JP6320951B2 - 部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法およびその補強体による既設土構造物の耐震補強工法 - Google Patents

Description

本発明は、部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法およびその補強体による既設土構造物の耐震補強工法に関するものである。

現在、自然地山あるいは既設盛土を対象にした拡径補強体工法は、その多くが二重管方式を採用しており、一般に所定の深度まで削孔の後に、回転を伴う外管または内管の押し引きによって、地山内部を拡径する方法を採用している。地山強度によって異なるが、この回転を伴う拡径補強体は、この拡径作業に多くの時間を要しているのが現状である。また、拡径機構は複数のピンによる多ヒンジ構造を利用している場合が多く、その適用土質や耐久性において、この多ヒンジ構造に強度面や耐摩耗性など、多くの課題が挙げられている。一方、補強材を利用した地山補強土工法の、適用範囲が拡大するにつれて、多機能の補強材の開発も求められるようになってきた。

特に、既設盛土のような緩い地山のり面の掘削や、地盤の掘削土留め工事に用いる場合には、ロックボルトのような鉄筋補強材では効率よく補強することができず、さらに、永久構造物への適用に当たっては、補強材の耐久性や品質向上に対する要求が高まっている。

このことから、使用目的によって特徴ある補強材が多数提案されており、現段階では、補強材の機能によってネイリング、マイクロパイリング、ダウアリングの３種類に大きく分類されている。ここで、ネイリングとは補強材直径が１０ｃｍ程度以下のもので、主として補強材の引張り抵抗によって地山の安定性を向上させる工法であり、マイクロパイリングは、補強材直径１０〜２０ｃｍ程度でネイリングに比べれば直径や補強材剛性も大きく、引張り抵抗に加えて曲げや圧縮抵抗も期待できるため、支持力補強などにも用いられている。

また、ダウアリングは補強材直径３０〜５０ｃｍ程度で直径や剛性が大きいため、特に周面摩擦抵抗力が得られにくい盛土や崩壊性地山で使用されている。ダウアリングに区分されるラディッシュアンカー工法は、ネイリングやマイクロパイリング工法と比べて大径であるため、その合理的な補強効果を生かして、既設盛土のり面や地山の急勾配化、掘削土留め工の支保工としての適用、既設擁壁の耐震補強、既設のり面の耐震・降雨対策などにも適用されている。

以上のように、地山補強土工法に用いられる補強材の内、補強材自身に曲げ剛性がほとんど無い場合には補強材の引張り抵抗を期待する工法となり、この引張り補強土工法では土の変形に伴って、補強材表面に軸方向のせん断力が発生し、その結果、補強材に引張り力が受動的に発生すると考えられる。

したがって、引張り補強材の表面は、土との間にせん断力が発生するため、粗で補強材周面と地盤との摩擦力が十分に発揮される必要がある。しかし、この補強材周面と地盤との摩擦力は、地震時のように過剰間隙水圧が上昇してきて地盤の有効拘束圧がほぼゼロになるような状態では十分発揮されずに、地盤のせん断変形に伴って生じるはずの補強材張力が生じない状況となる恐れがある。このような状態を回避する方法の一つとして、補強体を拡径し、その端部の支圧面積を大きくする方法が挙げられる。例えば高圧水による拡径方法があるが、その拡径の程度は対象土質や地山強度により異なり、均一でない地層や異なる強度で構成されている地中内では、その拡径の程度を正確に把握することは困難となっている。また、高圧水による切削後に固化材を注入して固化させる工程で、改良体の体積減少が推定され、最終的に地表面沈下を起こす可能性を拂拭できない。

このようなことから、改良体の造成径が確実で、掘削土を有効活用しながら固化させる攪拌混合への期待が高まり、その中でも特に、周面付着力や支圧面積を自在に設定できる拡径補強体の開発の要望が多くなっている。この拡径補強体工法の中で今回提案する工法は、小口径で掘削後、拡径切削（リーミング切削）による拡径と、固化材の注入による攪拌混合を実施する場合、孔内の排土部分の体積が制限されているため、回転速度、固化材の噴出量等により、拡径改良体の内圧を適切に管理しながら攪拌混合を行うことが可能となり、造成改良体の体積減少もなく、圧縮強度の早期発現や地表面の隆起等を抑制できるなど、拡径補強体への期待が高まっている。

