(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中若しくは水底地盤中の基礎上に立設した橋脚等の柱状構造物の周面に地中部若しくは水中部の補強枠を囲繞して組立て、組立てた補強枠を柱状構造物の上方で吊下げ、前記補強枠を設置する際、前記補強枠を下降して地中若しくは水中に設置し、設置した補強枠と柱状構造物との間に充填剤を充填する橋脚等の柱状構造物の補強工法において、湧水地または水底地盤中の基礎上に立設した柱状構造物の基部周辺を盛土し、該基部周辺を掘削可能な作業ヤ−ドを造成し、該作業ヤ−ド上の柱状構造物を囲繞して地中部の補強枠を地上で組み立て、組立てた補強枠を柱状構造物の上方に移動して吊下げ後、該柱状構造物の基部周辺から前記基礎に亘る地盤を掘削し、該掘削穴に滞留水を滞留させて施工するとともに、掘削後の掘削穴に前記補強枠を下降して水中に設置し、該補強枠の設置後に掘削穴を埋め戻し、補強枠と柱状構造物との間に充填剤を充填することを特徴とする橋脚等の柱状構造物の補強工法。
【請求項２】
前記滞留水は、河川若しくは海または湖沼からの湧水である請求項１記載の橋脚等の柱状構造物の補強工法。
【請求項３】
前記掘削穴は逆円錐台形状である請求項１記載の橋脚等の柱状構造物の補強工法。
【請求項４】
前記掘削を、作業ヤ−ド上に設置した重機と、潜水夫とで施工する請求項１記載の橋脚等の柱状構造物の補強工法。
【請求項５】
前記掘削穴の法面は、水平距離と垂直距離の比率が１対２乃至１対１の急勾配である請求項１または請求項３記載の橋脚等の柱状構造物の補強工法。
【請求項６】
前記地中部の各補強枠の上下位置に通孔を形成し、一方の通孔の内側口縁部にナットを固定し、他方の通孔に対向する柱状構造物の対応位置にネジ孔を有するコンクリ−トアンカ−を埋設し、該他方の通孔に第１支持ボルトを挿入し、該ボルトの螺軸をコンクリ−トアンカ−のネジ孔にねじ込み、各補強枠を柱状構造物の周面に離間して固定するとともに、前記一方の通孔に第２支持ボルトを挿入し、その螺軸を前記ナットにねじ込んで柱状構造物の周面に当接し、各補強枠と柱状構造物の間隔を調整し、隣接する補強枠の接合部を溶接して組み立てる請求項１記載の橋脚等の柱状構造物の補強工法。
【請求項７】
前記溶接後、第１および第２支持ボルトを補強枠から取り外し、該補強枠を柱状構造物の上方に移動して吊り下げる請求項６記載の橋脚等の柱状構造物の補強工法。
【請求項８】
前記地中部の補強枠を掘削穴の滞留水に落とし込み後、前記一方の通孔に第２支持ボルトを挿入し、その螺軸を前記ナットにねじ込んで柱状構造物の周面に当接し、各補強枠と柱状構造物の間隔を調整する請求項６記載の橋脚等の柱状構造物の補強工法。
【請求項９】
前記補強枠と柱状構造物の間隔調整を、滞水した掘削穴内で潜水夫が施工する請求項８記載の橋脚等の柱状構造物の補強工法。
【請求項１０】
前記補強枠と柱状構造物の間隔調整後、前記掘削穴を埋め戻し、該埋め戻し後、前記補強枠と柱状構造物との間に清水を給水して清掃するとともに、その還流水の汚濁状態の確認と、給水管による前記間隔調整を監理する請求項８記載の橋脚等の柱状構造物の補強工法。
【請求項１１】
前記埋め戻し後、前記補強枠と柱状構造物との間の滞留水中に、充填管を底部直上に位置付けて水中不分離型モルタルを充填する請求項１０記載の橋脚等の柱状構造物の補強工法。
【請求項１２】
前記水中不分離型モルタルは、水中不分離剤を１.０〜２.０ｋｇ/ｍ3添加する請求項１１記載の橋脚等の柱状構造物の補強工法。
【請求項１３】
前記モルタル充填後、固化したモルタルと埋め戻し部材上において、地上部の補強枠を柱状構造物の周面を囲繞して、地上に突出した地中部の補強枠上に組み立てる請求項１１記載の橋脚等の柱状構造物の補強工法。
【請求項１４】
前記地上部の各補強枠の上下位置に通孔を形成し、一方の通孔の内側口縁部にナットを固定し、他方の通孔に対向する柱状構造物の対応位置にネジ孔を有するコンクリ−トアンカ−を埋設し、該他方の通孔に第１支持ボルトを挿入し、その螺軸をコンクリ−トアンカ−のネジ孔にねじ込んで、各補強枠を柱状構造物の周面に離間して固定するとともに、前記一方の通孔に第２支持ボルトを挿入し、その螺軸を前記ナットにねじ込んで柱状構造物の周面に当接し、各補強枠と柱状構造物の間隔を調整し、隣接する補強枠の接合部を溶接して組み立てる請求項１または請求項１３記載の橋脚等の柱状構造物の補強工法。
【請求項１５】
前記地上部の各補強枠の第１および第２支持ボルトの取り付け状態を維持し、前記補強枠と柱状構造物との間に、充填管を底部直上に位置付けて充填材を充填する請求項１４記載の橋脚等の柱状構造物の補強工法。
【請求項１６】
前記充填材の充填後、前記作業ヤ−ドを撤去し、施工前の状況を復旧する請求項１５記載の橋脚等の柱状構造物の補強工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば河川幅が狭く水深が比較的浅い河川内橋脚の耐震補強に好適で、河川の流れを変えて橋脚の周辺に作業ヤ−ドを確保し、地中部の補強枠を地上で容易に組み立て、これを橋脚の上方に吊り上げる一方、橋脚の基部を常時滞水状態で開削し、地質条件を問わず、かつ湧水対策を省略した施工を実現するとともに、掘削穴の法面を安定させ、掘削スペ−スと作業スペ−スのコンパクト化を図れ、開削後は地中枠を水中に落とし込み、開削部を埋め戻し後に橋脚と地中枠との間に水中不分離型モルタルを充填して、該モルタルを水中で緻密かつ確実に充填し得るとともに、仮設物の使用を大幅に減らし、工期の短縮と工費を低減を図れる橋脚等の柱状構造物の補強工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
阪神大震災や新潟県中越地震等の被害状況から、橋脚の耐震補強が指摘され、車両の安全や輸送の安全確保に向けて、橋脚の早急な耐震補強が望まれている。
このうち、河川内の橋脚耐震補強については、水中での施工を伴ない、その補強工法として、例えば仮設桟橋を用いた仮土留めによる仮締切工法や、直線形鋼矢板の打設による耐震補強が採用されているが、仮締切工法は工事が大掛かりになり、また鋼矢板の打設工法は多数の鋼矢板を要して、工費が嵩み工期が長期化する問題がある。
【０００３】
特に河川源流部での施工は、径の大きな玉石が多く、計画通りに仮土留めや直線形鋼矢板の打設が困難になり、その場合にはオ−ガ−の併用が不可欠になって、工費が増大し、しかもこの種の施工は渇水期の制約があるため、前述の工法では対応できない。
【０００４】
ところで、水深の深い河川内の橋脚耐震補強について、種々の補強工法が提案されている。
例えば、橋脚の水上部分にクレ−ンを備えた作業台船を使用して足場を架設し、該足場を利用して複数の鋼板を溶接し橋脚の周面を囲繞する鋼管を形成し、該鋼管の下端部の外周に鉄筋を建て込み、該鉄筋の外周に型枠を設置して、鋼管と型枠との間にコンクリ−トを打設して根巻きコンクリ−トを備えた補強部材を形成し、前記足場を一旦撤去した後、橋脚の上方に設けたチェ−ンブロックを介して、前記補強部材を吊り降ろし、これを水中に沈めて基礎上に設置する。
【０００５】
その際、鋼板の内側に予めガイドロ−ラを回転自在に取り付け、該ロ−ラを橋脚の周面に接触させて鋼板と橋脚の表面との間隙を確保させ、この後、補強部材上に足場を架設し、該足場を利用して鋼板を溶接し、これを補強部材に接合するとともに、鋼板と橋脚との間に無収縮モルタルを充填する橋脚の補強工法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、この補強工法は、仮設桟橋の代わりに大形の作業台船を要し、該作業台船によって足場の架設や鋼管の製作を行なうため、作業に手間が掛かり工費が増大するとともに、ガイドロ−ラによる間隔調整では、ガイドロ−ラを橋脚の周面に接触させただけのため、打設したコンクリ−トが橋脚の周面とガイドロ−ラとの間に介入する惧れがあり、均一な間隔や一様な調整が得られなくなる、という問題があった。
