JP6263598B2

JP6263598B2 - 擁壁の補強方法

Info

Publication number: JP6263598B2
Application number: JP2016231957A
Authority: JP
Inventors: 鐘益新井
Original assignee: ARAI CO., LTD.
Current assignee: ARAI CO., LTD.
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2018-01-17
Anticipated expiration: 2034-05-16
Also published as: JP2017040162A

Description

本発明は、既存の擁壁に充填材を注入することにより該擁壁を補強する擁壁の補強方法に関するものである。

従来より、例えば石積みなどの施工済みの擁壁の補強方法として、接着性を有する充填材を石積みの隙間や背面に注入する方法が知られている。この方法によれば、石積みの組み直しをすることなく、簡便に石積みの補強を行うことができる。しかしながら、その反面、この補強方法では、注入した充填材が自重により下方向に流れてしまう現象や、充填材の充填後のダレ（充填材を充填した後、固化までの間に、自重により空洞部の上部側の充填材が空洞部の下部側に移動し、上部側が薄く、下部側が厚くなる現象）により、石積みの背面の空洞部や、石と石との相接する部分(合羽)近傍の狭い部分の裏側には、充填材が十分に充填されないという問題があった。

そこで、本発明の出願人は、既存の石積みの補強方法として、充填材を圧縮空気の圧力を用いて注入ノズルから石積みの間に吹き込み、充填材を石積みの隙間に満遍なく充填する方法を提案している（特許文献１参照）。この方法によれば、充填材を石積みの隙間に十分に充填することができ、石積みの背面側から受ける土圧に対する強度を回復することができる。

特開２０１２−８７５７９号公報

しかしながら、特許文献１に記載する方法では、合羽の狭い隙間からの充填材の注入は難しいため、このような部分においては注入孔を広げて施工を行わなければならない。また、圧縮空気の圧力を用いていても、石積みの前面から注入するのみでは、石積み前面の隙間には前面から充填材を注入できるものの、石積みの背面に形成された広い空洞部には十分に充填材が充填されないという問題があり、改良の余地があった。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、石積みなどの施工済みの擁壁を既存の状態で補強可能であるとともに、広い注入孔を形成することなく充填材を注入することができ且つ擁壁の狭い隙間や背面の空洞部にまで十分に充填材を注入することができるようにして、少ない工程で確実に擁壁を補強できるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、既存の擁壁の隙間に充填材を注入する際に、擁壁を貫通する狭い貫通孔を形成して、その貫通孔に有孔管を挿入し、該有孔管を通して充填材を注入することにより、擁壁の背面の空洞部にまで十分に充填材が充填されるようにした。

具体的には、第１発明に係る擁壁の補強方法は、背面に空洞部が形成されている擁壁の補強方法であって、前記擁壁に、前記空洞部に達する貫通孔を削孔し、前記貫通孔に、先端部周囲の壁部に吐出孔が貫通して開口された有孔管を先端部側から挿入し、前記貫通孔と前記有孔管との間の隙間、及び、前記擁壁の隙間にそれぞれシール用充填材を注入することによって前記隙間をシールし、前記有孔管に注入ノズルを接続し、該注入ノズルから前記有孔管を通して前記空洞部に充填材を吐出圧力０．１〜０．５ＭＰａで加圧して注入し、前記充填材の注入後に前記有孔管を前記貫通孔から除去し、前記有孔管を除去した後の前記貫通孔を新たな充填材でシールする方法であり、前記充填材を注入するときに、注入工程の初期において吐出圧力を上昇させ、該注入工程の後期において吐出圧力を減少させることを特徴とする。

