JP5941698B2

JP5941698B2 - 傾斜構造物の修復方法

Info

Publication number: JP5941698B2
Application number: JP2012034941A
Authority: JP
Inventors: 金子　裕治; 裕治金子
Original assignee: 金子　裕治; 裕治金子
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2032-02-21
Also published as: JP2013170388A

Description

本発明は、地盤沈下や地震による不同沈下により傾斜した構造物を水平に修復させる傾斜構造物の修復方法に関する。

この種の傾斜構造物の修復方法として、例えば、目的構造物の基礎下部に先端吐出部が位置するように所要の間隔で複数の薬液注入ロッドを設置して、所要の間隔で平面的に離れた複数の薬液注入箇所を設定し、これら薬液注入ロッドの設置深さを変えないで同ロッドによってその各薬液注入箇所に瞬結性の薬液を圧入する操作を、ある薬液注入箇所から次の薬液注入箇所へと所要のインターバルで圧入対象を順次切替えるようにして繰り返すことにより、各薬液注入箇所において先に薬液が注入されることにより強化された地盤及び薬液のホモゲル部を割裂させて前記薬液を圧入することで当該部分での反力を次第に増大させ、その薬液注入操作によって前記基礎部とともに目的構造物を持上げて正常状態に復元させるという工法がある（例えば、特許文献１参照。）。

特許第３１２６８９６号公報

しかしながら、上記薬液注入のみによる工法では、住宅地の布基礎や細い単杭等の場合は、ベタ基礎と違って、基礎下部の面積が小さいため、地盤改良した地盤に薬液注入して注入部分での反力を次第に増大させた土圧をかかる基礎の下部で受け止めるのに受圧面積が小さくて、傾斜構造物の傾斜の修復施工が困難であった。
かと言って、無理に基礎部を持上げようと必要以上の薬液を注入すると、敷地一杯の状態で建築物が築造されている密集住宅地では注入した薬液が、隣地の地盤に圧力を加えて隣地の家屋を傾ける等の悪影響を与えることが起こり、その修復に多大な費用もかかるという問題があった。

本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、従来傾斜構造物の傾斜の修復施工が困難であった密集した住宅地の布基礎のように基礎下部の受圧面積が小さい場合でも、薬液注入とジャッキアップ併用の工法により傾斜構造物の傾斜の修復施工が容易に行え、また隣地に悪影響を及ぼすことのない傾斜構造物の修復方法を提供することにある。

本発明の傾斜構造物の修復方法は、傾斜した構造物の基礎側部の地盤に第１の硬化材注入管を所定の深さまで挿入し、挿入後、前記第１の硬化材注入管の先端部をこの先端部から地盤に注入する硬化材で根固めすることで前記第１の硬化材注入管を反力杭とする工程と、前記基礎側部に受圧板を取付ける工程と、前記反力杭の頭部と前記受圧板との間にジャッキを設置する工程と、前記基礎の周囲の地盤に第２の硬化材注入管を設置する工程と、前記ジャッキにより前記基礎をジャッキアップすると同時に、前記第２の硬化材注入管の先端部より硬化材を前記基礎の下部周囲の地盤に圧力注入することで前記構造物の傾斜を修復する構造物持上げ工程と、を含むことに特徴を有するものである。

このような構成によると、反力杭を設け、かつ受圧板を基礎側部に取付け、反力杭の頭部と受圧板との間にジャッキを設置し、ジャッキで受圧板を介して基礎を持上げることと、第２の硬化材注入管からの硬化材注入による基礎下部の地盤の膨張圧力で基礎を持上げることとの相乗作用により、つまり硬化材注入による地盤膨張圧力のみで基礎を持上げるのではなく、同時に受圧板を介してジャッキアップすることでも基礎を持上げるので、構造物の布基礎のごとく基礎下部の面積が小さい場合でも、傾斜構造物の傾斜の修復施工が容易に行える。また基礎をジャッキアップする分だけ注入硬化材の使用量を減少することができて、敷地一杯の状態で建築物が築造されている密集住宅地の場合にも施工周囲の地盤に悪影響を与えないで構造物の傾斜を修復することができる。
また、第１の硬化材注入管はこの挿入後該先端部をこの先端部から地盤に注入する硬化材で根固めすることでジャッキの反力杭として使用するので、軟弱な地盤でもジャッキの反力杭を簡単に作成できる。
基礎側部に受圧板を取付けることで、地山を掘削しないでジャッキを設置可能にし、ジャッキの設置作業の簡素化を図れる。

一つの好適な態様として、本発明による傾斜構造物の修復方法は、前記第１の硬化材注入管を、構造物の傾斜修復の終了後に引き抜いて反復使用するという構成を採用することができる。これによると、傾斜構造物の傾斜の修復施工コストを節減できる。

