JP4798203B2

JP4798203B2 - 既設基礎の補強構造および補強方法

Info

Publication number: JP4798203B2
Application number: JP2008267767A
Authority: JP
Inventors: 幸仁吉澤
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date: 2008-10-16
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2028-10-16
Also published as: JP2010095907A

Description

本発明は既設基礎の補強構造および補強方法に関し、橋脚などの既設基礎を傷つけずに補強することができる。

近年、橋梁拡幅などの上部構造の改良や既設橋梁の耐力アップの必要から、橋脚の既設基礎をその周囲に鋼管矢板を打ち込んで補強することが行なわれている。

本工法は、例えば、図７(a)，(b)に図示するように、橋脚の既設基礎１０の外側を取り囲むように複数の鋼管矢板１１を支持層まで打ち込み、当該鋼管矢板１１と既設基礎１０との間にコンクリート１２を充填して既設基礎を補強する方法である。

本工法においては、特に既設基礎１０に作用する荷重を周囲の鋼管矢板１１に伝達させる構造とする必要から、既設基礎１０の周囲に打ち込まれた鋼管矢板１１の内側と既設基礎１０の外周にそれぞれ鉄筋などからなるスタッド１３を数多く突設して既設基礎１０と周囲の鋼管矢板１１とをコンクリート１２を介して一体化している。

特開２００４−２３２４３６号公報特開２００１−１０７３１９号公報特開２００５−１０７３１９号公報特開２００５−２９０８６９号公報特開平９−１２５３１７号公報特開２００１−２１４４６５号公報

しかし、既設基礎の外周にスタッドを突設するには、既設基礎の表面にスタッドを突設するための孔をボーリングマシン等によって多数開ける必要があるため、既設基礎の表面を傷めてしまうという問題があった。

また、スタッドは既設基礎の表面に孔を開け、各孔にグラウト材を充填し、その後、各孔に鉄筋を一本一本差し込んで取り付ける必要があるため多大な労力を必要とし、コストが嵩む等の課題があった。

本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、橋梁などの既設基礎を傷つけずに補強できるようにした既設基礎の補強構造および補強方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の既設基礎の補強構造は、既設基礎と近接する位置に当該既設基礎の外側を取り囲むように設置された第一型枠と、当該第一型枠の外側を取り囲むように設置された第二型枠と、前記既設基礎と第一型枠との間および前記第一型枠と第二型枠との間にそれぞれ充填されたコンクリートまたは接着剤とから構成され、少なくとも前記第一型枠の外周面と前記第二型枠の内周面に複数の突起がそれぞれ設けられてなることを特徴とするものである。

本発明は、橋脚などの既設基礎をその周囲に鋼管矢板などによる基礎を既設基礎と一体に増設して補強する際に、既設基礎と増設基礎とを一体にするための突起を、既設基礎に近接して設置された第一型枠の外周面に突設することにより既設基礎を傷つけずに補強できるようにしたものである。

突起としては、鋼板の表面に複数の突起を有する突起付き鋼板の突起や鋼板の表面に後付けされるスタッドや鉄筋などのシアコネクター等が挙げられる。

本発明によれば、既設基礎と近接する位置に設置された第一型枠の外周面に複数の突起が突設されていることで、既設基礎にスタッド等のシアコネクターを突設することなく、既設基礎とその外周部に充填された充填材との一体化を図ることができる。

また、既設基礎にスタッド等のシアコネクターを突設する必要がないので、施工の省力化と工期の短縮化、さらにコスト削減なども図ることができる。

また、第一型枠に突起付き鋼板を用いることにより、第一型枠の外周面に後からスタッドを突設する必要がなく、工期の短縮化が可能になる。

また、第一型枠を、その内周面に複数の突起を有する突起付き鋼板によって構成し、その外周面には複数のスタッドを突設すれば、第一型枠を既設基礎と確実に一体化でき、さらにその外周の増設基礎とは基礎の規模に応じてスタッドの数量や間隔を適宜調整して経済的かつ合理的に補強できる。

なお、既設基礎と第一型枠との間隔は、基礎部に作用する設計荷重、この部分に充填される充填材の流動性や施工性などを考慮して決定することができ、概ね１０〜１００ｃｍ程度が好ましい。

また、この場合の充填材としてはコンクリートでもよいが、接着剤を利用することにより、特に既設基礎と第一型枠との間に接着剤を充填することにより既設基礎と第一型枠を確実強固に一体化することができる。

