(57)【要約】【課題】立坑の底部地盤補強装置であって、土留め壁内に地下水が滲出するような貫通した経路がない固結体を具備し、従来よりも止水性の高い底部地盤補強装置を提供すること。【解決するための手段】土留め壁１１０に囲まれアンカー部材１０７が予め埋設された、立坑の底部地盤が形成されるべき底部地盤相当箇所に、硬化材を充填することで、アンカー部材１０７と固結体１０８が一体化し且つ固結体上面１１４がアンカー部材１０７の上端よりも上方に位置する固結体を形成し、土留め壁内に地下水が滲出するような貫通した経路のない底部地盤補強装置とする。【選択図】　　　　図１
2004027722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤を掘削して形成される立坑の底部地盤が地下水の揚圧力によって変形することを防止するために、前記底部地盤を形成すべき底部地盤相当箇所に硬化材を充填することにより形成される固結体と、地下水の揚圧力の影響が少ない深さに存在する支持地盤と、を引き抜き方向の力に抵抗する抵抗部材を杭部材の上下両端部分に設けたアンカー部材によって結合した立坑の底部地盤補強装置であって、
前記固結体は、予め前記アンカー部材を挿入した前記底部地盤相当箇所に形成され、該固結体の上面が前記アンカー部材の上端より上に位置するものであること、を特徴とする底部地盤補強装置。
【請求項２】
地盤を掘削して形成される立坑の底部地盤が地下水の揚圧力によって変形することを防止するために、前記底部地盤を形成すべき底部地盤相当箇所に硬化材を充填することにより形成される固結体と、地下水の揚圧力の影響が少ない深さに存在する支持地盤と、を引き抜き方向の力に抵抗する抵抗部材を杭部材の上下両端部分に設けたアンカー部材によって結合した立坑の底部地盤補強装置であって、
前記固結体が、前記アンカー部材と一体化するように形成されると同時に前記地下水の滲出する切れ目なく形成されているものであること、を特徴とする底部地盤補強装置。
【請求項３】
地盤を掘削して形成される立坑の底部地盤が地下水の揚圧力によって変形することを防止するために、前記底部地盤を形成すべき底部地盤相当箇所に硬化材を充填することにより形成される固結体と、地下水の揚圧力の影響が少ない深さに存在する支持地盤と、を引き抜き方向の力に抵抗する抵抗部材を杭部材の上下両端部分に設けたアンカー部材によって結合した立坑の底部地盤補強装置であって、
前記アンカー部材の上端側抵抗部材が前記固結体の上面に掛着するように配置されているものであること、を特徴とする底部地盤補強装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の底部地盤補強装置であって、前記アンカー部材が前記地下水を排出する排水機能部材として兼用されて成ること、を特徴とする底部地盤補強装置。
【請求項５】
地盤を掘削して形成される立坑の底部地盤上に設けた上部構造物と、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアンカー部材と、を備え、
前記アンカー部材と前記上部構造物とが結合され、前記アンカー部材が他の用途にリサイクルされているものであること、を特徴とするアンカー部材再利用型構造物。
【請求項６】
請求項５に記載のアンカー部材再利用型構造物であって、前記アンカー部材が前記上部構造物の沈下を防止する支持杭としてリサイクルされるものであること、を特徴とするアンカー部材再利用型構造物。
【請求項７】
請求項５に記載のアンカー部材再利用型構造物であって、前記アンカー部材が前記上部構造物の浮き上がりを防止する浮き上がり防止杭としてリサイクルされるものであること、を特徴とするアンカー部材再利用型構造物。
【請求項８】
請求項５に記載のアンカー部材再利用型構造物であって、前記上部構造物が前記土留め壁を支える支保工と、該支保工を支持する中間杭と、を備え、前記アンカー部材が前記中間杭としてリサイクルされるものであること、を特徴とするアンカー部材再利用型構造物。
【請求項９】
地盤を掘削して形成される立坑の底部地盤が地下水の揚圧力によって変形することを防止するために、前記底部地盤を形成すべき底部地盤相当箇所に硬化材を充填することにより形成される固結体と、地下水の揚圧力の影響が少ない深さに存在する支持地盤と、を引き抜き方向の力に抵抗する抵抗部材を杭部材の上下両端部分に設けたアンカー部材によって結合する、立坑の底部地盤の補強方法であって、
アンカー部材を挿入した後、前記固結体の上面がアンカー部材の上端面より上に位置するように該固結体を形成すること、を特徴とする底部地盤の補強方法。
【請求項１０】
地盤を掘削して形成される立坑の底部地盤が地下水の揚圧力によって変形することを防止するために、前記底部地盤を形成すべき底部地盤相当箇所に硬化材を充填することにより形成される固結体と、地下水の揚圧力の影響が少ない深さに存在する支持地盤と、を引き抜き方向の力に抵抗する抵抗部材を杭部材の上下両端部分に設けたアンカー部材によって結合する、立坑の底部地盤の補強方法であって、