特開２０１４ー０９１９１５号公報

龍岡文夫：２０１１年東日本大震災からの復旧・復興での補強土構造物、ＲＲＲ工法協会だより、Ｎｏ．１３，２０１１年８月 地盤工学会、地震時における地盤災害の課題と対策ー２０１１年東日本大震災の教訓と提言（第一次）、２０１１年７月 日経コンストラクション、ｐｐ．３４〜４３，２０１１．１０．２４

１９９５年の阪神淡路（兵庫県南部）地震や２０１１年の東日本大震災では、従来形式の重力式擁壁やＬ型擁壁には壁体破壊、転倒破壊など多数発生して、鉄道構造物が大打撃を受けた。（図７の兵庫県南部地震における従来形式の擁壁の被災状況とその対策案を示す代用写真１参照）。その破壊形態としては、重力式擁壁や半重力式擁壁のもたれ擁壁では、転倒破壊が、また、石積み擁壁では壁体破壊が多く見られた。

これら従来形式の既存の擁壁の中には、非常に古い時代に構築されたものも多く、その耐震対策としては、中径〜大径補強体を擁壁背面地盤に打設し、補強土壁に構造変換する方法が有効であると考えられる。

しかしながら、中径〜大径補強体を擁壁背面地盤に打設するためには、既存の擁壁体に、直径３０〜５０ｃｍ程度の大きな孔を削孔する必要がある（図８の中径〜大径補強体を擁壁背面地盤に打設するために既設擁壁体に孔を削孔した例を示す代用写真２参照）。

また、背面地盤の土質力学特性や擁壁高さ等にもよるが、耐震性を高めるためには補強材をある程度の間隔で打設する必要がある。

この既設擁壁体に孔を削孔する作業は、孔径が大きくなると極端に高価になり、たとえば孔径２００ｍｍの場合と比較すると５００ｍｍの場合、６〜７倍程度の費用を要するので、このコスト抑えるためには、擁壁壁体部はなるべく小口径で削孔し、背面地盤部に到達したのちに拡翼して直径を大きくする工法の開発が望まれている。

本発明は、上記状況に鑑みて、鉄道盛土や道路盛土構造物において自然地山あるいは既設盛土を対象とした切土および盛土のり面の安定化および補強などや、既設擁壁および橋台背面の補強工法に有効利用することを目的に、芯材を挿入した円筒体（内管）と、その外側にヒンジ機能をもった半円筒体（外管）とヒンジ部分の回転を制御する台座および半円筒体の引抜き側の端部を斜めに形成した半円筒体によって構成された拡径構造で、回転方向を正反逆転することによって拡径、縮径を可能とする機構と、これによって造成される拡径補強体を採用することによって、のり面の安定化および補強や既設擁壁および橋台背面の補強工法に有効利用できる部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法およびその補強体による既設土構造物の耐震補強工法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、芯材（６) を挿入した削孔用ロッド（１）と、この削孔用ロッド（１）の外側に拡径部（２) と撹拌混合部（３) が構成され、前記拡径部（２) は引抜き側切削部を斜めリブで補強した部分円錐形状とし、前記撹拌混合部（３) は縦リブ（３−１）、横リブ（３−２）、三角形状のプレート（３−３）により構成され、前記拡径部（２) と前記撹拌混合部（３) の回転を制御する機構として、前記縦リブ（３−１) の根元に回転ストッパー（４）と、前記削孔用ロッド（１）上にストッパー受台（５) を設けることによって構成された回転式の拡径撹拌混合機構とを有し、回転を正回転から逆回転することによって直径を拡径することを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、前記拡径部（２) の引抜き側切削部を斜めリブで補強した部分円錐体を逆回転しながら拡径切削地山（７) から連続的に引き抜くことにより、円錐台・円柱体の造成を可能とすることを特徴とする。

〔３〕上記〔１〕記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、前記拡径部（２）の斜めリブで補強した部分円錐体を逆回転しながら拡径切削することにより、円錐台を形成して支圧面積（１０) を増加させることを特徴とする。

