JP3904881B2 - 既設路盤面支持体の施工法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設路盤面支持体の施工法に関し、特に、モルタルの墳発、地盤の***及び既設路盤面支持体の沈下を抑制しながら高精度に施工すると共に既設路盤面支持体の内側に能動空間を形成する既設路盤面支持体の施工法に関する。
【0002】
【従来の技術の問題点】
従来における既設路盤面支持体の例としては、図11に示すように既設路盤面3下の地盤5中に既設路盤面支持体30を構成して線路用橋梁4などの路盤面上の構造物を支持しており、以下の工程によって施工されていた。
(1)既設路盤面3下の地盤5中に所定間隔を隔てて立坑を築造する。
(2)一対の立坑の一方から筒状鋼製管31の推進埋設予定部に向けて水平方向に薬液14を注入した後に、筒状鋼製管31を門型に施工して筒状鋼製管31内にコンクリート32を打設する。
(3)門型に施工した筒状鋼製管の下方を、門型の内面を掘削しても門型に施工した筒状鋼製管が沈下しないように、一方の立て坑より水平あるいは斜めに地盤に向け噴射注入するセメントミルクと現地土壌とで形成できるソイルセメント改良体等によって地盤改良33すると共に、門型の内面を掘削して作業空間34を形成する。
(4)作業空間34の下方地盤35に向けて場所打ちコンクリート杭36を築造した後に、作業空間内にコンクリート37を打設して筒状鋼製管31と場所打ちコンクリート杭36とを一体化する。
【0003】
本施工例にあっては、水平施工の可能な地盤改良工法として、地盤を弛めることが少ないというメリットがあるものの、薬液注入や地盤改良を必須にしているために、筒状鋼製管を門型に施工しながら地盤を弛め無いように施工し、モルタルの墳発や地盤の***が発生しないように施工する必要があると共に、以下の各点について慎重に対応する必要があった。
(1)既設路盤面の沈下量を制御する対応策を講じる。
(2)改良地盤強度の確認ができる方策を講じる。
(3)工期が長期に及ばない方策を講じる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記例のような施工上の状況に鑑みて要する必要を緩和するために提案するものであり、地盤改良で発生するモルタルの墳発や地盤の***もしくは既設路盤面支持体の沈下を抑制することで高精度に施工すると共に、門型支持体の内側にアンダーパス等の地下通路や付帯構造物を築造するための作業空間のような能動空間を形成できる既設路盤面支持体の施工法を提供している。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明である既設路盤面支持体の施工法は、既設路盤面下の地盤中に水平方向に埋設した門型支持体を構成し、門型支持体の側壁下端部に作業空間を形成する工程、作業空間から下方地盤に向けて鉛直方向に複数の既製杭を圧入する工程、門型支持体の側壁下端部の作業空間内にコンクリートを充填して門型支持体と既製杭とを一体化する工程及び門型支持体の内側に能動空間を形成する工程から構成しており、地盤改良で発生するモルタルの墳発や地盤の***もしくは既設路盤面支持体の沈下を抑制しながら高精度に施工すると共に、門型支持体の内側に有効な能動空間を形成している。
【0006】
請求項2に記載の発明である既設路盤面支持体の施工法は、請求項1に記載の施工法において、門型支持体と側壁下端部に形成される作業空間は、充填コンクリート製筒状鋼管を水平方向に埋設して成る門型支持体の天井部と天井部から充填コンクリート製筒状鋼管を鉛直方向に埋設して成る門型支持体の側壁及び側壁の下端部に形成される作業空間から構成されることを特徴としており、上記機能に加えて、沈下を抑制しながらの安定した施工状態を維持している。
【0007】
請求項3に記載の発明である既設路盤面支持体の施工法は、請求項1又は2に記載の施工法において、下方地盤に向ける鉛直方向の既製杭の圧入は、側壁下端部に形成される作業空間の上面に配置したジャッキ装置を用いて分割した既製杭を継ぎ足しながら順次に実施することを特徴としており、上記機能に加えて、沈下を抑制した安定的な状態において既製杭を施工している。
【0008】
