JP7492846B2 - Reinforcement structure and method for underground cavity - Google Patents
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Description
本発明は、地中空洞の補強構造及び補強方法に関するものである。 The present invention relates to a reinforcement structure and a reinforcement method for underground cavities.
港湾又は河川の保全構造物(護岸、岸壁、堤防)の老朽化に伴う地中空洞化が各地で発生している。この地中空洞を充填するため、従来は砕石等で埋戻しており、一部、流動化処理土が採用されている。 Cavities in the ground due to deterioration of port or river conservation structures (revetments, quays, embankments) are occurring in various places. In the past, these cavities were filled with crushed stone, etc., but in some cases, liquefied treated soil has been used.
しかし、砕石等で埋め戻した場合、締固めが難しいため再地中空洞化が懸念される。また、砕石等で埋め戻すには、地中空洞により脆弱化した地盤の上に大型の重機や車両を設置して行う必要があるため、安全面において問題がある。 However, if the hole is backfilled with crushed stone or other materials, compaction is difficult, raising concerns that the cavity may reoccur. In addition, backfilling with crushed stone or other materials requires the placement of large heavy machinery and vehicles on the ground that has been weakened by the underground cavity, raising safety concerns.
一方、流動化処理土による充填は、流出の可能性があるため地中空洞化の原因を特定した上で使用する必要がある。 On the other hand, filling with liquefied treated soil requires identifying the cause of the underground cavity before use, as there is a risk of leakage.
特許文献1には、廃坑、採掘跡、トンネル等の地下空間に、低流動性流動化処理土で一定距離を隔てて堤体を築造し、堤体間に高流動性流動化処理土を注入することを繰り返す、地下空間の埋戻方法が記載されている。
しかし、この方法では、堤体が小山状に広がって形成されるため、堤体が地下空間の天面に到達しにくく、堤体上部に生じた間隙に高い粘着力を有するコーキング材を注入して閉鎖する必要がある。
However, with this method, the embankment is formed in a hill-like shape, making it difficult for the embankment to reach the ceiling of the underground space, and the gap that occurs at the top of the embankment must be sealed by injecting a highly adhesive caulking material.
特許文献2には、坑道、鉱山地下採掘場などの地下空間の閉塞すべき箇所に、該箇所を閉塞可能な大きさに復元可能な袋体を折り畳み状態で配置し、袋体にエアを供給して膨張させ、袋体に2液混合タイプの発泡ウレタン等の発泡性充填材を供給し、エアと置換するように充填することにより、袋体が前記箇所の周囲に押し付けられたバルクヘッド(隔壁)を形成し、少なくとも2箇所のバルクヘッドで閉塞される領域に対してセメント等の中詰充填材を充填して地下空間を閉鎖する方法が記載されている。
しかし、この方法では、特に護岸、岸壁、道路等の動荷重が作用する重要構造物の直下で使用する場合に、袋体と発泡ウレタンとによるバルクヘッドの強度不足が懸念される。また、発泡ウレタンの発熱による袋体への影響も懸念される。さらに、同構造を更新する際に、発泡ウレタンは土としてリサイクルができない。
However, with this method, there are concerns that the bulkhead made of the bag and urethane foam may not have sufficient strength, especially when used directly under important structures that are subject to dynamic loads, such as revetments, quays, and roads. There are also concerns about the effect of heat generated by the urethane foam on the bag. Furthermore, when the structure is to be renewed, the urethane foam cannot be recycled as soil.
特許文献3には、地下用水路、廃坑、防空壕、自然洞窟等の水のある地中空洞に、所定間隔で土砂、ソイルセメント及び急結剤からなる第一充填材を充填して隔壁を形成し、隔壁間に土砂及びソイルセメントからなる第二充填材を充填して地中空洞を充填する方法が記載されている。また、第一充填材を、可撓性素材から成る筒袋状体に収納した状態で充填することも記載されている。筒袋状体は、型枠代わりとして第一充填材の流動性を抑制するものであり、筒状(有底でも無底でも良い)の袋であり、樹脂材若しくは鋼材をメッシュ状に形成したものや、ゴム素材を風船状に形成したものなどを用いることができる、とされている。
しかし、この方法では、第一充填材の粘度が高いため、筒袋状体に第一充填材を収納するときに、筒袋状体がきれいに広がらないことが懸念される。また、第一充填材の発熱による袋体への影響も懸念される。さらに、同構造を更新する際に、掘削や除去が困難である。
However, in this method, there is a concern that the tubular bag-shaped body may not be expanded properly when the first filler is stored in the tubular bag-shaped body because the viscosity of the first filler is high. There is also a concern that the heat generated by the first filler may affect the bag-shaped body. Furthermore, excavation and removal are difficult when updating the structure.
そこで、本発明の目的は、袋体が流動化処理土によって傷みにくいため、流動化処理土が袋体から漏れず、流動化処理土が袋体をよく押し広げて、地中空洞を確実に補強することができ、さらに、補強構造を更新する際には容易に掘削や除去ができ、土としてリサイクルが可能である、地中空洞の補強構造及び補強方法を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a reinforcement structure and method for underground cavities in which the bag body is not easily damaged by liquefied treated soil, the liquefied treated soil does not leak from the bag body, the liquefied treated soil easily expands the bag body, and the underground cavities can be reliably reinforced, and further, the reinforcement structure can be easily excavated and removed when updating the reinforcement structure, and can be recycled as soil.