〔４〕上記〔１〕記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、前記拡径部（２）の引抜き側切削部を斜めリブで補強した部分円錐体の拡径切削面において、前記拡径部（２）の背面を円錐形状の地山に当ててガイド地山とし、固化材を噴出して前記削孔用ロッド（１）と前記拡径部（２) と前記撹拌混合部（３) との間の土砂の流動性を高め、正回転して縮径・引き抜くことにより、直径２Ｄ程度からＤまで縮径することを特徴とする。

〔５〕上記〔１〕記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、前記撹拌混合部（３）に、前記縦リブ（３−１) 、前記横リブ（３−２) 、前記三角形状のプレート（３−３) を配置することによって、攪拌混合効率を向上させることを特徴とする。

〔６〕上記〔１〕記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、前記撹拌混合部（３）に、前記縦リブ（３−１）の根元両側に回転ストッパー（４）と、前記削孔用ロッド（１）上にストッパー受台（５）を設け、両者が接面することにより回転を制御することを特徴とする。

〔７〕上記〔１〕記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、前記撹拌混合部（３）に、前記縦リブ（３−１）と前記三角形状のプレート（３−３）を設け、前記削孔用ロッド（１）のヒンジ根元付近に注入孔（８）を配置することによって、前記削孔用ロッド（１）内から噴出する固化材を、三角形状のプレート（３−３）の円周方向に沿った流れとして攪拌混合効率を高めることにより、ヒンジ回転部分への土砂の混入を防止することを特徴とする。

〔８〕上記〔１〕記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、前記撹拌混合部（３）に設けた前記縦リブ（３−１）の断面を、台形形状（１１）として、撹拌混合改良体との付着防止と台形側面による流動性を高めることを特徴とする。

〔９〕上記〔１〕記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、先端開放ビットの背面を円錐台形状（１２）とすることにより、拡径掘削時に確認された礫等が背面で止められることがなく、前方の拡径補強体（９）の中へスムーズに移動することを特徴とする。

〔１０〕上記〔１〕記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、孔壁が軟弱な崩壊性の地山において、前記削孔用ロッド（１）と、その外側に前記拡径部（２）と前記撹拌混合部（３）に後続して、先端ビットおよび閉合状態の外管径よりやや大きい内径の鋼管（１３）を追従させて孔壁の崩壊を防止しながら削孔を行い、続いて逆回転による拡径補強体の造成後、後続の鋼管を縮径のガイド鋼管として正回転しながら引き抜いて縮径し、前記削孔用ロッド（１）および前記拡径部（２) と撹拌混合部（３) を回収することを特徴とする。なお、前記鋼管（１３）を圧入存置して拡径補強体の芯材として利用するが可能である。

〔１１〕上記〔１〕記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、前記芯材（６）の先端部の定着力を補強するため、前記芯材（６）先端付近に固化材噴出用の孔を設けた円板を設けて芯材（６）と一体構造とし、先端円板形状部分に続く本体後続部をネジ継手として利用することが可能な構造とすることを特徴とする。

〔１２〕上記〔１〕記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、先端ビットおよび閉合状態の外管径よりやや大きい内径の鋼管（１３）の外周面に、小円形の孔を多数あけ、噴出した固化材によって、拡径補強体および地山と前記鋼管（１３）の付着性を向上させることを特徴とする。

〔１３〕上記〔１〕〜〔１２〕の何れか一項記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法によって、前記自在拡径補強体による既設土構造物の耐震補強を行うことを特徴する。

