JP3634820B2

JP3634820B2 - 硬化材充填型枠および硬化材の充填方法

Info

Publication number: JP3634820B2
Application number: JP2002150391A
Authority: JP
Inventors: 典道右田
Original assignee: 新技術工営株式会社
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2022-05-24
Also published as: JP2003342943A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は硬化材充填型枠および硬化材の充填方法に関する。詳しくは地盤補強、又は地盤改良としての地中防護杭を建造するための硬化材充填型枠および硬化材の充填方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より地上の建物や通路、鉄道などの構造物の直下にトンネルを建設する場合、これらの構造物が地盤沈下による破損、倒壊などの事故発生の原因となるのを防ぐための防護方法としてパイプルーフ工法がある。
【０００３】
このパイプルーフ工法は図１１に示すように、防護を必要とする対象構造物１０１の直下に上載荷重に適応できる鋼管１０２を場合によっては溶接で継ぎ足しながら油圧作動の掘進機を使って所定の区間を埋設併置し、更に鋼管１０２と地山との隙間に生コンクリート・モルタル・セメントミルクを充填し、対象構造物１０１を下から支承する構造とするものである。
【０００４】
また鉄道や道路などのトンネル工事では、地中掘削における地山の地盤沈下による崩落を防ぐために図１２に示すように、鋼管１０２を場合によっては溶接で継ぎ足しながら油圧作動の掘進機を使ってアーチ状に埋設併置し、更に鋼管１０２と地山との隙間に生コンクリート・モルタル・セメントミルクを充填して地山を補強して、鋼管長さ分の掘削を行った後に、再び鋼管による埋設併置を行いながらの掘削を行う構成とするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら鋼管による地盤補強では、鋼管長さを充分に考慮した広さの作業場が必要となってくる。従って狭小な作業場あるいはトンネル内などのように、限られた場所では短尺物を溶接によって接合しながらの作業となり非常に煩雑となる問題がある。
【０００６】
また、鋼管と地山との隙間への充填では地山との密着性を高めるために、注入圧力を上げる必要があるが、注入圧力を上げれば上げるほど、セメントなどの硬化材が地山内に流出して硬化材のロスが生じると共に密着性効果を高めるまでには至らない問題がある。
【０００７】
更にトンネル内では鋼管の運搬に非常に手間を要し、掘進機を使って鋼管による掘削では、鋼管の長さが制限されることとなり、かつトンネル開口縁に対して放射状に鋼管が掘進されることから、鋼管を隣接配置することができない問題が生じる。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、運搬性に優れ、かつ地山との密着性を高めた硬化材充填型枠および硬化材の充填方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る硬化材充填型枠は、可撓性素材より成る中空状の筒体と、前記筒体の少なくとも一端側に配置される連結用カップラーと、前記筒体内に配置される少なくとも１の配筋用スペーサーと、前記配筋用スペーサーによって配置される複数の配筋用芯材を備える。
【００１２】
ここで、可撓性素材より成る中空状の型枠内に配筋用スペーサーによって配置される配筋用芯材を備えることによって、弾力・柔軟性に富む可曲性に優れた型枠となると共に、連結用カップラーによって型枠同志を連結することが可能となる。又配筋用芯材によって硬化材の型枠内への注入・硬化により曲げ強度が増大する。
