JP2007107276A - 既設岸壁の改修補強方法およびその改修補強構造。 - Google Patents

Abstract

【課題】岸壁占有期間を可及的に短縮することができ、かつ条件に応じて既設矢板壁の係止位置を任意に設定可能で、充分な耐曲げモーメント強度を効果的に得ることができる既設岸壁の改修補強方法およびその改修補強構造を提供する。
【解決手段】矢板壁２をタイ材４を介して控え工６で支持してなる既設岸壁の改修補強方法であって、既設控え工６に沿わせてその近傍に適宜間隔を空けて複数の鋼管２０を所定深度まで立て込む鋼管立て込み工程と、立て込んだ該鋼管２０内部の所定高さ位置に削孔機２４を設置して、該鋼管２０内部から既設矢板壁２に向けて削孔を形成するとともに、該削孔内に鋼管２０側から新設のタイ材２６を挿通設置して該タイ材２６の両端をそれぞれ該鋼管２０と該既設矢板壁２とに止着するタイ材設置工程と、新設のタイ材２６の止着後に該鋼管２０内にコンクリート２２を充填するコンクリート充填工程とを有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は既設岸壁の改修補強方法およびその構造に係わり、特に、岸壁占有期間を可及的に短縮することができ、かつ条件に応じて既設矢板壁の係止位置を任意に設定可能な既設岸壁の改修補強方法およびその改修補強構造に関する。

港湾の岸壁構造として、図１（ａ），（ｂ）に示すように、岸壁面を形成する矢板壁２をタイ材４を介して陸上部に設けた控え工６にて支持するようにした矢板岸壁がある。

ところで、この様な矢板岸壁において、海底の浚渫による水深の増大化や耐震性の向上を図る等の為に改修補強が必要になることがある。従来こうした場合には、図２に示すように、矢板壁２に近接させて海側に仮設架台８（または作業台船）を設け、これに削孔機１０を搭載して海側から既設タイ材４の間に位置させて矢板岸壁に削孔を形成し、この削孔にアンカー１２を挿入設置して、その挿入端１２ａを安定した良好な地盤１４に定着するのが一般的であった（例えば、特開平１−１９８９２０号公報等参照）。

また、特開平１０−１５２８２１号公報には、既設の矢板壁の背後に近接して新規の鋼管杭を当該矢板壁よりも深く根入れして打設するとともに、後方地盤に既設の鋼管杭の相互間に新規な斜杭を控えとして打設し、これら新規の斜杭と矢板壁背後に設置した新規の鋼管杭との上端部同士をタイロッドで連結するようにした岸壁改造工法が提案されており、当該工法によれば、海側での施工を無くして陸上での施工で済む。
特開平１−１９８９２０号公報 特開平１０−１５２８２１号公報

しかしながら、上記前者の構成に係る既設岸壁の改修補強方法においては、工事中は岸壁が稼働できなくなり、加えて良好な地盤１４が深い処にある場合には、削孔長やアンカー長が長くなってしまい、工期・工費の面で不利であった。さらに、海側から削孔するので、アンカー１２の矢板壁４に対する固定点が上部になってしまい、もって曲げモーメントの減少効果が少なくなって、新規の矢板壁を打設せざるを得なくなることもあった。

また、上記後者の特開平１０−１５２８２１号公報に係る岸壁改造工法では、海側での施工は無くし得ても、既設の矢板壁の背後に近接して新規の鋼管杭を打設するだけでなく、新規の斜杭と矢板壁背後に設置した新規の鋼管杭との上端部同士をタイロッドで連結するので、岸壁上面を掘りおこさねばならず、その施工中は岸壁を稼働させることができない。また、タイロッドの矢板壁に対する固定点が上部になっているので、曲げモーメントの減少効果は少なく、充分な耐曲げモーメント強度を得難いといった問題がある。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、岸壁占有期間を可及的に短縮することができ、かつ条件に応じて既設矢板壁の係止位置を任意に設定可能で、充分な耐曲げモーメント強度を効果的に得ることができる既設岸壁の改修補強方法およびその改修補強構造を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係る既設岸壁の改修補強方法にあっては、矢板壁をタイ材を介して控え工で支持してなる既設岸壁の改修補強方法において既設の控え工の近傍に、周囲を鋼板で筒状に包囲して掘削した所定深度の立て坑を形成する立て坑形成工程と、該立て坑内の所定高さ位置に削孔機を設置して、該立て坑内部から既設の矢板壁に向けて削孔を形成するとともに、該削孔内に新たなタイ材を挿通設置して該タイ材の両端をそれぞれ該鋼板と該既設矢板壁とに止着する新設タイ材設置工程と、該新設タイ材の止着後に該立て坑内にコンクリートを充填するコンクリート充填工程と、を有することを特徴とする（請求項１）。

