JP2006200174A - 橋脚等の補強工法およびその補強装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 例えば既設高架橋の橋脚、建物の柱等における地中の耐震補強工事に好適で、重機を使用できない狭隘な場所での施工を実現し、土留め、足場等の仮設作業や、大掛かりな開削作業を要することなく、工期の短縮化と工費の低減を図れるとともに、周辺の環境汚染を防止し得るようにした、橋脚等の補強工法およびその補強装置を提供すること。
【解決手段】 橋脚等の支柱3を囲繞して配置する補強枠16の周面に複数の高圧噴射管25を設置する。
前記補強枠16を地盤31に向けて支持する。
前記高圧噴射管25から高圧流体を地盤31に噴射し、該地盤31を緩める。
前記補強枠16を振動させて沈下し、前記補強枠16を地中の橋脚等の支柱3の周面に装着する橋脚の補強工法であること。
地上の橋脚等の支柱3の周面に押圧手段9,10を備えた圧入推進装置4を装着する。
前記押圧手段9,10を直下の補強枠16に係合し、該補強枠16を押下げるようにする。
【選択図】 図1
Description
請求項2の発明は、前記押圧手段を伸縮可能に構成し、該押圧手段を伸長して補強枠を押し下げ、前記補強枠を所定量沈下後、前記圧入推進装置を地上の橋脚等の支柱周面の下方へ位置替えするようにして、補強枠の沈下施工の容易化を図るとともに、地中の橋脚等の支柱周面に複数の補強枠を装着する際、各補強枠の押し下げ反力を確実に受け止め、補強枠の沈下作業を円滑かつ能率良く行なえるようにしている。
請求項4の発明は、前記刃口部を先細のテ−パ形状に形成し、該刃口部の近接位置に前記高圧流体を噴射するようにして、刃口部による掘削作用を増進し、補強枠の沈下能率を向上するとともに、刃口周辺の地盤に出現する岩石、礫等の障害物を沈下域の外部へ容易に排除し、補強枠の沈下時の事故発生を防止し、確実かつ安定した補強枠の沈下作業を得られるとともに、補強枠のセンタリングを促して、補強枠の円滑かつ垂直な沈下姿勢を得られるようにしている。
請求項6の発明は、前記補強枠の内側にガイドロ−ラを備えた複数のスペ−サを設け、前記ガイドロ−ラを橋脚等の支柱周面に係合または転動させ、前記補強枠を橋脚等の支柱周面に沿って移動させるようにして、補強枠の円滑な沈下動作と安定した垂直姿勢を得られるとともに、スペ−サと橋脚等の支柱周面との接触による沈下動作障害を防止し得るようにしている。
請求項7の発明は、前記地中の橋脚等の支柱周面に離間して単一または複数の補強枠を配置し、その空隙部を地上側に連通させて配置するようにして、補強枠と橋脚等の支柱周面との接触を防止し、補強枠を確実かつ安定して沈下し得るとともに、袋状チュ−ブの配置を実現可能にしている。
請求項9の発明は、前記袋状チュ−ブを橋脚等の支柱または補強枠の隅角部に配置し、前記充填材の固化後、単一または複数の補強枠と橋脚等の支柱とを一体的に係合させるようにして、積重した補強枠の位置ずれを防止し、補強枠による安定した耐震構造を得られるようにしている。
請求項10の発明は、前記隣接する袋状チュ−ブ間の空隙部に、コンクリ−トまたは間詰め用の砂を充填するようにして、コンクリ−トによって補強枠と橋脚等の支柱とを接合し、補強枠による強固な耐震構造を得られる一方、間詰め用の砂の充填によって、コンクリ−トの充填に比べ安価に施工できる利点がある。
請求項13の発明は、前記補強枠の内側にガイドロ−ラを備えた複数のスペ−サを設け、前記ガイドロ−ラを橋脚等の支柱周面に係合または転動可能にして、補強枠の円滑な沈下動作と安定した垂直姿勢を得られるとともに、スペ−サと橋脚等の支柱周面との接触による沈下動作障害を防止し得るようにしている。