【０００７】
また、他の補強工法として、水面より上方の橋脚周面に継手を介して、複数の鋼板パネルを環状に連結して環状パネル体を組み立て、この環状パネル体を上下に配置して連結し、その下側の環状パネル体の一部を水中に降下させ、上側の環状パネル体の上部に環状パネル体を順次組み立て、下側の環状パネル体を順次水中に降下して、橋脚の周面全域を環状パネル体で被覆した後、橋脚と環状パネル体との間の土砂を排出し、その間に水中コンクリ−トを充填するようにした補強工法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
しかし、この補強工法は、橋脚の周辺まで仮設桟橋を架設し、または作業台船を利用して、橋脚の周囲に足場や材料置き場を設ける必要があって、施工が大掛かりになるとともに、橋脚と環状パネル体との狭隘な間隙に水中コンクリ−トを充填するため、骨材がコンクリ−トの流動性を阻害して緻密に充填できないという問題があった。
【０００９】
更に、別の補強工法として、橋脚の周面に圧入装置を固定するとともに、橋脚の周囲に締切鋼板を囲繞して配置し、該締切鋼板をボルトで連結し、かつその接合部にゴムパッキンを介挿して水密に組み立て、該締切鋼板を前記圧入装置によって押し下げ、水底地盤に貫入して水密に締切った後、締切鋼板内部を排水して足場を設け、該足場を利用して補強用鋼板ブロックをホイストで吊り下げ、これを橋脚の周面に順次積み重ね、その接合部を溶接して組み立てる工法がある（例えば、特許文献３参照）。
【００１０】
しかし、前記の補強工法は、大形大重量の締切鋼板を要し、作業が大掛かりになるとともに、その接合部にゴムパッキンを介挿して水密に組み立てているため、部品点数が増加し組み立てに手間が掛かるとともに、水密に締め切り後、補強用鋼板ブロックを組み立てるため、工期が長期化し工費が嵩む等の問題があった。
このように水深の深い河川内の橋脚耐震補強には、前述の問題があり、これを河川幅が狭く水深が比較的浅い河川内橋脚の耐震補強に適用することは難しい。
【００１１】
そこで、前述の問題を解決し、河川幅が狭く水深が比較的浅い河川内橋脚の耐震補強を施工する場合は、仮設桟橋の代わりに河川の瀬替えを行なって作業ヤ−ドを確保し、また仮土留めを使用しないバックホウによる開削工の採用が考えられる。
この場合、前者は河川管理者の協議により実現し得るが、後者は地中部掘削時に大量に発生する湧水の処理と、掘削のり面の崩落防止の解決を要する。
このうち、湧水処理は湧水を常時滞水状態で開削し得れば問題を解決し得るが、常時滞水状態での補強には地中部の鋼板枠の組み立てが問題になる。
【００１２】
そこで、出願人は、仮設桟橋の代わりに河川の流れを変え、橋脚の基部周辺を造成して作業ヤ−ドを確保し、該作業ヤ−ドで地中部の鋼板枠を地上部で組み立て、これを橋脚に仮吊り後、常時滞水状態で橋脚の基部を開削し、掘削終了後、前記鋼板枠を水中に落とし込む方法を考案した。
しかし、前記方法には、水中での掘削と施工の確認と、水中に落とし込んだ鋼板枠と橋脚との間隔調整の課題があり、また水中に落とし込んだ鋼板枠と橋脚との狭隘部におけるモルタルの充填法と、その品質の確保に課題があった。
【００１３】
【特許文献１】特開平１１-７１７１８号公報
【特許文献２】特開２００１−１０７３１９号公報
【特許文献３】特許第３９３０３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明はこのような問題を解決し、例えば河川幅が狭く水深が比較的浅い河川内橋脚の耐震補強に好適で、河川の流れを変えて橋脚の周辺に作業ヤ−ドを確保し、地中部の補強枠を地上で容易に組み立て、これを橋脚の上方に吊り上げる一方、橋脚の基部を常時滞水状態で開削し、地質条件を問わず、かつ湧水対策を省略した施工を実現するとともに、掘削穴の法面を安定させ、掘削スペ−スと作業スペ−スのコンパクト化を図れ、開削後は地中枠を水中に落とし込み、開削部を埋め戻し後に橋脚と地中枠との間に水中不分離型モルタルを充填して、該モルタルを水中で緻密かつ確実に充填し得るとともに、仮設物の使用を大幅に減らし、工期の短縮と工費を低減を図れる橋脚等の柱状構造物の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】
【００１５】
請求項１の発明は、地中若しくは水底地盤中の基礎上に立設した橋脚等の柱状構造物の周面に地中部若しくは水中部の補強枠を囲繞して組立て、組立てた補強枠を柱状構造物の上方で吊下げ、前記補強枠を設置する際、前記補強枠を下降して地中若しくは水中に設置し、設置した補強枠と柱状構造物との間に充填剤を充填する橋脚等の柱状構造物の補強工法において、湧水地または水底地盤中の基礎上に立設した柱状構造物の基部周辺を盛土し、該基部周辺を掘削可能な作業ヤ−ドを造成し、該作業ヤ−ド上の柱状構造物を囲繞して地中部の補強枠を地上で組み立て、組立てた補強枠を柱状構造物の上方に移動して吊下げ後、該柱状構造物の基部周辺から前記基礎に亘る地盤を掘削し、該掘削穴に滞留水を滞留させて施工するとともに、掘削後の掘削穴に前記補強枠を下降して水中に設置し、該補強枠の設置後に掘削穴を埋め戻し、補強枠と柱状構造物との間に充填剤を充填し、湧水地または水底地盤中の基礎上に立設した柱状構造物の補強に際し、従来の仮土留め工や直線形鋼矢板の打設を省略し、仮設工の手間とその資材を大幅に低減し、工期の短縮化と工費の低減を図るとともに、先ず柱状構造物の基部周辺を盛土して作業ヤ−ドを造成し、この作業ヤ−ド上に地中部の補強枠を地上で容易に組み立て後、地中部の補強枠を上方に移動して吊り下げ、柱状構造物の基部周辺から前記基礎に亘る地盤を掘削し、その際掘削穴に滞留水を滞留させて施工し、滞留水の圧力を利用し掘削穴の法面を安定させて安全な掘削を実現するとともに、掘削穴の水中に前記地中部の補強枠を吊り降ろして設置した後、掘削穴を埋め戻して補強枠の安定化を図り、更に補強枠と柱状構造物との間に充填剤を充填して補強枠の安定性を強化し、一連の施工を安全かつ円滑に行ない河川内橋脚の渇水期での施工の制約に応じられるようにしている。
【００１６】
請求項２の発明は、滞留水は、河川若しくは海または湖沼からの湧水で、掘削穴の滞留水を容易かつ安価に得られるようにしている。
請求項３の発明は、掘削穴は逆円錐台形状で、作業ヤ−ドのコンパクト化を図るようにしている。
請求項４の発明は、掘削を、作業ヤ−ド上に設置した重機と、潜水夫とで施工し、掘削を重機と人力に分けて合理的に行なうとともに、重機では破損の惧れがある部位を人力で安全に掘削し、掘削の確実性を図るようにしている。
【００１７】
請求項５の発明は、掘削穴の法面は、水平距離と垂直距離の比率が１対２乃至１対１の急勾配であり、掘削穴の小形化と掘削土砂の減量化を図り、掘削作業の迅速化と掘削作業スペ−スのコンパクト化を図るとともに、前記作業ヤ−ドの小スペ−ス化を図るようにしている。
請求項６発明は、地中部の各補強枠の上下位置に通孔を形成し、一方の通孔の内側口縁部にナットを固定し、他方の通孔に対向する柱状構造物の対応位置にネジ孔を有するコンクリ−トアンカ−を埋設し、該他方の通孔に第１支持ボルトを挿入し、該ボルトの螺軸をコンクリ−トアンカ−のネジ孔にねじ込み、各補強枠を柱状構造物の周面に離間して固定するとともに、前記一方の通孔に第２支持ボルトを挿入し、その螺軸を前記ナットにねじ込んで柱状構造物の周面に当接し、各補強枠と柱状構造物の間隔を調整し、隣接する補強枠の接合部を溶接して組み立て、充填材の充填スペ−スを均一に形成するとともに、溶接による補強枠の変形を防止し得るようにしている。
請求項７の発明は、溶接後、第１および第２支持ボルトを補強枠から取り外し、該補強枠を柱状構造物の上方に移動して吊り下げ、吊り下げ時や水中への落とし込み時における柱状構造物との擦過や損傷を未然に防止するとともに、吊り下げ後の掘削穴の掘削作業を容易に施工し得るようにしている。
【００１８】
