(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
深さ方向の任意の位置で損傷を受けた中空基礎杭の補修方法において、前記損傷を受けた位置を特定した後、前記中空基礎杭の孔内に補強材を挿入し、前記損傷を受けた位置で前記補強材を固定することを特徴とする中空基礎杭の補修方法。
【請求項２】
前記補強材が長さ方向に継ぎ足し可能な短尺のパイプより構成されており、該補強材を複数本継ぎ足した状態で中空基礎杭の孔内に挿入し固定することを特徴とする請求項１記載の中空基礎杭の補修方法。
【請求項３】
前記補強材が短尺のパイプより構成されており、前記中空基礎杭の孔内に複数の補強材を吊り下げて挿入する際に、下側の補強材の吊り下げ材を上側の補強材の内部に挿通させることを特徴とする請求項１記載の中空基礎杭の補修方法。
【請求項４】
前記補強材が金属パイプとその外周に配された膨脹性材料とから構成されており、水分の吸収によって前記膨脹性材料を膨脹させて中空基礎杭の孔壁に圧接させることにより、補強材を中空基礎杭の孔内に固定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の中空基礎杭の補修方法。
【請求項５】
前記補強材と中空基礎杭の孔壁との隙間にモルタル等の充填材を充填固化させることで、補強材を中空基礎杭の内部に固定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の中空基礎杭の補修方法。
【請求項６】
前記補強材をパイプ材から構成した場合に、その内部にモルタル等の充填材を充填固化させることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の中空基礎杭の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震等により損傷を受けた中空基礎杭の補修方法に係り、特に深さ方向の任意の箇所に損傷がある場合にも有効に対応できる中空基礎杭の補修方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大地震が発生した場合、その被害は上部構造物ばかりでなく、基礎杭にまで及ぶことがある。従来、基礎杭が損傷した場合には、次のような対策が考えられている。まず、基礎部分を掘り出して作業スペースを確保する。次に、上部構造物を仮り受けして、基礎杭の被災箇所のコンクリートや鉄筋を除去する。次に、除去した部分に鋼管や鉄筋を再配置し、コンクリートを打設・養生した後、型枠撤去、仮り受け解除を行い、埋め戻しを行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際には上方空間の制限された狭いスペースでの作業を余儀なくされるので、上記のような大掛かりな工事は困難が予測される。特に、基礎杭の深部に損傷箇所がある場合には、堀り返しの困難さから上記の方法は対応が不可能であり、確実に実現可能な補修方法が望まれていた。
【０００４】
本発明は、上記事情を考慮し、中空基礎杭を補修する場合に、杭頭部あるいは杭上部の周辺に小さなスペースを確保するだけで、大掛かりな工事を行わずに作業を行うことができ、しかも、深さ方向の任意の位置の損傷に対して対応が可能で、費用や時間もあまりかからない中空基礎杭の補修方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の補修方法は、深さ方向の任意の位置で損傷を受けた中空基礎杭の補修方法において、前記損傷を受けた位置を特定した後、前記中空基礎杭の孔内に補強材を挿入し、前記損傷を受けた位置で前記補強材を固定することを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明の補修方法は、請求項１において、前記補強材が長さ方向に継ぎ足し可能な短尺のパイプより構成されており、該補強材を複数本継ぎ足した状態で中空基礎杭の孔内に挿入し固定することを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明の補修方法は、請求項１において、前記補強材が短尺のパイプより構成されており、前記中空基礎杭の孔内に複数の補強材を吊り下げて挿入する際に、下側の補強材の吊り下げ材を上側の補強材の内部に挿通させることを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明の補修方法は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記補強材が金属パイプとその外周に配された膨脹性材料とから構成されており、水分の吸収によって前記膨脹性材料を膨脹させて中空基