本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）一般的な削孔機械を使用して、芯材（６）を挿入した削孔用ロッド（１）と拡径部（２）を任意の深度で正回転から逆回転することにより、削孔径Ｄから拡幅径２Ｄ程度まで拡径することによる周面付着力と、支圧面積の増加による両補強効果が期待できるため、切土および盛土のり面の安定化および補強、既設擁壁および橋台背面の補強工法に有効に利用できる。
（２）任意位置で拡径補強体の造成が可能なため、支圧せん断抵抗力および周面付着力を自在に設定でき、また、口元が狭いことから回転速度、固化材の噴出量等による改良体内部の適切な内圧の設定、改良体の体積減少の防止や圧縮強度の早期発現により、地表面への影響が少なく、営業線下等での施工が可能となる。
（３）単ヒンジ機能をもった撹拌混合部（３）は、円弧形状の縦リブ（３−１）、横リブ（３−２）および三角形状のプレート（３−３）がヒンジ部分によって連結されており、内管のヒンジ根元付近に設けた注入孔（８）より固化材を排出しながら回転することによって、ヒンジ部の目詰まり防止と、円弧形状の縦リブ（３−１）、横リブ（３−２）および三角形状のプレート（３ー３）により、硬化材が円周方向へ沿う流れとして攪拌混合の効率を上げ、高品質の拡径補強体が期待できる。
（４）削孔用ロッド（１）の先端開放ビットの背面を円錐台形状（１２）とすることによって、拡径掘削時に確認された礫等を先端開放ビット背面に引っ掛からずに拡径補強体の中へ排出することが可能なため、適用土質の範囲が広い拡径補強体の構築が可能となる。
（５）軟弱な崩壊性地山において、内管である削孔用ロッド（１）と、その外側に単ヒンジ機能をもった外管である拡径部（２）と撹拌混合部（３）に後続して、先端ビットおよび閉合状態の外管の径よりやや大きい鋼管（１３) を追従させて地山崩壊を防ぎ、続いて逆回転による拡径補強体の造成後、後続の鋼管を縮径のガイド鋼管として正回転して縮径し、この鋼管（１３）を先端まで圧入存置することにより、高剛性の拡径補強体（９）の構築が可能となる。

部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法による先行掘削時の説明図である。 部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法による拡径掘削時（改良体造成時）の説明図である。 部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法による縮径・引き抜き時の説明図である。 部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法による崩壊地山の高剛性拡径補強体の説明図である。 部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法による縮径と拡径時の断面図である。 部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法による外部半円筒体の基本構成を示す図である。 図面代用写真１（兵庫県南部地震における従来形式の擁壁の被災状況とその対策案）である。 図面代用写真２（中径〜大径補強体を擁壁背面地盤に打設するために既設擁壁体に孔を削孔した例）である。

本発明の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法は、芯材（６) を挿入した削孔用ロッド（１）と、その削孔用ロッド（１）の外側に拡径部（２) と撹拌混合部（３) が構成され、前記拡径部（２) は引抜き側切削部を斜めリブで補強した部分円錐形状とし、前記撹拌混合部（３) は縦リブ（３−１）、横リブ（３−２）、三角形状のプレート（３−３）により構成され、前記拡径部（２) と前記撹拌混合部（３) の回転を制御する機構として、前記縦リブ（３−１) の根元に回転ストッパー（４）と、前記削孔用ロッド（１）上にストッパー受台（５) を設けることによって構成された回転式の拡径撹拌混合機構とを有し、回転を正回転から逆回転することによって直径を拡径する（例えば、直径Ｄから２Ｄ程度までを拡径する）。

また、その補強体による既設土構造物の耐震補強工法は、部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法によって、その自在拡径補強体による既設土構造物の耐震補強を行う。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法による先行掘削時の説明図、図２は部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法による拡径掘削時（改良体造成時）の説明図、図３は部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法による縮径・引抜き時の説明図、図４は部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法による崩壊性地山の高剛性拡径補強体の説明図、図５は部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法による縮径時と拡径時の断面図である。

これらの図において、１は削孔用ロッド（内管と称す）：芯材の挿入が可能な回転用ロッド、２は単ヒンジ機能を有する拡径部（外管と称す）：引抜き側切削部を斜めリブで補強した部分円錐形状で拡径切削と縮径機能をもつ、３は撹拌混合部（外管と称す) ：縦リブ、横リブ、三角形状のプレートにより構成、３−１は縦リブ：ヒンジ支点を中心に回転する撹拌混合用のリブ、３−２は横リブ：縦リブ間を連結するプレートで外周掘削面を整形、３−３は三角形状のプレート：縦リブの両側に取り付けた三角形状のプレート、４は回転ストッパー：縦リブの両側に取り付けた回転制御用の突起、５はストッパー受台：縦リブの両側突起と接面して回転を制御、６は芯材：引張り力を分担する補強用芯材、７は拡径切削地山：内管を逆回転して拡径部で拡径切削した地山、８は注入孔：硬化材を噴出する孔で、ヒンジ部付近に設置、９は拡径補強体：拡径切削土砂と硬化材を撹拌混合した補強体、１０は支圧面積：拡径切削により円錐台形状とし、支圧表面積を増加、１１は縦リブ断面の台形形状：主に撹拌混合土と縦リブとの付着の防止、１２は円錐台形状：拡径部内の礫等の移動をスムーズにする、１３は鋼管（小径の孔あり）：縮径のガイドおよび芯材としての利用される。