本発明によれば、反力杭の頭部と受圧板との間に設置したジャッキで受圧板を介して基礎を持上げることと、硬化材注入で基礎を持上げることとの相乗作用により、構造物の基礎下部の面積が小さい場合でも容易に修復施工でき、そのうえ硬化材注入量を少なくできて施工周囲の地盤に悪影響を与えることもなく傾斜構造物の傾斜を修復することができる。

不同沈下により傾斜した構造物を模式的に表す断面図である。図１の構造物の基礎側部の地盤に対する反力杭（第１の硬化材注入管）の設置箇所を模式的に表す平面図である。本発明の傾斜構造物の修復方法により構造物を水平に修復した状態を模式的に表す断面図である。第１の硬化材注入管を反力杭とする過程およびジャッキ設置状況を模式的に表すものであって、（ａ）は基礎側部の地盤への第１の硬化材注入管の挿入途上の状態、（ｂ）は同硬化材注入管の挿入後における先端根固め途上の状態、（ｃ）は同硬化材注入管を反力杭とし、この反力杭と基礎側部に取付けた受圧板との間にジャッキを設置した状態をそれぞれ表す断面図である。図１の構造物の基礎周囲への第２の硬化材注入管の設置箇所を模式的に表す平面図である。第２の硬化材注入管の設置過程を示すものであって、（ａ）は基礎下部の地盤への第２の硬化材注入管の挿入途上の状態、（ｂ）は同硬化材注入管の挿入後において硬化材を一次注入している状態、（ｃ）は硬化材を２次注入している状態をそれぞれ表す断面図である。図１の傾斜構造物の基礎に設置した複数個のジャッキによるジャッキアップの順序例および第２の硬化材注入管による硬化材の注入順序例をそれぞれ表す平面図である。（ａ）はジャッキアップにより基礎の底面と地盤との間に空隙が生じた状態、（ｂ）は第２の硬化材注入管からの硬化材を同空隙に充填する状態をそれぞれ模式的に表す断面図である。（ａ）は反力杭（第１の硬化材注入管）の引抜き後の穴埋め状態、（ｂ）は第２の硬化材注入管の引抜き後の穴埋め状態をそれぞれ模式的に表す断面図である。（ａ）は本発明の傾斜構造物の修復方法に使用する第１の硬化材注入管とモニター機構とを分解して示す断面図、（ｂ）は同硬化材注入管のスイベルの断面図である。本発明の傾斜構造物の修復方法に使用する第１の硬化材注入管とモニター機構とを組み立てた状態を示す断面図である。図１の構造物の基礎側部の地盤に対する反力杭（第１の硬化材注入管）およびジャッキの設置状態を模式的に表す断面図である。（ａ）は図１の構造物の基礎側部に取付ける受圧板の正面図、（ｂ）は同受圧板の側面図である。参考例の傾斜構造物の修復方法に使用される第２の硬化材注入管の設置過程を示すものであって、（ａ）は基礎下部の地盤への第２の硬化材注入管の挿入途上の状態、（ｂ）は同硬化材注入管の挿入完了後の状態をそれぞれ表す断面図である。参考例の傾斜構造物の修復方法に使用されるジャッキおよび第２の硬化材注入管の設置状態をそれぞれ模式的に表すものであって、（ａ）はジャッキアップにより基礎の底面と地盤との間に空隙が生じた状態、（ｂ）は第２の硬化材注入管からの硬化材を同空隙に充填する状態をそれぞれ模式的に表す断面図である。（ａ）は参考例の傾斜構造物の修復方法に使用される反力杭（第１の硬化材注入管）の引抜き後の穴埋め状態、（ｂ）は参考例の傾斜構造物の修復方法に使用される第２の硬化材注入管の引抜き後の穴埋め状態をそれぞれ模式的に表す断面図である。

以下、本発明に係る傾斜構造物の修復方法の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１、図２において、１は不同沈下により傾斜した家屋等構造物であり、その基礎２は布基礎である。

まず、本発明の傾斜構造物の修復方法の一実施形態を図１〜図１３を参照して説明する。
一実施形態の傾斜構造物の修復方法では、第１の硬化材注入管を反力杭とする工程、受圧板の取付け工程、ジャッキの設置工程、第２の硬化材注入管の設置工程、構造物持上げ工程、および反力杭（第１の硬化材注入管）・第２の硬化材注入管の引抜き、穴埋め工程を含むものである。以下、各工程について説明する。