[1]地中空洞の補強構造
[1-1]地中空洞の少なくとも一部に、不透水性の袋体に流動化処理土が充填し硬化してなる土入り袋体が、配置されていることを特徴とする地中空洞の補強構造。
[1-2]地中空洞の発生原因となった土砂流出部に、不透水性の袋体に流動化処理土が充填し硬化してなる土入り袋体が配置されており、地中空洞の残部に、充填材が充填されていることを特徴とする地中空洞の補強構造。
[1-3]地中空洞が、不透水性の袋体に、土粒子に水を加えた含水比80~300質量%かつ密度1.2~1.5g/cm
3
の調整泥水と固化材とを含む流動化処理土が充填し硬化してなる土入り袋体の1つ又は複数で、満たされていることを特徴とする地中空洞の補強構造。
[1-4]地中空洞が、不透水性の袋体に流動化処理土が充填し硬化してなる土入り袋体の横方向に相互間をおいた複数と、該相互間に充填された充填材とで満たされていることを特徴とする地中空洞の補強構造。
[1] Reinforcement structure for underground cavity [1-1] A reinforcement structure for an underground cavity, characterized in that a soil-filled bag body formed by filling an impermeable bag body with liquefied treated soil and hardening it is placed in at least a part of the underground cavity.
[1-2] A reinforcement structure for an underground cavity, characterized in that a soil-filled bag made by filling an impermeable bag with liquefied treated soil and hardening it is placed in the soil outflow area that caused the underground cavity to form, and the remaining part of the underground cavity is filled with filling material.
[1-3] A reinforcement structure for an underground cavity, characterized in that the underground cavity is filled with one or more soil-filled bags formed by filling and hardening a water- impermeable bag with liquefied treated soil containing a solidifying agent and adjusted mud water obtained by adding water to soil particles to have a moisture content of 80 to 300 mass % and a density of 1.2 to 1.5 g/cm3.
[1-4] A reinforcement structure for an underground cavity, characterized in that the underground cavity is filled with a plurality of laterally spaced soil-filled bags formed by filling impermeable bags with liquefied treated soil and hardening the bags, and with filler material filled between the bags.
[2]地中空洞の補強方法
地中空洞上の地盤表層部に地中空洞へ縦方向に通じる通孔を形成する通孔形成工程と、
ホースの下に接続した不透水性の袋体を折り畳んだ状態で通孔を通して地中空洞に配置する袋体配置工程と、
前記袋体にホースから送った流動化処理土を充填する土充填工程と、
前記流動化処理土を硬化させる土硬化工程とを含み、
地中空洞の少なくとも一部を、前記袋体に流動化処理土が充填し硬化してなる土入り袋体で、補強することを特徴とする地中空洞の補強方法。
[2] A method for reinforcing an underground cavity, comprising: a through-hole forming step of forming a through-hole in a surface layer of the ground above the underground cavity, the through-hole leading vertically to the underground cavity;
a bag placement step in which an impermeable bag connected to a lower portion of the hose is placed in a folded state in an underground cavity through the through hole;
A soil filling step of filling the bag with liquefied soil sent from a hose;
and a soil hardening step of hardening the liquefied treated soil,
A method for reinforcing an underground cavity, comprising reinforcing at least a portion of the underground cavity with a soil-filled bag formed by filling the bag with liquefied treated soil and hardening the soil.
ここで、土充填工程を、前記袋体にホースから送った、土粒子に水を加えた含水比80~300質量%かつ密度1.2~1.5g/cm 3 の調整泥水と固化材とを含む流動化処理土を充填する工程とし、地中空洞の全体を、土入り袋体の1つ又は複数で満たして、補強する態様を例示できる。 Here, the soil filling step is a step of filling the bag with fluidized treated soil containing a solidifying material and an adjusted muddy water obtained by adding water to soil particles to have a moisture content of 80 to 300 mass % and a density of 1.2 to 1.5 g/cm3, which is sent from a hose to the bag, and an example of a mode in which the entire underground cavity is filled with one or more soil-filled bags to reinforce it can be given.
また、地中空洞の複数箇所を、土入り袋体の横方向に相互間をおいた複数で補強し、該相互間を該相互間に充填された充填材で補強する態様を例示できる。 Another example is a form in which multiple locations in an underground cavity are reinforced with multiple soil-filled bags spaced apart horizontally, and the spaces between them are reinforced with filler material.
袋体配置工程よりも前に、カメラと計測器を通孔を通して地中空洞に配置して、カメラにより地中空洞の状況を調査し、計測器により地中空洞の大きさを計測する調査計測工程を含むことが好ましい。 It is preferable to include an investigation and measurement step prior to the bag placement step, in which a camera and measuring instrument are placed in the underground cavity through the through hole, and the condition of the underground cavity is investigated using the camera, and the size of the underground cavity is measured using the measuring instrument.
地中空洞の大きさとして、通孔真下の地中空洞高さを計測する態様を例示できる。 An example of the size of the underground cavity is to measure the height of the underground cavity directly below the hole.
地中空洞の大きさとして、通孔真下の地中空洞高さと横方向の地中空洞長さとを計測する態様を例示できる。 An example of the size of the underground cavity is to measure the height of the underground cavity directly below the through hole and the length of the underground cavity in the lateral direction.
袋体が膨らんだ時の中心部の高さは、前記地中空洞高さの1倍~1.3倍であることが好ましい。1倍未満であると、袋体が地中空洞の天面に当接しにくくなり、1.3倍を越えると、折り畳んだ袋体をきれいに膨らましにくくなる。 It is preferable that the height of the center of the bag when inflated is 1 to 1.3 times the height of the underground cavity. If it is less than 1 time, it will be difficult for the bag to abut against the ceiling of the underground cavity, and if it exceeds 1.3 times, it will be difficult to inflate the folded bag neatly.