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明に係る硬化材の充填方法は、可撓性素材より成る中空状の筒体と、該筒体の少なくとも一端側に配置される連結用カップラーと、該筒体内に配置される少なくとも１の配筋用スペーサーと、該配筋用スペーサーによって配置される複数の配筋用芯材を備える硬化材充填型枠を用いた硬化材の充填方法であって、地山に形成された穴に、前記複数の硬化材充填型枠を前記連結用カップラーによって連結し挿入する工程と、前記筒体内に硬化材を注入する工程を備える。
【００１４】
ここで、地盤補強のための防護工として地山に形成される穴に、硬化材充填型枠を挿入し、硬化材充填型枠内に硬化材を注入することによって、型枠内に硬化材が充填されることで地中に防護、又は強化用の梁、杭が形成される。また、又配筋用芯材によって硬化材の型枠内への注入・硬化により曲げ強度が増大する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参酌しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００１６】
図１に、本発明を適用した硬化材充填型枠の一例を説明するための断面側面図を示す。
ここで示す硬化材充填型枠１は、可撓性の筒体２と、この筒体２の両側開口端に装着される連結用カップラー３と、筒体２内に配筋用芯材４を配置する配筋用スペーサー５と、硬化材注入ホース６とから構成される。
【００１７】
ここで、筒体２は、アラミド繊維より形成されており、このアラミド繊維は、耐衝撃性、耐疲労性等の機械的性質に優れており、更にセメントミルクなどの硬化材を圧入することで、膨張し、硬化材が浸み込む機能を有するものである。
【００１８】
また、連結用カップラー３は、筒体２の両側開口端に装着され、この外周面に沿ってネジ部７が周設されている。そこで図２に示すように、連結しようとする２個の硬化材充填型枠１の連結用カップラー３同志を、連結リング８によって互いに螺合し連結できる構成とするものである。
【００１９】
また、配筋用芯材４は、ＰＣ鋼線により形成されており、このＰＣ鋼線は引っ張り強度および曲げ強度に優れた性能を有するものである。この配筋用芯材４は連結用カップラー３を挿通した状態で圧着グリップ１３によって固定されることで連結用カップラー３間を渡設した構成とされるものである。
そこで図３に示すように、連結用カップラー間に渡設されるこれらの配筋用芯材４は、配筋用スペーサー５によって型枠２内の円周方向に沿って配置される。
【００２０】
配筋用スペーサー５は、その円周縁に沿って一定間隔ごとに配筋用芯材係留用溝部９が切欠形成される。この配筋用芯材係留用溝部９は、その開口径が配筋用芯材径よりやや小さめに形成されることによって配筋用芯材係留用溝部９内に挿入される配筋用芯材４は筒状の型枠の長手方向に沿って、かつその円周方向上の一定間隔ごとに支持されることになる。
【００２１】
また、配筋用スペーサー５の中央には注入ホース挿入用穴部１０が貫設されると共に、図４に示すように連結用カップラー３の中央に、注入ホース挿入用穴部１０が貫設されるものである。
【００２２】
更に硬化材注入ホース６は図５に示すように、その長手方向に沿って硬化材噴出穴部１１が穿孔されるものであり、この硬化材噴出穴部１１には硬化材注入ホース６の内圧によって開き硬化材を筒体内へ噴出し、筒体内から硬化材注入ホース６内への進入を防ぐための逆止弁１２がそれぞれ設けられた構成とするものである。
【００２３】
なお、筒体は必ずしもアラミド繊維より形成される必要性は無く、可撓性および膨張性を有するものであればいかなるものであっても良いが、セメントミルクなどの硬化材を圧入よる耐衝撃性、耐疲労性等の機械的性質に耐える素材のものが好ましい。
また、型枠の形状として円筒形に必ずしも形成される必要は無く、状況に応じて三角形、四角形や台形などいかなる形状であっても構わない。この場合には配筋用スペーサーも型枠の形状に合わせた形状とすることが望ましい。
