JP4490833B2 - 橋脚等の支柱の補強工法およびその補強装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば既設高架橋の橋脚、建物の柱等における地中の耐震補強工事に好適で、重機を使用できない狭隘な場所での施工を実現し、土留め、足場等の仮設作業や、大掛かりな開削作業を要することなく、工期の短縮化と工費の低減を図れるとともに、周辺の環境汚染を防止し得るようにした、橋脚等の支柱の補強工法およびその補強装置に関する

例えば既設高架橋、建物の柱等の耐震補強として、橋脚や建物の柱の周面に補強鋼板を設置する場合、大形重機を駆使して橋脚や柱廻りを開削し、また開口部ができるため、土留めや手摺、足場等の仮設作業を要し、地上に広い作業スペ−スを要するとともに、工事が煩雑かつ大掛かりになって、工期が長期化し工費が嵩む等の問題があった。

このような問題を解決するため、出願人は、橋脚の地中部に装着する筒状の地下枠を橋脚の周面に配置し、該地下枠を振動させるとともに、該地下枠と橋脚との間に高圧水を圧送して地下枠を沈下打設し、その上端部を地上に突出して、該突出部上に半割り状の一対の地上枠を積み重ね、地上の橋脚周面に補強枠を設置するようにした補強工法を開発し、これを既に出願している（例えば、特許文献１参照）。

この既に出願した補強工法は、一段の地下枠を沈下打設していて、橋脚や柱廻りを開削することなく、また土留めや足場等の仮設作業を要することなく、地下枠を沈下打設できるが、打設時に地下枠が橋脚の地中部周面に接触して、打設の円滑性を欠くとともに、地下枠内の橋脚の四隅に高圧ホ−スを配置しているため、高圧ホ−スが地下枠に押し潰されて高圧水の圧力分布が不均一になり、地下枠の一様な打設を得られない一方、地下枠の自重と振動によって地下枠を押し進めているため、概して打設速度が遅い等の問題があった

特開平９−５３２０８号公報

本発明はこのような問題を解決し、例えば既設高架橋の橋脚、建物の柱等における地中の耐震補強工事に好適で、重機を使用できない狭隘な場所での施工を実現し、土留め、足場等の仮設作業や、大掛かりな開削作業を要することなく、工期の短縮化と工費の低減を図れるとともに、周辺の環境汚染を防止し得るようにした、橋脚等の支柱の補強工法およびその補強装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、橋脚等の支柱の周面に補強枠を囲繞して配置し、その最先行に施工する補強枠の下端部に刃口部を設け、該刃口部を介して補強枠を地中に沈下させるとともに、補強枠より上方の支柱の周面に押圧手段を備えた圧入推進装置を設置し、前記押圧手段を直下の補強枠に係合可能に配置し、該補強枠を押し下げ可能にするとともに、前記補強枠の周面に複数の高圧噴射管を設置し、該高圧噴射管から高圧流体を地盤に噴射して地盤を緩め、かつ前記補強枠を振動して地中に沈下させ、補強枠を地中の支柱周面に装着する橋脚等の支柱の補強工法において、前記補強枠の内側にガイドロ−ラを備えた複数のスペ−サを設け、前記ガイドロ−ラを前記支柱の周面に係合または転動可能に配置し、前記補強枠を支柱周面に沿って移動させ、補強枠の圧入時ないし沈下時における偏心を防止し、円滑な沈下動作と安定した垂直姿勢を得られるとともに、スペ−サと橋脚等の支柱周面との接触による沈下動作障害を防止し得るようにしている。
請求項２の発明は、前記補強枠の各隅角部の内側位置に前記一対のスペ−サを離間して配置し、前記スペ−サを介して単一または複数の補強枠を地中の橋脚等の支柱の周面に離間して配置し、前記補強枠と支柱との間の空隙部を地上側に連通させ、補強枠と橋脚等の支柱周面との接触を防止し、補強枠を確実かつ安定して沈下させるとともに、袋状チュ−ブの配置を容易に実現可能にしている。

請求項３の発明は、前記地中に配置した補強枠と支柱との間の空隙部に複数の袋状チュ−ブを上下方向に配置し、該チュ−ブにモルタル等の充填材を注入し固化させ、セメント等に含有する有毒な六価クロムの溶出や充填材の漏出を防止し、地盤の汚染を防止し得るようにしている。特にこの効果は、高圧水の噴射によって地盤が緩み、六価クロムや充填材が地下水に溶出し易い状況下での事故発生を未然に防止し、周辺環境の汚染を防止し得るようにしている。
請求項４の発明は、前記袋状チュ−ブを橋脚等の支柱または補強枠の隅角部に配置し、前記充填材の固化後、単一または複数の補強枠と橋脚等の支柱とを一体的に係合させ、積重した補強枠の位置ずれを防止し、補強枠による安定した耐震構造を得られるようにしている。

請求項５の発明は、前記袋状チュ−ブを補強枠の隅角部に配置した一対のスペ−サの間に配置し、袋状チュ−ブの位置を規制し、袋状チュ−ブの配置を容易かつ円滑に行なえるとともに、配置後の破損を防止し得るようにしている。
請求項６の発明は、袋状チュ−ブの閉塞端を刃口部上に配置し、開口端を地表に開口して保持し、充填材の漏洩を防止し、充填材中の有毒成分による環境汚染を防止するとともに、充填材の注入を容易に行なえるようにしている。
請求項７の発明は、前記隣接する袋状チュ−ブ間の空隙部に、コンクリ−トまたは間詰め用の砂を充填し、コンクリ−トによって補強枠と橋脚等の支柱とを接合し、補強枠による強固な耐震構造を得られ、また間詰め用の砂の充填によって、コンクリ−トの充填に比べ安価に施工し得るようにしている。
請求項８の発明は、前記高圧噴射管を補強枠の外周面に配置し、その先端部を前記刃口部に近接して配置し、高圧噴射管を補強枠の内側に配置する場合に比べ、地盤の緩みを広範囲に行なえ、補強枠の沈下を容易に行なえるようにしている。