請求項15の発明は、前記補強枠と橋脚等の支柱との間の空隙部で、前記補強枠または橋脚の隅角部に、充填材を注入可能な袋状チュ−ブを係合可能に配置し、積重構成の補強枠の位置ずれを防止し、補強枠による安定した耐震構造を得られるようにしている。
請求項2の発明は、前記押圧手段を伸縮可能に構成し、該押圧手段を伸長して補強枠を押し下げ、前記補強枠を所定量沈下後、前記圧入推進装置を地上の橋脚等の支柱周面の下方へ位置替えするようにしたから、補強枠の沈下施工の容易化を図れるとともに、地中の橋脚等の支柱周面に複数の補強枠を装着する際、各補強枠の押し下げ反力を確実に受け止め、補強枠の沈下作業を円滑かつ能率良く行なうことができる。
請求項3の発明は、最先行に沈下施工する補強枠の下端部に刃口部を設け、該刃口部を介して補強枠を地中に沈下するようにしたから、前記沈下動作を促進し、工期の短縮化を図ることができる。
請求項5の発明は、前記最先行に施工する補強枠を所定量沈下後、該補強枠の上部に次施工の補強枠を橋脚等の支柱を囲繞して積み重ね、該次施工の補強枠直上の橋脚等の支柱周面に圧入推進装置を装着し、該圧入推進装置を介して最先行および次施工の補強枠を一緒に沈下させるようにしたから、複数の補強枠を合理的かつ能率良く沈下させ、地中の橋脚等の支柱周面に装着することができる。
請求項7の発明は、前記地中の橋脚等の支柱周面に離間して単一または複数の補強枠を配置し、その空隙部を地上側に連通させて配置するようにしたから、補強枠と橋脚等の支柱周面との接触を防止し、補強枠を確実かつ安定して沈下し得るとともに、袋状チュ−ブの配置を具体的に実現することができる。
請求項8の発明は、前記地中に配置した補強枠と、橋脚等の支柱との間の空隙部に複数の袋状チュ−ブを上下方向に配置し、該チュ−ブにモルタル等の充填材を注入し固化させるようにしたから、セメント等に含有する有毒な六価クロムの溶出や充填材の漏出を防止し、地盤の汚染を防止することができる。特にこの効果は、高圧水の噴射によって地盤が緩み、六価クロムや充填材が地下水に溶出し易い状況下での事故発生を未然に防止し、周辺環境の汚染を防止し得る利点がある。
請求項10の発明は、前記隣接する袋状チュ−ブ間の空隙部に、コンクリ−トまたは間詰め用の砂を充填するようにしたから、コンクリ−トによって補強枠と橋脚等の支柱とを接合し、補強枠による強固な耐震構造を得られる一方、間詰め用の砂の充填によって、コンクリ−トの充填に比べ安価に施工することができる。
請求項12の発明は、前記圧入推進装置は、橋脚等の支柱の周面を圧接可能な一対の反力台枠と、該反力台枠に設置した伸縮可能な押圧手段とを備え、該押圧手段の先端部に、補強枠の上端部に係合可能なクランプを設けたから、橋脚等の支柱周面に圧接した反力台枠の摩擦力によって、補強枠を沈下させる際の反力を確実に受け止め、補強枠の確実かつ円滑な沈下動作を得られるとともに、前記クランプを介して押圧手段の押圧力を補強枠に確実に伝え、補強枠を確実に沈下させることができる。
請求項14の発明は、前記最先に沈下施工する補強枠の下端部に先細テ−パ形状の刃口部を設け、該刃口部の近接位置に前記高圧流体を噴射可能にしたから、刃口部による掘削作用を増進し、補強枠の沈下能率を向上するとともに、刃口周辺の地盤に出現する岩石、礫等の障害物を沈下域の外部へ容易に排除し、補強枠の沈下時の事故発生を防止し、確実かつ安定した補強枠の沈下作業を得られるとともに、補強枠のセンタリングを促して、補強枠の円滑かつ垂直な沈下姿勢を得られる効果がある。
請求項15の発明は、前記補強枠と橋脚等の支柱との間の空隙部で、前記補強枠または橋脚の隅角部に、充填材を注入可能な袋状チュ−ブを係合可能に配置したから、積重構成の補強枠の位置ずれを防止し、補強枠による安定した耐震構造を得られる効果がある。
15は地上柱部3aの表面に取り付けたゴム板等の滑り防止材で、該滑り防止材15上に反力台枠6,7が設置され、反力作用時の反力台枠6,7の滑りを阻止可能にしている。この場合、滑り防止材15の代わりに、反力台枠6,7の移動を阻止する剛性の支持部材を用いることも可能である。
