(57)【要約】      （修正有）【課題】地盤と接する構造物において、鋼板補強のできない構造物の地盤側表面に対して、地盤に達する先端部拡開アンカーにより抑え力を与え、構造物の側壁の補強ができる、耐震補強用傘型先端部拡開アンカー及びそれを用いた地盤と接する構造物の耐震補強工法を提供する。【解決手段】地盤と接する構造物の耐震補強工法において、側壁２に穿孔４を形成し、中空ロッド７及び先端拡大部を具備する傘型先端部拡開アンカー５を前記穿孔４に植設し、前記中空ロッド７の先端側に配置され拡開可能な傘型先端部拡開機構の枝鉄筋を、前記中空ロッド７の後端部に引張荷重を掛けて前記先端拡大部を形成して、前記構造物の側壁２の地盤側表面２Ｂに定着させ、側壁の構造物側表面２Ａ側から前記中空ロッド７の内部穴を介して前記先端拡大部にセメント１０を充填して鉄筋・セメント拡大部１１を形成し、側壁補強鋼板１２を設置して側壁２を前記地盤１に強固に固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）地盤まで達するように構造物の側壁に配置される中空ロッドと、
（ｂ）該中空ロッドの先端側に配置され、前記中空ロッドの先端部を中心にして拡開され前記構造物の側壁の地盤側表面に固定される傘型先端部拡開機構を有する先端拡大部とを具備することを特徴とする耐震補強用傘型先端部拡開アンカー。
【請求項２】
（ａ）構造物の側壁に地盤まで達する穿孔を形成し、
（ｂ）中空ロッド及び先端拡大部を具備する傘型先端部拡開アンカーを前記穿孔に植設し、
（ｃ）前記中空ロッドの先端側に配置された拡開可能な傘型先端部拡開機構の枝鉄筋を、前記中空ロッドの後端部に引張荷重を掛けて前記中空ロッドの先端部を中心に一定角度で拡開することにより、前記先端拡大部を形成して、前記構造物の側壁の地盤側表面に定着させ、
（ｄ）前記構造物の側壁の構造物側表面側から前記中空ロッドの内部穴を介して前記先端拡大部にセメントを充填して鉄筋・セメント拡大部を形成し、
（ｅ）側壁補強鋼板及びナットを設置して前記構造物の側壁を前記地盤に強固に固定することを特徴とする地盤と接する構造物の耐震補強工法。
【請求項３】
請求項２記載の地盤と接する構造物の耐震補強工法において、前記構造物の側壁が地下鉄駅部のＲＣ側壁であることを特徴とする地盤と接する構造物の耐震補強工法。
【請求項４】
請求項２記載の地盤と接する構造物の耐震補強工法において、前記構造物の側壁が土留め壁であることを特徴とする地盤と接する構造物の耐震補強工法。
【請求項５】
請求項２記載の地盤と接する構造物の耐震補強工法において、前記傘型先端部拡大機構は、前記中空ロッドの先端側にストッパーを設け、前記中空ロッドを前記側壁の構造物側表面方向に引くことにより、前記枝鉄筋の基部を枢着した外リングを前記ストッパーに突き当てて傘を開くように前記枝鉄筋を拡開することを特徴とする地盤と接する構造物の耐震補強工法。
【請求項６】
請求項２記載の地盤と接する構造物の耐震補強工法において、前記中空ロッドの外径が２５．４ｍｍであることを特徴とする地盤と接する構造物の耐震補強工法。
【請求項７】
請求項２記載の地盤と接する構造物の耐震補強工法において、前記枝鉄筋の直径が１１〜１５ｍｍであることを特徴とする地盤と接する構造物の耐震補強工法。
【請求項８】
請求項２記載の地盤と接する構造物の耐震補強工法において、前記先端拡大部の枝鉄筋の拡開後の直径が５００〜８００ｍｍであることを特徴とする構造物の耐震補強工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤と接する既設構造物の耐震補強に係り、特に、耐震補強用傘型先端部拡開アンカー及びそれを用いた地盤と接する構造物の耐震補強工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
