JP2004183444A

JP2004183444A - 斜面補強工法

Info

Publication number: JP2004183444A
Application number: JP2002355245A
Authority: JP
Inventors: Keiji Watanabe; 渡邊恵二; Yasutaka Sugano; 菅野恭孝
Original assignee: Hirose and Co Ltd
Current assignee: Hirose and Co Ltd
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】施工性に優れ、工期の短縮が可能な斜面補強工法を提供すること。
【解決手段】斜面４を補強芯材で補強する斜面補強工法において、先端に削孔ビット１１を設けた高強度中空パイプ１と、ケーシング２を使用して削孔をおこない、所定の深度まで削孔後に固化材５を注入し、削孔に使用したケーシング２のすべてを引き抜いて回収する方法である。
また、上記方法において、固化材５の注入は、ケーシング２を引き抜きながら固化材５を加圧注入することによっておこなうことができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自然状態の急斜面、切土斜面又は表面保護工が施されている斜面などを補強芯材で補強する斜面補強工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の斜面補強工法の一つに、鉄筋等の補強芯材ｅを地山に打ち込み、補強芯材ｅの周囲をセメントミルクｆで固める地山補強土工法がある。
この地山補強土工法では、所定の間隔で切土斜面ｄに補強芯材ｅを打設し、斜面表面を吹き付けコンクリートや法枠で覆う方法が実施されている。
ここで、斜面ｄを削孔して補強芯材ｅを打設し、孔内にセメントミルクｆを充填する方法にはいくつかの方法がある。
削孔用ロッドのみを使用する方法では、最初に削孔用ロッドａを使用して所定の深度まで削孔をおこなう。そして、削孔用ロッドａを引き抜いた後に、補強芯材ｅを挿入する。最後に、孔内に注入用ホースｇを挿入してセメントミルクｆを充填する。この方法は、削孔後の孔壁が崩壊しにくい、自立性の高い地山に適用される。
自穿孔ボルトを使用する方法では、中空の自穿孔ボルトを使用して削孔をおこない、削孔後に自穿孔ボルトの中空部を注入用ホースの代わりに使用してセメントミルクｆの注入をおこなう。この方法では、自穿孔ボルトが、削孔用のロッドと補強芯材の役割を果たすため、削孔用ロッドの引き抜き工程、補強芯材の挿入工程及び注入ホースの挿入工程を省略することができる。
【０００３】
また、孔壁保護用のケーシングｂを使用する方法もある。図３に作業工程図を示す。
まず、単位長さのケーシングｂと削孔用ロッドａを継ぎ足しながら、削孔機ｃによって削孔をおこなう（図３（ａ））。次に、削孔用ロッドａを引き抜いた孔内に補強芯材ｅを挿入する（図３（ｂ））。そして、注入用ホースｇを孔内に挿入して、セメントミルクｆを注入する（図３（ｃ））。最後に、ケーシングｂのみ引き抜いて、補強芯材ｅとセメントミルクｆで構成した補強部が構築される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の斜面補強工法にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞削孔用ロッドのみを使用する方法は、適用できる地山の地質範囲が限定される。また、削孔工程、削孔用ロッドの引き抜き工程、補強芯材の挿入工程及びセメントミルクの注入工程の４工程が必須となるため、手間がかかる。また、孔壁崩壊の危険があるため、削孔長を長くすることが難しい。
＜ロ＞自穿孔ボルトを使用する場合は、工程の省略が可能である。しかし、孔壁が崩れ易い、自立性の低い地山では、補強芯材と孔壁の間に充分セメントミルクを注入することができない場合がある。この結果、充分に補強芯材のかぶりがとれず、付着力不足、地下水による補強芯材の腐食等の問題が生じるおそれがある。また、自穿孔ボルトによって削孔できる孔径は、直径４２ｍｍ〜５２ｍｍ程度の細径であり、高耐力の補強部を構築することは難しい。
＜ハ＞ケーシングを使用する場合、孔壁は完全に保護される。しかし、削孔用ロッドのみを使用する方法に加えて、ケーシングの引き抜き工程が加わるため、更に作業時間が長くなる。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、施工性に優れ、工期の短縮が可能な斜面補強工法を提供することを目的とする。