請求項4に記載の発明である既設路盤面支持体の施工法は、請求項1乃至3のいずれかに記載の施工法において、門型支持体の内側に能動空間を形成する工程は、充填コンクリート製筒状鋼管から成る門型支持体の天井部における沈下量を計測しながら門型支持体の内部地盤を掘削することを特徴としており、上記機能に加えて、能動空間の形成を安定的に施工している。
【0009】
【発明の実施の形態】
本実施形態では、既設路盤面支持体は、基本的に、既設路盤面下の地盤中に構成され、既設路盤面上の構造物を支持する既設路盤面支持体において、既設路盤面下の地盤中に埋設される門型支持体と門型支持体の側壁下端部に配置される複数の既製杭及び門型支持体の内側に形成される能動空間から構成されており、具体的な実施の形態として、門型支持体を既設路盤面下の地盤中に埋設する充填コンクリート製筒状鋼管を結合して形成し、この充填コンクリート製筒状鋼管が筒状鋼管軸の直角方向における水平力を伝達可能にすると共に、門型支持体の側壁下端部において地盤の鉛直方向に埋設される既製杭の上端部と剛接合することを特徴にしている。
【0010】
以下に、既設路盤面支持体の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明するが、理解を容易にするために同一の部位については、従来例と同様の符号を用いている。
【0011】
図1は、線路用橋梁に既設路盤面支持体を適用した実施の形態であり、線路用橋梁の一方側のみを断面で示している。
【0012】
図において、既設路盤面支持体1は、道路2を跨ぐことからスパンが大きくなっている既設路盤面3の上に構築されている線路用橋梁4を両端で支持している。
【0013】
既設路盤面支持体1は、既設路盤面3の地盤5中に埋設される門型支持体6とこの門型支持体6を構成している側壁7、7の下端部8に配置されている複数の既製杭9及び門型支持体6の内側に形成される能動空間10から構成されている。
【0014】
門型支持体6は、充填コンクリート製筒状鋼管11を水平方向に結合して形成する天井部12と天井部12の両側に垂直方向に積層して形成される側壁7、7とから構成されている。水平方向に配置されたり垂直方向に積層している充填コンクリート製筒状鋼管11は、相互に筒状鋼管軸の直角方向における水平力と垂直方向の圧縮力を伝達できるように強固に結合されており、門型に形成することによって線路用橋梁4に対する保持力を強化している。
【0015】
門型支持体6の両側に形成されている側壁7、7の下端部8には、地盤の鉛直方向に埋設される複数の既製杭9がそれぞれに配置されており、側壁の下端部8と既製杭9の上端部とは剛接合によって一体化され、門型支持体6を既製杭9で支持することによって、既設路盤面支持体1の沈下を防止している。
【0016】
充填コンクリート製筒状鋼管11の形成は、PC鋼管杭の形式や筒状鋼管のみを穿孔掘進させた後にコンクリートを充填させる等の各種の形態が採用可能であるが、いずれの形態においても、筒状鋼管軸の直角方向における水平力と垂直方向の圧縮力を伝達できる機能を確立できる形態であれば、既設路盤面支持体1が構成される門型支持体6を構築できる。
【0017】
門型支持体6が、両側に形成されている側壁7、7の下端部8に複数の既製杭9を剛接合し、その沈下を防止した堅固な状態に形成されることで、門型支持体6の内側にはアンダーパス等の地下通路や付帯構造物を築造するための作業空間のような能動空間10を形成することができる。
【0018】
これによって、既設路盤面支持体1は線路用橋梁4を支持するばかりでなく、その内部にアンダーパス等の地下通路のような能動空間10を形成することによって線路用橋梁4の周辺地域に人の交流等を形成して有効に活用できる機会を多くしている。
【0019】
以上の実施の形態に基づく詳細な説明で明らかなように、本実施形態の既設路盤面支持体は、複数の既製杭による支持と相俟って、地盤改良工事を不要にすることでモルタルの墳発や地盤の***及び既設路盤面の沈下を抑制して高精度に施工できると共に、門型支持体の内側に有効な能動空間を形成することができる。
【0020】
