(57)【要約】【課題】  少ない注入材の注入量で効率的に構造物を上昇させることができる構造物の高さ調節方法を提供すること。【解決手段】  地盤に注入材を注入することによって地盤上に構築した構造物の高さを調節する方法である。まず、注入材の注入を行う地盤の外周から、複数本の支持用鋼管４を構造物１の平面投影形の下方の内側に向けて傾斜させて貫入する。次に前記支持用鋼管で仮想的に囲まれた注入領域内の下層地盤２３に注入材を注入し、支持注入部３１を形成する。次に前記構造物の直下の表層地盤２１に注入材を注入し、間隙注入部３２を形成する。そして、前記下層地盤と前記表層地盤に注入した注入材が硬化した後に、前記支持盤とリフト盤の間の中層地盤２２に注入材を加圧注入してリフトアップを行い、前記構造物の高さを調節する。【選択図】図４
2006070513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に注入材を注入することによって地盤上に構築した構造物の高さを調節する方法であって、
注入材の注入をおこなう地盤の外周から、支持用鋼管を構造物の平面投影形の下方の内側に向けて傾斜させて貫入する支持用鋼管打設工程と、
前記支持用鋼管で仮想的に囲まれた注入領域内の下層地盤に注入材を注入する支持盤注入工程と、
前記構造物の直下の表層地盤に注入材を注入するリフト盤注入工程と、
前記下層地盤と前記表層地盤に注入した注入材が硬化した後に、前記支持盤とリフト盤の間の中層地盤に注入材を加圧注入して前記構造物の高さを調節するリフトアップ注入工程と、からなることを特徴とする、
構造物の高さ調節方法。
【請求項２】
請求項１記載の構造物の高さ調節方法において、
支持用鋼管の頭部と構造物の基礎を互いに連結させることを特徴とする、
構造物の高さ調節方法。
【請求項３】
請求項１乃至２記載の構造物の高さ調節方法において、
間隔を置いて貫入された複数の支持用鋼管の頭部を互いに連結させることを特徴とする、
構造物の高さ調節方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の構造物の高さ調節方法において、
一方の支持用鋼管を構造物の平面投影形の下方の内側に向けて傾斜させて貫入させ、他方の支持用鋼管を鉛直方向に向けて貫入させることを特徴とする、
構造物の高さ調節方法。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の構造物の高さ調節方法において、
一方の支持用鋼管を構造物の平面投影形の下方の内側に向けて傾斜させて貫入させ、他方は支持用鋼管を貫入しないことを特徴とする、
構造物の高さ調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤が沈下して構造物が傾いた場合などにおこなう構造物の高さ調節方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
構造物を建設する場合には、建設する地盤の地耐力、支持地盤などを確認し、構造物を建設しても沈下したり、傾いたりすることがないような基礎構造を選定する。しかし、地盤の地耐力は、建設後の地下水位の変化や隣接地の建設工事、地震や風水害などによって変化することがあるため、建設した構造物が全体的に沈下したり傾いたりすることがある。また、構造物の下の地盤は、掘削して目視することはなく、ボーリングデータ、スウェーデン式サウンディング試験結果、あるいは過去の地質調査結果から推定しているに過ぎないため、予想以上に軟弱層が厚かったり、部分的に弱い層が介在していたりして、沈下や傾きが発生する場合がある。このような場合に、構造物を所定の高さに戻したり、ジャッキなどを用いて傾きを修正して水平に戻したりする工事が従来から実施されている。
特許文献１は、不等沈下を生じた建物の基礎をジャッキで持ち上げ、建物の基礎底面と地盤の間に生じた隙間にモルタルを注入することによって構造物の高さを調節する方法である。