また、補強芯材の設置及び固化材の注入が確実におこなえ、高品質の斜面補強土を構築できる斜面補強工法を提供することを目的とする。
また、固化材の加圧注入が可能で、補強部の周面摩擦抵抗の向上を図ることができる斜面補強工法を提供することを目的とする。
さらに、長距離・大口径の削孔が可能で、高耐力の補強部を構築できる斜面補強工法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の斜面補強工法は、斜面を補強芯材で補強する斜面補強工法において、先端に削孔ビットを設けた高強度中空パイプと、ケーシングを使用して削孔をおこない、所定の深度まで削孔後に固化材を注入し、削孔に使用したケーシングのすべてを引き抜いて回収する方法である。
また、上記方法において、固化材の注入は、ケーシングを引き抜きながら固化材を加圧注入することによっておこなうことができる。
また、上記の斜面補強工法においては、前記ケーシングの先端に削孔用のビットを取り付けて掘削するのが好ましい。このように構成すれば、大口径の削孔も容易におこなうことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００８】
＜イ＞適用斜面
本発明は、先端に削孔ビット１１を設けた高強度中空パイプ１（補強芯材）と固化材５によって補強部を構築する斜面補強工法の発明である。本発明を適用する斜面４は、地山を掘削して整形した切土斜面が主となるが、崩落の危険性がある自然状態の斜面にも適用できる。
本発明は、ケーシング２を使用して孔壁の安定を図るため、自立性の高い地山から低い地山まで幅広く適用することができる。
【０００９】
＜ロ＞高強度中空パイプ
高強度中空パイプ１は、中空の管材であり、先端に削孔ビット１１を取り付けて使用する。削孔ビット１１には、削孔中に空気や水を孔内に送り込み、削孔後には固化材５を注入するために使用する穴を設けておく。
高強度中空パイプ１は、削孔用ロッドの機能と補強芯材の機能を兼ね備えた部材である。削孔用ロッドの機能としては、削孔時の回転によるねじれや打撃による衝撃に耐えうる性能が求められる。また、補強芯材の機能としては、地山に挿入することによって、地山のせん断抵抗力やみかけの粘着力などを向上させることができ、急勾配や崩壊しやすい地質などが原因で不安定である斜面が安定するようになる性能が求められる。
このため、高強度中空パイプ１を構成する中空の管材は、高強度であることが求められる。例えば、高周波加熱や炉加熱等により焼き入れ及び焼き戻しをおこなった高強度の中空棒鋼が使用できる。ここで、高強度の中空棒鋼とは、ＰＣ鋼棒と同程度の機械的性質を有するものであり、例えば、引張り強さが１０００Ｎ／ｍｍ^２以上のものが該当する。
高強度中空パイプ１の直径は、例えば２２ｍｍ〜５０ｍｍ程度とする。
【００１０】
＜ハ＞ケーシング
ケーシング２は、削孔した孔壁の保護をするために孔内に配置する管材である。
ケーシング２には、公知の部材が使用でき、例えば鋼管などが該当する。ケーシング２の直径は、例えば６０ｍｍ〜３００ｍｍのものが使用できる。
ケーシング２は、通常、単位長さに成形されているため、掘削長に合わせて複数のケーシング２を接続しながら使用する。また、掘削の最初に使用するケーシング２の先端には、必要に応じて環状のビット２１を取り付ける。そして、削孔時に高強度中空パイプ１と同様にケーシング２も回転させ、打撃することでケーシング２を地山に挿入することができる。
本発明においては、ケーシング２を使用するため、孔壁の崩壊を確実に防ぐことができる。このため、５ｍ以上の長距離の削孔もおこなうことができる。さらに、ケーシング２の外径と同等の削孔径が確保できるため、高強度中空パイプ１のみで掘削する場合に比べて、大口径の削孔が可能になる。
【００１１】
＜ニ＞固化材
固化材５は、削孔した孔内に注入し、高強度中空パイプ１と地山を一体化させる固結材料である。
固化材５には、セメントミルク、モルタル等のセメント系固化材を使用するのが好ましい。
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の施工方法について説明する。
【００１３】
＜イ＞地山の掘削工程（図１（ａ））
高強度中空パイプ１を設置する高さに至るまで地山を掘削し、斜面４を整形する。そして、斜面４に向けて削孔をおこなう。
