JP2018003537A - 既設構造物の土間コンクリートの補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な作業で以って土間コンクリ−トと分散梁間を高強度に連結すること。【解決手段】変形した土間コンクリート１０と分散梁２０の間を連結する連結ボルト２１と、複数のアンカー脚６１と収束ナット６２を具備した開脚アンカー６０とを使用し、土間コンクリ−ト１０に開設した連結孔１７を開設した後に、土間コンクリート１０の下方に拡径空間４３を形成し、開脚アンカー６０を設置した拡径空間４３内に固結材を充填して拡径受圧版５２を形成し、拡径受圧版５２を介して土間コンクリート１０と連結ボルト２１の下部との間を高強度に連結する。【選択図】図８

Description

本発明は、工場やビル等の既設構造物の変形した既設構造物の土間コンクリートの補修技術に関し、特に補修に用いる分散梁と土間コンクリート間の連結強度を高めた土間コンクリートの補修方法に関するものである。

基礎砕石上へコンクリートを打設して構築した工場の土間コンクリ−トが支持地盤の不同沈下や圧密沈下等の理由で窪み変形することが知られている。
特許文献１には、架台と油圧ジャッキを一組としたジャッキアップ装置を使用して土間コンクリートの沈下を修正することが開示されている。
この補修技術は、土間コンクリートの一部を切断して切落し反力版とし、切落し反力版の上にジャッキを設け、ジャッキに門型状でその脚柱が反力版の周囲の土間コンクリートに固定された架台を載置し、その後、切落し反力版に反力を取ってジャッキにより架台を介して周囲の土間コンクリートを持ち上げ、切落し反力版の周囲に穿設したモルタル注入用の孔を通じて、切落し反力版の周囲の土間コンクリートと地盤との間に形成した間隙内にモルタルを充填し、充填モルタルが硬化した後に切落し反力版の上の空間にモルタルを充填して床レベルを水平に修正している。

また特許文献２には変形した土間コンクリートの複数箇所に開設した設置口に設置したジャッキと、変形した土間コンクリートに載置して該土間コンクリートと一体に連結した複数の分散梁とを組み合せた補修装置を使用し、支持地盤でジャッキの反力を得ながら、変形した土間コンクリ−トを機械的に持ち上げた状態で、土間コンクリ−トの下方の空隙に固結材を注入して土間コンクリートを低コストに補修する技術が開示されている。

特開２０００−１９９２３７号公報 特開２００７−１６２３５６号公報

従来の土間コンクリートの補修技術にはつぎのような問題点がある。
＜１＞修正予定の土間コンクリートを複数に区画し、区画単位で修正する特許文献１にあっては、施工が長期化するだけでなく、修正区画の土間コンクリートを持ち上げたときに隣り合う区間の土間コンクリートの境界部等にひび割れを生じる問題がある。
さらに、一区画の修正を行うに際し、架台と油圧ジャッキよりなるジャッキアップ装置を多数設置する必要があるため、使用機材数が多く、修正コストが嵩む。
くわえて区画毎にモルタルを充填する特許文献１では、先行充填した固化モルタルが後行モルタルを充填する際の障害となり、最終的に土間コンクリートの下方にモルタルの未充填箇所が空洞となって残り易いといった問題がある。
＜２＞特許文献２では、分散梁と土間コンクリ−トとの連結手段としてアンカーボルトを用いていた。
アンカーボルトの付着力には限界があることから、土間コンクリ−トのジャッキアップ重量がアンカーボルトの付着力を超えるとアンカーボルトが抜け出て分散梁と土間コンクリ−トの連結が外れるおそれがある。
分散梁と土間コンクリ−トの連結強度を高めるには、設置間隔を狭くして多数のアンカーボルトを設置することが考えられるが、コスト面と作業時間の両面で負担が増す。

本発明は以上の問題点を解決するために成されたもので、その目的とするところは、簡単な作業で以って土間コンクリ−トと分散梁間の連結強度を向上できる、既設構造物の土間コンクリートの補修方法を提供することにある。
さらに本発明では施工コストを削減しつつ施工効率を改善できる、既設構造物の土間コンクリートの補修方法を提供することにある。

