JP6175791B2

JP6175791B2 - 地盤の補強工法及び補強構造

Info

Publication number: JP6175791B2
Application number: JP2013026739A
Authority: JP
Inventors: 正顕別府; 元岡村
Original assignee: ライト工業株式会社
Priority date: 2013-02-14
Filing date: 2013-02-14
Publication date: 2017-08-09
Anticipated expiration: 2033-02-14
Also published as: JP2014156698A

Description

本発明は、地盤の補強工法及び補強構造に関するものであり、特に地盤に土留め壁が備わる場合に関するものである。

地盤の崩壊を防止する土留め工法としては、例えば、自立式土留め工法が存在する。この工法は、鋼矢板等からなる土留め壁の曲げ抵抗によって地盤の崩壊を防止するものであり、大変簡易な工法であるが、地盤の崩壊を防止する力（土留め力）が弱い。そこで、切梁式土留め工法や、アンカー式土留め工法、控え工式土留め工法等が存在し、更にこれらの工法を改良した工法等も提案されている（例えば、特許文献１等参照。）。

しかしながら、切梁式土留め工法は適用可能な場所が限られており、また、アンカー式土留め工法は土留め力が十分に向上せず、さらに、控え工式土留め工法は控え工の施工が必須になるとの問題を有している。

特開２００９−１９３７３号公報

本発明が解決しようとする主たる課題は、土留め壁が備わる地盤を簡易にかつ十分に補強することができる工法及び構造を提供することにある。

この課題を解決するための本発明は、次の通りである。
〔参考となる発明〕
土留め壁が備わる地盤の補強工法であって、
前記土留め壁から前記地盤中に、グラウト材を注入し、引張材を挿入する工程と、
前記引張材の基端部を前記土留め壁に定着する工程と、を有し、
かつ、前記グラウト材が固化する前に前記地盤上から前記グラウト材の注入域に棒材を挿入する工程を有する、
ことを特徴とする地盤の補強工法。

〔請求項１記載の発明〕
土留め壁が備わる地盤の補強工法であって、
前記土留め壁から前記地盤中に削孔を形成する工程と、
前記削孔内にアウターグラウト材を注入する工程と、
前記削孔内に軸方向に間隔をおいて複数の注入孔を有する注入管を挿入する工程と、
前記削孔の内壁面と前記注入管との間に前記アウターグラウト材が充填されている状態において当該注入管に備わる各注入孔を通して前記削孔の内周面周辺の地盤中に拡径用グラウト材を注入する工程と、
前記注入管内にインナーグラウト材を注入する工程と、
前記注入管内に引張材を挿入する工程と、
前記引張材の基端部を前記土留め壁に定着する工程と、を有し、
かつ、前記拡径用グラウト材が固化する前に前記地盤上から前記拡径用グラウト材の注入域に棒材を挿入し、その後に前記拡径用グラウト材が固化してなる固化体と前記棒材とが交差している状態になるようにする、
ことを特徴とする地盤の補強工法。

〔請求項２記載の発明〕
前記拡径用グラウト材の注入は、前記注入管内にダブルパッカー装置を挿入し、パッカー間に位置する前記注入孔から前記拡径用グラウト材が吐出されるように行う、
請求項１に記載の地盤の補強工法。

（主な作用効果）
本発明によると、グラウト材が地盤中に浸透したうえで固化し、固化体（地盤改良体）を形成するため、地盤自体の強度が向上する。しかも、当該地盤改良体から地盤に対してせん断抵抗力や曲げ抵抗力等の各種抵抗力が加わるため、地盤を簡易にかつ十分に補強することができる。

本発明によると、土留め壁が備わる地盤を簡易にかつ十分に補強することができる工法及び構造となる。

土留め壁が備わる地盤の断面図である。土留め壁が備わる地盤に削孔を形成した状態を示す断面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。削孔内にアウターグラウト材を注入した状態を示す断面図である。削孔内に注入管を挿入した状態を示す断面図である。注入管を通して拡径用グラウト材を注入した状態を示す断面図である。図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。注入管内にインナーグラウト材を注入した状態を示す断面図である。図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。注入管内に引張材を挿入した状態を示す断面図である。引張材の基端部を定着した状態を示す断面図である。拡径用グラウト材の注入域に棒材を挿入した状態を示す断面図である。図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。拡径用グラウト材の注入域に棒材を挿入した状態を示す平面図である。

次に、発明を実施するための形態を説明する。なお、以下では、図１に示すように、鋼矢板、コンクリート杭、鋼管杭等からなる既設の土留め壁１０が備わる地盤Ｇを補強する場合を例に説明する。ただし、本発明は、土留め壁１０の構築自体から行う場合にも適用可能であり、この場合は、土留め壁１０の構築及び地盤Ｇの補強を行うことで、地盤Ｇの土留め工法・土留め構造となる。