請求項９の発明は、橋脚等の支柱の周面に補強枠を囲繞して配置し、その最先行に施工する補強枠の下端部に刃口部を設け、該刃口部を介して補強枠を地中に沈下可能に設けるとともに、補強枠より上方の支柱の周面に押圧手段を備えた圧入推進装置を設置し、前記押圧手段を直下の補強枠に係合可能に配置し、該補強枠を押し下げ可能に設けるとともに、前記補強枠の周面に複数の高圧噴射管を設置し、該高圧噴射管から高圧流体を地盤に噴射可能に設け、かつ前記補強枠に設置した振動機を介して地中に沈下し、補強枠を地中の支柱周面に装着可能にした橋脚等の支柱の補強装置において、前記補強枠の内側にガイドロ−ラを備えた複数のスペ−サを設け、前記ガイドロ−ラを前記支柱の周面に係合または転動可能に配置し、前記補強枠を支柱周面に沿って移動可能にし、簡単な構成によって補強枠の圧入時ないし沈下時における偏心を防止し、補強枠の円滑な沈下動作と安定した垂直姿勢を得られるとともに、スペ−サと橋脚等の支柱周面との接触による沈下動作障害を防止し得るようにしている。
請求項１０の発明は、前記補強枠と橋脚等の支柱との間の空隙部で、前記補強枠または橋脚等の支柱の隅角部に、充填材を注入可能な袋状チュ−ブを係合可能に配置し、積重構成の補強枠の位置ずれを防止し、補強枠による安定した耐震構造を得られるようにしている。

請求項１の発明は、補強枠の内側にガイドロ−ラを備えた複数のスペ−サを設け、前記ガイドロ−ラを前記支柱の周面に係合または転動可能に配置し、前記補強枠を支柱周面に沿って移動させるから、補強枠の圧入時ないし沈下時における偏心を防止し、円滑な沈下動作と安定した垂直姿勢を得られるとともに、スペ−サと橋脚等の支柱周面との接触による沈下動作障害を防止することができる。
請求項２の発明は、前記補強枠の各隅角部の内側位置に前記一対のスペ−サを離間して配置し、前記スペ−サを介して単一または複数の補強枠を地中の橋脚等の支柱の周面に離間して配置し、前記補強枠と支柱との間の空隙部を地上側に連通させるから、補強枠と橋脚等の支柱周面との接触を防止し、補強枠を確実かつ安定して沈下させるとともに、袋状チュ−ブの配置を容易に実現することができる。

請求項３の発明は、前記地中に配置した補強枠と支柱との間の空隙部に複数の袋状チュ−ブを上下方向に配置し、該チュ−ブにモルタル等の充填材を注入し固化させるから、セメント等に含有する有毒な六価クロムの溶出や充填材の漏出を防止し、地盤の汚染を防止することができる。特にこの効果は、高圧水の噴射によって地盤が緩み、六価クロムや充填材が地下水に溶出し易い状況下での事故発生を未然に防止し、周辺環境の汚染を防止し得る効果がある。
請求項４の発明は、前記袋状チュ−ブを橋脚等の支柱または補強枠の隅角部に配置し、前記充填材の固化後、単一または複数の補強枠と橋脚等の支柱とを一体的に係合させるから、積重した補強枠の位置ずれを防止し、補強枠による安定した耐震構造を得られる効果がある。

請求項５の発明は、前記袋状チュ−ブを補強枠の隅角部に配置した一対のスペ−サの間に配置するから、袋状チュ−ブの位置を規制し、袋状チュ−ブの配置を容易かつ円滑に行なえるとともに、配置後の破損を防止することができる。
請求項６の発明は、袋状チュ−ブの閉塞端を刃口部上に配置し、開口端を地表に開口して保持するから、充填材の漏洩を防止し、充填材中の有毒成分による環境汚染を防止するとともに、充填材の注入を容易に行なうことができる。
請求項７の発明は、前記隣接する袋状チュ−ブ間の空隙部に、コンクリ−トまたは間詰め用の砂を充填するから、コンクリ−トによって補強枠と橋脚等の支柱とを接合し、補強枠による強固な耐震構造を得られ、また間詰め用の砂の充填によって、コンクリ−トの充填に比べ安価に施工することができる。
請求項８の発明は、前記高圧噴射管を補強枠の外周面に配置し、その先端部を前記刃口部に近接して配置するから、高圧噴射管を補強枠の内側に配置する場合に比べ、地盤の緩みを広範囲に行なえ、補強枠の沈下を容易に行なうことができる。

請求項９の発明は、補強枠の内側にガイドロ−ラを備えた複数のスペ−サを設け、前記ガイドロ−ラを前記支柱の周面に係合または転動可能に配置したから、前記補強枠を支柱周面に沿って移動可能にし、簡単な構成によって補強枠の圧入時ないし沈下時における偏心を防止し、補強枠の円滑な沈下動作と安定した垂直姿勢を得られるとともに、スペ−サと橋脚等の支柱周面との接触による沈下動作障害を防止することができる。
請求項１０の発明は、前記補強枠と橋脚等の支柱との間の空隙部で、前記補強枠または橋脚等の支柱の隅角部に、充填材を注入可能な袋状チュ−ブを係合可能に配置したから、積重構成の補強枠の位置ずれを防止し、補強枠による安定した耐震構造を得られる効果がある。