また、特許文献２は、不等沈下した建物の下方地盤に液状材料を注入して地盤を全体的に押し上げることによって、地盤上に構築された構造物の高さを調節する方法である。特許文献３は、特許文献２と類似した方法で、固結用薬液を注入する地盤の外周に側壁を構築し、薬液の側方への流出を防止して効率的に建物を上昇させる方法である。
【特許文献１】特開２０００−８３９８号公報
【特許文献２】特開平９−１３４１６号公報
【特許文献３】特開昭５１−１０３６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記した従来の構造物の高さ調節方法にあっては、次のような問題点がある。
＜１＞建物をジャッキアップする方法では、沈下を修正するために建物の外部及び内部を掘削して穴を形成したり、ジャッキの反力をとるために鋼管杭を打設したりする必要があるため、工事が大掛かりになり、工期も長期化する。また、沈下の原因を除去するわけではないため、再び沈下が発生する可能性が高い。
＜２＞薬液を下層地盤から上層地盤に向けて徐々に注入していく特許文献２の方法では、高さ調節を必要とする建物以外の隣接地の建物まで浮き上がってしまう危険がある。また、注入した薬液はあらゆる方向に逸散していくため、注入量が多くなる上に、注入量と上昇量の関係がつかみ難く上昇量の制御が難しい。
＜３＞建物の外周地盤を側壁で囲む方法は、薬液の側方への流出を防ぐには望ましい方法ではある。しかし、引用文献３に記載されているような敷地の広い場所に構築されたタンクの外周であれば連続地中壁を地中に構築することも可能ではあるが、密接して立ち並ぶ民家の外周の地盤に連続地中壁を構築することは不可能に近い。
【０００４】
上記のような課題を解決するために、出願人は以前に、地盤に注入材を注入することによって地盤上に構築した構造物の高さを調節する方法において、前記構造物から深さ方向に離隔した位置の下層地盤に前記注入材を注入する支持盤注入工程と、前記構造物の直下又は周囲の少なくとも一方の表層地盤に前記注入材を注入するリフト盤注入工程と、前記下層地盤と前記表層地盤に注入した注入材が硬化した後に、前記下層地盤と前記表層地盤の間の中層地盤に注入材を加圧注入して前記構造物の高さを調節するリフトアップ注入工程と、からなることを特徴とする構造物の高さを調節する方法を出願した。
【０００５】
上記の発明により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができた。
＜１＞支持注入とリフト盤注入を終えた後に、最後にリフトアップ注入を行って構造物の高さを調節する。このため、少ない注入量で効果的に構造物を上昇させることができる。また、支持地盤の深さや構造物の大きさによって期間は異なるが、３日から７日程度の短期間で構造物の高さを調節することができた。
＜２＞表層地盤へ間隙注入をおこなった後に、構造物の高さを調節するためのリフトアップ注入をおこなう。このため、注入材が地表や構造物下に噴出することがほとんどない。また、構造物を上昇させるための注入は中層地盤に対しておこなうため、隣接地の地盤が盛り上がるなどの影響を最小限に抑えることができた。
＜３＞支持用鋼管で囲まれた地盤に注入をおこなう場合、側方への地盤の膨張を抑え、効率的に構造物を上昇させることができる。また、注入によって隣接地が膨張することを抑えることができた。
【０００６】
上記した構造物の高さ調節方法においては、注入材の注入をおこなう地盤の外周に、支持用鋼管４を間隔を置いて貫入することによって注入材５３を注入した地盤の側方への膨らみを抑えることができる。側方への膨張を抑えられた地盤は上下方向に膨張することになる。通常、下方地盤の方が上方地盤よりも相対的に硬いとされるため、地盤は上方にのみ膨張することになり、この結果、効率的に構造物１を上昇させることができた。