本形態の補強工法においては、土留め壁１０から地盤Ｇ中に、グラウト材を注入し、また、引張材を挿入する。より具体的には、まず、例えば、図２及び図３に示すように、土留め壁１０から削孔を開始し、地盤Ｇ中に円柱状の削孔１１を形成する。この削孔１１の形成は、ケーシング削孔等によることもでき、また、清水等の削孔水を注入しながら行うこともできる。

削孔１１の削孔径Ｌ１や削孔長Ｌ２は、要求される補強力（土留め力）等に応じて適宜設定することができ、例えば、削孔径Ｌ１を９〜１５ｃｍ、削孔長Ｌ２を３〜１０ｍとすることができる。また、削孔１１は、図示例のように水平方向に形成することもできるが、地盤Ｇの主動崩壊線等に応じて、例えば、水平面に対して０〜４５°傾斜するように形成することもできる。さらに、特に図示はしないが、削孔１１は、地盤の性質や要求される補強力、施工コスト等に応じて、例えば、上下・左右等に適宜の間隔をおいて複数形成することができ、通常複数形成する。なお、符号３２は、土留め壁１０の保護や後述する定着処理の容易化等を目的として配置される台座であり、削孔１１の口元を土留め壁１０上から覆っている。

削孔１１を形成したら、次に、図４に示すように、削孔１１内に、ケーシング削孔を行った場合は当該ケーシング内に、セメントペースト、モルタル等からなるアウターグラウト材Ｘ１を注入する。アウターグラウト材Ｘ１は、削孔１１の内壁面と当該削孔１１内に挿入される注入管２０との間を充填するグラウト材である。

アクターグラウト材Ｘ１の注入は、注入パイプを使用して行う「注入パイプ方式」によることや、上記削孔に伴って先行注入する「どぶ漬け方式」によること等ができる。また、アウターグラウト材Ｘ１の注入は、後述する注入管２０の挿入と伴に行うことや、当該注入管２０の挿入後に行うこと等もできる。

削孔１１内にアウターグラウト材Ｘ１を注入したら、次に、図５に示すように、削孔１１内に注入管２０を挿入する（建て込む）。この注入管２０は、例えば、複数の単位管が軸方向に連結されて構築され、各単位管の周壁２１には軸方向に適宜の間隔をおいて、例えば５０〜１００ｃｍの間隔をおいて、複数の注入孔２２が形成されている。この複数の注入孔２２は、ゴムスリーブ２３によって覆われており、このゴムスリーブ２３が後述する拡径用グラウト材Ｘ２の注入に際して注入孔２２から離れる逆止弁構造とされている。このような構成を有する注入管２０としては、既存の部材（装置）としてインジェクションパイプ等が存在し、本形態においても当該インジェクションパイプを使用することができる。

注入管２０は、後述するように地盤Ｇ中に残置される。したがって、注入管２０の径や長さは、要求される補強力等に応じて適宜設定することができ、例えば、径を４〜９ｃｍ、各単位管の長さを１〜２ｍとすることができる。

削孔１１内に注入管２０を挿入したら、次に、図６及び図７に示すように、注入管２０に備わる各注入孔２２を通して地盤Ｇ中にセメントペースト等からなる拡径用グラウト材Ｘ２を注入する。この注入に際しては、必要に応じて、水割り（注入）を先行して行うことができる。また、拡径用グラウト材Ｘ２の注入、あるいは水割り注入及び拡径用グラウト材Ｘ２の注入は、注入径Ｌ３を広げるために、複数回繰り返すことができる。

拡径用グラウトＸ２の注入により、注入管２０周辺の地盤Ｇが改良され、当該地盤Ｇの強度自体が向上する。したがって、必要によっては、軸心回りに回転する撹拌翼等によって拡径用グラウト材Ｘ２と地盤Ｇとを撹拌混合し、もって地盤強度向上の均一化を図ることもできる。

拡径用グラウト材Ｘ２の注入は、例えば、注入管２０内にダブルパッカー装置（注入用治具）を挿入して行うこともできる。このダブルパッカー装置を使用した場合は、２つのパッカーの間に位置する注入孔２２のみから拡径用グラウト材Ｘ２が吐出されることになり、任意の位置におけるより広範な注入が可能となる。

拡径用グラウト材Ｘ２の注入が終了したら、次に、図８及び図９に示すように、注入管２０内にセメントペースト等からなるインナーグラウト材Ｘ３を注入する。この注入は、例えば、注入パイプを使用して行うことができる。

注入管２０内に充填したインナーグラウト材Ｘ３が固化すると、当該注入管２０と後述する引張材３１とが一体化される。したがって、例えば、先に引張材３１の挿入を行ってからインナーグラウト材Ｘ３の注入を行うことや、引張材３１の挿入とインナーグラウト材Ｘ３の注入とを並行的に行うこともできる。

