(57)【要約】【課題】マンホールを地山に固定することで浮上を防止する。【解決手段】地中に埋設されたマンホール１の浮上を防止するための構造であって、マンホール１の側壁に形成された貫通孔２を貫通して略水平方向に、或いは斜め下方に配置され、先端３ａがマンホール外周の地山Ｃに定着すると共に、後端３ｂが取付部材４を介してマンホール１の側壁に取り付けられ、且つマンホール１に接続された管路Ｂを回避する位置に配置された支持部材３を有する。支持部材３は、マンホールの中心を中心とする周上に略等角度間隔で複数配置されている。支持部材３の周囲であって埋戻し土砂層Ｄ及び地山Ｃに対応する部位には硬化したグラウト材が配置されている。貫通孔２には、弾性材６が充填されている。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設されたマンホールの浮上を防止するための構造であって、
マンホールの側壁に形成された貫通孔を貫通して配置され、先端がマンホール外周の地山に定着すると共に、後端が取付部材を介して前記マンホールの側壁に取り付けられた支持部材を有することを特徴とするマンホールの浮上防止構造。
【請求項２】
前記支持部材は、マンホールの側壁に形成された貫通孔を貫通して斜め下方に配置され、且つ前記マンホールに接続された管路を回避する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載したマンホールの浮上防止構造。
【請求項３】
前記支持部材は、マンホールの中心を中心とする周上に略等角度間隔で複数配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載したマンホールの浮上防止構造。
【請求項４】
前記支持部材は、先端が異形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載したマンホールの浮上防止構造。
【請求項５】
前記支持部材の周囲であって埋戻し土砂層及び地山に対応する部位には、硬化したグラウト材が配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載したマンホールの浮上防止構造。
【請求項６】
前記支持部材と前記マンホールの側壁に形成された貫通孔とで構成された空間には、弾性材が充填されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載したマンホールの浮上防止構造。
【請求項７】
前記マンホールの側壁に形成された貫通孔には、該貫通孔の内径よりも小さい外径を持ち、一端にマンホールの内壁に面接するフランジが形成され、且つ他端がマンホール外周の地山に到達する筒体が配置されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載したマンホールの浮上防止構造。
【請求項８】
マンホールの側壁であって該マンホールに接続された管路を回避する位置に貫通孔を形成すると共に、該マンホール外周の埋戻し土砂層を貫通して地山に到達する穴を形成する工程と、
前記貫通孔から前記穴に支持部材を挿通して先端を地山に到達させると共に後端を前記マンホールの側壁から突出させる工程と、
前記支持部材を挿通した前記穴にグラウト材を充填する工程と、
前記穴に充填されたグラウト材が硬化した後、前記支持部材の後端を取付部材を介して前記マンホールの側壁に取り付ける工程と、
を有することを特徴とするマンホールの浮上防止工法。
【請求項９】
前記マンホール外周の埋戻し土砂層を貫通して地山に到達する穴を形成する工程は、前記マンホールの側壁に形成された貫通孔の径と等しいか又は小さい径を持ち且つ斜め下方に向けた円筒状のケーシングを用いて行い、
前記ケーシングの内部に支持部材を挿通した後、グラウト材を充填することを特徴とする請求項８に記載したマンホールの浮上防止工法。
【請求項１０】
前記穴に充填されたグラウト材が硬化した後、前記支持部材の後端を取付部材を介して前記マンホールの側壁に取り付ける工程に先立って、前記マンホールの側壁に形成された貫通孔と前記支持部材とで構成された空間に弾性材を充填することを特徴とする請求項８又は９に記載したマンホールの浮上防止工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に地震時に生じる虞のあるマンホールが地面から浮上することを防止するための浮上防止構造と、その工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地震時にマンホールが浮上して下水道を破損したり、交通障害を起こすことが生じている。マンホールの浮上は、地震時に地盤の液状化に伴う過剰間隙水圧の増加による浮力の増大を原因とするものが多い。しかし、マンホールの浮上は、必ずしも地盤の液状化現象に伴う過剰間隙水圧の増加のみを原因として生じるものではなく、地下水位の上昇に伴う地下水圧の増加を原因として生じることもある。
【０００３】
マンホールの浮上を防止するための工法として、セフティパイプ工法、マンホールフランジ工法、アンカーウイング工法がある。例えばセフティパイプ工法は、マンホールの壁面に貫通穴を形成すると共に、該貫通穴に予め設定された圧力を感知したときに開放する弁を配置している。そして、地盤の液状化に伴って過剰間隙水圧が弁に設定された圧力を超えたとき、該弁が開放して地下水をマンホールの内部に排水することで該過剰間隙水圧を消散させる技術である。
【０００４】
また、マンホールフランジ工法は、マンホールの外壁に鋳鉄やコンクリート塊等からなる重量の大きいフランジを固定することで、見掛け上の比重を大きくしている。そして、地盤の液状化に伴って過剰間隙水圧が上昇しても、マンホールの重量がこの水圧に対抗することによって浮上を防止するようにした技術である。
【０００５】