請求項８の発明は、地中部の補強枠を掘削穴の滞留水に落とし込み後、前記一方の通孔に第２支持ボルトを挿入し、その螺軸を前記ナットにねじ込んで柱状構造物の周面に当接し、各補強枠と柱状構造物の間隔を調整し、水中不分離型モルタルの充填スペ−スを均一に形成するようにしている。
請求項９の発明は、補強枠と柱状構造物の間隔調整を、滞水した掘削穴内で潜水夫が施工し、水中での確実な作業に対応させている。
請求項１０の発明は、補強枠と柱状構造物の間隔調整後、前記掘削穴を埋め戻し、該埋め戻し後、前記補強枠と柱状構造物との間に清水を給水して清掃するとともに、その還流水の汚濁状態の確認と、給水管による前記間隔調整を監理し、充填材の充填に備えて補強枠と柱状構造物との間を清掃し、その際還流水の汚濁状態を確認して、掘削土砂の有無と充填の時期を判断し、また給水管の挿入状況によって前記間隔調整を監理し、充填スペ−スの可否をチェックするようにしている。
【００１９】
請求項１１の発明は、埋め戻し後、前記補強枠と柱状構造物との間の滞留水中に、充填管を底部直上に位置付けて水中不分離型モルタルを充填し、補強枠の外側に埋め戻した土砂の土圧を作用させて、モルタル充填に伴う補強枠の孕み防止と、モルタル漏れを防止するとともに、水中不分離型モルタルを充填することによって水中でのモルタルの分離を防止し、緻密な充填と均一なモルタル強度を得られ、しかも充填管を底部直上に位置付けることによって、上方からの落下充填に比べて水中不分離性を向上し、圧縮強度のバラツキを小さく抑えられるようにしている。
請求項１２の発明は、水中不分離型モルタルは、水中不分離剤を１.０〜２．０ｋｇ/ｍ３添加し、良好な水中不分離性と大きな圧縮強度を得られるようにしている。
請求項１３の発明は、モルタル充填後、固化したモルタルと埋め戻し部材上において、地上部の補強枠を柱状構造物の周面を囲繞して、地上に突出した地中部の補強枠上に組み立て、地上部の補強枠を容易かつ合理的に組み立てられるようにしている。
【００２０】
請求項１４の発明は、地上部の各補強枠の上下位置に通孔を形成し、一方の通孔の内側口縁部にナットを固定し、他方の通孔に対向する柱状構造物の対応位置にネジ孔を有するコンクリ−トアンカ−を埋設し、該他方の通孔に第１支持ボルトを挿入し、その螺軸をコンクリ−トアンカ−のネジ孔にねじ込んで、各補強枠を柱状構造物の周面に離間して固定するとともに、前記一方の通孔に第２支持ボルトを挿入し、その螺軸を前記ナットにねじ込んで柱状構造物の周面に当接し、各補強枠と柱状構造物の間隔を調整し、隣接する補強枠の接合部と隣接する地上部の補強枠の接合部を溶接して組み立て、充填材の充填スペ−スを均一に形成するとともに、溶接による補強枠の変形を防止し得るようにしている。
請求項１５の発明は、地上部の各補強枠の第１および第２支持ボルトの取り付け状態を維持し、前記補強枠と柱状構造物との間に、充填管を底部直上に位置付けて充填材を充填し、第１支持ボルトの緊締力によって、充填材の充填に伴う補強枠の孕み防止と、充填材漏れを防止するようにしている。
【００２１】
請求項１６の発明は、充填材の充填後、前記作業ヤ−ドを撤去し、施工前の状況を復旧し、河川の環境汚染と景観の変化を防止するようにしている。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明は、湧水地または水底地盤中の基礎上に立設した柱状構造物の基部周辺を盛土し、該基部周辺を掘削可能な作業ヤ−ドを造成し、該作業ヤ−ド上の柱状構造物を囲繞して地中部の補強枠を地上で組み立て、組立てた補強枠を柱状構造物の上方に移動して吊下げ後、該柱状構造物の基部周辺から前記基礎に亘る地盤を掘削し、該掘削穴に滞留水を滞留させて施工するとともに、掘削後の掘削穴に前記補強枠を下降して水中に設置し、該補強枠の設置後に掘削穴を埋め戻し、補強枠と柱状構造物との間に充填剤を充填するから、湧水地または水底地盤中の基礎上に立設した柱状構造物の補強に際し、従来の仮土留め工や直線形鋼矢板の打設を省略し、仮設工の手間とその資材を大幅に低減し、工期の短縮化と工費の低減を図るとともに、先ず柱状構造物の基部周辺を盛土して前記基部周辺を掘削可能な作業ヤ−ドを造成し、この作業ヤ−ド上で地中部の補強枠を地上で容易に組み立て後、地中部の補強枠を上方に移動して吊り下げ、柱状構造物の基部周辺から前記基礎に亘る地盤を掘削し、その際掘削穴に滞留水を滞留させて施工し、滞留水の圧力を利用し掘削穴の法面を安定させて安全な掘削を実現するとともに、掘削穴の水中に前記地中部の補強枠を吊り降ろして設置した後、掘削穴を埋め戻して補強枠の安定化を図り、更に補強枠と柱状構造物との間に充填剤を充填して補強枠の安定性を強化し、一連の施工を安全かつ円滑に行ない河川内橋脚の渇水期での施工の制約に応じられる効果がある。
【００２４】
請求項２の発明は、滞留水は、河川若しくは海または湖沼からの湧水であるから、掘削穴の滞留水を容易かつ安価に得られる効果がある。
請求項３の発明は、掘削穴は逆円錐台形状であるから、作業ヤ−ドのコンパクト化を図ることができる。
請求項４の発明は、掘削を、作業ヤ−ド上に設置した重機と、潜水夫とで施工するから、掘削を重機と人力に分けて合理的に行なえるとともに、重機では破損の惧れがある部位を人力で安全に掘削し、掘削の確実性を図ることができる。
【００２５】
請求項５の発明は、掘削穴の法面は、水平距離と垂直距離の比率が１対２乃至１対１の急勾配であるから、掘削穴の小形化と掘削土砂の減量化を図り、掘削作業の迅速化と掘削作業スペ−スのコンパクト化を図るとともに、前記作業ヤ−ドの小スペ−ス化を図ることができる。
請求項６発明は、地中部の各補強枠の上下位置に通孔を形成し、一方の通孔の内側口縁部にナットを固定し、他方の通孔に対向する柱状構造物の対応位置にネジ孔を有するコンクリ−トアンカ−を埋設し、該他方の通孔に第１支持ボルトを挿入し、該ボルトの螺軸をコンクリ−トアンカ−のネジ孔にねじ込み、各補強枠を柱状構造物の周面に離間して固定するとともに、前記一方の通孔に第２支持ボルトを挿入し、その螺軸を前記ナットにねじ込んで柱状構造物の周面に当接し、各補強枠と柱状構造物の間隔を調整し、隣接する補強枠の接合部を溶接して組み立てるから、充填材の充填スペ−スを均一に形成するとともに、溶接による補強枠の変形を防止することができる。
請求項７の発明は、溶接後、第１および第２支持ボルトを補強枠から取り外し、該補強枠を柱状構造物の上方に移動して吊り下げるから、吊り下げ時や水中への落とし込み時における柱状構造物との擦過や損傷を未然に防止するとともに、吊り下げ後の掘削穴の掘削作業を容易に施工することができる。
【００２６】
請求項８の発明は、地中部の補強枠を掘削穴の滞留水に落とし込み後、前記一方の通孔に第２支持ボルトを挿入し、その螺軸を前記ナットにねじ込んで柱状構造物の周面に当接し、各補強枠と柱状構造物の間隔を調整するから、水中不分離型モルタルの充填スペ−スを均一に形成することができる。
請求項９の発明は、補強枠と柱状構造物の間隔調整を、滞水した掘削穴内で潜水夫が施工するから、水中での確実な作業に対応させることができる。
請求項１０の発明は、補強枠と柱状構造物の間隔調整後、前記掘削穴を埋め戻し、該埋め戻し後、前記補強枠と柱状構造物との間に清水を給水して清掃するとともに、その還流水の汚濁状態の確認と、給水管による前記間隔調整を監理し、充填材の充填に備えて補強枠と柱状構造物との間を清掃し、その際還流水の汚濁状態を確認して、掘削土砂の有無と充填の時期を判断し、また給水管の挿入状況によって前記間隔調整を監理し、充填スペ−スの可否をチェックすることができる。
【００２７】
請求項１１の発明は、埋め戻し後、前記補強枠と柱状構造物との間の滞留水中に、充填管を底部直上に位置付けて水中不分離型モルタルを充填するから、補強枠の外側に埋め戻した土砂の土圧を作用させて、モルタル充填に伴う補強枠の孕み防止と、モルタル漏れを防止するとともに、水中不分離型モルタルを充填することによって水中でのモルタルの分離を防止し、緻密な充填と均一なモルタル強度を得られ、しかも充填管を底部直上に位置付けることによって、上方からの落下充填に比べて水中不分離性を向上し、圧縮強度のバラツキを小さく抑えることができる。
