JP5799474B2

JP5799474B2 - 擁壁の補強工法

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Publication number: JP5799474B2
Application number: JP2011172525A
Authority: JP
Inventors: 太一稲田
Original assignee: Sunquest
Current assignee: Sunquest
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2031-08-08
Also published as: JP2013036216A

Description

本発明は、切土や盛土の法面が雨水や地震による地盤の緩みや土圧によって崩れないように保護する擁壁の補強工法に関するものである。

従来から、切土や盛土により作られた人工的斜面（法面）が、地震や集中豪雨によって緩んで崩壊するのを回避するために、擁壁が設けられる。この擁壁は、例えば雛壇型の造成地の法面に土留め壁として施されている。この擁壁を地盤に固定するために、従来からアンカーを使用することが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、このアンカーを用いて擁壁を補強するアンカー工法により、既製のコンクリート擁壁を安定化する技術が、例えば非特許文献２に示されている。更に、削孔後にセメントミルクなどを注入し、芯材を挿入することによって地山補強土を築造して斜面や切り土を安定化させる方法も知られている（例えば、非特許文献２参照）。

特許第２８６５５０８号公報

横島、加藤、堀野、田辺、山田、「アンカー工法による既設コンクリート擁壁の安定設計・施工例」、基礎工、（株）総合土木研究所、昭和６２年１２月１５日、第１５巻、第１２号、Ｐ７５〜Ｐ８０補強土入門編集委員会、「入門シリーズ２４：補強土入門」初版、社団法人地盤工学会、平成１１年３月１日、Ｐ１８５〜Ｐ１８８

しかしながら、これらの工法は、いずれも掘削工程が終了した時点からセメントミルクやグラウト材を注入する必要がある。特に、築造した土留め壁や連壁を地盤に固定するためにアンカーを打込む工法においては、先端にクローネンピットを備えた単管ケーシングで地盤を削孔する際に単管ケーシング内に送水しながら掘進しなければならない。それ故にスライムが単管ケーシングの外周壁面を伝わって地表部へ環流することから、土留壁の背面が緩み易く、口元パイプを設けることにより対処しなければならない。また、アンカーの設置作業工程数が多く煩雑であり、作業効率が良くないという不都合があった。

本発明はかかる従来のアンカーによる擁壁補強工法の不都合に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、切土や盛土の法面に施工された擁壁から地盤内に先行掘削を行なった掘削孔に、中空管杭を押込みおよび打込みするという単純かつ容易な作業で、擁壁を法面および地盤に堅固に保持させることができる擁壁の補強工法を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る擁壁の補強工法は、切土や盛土の崩壊防止のために法面に施工された擁壁の所定位置に、その擁壁の壁面に交差する方向に孔開けを行なう擁壁孔開け工程と、その孔開けした孔を通して切土や盛土の地盤内に圧密型掘削機により水平方向または傾斜方向に中空管杭を設置する所定深度より浅い深度まで掘削孔を形成する削孔工程と、前記掘削孔から前記圧密型掘削機を抜き取り、先端部に分岐片が設けられた中空管杭を前記孔から前記掘削孔底まで押込む中空管杭押込み工程と、前記掘削孔内に押込まれた中空管杭を該掘削孔をガイドにし、さらに前記圧密型掘削機の駆動力を利用してその掘削孔底より地盤内に所定深度まで打込んで、前記分岐片を地盤内で拡開させる中空管杭打込み工程と、を有し、地盤内で拡開した前記分岐片に、土圧に対する中空管杭の前記押込み方向およびこの押込み方向とは逆の抜き方向に対する抵抗力を付与することを特徴とする。

この擁壁の補強工法によれば、法面に施工された擁壁に削孔用の孔の位置決めを行って、その位置にダイヤモンドカッタ等を用いて孔開けをし、この孔を利用して法面に交差する方向に地盤の先行掘削を行なって、その掘削孔内への中空管杭の挿入および打込みを容易化でき、その中空管杭先端の地盤内への直進を円滑化および迅速化できる。さらに、その中空管杭先端の地盤内への直進工程において地盤内で中空管杭先端部から侵入する土砂（地盤土）によって中空管杭先端の分岐片を拡開させることで、この中空管杭の地盤内での当該中空管杭の抜き方向および押し方向の移動を規制することができる。これにより、中空管杭は地盤中において脱抜不可能に安定的に支持され、この中空管杭によって支持される擁壁が地盤とともに安定保持される。