次に、本発明による既設路盤面支持体の施工法について説明する。本発明による既設路盤面支持体の施工法は、基本的に、既設路盤面下の地盤中に水平方向に埋設した門型支持体を構成し、門型支持体の側壁下端部に作業空間を形成する工程、作業空間から下方地盤に向けて鉛直方向に複数の既製杭を圧入する工程、門型支持体の側壁下端部の作業空間内にコンクリートを充填して門型支持体と既製杭とを一体化する工程及び門型支持体の内側に能動空間を形成する工程から構成しており、具体的には、門型支持体と側壁下端部に形成される作業空間を、充填コンクリート製筒状鋼管を水平方向に埋設して成る門型支持体の天井部と天井部から充填コンクリート製筒状鋼管を鉛直方向に埋設して成る門型支持体 の側壁及び側壁の下端部に形成される作業空間から構成したり、下方地盤に向ける鉛直方向の既製杭の圧入を、側壁下端部に形成される作業空間の上面に配置したジャッキ装置を用いて分割した既製杭を継ぎ足しながら順次に実施し、門型支持体の内側に能動空間を形成する工程を、充填コンクリート製筒状鋼管から成る門型支持体の天井部における沈下量を計測しながら門型支持体の内部地盤を掘削することを特徴にしている。
【0021】
以下に、本発明による既設路盤面支持体の施工法を実施の形態を示す図2〜10に基づいて詳細に説明する。
【0022】
図2は、既設路盤面下の地盤中に門型支持体を構成する以前に、門型支持体の構築予定部を挟んだ両側に築造する立坑の断面図である。
【0023】
本実施の形態では、既設路盤面3の上面に線路用橋梁4を構築しており、線路用橋梁4の左右側において、線路用橋梁4を挟んだ両側の既設路盤面3には、門型支持体を構築する等の作業を実施するために門型支持体の橋梁予定部を挟む前後側に一対の立坑13、13を築造している。
【0024】
図3は、門型支持体を構築する既設路盤面下の断面図である。本工程では、門型支持体の施工に際して、鋼管推進掘削時における地下水位以下の地盤に止水対策として門型支持体を構築する予定部に対して、各立坑13から水平方向に薬液14を注入することで鋼管推進掘削の安全性を図っている。
【0025】
門型支持体6は、天井部12とその両側を構成する側壁7、7とから構成されており、本実施の形態では、補強された既設路盤面5の地盤中に充填コンクリート製筒状鋼管11を水平方向に埋設することで、門型支持体6を構成している。
【0026】
門型支持体6の天井部12は、充填コンクリート製筒状鋼管11を水平方向に埋設して、筒状鋼管軸の直角方向における水平力を相互に伝達できるように強固に結合することで形成されている。同様に、門型支持体6の側壁7は、充填コンクリート製筒状鋼管11を垂直方向に積層して圧縮力を伝達できるように構成しているが、側壁7の下端部8に位置する2個の筒状空洞鋼管15、15に関しては、コンクリートの充填を無くして作業空間16を構成している。
【0027】
筒状空洞鋼管15の埋設は、充填コンクリート製筒状鋼管11の埋設と異なる施工法を採用することも可能であり、本実施の形態では、図4に示すように到達側の立坑からPC鋼より線17、17で筒状空洞鋼管15を牽引装置17’、17’によって牽引している。筒状空洞鋼管15の先端には掘削装置18が装備されており、筒状空洞鋼管15の埋設を高速で精度良く施工できる優位さを発揮している。
【0028】
しかして、筒状空洞鋼管15の埋設は、上述の門型支持体6における天井部12と側壁7、7とを構成する際にも採用することが可能であり、図5に示すように充填コンクリート製筒状鋼管11の埋設に替えて、筒状空洞鋼管15を埋設した後にコンクリート19を充填する施工法も実施できるものである。
【0029】
本発明による既設路盤面支持体の施工法では、門型支持体の側壁下端部に作業空間を形成した後に複数の既製杭を圧入する工程が採用されており、本実施の形態では図6〜9に示すように施工している。
【0030】
図6は、門型支持体の側壁下端部に形成された作業空間から既製杭を施工する工程を示している。
【0031】
本工程では、側壁7の下端部8に位置する2個の筒状空洞鋼管15、15に形成された作業空間16から、下方の地盤に向けて鉛直方向の既製杭9を圧入している。既製杭9の圧入は、作業空間16の上面に配置したジャッキ装置20を用いながら、分割した直管21を継ぎ足すことによって順次に実施されると共に、圧入の際には既製杭9の支持力が計測される。
【0032】
所定の深度まで既製杭9が圧入されると、門型支持体と既製杭とは一体化するが、これらの工程は図7において示されている。
【0033】