請求項１２の発明は、水中不分離型モルタルは、水中不分離剤を１.０〜２．０ｋｇ/ｍ３添加するから、良好な水中不分離性と大きな圧縮強度を得ることができる。
請求項１３の発明は、モルタル充填後、固化したモルタルと埋め戻し部材上において、地上部の補強枠を柱状構造物の周面を囲繞して、地上に突出した地中部の補強枠上に組み立てるから、地上部の補強枠を容易かつ合理的に組み立てることができる。
【００２８】
請求項１４の発明は、地上部の各補強枠の上下位置に通孔を形成し、一方の通孔の内側口縁部にナットを固定し、他方の通孔に対向する柱状構造物の対応位置にネジ孔を有するコンクリ−トアンカ−を埋設し、該他方の通孔に第１支持ボルトを挿入し、その螺軸をコンクリ−トアンカ−のネジ孔にねじ込んで、各補強枠を柱状構造物の周面に離間して固定するとともに、前記一方の通孔に第２支持ボルトを挿入し、その螺軸を前記ナットにねじ込んで柱状構造物の周面に当接するから、各補強枠と柱状構造物の間隔を調整し、隣接する補強枠の接合部と隣接する地上部の補強枠の接合部を溶接して組み立て、充填材の充填スペ−スを均一に形成するとともに、溶接による補強枠の変形を防止することができる。
請求項１５の発明は、地上部の各補強枠の第１および第２支持ボルトの取り付け状態を維持し、前記補強枠と柱状構造物との間に、充填管を底部直上に位置付けて充填材を充填するから、第１支持ボルトの緊締力によって、充填材の充填に伴う補強枠の孕み防止と、充填材漏れを防止することができる。
【００２９】
請求項１６の発明は、充填材の充填後、前記作業ヤ−ドを撤去し、施工前の状況を復旧するから、河川の環境汚染と景観の変化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明を河川幅が比較的狭く水深が比較的浅い河川内の、鉄道用橋脚の耐震補強に適用した図示の実施形態について説明すると、図１乃至図１７において１は河川幅が狭く水深が比較的浅い河川で、その左右の両岸に堤防２，３が突設され、その中州４の両側に河川流５，６が分かれて形成されている。
【００３２】
前記中州４の地中に基礎であるフ−チング７が埋設され、該フ−チング７に鉄筋コンクリ−ト製の柱状構造物である橋脚８が立設され、その上端部に橋桁９を介して軌道１０を敷設可能な床版１１が架設されている。
【００３３】
前記橋脚８の断面は、実施形態の場合、略小判形に形成され、その周面に充填材である水中不分離型のモルタル層１２を介して、縦長矩形の鋼板からなる補強枠１３が取り付けられている。
前記補強枠１３は、その施工位置に応じて前記鋼板を湾曲成形または非成形の平板状に形成され、それらの周面を隣接の補強枠１３に突き合わせ、その接合部の裏面に継手（図示略）を当てがって溶接している。
【００３４】
前記補強枠１３は、その施工位置によって地中枠１３ａと地上枠１３ｂとに分かれ、このうち地中枠１３ａは後述する作業ヤ−ド撤去後の地山１４の内部に埋設され、その上側の地中枠１３ａの上端部が地面の上方に突出して配置され、該地中枠１３ａ上に下側の地上枠１３ｂの下端部が重合して配置され、その接合部を溶接している。
【００３５】
図中、１５は橋脚８の地上部周面に所定間隔で複数打ち込んだコンクリ−トアンカ−で、その内部にネジ孔１６が形成され、該ネジ孔１６に補強枠１３ａ，１３ｂの外側から第１支持ボルト１７またはビスがねじ込まれている。
【００３６】
前記補強枠１３ａ，１３ｂの中央部の上下位置に二つの通孔１８，１９が形成され、一方の通孔１８に前記第１支持ボルト１７が挿入可能にされ、その螺軸端部を前記コンクリ−トアンカ−１５にねじ込み可能にしていて、補強枠１３ａ，１３ｂの組み立て時における溶接の変形を防止可能にされている。
前記第１支持ボルト１７は、溶接後に地中部の補強枠１３ａから取り外され、その補強枠１３ａ側の通孔１８に後述のシ−ル材を充填して閉塞され、また地上部の補強枠１３ｂは螺着状態を維持し、溶接後に橋脚８との間にモルタルを充填した際の変形、いわゆる孕みを防止可能にしている。
【００３７】
また、他方の通孔１９の内側開口縁にナット２０が溶接され、該ナット２０に間隔調整用の第２支持ボルト２１，２３がねじ込まれている。
このうち、一方の第２支持ボルト２１は六角ボルトからなり、補強枠１３ａの溶接前の組み立て時、螺軸をナット２０にねじ込み、溶接時における変形を防止するとともに、ねじ込み後は取り外されて後述のように吊り上げられ、その後に水中に落とし込まれ、この落とし込み後、潜水夫によって水中でナット２０にねじ込むようにしている。
【００３８】
また、他方の第２支持ボルト２３は棒状に形成され、その端面に六角レンチ（図示略）を係合可能な凹部２３ａが形成され、補強枠１３ｂの溶接前の組み立て時にナット２０にねじ込まれ、その螺軸端部を橋脚８の表面に当接して、補強枠１３ｂと橋脚８との間隔ｄを一定に調整可能にし、このねじ込み状態を維持して、補強枠１３ｂと橋脚８との間にモルタル等の充填材を充填するようにしている。
図中、２４は補強枠１３ａ，１３ｂの通孔１８，１９と、第２支持ボルト２３の凹部２３ａ、並びに補強枠１３ｂ側の第１支持ボルト１７の凹部２２に充填したシ−ル材である
【００３９】
前記橋脚８の補強枠１３による耐震補強の工事は、図６に示す手順によって行なわれる
すなわち、前記耐震補強の工事は、一方の河川流６の流れを変えて作業ヤ−ド２５を造成する瀬替工・作業ヤ−ド工と、地中に配置する補強枠１３ｂを地上で組み立てて橋脚８に吊り下げる地中部補強枠組立工と、この後橋脚８の基部周辺を湧水の滞水中で開削する水中掘削工と、前記補強枠１３ｂを前記掘削した掘削穴に滞留する水中に落とし込む地中部補強枠落とし込み工とを順次行なう。
【００４０】
次に、前記掘削した掘削穴を埋め戻して補強枠１３ｂを埋設する埋め戻し工と、前記橋脚８と補強枠１３ｂとの間にモルタル２１を充填する地中部補強枠モルタル充填工と、地上の補強枠１３ａを組み立てる地上部補強枠組立工と、足場と作業ヤ−ド２５を撤去し、河川流５，６の流れを復旧して施工前の河川１を回復する瀬替撤去工とを順次行なう。
【００４１】
前記瀬替工・作業ヤ−ド工は、一方の河川流６の上流側に大形の土嚢（図示略）を設置して堰き止め、また河川流６の上流側から河川流５方向へ大形の土嚢２６を設置して河川流６の流れを変え、河川流６を河川流５に合流させて、河川流６を一時的に枯渇させるようにしている。
【００４２】
そして、河川流６の下流側の枯渇部と、一方の堤防３の内側に土砂を盛土して坂道状の河川内進入路２７を造成し、該河川内進入路２７を利用して、土砂搬送用の大形自動車（図示略）を河川１内に進入させ、該自動車に積載した土砂を橋脚８の基部周辺に搬送して盛土し、前記作業ヤ−ド２５を造成するようにしている。
その際、河川流５に臨む作業ヤ−ド２５の外周部は前記土嚢２６で護岸するようにしている。このように前記瀬替えと河川内進入路２７によって、仮設桟橋の省略を実現させている。
【００４３】
前記作業ヤ−ド２５を造成後、橋脚８の周辺に足場２８を組み立て、該足場２８を利用して橋脚８の上部周面にチェ−ンブロック等の吊り上げ設備２９を複数設置し、また橋脚８の地上部周面の所定箇所に、複数のコンクリ−トアンカ−１５を取り付けている。
そして、作業ヤ−ド２５に地中および地上部の補強枠１３ａ，１３ｂと、クレ−ン等の重機３０を搬入し、該重機３０によって先ず補強枠１３ａを吊り上げ、これを橋脚８の外側の所定位置に配置して仮組みし、地中部補強枠組立工を施工し、地中部の補強枠１３ａを組立てるようにしている。
【００４４】
前記地中部の補強枠１３ａを組立てる場合は、補強枠１３ａの外側から第１支持ボルト１７を通孔１８に挿入し、その螺軸をコンクリ−トアンカ−１５のネジ孔１６にねじ込み、その頭部１７ａを通孔１８の開口縁に係合する。
