JP2013057214A - 建築物の沈下修正工法 - Google Patents

Abstract

【課題】地盤沈下による建築物の沈下を鋼管杭の打ち込みにより修正する工法であって、掘削範囲が狭くてよく、作業効率に優れ、また、軟弱な地盤においてもコスト高を抑制することの可能な、建築物の沈下修正工法を提供する。
【解決手段】沈下した建築物の基礎に隣接する地面を掘削する掘削工程１００と、掘削工程１００により表出した基礎の垂直部に帯板状の補強材を取り付ける基礎補強工程２００と、掘削した地面の補強材と隣接する位置に、建築物の荷重を利用して鋼管杭を圧入する鋼管杭圧入工程３００と、地盤強化工程４００と、鋼管杭が建築物の荷重による限界まで圧入された後、沈下した建築物が水平状態となるように調整する調整工程５００と、調整工程５００により調整された状態で、補強材と鋼管杭とを連結する連結工程６００と、掘削した地面を埋め戻す埋め戻し工程７００とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築物の沈下修正工法に関するものである。

従来、地下水脈の渇水・変化や地震などの影響から地盤沈下が発生すると、建築物が沈下して、基礎や壁のひび割れや、窓やドア、ふすまの開閉が困難になるなどの被害が発生する。このような問題に対処するために、沈下した建築物の基礎の直下に鋼管杭を打ち込んで、基礎の下面と鋼管杭の上面との間にジャッキを入れて、沈下した建築物を持ち上げる工法が提案されている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照。）。

特開昭５４−７９９０５号公報 特開平８−２７８２９号公報 特開２００７−１８２７４１号公報

図１４乃至図１６を参照して、上記従来例に係る建築物の沈下修正工法について説明する。図１４は建築物を示す正面図、図１５は建築物の基礎を示す平面図である。また、図１６は従来例に係る建築物の沈下修正工法を示す断面図である。

図１４及び図１５に示すように、建築物８０は地面Ｇに埋設された基礎１０の上に構築されており、基礎１０は建築物８０の間取りに合わせて配置されている。ここで、地盤沈下により建築物８０の一部が沈下すると、基礎１０のうち沈下した部分を持ち上げて修正しなければならない。

従来工法においては、図１６に示すように、基礎１０の直下を大きく掘削し、鋼管杭３０を基礎１０の直下の地面に打ち込むとともに、基礎１０の下面と鋼管杭３０の上面との間にジャッキ４０を配置する。そして、建築物８０の荷重を利用して鋼管杭３０を地面に圧入していく。鋼管杭３０は途中で溶接などにより継ぎ足しながら圧入され、建築物８０の荷重による限界に達し、それ以上圧入されなくなる。そうすると、ジャッキ４０を操作して沈下した建築物８０を持ち上げて水平状態となるように調整する。その後、ジャッキに替えてスペーサー等を配置し、最後に掘削した地面を埋め戻して完了する。

しかしながら、上記従来工法においては、以下のような問題がある。まず、基礎１０を支持するための鋼管杭３０を基礎１０の直下に打ち込んで圧入していくため、最初に基礎１０の直下を大きく掘削しなければならない。また、基礎１０の直下での作業になるため鋼管杭３０の継ぎ足しなどが行いにくい。

さらに、鋼管杭３０を打ち込んでいく地盤が軟弱な場合、なかなか建築物８０の荷重による限界に達せず、深くまで圧入しなければならないためコスト高になる。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、地盤沈下による建築物の沈下を鋼管杭の打ち込みより修正する工法であって、掘削範囲が狭くてよく、作業効率に優れ、また、軟弱な地盤においてもコスト高を抑制することの可能な、建築物の沈下修正工法を提供するものである。

