記逆止弁２０を開いて鋼管
１６の周りに吐出し、そのまま硬化して定着層１７を形
成する。この定着層１７は、注入機２４を所定のピッチ
で引上げながら前記硬化剤の吐出を繰返すことで、次第
に上方へ拡大し、鋼管１６と定着層１７とが一体となっ
たマイクロパイル１１が完成する。

【００１２】本第１の実施の形態においては、上記した
マイクロパイル１１の打設に際し、硬化剤の吐出すなわ
ち定着層１７の形成を路床面からわずか下った位置で停
止し、鋼管１６の上端部は路床面から突出させるように
する。このようにして路床Ａ下の地盤Ｂに対する一本の
マイクパイル１１の打設が終了し、以降、このマイクロ
パイル１１の打設を所定のピッチで路床延長方向へ繰返
して行い、路床Ａの谷Ｃ側と山Ｄ側とに２列をなすよう
に多数のマイクロパイル１１を打設する。

【００１３】そして、所定数のマイクロパイル１１の打
設を終えたら、各マイクロパイル１１を構成する鋼管１
６の上端を、路床面から一定高さとなるように切り揃
え、その上端部に前記連結部材１２を装着する。連結部
材１２は、ここでは、図３および図４に示すように四角
形の支承板３０と、この支承板３０の片面に固設され
た、前記鋼管１６に外嵌可能な管体３１と、この管体３
１の周りに放射状に配置され、該管体３１と支承板３０
とを結合する補強板３２とからなっている。連結部材１
２は、マイクロパイル１１の鋼管１６の上端部にキャッ
プ状に被せられて該鋼管１６に溶接固定される。なお、
支承板３０には、予め複数のボルト挿通孔３３（図４）
を開けておく。

【００１４】次に、上記連結部材１２を利用して、各列
のマイクロパイル１１の杭頭部同士を基礎梁としてのＨ
形鋼１３により剛結する。この剛結に際しては、図３に
示すようにＨ形鋼１３の一方のフランジ１３ａを上記連
結部材１２の支承板３０にゴム板３５を介して合せ、こ
の状態で該フランジ１３ａ、ゴム板３５および前記支承
板３０のボルト挿通孔３３にボルト３６を通して、ナッ
ト３７により締付け固定する。この時、隣接するマイク
ロパイル１１の杭頭の高さにばらつきがあっても、ゴム
板３５の変形によってそのばらつきが吸収され、これに
よりＨ形鋼１３は、がたつきなく連結部材１２に固定さ
れる。そして、このＨ形鋼１３の固定終了後、谷Ｃ側と
山Ｄ側とに配列されたＨ形鋼１３の間を適当なピッチで
前記補強ビーム１５により連結し、その後、左右２列の
Ｈ形鋼１３上に、谷側に張出した状態で前記プレキャス
ト床版１４を載置固定する。このプレキャスト床版１４
の固定方法は任意であるが、例えば、Ｈ形鋼１３の他方
（上側）のフランジ１３ｂに予め植立した複数のジベル
３８（図３）を利用するようにしてもよく、この場合
は、簡単かつ確実にプレキャスト床版１４をＨ形鋼１３
上に固定できる。

【００１５】上記プレキャスト床版１４の一枚は、トラ
ック輸送可能な大きさとなっており、これらを左右２列
のＨ形鋼１３上に相互に接して並べ、それぞれは上記し
た態様でＨ形鋼１３に固定し、さらに各プレキャスト床
版１４の相互の間隙は目地で埋めるようにする。このよ
うに基礎梁としてのＨ形鋼１３上にプレキャスト床版１
４を敷設することで、元々の路床Ａ上に高架式に人工路
床Ｅが構築され（図１）、この人工路床Ｅ上に舗装を施
して道路は完成する。なお、前記プレキャスト床版１４
の敷設に際しては、その所定数を一組として、これらを
ＰＣ鋼線で横締めするようにしてもよく、これにより、
プレストレスが与えられた、強度的に優れた人工路床Ｅ
が完成する。