本発明は、複数の連結ボルトを介して変形した土間コンクリートの上面に載置して該土間コンクリートと連結し、ジャッキに支承される分散梁と、土間コンクリートに開設した設置口に設置し、前記分散梁を押し上げるジャッキとを用い、分散梁を支承するジャッキにより変形した土間コンクリ−トを水平に持ち上げた後、土間コンクリ−トと支持地盤との間に形成された空隙に固結材を注入して土間コンクリートを高さ調整して修正する既設構造物の土間コンクリートの補修方法であって、土間コンクリートと分散梁の間を連結する連結ボルトと、複数のアンカー脚と、複数のアンカー脚の上部に設けた収束ナットを具備し、該収束ナットに連結ボルトの下端を螺着した開脚アンカーとを使用し、連結ボルトの設置位置に合せて土間コンクリ−トに連結孔を開設し、前記土間コンクリートの下方に連結孔と連通した拡径空間を形成し、前記連結孔を通じて拡径空間内に開脚アンカーを設置し、前記連結孔を通じて拡径空間内へ固結材を充填して土間コンクリートの下面に拡径受圧版を形成し、前記拡径受圧版を介して土間コンクリートと連結ボルトの下部との間を一体に連結するものである。
本発明の他の形態において、複数の傾斜したガイド溝を有するコーン状の開脚ガイドを使用し、前記連結孔を通じて拡径空間内へ開脚ガイドを設置した後に、開脚ガイドへ向けて開脚アンカーを押し込み、ガイド溝に沿わせて複数のアンカー脚を拡径空間内で開脚させるとよい。
本発明の他の形態において、分散梁を間に挟んで一対の連結ボルトを設け、分散梁の上面に載置した一対の受材を介して連結ボルトの上部を分散梁に連結する。
本発明の他の形態において、土間コンクリートの変形の中心部と、該中心部の周囲の複数箇所に開設した設置口に設置した複数のジャッキと、複数の連結ボルトを介して変形した土間コンクリートの上面に載置して該土間コンクリートと一体に連結し、前記複数のジャッキに支承される複数の分散梁と、前記土間コンクリートの変形の中心部の設置口を跨いで設置し、前記複数の分散梁の一端を連結する門形に組み立てた門形伝達梁とを使用し、変形の中心部の設置口と、前記中心部の周囲の複数の設置口とを跨ぐように、前記複数の分散梁を放射状に配置した後、複数の分散梁及び門形伝達梁を支承する複数のジャッキにより変形した土間コンクリ−トの上面を水平に持ち上げる形態を含む。
本発明の他の形態において、土間コンクリートに複数の注入孔を開設し、一部の注入孔を通じて、土間コンクリ−トの下方と支持地盤との間の空隙に固結材を注入する形態を含む。

本発明は少なくとも次のひとつの効果を奏する。
＜１＞土間コンクリートの下面に形成した拡径受圧版を介して土間コンクリートと連結ボルトの下部との間を強固に連結できるので、土間コンクリートのジャッキアップ時に分散梁と土間コンクリ−ト間の連結が外れることを確実に防止できる。
＜２＞土間コンクリートに対する連結ボルト１本当たりの連結強度が格段に向上することに伴い、分散梁に沿った連結ボルトの設置間隔を従来と比べて広くして全体の設置本数を削減できて、資材コストの削減と作業時間の大幅短縮が可能となる。
＜３＞分散梁と土間コンクリ−ト間の連結強度を高めたことにより、土間コンクリートの補修の施工コストを削減しつつ施工効率を大幅に改善できる。
＜４＞拡径受圧版に埋設した開脚アンカーが補強材として機能するため、拡径受圧版を高強度に形成できる。
＜５＞開脚ガイドを使用して開脚アンカーを開脚すると、開脚アンカーの安定性が高まるだけでなく、拡径受圧版の補強範囲をさらに広げることができる。
＜６＞土間コンクリートの変形した量に応じて、部分的な補修だけでなく、広範囲に亘る全面的な補修も可能である。

