JP2007247356A

JP2007247356A - 沈下地盤の補修方法

Info

Publication number: JP2007247356A
Application number: JP2006075960A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Muramoto; 勝己村本
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】土路盤上にてん充層を介して軌道を支持する省力化軌道や、路床上にてん充層を介して舗装層を支持する道路舗装等、てん充層を介して上部構造を地盤に支持させる構造体全般において、地盤の変形に起因して上部構造に不同沈下が生じたときにその不同沈下を修正する上で、再び地盤変状を起こす事態を防止する。
【解決手段】上部構造１を支持するてん充層２の下の地盤３に沈下が生じたときに、地盤３の表面を乾燥させると共に、てん充層２を上部構造１ごと上昇させ、前記てん充層２と前記地盤３との間の空隙４に補修用てん充材４をてん充する。
【選択図】図１

Description

本発明は例えば土路盤上にてん充層を介して軌道を支持する省力化軌道や、路床上にてん充層を介して舗装層を支持する道路舗装等、てん充層を介して上部構造を地盤に支持させる構造体全般において、地盤の変形に起因して上部構造に不同沈下が生じたときにその不同沈下を修正する沈下地盤の補修方法に関するものである。

例えばバラスト（砕石）を用いずに、土路盤上に形成されたセメント系やアスファルト系のてん充層上にまくらぎを設置する省力化軌道は、てん充層自体が砕石をてん充材で固めて形成されていることから、砕石上に直接、まくらぎを設置するバラスト軌道より道床劣化や軌道狂いが生じにくい等の利点を有している（特許文献１、２参照）。

特開平７−２９２６０４号公報（請求項１、段落００１０〜００２４、図１〜図３）特開平７−３１０３０２号公報（請求項１、段落０００９〜００２８、図２〜図５）

しかしながら、てん充層を支持する土路盤が軟弱地盤である場合のように、上載荷重の繰り返しによる変形を起し易い場合には土路盤の変形によってまくらぎに図６に示すような不同沈下が生じ、結果として軌道狂いが発生することがある。

図６に示す不同沈下を補修する方法としてはてん充層ごと軌道をジャッキアップし、てん充層と路盤との間に生じた空隙に再度、てん充材をてん充することが考えられる。ところが、変形を生じている路盤は表面が滞水し、軟弱化している可能性が高いため、単純にてん充層をジャッキアップし、てん充材を再てん充しても、軟弱層に接している箇所が水分を多く含む結果として強度不足を生じ、再び路盤変状を起こす可能性がある。

そこで、てん充層のジャッキアップに際しては路盤表面中の水を排除することが必要になるが、路盤表面を自然乾燥させる等のためにレールとまくらぎを一旦撤去するとすれば、工期の長期化と工費の上昇を招き、列車の運行を中断せざるを得ないことにもなる。

本発明は上記背景より、地盤の変形に起因して発生する上部構造の不同沈下に対する、てん充層固有の補修方法を提案するものである。

請求項１に記載の発明の沈下地盤の補修方法は、上部構造を支持するてん充層の下の地盤に沈下が生じたときに、前記地盤の表面を乾燥させると共に、前記てん充層を前記上部構造ごと上昇させ、前記てん充層と前記地盤との間の空隙に補修用てん充材をてん充することを構成要件とする。上部構造は省力化軌道におけるレールとまくらぎ、道路舗装における舗装層の他、基礎に支持される上部構造全般を含む。

図６に示す省力化軌道の場合、まくらぎはてん充層中に埋設される形でてん充層に支持され、レールはまくらぎに締結されているため、レールとまくらぎを含む上部構造はてん充層と一体となっている。このように省力化軌道に限らず、てん充層に支持された上部構造はてん充層と一体となっていることから、てん充層を上昇させれば上部構造を上昇させることができるため、上部構造を上昇させる上では必ずしもてん充層上の上部構造を解体する必要はない。請求項１では上部構造の解体をしないことで、路盤表面を自然乾燥させるためにレールとまくらぎを撤去する場合より作業は単純化される。

てん充層の上昇は上部構造と地盤表面間の空隙への補修用てん充材のてん充のために行われるから、てん充層の上昇作業と、地盤表面の乾燥作業の時期は問われず、地盤表面の乾燥後にてん充層を上昇させる場合と、てん充層を上昇させたまま地盤表面を乾燥させる場合がある。