請求項１に係る発明の建築物の沈下修正工法は、沈下した建築物の基礎に隣接する地面を掘削する掘削工程と、前記掘削工程により表出した基礎の垂直部に帯板状の補強材を取り付ける基礎補強工程と、前記掘削した地面の前記補強材と隣接する位置に、前記建築物の荷重を利用して鋼管杭を圧入する鋼管杭圧入工程と、前記鋼管杭が前記建築物の荷重による限界まで圧入された後、沈下した建築物が水平状態となるように調整する調整工程と、前記調整工程により調整された状態で、前記補強材と前記鋼管杭とを連結する連結工程と、前記掘削した地面を埋め戻す埋め戻し工程とからなる。

請求項２に係る発明の建築物の沈下修正工法は、沈下した建築物の基礎に隣接する地面を掘削する掘削工程と、前記掘削工程により表出した基礎の垂直部に帯板状の補強材を取り付ける基礎補強工程と、前記掘削した地面の前記補強材と隣接する位置に、前記建築物の荷重を利用して鋼管杭を圧入する鋼管杭圧入工程と、前記圧入した鋼管杭の内側に前記鋼管杭よりも小径の内管を挿入し、前記内管に砂利を投入して前記鋼管杭の内側で上下動させて、前記内管の先端部から前記鋼管杭が圧入される地盤に砂利を放出して敷き固める地盤強化工程と、前記鋼管杭が前記建築物の荷重による限界まで圧入された後、沈下した建築物が水平状態となるように調整する調整工程と、前記調整工程により調整された状態で、前記補強材と前記鋼管杭とを連結する連結工程と、前記掘削した地面を埋め戻す埋め戻し工程とからなる。

請求項１及び請求項２に係る発明によれば、掘削工程において沈下した建築物の基礎に隣接する地面を掘削し、基礎補強工程において表出した基礎の垂直部に帯板状の補強材を取り付けるので、沈下による基礎の割れ等を補強することができる。

また、鋼管杭圧入工程において掘削した地面の補強材と隣接する位置に建築物の荷重を利用して鋼管杭を圧入するので、鋼管杭の圧入位置が基礎の直下ではなく、基礎の直下を大きく掘削する必要がない。従って、掘削範囲が狭くてよく、鋼管杭の継ぎ足しなどの作業効率にも優れている。また、基礎には帯板状の補強材を取り付けてあるので、鋼管杭の圧入時に、建築物の荷重を分散させることなく効率的に利用することができる。

また、鋼管杭が建築物の荷重による限界まで圧入された後、調整工程において沈下した建築物が水平状態となるように調整し、その状態で連結工程において補強材と鋼管杭とを連結するので、基礎に取り付けられた補強材と鋼管杭を連結して建築物の水平状態を維持することができる。

また、埋め戻し工程において掘削した地面を埋め戻すので、補強材や鋼管杭は地面に隠れてしまい目につきにくい。

また、請求項２に係る発明によれば、地盤強化工程において、圧入した鋼管杭の内側に鋼管杭よりも小径の内管を挿入し、内管に砂利を投入して鋼管杭の内側で上下動させて、内管の先端部から鋼管杭が圧入される地盤に砂利を放出して敷き固めるので、敷き固めた砂利により地盤を強化することができる。従って、地盤が軟弱であっても圧入する深さを比較的浅くすることができる。

以上本発明によれば、地盤沈下による建築物の沈下を鋼管杭の打ち込みにより修正する工法であって、掘削範囲が狭くてよく、作業効率に優れ、また、軟弱な地盤においてもコスト高を抑制することの可能な、建築物の沈下修正工法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る建築物の沈下修正工法を示す工程図である。 掘削工程を示す断面図である。 基礎補強工程を示す断面図である。 基礎補強工程を示す正面図である。 鋼管杭圧入工程を示す断面図である。 鋼管杭圧入工程を示す正面図である。 地盤強化工程を示す図である。 地盤強化工程を示す図である。 調整工程を示す正面図である。 連結工程を示す断面図である。 連結工程を示す正面図である。 連結工程を示す平面図である。 埋め戻し工程を示す断面図である。 建築物を示す正面図である。 建築物の基礎を示す平面図である。 従来例に係る建築物の沈下修正工法を示す断面図である。