袋体配置工程と土充填工程との間に、ホースから送ったエアで袋体を膨らませる袋体膨張工程を含ませることができる。エアで袋体を膨らませると、袋体は、重さがほとんど増加しないため地中空洞の底面を横方向にずれ動きやすく、地中空洞のほぼ全域にいきわたるように膨らみやすい。 Between the bag placement process and the soil filling process, a bag expansion process can be included in which the bag is inflated with air sent from a hose. When the bag is inflated with air, the bag's weight increases very little, so it tends to move sideways along the bottom of the underground cavity, and it tends to expand to fill almost the entire area of the underground cavity.
但し、地中空洞に溜水がある場合には、袋体膨張工程で袋体が溜水に浮いて地中空洞の底部にうまく広がらないことから、袋体膨張工程を省いて土充填工程を行い、水よりも重い流動化処理土で袋体を地中空洞の底部から広げていくことが好ましい。 However, if there is accumulated water in the underground cavity, the bag will float in the accumulated water during the bag expansion process and will not spread properly to the bottom of the underground cavity. Therefore, it is preferable to omit the bag expansion process and perform the soil filling process, and expand the bag from the bottom of the underground cavity with liquefied treated soil, which is heavier than water.
地盤表層部に、通孔とは別の、地中空洞へ縦方向に通じる充填確認孔を形成することが好ましい。 It is preferable to form a filling confirmation hole in the surface layer of the ground that leads vertically to the underground cavity, separate from the through hole.
[作用]
袋体の充填物には、次の性能が求められる。
・水よりも重いが、その充填物の重量により袋体にかかる負担を少なくできること
・袋体を押し広げて、最終的には地中空洞全体に広がる流動性があること
・硬化熱が小さく、袋体に与える影響が小さいこと
・管理者が要求する強度があり、なおかつ容易に掘削ができ、除去が可能であること
[Action]
The filling material for the bag is required to have the following properties:
・It is heavier than water, but the weight of the filling material can reduce the burden on the bag. ・It has the fluidity to push the bag open and ultimately fill the entire underground cavity. ・It generates little hardening heat and has little effect on the bag. ・It has the strength required by the administrator, and can be easily excavated and removed.
そして、流動化処理土は、上記性能を満たし且つ次の理由(1)~(4)から、袋体の充填物としてベストである。
(1)流動化処理土は、地盤相当の単位重量であること
(参考)充填物候補材料の単位重量: 発泡ウレタン・エアモルタル・エアミルク<水(10kN/m3)<流動化処理土(13~18kN/m3)<モルタル・コンクリート(23kN/m3)
充填物が袋体に投入されると、袋体を押し広げて底部から広がってゆく。その後、側面に圧力を掛けながら袋体上部に充填されていく。側面に圧力が掛かると、ホースに下向きの張力が加わり、袋体が裂けて損傷する可能性がある。袋体は薄い素材でできており、コンパクトに折り畳むことから強い素材での補強が難しい。その観点より、袋体に充填する充填物は、コンクリートやモルタルなどの重い材料よりも軽い方がよい。
また、地中空洞に溜水がある場合、袋体を底部から広げていくために水よりも重い材料を充填する必要がある。
よって、コンクリートやモルタルよりも軽く、水よりも重く、地盤相当の単位重量である流動化処理土はベストである。
Fluidized treated soil satisfies the above-mentioned performance requirements and is the best choice as a filling material for bags for the following reasons (1) to (4).
(1) The unit weight of liquefied treated soil is equivalent to that of the ground. (Reference) Unit weight of candidate filling materials: Urethane foam, air mortar, air milk < water (10 kN/m 3 ) < liquefied treated soil (13-18 kN/m 3 ) < mortar, concrete (23 kN/m 3 )
When the filling material is poured into the bag, it spreads from the bottom, pushing the bag apart. It is then filled into the top of the bag while applying pressure to the sides. When pressure is applied to the sides, downward tension is applied to the hose, which may cause the bag to tear and become damaged. The bag is made of a thin material and is folded compactly, making it difficult to reinforce it with a strong material. From this perspective, it is better for the filling material to be lighter than heavy materials such as concrete or mortar.
Also, if there is standing water in the underground cavity, it is necessary to fill the bag with a material that is heavier than water in order to expand the bag from the bottom.
Therefore, liquefied treated soil is the best option as it is lighter than concrete or mortar, heavier than water, and has a unit weight equivalent to that of ground.
(2)流動化処理土は締固めを必要としないで、流動性、充填性が高いこと
袋体の中に充填物を充填し、地中空洞全体に押し広げていく必要がある。コンクリートやモルタルは、バイブレーター等を使用して充填する必要があるが、バイブレーターを掛けられるスペースがない。流動化処理土は、流動性に富んだ材料で締固めを必要としないし、(袋体不使用での)地中空洞の充填の実績も多数ある。
よって、地中空洞全体に袋体を押し広げるための充填物として、流動化処理土はベストである。
(2) Fluidized treated soil has high fluidity and filling properties, and does not require compaction. The filling material must be placed inside the bag and then spread throughout the entire underground cavity. Concrete and mortar require the use of a vibrator or other device to fill them, but there is no space to attach a vibrator. Fluidized treated soil is a highly fluid material that does not require compaction, and there is a long track record of filling underground cavities (without using bags).
Therefore, liquefied treated soil is the best filler for expanding the bag throughout the entire underground cavity.