この第１発明では、加圧注入された充填材は、貫通孔に挿入された有孔管の吐出孔から、擁壁の背面の空洞部に直接充填されるため、充填材は、ポンプの圧力により擁壁背面の空洞部において上下・横方向に流動し、注入箇所の周辺の擁壁の背面にまで充填することができる。また、擁壁背面の空洞部において充填材の充填が完了すると、充填材が擁壁の背面から前面に上がってくるため、空洞部から擁壁前面の狭い隙間にまで充填材を充填することができる。さらに、貫通孔の径は、有孔管を挿入可能であれさえすれば十分であるため、広い注入孔を形成する必要がなく、比較的狭い径の貫通孔を形成するだけで施工可能であり、作業負担が軽減されて作業効率が向上する。また、有孔管を通して充填材を注入するため、注入時の充填材の飛散が抑えられ、少ない工程で簡便且つ確実に擁壁を補強することができる。また、有孔管を介しての充填材の加圧注入前に、貫通孔と有孔管との間の隙間、及び擁壁前面の隙間にシール用充填材を注入し、これらの隙間を予めシールしておくことにより、加圧注入時における充填材のこれらの隙間からの飛び出しを防ぐことができるとともに、充填圧の前記隙間からの抜けがなくなるため、充填材が、擁壁背面の空洞部においてより確実に奥まで広がるようになる。また、前記充填材を注入するときに、注入工程の初期において吐出圧力を上昇させ、該注入工程の後期において吐出圧力を減少させることにより、充填材の跳ね返りによる擁壁の隙間等からの充填材の飛び出しを防ぐことができる。

本発明において、充填材は、注入時には流動性を有し、注入後に徐々に硬化する材料であればよい。具体的には、普通モルタル、無収縮モルタル若しくは樹脂モルタル等のモルタル又は土質材料と無機塩類と水和反応性硬化剤との混合物等を使用することができる。

また、補強対象の擁壁として、石積み、ブロック積み又はコンクリート擁壁等の施工済みの擁壁に対し、本発明に係る擁壁の補強方法を施すことができる。

本発明において、シール用充填材は、シール時に流動性を有し、シール後に徐々に硬化する材料であればよく、具体的には前記充填材と同様の材料を使用することができる。なお、シール用充填材は、前記充填材と同じ材料であってもよく、また異なる材料であってもよい。

好ましい態様では、前記有孔管は、該有孔管の円周方向に均等に配置された複数の前記吐出孔を備えている。

これにより、吐出孔が有孔管に複数形成されており、これらの吐出孔が有孔管の円周方向に均等に配置されているため、注入された充填材は、これらの吐出孔から上下・横方向に均等に広がり、擁壁の背面の空洞部において充填材を均一且つ広範囲に充填させることができる。

好ましい態様では、前記吐出孔の径は２５〜３５ｍｍとすることができる。

好ましい態様では、前記吐出孔の数は４〜８個とすることができる。

好ましい態様では、前記有孔管の内径は３５〜４５ｍｍ、前記有孔管の外径は４０〜５５ｍｍ、及び前記有孔管の長さは４００〜６００ｍｍとすることができる。

以上説明したように、本発明によれば、擁壁に、有孔管を挿入するに足りる比較的狭い径の貫通孔を形成して有孔管を挿入し、その有孔管を通して擁壁背面の空洞部に充填材を注入することにより、広い注入孔を形成することなく充填材を注入することができ且つ擁壁の狭い隙間や背面の空洞部にまで十分に充填材を注入することができ、石積みなどの施工済みの擁壁を既存の状態で且つ少ない工程で確実に補強することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る擁壁の補強方法により補強する前の石積みの横断面図である。図２は、石積みに貫通孔が形成された状態の図１相当図である。図３は、図２に示す貫通孔が形成された状態の石積みの正面図である。図４は、貫通孔に有孔管を挿入し、間知石間又は間知石と有孔管との隙間をシールした状態の図１相当図である。図５は、図４に示す有孔管が挿入された状態の貫通孔部分の拡大図である。図６は、有孔管を示し、図６(ａ)は側面図、図６ (ｂ)は正面図である。図７は、有孔管に注入ノズルを接続し、モルタルを加圧注入する様子を示した図１相当図である。図８は、有孔管を除去後の貫通孔を新たなモルタルでシールした状態の図１相当図である。図９は、第２実施形態に係る擁壁の補強方法によりコンクリート擁壁の補強を行う様子を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

（第１実施形態）
図１〜図８は、本発明の第１実施形態に係る擁壁の補強方法を示している。以下、図１〜図８を参照して、本実施形態に係る擁壁の補強方法を使用した補強作業工程について説明する。