てん充層を上部構造ごと上昇させた状態で、地盤表面を乾燥させることで、補修用てん充材が水分を過剰に含み、強度不足を生ずる事態が回避されるため、てん充後のてん充層に設計通りの強度を発現させ、再び地盤変状を起こす事態を防止することが可能になる。

請求項２に記載の発明の沈下地盤の補修方法は、上部構造を支持するてん充層の下の地盤に沈下が生じたときに、前記地盤の表面上の滞水を排出すると共に、前記てん充層を前記上部構造ごと上昇させ、前記てん充層と前記地盤との間の空隙に補修用てん充材をてん充することを構成要件とする。この場合も、地盤表面上の滞水の排出のためにてん充層の上昇が行われることから、てん充層の上昇作業と排水作業の時期は問われず、排水作業後にてん充層を上昇させる場合と、てん充層を上昇させたまま排水作業を行う場合がある。

てん充される補修用てん充材は余分な水分を含まなければ強度を発現するから、請求項２のように地盤表面上の滞水を排出し、水分を除去することによってもてん充される補修用てん充材の強度不足を回避することが可能である。請求項２の方法における滞水の排出は請求項１の方法における地盤表面の乾燥と併用されることもある。その場合、両作業は並行して、または相前後して行われる。

地盤表面が滞水し、沈下している地盤の表面を乾燥させる、もしくは地盤表面から排水することで、てん充される補修用てん充材に余分な水分を含ませる事態を回避するため、てん充後のてん充層に設計通りの強度を発現させ、再び地盤変状を起こす事態を防止することができる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は上部構造１を支持するてん充層２の下の路盤や基礎地盤等の地盤３に沈下が生じたときに、地盤３の表面を乾燥させると共に、てん充層２を上部構造１ごと上昇させ、てん充層２と地盤３との間の空隙４に補修用てん充材５をてん充する沈下地盤の補修方法の要領を示す。図１は省力化軌道の例を示しているため、ここではレール１ａとまくらぎ１ｂが上部構造１となるが、本発明で言う上部構造１にはこの他、道路舗装における舗装層や、基礎に支持される上部構造全般が含まれる。

上部構造１が図示するような省力化軌道の場合、てん充層２は地盤３上に敷設されるバラスト（砕石）６に包囲される形でまくらぎ１ｂの下に形成される。てん充層２は例えばまくらぎ１ｂの下層側のバラスト６上に敷かれた不織布等、適度の透水性を有するシート上にセメント系、もしくはアスファルト系のてん充材をてん充し、まくらぎ１ｂの下方と周囲に存在するバラスト６を固めて一体化させることにより形成される。てん充材はバラスト６を構成する個々の砕石を互いに接着させることで、多数の砕石からなるバラスト６を一体化させる。

図２は地盤３表面を乾燥させる操作と、地盤３表面上の滞水を排出する操作を併用した様子を示しているが、地盤３表面の乾燥作業と、滞水の排出作業は独立して行われる場合もある。乾燥の操作は排水の操作と並行して行われる他、排水の操作後に行われる。図２はてん充層２を上昇させる前に地盤３表面を乾燥させる場合を示しているが、てん充層２を上昇させた状態で地盤３表面を乾燥させる場合もある。

地盤３表面の乾燥は上部構造１を通じて空隙４まで送風管７を差し込み、空隙４内に温風等、空気を送り込むことにより行われる。図２では隣接するまくらぎ１ｂ、１ｂ間を通じて送風管７を差し込んでいるが、先端を空隙４まで到達させることができれば、送風管７の差し込み位置は問われない。

地盤３表面からの排水は空隙４内に例えば上部構造１の脇等からドレーン管８を差し込み、水をドレーン管８内に取り込み、上部構造１の外部へ排出することにより行われる。図２ではてん充層２の幅方向両側と地盤３表面との間に隙間を形成し、この隙間にドレーン管８を水平、またはほぼ水平に配置することにより空隙４内の水が自然に排出されるようにしているが、送風管７と同様にまくらぎ１ｂ、１ｂ間を通じてドレーン管８を挿入し、ポンプを用いて強制的に排水することもある。