(3)流動化処理土の硬化熱が低いこと
(参考)充填物候補材料の硬化熱: 流動化処理土(外気温+5℃程度)<エアミルク・エアモルタル・モルタル・コンクリート(熱断熱状態で40℃~80℃程度)<発泡ウレタン(80度以上に上がる場合がある)
薄い素材でできている袋体の多くは耐熱性が低い。充填物の硬化熱が低い方が、袋体に与える影響も小さい。
よって、流動化処理土は、硬化熱の観点からもベストである。
(3) The hardening heat of liquefied soil is low. (Reference) Hardening heat of filler candidate materials: liquefied soil (outside temperature + 5°C) < aerated milk, aerated mortar, mortar, concrete (thermally insulated, 40°C to 80°C) < foamed urethane (may rise to 80°C or higher)
Many bags made of thin materials have low heat resistance. The lower the hardening heat of the filling, the smaller the impact on the bag.
Therefore, liquefied treated soil is also the best in terms of hardening heat.
(4)流動化処理土は強度コントロールが可能で、リサイクルもできる。
充填物は、施工後には要求する強度を発現して地中空洞を補強でき、当該補強構造を更新する際に容易に掘削や除去ができる必要がある。
コンクリートやモルタルは高強度であるが、除去することが困難である。エアモルタルやエアミルク、発泡ウレタンは、物理的に除去は可能であるが、建設副産物もしくは廃棄処分になる。
よって、強度コントロールが可能で、なおかつ土としてリサイクルが可能である流動化処理土はベストである。
(4) The strength of liquefied treated soil can be controlled and it can also be recycled.
After construction, the filler must be able to exhibit the required strength to reinforce the underground cavity, and must be able to be easily excavated and removed when the reinforcing structure is to be renewed.
Concrete and mortar are strong but difficult to remove. Air mortar, air milk, and foamed urethane can be physically removed, but they become construction by-products or are disposed of as waste.
Therefore, liquefied treated soil, which allows for strength control and can also be recycled as soil, is the best option.
流動化処理土は、重量が適度なため袋体を損傷させにくく、流動性が高いため袋体への充填性に優れ、硬化熱が低いため袋体に与える影響が小さく、強度コントロールが可能で、リサイクルもできる。よって、本発明によれば、袋体が流動化処理土によって傷みにくいため、流動化処理土が袋体から漏れず、流動化処理土が袋体をよく押し広げて、地中空洞を確実に補強することができ、さらに、補強構造を更新する際には容易に掘削や除去ができ、土としてリサイクルが可能である。 Fluidized treated soil is moderate in weight and therefore unlikely to damage the bag body, has high fluidity and therefore excellent filling ability into the bag body, has low hardening heat and therefore little impact on the bag body, strength can be controlled, and it can be recycled. Therefore, according to the present invention, the bag body is unlikely to be damaged by the fluidized treated soil, so the fluidized treated soil does not leak from the bag body and can effectively expand the bag body, reliably reinforcing underground cavities, and furthermore, when renewing the reinforcing structure, it can be easily excavated and removed, and can be recycled as soil.
1.地中空洞
地中空洞としては、特に限定されないが、港湾又は河川の保全構造物(護岸、岸壁、堤防)の老朽化に伴ってその近辺に生じた地下空洞や、道路面下の地下空洞、廃坑、鉱物採掘跡、地下ピット、休止埋設管等を例示できる。
地中空洞上に地盤表層部がある場合、その地盤表層部としては、特に限定されないが、コンクリート盤、アスファルト舗装層、土層等を例示できる。
1. Underground Cavities There are no particular limitations on underground cavities, but examples include underground cavities that have developed near port or river conservation structures (revetments, quays, embankments) due to deterioration, underground cavities below road surfaces, abandoned mines, mineral mining sites, underground pits, and unused buried pipes.
When there is a surface layer of ground above an underground cavity, the surface layer of ground is not particularly limited, but examples thereof include a concrete plate, an asphalt pavement layer, and a soil layer.
2.不透水性の袋体
不透水性の袋体の材料としては、特に限定されないが、樹脂、繊維強化樹脂、布等を例示できる。布としては、表面コーティングや糸間含浸等により不透水性にしたものを例示できる。通孔を通せる細さに折り畳むことができるような柔軟な材料が好ましい。また、なるべく強い材料が好ましいことは言うまでもない。袋体の厚さは、強度を確保しつつ、通孔を通せる細さに折り畳むことができるような厚さを適宜選択する。
2. Impermeable bag The material of the impermeable bag is not particularly limited, but examples thereof include resin, fiber-reinforced resin, cloth, etc. Examples of cloth include those made impermeable by surface coating, inter-thread impregnation, etc. Flexible materials that can be folded to a size that can pass through the through holes are preferable. Needless to say, materials that are as strong as possible are also preferable. The thickness of the bag is appropriately selected so that it can be folded to a size that can pass through the through holes while maintaining strength.
袋体の使用数は、地中空洞の大きさや形状に応じて、例えば次のように、適宜決めることができる。
(ア)地中空洞長さの平均が4m未満の場合には一つの袋体を用い、同平均が4m以上の場合には複数の袋体を用いる。
(イ)地中空洞長さの最長部と最短部との比が2未満(すなわち平面地中空洞形状が円に近い)の場合には一つの袋体を用い、同比が2以上の場合には複数の袋体を用いる。
The number of bags used can be determined appropriately depending on the size and shape of the underground cavity, for example as follows.
(a) If the average length of the underground cavity is less than 4 m, one bag shall be used, and if the average is 4 m or more, multiple bags shall be used.