前記底部地盤相当箇所に硬化材を充填し前記固結体を形成した後に、前記アンカー部材を地盤に挿入し、前記アンカー部材の上端側抵抗部材が前記固結体の上面に掛着するように配置すること、を特徴とする底部地盤の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地盤を掘削し形成される立坑の底部を形成する底部地盤の変形を防止するために、前記底部地盤を形成すべき底部地盤相当箇所に形成される固結体と、該固結体の下部に存在する支持地盤と、をアンカー部材によって結合した底部地盤補強装置、及びそれによる底部地盤の補強方法、及び前記底部地盤補強装置用のアンカー部材を再利用した構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種建設物の建設土木作業において地盤を掘削し形成される図２３のような立坑２３は、その外形が、立坑２３を形成すべき箇所を囲うように配置された土留め壁２４と、その土留め壁２４に囲われた部分を掘削し立坑２３の底部として形成された底部地盤５と、を備えている。土留め壁２４の崩壊の防止には、図２４に示すように、土留め壁２４同士を押さえるよう水平に支保工２５が設けられ、支保工２５の撓みを抑えるために支保工２５を支えるよう鉛直方向に中間杭（図示せず）が設けられる。
【０００３】
また、地下水の揚圧力Ｐによって底部地盤５が浮き上がるように変形する盤ぶくれの防止には、底部地盤５の地盤改良によって形成される固結体３３と、該固結体３３と該固結体３３の下部に存在する地下水の揚圧力の影響が少ない支持地盤２２とを結合するアンカー部材３４と、を備えた盤ぶくれ防止装置が設けられる。
【０００４】
ところで、底部地盤５の地盤改良によって形成される固結体３３は、底部地盤５の剛性を高め、建設物の重量による沈下や地下水の揚圧力Ｐによる盤ぶくれなどの底部地盤５の変形を防止するだけでなく、建設物と地下水の間に配置されるため、底部地盤５の止水性を高め、地下水が揚圧力Ｐによって建設物に達することを抑制している。
【０００５】
固結体３３によって底部地盤５の剛性を十分に得るためには、固結体３３の厚さを厚くする必要があるが、固結体３３の厚さを厚くするとコストの増加を招く。そこで、固結体３３の厚さを厚くせずにアンカー部材３４を用いて固結体３３と固結体３３の下部に存在する地下水の揚圧力の影響が少ない支持地盤２２とを結合し固結体３３を補強することで、地下水の揚圧力に耐え、盤ぶくれを防止することのできる盤ぶくれ防止装置が用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この盤ぶくれ防止装置の施工時における、固結体３３と固結体３３の下部に存在する地下水の影響が少ない支持地盤２２とを結合するアンカー部材３４の配置は、固結体３３を掘削し穴を設けて固結体３３にアンカー部材３４を挿入する方法や、半硬化状態の固結体３３にアンカー部材３４を押し込む方法によって行われている。しかし、これらの方法では、固結体３３とアンカー部材３４の間には地下水が滲出する原因となる隙間が生じるため、固結体３３の止水性が損なわれることになる。
【０００７】
更に、固結体３３の耐久性は高くないため、固結体３３を含む底部地盤は経時変化にともない剛性の低下や止水性の低下の可能性があり、そのような場合に、底部地盤上の上部構造物は沈下や浮き上がりを招く虞がある。
【０００８】
そこで本発明の課題は、建設土木作業において地盤を掘削し形成される立坑の底部地盤に設ける剛性又は止水性の高い底部地盤補装置、及び底部地盤の補強方法、及び底部地盤補強装置用のアンカー部材を再利用した構造物、を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本願請求項１に記載の発明に係る底部地盤補強装置は、地盤を掘削して形成される立坑の底部地盤が地下水の揚圧力によって変形することを防止するために、前記底部地盤を形成すべき底部地盤相当箇所に硬化材を充填することにより形成される固結体と、地下水の揚圧力の影響が少ない深さに存在する支持地盤と、を引き抜き方向の力に抵抗する抵抗部材を杭部材の上下両端部分に設けたアンカー部材によって結合した立坑の底部地盤補強装置であって、前記固結体は、予め前記アンカー部材を挿入した前記底部地盤相当箇所に形成され、該固結体の上面が前記アンカー部材の上端より上に位置すること、を特徴とするものである。
【００１０】
本発明によれば、固結体がアンカー部材を挿入した後に形成されるため、固結体にはアンカー部材挿入用の穴を設けることがない。更に、アンカー部材の上方に硬化材が隙間無く充填され、固結体の上面がアンカー部材の上端よりも上に位置するように形成されている。そのため、固結体は地下水が固結体の上方に滲出することを防止する遮蔽機能を有し、従来のように、固結体に穴を開けアンカー部材を挿入する場合に比べ、止水性の高い固結体を有する底部地盤補強装置となる。
【００１１】
また、本願請求項２に記載の発明に係る底部地盤補強装置は、地盤を掘削して形成される立坑の底部地盤が地下水の揚圧力によって変形することを防止するために、前記底部地盤を形成すべき底部地盤相当箇所に硬化材を充填することにより形成される固結体と、地下水の揚圧力の影響が少ない深さに存在する支持地盤と、を引き抜き方向の力に抵抗する抵抗部材を杭部材の上下両端部分に設けたアンカー部材によって結合した立坑の底部地盤補強装置であって、前記固結体が、前記アンカー部材と一体化するように形成されると同時に前記地下水の滲出する切れ目なく形成されていること、を特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、止水性の高い固結体を有する底部地盤補強装置が得られる。ここで、「アンカー部材と一体化するように形成されている」とは、アンカー部材と固結体の相対的な位置関係が固定されるよう固結体が形成されていることであり、「地下水の滲出する切れ目なく形成されている」とは、固結体の下面から上面へ地下水が滲出するような貫通した経路がないよう固結体が形成されることである。更に、「同時」とは、硬化材の充填された時から硬化する時までの期間である。したがって、形成される固結体は、アンカー部材を固定するとともに地下水が滲出する経路のない固結体であるため、止水性の高い固結体を有する底部地盤補強装置を得ることができる。