更に硬化材の圧入により膨張性を有するとは、配筋用スペーサーによる断面面積より大きくなるように予めその長さに余裕を持たせた状態で筒体を連結用カップラー間に装着することによって膨張させる機構や筒体を硬化材の圧入により膨張する素材によって形成することが考えられる。
【００２４】
また、配筋用芯材は必ずしもＰＣ鋼線により形成される必要性は無く、引っ張り強度および曲げ強度に優れた性能を有するものであれば、ピアノ線などの金属線、あるいはアラミド系のカーボン線などの合成樹脂線などいかなるものであっても良いが、弾力性を併せ持つことによって硬化材充填型枠を自在に折り曲げることができる芯材であることが好ましい。
【００２５】
更に配筋用スペーサーおよび連結用カップラーは、配筋用芯材を定位置に保持すると共に、硬化材充填型枠の断面構造が保持されることで、硬化材の注入により筒体が膨張した場合でも配筋用スペーサーと配筋用芯材による断面強度が保持されることとなる。
【００２６】
また、硬化材注入ホースは塩化ビニールなど自在に曲げることが可能なフレキシブルな素材であることが好ましく、更にその両側端の少なくとも一端側に開閉弁を設けることで硬化材の注入量を調整できる機構とすることが望ましいものである。
【００２７】
本発明の硬化材充填型枠では、フレキシブルな筒体とＰＣ鋼線による配筋用芯材により自在に折り曲げることが可能となる。
【００２８】
また、図６に示すように、複数個の硬化材充填型枠１を連結用カップラー３と連結リング８によって互いに連結することで、例えばパイプルーフ工法における地山削孔深さに応じて長さ調整が自在に行うことが可能となる。
【００２９】
図７および図８に、本発明を適用した硬化材充填型枠による硬化材の充填方法の一例を説明するための説明図を示す。
【００３０】
例えばトンエル坑口部における地盤の安定をはかるための地盤安定化工法として、地山Ａにドリルパイプ１４によって削孔１５を形成する。
【００３１】
そしてドリルパイプ１４内に、前記本発明を適用した硬化材充填型枠の一例で詳述したように、可撓性の筒体２と、この筒体２の両側開口端に装着される連結用カップラー３と、型枠２内に配筋用芯材４を配置する配筋用スペーサー５と、硬化材注入ホース６とから構成される硬化材充填型枠１を挿入する。
【００３２】
次にドリルパイプ１４を削孔１５から抜き取り、削孔１５内に硬化材充填型枠１を残置した状態で、硬化材注入ホース６にセメントミルクによる硬化材を供給する供給ホース１６を接続し、硬化材１７の加圧注入を行う。
【００３３】
そこで図９に示すように、硬化材注入ホース６を介して筒体２内に充填される硬化材１７は、筒体２内に充填された後、その注入圧力によって筒体２が膨張して削孔１５内壁面に圧着するまで膨張し、地山の圧力と均衡した状態での硬化材の充填が行われることとなる。
【００３４】
この場合に筒体が織布など透水性を有する素材であれば、硬化材に含まれる水分が筒体を通して筒体外に排出されることで密度の高い硬化材が筒体内に形成され、かつ地山と筒体との密着性が高められることとなる。
【００３５】
このようにして硬化材を充填した後、硬化材の硬化によって削孔内に密着した状態での硬化材による補強構造体が形成されることとなる。
ここで、筒体内には配筋用スペーサーによって配筋用芯材を定位置に保持されることで硬化材充填型枠の断面強度が保持されることとなる。
【００３６】
また、図１０に示すように、屈曲した削孔１５に対して硬化材充填型枠１を削孔１５の曲径に応じて折り曲げながら挿入し、更に硬化材充填型枠１同志を互いに連結することにより削孔１５内の全長に渡り硬化材充填型枠の設置を行う。
【００３７】
そして硬化材注入ホース６にセメントミルクによる硬化材を供給する供給ホース１６を接続し、硬化材の加圧注入を行い、その注入圧力によって筒体２が膨張して削孔１５内壁面に圧着するまで硬化材を充填することとなる。
従って大きな曲率を有する削孔に対しても自在に折り曲げることが硬化材充填型枠によって削孔内に硬化材を充填することが可能となる。
【００３８】
