JP5587725B2

JP5587725B2 - 構造物用既設基礎の補強方法

Info

Publication number: JP5587725B2
Application number: JP2010225569A
Authority: JP
Inventors: 政幸神田; 英俊西岡; 知昭横山; 淳一平尾; 忠久山本
Original assignee: Obayashi Corp; Railway Technical Research Institute
Current assignee: Obayashi Corp; Railway Technical Research Institute
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2030-10-05
Also published as: JP2012077561A

Description

この発明は、構造物用既設基礎の補強方法、特に、鉛直杭上に構築された既設基礎の周囲に鋼矢板壁を構築し、既設基礎と鋼矢板壁との間の地盤に斜杭を鋼矢板壁の内側山部と接するように構築し、斜杭と鋼矢板壁の内側山部とを結合することによって、既設基礎の合理的かつ経済的な補強が可能な、構造物用既設基礎の補強方法に関するものである。

近年、地震等の災害に備え、橋脚等の構造物の既設基礎を補強する工事が実施されている。従来の、構造物用既設基礎の補強方法の一例を、図面を参照しながら説明する。

図３は、従来の補強方法を示す平面図、図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。

図３および図４において、１０は、地盤１１中に構築された鉛直杭、１２は、鉛直杭１０上に構築された既設基礎としての既設フーチング、１３は、既設フーチング１２上に構築された構造物としての橋脚、１４は、既設フーチング１２に増設された増しフーチング、１５は、増しフーチング１４の下方の地盤１１に構築された斜杭、１６は、増しフーチング１４を構築する際の型枠、１７は、型枠１６の周囲の地盤１１に構築された鋼矢板壁である。

従来の、構造物用既設基礎の補強方法により既設フーチング１２は、以下のようにして補強される。

先ず、既設フーチング１２の周囲の地盤１１中に鋼矢板壁１７を構築する。鋼矢板壁１７は、例えば、複数枚のＵ字形鋼矢板を互いに連結しながら地盤１１中に打ち込むことによって構築する。

次に、鋼矢板壁１７内の地盤１１を所定深さまで掘削し、鋼矢板壁１７内の地盤１１に斜杭１５を構築する。

次に、図４中、一点鎖線で示す用地境界部分の地盤１１に型枠１６を構築し、既設フーチング１２と型枠１６との空間にコンクリートを打設して、増しフーチング１４を構築する。この際、既設フーチング１２と増しフーチング１４、および、斜杭１５の頭部と増しフーチング１４を鉄筋（図示せず）等により結合する。この後、鋼矢板壁１７および型枠１６を撤去して、埋め戻す。

このようにして、既設フーチング１２が補強される。

なお、鉛直杭と斜杭とを組み合わせた基礎構造の一例が特許文献１（特開２００６−３４８５２６号公報）に開示されている。

この基礎構造によれば、軸方向剛性に優れている鉛直杭と水平方向剛性に優れている斜杭とを組み合わせることによって、軸方向剛性および水平方向剛性の両方に優れた基礎構造を構築することができる。

特開２００６−３４８５２６号公報特開２００８−２４０３５６号公報

上述したように、従来の構造物用既設基礎の補強方法によれば、軸方向剛性および水平方向剛性が共に優れるように既設基礎を補強することができるが、以下のような問題があった。

（１）斜杭１５の頭部と増しフーチング１４との結合方法には、図５および図６に示すように、斜杭１５の頭部から伸ばしたアンカー鉄筋１８を増しフーチング１４に定着させる方法と、斜杭１５自体を増しフーチング１４内に埋め込む方法とがある。なお、図５は、前者の方法における斜杭と増しフーチングとの結合部分を示す平面図であり、図６は、図５のＢ−Ｂ線断面図である。

しかしながら、斜杭１５を確実に増しフーチング１４に結合するために、上記何れの方法であっても、図６中、（Ｌ１）で示すように、斜杭１５の外縁を増しフーチング１４の端部から十分に離す必要がある。通常、この離す距離（Ｌ１）は、２５０ｍｍ程度または斜杭５の半径以上（斜杭径が５００ｍｍ以上の場合）である。