また、アンカーウイング工法は、アンカー体を地盤の定着層へ回転貫入させて打設すると共にマンホールの外壁に片持ち梁状の頭部固定金具を固定し、ロッドによってアンカー体と頭部固定金具を連結している。このため、マンホールは、ロッド、頭部固定金具を介して定着層に固定されることとなり、地盤の液状化に伴って過剰間隙水圧が上昇しても、この水圧に対抗してマンホールの浮上を防止する技術である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したセフティパイプ工法や、マンホールフランジ工法に対してはいくつかの提案がなされているが、アンカーウイング工法に対しては殆ど提案がないのが実情である。また、これらの工法は何れもマンホールを新設する際に施工することが有利であるが、既設のマンホールに対して施工するには容易ではないという問題を有している。
【０００７】
特にアンカーウイング工法の場合、ウイングが水平に配置されるため、作用する浮力に応じて曲げモーメントが発生する。この曲げモーメントに対抗するために、ウイングは剛性が大きいことが必要となり、材質、断面形状が複雑となり、且つマンホールとの接合部位の構造が複雑になるという問題が生じている。
【０００８】
本発明の目的は、マンホールを地山に固定することで浮上を防止することができる浮上防止構造と、既設のマンホールであっても大きな問題を生じることなく施工することができる工法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明に係るマンホールの浮上防止構造は、地中に埋設されたマンホールの浮上を防止するための構造であって、マンホールの側壁に形成された貫通孔を貫通して配置され、先端がマンホール外周の地山に定着すると共に、後端が取付部材を介して前記マンホールの側壁に取り付けられた支持部材を有するものである。
【００１０】
上記マンホールの浮上防止構造に於いて、前記支持部材は、マンホールの側壁に形成された貫通孔を貫通して斜め下方に配置され、且つ前記マンホールに接続された管路を回避する位置に配置されていることが好ましい。
【００１１】
また、上記何れかのマンホールの浮上防止構造に於いて、前記支持部材は、マンホールの中心を中心とする周上に略等角度間隔で複数配置されていることが好ましい。
【００１２】
また、上記何れかのマンホールの浮上防止構造に於いて、前記支持部材は、先端が異形状に形成されていることが好ましい。
【００１３】
また、上記何れかのマンホールの浮上防止構造に於いて、前記支持部材の周囲であって埋戻し土砂層及び地山に対応する部位には、硬化したグラウト材が配置されていることが好ましい。
【００１４】
また、上記何れかのマンホールの浮上防止構造に於いて、前記支持部材と前記マンホールの側壁に形成された貫通孔とで構成された空間には、弾性材が充填されていることが好ましい。
【００１５】
更に、上記何れかのマンホールの浮上防止構造に於いて、前記マンホールの側壁に形成された貫通孔には、該貫通孔の内径よりも小さい外径を持ち、一端にマンホールの内壁に面接するフランジが形成され、且つ他端がマンホール外周の地山に到達する筒体が配置されていることが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係るマンホールの浮上防止工法は、マンホールの側壁であって該マンホールに接続された管路を回避する位置に貫通孔を形成すると共に、該マンホール外周の埋戻し土砂層を貫通して地山に到達する穴を形成する工程と、前記貫通孔から前記穴に支持部材を挿通して先端を地山に到達させると共に後端を前記マンホールの側壁から突出させる工程と、前記支持部材を挿通した前記穴にグラウト材を充填する工程と、前記穴に充填されたグラウト材が硬化した後、前記支持部材の後端を取付部材を介して前記マンホールの側壁に取り付ける工程と、を有することを特徴とするものである。
【００１７】
上記マンホールの浮上防止工法に於いて、前記マンホール外周の埋戻し土砂層を貫通して地山に到達する穴を形成する工程は、前記マンホールの側壁に形成された貫通孔の径と等しいか又は小さい径を持ち且つ斜め下方に向けた円筒状のケーシングを用いて行い、前記ケーシングの内部に支持部材を挿通した後、グラウト材を充填することが好ましい。
【００１８】
また、上記何れかのマンホールの浮上防止工法に於いて、前記穴に充填されたグラウト材が硬化した後、前記支持部材の後端を取付部材を介して前記マンホールの側壁に取り付ける工程に先立って、前記マンホールの側壁に形成された貫通孔と前記支持部材とで構成された空間に弾性材を充填することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るマンホールの浮上防止構造（以下単に「浮上防止構造」という）では、マンホールの側壁に配置された支持部材が、先端が地山に定着し、後端が取付部材を介してマンホールの側壁に取り付けられる。このため、マンホールは支持部材を介して地山に定着して拘束されることとなり、地盤の液状化に伴う過剰間隙水圧が上昇しても、この上昇に対抗して浮上を防止することができる。
【００２０】
支持部材がマンホールの側壁から略水平方向に配置されている場合、地盤の液状化に伴う過剰間隙水圧の上昇によってマンホールに浮力が作用したとき、支持部材には曲げ力が作用することとなる。このため、支持部材の曲げ剛性を高くすることが必要となるが、支持部材として円筒鋼管や長方形断面の角鋼管、或いはＩ形鋼等から選択的に採用することで良い。また、支持部材をマンホールの側壁から斜め下方に配置した場合には、地盤の液状化に伴う過剰間隙水圧が上昇してマンホールに作用する浮力に応じて、支持部材には引張力が作用する。このため、支持部材として中実の棒鋼を採用することができる。。
【００２１】
特に、支持部材が、マンホールの中心を中心とする周上に略等角度間隔で複数配置されていることで過剰間隙水圧が上昇した場合でも、均等に対抗することができる。また、支持部材の先端を異形状に形成した場合には、異形部分が地山に係合して高い抵抗を実現することができる。更に、支持部材の周囲であって埋戻し土砂層及び地山に対応する部位に硬化したグラウト材を配置することで、安定した抵抗を実現することができる。
【００２２】