【０００７】
しかし、仮に、下方地盤の方が上方地盤よりも相対的に柔らかい場合、注入材５３の注入時、側方への膨張を抑えられた地盤は下方向に膨張することになり、上方地盤と下方地盤の相対的な硬さに影響を受けずに、地盤の膨張をできる限り上方に誘導することが可能となるような、改良の余地を残していた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような課題を解決するために、本発明の構造物の高さ調節方法は、地盤に注入材を注入することによって地盤上に構築した構造物の高さを調節する方法であって、注入材の注入をおこなう地盤の外周から、支持用鋼管を構造物の平面投影形の下方の内側に向けて傾斜させて貫入する支持用鋼管打設工程と、前記支持用鋼管で仮想的に囲まれた注入領域内の下層地盤に注入材を注入する支持盤注入工程と、前記構造物の直下の表層地盤に注入材を注入するリフト盤注入工程と、前記下層地盤と前記表層地盤に注入した注入材が硬化した後に、前記支持盤とリフト盤の間の中層地盤に注入材を加圧注入して前記構造物の高さを調節するリフトアップ注入工程と、からなることを特徴とする方法である。
また、上記した構造物の高さ調節方法において、支持用鋼管の頭部と構造物の基礎を互いに連結させることもできる。また、上記した構造物の高さ調節方法において、間隔を置いて貫入された支持用鋼管の頭部を互いに連結させることもできる。また、上記した構造物の高さ調節方法において、一方の支持用鋼管を構造物の平面投影形の下方の内側に向けて傾斜させて貫入し、他方の支持用鋼管を鉛直に貫入させたり、一方の支持用鋼管のみを構造物の平面投影形の下方の内側に向けて傾斜させて貫入させることもできる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の構造物の高さ調節方法は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
＜１＞支持注入とリフト盤注入を終えた後に、最後にリフトアップ注入を行って構造物の高さを調節する。このため、少ない注入量で効果的に構造物を上昇させることができる。また、支持地盤の深さや構造物の大きさによって期間は異なるが、３日から７日程度の短期間で構造物の高さを調節することができる。
＜２＞表層地盤へ間隙注入をおこなった後に、構造物の高さを調節するためのリフトアップ注入をおこなう。このため、注入材が地表や構造物下に噴出することがほとんどない。また、構造物を上昇させるための注入は中層地盤に対しておこなうため、隣接地の地盤が盛り上がるなどの影響を最小限に抑えることができる。
＜３＞構造物の平面投影形の下方の内側に向けて傾斜させて貫入された支持用鋼管に囲まれた地盤に注入をおこなうため、支持用鋼管が側方への地盤の膨張を抑え、注入工程時に注入圧が上昇する。
＜４＞支持用鋼管の存在によって、上方地盤と下方地盤の相対的な硬さに左右されることなく、あたかも底板が存在するかのように支持材としての役割を果たし、効率的に構造物を上昇させることができる。
＜５＞構造物のリフトアップ完了後に、支持用鋼管の頭部と構造物の基礎を互いに連結させることで、施工後の基礎の安定性が向上する。
＜６＞外周に貫入された複数の支持用鋼管の頭部を互いに連結することで、支持用鋼管の耐力を増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【実施例】
【００１１】
＜１＞全体構成
本発明の構造物１の高さ調節方法は、まず、複数の支持用鋼管４を打設し、仮想的に囲まれた空間を形成する。この空間を注入領域２５とする（図１参照）。次に、注入領域２５内にて各注入工程を実施し、構造物のリフトアップを行う。
