(57)【要約】      （修正有）【課題】地盤中の既設構造物を簡易に補強する方法を提供する。【解決手段】地盤Ｇ中の既設構造物１の補強方法は、地盤Ｇ中における既設構造物１の両側方かつ下方に杭５の本体部７を構築する工程と、既設構造物１を仮支持手段（例えば支保工２６）により仮支持する工程と、杭５の本体部７の上方かつ既設構造物１の下方に空間部３０を形成するように地盤Ｇを掘削する工程と、空間部３０内にて、横桁６の両端部を、それぞれ、杭５の本体部７の上端部に連結することにより、杭５の本体部７と横桁６とを含む門型の基礎構造物３を構築する工程と、既設構造物１に基礎構造物３を連結する工程とを含む。基礎構造物３を構築する工程では、横桁６の両端部にそれぞれ取り付けられた筒状部材８を、空間部３０内にて杭５の本体部７の上端部に連結することにより、横桁６の両端部を筒状部材８を介して杭５の本体部７の上端部に連結する。【選択図】図５
2019210711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中の既設構造物を補強する方法であって、
地盤中における前記既設構造物の両側方かつ下方に杭の本体部を構築する杭本体部構築工程と、
前記既設構造物を仮支持手段により仮支持する仮支持工程と、
前記本体部の上方かつ前記既設構造物の下方に空間部を形成するように地盤を掘削する空間部形成工程と、
前記空間部内にて、横桁の両端部を、それぞれ、前記本体部の上端部に連結することにより、前記本体部と前記横桁とを含む門型の基礎構造物を構築する基礎構造物構築工程と、
前記既設構造物に前記基礎構造物を連結する基礎構造物連結工程と、
を含み、
前記基礎構造物構築工程では、前記横桁の両端部にそれぞれ取り付けられた筒状部材を、前記空間部内にて前記本体部の上端部に連結することにより、前記横桁の両端部を、前記筒状部材を介して、前記本体部の上端部に連結する、
地盤中の既設構造物の補強方法。
【請求項２】
前記杭は、前記本体部と前記筒状部材とにより構成される、請求項１に記載の地盤中の既設構造物の補強方法。
【請求項３】
前記筒状部材は、前記本体部の上端部に嵌合する、請求項１又は請求項２に記載の地盤中の既設構造物の補強方法。
【請求項４】
前記横桁は、その長手方向に分割されて形成された複数の横桁部材からなり、
前記横桁部材に取り付けられた前記筒状部材が前記本体部の上端部に遊嵌した状態で、前記横桁部材が前記本体部の軸回りに回転自在である、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の地盤中の既設構造物の補強方法。
【請求項５】
前記杭本体部構築工程は、前記既設構造物の両側方かつ下方に構築される前記本体部同士の間の間隔を規定するためのテンプレート部材を地盤面上に設置することを含み、
平面視で、前記テンプレート部材の貫通孔内には、前記本体部が位置し得る、請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の地盤中の既設構造物の補強方法。
【請求項６】
前記杭本体部構築工程は、
地盤面側から下方に地盤を掘削することにより、前記本体部の建て込み用の掘削孔を形成すること、
前記掘削孔内に前記本体部を建て込むこと、
前記掘削孔の底部に根固め材を充填することにより、前記本体部の下端部に根固め部を形成すること、及び、
前記掘削孔の内周面と、前記本体部の外周面と、前記根固め部とによって囲まれる領域内において、上側部分と下側部分とのうち下側部分のみに充填材を充填すること、
を含む、請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の地盤中の既設構造物の補強方法。
【請求項７】
前記基礎構造物構築工程にて前記基礎構造物を構築した後に、前記領域における前記上側部分に充填材を充填することを含む、請求項６に記載の地盤中の既設構造物の補強方法。
【請求項８】
地盤中の既設構造物の補強方法は、
前記本体部における前記既設構造物側と反対の側の側方に山留を設置すること、
地盤のうち前記山留によって区画される領域を掘削すること、及び、
前記山留を支持する支保工を設置すること、
を含み、
地盤のうち前記山留によって区画される領域を掘削することは、前記空間部を形成することを含む、請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の地盤中の既設構造物の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤中の既設構造物を補強する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、既設の地下埋設物を支持する方法として、地盤中にシールドトンネルを構築する工程と、シールドトンネルから複数の柱部材を地盤面に向けて立設する工程と、柱部材間に桁部材を架け渡す工程と、桁部材に地下埋設物を支持させる工程とを含むことを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０４５２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、各柱部材の設置位置や姿勢が設計に対してずれることがしばしばあった。それゆえ、各柱部材の設置後に各柱部材の位置などを計測し、この計測結果に応じて個別に桁部材を加工した後、桁部材を現場に搬入して設置する必要があった。従って、地盤中の既設構造物（例えば地下トンネルや埋設配管など）を補強するに際して、特許文献１に開示の柱部材と桁部材とからなる基礎構造物を用いても、当該基礎構造物の構築作業に前述の桁部材の加工作業が含まれるため、当該基礎構造物の構築に手間を要していた。