ここで、前記立て坑は前記既設控え工の岸壁側に設置される構成となし得る（請求項２）。
あるいは、前記立て坑は前記既設控え工の反岸壁側に設置される構成となし得る（請求項３）。

また、前記立て坑の外郭を形成する鋼板が非液状化層に所定深さ根入されて設置される構成となし得る（請求項４）。
また、前記立て坑が前記既設控え工に沿って適宜間隔を空けて複数設けられている構成となし得る（請求項５）。
また、前記立て坑の外郭を形成する鋼板が鋼管である構成となし得る（請求項６）。
また、前記立て坑の外郭を形成する鋼板が鋼矢板である構成となし得る（請求項７）。
また、前記新設のタイ材が前記立て坑の外郭を形成する鋼板から放射状に複数設けられている構成となし得る（請求項８）。

また、前記立て坑が前記既設控え工に沿って溝状に形成されるとともに、該立て坑の外郭を形成する鋼板が鋼矢板でなり、前記新設タイ材は既設タイ材間に位置されて所定の配設ピッチで複数並設されている構成となし得る（請求項９）。

本発明に係る既設岸壁の改修補強構造にあっては、矢板壁をタイ材を介して控え工で支持してなる既設岸壁の改修補強構造において、筒状に形成された鋼板の内部にコンクリートが充填されて既設の控え工の近傍に配され、下端部が所定深度まで打設されて立て込まれた新設の控え工と、該筒状の鋼板内部の所定高さ位置から既設の矢板壁に向けて延設され、両端が該鋼板と該矢板壁とに止着された新設のタイ材と、を有することを特徴とする（請求項１０）。

ここで、前記新設の控え工は前記既設控え工の岸壁側に設置されている構成となし得る（請求項１１）。
あるいは、前記新設の控え工は前記既設控え工の反岸壁側に設置されている構成となし得る（請求項１２）。
また、前記新設の控え工が非液状化層に所定深さ根入されて設置されている構成となし得る（請求項１３）。
また、前記新設のタイ材が前記新設の控え工の外郭を形成する鋼板から放射状に複数設けられている構成となし得る（請求項１４）。
また、前記新設の控え工が前記既設控え工に沿って適宜間隔を空けて複数設けられている構成となし得る（請求項１５）。
また、前記新設の控え工の外郭を形成する鋼板が鋼管である構成となし得る（請求項１６）。
また、前記新設の控え工の外郭を形成する鋼板が鋼矢板であること構成となし得る（請求項１７）。

また、前記新設の控え工が前記既設控え工に沿って連壁状に形成されるとともに、該控え工の外郭を形成する鋼板が鋼矢板でなり、前記新設のタイ材は既設タイ材間に位置されて所定の配設ピッチで複数並設されている構成となし得る（請求項１８）。

上述のように構成される本発明の既設岸壁の改修補強方法および改修補強構造によれば、陸上部の既設控え工の近傍に筒状に打設した鋼板内部から海側の既設矢板壁に向けて削孔して、この削孔を通じて当該鋼板と既設矢板壁とを新設のタイ材で連結固定し、その筒状の鋼板内にコンクリートを中詰め充填して新たな控え工とするので、施工に際して海側に仮設架台や作業台船を設ける必要が無いばかりか、既設矢板壁近傍の陸上部を掘りおこす必要もない。よって、改修補強工事に伴う岸壁占有時間の大幅な短縮化を図ることができ、もって岸壁稼働時間を可及的に確保することができるようになる。また、筒状の鋼板と既設矢板壁とを連結する新設のタイ材を条件に応じて任意の高さ位置に設けて連結することができ、既設矢板壁の効果的な補強を行って充分な耐曲げモーメント強度を得ることができる。

