JP3084141B2 - 深礎工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、深礎（ライナープレー
ト）工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、深礎工法においては、地山を掘削
して掘削孔を形成し、同掘削孔内にライナープレートを
組立てているが、かかるライナープレートの外周面と掘
削孔と掘削孔の内周面との間には、ライナープレートの
厚さと、ライナープレート組立に必要なスペースと、ラ
イナープレート組立時や組立後ひずみ等により、１００
ｍｍ程度の間隙が生じており、かかる空隙を放置する
と、空隙背後の地山崩壊や移動がおこり、経時的に地盤
沈下が生じる。そのため、この空隙中にできるだけ早く
裏込め材を注入して、空隙背後の地山崩壊や移動の発生
を抑え、地盤沈下等の障害を防止するようにしている。

【０００３】そして、かかる裏込め材としては、モルタ
ルや水ガラス系懸濁型注入材を使用している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記裏込め
材として、モルタルや水ガラス系懸濁型注入材を使用し
た場合には、次のような問題があった。

【０００５】（１）モルタルを使用した場合 モルタルの硬化時間が長いために、空隙の注入時に
ライナープレートの継ぎ目や下部よりモルタルが漏出し
て、確実な充填が行えない。

【０００６】 モルタルの硬化時間が長いために、次
の掘削は硬化待ちをして行わなければならず、工期が長
くなる。

【０００７】 機械設備が大きいうえに、砂やセメン
ト等の材料置場を広く必要とする。

【０００８】 施工中のモルタルが荷重となって背面
の地山に作用し、同地山を崩壊して地盤沈下をまねく場
合があった。

【０００９】 背面の地山が崩壊した場合、荷重がラ
イナープレートに作用し、同ライナープレートが内側に
変形して、ライナープレートの組立が困難となったり、
無理に組立てても、必要内部空間が確保できない場合が
あった。

【００１０】（２）水ガラス系懸濁型注入材を使用した
場合 ミキサーを含む機械設備が大きい上に、水ガラスや
セメント等の材料置場を広く必要とし、しかも、注入専
門家が配合して注入する必要があるために、施工費が高
くなっていた。

【００１１】 硬化時間は１〜２分と短いものの、硬
化前は粘性および接着性に乏しいため、注入時にライナ
ープレートの継ぎ目や下部より漏出して、確実な充填が
行えない場合がある。

【００１２】 水ガラス系懸濁型注入材は硬化すると
柔軟性が乏しいため、ライナープレートに変形が生じた
場合は、以後のライナープレートの組立が困難になる場
合がある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、地盤
を掘削して掘削孔を形成し、同掘削孔内にライナープレ
ートを組立て、同ライナープレートの外周面と掘削孔の
内周面との間に形成される間隙中にウレタン発泡原液を
注入し、同ウレタン発泡原液を発泡させて、発泡ウレタ
ン層を形成することを特徴とする深礎工法を提供せんと
するものである。

【００１４】

【作用】深礎を施工する際に、地盤を掘削して掘削孔を
形成し、同掘削孔内にライナープレートを組立て、同ラ
イナープレートの外周面と掘削孔の内周面との間に形成
される間隙中にウレタン発泡原液を注入し、同ウレタン
発泡原液を発泡させて、発泡ウレタン層を形成する。

【００１５】この際、発泡ウレタンは、配合により強度
・発泡倍率・発泡硬化時間・流動性等の設定が可能であ
り、単位体積重量も25〜50kg／ｍ³ と超軽量であるため
に、荷重としての作用がほとんどなく地山崩壊による地
盤沈下防止に有利である。

【００１６】しかも、発泡して硬化するまでの時間が数
分と短く、周囲の地山やライナープレートと接着しなが
ら発泡するため、注入時にライナープレートの継ぎ目や
下部から漏出することが少ない。

【００１７】さらには、小規模の注入機械、小量の材料
で施工でき、発泡ウレタンに柔軟性があるために、ライ
ナープレートの組立も容易で施工性が良い。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。

【００１９】図１に示すＡは、本発明に係わる深礎工法
により施工した円形立坑であり、Ｇは地盤、１はライナ
ープレート、Ｕは発泡ウレタン充填層、２は盛土表層、
３は、コンクリート底盤層、４は栗石である。