礎杭の孔壁に圧接させることにより、補強材を中空基礎杭の孔内に固定することを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明の補修方法は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記補強材と中空基礎杭の孔壁との隙間にモルタル等の充填材を充填固化させることで、補強材を中空基礎杭の内部に固定することを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明の補修方法は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記補強材をパイプ材から構成した場合に、その内部にモルタル等の充填材を充填固化させることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は第１実施形態の補修方法の説明図である。ここで補修の対象とする中空基礎杭１は、地盤Ｔ内に深く埋設されており、先の検査（ここでは説明せず）により、深さ方向のある位置にひび割れ（損傷）３が入っていることが分かっている。なお、この中空基礎杭１は、折れ曲がってはおらず、鉛直方向の強度は依然十分に保っているものとする。この中空基礎杭１の補修に当たっては、予め地盤表層部の基礎部分が掘り返されており、中空基礎杭１の杭頭部周辺が作業スペースとして開放されている。なお、図１では建物の基礎版や上部構造の図示を省略してある。
【００１２】
補修に際しては、まず補強材４を用意する。補強材４は、図２に示すように、長さ方向に継ぎ足し可能な短尺の金属パイプ（例えば、十分な曲げ剛性を持つ鋼管）５と、その外周に配された膨脹性材料６とから構成されている。金属パイプ５を継ぎ足し可能とするために、金属パイプ５の両端には、それぞれ雄ネジ５ａと雌ネジ５ｂが形成され、順次ネジ結合しながら継ぎ足せるようになっている。また、金属パイプ５の上端には、補強材４を吊り下げられるように、吊り下げワイヤ（吊り下げ材）１０（図１参照）の係止孔８が円周方向に複数設けられている。
【００１３】
膨脹性材料６は、膨脹セメント系材料とポリマー系材料の混合物からなり、通水性フィルムや可溶性シートでできた袋（図示略）に収容され、その袋を金属パイプ５の外周面に接着することで、金属パイプ５の外周に保持されている。補強材４は、この膨脹性材料６を外周に配した状態で、全体の外径が、中空基礎杭１の孔１ａの内径よりも小さく形成されており、中空基礎杭１の孔１ａの内部に容易に挿入できるようになっている。
【００１４】
中空基礎杭１の補修に当たっては、図１に示すように、補強材４の上端の係止孔８（図２参照）に吊り下げワイヤ１０の先端を掛けて、上方から補強材４を吊り下げ支持し、その状態で中空基礎杭１の孔１ａ内に挿入して、ひび割れ３のある位置に位置決めする。そして、吊り下げワイヤ１０の上端を杭頭部または杭上部に固定することで、補強材４をひび割れ３のある位置に保持する。
【００１５】
このように保持しておくと、やがて膨脹性材料６が水分を吸って膨脹し、中空基礎杭１の孔壁に圧接する。そして、その圧接力によって、補強材４がその位置に固定される。この状態になると、吊り下げワイヤ１０による保持力は不要になるので、取り除いてもよい。なお、中空基礎杭１の孔１ａ内が湿潤状態にない場合には、膨脹性材料６に十分な水分を与えることで膨脹させる。
【００１６】
こうして補強材４をひび割れ３のある箇所に固定すると、中空基礎杭１に水平力が作用しても、内部の金属パイプ５の剛性により、基礎杭としての強度を発揮することができる。なお、強度が不足するおそれのある場合には、図示のように金属パイプ５の内部にモルタル７を充填固化させてもよい。モルタル以外にコンクリート等の充填材を用いることもできる。
【００１７】
上記の補修方法によれば、中空基礎杭１の孔１ａ内に補強材４を挿入して損傷箇所にて固定するだけであるから、中空基礎杭１を大きく掘り返すような大掛かりな工事が不要であり、杭頭部あるいは杭上部に比較的小さな作業スペースを確保するだけで作業が可能となる。また、損傷箇所のある深さまで補強材４を挿入して固定すればよいので、任意の深さの損傷に対して適用することができる。したがって、現実の被災に対して容易に実現可能であり、費用や時間も少なくてすむ等の利点が得られる。また、金属パイプ５の外周に配した膨脹性材料６により補強材４を中空基礎杭１の孔１ａ内に固定するので、膨脹性材料６が膨脹するまでの間だけ、吊り下げワイヤ１０で補強材４を保持しておけばよく、作業が容易にできる。さらに、１つの補強材４は短尺であるから、損傷箇所のみに補強材４を配置することができ、過剰補強とならず、資材の無駄や作業時間の無駄も省ける。
【００１８】