兵庫県南部地震及び中越地震により鉄道構造物が多大な被害を受けた。これらの震災による被害を鑑み、既設構造物の補強工事が逐次実施されてきた。しかしながら、地下鉄駅部や高架下の土留め壁など、様々な周辺環境の制約により、補強を必要としながら工事が未着手である箇所も多々見受けられる。その主な原因は、有効な補強工法がまだ開発されていないことである。
【０００３】
図６は従来の地下鉄駅部の断面模式図である。
現在行われている一面せん断補強工法では、図６に示すように、地下鉄駅部１０２における地盤１０１と接するＲＣ側壁１０３に対して、ＲＣ側壁１０３内側の表面に鋼板１０５を貼り付け、ＲＣ側壁１０３を貫通しない後施工アンカー１０４で定着させることにより、ＲＣ側壁１０３のせん断耐力を部分的に上げることができる。なお、１０６は地表面である。
【０００４】
また、直線状の部材をヘの字状に拡開する拡開アンカーを有する構築用基礎材が提案されている（下記特許文献１，２参照）。この拡開アンカーを有する構築用基礎材は、棒状の第１座屈材を同一半径上に複数配置し、その両端部を固定する一対の第１プレートと、この一対の第１プレートの一方に固定され、メネジが形成されたメネジ部材と、からなる第１座屈部材と、棒状の第２座屈材を前記半径上に複数配置し、その両端部を固定する一対の第２プレートとからなり、この第２プレートに、外周側に開口し、第１座屈材が設置される溝を設け、第１座屈部材より軸方向長さが短い第２座屈部材と、第１、第２座屈部材を貫通し、その外周部にメネジ部材と螺合するオネジを設けたロッドとを備えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−０２６０４１号公報
【特許文献２】特開２００７−２３９３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した一面せん断補強工法では、後施工アンカー１０４がＲＣ側壁１０３を貫通しないため、地下鉄駅部１０２におけるＲＣ側壁１０３の地盤１０１側の表面１０７に対する補強ができないので、ＲＣ側壁１０３の主鉄筋の座屈防止効果が得られない。また、後施工アンカー１０４による鋼板１０５の定着効果には限界があり、必ずしも合理的な補強工法とは言えないのが現状である。
【０００７】
また、上記した拡開アンカーを有する構築用基礎材は、第１の座屈部材がその中央部から「く」の字状に外側に座屈するように構成されており、建築物とは関係なく地中などにおいて実施する拡開アンカーとしては有効であるが、地中内のＲＣ側壁の補強には向かないものである。
本発明は、上記状況に鑑みて、地盤と接する構造物において、鋼板補強のできない地盤側の構造物表面に対して、地盤に達する先端部拡開アンカーにより抑え力を与え、構造物の側壁の補強を行うことができる、耐震補強用傘型先端部拡開アンカー及びそれを用いた地盤と接する構造物の耐震補強工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕耐震補強用傘型先端部拡開アンカーであって、地盤まで達するように構造物の側壁に配置される中空ロッドと、この中空ロッドの先端側に配置され、前記中空ロッドの先端部を中心にして拡開され前記構造物の側壁の地盤側表面に固定される傘型先端部拡開機構を有する先端拡大部とを具備することを特徴とする。
【０００９】
〔２〕地盤と接する構造物の耐震補強工法において、構造物の側壁に地盤まで達する穿孔を形成し、中空ロッド及び先端拡大部を具備する傘型先端部拡開アンカーを前記穿孔に植設し、前記中空ロッドの先端側に配置された拡開可能な傘型先端部拡開機構の枝鉄筋を、前記中空ロッドの後端部に引張荷重を掛けて前記中空ロッドの先端部を中心に一定角度で拡開することにより、前記先端拡大部を形成して、前記構造物の側壁の地盤側表面に定着させ、前記構造物の側壁の構造物側表面側から前記中空ロッドの内部穴を介して前記先端拡大部にセメントを充填して鉄筋・セメント拡大部を形成し、側壁補強鋼板及びナットを設置して前記構造物の側壁を前記地盤に強固に固定することを特徴とする。
【００１０】
