JP5939483B2

JP5939483B2 - 充填材注入空隙への充填材検知センサ設置方法

Info

Publication number: JP5939483B2
Application number: JP2012073649A
Authority: JP
Inventors: 裕志住田
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2032-03-28
Also published as: JP2013204292A

Description

本発明は、地下地盤中や、地盤上に構築したコンクリート床版等のコンクリート建造物下等にできた空隙に、モルタル等の充填材を充填する際に、その充填状況を検出するための充填材検知センサ設置方法に関する。

一般に、地盤沈下等、各種の原因によってできた空洞の充填に、モルタルなどの充填材を充填する作業が行われている。特に、コンクリート構造物の底版下に空洞ができた場合には、そのコンクリート構造物の強度に影響を及ぼすため、その空洞の充填作業は入念に行われなければならない。

従来のこの種の空洞の充填作業は、空洞の適宜箇所に充填材注入孔と、充填材が溢れ出ることによって充填を確認するためのパイロット孔とを形成しておき、充填材注入路から注入した充填材が、パイロット孔から溢れ出ることによって充填が完了したと判断し、また、合わせて、予め空洞の容積が分かっている場合には、その容積分の量の充填材が注入されたことを計測し、充填が完了したものと判断していた。

更に、充填材の注入に際し、その充填状態を充填材検知センサによって検知させる方法（例えば特許文献１）があるが、これは、トレミー管を使用して縦向きの空洞に充填材を充填する際に、トレミー管の下端部外面に、上下に間隔を隔てて充填材検知センサを取り付けておき、充填中の充填材高さを検知して充填材打設管理を行うものである。

特開２０１０−８４３６５号公報

上述した従来のパイロット孔から充填材が溢れ出ることによって充填完了を判断する方法は、充填材充填空間の形状が予め分かっている場合には問題はないが、自然発生的にできたものであって、内部の形状が正確に判断できていない状況では、空洞を残した状態でパイロット孔からの溢れ出しが発生する場合も想定でき、完全な充填が確認できないという問題がある。

また、注入量によって充填状態を確認する方法では、地盤中の自然発生的な空洞では、その内容量を知ることが困難であるため適用できない。

更に、上述した充填材検知センサを使用する方法は、トレミー管による充填材の投入作業には好適であるが、前述した建物下や地盤中の空洞への充填材検知センサの設置には利用できず、従来はこのような空洞への充填材の充填は、主として、前述したパイロット孔からの溢れ出しに頼るしか方法がなく、このため、完全な充填状況の把握ができない場合が発生するという問題があった。

本発明は、このような従来の問題に鑑み、内容積や形状が把握できない自然発生的な地下の空洞に対してモルタル等の充填材を充填する際に、充填状況を把握するための充填材検知センサを、該空洞の所望の位置に、容易に設置することができる充填材注入空隙への充填材検知センサ設置方法の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決するための請求項１に記載の発明の特徴は、モルタル等の充填材を注入しようとする充填材注入空隙を有する地盤を、該充填材注入空隙を横切る方向にボーリングマシンやその他の削孔機を使用して削孔し、円筒状のケーシングを、前記充填材注入空隙を貫通して、その先端の地山まで到達させた後、前記削孔内に残存させた前記ケーシング内を通してその先端の地山にアンカーを定着させ、該アンカーには予め滑車と、該滑車に掛けまわして折り返したパイロット線材を装着しておき、前記アンカーを前記先端の地山に定着させた状態で、一定間隔毎に充填材検知センサを固定したセンサ付き線状材の先端を、前記パイロット線材の一端に連結し、該パイロット線材の他端を引き出して、前記センサ付き線状材を前記充填材注入空隙内に引き入れるとともに、前記ケーシングを引抜くことによって、前記充填材検知センサを適宜の間隔で充填材注入空隙内に設置する充填材注入空隙への充填材検知センサ設置方法にある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記充填材注入空隙が、建造物下の地盤と該建造物底面との間にできた空隙であることにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、前記アンカーは、ゴム状の弾性材をもって成形されたアンカー本体を備え、該アンカー本体には、内部に膨張のための流体注入部を有し、該アンカー本体を、前記充填材注入空隙の内面に前記削孔機によって形成したアンカー挿入孔内に挿入し、該アンカー本体内に設けた流体注入部に圧縮空気や水を送り込むことによって膨張させて前記アンカー挿入孔内面に圧接させることにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項１〜３の何れか１の構成に加え、前記削孔は、充填材注入空隙高さまで地盤を掘り下げて作業空間を形成し、該作業空間から前記空隙を横切る方向にボーリングマシンにより削孔施工することにある。

