(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセグメントピースで構設されるとともに既設の単柱基礎の周囲の地盤に全部又は一部が圧入される沈設体を、前記単柱基礎の曲げ剛性を高める補剛体の外枠として使用し、前記単柱基礎と前記補剛体とをアンカーボルトを用いて一体化することを特徴とする単柱基礎の補強方法。
【請求項２】
請求項１に記載する単柱基礎の補強方法において、
前記単柱基礎と前記沈設体との間に鉄筋篭を配置し、前記沈設体内にコンクリートを打設することを特徴とする単柱基礎の補強方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する単柱基礎の補強方法において、
前記単柱基礎が杭式橋脚であることを特徴とする単柱基礎の補強方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載する単柱基礎の補強方法を水上工事として行い、水中部分の沈設体を工事後撤去することを特徴とする単柱基礎の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、杭式橋脚（パイルベントピア）などに用いられる単柱基礎の補強方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、阪神・淡路大震災の被害状況を鑑みて、耐震基準の改訂がなされた。そのため、高速道路などの橋脚に対する補強工事が各地で行われている。例えば、その橋脚部に対しては、橋脚部の周囲に鋼材を張り合わせることにより、その補強工事が行われている。また、その基礎部に対しては、掘削された基礎部の周囲を配筋してコンクリートを打設することにより、その補強工事が行われている。
【０００３】
このような補強工事がなされた橋脚は、鋼材によってその橋脚部の曲げ剛性が、コンクリートによってその基礎部の曲げ剛性などが、それぞれ高められるので、改訂された耐震基準をみたすことが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の補強工事においては、掘削された基礎部の周囲に作業員が入って土砂を排出させる必要があるので、作業性や安全面に対する配慮をかなり必要としていた。
【０００５】
特に、単柱基礎を用いた杭式橋脚については、ＰＣ杭などを深く打ち込むことによってその基礎部としているので、基礎部の補強のためには、その周囲を深く掘削しなければならず、作業性や安全面に対する配慮の要請は著しく大きい。
【０００６】
また、深く掘削することによって地下水が流出し、基礎部の補強工事自体が妨げられるおそれがある。さらに、基礎部とされるＰＣ杭などは橋脚部をも兼用しているので、橋脚部の補強工事自体も妨げられるおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、杭式橋脚などに用いられる単柱基礎の補強方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために成された請求項１に係る単柱基礎の補強方法は、複数のセグメントピースで構設されるとともに既設の単柱基礎の周囲の地盤に全部又は一部が圧入される沈設体を、前記単柱基礎の曲げ剛性を高める補剛体の外枠として使用、前記単柱基礎と前記補剛体とをアンカーボルトを用いて一体化することを特徴とする。
また、請求項２に係る単柱基礎の補強方法は、前記単柱基礎と前記沈設体との間に鉄筋篭を配置し、前記沈設体内にコンクリートを打設することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に係る単柱基礎の補強方法は、請求項１又は請求項２に記載する単柱基礎の補強方法であって、前記単柱基礎が杭式橋脚であることを特徴とする。
また、請求項４に係る単柱基礎の補強方法は、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載する単柱基礎の補強方法を水上工事として行い、水中部分の沈設体を工事後撤去することを特徴とする。