【００１３】
また、本願請求項３に記載の発明に係る底部地盤補強装置は、地盤を掘削して形成される立坑の底部地盤が地下水の揚圧力によって変形することを防止するために、前記底部地盤を形成すべき底部地盤相当箇所に硬化材を充填することにより形成される固結体と、地下水の揚圧力の影響が少ない深さに存在する支持地盤と、を引き抜き方向の力に抵抗する抵抗部材を杭部材の上下両端部分に設けたアンカー部材によって結合した立坑の底部地盤補強装置であって、前記アンカー部材の上端側抵抗部材が前記固結体の上面に掛着するように配置されていること、を特徴とするものである。
【００１４】
本発明によれば、アンカー部材の上端側抵抗部材が固結体の上面に掛着している。同じ厚さの固結体であれば、上端側抵抗部材がより固結体の上部に位置している方が、上端側抵抗部材の下部に存在する固結体の厚さが厚くなり、地下水の揚圧力に起因して生じる固結体内の厚さ方向の剪断応力が小さくなる。そのため、固結体の上面に上端側抵抗部材を掛着させることは、同じ厚さの固結体の場合に、剪断力が最も小さくなり、固結体が耐えられる地下水の揚圧力は最も大きくなる。その結果、固結体を最も薄くできるとともに、作業効率、コスト効率を高めることができる。
【００１５】
また、本願請求項４に記載の発明に係る底部地盤補強装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の底部地盤補強装置であって、アンカー部材が前記地下水を排出する排水機能部材として兼用されて成ること、を特徴とするものである。
【００１６】
本発明によれば、アンカー部材と排水機能部材を兼用することで、排水機能部材のみを単独で設ける工程を無くすとともに、地下水の排水を可能にする。地下水を排水することで揚圧力の調節を積極的に行うことができるため、固結体の厚さを更に薄くすることが可能である。
【００１７】
また、本願請求項５に記載の発明に係るアンカー部材再利用型構造物は、地盤を掘削して形成される立坑の底部地盤上に設けた上部構造物と、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアンカー部材と、を備え、前記アンカー部材と前記上部構造物とが結合され、前記アンカー部材が他の用途にリサイクルされているものでること、を特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、従来は底部地盤補強装置においてアンカー部材として用いられたものを、上部構造物の建設後は他の用途に埋設された状態のままリサイクルすることで、省資源化、低コスト化を図ることができる。
【００１９】
また、本願請求項６に記載の発明に係るアンカー部材再利用型構造物は、請求項５に記載のアンカー部材再利用型構造物であって、前記アンカー部材が前記上部構造物の沈下を防止する支持杭としてリサイクルされること、を特徴とするものである。
【００２０】
本発明によれば、従来は底部地盤補強装置においてアンカー部材として用いられたものを、上部構造物の支持杭としてリサイクルすることで、新たに支持杭挿入用の穴を掘削する必要が無く、上部構造物の施工期間を短縮することができる。
【００２１】
また、本願請求項７に記載の発明に係るアンカー部材再利用型構造物は、請求項５に記載のアンカー部材再利用型構造物であって、前記アンカー部材が前記上部構造物の浮き上がりを防止する浮き上がり防止杭としてリサイクルされること、を特徴とするものである。
【００２２】
本発明によれば、従来は底部地盤補強装置においてアンカー部材として用いられたものを、上部構造物の浮き上がり防止杭としてリサイクルすることで、新たに浮き上がり防止杭挿入用の穴を掘削する必要が無く、上部構造物の施工期間を短縮することができる。
【００２３】
また、本願請求項８に記載の発明に係るアンカー部材再利用型構造物は、請求項５に記載のアンカー部材再利用型構造物であって、前記上部構造物が前記土留め壁を支える支保工と、該支保工を支持する中間杭と、を備え、前記アンカー部材が前記中間杭としてリサイクルされること、を特徴とするものである。
【００２４】
本発明によれば、従来は底部地盤補強装置においてアンカー部材として用いられたものを、上部構造物として支保工が設けられる場合に、該支保工を支持する中間杭としてリサイクルすることで、新たに中間杭挿入用の穴を掘削する必要が無く、支保工の施工期間を短縮することができる。
【００２５】
また、本願請求項９に記載の発明に係る底部地盤の補強方法は、地盤を掘削して形成される立坑の底部地盤が地下水の揚圧力によって変形することを防止するために、前記底部地盤を形成すべき底部地盤相当箇所に硬化材を充填することにより形成される固結体と、地下水の揚圧力の影響が少ない深さに存在する支持地盤と、を引き抜き方向の力に抵抗する抵抗部材を杭部材の上下両端部分に設けたアンカー部材によって結合する、立坑の底部地盤の補強方法であって、アンカー部材を挿入した後、前記固結体の上面がアンカー部材の上端面より上に位置するように該固結体を形成すること、を特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、アンカー部材を挿入した後に硬化材を充填することで、固結体が底部地盤相当箇所に一枚岩のように形成されるとともに、該固結体の上面はアンカー部材の上端よりも上に位置する。そのため、固結体は地下水が固結体の上方に滲出することを防止する遮蔽機能を有する遮蔽壁となり、従来のように、固結体に穴を開けアンカー部材を挿入する場合に比べ、止水性の高い固結体を有する底部地盤補強装置を施工することができる。