【００１６】このようにして完成した道路は、その基礎
となるマイクロパイル１１が、圧縮および引張の両方向
で大きな支持力を発揮するので、比較的大きなピッチで
マイクロパイル１１を打設しても強度的に安定した人工
路床Ｅを得ることができる。しかも、このマイクロパイ
ル１１の芯材としての鋼管１６は100 〜300mm 程度の小
口径となっているので、これを地盤Ｂ中へ貫入するため
に行う削孔を、小型の施工機械および設備を用いて行う
ことができ、狭隘な場所でも効率よく道路の拡幅工事を
行うことできる。また、本第１の実施の形態において
は、マイクロパイル１１の杭頭に連結部材１２を介して
Ｈ形鋼１３を載せ、この上にプレキャスト床版１４を敷
設するようにしているので、人工路床Ｅを簡単に高架式
とすることができ、この場合は、人工路床Ｅの下側の空
所を建設廃材の収納空間として有効利用する。なお、前
記マイクロパイル１１は、路床Ａの幅方向により多数列
（３列以上）に打設してもよいことはもちろんである。

【００１７】図５は、本発明の第２の実施の形態を示し
たものである。本第２の実施の形態の特徴とするところ
は、上記第１の実施の形態に対して、路床Ａの山Ｄ側に
斜杭状に他のマイクロパイル４０を追加的に打設し、こ
の斜杭状のマイクロパイル４０の杭頭部と前記山Ｄ側に
打設したマイクロパイル１１の杭頭部に固定したＨ形鋼
１３とを補強部材４１により連結した点にある。本第２
の実施の形態によれば、鉛直杭としてのマイクロパイル
１１と斜杭としてのマイクロパイル４０とが一体となっ
て、いわゆる組杭様式で人工路床Ｅを支持するので、そ
の支持力は第１の実施の形態よりも増大し、プレキャス
ト床版１４の谷Ｃ側への張出し長さを大きくして、より
一層の道路拡幅を図ることができる。また、このように
組杭様式とした場合は、大きな水平抵抗力を発揮して抑
止杭としても機能するので、地すべり対策としても有効
となる。なお、この斜杭状のマイクロパイル４０は、谷
Ｃ側のマイクロパイル１１に隣接して打設してもよいこ
とはもちろん、各マイクロパイル１１に対して選択的に
打設してもよい。

【００１８】図６は、本発明の第３の実施の形態を示し
たものである。本第３の実施の形態の特徴とするところ
は、前記第１の実施の形態におけるマイクロパイル１１
の打設に先行して、路床Ａ下の地盤（ここでは、軟弱地
盤）Ｂ中に高圧噴射攪拌工法により地盤改良柱５０を造
成する点にある。

【００１９】上記地盤改良柱５０を造成するには、始め
に、前出図２のに示した態様で、削孔ロッド２２の先
端の偏心拡径ビット２１により地盤Ｂ中に削孔を行う。
なお、この工程で用いる鋼管は、前記逆止弁２０を有す
る鋼管１６である必要はなく、汎用の鋼管を用いてもよ
い。次に、図７に示すように、鋼管（ここでは逆止弁
２０付きの鋼管）１６内に、先端に噴射ノズル５１を有
する注入ロッド５２を挿入し、両者を、図示を略す処理
機に支持させて前記偏心拡径ビット２１により削孔した
ガイド穴５３に一体的に挿入する。この時、鋼管１６の
先端から注入ロッド５２の先端の噴射ノズル５１が突出
するように両者を位置決めし、かつ注入ロッド５２を回
転させる。そして、噴射ノズル５１が前記路床面より所
定深さＬ（図６）に達したら、回転する注入ロッド５２
内にセメントミルクなどのグラウト（ここでは、水−セ
メント比(W/C) ６０〜７０％程度）を圧送する。する
と、注入ロッド５２の先端の噴射ノズル５１から周辺地
盤にグラウトが高圧噴射され、このグラウトによって鋼
管１６の周りの地盤が攪拌混合されて、大径の地盤改良
柱５０が形成される。なお、このグラウト噴射に際して
は、高圧水または圧縮エアを併用するのが望ましい。

【００２０】上記攪拌混合層５０は、鋼管１６および注
入ロッド５２の下降に応じて次第に下方へ拡大し、噴射
ノズル５１がガイド穴５３の底部に到達した段階では、
図７のに示すように、ガイド穴５３の周りに所定の長
さの地盤改良柱５０が造成される。そして、この段階で
注入ロッド５２に対するグラウトの圧送を停止し、注入
ロッド５２を鋼管１６から引抜いて、その代わりに、図
７のに示すように、前記第１の実施の形態で用いたも
の（図２）と同じ注入機２４を鋼管１６内に挿入する。
その後は、前記第１の実施の形態と同じ手順で、注入機
２４を鋼管１６の最深位置から所定のピッチで引上げな
がら、逆止弁２０を開いて鋼管１６の周りにセメントモ
ルタルなどの硬化剤（ここでは、水−セメント比(W/C)
４０〜５０％程度）を噴出させ、鋼管１６の周りに前記
定着層１７を形成する。