各注入工程は、地盤の深さによって注入順序、注入圧力を変化させることで行う。便宜上、構造物１の下方に深さ方向に広がる地盤を、上から表層地盤２１、中層地盤２２、下層地盤２３とする（図１参照）。これらの名称を付けた地盤は、どこからどこまでが表層地盤２１である、というように明確に区別できるものではなく、後述するように注入の順序によって相対的に決まるものである。
【００１２】
＜２＞支持用鋼管打設工程
注入材の注入をおこなう地盤の外周から、複数本の支持用鋼管４を構造物の平面投影形の下方の内側に向けて傾斜させて貫入する（図１参照）。
支持用鋼管４の貫入本数及び囲繞形状は、地盤の性質、隣接地への地盤の膨張の影響などを考慮して決定する。
図１では、構造物１の右側面方向の沈下が大きく、構造物１の平面投影形の下方の内側の地盤が全体的に軟弱であると仮定し、構造物の側面両側から、構造物１を支持している地盤を囲むように支持用鋼管４を貫入している。
支持用鋼管４にて逆台形状に囲まれることにより、下記の各注入工程時に、注入領域２５内の地盤は側方のみならず、下方への膨張も阻止され、注入材の注入圧が上昇する。
さらに、支持用鋼管４は上方地盤と下方地盤の相対的な硬さに左右されることなく、あたかも底板が存在するかのように支持注入部３１の下端を支持する支持材としての役割も果たし、より効率的に構造物１を上昇させることができる（図２参照）。
支持用鋼管４の貫入本数に比例して、地盤の膨張阻止、及び支持材としての効果は増し、構造物の沈下が大きい場所、すなわちリフトアップを集中的に行う場所に向けて多数貫入することで、より有利な効果が得られる。
支持用鋼管４として使用される鋼材として、例えば、直径４０〜６０ｍｍ程度の足場などに使用する単管パイプが挙げられる。この場合、支持用鋼管４は断面積が小さく、大型の杭打ち機を使用しなくとも容易に地盤に貫入することができるので、敷地の狭い住宅地においても適用できる。
【００１３】
＜３＞注入材
注入材５３は、注入時は液状で地盤の間隙に浸透し、注入後は固結して地盤の間隙を充填することができる公知の材料である。
例えば、２つの液（Ａ液、Ｂ液）を別々のルートで注入管５２の頭部または先端まで送り、注入する直前に混合された混合液を地盤に注入する。混合された液体は、５〜１５秒程度の短い時間でゲル化し、地盤の間隙で固結する。このような注入方法は二重管ロッド工法と呼ばれる公知の注入工法である。例えば、主剤となるＡ液には珪酸ソーダ（水ガラス）を使用し、硬化剤となるＢ液にはセメント系材料を使用することができる。
また、使用する薬剤によっては３〜１０分程度のゲル化時間が確保できるものもあるため、このような薬剤を注入材５３として使用する場合は、注入管５２に送り込む前に混合して単管の注入管５２を使用して注入を行う単管ロッド工法やストレーナ工法などが採用できる。
【００１４】
＜４＞支持盤注入工程
下層地盤２３は、通常深さ方向に広い範囲で広がっているため、段階的に注入を行う。例えば、ボーリングマシン５１で掘削をおこない、地中に挿入した注入管５２に注入材５３を送り込んで注入を行う。注入は、通常、加圧して行うが、圧力の大きさは注入する地盤の土質、注入方法、注入材５３の材質、単位吐出量、注入位置などにより調節する。所定量の注入が完了した後に、注入管５２を所定の長さ引き抜いて、再び注入を行う（図５参照）。すると、地盤に柱状の改良部分が形成される。この下層地盤２３に注入材５３を注入して形成された部分を支持注入部３１とする（図２参照）。
支持注入部３１の上端は、下層地盤２３の上端と一致させる必要はなく、図２に示したように支持注入部３１の上端が構造物１の基礎１１の真下に配置されていれば、構造物１を支持するような形態になる。
また、支持注入部３１は、支持用鋼管４で仮想的に囲まれた注入領域内である、注入領域２５の下層地盤２３に配置させることで、支持注入部３１自身が、支持用鋼管４によって支持されるようになる。
この下層地盤２３の注入は、横方向に所定の間隔をおいて行うことができる。この結果、地中に杭状の支持注入部３１が複数本、形成されることになる。