本発明に係る土間コンクリートの補修技術の実施の形態を説明するための平面図 ジャッキの設置工を説明するための土間コンクリートの断面図 図１におけるIII−IIIの断面図 相対向して配置した分散梁の間を門形伝達梁で接続した説明図 土間コンクリートのジャッキアップ工を説明するための土間コンクリートの断面図 土間コンクリート下方への固結材を注入する工程を説明するための土間コンクリートの断面図 土間コンクリ−トと分散梁の連結に用いる連結ボルト、開脚アンカー、開脚ガイドの斜視図 土間コンクリ−トと分散梁の連結方法の説明図で、（Ａ）は土間コンクリートの下方に開脚ガイドをセットするまでの説明図、（Ｂ）は土間コンクリートの下方で開脚アンカーを開脚させるまでの説明図、（Ｃ）は土間コンクリートの下面に設けた拡径受圧版を介して土間コンクリートを押し上げるまでの説明図 一対の受材を介して連結ボルトと分散梁を連結する分散梁の平面図 図９におけるＸ−Ｘの断面図

以下に図面を参照しながら、発明を実施するための形態について説明する。

［土間コンクリ−トの補修方法］
複数の分散梁２０と複数のジャッキ３０と等を用いて沈降した土間コンクリ−ト１０を補修することは特開２００７−１６２３５６号公報により公知であるため、以降に簡単に説明する。

＜１＞設置口の開設（図１，２）
支持地盤４０の不同沈下や圧密沈下に起因して、窪むように変形した土間コンクリ−ト１０の断面を示した図２を参照して説明する。
変形した土間コンクリ−ト１０を水平に補修するには、まず土間コンクリ−ト１０にジャッキ設置用の設置口１１，１２を開設する。
望ましくは、土間コンクリ−ト１０が最も変形して窪んだ箇所（変形の中心部）に設置口１１を一箇所設け、さらにこの設置口１１を中心とした放射位置に複数の設置口１２を開設する。

支持地盤４０が露出した設置口１１，１２内に鉄板、木板等の支承台１３を設置する。
設置口１１，１２は後述する分散梁２０を複数箇所で支承し得るように所定の間隔を隔てて複数設ける。

＜２＞ジャッキのセット（図１，２）
次に各設置口１１，１２内の支承台１３に油圧式、メカニカル式等のジャッキ３０をセットする。

＜３＞分散梁のセット（図３〜４）
変形した土間コンクリ−ト１０の上面に柱状を奏する複数の分散梁２０を載置する。この際、ジャッキ３０をセット済みの複数の設置口１１，１２に跨るように、各分散梁２０を放射状に向けて設置する。

＜４＞土間コンクリ−トと分散梁の連結
連結ボルト２１等を用いた分散梁２０と土間コンクリ−ト１０間の連結方法の詳細については後述する。

＜５＞門形伝達梁の設置
次に放射状に向けて載置した各分散梁２０が相対向する一方側に図４に拡大して示すような鋼材を門形に組み立てた門形伝達梁２３を掛け渡し、各分散梁２０の一方と門形伝達梁２３の間をボルト等で一体に連結する。

＜６＞ジャッキアップ（図５）
次に各設置口１１，１２内にセット済みの全てのジャッキ３０を一斉に伸張操作して土間コンクリ−ト１０を押し上げて水平にする。

中心部にセットしたジャッキ３０の伸張は、門形伝達梁２３を介して、放射状に配置した各分散梁２０へ伝わり、さらに各分散梁２０から土間コンクリ−ト１０へ押し上げ力として伝達される。
中心部から離れた位置にセットしたジャッキ３０の伸張は、放射状に配置した各分散梁２０へ直接伝わり、同様に各分散梁２０から土間コンクリ−ト１０へ押し上げ力として伝達される。