【００２７】
また、本願請求項１０に記載の発明に係る底部地盤の補強方法は、地盤を掘削して形成される立坑の底部地盤が地下水の揚圧力によって変形することを防止するために、前記底部地盤を形成すべき底部地盤相当箇所に硬化材を充填することにより形成される固結体と、地下水の揚圧力の影響が少ない深さに存在する支持地盤と、を引き抜き方向の力に抵抗する抵抗部材を杭部材の上下両端部分に設けたアンカー部材によって結合する、立坑の底部地盤の補強方法であって、前記底部地盤相当箇所に硬化材を充填し前記固結体を形成した後に、前記アンカー部材を地盤に挿入し、前記アンカー部材の上端側抵抗部材が前記固結体の上面に掛着するように配置すること、を特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、アンカー部材の上端側抵抗部材が固結体の上面に掛着させることにより、上端側抵抗部材の下部に存在する固結体の厚さをできる限り厚くすることができる。そして、地下水の揚圧力に起因して生じる固結体内の厚さ方向の剪断応力を小さくし、同じ厚さの固結体の場合には、固結体が耐えられる地下水の揚圧力が最も大きくなる。その結果、固結体の最も薄い底部地盤補強装置を施工することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は下端側抵抗部材に螺旋円板を用いた本発明の実施の形態に係る底部地盤補強装置についての図３に示す矢印Ｉ−Ｉ線に沿う断面図、図２は下端側抵抗部材に螺旋円板を用いた本発明の実施の形態に係る底部地盤補強装置についての図３に示すＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は本発明の実施の形態に係る底部地盤補強装置の固結体部分の図１に示す矢印ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、図４は下端側抵抗部材に透水性袋体を用いた本発明の他の実施の形態に係る底部地盤補強装置についての図１に対応する断面図である。
【００３０】
図１に示す底部地盤補強装置は、立坑の底部地盤を形成すべき底部地盤相当箇所に硬化材を充填することにより形成される固結体１０８と、地下水の揚圧力の影響が少ない深さに存在する支持地盤１０３と、を引き抜き方向の力に抵抗する抵抗部材を杭部材１０４の上下両端に設けたアンカー部材１０７によって結合する構造となっている。下端側抵抗部材１０６には、螺旋円板１０６Ａが用いられており、その周囲の支持地盤１０３には拡大掘削後に硬化材が注入されて改良体１０９が設けられている。
【００３１】
上端側抵抗部材１０５が埋め込まれている固結体１０８は、図３に示すように、１回のジェットクラウド工法（特開２００１−１８２０８８号公報）で形成される円筒状固結体１１１の周囲部分を重複させ、土留め壁１１０によって囲まれた全領域に渡って隙間無く形成される。該固結体１０８の固結体上面１１４はアンカー部材１０７よりも上方に位置している。杭部材１０４の周囲には硬化材が注入され硬化した硬化体１０２が形成されている。
【００３２】
図１において、上端側抵抗部材１０５よりも上側に存在する固結体１０８の部分を固結体上部１１２とし、残りを固結体下部１１３とすると、固結体下部１１３は地下水の揚圧力に耐える強度を有する程度の厚さが必要であり、固結体上部１１２は地下水の滲出を防止し止水性を確保する程度の厚さが必要であり、固結体上部１１２は固結体下部１１３の半分程度の厚さであることが好ましい。
【００３３】
図４は他の実施の形態に係り、この図４に示す底部地盤補強装置は、図１の底部地盤補強装置における下端側抵抗部材１０６が、旭化成建材株式会社のＣＩＴＹ　ＧＵＹと称される工法に用いられる透水性袋体１０６Ｂで構成されており、アンカー部材１０７挿入後、硬化材を注入することにより、前記透水性袋体１０６Ｂに膨張拡大させ、アンカー部材１０７を支持地盤１０３に固定するものである。
【００３４】
アンカー部材１０７の上下端に設ける抵抗部材は、図１のように、両端とも螺旋円盤を使用することも、図４のように、上端側抵抗部材１０５に螺旋円板を使用し、下端側抵抗部材１０６に前記透水性袋体１０６Ｂを使用することも、また、両端ともに前記透水性袋体を使用することも可能である。
【００３５】
図３において、杭部材１０４は全て円筒状固結体１１１の重複部１４４に位置しているが、円筒状固結体１１１の形成位置を変更することで、円筒状固結体の外周の交点１４５等、他の位置に変更することが可能である。ただし、予め底部地盤相当箇所に挿入されている杭部材１０４の中心軸と円筒状固結体１１１の中心軸を一致させるように円筒状固結体１１１を配置することは通常容易ではないため、杭部材１０４の中心軸の位置と異なる位置に配置するのがよい。
【００３６】
図５〜図９は、図１又は図４に示される底部地盤補強装置の施工工程を模式的に示した模式図で、図５はアンカー部材挿入用穴を支持地盤まで掘削した状態を示す模式図、図６はアンカー部材挿入用穴の底部を拡大掘削した状態を示す模式図、図７はアンカー部材挿入用穴に硬化材を注入した状態を示す模式図、図８は図１に示すアンカー部材をアンカー部材挿入用穴に挿入した状態を示す模式図、図９は図４に示すアンカー部材をアンカー部材挿入用穴に挿入した状態を示す模式図である。
【００３７】