【００２１】これにより、前出図６に示したように、高
圧噴射攪拌工法により造成した地盤改良柱５０内にマイ
クロパイル１１が打設されることになり、以降、第１の
実施の形態と同じ手順で、各列のマイクロパイル１１の
杭頭部同士を連結部材１２を介してＨ形鋼１３により剛
結し、さらに、このＨ形鋼１３上に、谷Ｃ側に張出した
状態でプレキャスト床版１４を載置固定して人工路床Ｅ
を構築し、道路を完成させる。本第３の実施の形態にお
いては、地盤改良柱５０内にマイクロパイル１１を打設
することで、地盤Ｂが軟弱地盤であっても十分な支持力
が得られ、軟弱地盤を対象としても有効に道路拡幅工法
を実施できる。

【００２２】なお、上記３つの実際の形態においては、
基礎梁としてＨ形鋼１３を用いたが、本発明は、この基
礎梁をコンクリート梁から構成してもよいものである。
また、上記３つの実際の形態においては、人工路床Ｅす
なわち新たな道路を高架式として構築したが、これを非
高架式として構築してもよいことはもちろんで、この場
合は、マイクロパイル１１の杭頭部を基礎梁（１３）で
剛結した後、こＮＯ基礎梁の相互間に、路床Ａの造成時
に発生した土砂を埋戻すようにする。

【００２３】

【発明の効果】以上、説明したように、第１の発明によ
れば、マイクロパイルを基礎に用いることで、施工容易
となるばかりか、狭隘な場所でも効率よく道路を拡幅で
き、工期の短縮と工費の低減に大きく寄与する効果を奏
する。また、第２の発明によれば、マイクロパイルの打
設域に予め高圧噴射攪拌工法による地盤改良柱を造成す
るので、上記第１の発明の効果に加えて、軟弱地盤を対
象にもしても有効に道路を拡幅でき、その適用範囲は拡
大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を模式的に示す断面
図である。

【図２】マイクロパイルの打設方法を工程順に示す断面
図である。

【図３】マイクロパイルの杭頭に対するＨ形鋼（基礎
梁）の結合構造を示す正面図である。

【図４】マイクロパイルとＨ形鋼とを結合する連結部材
の構造を示す平面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態を模式的に示す断面
図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態を模式的に示す断面
図である。

【図７】第３の実施の形態で行う地盤改良柱の造成とマ
イクロパイルの打設とを工程順に示す断面図である。

【図８】従来の道路拡幅工法を模式的に示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１１ マイクロパイル １２ 連結部材 １３ Ｈ形鋼（基礎桁） １４ プレキャスト床版 １６ マイクロパイルの鋼管 １７ マイクロパイルの定着層 ２０ 逆止弁 ２１ 偏心拡径ビット ２２ 削孔ロッド ２４ 注入機 ４０ 斜杭状マイクロパイル ５０ 地盤改良柱

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 傾斜地に造成された路床下の地盤中に、
   路床面の谷側と山側とに位置して少なくとも２列にマイ
   クロパイルを打設し、次に、各列のマイクロパイルの杭
   頭部同士を基礎梁により剛結し、しかる後、前記基礎梁
   上に、谷側に張出した状態でプレキャスト床版を載置固
   定することを特徴とする道路拡幅工法。
2. 【請求項２】 基礎梁に、形鋼を用いることを特徴とす
   る請求項１に記載の道路拡幅工法。
3. 【請求項３】 マイクロパイルの全数または一部を、鉛
   直杭と斜杭とを組合せた組杭様式とすることを特徴とす
   る請求項１または２に記載の道路拡幅工法。
4. 【請求項４】 マイクロパイルの打設に先行して、路床
   下の地盤中に高圧噴射攪拌工法により地盤改良柱を造成
   し、しかる後、この地盤改良柱内にマイクロパイルを打
   設することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に
   記載の道路拡幅工法。