以下、本発明を鉄道用高架橋の橋脚の地下柱部周面に補強枠を装着する図示の実施形態について説明すると、図１乃至図１９において１は鉄筋コンクリ−ト製の鉄道用高架橋で、軌道（図示略）を架設するスラブ２と、該スラブ２を支持する支柱としての橋脚３とからなり、該橋脚３は縦横１ｍの正方形断面に形成され、これは地上高約３ｍの地上柱部３ａと、地下柱部３ｂとから構成されている。

前記地上柱部３ａの中間部に後述する補強枠の地中への圧入を推進する圧入推進装置４が設置され、該推進装置４は摩擦反力方式を採用していて、これは地上柱部３ａの対応面に平行に配置し、かつその両端部をタイロッド５で連結して、地上柱部３ａの外面に圧接した一対の反力台枠６を有し、実施形態では二つの反力台枠６,７を上下に隣接して配置している。

前記反力台枠６,７は、実際は略コ字形断面の型鋼で構成され、その上側の反力台枠６に、反力台枠７と同高分の短小な二つの補助台枠８が下向きに突設され、該補助台枠８と下側の反力台枠７に、押圧手段である左右一対の圧入ジャッキ９,１０の一端、実施形態では伸縮ロッド側が取り付けられ、シリンダ側の端部をクランプ１１の基部に連結している。

図中、１２は施工位置周辺に設置した油圧ユニット、１３は油圧ユニット１２の圧油を給排されて圧入ジャッキ９,１０の作動を制御するジャッキ操作盤、１４はジャッキ操作盤１３に一端を接続した油圧ホ−スで、他端を各圧入ジャッキ９,１０に接続している。
１５は地上柱部３ａの表面に取り付けたゴム板等の滑り防止材で、該滑り防止材１５上に反力台枠６,７が設置され、反力作用時の反力台枠６,７の滑りを阻止可能にしている。この場合、滑り防止材１５の代わりに、反力台枠６,７の移動を阻止する剛性の支持部材を用いることも可能である。

前記クランプ１１は略逆Ｌ字形断面に形成され、その平坦な係合部を、耐震補強枠である補強枠１６の上端面の中央部に係合可能に配置し、該補強枠１６を地中へ圧入可能にしている。
前記補強枠１６は橋脚３と略相似形断面の矩形管状に形成され、これは鋼板を略コ字形断面に屈曲した一対の枠片からなり、この一対の枠片を地上柱部３ａを挟んで対向配置し、その対向端部を一対の継手１７を介して連結している。
橋脚３の各部に装着する補強枠１６は、基本的に同形かつ同様に構成され、このうち地下柱部３ｂの最下位置に装着する補強枠１６に限り、その下端部に後述する刃口部を設けている。

前記継手１７は補強枠１６の対向端縁の内外位置に溶接され、該継手１７は肉厚の鋼板の一側に複数の係合爪１８を備え、該係合爪１８を互いに噛合して一対の補強枠１６を位置調節し、その調節位置をボルト・ナット１９を介して保持させている。図中、２０は地上柱部３ａないし地下柱部３ｂと補強枠１６との間の空隙部である。

前記補強枠１６の内面の両端部にスペ−サ２１が取り付けられ、該スペ−サ２１にガイドロ−ラ２２が回転自在に支持され、地上柱部３ａないし地下柱部３ｂ周面を転動可能にされていて、圧入時の地下柱部３ｂに対する補強枠１６の偏心を防止可能にしている。
前記補強枠１６のうち、地下柱部３ｂの最下位置に装着する補強枠、したがって最先行に施工する補強枠１６の下端部に、テ−パ状の刃口部２３が設けられている。

前記補強枠１６は圧入装置３４によって地中へ圧入され、圧入対象である地上の補強枠１６の上部各面の端部に、振動モ−タ等の複数の振動機２４を設けている。
前記振動機２４は個別に作動を制御可能にされ、補強枠１６の打設沈下を促すとともに、その打設姿勢を調整可能にされている。この場合、振動機２４を補強枠１６の上部各面の中央に取り付けることも可能である。

前記補強枠１６の外周面に複数の高圧噴射管２５が配管され、その先端部は前記刃口部２３の外側に近接して位置しており、その他端部は高圧導管２６を介して高圧ポンプ２７に連通し、圧力流体である高圧水を供給可能にされている。
この場合、補強枠１６の内周面に複数の高圧噴射管２５を配管することも可能である。

その際、上下に積重した複数の補強枠１６を同時に地中へ圧入する場合、高圧噴射管２５を同軸上に配管することが望ましい。また、高圧噴射管２５は地盤３１が固い場合や局所的に地盤３１が固い場合は、高圧噴射管２５を増設し、これを図７（ａ）のように密に配置したり、地盤３１が局所的に固い場合は、図７（ｂ）のように固い部分に高圧噴射管２５を集中して配置する。

前記圧入を完了した単一または複数の補強枠１６と、地下柱部３ｂとの間の隅角部に、その補強枠１６の全域に亘って、柔軟かつ丈夫で水密な長尺の袋状チュ−ブ２８が配置され、該チュ−ブ２８にモルタルやセメントミルク等の充填材２９が収容され、該充填材２９の漏出を防止するとともに、圧入した補強枠１６の位置ずれを防止している。
図中、３０は充填材２９を供給可能な注入管で、注入材供給ポンプ（図示略）に連通している。

この他、図中３１は地盤、３２は地中の障害物である岩石、礫、玉石、３３は施工現場の地下埋設物である地下埋設管、３５は橋脚３と補強枠１６との間に充填した間詰め用の土砂である。