【０００５】
本発明は、このような実状に鑑み、地盤中の既設構造物を簡易に補強する方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】
【０００６】
そのため本発明では、地盤中の既設構造物の補強する方法は、地盤中における既設構造物の両側方かつ下方に杭の本体部を構築する杭本体部構築工程と、既設構造物を仮支持手段により仮支持する仮支持工程と、杭の本体部の上方かつ既設構造物の下方に空間部を形成するように地盤を掘削する空間部形成工程と、空間部内にて、横桁の両端部を、それぞれ、杭の本体部の上端部に連結することにより、杭の本体部と横桁とを含む門型の基礎構造物を構築する基礎構造物構築工程と、既設構造物に基礎構造物を連結する基礎構造物連結工程と、を含む。基礎構造物構築工程では、横桁の両端部にそれぞれ取り付けられた筒状部材を、空間部内にて杭の本体部の上端部に連結することにより、横桁の両端部を、筒状部材を介して、杭の本体部の上端部に連結する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、横桁の両端部にそれぞれ取り付けられた筒状部材を、空間部内にて杭の本体部の上端部に連結することにより、横桁の両端部を、筒状部材を介して、杭の本体部の上端部に連結する。ゆえに、杭の本体部の上端部と筒状部材との相対的な位置合わせを行った上でこれらを互いに連結することで横桁が筒状部材を介して杭の本体部に連結されるので、基礎構造物を構成する杭の本体部と横桁とを簡易に連結することができ、ひいては、地盤中の既設構造物を簡易に補強することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態における地盤中の既設構造物の補強構造を示す図
【図２】同上実施形態における基礎構造物の上部ユニットを示す図
【図３】同上実施形態における地盤中の既設構造物の補強方法を示す図
【図４】同上実施形態における地盤中の既設構造物の補強方法を示す図
【図５】同上実施形態における地盤中の既設構造物の補強方法を示す図
【図６】同上実施形態における地盤中の既設構造物の補強方法を示す図
【図７】同上実施形態におけるテンプレート部材を示す図
【図８】同上実施形態における杭の本体部の上端部のガイド部材を示す図
【図９】同上実施形態における上部ユニットと杭の本体部との連結方法を示す図
【図１０】同上実施形態における基礎構造物の構築方法を示す図
【図１１】同上実施形態における基礎構造物の構築方法を示す図
【図１２】本発明の第２実施形態における基礎構造物の上部ユニットを示す図
【図１３】同上実施形態における基礎構造物の構築方法を示す図
【図１４】同上実施形態における基礎構造物の構築方法を示す図
【図１５】本発明の第３実施形態におけるテンプレート部材を示す図
【図１６】本発明の第４実施形態における杭の本体部の上端部のガイド部材を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本発明の第１実施形態における地盤Ｇ中の既設構造物１の補強構造２を示す図である。
既設構造物１は、例えば地下トンネルや埋設配管などの既設の地中構造物である。既設構造物１は例えば水平一方向に延在している。本実施形態では、既設構造物１が図１の紙面手前側から奥側に向かって延びている。ここで、説明の便宜上、図１における紙面手前側を後側とし、奥側を前側とし、図１に示すように左右・上下を規定して以下説明する。
【００１１】
既設構造物１の補強構造２は、複数の門型の基礎構造物３と、複数の連結手段４とを有する。
本実施形態では複数の基礎構造物３が前後方向（既設構造物１の延在方向）に互いに間隔を空けて並んでいる。基礎構造物３は、左右一対の杭５，５と、横桁６とにより構成される。左右一対の杭５，５は、既設構造物１の左右両側方かつ下方に構築されており、上下方向に延びている。横桁６は、左右方向（既設構造物１の延在方向に直交する方向）に延びており、既設構造物１の下方に位置する。尚、本実施形態では、横桁６が鋼製の箱桁であるとして以下説明するが、横桁６の構成はこれに限らない。
【００１２】
連結手段４は、各基礎構造物３の横桁６と既設構造物１とを連結する役割を果たすものである。連結手段４は例えば金属製のスペーサー４ａと線状部材（図示せず）とを備える。スペーサー４ａは、各基礎構造物３の横桁６の上面と既設構造物１の下面との間に介装され得る。前述の線状部材は、その両端が、基礎構造物３の横桁６と既設構造物１とにそれぞれ固定されている。既設構造物１が基礎構造物３の横桁６に近づく変位については、スペーサー４ａによって当該変位が制限される。一方、既設構造物１が基礎構造物３の横桁６から遠ざかる変位については、前述の線状部材によって当該変位が制限される。すなわち、連結手段４によって、既設構造物１と基礎構造物３の一体性が確保される。尚、連結手段４の構成については、既設構造物１と基礎構造物３の一体性が確保される限りにおいて、任意である。つまり、連結手段４は、スペーサー４ａと線状部材とにより構成されるものに限らない。
【００１３】
本実施形態では、杭５は、その主要部分を構成する本体部７と、本体部７より上側の部分を構成する上部構成部材である筒状部材８とにより構成されている。本実施形態では、杭５は、円形断面を有する鋼管杭である。ゆえに、本体部７と筒状部材８とは共に、上下方向に延びる同径の鋼管（管状部材）で形成されている。
【００１４】