本発明に係る充填材注入空隙への充填材検知センサ設置方法においては、請求項１の構成のように、モルタル等の充填材を注入しようとする充填材注入空隙を有する地盤を、該充填材注入空隙を横切る方向にボーリングマシンやその他の削孔機を使用して削孔し、円筒状のケーシングを、前記充填材注入空隙を貫通して、その先端の地山まで到達させた後、前記削孔内に残存させた前記ケーシング内を通してその先端の地山にアンカーを定着させ、該アンカーには予め滑車と、該滑車に掛けまわして折り返したパイロット線材を装着しておき、前記アンカーを前記先端の地山に定着させた状態で、一定間隔毎に充填材検知センサを固定したセンサ付き線状材の先端を、前記パイロット線材の一端に連結し、該パイロット線材の他端を引き出して、前記センサ付き線状材を前記充填材注入空隙内に引き入れるとともに、前記ケーシングを引抜くことによって、前記充填材検知センサを適宜の間隔で充填材注入空隙内に設置することにより、従来できなかった建物下等に自然発生した空隙の充填に際し、充填材検知センサの設置が容易にできることなり、モルタル等の充填材の充填状況を正確に把握し、未充填部分を残すことなく作業を進めることができる。

本発明においては、請求項２に記載の発明の特徴のように、前記空隙が、建造物下の地盤と該建造物底面との間にできた空隙に対して実施することにより、建造物の耐力補強がより完全なものとなる。

本発明においては、請求項３に記載の発明の特徴のように、前記アンカーは、ゴム状の弾性材をもって成形された膨張部を有するアンカー本体を備え、該アンカー本体には、内部に膨張のための流体注入部を有し、該アンカー本体を、前記充填材注入空隙の内面に前記削孔機によって形成したアンカー挿入孔内に挿入し、該アンカー本体内に設けた流体注入部に圧縮空気や水を送り込むことによって膨張させて前記アンカー挿入孔内面に圧接させることにより、アンカーが、引き抜き方向のみならず、回転方向の動作も規制することができることとなる。

本発明は、請求項４に記載の発明の特徴のように前記削孔は、充填材注入空隙高さまで地盤を掘り下げて作業空間を形成し、該作業空間から前記空隙を横切る方向にボーリングマシンにより削孔施工することにより、ドライな作業空間において作業ができ、作業環境条件がよい。

本発明に係る充填材注入空隙への充填材検知センサ設置方法において、地表を掘り下げた作業空間より削孔している状態を示す縦断面図である。同上の削孔後に、アンカーを定着させた状態の縦断面図である。同上のアンカー定着後にセンサ付き線材を引き入れる状態を示す縦断面図である。同上のセンサ付き線材の引き入れ後に充填材を注入している状態を示す縦断面図である。同上のアンカーを示す縦断面図である。本発明に係る本発明に係る充填材注入空隙への充填材検知センサ設置方法において、充填材注入空隙に複数のセンサ付き線材設置した状態の横断面図である。

次に本発明に係る充填材注入空隙への充填材検知センサ設置方法を、建造物下にできた空隙に対して実施する例を図面について説明する。

図において、符号１は地上に建設された建造物であり、２は建造物１下の自然地盤沈下や、地震による液状化等、各種の要因によってできた水平方向に広さのある地下空間であって、モルタルや土質系材料からなる充填材によって埋めようとする充填材注入空隙である。