【００１０】
このような構成を有する本発明の単柱基礎の補強方法では、複数のセグメントピースで構設された沈設体の全部又は一部が、単柱基礎の周囲の地盤に圧入される。そして、沈設体の内部を水中掘削などで掘削することにより、基礎部の周囲を掘り下げていく。その後、沈設体内に対するコンクリート充填などにより、沈設体を原型とする補剛体が基礎部の周囲に形成される。
【００１１】
このとき、沈設体の全部又は一部が地盤に圧入されているので、沈設体を原型とする補剛体は単柱基礎に対して固定された状態にある。これにより、単柱基礎の曲げ剛性を高めたい箇所に補剛体を固定することができるので、曲げ荷重に対して単柱基礎を補強することが可能となる。さらに、コンクリート充填前に沈設体内に配置される鉄筋などを介して一体化すれば、沈設体を原型とする補剛体は単柱基礎に対して確実に固定される。
【００１２】
すなわち、本発明の単柱基礎の補強方法では、沈設体を原型とする補剛体を単柱基礎の周囲に形成する際において、単柱基礎の周囲の地盤に圧入された沈設体内を水中掘削などで掘削することにより、作業員が入ることなく基礎部の周囲を深く掘削することができるので、作業性や安全面に対する配慮は著しく軽減され、また、地下水が流出しても、単柱基礎の補強工事自体が妨げられることはない。
【００１３】
さらに、既製品のＰＣ杭などを単柱基礎としてそのまま使用しても、本発明の単柱基礎の補強方法で補強すれば、改訂された耐震基準をみたすことが可能となるので、既製品のＰＣ杭などを有効に活用することができる。
【００１４】
また、単柱基礎の周囲に形成される補剛体は、単柱基礎と一体化されることにより、単柱基礎の曲げ剛性を高める本来の機能がより向上するとともに、その信頼性をも向上させることができる。さらに、上から伝わる荷重を地盤に低減して伝えるフーチングの機能をも兼ね備えることができる。
【００１５】
また、単柱基礎の周囲に形成される補剛体は、複数のセグメントピースで構設されるとともに単柱基礎の周囲の地盤に全部又は一部が圧入される沈設体をその原型とすることから、既に設けられた単柱基礎の周囲に対しても補剛体を形成することができる。
【００１６】
また、単柱基礎が杭式橋脚であっても、上述したことから、補強工事自体が妨げられることはない。さらに、単柱基礎に用いられるＰＣ杭などは基礎部だけでなく橋脚部をも兼用することから、一つの補剛体で橋脚部と基礎部とを同時に補強することができる。
また、本発明の単柱基礎の補強方法によると、以上の工事を湖や河川などにおける水上工事として実施することもできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。本実施の形態の単柱基礎の補強方法は、杭式橋脚として使用される単柱基礎の基礎部に対するものである。ただし、杭式橋脚は基礎部と橋脚部とを兼用するものであるから、ここでは、説明の便宜上、地盤に打ち込まれた部分を基礎部、地表に出ている部分を橋脚部と呼ぶ。
【００１８】
以下に、第１実施の形態の単柱基礎の補強方法について説明する。第１実施の形態の単柱基礎の補強方法は、既に設けられた杭式橋脚（基礎単柱に相当するもの）の基礎部に対するものである。先ず、図２に示すように、既に設けられた杭式橋脚１０の橋脚部にスライド支柱１１を設ける。さらに、スライド支柱１１に対して、両端クレビスジャッキ１２をスライド可能に取付ける。尚、第１実施の形態の杭式橋脚１０は、複数のＰＣウェルから組み立てられたものである。
【００１９】
次に、図９のセグメントピース２２をボルト結合で互いに連結させることによって、図１０の円筒状の沈設体２０を構設する。このとき、図３に示すように、杭式橋脚１０の周囲を沈設体２０で囲むようにする。そして、沈設体２０の下端には、刃口リング２１が取り付けられており、両端クレビスジャッキ１２で押し付けられることによって、沈設体２０が杭式橋脚１０の周囲の地盤に圧入される。
【００２０】