(i) When the ratio of the longest to shortest lengths of the underground cavity is less than 2 (i.e., the planar shape of the underground cavity is close to a circle), one bag body is used, and when the ratio is 2 or more, multiple bags are used.
3.流動化処理土
流動化処理土は、泥水(土粒子に水を加えた調整泥水)と固化材とを含むものであり、その配合は特に限定されない。
土粒子の粒度構成は、特に限定されないが、粘土及びシルトが10~100質量%であるものが好ましい。
泥水の含水比は、特に限定されないが、80~300質量%が好ましい。
泥水の密度は、特に限定されないが、1.2~1.5g/cm3 が好ましい。
固化材として、特に限定されないが、セメント、セメント系固化材、石灰系固化材、鉄鋼スラグとアルカリ刺激剤、等を例示できる。
3. Fluidized treated soil Fluidized treated soil contains mud (adjusted mud made by adding water to soil particles) and a solidifying material, and the mixture is not particularly limited.
The particle size composition of the soil particles is not particularly limited, but it is preferable that the clay and silt content is 10 to 100 mass %.
The water content of the muddy water is not particularly limited, but is preferably 80 to 300 mass %.
The density of the muddy water is not particularly limited, but is preferably 1.2 to 1.5 g/cm 3 .
The solidification material is not particularly limited, but examples thereof include cement, cement-based solidification material, lime-based solidification material, steel slag and alkaline irritant, etc.
4.通孔
通孔の数は、1つでも複数でもよく、地中空洞の大きさ、形状等に応じて決めることができる。
通孔は、袋体を通すための孔と、カメラ及び計測器を通すための孔とを、兼ねたものでもよいし、それぞれ専用のものでもよい。
通孔の形成方法としては、特に限定されないが、ボーリング、コア削孔等を例示できる。
通孔の直径は、特に限定されないが、100~200mmが好ましい。地中空洞の直上に大きな孔は安全上開けられないこと、施工機械選定やコストの点からも大きい孔は難しいことによる。
4. Through holes The number of through holes may be one or more and can be determined depending on the size, shape, etc. of the underground cavity.
The through hole may serve both as a hole for passing the bag body and as a hole for passing the camera and measuring instrument, or may be dedicated to each purpose.
The method for forming the through holes is not particularly limited, but examples thereof include boring and core drilling.
The diameter of the through hole is not particularly limited, but is preferably 100 to 200 mm. This is because a large hole cannot be drilled directly above the underground cavity for safety reasons, and drilling a large hole is also difficult from the viewpoints of the selection of construction machinery and costs.
5.調査計測
カメラはデジタルカメラが好ましく、撮影した画像データを地上に送り、動画でモニタリング及び記録したり、静止画として記録したりできる。
計測器としては、特に限定されないが、レーザー距離計、レーザースキャナー等を例示できる。地中空洞高さの計測器計は、メジャーでもよい。
5. Survey and Measurement It is preferable to use a digital camera, and the captured image data can be sent to the ground and monitored and recorded as video or as still images.
The measuring instrument is not particularly limited, but examples thereof include a laser range finder, a laser scanner, etc. The measuring instrument for measuring the height of the underground cavity may be a tape measure.
[実施例1]
本発明を具体化した実施例1の地中空洞5の補強方法について、図1~図7を参照して説明する。
本実施例で補強対象とした地中空洞5は、護岸構造物に生じたものである。
地中空洞化前の護岸構造物は、海に面した縦壁状のコンクリート壁1と、コンクリート壁1にせき止められている土砂2と、土砂2の上に敷設された地盤表層部3としてのコンクリート盤とからなるものである。土砂2中には陸から海に向けてヒューム管4が埋設され、ヒューム管4の先端部はコンクリート壁1を貫通して海に開口している。
そして、地中空洞化後の護岸構造物は、コンクリート壁1付近の土砂2が流出して、図1に示すように、地中空洞5が生じている。
[Example 1]
A method for reinforcing an
The
The revetment structure before the underground cavity is created consists of a vertical
