JP2001049653A - 地盤空洞部の凍結工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】劣化コンクリートを除去し、新しいコンクリー
トを打設することができる地盤空洞部の凍結工法を提供
する。 【解決手段】土砂若しくは骨材、高吸水性材料及び水の
混合物を、劣化コンクリート背面部の空洞に注入充填
し、ついで前記混合物とこの混合物が接触する付近の地
盤を凍結させ、それから劣化コンクリートを除去し、新
しいコンクリートを打設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、トンネル等の地
下構造物背面部に生じる空洞を高強度に凍結させること
ができ、その結果地下構造物の劣化コンクリートを除去
し、新しいコンクリートを打設し得る新規地盤空洞部の
凍結工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネル等の地下構造物のコンクリート
が劣化すると、最近新聞等で報じられているように、落
下したりするので極めて危険である。

【０００３】このように地下構造物のコンクリート劣化
が進んでいる所は、漏水しているところが多く、その漏
水が長期間の間に構造物背面地盤の細粒土分を洗い流し
て、空洞化している所が多い。

【０００４】この劣化コンクリートの補修工事は、一般
的に、鉄板をアンカーで止め空洞内にセメントミルクや
モルタルを注入することにより行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】劣化コンクリートを除
去し、新しい高強度のコンクリートを打設するのが望ま
しいが、地盤強度が弱いのでできなかった。

【０００６】また、このような劣化コンクリート背面の
空洞部分は、地下水の流れが速いので、従来の凍結工法
では凍土を形成することはできない。

【０００７】このような場合は、薬液注入などの止水工
法を先ず行って地下水の流れを止めてから、空洞部へ
は、セメントベントナイト液などを注入充填し、これを
凍結する方法が知られていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな止水工法を行うと、凍土の強度の低下をもたらすの
で、劣化コンクリートを除去し、新しいコンクリートを
打設することはできなかった。

【０００９】この発明は、このような点に着目してなさ
れたものであり、劣化コンクリートを除去し、新しいコ
ンクリートを打設することができる地盤空洞部の凍結工
法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的に沿う本発明の
構成は、地下構造物の劣化コンクリート補修に伴う地盤
空洞部の凍結工法において、土砂若しくは骨材、高吸水
性材料及び水の混合物を、前記劣化コンクリート背面部
の空洞に注入充填し、ついで前記混合物とこの混合物が
接触する付近の地盤を凍結させ、それから劣化コンクリ
ートを除去し、新しいコンクリートを打設することを特
徴とする。

【００１１】要するに本発明は、土砂若しくは骨材に高
吸水性材料と水とを添加混合し、この土砂若しくは骨材
混合物を空洞に注入することによって、高吸水性材料が
骨材を分散させることから、土砂若しくは骨材が流動化
してポンプで圧入可能となり、完全に空洞部に充填した
土砂若しくは骨材を凍結させることによって、均一で高
強度の凍土の形成を可能としたことを要旨とするもので
ある。

【００１２】次に、本発明の実施の形態を説明する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に使用する高吸水性材料と
しては、球状高吸水性樹脂を使用するのが好ましい。

【００１４】本発明に使用する球状高吸水性樹脂は、水
を多量に吸水した状態で均一に土砂若しくは骨材に分散
する状態となるから、凍結させた場合の強度が著しく高
くなる。

【００１５】このような球状高吸水性樹脂としては、イ
ソブチレンー無水マレイン酸系の合成高分子を原料とし
て製造されるクラレケミカル（株）からアクアビーズの
商品名で市販のもの、三洋化成工業（株）からビスカー
エイトＳＰの商品名で市販のもの及び栗田工業（株）か
らＭＯＰＳの商品名で市販のものが好適に使用される。

【００１６】本発明に使用する骨材としては、砂、小
石、スラグ（ｓｌａｇ）、珪砂等を使用することができ
る。土砂若しくは骨材と球状高吸水性樹脂との配合割合
（重量比）は、土砂若しくは骨材１０００対球状高吸水
性樹脂０．１〜１０、好ましくは１０００対１〜２とす
るのが良い。

【００１７】水の量は、高吸水性材料が吸収し得る量の
５０〜９０重量％、好ましくは６０〜８０重量％であ
る。少なすぎると、土砂若しくは骨材と均一に混合し難
くなるし、多すぎると、高吸水性材料に吸収されない遊
離の氷が生成し、これが凍結凍土の強度の低下をもたら
す。