このように構成した本発明の補強装置は、大別すると補強枠１６の地中への圧入を推進する圧入推進装置４と、補強枠１６の圧入装置３４とに分かれ、このうち圧入推進装置４は摩擦反力方式を採用し、その主要部である一対の反力台枠６を地上柱部３ａを挟んで対向配置し、この一対の反力台枠６をタイロッド５で連結して地上柱部３ａに圧接し、該反力台枠６に複数の圧入ジャッキ９の一端を下向きに装着し、該圧入ジャッキ９の他端に、補強枠１６の上端部と係合可能なクランプ１１を連結している。

実施形態では、反力台枠６の直下に反力台枠７を隣接して配置し、反力台枠６,７を上下二段に構成して圧入ジャッキ９を増設し、圧入推進装置４の摩擦反力を増強し、補強枠１６の圧入の高速化と安定化を図るとともに、補強枠１６の圧入位置に応じてタイロッド５を緩め、反力台枠６,７を適時下方へ移動可能にして、反力の大きさと位置を容易に変更可能にしている。

また、前記圧入装置３４は、ガイドロ−ラ２２付きのスペ−サ２１を各補強枠１６の内側面の両端部に配置するとともに、圧入対象である上段側の補強枠１６の外側面の各端部に振動機２４を設置し、前記各辺の両端部に高圧噴射管２５を上下方向に配管し、該噴射管２５に高圧水を供給可能にしている。
実施形態では補強枠１６の外側面に高圧噴射管２５を配管し、補強枠１６の圧入域周辺の地盤３１を広域に緩めることで、噴射管２５を内側に配管する場合に比べ、補強枠１６を円滑かつ容易に圧入し得るようにしている。

更に、スペ−サ２１をガイドロ−ラ２２付きに構成し、地下柱部３ｂの周面を円滑に移動可能にして、地下柱部３ｂとスペ−サ２１との間に土砂が噛み込まれた場合、或いは補強枠１６の姿勢が地下柱部３ｂに対し若干斜めに位置した場合でも、それらの一定の状態を許容して、補強枠１６の移動ないし圧入に融通性を与えている。

このような補強装置を使用して地上高の低い橋脚３周辺の狭隘な作業現場で、地下柱部３ｂ周辺に補強枠１６を装着する場合、後述のように従来多用されていた重機の使用は採用できず、また重機若しくは同種器具による橋脚３周辺の地盤３１の開削工法を採らないから、作業が大掛かりにならずに済み、また作業占有スペ−スがコンパクトになって、開削に伴なう矢板や土留め、足場や手摺等の設置を要しない分、作業や設備が簡潔になり、工期の短縮と工費の低減を図れる。

次に前記補強装置を使用して橋脚３を補強する場合、その作業手順を図８乃至図１８に示している。
先ず、前記作業現場に地下柱部３ｂの最下位置に装着する左右一対の補強枠１６を搬送し、該補強枠１６は下端部に刃口部２３を備え、該刃口部２３を地盤３１上に突き立て、この一対の補強枠１６を橋脚３の地上柱部３ａの基部周面に向き合わせて位置付け、それらの端部を継手１７を介して連結する。この状況は図８のようである。

前記補強枠１６は、予め内側面の所定位置にガイドロ−ラ２２付きの複数のスペ−サ２１が取り付けられ、その両端部の内外位置に継手１７が溶接されている。
そして、一対の補強枠１６を連結する場合は、相対する一対の継手１７の係合爪１８を適宜位置で噛合し、補強枠１６の連結位置を調整後、これをボルト・ナット１９を介して管状に連結する。
その際、一対の補強枠１６と地上柱部３ａとの間に一定の空隙部２０を形成し、かつ各スペ−サ２１のガイドロ−ラ２２と地上柱部３ａとの間に微小な裕度ｅを形成する。

この後、地上柱部３ａに圧入推進装置４を設置し、前記補強枠１６に圧入装置３４を
設置する。
このうち、圧入推進装置４を設置する場合は、一対の反力台枠６を地上柱部３ａを挟んで所定位置に配置し、該反力台枠６の両端部をタイロッド５を介して連結し、該反力台枠６を地上柱部３ａ周面に圧接する。
そして、反力台枠６の下面に二つの補助台枠８を取り付け、該補助台枠８に圧入ジャッキ１０の伸縮ロッド側の一端を固定し、シリンダ側の端部をクランプ１１の基部に固定する。

実施形態では前記反力台枠６の直下に、別の一対の反力台枠７を地上柱部３ａを挟んで配置し、該反力台枠７の両端部をタイロッド５を介して連結し、該反力台枠７を地上柱部３ａ周面に圧接して、圧入推進装置４を二段構造にしている。
そして、反力台枠７の下面に圧入ジャッキ９の伸縮ロッド側の一端を固定し、シリンダ側の端部をクランプ１１の基部に固定する。

このようにして、前記圧入ジャッキ９,１０を地上柱部３ａ周面の同高位置に配置し、各クランプ１１を同高位置に配置して、これらを前記補強枠１６の上端部に係合可能に近接配置する。そして、各圧入ジャッキ９,１０に油圧ホ−ス１４の一端を接続し、他端を施工現場に設置したジャッキ操作盤１３および油圧ユニット１２に接続する。
この場合、地上柱部３ａの表面に滑り防止材１５を取り付け、該滑り防止材１５上に前記反力台枠６,７を設置すれば、反力作用時の反力台枠６,７の滑り止めを強化し得る。

