JP4669386B2 - 既存水中構造物における基礎の補強構造およびその補強工法 - Google Patents

Description

本発明は既存水中構造物における基礎の補強構造およびその補強工法に関するものである。

従来、既存の水中構造物の基礎を補強する工法としては、図１１に示すように、鋼矢板（または鋼管矢板）３４を基礎３５の周りに打設する仮締切工法３６がある。またこの他にも鋼矢板による二重仮締切工法または鋼管矢板井筒工法（図示せず）などがある。しかし、これらの工法はいずれも大規模な工事となるため工費および工期が嵩み、河積を阻害するという問題があった。そこで図１２に示すように、仮締切函体３７を基礎３５の周りに設置する仮締切工法３８が開発された。また、その他の方法としては、例えば特開平１０−１４０５８３号公報の発明がある。
特開平１０−１４０５８３号公報

しかし、上記の仮締切工法は仮締切函体の内側の水を排水したときに、仮締切函体に作用する浮力を抑えるのが非常に困難であるという問題があった。

本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、仮締切函体に作用する浮力を簡単に抑えることができる既存水中構造物における基礎の補強構造およびその補強工法を提供することである。

本願発明の既存水中構造物における基礎の補強構造は、水中構造物の基礎を囲むようにして水底に着座され、かつ基礎の側面に密接された仮締切函体の底板が、上面の打設孔から水底地盤に打設されたマイクロパイルで固定され、仮締切函体の内側における水を排水して形成されたドライな空間において底板上部と基礎上部とにわたって増し打ち部が形成され、仮締切函体の本体が切り離された底板が埋め殺されたことを特徴とする。またマイクロパイルと打設孔との間には充填材が充填され、底板上面から突出したマイクロパイルの頭部には固定具がねじ込まれたことを含む。また充填材が充填された打設孔におけるマイクロパイルにはせん断キーが設けられたことを含むものである。

また既存水中構造物における基礎の補強工法は、水中構造物の基礎を囲むようにして仮締切函体を水底に着座させるとともに、基礎の側面に密接させた底板をマイクロパイルで固定し、仮締切函体の内側における水を排水してドライな空間を形成し、底板上部と基礎上部とにわたって増し打ち部を形成した後に、仮締切函体の本体を切り離して底板を埋め殺しにすることを特徴とする。

仮締切函体に作用する浮力をマイクロパイルで抑えることができるとともに、仮締切函体の本体を底板から切り離すことにより他に転用することができ、埋め殺しとなった底板が増し打ち部の底型枠の働きをする。またマイクロパイルによる底板の固定と、マイクロパイルが打設された打設孔の止水とを完璧に行うことができる。またマイクロパイルにねじ込んだ固定具、または固定具とせん断キーとでマイクロパイルと底板との固定が強固になる。

また仮締切函体に作用する浮力をマイクロパイルで抑えつつ底板上部と基礎上部とにわたって増し打ち部を形成することにより、桁下空間の制約を受けず、従来よりも工期・工費の面で有利となり、基礎の補強を行うことができる。

以下、本発明の既存水中構造物における基礎の補強構造（以下補強構造という）およびその補強工法（以下補強工法という）の実施の形態を図面に基づいて説明する。はじめに補強構造の実施の形態について説明し、その後に補強工法の実施の形態について説明する。また各実施の形態において同じ構成は同じ符号を付して説明し、異なった構成にのみ異なった符号を付して説明する。

図１は橋脚および橋台などの補強構造１であり、この補強構造１はフーチング基礎２の周囲に埋め殺された仮締切函体の底板３がマイクロパイル４で固定され、該底板３上部とフーチング基礎２上部とにわたって増し打ち部５が形成されて構成されている。

このフーチング基礎２は水中に構築された既存のものであり、支持杭６で支持されているが耐震力不足が想定されるために補強を必要とする。このフーチング基礎２周囲の水底地盤７に仮締切函体の本体（以下本体という）８から切り離された底板３が埋め殺され、フーチング基礎２を囲むようにして支持地盤９にまで打設されたマイクロパイル４で固定されている。