図１の底部地盤補強装置を施工するには、まず、アンカー挿入用の穴を掘削し、その穴に硬化材を注入する。図５のように直径が杭径程度のアンカー部材挿入用穴１４１を支持地盤１０３まで掘削し、図６のようにアンカー部材挿入用穴１４１の底部１４２を拡大掘削し、図７のようにアンカー部材挿入用穴１４１に硬化材を注入し、改良体１０９及び硬化体１０２を形成する。
【００３８】
次に、改良体１０９及び硬化体１０２が硬化する前に、図８のように下端側抵抗部材１０６が改良体１０９に埋まるまでアンカー部材１０７をボーリングマシン等を用いて（特開２００１−１８２０８８号公報）挿入し、その後、図１のように固結体形成用穴１４３を掘削するとともに、ジェットクラウド工法により底部地盤相当箇所に硬化材を充填し固結体１０８を形成する。固結体１０８の形成は、前記ボーリングマシン等に限らず、他の施工機械を用いても良い。
【００３９】
図４のように抵抗部材として透水性袋体１０６Ｂを用いた底部地盤補強装置を施工する場合には、図１の底部地盤補強装置を施工する場合における図７のように拡大掘削することなく、図９のようにアンカー部材１０７を挿入し、次に、透水性袋体１０６Ｂに硬化材を充填し膨張拡大させ、その後、図４のようにジェットクラウド工法により底部地盤相当箇所に硬化材を充填し固結体１０８を形成する。
【００４０】
図１０は上端側抵抗部材に螺旋円板を用いた本発明の他の実施の形態に係る底部地盤補強装置についての図１２に示す矢印Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、図１１は上端側抵抗部材に平面円板を用いた本発明の他の実施の形態に係る底部地盤補強装置についての図１０に対応する断面図、図１２は本発明の他の実施の形態に係る底部地盤補強装置の固結体部分についての図１０の矢印ＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【００４１】
図１０に示す底部地盤補強装置は、立坑の底部地盤を形成すべき底部地盤相当箇所に硬化材を充填することにより形成される固結体１０８と、地下水の揚圧力の影響が少ない深さに存在する支持地盤１０３と、を引き抜き方向の力に抵抗する抵抗部材を杭部材１０４の上下両端に設けたアンカー部材１０７によって結合する構造となっている。
【００４２】
土留め壁１１０で囲まれた底部地盤相当箇所に硬化材を充填し形成された固結体１０８の上面である固結体上面１１４に上端側抵抗部材１０５である螺旋円板１０５Ａの下部が掛着し、下端側抵抗部材１０６は前記透水性袋体１０６Ｂを支持地盤１０３内で膨張拡大させたものである。杭部材１０４の周囲には硬化材が注入され硬化した硬化体１０２を形成している。
【００４３】
図１０の底部地盤補強装置の固結体１０８は上部側抵抗体１０５よりも下部にあり、主に図１に示した実施の形態における固結体下部１１３として地下水の揚圧力に耐える役割を果たす。止水性については、アンカー部材１０７の周囲部分に設けられた硬化体１０２がアンカー部材１０７挿入時に設けた固結体１０８の穴を塞ぐことにより、固結体１０８は従来程度の止水性を保つことができる。
【００４４】
図１１に示す底部地盤補強装置は、図１０の底部地盤補強装置における下端側抵抗部材１０５が、平面円板１０５Ｂで構成されているものでる。図１０の場合と同様に、図１１の底部地盤補強装置の固結体１０８は上部側抵抗体１０５よりも下部にあり、主に図１に示した実施の形態における固結体下部１１３として地下水の揚圧力に耐える役割を果たす。止水性については、アンカー部材１０７の周囲部分に設けられた硬化体１０２がアンカー部材１０７挿入時に設けた固結体１０８の穴を塞ぐことにより、固結体１０８は従来程度の止水性を保つことができる。
【００４５】
図１３〜図１５は図１０及び図１１に示される底部地盤補強装置の施工工程を模式的に示した模式図である。図１３は底部地盤相当箇所に固結体を形成する硬化材を充填する固結体形成用穴を設けた状態を示す模式図、図１４は底部地盤相当箇所に硬化材を充填し固結体を形成した状態を示す模式図、図１５はアンカー部材挿入用穴を支持地盤まで掘削した状態を示す模式図である。
【００４６】
図１０の底部地盤補強装置を施工するには、まず、底部地盤相当箇所に固結体１０８を形成し、支持地盤１０３まで掘削して直径が杭径程度のアンカー部材挿入用穴１４１を形成する。図１３のように地盤１０１に固結体形成用穴１４３を掘削するとともに、図１４のようにジェットクラウド工法により固結体１０８を形成し、図１５のようにアンカー部材挿入用穴１４１を支持地盤１０３まで掘削する。アンカー部材挿入用穴１４１には固結体１０８に設けた穴を塞ぐための硬化材を注入した後、図１０のように、上端側抵抗部材１０５である螺旋円板１０５Ａが固結体上面１１４に掛着するように、アンカー部材１０７をアンカー部材挿入用穴１４１に挿入するとともに、硬化体１０２を形成する。また、下端側抵抗部材である前記透水性袋体１１６に硬化材を注入し膨張拡大させ、アンカー部材１０７挿入後、アンカー部材１０７を支持地盤１０３に固定する。
【００４７】
図１０の底部地盤補強装置は、固結体１０８を形成した後に、アンカー部材１０７を挿入するため、アンカー部材１０７の挿入位置は問われず、図１２のように円筒状固結体１１１の重複部１４４、円筒状固結体１１１の外周の交点１４５及び円筒状固結体１１１の中心軸等も含め任意の位置にアンカー部材１０７を挿入することができる。
【００４８】