また、前記中空管杭にこれの管周側壁の内外に貫通する複数の貫通孔を設けたことで、地盤中に滲み込んだ雨水等をその貫通孔を通じて管内に集水することができる。また、この中空管杭内に取り込んだ雨水等を擁壁の外側面に臨む開口端から地盤外の側溝等へ排出することができる。これにより、雨水や地震発生によって地盤が緩むことを未然に回避でき、土圧の変化に伴う擁壁の移動や倒壊を防止できる。また、中空管杭内に予めフィルタ作用を持つドレーン部材を収納しておくことで、所定粒度以上の土砂を除く雨水のみをその中空管杭を通じて速やかに擁壁外へ排出することができる。

本発明によれば、切土や盛土の法面を支える擁壁から地盤内に先行掘削した掘削孔に中空管杭を挿入および打込みするという単純かつ容易な作業で、法面が崩れないように擁壁を補強し、前記法面に対し堅固に保持させることができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための最良の形態を、添付の図面を参照して更に詳細に説明する。

本発明の実施形態による擁壁の補強工法の実施手順を示す説明図である。図１に示す擁壁の補強工法の実施に用いる中空管杭の斜視図である。図１に示す擁壁の補強工法の実施に用いる他の中空管杭の斜視図である。図１に示す中空管杭に対する他の係止リングの取り付け構造を示す断面図である。図４に示す取り付け構造の正面図である。本発明の実施形態による擁壁の補強工法の実施手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施の形態にかかる擁壁の補強工法を、図１（ａ）乃至図１（ｅ）に示す擁壁補強の実施手順および図６に示すフローチャートを参照して説明する。

図１に示す擁壁の補強工法において、図１（ａ）は擁壁孔開け工程を示す。この孔開け工程では、人工的に得られた切土や盛土（地盤）１１の崩壊防止のために、これらの法面における土砂崩壊防止（土留め）をする擁壁１２に、複数の先行削孔を行なう（擁壁の孔開け工程／ステップＳ１）。この先行削孔により形成された孔１３の位置は、地盤が緩み易い部位や土圧の変化が予測される部位に対応する擁壁の全体または一部である。この先行掘削による孔１３はサイズが後述の掘削機のサイズ（太さ）に応じて予め決定されており、孔１３の前記位置を確認した上でダイアモンドカッター等により穿設される。

次に、インパクトモールやグルンドマートと呼ばれる鋼鉄製の円筒型ドリル（圧密型掘削機）１４を用意する。この円筒型ドリル１４は内部に往復動可能なハンマーを有し、高圧用ホース１５を介して供給される圧縮空気によってそのハンマーを往復動させ、このとき円筒型ドリルの先端部に打撃力（衝撃力）を発生させ、その先端部を地盤内へ進入させて、削孔を行なわせるというものである。

そこで、この円筒型ドリル１４の先端部を前記擁壁１２に穿設した孔１３内に挿入し（孔１３の径は円筒型ドリル１４の外径より十分に大きい）、高圧用ホース１５を通して圧縮空気を円筒型ドリル１４内に送る。これにより前記ハンマーを往復駆動させながら、その円筒型ドリル１４の先端部を、図１（ｂ）に示すように地盤内に圧密状態にて進入させて、地盤掘削を続行することができる（圧密掘削工程／ステップＳ２）。この円筒型ドリル１４による地盤掘削は地盤に対する圧密掘削であるため、掘削残土を排出せず、しかも削孔水を用いることがない。このため周辺地盤を傷めずに、ドリル外周面に接する孔壁面土砂を締め固めることができ、さらに作業の周辺環境を土砂や泥水によって汚すこともない。