また、支持部材と前記マンホールの側壁に形成された貫通孔とで構成された空間に弾性材を充填することで、支持部材を安定した状態で支持しておくことができる。
【００２３】
また、マンホールの側壁に形成された貫通孔に、一端にマンホールの内壁に面接するフランジが形成され、他端がマンホール外周の地山に到達する筒体が配置されていることで、この筒体に曲げ力や引張力が作用した場合でも充分に対抗することができる。このため、この筒体を支持部材として利用することができる。
【００２４】
本発明に係るマンホールの浮上防止工法（以下単に「工法」という）では、マンホールの側壁に於ける管路を回避する位置に貫通孔を形成し、マンホール外周の埋戻し土砂層を貫通して地山に到達する穴を形成し、貫通孔から穴に支持部材を挿通して先端を地山に到達させ、後端をマンホールの側壁から突出させ、支持部材を挿通した穴に充填したグラウト材が硬化した後、支持部材の後端を取付部材を介してマンホールの側壁に取り付けることで、支持部材を介してマンホールを地山に定着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】浮上防止構造の構成を説明する平面図である。
【図２】マンホールと支持部材との関係を示す図であり、図１のII‐II断面図である。
【図３】支持部材の先端部の異形の例を説明する図である。
【図４】支持部材の先端部の他の例を説明する図である。
【図５】筒体の例を説明する図である。
【図６】浮上防止工法の手順を説明する図である。
【図７】浮上防止工法の手順を説明する図である。
【図８】浮上防止工法の手順を説明する図である。
【図９】浮上防止構造の他の構成例を説明する図である。
【図１０】浮上防止構造の更に他の構成例を説明する図である。
【図１１】浮上防止構造の更に他の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る浮上防止構造について説明する。本発明に係る浮上防止構造は、地震時に地盤の流動化現象の発生に伴って生じる過剰間隙水圧の増加、或いは何等かの原因によって生じる地下水圧の増加、によってマンホールに作用する増大した浮力に対抗して浮上を防止し得るようにしたものである。
【００２７】
本発明に係る浮上防止構造は、マンホールの側壁に形成された貫通孔を通して略水平方向に、或いは斜め下方に向けて支持部材を挿通し、該支持部材の先端をマンホールの外周部位に存在する地山に定着させ、後端を側壁に取り付けて構成している。このため、マンホールは支持部材を介して地山に拘束されることとなり、過剰間隙水圧の増加或いは地下水圧の増加に伴ってマンホールに大きな浮力が作用しても、この浮力に対抗して浮上を防止することが可能となる。
【００２８】
尚、本発明に於いて、「地山」とはマンホールの外周部位に存在する地盤であって、マンホール周辺の自然土砂層、及び自然土砂層となじんだ埋戻し土砂層をいうものとする。また、「埋戻し土砂層」とはマンホール構築時に該マンホールの周辺を埋戻した際の埋戻し土砂からなる層であって、まだ周辺の自然土砂層となじんでいないことから、液状化し易くマンホールが浮上する可能性を有する層をいうものとする。
【００２９】
また、浮上を防止するためのマンホールの構造を限定するものではなく、既設マンホールであって、現場打ちコンクリートによる一体構造のマンホール、或いは複数の直壁管を縦方向に積み重ねて最上部に斜壁管を配置した組立マンホール、の何れであっても良い。
【００３０】
支持部材はマンホールの側壁に形成された貫通孔を貫通して略水平方向に、或いは斜め下方に配置され、且つマンホールに接続された管路を回避する位置に配置される。支持部材を斜め下方に配置する場合、角度は特に限定するものではなく、既設のマンホールの側壁に貫通孔を形成する際の作業を円滑に行うことが可能で、且つマンホールの壁面に対して可及的に鋭角であることが好ましい。このように、支持部材を可及的に鋭角に配置することによって、狭いマンホールの内部空間を活用して、貫通孔を形成する作業や、支持部材を接続する作業等の作業性を向上させることが可能となる。
【００３１】
支持部材が略水平方向に配置されている場合、マンホールに作用する浮力の変化がないときには支持部材に対し特別な力が作用することはない。しかし、マンホールに対し支持部材を設置したときの浮力よりも大きい浮力が作用すると、支持部材には曲げ力が作用することとなる。このため、支持部材の曲げ剛性を大きくする必要があり、曲げ強度の大きい材料を採用することが必要である。
【００３２】
支持部材を略水平方向に配置する場合、支持部材としては、鋼管を用いたり、断面が長方形の角鋼管を縦長にして用いたり、Ｉ形鋼或いは角バー等の鋼材を用いることが可能である。また、これらの支持部材とマンホールとの接合部分では、マンホールが浮上する際にせん断力が作用するため、このせん断力に対抗し得る構造であることが必要となる。
【００３３】
このように、支持部材とマンホールとの接合部分の構造は作用するせん断力に充分に対抗し得るものであれば良く、この構造を特に限定するものではない。例えば、マンホールの側壁に形成された貫通孔に、一方の端部にマンホールの内壁に面接するフランジが形成され、他方の端部がマンホールの外壁から充分な長さで突出し得るようにした鋼管を有する筒体を用いることが可能である。そして、鋼管の内部にグラウト材を充填して支持部材を一体的に拘束することで、作用するせん断力に対し、鋼管、グラウト材、支持部材によって対抗することが可能である。
【００３４】
特に、上記筒体の場合、支持部材を略水平方向に配置した構造にのみ用いることに限定することなく、斜め下方に配置した支持部材に適用しても良い。更に、筒体を構成する鋼管がマンホール外周の埋戻層を貫通して地山に到達する程度に充分に長い場合、この筒体によって支持部材とすることも可能である。
【００３５】
支持部材が斜め下方に配置されている場合、この支持部材には、下方への角度とマンホールに作用する浮力に応じた引張力と曲げ力が作用することとなる。このため、支持部材として、曲げ剛性を大きくすることなく、必要な引張強度を有する材料を採用することが可能となり、断面形状を単純にすることが可能である。