筒状部材８は、上面閉口かつ下面開口の筒状である。本実施形態では、横桁６の両端にそれぞれ筒状部材８が取り付けられている。本実施形態では、基礎構造物３の上部ユニット９は、横桁６と、この横桁６の両端にそれぞれ取り付けられた一対の筒状部材８，８とによって構成されている。上部ユニット９は地上にて組み立てられ得る。ここで、図２（Ａ）は上部ユニット９の上面図であり、図２（Ｂ）は上部ユニット９の正面図である。
【００１５】
次に、既設構造物１を補強する方法について、前述の図１及び図２に加えて、図３〜図６を用いて説明する。
図３（ア）〜図６（ク）は、本実施形態における地盤Ｇ中の既設構造物１の補強方法を示す図である。
【００１６】
既設構造物１の補強方法では、まず、図３（ア）に示すように、テンプレート部材１０を地盤面（地面）ＧＳ上に設置する。
ここで、テンプレート部材１０について、図７を用いて説明する。図７は、本実施形態におけるテンプレート部材１０を示す図である。詳しくは、図７（Ａ）はテンプレート部材１０の上面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＩ−Ｉ断面図であり、図７（Ｃ）は、テンプレート部材１０と掘削孔１５とヤットコ１７及び杭５の本体部７との位置関係を示す上面図である。
【００１７】
テンプレート部材１０は、地盤面ＧＳ上に設置される板状部材１１と、板状部材１１を上下に貫通するように板状部材１１に形成された一対の貫通孔１２，１２とにより構成されている。板状部材１１は、上面視で、左右方向を長辺とし、前後方向を短辺とする矩形状である。一対の貫通孔１２，１２は、板状部材１１の左右両側に形成されている。貫通孔１２は円形断面を有する。一対の貫通孔１２，１２の各々の中心Ｃ１間の距離Ｌ１は、門型の基礎構造物３を構成する一対の杭５，５の各々の本体部７の中心軸Ｃ２間の距離Ｌ２（図１参照）に対応している。ゆえに、一対の貫通孔１２，１２を有するテンプレート部材１０は、門型の基礎構造物３を構成する一対の杭５，５の各々の本体部７同士の間の間隔を規定する機能を有する。また、テンプレート部材１０の貫通孔１２は、地盤面ＧＳにおける杭５の本体部７の建て込み用の掘削孔形成予定位置Ｐ（図３（ア）参照）を規定する機能を有する。テンプレート部材１０については、これら機能を実現するために、地盤面ＧＳ上への設置時に、正確な高さや水平精度が確保され得る。
【００１８】
地盤面ＧＳ上へのテンプレート部材１０の設置が完了すると、次に、図３（イ）に示すように、地盤面ＧＳにおける掘削孔形成予定位置Ｐ（すなわち、地盤面ＧＳ上に設置されたテンプレート部材１０の貫通孔１２の位置）から地盤Ｇを下向きに掘削して掘削孔１５を形成する。掘削孔１５は、杭５の本体部７の建て込み用の孔である。ここで、掘削孔１５内は、安定液（ベントナイト溶液）で満たされる。
【００１９】
オールケーシング工法によって掘削孔１５の形成が行われる場合には、オールケーシング工法で用いられる円筒状のケーシング（図示せず）がテンプレート部材１０の貫通孔１２内に挿入されるので、貫通孔１２の内径は当該ケーシングの外径より若干大きい。ゆえに、上面視で、掘削孔１５は、テンプレート部材１０の貫通孔１２内に形成され得る（図７（Ｃ）参照）。ここで、テンプレート部材１０の貫通孔１２の中心Ｃ１が掘削孔１５の中心軸上に位置し得る。尚、掘削孔１５の形成にオールケーシング工法以外の工法が用いられてもよいことは言うまでもない。例えば、掘削孔１５の形成には、リバースサーキュレーション工法が用いられ得る。
【００２０】
次に、図４（ウ）に示すように、掘削孔１５内に杭５の本体部７を建て込む。この建て込みには、円形断面を有するヤットコ（仮杭）１７が用いられる。本実施形態では、ヤットコ１７の下端部は、杭５の本体部７の上端部に容易に着脱可能に固定されている。ここにおいて、杭５の本体部７の外径は、掘削孔１５の内径よりも小さい。ゆえに、掘削孔１５内に建て込まれた杭５の本体部７の外周面と掘削孔１５の内周面との間には間隙が形成され得る。この間隙に安定液が存在し得る。
【００２１】
掘削孔１５内に建て込まれた杭５の本体部７については、上面視でヤットコ１７の中心（杭５の本体部７の中心軸Ｃ２）がテンプレート部材１０の貫通孔１２の中心Ｃ１に一致するようにヤットコ１７をテンプレート部材１０に対して位置合わせした状態（図７（Ｃ）参照）で、掘削孔１５の底部に根固め材を充填することにより（すなわち、掘削孔１５の底部の安定液を根固め材に置き換えることにより）、杭５の本体部７の下端部に根固め部２０が形成される。ここで、根固め材は、例えば、ソイルモルタル、モルタル、及びコンクリートのいずれかであり得る。
【００２２】
次に、図４（ウ）に示すように、掘削孔１５の内周面と、杭５の本体部７の外周面と、根固め部２０とによって囲まれる領域Ｑ内において、上側部分Ｑ１と下側部分Ｑ２とのうち、下側部分Ｑ２のみに充填材２１を充填する（すなわち、領域Ｑの下側部分Ｑ２の安定液を充填材２１に置き換える）。充填材２１は、例えば、ソイルモルタル、モルタル、及びコンクリートのいずれかであり得る。
【００２３】
この時点で、領域Ｑの上側部分Ｑ１は、安定液で満たされたままである。ゆえに、杭５の本体部７の略下半分が根固め部２０及び充填材２１を介して地盤Ｇに固定されている状態で、杭５の本体部７の略上半分が、若干撓むことができる。尚、杭５の本体部７の略上半分を撓ませるためには、領域Ｑの上側部分Ｑ１における掘削孔１５の内周面と杭５の本体部７の外周面との間の間隙が５ｃｍ〜４０ｃｍの範囲内であることが好ましく、１０〜２０ｃｍの範囲内であることが更に好ましい。