図１に示すように、補強対象の石積み１は、傾斜地２の前面に栗石層３を介在させて間知石４を積み上げて形成された間知石積みとされている。石積み１背面の間知石４と栗石層３との間や、隣接する間知石４の接合部分４ａには、石積み１の劣化・空洞化により形成された空洞部５や隙間６がそれぞれ存在し、これら空洞部５及び隙間６は互いに連通している。

補強作業を行う前に、下地処理として、高圧洗浄機を用いた石積み１の洗浄及び石積み１の隙間６に生えている雑草の除草を行う。

次に、第１工程において、石積み１の隣接する間知石４の接合部分４ａを、例えば電動ドリル、ジャックハンマー又はコアカッター等の削孔機を使用して削り、図２に示す貫通孔７を削孔する。

この貫通孔７は、後述する有孔管８を挿入するための孔であり、図２に示すように、石積み１背面の空洞部５又は栗石層３に達するように削孔される。

このとき、貫通孔７の径は、有孔管８が挿入可能となるようにその径よりも僅かに大きい径であれさえすれば十分であり、具体的には例えば５５〜８０ｍｍ、より好ましくは６５〜７５ｍｍである。すなわち、本方法によれば、従来の方法のように広い注入孔を形成する必要がなく、比較的狭い径の貫通孔を形成するだけで施工可能であり、これにより作業負担が軽減されて作業効率が向上する。

図３は、貫通孔７が形成された石積み１の正面図である。図３から判るように、貫通孔７の数は、後の工程で注入する充填材としてのモルタル１２の硬さ・粘度等の条件や、補修対象の擁壁の種類・状態等の条件により適宜変更されるが、具体的には例えば０．５〜３本／ｍ^２であり、より好ましくは１〜２本／ｍ^２である。

次に、第２工程において、図４に示すように、貫通孔７に有孔管８を挿入する。

有孔管８は、モルタル１２を空洞部５に注入するためのものであり、図６（ａ）に示すように、先端部８ａと基端部８ｂとを有しこれらが開放された管形状である。先端部８ａ周囲の壁部には、複数の吐出孔８ｃが貫通して開口されている。

吐出孔８ｃの数及び径は、補修対象の擁壁の種類、面積等の条件及び充填材の種類、硬さ、粘度等の条件等により適宜変更され得る。吐出孔８ｃの数は、具体的には例えば１〜１６個、より好ましくは４〜８個である。また、吐出孔８ｃの径は、具体的には例えば１５〜４０ｍｍであり、より好ましくは２５〜３５ｍｍである。

図６（ａ）には、有孔管８の前面に２個、側面に２個の吐出孔８ｃが示されているが、後面にも２個の吐出孔８ｃが形成されているため、本実施形態においては、全部で６個の吐出孔８ｃが形成されており、これらは有孔管８の円周方向に均等に配置されている。

また、図６（ｂ）は有孔管８を先端部８ａ側から見た図である。図６（ｂ）から判るように、本実施形態において、有孔管８の先端部８ａは開放されているため、基端部８ｂ側からモルタル１２が注入された場合には、モルタル１２は吐出孔８ｃ及び先端部８ａの両方の孔を通って空洞部５内に注入される。

有孔管８の内径は、モルタル１２を通すために十分な大きさを有していればよい。具体的には例えば２５〜５０ｍｍであり、より好ましくは３５〜４５ｍｍである。また、有孔管８は一定の強度を要するため、有孔管８の壁部の厚さは、具体的には例えば５〜１５ｍｍ、より好ましくは５〜１０ｍｍであり、従って、有孔管８の外径は、具体的には例えば３０〜６５ｍｍ、より好ましくは４０〜５５ｍｍである。また、有孔管８の長さは、先端部８ａが石積み１を貫通し石積み１の背面の栗石層３にまで達する長さが必要である。従って、補強対象の擁壁の種類、特に擁壁の厚さによって変更することができ、具体的には例えば２００〜４０００ｍｍ、より好ましくは４００〜６００ｍｍである。

また、有孔管８を構成する材料は、モルタル１２等の充填材を通すために十分な強度を有した材料であればよい。具体的には例えばポリ塩化ビニル、ポリエチレン等の樹脂、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属であり、より好ましくはポリ塩化ビニルが使用される。これらはモルタル１２等の充填材の種類等により適宜変更され得る。

