JP3425762B2 - 柱状構造物の補強方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、橋脚および基礎
（例えば、ケーソン、ＰＣウェル、コンクリート杭、鋼
管杭など）、その他の柱状構造物の地中に埋設されてい
る部分の補強（補修）方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高架橋の橋脚その他の柱状（または杭
状）構造物では、耐震性を高めるためや、地震等により
生じた亀裂の補修のために、各種の補修、補強がなされ
ている。

【０００３】特に、補強対象の大多数を占めるコンクリ
ート杭の橋脚にあっては、地震による倒壊の主たる原因
は、亀裂等を初期原因とする断面形状の変形、杭外周面
から外方への膨出破壊などにより、杭本来の強度が減殺
されることである。

【０００４】したがって、コンクリート杭が地震等によ
る垂直力、水平力によっても初期断面形状を保持できる
ように、杭の外周面をある程度の強度のある材料で拘束
してあれば、コンクリート杭の本来の強度を保持でき、
既設のコンクリート杭の持つ強度でも、阪神地震規模の
大地震にも十分耐えることがコンピュータによるシミュ
レーションや実験の結果、解明されている。

【０００５】このような観点からなされる従来の補強方
法として、つぎの〜の方法が採られている。すなわ
ち、

【０００６】 柱状構造物の周囲を鋼板で被覆し、鋼
板と柱状構造物との隙間に、コンクリート、モルタル、
樹脂等の充填材を充填する方法。 柱状構造物の周囲に型枠を配設して、型枠と柱状構
造物との隙間に、コンクリートを打設する方法。

【０００７】 柱状構造物の周囲に垂直方向に補強用
炭素繊維シートを張り付けることによって、曲げに対す
る強度を高め、さらに、その上から水平方向にせん断補
強用炭素繊維シートを張り付けることによって、せん断
力を高めて膨出破壊耐力を向上する方法、等がある。

【０００８】本発明は、前記の方法の改良に関するも
のである。の方法では、柱状構造物の地中に埋設され
ている部分を補強するのに、埋設部の周辺の地中を比較
的深く、かつ広く掘削して作業空間を形成して補強作業
を行っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この方法で
は、地中を広く掘削して作業空間を形成するのに、多大
の手間がかかり、さらに作業終了後、その作業空間を埋
め戻すためにも手間がかかるので、補強作業はきわめて
非能率的であり、これらに要する人件費その他で、補強
費の大幅なコストアップにつながるという欠点があっ
た。

【００１０】そこで、本発明は柱状構造物の、特に地中
埋設部分の補強を能率よく行える補強方法の提供を目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は次のように構成する。

【００１２】第１の発明は、柱状構造物の地中に埋設さ
れた部分の外周を鋼板ブロックにより被覆する補強方法
において、柱状構造物の外周に複数の鋼板部材を当てが
って互いの接合端部を接合して鋼板ブロックを形成し、
前記鋼板ブロックの上端縁に、柱状構造物および鋼板ブ
ロックと同軸に設置され、柱状構造物に対する鋼板ブロ
ックの同軸性を確保する芯合わせ手段を設けた押圧部材
と、当該押圧部材上に設置されると共に、地中に埋設の
アンカーから上方に延びるテンション伝達用のロッドに
端部を固定可能にした油圧ジャッキとを備える圧入装置
を組み立て設置し、前記油圧ジャッキを伸長操作するこ
とで鋼板ブロックを押し下げて地中に圧入し、前記鋼板
ブロックを所定量圧入後に前記圧入装置を分解除去する
と共に、当該鋼板ブロックの上端縁につぎの鋼板ブロッ
クを接合して継ぎ足し、ついで、継ぎ足した前記鋼板ブ
ロックの上端縁に前記圧入装置を組み立て設置し、前記
油圧ジャッキの伸長操作で先に接合の鋼板ブロックを押
し下げて地中に圧入し、前記鋼板ブロックの形成、圧入
装置の組み立て設置、鋼板ブロックの圧入、圧入装置の
分解除去および、鋼板ブロックの継ぎ足し施工工程の繰
り返しで鋼板ブロックを圧入することを特徴とする。