After the underground cavity is formed,
(1)通孔形成工程
通孔形成工程の前に、地盤表層部3の下に潜む地中空洞5を非破壊検査で検知した(非破壊検査工程)。詳しくは、レーダ-式地中空洞探査装置(図示略)を用いて、地盤表層部3の上方から電磁波を照射し、その反射波により、地中空洞5を検知した。
そして、図1及び図2に示すように、地盤表層部3における地中空洞5の中心部付近の上方に、地上から地中空洞5に通じる通孔6を形成した。
さらに、地盤表層部3における地中空洞5の端付近の上方に、地上から地中空洞5に通じる充填確認孔7を形成した。なお、充填確認孔7は、地中空洞5の中心部から最も遠い端付近上、すなわち図2で上方の端付近上に形成することが好ましいが、他の断面図に示す都合上、図2で右方の端付近上に形成したことにする。
(1) Through-hole forming process Before the through-hole forming process, the
Then, as shown in Figs. 1 and 2, a through
Furthermore, a filling
(2)調査計測工程
ロッド8の下端部にデジタル式のカメラ9と計測器10としてのレーザー距離計とを取り付けてなる装置を、通孔6を通して地中空洞5に配置した。
図1(a)に示すように、通孔6の下端に位置したときの計測器10により、通孔6真下の地中空洞高さを計測したところ、0.63mであった。
図1(b)に示すように、地中空洞5の底より下(0.1m)・中(0.3m)・上(0.5m)の各高さに位置したときの計測器10をロッド8と共に回転させながら、横方向の地中空洞長さを計測して平均した。その結果、図2に示すように、海-陸方向は1.36m(=0.51m+0.85m)、その直交方向は2.18m(=1.10m+1.08m)であった。
これらの結果より、地中空洞5の形状はいびつな略楕円形であることが分かり、地中空洞5の体積は約1.4m3と算出された。
(2) Survey and Measurement Process An apparatus comprising a
As shown in FIG. 1(a), when the measuring
As shown in Figure 1(b), the horizontal length of the underground cavity was measured and averaged while rotating the measuring
From these results, it was found that the shape of the
図1(b)に示すように、地中空洞5の底より0.3mの高さに位置したときのカメラ9をロッド8と共に回転させながら、護岸構造物の老朽化状況を観察調査した。その結果、図2に示すように、地中空洞5の中心部にヒューム管4が位置することが確認でき、さらに、図1(b)に丸で囲んで示す箇所に明かり部が認められた。この明かり部は、ヒューム管4の破損部(あるいは緩くなったつなぎ目)であり、地中空洞の発生原因となった土砂流出部Rであると考えられる。すなわち、地中空洞化のメカニズムは、元々詰まっていた土砂2の一部が、土砂流出部Rからヒューム管4に通じ、潮の満ち引き等により出入りする海水により吸い出された、というものであると考えられる。
As shown in Figure 1(b), the deterioration of the revetment structure was observed while rotating the
(3)袋体配置工程
図3(a)に示すように、不透水性かつ耐引っ掻き性の樹脂製の袋体11であって、膨らんだ時の大きさが地中空洞5の大きさに対応する袋体11を選択した。袋体11がいっぱいに膨らんだ時の中心部の高さは、通孔6真下の地中空洞高さよりやや高い0.8mとし、袋体11の形状は直径にして2mの八角形とした。袋体は、柔軟な樹脂よりなるホース12の下に接続され、ホースに接続した箇所以外は閉鎖されている。
図3(b)(c)に示すように、袋体11を、細く折り畳んでパイプ13(例えば塩ビパイプ)に挿入した。袋体11の折り畳みは、パイプ13に収まり、かつ、地中空洞内で広がりやすいように行った。
(3) Bag placement process As shown in Fig. 3(a), a
3(b) and (c), the
図4(a)に示すように、袋体11をパイプ13と共に通孔6に挿入してから、図4(b)に示すように、袋体11をパイプ13から突出させて地中空洞5に配置した。
そして、前記調査計測装置を、充填確認孔7を通して地中空洞5に配置し、カメラ9によりこのとき袋体11の状態を確認したところ、やや緩みが見られたが、ほぼ折り畳まれた状態であった。
As shown in FIG. 4(a), the
The survey and measurement device was then placed in the
(4)袋体膨張工程
図5(a)に示すように、エアコンプレッサー(図示略)を使用し、ホース12から送ったエアで袋体11を膨らませ始めた。カメラ9により、このとき袋体11の状態を確認したところ、袋体11はどの方向にも膨らみ始めた。
図5(b)に示すように、さらにエアで袋体11を膨らませていくと、袋体11は、地中空洞5のどこかの側面に当接した後、(充填物がないため)横方向にずれ動きやすいので、地中空洞5のほぼ全域にいきわたるように膨らんだ。そして、袋体11をいっぱいに膨らませてから、エアの流入を解除したところ、袋体11は自然なエア抜けによってややしぼみ、結局、図5(b)に示すような中間的な膨らみ状態となった。
(4) Bag Inflation Process As shown in Fig. 5(a), an air compressor (not shown) was used to start inflating the
As shown in Fig. 5(b), when the
(5)土充填工程
次の表1に材料土である泥水の分析結果を示し、表2に該泥水に固化材を配合した配合土である流動化処理土の配合及び特性を示す。流動化処理土の配合は、流動性と充填性に富んだ充填用の配合とした。固化材としては高炉セメントB種を使用した。
(5) Soil filling process Table 1 below shows the analysis results of the muddy water, which is the soil material, and Table 2 shows the mix proportions and properties of the liquefied treated soil, which is a soil mixture made by mixing the muddy water with a solidifying agent. The mix proportions of the liquefied treated soil were made for filling, with excellent fluidity and packing properties. Blast-furnace cement type B was used as the solidifying agent.