また、筒状の鋼板内にコンクリートが充填されてなる新設の控え工は、その剛性を高く形成することができるので、１本の新設の控え工に複数のタイ材を放射状等に設置することが可能で、当該新設の控え工の設置数を減らして、工期・工費の面で有利化が図れる。

また、新設の控え工の下端を非液状化層に所定長根入させることによって、液状化現象にも対処することが可能となる。

以下に本発明の実施の形態例について添付図面に基づいて詳述する。図３と図４は本発明に係る既設岸壁の改修補強方法および改修補強構造の第１の実施形態を示すものであり、図３（ａ）はその施工途中状態を示す縦断面図、（ｂ）はその平面図、図４は施工完了時の状態を示す縦断面図である。これらの図において、２は既設矢板壁、４は既設タイ材、６は既設控え工であり、既設矢板壁２はタイ材４を介して控え工６に支持されている。即ち、図１に示した矢板岸壁に対する改修補強の例を示している。

この改修補強にあたって、先ず最初の工程として、既設控え工６に沿ってその近傍に複数の立て坑１８が形成される。この立て坑１８は周囲を鋼板で筒状に包囲してその内部を掘削して形成される。本図示例の実施の形態では、上記立て坑１８の外郭を形成する鋼板には鋼管２０が用いられている。

上記鋼管２０は既設控え工６に沿って適宜間隔を空けて複数打設されて立て込まれる。当該図示例では、鋼管２０は既設控え工６に対してその前方の海側となる岸壁側に位置され、かつ所定のピッチで配設されている既設タイ材４の間に１つおきに配されている。つまり、鋼管２０の配設ピッチは既設タイ材４の配設ピッチの２倍となっている。また、各鋼管２０の下端部２０ａは液状化を生じることがない礫層等の非液状化層１５中に所定深さ根入れされて設けられる。そして、上記鋼管２０の立て込みが終了すると、その内部の土砂が掘削撤去されて立て坑１８が形成される。

上記立て坑形成工程が終了すると、次に新設タイ材設置工程が行われる。この新設タイ材設置工程では、先ず鋼管２０内部の所定高さまでコンクリート２２が打設される。ここで、当該打設面の高さ位置は土圧や海水の水圧によって矢板壁２が受ける曲げモーメントに影響を及ぼす諸条件を考慮して決定され、海底浚渫後の計画海底面の深度等に応じて算出する。

そして、所定高さ位置までコンクリート２２を打設して固化したならば、次にその打設面上に削孔機２４を設置して、鋼管２０内から岸壁側（海側）の既設矢板壁２に向けて掘削して削孔を形成し、この削孔内に新設のタイ材２６を挿通配置する。削孔は既設矢板壁２を貫通させて形成し、タイ材２６の先端２６ａはその既設矢板壁２を貫通させて海中に突出させる。

ここで、上記削孔は、例えば特開２００１−３３６３８９号公報等に示されているような小口径推進工法によって行う。この小口径推進工法についてその概略を説明すると、当該工法は立て坑から外管及び布設管を地中に押し込み、同時に外管の先端部のエアハンマ装置により地山を打撃掘削するものである。削孔機２４にはそのヘッドにセンタービットとドラムカッターとが装着されており、これらにより地盤を切削し、推進装置による推進と共にカッターフェイスの開口部から圧密された土砂を取り込む。切羽の地山保持は、ベースマシンでドラムカッターを地山に押し付け、切羽全面地山を圧密状態とすることと、切羽に水圧を加えることで行うようになっている。そして、当該工法によれば、直径２ｍ程の立て坑内に削孔機２４を設置して、直径１５ｃｍ程の小径の削孔を１００ｍ程の長さに亘って掘削可能である。また、ＴＶカメラ付き電子セオドライトによる位置測定システムと、偏心掘削方式による方向修正機能とを有していて、高精度の削孔の施工が可能となっている。