【００３６】
この場合、支持部材はマンホールに作用する浮力を引張応力として支持し得るものであれば良く、形状や材質を限定するものではない。特に、地盤が液状化したときマンホールに作用する浮力に対抗する際に、個々の支持部材に作用する引張力を２トン〜３トン程度の範囲になるようにすることが好ましい。このため、支持部材として、鋼やステンレス鋼等の金属系材料からなる棒やワイヤ等、或いは強化繊維を含む合成樹脂系材料からなる棒等、から選択的に採用することが可能である。
【００３７】
略水平に配置される支持部材又は斜め下方に配置される支持部材は、何れも先端が安定地盤である地山まで到達させることが必要である。マンホールが新設されるものである場合、マンホールの周囲に埋戻し土砂層を形成するのに先立って支持部材の先端を地山に到達させることが可能であり、上記した種々の材料からなる支持部材を選択することが可能である。しかし、マンホールが既設のものである場合、支持部材の先端を埋戻し土砂層を貫通させて地山に到達させることが必要となり比較的高い強度が要求される。
【００３８】
斜め下方に配置される支持部材の太さは前述した引張強度を発揮し得れば良く、選択した材料に応じて適宜設定することが可能である。通常、支持部材は太さ約１２ｍｍ〜３０ｍｍ程度のものが採用される。また、支持部材が中実状の棒であるか、軸方向に貫通した穴を有するかも限定するものではない。特に、後述するように、支持部材の先端が地山に到達した後、この地山及び埋戻し土砂層にグラウト材を充填するような場合、軸方向に貫通した穴を有する筒状の棒であると、該棒を通してグラウト材の充填が可能となるため好ましい。
【００３９】
支持部材の長さも限定するものではなく、先端が地山に到達して定着し得る長さであれば良い。従って、支持部材の長さは、マンホールの周囲の埋戻し土砂層の厚さ、配置角度に対応して設定されることが好ましい。支持部材は通常約１．５ｍ〜約２．０ｍ程度であるが、前述したように、この範囲に限定するものではない。また、支持部材はマンホールの内部で容易に作業することが可能な単位長さの棒状に形成されたものを用い、この棒を接続部材によって接続して長尺とすることが好ましい。
【００４０】
支持部材を斜め下方に配置する際の角度は限定するものではないものの、マンホールの垂直線に対し３０度〜６０度程度の範囲であることが好ましい。しかし、既に設置されているマンホールを浮上防止構造に施工する場合、マンホールの内径や深さ等の条件に応じて必ずしも前記角度範囲である必要はないが、斜め下方であることは必要である。
【００４１】
支持部材の水平面内に於ける配置は、マンホールに接続された管路を回避し得る位置であって、略等角度間隔で複数の位置であることが好ましい。このように複数の支持部材が略等角度間隔に配置されることによって、マンホールに浮力が作用したとき、夫々の支持部材に均等に負荷がかかり、確実な浮上防止を実現することが可能である。
【００４２】
複数の支持部材のみで地山に定着してマンホールの浮上を防止し得るようにすることが好ましい。しかし、必ずしも支持部材のみでマンホールの浮上を防止し得る必要はなく、支持部材の周囲にグラウト材による硬化層を形成することで、該硬化層と共に浮上を防止し得るように構成しても良い。
【００４３】
グラウト材として材質を特に限定するものではなく、経時的に硬化して支持部材を被覆或いは保護し得るものであれば良い。このようなグラウト材としてセメントモルタルがあり、このセメントモルタルであれば、地山や埋戻し土砂層への注入が容易であり、且つ経時的に硬化して硬化層を構成することが可能である。
【００４４】
支持部材を地山に定着させるために、該支持部材の先端が異形であることが好ましい。支持部材の先端部分の異形形状を特に限定するものではない。しかし、埋戻し土砂層を貫通して地山に到達したとき、該地山に対し容易に圧入し、且つ地山との定着性が良いことが好ましい。このような異形形状として、例えば支持部材の先端に取り付けた圧密用のビットや、地山に圧入する際には支持部材に沿った位置にあり、支持部材を引き戻す方向に移動させたときに開いて地山に引っ掛かる係止片であることが好ましい。
【００４５】
周囲にグラウト材による硬化層を形成する支持部材は、中心に軸方向の貫通穴を有する筒状であることが好ましく、このような貫通穴があると、支持部材の先端が地山に到達した後、該貫通穴を利用してグラウト材を充填することが可能となる。また、支持部材の外周はねじ状であることが好ましい。このようなねじ状とすることで、複数の支持部材をナット状の継手を利用して接続することが可能となる。このため、個々の支持部材の長さを短くすることが可能となり、狭いマンホール内での作業が容易となる。更に、ねじ状の部分によってグラウト材との付着性を向上させることも可能となる。
【００４６】
マンホールの側壁に貫通孔を形成する場合、該マンホールの製造過程で形成することが好ましいが、現在設置されているマンホールに対しては現場施工することが必要となる。貫通孔の径は特に限定するものではないが、大きい径を持った貫通孔を形成するのに伴ってマンホール自体の強度も減少することとなるため自ずから制限があり、直径約４０ｍｍ〜約１００ｍｍの範囲で形成することが好ましい。
【００４７】
マンホールの側壁に形成された貫通孔と支持部材とで構成された空間にグラウト材が充填されていても良い。しかし、前記空間に弾性材が充填されていることが好ましい。このように、弾性材を充填することによって、支持部材とマンホールとの間で僅かな変位が生じた場合、この変位を弾性材によって吸収することが可能となる。更に、弾性材によって止水性を確保することも可能となる。
【００４８】
弾性材として如何なるものを採用するかは限定するものではなく、予め貫通孔の内径よりも僅かに大きい外径を有し、且つ支持部材の外径よりも僅かに小さい内径を有する筒状のゴム等の弾性材を用いることが可能である。また、貫通孔と支持部材との空間に充填されて発泡することで、該空間を密封する発泡ウレタン等の弾性材であっても良い。