前記補強枠16は橋脚3と略相似形断面の矩形管状に形成され、これは鋼板を略コ字形断面に屈曲した一対の枠片からなり、この一対の枠片を地上柱部3aを挟んで対向配置し、その対向端部を一対の継手17を介して連結している。
橋脚3の各部に装着する補強枠16は、基本的に同形かつ同様に構成され、このうち地下柱部3bの最下位置に装着する補強枠16に限り、その下端部に後述する刃口部を設けている。
前記補強枠16のうち、地下柱部3bの最下位置に装着する補強枠、したがって最先行に施工する補強枠16の下端部に、テ−パ状の刃口部23が設けられている。
前記振動機24は個別に作動を制御可能にされ、補強枠16の打設沈下を促すとともに、その打設姿勢を調整可能にされている。この場合、振動機24を補強枠16の上部各面の中央に取り付けることも可能である。
この場合、補強枠16の内周面に複数の高圧噴射管25を配管することも可能である。
図中、30は充填材29を供給可能な注入管で、注入材供給ポンプ(図示略)に連通している。
実施形態では補強枠16の外側面に高圧噴射管25を配管し、補強枠16の圧入域周辺の地盤31を広域に緩めることで、噴射管25を内側に配管する場合に比べ、補強枠16を円滑かつ容易に圧入し得るようにしている。
先ず、前記作業現場に地下柱部3bの最下位置に装着する左右一対の補強枠16を搬送し、該補強枠16は下端部に刃口部23を備え、該刃口部23を地盤31上に突き立て、この一対の補強枠16を橋脚3の地上柱部3aの基部周面に向き合わせて位置付け、それらの端部を継手17を介して連結する。この状況は図8のようである。
そして、一対の補強枠16を連結する場合は、相対する一対の継手17の係合爪18を適宜位置で噛合し、補強枠16の連結位置を調整後、これをボルト・ナット19を介して管状に連結する。
その際、一対の補強枠16と地上柱部3aとの間に一定の空隙部20を形成し、かつ各スペ−サ21のガイドロ−ラ22と地上柱部3aとの間に微小な裕度eを形成する。
設置する。
このうち、圧入推進装置4を設置する場合は、一対の反力台枠6を地上柱部3aを挟んで所定位置に配置し、該反力台枠6の両端部をタイロッド5を介して連結し、該反力台枠6を地上柱部3a周面に圧接する。
そして、反力台枠6の下面に二つの補助台枠8を取り付け、該補助台枠8に圧入ジャッキ10の伸縮ロッド側の一端を固定し、シリンダ側の端部をクランプ11の基部に固定する。
そして、反力台枠7の下面に圧入ジャッキ9の伸縮ロッド側の一端を固定し、シリンダ側の端部をクランプ11の基部に固定する。
この場合、地上柱部3aの表面に滑り防止材15を取り付け、該滑り防止材15上に前記反力台枠6,7を設置すれば、反力作用時の反力台枠6,7の滑り止めを強化し得る。
て複数の高圧噴射管25を配管し、該管25を高圧導管26を介して、施工現場に設置した高圧ポンプ27に接続する。
この場合、地盤31が固いときや粘土分が多いときは、図7(a)のように高圧噴射管25を増設して一様に配置し、地盤31が局所的に固い場合は、図7(b)のように固い位置に高圧噴射管25を偏在して配置し、高圧水の噴射位置を偏在させる。
そして、この後、補強枠16の上部周面の端部に、前記高圧噴射管25を避けて複数の振動機24を設置する。この状況は図3および図9のようである。
すなわち、油圧ユニット12を駆動し、加圧した圧油をジャッキ操作盤13を介して各圧入ジャッキ9,10へ送り込み、各圧入ジャッキ9,10を伸長作動させて、クランプ11を補強枠16の上端部に係合かつ押し付け、補強枠16の下動を推進するとともに、その反力を反力台枠6,7で支持させる。