【００２０】図２は、上記立坑Ａの部分拡大断面図であ
り、鋼製ライナープレート１は、円弧状に湾曲し、かつ
上下方向に波打ち状に形成されたライナープレート本体
部1aと、同ライナープレート本体部1aの周縁部に形成さ
れた連結用フランジ部1bとからなり、各ライナープレー
ト１は、連結用フランジ部1b,1b 同士を当接させると共
に、連結ボルト５により連結して、円周方向及び上下方
向に連結して筒状に土留壁として形成する。

【００２１】次に、本発明に係わる深礎工法により円形
立坑Ａを施工する方法を、図３に示す施工フロー図を参
照しながら説明する。

【００２２】 図３（イ）に示すように、地盤Ｇを掘
削して、一定深さＨ一定の直径Ｗを有する第１掘削孔６
を形成する。

【００２３】 図３（ロ）に示すように、第１掘削孔
６中において、ライナープレート１を連結して、一定高
さのリング状に形成する。

【００２４】 図３（ハ）に示すように、ライナープ
レート１の外周面と掘削孔６の内周面との間に形成され
る間隙中に、ウレタン注入装置７により硬質ウレタン発
泡原液８を注入すると共に発泡させて、発泡ウレタン充
填層Ｕを形成し、組立てたライナープレートを周囲地盤
に固定する。

【００２５】 図３（ニ）に示すように、発泡ウレタ
ン充填層Ｕの上面に、土砂を盛って盛土表層２を形成す
る。

【００２６】 図３（ニ）に示すように、掘削孔６の
底部を掘削して一定深さで第１掘削孔６の直径Ｗより小
さくライナープレートを組立てられる径の第２掘削孔10
を形成する。

【００２７】 図３（ホ）に示すように、第２掘削孔
10中において、ライナープレート１を連結して、一定高
さのリング状に形成する。

【００２８】 図３（ヘ）に示すように、ライナープ
レート１にウレタン注入孔（図示せず）を形成して、同
ウレタン注入孔よりライナープレート１の外周面と第２
掘削孔10の内周面との間に形成される間隙中に硬質ウレ
タン発泡原液８を注入すると共に、同硬質ウレタン発泡
原液８を間隙中にて発泡させて、発泡ウレタン充填層Ｕ
をライナープレート裏込め層として形成する。

【００２９】 図３（ト）に示すように、さらに、第
３掘削孔11を形成し、上記（ニ）（ホ）（ヘ）と同様
に、筒状に連結して形成したライナープレート１の外周
面と第３掘削孔11の内周面との間に形成される間隙中に
発泡ウレタン充填層Ｕをライナープレート裏込め層とし
て形成する。

【００３０】 図３（ト）に示すように、第３掘削孔
11の底部に栗石を敷き、その上にコンクリートを打設し
てコンクリート底盤層３を形成する。

【００３１】このように、ライナープレート１の外周面
と第１・第２・第３掘削孔６，10，11の各内周面との間
に形成される間隙中に充填する裏込め材として、配合に
より強度・発泡倍率・流動性等の設定が可能な硬質発泡
ウレタンを使用して発泡ウレタン充填層Ｕを形成するこ
とにより、立坑Ａ施工性を大幅に向上させることができ
る。

【００３２】ここで、発泡ウレタン層Ｕを形成する硬質
発泡ウレタンは、(1) 軽量性、(2)施工性、(3) 充填
性、(4) 複合構造性、(5) 自立性、(6) 耐水性、(7) 強
度特性、(8) 透水・吸水特性、(9) 耐熱性、(10)耐薬品
性、(11)衝撃吸収性、に対して以下のような特徴を有す
るものである。

【００３３】(1) 軽量性 単位体積重量が25〜50kg／ｍ³ と超軽量（土砂・コンク
リートの約1/50）で、軟弱地盤の沈下・支持力不足問題
解決に有効。

【００３４】(2) ウレタン発泡原液をホース圧送して、
20〜40倍に発泡させて充填・埋戻しができる。小さな設
備、少量の材料で、短時間に大量の施工が可能であり、
非常に施工性が良い。