また、上記タイ材２６の挿通配置に先だって、既設矢板壁２における削孔の開尖予定位置の上下に腹起こし材２８を予め設置しておく。腹起こし材２８は２本のＨ型鋼２８ａ，２８ｂを上下に所定の間隔を空けて連結材（図示せず）によって一体的に連結形成されたものであり、既設矢板壁２の外面に取り付けたブラケット３０上に載置されて固定係止される。なお、既設矢板壁２にはその開尖予定位置に予め削孔を尖設して開口形成しておく方が良い。

そして、上記タイ材２６の先端２６ａが削孔から海側に突出されたならば、その先端２６ａを腹起こし材２８を介して既設矢板壁２に止着固定する。即ち、タイ材２６の先端２６ａには雄ねじ部を一体的に設けておき、この雄ねじ部を上下のＨ形鋼２８ａ，２８ｂに跨るスペーサ３２を介してナット３４で締結固定する。

また、既設矢板壁２の削孔と新設のタイ材２６との間、及び鋼管２０とタイ材２６との間とには止水材を設けて止水処理をする。爾後、削孔機２４を撤去して、タイ材２６の他端を鋼管２０の内面に止着固定する。この固定は上記先端部２６ａと同様のナットによる締結、或いは溶接等であってもかまわない。なお、上記新設のタイ材２６の挿通配置は海側から行うようにしても良い。

上記新設タイ材設置工程が終了したならば、次にコンクリート充填工程を行う。このコンクリート充填工程は、鋼管２０内にその全長に亘ってコンクリート２２を充填中詰めして、当該鋼管２０を新設の控え工１９としての機能を有した鋼管杭に形成するためにおこなわれるものである。即ち、鋼管２０は新設の控え工１９の外郭を形成するものとなる。

なお、鋼管２０の径は新設のタイ材２６を挿通する削孔の、鋼管２０内からの掘削作業性等を考慮すると太めにする必要があるが、既設タイ材４の配設ピッチとの兼ね合いもあって、φ２０００〜３０００ｍｍ程度とするのが望ましい。また、新設のタイ材２６はその長さが３０ｍ前後になるので地上からの連続供給を可能とするために、当該タイ材２６にはロープを使用することが望ましい。

図５と図６は本発明に係る既設岸壁の改修補強方法および改修補強構造の第２の実施形態例を示すものであり、図５（ａ）はその施工途中状態を示す縦断面図、（ｂ）はその平面図、図６は施工完了時の状態を示す縦断面図である。ここで、これらの図において、前述の第１の実施の形態例と同一の部材には同一の符合を付してその詳しい説明は省略し、以下にはその相違する点について詳述する。

図示するように、当該図示例では、新設の控え工１９となってその外郭を形成する鋼管２０は既設控え工６の背面である反岸壁側（反海側）に配されて、既設タイ材４，４間の位置に打設されて立て込まれる。また、鋼管２０は既設タイ材４の配設ピッチの２つ分を空けた３倍の配設ピッチで設けられている。さらに、鋼管２０は前述の第１の実施形態例よりも短く、その下端は非液状化層１５の上方で止まり、当該非液状化層１５には根入れされていない。これは、液状化現象を考慮する必要が無い場合の設定であり、液状化現象にも対処させる必要が有る場合には、その下端を非液状化層１５に所定深さ根入れさせる構成となすのは勿論のことである。

そして、１つの鋼管２０（新設の控え工１９）からは３本の新設のタイ材２６が既設矢板壁２に向けて延設されていて、それら３本のタイ材２６は既設控え工６を貫通して放射状に設けられている。また、それらタイ材２６の各先端２６ａはそれぞれ既設矢板壁２に対して、水平面視で既設タイ材４の止着点の中央部に延び、かつ３本のタイ材２６は既設矢板壁２に作用する曲げモーメントが最大となる部位に向けて下降傾斜されて配設されている。