また、第二型枠は、第一型枠が設置される位置の外側に複数の鋼管矢板を打ち込むことにより構成することができ、さらに強度的に可能であれば鋼製矢板や鋼板などで構成することもできる。

請求項２記載の既設基礎の補強構造は、請求項１記載の既設基礎の補強構造において、第一型枠は、表面に複数の突起を有する突起付き鋼板を、前記突起を有する面が内周面となるように複数連結することにより構成されてなることを特徴とするものである。

本発明によれば、第一型枠をその内周、すなわち既設基礎との対向面側に複数の突起を有する突起付き鋼板によって構成することにより、第一型枠を既設基礎と確実に一体化でき、これにより既設基礎と増設基礎との一体化を確実なものとすることができる。

請求項３記載の既設基礎の補強構造は、請求項１または２記載の既設基礎の補強構造において、第一型枠の外周面に突起として複数のスタッドが突設されてなることを特徴とするものである。

本発明によれば、既設基礎の規模や強度に応じて現地でスタッドの本数や間隔を適宜決定することにより既設基礎を必要な強度に補強することができ、経済的かつ合理的施工が図れる。この場合のスタッドにはスタッドボルトの他に鉄筋なども利用できる。

また、第一型枠を既設基礎および第二型枠との両対向面に突起を有する両面突起付き鋼板から構成すれば、第一型枠にスタッド等を突設する作業が一切なくなり、施工の大幅な短縮化と省力化等を図ることができる。

請求項４記載の既設基礎の補強構造は、請求項１〜３のいずれかひとつに記載の既設基礎の補強構造において、第二型枠の内周面に複数のスタッドが突設されてなることを特徴とするものである。

請求項５記載の既設基礎の補強構造は、請求項１〜４のいずれかひとつに記載の既設基礎の補強構造において、第二型枠は、複数の鋼管矢板から構成されてなることを特徴とするものである。本発明によれば、第一型枠の周囲に鋼管矢板基礎を増設することにより、鋼管矢板基礎の持つ耐力によって既設基礎を強固に補強することができる。

請求項６記載の既設基礎の補強方法は、既設基礎と近接する位置に第一型枠を設置する工程と、当該第一型枠が設置される位置の外側に第二型枠を設置する工程と、前記既設基礎と前記第一型枠との間および前記第一型枠と前記第二型枠との間にそれぞれコンクリートまたは接着剤を充填する工程とからなり、前記第一型枠は表面に複数の突起を有する突起付き鋼板を、前記突起を有する面が外周面をなし、前記既設基礎の外側を取り囲むように設置することにより構成し、前記第二型枠は前記第一型枠が設置される位置の外側に複数の鋼管矢板を設置することにより構成し、当該第二型枠の内周面に複数のスタッドを突設することを特徴とするものである。

この場合の充填材としては一般にコンクリートを用いるが、特に既設基礎と第一型枠との間には接着剤を充填することにより既設基礎と第一型枠をより確実強固に一体化させることもできる。

また、第一型枠と第二型枠の施工手順は、河川内などのような水中施工の場合は、第二型枠を先に施工し、続いて第二型枠を施工することになるが、陸上施工の場合などはどちらを先に施工してもよい。

請求項７記載の既設基礎の補強方法は、既設基礎と近接する位置に第一型枠を設置する工程と、当該第一型枠が設置される位置の外側に第二型枠を設置する工程と、前記第一型枠の外周面に複数のスタッドを突設する工程と、前記既設基礎と前記第一型枠との間および前記第一型枠と前記第二型枠との間にそれぞれコンクリートまたは充填剤を充填する工程とからなり、前記第一型枠は鋼板を前記既設基礎の外側を取り囲むように設置することにより構成し、前記第二型枠は前記第一型枠が設置される位置の外側に複数の鋼管矢板を設置することにより構成し、当該第二型枠の内周面に複数のスタッドを突設することを特徴とするものである。

本発明によれば、既設基礎の規模や強度に応じて現地でスタッドの本数や間隔を適宜決定することにより既設基礎を必要な強度に補強することができるため、経済的かつ合理的補強が可能である。また、この場合の充填材としても一般にコンクリートを用い、特に既設基礎と第一型枠の間には接着剤を充填してもよい。

また、第一型枠と第二型枠の施工手順は、河川内などのような水中施工の場合は、第二型枠を先に施工し、続いて第一型枠を施工することになるが、陸上施工の場合などはどちらを先に施工してもよい。