また、損傷箇所が深さ方向の広い範囲にわたって存在する場合は、図３の第２実施形態あるいは図４の第３実施形態のように、前記補強材４を長さ方向に複数本継ぎ足した状態で、中空基礎杭１の孔１ａ内に挿入し固定すればよい。特に後者のものでは、深さ方向全域に対応する長さに補強材４を継ぎ足しているので、吊り下げワイヤ１０による保持は不要となる。
【００１９】
なお、補強材４の継ぎ足し方法としては、上記のネジ式の他に、ピン等を用いた嵌め込み結合式等を採用することができる。また、補強材４を構成する金属パイプ５は、中空基礎杭１の孔１ａの形状に合わせればよく、矩形や楕円等にしてもよい。さらに、補強材としては金属パイプを用いることに限らず、アラミド繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、ＰＣ鋼線等により強化したエポキシ、ビニルエステル等の樹脂からなる強化プラスチック製のパイプ材も採用可能である。
【００２０】
また、複数の損傷箇所が深さ方向に離れて存在する場合は、図５の第４実施形態のように、損傷箇所のみに対応させて複数の補強材４を離して配置する。その際、下側の補強材４の吊り下げワイヤ１０を、上側の補強材４の金属パイプ５の内部に挿通させることで、離間した損傷箇所に正確に各補強材４を配置することができる。
【００２１】
なお、上記実施形態では、金属パイプ５の外周全体を覆うように膨脹性材料６を取り付けた構成の補強材４を用いた場合を示したが、膨張性材料６を間隔をあけて部分的に取り付けることでも良い。また、金属パイプ５だけで補強材４を構成し、後から金属パイプ５と中空基礎杭１の孔壁との隙間にモルタル等の充填材を充填固化させることで、金属パイプ５を中空基礎杭１の内部に固定してもよい。
【００２２】
また、上記実施形態では、最初から中空になっている基礎杭に本発明を適用した場合を示したが、中空でない既設の基礎杭にボーリングすることで基礎杭を中空にし、その後で本発明を適用してもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明の補修方法によれば、中空基礎杭の孔内に補強材を挿入して損傷箇所にて固定するだけであるから、基礎杭を大きく掘り返すような大掛かりな工事が不要であり、杭頭部あるいは杭上部に比較的小さな作業スペースを確保するだけで作業可能である。また、損傷箇所のある深さまで補強材を挿入して固定すればよいので、任意の深さの損傷に対して適用することができる。したがって、現実の被災に対して実現可能であり、費用や時間も少なくてすむ。
【００２４】
請求項２の発明の補修方法によれば、補強材を長さ方向に継ぎ足し可能な短尺パイプで構成したので、補修箇所が深さ方向の広い範囲にわたっていても、補強材を継ぎ足すことで容易に全範囲に対応することができる。また、１つの補強材は短尺であるから、損傷箇所のみに補強材を配置することができ、過剰補強とならず、資材の無駄や作業時間の無駄も省ける。
【００２５】
請求項３の発明の補修方法によれば、補修箇所が複数に分かれていても、補強材を補修箇所のみに無駄なく配置することができる。
【００２６】
請求項４の発明の補修方法によれば、金属パイプの外周に配した膨脹性材料により、補強材を中空基礎杭の孔内に固定することができるので、補強材の固定が容易であり、作業性の向上が図れる。
【００２７】
請求項５の発明の補修方法によれば、補強材を確実に中空基礎杭の孔内に固定することができる。
【００２８】
請求項６の発明の補修方法によれば、補強材自体の強度アップが図れるので、中空基礎杭に対する補強効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の説明図で、（ａ）は上から見た平面図、（ｂ）は（ａ）図のＩｂ−Ｉｂ矢視断面図である。
【図２】前記第１実施形態で用いた補強材の説明図で、（ａ）は上から見た平面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の説明図で、中空基礎杭の側断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態の説明図で、中空基礎杭の側断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態の説明図で、中空基礎杭の側断面図である。
【符号の説明】
１  中空基礎杭
１ａ  孔
３  ひび割れ（損傷）
４  補強材
５  金属パイプ
６  膨脹性材料
７  モルタル
１０  ワイヤ（吊り下げ材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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