このように、変形した土間コンクリ−ト１０をジャッキ３０で直接押し上げるのではなく、複数の分散梁２０を介して押し上げるようにした。
そのため、変形した土間コンクリ−ト１０に対して、力が分散して伝達されるので、土間コンクリ−ト１０の一部に力が集中して作用することがなくなり、土間コンクリ−ト１０に大きな損傷を与えることなく安全確実に水平に押し上げることが可能となる。
しかも、ジャッキ３０は非常に細やかな伸縮ができるため、修正高さも自在に制御できるうえに、正確なレベル調整が可能であるあると共に、レベル調整作業に熟練を要しない。
土間コンクリ−ト１０の押し上げに伴い、土間コンクリ−ト１０の下面と支持地盤４０の間に空隙４１が形成される。

＜７＞仮支承（図５）
各設置口１１内から土間コンクリ−ト１０の下面と支持地盤４０の間に既製ブロック製の支承材１６を介装して土間コンクリ−ト１０を仮支承する。
また必要に応じて、土間コンクリ−ト１０の複数箇所に穿孔した注入用と注入確認用を兼ねた複数の注入孔１５を利用して、土間コンクリ−ト１０の下方に急硬性モルタルを塊状に注入し、硬化したコンクリート製の仮支承体５１により土間コンクリ−ト１０を複数箇所で仮支承する。

＜８＞資材の撤去
土間コンクリ−ト１０の仮支承を完了したら、ジャッキ３０を収縮して撤去すると共に、連結ボルト２１を取り外して分散梁２０や門形伝達梁２３を土間コンクリ−ト１０から切り離して撤去する。
土間コンクリ−ト１０に作用する載荷重は、支承材１６と硬化した仮支承体５１で支持する。

＜９＞固結材の充填（図５，６）
土間コンクリ−ト１０を仮支承した状態で、一部の注入孔１５を通じて土間コンクリ−ト１０の下方の空隙４１に固結材５０の注入を開始し、未使用の注入孔１５から固結材５０が溢れ出るまで注入する。
固結材５０としては流動性に富んだ流動化処理土、急硬性モルタル、生コンクリート等を使用できる。
最後に、各設置口１１，１２や注入孔１５、及び連結ボルト２１の設置跡に固結材を充填して補修を完了する。

＜１０＞他の施工方法
以上は、土間コンクリ−ト１０を支承材１６と硬化した仮支承体５１で仮支承した状態で固結材５０を注入した場合について説明したが、分散梁２０等を介してジャッキ３０で持ち上げた状態で土間コンクリ−ト１０の下方の空隙４１に固結材５０を注入するようにしてもよい。
本例にあっては、固結材５０が硬化した後に、ジャッキ３０や分散梁２０等を撤去することになる。

［土間コンクリ−トと分散梁の連結方法］
図７〜１０を参照しながら分散梁２０と土間コンクリ−ト１０の連結方法について説明する。

１．施工に使用する資材
分散梁２０と土間コンクリ−ト１０の連結作業には、連結ボルト２１と、開脚アンカー６０と、コーン状の開脚ガイド７０とを使用する。

＜１＞連結ボルト
連結ボルト２１は分散梁２０と土間コンクリ−ト１０の間を繋ぐ着脱可能なボルトであり、本例ではボルト軸の両端部におねじを形成した両軸ボルトを適用した形態を示す。

＜２＞開脚アンカー
開脚アンカー６０は土間コンクリート１０の下面に形成する拡径受圧版５２の補強材機能と、連結ボルト２１との連結機能を併有したアンカーである。
開脚アンカー６０は鋼棒製の複数のアンカー脚６１と、複数のアンカー脚６１の上部に設けた収束ナット６２を具備する。
アンカー脚６１の下部に外方へ屈曲されたフック部６３を形成している。
収束ナット６２には連結ボルト２１の下部２１ａが螺着可能である。
開脚アンカー６０の全高は土間コンクリ−ト１０の躯体厚より大きい寸法関係にある。