本発明は、既設基礎と近接する位置に既設基礎の外側を取り囲むように設置された第一型枠と、当該第一型枠の外側を取り囲むように設置された第二型枠と、前記既設基礎と第一型枠との間および前記第一型枠と第二型枠との間にそれぞれ充填された充填材とから構成され、かつ少なくとも前記第一型枠の外周面と前記第二型枠の内周面に複数の突起が設けられていることで、既設基礎とその外側に充填された充填材(増設部)とを一体にすることができ、既設基礎を傷つけずに補強することができる等の効果がある。

また、既設基礎にスタッドを突設するための孔開け等がないことで、施工の省力化と工期の短縮化、さらにコスト削減などを図ることができる。

さらに、表面に複数の突起を有する突起付き鋼板よって第一型枠を構成することにより、第一型枠に後からスタッド等のシアコネクターを突設する必要がなく、施工の省力化と工期の短縮化、さらにコスト削減などを図ることができる。

図１(a)〜(c)は、本発明の一実施形態を示し、図において、符号１は河川などの川底に構築された橋脚の既設基礎、２は既設基礎１の周囲を取り囲むように既設基礎１の周囲に設置された第一型枠、３は既設基礎１および第一型枠２を取り囲むように既設基礎１および第一型枠２の周囲に設置された第二型枠である。

また、符号４と５は第一型枠２の外周面と第二型枠３の内周面にそれぞれ突設されたスタッド、そして、符号６は既設基礎１と第一型枠２との間、第一型枠２と第二型枠３との間にそれぞれ充填されたコンクリートである。

第一型枠２は、片側面に複数の突起２ａを有する突起付き鋼板から構成され、突起付き鋼板は突起付き面を既設基礎１側に向け、既設基礎１の外側面から１０〜１００ｃｍ程度離れた位置に既設基礎１を取り囲むように設置されている。

また、突起付き鋼板は、建設重機で取り扱い容易なように既設基礎１の周方向に一定幅を有して形成され、既設基礎１の周方向に互いに隣接して設置され、かつ隣接する突起付き鋼板どうしは溶接または各鋼板の端部に形成された継手(図省略)を介して結合されている。

さらに、第一型枠２の外周面２ｂには、鉄筋などからなるスタッド４が第一型枠２の全面に渡って突設されている。スタッド４は原則として全体に同一径および同一長さのものが均等な間隔で突設されているが、第一型枠２の高さと共に設計荷重に応じて適当に調整されている。

第二型枠３は、第一型枠２から所定間隔離れた位置に既設基礎１および第一型枠２を取り囲むように設置されている。また、第一型枠２と第二型枠３との間隔は、スタッド４および５の数量などと同様に設計荷重に基づいて設定され、実用上は３〜５ｍ程度が適当な場合が多いと考えられるが、条件によってはこれを超えてもよい。

第二型枠３の各鋼管矢板の外側には、一組の継手が直径方向に対向して突設され、隣接する鋼管矢板どうしはこの継手を介して互いに結合されている。

さらに、第二型枠３の内周には鉄筋などからなるスタッド５が全面に渡って突設されている。なお、スタッド５は原則として全体に均等な径および長さのものが均等な間隔で突設されているが、設計荷重に応じて適当に調整されていてもよい。

コンクリート６は、既設基礎１と第一型枠２との間、第一型枠２と第二型枠３との間にそれぞれ充填されており、このような構成によって既設基礎１、第一型枠２および第二型枠３が一体化され、橋脚の新たな基礎が構築されている。なお、コンクリート６は第二型枠３の各鋼管矢板内にも充填されている。

次に、施工方法を説明する。

(1) 最初に、第一型枠２が設置される位置の外側に、既設基礎１の周囲を取り囲むように複数の鋼管矢板を打ち込んで第二型枠３を構成する。第二型枠３の各鋼管矢板は先端が支持層に到達するまで打ち込み、隣接する鋼管矢板３どうしは継手を介して互いに結合し、継手はモルタル等を充填して止水する。また、第二型枠３の各鋼管矢板の上端は水面上に突出させ、川底から水面上に突出する部分までを止水壁７として利用する。