この後、掘削孔１５内からヤットコ１７を撤去すると共に、地盤面ＧＳ上からテンプレート部材１０を撤去する。
【００２４】
ここで、図３（ア）〜図４（ウ）に示した工程が、本発明の「杭本体部構築工程」に対応する。この工程では、地盤Ｇ中における既設構造物１の左右両側方かつ下方に杭５の本体部７が構築される。
【００２５】
図３（ア）〜図４（ウ）では１つの基礎構造物３を構成する２つの杭５の本体部７の構築について説明したが、これと同様に、前後方向に互いに間隔を空けて並び得る複数の基礎構造物３の各々の杭５の本体部７が構築され得る。
【００２６】
次に、図４（エ）に示すように、地盤Ｇに左右一対の山留２５，２５を設置する。山留２５は、既設構造物１と略平行に前後方向に延在している。山留２５，２５間には、既設構造物１と、多数の杭５の本体部７（及び掘削孔１５）とが位置する。ゆえに、杭５の本体部７における既設構造物１側と反対の側の側方に山留２５が設置される。ここにおいて、山留２５の下端部が杭５の本体部７の上端部よりも低位に位置するように山留２５が地盤Ｇに設置される。
【００２７】
次に、図５（オ）に示すように、地盤Ｇのうち山留２５，２５によって区画される領域（山留２５，２５によって囲まれる領域）Ｒを掘削する。また、山留２５，２５を支持する支保工２６を設置する。
支保工２６は複数の切梁２７と複数の腹起し（図示せず）とを含み得る。本実施形態では、複数の切梁２７によってフレーム構造が形成されている。支保工２６は、本発明の「仮支持手段」として機能して、既設構造物１を仮支持し得る。
【００２８】
地盤Ｇの領域Ｒを掘削する工程では、支保工２６によって仮支持された既設構造物１の下方、かつ、杭５の本体部７の上端部の上方に空間部３０が形成される。地盤Ｇの領域Ｒを掘削する工程では、予め設定された床付け面３１に達するまで掘削が行われる。ここで、掘削が床付け面３１に達するまで行われると杭５の本体部７の上端部が地盤Ｇから露出するように、前述の「杭本体部構築工程」にて杭５の本体部７が構築されている。
【００２９】
ここで、図４（エ）及び図５（オ）に示した工程が、本発明の「仮支持工程」及び「空間部形成工程」に対応する。「仮支持工程」では、山留２５を支持する支保工２６により既設構造物１を仮支持する。「空間部形成工程」では、杭５の本体部７の上方かつ既設構造物１の下方に空間部３０を形成するように地盤Ｇを掘削する。
【００３０】
尚、本実施形態では、山留２５，２５の全体を設置した後に地盤Ｇの領域Ｒの掘削と支保工２６の設置とを行っているが、この他、山留２５，２５の設置を高さ方向に複数の段階に分けて、各段階ごとに、山留２５，２５間の地盤掘削と支保工２６の設置とを行ってもよい。
山留２５，２５としては、親杭横矢板壁、シートパイル壁、柱列壁などの周知のものが採用され得る。
【００３１】
次に、図５（カ）に示すように、空間部３０内にて、上部ユニット９を左右一対の杭５の本体部７の上端部に連結することにより、門型の基礎構造物３を構築する。ここで、図５（カ）に示した工程が、本発明の「基礎構造物構築工程」に対応する。上部ユニット９と杭５の本体部７の上端部との連結時には、杭５の本体部７の略上半分を若干撓ませることができるので、容易に、上部ユニット９と杭５の本体部７の上端部との相互間の位置合わせを行いつつ、上部ユニット９と杭５の本体部７の上端部とを互いに連結することができる。上部ユニット９と杭５の本体部７の上端部との連結の詳細については、図８〜図１１を用いて後述する。
【００３２】
図５（カ）では１つの基礎構造物３の構築について説明したが、これと同様に、前後方向に互いに間隔を空けて並ぶ複数の基礎構造物３の各々が構築され得る。
【００３３】
次に、図６（キ）に示すように、領域Ｑの上側部分Ｑ１に充填材２２を充填する（すなわち、領域Ｑの上側部分Ｑ１の安定液を充填材２２に置き換える）。充填材２２は、例えば、ソイルモルタル、モルタル、及びコンクリートのいずれかであり得る。
また、図６（キ）に示すように、既設構造物１を連結手段４を介して基礎構造物３の横桁６に連結する。ここで、図６（キ）に示した工程が、本発明の「基礎構造物連結工程」に対応する。既設構造物１が連結手段４を介して基礎構造物３によって支持されることにより、支保工２６による既設構造物１の仮支持を解除することができる。尚、図６（キ）では、図示簡略化のため、支保工２６の図示を省略しているが、支保工２６による既設構造物１の仮支持を解除した後であっても、支保工２６は山留２５を支持している。
【００３４】
次に、図６（ク）に示すように、空間部３０を含む、掘削された領域Ｒの埋戻しを行いつつ、支保工２６の撤去を行う。また、山留２５，２５の撤去を行う。尚、場合によっては、山留２５，２５の撤去を行わずに、山留２５，２５を存置し得る。この埋戻しでは、現地発生土又はソイルモルタルが用いられ得る。
以上のようにして、既設構造物１が補強され得る。
【００３５】
次に、上部ユニット９と杭５の本体部７の上端部との連結の詳細について、図８〜図１１を用いて説明する。図８は、本実施形態における杭５の本体部７の上端部のガイド部材４０を示す図であり、詳しくは、図８（Ａ）は、複数のガイド部材４０を有する杭５の本体部７の上端部の上面図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図である。図９は、本実施形態における上部ユニット９と杭５の本体部７との連結方法を示す図であり、詳しくは、図９（Ａ）は、上部ユニット９を杭５の本体部７の上端部に連結する直前の状態を示す図であり、図９（Ｂ）は、上部ユニット９を杭５の本体部７の上端部に連結した後の状態を示す図である。図１０（ア）〜図１１（オ）は、本実施形態における基礎構造物３の構築方法を示す図である。