その後は、図４に示すように、ラフタレーンクレーン１３に取り付けられたクラムシェル１４などを用いて、沈設体２０内を水中掘削することにより、杭式橋脚１０の周囲を掘削する。従って、掘削された杭式橋脚１０の周囲（沈設体２０内）に作業員が入ることはない。また、沈設体２０内に流入した地下水が、沈設体２０内の掘削作業に対して影響を及ぼすことはない。
【００２１】
そして、図５に示すように、地盤に圧入された沈設体２０が所定の深さに到達するまで、沈設体２０の上端に対するセグメントピース２２の連結、連結後の沈設体２０の圧入、圧入後の沈設体２０内の水中掘削の一連の作業を繰り返し行う。所定の深さにまで到達した沈設体２０内の水中掘削が終了したら、図６に示すように、沈設体２０内に鉄筋篭２３を配置し、沈設体２０内にコンクリート２４を所定の高さまで打設する。
【００２２】
その後は、図７に示すように、スライド支柱１１と両端クレビスジャッキ１２を杭式橋脚１０の橋脚部から取り外し、地表及び沈設体２０内で露出した杭式橋脚１０に対してアンカーボルト２９を打ち込む。さらに、杭式橋脚１０に打ち込まれたアンカーボルト２９及び沈設体２０内に配置された鉄筋篭２３に固着するように、鉄筋２５を沈設体２０内に配置する。また、杭式橋脚１０に打ち込まれたアンカーボルト２９及び沈設体２０内に配置された鉄筋２５に固着するように、鉄筋２６を杭式橋脚１０の橋脚部に配置する。
【００２３】
そして、図８に示すように、沈設体２０内にコンクリート２５を打設する。これにより、沈設体２０を原型とする補剛体１が、杭式橋脚１０の周囲に形成され、杭式橋脚１０の基礎部が補強される。さらに、図１に示すように、杭式橋脚１０に打ち込まれたアンカーボルト２９を利用して、鋼板２８を張り合わせることにより、杭式橋脚１０の橋脚部が補強される。
【００２４】
次に、第２実施の形態の単柱基礎の補強方法について説明する。第２実施の形態の単柱基礎の補強方法は、これから設けられる杭式橋脚（基礎単柱に相当するもの）の基礎部に対するものである。先ず、図９のセグメントピース２２をボルト結合で互いに連結させることによって、図１０に示すような円筒状の沈設体２０を構設する。このとき、構設された沈設体２０の下端には、刃口リング２１が取り付けらており、図示しないジャッキで押し付けられることにより、図１１に示すように、沈設体２０が地盤に圧入される。
【００２５】
その後は、図４に示したラフタレーンクレーン１３のクラムシェル１４などを用いて、沈設体２０内を水中掘削する。そして、地盤に圧入される沈設体２０が所定の深さに到達するまで、沈設体２０の上端に対するセグメントピース２２の連結、連結後の沈設体２０の圧入、圧入後の水中掘削の一連の作業を繰り返し行う。従って、沈設体２０内に流入した地下水が、沈設体２０内の掘削作業に対して影響を及ぼすことはない。
【００２６】
所定の深さに到達した沈設体２０内の水中掘削が終了したら、図１２に示すように、沈設体２０内に杭式橋脚１０に打ち込む。これにより、杭式橋脚１０の周囲は掘削された状態となる。従って、掘削された杭式橋脚１０の周囲に作業員が入ることはない。尚、第２実施の形態の杭式橋脚１０も、複数のＰＣウェルから組み立てられるものである。
【００２７】
また、杭式橋脚１０の下端には、刃口リング１６が取り付けられており、図示しない打込機で打ち込まれることにより、図１２に示すように、杭式橋脚１０が打ち込まれる。尚、沈設体２０内に位置するＰＣウェルについては、アンカーボルト２９が既に打ち込まれたものを使用する。
【００２８】
その後は、図１３に示すように、杭式橋脚１０内に底版コンクリート１６を打設して水換えを行うとともに、沈設体２０内に鉄筋篭２３を配置する。そして、図１４に示すように、沈設体２０内にコンクリート２４を打設する。これにより、沈設体２０を原型とする補剛体１が、杭式橋脚１０の周囲に形成され、杭式橋脚１０の基礎部が補強される。
【００２９】
尚、基礎部を補強された杭式橋脚１０には、さらに複数のＰＣウェルが組み立てられ、杭式橋脚１０の橋脚部が構築される。
【００３０】