このように、斜杭１５の外縁を増しフーチング１４の端部から十分に離す必要があるので、橋脚１３と斜杭１５との間の距離（Ｌ２）（図６参照）を大きく離すことができない。この結果、斜杭１５の有する水平方向剛性の増大効果を有効に活用することができないので、補修後のフーチングの回転剛性を十分に高めることができない。斜杭１５の有する水平方向剛性を増大させるには、斜杭１５の杭径を太くすれば良いが、これには莫大な建設費用がかかる。このようなことから、既設フーチング１２の合理的かつ経済的な補強が行えない。

（２）斜杭１５と増しフーチング１４との一体化が困難である。すなわち、斜杭１５のアンカー鉄筋１８を増しフーチング１４に定着させる場合、増しフーチング１４内に配された鉄筋１９を回避しながらアンカー鉄筋１８を配筋する必要があるが、斜杭１５のアンカー鉄筋１８は、斜めに配されるので、増しフーチング１４内に配された鉄筋１９を回避しながら配筋することが困難である。

従って、この発明の目的は、既設基礎の周囲の用地境界に可能な限り接近した地盤に鋼矢板壁を構築し、鋼矢板壁の内側山部に接するように鋼管製斜杭を構築し、鋼矢板壁と斜杭とを溶接等により結合して、既設基礎上の構造物に対して斜杭を用地境界一杯に離して構築することにより、斜杭の有する水平方向剛性を増大させ、これにより斜杭の小径化を図り、かくして、既設基礎を合理的かつ経済的に補強することが可能となる、構造物用既設基礎の補強方法を提供することにある。

また、この発明の別の目的は、鋼矢板壁と斜杭とを溶接等により結合することによって、既設基礎と鋼矢板壁との間に構築される増し基礎と斜杭とを容易かつ確実に一体化することができる、構造物用既設基礎の補強方法を提供することにある。

この発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、下記を特徴とするものである。

請求項１に記載の発明は、既設基礎の周囲の用地境界に可能な限り接近した地盤に、複数枚の凹凸形鋼矢板を平面視が波形となるように互いに連結したものからなる鋼矢板壁を構築し、次いで、前記鋼矢板壁内の地盤に鋼管製斜杭を前記鋼矢板壁の内側山部に接するように構築し、次いで、前記既設基礎と前記鋼矢板壁との間の地盤を掘削し、次いで、前記鋼矢板壁と前記斜杭とを結合し、次いで、前記鋼矢板壁と前記既設基礎との間の空間内にコンクリートを打設して増し基礎を増設し、前記増し基礎と前記既設基礎とを一体化すると共に、前記増し基礎と前記斜杭の頭部とを一体化することに特徴を有するものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の、構造物用既設基礎の補強方法において、前記鋼矢板壁と前記斜杭とを、溶接により固定することに特徴を有するものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の、構造物用既設基礎の補強方法において、前記鋼矢板壁を平面視矩形状に構築し、前記斜杭を前記鋼矢板壁内の地盤にハの字状に構築することに特徴を有するものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか１つに記載の、構造物用既設基礎の補強方法において、前記鋼矢板壁内の地盤に鋼管製斜杭を前記鋼矢板壁の内側山部に接するように構築した後、前記既設基礎と前記鋼矢板壁との間の地盤を掘削する代わりに、前記既設基礎と前記鋼矢板壁との間の地盤を掘削した後、前記鋼矢板壁内の地盤に鋼管製斜杭を前記鋼矢板壁の内側山部に接するように構築することに特徴を有するものである。

この発明によれば、以下のような効果がもたらされる。

（１）既設基礎の周囲の用地境界に可能な限り接近した地盤に鋼矢板壁を構築し、鋼矢板壁の内側山部に接するように鋼管製斜杭を構築し、鋼矢板壁と斜杭とを溶接等により結合することによって、既設基礎上の構造物に対して斜杭を用地境界一杯に離して構築することができるので、斜杭の有する水平方向剛性の増大を図ることができる。従って、この分、斜杭の小径化を図ることができるので、既設基礎を合理的かつ経済的に補強することが可能となる。