【００３６】
図８に示すように、杭５の本体部７の上端部の内周面には、複数の板状のガイド部材４０が、杭５の本体部７の周方向に互いに間隔を空けて（好ましくは等間隔に）取り付けられている。尚、本実施形態では、図８（Ａ）に８つのガイド部材４０が図示されているが、杭５の本体部７の上端部の内周面に取り付けられる板状のガイド部材４０の個数は８つに限らない。各ガイド部材４０は、杭５の本体部７の上端部の内周面から径方向内方に向けて張り出している。ガイド部材４０の上部には、上方に向かうほど杭５の本体部７の径方向内方に向かうように傾斜するテーパー部４１が形成されている。
【００３７】
本実施形態では、上部ユニット９と杭５の本体部７の上端部とを連結する際に、上部ユニット９の筒状部材８と杭５の本体部７の上端部とが、杭５の本体部７の外周面側から溶接される。それゆえ、杭５の本体部７の上端部の内周面におけるガイド部材４０間には、裏当て金４２が取り付けられている。尚、当該溶接において裏当て金４２が不要であれば、裏当て金４２を省略してもよい。
【００３８】
図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、上部ユニット９と杭５の本体部７の上端部とを連結する際には、上部ユニット９の筒状部材８を、連結対象の杭５の本体部７の上端部の直上に位置させた後、上部ユニット９を下降させることで、上部ユニット９の筒状部材８を、複数のガイド部材４０を介して、杭５の本体部７の上端部に嵌合させる。この上部ユニット９の下降時には、ガイド部材４０が、筒状部材８の中心軸を杭５の本体部７の中心軸Ｃ２に一致させるように、筒状部材８を案内し得る。この嵌合時には、杭５の本体部７の略上半分を若干撓ませることができるので、容易に、上部ユニット９と杭５の本体部７の上端部との相互間の位置合わせを行いつつ、上部ユニット９と杭５の本体部７の上端部とを互いに嵌合させることができる。
【００３９】
互いに嵌合した筒状部材８と杭５の本体部７の上端部とは、杭５の本体部７の外周面側から溶接される。尚、この溶接に先立って、筒状部材８の下端及び杭５の本体部７の上端には、それぞれ、図示しない開先が切ってある。
【００４０】
図１０（ア）〜図１１（オ）では、後方から前方に向けて基礎構造物３を順次構築する様子を示している。ここでは、図１０（ア）に示す基礎構造物３−１，３−２を構築した後に、図１１（オ）に示す基礎構造物３−３を構築する段階について説明する。
【００４１】
まず、図１０（ア）及び（イ）に示すように、空間部３０内にて、上部ユニット９の延在方向を前後方向とした状態で、上部ユニット９を、連結対象の２つの杭５−３の本体部７−３の前方側（基礎構造物３−１，３−２と反対の側）から、２つの杭５−３の本体部７−３の近傍まで水平移動する。この水平移動の際には、左側の杭５の本体部７の列と右側の杭５の本体部７の列との間を上部ユニット９が通り得る。
【００４２】
次に、図１０（ウ）及び図１１（エ）に示すように、上部ユニット９を、基礎構造物３−２に接触しないように、右９０°回転させるか、又は、左９０°回転させて、上部ユニット９の延在方向を左右方向とする。
【００４３】
次に、図１１（オ）に示すように、上部ユニット９の２つの筒状部材８を２つの杭５−３の本体部７−３の直上に位置させて、前述の図９（Ａ）及び（Ｂ）にて説明したように、上部ユニット９と杭５−３の本体部７−３の上端部とを連結する。このようにして、基礎構造物３−３が構築される。
【００４４】
前述の図１０（ア）〜図１１（オ）において、床付け面３１上を走行可能な台車と、この台車に設けられて上下方向に伸縮自在なジャッキとが用いられてもよい。この場合には、上部ユニット９をジャッキを介して台車に載せた状態で当該台車を床付け面３１上にて走行させることにより、上部ユニット９の水平移動を行うことができる。また、上部ユニット９をジャッキを介して台車に載せた状態で当該ジャッキを上下方向に伸縮させることにより、上部ユニット９を昇降することができる。また、この場合において、床付け面３１のうち当該台車が走行する領域を含むように基礎コンクリートを打設し、その上に、台車走行用の軌条を設置してもよい。また、地上から空間部３０への上部ユニット９の搬入を行うために、空間部３０の左側方及び／又は右側方の地盤Ｇに、地盤面ＧＳ側から溝を掘り、上部ユニット９を地上からこの溝を介して空間部３０に搬入するようにしてもよい。
【００４５】
本実施形態によれば、地盤Ｇ中の既設構造物１の補強方法は、地盤Ｇ中における既設構造物１の両側方かつ下方に杭５の本体部７を構築する杭本体部構築工程（図３及び図４参照）と、既設構造物１を支保工２６（仮支持手段）により仮支持する仮支持工程（図４及び図５参照）と、杭５の本体部７の上方かつ既設構造物１の下方に空間部３０を形成するように地盤Ｇを掘削する空間部形成工程（図４及び図５参照）と、空間部３０内にて、横桁６の両端部を、それぞれ、杭５の本体部７の上端部に連結することにより、杭５の本体部７と横桁６とを含む門型の基礎構造物３を構築する基礎構造物構築工程（図５参照）と、既設構造物１に基礎構造物３を連結する基礎構造物連結工程（図６参照）と、を含む。基礎構造物構築工程では、横桁６の両端部にそれぞれ取り付けられた筒状部材８を、空間部３０内にて杭５の本体部７の上端部に連結することにより、横桁６の両端部を、筒状部材８を介して、杭５の本体部７の上端部に連結する（図５参照）。ゆえに、杭５の本体部７の上端部と筒状部材８との相対的な位置合わせを行った上でこれらを互いに連結することで横桁６が筒状部材８を介して杭５の本体部７に連結されるので、基礎構造物３を構成する杭５の本体部７と横桁６とを簡易に連結することができ、ひいては、地盤Ｇ中の既設構造物１を簡易に補強することができる。