また、鋼管２０（新設の控え工１９）を既設控え工６の背面に設けるので、当該鋼管２０を設置するにあたって、既設タイ材４と緩衝することがないので、その管径の大きさに制約を受けることがない。よって、かなり大径の鋼管を設けることができて、コンクリート２２の充填後には極めて高剛性の控え工たる鋼管杭に形成できる。よって１本の鋼管２０に複数のタイ材２６を止着固定しても充分に耐え得る強度を容易に確保し得る。

施工に際しては、前述した第１の実施の形態例と基本的に同様の、立て坑形成工程、新設タイ材設置工程、コンクリート充填工程とを順次に行うが、削孔機２４の設置にあたっては、鋼管２０内部にはコンクリートは打設する必要はなく、内部の土砂を撤去するだけとなし得、コンクリート２２の打設は最後に行えば良い。

図７は本発明に係る既設岸壁の改修補強方法および改修補強構造の第３の実施形態例を示すものである。この実施形態では、最終的に新設の控え工１９とされる立て坑１８の外郭を形成するために、筒状に打設される鋼板には上述の鋼管２０に代えて鋼矢板２１が用いられている。

即ち、上記鋼矢板２１は矩形に打設されて筒状に形成され、既設控え工６の岸壁側（海側）に位置されて、既設タイ材４，４間に設けられている。つまり、この第３の実施形態は、新設の控え工１９の外郭を形成することになる筒状の鋼板に鋼矢板２１を用いる以外は、図３，４に示した第１の実施形態に準ずるものであり、その施工に際しては、基本的に同様の、立て坑形成工程、新設タイ材設置工程、コンクリート充填工程とを順次に行う。

図８は本発明に係る既設岸壁の改修補強方法および改修補強構造の第４の実施形態例を示す平面図である。この第４の実施形態にあっても、立て坑１８の外郭を形成すべく筒状に打設する鋼板には鋼矢板２１が用いられているが、ここでは既設控え工６の反岸壁側（反海側）に位置されて、既設タイ材４，４間に設けられている。即ち、この第４の実施形態は、新設の控え工１９の外郭を形成することになる筒状の鋼板に鋼矢板２１を用いる以外は、図５，６に示した第２の実施形態に準ずるものであり、その施工に際しては、基本的に同様の、立て坑形成工程、新設タイ材設置工程、コンクリート充填工程とを順次に行う。

図９は本発明に係る既設岸壁の改修補強方法および改修補強構造の第５の実施形態例を示す平面図である。この第５の実施形態にあっても、筒状に打設する鋼板には、やはり鋼矢板２１が用いられるが、ここでは既設控え工６の反岸壁側（反海側）に位置され、かつ当該既設控え工６に沿って平行に配置されて横長の溝状に立て坑１８を形成するようにしている。即ち、この立て坑１８はコンクリート２２が打設された後に新設の控え工１９として形成されると、連壁状の形態を呈することになる。そして、この場合にあっては、新設のタイ材２６は既設タイ材４の配設ピッチの１つ分を空けた２倍の配設ピッチで設けられている。また、その施工に際しては、基本的に同様の、立て坑形成工程、新設タイ材設置工程、コンクリート充填工程とを順次に行う。

本発明の適用対象となる既設矢板岸壁の構造を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。 従来における既設矢板岸壁の補強方法および構造を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。 本発明に係わる既設岸壁の改修補強方法およびその改修補強構造の第１の実施の形態例を示すもので、（ａ）はその施工途中状態を示す縦断面図、（ｂ）はその平面図である。 上記第１の実施の形態例の施工完了時の状態を示す縦断面図である。 本発明に係わる既設岸壁の改修補強方法およびその改修補強構造の第２の実施の形態例を示すもので、（ａ）はその施工途中状態を示す縦断面図、（ｂ）はその平面図である。 上記第２の実施の形態例の施工完了時の状態を示す縦断面図である。 本発明に係わる既設岸壁の改修補強方法およびその改修補強構造の第３の実施の形態例を示す平面図である。 本発明に係わる既設岸壁の改修補強方法およびその改修補強構造の第４の実施の形態例を示す平面図である。 本発明に係わる既設岸壁の改修補強方法およびその改修補強構造の第５の実施の形態例を示す平面図である。

