JP7029149B1 - 既設石積み擁壁の耐震補強工法 - Google Patents
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Abstract
Description
<1>経済性と工期、及び、補強効果を改善する工法を提供する。
<2>大規模地震に対しても設計照査が可能な工法を提供する。
<3>初期工事費と施工速度の改善、更にライフサイクルコストにも帰する効果的な工法を提供する。
前記既設石積み擁壁の頂部の背面側、及び、前記既設石積み擁壁の裾部の前面側において、それぞれ呼び径φ115mm~φ146mmのリングビット付きのアウターパイプとセンタービット付きのインナーロッドを用いた2重管削孔により、鉛直方向に対する角度を所定の下向き角度、擁壁延長方向間隔を1.0m~2.5mとして削孔作業を進め、それぞれの前記削孔が所定の深さに達したら前記インナーロッドと前記センタービットを回収する第1工程と、
周辺地山との付着改善を目的とした複数のフックスペーサと底面支圧プレートを配置した充実断面の鋼棒と注入ホースをアウターパイプ内に挿入し、又は、周辺地山との付着改善を目的とした複数のフックスペーサと底面支圧プレートを配置した中空鋼棒をアウターパイプ内に挿入する第2工程と、
前記注入ホース又は前記中空鋼棒の内孔を介してセメントグラウトを前記削孔に逐次下側から上方に向かって充填する第3工程と、
擁壁頂部の背面側の前記削孔における引張ボルトの構築として、前記リングビット付きの前記アウターパイプを前記セメントグラウトを加圧充填しながら回収し、その後前記鋼棒に挿通した頭部支圧板を前記鋼棒に配置した上下2個の六角ナットで前記鋼棒の上部の所定位置に締め付けて固定する第4工程と、
擁壁袖部の前面側の前記削孔における圧縮杭の構築として、その上端に落下防止蓋のついた直径φ76.3~φ114.3mm、長さ2~5mの口元補強管を、前記鋼棒の上部の所定位置に挿通して落下防止ナットで吊り下げて支持し、前記リングビット付きの前記アウターパイプを前記セメントグラウトを加圧充填しながら回収し、前記落下防止蓋及び前記鋼棒に挿通した頭部支圧板を前記鋼棒の上側から装着した六角ナットと前記落下防止ナットとの間で締め付けて固定する第5工程と、
所定量の鉄筋を前記既設石積み擁壁の前面区間と前記既設石積み擁壁の頂部の背面側上面に設定した延長区間に配筋し、前記鉄筋を収容可能な厚さの張りコンクリートを前記既設石積み擁壁の前面区間と前記延長区間に打設する第6工程と、
を備え、
前記張りコンクリートの前記延長区間に前記引張ボルトの頭部が、前記張りコンクリートの下端に前記圧縮杭の頭部が連結されている既設石積み擁壁の耐震補強工法の構成を採用したのである。
<1> 経済性と工期、及び補強効果を改善する工法を提供する。
<2> 大規模地震に対しても設計照査が可能な工法を提供する。
<3> 初期工事費と施工速度の改善、更にライフサイクルコストにも帰する効果的な工法を提供する。
また、張りコンクリート(7)の下端側の圧縮杭(2)は、その水平力[H]により、張りコンクリートの下側が足払い効果で滑動崩壊しないように圧縮杭の口元補強管(4)を地中まで延長配置して、当該鋼管の曲げ剛性と内面及び外面に加圧充填されたセメントグラウトの横断面から成る圧縮杭により、周辺軟弱地盤(I)の土質とN値から算定される水平バネ定数(Ko)にて支持しており、張りコンクリート(7)と一体で石積み擁壁下端側からの崩壊防止に機能しており、構造が明快で効果的である。
更に、前記圧縮杭(2)の軸圧縮力[C]は、軟弱地盤(I)下の定着地盤(II)に定着必要長さが挿入され、加圧注入された削孔壁の周辺地山に確実に定着され、張りコンクリートの沈下を防止している。
既設石積み擁壁の頂部の背面側、及び、既設石積み擁壁の裾部の前面側において、それぞれ呼び径φ115mm~φ146mmのリングビット(27)付きのアウターパイプ(28)とセンタービット(26)付きのインナーロッド(24)を用いた2重管削孔により、鉛直方向に対する角度を所定の下向き角度(δ1、δ2)、擁壁延長方向間隔(B1、B2)を1.0m~2.5mとして削孔作業を進め、それぞれの削孔(1h、2h)が所定の深さに達したらインナーロッド(24)と前記センタービット(26)を回収する工程。
周辺地山との付着改善を目的とした複数のフックスペーサ(12)と底面支圧プレート(15)を配置した充実断面の鋼棒(1a、2a)と注入ホースをアウターパイプ(28)内に挿入し、又は、周辺地山との付着改善を目的とした複数のフックスペーサ(12)と底面支圧プレート(15)を配置した中空鋼棒(1a、2a)をアウターパイプ(28)内に挿入する工程。