本発明は、芯材６を挿入した削孔用ロッド１（内管）と、その外側に単ヒンジ機能を有する拡径部２と撹拌混合部３（外管）によって構成され、この内管１と外管３を閉合した状態で所定深度まで削孔し、芯材６を圧入存置後、回転を正回転から逆回転することによって拡径し、連続的に引き抜き拡径掘削を行うと同時に、内管１にあけた注入孔８より固化材を混入しながら外管３により撹拌混合して、所定の拡径補強体９を造成し、完了後に正回転することにより縮径する自在拡径補強体の構築方法に関する。

手順は以下の通りである。
（１）芯材６を挿入した内管１とこれに接続した外管３を閉合した状態で、所定の深度まで削孔した後に、芯材６を地山側に圧入存置する。
（２）芯材６の圧入存置後、閉合した内管１および外管３を逆回転することによって、外管である拡径部２と撹拌混合部３により、徐々に拡径切削（リーミング切削）を行いながら、円錐台・円柱形状に拡径する。
（３）次に、内管１の注入孔から固化材を混入しながら引抜き削孔することにより、拡径部２および撹拌混合部３の切削土砂との撹拌混合による拡径改良体の造成と、これを連続して引き抜くことにより芯材６と一体化した、拡径補強体９を構築する。
（４）所定の拡径補強体９が造成できたら、拡径部２の背面を円錐形状の地山に押し当てて、この地山をガイドとして、正回転で引き抜きながら固化材を噴出して土砂の流動性を高めて縮径し、既削孔径内より円筒体を引き抜いて、拡径補強体９を構築する。

本発明の利用分野として、鉄道盛土や道路盛土構造物において、自然地山あるいは既設盛土を対象に、切土および盛土のり面の安定化および補強などに利用できる。特に小径孔を利用して削孔し、地山内部に自在の深度で拡径補強体を造成できるため、既設擁壁および橋台背面の補強工法として有効に利用できる。