図6(a)に示すように、モルタルポンプ(図示略)を使用し、ホース12から送った流動化処理土14を前記のとおり中間的に膨らんだ袋体11に注入し始めた。ホース12には圧力計(図示略)を設置し、充填中の圧力の監視を行った。カメラ9により、このとき袋体11と流動化処理土14の状態を確認した。流動化処理土14は、エアと置換するように注入され、袋体11内にきれいに広がった。
図6(b)に示すように、袋体11に流動化処理土14を充填すると、袋体11はいっぱいに膨らみ、地中空洞5の側面のほぼ全周に当接するとともに、地中空洞5の底面及び天面に当接した。この充填直前に、カメラ9を抜いた。
充填確認孔7より、天面に当接した袋体11を視認したことにより、流動化処理土14が充填されたことを確認し、充填を終了した。なお、このように充填確認孔7で最終的な充填確認はできるが、膨張中及び充填中の状態・変化が視認でき、異常等があれば直ちに把握できる点で、膨張中及び充填中のカメラ確認が有効であることが分かった。
充填後、30分間静止し、流動化処理土14と袋体11の沈下等の挙動がないことを確認した。
As shown in Figure 6(a), a mortar pump (not shown) was used to start injecting liquefied treated
6(b), when the
By visually checking the
After filling, the bag was left to stand for 30 minutes to confirm that the liquefied treated
(6)土硬化工程
図7に示すように、通孔6及び充填確認孔7を無収縮モルタル16で閉塞してから、流動化処理土14を硬化させた。こうして、地中空洞5に、袋体11に流動化処理土14が充填し硬化してなる土入り袋体15の1つが満たされてなる、地中空洞5の補強構造が完成した。
(6) Soil hardening process As shown in Fig. 7, the through
以上の方法により完成した地中空洞5の補強構造によれば、次の作用効果が得られる。
(ア)流動化処理土14は、重量が適度なため袋体11を損傷させにくく、流動性が高いため袋体11への充填性に優れ、硬化熱が低いため袋体11に与える影響が小さく、強度コントロールが可能で、リサイクルもできる。よって、袋体11が流動化処理土14によって傷みにくいため、流動化処理土14が袋体11から漏れず、流動化処理土14が袋体11をよく押し広げる。もって、土入り袋体15により地中空洞5を確実に補強することができ、さらに、補強構造を更新する際には容易に掘削や除去ができ、土としてリサイクルが可能である。
The reinforcement structure for the
(A) The liquefied treated
(イ)地盤表層部3には、通孔6等を形成すれば済み、大規模な工事は不要である。
(ウ)通孔6を通したカメラ9で地中空洞5の状況を調査することにより、地中空洞化メカニズムの理解や、本補強方法適用の有効性の判断に役立つ情報を得ることができる。
(エ)通孔6を通した計測器10で地中空洞5の大きさを計測することにより、同大きさに対応する1つ又は複数の袋体11を選択することができ、袋体11が過大な場合の膨らみにくさや、袋体11が過小な場合の補強不足を回避することができる。
(オ)袋体配置工程と土充填工程との間に、エアで袋体11を膨らませる袋体膨張工程があるため、前述のとおり、袋体11は地中空洞5のほぼ全域にいきわたるようにきれいに膨らみやすい。
(i) It is sufficient to form through
(c) By investigating the condition of the
(e) By measuring the size of the
(O) Since there is a bag expansion process in which the
実施例1において、調査計測工程を省くこともできる。前述した非破壊検査工程などで地中空洞5の大きさを検知できる場合もあるからである。
In Example 1, the survey and measurement process can be omitted. This is because the size of the
[実施例2]
実施例2の地中空洞の補強方法及び補強構造は、図8及び図9に示すように、
・調査計測工程で、計測した地中空洞5の大きさが、実施例1よりも大きかった(例えば地中空洞長さの平均が4~10m)ことにより、
・袋体配置工程で、複数の袋体の膨らんだ時の全大きさが地中空洞5の大きさに対応する複数の袋体11を選択し、各袋体11を折り畳んだ状態で、調査計測に用いた通孔6とは別の位置に形成した通孔6を通して地中空洞5に配置させたこと(後者の通孔6は、計測した地中空洞5の大きさと袋体11の数により袋体配置計画を行い、該袋体配置計画に基づいて決定した地盤表層部の位置に形成した。)
において実施例1と相違し、その他は実施例1と共通である。
[Example 2]
The reinforcement method and structure for an underground cavity according to the second embodiment are as shown in FIGS. 8 and 9.
In the investigation and measurement process, the size of the
In the bag placement process, a plurality of
The second embodiment is different from the first embodiment in the above point, and the rest is common to the first embodiment.
本実施例によれば、図9に示すように、地中空洞5に土入り袋体15の複数が満たされてなる地中空洞5の補強構造が完成し、実施例1と同様の作用効果(ア)~(オ)が得られる。
According to this embodiment, as shown in FIG. 9, a reinforcement structure for the
[実施例3]
実施例3の地中空洞の補強方法及び補強構造は、図10に示すように、
・調査計測工程で、地中空洞5に溜水18があることが確認できたことにより、
・袋体配置工程の後、袋体膨張工程を省いて土充填工程を行ったこと、すなわち、袋体11に流動化処理土14を充填するとともに袋体11を膨らませたこと
において実施例と相違し、その他は実施例1と共通である。
[Example 3]
The reinforcement method and structure of the underground cavity of the third embodiment are as shown in FIG.
During the investigation and measurement process, it was confirmed that there was
- After the bag placement process, the bag expansion process was omitted and the soil filling process was performed, i.e., the
本実施例によれば、水よりも重い流動化処理土14によって、袋体11を地中空洞5の底部から広げていくことができる。
そして、本実施例によっても、最終的には実施例1の図6(b)と同様の地中空洞5の補強構造が完成し、実施例1と同様の作用効果(ア)~(エ)が得られる。
According to this embodiment, the
In this embodiment as well, a reinforcement structure for an
[実施例4]
実施例4の地中空洞の補強方法及び補強構造は、図11に示すように、
・袋体配置工程で、地中空洞5の発生原因となった土砂流出部Rに、(膨らんだ時の中心部の高さが地中空洞高さより低い例えば0.3mで、直径が横方向の地中空洞長さよりも短い例えば0.7mの)袋体11を、当てるように置いたこと、また、袋体膨張工程を省いて袋体11に流動化処理土14を充填したこと、
・その後、地中空洞5の残部に、通孔6から充填材17としての流動化処理土を充填したこと、
・その後、土硬化工程を行ったこと
において実施例と相違し、その他は実施例1と共通である。
[Example 4]
The reinforcement method and structure of the underground cavity of the fourth embodiment are as shown in FIG.