また、第２支持ボルト２１を補強枠１３ａの外側から通孔１９に挿入し、その螺軸をナット２０にねじ込み、かつ螺軸端部を橋脚８の周面に当接するまでねじ込んで、橋脚８と補強枠１３ａの間隔ｄを一定に調整するようにしている。
こうして、全ての補強枠１３ａを橋脚８の周面に固定したところで、補強枠１３ａの接合部を裏面に継手を添えて溶接し、断面略小判形の補強枠管を形成するようにしている。実施形態では前記補強枠１３ａを上下二段に積み重ねた管体に形成している。
【００４５】
前記補強枠１３ａの溶接後、第１支持ボルト１７，２１を取り外し、補強枠１３ａの外周面に係止金具（図示略）を取り付け、該金具に前記チェ−ンブロックの係止具（図示略）を掛けて吊り上げ、橋脚８の上方に移動して吊り下げて置くようにしている。
この後、前記足場２８を一旦撤去し、バックホウ等の掘削機３１を作業ヤ−ド２５へ移動し、該バックホウ３１を駆動して水中掘削工を施工するようにしている。
【００４６】
前記水中掘削工は、バックホウ３１によって橋脚８の基部周辺の作業ヤ−ド２５と中州４の一部を掘削し、橋脚８からフ−チング７に亘って略逆円錐台形状の掘削穴３２を形成するようにしている。
前記掘削は、掘削穴３２の開口径Ｄ２の開口縁に沿ってバックホウ３１を移動して行なわれ、その開口径Ｄ２はフ−チング７の外径よりも若干大径に形成され、掘削穴３２の底部径Ｄ１はフ−チング７の外径よりも小径（Ｄ１＜Ｄ２）に形成されている。
【００４７】
前記掘削穴３２の法面３２ａの勾配、つまり掘削穴３２の開口縁と底部径Ｄ１との水平距離Ｈと、掘削穴３２の深さｈとの比率Ｈ／ｈは、実施形態では略１／２〜１／１に形成され、掘削穴３２の開口径Ｄ２の小径化と法面３２ａの急峻化を図り、作業ヤ−ド２５の小スペ−ス化を図るようにしている。
このように法面３２ａを急勾配にしても、法面３２ａは滞留水３３の水圧を受けて安定し、その崩落を防止されるから、安定して掘削することができる。
【００４８】
前記底部径Ｄ１はフ−チング７の上端面に位置し、該底部径Ｄ１は掘削穴３２に滞留する湧水等の滞留水３３中で、かつ潜水夫３４が作業する際の最小スペ−スに相当する直径に設定されている。図中、３５は前記法面３２ａに設置した崩落防止用の大形の土嚢である。
この場合、前述のように法面３２ａは安定しているから、土嚢３５は不可欠ではないが、設置する場合は、掘削穴３２の小形化ないし法面３２ａ長さの短小化によって、その数量を減量できることとなる。
【００４９】
前記水中掘削工は、前記バックホウ３１による掘削と、潜水夫３４による掘削とで行なわれ、該潜水夫３４による掘削は、バックホウ３１では掘削が困難で損傷の惧れがある、橋脚８およびフ−チング７の周辺を人力で掘削し、その微粒土砂をエアリフトで処理するとともに、特にフ−チング７の上面に滞留する土砂を吸引掘削するようにしている。
前記エアリフトないし掘削は、前記滞留水３３に排水管（図示略）の一端を没入し、他端を掘削穴３２の外部に配管し、前記排水管の途中に圧縮空気を供給し、前記一端を橋脚８等の残留土砂に吹き付けて剥離し、この微粒土砂を滞留水３３と一緒に外部へ排出するようにしている。
【００５０】
このように前記水中掘削工は、滞留水３３を常時滞水させながら掘削するから、従来のような鋼矢板等の仮設材が不要になり、また滞留水３３の水圧によって法面３２ａが安定するから、掘削作業を円滑かつ安定して行なえるとともに、法面３２ａの急勾配を実現して掘削スペ−スのコンパクト化を図れるから、掘削作業の手間を軽減し、河川幅員が狭い箇所での施工に好適であり、しかも現場の地質条件を問わず施工可能である。
【００５１】
こうして水中掘削工が終了し、また潜水夫３４によって橋脚８およびフ−チング７の周面をブラシ掛けして清浄した後、前記地中部補強枠落とし込み工を施工するようにしている。
前記地中部補強枠落とし込み工は、前記複数のチェ−ンブロックを段階的に下降操作し、吊り下げ状態の管状の補強枠１３ａをゆっくり下ろして滞留水３３に落とし込み、補強枠１３ａの下端をフ−チング７の上面に着地し、その上端部を滞留水３３の水面から突出するようにしている。
前記作業は、例えば数人の作業者が簡素な作業船に乗船し、前記作業者がチェ−ンブロックを分担して操作することで行なうようにしている。
【００５２】
前記補強枠１３ａの落とし込み後、第２支持ボルト２１を通孔１９に挿入し、その螺軸をナット２０にねじ込み、これを例えばエア−インパクトレンチを駆使して螺軸端部を橋脚８の周面に当接し、補強枠１３ａと橋脚８との間隔ｄを一定に調整する。
こうして、補強枠１３ａを橋脚８を囲繞してフ−チング７上に立設後、補強枠１３ａの下端部の外側にフ−チング７の上面に亘って土木シ−ト（図示略）を配置し、これを土嚢（図示略）で保持して、補強枠１３ａの下端部とフ−チング７の上面との間隙を閉塞し、次の埋め戻し工に備えるようにしている。
【００５３】
前記埋め戻し工は、前記掘削した土砂３６をバックホウ３１を使用して掘削穴３２に投入し、補強枠１３ａの外側を土砂３６で埋め戻すようにしている。
この場合、埋め戻し後も補強枠１３ａと橋脚８との間には滞留水３３が滞水しており、
仮に前記滞留水３３をポンプ（図示略）で汲み出しても、湧水が直ぐに滞水して同様な状況になる。すなわち、補強枠１３ａと橋脚８との間を乾燥状態にすることは不可能であり、この状況を踏まえて次の地中部補強枠のモルタル充填工を施工するようにしている。
【００５４】
前記埋め戻し後、補強枠１３ａと橋脚８との間を内部清掃し、該清掃によって前記内部の土砂の堆積の有無と、前記間隔ｄの可否を確認するようにしている。すなわち、前記土砂の堆積は、この後の充填モルタルの欠損部を形成し、補強枠１３ａの支持強度に重大な影響を及ぼし、前記間隔の可否は充填モルタルの厚さに関係し、補強枠１３ａの支持強度に重大な影響を及ぼすことによる。
【００５５】
前記内部清掃は、補強枠１３ａと橋脚８との間に残留する滞留水３３に、水中ポンプ（図示略）で清水を給水することで行ない、その際の還流水の濁り状態によって、前記土砂の堆積の有無を確認するようにしている。
また、前記水中ポンプで清水を給水する際、該ポンプに接続した長尺の給水管（外径約３ｃｍ）を前記補強枠１３ａと橋脚８との間に挿入し、その挿入状態によって、前記間隔ｄの可否を確認するようにしている。
【００５６】
前記モルタル充填工は、水中不分離型のモルタル１２を収容したコンクリ−トミキサー車３７を埋め戻し現場に移動し、これを前記補強枠１３ａと橋脚８との間に吐出して充填するようにしている。
発明者は、前記モルタルの充填に先立ち、モルタルの成分配合と、その施工法を決定した。すなわち、補強枠１３ａと橋脚８との間の狭隘部の充填材として、大粒の骨材を含むコンクリ−トでは緻密な充填が難しく、均一な強度を得られない。
【００５７】
このため、充填材としてコンクリ−トは不適であり、モルタルが適当であるが、前記間隙には滞留水３３が常時滞水するため、水に分離しない水中不分離型のモルタルが適当であり、その場合の具体的な配合とその当否を確認する必要がある。
【００５８】
そこで、水中不分離型モルタルの配合については、次の要求される品質を満たした５種類のサンプルについて、図７に示す種々の試験を行なって決定した。
前記要求される品質としては、圧縮強度が橋脚８と同程度であること、終局歪が３０００μ以上であること、ブリ−ディング（ｂｌｅｅｄｉｎｇ）はしないこと、水中不分離性は良好であること、水中気中強度比は０．６以上であること、等である。
【００５９】
前記５種類のサンプルは、鋼板巻き耐震補強の狭隘部の注入に用いられる高流動用モルタル混和材を用いたモルタルをベ−スに、水中での分離を抑えるため、水中不分離材である増粘剤を添加した。前記増粘剤を増量すれば水中不分離性は改善されるが、狭隘部への流動性が低下および圧縮強度の発現性が不足する惧れがあった。
【００６０】
このため、増粘剤の量を５段階に分けた配合で試験を行い、適切な水中不分離性（気中と水中の圧縮強度の低下度合と目視での材料分離で確認）と、流動性（フロ−値で確認）を確保できる配合を選定した。この結果、図７に示す２番目から４番目の配合を当該工法に適用可能であるものと判断した。