図7(a)は、門型支持体と既製杭とが一体化した状態を示す断面図であり、図7(b)は、図7(a)のB部分における拡大図、図7(c)は、図7(a)のC部分における拡大図である。
【0034】
作業空間16を形成している筒状空洞鋼管15、15は、その間の底板をくり貫いて既製杭の圧入施工を実施しているので、そのくり貫き孔は図7(b)に示すように蓋22によって穴埋めされている。
【0035】
一方、図7(c)では、側壁7の下端部8と既製杭9の先端を一体化するために、固定機構23が用いられており、施工後に蓋材24によってカバーされている。
【0036】
以上の施工が行われた後は、図7(a)のように作業空間16の全体を中詰コンクリート25によって充填されており、門型支持体6と既製杭9とは一体化した状態に構成されている。
【0037】
以上の工程によって、既設路盤面3下の地盤5中に門型支持体6を構成させると、図8に示す断面図のように立坑の撤去が行われる。この状態における既製杭9は、図9の平面図に見られるように門型支持体6の両側壁7、7に沿って設置されており、門型支持体6の沈下を確実に防止している。
【0038】
図10は、門型支持体が構成された後に行われる門型支持体の内側に能動空間を形成する工程を示している。
【0039】
既設路盤面3下の地盤5中に門型支持体6を構成した後の本工程では、線路用橋梁4の両側に設置されている門型支持体6、6の間に、横引き架設工法やキャリア架設工法等によって新規桁26の架け替えが行われる。
【0040】
又、門型支持体6を既製杭9と一体化することで地盤中での設置を堅固にしていることから、この架け替えと共に門型支持体6の内側に能動空間10を形成することを可能にしており、線路用橋梁2を構築している既設路盤面1の活用範囲を拡大している。
【0041】
能動空間10を形成するための掘削は、門型支持体6の天井部12における沈下量を計測しながら実施しており、門型支持体6の内部地盤を掘削する工程はこれによって安定的に施工できるものである。
【0042】
以上のように、本発明による既設路盤面支持体の施工法は、既設路盤面下の地盤中に水平方向に埋設した門型支持体を構成し、門型支持体の側壁下端部に作業空間を形成する工程、作業空間から下方地盤に向けて鉛直方向に複数の既製杭を圧入する工程、門型支持体の側壁下端部の作業空間内にコンクリートを充填して門型支持体と既製杭とを一体化する工程及び門型支持体の内側に能動空間を形成する工程から構成しているので、地盤改良で発生するモルタルの墳発や地盤の***もしくは既設路盤面支持体の沈下を抑制しながら高精度に施工すると共に、既設路盤面支持体の内側に有効な能動空間を形成している。
【0043】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による既設路盤面支持体の施工法は、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、門型支持体の形態やその具体的な施工法等に関して、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは当然のことである。
【0044】
【発明の効果】
請求項1に記載の既設路盤面支持体の施工法は、既設路盤面下の地盤中に水平方向に埋設した門型支持体を構成し、門型支持体の側壁下端部に作業空間を形成する工程、作業空間から下方地盤に向けて鉛直方向に複数の既製杭を圧入する工程、門型支持体の側壁下端部の作業空間内にコンクリートを充填して門型支持体と既製杭とを一体化する工程及び門型支持体の内側に能動空間を形成する工程から構成しているので、門型支持体の側壁下端部から鉛直方向に圧入する複数の既製杭と相俟って筒状鋼製管の特長を生かしながら地盤改良工事を不要にして、以下の効果を奏している。
1.地盤を弛めることなく施工できる。
2.地盤改良のように、モルタルの墳発や地盤の***を発生させない。
3.支持強度の確認が困難な地盤改良を無くし、既製杭圧入の際に杭支持力を同時に把握することで施工状態の確認ができる。
4.門型支持体の脚部を集中的に鉛直支持できるために地盤改良のように施工が広範囲にならず、複数の既製杭の同時圧入も容易にできる。
【0045】