【００１８】空洞内に地下水の流れがある場合は、高吸
水性材料が吸収し得る水量の１／１０〜１／３０の水を
混合した状態の混合物を注入充填すれば良い。このよう
にすることによって、水の流れが止まり、高吸水性材料
が適量の水を混入した状態とすることができる。

【００１９】高吸水性材料は、土砂等の付着水（又は土
砂に添加した水）を吸水した状態で、土砂等に均一に分
散する状態となり、これによって土砂等が流動化し、地
下構造物の背面空洞部への注入充填が始めて可能とな
る。

【００２０】単に土砂等に水を加えて流動化させても、
水は約２０ｋｇ／ｃｍ^２ 程度の氷強度しかないので、
高強度の凍土を形成することはできない。土砂等に対す
る水の割合が多くなるほど強度が低下する。

【００２１】空洞内のエアーと水とを抜きながら、前記
土砂若しくは骨材混合物を注入充填するのが良く、この
ようにすることによって、空洞内に土砂等の混合物が完
全に充填でき、均一な凍土の形成が可能となる。

【００２２】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。

【００２３】図１に示すように、トンネル内の劣化コン
クリート１裏面には、空洞２が形成され、該空洞２付近
の地盤は、ゆるみ部４に形成されている。

【００２４】劣化コンクリート１に貫通孔５，６を形成
し、貫通孔５には、土砂若しくは骨材混合物注入管７を
嵌合し、貫通孔６には、エアー抜管８を嵌合する。貫通
孔５，６は、空洞２の両端部となるようにするのが良
い。

【００２５】エアー抜管８によって、空洞２内のエアー
と水とを抜きながら、注入管７から土砂混合物を注入充
填した。このようにして、空洞２内のエアーや水は略完
全に土砂混合物と置換された。その結果、均一な凍結が
可能となり、凍結強度が大幅に向上する。

【００２６】この実施例で使用した土砂混合物は、土砂
対球状高吸水性樹脂との重量比が、１０００対１で、水
は球状高吸水性樹脂が吸収し得る量の８０重量％とした
混合物である。

【００２７】それから、図２に示すように、凍結管若し
くはブライン管９を、劣化コンクリート裏面に挿入し
て、図１に示すように、土砂混合物を充填した空洞部２
と地盤のゆるみ部４を含む凍結域３を凍結させる。この
凍結工法自体は、公知の方法で行えば良い。

【００２８】それから、劣化コンクリートを取り除き、
新しい高強度のコンクリートを打設する。

【００２９】本発明によれば、高吸水性樹脂と土砂等と
の均一な混合物が凍結するので、トンネル等の劣化コン
クリート裏面に、極めて高強度の凍結域を形成すること
ができるから、劣化コンクリートを取り除き、新しいコ
ンクリートを打設することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、トン
ネル等の地下構造物の劣化コンクリートを取り除き、新
しいコンクリートを打設するという従来実施できなかっ
たことが実施できるようになったものであり、それ故、
極めて画期的な発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の凍結工法を説明する断面図である。

【図２】凍結域を形成する状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１………劣化コンクリート ２………空洞 ３………凍結域 ４………ゆるみ部 ７………土砂若しくは骨材注入管 ８………エアー抜管 ９………凍結管若しくはブライン管

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地下構造物の劣化コンクリート補修に伴う
   地盤空洞部の凍結工法において、土砂若しくは骨材、高
   吸水性材料及び水の混合物を、前記劣化コンクリート背
   面部の空洞に注入充填し、ついで前記混合物とこの混合
   物が接触する付近の地盤を凍結させ、それから劣化コン
   クリートを除去し、新しいコンクリートを打設すること
   を特徴とする地盤空洞部の凍結工法。
2. 【請求項２】前記高吸水性材料が、球状高吸水性樹脂で
   ある請求項１に記載の凍結工法。
3. 【請求項３】前記水の量が、前記高吸水性材料が吸収し
   得る量の５０〜９０重量％である請求項１又は２に記載
   の凍結工法。
4. 【請求項４】前記空洞内のエアー及び水を抜きながら、
   前記合物を注入充填する請求項１〜３のいずれか１項に
   記載の凍結工法。
5. 【請求項５】前記土砂若しくは骨材と球状高吸水性樹脂
   との配合割合（重量比）は、土砂若しくは骨材１０００
   対球状高吸水性樹脂０．１〜１０である請求項１〜４の
   いずれか１項に記載の凍結工法。