（２）鋼矢板壁と斜杭とを溶接等により結合することによって、既設基礎と鋼矢板壁との間に構築される増し基礎と斜杭とを、容易かつ確実に一体化することができる。

（３）斜杭を小径化することが可能となることから、鋼矢板壁と既設基礎との間の狭いスペースでも斜杭の構築と、斜杭と鋼矢板壁との一体化を図ることができる。

この発明の補強方法によって補強された構造物用既設基礎を示す平面図である。図１のＣ−Ｃ線断面図である。従来の補強方法を示す平面図である。図３のＡ−Ａ線断面図である。斜杭と増しフーチングとの結合部分を示す平面図である。図５のＢ−Ｂ線断面図である。

この発明の、構造物用既設基礎の補強方法の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。

図１は、この発明の補強方法によって補強された構造物用既設基礎を示す平面図、図２は、図１のＣ−Ｃ線断面図である。

図１および図２において、１は、地盤２中に構築された鉛直杭、３は、鉛直杭１上に構築された既設基礎としての既設フーチングである。既設基礎としては、既設フーチング３以外に既設地中梁等であっても良い。

４は、既設フーチング３上に構築された構造物としての橋脚、５は、既設フーチング３の周囲の地盤２に平面視矩形状に構築された鋼矢板壁である。鋼矢板壁５は、例えば、複数枚のＵ字形鋼矢板を平面視が波形となるように互いに連結したものからなり、図１中、一点鎖線で示す用地境界に可能な限り接近した地盤２に構築されている。なお、鋼矢板壁と鉛直杭とを組み合わせ、鋼矢板壁に水平方向剛性を負担させる基礎の補強構造は、特許文献２（特開２００８−２４０３５６号公報）に開示されている。

６は、既設フーチング３と鋼矢板壁５との間の地盤２に構築された鋼管製斜杭である。斜杭６は、鋼矢板壁５の１組の対向する面の各々に２本、ハの字状に構築されている。なお、斜杭６は、鋼矢板壁５の各面に構築しても良く、１本または３本以上であっても良い。斜杭６は、鋼矢板壁５の内側山部５Ａに接するように構築され、内側山部５Ａと溶接等により結合されている。斜杭６の頭部は、後述する増しフーチング内に埋め込まれ、増しフーチングと一体化されている。

７は、既設フーチング３と鋼矢板壁５との間に構築された増しフーチングである。既設フーチング３と増しフーチング７とは、鉄筋（図示せず）等により強固に一体化されている。

次に、この発明の、構造物用既設基礎の補強方法を説明する。

先ず、既設フーチング３の周囲の用地境界に可能な限り接近した地盤２に、複数枚のＵ字形鋼矢板を平面視が波形となるように互いに連結させて打ち込んで、平面視矩形状の鋼矢板壁５を構築する。

次いで、鋼矢板壁５内の地盤２に斜杭６を鋼矢板壁５の内側山部５Ａに接するように構築する。斜杭６は、その頭部が後述する増しフーチング内に埋め込まれる高さに構築する。また、斜杭６は、鋼矢板壁５の１組の対向する面の各々に２本、ハの字状に構築する。なお、斜杭６は、鋼矢板壁５の各面に構築しても良く、１本であっても良い。

次いで、既設フーチング３と鋼矢板壁５との間の地盤２を掘削した後、鋼矢板壁５の内側山部５Ａと斜杭６とを溶接等により結合する。

このように、鋼矢板壁５を用地境界に可能な限り接近した地盤２に構築し、斜杭６を鋼矢板壁５の内側山部５Ａに接するように構築し、結合することによって、既設フーチング３上の橋脚４に対して斜杭６を用地境界一杯に離して構築することができるので、斜杭６の有する水平方向剛性の増大を図ることができる。従って、この分、斜杭６を小径化することが可能となり、斜杭６を小径化しても補修後のフーチングの回転剛性を十分に高めることができる。すなわち、既設フーチング３を合理的かつ経済的に補強することが可能となる。