＜第１の硬化材注入管を反力杭とする工程＞
この工程では、図１０、図１１に示す第１の硬化材注入管３を反力杭１３として使用する。この第１の硬化材注入管３は単管または二重管からなる。図示例の第１の硬化材注入管３は二重管からなり、その上部には図１０(ｂ)に示すような第１薬液（セメント系硬化材等の硬化材、以下同じ）の入口４および第２薬液（セメント系硬化材等の硬化材、以下同じ）の入口５を有するスイベル６が組み付けられ、その先端部には、図１０（ａ），図１１に示すように硬化材注入管３と同様な二重管構造のモニター機構７が該硬化材注入管３と連通状態に突合せ状態に接続される。スイベル６の第１薬液入口４、第２薬液入口５には図外の高圧ポンプからそれぞれ第１薬液、第２薬液を供給する供給管（図示せず）が配管される。

図１０（ａ），図１１に示すように、二重管構造の第１の硬化材注入管３は第１薬液通路８および第２薬液通路９を有しており、その第１薬液通路８の上端部はスイベル６の第１薬液の入口４と、第２薬液通路９の上端部はスイベル６の第２薬液の入口５とそれぞれ連通状態にされる。第１薬液通路８の下端部にはモニター機構７の第１の噴射ノズル１０が、第２薬液通路９の下端部には第２の噴射ノズル１１がそれぞれ設けられる。第１の噴射ノズル１０はモニター機構７の側面に一個もしくは２個以上、管径方向外向きに第１薬液通路８からの第１薬液（Ａ液）を噴出するように開口され、第２の噴射ノズル１１は各第１の噴射ノズル１０の周囲に設けられて第１の噴射ノズル１０の周囲から管径方向外向きに第２薬液通路９からの第２薬液（Ｂ液）を噴出するようになしている。なお、第１の噴射ノズル１０と第２の噴射ノズル１１は、図示例のようにモニター機構７の側面に同心円状に設ける代わりに、モニター機構７の側面に上下に並べて個別に設けるものであってもよい。

しかして、第１の硬化材注入管３は、図１に示すように傾いた家屋等の構造物１の基礎２の沈下度合いが大きいところの側部の地盤に、手作業で図４（ａ）のように回転させながら所定の深度まで挿入する。その深度は施工地盤の土質に左右されるが一般には２．０ｍ〜５．０ｍ位である。この第１の硬化材注入管３の挿入後、図４（ｂ）のようにその先端の第１の噴射ノズル１０と第２の噴射ノズル１１から第１薬液、第２薬液を地盤に注入して第１の硬化材注入管３の先端の根固め１２を行ってこの硬化材注入管３を後述のジャッキの反力杭１３として使用する。

＜受圧板の取付け工程＞
一方、図４（ｃ）のように基礎２の側部に受圧板１４を取付ける。受圧板１４は基礎２の側部に片持ち状に取付けるが、この場合、図１２、図１３に示すように、耐荷重性の向上目的で一つの受圧板１４に対し４本以上のアンカーボルト１５を用いて基礎２の側部に取付ける。

＜ジャッキの設置工程＞
図４（ｃ）、図８（ａ）、図１２のように各々の反力杭１３の頭部と受圧板１４との間に手作業で油圧ジャッキ等のジャッキ１６をそれぞれ設置する。

＜第２の硬化材注入管の設置工程＞
第２の硬化材注入管１７を、基礎２の周囲の地盤、基本的には図５のように隣り合う反力杭１３の各頭部に設置されるジャッキ１６、１６どうしの間に相当する箇所の地盤に設置するが、構造物１の状況、構造物１の支持される地盤や基礎２の構築状態、構造物１および基礎２の推定重量、基礎２の剛性などを勘案して第２の硬化材注入管１７の設置箇所、設置本数並びに配置間隔を設定する。各第２の硬化材注入管１７は図６（ａ）のようにその先端のモニター機構７が基礎２の下部周囲の地盤内に臨むように挿入される。

第２の硬化材注入管１７は単管又は二重管からなり、二重管の場合、第１の硬化材注入管３と構造上は同じであり、径の大きさと外管の厚みが異なる位である。第１の硬化材注入管３はφ４０ｍｍ〜φ６０ｍｍ位、第２の硬化材注入管１７はφ３０ｍｍ〜φ４５ｍｍ位である。