【００６１】
次に、水中不分離型モルタルの施工法、つまり充填法については、５０ｍｍ幅の実寸大モルタルの試験によって、充填方法の試験を行なった。試験は図８に示すように、トレミ−管式と自由落下打設との比較、自由落下打設の直下と水平移動度との強度低下等の確認を行なった。
前記試験の結果、トレミ−管式は、自由落下の充填に比べて水中不分離性が向上し、圧縮強度のバラツキを小さく抑えることができることが確認されたため、充填方法はトレミ−管方式、つまり噴出管の吐出口をモルタル中に没入して充填するによる方法とし、モルタル水平移動距離の強度低減を考慮したトレミ−管の挿入間隔を決定した。
【００６２】
なお、モルタル充填時の鋼板孕み防止として、地中部埋め戻し後に充填を行い、モルタル漏れを防ぐこととした。トレミ−管式打設は、底部より５０ｍｍ上方に管を固定して打設し、落下打設は、底部よ４００ｍｍ上方に管を固定して打設した。
試験の結果、落下打設よりもトレミ−管打設の方が水中不分離性が良く、圧縮強度のバラツキが小さい結果を得たので、本工事の充填方法はトレミ−管式打設とした。
【００６３】
すなわち、前記モルタルの充填は、長尺の打設管を補強枠１３ａと橋脚８との間に挿入し、その吐出口をフ−チング７の上面から約５０ｍｍ上方に位置付けて水中不分離性モルタルを打設し、打設中は堆積した前記モルタル中に吐出口を没入させて充填することとした。
実施形態では二本の打設管を使用し、これを橋脚８の前後対称位置に配置してモルタルを充填するようにしている。この場合、補強板１３ａは土砂３６の土圧を受けるから、モルタル１２の充填による孕みを防止され、また前記モルタル漏れを防止される。
【００６４】
こうしてモルタルを充填し、該モルタルが硬化した後、地上部補強枠組立工を施工するようにしている。
前記地上部補強枠組立工は、埋め戻した土砂３６上に前記足場２８を組み立て、前記重機３０によって地上部の補強枠１３ｂを吊り上げ、これを橋脚８の所定位置に移動し、かつ補強枠１３ａの地上の突出端部に載置して仮組みし、地上部補強枠１３ｂを組み立てるようにしている。
【００６５】
前記補強枠１３ｂの組立てに際しては、補強枠１３ｂの外側から第１支持ボルト１７を通孔１８に挿入し、その螺軸をコンクリ−トアンカ−１５のネジ孔１６にねじ込み、その頭部１７ａを通孔１８の開口縁に係合する。
また、第２支持ボルト２３を補強枠１３ａの外側から通孔１９に挿入し、その螺軸をナット２０にねじ込み、かつ螺軸端部を橋脚８の周面に当接するまでねじ込んで、橋脚８と補強枠１３ａの間隔ｄを一定に調整するようにしている。
【００６６】
こうして、全ての補強枠１３ｂを橋脚８の周面に固定したところで、補強枠１３ｂの接合部を裏面に継手を添えて溶接し、断面略小判形の補強枠管を形成するようにしている。実施形態では前記補強枠管を上下３．５段に形成している。
【００６７】
この後、第１および第２支持ボルト１７，２１を取り付けたまま、補強枠１３ｂと橋脚８の周面との間に通常のモルタルを充填し、モルタル厚の均一化と充填による補強枠１３ｂの孕みを防止可能にしている。
【００６８】
前記モルタルの充填に際しては、モルタルを収容したコンクリ−トミキサ−車３７を移動し、前述のトレミ−管方式で補強枠１３ｂと橋脚８の間にモルタルを充填するようにしている。そして、前記モルタルの硬化後、補強枠１３ｂの表面を塗装し、瀬替え撤去工を施工するようにしている。
【００６９】
前記瀬替え撤去工では、足場２８を解体、撤去し、作業ヤ−ド２５を撤去し、河川内進入路２７を撤去し、また河川流６を堰き止めていた大形の土嚢２６と、その流れの変更を形成していた大形の土嚢２６を撤去して、河川流６の元の流れを復旧し、河川１の施工前の状況を復旧するようにしている。
【００７０】
このように構成した本発明の橋脚等の補強工法は、図９のような河川幅が比較的狭く水深が浅い河川内橋脚の耐震補強に好適であり、その補強工法は、瀬替工・作業ヤ−ド工と、地中部補強枠組立工と、水中掘削工と、地中部補強枠落とし込み工と、埋め戻し工と、地中部補強枠モルタル充填工と、地上部補強枠組立工と、瀬替撤去工とから構成され、その手順は図６に示すようである。
【００７１】
前記瀬替工・作業ヤ−ド工は、一方の河川流６の流れを変えて作業ヤ−ド２５を造成し、地中部補強枠組立工は地中部の補強枠１３ａを地上で組み立てて橋脚８に吊り下げ、水中掘削工は橋脚８の基部周辺を湧水の滞水中で開削し、地中部補強枠落とし込み工は、前記補強枠１３ａを掘削穴３２の滞留水３３中に落とし込む。
【００７２】
また、埋め戻し工は、掘削穴３２を埋め戻して補強枠１３ａを埋設し、地中部補強枠モルタル充填工は、橋脚８と補強枠１３ａとの間に水中不分離型のモルタル１２を充填し、地上部補強枠組立工は、地上部の補強枠１３ｂを地上に突出した地中部の補強枠１３ａ上に組み立て、橋脚８と補強枠１３ｂとの間に通常のモルタルを充填し、瀬替撤去工は足場２８と作業ヤ−ド２５を撤去し、河川流５，６を復旧して施工前の河川１を回復させる。
【００７３】
このうち、前記瀬替工・作業ヤ−ド工は、一方の河川流６の上流側に大形の土嚢（図示略）を設置して堰き止め、その流れを大形の土嚢２６を介して河川流５に合流させて、河川流６を一時的に枯渇させ、その枯渇部の一部と、一方の堤防３の内側に土砂を盛土して坂道状の河川内進入路２７を造成する。
【００７４】
そして、前記河川内進入路２７によって、大形自動車（図示略）を河川１内に進入可能にし、該自動車に土砂を積載して橋脚８の基部周辺に搬送し、前記作業ヤ−ド２５を造成する。この状況は図１０のようである。
このように前記瀬替えと河川内進入路２７の造成によって、従来の仮設桟橋を省略し、仮設桟橋の施工に伴う工事の大規模化を回避し、工期の長期化と工費の増大を防止し得る
【００７５】
次に、地中部補強枠組立工は、前記作業ヤ−ド２５を造成後、橋脚８の周辺に足場２８を組み立て、該足場２８を利用して橋脚８の上部周面にチェ−ンブロック等の吊り上げ設備２９を複数設置し、また橋脚８の地上部周面の所定箇所に、複数のコンクリ−トアンカ−１５を取り付ける。
そして、予め成形しナット２０を取り付けた地中および地上部の補強枠１３ａ，１３ｂを、クレ−ン等の重機３０で作業ヤ−ド２５に搬入し、このうち補強枠１３ａを吊り上げ、これを橋脚８の外側の所定位置に配置して仮組みする。
【００７６】
前記地中部の補強枠１３ａの組立ては、補強枠１３ａの外側から第１支持ボルト１７を通孔１８に挿入し、その螺軸をコンクリ−トアンカ−１５のネジ孔１６にねじ込み、その頭部１７ａを通孔１８の開口縁に係合する。
また、第２支持ボルト２１を補強枠１３ａの外側から通孔１９に挿入し、その螺軸をナット２０にねじ込み、その螺軸端部を橋脚８の周面に当接するまでねじ込んで、橋脚８と補強枠１３ａとの間隔ｄを一定に調整する。この状況は図４（ａ）のようである。
【００７７】
こうして、全ての補強枠１３ａを橋脚８の周面に固定したところで、補強枠１３ａの接合部を裏面に継手を添えて溶接し、断面略小判形の補強枠管を形成する。実施形態では前記補強枠１３ａを上下二段に積み重ねた管体に形成している。この状況は図１１のようである。
この場合、補強枠１３ａは前記第１および第２支持ボルト１７，２１によって橋脚８の外側の一定位置に固定されているから、前記溶接に伴う補強枠１３ａの変形を阻止する。
【００７８】
前記補強枠１３ａの溶接後、第１および第２支持ボルト１７，２１を取り外し、この一方の通孔１８に適時シ−ル材２４を充填して閉塞する。
そして、補強枠１３ａの外周面に係止金具（図示略）を取り付け、該金具に前記チェ−ンブロックの係止具（図示略）を掛けて吊り上げ、これを橋脚８の上方に移動して吊り下げて置く。この状況は図５（ａ）および図１２のようである。
この後、前記足場２８を一旦撤去し、バックホウ等の掘削機３１を作業ヤ−ド２５へ移動し、該バックホウ３１を駆動して水中掘削工を施工する。
【００７９】