【００４６】
また本実施形態によれば、杭５は、本体部７と筒状部材８とにより構成される。ゆえに、杭５と横桁６とを容易に連結するために別部材を用いる必要がない。
また本実施形態によれば、筒状部材８は、杭５の本体部７の上端部に嵌合する（図９参照）。この嵌合により筒状部材８と杭５の本体部７の上端部とを互いに仮固定した状態でこれらを溶接することができる。
【００４７】
また本実施形態によれば、杭本体部構築工程は、既設構造物１の両側方かつ下方に構築される杭５の本体部７同士の間の間隔を規定するためのテンプレート部材１０を地盤面ＧＳ上に設置することを含む（図３及び図４参照）。平面視で、テンプレート部材１０の貫通孔１２内には、杭５の本体部７が位置し得る（図７参照）。これにより、テンプレート部材１０を用いて、杭５の本体部７を精度良く建て込むことができる。
【００４８】
また本実施形態によれば、テンプレート部材１０の貫通孔１２は、地盤面ＧＳにおける杭５の本体部７の建て込み用の掘削孔形成予定位置Ｐを規定し得る（図３参照）。これにより、テンプレート部材１０を用いて、掘削孔１５を精度良く掘削形成することができる。
【００４９】
また本実施形態によれば、杭本体部構築工程は、地盤面ＧＳ側から下方に地盤Ｇを掘削することにより、杭５の本体部７の建て込み用の掘削孔１５を形成すること、掘削孔１５内に杭５の本体部７を建て込むこと、掘削孔１５の底部に根固め材を充填することにより、杭５の本体部７の下端部に根固め部２０を形成すること、及び、掘削孔１５の内周面と、杭５の本体部７の外周面と、根固め部２０とによって囲まれる領域Ｑ内において、上側部分Ｑ１と下側部分Ｑ２とのうち下側部分Ｑ２のみに充填材２１を充填すること、を含む（図３及び図４参照）。ゆえに、杭５の本体部７の略下半分が根固め部２０及び充填材２１を介して地盤Ｇに固定されている状態で、杭５の本体部７の略上半分が、若干撓むことができる。従って、上部ユニット９と杭５の本体部７の上端部との連結時には、杭５の本体部７の略上半分を若干撓ませることができるので、容易に、上部ユニット９と杭５の本体部７の上端部との相互間の位置合わせを行いつつ、上部ユニット９と杭５の本体部７の上端部とを互いに連結することができる。
【００５０】
また本実施形態によれば、地盤Ｇ中の既設構造物１の補強方法は、基礎構造物構築工程にて基礎構造物３を構築した後に、領域Ｑにおける上側部分Ｑ１に充填材２２を充填することを含む（図６参照）。これにより、基礎構造物３と地盤Ｇとの一体性を向上させることができる。
【００５１】
また本実施形態によれば、地盤Ｇ中の既設構造物１の補強方法は、杭５の本体部７における既設構造物１側と反対の側の側方に山留２５を設置すること、地盤Ｇのうち山留２５，２５によって区画される領域Ｒを掘削すること、及び、山留２５，２５を支持する支保工２６を設置すること、を含む（図４及び図５参照）。地盤Ｇのうち山留２５，２５によって区画される領域Ｒを掘削することは、空間部３０を形成することを含む（図５参照）。支保工２６は、既設構造物１を仮支持する。ゆえに、支保工２６は、山留２５，２５を支持するという本来の機能に加えて、既設構造物１を仮支持する機能も有するので、支保工２６を有効活用することができる。
【００５２】
尚、本実施形態では、本発明の「仮支持手段」として支保工２６を用いて説明したが、この「仮支持手段」は支保工２６に限らない。
また、本実施形態では、杭５が鋼管杭であるが、杭５は鋼管杭に限らない。例えば、ＳＣ杭（外殻鋼管付きコンクリート杭）であってもよい。
【００５３】
次に、本発明の第２実施形態について、図１２〜図１４を用いて説明する。
図１２は、本実施形態における基礎構造物３’の上部ユニット９’を示す図であり、詳しくは、図１２（Ａ）は上部ユニット９’を構成するユニット部分９ａ，９ｂが互いに接合された状態の上部ユニット９’の上面図であり、図１２（Ｂ）はユニット部分９ａ，９ｂが互いに接合された状態の上部ユニット９’の正面図であり、図１２（Ｃ）及び（Ｄ）は、上部ユニット９の左側のユニット部分９ａの上面図及び正面図であり、図１２（Ｅ）及び（Ｆ）は、上部ユニット９の右側のユニット部分９ｂの上面図及び正面図である。図１３及び図１４は、本実施形態における基礎構造物３’の構築方法を示す図である。
前述の第１実施形態と異なる点について説明する。
【００５４】
本実施形態では、横桁６’は、その長手方向に分割されて形成された複数（本実施形態では２つ）の横桁部材６ａ，６ｂからなる。上部ユニット９’は、その長手方向に分割されて形成された複数（本実施形態では２つ）のユニット部分９ａ，９ｂからなる。左側のユニット部分９ａは、左側の横桁部材６ａと筒状部材８とにより構成される。右側のユニット部分９ｂは、右側の横桁部材６ｂと筒状部材８とにより構成される。図１２に示すように、上面視で、横桁部材６ａ，６ｂ同士の接合面６ｐ，６ｑは、横桁６’の長手方向に対して傾斜している。ユニット部分９ａ，９ｂは各々が地上にて組み立てられ得る。
【００５５】
図１３（ア）〜図１４（オ）では、後方から前方に向けて基礎構造物３’を順次構築する様子を示している。ここでは、図１２（ア）に示す基礎構造物３’−１，３’−２を構築した後に、図１４（オ）に示す基礎構造物３’−３を構築する段階について説明する。
【００５６】
