(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
調査対象の地下構造物の外側方近傍位置に掘削形成した立坑内の下部に於いて、金属管を管ベンダーの適用により縦方向から横方向に曲げ加工を行いながら該金属管の横向き部を地中に於いて上記地下構造物に向けて推進させることにより金属管先端を上記構造物の下地盤内に到達させ、しかる後、金属管内を通じ上記下地盤内に超小型のテレビカメラを挿入し、該テレビカメラから送られてくる映像を目視観察することにより上記下地盤内の空洞の有無を判別することを特徴とする地下構造物の下地盤の調査方法。
【請求項２】
金属管の横向き部の地中に於ける推進を、該金属管の先端に備えた先端ビットの掘削と該ビットの噴孔より噴出される削孔水の削孔とにより案内させ、先端ビットの回転と削孔水の供給は、先端側が上記ビットの後端面に接続する中空フレキシブルシャフトを通じて地上から行い、中空シャフトの中空部及び該中空部に接続する先端ビットの噴孔をテレビカメラの挿入通路として利用することを特徴とする請求項１に記載の調査方法。
【請求項３】
金属管の横向き部を地中に於いて円弧状に推進させることを特徴とする請求項１又は２に記載の調査方法。
【請求項４】
金属管の横向き部を地中に於いて、直線状に推進させることを特徴とする請求項１又は２に記載の調査方法。
【請求項５】
請求項１に記載の調査方法に従う調査の結果、空洞有りと判明した場合には、上記調査に引き続き、上記金属管を利用して上記空洞内にグラウトを注入充填することを特徴とする調査補修方法。
【請求項６】
請求項２に記載の調査方法に従う調査の結果、空洞有りと判明した場合には、上記調査に引き続き、上記中空シャフトの中空部並びにこれに接続する先端ビットの噴孔を通じて上記空洞内にグラウトを注入充填することを特徴とする調査補修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフーティング基礎等のような地下構造物の下地盤の調査方法及び調査補修方法、詳しくは、上記下地盤の空洞の有無を調査し、更に調査結果によっては調査に引き続き該下地盤を補修する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１９９５年１月１７日未明、兵庫県南部で発生した大地震により、多くのコンクリート構造物が大きな被害を受け、その後の調査より、該構造物のフーティング基礎の下地盤が流動化現象により流失し空洞化を生じている危険性があることが判明している。フーティング基礎下の地盤の調査は、例えば、該基礎を穿孔し挿通孔を設け、該挿通孔を通じ基礎下にテレビカメラを挿入することにより行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フーティング基礎を穿孔し調査する方法は、フーティング基礎の強度を低下させる恐れがあり、好ましくない。
【０００４】
本発明の１つの目的は、フーティング基礎等の地下構造物を穿孔することなしにその下地盤の状況を目視観察できる調査方法を提供するにある。
【０００５】
本発明の他の１つの目的は、下地盤の調査後、調査結果によっては調査に引き続き該下地盤の補修を行うことが出来る調査補修方法を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、調査対象の地下構造物の外側方近傍位置に掘削形成した立坑内の下部に於いて、金属管を管ベンダーの適用により縦方向から横方向に曲げ加工を行いながら該金属管の横向き部を地中に於いて上記地下構造物に向けて推進させることにより金属管先端を上記構造物の下地盤内に到達させ、しかる後、金属管内を通じ上記下地盤内に超小型のテレビカメラを挿入し、該テレビカメラから送られてくる映像を目視観察することにより上記下地盤内の空洞の有無を判別することを特徴とする地下構造物の下地盤の調査方法に係る。
【０００７】