(2) 次に、止水壁７の内側を排水し、さらに既設基礎１と第二型枠３間の地盤を少なくとも既設基礎１の底まで掘り下げる。

(3) 次に、既設基礎１の周囲に既設基礎１を取り囲むように突起付き鋼板を設置して第一型枠２を構成する。突起付き鋼板は、突起付き面を既設基礎１側に向け、既設基礎１の外側面から１０〜１００ｃｍ程度離れた位置に鉛直に自立させて設置する。また、突起付き鋼板は、既設基礎１の周方向に一定幅に形成されたものを既設基礎１の周方向に互いに隣接させて設置し、隣接する鋼板どうしは溶接または各鋼板の端部に形成された継手(図省略)を介して結合する。

(4) 次に、第一型枠２の外周面と第二型枠３の内周面に、それぞれ鉄筋などからなるスタッド４と５を突設する。スタッド４は第一型枠２の全面に渡って突設し、スタッド5は第二型枠３の全面に渡って突設する。スタッド４と５は溶接によって突設する。

(5) 次に、既設基礎１と第一型枠２との間、および第一型枠２と第二型枠３との間にそれぞれコンクリート６を充填する。コンクリート６は第二型枠３の各鋼管矢板内にも充填する。

(6) そして、コンクリート６が一定の強度に達したら、第二型枠３の止水壁７となっている部分を川底部分から切断して撤去する。これで工事は完了する。

本発明は、鋼管矢板を用いて強脚などの既設基礎を傷つけることなく補強することができる。

補強された橋脚の既設基礎を示し、(a)は縦断面図、(b)は横断面図、(c)は（ａ）における一部拡大図である。橋脚の既設基礎の補強方法の施工手順を示す縦断面図である。橋脚の既設基礎の補強方法の施工手順を示す縦断面図である。橋脚の既設基礎の補強方法の施工手順を示す縦断面図である。橋脚の既設基礎の補強方法の施工手順を示す縦断面図である。橋脚の既設基礎の補強方法の施工手順を示し、(a)は縦断面図、(b)は横断面図である。補強された橋脚の既設基礎の従来例を示し、(a)は縦断面図、(b)は横断面図である。

符号の説明

１橋脚の既設基礎
２第一型枠
２ａ突起
３第二型枠
４スタッド
５スタッド
６コンクリート(充填材)
７止水壁

Claims

既設基礎と近接する位置に当該既設基礎の外側を取り囲むように設置された第一型枠と、当該第一型枠の外側を取り囲むように設置された第二型枠と、前記既設基礎と第一型枠との間および前記第一型枠と第二型枠との間にそれぞれ充填されたコンクリートまたは接着剤とから構成され、少なくとも前記第一型枠の外周面と前記第二型枠の内周面に複数の突起がそれぞれ設けられてなることを特徴とする既設基礎の補強構造。
第一型枠は、表面に複数の突起を有する突起付き鋼板を、前記突起を有する面が内周面となるように複数連結することにより構成されてなることを特徴とする請求項１記載の既設基礎の補強構造。
第一型枠の外周面に突起として複数のスタッドが突設されてなることを特徴とする請求項１または２記載の既設基礎の補強構造。
第二型枠の内周面に複数のスタッドが突設されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかひとつに記載の既設基礎の補強構造。
第二型枠は、複数の鋼管矢板から構成されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかひとつに記載の既設基礎の補強構造。
既設基礎と近接する位置に第一型枠を設置する工程と、当該第一型枠が設置される位置の外側に第二型枠を設置する工程と、前記既設基礎と前記第一型枠との間および前記第一型枠と前記第二型枠との間にそれぞれコンクリートまたは接着剤を充填する工程とからなり、前記第一型枠は表面に複数の突起を有する突起付き鋼板を、前記突起を有する面が外周面をなし、前記既設基礎の外側を取り囲むように設置することにより構成し、前記第二型枠は前記第一型枠が設置される位置の外側に複数の鋼管矢板を設置することにより構成し、当該第二型枠の内周面に複数のスタッドを突設することを特徴とする既設基礎の補強方法。
既設基礎と近接する位置に第一型枠を設置する工程と、当該第一型枠が設置される位置の外側に第二型枠を設置する工程と、前記第一型枠の外周面に複数のスタッドを突設する工程と、前記既設基礎と前記第一型枠との間および前記第一型枠と前記第二型枠との間にそれぞれコンクリートまたは接着剤を充填する工程とからなり、前記第一型枠は鋼板を前記既設基礎の外側を取り囲むように設置することにより構成し、前記第二型枠は前記第一型枠が設置される位置の外側に複数の鋼管矢板を設置することにより構成し、当該第二型枠の内周面に複数のスタッドを突設することを特徴とする既設基礎の補強方法。