図４に示すように、貫通孔７に、この有孔管８を先端部８ａ側から挿入する。このとき、有孔管８の先端部８ａが石積み１背面の空洞部５又は栗石層３の位置に達するように挿入させる。

次に、第３工程において、貫通孔７と有孔管８との間の隙間７ｂ及び貫通孔７が形成されていない間知石４間の隙間６に、それぞれ石積み１の表側からシール用モルタル９を注入することによってこれらの隙間６，７ｂをシールする。

図５は、図４において、貫通孔７に有孔管８が挿入され、隙間７ｂがシールされた後の貫通孔７の部分の拡大図である。貫通孔７のうち、間知石４の表面近傍の部分と有孔管８との隙間７ｂはシール用モルタル９によりシールされている。また、シール用モルタル９でシールされた隙間７ｂの裏側には、隙間７ａが部分的に残されている。隙間７ａ，７ｂの割合は、シール用モルタル９の硬さ、粘度等の条件、補強対象の擁壁の条件、補強作業の状況等により変化する。

また、図４に示すように、シール用モルタル９によりシールされた間知石４間の隙間６は、隙間６の背面の空洞部５にまでシール用モルタル９が充填される部分もあれば、隙間６の間知石４表面近傍のみシール用モルタル９が充填される部分もある。これらもまた、シール用モルタル９の硬さ等により変化する。

次に、第４工程において、図７に示すように、有孔管８の基端部８ｂにモルタル１２を注入するための注入ノズル１０を接続し、この注入ノズル１０から有孔管８を通して石積み１背面の空洞部５にモルタル１２をモルタル供給ポンプ１１により加圧して注入する。

モルタル供給ポンプ１１で圧送されたモルタル１２は、注入ノズル１０を通って注入ノズル１０の先端に接続された有孔管８の基端部８ｂに供給され、有孔管８を通ってその吐出孔８ｃと先端部８ａとに供給される。このとき、モルタル１２は吐出孔８ｃから、空洞部５の上下・横方向に供給され、先端部８ａから有孔管８の奥の空洞部５に供給される。

なお、本工程において、モルタル供給ポンプ１１によるモルタル１２の吐出圧力は、空洞部５等のモルタル１２を充填する空間の広さ等に応じて適宜変更されるが、具体的には例えば０．１〜２ＭＰａ、より好ましくは０．１〜０．５ＭＰａである。

また、空洞部５がモルタル１２により十分に充填された後は、モルタル１２は間知石４の表面側に上昇していき、やがて隙間６の裏側、及び間知石４と有孔管８との間の隙間７ａがモルタル１２により充填される。

また、モルタル１２の注入工程の初期において空洞部５を充填するために吐出圧力を上昇させ、モルタル１２の注入工程の後期においては吐出圧力を減少させて、モルタル１２の跳ね返りによる石積み１の隙間６等からのモルタル１２の飛び出しを防ぐようにすることが好ましい。

こうしてモルタル１２の充填が完了した後、第５工程において、図８に示すように、モルタル１２が硬化する前に有孔管８を貫通孔７から除去し、有孔管８を除去した後の貫通孔７の空洞部分７ｃを新たなモルタル１２でシールする。その後、刷毛等を使用して、目地を仕上げることにより補強作業の工程は終了する。

以上述べたように、本実施形態に係る擁壁の補強方法によれば、特に前記第４工程において、モルタル１２は、有孔管８の円周方向に均等に配置され且つ前記石積み１背面の空洞部５近傍に配置された吐出孔８ｃと、開放された先端部８ａとの両方から、前記空洞部５に直接充填されるため、モルタル供給ポンプ１１の圧力によって空洞部５の上下・横方向及び奥方向に流動し、注入箇所の周辺の石積み１の背面にまで均一且つ広範囲に充填され得る。

このとき、特に前記第３工程によれば、有孔管８を介してのモルタル１２の加圧注入前に、前記隙間６，７ｂを予めシールしておくことにより、加圧注入時におけるモルタル１２のこれらの隙間６，７ｂからの飛び出しを防ぐことができるとともに、充填圧の前記隙間６，７ｂからの抜けがなくなるため、モルタル１２が、石積み１背面の空洞部５においてより確実に奥まで広がるようになる。