【００１３】

【００１４】第２の発明は、第１の発明の柱状構造物の
補強方法であって、前記鋼板ブロックの下端部で、かつ
当該鋼板ブロックと柱状構造物との間において、下向き
などに高圧ジェット水を噴出しながら鋼板ブロックを押
し下げることを特徴とする。

【００１５】第３の発明は、第１又は第２の発明の柱状
構造物の補強方法であって、前記鋼板ブロックと柱状構
造物との間の隙間を高圧ジェット水で洗浄したのち、こ
の間隙にモルタル等の充填材を充填することを特徴とす
る。

【００１６】本発明によれば、従来のように、柱状構造
物の地中埋設部の周囲を掘削して、この柱状構造物を被
覆する補強用の鋼板ブロックを組立てるための作業空間
を作る作業および、施工後に作業空間を埋め戻す作業な
ど、手間のかかる作業が一切不要となるので、鋼板ブロ
ックにより柱状構造物の地中埋設部を補強する作業を能
率よく行える。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１〜図９
を参照して説明する。

【００１８】図１（Ａ）は、柱状構造物としてのコンク
リート製の橋脚の地中部分の周囲を鋼板ブロックで被覆
する補強の施工状況の第１施工工程を示す正面図、
（Ｂ）は、同（Ａ）のＣ部の拡大図、図２は図１（Ａ）
のＤ−Ｄ断面図である。また、図３、図４は押圧版の平
面図と断面図である。図５〜図９は第２〜第６施工工程
各作業段階の施工状態を示す断面図である。

【００１９】以下に、橋脚の地中部分を補強する施工工
程を順を追って説明する。

【００２０】まず、図１〜図４によって説明する。図
１、図２に示す第１施工工程では、橋脚３の周囲を被覆
する鋼板ブロック１の形成および、これを地中に圧入す
る圧入装置２のセットアップ作業を行う。図１に示すよ
うに、橋脚３は地中に所定量埋設されて橋桁４を支持し
ている。

【００２１】橋脚３を被覆する鋼板ブロック１は、例え
ば、橋脚３の円形断面の周りを半円形に曲げ形成した２
つの鋼板部材１ａ（例えば厚さ９ｍｍ程度）で取囲み、
さらに、この鋼板部材１ａ同士の両端縁を突き合わせた
うえ、その両端縁を橋脚３の長手方向に沿って溶接して
一体化し、所定長の中空円筒状としてを形成する。こう
して、第１ロットの鋼板ブロック１が橋脚３を囲んで配
置される。なお、鋼板ブロック１の形成方法は、溶接構
成によらずに、例えば、半円形に曲げ形成した２つの鋼
板部材１ａの上下端縁および周方向両端縁にフランジを
設け、このフランジを突き合わせてボルト締めにより鋼
板ブロック１を形成してもよい。

【００２２】前述のようにして鋼板ブロック１を成形し
たうえ、次いで、長方形の板状の押圧板５（押圧部材）
を鋼板ブロック１の上端縁に載置し、これを押圧可能に
設置する。押圧板５は、図３、図４に示すように、左右
に２分割可能な２部材５ａ、５ａで構成され、鋼板ブロ
ック１の上端縁に両部材５ａ、５ａの接合部を突き合わ
せ載置した状態で、当該両部材５ａ、５ａをボルト６に
より一体化する。両部材５ａ、５ａを一体化したとき、
押圧板５の中央部に形成される孔７（芯合わせ手段）を
橋脚３の周囲に沿わせることにより、橋脚３に対して押
圧板５が芯出しされて、位置決めされる。

【００２３】また、図１（Ｂ）に示すように、押圧板５
の下面には前記の孔７と同芯に芯出し用の突起８（芯合
わせ手段）が周方向に３個以上設けられ、この突起８の
内側に円筒状の鋼板ブロック１を位置させることで、当
該鋼板ブロック１の橋脚３に対する芯出しと、位置決め
がなされる。こうして、橋脚３と鋼板ブロック１と押圧
板５の３部材がほぼ同芯に配置され、橋脚３と鋼板ブロ
ック１との隙間（例えば１０ｃｍ程度）が全周にわたり
均一になると共に、押圧板５が確実に鋼板ブロック１を
押圧することができる。