〔３〕上記〔２〕記載の地盤と接する構造物の耐震補強工法において、前記構造物の側壁が地下鉄駅部のＲＣ側壁であることを特徴とする。
〔４〕上記〔２〕記載の地盤と接する構造物の耐震補強工法において、前記構造物の側壁が土留め壁であることを特徴とする。
〔５〕上記〔２〕記載の地盤と接する構造物の耐震補強工法において、前記傘型先端部拡大機構は、前記中空ロッドの先端側にストッパーを設け、前記中空ロッドを前記側壁の構造物側表面方向に引くことにより、前記枝鉄筋の基部を枢着した外リングを前記ストッパーに突き当てて傘を開くように前記枝鉄筋を拡開することを特徴とする。
【００１１】
〔６〕上記〔２〕記載の地盤と接する構造物の耐震補強工法において、前記中空ロッドの外径が２５．４ｍｍであることを特徴とする。
〔７〕上記〔２〕記載の地盤と接する構造物の耐震補強工法において、前記枝鉄筋の直径が１１〜１５ｍｍであることを特徴とする。
〔８〕上記〔２〕記載の地盤と接する構造物の耐震補強工法において、前記先端拡大部の枝鉄筋の拡開後の直径が５００〜８００ｍｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、地盤と接する構造物において、鋼板補強のできない地盤側の構造物表面に対して、地盤に達する先端部拡開アンカーにより抑え力を与え、構造物の側壁の補強を行うことができ、既設の地下鉄駅部や土留め壁の耐震補強に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施例を示す耐震補強用傘型先端部拡開アンカーを用いるＲＣ側壁の耐震補強配置を示す断面図である。
【図２】図１に示す耐震補強配置の地盤側から見た側面図である。
【図３】本発明の実施例を示す耐震補強用傘型先端部拡開アンカーの傘型先端部拡開機構を示す模式図である。
【図４】本発明の実施例を示す傘型先端部拡開アンカーを用いた構造物の耐震補強工法の工程図である。
【図５】本発明の第２実施例を示す耐震補強用傘型先端部拡開アンカーを用いた土留め壁の耐震補強の様子を示す図である。
【図６】従来の地下鉄駅部の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の耐震補強用傘型先端部拡開アンカーは、地盤まで達するように構造物の側壁に配置される中空ロッドと、この中空ロッドの先端側に配置され、前記中空ロッドの先端部を中心にして拡開され前記構造物の側壁の地盤側表面に固定される傘型先端部拡開機構を有する先端拡大部とを具備する。
また、本発明の地盤と接する構造物の耐震補強工法は、構造物の側壁に地盤まで達する穿孔を形成し、中空ロッド及び先端拡大部を具備する傘型先端部拡開アンカーを前記穿孔に植設し、前記中空ロッドの先端側に配置された拡開可能な傘型先端部拡開機構の枝鉄筋を、前記中空ロッドの後端部に引張荷重を掛けて前記中空ロッドの先端部を中心に一定角度で拡開することにより、前記先端拡大部を形成して、前記構造物の側壁の地盤側表面に定着させ、前記構造物の側壁の構造物側表面側から前記中空ロッドの内部穴を介して前記先端拡大部にセメントを充填して鉄筋・セメント拡大部を形成し、側壁補強鋼板及びナットを設置して前記構造物の側壁を前記地盤に強固に固定する。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施例を示す耐震補強用傘型先端部拡開アンカーを用いるＲＣ側壁の耐震補強配置を示す断面図、図２はその耐震補強配置の地盤側から見た側面図、図３は本発明の実施例を示す耐震補強用傘型先端部拡開アンカーの傘型先端部拡開機構を示す模式図であり、図３（ａ）は傘型先端部拡開機構の拡大前（閉じた状態）を示す図、図３（ｂ）は傘型先端部拡開機構が拡大後（開いた状態）を示す図、図４は本発明の実施例を示す傘型先端部拡開アンカーを用いた構造物の耐震補強工法の工程図である。
【００１６】