その構成は以下の通りである。
〔１〕芯材（６）を挿入した削孔用ロッド（１）（内管) と、その外側に単ヒンジ機能をもった拡径部（２）と撹拌混合部（３）（外管) によって構成されている。拡径部（２）は引抜き側切削部を斜めリブで補強した部分円錐形状とし、撹拌混合部（３）は縦リブ（３−１）、横リブ（３−２）、三角形状のプレート（３−３）により構成され、この拡径部（２）と撹拌混合部（３）の回転を制御する機構として、縦リブ（３−１）の根元に回転ストッパー（４）と、内管（１）上にストッパー受台（５）を設けることによって構成された回転式の拡径撹拌混合機構を提供する。
〔２〕芯材（６）を挿入した内管（１）と単ヒンジ機能をもった拡径部（２）と撹拌混合部（３）（外管) を、削孔機械により縮径の閉合状態で正回転を行い、所定深さまで削孔した後に、芯材（６）を地山側に圧入存置する。
〔３〕芯材（６）を存置後、内管および外側を逆回転することによって、拡径部（２）および撹拌混合部（３）が徐々に拡径切削（リーミング切削）を行いながら、円錐台および円柱形状に拡径する。
〔４〕逆回転のまま拡径切削地山（７）を連続して切削を行うと同時に、内管（１）に設けた注入孔（８）より固化材を噴出し、撹拌混合部（３）に設けた円弧形状の縦リブ（３−１）、横リブ（３−２）および三角形状のプレート（３−３）が拡径回転することによって撹拌を促進し、円柱形状とした拡径補強体（９）を造成する。
〔５〕これを連続し拡径切削を行いながら引き抜くことにより、芯材（６）と一体化した拡径補強体（９）を構築する。
〔６〕所定の拡径補強体（９）が造成できたら、拡径部（２）の背面を円錐形状の地山に当てて縮径のガイド地山とし、正回転しながら徐々に引き抜き、固化材を噴出して内管（１）と外管（拡径部（２）と撹拌混合部（３）との間の土砂の流動性を高めて縮径し、孔口まで引き抜きながら固化材注入を行って、内管（１）および外管（拡径部（２）と撹拌混合部（３）を回収する。
〔７〕孔壁が軟弱な崩壊性の地山の場合、削孔用ロッド（１）（以下、内管と称す) と、その外側に単ヒンジ機能をもった拡径部（２）と撹拌混合部（３）（外管を総称とする) に後続して、先端ビットおよび外管よりやや大きい内径の鋼管（１３）を追従させて地山崩壊を防ぎ、拡径補強体（９）の造成後、鋼管（１３）を縮径のガイドとして、内管（１）および外管（拡径部（２）と撹拌混合部（３））を回収する。なお、拡径補強体（９）の剛性を高めるため、鋼管（１３）を圧入存置して芯材として利用することも可能である。
〔８〕本拡径補強体に使用する芯材（６）は、先端部の定着力を補強するため、芯材先端付近に円板を設けた、芯材と一体とした構造とする。この円板には固化材噴出用の孔を設けて付着性を高め、また、先端円板形状部分に続く芯材は、接続部をネジ継手として利用することも可能な構造とする。
（先行掘削時）
（１）正回転（閉合状態）にて、所定の深度まで削孔掘削を行う
（２）所定の深度まで削孔完了後、内管の内部に設置した芯材を圧入存置する
（拡径掘削・改良体造成時）
（１）逆回転しながら徐々に拡径掘削を行い、固化材を注入して所定の改良径を確保する
（２）拡径掘削終了後、引き抜きながら手前側へ連続拡径掘削を行い、ヒンジ部根元の注入孔から固化材を噴出し、後方の攪拌部により掘削土と固化材の攪拌混合を行い、改良体を造成する
（縮径・引き抜き時）
（１）所定の拡径補強体造成後、改良体内部で正回転して噴出し、土砂を先端方向に移動しながら、拡径部の背面地山のガイドとして引きながら縮径を行う。
（２）縮径の終了後、孔口まで固化材を注入しながら先端部の拡縮機構全体を回収する。
（崩壊性地山の高剛性拡径補強体）
（１）所定の拡径補強体造成後、改良体内部で正回転して固化材を噴出し、土砂を先端方向に移動しながら、後続の鋼管をガイドとして引きながら縮径を行う。
（２）縮径の終了後、孔口まで固化材を注入しながら先端部の拡縮機構全体を回収する。
（３）回収完了後、鋼管を圧入定着して、高剛性の拡径補強体とする。

図６は外部半円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法による外部半円筒体の基本構成を示す図である。

次に、作業手順とその内容について説明する。
（１）既設擁壁の壁面を削孔して掘削面を露出する。
（２）芯材を挿入した縮径状態で、所定の位置にセット後、正回転にて所定の深度まで削孔する。
（３）芯材を圧入存置後、固化材を注入しながら逆回転にて拡径掘削を実施する。
（４）回転トルク上昇により拡径状態を確認後、引き抜き拡径掘削と撹拌混合を連続して行い、必要な拡径改良体を造成する。
（５）固化材の注入と正回転しながら引き抜くことにより、土砂を先方に押し出しながら縮径し、削孔内より拡径機構を引き抜く。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法およびその補強体による既設土構造物の耐震補強工法は、回転方向を正反逆転することによって拡径、縮径を可能とする機構と、これによって造成される拡径補強体を採用することによって、のり面の安定化および補強や既設擁壁および橋台背面の補強工法に有効利用できる拡径補強体部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法およびその補強体による既設土構造物の耐震補強工法として利用可能である。

１ 削孔用ロッド（内管）
２ 拡径部（外管）
３ 撹拌混合部（外管)
３−１ 縦リブ
３−２ 横リブ
３−３ 三角形状のプレート
４ 回転ストッパー
５ ストッパー受台
６ 芯材
７ 拡径切削地山
８ 注入孔
９ 拡径補強体
１０ 支圧面積
１１ 縦リブ断面の台形形状
１２ 円錐台形状
１３ 鋼管（小径の孔あり）

Claims (13)