本発明に於いては、金属管の横向き部の地中に於ける推進を、該金属管の先端に備えた先端ビットの掘削と該ビットの噴孔より噴出される削孔水の削孔とにより案内させ、先端ビットの回転と削孔水の供給は、先端側が上記ビットの後端面に接続する中空フレキシブルシャフトを通じて地上から行い、中空シャフトの中空部及び該中空部に接続する先端ビットの噴孔をテレビカメラの挿入通路として利用するようにしてもよい。
【０００８】
また、金属管の横向き部は地中に於いて円弧状又は直線状に推進させることができる。
【０００９】
本発明調査方法に従う調査の結果、空洞有りと判明した場合には、上記調査に引き続き、金属管を利用して上記空洞内にグラウトを注入充填することによりした下地盤を補修することが出来る。
【００１０】
上記空洞内へのグラウトの注入充填は、先端ビット駆動用の中空シャフトの中空部並びにこれに接続する先端ビットの噴孔を通じて行うようにしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を添付図面に基づき説明すると次の通りである。
【００１２】
図１乃至図８は円弧推進方式の本発明調査方法及び調査補修方法の一実施形態を工程順に示している。
【００１３】
図１はケーシングパイプ１の建て込みひいては立坑１Ａの掘削形成工程を概略的に示している。ケーシングパイプ１は、調査対象の地下構造物例えばフーティング基礎２から外側方へ少し外れた位置に於いて、先端から噴射される削孔水と先端ビットの掘削とにより地盤３を削孔しつつ所定深度まで貫入され、該パイプ１の下端は全開口されている。
【００１４】
上記ケーシングパイプ１の貫入深さは、フーティング基礎２の埋設深さと略々等しければこれより多少浅くても特に問題はないが、図１に示すように少し深めが適当である。
【００１５】
また、ケーシングパイプ１の建て込み位置は、フーティング基礎２に出来るだけ近づけることが好ましいが、フーティング基礎下からは捨て石、捨てコンクリートなどが外側方へはみ出していることがあるので、これを避けるために少なくとも１ｍ程度の間隔をとることが望ましい。
【００１６】
ケーシングパイプ１を建て込みその内部に立坑１Ａを形成した後は、図２（ａ）,（ｂ）に示すように、該立坑１Ａ内に、管ベンダー４が挿入設置される。
【００１７】
管ベンダー４は、立坑１Ａ内に挿入可能な外径の管状ホルダー４ａと該ホルダー４ａの下端に固着されたダイス部４ｂとを備え、ダイス部４ｂには金属管を押し通して曲げ加工するための挿通孔４ｃが形成されている。
【００１８】
挿通孔４ｃは上部にホルダーと同心の直線部４ｃ1をまた下部に所定の曲率の曲線部４ｃ2を備え、金属管は曲線部４ｃ2の通過中に曲げ加工を受けることになる。
【００１９】
管ベンダー４は、図２（ｂ）に示すように、立坑１Ａ内に挿入設置した状態でダイス部４ｃの曲線部４ｃ2がフーティング基礎２に向かって湾曲するように位置合わせした後に、地上へ突出するホルダー地上部４ａ1に於いて適宜の支持手段（図示せず）を介し地上に支持固定される。
【００２０】
管ベンダー４を立坑１Ａ内に挿入設置した後は、円弧推進用の金属管５が図２（ｂ）（ｃ）に示すように管ベンダー４のホルダー４ａ内を通じダイス部４ｂの挿通孔４ｃ内に油圧ジャッキなどを適用して強制的に押し込まれ、これにより該金属管５は図２（ｃ）に示すように挿通孔４ｃの通過中に曲げ加工を受け横方向に向きを変えながら横向き部５Ａに於いて地中を円弧推進される。
【００２１】
金属管５の先端には、地盤２内での円弧推進を方向性良く且つスムーズに行うために、図９に示すように、先端ビット６が備えられ、該ビット６に対しフレキシブルシャフト７を介し地上から回転を与えることにより、仮に固い地盤に突き当たることがあっても、これを容易に通過できる。
【００２２】
更にフレキシブルシャフト７として中空のものを用い、該シャフト７の中空部７ａを通じ先端ビット６の噴孔６ａから削孔水を噴射することにより、円弧推進をより一層スムーズに且つ方向性良く行うことが可能になる。
【００２３】
金属管５の円弧推進を継続することにより、金属管５の先端５ａは図３に示すようにいずれフーティング基礎２の下端面に到達する。
【００２４】