次に、図１乃至図１３を参照して、本発明の実施形態に係る建築物の沈下修正工法について説明する。図１は、本実施形態に係る建築物の沈下修正工法（以下、「本工法」という。）を示す工程図である。本工法は、掘削工程１００、基礎補強工程２００、鋼管杭圧入工程３００、地盤強化工程４００、調整工程５００、連結工程６００、及び埋め戻し工程７００の各工程からなる。なお、地盤強化工程４００は、対象となる地盤の強度によっては行わなくてもよい。また、各図面には建築物の記載を省略してあるが、図１４に示すのと同様に、基礎１０の上には建築物８０が存在する。以下、各工程について詳細に説明する。

まず掘削工程１００について説明する。図２は、掘削工程１００を示す断面図である。図２に示すように基礎１０は、垂直部１１と水平部１２とからなる断面逆Ｔ字形となっている。掘削工程１００においては、沈下した建築物８０の基礎１０を持ち上げるために、持ち上げたい基礎１０に隣接する地面Ｇを掘削する。このとき、基礎１０の垂直部１１の垂直面が表出するように掘削する。

次に、基礎補強工程２００について説明する。図３及び図４はそれぞれ、基礎補強工程２００を示す、断面図及び正面図である。基礎補強工程２００においては、掘削工程１００により表出した基礎１０の垂直部１１に、帯板状の補強材２０を取り付ける。このとき、図４に示すように、沈下修正しようとする基礎１０の水平方向に沿って補強材２０を取り付ける。補強材２０としては例えば鉄製の平板を用い、図３に示すように複数のボルト２１により取り付けることができる。ただし、強度が確保できれば、他の部材、他の取り付け方法を用いてもよい。

次に、鋼管圧入工程３００について説明する。図５及び図６はそれぞれ、鋼管圧入工程３００を示す、断面図及び正面図である。鋼管圧入工程３００においては、掘削した地面Ｇの補強材２０と隣接する位置に、建築物８０の荷重を利用して鋼管杭３０を圧入する。本実施形態においては、建築物８０の荷重を利用して鋼管杭３０を圧入するために、ジャッキ４０及び圧入用治具５０を用いる。

圧入用治具５０は、図６に示すように、２本の柱部５３，５３を上辺部５２で連結したゲート型である。また、図５に示すように、柱部５３，５３の下端には基礎１０の水平部１２の下面に当接する支持部５１，５１が形成されている。

鋼管圧入工程３００においては、まず圧入用治具５０を基礎１０に隣接して配置する。このとき、図５及び図６に示すように、圧入用治具５０の配置場所では、圧入用治具５０の支持部５１を基礎１０の水平部１２の下面に挿入するために、地面Ｇを掘削する。ただし、支持部５１が挿入できればよいので、それほど大きく掘削する必要はない。また、圧入用治具５０の柱部５３，５３を通すために、基礎１０の水平部１２の一部を除去する。

そして、掘削した地面Ｇの補強材２０と隣接する位置に鋼管杭３０を配置する。補強材２０と隣接する位置としたのは、後述する連結工程６００において補強材２０と鋼管杭３０とを連結するためである。そして、鋼管杭３０の上面と、圧入用治具５０の上辺部５２の下面との間に、ジャッキ４０を配置する。

以上のように配置することにより、建築物８０の荷重は、基礎１０、圧入用治具５０、ジャッキ４０を介して鋼管杭３０に伝達され、鋼管杭３０は地面に圧入されていく。なお、鋼管杭３０は、適当な長さのものを用いながら、接続部材や溶接等により順次継ぎ足しながら圧入していく。図５及び図６においては、鋼管杭３１と鋼管杭３２が継ぎ足された様子が示されている。そして、鋼管杭３０が強固な地盤に到達して建築物８０の荷重による圧入が行われなくなる限界まで圧入していく。