図１１に示す底部地盤補強装置は、図１０における上端側抵抗部材１０５が平面円板１０５Ｂで構成されているものである。図１０の上端側抵抗部材１０５は螺旋円板１０５Ａを用いているため、アンカー部材挿入用穴１４１にねじ込むことによって、アンカー部材１０７を挿入することが可能であるが、図１１の上端側抵抗部材１０５は平面円板を用いているため、予めアンカー部材挿入用穴１４１を固結体上面程度まで拡大掘削し、アンカー部材挿入用穴１４１に硬化材を注入するとともにアンカー部材１０７を挿入する。アンカー部材１０７挿入後、下端側抵抗部材である前記透水性袋体１１６に硬化材を注入し膨張拡大させ、アンカー部材１０７を支持地盤１０３に固定する。
【００４９】
図１１の底部地盤補強装置も、図１０の底部地盤補強装置と同様に、固結体１０８を形成した後に、アンカー部材１０７を挿入するため、アンカー部材１０７の挿入位置は問われず、図１２のように円筒状固結体１１１の重複部１４４、円筒状固結体１１１の外周の交点１４５及び円筒状固結体１１１の中心軸等も含め任意の位置にアンカー部材１０７を挿入することができる。
【００５０】
図１６〜図１９は本発明に係るアンカー部材再利用型構造物を説明するものである。図１６はアンカー部材を支持杭としてリサイクルした本発明の他の実施の形態に係るアンカー部材再利用型構造物についての図１９に示す矢印ＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う断面図、図１７はアンカー部材を浮き上がり防止杭としてリサイクルした本発明の他の実施の形態に係るアンカー部材再利用型構造物についての図１９に示す矢印ＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う断面図、図１８は本発明に係るアンカー部材を中間杭としてリサイクルしたアンカー部材再利用型構造物の実施の形態についての図１９に示す矢印ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図、図１９は本発明に係わるアンカー部材再利用型構造物の固結体の実施の形態についての図１８の矢印ＸＶＩＩＩＩ−ＸＶＩＩＩＩ線に沿う断面図である。
【００５１】
図１６に示すアンカー部材再利用型構造物のアンカー部材１０７は、固結体１０８、改良体１０９、支持地盤１０３を備えた底部地盤補強装置の構成要素の１つであり、下端側抵抗部材１０６は支持地盤１０３に埋め込まれている。支持地盤１０３から鉛直上方に伸びる杭部材１０４は固結体１０８を貫通し、杭部材１０４の上端にジョイント１２３によって支持杭１５１が連結される。そして、該支持杭１５１を基礎として上部構造物１５０が形成されている。ここで、「支持杭」とは、上部構造物１５０の沈下を防止するために上部構造物１５０と地盤を結合する杭である。
【００５２】
図１６では、杭部材１０４の上端が固結体上面１１４より少し出るように施工されているが、図１のように固結体上面１１４が杭部材１０４よりも上方にある場合には、固結体１０８を掘削し、杭部材１０４の上端を露出させジョイント１２３を連結すれば良い。
【００５３】
図１６のようにアンカー部材１０７をリサイクルすることで、上部構造物１５０の施工時に、底部地盤の沈下等の変形を防止している固結体１０８が、上部構造物１５０施工後の経時的変化によって崩壊しても、上部構造物１５０と支持地盤１０３が直接連結されるため、上部構造物１５０の沈下をより長期に渡って防止することが可能である。
【００５４】
図１７に示すアンカー部材再利用型構造物のアンカー部材１０７は、固結体１０８、改良体１０９、支持地盤１０３を備えた底部地盤補強装置の構成要素の１つであり、下端側抵抗部材１０６は支持地盤１０３に埋め込まれている。支持地盤１０３から鉛直上方に伸びる杭部材１０４は固結体１０８を貫通し、杭部材１０４の上端にジョイント１２３によって浮き上がり防止杭１５２が連結される。そして、該浮き上がり防止杭１５２を基礎として上部構造物１５０が形成されている。「浮き上がり防止杭」とは、上部構造物１５０が地下水の揚圧力などによって浮き上がることを防止するために、上部構造物１５０と地盤を結合する杭である。
【００５５】
図１７では、図１６と同様に、杭部材１０４の上端が固結体上面１１４より少し出るように施工されているが、図１のように固結体上面１１４が杭部材１０４よりも上方にある場合には、固結体１０８を掘削し、杭部材１０４の上端を露出させジョイント１２３を連結すれば良い。
【００５６】
図１７のようにアンカー部材１０７をリサイクルすることで、上部構造物１５０の施工時に、底部地盤の浮き上がり等の変形を防止している固結体１０８が、上部構造物１５０施工後の経時的変化によって崩壊しても、上部構造物１５０と支持地盤１０３が直接連結されるため、上部構造物１５０の浮き上がりより長期に渡って防止することが可能である。
【００５７】
図１８に示すアンカー部材再利用型構造物のアンカー部材１０７は、固結体１０８、改良体１０９、支持地盤１０３を備えた底部地盤補強装置の構成要素の１つであり、下端側抵抗部材１０６は支持地盤１０３に埋め込まれている。支持地盤１０３から鉛直上方に伸びる杭部材１０４は固結体１０８を貫通し、杭部材１０４の上端にジョイント１２３によって中間杭１２５が連結される。そして、中間杭１２５と該中間杭に支えられる支保工１５３と、を備えた上部構造物１５０を形成されている。ここで、「中間杭」とは、土留め壁の崩壊を防止する支保工１５３のたわみを抑制するように支保工１５３を支持する杭である。
【００５８】
図１８では、図１６、図１７と同様に、杭部材１０４の上端が固結体上面１１４より少し出るように施工されているが、図１のように固結体上面１１４が杭部材１０４よりも上方にある場合には、固結体１０８を掘削し、杭部材１０４の上端を露出させジョイント１２３を連結すれば良い。
【００５９】