フーティング基礎２の位置及び深さは、工事時の設計図面を見れば事前に分かる。従って、円弧推進の発進基地となる管ベンダー４とフーティング基礎２までの距離を例えば２ｍで施工する場合には、円弧推進させるに必要な最低限の水平直線距離は２〜３ｍ程度あれば充分である。而して、この場合には、曲率半径が略々１．０〜１．５ｍとなるような管ベンダー４を適用すればよい。
【００２５】
金属管５の先端５ａがフーティング基礎２の下端面に到達した後は、先端ビット６の回転並びに削孔水の噴射を停止する。
【００２６】
次ぎに削孔水の供給通路、例えば、フレキシブルシャフト７の中空部７ａ及びこれに接続する先端ビット６の噴孔６ａを利用して超小型のテレビカメラ８（外径５mm前後）を剛性のあるフレキシブル線材８ａの先端に支持固定した状態で先端ビット６の先端まで挿入し、一方金属管５はテレビカメラ８からフリーにした状態で少し退去させることにより、図４に示すように、テレビカメラ８を金属管５の先端５ａより前方へ突出させることができる。
【００２７】
テレビカメラ８はフーティング基礎２下の状況を地上に設置のモニタテレビに映し出すので、この映像を目視観察することにより、フーティング基礎２下の空洞の有無を判別できる。因みに空洞のない場合には、モニタテレビには実質的に何も映らないが、図示のように空洞９が発生している場合には、空洞９そのものが映し出される。
【００２８】
空洞有りの場合には、空洞９の上下方向の幅を確認することができる。即ち金属管５の先端５ａは該管５を進出又は退去させると円弧の軌跡上を移動するので、上下の位置が変わり、従って金属管先端５ａの上下移動にテレビカメラ８を同伴移動させることにより、空洞９の上下幅を目視確認することが出来る
図示の実施形態のように空洞９の発生が確認された場合には、テレビカメラ８を引き抜き回収した後に、図５に示すように、削孔水の噴射通路を利用して空洞９内にグラウト例えばセメントミルク１０を注入充填することにより基礎下地盤を空洞９のない状態に復元することが出来る。
【００２９】
セメントミルク１０の注入充填は、空洞９からエアー抜きを行いつつ行うことが好ましく、例えば図１乃至３と同様の手段を適用し空洞９まで金属管（図示せず）を円弧推進させるようにすれば、金属管内の削孔水噴射通路をエアー抜きとして利用できる。
【００３０】
空洞９へのセメントミルク１０の注入充填を終えた後は、図６（ａ）に示すように、セメントミルク１０の注入充填を継続しつつ金属管５を例えば油圧ジャッキの作動をして地上に向け抜き出して行き、この抜き出しで金属管５の先端が管ベンダー４の下端下方近傍に至った後は、セメントミルクの注入充填を停止し、その後、更に抜き出しを継続し金属管５を地上に回収する。
【００３１】
更に引き続き、図６（ｂ）に示すように、管ベンダー４を地上に引き抜き回収し、しかる後、図７に示すようにホース１１を通じケーシングパイプ１内にセメントミルク１０を注入充填しつつケーシングパイプ１を引き抜き回収することにより、図８に示すように調査並びに補修を終了する。
【００３２】
円弧推進方式は、テレビカメラ８を上下方向に移動できるので、空洞９が図３に示すようにフーティング基礎２下の近傍で小規模に発生しているような場合であっても、これを容易に見つけることができ、信頼性の高い調査が可能になる。
【００３３】
本発明に於いては、金属管５の横向き部５Ａは円弧推進に代わり図１０,１１に示すように直線状に推進させるようにしてもよい。
【００３４】
直線状推進の場合には、図１０,１１に示すように、立坑１Ａ′内の底部に金属管５′を縦方向から横方向へ９０°向きを変えるように曲げ加工することが出来る管ベンダー４′が適用され、該管ベンダー４′として図には、管の曲げ加工部の両側に曲げロール４ａ′の複数個を並列設置した場合が示されている。その他の構成は先の円弧推進の場合と実質的にことなるところがない。
【００３５】
直線状推進の場合には、金属管５′の横向き部５Ａ′の先端５ａ′は該管５′の進退につれ水平方向に進退移動するので、空洞９′の左右幅を確認するのに便利である。
【００３６】