＜３＞開脚ガイド
開脚ガイド７０は開脚アンカー６０の複数のアンカー脚６１を強制的に開脚させるための治具である。
本例で示した開脚ガイド７０は、底板７１と、底板７１上に傾斜させて立設した複数の傾斜ガイド７２とからなる。複数の傾斜ガイド７２は開脚アンカー６０の複数のアンカー脚６１に対応して形成されている。
各傾斜ガイド７２にはアンカー脚６１の下部をスライド可能に収容するガイド溝７３が凹設されている。
開脚ガイド７０は本例で例示した形態に限定されず、開脚アンカー６０を押し込むことで複数の開脚アンカー６０を開脚できる溝状のガイド溝７３を有していればよい。

２．連結方法
既述した分散梁２０と土間コンクリ−ト１０の連結方法について説明する。土間コンクリート１０と砕石基礎４２の断面を示した図８において、理解をし易くするため分散梁２０の図示を省略している。

＜１＞連結孔の開設（図８（Ａ））
連結ボルト２１の設置位置に合せて土間コンクリ−ト１０に貫通した連結孔１７を開設する。

＜２＞拡径空間の形成（図８（Ａ））
連結孔１７を通じて土間コンクリート１０の直下の砕石基礎４２（支持地盤４０）を取り除いて連結孔１７と連通した拡径空間４３を形成する。
連結孔１７の径は開脚アンカー６０及び開脚ガイド７０を収容可能な寸法とする。
拡径空間４３は拡径受圧版５２を成形するための型枠空間となるため、その大きさは適宜選択する。

＜３＞開脚ガイドの設置（図８（Ａ））
連結孔１７を通じて拡径空間４３内へ向けて開脚ガイド７０を落とし込み、底板７１を拡径空間４３の底部に着床させる。

＜４＞開脚アンカーの圧入（図８（Ｂ））
連結孔１７を通じて未開脚状態の開脚アンカー６０を挿入して、開脚アンカー６０の各アンカー脚６１の下部を開脚ガイド７０のガイド溝７３に位置合わせする。
収束ナット６２に螺着した連結ボルト２１を通じて開脚アンカー６０を真下へ押し
込むと、ガイド溝７３に沿って降下しながら複数のアンカー脚６１が開脚する。
複数のアンカー脚６１を開脚させるのは、拡径受圧版５２の補強効果を高めるためである。

＜５＞拡径受圧版の成形（図８（Ｃ））
連結孔１７を通じて拡径空間４３内へ急硬性モルタル、捨てコン等の固結材を充填して土間コンクリート１０の下面に連結孔１７より大径で逆キノコ状の拡径受圧版５２を形成する。
拡径空間４３内に設置した開脚アンカー６０や開脚ガイド７０は埋め殺しとする。

＜６＞連結ボルトと分散梁の連結（図９，１０）
図９，１０に分散梁２０と連結ボルト２１の連結例を示す。
土間コンクリート１０の上面には分散梁２０を間に挟んで一対の連結ボルト２１，２１が突出している。
分散梁２０の上面に載置した一対の受材２２，２２の間に各連結ボルト２１の上部を挿通し、受材２２，２２に跨って設置した当板２４を介してナット２５を螺着することで、分散梁２０と連結ボルト２１の間を連結する。

＜７＞ジャッキアップ（図１０）
図５に示した全てのジャッキ３０を一斉に伸張操作して土間コンクリ−ト１０を押し上げる。
分散梁２０に生じさせた土間コンクリ−ト１０の押上力は、連結ボルト２１及び開脚アンカー６０を通じて逆キノコ状の拡径受圧版５２へ伝達される。
拡径受圧版５２は土間コンクリ−ト１０の連結孔１７の孔壁との間に付着力を生じているだけでなく、土間コンクリ−ト１０の下面とも直接接触している。
そのため、土間コンクリ−ト１０は拡径受圧版５２を介して押し上げられ、土間コンクリ−ト１０の下面と砕石基礎４２との間に空隙４１が形成される。
なお、ジャッキアップ以降の作業は既述した「仮支承」、「資材の撤去」、「固結材の充填」と同様である。