図１８のようにアンカー部材１０７をリサイクルすることで、中間杭１５３を施工するためだけに、中間杭１５３の支持部となる基礎を形成する必要がなく、中間杭１５３の施工期間を短縮することができる。
【００６０】
図２０と図２１は、本発明に係る底部地盤補強装置及びアンカー部材再利用型構造物におけるアンカー部材の杭部材が地下水を排水する排水機能部材である場合を説明したものである。図２０は本発明に係る排水機能部材として兼用されるアンカー部材を備えた底部地盤補強装置の実施の形態についての図１９に示す矢印ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う断面に対応する断面図、図２１は排水機能を兼用するアンカー部材を中間杭としてリサイクルした本発明の他の実施の形態に係るアンカー部材再利用型構造物についての図１８に対応する断面図である。
【００６１】
図２０に示す底部地盤補強装置のアンカー部材１０７Ａは、固結体１０８、改良体１０９、支持地盤１０３を備えた底部地盤補強装置の構成要素の１つであり、下端側抵抗部材１０６は支持地盤１０３に埋め込まれている。支持地盤１０３から鉛直上方に伸びる杭部材１２４は、固結体１０８を貫通し上端には地下水の排水口１２１が形成されている。
【００６２】
アンカー部材１０７Ａの杭部材１２４は図２２に示すように、下端部付近に有孔管を形成する中空パイプ材であるため、下端部を地下水の吸い込み口１２２として、この吸い込み口１２２から地下水を吸い込み、上端から排水することができる。
【００６３】
図２０に示すようにアンカー部材１０７Ａの杭部材１２４を底部地盤補強装置に用いることで、地下水を排水口１２１より排水することにより地下水の揚圧力の調節が可能となる。
【００６４】
図２１に示すアンカー部材再利用型構造物のアンカー部材１０７Ｂは、固結体１０８、改良体１０９、支持地盤１０３を備えた底部地盤補強装置の構成要素の１つであり、下端側抵抗部材１０６は支持地盤１０３に埋め込まれている。支持地盤１０３から鉛直上方に伸びる杭部材１２４は、固結体１０８を貫通し上端には地下水の排水口１２１が形成されている。更にジョイント１２３によって上方に中間杭１２５が結合されている。
【００６５】
アンカー部材１０７Ｂの杭部材１２４は、図２２に示すように、下端部付近に有孔管を形成する中空パイプ材であるため、下端部を地下水の吸い込み口１２２として、この吸い込み口１２２から地下水を吸い込み、上端から排水することができる。
【００６６】
図２１に示すようにアンカー部材１０７Ｂの杭部材１２４をアンカー部材再利用型構造物に用いることで、地下水の排水をすることにより地下水の揚圧力の調節が可能となる。図２１のように中間杭１２５等が杭部材１２４に結合されている場合には、中空パイプ材の中間杭１２５の上方に排水口を設けることで、杭部材１２４の上端で排水せず、中間杭１２５の上端で排水することも可能である。すなわち、排水口を形成できる箇所であればどこからでも排水は可能である。
【００６７】
また、図２１のアンカー部材再利用型構造物において、中間杭１２５を設ける時点は、立坑形成前か立坑形成後かを問うものではない。すなわち、杭部材１２４から中間杭１２５全てを含めて底部地盤補強装置のアンカー部材１０７Ｂとし、立坑形成前に予め地盤に挿入し、底部地盤補強装置を施工後に支保工１５３を設けることも、中間杭１２５を含めず底部地盤補強装置のアンカー部材１０７Ａとし、底部地盤補強装置及び立坑形成後に中間杭１２５とともに支保工１５３を設けることもできる。
【００６８】
立坑形成後に中間杭１２５を設ける場合には、図１６〜図１８と同様で、杭部材１２４は上端が固結体上面１１４より少し出るように施工されているが、図１のように固結体上面１１４が杭部材１２４よりも上方にある場合には、固結体１０８を掘削し、杭部材１２４の上端を露出させジョイント１２３を連結すれば良い。
【００６９】
前記底部地盤補強装置、前記アンカー部材再利用型構造物、またそれらの施工方法に用いるアンカー部材の形状は円管に限るものではなく、角パイプ等の中空材でも良く、排水機能部材として利用しない場合には、中実材やＨ型鋼杭等のを用いても良い。また、アンカー部材の杭部材の材質には、鋼に限らず、エンジニアリングプラスチックや樹脂硬化物を用いることができ、エンジニアリングプラスチックや樹脂硬化物を用いれば将来、容易に撤去することができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、アンカー部材が予め埋設された立坑の底部地盤相当箇所に、固結体上面がアンカー部材の上端よりも上方に位置し、更にアンカー部材と該固結体が一体化するように、該固結体を形成することで、止水性の高い底部地盤補強装置を得ることができる。
【００７１】
また、アンカー部材の上端側抵抗部材を固結体上面に掛着させることや、杭部材に排水機能を有するものを用いることで、固結体の厚さがより薄い底部地盤補強装置を得ることができる。
【００７２】
更に、底部地盤補強装置に用いられていたアンカー部材を上部構造物の建設後に、埋設されたまま他の用途にリサイクルすることで、省資源化、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る下端側抵抗部材に螺旋円板を用いた部地盤補強装置の実施の形態対についての図３に示す矢印Ｉ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図２】本発明に係る下端側抵抗部材に螺旋円板を用いた底部地盤補強装置の実施の形態についての図３に示す矢印ＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わる底部地盤補強装置の固結体部分についての図１の矢印ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】下端側抵抗部材に透水性袋体を用いた本発明の他の実施の形態に係る底部地盤補強装置についての図１に対応する断面図である。