次に、地盤強化工程４００について説明する。地盤強化工程４００においては、鋼管杭３０を圧入する地盤が軟弱な場合に、その地盤に砂利を放出して地盤を強化し、鋼管杭３０の圧入深さを浅くする。図７及び図８は、地盤強化工程４００を示す図である。なお、地盤強化工程４００は、対象となる地盤の強度によっては行わなくてもよい。

まず、鋼管杭３０を地面に圧入して強化すべき地盤に到達した後、図７に示すように、鋼管杭３０の内側に鋼管杭３０よりも小径の内管６０を挿入する。内管６０の先端部６１はテーパー状に縮径している。次に、図８（ａ）に示すように、内管６０に砂利６２を投入し、鋼管杭３０の内側で内管６０を上下させる。そうすると、図８（ｂ）に示すように、内管６０の先端部６１から鋼管杭３０が圧入される地盤に砂利６２が放出される。そして、図８（ｃ）に示すように、放出された砂利６２が、内管６０の先端部６１により軟弱な地盤の中で敷き固められて、徐々に地盤が強化される。そして、強化された地盤において、建築物８０の荷重による鋼管杭３０の圧入が行われなくなる限界に達するようになる。最後に内管６０を鋼管杭３０から引き抜く。なお、内管６０の先端部６１で砂利６２を敷き固めるときに、鋼管杭３０の圧入と同様に建築物８０の荷重を利用することができる。

次に、調整工程５００について説明する。図９は、調整工程５００を示す正面図である。本工法においては、沈下した建築物８０の基礎１０を持ち上げるために、複数の場所に鋼管杭３０を圧入していく。図９には、３カ所に鋼管杭３０を圧入したものを示している。それぞれの場所で鋼管杭３０を建築物８０の荷重による限界まで圧入すると、調整工程５００において、沈下した建築物８０が水平状態となるように、ジャッキ４０を操作して建築物８０を持ち上げていく。このとき複数のジャッキ４０を集中管理し、バランスを取りながら持ち上げる。

次に、連結工程６００について説明する。図１０、図１１、図１２はそれぞれ、連結工程６００を示す断面図、正面図、平面図である。連結工程６００においては、調整工程５００で調整された建築物８０の高さの状態を維持するために、補強材２０と鋼管杭３０とを連結する。本実施形態においては、補強材２０と鋼管杭３０とを連結部材７０を介して連結する。連結部材７０は、断面コ字状の鋼材であり、連結部材７０の凹部に鋼管杭３０が包み込まれるように溶接等により固定され、連結部材７０の背面が補強材２０に溶接等により固定される。なお、本実施形態では連結部材７０を用いたが、補強材２０と鋼管杭３０との連結方法は特に限定されない。また、鋼管杭３０の内部にはモルタルを流し込んで補強する。また、建築物８０を持ち上げた結果、基礎１０の下に隙間が生じるため、その部分にもモルタルを流し込む。

次に、埋め戻し工程７００について説明する。図１３は、埋め戻し工程７００を示す断面図である。埋め戻し工程７００においては、掘削した地面Ｇに土を入れて埋め戻す。このとき、補強材２０や鋼管杭３０が見えなくなるまで土を埋めることが好ましい。以上により、本実施形態に係る建築物の沈下修正工法が完了する。

本実施形態に係る建築物の沈下修正工法によれば、掘削工程１００において沈下した建築物８０の基礎１０に隣接する地面Ｇを掘削し、基礎補強工程２００において表出した基礎１０の垂直部１１に帯板状の補強材２０を取り付けるので、沈下による基礎１０の割れ等を補強することができる。