このようにして円筒型ドリル１４による掘削孔１６が所定深さに達した場合には、この円筒型ドリル１４を掘削孔１６内から抜き取る。ここでの掘削孔１６は、最終的に中空管杭が設置される深度より浅い孔である。そして擁壁１２の外側面に対し前記孔１３に連通する連通孔１７を持ったプレート１８を当接し、そのプレート１８の連通孔１７、擁壁１２の孔１３を通じて掘削孔１６の孔底まで略全長に亘って中空管杭１９の先端部から過半部付近を、図１（ｃ）に示すように強制的に押し込む（中空管杭の押込み工程／ステップＳ３）。

中空管杭１９は掘削孔１６よりも十分に長く、その外径は掘削孔１６の孔径よりも少し大きい。この中空管杭１９は、先端部の円周方向の等間隔位置が略Ｖ字状にカットされて、先が尖った一対の分岐片２０を有する。この一対の分岐片２０が中空管杭１９の互いに連続する部位（分岐片２０の基部）には、これらの分岐片２０が外径方向に拡開されるときに、その基部に割れが生じるのを防止する小さめの円形切欠２１が連設されている。また、この中空管杭１９の基端部（分岐片２０の設置側とは反対側の端部）の外周には、この外周に抜け止め固定された係止リング２２が取り付けられている。この係止リング２２の外径は、プレート１８の連通孔１７の孔径よりも大きい。

次に、掘削孔１６に押し込んだ中空管杭１９の基端部に対し、前記円筒型ドリル１４の先端部を突き当てる。そして、この円筒型ドリル１４内に高圧用ホースを通じて圧縮空気を送り込む。これにより円筒型ドリル１４内のハンマーが前記同様に往復駆動され、この往復駆動に伴って発生する円筒型ドリル１４先端部の衝撃力を受けて、中空管杭１９は、図１（ｄ）に示すように掘削孔１６にガイドされながら、さらに孔底よりこの掘削孔１６長を超えて地盤内の奥深くに打込まれる（中空管杭の打込み工程／ステップＳ４）。

この中空管杭１９の打込みの際には、中空管杭１９の先端部は掘削孔１６内周の土砂を掻き落としながら地盤内に深く進入し、さらに地盤内の土砂を先端部から中空管杭１９内に取り込むように進入する。このため、中空管杭１９内に取り込まれる土砂の圧力を受けて、前記分岐片２０が外径方向に押し広げられていく。

こうして中空管杭１９の基端部の係止リング２２がプレート１８に接する時点では、図１（ｅ）に示すように、分岐片２０は矢印Ｐ方向に大きく拡開する。このため、これらの分岐片２０は地盤内の土圧を受けて、中空管杭１９をその地盤内において抜き方向および押し方向のいずれにも移動不可能に保持することとなる。この結果、中空管杭１９は係止リング２２およびプレート１８を介して擁壁１２を地盤側に保持し、この擁壁１２を補強することとなる（擁壁保持補強工程／ステップＳ５）。

図３は、本発明の実施に用いる中空管杭の他の実施形態を示す。この中空管杭１９Ａは、前記中空管杭１９と全体構成は略同一であり、管周壁に小形で多数の貫通孔２３を有する点が、中空管杭１９と異なる。この中空管杭１９Ａは地盤内に打込まれて埋設状態となったとき、地盤中に滲み込んだ雨水等をその貫通孔２３を通じて管内に集める（集水）ことができる。また、この中空管杭１９Ａ内に取り込まれた雨水等は擁壁１２の外側面に臨む開口端から地盤外の側溝等へ排出することができる。これにより、雨水によって地盤が緩むことを未然に回避でき、土圧の変化による擁壁１２の移動や倒壊を防止できる。

この場合において、中空管杭１９Ａ内に予めフィルタ作用を持つドレーン部材を収納しておくことで、所定粒度以上の土砂を除く雨水のみをその中空管杭１９Ａを通じて速やかに擁壁１２外へ排出することができる。