このマイクロパイル４は高耐力のマイクロパイル、または小径のマイクロパイルであり、頭部１０が底板３の打設孔１１から突出して増し打ち部５に埋設されている。この増し打ち部５が差し込み配筋された補強筋１２と底板３とでフーチング基礎２に一体接合されてフーチング基礎２が耐震力の大きな補強構造１になっている。

またマイクロパイル４が打設された打設孔１１には、止水を目的とした充填材（グラウトなど）１３が充填され、この打設孔１１から突出した頭部１０には雌ネジ部１４が形成され、この雌ネジ部１４には固定具１５がねじ込まれている。この固定具１５は固定リング１６とナット１７とからなり、固定リング１６を頭部１０に嵌め込んでナット１７で締め付けることにより底板３を固定する。

この固定リング１６は本体８が切り離される前の仮締切函体２９に作用する浮力に抵抗するものであり、円形基盤１８とリング１９とが補強リブ２０で補強されて構成されている。よって、ナット１７でマイクロパイル４の頭部１０に固定し、ナット１７を緩めることによりマイクロパイル４の頭部から引き抜くことができる。このようにマイクロパイル４は固定具１５により底板３と接合される他、打設孔１１の充填材１３でも接合され、この充填材１３と雌ネジ部１４との接着が特に強固になる。

またマイクロパイル４の頂部には、上面が蓋２１で閉塞されたキャップ２２が連結リング２３で接合されてマイクロパイル内からの浸水を防いでいる。このようにマイクロパイルの頭部１０には雌ネジ部１４が形成され、かつ連結リング２３でキャップ２２が接合されているため、これらが凹凸状のコッタとなって増し打ち部５との接着強度を大きくしている。

一方、底板３から切り離された本体８は、複数の中空ユニット２４が積み重なって形成されたものであり、連結板２５、２６同士がボルト２７で接合されて一体になり、このボルト２７を取り外すことにより底板３から切り離されて他に転用可能となっている。したがって、仮締切函体２９はフーチング基礎２の周りに着座させるまでは一体となっているが、着座させてマイクロパイル４で底板３が固定された後に本体８を切り離すと、底板３がフーチング基礎２の周囲に埋め殺しになる。

また図６はマイクロパイル４の他の接合構造を示したものであり、打設孔１１の雌ネジ部１４に設けたリング状のせん断キー２８と充填材１３との接着力によって接合したものである。

また図７は本体８の他の接合構造を示したものであり、上記の場合のように本体８が底板３において接合された場合に限らず、本体８においても接合することができる。

また、上記の仮締切函体２９の本体８は、中空ユニット（二重）２４が上下に重ね合わされて形成された函体３０だけではなく、図８に示すように、外殻鋼板２４ａの内側に補強リブ２４ｂが設置されたユニット（二重ではなく一枚）３０ａを上下に接合して形成することもできる。

次に、補強工法を図９および図１０に基づいて説明する。この補強工法には、上記と同じ仮締切函体２９が使用される。この仮締切函体２９は、水中のフーチング基礎２を囲めるような平面円形または多角形の本体８と、これに着脱自在に取り付けられた底板３とから構成され、この底板３にはマイクロパイル４を打設する打設孔１１が適宜間隔ごとに設けられている。本体８は平面半円形または半多角形の二つの函体３０が合致して構成され、該函体３０は複数の中空ユニット２４が上下に重ね合わされて形成され、この中空ユニット２４への水の注排水によって仮締切函体２９が浮き沈みするようになっている。一方、底板３も先端がフーチング基礎２の側面に密着してこれを囲めるようになっている。

この仮締切函体２９を水上曳航または台船にて運搬し、図８に示すように、フーチング基礎２を囲むようにして水底に着座させた後、支保工３１を設置して据え付けを行うが、この据え付け前に水底面に土砂が堆積している場合はその浚渫を行う。

次に、フーチング基礎２を囲むように仮締切函体の底板３における全ての打設孔１１から支持地盤９までマイクロパイル４を打設する。次に、このマイクロパイル４が打設された打設孔１１内に充填材１３を充填して止水した後、底板３上面から突出したマイクロパイルの頭部１０に固定具１５を取り付けるとともに、キャップ２２を設置してマイクロパイル４の内側からの水の浸入も防ぐことができる。このような固定と止水とを行った後、仮締切函体２９の内側における水を排水してドライな空間３２を形成すると、仮締切函体２９には大きな浮力が作用するが、これがマイクロパイル４で抑えられる。