従って、構造物１を上昇させるときに発生する圧力に負けない反力が確保される。また、再び沈下が発生しないよう、下層地盤２３自体の強度を上げておくことができる。
なお、この下層地盤２３の注入時にも構造物１が上昇することはあるが、本発明では下層地盤２３の注入をもって最終的な構造物の高さ調節を行うことはない。
【００１５】
＜５＞リフト盤注入工程
構造物１の基礎１１と表層地盤２１の間は、完全に密着していたり、強固に連結されているわけではなく、隙間が開いていたり、緩やかに接していたりする場合が多い。この状態のままで構造物１を持ち上げるための加圧注入を行うと、注入材５３が地表に噴出したり、効果的に構造物１を持ち上げることができなかったりする。このため、構造物１の直下や周囲の間隙に注入材５３を注入し、構造物１を上昇させるために注入した注入材５３が上方に逃れることがないような蓋の役目を果たす間隙注入部３２を形成する。ここで、構造物１の基礎１１が底面を覆う板状のべた基礎であれば、基礎１１の周囲の間隙にのみ注入するだけでもよい。しかし、帯状の布基礎の場合は、構造物１の直下にも注入を行うのが好ましい。
表層地盤２１の注入は、注入材５３を送り出せる程度のほとんど無圧状態で注入材５３を間隙に流し込むようにして行うのが好ましい。間隙注入部３２の形成は、そもそも注入材５３の地上への噴出を抑えるために行うものであるため、注入材５３が噴出しない程度の圧力に抑えて注入を行う。
表層地盤２１への注入は、基礎１１と地盤の隙間を埋めるために行うので、例えば沈下の大きい側の構造物１外縁付近に隙間なく行うのが好ましい（図３参照）。
従って、構造物１を上昇させるために注入した注入材５３が逸散することなく、リフトアップに効率的に使用されるようなリフト盤を形成することができる。
【００１６】
＜６＞リフトアップ注入工程
下層地盤２３に最初に注入を行って上昇時の反力を確保できるだけの支持注入部３１を形成し、次いでリフト盤を形成するために表層地盤の注入２１を行って間隙注入部３２を形成し、下層地盤２３と表層地盤２１に挟まれた中層地盤２２に最後に注入を行うことによって、構造物１を所定の高さまで持ち上げる。中層地盤２２への注入によって形成される部分を上昇注入部３３という（図４参照）。
中層地盤２２へ注入した注入材５３は、下方に逸散しようとすれば支持注入部３１に阻止され、上方に逸散しようとすれば間隙注入部３２に阻まれるため、注入材５３は効率的に構造物１を持ち上げるのに利用される。
従って、注入材５３の使用量を従来に比べて削減でき、経済的である。また、注入材５３の逸散が少なく、注入量に比例して構造物１が上昇するため、高さ調節を容易に行うことができる。例えば、注入管５２の口元の圧力が１００〜３００ｋＰａとなるように注入を行う。高さ調節は、１ｍｍ単位で行うことが可能である。
【００１７】
＜７＞全体調節注入
全体調節注入は、リフトアップ注入工程Ｄの後に必要に応じて全体のバランスをとるために行う注入をいう。上昇注入部３３の形成は沈下量の大きい部分を狙って部分的に行うため、広い範囲にわたって微調節が必要なときは、全体調節注入によって調節を行い、構造物１を水平にする。
【００１８】
＜８＞高さの測定
本発明の構造物の高さ調節方法を実施する前に、構造物１の平面的に複数の位置に計測点を設け、各位置の沈下量を予め計測しておく。注入時は、逐次、この計測点の高さを計測し、注入材５３の注入量を調節する。
例えば、構造物１が右下がりに傾斜している場合、構造物１の右側を中心に注入材５３を注入し、沈下量の最も大きい部分を大きく持ち上げ、左側に移るにつれて注入量を減らして上昇量を調節する。
本発明の方法では、支持盤注入工程Ｂとリフト盤注入工程Ｃの後にリフトアップ注入工程Ｄを行って構造物１を上昇させる。このため、注入の結果が構造物１の上昇に効率的に反映され、微調節を容易に行うことができる。特に、支持用鋼管４に遮られた地盤に注入材５３を注入した場合、地盤の支持用鋼管４方向への膨張は阻止され、地盤を効果的に上昇させることができる。