＜８＞土間コンクリ−トと連結ボルト間の連結力について（図１０）
上記したように連結ボルト２１に伝達した押上力は土間コンクリ−ト１０の下面に設けた拡径受圧版５２を通じて土間コンクリ−ト１０へ伝えられるので、連結ボルト２１と土間コンクリ−ト１０の間の連結強度が格段に高くなる。
そのため、ジャッキアップ時に連結ボルト２１が抜け出て分散梁２０と土間コンクリ−ト１０の連結が外れるおそれがなくなる。
分散梁２０に沿った連結ボルト２１の設置間隔を従来と比べて広くして全体の設置本数を削減できるから、資材コストの削減と作業時間の大幅短縮が可能となる。

１０・・・・・・土間コンクリート
１１，１２・・・設置口
１５・・・・・・注入孔
２０・・・・・・分散梁
２１・・・・・・連結ボルト
２２・・・・・・受材
２３・・・・・・門形伝達梁
２４・・・・・・当板
３０・・・・・・ジャッキ
４０・・・・・・支持地盤
４１・・・・・・空隙
５０・・・・・・固結材
６０・・・・・・開脚アンカー
６１・・・・・・アンカー脚
６２・・・・・・収束ナット
６３・・・・・・フック部
７０・・・・・・開脚ガイド
７１・・・・・・底板
７２・・・・・・傾斜ガイド
７３・・・・・・ガイド溝

Claims (4)

1. 複数の連結ボルトを介して変形した土間コンクリートの上面に載置して該土間コンクリートと連結し、ジャッキに支承される分散梁と、土間コンクリートに開設した設置口に設置し、前記分散梁を押し上げるジャッキとを用い、分散梁を支承するジャッキにより変形した土間コンクリ−トを水平に持ち上げた後、土間コンクリ−トと支持地盤との間に形成された空隙に固結材を注入して土間コンクリートを高さ調整して修正する既設構造物の土間コンクリートの補修方法であって、
   土間コンクリートと分散梁の間を連結する連結ボルトと、
   複数のアンカー脚と、複数のアンカー脚の上部に設けた収束ナットを具備し、該収束ナットに連結ボルトの下端を螺着した開脚アンカーとを使用し、
   連結ボルトの設置位置に合せて土間コンクリ−トに連結孔を開設し、
   前記土間コンクリートの下方に連結孔と連通した拡径空間を形成し、
   前記連結孔を通じて拡径空間内に開脚アンカーを設置し、
   前記連結孔を通じて拡径空間内へ固結材を充填して土間コンクリートの下面に拡径受圧版を形成し、
   前記拡径受圧版を介して土間コンクリートと連結ボルトの下部との間を一体に連結したことを特徴とする、
   既設構造物の土間コンクリートの補修方法。
2. 複数の傾斜したガイド溝を有するコーン状の開脚ガイドを使用し、土間コンクリートに開設した連結孔を通じて拡径空間内へ開脚ガイドを設置した後に、開脚ガイドへ向けて開脚アンカーを押し込み、ガイド溝に沿わせて複数のアンカー脚を拡径空間内で開脚させることを特徴とする、請求項１に記載の既設構造物の土間コンクリートの補修方法。
3. 分散梁を間に挟んで一対の連結ボルトを設け、分散梁の上面に載置した一対の受材を介して連結ボルトの上部を分散梁に連結したことを特徴とする、請求項１又は２に記載の既設構造物の土間コンクリートの補修方法。
4. 土間コンクリートの変形の中心部と、該中心部の周囲の複数箇所に開設した設置口に設置した複数のジャッキと、複数の連結ボルトを介して変形した土間コンクリートの上面に載置して該土間コンクリートと一体に連結し、前記複数のジャッキに支承される複数の分散梁と、前記土間コンクリートの変形の中心部の設置口を跨いで設置し、前記複数の分散梁の一端を連結する門形に組み立てた門形伝達梁とを使用し、変形の中心部の設置口と、前記中心部の周囲の複数の設置口とを跨ぐように、前記複数の分散梁を放射状に配置した後、複数の分散梁及び門形伝達梁を支承する複数のジャッキにより変形した土間コンクリ−トの上面を水平に持ち上げることを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の既設構造物の土間コンクリートの補修方法。

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