しかも、鋼矢板壁５の内側山部５Ａと斜杭６とを溶接等により結合することによって、後述する増しフーチングと斜杭６との一体化が容易かつ確実に行える。

さらに、斜杭６を小径化することが可能となることから、鋼矢板壁５と既設フーチング３との間の狭いスペースでも斜杭６の構築と、斜杭６と鋼矢板壁５との一体化を容易に図ることができる。

このようにして、斜杭６を構築したら、鋼矢板壁５と既設フーチング３との間の空間内にコンクリートを打設して増しフーチング７を増設する。増しフーチング７と既設フーチング３とは、鉄筋（図示せず）等により強固に一体化する。斜杭６と増しフーチング７とは、斜杭６の頭部を増しフーチング７に埋め込むことによって一体化されるが、斜杭６は、鋼矢板壁５に溶接等により一体化されているので、斜杭６と増しフーチング７とは、さらに強固に一体化される。

なお、以上の例は、鋼矢板壁５内の地盤２に斜杭６を鋼矢板壁５の内側山部５Ａに接するように構築した後、既設フーチング３と鋼矢板壁５との間の地盤２を掘削するものであるが、既設フーチング３と鋼矢板壁５との間の地盤２を掘削した後、鋼矢板壁５内の地盤に斜杭６を鋼矢板壁５の内側山部５Ａに接するように構築しても良い。

以上、説明したように、この発明によれば、既設基礎の周囲の用地境界に可能な限り接近した地盤に鋼矢板壁を構築し、鋼矢板壁の内側山部に接するように鋼管製斜杭を構築し、鋼矢板壁と斜杭とを溶接等により結合することによって、斜杭および鋼矢板壁を用いる工法の利点をそのまま生かし、さらに、以下のような効果がもたらされる。

（１）既設基礎上の構造物に対して斜杭を用地境界一杯に離して構築することができるので、斜杭の有する水平方向剛性の増大を図ることができる。従って、この分、斜杭の小径化を図ることができるので、既設基礎を合理的かつ経済的に補強することが可能となる。

（３）斜杭を小径化することが可能となることから、鋼矢板壁と既設基礎との間の狭いスペースでも斜杭の構築と、斜杭と鋼矢板壁との一体化を容易に図ることができる。

１：鉛直杭
２：地盤
３：既設フーチング
４：橋脚
５：鋼矢板壁
５Ａ：内側山部
６：斜杭
７：増しフーチング
１０：鉛直杭
１１：地盤
１２：既設フーチング
１３：橋脚
１４：増しフーチング
１５：斜杭
１６：型枠
１７：鋼矢板壁
１８：アンカー鉄筋
１９：鉄筋

Claims

既設基礎の周囲の用地境界に可能な限り接近した地盤に、複数枚の凹凸形鋼矢板を平面視が波形となるように互いに連結したものからなる鋼矢板壁を構築し、次いで、前記鋼矢板壁内の地盤に鋼管製斜杭を前記鋼矢板壁の内側山部に接するように構築し、次いで、前記既設基礎と前記鋼矢板壁との間の地盤を掘削し、次いで、前記鋼矢板壁と前記斜杭とを結合し、次いで、前記鋼矢板壁と前記既設基礎との間の空間内にコンクリートを打設して増し基礎を増設し、前記増し基礎と前記既設基礎とを一体化すると共に、前記増し基礎と前記斜杭の頭部とを一体化することを特徴とする、構造物用既設基礎の補強方法。
前記鋼矢板壁と前記斜杭とを、溶接等により固定することを特徴とする、請求項１に記載の、構造物用既設基礎の補強方法。
前記鋼矢板壁を平面視矩形状に構築し、前記斜杭を前記鋼矢板壁内の地盤にハの字状に構築することを特徴とする、請求項１または２に記載の、構造物用既設基礎の補強方法。
前記鋼矢板壁内の地盤に鋼管製斜杭を前記鋼矢板壁の内側山部に接するように構築した後、前記既設基礎と前記鋼矢板壁との間の地盤を掘削する代わりに、前記既設基礎と前記鋼矢板壁との間の地盤を掘削した後、前記鋼矢板壁内の地盤に鋼管製斜杭を前記鋼矢板壁の内側山部に接するように構築することを特徴とする、請求項１から３の何れか１つに記載の、構造物用既設基礎の補強方法。