【００４９】
次に、浮上防止構造の実施例について図１、図２を用いて説明する。本実施例に係る浮上防止構造Ａは、図１に示すように、下水道用の管路に代表される管路Ｂに設けられたマンホール１が、過剰間隙水圧の上昇、或いは地下水圧の上昇に伴って作用する浮力によって浮上するのを防止し得るように構成したものである。
【００５０】
本実施例に於いて、支持部材３はマンホール１の側壁に形成された貫通孔２を貫通して斜め下方に配置されている。しかし、本発明では、支持部材３を斜め下方に配置することに限定するものではなく、略水平方向に配置する構造も含んでいる。支持部材を略水平方向に配置する場合、支持部材の形状や太さ等の条件は後述する条件とは異なる場合もあるが、これらの条件は何れも設計的な事項である。
【００５１】
マンホール１は管路Ｂの長さ方向に、予め設定された距離毎に設置されており、個々のマンホール１は地表から管路Ｂまでの深さに対応した寸法を有している。マンホール１は、地山Ｃを掘削して予め設定された深さの立坑を形成し、底盤上にインバートブロック及び幾つかの直壁管と地表部分に設けた斜壁管とを積み上げて構成されている。そして、設置されたマンホール１の周囲を埋め戻すことで、地山Ｃとの間に埋戻し土砂層Ｄが構成されている。
【００５２】
マンホール１の側壁には該側壁を貫通して複数の貫通孔２が、管路Ｂを回避し得る位置に形成されており、この貫通孔２に支持部材３が配置されている。この貫通孔２の数は特に限定するものではないが、マンホール１の平面中心を中心とする対象位置に設けられることが好ましい。本実施例では、図１の一点鎖線１ａに対応する２か所に形成されているが、同図に二点鎖線１ｂで示す４か所であっても良い。
【００５３】
貫通孔２の径は特に限定するものではなく、支持部材３の太さや種類等の条件に対応して最適な径となるように設定することが好ましい。通常は、前述したように約４０ｍｍ〜約１００ｍｍの範囲から選択している。本実施例の貫通孔２は径が約６０ｍｍで形成されている。
【００５４】
支持部材３は貫通孔２を貫通して斜め下方に配置されている。そして、支持部材３の先端３ａが貫通孔２及び埋戻し土砂層Ｄを通して地山Ｃに定着しており、後端３ｂはマンホール１の側壁であって貫通孔２に配置した取付部材４を介して取り付けられている。
【００５５】
前述したように、支持部材３の傾斜角度（図２に示す角度θ）は限定するものではないが、本実施例では約４５度に設定している。しかし、既設のマンホールに対し現場施工するような場合、支持部材３の傾斜角度は必ずしも設定された角度に納まらないことは許容されるべきである。
【００５６】
支持部材３としては、外径が約２５ｍｍ程度で中心に軸方向の穴が形成された筒状の鋼棒を用いており、外周はグラウト材との付着性を向上させるようにねじ状に形成されている。支持部材３がねじ状に形成されるため、単位長さの支持部材材を継手を介して所望の長さに接続して目的の支持部材３を構成することが可能である。従って、支持部材３を、目的のマンホール１に周辺に於ける埋戻し土砂層Ｄの厚さや、地山Ｃに於ける安定地盤までの距離等の条件に対応した長さに設定することが可能である。本実施例では、支持部材３として軸方向の穴を有するものを用いたが、前述したように軸方向の穴を有しないものを用いても良い。
【００５７】
ここで、好ましい支持部材３の例を図３、図４により説明する。図３（ａ）は、外周にねじ３ｃが形成されており、軸方向に貫通穴３ｄが形成されている。また、先端３ａは支持部材３を埋戻し土砂層Ｄ、地山Ｃを圧密し、或いは掘削することが可能なビット３ｅとして構成されている。このビット３ｅは必ずしも支持部材３の一部を成形して構成する必要はなく、予め形成されたものをねじ３ｃを介して締結したものであって良い。この先端３ａを構成するビット３ｅには側面に支持部材３の貫通穴３ｄと連結した穴３ｆが設けられており、これらの穴３ｄ、３ｆを利用してグラウト材を吐出して地山Ｃ、埋戻し土砂層Ｄに充填することが可能である。そして、充填されたグラウト材からなる硬化層５が構成されたとき、残地されたビット３ｅによって異形状の先端３ａを構成して地山Ｃに定着される。
【００５８】
また、図３（ｂ）は支持部材３の先端３ａが回動可能な複数のフック３ｇによって構成されたものである。このように構成された先端３ａでは、支持部材３を埋戻し土砂層Ｄ、地山Ｃに圧入する際に、複数のフック３ｇは支持部材３の外周面に沿った位置にあり、支持部材３を引き戻す際に、回動して地山Ｃに引っ掛かる。従って、複数のフック３ｇが異形状の先端３ａを構成し、このフック３ｇが地山Ｃに係止されることで、先端３ａが定着される。
【００５９】
図４（ａ）に示す支持部材３は、先端３ａに長手方向に沿って複数のスリット３ｈが形成されており、隣接する各スリット３ｈの間にブリッジ片３ｉが形成されている。また、ブリッジ片３ｉには円周方向に図示しない折れ線が形成されており、軸方向の圧縮力が作用したとき、容易に折れ曲がるように構成されている。各スリット３ｈから貫通穴３ｄを介して供給されたグラウト材を吐出して地山Ｃと埋戻し土砂層Ｄに充填することが可能である。
【００６０】
支持部材３のブリッジ片３ｉは幅寸法が小さく形成されており、曲げ剛性が小さく、図４（ｂ）に示す矢印方向に力を作用させることで、外周方向に曲げることが可能である。このため、グラウト材を吐出した後、内部に配置され支持部材３の先端部分と接続された引張部材３ｊを引っ張ることで矢印方向の力を作用させると、この力の作用に応じてブリッジ片３ｉに外側への曲がりが生じ、全体として提灯状の膨出部３ｋが形成される。そして、充填されたグラウト材からなる硬化層５が構成されたとき、膨出部３ｋによって異形状の先端３ａを構成して地山Ｃに定着される。尚、支持部材３に矢印方向の力を作用させる場合、必ずしも引張部材３ｊを引っ張る必要はなく、先端部分を地山に押圧させることでも良い。
【００６１】