次に、図１０に示すように、仮締切函体の内側のドライな空間３２においてフーチング基礎２の周囲に補強筋１２を配筋するとともに、底板３上部とフーチング基礎２上部とにコンクリートを打設して増し打ち部５を形成する。この増し打ち部５にはマイクロパイルの頭部１０も埋設される。

このように増し打ち部５が形成された後に、図７に示すように、本体８を底板３から切り離して他に転用すると、底板３がフーチング基礎２の周りに埋め殺しとなる。したがって、簡単な方法で図１に示すような補強構造１を構築することができるようなる。

本体を底板から切り離した補強構造の断面図である。 本体を底板から切り離した補強構造の断面図である。 補強構造の平面図である。 補強構造の要部拡大断面図である。 （１）は打設孔の断面図、（２）は同平面図である。 マイクロパイルが打設された他の打設孔の断面図である。 他の仮締切函体の本体の断面図である。 他の仮締切函体の本体であり、（１）は平面図、（２）は断面図である。 仮締切函体を据え付けたフーチング基礎の断面図である。 本体を底板から切り離したフーチング基礎の断面図である。 従来の仮締切工法であり、（１）は断面図、（２）は同平面図である。 仮締切函体を使用した従来の仮締切工法の断面図である。

符号の説明

１ 補強構造
２、３５ フーチング基礎
３ 底板
４ マイクロパイル
５ 増し打ち部
６ 支持杭
７ 水底地盤
８ 仮締切函体の本体
９ 支持地盤
１０ マイクロパイルの頭部
１１ 打設孔
１２ 補強筋
１３ 充填材
１４ 雌ネジ部
１５ 固定具
１６ 固定リング
１７ ナット
１８ 円形基盤
１９ リング
２０、２４ｂ 補強リブ
２１ 蓋
２２ キャップ
２３ 連結リング
２４ 中空ユニット
２４ａ 外殻鋼板
３０ａ ユニット
２５、２６ 連結板
２７ ボルト
２８ せん断キー
２９、３７ 仮締切函体
３０ 函体
３１ 支保工
３２ ドライな空間
３４ 鋼矢板
３６、３８ 仮締切工法

Claims (6)

1. 水中構造物の基礎を囲むようにして水底に着座され、かつ基礎の側面に密接された仮締
   切函体の底板が、上面の打設孔から水底地盤に打設されたマイクロパイルで固定され、仮
   締切函体の内側における水を排水して形成されたドライな空間において底板上部と基礎上
   部とにわたって増し打ち部が形成され、仮締切函体の本体が切り離されて底板が埋め殺さ
   れたことを特徴とする既存水中構造物における基礎の補強構造。
2. マイクロパイルと打設孔との間には充填材が充填され、底板上面から突出したマイクロ
   パイルの頭部には固定具がねじ込まれたことを特徴とする請求項１に記載の既存水中構造
   物における基礎の補強構造。
3. 充填材が充填された打設孔におけるマイクロパイルにはせん断キーが設けられたことを
   特徴とする請求項２に記載の既存水中構造物における基礎の補強構造。
4. 仮締切函体は基礎を囲めるような平面円形または多角形の本体と、この本体に着脱自在
   に取り付けられた底板とから構成され、この底板にはマイクロパイルを打設するための打
   設孔が適宜間隔ごとに設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の既存
   水中構造物における基礎の補強構造。
5. 本体は複数の中空ユニットを上下に重ね合わせて形成した函体、または外殻鋼板の内側
   に補強リブが設置されたユニットを上下に重ね合わせて形成した函体であることを特徴と
   する請求項４に記載の既存水中構造物における基礎の補強構造。
6. 水中構造物の基礎を囲むようにして仮締切函体を水底に着座させるとともに、基礎の側
   面に密接させた底板をマイクロパイルで固定し、仮締切函体の内側における水を排水して
   ドライな空間を形成し、底板上部と基礎上部とにわたって増し打ち部を形成した後に、仮
   締切函体の本体を切り離して底板を埋め殺しにすることを特徴とする既存水中構造物にお
   ける基礎の補強工法。

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