【００２４】さらに、押圧板５の長方形の両端部の上面
には、図１、図２に示すように、２対の圧入桁９を載置
する。各対の圧入桁９は一定の間隔をおいて並設し、そ
の各対の圧入桁９の間にセンターホール式油圧ジャッキ
１１を挟持し、各対の圧入桁９を連結ボルト１０とナッ
ト１０ａで締結することで、油圧ジャッキ１１が圧入桁
９に着脱自在に固着される。油圧ジャッキ１１は、図示
のように各圧入桁９の左右端部に対をなして配設され
る。

【００２５】また、油圧ジャッキ１１の芯部および一対
の圧入桁９の間隔を通して、テンション伝達用のロッド
１２が配設される。テンション伝達用のロッド１２は、
後述する鋼板ブロック１の圧入時に、押圧板５の圧入反
力を受けるためのもので、このテンション伝達用のロッ
ド１２の上端部を油圧ジャッキ１１の上端にてチャック
する。テンション伝達用のロッド１２の下端部は地中に
埋設したアンカー１３にアジャストロッドを介して固定
する。

【００２６】前述のようにして、第１施工工程として示
すセット準備が完了した後、図５に示す第２施工工程に
おいて、油圧により油圧ジャッキ１１を伸長させる。こ
のときアンカー１３に固定されたテンション伝達用のロ
ッド１２が引張反力を受けるので、油圧による押し下げ
力が２対の桁９，９および、押圧板５を介して鋼板ブロ
ック１に作用し、鋼板ブロック１をジャッキの強力な力
で押し下げ、地中に圧入する。

【００２７】次に、図６に示す第３施工工程で、油圧ジ
ャッキ１１を短縮させ、圧入装置２を分解して取り外
す。さらに、この工程で図７に示すように、第２ロット
の鋼板ブロック１を溶接等により第１ロットの鋼板ブロ
ック１の上に継ぎ足す。

【００２８】次に、図７に示す第４施工工程で、第２ロ
ットの鋼板ブロック１の上端縁に圧入装置２を組み立て
る。こうして、油圧ジャッキ１１に油圧をかけて第１、
第２ロットの鋼板ブロック１を押し下げて、地中に圧入
する。

【００２９】このとき同時に、清水タンク１４内の清水
をウォータージェットカッター１５を介して、送水管１
８の先端から鋼板ブロック１と橋脚３との間の隙間１６
に高圧ジェット水として噴出させる。図７（Ｂ）は同図
（Ａ）のＦ部の拡大図であり、鋼板ブロック１の下端部
近くまで導いた送水管１８の噴出ノズル１９から、高圧
水を下方向に噴出する状態を示している。またこのと
き、同時に隙間１６内に空気を注入し、この空気による
エアリフト作用を併用して、隙間１６内の水中で浮遊す
るスライムを泥水タンク１７に排出する。前述のように
して、鋼板ブロック１の圧入時に高圧ジェット水を併用
することにより、固い地山等でも、圧入が容易になる。

【００３０】こうして、鋼板ブロック１の圧入作業が完
了すると、図８（Ａ）に、第５施工工程として示すよう
に、ウォータージェットカッター１５により送水管１８
を介して高圧ジェット水を横方向または下方向に噴出
し、鋼板ブロック１と橋脚３との間の隙間１６を洗浄す
る。図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＧ部の拡大図であり、送
水管１８の噴出ノズル１９から高圧水を横方向に噴出す
る状態を示す。

【００３１】こうして鋼板ブロック１を継ぎ足して、圧
入する作業を繰り返し、地中の所定深さまでこの鋼板ブ
ロック１の列を圧入する。

【００３２】そして、図９に第６施工工程として示すよ
うに、各鋼板ブロック１と橋脚３との間の隙間１６内に
モルタル等の充填材２０を注入する。

【００３３】なお、前記の実施形態では柱状構造物とし
て、コンクリート製の橋脚３の補強について説明した
が、これ以外に、例えば鋼管杭その他の補強にも、本発
明を同様に適用することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のように、柱状構造物の地中埋設部の周囲を掘削し
て、この柱状構造物を被覆する補強用の鋼板ブロックを
組立てるための作業空間を作る作業および、施工後に作
業空間を埋め戻す作業など、手間のかかる作業が一切不
要となるので、鋼板ブロックにより柱状構造物の地中埋
設部を補強する作業を少ない作業者で、能率よく行うこ
とができ、補強作業の施工期間、施工コストの大幅な低
減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、本発明の実施形態における第１施工
工程の正面図、（Ｂ）は、図（Ａ）のＣ部拡大図であ
る。