上記の如く、支持部材３の先端３ａは、硬化したグラウト材からなる硬化層５を介して地山Ｃに定着されている。本実施例ではグラウト材としてセメントミルクを用いており、硬化層５を支持部材３の先端３ａからマンホール１の外壁に至る間に構成することによって、支持部材３の略全長にわたって被覆している。即ち、硬化層５は、埋戻し土砂層Ｄを貫通して地山Ｃまで連続して構成されている。
【００６２】
マンホール１の側壁に形成された貫通孔２には弾性材６が充填されており、この弾性材６に支持部材３の後端３ｂが貫通して保持されている。弾性材６として、予め貫通孔２の内径と略等しい外径と支持部材３の外径と略等しい内径を持って予め成形されたウレタンゴムを支持部材３の傾斜角度に対応させて斜めに形成したものを用いている。しかし、弾性材５としてはウレタンゴムの成形品に限定するものではなく、貫通孔２に例えばウレタン等の発泡剤を充填して現場で構成しても良い。
【００６３】
支持部材３の後端３ｂは取付部材４を介してマンホール１の側壁の内周面に取り付けられている。取付部材４は、マンホール１に形成された貫通孔２を覆う座板４ａと、支持部材３の後端３ｂに螺合する袋ナット４ｂと、支持部材３の傾斜角度に対応した角度を有する座金４ｃと、によって構成されている。
【００６４】
座板４ａは、マンホール１に形成した貫通孔２の全開口面を覆うことが可能な大きさを有する曲面状に形成されており、貫通孔２に対向する面には該貫通孔２に挿入される筒部２ｄが突設されている。従って、貫通孔２に弾性材５を充填した後、筒部４ｄを挿入して座板４ａを取り付けると共に座金４ｃを介して袋ナット４ｂを締結したとき、貫通孔２の開口面は座板４ａによって覆われる。そして、座板４ａが貫通孔２に対し何れかの方向にずれようとしたとき、筒部４ｄが貫通孔２の内周面と接触してずれを防ぐことが可能である。
【００６５】
上記の如く構成された浮上防止構造Ａでは、マンホール１に浮力が作用して浮上しようとしたとき、支持部材３によって浮上を阻止することが可能である。特に、支持部材３の先端３ａが埋戻し土砂層Ｄを貫通して安定地盤である地山Ｃに定着していることから、安定した支持を実現することが可能である。
【００６６】
また、マンホール１に浮力が作用したとき、この浮力に応じて支持部材３に引張力が作用するが、支持部材３の先端３ａが異形に形成されていると、この異形部分が地山Ｃに引っ掛かるようにして抵抗となり、より確実に浮上を防止することが可能である。
【００６７】
更に、支持部材３の周囲に硬化層５が形成されることで、支持部材３に作用する引張力に応じて支持部材３と硬化層５との間、及び硬化層５と地山Ｃ、埋戻し土砂層Ｄとの間に摩擦抵抗が生じ、マンホール１の浮上を阻止する抵抗として作用する。このため、更に硬化的にマンホールの浮上を防止することが可能となる。
【００６８】
次に、上記浮上防止構造Ａに用いることが可能な筒体の構成について図５により説明する。図に示す筒体７は、マンホール１の貫通孔２に挿通され、先端７ｂが埋戻し土砂層Ｄを貫通して地山Ｃに定着し得るように構成されており、この構成によって、マンホール１の外壁と埋戻し土砂層Ｄとの境界に作用するせん断力に対抗し得るようにしたものである。
【００６９】
このため、筒体７は、マンホール１の側壁に形成された貫通孔の内径よりも多少小さい外径と、マンホール１の内壁から地山Ｃに到達し得る長さを有する鋼管からなる筒部７ａを有している。筒部７ａの端部には、溶接等の手段で一体化されマンホール１の内壁に面接するフランジ７ｃが設けられている。更に、フランジ７ｃには、溶接等の手段で一体化されフランジ７ｃと筒部７ａとのなす角に応じた角度を持った座を有するニップル７ｄが設けられている。フランジ７ｃ、ニップル７ｄを貫通してグラウト材を充填する際に利用する穴７ｅが形成されており、該ニップル７ｄに袋ナット８を装着することで、穴７ｅを閉鎖し得るように構成されている。
【００７０】
上記の如く構成された筒体７を採用した場合、該筒体７のフランジ７ｃがマンホール１の内壁に面接しており、先端７ｂが埋戻し土砂層Ｄを貫通して地山Ｃに到達している。このため、マンホール１に浮力が作用して浮き上がろうとするのに伴ってマンホール１の外壁と埋戻し土砂層Ｄとの境界で生じるせん断力と引張力が筒体７に作用したとき、これらの力に対抗してマンホール１の浮上を防ぐことが可能である。
【００７１】
このように、筒体７を用いる場合、この筒体７を支持部材として利用することが可能であり、前述したような棒状の支持部材３を用いる必要がない。むろん、支持部材３と筒体７を併用することも可能であり、この併用することを妨げるものではない。
【００７２】
上記筒体７は、マンホール１の側壁に対し斜め下方に向かって形成された貫通孔２に挿通されているが、このような貫通孔２に対してのみ適用されるものではなく、マンホールの側壁に対し略水平に形成した貫通孔に適用しても良いことは当然である。
【００７３】
次に、浮上防止構造Ａを構成する際の工法について図６〜図８により説明する。本発明に係る工法では、マンホール１の壁面に形成される貫通孔２の加工をどの段階で行うかについては限定するものではない。即ち、マンホール１が新たに設置されるものである場合、予め工場段階で直壁管に対し貫通孔２の加工を行うことが可能である。また、マンホール１が既設のものである場合、設置現場で貫通孔２の加工を行うことが必要である。本実施例では既設のマンホール１を対象としている。
【００７４】
先ず、マンホール１の側壁に貫通孔２を形成する。この作業は、マンホール１の内部に図示しないコアカッターを予め設定された角度で設置し、このコアカッターを回転させつつ押し当てることで行う。
【００７５】
次いで、図６（ａ）に示すように、マンホール１に形成された貫通孔２に対向させて削孔用のケーシング１０を設置し、該貫通孔２を貫通させて埋戻し土砂層Ｄ、地山Ｃに向けて削孔する。ケーシング１０は、貫通孔２の径よりも僅かに小さい外径を有する円筒状に形成され、先端部に土砂層Ｄ、地山Ｃを削孔する切刃１０ａが設けられている。またケーシング１０は、図示しない駆動装置によって駆動されるように構成されている。
【００７６】