注入ホース又は中空鋼棒(1a、2a)の内孔を介してセメントグラウト(3)を削孔(1h、2h)に逐次下側から上方に向かって充填する工程。
頂部背面側の削孔(1h)における引張ボルト(1)の構築として、リングビット(27)付きのアウターパイプ(28)をセメントグラウト(3)を加圧充填しながら回収し、その後前記鋼棒(1a)に挿通した頭部支圧板(5)を鋼棒(1a)に配置した上下2個の六角ナット(36)で前記鋼棒(1a)の上部の所定位置に締め付けて固定する工程。
袖部前面側の削孔(2h)における圧縮杭(2)の構築として、その上端に落下防止蓋(38)のついた直径φ76.3~φ114.3mm、長さ2~5mの口元補強管(4)を、鋼棒(2a)の上部の所定位置に挿通して落下防止ナット(37)で吊り下げて支持し、リングビット(27)付きのアウターパイプ(28)をセメントグラウト(3)を加圧充填しながら回収し、落下防止蓋(38)及び鋼棒(2a)に挿通した頭部支圧板(5)を鋼棒(2a)の上側から装着した六角ナット(36)と落下防止ナット(37)との間で締め付けて固定する工程。
所定量の鉄筋(7a)を既設石積み擁壁の前面区間(vh)と既設石積み擁壁の頂部の背面側上面に設定した延長区間(wh)に配筋し、鉄筋(7a)を収容可能な厚さ(w)の張りコンクリート(7)を既設石積み擁壁の前面区間(vh)と前記延長区間(wh)に打設する工程。
1’ グラウトを加圧浸透した削孔壁
1a 引張ボルトの芯材(鋼棒/中空棒鋼、中空ボルト)
1h 引張ボルトの削孔
2 圧縮杭
2’ グラウトを加圧浸透した削孔壁
2a 圧縮杭の芯材(鋼棒/中空棒鋼、中空ボルト)
2h 圧縮杭の削孔
3 セメントグラウト
4 汎用管の口元補強管
4’ ディンプル鋼管の口元補強管
5 頭部支圧板
6 積み石(石積み擁壁の間知石)
6a 面(つら)
6b 合端(あいば)
6c 胴尻(どうじり)
6d 控え(ひかえ)
7 張りコンクリート
7a 張りコンクリートの鉄筋
8 石積み擁壁背面の斜面地山
9 裏グリ石
10 地震時の地山滑り線
10’ 従来の技術の円弧滑り線
11 滑り土塊断面
12 多段フックスペーサ
12’ 芯材のセンタリング目的のみのフックスペーサ
13 引張ボルトのグラウトと周面地山の摩擦力
14 圧縮杭のグラウトと周辺地山の摩擦力
15 底面支圧プレート
15a 底面支圧プレートの注入用横穴
16 基礎(コンクリート基礎)
17 均しコンクリート
18 雨水侵入防止の舗装面
19 張りコンクリート下側底面(基礎上面、地表面)
20 地層線
21 既設建物
22 用地境界線
23 張りコンクリート上側の張り出し部躯体底面の地表面
24 インナーロッド
25 インナーロッド接続部
26 センタービット
27 リングビット
28 アウターパイプ
29 アウターパイプ接続部
30 セメントグラウトの注入口
31 オーバーフロー
32 アウターパイプのグラウト加圧蓋
33 加圧ホース
34 アウターパイプ引抜方向
35 接続カップラー
36 六角ナット
37 口元補強管の落下防止ナット
38 口元補強管の落下防止蓋
39 ボルト通過孔
40 追加注入用の横穴
41 ロスト型センタービット
41a ロストビットの削孔送水・グラウト注入孔
41b ロストビットの削孔送水・グラウト注入孔
42 静的横方向載荷試験装置
43 背面土圧用の油圧ジャッキ
44 土砂(珪砂)
45 石積み擁壁の間知石モデル
46 ジャッキ反力壁
47 背面土圧方向を考慮した土圧載荷板
48 擁壁頭部とルートパイルを分離(7列)したモデル
49 擁壁頭部とルートパイルを固定(7列)したモデル
50 擁壁頭部と引張ボルトを固定(7本)したモデル
51 擁壁頭部と引張ボルトを固定(3本)したモデル
50’ 引張ボルト解析モデルと解析結果立体図(7本)
51’ 引張ボルト解析モデルと解析結果立体図(3本)
52 石積み擁壁面のはらみ出しの状況
80 間詰めコンクリート
81 キャッピングビーム
82 ルートパイル
82’ グラウトを加圧浸透した削孔壁
82a 芯材(全断面充実型のねじ節異形棒鋼)
82h 削孔
83 鍔材
84 接続カップラー
85 スペーサ
86 セメントグラウト
87 支圧板
88 六角ナット
T 引張ボルトの引張力
Th 引張ボルトの水平分力
Tv 引張ボルトの垂直分力
Vb 石積み壁が分担する地震時の鉛直荷重
τh 石積み擁壁底面の地震時の水平滑り抵抗力
C 圧縮杭の頭部圧縮力
H 圧縮杭の頭部水平力
Ko 軟弱地盤の水平反力バネ定数
δf 圧縮杭の頭部水平変位
Ho 縦断延長10m当りの圧縮杭の頭部水平力
I 軟弱地盤
II 定着地盤