インナーグラウト材Ｘ３を注入し、注入管３０内が当該インナーグラウト材Ｘ３によって充填されたら、次に、図１０に示すように、注入管２０内に引張材３１を挿入する。この引張材３１は、引張力を伝達する部材であり、いわゆるテンドンとして使用される部材、例えば、ＰＣ鋼線や、ＰＣ鋼より線、ＰＣ鋼棒等を使用することができる。ただし、ＰＣ鋼棒等の容易に湾曲したり、折れ曲がったりしない棒材を使用すれば、引張抵抗力のみならず、せん断抵抗力や曲げ抵抗力等の発現も期待することができ、より高い補強力（土留め力）を得ることができる。

引張材３１の挿入は、例えば、ちょうちんスペーサー等を使用して、当該引張材３１が注入管２０の軸心部に位置するように行うと好適である。また、引張材３１の先端部は、例えば、従来、タイロッドの先端部を控え工に連結していたのと同様に、控え工に連結固定することもできる。この連結固定を行うと、地盤Ｇの補強力がより一段と向上する。

引張材３１の挿入が終了したら、次に、図１１に示すように、引張材３１の基端部（頭部）を土留め壁１０に定着し、必要により、引張材３１に緊張力を与える。本形態において、引張材３１の定着は、支圧板３３及びナット３４を使用して行っている。

以上の方法においては、拡径用グラウト材Ｘ２が地盤Ｇ中に浸透したうえで固化し、固化体（地盤改良体）を形成するため、地盤Ｇ自体の強度が向上する。したがって、本形態によると、地盤Ｇに対して各種抵抗を与える以上の補強効果を期待することができる。もちろん、本形態においては、引張材３１の引張抵抗力や注入管２０のせん断抵抗力、曲げ抵抗力等も何ら失われることがない。また、拡径用グラウト材Ｘ２が固化してなる固化体もこれの抵抗力や圧縮抵抗力等を発現するようになる。

さらに、本形態においては、図１２〜１４に示すように、拡径用グラウト材Ｘ２が固化する前に、地盤Ｇ上から当該地盤Ｇ中に棒材４１を挿入する。この挿入は、当該棒材４１が拡径用グラウト材Ｘ２の注入域Ｘ２ａに突き刺さり、あるいは当該注入域Ｘ２ａを通り抜けるように行う。この挿入により、拡径用グラウト材Ｘ２が固化してなる固化体と棒材４１とが交差することになり、当該固化体や引張材３１等からなる抵抗体の引張抵抗力等が著しく大きなものとなる。したがって、地盤Ｇの補強力が一段と向上し、必要により、控え工等の構築を省略することができる。

棒材４１は、注入管２０の軸方向に適宜の間隔をおいて、例えば、５０〜２００ｃｍの間隔をおいて複数配置（挿入）することができる。また、棒材４１は、図１４に示すように、注入管２０の両側方に挿入すること等もできる。

さらに、図示例においては、複数の棒材４１が垂直に挿入されているが、地盤Ｇの主動崩壊線等に応じて、例えば、その一部又は全部を垂直面に対して０〜４５°傾斜するように挿入することもできる。もちろん、拡径用グラウト材Ｘ２の注入域Ｘ２ａ以外の領域にも棒材４１を挿入することができる。

本発明は、土留め壁が備わる地盤の補強工法及び補強構造として適用可能である。

１０…土留め壁、１１…削孔、２０…注入管、２２…注入孔、３１…引張材、３２…台座、４１…棒材、Ｇ…地盤、Ｘ１…アウターグラウト材、Ｘ２…拡径用グラウト材、Ｘ３…インナーグラウト材。

Claims

土留め壁が備わる地盤の補強工法であって、
前記土留め壁から前記地盤中に削孔を形成する工程と、
前記削孔内にアウターグラウト材を注入する工程と、
前記削孔内に軸方向に間隔をおいて複数の注入孔を有する注入管を挿入する工程と、
前記削孔の内壁面と前記注入管との間に前記アウターグラウト材が充填されている状態において当該注入管に備わる各注入孔を通して前記削孔の内周面周辺の地盤中に拡径用グラウト材を注入する工程と、
前記注入管内にインナーグラウト材を注入する工程と、
前記注入管内に引張材を挿入する工程と、
前記引張材の基端部を前記土留め壁に定着する工程と、を有し、
かつ、前記拡径用グラウト材が固化する前に前記地盤上から前記拡径用グラウト材の注入域に棒材を挿入し、その後に前記拡径用グラウト材が固化してなる固化体と前記棒材とが交差している状態になるようにする、
ことを特徴とする地盤の補強工法。
前記拡径用グラウト材の注入は、前記注入管内にダブルパッカー装置を挿入し、パッカー間に位置する前記注入孔から前記拡径用グラウト材が吐出されるように行う、
請求項１に記載の地盤の補強工法。