以上詳細に説明したように、本実施の単柱基礎の補強方法では、複数のセグメントピース２２で構設された沈設体２０の全部が、杭式橋脚１０の周囲の地盤に圧入される。そして、沈設体２０の内部を水中掘削などで掘削することにより、杭式橋脚１０の周囲を掘り下げていく。その後、沈設体２０内にコンクリート２４、２７を打設することにより、沈設体２０を原型とする補剛体１が杭式橋脚１０の周囲に形成される。
【００３１】
このとき、沈設体２０の全部が地盤に圧入されているので、沈設体２０を原型とする補剛体１は杭式橋脚１０に対して固定された状態にある。これにより、杭式橋脚１０の曲げ剛性を高めたい箇所に補剛体１を固定することができるので、曲げ荷重に対して杭式橋脚１０を補強することが可能となる。さらに、第１実施の形態では、コンクリート２７を打設する前に沈設体２０内に配置される鉄筋２５などを介して、第２実施の形態では、沈設体２０内に位置するアンカーボルト２９などを介して、それぞれ一体化されており、沈設体２０を原型とする補剛体１は杭式橋脚１０に対して確実に固定される。
【００３２】
すなわち、本実施の形態の単柱基礎の補強方法では、沈設体２０を原型とする補剛体１を杭式橋脚１０の周囲に形成する際において、杭式橋脚１０の周囲の地盤に圧入された沈設体２０内を水中掘削などで掘削することにより、作業員が入ることなく杭式橋脚１０の周囲を深く掘削することができるので、作業性や安全面に対する配慮は著しく軽減され、また、地下水が流出しても、杭式橋脚１０の補強工事自体が妨げられることはない。
【００３３】
さらに、既製品のＰＣ杭などを杭式橋脚１０としてそのまま使用しても、本実施の形態の単柱基礎の補強方法で補強すれば、改訂された耐震基準をみたすことが可能となるので、既製品のＰＣ杭などを有効に活用することができる。
【００３４】
また、杭式橋脚１０の周囲に形成される補剛体１は、杭式橋脚１０と一体化されることにより、杭式橋脚１０の曲げ剛性を高める本来の機能がより向上するとともに、その信頼性をも向上させることができる。さらに、上から伝わる荷重を地盤に低減して伝えるフーチングの機能をも兼ね備えることができる。
【００３５】
また、杭式橋脚１０の周囲に形成される補剛体１は、複数のセグメントピース２２で構設されるとともに杭式橋脚１０の周囲の地盤に全部が圧入される沈設体２０をその原型とすることから、第１実施の形態のように、既に設けられた杭式橋脚１０の周囲に対しても補剛体１を形成することができる。
【００３６】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態の杭式橋脚１０は、基礎部だけでなく橋脚部をも兼用することから、複数のセグメントピース２２で構設された沈設体２０の一部のみを、杭式橋脚１０の周囲の地盤に圧入することによって、一つの補剛体１で橋脚部と基礎部とを同時に補強することができる。
【００３７】
また、本実施の形態の杭式橋脚１０は、既製品のＰＣウェルから組み立てられたものであったが、場所打ちのコンクリート杭などであってもよい。
【００３８】
また、図１５に示すように、本実施の形態の単柱基礎の補強方法による以上の工事を、湖や河川などにおける水上工事として実施することもできる。このとき、大船、桟橋、築島などから工事するが、複数のセグメントピース２２で構設された沈設体２０を圧入するための反力を杭式橋脚１０の橋脚部にとることも行われる。また、圧入された沈設体２０は、工事完了後は撤去される。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の単柱基礎の補強方法では、沈設体を原型とする補剛体を単柱基礎の周囲に形成する際において、単柱基礎の周囲の地盤に圧入された沈設体内を水中掘削などで掘削することにより、作業員が入ることなく基礎部の周囲を深く掘削することができるので、作業性や安全面に対する配慮は著しく軽減され、また、地下水が流出しても、単柱基礎の補強工事自体が妨げられることはない。
【００４０】