そして、ケーシング１０を予め設定された角度で斜め下方に保持し、切刃１０ａを含む先端部分を貫通孔２を通して埋戻し土砂層Ｄに臨ませる。その後、ケーシング１０を前進させて、埋戻し土砂層Ｄを貫通して地山Ｃ内に進行させる。尚、ケーシング１０を用いてマンホール１の側壁に貫通孔２を形成することも可能である。
【００７７】
また、ケーシング１０によって削孔すると同時に掘削した土砂をケーシング１０の内部空間から排出する。掘削した土砂を排出する場合、ケーシング１０の内部に外部から水を供給し、この水のマンホール１への配水に伴って排出することが可能である。また、ケーシング１０の内部にスクリューを設けて排出しても良い。
【００７８】
ケーシング１０を予め設定された長さ（深さ）まで進行させて、埋戻し土砂層Ｄ、地山Ｃを削孔した後、図６（ｂ）に示すように、ケーシング１０の内部に所定長さの支持部材３を挿通する。このとき、支持部材３がケーシング１０の略中心に位置するように、該支持部材３の外周にリング状のカラー（図示せず）を取り付けることが好ましい。
【００７９】
次に図７（ａ）に示すように、ケーシング１０をマンホール１に引き戻しつつ、地山Ｃ、埋戻し土砂層Ｄに硬化層５を形成するためのグラウト材となるセメントミルク５ａを充填する。このとき、支持部材３に形成された穴を通して供給したセメントミルク５ａを先端３ａから排出して充填することが可能である。また、ケーシング１０の内部に支持部材３と共に図示しないホースを挿入し、該ホースを介して供給されたセメントミルク５ａを充填することも可能である。
【００８０】
更に、地山Ｃ、埋戻し土砂層Ｄに対するセメントミルク５ａの充填は、支持部材３及びケーシング１０の両方から充填することも可能である。このように、セメントミルク５ａの充填方法は、採用する支持部材３やケーシング１０の寸法、或いは支持部材３の先端３ａまでの長さ等の条件を考慮して適宜選択することが好ましい。
【００８１】
上記の如く、本実施例ではセメントミルク５ａを充填する際にケーシング１０を引き戻した。しかし、ケーシング１０をマンホール１に引き戻すか否かは限定するものではなく、マンホール１の周辺に存在する埋戻し土砂層Ｄの性状に対応させて決定することが好ましい。例えば、埋戻した土砂層が周辺の自然土砂層に充分になじんで安定地盤である地山Ｃとして存在するような場合、ケーシング１０をマンホール１に引き戻して良い。
【００８２】
しかし、埋戻し土砂層Ｄがまだ周辺の自然土砂層に対し充分になじまず液状化する可能性を有するような場合、ケーシング１０をマンホール１に引き戻すことなく埋め殺しすることが好ましい。そして、ケーシング１０を埋め殺しする場合、該ケーシング１０の側面には多数の穴を形成しておき、充填されたセメントミルク５ａが穴を介して埋戻し土砂層Ｄ、地山Ｃに浸出し得るようにしておくことが好ましい。
【００８３】
地山Ｃ、埋戻し土砂層Ｄにセメントミルク５ａを充填する際に、マンホール１の側壁に形成された貫通孔２は空間の状態としておく。即ち、セメントミルク５ａを一度貫通孔２の外周面側の上部レベルまで充填して該貫通孔２を略充満させ、充満したセメントミルク５ａが硬化し始めたとき、貫通孔２の内部に存在するやや硬化したセメントミルク５ａをはつって排除することで、貫通孔２を空間の状態としておく。そして、図７（ｂ）に示すように、経時的にセメントミルク５ａが硬化して硬化層５が構成される。
【００８４】
支持部材３の周囲に硬化層５が構成された後、図８に示すように、マンホール１の貫通孔２に弾性材５を充填して支持部材３の後端３ｂを貫通させる。更に、貫通孔２のマンホール１の内周面側に座板４ａを配置して支持部材３の後端３ｂを挿通し、筒部４ｄを貫通孔２に挿入する。次いで後端３ｂに座金４ｃを挿通し、支持部材３の後端３ｂに袋ナット４ｂを螺合して予め設定されたトルクで締結する。
【００８５】
このように、支持部材３の後端３ｂを取付部材４を介してマンホール１の側壁に対し予め設定された力を作用させて取り付けることで、マンホール１に作用する浮力を側壁と座板４ａとの摩擦を介して支持部材３に伝えることが可能である。
【００８６】
次に、浮上防止構造の他の例について図９により説明する。図に於いて、前述の実施例と同一の部分及び同一の機能を有する部分には同一の符号を用いて説明を省略する（以下同じ）。
【００８７】
図に示すように、マンホール１の側壁に形成された貫通孔２には筒体７が配置されており、該筒体７の先端７ｂは埋戻し土砂層Ｄを貫通して地山Ｃに到達している。また、筒体７のフランジ７ｃはマンホール１の内壁に面接しており、筒部７ａの内部空間にはグラウト材５が充填されて硬化している。
【００８８】
尚、筒体７を貫通孔２から地山Ｃに向けて挿入する工程は、該貫通孔２を利用してケーシング１０によって埋戻し土砂層Ｄ、地山Ｃを削孔して該ケーシング１０をマンホール１に引き戻した後に行うことが好ましい。このように、予め削孔した部位に筒体７を挿入することによって容易な作業を実現することが可能である。
【００８９】
そして、筒体７のフランジ７ｃがマンホール１の内壁に面接した後、ニップル７ｄに図示しないホースを接続してグラウト材となるセメントミルクをフランジ７ｃ側まで充填する。フランジ７ｃには図示しない小さい孔が形成されており、筒体７の筒部７ａに充填されたセメントミルクがフレーム７ｃに達すると、前記孔から浸み出すことで、セメントミルクの充填が終了する。
【００９０】
従って、マンホール１は、筒部７ａの太さを有し内部が硬化したグラウト材からなる棒状の筒体７によって地山Ｃに拘束されることとなる。また、筒部７ａと貫通孔２の内面との間隙が殆どなく、且つフランジ７ｃが内壁と面接することによって、マンホール１と筒体７とが略一体化される。このため、マンホール１と筒体７に相対的な変位が生じようとしたとき、このとき作用する力を互いに伝えて支持しあうことが可能であり、マンホール１を確実に拘束することが可能となる。
【００９１】
次に、浮上防止構造の更に他の例について図１０により説明する。図に示すマンホール１は、単位長さを持った複数の円筒状の直壁管１５、１６を積み重ねて組み立てられている。直壁管１５、１６は夫々フランジ１５ａ、１６ａを有しており、互いのフランジ１５ａ、１６ａを当接させることで安定した組立状態を保持している。