このため、前記緩んだ地盤31中に補強枠16の刃口部23が進入し、圧入ジャッキ9,10の伸長変位分、補強枠16が圧入かつ沈下する。この場合、各一対の圧入ジャッキ9,10が補強枠16の上端部の等角度位置を押圧するから、前記圧入が能率良く、かつ補強枠16の垂直姿勢を保持して行なわれる。
この場合、各振動機24は補強枠1の端部側周面に設置されているから、中央部に設置された場合に比べて、振動機24の振動が減衰されずに補強枠1に確実に伝わり、補強枠16の円滑な圧入を増進する。
その際、岩石32周辺の地盤31は高圧水によって緩やかにされているから、前記岩石32の移動ないし排除が促され、前記障害物排除を円滑かつ速やかに行なえる。
そして、圧入ジャッキ9,10が所定ストロ−ク、実施形態ではフルストロ−ク伸長したところで、圧入推進装置4の設置位置を位置替えする。
このように前記位置替えは、圧入ジャッキ9,10の伸長変位によって行なわれるが、長尺の圧入ジャッキ9,10を用いる場合に比べ安価な設備で足り、しかも反力位置と反力の大きさを適宜設定できる利点がある。
そして、補強枠16を圧入ジャッキ9,10のフルストロ−ク伸長分圧入したところで、圧入推進装置4の設置位置を位置替えし、以降、これらの作業を繰り返し、補強枠16を圧入する。
そして、前記連結時に際しては、一対の補強枠16と地上柱部3aとの間に一定の空隙部20を形成し、かつ各スペ−サ21のガイドロ−ラ22と地上柱部3aとの間に微小な裕度eを形成する。
すなわち、油圧ユニット12を駆動し、加圧した圧油をジャッキ操作盤13を介して各圧入ジャッキ9,10へ送り込み、各圧入ジャッキ9,10を伸長作動させて、クランプ11を補強枠16の上端部に係合かつ押し付け、上段の補強枠16の下動を推進するとともに、下段の補強枠16を同動させて押し下げ、その反力を反力台枠6,7で支持させる。
このため、前記緩んだ地盤31中に下段の補強枠16の刃口部23が進入し、圧入ジャッキ9,10の伸長変位分、上下側の補強枠16が一緒に圧入され沈下する。
そして、圧入ジャッキ9,10が所定ストロ−ク、実施形態ではフルストロ−ク伸長したところで、圧入推進装置4を位置替えする。
こうして圧入推進装置4を、原位置より圧入ジャッキ9,10のフルストロ−ク伸長分下方へ移動して位置替えしたところで、油圧ユニット12とジャッキ操作盤13と高圧水ポンプ27を駆動し、前記補強枠16の圧入を再開する。
なお、地下柱部3b周面に補強枠16を上下三段に装着する場合は、前記二つの補強枠16を圧入後、上側の補強枠16上に三つ目の補強枠16を積み重ね、この最上段の補強枠16を前述同様に押圧して、中および下段の補強枠16と一緒に圧入する。
前記圧入後の補強枠16の状況は図18のようで、地下柱部3bの外側に空隙部20を介して補強枠16が圧入され、該補強枠16の内側の四隅にスペ−サ21とガイドロ−ラ22が位置している。
そして、前記開口部に注入管30を挿入し、該管30に連通する注入材供給ポンプ(図示略)を駆動して、モルタルやセメントミルク等の充填材29を注入する。この状況は図14のようである。
特にこの効果は、高圧水の噴射によって地盤31が緩み、六価クロムが水脈に流出する惧れを未然に防止し得る利点がある。
また、補強枠16と地下柱部3b周面との隅角部に充填材29を介入して、補強枠16を位置決めし拘束したから、補強枠16を容易に位置決めできるとともに、それらの間に一定の施工寸法誤差を許容し、施工の合理化を図れる。
また、上下の各補強枠16は互いに連結されていないから、前記地下柱部3bと補強枠16との離間構造と相俟って、地震発生時には各補強枠16が独自に揺動可能になり、各補強枠16ないし各補強枠16部位の橋脚16に作用する揺動変位を逃がして、これらを連結した構造のものに比べ、橋脚16の破壊を抑制し得る。
3a 地上柱部
3b 地下柱部
4 圧入推進装置
6 反力台枠
7 反力台枠
9 押圧手段(圧入ジャッキ)
10 押圧手段(圧入ジャッキ)
20 空隙部
21 スペ−サ