また、鋼管杭圧入工程３００において掘削した地面Ｇの補強材２０と隣接する位置に建築物８０の荷重を利用して鋼管杭３０を圧入するので、鋼管杭３０の圧入位置が基礎１０の直下ではなく、基礎１０の直下を大きく掘削する必要がない。従って、掘削範囲が狭くてよく、鋼管杭３０の継ぎ足しなどの作業効率にも優れている。また、基礎１０には帯板状の補強材２０を取り付けてあるので、鋼管杭３０の圧入時に、建築物８０の荷重を分散させることなく効率的に利用することができる。

また、地盤強化工程４００において、圧入した鋼管杭３０の内側に鋼管杭３０よりも小径の内管６０を挿入し、内管６０に砂利６２を投入して鋼管杭３０の内側で上下動させて、内管６０の先端部６１から鋼管杭３０が圧入される地盤に砂利６２を放出して敷き固めるので、敷き固めた砂利６２により地盤を強化することができる。従って、地盤が軟弱であっても圧入する深さを比較的浅くすることができる。

また、鋼管杭３０が建築物８０の荷重による限界まで圧入された後、調整工程５００において沈下した建築物８０が水平状態となるように調整し、その状態で連結工程６００において補強材２０と鋼管杭３０とを連結するので、基礎１０に取り付けられた補強材２０と鋼管杭３０を連結して建築物８０の水平状態を維持することができる。

また、埋め戻し工程７００において掘削した地面Ｇを埋め戻すので、補強材２０や鋼管杭３０は地面に隠れてしまい目につきにくい。

以上本実施形態に係る建築物の沈下修正工法によれば、地盤沈下による建築物８０の沈下を鋼管杭３０の打ち込みにより修正する工法であって、掘削範囲が狭くてよく、作業効率に優れ、また、軟弱な地盤においてもコスト高を抑制することの可能な、建築物の沈下修正工法を提供することができる。

１０ 基礎
１１ 垂直部
１２ 水平部
２０ 補強材
２１ ボルト
３０ 鋼管杭
４０ ジャッキ
５０ 圧入用治具
５１ 支持部
５２ 上辺部
５３ 柱部
６０ 内管
６１ 先端部
６２ 砂利
７０ 連結部材
８０ 建築物
１００ 掘削工程
２００ 基礎補強工程
３００ 鋼管杭圧入工程
４００ 地盤強化工程
５００ 調整工程
６００ 連結工程
７００ 埋め戻し工程
Ｇ 地面

Claims (2)

1. 沈下した建築物の基礎に隣接する地面を掘削する掘削工程と、
   前記掘削工程により表出した基礎の垂直部に帯板状の補強材を取り付ける基礎補強工程と、
   前記掘削した地面の前記補強材と隣接する位置に、前記建築物の荷重を利用して鋼管杭を圧入する鋼管杭圧入工程と、
   前記鋼管杭が前記建築物の荷重による限界まで圧入された後、沈下した建築物が水平状態となるように調整する調整工程と、
   前記調整工程により調整された状態で、前記補強材と前記鋼管杭とを連結する連結工程と、
   前記掘削した地面を埋め戻す埋め戻し工程とからなる建築物の沈下修正工法。
2. 沈下した建築物の基礎に隣接する地面を掘削する掘削工程と、
   前記掘削工程により表出した基礎の垂直部に帯板状の補強材を取り付ける基礎補強工程と、
   前記掘削した地面の前記補強材と隣接する位置に、前記建築物の荷重を利用して鋼管杭を圧入する鋼管杭圧入工程と、
   前記圧入した鋼管杭の内側に前記鋼管杭よりも小径の内管を挿入し、前記内管に砂利を投入して前記鋼管杭の内側で上下動させて、前記内管の先端部から前記鋼管杭が圧入される地盤に砂利を放出して敷き固める地盤強化工程と、
   前記鋼管杭が前記建築物の荷重による限界まで圧入された後、沈下した建築物が水平状態となるように調整する調整工程と、
   前記調整工程により調整された状態で、前記補強材と前記鋼管杭とを連結する連結工程と、
   前記掘削した地面を埋め戻す埋め戻し工程とからなる建築物の沈下修正工法。

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