まず、図１３（ア）及び（イ）に示すように、空間部３０内にて、右側のユニット部分９ｂの横桁部材６ｂの延在方向を前後方向とし、かつ、右側のユニット部分９ｂの後端部に筒状部材８が位置する状態で、右側のユニット部分９ｂの筒状部材８を、連結対象である右側の杭５−３の本体部７−３の直上に位置させて、前述の図９（Ａ）及び（Ｂ）にて説明したのと同様に、右側のユニット部分９ｂの筒状部材８を、右側の杭５−３の本体部７−３の上端部に嵌合させる。この嵌合は遊嵌状態である。この工程では、例えば、右側のユニット部分９ｂを吊り下げて昇降可能な地上のクレーン（図示せず）が用いられる。ここにおいて、支保工２６の切梁２７間には、地上のクレーンを用いて右側のユニット部分９ｂを地上から空間部３０内に搬入できる程度の間隙が空いている。
【００５７】
次に、図１３（ウ）に示すように、右側のユニット部分９ｂの筒状部材８が右側の杭５−３の本体部７−３に遊嵌した状態で、右側のユニット部分９ｂの横桁部材６ｂを、右側の杭５−３の本体部７−３の中心軸回りに左９０°回転させる。
【００５８】
次に、図１４（エ）に示すように、空間部３０内にて、左側のユニット部分９ａの横桁部材６ａの延在方向を前後方向とし、かつ、左側のユニット部分９ａの後端部に筒状部材８が位置する状態で、左側のユニット部分９ａの筒状部材８を、連結対象である左側の杭５−３の本体部７−３の直上に位置させて、前述の図９（Ａ）及び（Ｂ）にて説明したのと同様に、左側のユニット部分９ａの筒状部材８を、左側の杭５−３の本体部７−３の上端部に嵌合させる。この嵌合も遊嵌状態である。この工程においても、例えば、左側のユニット部分９ａを吊り下げて昇降可能な地上のクレーン（図示せず）が用いられる。ここにおいても、支保工２６の切梁２７間には、地上のクレーンを用いて左側のユニット部分９ａを地上から空間部３０内に搬入できる程度の間隙が空いている。
【００５９】
次に、図１４（オ）に示すように、左側のユニット部分９ａの筒状部材８が左側の杭５−３の本体部７−３に遊嵌した状態で、左側のユニット部分９ａの横桁部材６ａを、左側の杭５−３の本体部７−３の中心軸回りに右９０°回転させる。
【００６０】
次に、横桁部材６ａ，６ｂ同士の接合面６ｐ，６ｑを面合わせして、これらを互いに仮固定する。この仮固定には、例えば、添接板とボルトとが用いられる。また、この仮固定では、仮溶接が行われてもよい。
【００６１】
この後、左側のユニット部分９ａの筒状部材８と左側の杭５−３の本体部７−３の上端部とが、左側の杭５−３の本体部７−３の外周面側から溶接される。また、右側のユニット部分９ｂの筒状部材８と右側の杭５−３の本体部７−３の上端部とが、右側の杭５−３の本体部７−３の外周面側から溶接される。また、横桁部材６ａ，６ｂ同士の接合面６ｐ，６ｑ箇所が溶接される。尚、この溶接に先立って、筒状部材８の下端及び杭５の本体部７の上端と、横桁部材６ａ，６ｂ同士の接合面６ｐ，６ｑ箇所とには、それぞれ、図示しない開先が切ってある。
このようにして上部ユニット９’と左右両側の杭５−３の本体部７−３の上端部とを連結することで、基礎構造物３’−３が形成される。
【００６２】
特に本実施形態によれば、横桁６’は、その長手方向に分割されて形成された複数の横桁部材６ａ，６ｂからなる。左側の横桁部材６ａに取り付けられた筒状部材８が左側の杭５−３の本体部７−３の上端部に遊嵌した状態で、左側の横桁部材６ａが左側の杭５−３の本体部７−３の軸回りに回転自在である。また、右側の横桁部材６ｂに取り付けられた筒状部材８が右側の杭５−３の本体部７−３の上端部に遊嵌した状態で、右側の横桁部材６ｂが右側の杭５−３の本体部７−３の軸回りに回転自在である。従って、上部ユニット９’をコンパクトなユニット部分９ａ，９ｂに分割して空間部３０に搬入することができるので、上部ユニット９’の空間部３０への搬入を容易に行うことができる。
【００６３】
尚、本実施形態では、上部ユニット９及び横桁６’が、各々の長手方向に２分割されている例を説明したが、この他、上部ユニット９及び横桁６’が、各々の長手方向に３つ以上に分割されていてもよい。
【００６４】
図１５は、本発明の第３実施形態におけるテンプレート部材１０’を示す図である。詳しくは、図１５（Ａ）はテンプレート部材１０’の上面図であり、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図であり、図１５（Ｃ）は、テンプレート部材１０’と掘削孔１５’とヤットコ１７及び杭５の本体部７との位置関係を示す上面図である。
前述の第１実施形態と異なる点について説明する。
【００６５】
テンプレート部材１０’は、地盤面ＧＳ上に設置される板状部材１１’と、板状部材１１’を上下に貫通するように板状部材１１’に形成された一対の貫通孔１２’，１２’とにより構成されている。板状部材１１’は、上面視で、左右方向を長辺とし、前後方向を短辺とする矩形状である。一対の貫通孔１２’，１２’は、板状部材１１’の左右両側に形成されている。貫通孔１２’は矩形断面を有する。一対の貫通孔１２’，１２’の各々の中心Ｃ３間の距離Ｌ３は、門型の基礎構造物３を構成する一対の杭５，５の各々の本体部７の中心軸Ｃ２間の距離Ｌ２（図１参照）に対応している。ゆえに、一対の貫通孔１２’，１２’を有するテンプレート部材１０’は、門型の基礎構造物３を構成する一対の杭５，５の各々の本体部７同士の間の間隔を規定する機能を有する。また、テンプレート部材１０’の貫通孔１２’は、地盤面ＧＳにおける杭５の本体部７の建て込み用の掘削孔形成予定位置Ｐを規定する機能を有する。テンプレート部材１０’については、これら機能を実現するために、地盤面ＧＳ上への設置時に、正確な高さや水平精度が確保され得る。
【００６６】