まず、図1に示すように地下に充填材注入空隙２が存在する建物１から離れた位置を地表から掘り下げることによってドライな作業空間３を造成する。

この作業空間にボーリングマシンからなる削孔機１０を設置し、作業空間３の内面から充填材注入空隙２の側に向けて削孔できるようにする。次いで、掘削ロッド１１の先端に掘削ビット１２を取り付け、これを円筒状のパイプであるケーシング１３内挿入し、掘削ビット１２による削孔と同時にケーシング１３を押出し、充填材注入空隙２を貫通させて、反対側の地山１４に到達させ、該地山内に所定の長さのアンカー挿入孔１５を形成する。

次いで、図２に示すようにケーシング１３を残した状態で掘削ロッド１１を引き抜き、ケーシング１３の作業空間３側の端部から、アンカー挿入用棒材２１の先端にアンカー２０を取り付けて挿入する。

アンカー２０は、図５に示すように、ゴム状の弾性材をもって成形されアンカー本体２０ａは、その内部に膨張のための流体注入部２２を備えた膨張部２０ｃを有しており、この流体注入部２２に通じるパイプ２３がアンカー後端側中心位置に突出され、このパイプ２３に対してアンカー挿入用棒材２１がカプラー２４を介して取り外し自在に連結されている。
尚、アンカー本体２０ａは、全体をゴム状の弾性材で形成する他、流体注入によって膨張する膨張部２０ｃにゴム状の弾性材を使用し、他の部分を金属やプラスチック等の剛性材料を使用したものであってもよい。

アンカー挿入用棒材２１は、中空の棒状材が使用されさており、このアンカー挿入用棒材２１を通じて流体注入部２２に圧縮空気や水を注入することができるようになっているとともに、アンカー２０のパイプ２３には逆止弁２５が備えられ、アンカー挿入用棒材２１を通じて圧縮空気や水を送り込んで、図５中仮線にて及び図３に示すように膨張させた後の状態が維持されるようになっている。

アンカー本体２０ａの先端には螺旋状の棒状材からなる貫入定着具２０ｂが突設されており、これがアンカー挿入孔１５の最奥部の地山内にねじ込まれるようになっている。
アンカー２０の後端には滑車３０が取り付けられ、これにパイロット線材３１が掛けまわされている。

このように構成されるアンカー２０を、カプラー２４を介してアンカー挿入用棒材２１の先端に連結した状態でケーシング１３内に挿入し、図２に示すようにアンカー挿入孔１５内に挿入し、貫入定着具２０ｂの螺進方向に回転させて、該貫入定着具２０ｂをアンカー挿入孔２１の最深部の地山１４内に貫入させる。

この状態で、アンカー挿入用棒材２１を通じて圧縮空気や水を送り込み、アンカー１２を膨張させアンカー挿入孔１５の内周面に食い込ませるか圧接された状態とし、アンカー２０に回転抵抗力を生じさせ、然る後アンカー挿入用棒材２１を逆転させてカプラー２４から取り外す。

尚、この時、ケーシング１３内には、滑車３０に掛けまわされて折り返した状態の２重のパイロット線材３１と、アンカー挿入用棒材２１が挿入されている状態となる。

次いで、パイロット線材３１を滑車に掛け回して残した状態で、ケーシング１３とアンカー挿入用棒材２１とを引き抜く。

尚、必要に応じ、作業空間１５から充填材注入空隙２に至るまでの土中貫通部分には、後述する充填材検知センサ３５が通過できる大きさの孔内面保護チューブ３３をもって穴内面を保護させる。この孔内面保護チューブ３３は、ケーシング１３の一部を残すことによって構成させてもよい。

このようにして充填材注入空隙２内にパイロット線材３１を残した後、図３に示すように、その一端に充填材検知センサ３５を所望の間隔毎に取り付けたセンサ付き線材３６の一端を連結し、該パイロット線材３１の他端側を引くことによって、センサ付き線材３６を充填材注入空隙２内に引き入れ、充填材注入空隙２内の所定の位置に充填材検知センサ３５を設置する。

この充填材検知センサ３５は、一例として図には詳示してないが、箱体から２本の電極が突出し、データロガまで伸びる電線ケーブルが接続され、土質系材料からなる充填材やコンクリート、モルタル、水、空気を個別に検知できる「コンクリート充填感知センサＫＺＡ-１Ａ／-１Ｂ」（商品名）(株式会社東京計器研究所販売）を使用することができる。