次に、前記圧入装置３４を設置する場合は、補強枠１６の外側面に管軸方向に沿っ
て複数の高圧噴射管２５を配管し、該管２５を高圧導管２６を介して、施工現場に設置した高圧ポンプ２７に接続する。
この場合、地盤３１が固いときや粘土分が多いときは、図７（ａ）のように高圧噴射管２５を増設して一様に配置し、地盤３１が局所的に固い場合は、図７（ｂ）のように固い位置に高圧噴射管２５を偏在して配置し、高圧水の噴射位置を偏在させる。
そして、この後、補強枠１６の上部周面の端部に、前記高圧噴射管２５を避けて複数の振動機２４を設置する。この状況は図３および図９のようである。

このような状況の下で油圧ユニット１２と高圧ポンプ２７と振動機２４を駆動し、補強枠１６の圧入を開始する。
すなわち、油圧ユニット１２を駆動し、加圧した圧油をジャッキ操作盤１３を介して各圧入ジャッキ９,１０へ送り込み、各圧入ジャッキ９,１０を伸長作動させて、クランプ１１を補強枠１６の上端部に係合かつ押し付け、補強枠１６の下動を推進するとともに、その反力を反力台枠６,７で支持させる。

また、高圧ポンプ２７を駆動し、高圧水を高圧導管２６へ導いて各高圧噴射管２５へ送り込み、これを各高圧噴射管２５に分流させて下端の管端部から噴出し、管端部周辺の地盤３１を撹拌して緩める。
このため、前記緩んだ地盤３１中に補強枠１６の刃口部２３が進入し、圧入ジャッキ９,１０の伸長変位分、補強枠１６が圧入かつ沈下する。この場合、各一対の圧入ジャッキ９,１０が補強枠１６の上端部の等角度位置を押圧するから、前記圧入が能率良く、かつ補強枠１６の垂直姿勢を保持して行なわれる。

その際、振動機２４を駆動して補強枠１６を振動し、補強枠１６周辺と地盤３１、刃口部２３と地盤３１との各摩擦抵抗とを低減して、補強枠１６の円滑な圧入を促す。この状況は図１０のようである。
この場合、各振動機２４は補強枠１６の端部側周面に設置されているから、中央部に設置された場合に比べて、振動機２４の振動が減衰されずに補強枠１６に確実に伝わり、補強枠１６の円滑な圧入を増進する。

そして、このような補強枠１６の圧入沈下時には、スペ−サ２１のガイドロ−ラ２２が地下柱部３ｂ周面を転動して移動するから、ブロック状のスペ−サに比べて、地下柱部３ｂ周面との接触抵抗が低減し、土砂の噛み込みや競り、補強枠１６の斜状姿勢等の圧入障害を防止し、その円滑かつ速やかな圧入を促す。

しかも、前記圧入時には刃口部２３先端の狭小構造によって、土砂の流入が抑制され、前述の土砂の噛み込みを防止するとともに、刃口部２３のテ−パ形状によって、補強枠１６が地盤３１から内側方向へ押圧されるため、補強枠１６の横移動が防止され、センタリングを促されて垂直移動ないし垂直姿勢を促される。この状況は図６のようである。

一方、前記補強枠１６の圧入沈下時、図１３（ａ）のように刃口部２３の移動域に岩石３２等の障害物が現われた場合、刃口部２３のテ−パ形状部に岩石３２が接触し、該岩石３２が図１３（ｂ）のように刃口部２３の移動域外へ押し動かされる。したがって、岩石３２等の障害物による圧入障害を生じない。
その際、岩石３２周辺の地盤３１は高圧水によって緩やかにされているから、前記岩石３２の移動ないし排除が促され、前記障害物排除を円滑かつ速やかに行なえる。

こうして、補強枠１６の圧入沈下が続行され、圧入ジャッキ９,１０が伸長変位し、その変位分、補強枠１６が地下柱１６ｂの周面に圧入される。
そして、圧入ジャッキ９,１０が所定ストロ−ク、実施形態ではフルストロ−ク伸長したところで、圧入推進装置４の設置位置を位置替えする。

前記位置替えは、油圧ユニット１２とジャッキ操作盤１３と高圧水ポンプ２７の駆動を一旦停止し、圧入ジャッキ９,１０を無負荷状態にする。この後、タイロッド５を緩め、反力台枠６,７を圧入ジャッキ９,１０のフルストロ−ク伸長分下方へ移動し、当該位置でタイロッド５を緊張し、反力台枠６,７を地上柱部３ａ周面に再度圧接して行なう。この状況は図１１のようである。
このように前記位置替えは、圧入ジャッキ９,１０の伸長変位によって行なわれるが、長尺の圧入ジャッキ９,１０を用いる場合に比べ安価な設備で足り、しかも反力位置と反力の大きさを適宜設定できる利点がある。

こうして圧入推進装置４を、原位置より圧入ジャッキ９,１０のフルストロ−ク伸長分下方へ移動して位置替えしたところで、油圧ユニット１２とジャッキ操作盤１３と高圧水ポンプ２７を駆動し、前記補強枠１６の圧入を再開する。
そして、補強枠１６を圧入ジャッキ９,１０のフルストロ−ク伸長分圧入したところで、圧入推進装置４の設置位置を位置替えし、以降、これらの作業を繰り返し、補強枠１６を圧入する。

そして、地下柱部３ｂ周面に単一の補強枠１６を装着するときは、補強枠１６を地盤３１に完全に圧入したところで、圧入作業を終了し、一連の圧入推進装置４と圧入装置３４とを撤去する。この状況は図１５のようである。

一方、地下柱部３ｂ周面に複数の補強枠１６を装着するときは、前記最先行の補強枠１６上に次施工の補強枠１６を積み重ね、上段の次施工の補強枠１６を押圧して、下段の補強枠１６と一緒に圧入する。