なお、硬化材は必ずしもセメントミルクなどのセメント系である必要性は無く、ウレタン樹脂液やアクリル樹脂液などの合成樹脂系であっても構わなく、短時間での硬化が行え、かつ硬化後の強度に優れている素材であることが好ましい。
【００３９】
また、本発明を適用した硬化材充填型枠は、トンネル坑口部における地盤の安定をはかるための地盤安定化工法としての防護杭の他に、軟弱地における地盤改良としての基礎杭などあらゆる梁構造物および杭構造の型枠として使用できるものである。
更に型枠の形状として円筒形に必ずしも形成される必要は無く、状況に応じて三角形、四角形や台形などいかなる形状であっても構わない。この場合には配筋用スペーサーも型枠の形状に合わせた形状とすることが望ましい。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べて来た如く本発明を適用した硬化材充填型枠よれば、可撓性および可曲性を有したフレキシブルな型枠であることにより、トンネル内などの狭い工事現場にあってもロープ状に曲げて搬入することが可能となり、かつ削孔内への挿入も折り曲げながら挿入することが可能となる。
また、硬化材充填型枠による硬化材の充填により削孔内に密着した強固な構造物を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した硬化材充填型枠の一例を示すための断面説明図である。
【図２】本発明を適用した硬化材充填型枠の連結用カップラーによる連結機構の一例を示す説明図である。
【図３】本発明を適用した硬化材充填型枠の配筋用スペーサーの一例を示す説明図である。
【図４】本発明を適用した硬化材充填型枠の連結用カップラーの一例を示す正面説明図である。
【図５】本発明を適用した硬化材充填型枠の硬化材注入ホースの一例を示す断面説明図である。
【図６】本発明を適用した硬化材充填型枠を連結した状態を示す説明図である。
【図７】本発明を適用した硬化材充填型枠による硬化材の充填方法の一例を説明するための第１工程による説明図である。
【図８】本発明を適用した硬化材充填型枠による硬化材の充填方法の一例を説明するための第２工程による説明図である。
【図９】本発明を適用した硬化材充填型枠による硬化材の充填状態を示す断面説明図である。
【図１０】本発明を適用した硬化材充填型枠による硬化材の充填方法の他の例を説明するための説明図である。
【図１１】パイプルーフ工法におけるパイプの設置例を示す説明図である。
【図１２】パイプルーフ工法におけるパイプの他の設置例を示す説明図である。
【符号の説明】
１硬化材充填型枠
２筒体
３連結用カップラー
４配筋用芯材
５配筋用スペーサー
６硬化材注入ホース
７ネジ部
８連結リング
９配筋用芯材係留用溝部
１０注入ホース挿通用穴部
１１硬化材噴出穴部
１２逆止弁
１３圧着グリップ
１４ドリルパイプ
１５削孔
１６供給ホース
１７硬化材

Claims

可撓性素材より成る中空状の筒体と、
前記筒体の少なくとも一端側に配置される連結用カップラーと、
前記筒体内に配置される少なくとも１の配筋用スペーサーと、
前記配筋用スペーサーによって配置される複数の配筋用芯材を備える
ことを特徴とする硬化材充填型枠。
前記筒体が硬化材の注入により膨張する
ことを特徴とする請求項１記載の硬化材充填型枠。
前記筒体内に、硬化材注入ホースを設けた
ことを特徴とする請求項１または２に記載の硬化材充填型枠。
可撓性素材より成る中空状の筒体と、該筒体の少なくとも一端側に配置される連結用カップラーと、該筒体内に配置される少なくとも１の配筋用スペーサーと、該配筋用スペーサーによって配置される複数の配筋用芯材を備える硬化材充填型枠を用いた硬化材の充填方法であって、
地山に形成された穴に、前記複数の硬化材充填型枠を前記連結用カップラーによって連結し挿入する工程と、
前記筒体内に硬化材を注入する工程を備える
ことを特徴とする硬化材の充填方法。
前記筒体が硬化材の注入により膨張する
ことを特徴とする請求項４記載の硬化材の充填方法。