In the bag placement process, the bag 11 (having a height at the center when inflated of, for example, 0.3 m, which is lower than the height of the underground cavity, and a diameter of, for example, 0.7 m, which is shorter than the horizontal length of the underground cavity) was placed against the soil outflow portion R that caused the
- After that, the remaining part of the
This embodiment differs from the embodiment in that a hardening process was then carried out, but the rest is the same as
本実施例によれば、図11(b)に示すように、土砂流出部Rに土入り袋体15が配置され、地中空洞5の残部に充填材17が充填されてなる地中空洞5の補強構造が完成し、実施例1と同様の作用効果(ア)~(ウ)が得られる。
According to this embodiment, as shown in FIG. 11(b), a soil-filled
[実施例5]
実施例5の地中空洞の補強方法及び補強構造は、図12及び図13に示すように、
・調査計測工程で、計測した地中空洞5の大きさが、実施例1よりも海-陸方向に大きく(例えば5~10m)、その直交方向は実施例1と同程度であったことにより、
・袋体配置工程で、2つの袋体11を折り畳んだ状態で、調査計測に用いた通孔6とは別の海付近と陸付近の二位置に形成した通孔6を通して地中空洞5に配置させたこと、
・土充填工程の後、形成された2つの土入り袋体(15)の相互間に、通孔6から充填材17としての流動化処理土を充填したこと、
・その後、土硬化工程を行ったこと
において実施例と相違し、その他は実施例1と共通である。
[Example 5]
The reinforcement method and structure of the underground cavity of the fifth embodiment are as shown in Figs. 12 and 13 .
In the investigation and measurement process, the size of the
In the bag placement process, the two
After the soil filling step, the space between the two soil-filled bags (15) is filled with liquefied soil as a
This embodiment differs from the embodiment in that a hardening process was then carried out, but the rest is the same as
本実施例によれば、図13に示すように、地中空洞5が、土入り袋体15の横方向に相互間をおいた複数と、該相互間に充填された充填材17とで満たされてなる地中空洞5の補強構造が完成し、実施例1と同様の作用効果(ア)~(ウ)が得られる。
According to this embodiment, as shown in FIG. 13, the
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することができる。 The present invention is not limited to the above examples, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the invention.
1 コンクリート壁
2 土砂
3 地盤表層部
4 ヒューム管
5 地中空洞
6 通孔
7 充填確認孔
8 ロッド
9 カメラ
10 計測器
11 袋体
12 ホース
13 パイプ
14 流動化処理土
15 土入り袋体
16 無収縮モルタル
17 充填材
18 溜水
R 土砂流出部
REFERENCE SIGNS
Claims (8)
ホース(12)の下に接続した不透水性の袋体(11)を折り畳んだ状態で通孔(6)を通して地中空洞(5)に配置する袋体配置工程と、
前記袋体(11)にホース(12)から送った、土粒子に水を加えた含水比80~300質量%かつ密度1.2~1.5g/cm 3 の調整泥水と固化材とを含む流動化処理土(14)を充填する土充填工程と、
前記流動化処理土(14)を硬化させる土硬化工程とを含み、
地中空洞の全体を、前記袋体(11)に流動化処理土(14)が充填し硬化してなる土入り袋体(15)の1つ又は複数で満たして、補強することを特徴とする地中空洞の補強方法。 a through-hole forming step of forming a through-hole (6) in the ground surface layer (3) above the underground cavity (5) so as to vertically communicate with the underground cavity (5);
a bag placement step of placing the water-impermeable bag (11) connected below the hose (12) in a folded state in the underground cavity (5) through the through hole (6);
a soil filling step of filling the bag (11) with liquefied treated soil (14) containing a solidification material and adjusted mud water having a moisture content of 80 to 300 mass % and a density of 1.2 to 1.5 g/cm 3, which is obtained by adding water to soil particles, sent from a hose (12);
and a soil hardening step of hardening the liquefied treated soil (14),
This method for reinforcing an underground cavity is characterized in that the entire underground cavity is filled with one or more soil-filled bags (15) formed by filling the bags (11) with liquefied treated soil (14) and hardening the bags to reinforce the cavity.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002061166A (en) | 2000-08-21 | 2002-02-28 | Tsutomu Ichinose | Underground cavity filling method and filling bag |
JP2002348849A (en) | 2001-05-29 | 2002-12-04 | Nikko Kensetsu Kk | Filling method for cavity in ground |
JP2004346692A (en) | 2003-05-26 | 2004-12-09 | Japan Found Eng Co Ltd | Packer and ground reinforcement method using it |
JP2008013910A (en) | 2006-06-30 | 2008-01-24 | Fukuda Corp | Bulkhead forming method and underground cavity filling method |
JP2012012878A (en) | 2010-07-02 | 2012-01-19 | Fudo Tetra Corp | Improving method of ground having underground cavity |
JP2014190135A (en) | 2013-03-28 | 2014-10-06 | Kajima Corp | Method and device for forming bulkhead |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002061166A (en) | 2000-08-21 | 2002-02-28 | Tsutomu Ichinose | Underground cavity filling method and filling bag |
JP2002348849A (en) | 2001-05-29 | 2002-12-04 | Nikko Kensetsu Kk | Filling method for cavity in ground |
JP2004346692A (en) | 2003-05-26 | 2004-12-09 | Japan Found Eng Co Ltd | Packer and ground reinforcement method using it |
JP2008013910A (en) | 2006-06-30 | 2008-01-24 | Fukuda Corp | Bulkhead forming method and underground cavity filling method |
JP2012012878A (en) | 2010-07-02 | 2012-01-19 | Fudo Tetra Corp | Improving method of ground having underground cavity |
JP2014190135A (en) | 2013-03-28 | 2014-10-06 | Kajima Corp | Method and device for forming bulkhead |
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