請求項2に記載の既設路盤面支持体の施工法は、請求項1に記載の施工法において、門型支持体と側壁下端部に形成される作業空間は、充填コンクリート製筒状鋼管を水平方向に埋設して成る門型支持体の天井部と天井部から充填コンクリート製筒状鋼管を鉛直方向に埋設して成る門型支持体の側壁及び側壁の下端部に形成される作業空間から構成されることを特徴としているので、上記効果に加えて、沈下を抑制しながらの安定した施工状態を維持する効果を奏している。
【0046】
請求項3に記載の既設路盤面支持体の施工法は、請求項1又は2に記載の施工法において、下方地盤に向ける鉛直方向の既製杭の圧入は、側壁下端部に形成される作業空間の上面に配置したジャッキ装置を用いて分割した既製杭を継ぎ足しながら順次に実施することを特徴としているので、上記効果に加えて、沈下を抑制した安定的な状態において既製杭を施工する効果を奏している。
【0047】
請求項4に記載の既設路盤面支持体の施工法は、請求項1乃至3のいずれかに記載の施工法において、門型支持体の内側に能動空間を形成する工程は、充填コンクリート製筒状鋼管から成る門型支持体の天井部における沈下量を計測しながら門型支持体の内部地盤を掘削することを特徴としているので、上記効果に加えて、能動空間の形成を安定的に施工できる効果を奏している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる既設路盤面支持体の施工法による既設路盤面支持体を線路用橋梁に適用した実施の形態図
【図2】既設路盤面下の地盤中に築造する立坑の断面図
【図3】門型支持体を構築する既設路盤面下の断面図
【図4】到達側の立坑から筒状空洞鋼管を牽引する実施の形態図
【図5】筒状空洞鋼管を埋設した後にコンクリートを充填する実施の形態図
【図6】門型支持体の側壁下端部に形成された作業空間から既製杭を施工する工程図
【図7】門型支持体と既製杭とが一体化した状態を示す断面図
【図8】立坑を撤去する工程の断面図
【図9】門型支持体における既製杭の設置平面図
【図10】門型支持体の内側に能動空間を形成する工程図
【図11】従来における既設路盤面支持体の施工断面図
【符号の説明】
1 既設路盤面支持体、 2 道路、 3 既設路盤面、 4 線路用橋梁、 5 地盤、 6 門型支持体、 7 側壁、 8 下端部、 9 既製杭、 10 能動空間、 11 充填コンクリート製筒状鋼管、 12 天井部、 13 立坑、 14 薬液、 15 筒状空洞鋼管、 16 作業空間、 17 PC鋼より線、 17’ 牽引装置、 18 掘削装置、 19 コンクリート、 20 ジャッキ装置、 21 直管、 22 蓋、 23 固定機構、 24 蓋材、 25 中詰めコンクリート、 26 新規桁、 30 既設路盤面支持体、 31 筒状鋼製管、 32 コンクリート、 33 地盤改良、 34 作業空間、 35 下方地盤、 36 コンクリート杭、 37 コンクリート、
Claims (4)
- 既設路盤面下の地盤中に水平方向に埋設した門型支持体を構成し、該門型支持体の側壁下端部に作業空間を形成する工程、該作業空間から下方地盤に向けて鉛直方向に複数の既製杭を圧入する工程、該門型支持体の側壁下端部の作業空間内にコンクリートを充填して門型支持体と既製杭とを一体化する工程及び該門型支持体の内側に能動空間を形成する工程から成ることを特徴とする既設路盤面支持体の施工法。
- 門型支持体と側壁下端部に形成される作業空間が、充填コンクリート製筒状鋼管を水平方向に埋設して成る門型支持体の天井部と該天井部から充填コンクリート製筒状鋼管を鉛直方向に埋設して成る門型支持体の側壁及び該側壁の下端部に形成される作業空間から構成されることを特徴とする請求項1に記載の既設路盤面支持体の施工法。
- 下方地盤に向ける鉛直方向の既製杭の圧入が、該側壁下端部に形成される作業空間の上面に配置したジャッキ装置を用いて分割した既製杭を継ぎ足しながら順次に実施されることを特徴とする請求項1又は2に記載の既設路盤面支持体の施工法。
- 門型支持体の内側に能動空間を形成する工程が、充填コンクリート製筒状鋼管から成る門型支持体の天井部における沈下量を計測しながら門型支持体の内部地盤を掘削することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の既設路盤面支持体の施工法。
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