図１２,１３に示すように、空洞９′が確認された場合には金属管５′の先端５ａ′からグラウト例えばセメントミルク１０′を空洞９′内に注入充填することにより、下地盤を空洞のない状態に復元することが出来る。セメントミルクの注入充填は、図１〜８に示す実施形態と同様に、フレキシブルシャフト７の中空部７ａ並びにこれに接続する先端ビット６の噴孔６ａを通じて行うようにしてもよい。
【００３７】
一方、空洞の発生が確認されない場合には、図１４,１５に示すように、金属管５′の先端５ａ′を通じて、グラウト例えばセメントミルク１０′をステップ注入することにより、下地盤の改良強化を計ることが出来る。
【００３８】
本発明に於いて、金属管５,５′、とりわけ曲げ加工を受ける部分は、曲げ加工に耐え得ることが必要であり、例えば、冷間引き抜き鋼管、ステンレス管その他銅（合金を含む）管等の１本ものを適用することが好ましい。曲げ加工を受けない部分は、剛性の定尺管を適宜継ぎ足して用いればよい。
【００３９】
また金属管の内径については、テレビカメラを直接又は先端ビットを備える場合には該ビットを駆動するための中空フレキシブルシャフトの中空部を通じて挿入できる程度の内径を有していることが必要であり、通常は、２０〜５０mmφ程度のものが使用される。
【００４０】
金属管の押し込み（推進）又は引き抜き（退去）は、例えば、油圧ジャッキの作動をしてチャック機構を金属管上で往復移動させ、この往復移動時に、チャック機構の管拘束と管拘束からの解放を繰り返し行うようにすればよい。
【００４１】
本発明は、フーティング基礎の下地盤の調査その他、地下構造物の下地盤の調査に適用できる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、フーティング基礎等の地下構造物に何等挿通孔を穿孔することなしにその下地盤の状況をテレビカメラを通じ目視観察することが可能となり、フーティング基礎等の地下構造物の強度に悪影響を全く与える事なしに下地盤の調査を行うことができ、また調査の結果によっては、調査に引き続き、下地盤の補修を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に於ける円弧推進方式の調査方法の一実施形態を示す立坑形成工程を概略的に示す図である
【図２】同、管ベンダーの設置から金属管の挿入までの工程を（ａ）（ｂ）（ｃ）の順に示す図である。
【図３】同、金属管の円弧推進の終了時の状況を示す図である。
【図４】同、テレビカメラの挿入時の状況を示す図である。
【図５】同、空洞内へのセメントミルクの注入充填時の状況を示す図である。
【図６】同、金属管の引き抜き回収状況を工程（ａ）,（ｂ）に分けて示す図である。
【図７】同、立坑内へのセメントミルクの注入充填状況を示す図である。
【図８】同、調査補修の終了時の状況を示す図である。
【図９】同、先端ビットによる掘削案内状況を示す縦断面図である。
【図１０】本発明に於ける直進推進方式の金属管の挿入状況を示す図である。
【図１１】同、金属管の先端が空洞に到達した状況を示す図である。
【図１２】同、空洞内へのセメントミルクの充填状況を示す図である。
【図１３】同、終了時の状況を示す図である。
【図１４】同、空洞無しの時の地盤改良工程の途中の状況を示す図である。
【図１５】同、終了時の状況を示す図である。
【符号の説明】
１      ケーシングパイプ
１Ａ    立坑
２      フーティング基礎
３      地盤
４      管ベンダー
４ａ    管状ホルダー
４ｂ    ダイス部
４ｃ    挿通孔
５      金属管
６      先端ビット
６ａ    噴孔
７      フレキシブルシャフト
７ａ    中空部
８      テレビカメラ
９      空洞
１０    セメントミルク
１１    ホース
【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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