【図５】アンカー部材挿入用穴を支持地盤まで掘削した状態を示す模式図である。
【図６】アンカー部材挿入用穴の底部を拡大掘削した状態を示す模式図である。
【図７】アンカー部材挿入用穴に硬化材を注入した状態を示す模式図である。
【図８】図１に示すアンカー部材をアンカー部材挿入用穴に挿入した状態を示す模式図である。
【図９】図４に示すアンカー部材をアンカー部材挿入用穴に挿入した状態を示す模式図である。
【図１０】本発明に係る上端側抵抗部材に螺旋円板を用いた底部地盤補強装置の他の実施の形態についての図１２に示す矢印Ｘ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】本発明に係る上端側抵抗部材に平面円板を用いた底部地盤補強装置の他の実施の形態についての図１０に対応する断面図である。
【図１２】本発明に係わる底部地盤補強装置の固結体部分についての図１０の矢印ＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【図１３】底部地盤相当箇所に固結体を形成する硬化材を充填する固結体形成用穴を設けた状態を示す模式図である。
【図１４】底部地盤相当箇所に硬化材を充填し固結体を形成した状態を示す模式図である。
【図１５】アンカー部材挿入用穴を支持地盤まで掘削した状態を示す模式図である。
【図１６】アンカー部材を支持杭としてリサイクルした本発明の他の実施の形態に係るアンカー部材再利用型構造物についての図１９に示す矢印ＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う断面図である。
【図１７】アンカー部材を浮き上がり防止杭としてリサイクルした本発明の他の実施の形態に係るアンカー部材再利用型構造物についての図１９に示す矢印ＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う断面図である。
【図１８】本発明に係るアンカー部材を中間杭としてリサイクルしたアンカー部材再利用型構造物の実施の形態についての図１９に示す矢印ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図１９】本発明に係わるアンカー部材再利用型構造物の固結体の実施の形態についての図１６の矢印ＸＶＩＩＩＩ−ＸＶＩＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図２０】本発明に係る排水機能部材として兼用されるアンカー部材を備えた底部地盤補強装置の実施の形態についての図１９に示す矢印ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う断面に対応する断面図である。
【図２１】排水機能を兼用するアンカー部材を中間杭としてリサイクルした本発明の他の実施の形態に係るアンカー部材再利用型構造物についての図１８に対応する断面図である。
【図２２】図２１に示す中間杭の一部としてリサイクルされた排水機能部材を兼用するアンカー部材を示す側面図である。
【図２３】立坑の底部地盤の盤ぶくれを示す断面図である。
【図２４】従来の盤ぶくれ防止装置の断面図である。
【符号の説明】
５　　底部地盤
２０　　地盤
２２　　地下水の揚圧力の影響が少ない深さにある支持地盤
２３　　立坑
２４　　土留め壁
２５　　支保工
３３　　固結体
３４　　アンカー部材
１０１　　地盤
１０２　　硬化体
１０３　　地下水の揚圧力の影響が少ない深さにある支持地盤
１０４　　杭部材
１０５　　上端側抵抗部材
１０５Ａ　上端側抵抗部材として杭部材の上端部分に形成された螺旋円板
１０５Ｂ　上端側抵抗部材として杭部材の上端部分に形成された平面円板
１０６　　下端側抵抗部材
１０６Ａ　下端側抵抗部材として杭部材の下端部分に形成された螺旋円板
１０６Ｂ　下端側抵抗部材として杭部材の下端部分に形成された透水性袋体
１０７　　アンカー部材
１０７Ａ　排水機能を有するアンカー部材
１０７Ｂ　排水機能を有し中間杭を設けたアンカー部材
１０８　　固結体
１０９　　改良体
１１０　　土留め壁
１１１　　ジェットクラウド工法１回で形成される円筒状固結体
１１２　　固結体上部
１１３　　固結体下部
１１４　　固結体上面
１２１　　地下水の排水口
１２２　　地下水の吸い込み口
１２３　　ジョイント
１２４　　一部分が有孔管で形成された杭部材
１２５　　中間杭
１４１　　アンカー部材挿入用穴
１４２　　アンカー部材挿入用穴の底部
１４３　　固結体形成用穴
１４４　　複数の円筒状固結体の重複部
１４５　　数本の円筒状固結体の外周の交点
１５０　　立坑の底部地盤上の構造物
１５１　　支持杭
１５２　　浮き上がり防止杭
１５３　　支保工
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2004027722.tif 000019
【図１８】
2004027722.tif 000020
【図１９】
2004027722.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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