地盤面ＧＳ上にテンプレート部材１０’が設置された後、地盤面ＧＳにおける掘削孔形成予定位置Ｐ（すなわち、地盤面ＧＳ上に設置されたテンプレート部材１０の貫通孔１２の位置）から下向きに地盤掘削が行われて、掘削孔１５’が形成される。掘削孔１５’は、杭５の本体部７の建て込み用の孔である。ここで、掘削孔１５’内は、安定液（ベントナイト溶液）で満たされる。
【００６７】
本実施形態では、地中連続壁の構築で用いられる連壁掘削機（例えばＥＭＸ連壁機などの回転水平多軸式連壁機）によって矩形掘削が行われることにより、上面視で略矩形状の掘削孔１５’が形成される。上面視で、掘削孔１５’は、テンプレート部材１０’の貫通孔１２’内に形成され得る（図１５（Ｃ）参照）。ここで、テンプレート部材１０’の貫通孔１２’の中心Ｃ３が掘削孔１５’の中心軸上に位置し得る。
【００６８】
尚、本実施形態におけるテンプレート部材１０’を前述の第２実施形態に適用可能であることは言うまでもない。
【００６９】
図１６は、本発明の第４実施形態における杭５の本体部７の上端部のガイド部材４０’を示す図であり、詳しくは、図１６（Ａ）は、複数のガイド部材４０’を有する杭５の本体部７の上端部の上面図であり、図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）のＩＶ−ＩＶ断面図である。
前述の第１実施形態と異なる点について説明する。
【００７０】
図１６に示すように、杭５の本体部７の上端部の外周面には、複数の板状のガイド部材４０’が、杭５の本体部７の周方向に互いに間隔を空けて（好ましくは等間隔に）取り付けられている。尚、本実施形態では、図１６（Ａ）に８つのガイド部材４０’が図示されているが、杭５の本体部７の上端部の外周面に取り付けられる板状のガイド部材４０’の個数は８つに限らない。各ガイド部材４０’は、杭５の本体部７の上端部の外周面から径方向外方に向けて張り出している。ガイド部材４０’の上部には、上方に向かうほど杭５の本体部７の径方向外方に向かうように傾斜するテーパー部４１’が形成されている。
【００７１】
本実施形態では、上部ユニット９と杭５の本体部７の上端部とを連結する際に、上部ユニット９の筒状部材８と杭５の本体部７の上端部とが、杭５の本体部７の内周面側から溶接される。それゆえ、杭５の本体部７の上端部の外周面におけるガイド部材４０’間には、裏当て金４２’が取り付けられている。尚、当該溶接において裏当て金４２’が不要であれば、裏当て金４２’を省略してもよい。この溶接に先立って、筒状部材８の下端及び杭５の本体部７の上端には、それぞれ、図示しない開先が切ってある。筒状部材８については、この溶接が完了した後に、上面が閉口される（すなわち、この溶接時には、筒状部材８の上面は開口している）。
【００７２】
尚、本実施形態における杭５の本体部７の上端部のガイド部材４０’を、前述の第２及び第３実施形態に適用可能であることは言うまでもない。
【００７３】
前述の第１〜第４実施形態では、門型の基礎構造物３，３’を構成する杭５の個数が２つであるが、門型の基礎構造物３，３’を構成する杭５の個数は２つに限らず、例えば３つ以上であってもよい。
【００７４】
前述の第１〜第４実施形態では、筒状部材８が杭５を構成しているが、この他、筒状部材８が杭５を構成していなくてもよい。この場合には、杭５が、その本体部７のみで構成され得る。また、この場合には、筒状部材８は、横桁６を杭５（本体部７）に連結するためのソケット部材となる。つまり、この場合には、筒状部材８は、杭頭に装着される単なるソケット部材として機能する。
【００７５】
図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７６】
１…既設構造物、２…補強構造、３，３−１，３−２，３−３，３’，３’−１，３’−２，３’−３…基礎構造物、４…連結手段、４ａ…スペーサー、５，５−３…杭、６，６’…横桁、６ａ，６ｂ…横桁部材、６ｐ，６ｑ…接合面、７，７−３…本体部、８…筒状部材、９，９’…上部ユニット、９ａ，９ｂ…ユニット部分、１０，１０’…テンプレート部材、１１，１１’…板状部材、１２，１２’…貫通孔、１５，１５’…掘削孔、１７…ヤットコ、２０…根固め部、２１，２２…充填材、２５，２５…山留、２６…支保工、２７…切梁、３０…空間部、３１…床付け面、４０，４０’…ガイド部材、４１，４１’…テーパー部、４２，４２’…裏当て金、Ｃ１…中心、Ｃ２…中心軸、Ｃ３…中心、Ｇ…地盤、ＧＳ…地盤面、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…距離、Ｐ…掘削孔形成予定位置、Ｑ…領域、Ｑ１…上側部分、Ｑ２…下側部分、Ｒ…領域
【図１】
2019210711.tif 000003
【図２】
2019210711.tif 000004
【図３】
2019210711.tif 000005
【図４】
2019210711.tif 000006
【図５】
2019210711.tif 000007
【図６】
2019210711.tif 000008
【図７】
2019210711.tif 000009
【図８】
2019210711.tif 000010
【図９】
2019210711.tif 000011
【図１０】
2019210711.tif 000012
【図１１】
2019210711.tif 000013
【図１２】
2019210711.tif 000014
【図１３】
2019210711.tif 000015
【図１４】
2019210711.tif 000016
【図１５】
2019210711.tif 000017
【図１６】
2019210711.tif 000018