22 ガイドロ−ラ
23 刃口部
25 高圧噴射管
28 袋状チュ−ブ
29 充填材
31 地盤
Claims (15)
- 橋脚等の支柱を囲繞して配置する補強枠の周面に複数の高圧噴射管を設置し、前記補強枠を地盤に向けて支持し、前記高圧噴射管から高圧流体を地盤に噴射し、該地盤を緩めるとともに、前記補強枠を振動させて沈下し、前記補強枠を地中の橋脚等の支柱周面に装着する橋脚等の補強工法において、地上の橋脚等の支柱周面に押圧手段を備えた圧入推進装置を装着し、前記押圧手段を直下の補強枠に係合し、該補強枠を押下げることを特徴とする橋脚等の補強工法。
- 前記押圧手段を伸縮可能に構成し、該押圧手段を伸長して補強枠を押し下げ、前記補強枠を所定量沈下後、前記圧入推進装置を地上の橋脚等の支柱周面の下方へ位置替えする請求項1記載の橋脚等の補強工法。
- 最先行に沈下施工する補強枠の下端部に刃口部を設け、該刃口部を介して補強枠を地中に沈下する請求項1記載の橋脚等の補強工法。
- 前記刃口部を先細のテ−パ形状に形成し、該刃口部の近接位置に前記高圧流体を噴射する請求項3記載の橋脚等の補強工法。
- 前記最先行に施工する補強枠を所定量沈下後、該補強枠の上部に次施工の補強枠を橋脚等の支柱を囲繞して積み重ね、該次施工の補強枠直上の橋脚等の支柱周面に圧入推進装置を装着し、該圧入推進装置を介して最先行および次施工の補強枠を一緒に沈下させる請求項1記載の橋脚等の補強工法。
- 前記補強枠の内側にガイドロ−ラを備えた複数のスペ−サを設け、前記ガイドロ−ラを橋脚等の支柱周面に係合または転動させ、前記補強枠を橋脚等の支柱周面に沿って移動させる請求項1記載の橋脚等の補強工法。
- 前記地中の橋脚等の支柱周面に離間して単一または複数の補強枠を配置し、その空隙部を地上側に連通させて配置する請求項1記載の橋脚等の補強工法。
- 前記地中に配置した補強枠と、橋脚等の支柱との間の空隙部に複数の袋状チュ−ブを上下方向に配置し、該チュ−ブにモルタル等の充填材を注入し固化させる請求項7記載の橋脚等の補強工法。
- 前記袋状チュ−ブを橋脚等の支柱または補強枠の隅角部に配置し、前記充填材の固化後、単一または複数の補強枠と橋脚等の支柱とを一体的に係合させる請求項8記載の橋脚の補強工法。
- 前記隣接する袋状チュ−ブ間の空隙部に、コンクリ−トまたは間詰め用の砂を充填する請求項8または9記載の橋脚等の補強工法。
- 橋脚等の支柱を囲繞して配置する補強枠の周面に複数の高圧噴射管を設置し、前記補強枠を地盤に向けて支持し、前記高圧噴射管から高圧流体を地盤に噴射可能にするとともに、前記補強枠に設置した振動機を介して補強枠を振動し、前記補強枠を地中の橋脚等の支柱周面に装着可能にした橋脚等の補強装置において、地上の橋脚等の支柱周面に押圧手段を備えた圧入推進装置を移動可能に装着し、前記押圧手段を直下の補強枠に係合し、該補強枠を押下げ可能にしたことを特徴とする橋脚等の補強装置。
- 前記圧入推進装置は、橋脚等の支柱周面を圧接可能な一対の反力台枠と、該反力台枠に設置した伸縮可能な押圧手段とを備え、該押圧手段の先端部に、補強枠の上端部に係合可能なクランプを設けた請求項11記載の橋脚等の補強装置。
- 前記補強枠の内側にガイドロ−ラを備えた複数のスペ−サを設け、前記ガイドロ−ラを橋脚等の支柱周面に係合または転動可能にした請求項11記載の橋脚等の補強装置。
- 前記最先に沈下施工する補強枠の下端部に先細テ−パ形状の刃口部を設け、該刃口部の近接位置に前記高圧流体を噴射可能にした請求項11記載の橋脚等の補強装置。
- 前記補強枠と橋脚等の支柱との間の空隙部で、前記補強枠または橋脚等の支柱の隅角部に、充填材を注入可能な袋状チュ−ブを係合可能に配置した請求項11記載の橋脚等の補強装置。
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