前記水中掘削工は、バックホウ３１によって橋脚８の基部周辺の作業ヤ−ド２５と中州４の一部を掘削し、橋脚８からフ−チング７に亘って略逆円錐台形状の掘削穴３２を形成する。
前記掘削は、掘削穴３２の開口径Ｄ２の開口縁に沿って、バックホウ３１を移動して行ない、その開口径Ｄ２をフ−チング７の外径よりも若干大径に形成し、掘削穴３２の底部径Ｄ１をフ−チング７の外径よりも小径（Ｄ１＜Ｄ２）に形成する。この状況は図１２のようである。
【００８０】
前記底部径Ｄ１はフ−チング７の上端面に位置し、該底部径Ｄ１は掘削穴３２に滞留する湧水等の滞留水３３中で、かつ潜水夫３４の最小作業スペ−スに相当する直径に設定する。換言すれば、前記底部径Ｄ１を基に掘削穴３２の法面３２ａの勾配によって、開口径Ｄ２が設定されることとなる。
【００８１】
前記掘削穴３２の法面３２ａの勾配、つまり掘削穴３２の開口縁と底部径Ｄ１との水平距離Ｈと、掘削穴３２の深さｈとの比率Ｈ／ｈを、実施形態では略１／２〜１／１に形成して、法面３２ａの急峻化ないし掘削穴３２の開口径Ｄ２の小径化を図り、作業ヤ−ド２５の小スペ−ス化と掘削の容易化を図っている。
【００８２】
このように法面３２ａを急勾配にしても、法面３２ａは滞留水３３の水圧を受けて安定し、その崩落を防止されるから、安定して掘削することができ、掘削スペ−スのコンパクト化を図れる。
この場合、実施形態では法面３２ａに崩落防止用の大形の土嚢３５を設置しているが、前述のように法面３２ａは安定しているから、土嚢３５は不可欠なものではなく、仮に土嚢３５を設置する場合でも、掘削穴３２の小形化ないし法面３２ａ長さの短小化によって、その数量を大幅に減量できる。
【００８３】
前記水中掘削工は、前記バックホウ３１による掘削と、潜水夫３４による人力掘削とで行なわれ、該潜水夫３４による掘削は、バックホウ３１では掘削が困難で損傷の惧れがある、橋脚８およびフ−チング７周辺を人力で掘削することで行なわれ、その際の微粒土砂をエアリフトで吸引処理する。
【００８４】
前記エアリフトないし掘削は、前記滞留水３３に排水管（図示略）の一端を没入し、他端を掘削穴３２の外部に配管し、前記排水管の途中に圧縮空気を供給し、前記一端を橋脚８等の残留土砂に吹き付けて剥離し、この微粒土砂を滞留水３３と一緒に外部へ排出する
【００８５】
このように前記水中掘削工は、バックホウ３１によって開削するから、従来のような鋼矢板等による煩雑な仮土留め工や仮設材が不要になり、しかも現場の地質条件を問わず施工可能であるから、施工の容易化と工期の短縮化、並びに工費の低減を図れる。
【００８６】
しかも、バックホウ３１による開削は、掘削穴３２に湧水による滞留水３３を常時滞水させて行なうから、滞留水３３の水圧によって法面３２ａが安定し、法面３２ａの崩落の惧れがないから、掘削作業を円滑かつ安定して行なえるとともに、法面３２ａの急勾配を実現し、掘削スペ−スのコンパクト化と掘削作業の短期化を図れ、河川幅員が狭い箇所での施工に好適なものとなる。
【００８７】
こうして水中掘削工が終了し、また潜水夫３４によって橋脚８およびフ−チング７の周面をブラシ掛けして清浄した後、次の地中部補強枠落とし込み工を施工する。
前記地中部補強枠落とし込み工は、前記複数のチェ−ンブロックを段階的に下降操作し、吊り下げ状態の管状の補強枠１３ａをゆっくり下ろして滞留水３３に落とし込み、補強枠１３ａの下端をフ−チング７の上面に着地するとともに、その上端部を滞留水３３の水面から突出させる。この状況は図１３のようである。
【００８８】
前記作業は、例えば数人の作業者が簡素な作業船に乗船し、前記作業者がチェ−ンブロックを分担して操作することで行なう。その際、第１支持ボルト１７，２１は予め取り外れているから、補強枠１３ａが円滑かつ安定して下降し、橋脚８の周面を損傷することはない。
【００８９】
前記補強枠１３ａを滞留水３３中へ落とし込み後、潜水夫３４が潜水して取り外した第２支持ボルト２１を通孔１８に挿入し、その螺軸をナット２０にねじ込み、これを例えばエア−インパクトレンチを駆使して螺軸端部を橋脚８の周面に当接し、補強枠１３ａと橋脚８との間隔ｄを一定に調整する。この状況は図５（ｂ），（ｃ）のようである。
【００９０】
こうして、補強枠１３ａを橋脚８を囲繞してフ−チング７上に立設後、補強枠１３ａの下端部の外側にフ−チング７の上面に亘って土木シ−ト（図示略）を配置し、これを土嚢（図示略）で保持して、補強枠１３ａの下端部とフ−チング７の上面との間隙を閉塞し、次の埋め戻し工に備える。
【００９１】
前記埋め戻し工は、前記掘削した土砂３６をバックホウ３１によって掘削穴３２に投入し、補強枠１３ａの外側を土砂３６で埋め戻す。この状況は図５（ｃ）および図１４のようである。
この場合、前記埋め戻し後も補強枠１３ａと橋脚８との間に滞留水３３が滞水しており、仮に前記滞留水３３をポンプ（図示略）で汲み出しても、湧水が直ぐに滞水して同様な状況になる。すなわち、補強枠１３ａと橋脚８との間を乾燥状態にすることは不可能であり、この状況を踏まえて次のモルタル充填工を施工することとなる。
【００９２】
前記埋め戻し後、補強枠１３ａと橋脚８との間を内部清掃し、該清掃によって前記内部の土砂の堆積の有無を確認し、同時に前記間隔ｄの可否を確認する。
すなわち、前記土砂の堆積は、この後の充填モルタルの欠損部を形成し、補強枠１３ａの支持強度に重大な影響を及ぼし、また前記間隔の可否は充填モルタルの厚さに関係し、補強枠１３ａの支持強度に重大な影響を及ぼすことによる。
【００９３】
前記内部清掃は、補強枠１３ａと橋脚８との間に残留する滞留水３３に、水中ポンプ（図示略）で清水を給水することで行ない、その際の還流水の濁り状態によって、前記土砂の堆積の有無を確認する。
また、前記水中ポンプで清水を給水する際、該ポンプに接続した長尺の給水管（外径約３ｃｍ）を前記補強枠１３ａと橋脚８との間に挿入し、その挿入状態によって、前記間隔ｄの可否を確認する。
【００９４】
前記モルタル充填工は、水中不分離型のモルタル１２を収容したコンクリ−トミキサー車３７を埋め戻し現場に移動し、前記モルタル１２を前記補強枠１３ａと橋脚８との間に吐出して充填する。この状況は図１５のようである。
【００９５】
前記水中不分離型のモルタル１２は、圧縮強度が橋脚８と同程度であること、終局歪が３０００μ以上であること、ブリ−ディング（ｂｌｅｅｄｉｎｇ）はしないこと、水中不分離性は良好であること、水中気中強度比は０．６以上であること、等の品質条件を満たした上で、高流動用モルタルをベ−スに水中不分離材である増粘剤の添加量を調整したサンプルから、適切な水中不分離性と流動性とを備えたものを試験的に確認して採用した。
【００９６】
すなわち、前記水中不分離型のモルタル１２として、鋼板巻き耐震補強の狭隘部の注入に用いられる、高流動用モルタル混和材を用いたモルタルをベ−スに、水中不分離材である増粘剤の添加量を調整したサンプルから、最も水中不分離性と流動性のバランスが良い図７の表中の３の配合のものを使用した。
【００９７】
そして、前記採用した水中不分離型のモルタル１２を、コンクリ−トミキサ−車３７から長尺の打設管に導き、該打設管を橋脚８の前後対称位置に配置し、このそれぞれを補強枠１３ａと橋脚８との間に挿入し、その吐出口をフ−チング７の上面から約５０ｍｍ上方に位置付けて打設し、打設中はその吐出口を堆積した前記モルタル中に没入させて充填する。
【００９８】
このようにすると、二本の打設管から水中不分離型のモルタル１２が補強枠１３ａと橋脚８との間の滞留水３３中に打設され、これが滞留水３３に分離することなく流動して回り込み、均一な幅で一様に堆積して硬化する。その際、補強枠１３ａは土砂３６の土圧を外側から受けるから、コンクリ−トの充填に比べ前記モルタル１２を均一の厚さで緻密に充填でき、また充填に伴う孕みを防止される。この状況は図５（ｄ）のようである。
こうして水中不分離型のモルタル１２を充填し、該モルタル１２が硬化した後、地上部補強枠組立工を施工する。
【００９９】