以上、本発明の構造物の高さ調節方法によれば、注入材５３の使用量を削減できるだけでなく、上昇量の微調節も容易に行うことができる。特に、構造物１の基礎が、直接基礎、耐圧基礎の場合に本発明は適用し易く、深基礎や鉄筋コンクリート製の布基礎の場合にも適用することができる。
【００１９】
＜９＞支持用鋼管連結工程
リフトアップ工程により構造物１の沈下を修正した後に、支持用鋼管４と構造物１の基礎１１を結合することで、施工後の基礎の安定性がより向上する。さらに支持用鋼管を複数貫入した場合、支持用鋼管連結部５を用いて互いに連結させることにより、支持用鋼管の耐力を増加させることもできる（図６参照）。
支持用鋼管の連結方法には、他にも、支持用鋼管の頭部を地上に露出させ、頭部連結方向に沿って壁板７を設置し、壁板７で囲まれた内部をセメント等の硬化材６で埋める方法や（図９参照）、支持用鋼管を打設する地面に穴を掘り、その穴から支持用鋼管の頭部を露出させ、硬化材６にて埋め戻す方法などがある（図１０参照）。
【００２０】
＜１０＞他の実施例
上記したように、支持用鋼管打設工程において、支持用鋼管４の貫入本数及び囲繞形状は、地盤の性質、隣接地への地盤の膨張の影響などを考慮して決定する。
例えば、図７は、構造物１の右側からリフトアップを行い、構造物１の左側は隣接地の地盤の膨張を阻止することのみを目的とする場合の支持用鋼管打設工程の実施例である。右側の複数の支持用鋼管４は構造物１の平面投影形の下方の内側に向けて傾斜させて貫入させ、左側の複数の支持用鋼管４は鉛直方向に向けて貫入させている。
そして、図８は、構造物１の右側からリフトアップを行い、構造物１の左側は隣接地の地盤の膨張を特に考慮しなくても良い場合の支持用鋼管打設工程の実施例である。右側の複数の支持用鋼管４は構造物１の平面投影形の下方の内側に向けて傾斜させて貫入させているが、左側は支持用鋼管４を貫入しなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例における支持用鋼管打設工程の説明図。
【図２】本発明の実施例における支持盤注入工程の説明図。
【図３】本発明の実施例におけるリフト盤注入工程の説明図。
【図４】本発明の実施例におけるリフトアップ注入工程の説明図。
【図５】本発明の実施例における下層地盤への注入の説明図。
【図６】本発明の実施例における支持用鋼管連結工程の説明図。
【図７】本発明の支持用鋼管打設工程における他の実施例の説明図。
【図８】本発明の支持用鋼管打設工程における他の実施例の説明図。
【図９】本発明の支持用鋼管連結方法における実施例の説明図。
【図１０】本発明の支持用鋼管連結方法における他の実施例の説明図。
【符号の説明】
【００２２】
Ａ・・・支持用鋼管打設工程
Ｂ・・・支持盤注入工程
Ｃ・・・リフト盤注入工程
Ｄ・・・リフトアップ注入工程
１・・・構造物
１１・・基礎
２１・・表層地盤
２２・・中層地盤
２３・・下層地盤
２４・・支持地盤
２５・・注入領域
３１・・支持注入部
３２・・間隙注入部
３３・・上昇注入部
４・・・支持用鋼管
５・・・支持用鋼管連結部
５１・・ボーリングマシーン
５２・・注入管
５３・・注入材
６・・・硬化材
７・・・壁板
【図１】
2006070513.tif 000003
【図２】
2006070513.tif 000004
【図３】
2006070513.tif 000005
【図４】
2006070513.tif 000006
【図５】
2006070513.tif 000007
【図６】
2006070513.tif 000008
【図７】
2006070513.tif 000009
【図８】
2006070513.tif 000010
【図９】
2006070513.tif 000011
【図１０】
2006070513.tif 000012