すなわち、この場合は油圧ユニット１２とジャッキ操作盤１３と高圧水ポンプ２７の駆動を一旦停止し、圧入ジャッキ９,１０を無負荷状態にして、タイロッド５を緩め、反力台枠６,７を次施工の補強枠１６の高さ以上に移動し、反力台枠６,７と最先行の補強枠１６との間に、次施工の補強枠１６の設置スペ−スを確保したところで、タイロッド５を緊張し、反力台枠６,７を地上柱部３ａ周面に仮止めする。また、これと前後して最先行の補強枠１６から振動機２４を取り外すとともに、各高圧噴射管２５と高圧導管２６との接続を取り外す。

この後、次施工の一対の補強枠１６を、最先行の補強枠１６の上端部に該補強枠１６と同相状態で積み重ね、かつこれらを地上柱部３ａの基部周面に向き合わせて配置し、それらの端部を継手１７を介して前述同様に管状に連結する。

この場合、前記次施工の補強枠１６にも、予め内側面の所定位置にガイドロ−ラ２２付きの複数のスペ−サ２１が取り付けられ、その両端部の内外位置に継手１７が溶接されている。
そして、前記連結時に際しては、一対の補強枠１６と地上柱部３ａとの間に一定の空隙部２０を形成し、かつ各スペ−サ２１のガイドロ−ラ２２と地上柱部３ａとの間に微小な裕度ｅを形成する。

その際、最先行の補強枠１６は、そのスペ−サ２１やガイドロ−ラ２２、刃口部２３による前述の作用効果によって、垂直かつ橋脚３の外側に一定の空隙部２０を保持して圧入されているから、次施工の補強枠１６を垂直で、橋脚３の外側に一定の空隙部２０を保持して積み重ねられる。

この後、タイロッド５を緩め、反力台枠６,７を下方へ移動して、同動する圧入ジャッキ９,１０のクランプ１１を上段の補強枠１６の上端部に係合させたところで、タイロッド５を緊張し、反力台枠６,７を地上柱部３ａ周面に圧接する。

また、上段に配置した次施工の補強枠１６の周面に、その管軸方向に沿って複数の高圧噴射管２５を、下段に配置した最先行の補強枠１６の高圧噴射管２５と同相位置に配管し、かつそれらの下端部を下段の高圧噴射管２５に接続するとともに、それらの上端部を高圧導管２６に接続する。更に、上段に配置した補強枠１６の周面の側端部に、前記取り外した振動機２４を取り付ける。

このような状況の下で油圧ユニット１２と高圧ポンプ２７と振動機２４を駆動し、補強枠１６の圧入を開始する。
すなわち、油圧ユニット１２を駆動し、加圧した圧油をジャッキ操作盤１３を介して各圧入ジャッキ９,１０へ送り込み、各圧入ジャッキ９,１０を伸長作動させて、クランプ１１を補強枠１６の上端部に係合かつ押し付け、上段の補強枠１６の下動を推進するとともに、下段の補強枠１６を同動させて押し下げ、その反力を反力台枠６,７で支持させる。

また、高圧ポンプ２７を駆動し、高圧水を高圧導管２６から上側の高圧噴射管２５へ導き、該噴射管２５から下側の高圧噴射管２５へ導いて、下端の管端部から噴出し、管端部周辺の地盤３１を撹拌して緩める。
このため、前記緩んだ地盤３１中に下段の補強枠１６の刃口部２３が進入し、圧入ジャッキ９,１０の伸長変位分、上下側の補強枠１６が一緒に圧入され沈下する。

こうして、上下側の補強枠１６の圧入沈下が続行され、圧入ジャッキ９,１０が伸長変位し、その変位分、上下側の補強枠１６が地下柱１６ｂの周面に圧入される。
そして、圧入ジャッキ９,１０が所定ストロ−ク、実施形態ではフルストロ−ク伸長したところで、圧入推進装置４を位置替えする。

前記位置替えは、前述の位置替えと同様に行なわれ、反力台枠６,７を圧入ジャッキ９,１０のフルストロ−ク伸長分下方へ移動し、当該位置でタイロッド５を緊張し、反力台枠６,７を地上柱部３ａ周面に圧接して行なう。
こうして圧入推進装置４を、原位置より圧入ジャッキ９,１０のフルストロ−ク伸長分下方へ移動して位置替えしたところで、油圧ユニット１２とジャッキ操作盤１３と高圧水ポンプ２７を駆動し、前記補強枠１６の圧入を再開する。

そして、上下側の補強枠１６を圧入ジャッキ９,１０のフルストロ−ク伸長分圧入したところで、圧入推進装置４を位置替えし、以降、これらの作業を繰り返し、補強枠１６を圧入する。この状況は図１６のようである。
なお、地下柱部３ｂ周面に補強枠１６を上下三段に装着する場合は、前記二つの補強枠１６を圧入後、上側の補強枠１６上に三つ目の補強枠１６を積み重ね、この最上段の補強枠１６を前述同様に押圧して、中および下段の補強枠１６と一緒に圧入する。

この場合、前記複数の補強枠１６は、その圧入の前後において互いに連結しない。そのようにしても、前述のように最下位置の補強枠１６は橋脚３にセンタリングされて圧入され、また各補強枠１６は垂直に圧入されて、隣接する上下端部が接合し、その係合関係を維持し、地盤３１内では補強枠１６の移動ないし姿勢が規制されるから、前記圧入に支障を来たさず、また施工後の耐震構造上にも支障はない。