まず、単位長さの先端にビット２１を備えたケーシング２の内部に、単位長さの先端に削孔ビット１１を備えた高強度中空パイプ１をセットする。そして、ケーシング２及び高強度中空パイプ１を削孔機３に取り付ける。
次に、高強度中空パイプ１及びケーシング２によって斜面４を掘削する。ケーシング２及び高強度中空パイプ１は、必要に応じて継ぎ足し、所定の深度まで掘削する。
【００１４】
＜ロ＞固化材の注入工程
掘削が完了した孔内に固化材５を注入する。
固化材５は、高強度中空パイプ１の中空部を利用して注入することができる。
すなわち、高強度中空パイプ１の斜面４から突出する側の端部に、注入用のポンプを接続して注入をおこなう。
注入工程中も孔壁はケーシング２で保護されているため、確実に孔内に固化材５を注入することができる。固化材５によって孔内が満たされると、口元から固化材５が溢れ出す。この溢れ出した固化材５を検査することによって孔内の充填性が確認できる。
【００１５】
＜ハ＞ケーシングの引き抜き工程（図１（ｂ））
固化材５の注入後、あるいは注入しながら、ケーシング２を引き抜く。
ケーシング２の引き抜きによって固化材５の充填量が目減りした場合は、固化材５を追加する。
すべてのケーシング２を引き抜いた後に、必要に応じて高強度中空パイプ１の頭部を公知の定着具で固定する。また、引き抜いたーケーシング２は、再度、別の箇所の掘削に使用することが出来る。
【００１６】
＜ニ＞加圧注入（図２）
本発明では、ケーシング２を使用して削孔をおこなうため、固化材５を加圧して注入することができる。以下に、上記した固化材５の注入工程を、加圧注入に変えた場合について説明する。
まず、加圧注入をおこなう長さ分だけケーシング２を引き抜く（図２（ａ）参照）。そして、ケーシング２の上端を塞いで固化材５を注入する。固化材５の注入を続けると、ケーシング内の注入圧が増加していく。この注入圧によって、ケーシング２で保護されていない部分の孔壁が押し広げられたり、孔壁周辺に固化材５が更に浸透したりする。この結果、固化材５と地山の付着（周面摩擦抵抗）を確実に確保することができる。
上記した加圧注入作業を、所定の単位長さで繰り返すことによって、全体が加圧注入された地山の補強部１０が完成する（図２（ｂ）参照）。このように加圧注入を補強部１０の全域でおこなうことで、補強部１０と地山との周面摩擦抵抗を増加させることができる。この結果、補強部１０の耐力が向上する。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の斜面補強工法は、以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞先端に削孔ビットを設けた高強度中空パイプを使用することで、施工工程を削減できる。このため、施工性に優れ、工期の短縮となる。
＜ロ＞ケーシングを使用して削孔をおこなうため、孔壁が安定し、補強芯材の設置及び固化材の注入が確実におこなえる。また、固化材の加圧注入が可能となり、補強部の周面摩擦抵抗の向上を図ることができる。さらに、長距離・大口径の削孔が可能となり、高耐力の補強部を構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の斜面補強工法の実施例の説明図。（ａ）地山の掘削工程の実施例を示した断面図。（ｂ）ケーシングの引き抜き工程の実施例を示した断面図。
【図２】（ａ）加圧注入の実施例の断面図。（ｂ）加圧注入をして構築した補強部の断面図。
【図３】従来の斜面補強工法の実施例の説明図。（ａ）削孔工程の実施例の断面図。（ｂ）補強芯材の挿入工程の実施例の断面図。（ｃ）セメントミルクの注入工程の実施例の断面図。（ｄ）ケーシングの引き抜き工程の実施例の断面図。
【符号の説明】
１・・・高強度中空パイプ
１１・・削孔ビット
２・・・ケーシング
２１・・ビット
４・・・斜面
５・・・固化材

Claims

斜面を補強芯材で補強する斜面補強工法において、
先端に削孔ビットを設けた高強度中空パイプと、ケーシングを使用して削孔をおこない、
所定の深度まで削孔後に固化材を注入し、
削孔に使用したケーシングのすべてを引き抜いて回収する、
斜面補強工法。
斜面を補強芯材で補強する斜面補強工法において、
先端に削孔ビットを設けた高強度中空パイプと、ケーシングを使用して削孔をおこない、
ケーシングを引き抜きながら固化材を加圧注入し、
削孔に使用したケーシングのすべてを回収する、
斜面補強工法。
請求項１又は２記載の斜面補強工法において、
前記ケーシングの先端に削孔用のビットを取り付けたことを特徴とする、
斜面補強工法。