前記地上部補強枠組立工は、前記埋め戻した土砂３６上に前記足場２８を組み立て、前記重機３０によって地上部の補強枠１３ｂを吊り上げ、これを橋脚８の所定位置に移動し、かつこれを補強枠１３ａの突出端部に載置して仮組みする。
【０１００】
前記補強枠１３ｂの組立てに際しては、補強枠１３ｂの外側から第１支持ボルト１７を通孔１８に挿入し、その螺軸をコンクリ−トアンカ−１５のネジ孔１６にねじ込み、その頭部１７ａを通孔１８の開口縁に係合する。
また、第２支持ボルト２３を補強枠１３ａの外側から通孔１９に挿入し、その螺軸をナット２０にねじ込み、かつ螺軸端部を橋脚８の周面に当接するまでねじ込んで、橋脚８と補強枠１３ａの間隔ｄを一定に調整する。この状況は図４（ｂ）のようである。
【０１０１】
こうして、全ての補強枠１３ｂを橋脚８の周面に固定したところで、補強枠１３ｂの接合部を裏面に継手を添えて溶接し、断面略小判形の補強枠管を形成する。実施形態では前記補強枠管を上下３.５段に形成している。この状況は図１６のようである。
【０１０２】
この後、前記第１および第２支持ボルト１７，２３をねじ込んだまま、補強枠１３ｂと橋脚８の周面との間に通常のモルタルを充填する。
その際、前記モルタルの充填は、モルタルを収容したコンクリ−トミキサ−車３７を移動し、打設管を補強枠１３ｂと橋脚８の間に挿入し、前述のトレミ−管方式で打設する。
【０１０３】
この場合、補強枠１３ｂは第１支持ボルト１７によって橋脚８に連結され、その間隔ｄを第２支持ボルト２３によって保持されるから、コンクリ−トの充填に比べ前記モルタルを均一の厚さで緻密に充填でき、また充填に伴う孕みを防止される。
そして、前記モルタルの硬化後、補強枠１３ｂの表面を塗装し、瀬替え撤去工を施工する。
【０１０４】
前記瀬替え撤去工は、足場２８を解体、撤去し、作業ヤ−ド２５を撤去し、河川内進入路２７を撤去し、また河川流６を堰き止めていた大形の土嚢２６と、その流れの変更を形成していた大形の土嚢２６を撤去し、河川流６の元の流れを復旧して、河川１の施工前の状況を復旧する。この状況は図１７のようである。
こうして耐震補強した橋脚８は図１のようで、その地中部および地上部の周面に補強枠１３ａ，１３ｂが被覆され、橋脚８のせん断破壊に対抗する。
【０１０５】
このように本発明は、仮桟橋や仮土留め工の代わりに、瀬替えや河川内進入路２７を採用し、また常時滞水開削工により仮設物を減らした結果、仮設工の工期は、従来の仮桟橋や仮土留めによる仮設工の工期の略１/２になり、また本発明における撤去工は、足場２８や作業ヤ−ド２５、土嚢２６の撤去からなるが、これらは作業者と重機３１によって容易に行なえ、従来のような大掛かりな仮設物や設備の撤去を要しないから、撤去工の工期も従来よりも低減し得る。なお、前記仮設工と撤去工を除く本体工の工期は、従来の耐震補強と余り差異はないと思われる。
【０１０６】
そこで、これらの点から１橋脚当りの耐震補強の工期を試算すると、本発明では２ケ月半掛かり、従来の工法では４ケ月掛かると予想され、本発明は従来の工法に比べ約１ケ月半工期が短縮され、その分工費の低減を見込めることが確認された。  
したがって、本発明は、川幅が狭く水深の浅い河川内橋脚の耐震補強を、渇水期施工による制約に応じられることが確認された。  
【０１０７】
また、本発明は、従来のような仮土留めや直線形鋼矢板打設時のオ−ガ−併用継ぎ足し施工の代わりに、常時滞水開削工により仮設物を減らした結果、１橋脚当りの耐震補強の工費を試算すると、従来の工費を相当低減し得ることが確認された。  
【０１０８】
なお、前述の実施形態は、中州４に立設した河川内橋脚８の耐震補強に適用しているが、比較的水深の浅い河川に立設した橋脚８にも適用することが可能である。
その場合は、橋脚８周辺を避けて河川の流れを変え、作業ヤ−ド２５を確保した後、前述の工法を施工すれば良い。したがって、本発明は河川に限らず、水深の浅い海岸や湖沼に立設した橋脚８や支柱、柱状体の耐震補強に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の橋脚等の柱状構造物の補強工法は、河川の流れを変えて橋脚の周辺に作業ヤ−ドを確保し、地中部の補強枠を地上で容易に組み立て、これを橋脚の上方に吊り上げる一方、橋脚の基部を常時滞水状態で開削し、地質条件を問わず、かつ湧水対策を省略した施工を実現するとともに、掘削穴の法面を安定させ、掘削スペ−スと作業スペ−スのコンパクト化を図れ、開削後は地中枠を水中に落とし込み、開削部を埋め戻し後に橋脚と地中枠との間に水中不分離型モルタルを充填して、該モルタルを水中で緻密かつ確実に充填し得るとともに、仮設物の使用を大幅に減らし、工期の短縮と工費を低減を図れるから、例えば河川幅が狭く水深が比較的浅い河川内橋脚の耐震補強に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明により耐震補強した橋脚を示す正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図（ａ）は図１の横断面図である。図（ｂ）は同図（ａ）の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明に適用した地中部および地上部補強枠の組み立て状況の要部を拡大して示す断面図で、図（ａ）は地中部の補強枠の組み立て状況を示し、、図（ｂ）は地上部の補強枠の組み立て状況を示している。
【０１１１】
【図５】本発明に適用した地中部補強枠の施工状態を拡大して示す断面図で、図（ａ）は吊上時、図（ｂ）は水中へ落とし込み直後、図（ｃ）は埋め戻し時、図（ｄ）は水中不分離型モルタル充填時の状況を示している。
【図６】本発明の実施形態を示す施工フロ−である。
【図７】本発明に適用した水中不分離型モルタルの配合について、５つのサンプルの室内試験結果を示す表である。
【０１１２】
【図８】本発明に適用した水中不分離型モルタルの打設方法について、２つのサンプルの試験結果を示す表である。
【図９】本発明の施工ステップ（０）の状態を示す正面図で、施工前の河川と橋脚の状況を示している。
【図１０】本発明の施工ステップ（１）の状態を示す正面図で、瀬替工と作業ヤ−ド工の状況を示している。
【０１１３】
【図１１】本発明の施工ステップ（２）の状態を示す正面図で、地中部補強枠組立工の状況を示している。
【図１２】本発明の施工ステップ（３）の状態を示す正面図で、水中掘削工の状況を示している。
【図１３】本発明の施工ステップ（４）の状態を示す正面図で、地中部補強枠落し込み工の状況を示している。
【０１１４】
【図１４】本発明の施工ステップ（５）の状態を示す正面図で、埋め戻し工の状況を示している。
【図１５】本発明の施工ステップ（６）の状態を示す正面図で、地中部補強枠モルタル充填工の状況を示している。
【図１６】本発明の施工ステップ（７）の状態を示す正面図で、地上部補強枠組立工の状況を示している。
【図１７】本発明の施工ステップ（８）の状態を示す正面図で、瀬替え撤去工の状況を示している。
【符号の説明】
【０１１５】
１        河川
７        基礎（フ−チング）
８        柱状構造物（橋脚）
１２      充填材（水中不分離型モルタル）
１３ａ    地中部補強枠
１３ｂ    地上部補強枠
【０１１６】
１７      第１支持ボルト
２１      第２支持ボルト
２５      作業ヤ−ド
３１      重機（バックホウ）
３２      掘削穴
３２ａ    法面
【０１１７】
３３      滞留水
３４      潜水夫
【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】
0005339771.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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