尚、センサ付き線材３６は、図には示してないが各充填材検知センサ３５を一定間隔毎に保持する芯線と、これに支持させた各充填材検知センサ３５に通じる前記電線ケーブルとからなる束状となっている。

このようにして所望の数の充填材検知センサ３５を充填材注入空隙２内に設置した状態で、図４に示すように別に設けた充填材注入孔４０より、モルタルその他の充填材４１を、充填材注入空隙２の一方の端部側から注入する。このとき、充填材４１が入り込んだ位置の充填材検知センサ３５が、充填材４１を検出することとなり、充填材の充填状況が正確に判断できる。

尚、上述の説明では、１本のセンサ付き線材３６の設置の工程を説明したが、図６に示すように、充填材注入空隙２の水平方向の広さに合わせて必要本数のセンサ付き線材３６を設置する。

充填材４１の充填作業が完了した後、充填材の流動性がなくなる前に、センサ付き線材３６を引き抜いて付着している充填材を洗い流し、再利用に供する。

また、上述した例では、削孔機としてボーリングマシンを使用して水平方向に削孔しているが、必ずしも水平である必要はなく、充填材注入空隙の位置や形状に応じ、斜め方向の削孔であってもよい。

更に、削孔は、ボーリングマシンに限らず、他の削孔機、例えば、曲線的に削孔できる曲り削孔機を使用してもよく、この場合には、地表面から斜めに削孔し、必要に応じて水平方向にその他に向きを変え、充填材注入空隙の必要な個所に削孔することができる。

１建造物
２充填材注入空隙
３作業空間
１０削孔機
１１掘削ロッド
１２掘削ビット
１３ケーシング
１４地山
１５アンカー挿入孔
２０アンカー
２０ａアンカー本体
２０ｂ貫入定着具
２０ｃ膨張部
２１アンカー挿入用棒材
２２流体注入部
２３パイプ
２４カプラー
２５逆止弁
３０滑車
３１パイロット線材
３３孔内面保護チューブ
３５充填材検知センサ
３６センサ付き線材
４０充填材注入孔
４１充填材
４２空気抜き孔

Claims

モルタル等の充填材を注入しようとする充填材注入空隙を有する地盤を、該充填材注入空隙を横切る方向にボーリングマシンやその他の削孔機を使用して削孔し、円筒状のケーシングを、前記充填材注入空隙を貫通して、その先端の地山まで到達させた後、
前記削孔内に残存させた前記ケーシング内を通してその先端の地山にアンカーを定着させ、
該アンカーには予め滑車と、該滑車に掛けまわして折り返したパイロット線材を装着しておき、
前記アンカーを前記先端の地山に定着させた状態で、一定間隔毎に充填材検知センサを固定したセンサ付き線状材の先端を、前記パイロット線材の一端に連結し、該パイロット線材の他端を引き出して、前記センサ付き線状材を前記充填材注入空隙内に引き入れるとともに、前記ケーシングを引抜くことによって、前記充填材検知センサを適宜の間隔で充填材注入空隙内に設置する充填材注入空隙への充填材検知センサ設置方法。
前記充填材注入空隙が、建造物下の地盤と該建造物底面との間にできた空隙である請求項１に記載の充填材注入空隙への充填材検知センサ設置方法。
前記アンカーは、ゴム状の弾性材をもって成形された膨張部を有するアンカー本体を備え、該アンカー本体には、内部に膨張のための流体注入部を有し、該アンカー本体を、前記充填材注入空隙の内面に前記削孔機によって形成したアンカー挿入孔内に挿入し、該アンカー本体内に設けた流体注入部に圧縮空気や水を送り込むことによって膨張させて前記アンカー挿入孔内面に圧接させる請求項1又は２に記載の充填材注入空隙への充填材検知センサ設置方法。
前記削孔は、充填材注入空隙高さまで地盤を掘り下げて作業空間を形成し、該作業空間から前記空隙を横切る方向にボーリングにより削孔施工する請求項１〜３の何れか１に記載の充填材注入空隙への充填材検知センサ設置方法。