また、中空管杭１９、１９Ａに抜け止め固定される円環状の前記係止リング２２に代えて、略楕円形をなす係止リング２２Ａを用い、これを図４および図５に示すような中空管杭１９、１９Ａの基端部に貫通させたピン２４に回動可能に支持させることもできる。中空管杭１９、１９Ａがプレート１８や擁壁１２の各面に直角に交差する関係とならない場合でも、係止リング２２Ａがピン２４を中心に回動し、その片面側全体がプレート１８に密接するため、中空管杭１９、１９Ａによる引張り力をプレート１８および擁壁１２の全体に均等に伝えることができる。

以上のように、本実施形態では、切土や盛土１１の崩壊防止のために法面に施工された擁壁１２の所定位置に、その擁壁１２の壁面に交差する方向に孔開けを行ない、その孔開けした孔１３を通して切土や盛土１１の地盤内に圧密型掘削機１４により水平方向または傾斜方向に所定深さの掘削孔１６を形成し、掘削孔１６から圧密型掘削機１４を抜き取り、先端部に分岐片２０が設けられた中空管杭１９を前記孔１３および掘削孔１６内に挿入し、掘削孔１６内に挿入された中空管杭１９をさらに地盤内に打込んでまたは押込んで、地盤内で前記分岐片２０を拡開させ、地盤内で拡開した分岐片に、土圧に対する中空管杭１９の前記挿入方向およびこの挿入方向とは逆の抜き方向に対する抵抗力を増強させることとしている。

これにより、中空管杭１９先端の地盤内への直進工程において地盤内で中空管杭１９の先端部から進入する土砂によって中空管杭１９先端の分岐片２０を拡開させることで、この中空管杭１９の地盤内での当該中空管杭１９の抜き方向および押し方向の移動を規制することができる。従って、中空管杭１９は地盤中において脱抜不可能に安定的に支持され、この中空管杭１９によって支持される擁壁１２が切土や盛土１１の地盤とともに法面を安定保持する。また、この擁壁の補強工法は前述のように掘削孔１６への中空管杭１９の打込みという、単純かつ容易な作業で実施可能であり、施工効率が従来技術に対し大幅にアップするものとなる。

本発明の擁壁の補強工法は、切土や盛土の法面を支える擁壁から地盤内に先行掘削した掘削孔に中空管杭を挿入および打込みするという単純かつ容易な作業で、法面が崩れないように擁壁をこの法面に対し堅固に保持可能にするという効果を有し、切土や盛土の地盤の緩みや土圧によって法面が崩れないように施された擁壁を補強するための擁壁補強工法等に有用である。

１１地盤（切土や盛土）
１２擁壁
１３孔
１４円筒型ドリル（圧密型掘削機）
１５高圧用ホース
１６掘削孔
１７連通孔
１８プレート
１９、１９Ａ中空管杭
２０分岐片
２１円形切欠
２２係止リング
２３貫通孔
２４ピン

Claims

切土や盛土の崩壊防止のために法面に施工された擁壁の所定位置に、その擁壁の壁面に交差する方向に孔開けを行なう擁壁孔開け工程と、
その孔開けした孔を通して切土や盛土の地盤内に圧密型掘削機により水平方向または傾斜方向に中空管杭を設置する所定深度より浅い深度まで掘削孔を形成する削孔工程と、
前記掘削孔から前記圧密型掘削機を抜き取り、先端部に分岐片が設けられた中空管杭を前記孔から前記掘削孔底までに押込む中空管杭押込み工程と、
前記掘削孔内に押込まれた中空管杭を該掘削孔をガイドにし、さらに前記圧密型掘削機の駆動力を利用してその掘削孔底より地盤内に所定深度まで打込んで、前記分岐片を地盤内で拡開させる中空管杭打込み工程と、を有し、
地盤内で拡開した前記分岐片に、土圧に対する中空管杭の前記押込み方向およびこの押込み方向とは逆の抜き方向に対する抵抗力を付与することを特徴とする擁壁の補強工法。
前記中空管杭は、管壁の内外に貫通する複数の貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載の擁壁の補強工法。