【図２】図１のＤ−Ｄ断面図である。

【図３】図１の押圧板の平面図である。

【図４】図３のＥ−Ｅ断面図である。

【図５】本発明の実施形態における第２施工工程の断面
図である。

【図６】本発明の実施形態における第３施工工程の断面
図である。

【図７】（Ａ）は、本発明の実施形態における第４施工
工程の断面図、（Ｂ）は、同図（Ａ）のＦ部の拡大図で
ある。である。

【図８】（Ａ）は、本発明の実施形態における第５施工
工程の断面図、（Ｂ）は、同図（Ａ）のＧ部の拡大図で
ある。

【図９】本発明の実施形態における第６施工工程の断面
図である。

【符号の説明】

１ 鋼板ブロック １ａ 鋼板部材 ２ 圧入装置 ３ 橋脚（柱状構造物） ４ 橋桁 ５ 押圧板（押圧部材） ７ 孔（芯合わせ手段） ８ 突起（芯合わせ手段） ９ 圧入桁 １０ 連結ボルト １１ 油圧ジャッキ １２ テンション伝達用のロッド １３ アンカー １４ 清水タンク １５ ウォータージェットカッター １６ 隙間 １７ 泥水タンク １８ 送水管 １９ 噴出ノズル ２０ 充填材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 児玉 康孝 東京都千代田区神田岩本町１−14 株式 会社 白石内 (72)発明者 天野 明 東京都千代田区神田岩本町１−14 株式 会社 白石内 (72)発明者 小島 一浩 東京都千代田区神田岩本町１−14 株式 会社 白石内 (72)発明者 長谷川 壬則 大阪府大阪市西成区北津守２−６−72 ヤマハ化工建設株式会社内 (72)発明者 小室 信行 大阪府大阪市西成区北津守２−６−72 ヤマハ化工建設株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−60817（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−131176（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−319791（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柱状構造物の地中に埋設された部分の外
   周を鋼板ブロックにより被覆する補強方法において、柱
   状構造物の外周に複数の鋼板部材を当てがって互いの接
   合端部を接合して鋼板ブロックを形成し、前記鋼板ブロ
   ックの上端縁に、柱状構造物および鋼板ブロックと同軸
   に設置され、柱状構造物に対する鋼板ブロックの同軸性
   を確保する芯合わせ手段を設けた押圧部材と、当該押圧
   部材上に設置されると共に、地中に埋設のアンカーから
   上方に延びるテンション伝達用のロッドに端部を固定可
   能にした油圧ジャッキとを備える圧入装置を組み立て設
   置し、前記油圧ジャッキを伸長操作することで鋼板ブロ
   ックを押し下げて地中に圧入し、前記鋼板ブロックを所
   定量圧入後に前記圧入装置を分解除去すると共に、当該
   鋼板ブロックの上端縁につぎの鋼板ブロックを接合して
   継ぎ足し、ついで、継ぎ足した前記鋼板ブロックの上端
   縁に前記圧入装置を組み立て設置し、前記油圧ジャッキ
   の伸長操作で先に接合の鋼板ブロックを押し下げて地中
   に圧入し、前記鋼板ブロックの形成、圧入装置の組み立
   て設置、鋼板ブロックの圧入、圧入装置の分解除去およ
   び、鋼板ブロックの継ぎ足し施工工程の繰り返しで鋼板
   ブロックを圧入することを特徴とする柱状構造物の補強
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の柱状構造物の補強方法
   であって、前記鋼板ブロックの下端部で、かつ当該鋼板
   ブロックと柱状構造物との間において、下向きなどに高
   圧ジェット水を噴出しながら鋼板ブロックを押し下げる
   ことを特徴とする柱状構造物の補強方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２項に記載の柱状構造物の
   補強方法であって、前記鋼板ブロックと柱状構造物との
   間の隙間を高圧ジェット水で洗浄したのち、この間隙に
   モルタル等の充填材を充填することを特徴とする柱状構
   造物の補強方法。