符号の説明

２ 既設矢板壁
４ 既設タイ材
６ 既設控え工
１５ 非液状化層
１８ 立て坑
１９ 新設の控え工
２０ 鋼管
２１ 鋼矢板
２２ コンクリート
２４ 削孔機
２６ 新設のタイ材
２８ 腹起こし材

Claims (18)

1. 矢板壁をタイ材を介して控え工で支持してなる既設岸壁の改修補強方法であって、
   既設の控え工の近傍に、周囲を鋼板で筒状に包囲して掘削した所定深度の立て坑を形成する立て坑形成工程と、
   該立て坑内の所定高さ位置に削孔機を設置して、該立て坑内部から既設の矢板壁に向けて削孔を形成するとともに、該削孔内に新たなタイ材を挿通設置して該タイ材の両端をそれぞれ該鋼板と該既設矢板壁とに止着する新設タイ材設置工程と、
   該新設タイ材の止着後に該立て坑内にコンクリートを充填するコンクリート充填工程と、
   を有することを特徴とする既設岸壁の改修補強方法。
2. 前記立て坑が前記既設控え工の岸壁側に設置されることを特徴とする請求項１に記載の既設岸壁の改修補強方法。
3. 前記立て坑が前記既設控え工の反岸壁側に設置されることを特徴とする請求項１に記載の既設岸壁の改修補強方法。
4. 前記立て坑の外郭を形成する鋼板が非液状化層に所定深さ根入されて設置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の既設岸壁の改修補強方法。
5. 前記立て坑が前記既設控え工に沿って適宜間隔を空けて複数設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の既設岸壁の改修補強方法。
6. 前記立て坑の外郭を形成する鋼板が鋼管であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の既設岸壁の改修補強方法。
7. 前記立て坑の外郭を形成する鋼板が鋼矢板であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の既設岸壁の改修補強方法。
8. 前記新設のタイ材が前記立て坑の外郭を形成する鋼板から放射状に複数設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の既設岸壁の改修補強方法。
9. 前記立て坑が前記既設控え工に沿って溝状に形成されるとともに、該立て坑の外郭を形成する鋼板が鋼矢板でなり、前記新設タイ材は既設タイ材間に位置されて所定の配設ピッチで複数並設されていることを特徴とする請求項３に記載の既設岸壁の改修補強方法。
10. 矢板壁をタイ材を介して控え工で支持してなる既設岸壁の改修補強構造であって、
    筒状に形成された鋼板の内部にコンクリートが充填されて既設の控え工の近傍に配され、下端部が所定深度まで打設されて立て込まれた新設の控え工と、
    該筒状の鋼板内部の所定高さ位置から既設の矢板壁に向けて延設され、両端が該鋼板と該矢板壁とに止着された新設のタイ材と、
    を有することを特徴とする既設岸壁の改修補強構造。
11. 前記新設の控え工が前記既設控え工の岸壁側に設置されていることを特徴とする請求項１０に記載の既設岸壁の改修補強構造。
12. 前記新設の控え工が前記既設控え工の反岸壁側に設置されていることを特徴とする請求項１０に記載の既設岸壁の改修補強構造。
13. 前記新設の控え工が非液状化層に所定深さ根入されて設置されていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の既設岸壁の改修補強構造。
14. 前記新設のタイ材が前記新設の控え工の外郭を形成する鋼板から放射状に複数設けられていることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の既設岸壁の改修補強構造。
15. 前記新設の控え工が前記既設控え工に沿って適宜間隔を空けて複数設けられていることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれかに記載の既設岸壁の改修補強構造。
16. 前記新設の控え工の外郭を形成する鋼板が鋼管であることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれかに記載の既設岸壁の改修補強構造。
17. 前記新設の控え工の外郭を形成する鋼板が鋼矢板であることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれかに記載の既設岸壁の改修補強構造。
18. 前記新設の控え工が前記既設控え工に沿って連壁状に形成されるとともに、該控え工の外郭を形成する鋼板が鋼矢板でなり、前記新設のタイ材は既設タイ材間に位置されて所定の配設ピッチで複数並設されていることを特徴とする請求項１２に記載の既設岸壁の改修補強構造。