これらの図において、１は地盤、２は地下鉄駅部のＲＣ側壁、２ＡはＲＣ側壁２の地下鉄駅部側表面、２ＢはＲＣ側壁２の地盤側表面、３はＲＣ側壁の縦方向鉄筋、４は穿孔、５は耐震補強用傘型先端部拡開アンカーであり、この先端部拡開アンカー５は、中空ロッド７と先端拡大部８から構成されている。６は先端拡大部８を構成する傘型先端部拡開機構、６Ａ〜６Ｃは枝鉄筋、６Ｄ〜６Ｈはピン接合部、６Ｉは外リング、７Ａは中空ロッド７に形成される外リング６Ｉのストッパー、７Ｂは中空ロッド７の内部穴、７Ｃは中空ロッド７の先頭穴、９は先端ネジ部、１０はセメント、１１は先端拡大部８にセメント１０を充填して形成される鉄筋・セメント拡大部、１２はＲＣ側壁２の地下鉄駅部側表面２Ａの内側補強鋼板としてのベアリング・プレート、１３はワッシャー、１４はナット（例えば六角ナット）である。
【００１７】
傘型先端部拡開機構６が拡開する前（閉じた状態）は、図３（ａ）に示すように、枝鉄筋６Ａ〜６Ｃはピン接合部６Ｄ〜６Ｈにより畳まれている。中空ロッド７がＲＣ側壁２の地下鉄駅部側表面２Ａ方向に引かれると、外リング６Ｉが中空ロッド７の先端方向へ相対的に前進し、中空ロッド７のストッパー７Ａに突き当たると、枝鉄筋６Ａ〜６Ｃが伸びて傘型先端部拡開機構６が拡開し（開いた状態となり）、先端拡大部８が形成される。
【００１８】
次に、図４を参照して、地下鉄駅部のＲＣ側壁の耐震補強工法について説明する。
（１）まず、図４（ａ）に示すように、地盤１に接する地下鉄駅部のＲＣ側壁（例えば、厚さ１５０〜３５０ｍｍ）２の縦方向鉄筋３の位置の点検やＲＣ側壁２の地下鉄駅部側表面２Ａの清掃を行う。
（２）次に、図４（ｂ）に示すように、ＲＣ側壁２の地下鉄駅部側表面２ＡからＲＣ側壁２を貫通して地盤１に深く届くまでドリル（図示なし）で穿孔４を形成する。ここで、穿孔４は縦方向鉄筋３の位置を外すように形成する。この穿孔４は、例えば、直径６５〜１００ｍｍ、長さはＲＣ側壁２の厚さに応じても変わるが、２５０ｍｍ〜５００ｍｍである。
【００１９】
（３）次いで、図４（ｃ）に示すように、傘型先端部拡開機構６を有する先端拡大部８及び中空ロッド７から構成される傘型先端部拡開アンカー５を穿孔４に挿入して設置する。この中空ロッド７の外径は、例えば、２５．４ｍｍである。なお、ＲＣ側壁２の地盤側表面２Ｂ近傍の地盤が硬いような場合には、ＲＣ側壁２の地下鉄駅部側表面２Ａから穿孔４を介して水噴射や機械による地盤の攪乱と緩め（図示なし）を行って、その硬い地盤を弱めることにより、傘型先端部拡開アンカー５の拡開部が開き易いようにしてもよい。
【００２０】
（４）次に、センター・ホール型ジャッキ（図示なし）によって、中空ロッド７の後端部（ＲＣ側壁２の地下鉄駅部側端部）に引張荷重を掛けて、枝鉄筋６Ａ〜６Ｃを傘と同じ原理で大きく開き、図４（ｄ）に示すように、先端拡大部８を形成する。つまり、中空ロッド７がＲＣ側壁２の地下鉄駅部側表面２Ａ方向に引っ張られると、外リング６Ｉが中空ロッド先端方向へ相対的に前進し、中空ロッド７のストッパー７Ａに突き当たると、枝鉄筋６Ａ〜６Ｃが伸びて傘型先端部拡開機構６が拡開し、ＲＣ側壁２の地盤側表面２Ｂに被さるようになり、枝鉄筋６の後端部はＲＣ側壁２の地盤側２Ｂに固定される。ここで、枝鉄筋６Ａ〜６Ｃの直径は、例えば、１１〜１５ｍｍである。拡開した先端拡大部８は側面が略半円形状の傘の形状となり、その直径Ｄは、既設ＲＣ側壁２の鉄筋の座屈を抑えるために大きく設定する必要があり、例えば、５００〜８００ｍｍである。
【００２１】
（５）その後、高圧の圧縮空気にてエアーブローを行い、先端拡大部８の残存土砂を除去する。エアーブローが完了した後に、図４（ｅ）に示すように、ＲＣ側壁２の地下鉄駅部側表面２Ａ側から、中空ロッド７の内部穴７Ｂを介してセメント１０の注入を行う。すると、中空ロッド７の先頭穴７Ｃから先端拡大部８へセメント１０が流出して、鉄筋・セメント拡大部１１を造成することができる。地盤１と先端拡大部８とはセメント１０により一体化されて鉄筋・セメント拡大部１１が形成され、ＲＣ側壁２の地盤側表面２Ｂに強固に固定される。