そして、前記空洞部５が充填された後は、モルタル１２は間知石４の表面側に上昇するため、石積み１背面の空洞部５のみならず、石積み１前面側の狭い隙間６，７ａにまで石積み１の背面側からモルタル１２を充填させることができる。

従って、本方法によれば、注入時のモルタル１２の飛散を抑えながら、少ない工程で簡便且つ確実に石積み１を補強することができる。

（第２実施形態）
図９は本発明の第２実施形態を示し、本発明をコンクリート擁壁２１の補強作業に適用したものである。以下、本実施形態の説明において、第１実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

図９（ａ）に示すように、コンクリート擁壁２１は、コンクリートブロック２４が規則正しく積み上げられて形成されている。図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＸｂ−ＩＸｂ断面図であり、この図９（ｂ）に示すように、コンクリート擁壁２１は、傾斜地２の前面に栗石層３を介してコンクリートブロック２４が積層されることにより形成されている。

本実施形態では、図９（ａ）に示すように、互いに隣接するコンクリートブロック２４の接合部分２４ｃの一部に、第１実施形態と同様に貫通孔７を形成する。

次いで、図９（ｂ）に示すように、貫通孔７に有孔管８を挿入した後、有孔管８とコンクリートブロック２４との間の隙間にシール用モルタル９を注入してシールする。また、コンクリート擁壁２１表面のクラック（図示せず）等にもシール用モルタル９を注入してシールする。

次に注入ノズル１０を有孔管８に接続し、空洞部５に充填材を注入する。その他は第１実施形態と同様である。

本実施形態に係る擁壁の補強方法によれば、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。特に、コンクリート擁壁２１の内部においてクラック（図示せず）が生じている場合であっても、モルタル１２等の充填材をこれらクラックにより空洞が生じている部分に十分充填することができ、効果的に補強することができる。

（他の実施形態）
なお、有孔管８の先端部８ａは閉じた構成とすることもできる。これにより、モルタル１２等の充填材は吐出孔８ｃのみから排出されるので、横方向により速く広がり得ることとなる。

本発明は、施工済みの擁壁を既存の状態で且つ少ない工程で確実に補強できるため、極めて有用である。

１石積み（擁壁）
２傾斜地
３栗石層
４間知石
４ａ，２４ｃ接合部分
５空洞部
６隙間
７貫通孔
８有孔管
８ａ先端部
８ｂ基端部
８ｃ吐出孔
９シール用モルタル（シール用充填材）
１０注入ノズル
１１モルタル供給ポンプ
１２モルタル（充填材）
２１コンクリート擁壁
２４コンクリートブロック

Claims

背面に空洞部が形成されている擁壁の補強方法であって、
前記擁壁に、前記空洞部に達する貫通孔を削孔し、
前記貫通孔に、先端部周囲の壁部に吐出孔が貫通して開口された有孔管を先端部側から挿入し、
前記貫通孔と前記有孔管との間の隙間、及び、前記擁壁の隙間にそれぞれシール用充填材を注入することによって前記隙間をシールし、
前記有孔管に注入ノズルを接続し、該注入ノズルから前記有孔管を通して前記空洞部に充填材を吐出圧力０．１〜０．５ＭＰａで加圧して注入し、
前記充填材の注入後に前記有孔管を前記貫通孔から除去し、
前記有孔管を除去した後の前記貫通孔を新たな充填材でシールする方法であり、
前記充填材を注入するときに、注入工程の初期において吐出圧力を上昇させ、該注入工程の後期において吐出圧力を減少させる
ことを特徴とする擁壁の補強方法。
前記有孔管は、該有孔管の円周方向に均等に配置された複数の前記吐出孔を備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の擁壁の補強方法。
前記吐出孔の径は２５〜３５ｍｍである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の擁壁の補強方法。
前記吐出孔の数は４〜８個である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の擁壁の補強方法。
前記有孔管の内径は３５〜４５ｍｍ、前記有孔管の外径は４０〜５５ｍｍ、及び前記有孔管の長さは４００〜６００ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の擁壁の補強方法。