1. 芯材（６) を挿入した削孔用ロッド（１）と、該削孔用ロッド（１）の外側に拡径部（２) と撹拌混合部（３) が構成され、前記拡径部（２) は引抜き側切削部を斜めリブで補強した部分円錐形状とし、前記撹拌混合部（３) は縦リブ（３−１）、横リブ（３−２）、三角形状のプレート（３−３）により構成され、前記拡径部（２) と前記撹拌混合部（３) の回転を制御する機構として、前記縦リブ（３−１) の根元に回転ストッパー（４）と前記削孔用ロッド（１）上にストッパー受台（５) を設けることによって構成された回転式の拡径撹拌混合機構とを有し、回転を正回転から逆回転することによって直径を拡径することを特徴とする部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法。
2. 請求項１記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、前記拡径部（２) の引抜き側切削部を斜めリブで補強した部分円錐体を逆回転しながら拡径切削地山（７) から連続的に引き抜くことにより、円錐台・円柱体の造成を可能とすることを特徴とする部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法。
3. 請求項１記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、前記拡径部（２）の斜めリブで補強した部分円錐体を逆回転しながら拡径切削することにより、円錐台を形成して支圧面積（１０) を増加させることを特徴とする部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法。
4. 請求項１記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、前記拡径部（２）の引抜き側切削部を斜めリブで補強した部分円錐体の拡径切削面において、前記拡径部（２）の背面を円錐形状の地山に当ててガイド地山とし、固化材を噴出して前記削孔用ロッド（１）と前記拡径部（２) と前記撹拌混合部（３) との間の土砂の流動性を高め、正回転して縮径・引き抜くことにより、直径２Ｄ程度からＤまで縮径することを特徴とする部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法。
5. 請求項１記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、前記撹拌混合部（３）に、前記縦リブ（３−１) 、前記横リブ（３−２) 、前記三角形状のプレート（３−３) を配置することによって、攪拌混合効率を向上させることを特徴とする部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法。
6. 請求項１記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、前記撹拌混合部（３）に、前記縦リブ（３−１）の根元両側に回転ストッパー（４）と、前記削孔用ロッド（１）上にストッパー受台（５）を設け、両者が接面することにより回転を制御することを特徴とする部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法。
7. 請求項１記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、前記撹拌混合部（３）に、前記縦リブ（３−１）と前記三角形状のプレート（３−３）を設け、前記削孔用ロッド（１）のヒンジ根元付近に注入孔（８）を配置することによって、前記削孔用ロッド（１）内から噴出する固化材を、三角形状のプレート（３−３）の円周方向に沿った流れとして攪拌混合効率を高めることによりヒンジ回転部分への土砂の混入を防止することを特徴とする部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法。
8. 請求項１記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、前記撹拌混合部（３）に設けた前記縦リブ（３−１）の断面を台形形状（１１）として、撹拌混合改良体との付着防止と台形側面による流動性を高めることを特徴とする部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法。
9. 請求項１記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、先端開放ビットの背面を円錐台形状（１２）とすることにより、拡径掘削時に確認された礫等が背面で止められることがなく、前方の拡径補強体（９）の中へスムーズに移動することを特徴とする部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法。
10. 請求項１記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、孔壁が軟弱な崩壊性の地山において、前記削孔用ロッド（１）と、該削孔用ロッド（１）の外側に前記拡径部（２）と前記撹拌混合部（３）に後続して、先端ビットおよび閉合状態の外管径よりやや大きい内径の鋼管（１３）を追従させて孔壁の崩壊を防止しながら削孔を行い、続いて逆回転による拡径補強体の造成後、後続の鋼管を縮径のガイド鋼管として正回転しながら引き抜いて縮径し、前記削孔用ロッド（１）および、前記拡径部（２）と前記撹拌混合部（３）を回収することを特徴とする部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法。
11. 請求項１記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、前記芯材（６）の先端部の定着力を補強するため、前記芯材（６）先端付近に固化材噴出用の孔を設けた円板を設けて芯材と一体構造とし、先端円板形状部分に続く本体後続部をネジ継手として利用することも可能にすることを特徴とする部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法。
12. 請求項１記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法において、先端ビットおよび閉合状態の外管径よりやや大きい内径の鋼管（１３）の外周面に、小円形の孔を多数あけ、噴出した固化材によって、拡径補強体および地山と鋼管（１３）の付着性を向上させることを特徴とする部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法。
13. 請求項１〜１２の何れか一項記載の部分円筒体を用いた自在拡径補強体の構築方法によって、前記自在拡径補強体による既設土構造物の耐震補強を行うことを特徴する補強体による既設土構造物の耐震補強工法。

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