さらに、既製品のＰＣ杭などを単柱基礎としてそのまま使用しても、本発明の単柱基礎の補強方法で補強すれば、改訂された耐震基準をみたすことが可能となるので、既製品のＰＣ杭などを有効に活用することができる。
【００４１】
また、単柱基礎の周囲に形成される補剛体は、単柱基礎と一体化されることにより、単柱基礎の曲げ剛性を高める本来の機能がより向上するとともに、その信頼性をも向上させることができる。さらに、上から伝わる荷重を地盤に低減して伝えるフーチングの機能をも兼ね備えることができる。
【００４２】
また、単柱基礎の周囲に形成される補剛体は、複数のセグメントピースで構設されるとともに単柱基礎の周囲の地盤に全部又は一部が圧入される沈設体をその原型とすることから、既に設けられた単柱基礎の周囲に対しても補剛体を形成することができる。
【００４３】
また、単柱基礎が杭式橋脚であっても、上述したことから、補強工事自体が妨げられることはない。さらに、単柱基礎に用いられるＰＣ杭などは基礎部だけでなく橋脚部をも兼用することから、一つの補剛体で橋脚部と基礎部とを同時に補強することができる。
また、本発明の単柱基礎の補強方法によると、以上の工事を湖や河川などにおける水上工事として実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の単柱基礎の補強方法で補強された杭式橋脚を示した図である。
【図２】既に設置された杭式橋脚の基礎部を本発明の単柱基礎の補強方法で補強する手順の一部を示した図である。
【図３】既に設置された杭式橋脚の基礎部を本発明の単柱基礎の補強方法で補強する手順の一部を示した図である。
【図４】既に設置された杭式橋脚の基礎部を本発明の単柱基礎の補強方法で補強する手順の一部を示した図である。
【図５】既に設置された杭式橋脚の基礎部を本発明の単柱基礎の補強方法で補強する手順の一部を示した図である。
【図６】既に設置された杭式橋脚の基礎部を本発明の単柱基礎の補強方法で補強する手順の一部を示した図である。
【図７】既に設置された杭式橋脚の基礎部を本発明の単柱基礎の補強方法で補強する手順の一部を示した図である。
【図８】既に設置された杭式橋脚の基礎部を本発明の単柱基礎の補強方法で補強する手順の一部を示した図である。
【図９】本発明の単柱基礎の補強方法で使用する沈設体を構設するセグメントピースを示した斜視図である。
【図１０】本発明の単柱基礎の補強方法で使用する沈設体を示した斜視図である。
【図１１】これから設置される杭式橋脚の基礎部を本発明の単柱基礎の補強方法で補強する手順の一部を示した図である。
【図１２】これから設置される杭式橋脚の基礎部を本発明の単柱基礎の補強方法で補強する手順の一部を示した図である。
【図１３】これから設置される杭式橋脚の基礎部を本発明の単柱基礎の補強方法で補強する手順の一部を示した図である。
【図１４】これから設置される杭式橋脚の基礎部を本発明の単柱基礎の補強方法で補強する手順の一部を示した図である。
【図１５】本発明の単柱基礎の補強方法を水中工事として実施した一例を示した図である。
【符号の説明】
１    補剛体
１０  杭式橋脚
２０  沈設体
２２  セグメントピース
【図１】
0003938393.tif 000002
【図２】
0003938393.tif 000003
【図３】
0003938393.tif 000004
【図４】
0003938393.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003938393.tif 000007
【図７】
0003938393.tif 000008
【図８】
0003938393.tif 000009
【図９】
0003938393.tif 000010
【図１０】
0003938393.tif 000011
【図１１】
0003938393.tif 000012
【図１２】
0003938393.tif 000013
【図１３】
0003938393.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0003938393.tif 000016