【００９２】
貫通孔２は直壁管１５、１６の接続した部位に形成されており、各直壁管１５、１６の内周面であって貫通孔２から上方及び下方の予め設定された位置に溝１５ｂ、１６ｂが形成されている。前記溝１５ｂ、１６ｂは必要であるが、貫通孔２の左右方向には溝があっても良く、なくても良い。
【００９３】
支持部材３は後端３ｂが貫通孔２を貫通してマンホール１の内部に配置され、取付部材４によってマンホール１に取り付けられている。取付部材４は、貫通孔２を覆う座板１７と、支持部材３の後端３ｂに螺合する袋ナット４ｂと、支持部材３の傾斜角度に対応した角度を有する座金４ｃと、によって構成されている。
【００９４】
座板１７は、マンホール１に形成した貫通孔２の全開口面を覆うことが可能な大きさを有する曲面状に形成されており、上下方向の両端には直壁管１５、１６に形成した溝１５ｂ、１６ｂに嵌合する係止突起１７ａが形成されている。また、貫通孔２の左右方向にも溝が形成されている場合、これらの溝に対向する位置にも係止突起を形成している。更に、座板１７の貫通孔２に対向する面には該貫通孔２に挿入される筒部１７ｂが突設されている。しかし、座板１７に係止突起１７ａを形成した場合、筒部１７ｂは設けなくとも良いこともある。
【００９５】
そして、弾性材５を充填した貫通孔２に、筒部１７ｂを挿入すると共に係止突起１７ａを直壁管１５、１６に形成した溝１５ｂ、１６ｂに嵌合して座板１７を取り付けることが可能である。また、座板１７から突出している支持部材３の後端３ｂに座金４ｃを介して袋ナット４ｂを締結することで、貫通孔２の開口面を座板１７によって覆うと共に支持部材３をマンホール１に取り付けることが可能である。
【００９６】
上記の如く構成された本例では、座板１７の筒部１７ｂが貫通孔２に挿入されるため、直壁管１５、１６に何等かの外力が作用して水平方向にずれようとしたとき、筒部１７ｂが貫通孔２の内周面と接触してずれを防ぐことが可能である。また、座板１７の係止突起１７ａが貫通孔２の上下に形成された溝１５ｂ、１６ｂに係止されるため、直壁管１５、１６が相対的に上下方向にずれて間隔が形成されようとしたとき、係止突起１７ａが溝１５ｂ、１６ｂと係合して上下方向へのずれを防ぐことが可能である。
【００９７】
図１１は図１０に示す実施例の更に他の構成を説明する図である。本実施例では、マンホール１を構成する直壁管１５、１６の接続部分に図５に示す筒体７を変形させて適用している。即ち、筒体７のフランジ７ｃの端部に直壁管１５、１６に形成した溝１５ｂ、１６ｂに嵌合する係止突起７ｆが形成されている。このような筒体７を直壁管１５、１６の接続部分に適用した場合でも、これらの直壁管１５、１６が相対的に上下方向にずれて間隔が形成されようとしたとき、係止突起７ｆが溝１５ｂ、１６ｂと係合して上下方向へのずれを防ぐことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明に係るマンホールの浮上防止構造は、既設のマンホール或いは新設のマンホールに利用して有利である。
【符号の説明】
【００９９】
Ａ                    浮上防止構造
Ｂ                    管路
Ｃ                    地山
Ｄ                    埋戻し土砂層
１                    マンホール
２                    貫通穴
３                    支持部材
３ａ                  先端
３ｂ                  後端
３ｃ                  ねじ
３ｄ                  貫通穴
３ｅ                  ビット
３ｆ                  穴
３ｇ                  フック
３ｈ                  スリット
３ｉ                  ブリッジ片
３ｊ                  引張部材
３ｋ                  膨出部
４                    取付部材
４ａ                  座板
４ｂ                  袋ナット
４ｃ                  座金
４ｄ                  筒部
５                    硬化層
５ａ                  セメントミルク
６                    弾性材
７                    筒体
７ａ                  筒部
７ｂ                  先端
７ｃ                  フランジ
７ｄ                  ニップル
７ｅ                  穴
７ｆ                  係止突起
１０                  ケーシング
１０ａ                切刃
１５、１６            直壁管
１５ａ、１６ａ        フランジ
１５ｂ、１６ｂ        溝
１７                  座板
１７ａ                係止突起
１７ｂ                筒部
【図１】
2014156766.tif 000003
【図２】
2014156766.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2014156766.tif 000007
【図６】
2014156766.tif 000008
【図７】
2014156766.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014156766.tif 000012
【図１１】
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