【００２２】
（６）図４（ｆ）に示すように、ＲＣ側壁２の地下鉄駅部側表面２Ａには、補強鋼板であるベアリング・プレート１２とワッシャー１３を介して中空ロッド７の後端部にナット１４を螺着して、大きな締め付け力を与える。これによって、構造物の耐震補強工法を完了とする。
このように、本発明の構造物の耐震補強工法は、先端拡大部８を拡大させ前の傘型先端部拡開アンカー５を地盤１に挿入した後、中空ロッド７を引っ張り傘型先端部拡開機構６を開く。次いで、その部位にセメント１０を注入し、最後に、中空ロッド７の後端部においてＲＣ側壁２の地下鉄駅部側補強鋼板としてのベアリング・プレート１２、ワッシャー１３などを設置してナット１４で定着する。
【００２３】
この仕組みによって、中空ロッド７に作用する引張定着力は、鉄筋・セメント拡大部１１を介して、ベアリング・プレート１２を定着させるとともに、ＲＣ側壁２の地盤側表面２Ｂを地盤１に対して抑え付ける効果を奏することができる。すなわち、中空ロッド７を介して大きな締め付け力を付与することによって、補強鋼板としてのベアリング・プレート１２の定着とＲＣ側壁２の拘束を行うことができる。
【００２４】
また、鉄筋・セメント拡大部１１は、地盤１との接触面が増えることにより、地盤抵抗が増加し、壁面の抑えに有利に働くことになる。したがって、この耐震補強用傘型先端部拡開アンカーは、側壁の構造物側補強鋼板の定着と地盤側の鉄筋・セメント拡大部による壁面の抑えとを両立する効果がある。
なお、上記実施例では、地下鉄駅部のＲＣ側壁の耐震補強工法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２５】
図５は本発明の第２実施例を示す耐震補強用傘型先端部拡開アンカーを用いた土留め壁の耐震補強の様子を示す図である。
上記第１実施例では、地下鉄駅部の側壁へ本発明の傘型先端部拡開アンカーを適用した場合について説明したが、この第２実施例では、地盤（地山）の土留め壁の耐震補強に適用する場合について述べる。
【００２６】
図５に示すように、地盤（地山）２１の壁面２３に土留め壁２４を構築する場合、第１実施例に示した傘型先端部拡開アンカー２５を用いて、土留め壁２４の耐震補強工法を施す。そうすることにより、土留め壁２４を地盤２１に強固に固定することができる。なお、２２は地表を示している。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の耐震補強用傘型先端部拡開アンカー及びそれを用いた構造物の耐震補強工法は、側壁内側補強鋼板の定着と地盤側の鉄筋・セメント拡大部による壁面の抑えとを両立するツールとして利用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１    地盤
２    地下鉄駅部のＲＣ側壁
２Ａ    ＲＣ側壁の地下鉄駅部側表面
２Ｂ    ＲＣ側壁の地盤側表面
３    ＲＣ側壁の縦方向鉄筋
４    穿孔
５    傘型先端部拡開アンカー
６    傘型先端部拡開機構
６Ａ〜６Ｃ    枝鉄筋
６Ｄ〜６Ｈ    ピン接合部
６Ｉ    外リング
７    中空ロッド
７Ａ    外リングのストッパー
７Ｂ    中空ロッドの内部穴
７Ｃ    中空ロッドの先頭穴
８    先端拡大部
９    先端ネジ部
１０    セメント
１１    鉄筋・セメント拡大部
１２    側壁補強鋼板（ベアリング・プレート）
１３    ワッシャー
１４    ナット
２１    地盤（地山）
２２    地表
２３    地盤の壁面
２４    土留め壁
【図１】
2011231537.tif 000003
【図２】
2011231537.tif 000004
【図３】
2011231537.tif 000005
【図４】
2011231537.tif 000006
【図５】
2011231537.tif 000007
【図６】
2011231537.tif 000008