このように単一または複数の補強枠１６を圧入し、その最上位置の補強枠１６の上端部を地盤３１と同高に位置付けたところで、圧入作業を終了し、圧入ジャッキ９,１０と反力台枠６,７を含む一連の圧入推進装置４と、高圧噴射管２５と高圧導管２６を含む一連の圧入装置３４を撤去し、また圧入終期に補強枠１６から振動機２４を取り外して置く。
前記圧入後の補強枠１６の状況は図１８のようで、地下柱部３ｂの外側に空隙部２０を介して補強枠１６が圧入され、該補強枠１６の内側の四隅にスペ−サ２１とガイドロ−ラ２２が位置している。

この後、長尺な袋状チュ−ブ２８を補強枠１６の四隅に挿入し、その閉塞端を刃口部２３上に位置付け、開口端を地表に開口して保持する。その際、前記四隅のスペ−サ２１によって、袋状チュ−ブ２８の位置が規制され、該チュ−ブ２８の挿入が円滑かつ容易になる。
そして、前記開口部に注入管３０を挿入し、該管３０に連通する注入材供給ポンプ（図示略）を駆動して、モルタルやセメントミルク等の充填材２９を注入する。この状況は図１４のようである。

その際、袋状チュ−ブ２８は丈夫で水密に構成されているから、セメント系の充填材２９に含まれる有毒な六価クロムの溶出を阻止し、その地下水への流入を回避して環境汚染を防止する。
特にこの効果は、高圧水の噴射によって地盤３１が緩み、六価クロムが水脈に流出する惧れを未然に防止し得る利点がある。

前記充填材２９は袋状チュ−ブ２８に充填され、その後硬化して補強枠１６の四隅を拘束かつ強化し、地下柱部３ｂに対する各補強枠１６の移動を阻止し、補強枠１６の枠組みを強化して、地下柱部３ｂの強固な耐震補強構造を形成する。この状況は図１７および図１８のようで、前記スペ−サ２１が袋状チュ−ブ２８に係合して、補強枠１６の揺動ないし移動を防止する。

この場合、袋状チュ−ブ２８以外の地下柱部３ｂと補強枠１６との間は空隙部２０であるから、当該部にコンクリ−トを充填する施工法に比べて、工費および工期が低減する。
なお、前記空隙部２０をコンクリ−トの代わりに、間詰め用に土砂３５を用いることによっても、工費が低減する。この状況は図１９のようである。

こうして構成した橋脚の耐震構造は、地下柱部３ｂ周面に補強枠１６を離間して配置しているから、地下柱部３ｂ周面に補強枠１６を密着して装着する構造に比べ、補強枠１６を容易かつ円滑に装着でき、複数の補強枠１６を装着する際に好適である。
また、補強枠１６と地下柱部３ｂ周面との隅角部に充填材２９を介入して、補強枠１６を位置決めし拘束したから、補強枠１６を容易に位置決めできるとともに、それらの間に一定の施工寸法誤差を許容し、施工の合理化を図れる。

しかも、前記充填材２９は袋状チュ−ブ２８に柱状に収容され、これが云わば通し柱的に機能して、補強枠１６と地下柱部３ｂ周面との隅角部を支持するから、その支持強度が強化され、地震発生時における補強枠１６の耐震強度を一層向上する。
また、上下の各補強枠１６は互いに連結されていないから、前記地下柱部３ｂと補強枠１６との離間構造と相俟って、地震発生時には各補強枠１６が独自に揺動可能になり、各補強枠１６ないし各補強枠１６部位の橋脚１６に作用する揺動変位を逃がして、これらを連結した構造のものに比べ、橋脚１６の破壊を抑制し得る。

なお、前述の実施形態は矩形断面の橋脚３の周囲に、略相似形状の矩形管状の補強枠１６を装着しているが、半円管状の一対の枠片を突き合わせて円管状の補強枠１６に形成したり、矩形断面の橋脚３の代わりに、円柱または円管状の橋脚３を用いることも可能であり、そのようにしても橋脚３または補強枠１６の隅角部を利用して袋状チュ−ブ２８を位置付け、充填材２９によって補強枠１６の位置決めが可能になる。

このように本発明の橋脚等の補強工法およびその補強装置は、重機を使用できない狭隘な場所での施工を実現し、土留め、足場等の仮設作業や、大掛かりな開削作業を要することなく、工期の短縮化と工費の低減を図れるとともに、周辺の環境汚染を防止し得るから、例えば既設高架橋の橋脚、建物の柱等における地中の耐震補強工事に好適である。

本発明によって地中の橋脚周辺に補強枠を装着する状況を示す正面図で、最先行の補強枠を地中に沈下させる状況を示している。 図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図で、袋状チュ−ブを仮想的に図示している 本発明に適用した圧入推進装置を拡大して示す斜視図で、地上の橋脚周面に補強枠を囲繞して配置し、その補強枠の直上に反力台枠を上下二段に配置し、各反力台枠に設置した圧入ジャッキの先端部にクランプを設け、このクランプを補強枠の上端部に係合している。 本発明による補強枠の沈下施工時の中途状況を示し、沈下施工した補強枠上に次期施工の補強枠を積み重ねて立設し、この補強枠に振動機を設置している。

図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 本発明に適用した最先行の補強枠の刃口部と、スペ−サおよびガイドロ−ラとの動作状況を示す拡大断面図である。 本発明に適用した補強枠の周面に設置する高圧噴射管の配管状況の要部を拡大して示す断面図で、同図（ａ）は固い地盤や粘土分が多い地盤に対する配管状況を示し、同図（ｂ）は地盤が局所的に固い場合の配管状況を示している。 本発明による施工状況を示す断面図で、最先行の補強枠を地盤に立設して設置している状況を示している。 本発明による施工状況を示す断面図で、最先行の補強枠を設置後、該補強枠に圧入装置を設置し、直上の橋脚周面に圧入推進装置を設置している状況を示している。