【００３５】(3) 充填性 ウレタン発泡原液は、数十倍に発泡した後硬化するた
め、空隙を下部より順次充填することができ、非常に充
填性が良い。

【００３６】(4) 複合構造性 発泡ウレタンは、自己接着性に優れ、またライナープレ
ート等の対象物になじんで接着固化するため、複合構造
体としての一体化が図れる。また、鉄筋等が容易に組込
めるため、より一層の強固な構造体の造成が可能であ
る。

【００３７】(5) 自立性 ウレタン発泡原液を、硬化したウレタン発泡体に接して
新たに発泡させると、相互に接着して一体化し、弱線の
ない連続したマス（塊）となるため、発泡構造体は自立
壁として利用できる。

【００３８】(6) 耐水性 独立気泡を内蔵した発泡体であり、化学的に安定である
ため、水による劣化はない。

【００３９】(7) 強度特性 30〜40倍発泡の発泡ウレタンで、約2kgf／ｃｍ² の一軸
圧縮強度があり、配合によりさらに大きな強度の発泡体
を形成でき、裏込め材料としての必要強度は十分であ
る。

【００４０】(8) 透水性 独立気泡の発泡体の場合、透水性はない。

【００４１】(9) 耐熱性 80℃以下では、通常の使用に問題はない。

【００４２】(10) 耐薬品性 一般的に酸・アルカリに抵抗性を持ち、ガソリンや灯油
等にも溶解しない。

【００４３】(11) 衝撃吸収性 良好な衝撃吸収性を持つ。

【００４４】また、ウレタンに骨材を混入して発泡ウレ
タン裏込め層Ｕを形成することにより、高価なウレタン
の使用量を減量させると共に、強度を増大させることが
できる。

【００４５】この際、骨材としては、産業廃棄物である
各種発泡樹脂片、各種プラスチック片、タイヤ片、及び
木材片等を有効利用することも、また、コンクリート
塊、アスファルト塊、軽石、及び砕石等の内、少なくと
も一種類を使用することもできる。

【００４６】この裏込め層Ｕには、鉄筋等の補強材を容
易に配設し、強度を増大させることができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明では、間隙中でウレタン発泡原液
を発泡させて充填するようにしているために、材料・施
工性・柔軟性の点より、それぞれ次のような効果が得ら
れる。

【００４８】〔材料〕 硬質発泡ウレタン原液を発泡させた発泡ウレタン
は、30〜40倍発泡の場合で、単位体積重量が約30kg／ｍ
³ と超軽量であるが、一軸圧縮強度は約2kgf／ｃｍ² あ
り、裏込め材料としての必要強度は十分満足している。

【００４９】 配合により、強度・発泡倍率・発泡時
間・流動性等の設定が可能である。

【００５０】 湧水に対しても、水対応の配合が可能
である。

【００５１】 配合には、ウレタン発泡原液のみを使
用し、水等他の材料は不要である。

【００５２】〔充填性〕現場注入されたウレタン発泡原
液は、数十倍に発泡した後硬化するため、空隙を下部よ
り順次充填することができ、非常に充填性が良く、充填
範囲の限定も容易である。

【００５３】〔施工性〕現場で20〜40倍に発泡しながら
充填するので、小さな設備少量の材料で施工が可能であ
り、非常に施工性が良い。

【００５４】〔柔軟性〕 繰返し一軸圧縮試験において、軸ひずみ約５％まで
弾性体の性質があり、他の裏込め材と比較して柔軟性に
富む。

【００５５】従って、ライナープレート組立において非
常に有利であり、背面地山崩壊等の緊急時施工に対応性
が高い。

【００５６】 ライナープレート側にシート材又は塗
布剤処理を施して発泡させれば、ライナープレートの取
り外しが容易となり、ライナープレートの再利用ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる深礎工法により施工した立坑の
断面側面図。

【図２】同立坑の一部拡大断面図。

【図３】同立坑の施工フロー図。

【符号の説明】

Ａ 立坑 Ｕ 発泡ウレタン充填層 １ ライナープレート ２ 盛土表層 ３ コンクリート底盤層 ４ 栗石

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤を掘削して掘削孔を形成し、同掘削
   孔内にライナープレートを組立て、同ライナープレート
   の外周面と掘削孔の内周面との間に形成される間隙中に
   ウレタン発泡原液を注入し、同ウレタン発泡原液を間隙
   中にて発泡させて、発泡ウレタン層を形成することを特
   徴とする深礎工法。