vh 張りコンクリートの前面区間
w 張りコンクリートの厚さ
wh 張りコンクリートの延長区間(水平延長区間)
h 張りコンクリートの高さ
δ1 引張ボルトの打設角度(約10°~45°)
δ2 圧縮杭の打設角(約-5°~0°)
θ 背面地山の地震時滑り角度
S 背面地山の滑り力
Pa 水平主動土圧力
Esh 滑り土塊の地震時慣性力
Egh 裏グリ石の地震時慣性力
Ebh 擁壁積み石の地震時慣性力
Ech 張りコンクリートの地震時慣性力
B1 引張ボルトの擁壁延長方向の打設ピッチ
B2 圧縮杭の擁壁延長方向の打設ピッチ
B キャッピングビームの幅
Pr 円弧滑り力
Prh 円弧滑り力の水平分力
Prv 円弧滑り力の垂直成分
Claims (3)
- 間知石、割石又はコンクリートブロック(6)からなる既設石積み擁壁の耐震補強工法において、
前記既設石積み擁壁の頂部の背面側、及び、前記既設石積み擁壁の袖部の前面側において、それぞれ呼び径φ115mm~φ146mmのリングビット(27)付きのアウターパイプ(28)とセンタービット(26)付きのインナーロッド(24)を用いた2重管削孔により、鉛直方向に対する角度を所定の下向き角度(δ1、δ2)、擁壁延長方向間隔(B1、B2)を1.0m~2.5mとして削孔作業を進め、当該削孔作業によって施工される削孔(1h、2h)のそれぞれが所定の深さに達したら前記インナーロッド(24)と前記センタービット(26)を回収する第1工程と、
周辺地山との付着改善を目的とした複数のフックスペーサ(12)と底面支圧プレート(15)を配置した充実断面の鋼棒(1a、2a)と注入ホースをアウターパイプ(28)内に挿入し、又は、周辺地山との付着改善を目的とした複数のフックスペーサ(12)と底面支圧プレート(15)を配置した中空鋼棒(1a、2a)をアウターパイプ(28)内に挿入する第2工程と、
前記注入ホース又は前記中空鋼棒(1a、2a)の内孔を介してセメントグラウト(3)を前記削孔(1h、2h)に逐次下側から上方に向かって充填する第3工程と、
擁壁頂部の背面側の前記削孔(1h)における引張ボルト(1)の構築として、前記リングビット(27)付きの前記アウターパイプ(28)を前記セメントグラウト(3)を加圧充填しながら回収し、その後前記鋼棒(1a)に挿通した頭部支圧板(5)を前記鋼棒(1a)に配置した上下2個のナット(36、36)で前記鋼棒(1a)の上部の所定位置に締め付けて固定する第4工程と、
擁壁袖部の前面側の前記削孔(2h)における圧縮杭(2)の構築として、その上端に落下防止蓋(38)のついた直径φ76.3~φ114.3mm、長さ2~5mの口元補強管(4)を、前記鋼棒(2a)の上部の所定位置に挿通して落下防止ナット(37)で吊り下げて支持し、前記リングビット(27)付きの前記アウターパイプ(28)を前記セメントグラウト(3)を加圧充填しながら回収し、前記落下防止蓋(38)及び前記鋼棒(2a)に挿通した頭部支圧板(5)を前記鋼棒(2a)の上側から装着した六角ナット(36)と前記落下防止ナット(37)との間で締め付けて固定する第5工程と、
所定量の鉄筋(7a)を前記既設石積み擁壁の前面区間(vh)と前記既設石積み擁壁の頂部の背面側上面に設定した延長区間(wh)に配筋し、前記鉄筋(7a)を収容可能な厚さ(w)の張りコンクリート(7)を前記既設石積み擁壁の前面区間(vh)と前記延長区間(wh)に打設する第6工程と、
を備え、
前記張りコンクリート(7)の前記延長区間(wh)に前記引張ボルト(1)の頭部が、前記張りコンクリート(7)の下端に前記圧縮杭(2)の頭部が連結されている既設石積み擁壁の耐震補強工法。 - 前記センタービット(26)付きの前記インナーロッド(24)に代えて、ロスト型センタービット(41)付きで周辺地山との付着改善を目的とした複数のフックスペーサ(12)を配置した中空断面の鋼棒(1a、2a)を採用して削孔作業を完了し、その鋼棒(1a、2a)を回収することなく残置して前記セメントグラウト(3)を充填し、前記センタービット(26)付きの前記インナーロッド(24)の回収工程と、前記注入ホースの挿入工程と前記充実断面の鋼棒(1a、2a)又は前記中空鋼棒(1a、2a)の前記アウターパイプ(28)内への挿入工程を省略した請求項1に記載の既設石積み擁壁の耐震補強工法。
- 上記圧縮杭(2)の口元補強管(4)に、その内面及び外面に凹凸を有し内面側及び外面側の前記セメントグラウト(3)との付着力改善を目的としたディンプル鋼管(4’)を用いた請求項1又は2に記載の既設石積み擁壁の耐震補強工法。
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