本発明による施工状況を示す断面図で、圧入推進装置と圧入装置と振動機を駆動し、最先行の補強枠の圧入・沈下状況を示している。 本発明による施工状況を示す断面図で、最先行の補強枠を所定量圧入・沈下後、圧入推進装置の反力位置を位置替えしている状況を示している。 本発明による施工状況を示す断面図で、圧入推進装置の反力位置を位置替え後における最先行の補強枠の沈下状況を示している。 本発明に適用した刃口部の作動状態の要部を拡大して示す断面図で、同図（ａ）は刃口部周辺に現れた礫、岩石の排除前の状況を示し、同図（ｂ）は前記礫、岩石の排除後の状況を示している。

本発明による施工状況を示す断面図で、補強枠の沈下施工後、補強枠の内部に配管した袋状チュ−ブに充填材を注入している状況の要部を拡大して示している 本発明による補強枠の圧入・沈下施工後、圧入推進装置と反力位置を撤去した状況を示す断面図である。 本発明による地中の橋脚に上下二段の補強枠を沈下施工する状況を示す断面図である。 本発明による地中の橋脚に上下二段の補強枠を圧入・沈下施工後、それらの補強枠の内側に配管した袋状チュ−ブに充填材を注入している状況の要部を拡大して示す断面図である。

本発明による地中の橋脚周面に装着した補強枠の状況を拡大して示す断面図である。 本発明の応用形態を示す断面図で、地中の橋脚と補強枠との間に間詰め用の砂を充填している状況を示している。

符号の説明

３ 支柱（橋脚）
３ａ 地上柱部
３ｂ 地下柱部
４ 圧入推進装置
６ 反力台枠
７ 反力台枠
９ 押圧手段（圧入ジャッキ）
１０ 押圧手段（圧入ジャッキ）

１６ 補強枠
２０ 空隙部
２１ スペ−サ
２２ ガイドロ−ラ
２３ 刃口部
２５ 高圧噴射管
２８ 袋状チュ−ブ
２９ 充填材
３１ 地盤

Claims (10)

1. 橋脚等の支柱の周面に補強枠を囲繞して配置し、その最先行に施工する補強枠の下端部に刃口部を設け、該刃口部を介して補強枠を地中に沈下させるとともに、補強枠より上方の支柱の周面に押圧手段を備えた圧入推進装置を設置し、前記押圧手段を直下の補強枠に係合可能に配置し、該補強枠を押し下げ可能にするとともに、前記補強枠の周面に複数の高圧噴射管を設置し、該高圧噴射管から高圧流体を地盤に噴射して地盤を緩め、かつ前記補強枠を振動して地中に沈下させ、補強枠を地中の支柱周面に装着する橋脚等の支柱の補強工法において、前記補強枠の内側にガイドロ−ラを備えた複数のスペ−サを設け、前記ガイドロ−ラを前記支柱の周面に係合または転動可能に配置し、前記補強枠を支柱周面に沿って移動させることを特徴とする橋脚等の支柱の補強工法。
2. 前記補強枠の各隅角部の内側位置に前記一対のスペ−サを離間して配置し、前記スペ−サを介して単一または複数の補強枠を地中の橋脚等の支柱の周面に離間して配置し、前記補強枠と支柱との間の空隙部を地上側に連通させる請求項１記載の橋脚等の支柱の補強工法。
3. 前記地中に配置した補強枠と支柱との間の空隙部に複数の袋状チュ−ブを上下方向に配置し、該チュ−ブにモルタル等の充填材を注入し固化させる請求項２記載の橋脚等の支柱の補強工法。
4. 前記袋状チュ−ブを橋脚等の支柱または補強枠の隅角部に配置し、前記充填材の固化後、単一または複数の補強枠と橋脚等の支柱とを一体的に係合させる請求項３記載の橋脚等の支柱の補強工法。
5. 前記袋状チュ−ブを補強枠の隅角部に配置した一対のスペ−サの間に配置する請求項３または請求項４記載の橋脚等の支柱の補強工法。
   
   
   
6. 前記袋状チュ−ブの閉塞端を刃口部上に配置し、開口端を地表に開口して保持する請求項５記載の橋脚等の支柱の補強工法。
7. 前記隣接する袋状チュ−ブ間の空隙部に、コンクリ−トまたは間詰め用の砂を充填する請求項３記載の橋脚等の支柱の補強工法。
8. 前記高圧噴射管を補強枠の外周面に配置し、その先端部を前記刃口部に近接して配置する請求項１記載の橋脚等の支柱の補強工法。
9. 橋脚等の支柱の周面に補強枠を囲繞して配置し、その最先行に施工する補強枠の下端部に刃口部を設け、該刃口部を介して補強枠を地中に沈下可能に設けるとともに、補強枠より上方の支柱の周面に押圧手段を備えた圧入推進装置を設置し、前記押圧手段を直下の補強枠に係合可能に配置し、該補強枠を押し下げ可能に設けるとともに、前記補強枠の周面に複数の高圧噴射管を設置し、該高圧噴射管から高圧流体を地盤に噴射可能に設け、かつ前記補強枠に設置した振動機を介して地中に沈下し、補強枠を地中の支柱周面に装着可能にした橋脚等の支柱の補強装置において、前記補強枠の内側にガイドロ−ラを備えた複数のスペ−サを設け、前記ガイドロ−ラを前記支柱の周面に係合または転動可能に配置し、前記補強枠を支柱周面に沿って移動可能にしたことを特徴とする橋脚等の支柱の補強装置
10. 前記補強枠と橋脚等の支柱との間の空隙部で、前記補強枠または橋脚等の支柱の隅角部に、充填材を注入可能な袋状チュ−ブを係合可能に配置した請求項９記載の橋脚等の支柱の補強装置。

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