作業手順として、第２の硬化材注入管１７の設置工程の作業を第１の硬化材注入管３を反力杭１３とする工程の作業よりも先に行うこと、あるいは後で行うことは任意である。

＜構造物持上げ工程＞
ジャッキ１６の設置と第２の硬化材注入管１７の設置が終了したならば、先ず、構造物１および基礎２の一番沈下している箇所のジャッキ１６（図７において符号ロ、ハ、ニ、ホ、ヘで示す各ジャッキ１６）に油圧を加えると同時に、図７において符号Ｄ，Ｅで示す各第２硬化材注入管１７から基礎２の下部周囲の地盤への硬化材１８の圧力注入を行って（図６（ｂ）（ｃ）参照）構造物１ごと基礎２を持上げて行く。その際、図６（ｂ）では硬化材１８の１次注入を、図６（ｃ）では硬化材１８の２次注入をそれぞれ示しているが、１次注入のみでもよい（以下、同じ）。次いで、図７において符号Ｃ，Ｆと順次に第２の硬化材注入管１７から地盤への硬化材の圧力注入を行って基礎２の持上げの調整を行いながら硬化材注入による地盤の膨張圧力とジャッキアップを同時に加えることで構造物１の傾斜を修復して行く。これによれば、図８（ｂ）のように第２硬化材注入管１７から基礎２の下部周囲の地盤に向かって圧力注入される硬化材１８が、ジャッキアップされる基礎２の底面側に生じた空隙Ｓにも充填される。したがって、敷地一杯の状態で建築物が築造されている密集住宅地の場合にも周囲の地盤に影響を与えることなく構造物１の傾斜を修復することができる。

＜反力杭（第１の硬化材注入管）・第２の硬化材注入管の引抜き、穴埋め工程＞
構造物１の傾斜を修復した後は、図９（ａ）に示すようにジャッキ１６を取り除き、受圧板１４を基礎２から取り外す。その後、図９（ａ）のように反力杭１３（第１の硬化材注入管３）を引き抜き、図９（ｂ）のように第２の硬化材注入管１７を引き抜いて、それぞれの引抜きにより生じた穴１９，２０を埋めて全作業を完了する。反力杭１３（第１の硬化材注入管３）および第２の硬化材注入管１７はそれぞれにパイプレンチを掛けて回転することで根固め１２部分や充填硬化材１８と縁切りでき、縁切り後手押しの油圧ジャッキ等により引き抜くことができる。

次に、参考例を図１４〜図１６を参照して説明する。参考例は、上記実施形態における第１の硬化材注入管３を反力杭１３とする工程から受圧板１４の取付け工程、ジャッキ１６の設置工程、第２の硬化材注入管１７の設置工程までの作業手順と全く同じであり（図１５（ａ）、図１４（ａ）（ｂ）参照）、その後の構造物持上げ工程の作業方法が少々異なり、最終工程の反力杭（第１の硬化材注入管）・第２の硬化材注入管の引抜き、穴埋め工程はこれ又同じである。
すなわち、参考例における構造物持上げ工程では、ジャッキ１６により構造物ごと基礎２を持上げ、この持上げにより生じる基礎２の底面下部の空隙Ｓ（図１５（ａ）参照）に、第２の硬化材注入管１７で硬化材１８を充填する（図１５（ｂ）参照）。このジャッキ１６による基礎２の持上げと基礎２の底面下部の空隙Ｓへの硬化材１８の充填とを繰り返すことで、空隙Ｓに充填するだけの少ない硬化材の使用量で足りるため、隣地に与える悪影響をより少なくして構造物１の傾斜を修復することができる。構造物１の傾斜修復後は、上記実施形態の場合と同様に、図１６（ａ）（ｂ）に示すように反力杭（第１の硬化材注入管３）１３・第２の硬化材注入管１７を引抜き、この引抜きにより生じた穴１９，２０を埋める作業が行われる。

１家屋等構造物
２基礎
３第１の硬化材注入管
１２根固め
１３反力杭
１４受圧板
１６ジャッキ
１７第２の硬化材注入管
Ｓ空隙

Claims

傾斜した構造物の基礎側部の地盤に第１硬化材注入管を所定の深さまで挿入し、挿入後、前記第１硬化材注入管の先端部をこの先端部から地盤に注入する硬化材で根固めすることで前記第１硬化材注入管を反力杭とする工程と、前記基礎側部に受圧板を取付ける工程と、前記反力杭の頭部と前記受圧板との間にジャッキを設置する工程と、前記基礎の周囲の地盤に第２硬化材注入管を設置する工程と、前記ジャッキにより前記基礎をジャッキアップすると同時に、前記第２硬化材注入管の先端部より硬化材を前記基礎の下部周囲の地盤に圧力注入することで前記構造物の傾斜を修復する構造物持上げ工程と、を含むことを特徴とする、傾斜構造物の修復方法。
請求項１に記載の第１硬化材注入管を、構造物の傾斜修復の終了後に引き抜いて反復使用することを特徴とする、請求項１記載の傾斜構造物の修復方法。