送風による地盤３表面の乾燥には１日〜数日程度要するが、送風は例えば送風管７をレール１ａの下を通す等により列車の運行に影響を与えることなく、常時行えるため、列車の運行を休止させずに作業を遂行することができる。地盤３表面を乾燥させた後、図３に示すようにジャッキ９等を用い、てん充層２を上昇させた状態で、沈下している地盤３表面とてん充層２との間の空隙４に補修用てん充材５をてん充する作業が行われる。

てん充層２の上昇は例えば図３に示すようにてん充層２の幅方向両側にジャッキ９を差し込み、てん充層２と上部構造１をジャッキアップすることにより、またはリフトアップすることにより行われる。このとき、てん充層２と地盤３表面との間にジャッキ９の爪を差し込むのに十分な隙間がない場合には、図４に示すような爪に相当する昇降板９１が底板９２の厚み内に納まる形式のジャッキ９が使用される。

図４に示すジャッキ９はジャッキ本体部９０を支持する底板９２と、ジャッキ本体部９０の昇降操作に連動して昇降する昇降板９１からなり、昇降板９１が底板９２と同一、もしくはほぼ同一の厚さを有し、底板９２の中央部等、外周部に面しない領域に形成された開口９２ａに完全に納まる形をし、底板９２がてん充層２と地盤３表面との間の隙間に挿入されさえすれば、昇降板９１が上昇し、てん充層２を揚重できる構造となっている。

図５−（ａ）は底板９２がてん充層２と地盤３表面との間の隙間に挿入された様子を、（ｂ）は昇降板９１が上昇し、てん充層２を上昇させたときの様子を示している。底板９２の、挿入側の先端部分は隙間が小さい場合にも隙間に入り込めるよう、ジャッキ本体部９０側から先端側へかけて厚さが小さくなる楔形の形状をしている。隙間が小さい場合、底板９２はジャッキ本体部９０側から打撃されることにより隙間に叩き込まれる。

図３に示すようにジャッキ９がてん充層２と地盤３表面との間の隙間に挿入された状態で、てん充層２と地盤３表面間の空隙４に補修用てん充材５がてん充される。補修用てん充材５のてん充は図示するように上部構造１を通じて空隙４まで注入管１０を差し込むことにより行われ、上昇しているてん充層２と地盤３表面との間から余分な補修用てん充材５が漏出することによりてん充の完了が確認される。その後、補修用てん充材５の硬化により沈下地盤の補修作業が終了する。

沈下したてん充層を上昇させて沈下を修正し、てん充層と地盤表面間に補修用てん充材をてん充した様子を示した立面図である。てん充層と地盤表面間の空隙に送風し、また空隙内の水を排出している様子を示した図１に直交する方向の断面図である。てん充層を上昇させ、てん充層と地盤表面間に補修用てん充材をてん充しているときの様子を示した断面図である。てん充層と地盤表面間の隙間が小さい場合に適したジャッキを示した平面図である。（ａ）は図４に示すジャッキの底板をてん充層と地盤表面間の隙間に差し込んだときの様子を示した図３の拡大図、（ｂ）は昇降板を上昇させたときの様子を示した図３の拡大図である。地盤の沈下に伴い、てん充層と上部構造に沈下が生じたときの様子を示した立面図である。

１………上部構造
１ａ……レール
１ｂ……まくらぎ
２………てん充層
３………地盤
４………空隙
５………補修用てん充材
６………バラスト
７………送風管
８………ドレーン管
９………ジャッキ
９０……ジャッキ本体部
９１……昇降板
９２……底板
９２ａ…開口
１０……注入管

Claims

上部構造を支持するてん充層の下の地盤に沈下が生じたときに、前記地盤の表面を乾燥させると共に、前記てん充層を前記上部構造ごと上昇させ、前記てん充層と前記地盤との間の空隙に補修用てん充材をてん充することを特徴とする沈下地盤の補修方法。
上部構造を支持するてん充層の下の地盤に沈下が生じたときに、前記地盤の表面上の滞水を排出すると共に、前記てん充層を前記上部構造ごと上昇させ、前記てん充層と前記地盤との間の空隙に補修用てん充材をてん充することを特徴とする沈下地盤の補修方法。