JP4058551B2 - Seismic reinforcement method for existing structures - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は既設構造物の耐震補強工法、特に既に構築されているケーソン岸壁などの港湾構造物に対して行われる既設構造物の耐震補強工法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ケーソン岸壁などの湾岸構造物は、一般に水深が深くなるにつれて土圧や水圧などの大きな水平外力を受けることから、壁体として必要な重量も急激に大きくなるため、特に水深の深い港湾構造物の多くは、例えば図3に図示するようにコンクリートケーソンとよばれるコンクリート製の箱体(以下「ケーソン」という)20を海底に設置したあと、このケーソン20のなかに砂21を充填し、かつその上にコンクリート製の蓋22をして完成させるケーソン工法によって構築されている。
【0003】
また、海底の地盤が比較的軟弱な場合には、基礎捨石(割石や砕石等)を大量に敷き詰めて台形状の基礎捨石層23を造成しその上に構築される。さらに必要に応じて、基礎捨石層23の下側地盤24を良質土(置換砂)に置換して地盤改良が行われる。
【0004】
ところで、この種の港湾構造物の震災による被害は、いわゆる地盤の液状化によるものがほとんどで、地震時に一度大きな被害を受けると復旧の困難な場合も多々ある。
【0005】
先の阪神大震災でも大きな被害を受けたばかりで、特に既に構築されているケーソン岸壁などの港湾構造物の耐震補強工法の早期開発が望まれている。
なおこれまで、港湾構造物などの既設構造物の耐震補強工法として様々な方法が開発されている。たとえば、既設構造物の周辺地盤層(置換砂)に孔あき矢板を打ち込んで過剰間隙水を逃すことにより間隙水圧を減少させるようにした液状化防止工法、または構造物を貫通させた孔あき中空杭を支持地盤まで打ち込んで地震時の滑りと液状化を防止する工法、さらには構造物を削孔し、基礎捨石層を貫通させた直下の砂地盤または置換砂部分を地盤改良して液状化を防止する工法などが知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したいずれの工法を行っても、施工時に周辺地盤に対して悪影響をおよぼすおそれがあり、例えば施工時の地盤のゆるみによって基礎捨石層を形成する基礎捨石の落ち込みや改良造成体のばらつきを招くおそれがある等の課題がある。
【0007】
この発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、特に、既に構築されているケーソン岸壁などの湾岸構造物に対して安定した地盤改良を行えるようにした既設構造物の耐震補強工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】
請求項1記載の既設構造物の耐震補強工法は、海底地盤の上に大量の基礎捨石を敷き詰めて造成された基礎捨石層の上に構築された既設構造物の耐震補強工法であって、孔壁をケーシングで保持しながら削孔ビットによって前記既設構造物の上部から前記基礎捨石層の下端部まで削孔する工程と、前記削孔ビットを引き抜き、前記ケーシングの先端から前記基礎捨石層内に固化材を射出しながら前記ケーシングを徐々に引き上げる工程によって基礎捨石固化層を形成し、次に当該基礎捨石固化層を上部のロックカバーとして利用し、孔壁をケーシングで保持しながら削孔ビットによって前記既設構造物の上部から前記基礎捨石固化層より下方の海底地盤中まで削孔する工程と、前記ケーシングおよび削孔ビットを引き抜き、前記基礎捨石固化層より下方の海底地盤中に噴射・撹拌用ロッドを建て込む工程と、当該噴射・撹拌用ロッドを当該ロッドの先端から前記基礎捨石固化層より下方の前記海底地盤中に固化材をジェット噴射しながら徐々に引き上げる工程によって前記基礎捨石固化層より下方の海底地盤中に固化改良体を造成することを特徴とするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1(a),(b)は、ケーソン式湾岸構造物およびその耐震補強工法の一例を示し、図において、海底に大量の割石や砕石などの基礎捨石を敷き詰めて台形状の基礎捨石層1が造成され、この基礎捨石層1の上にケーソン式湾岸構造物としてケーソン岸壁2が構築されている。
【0011】
ケーソン岸壁2は、地上で製作されたコンクリート製の箱体(以下「ケーソン」という)3を基礎捨石層1の上に沈めたのち、ケーソン3内に砂4を大量に充填し、かつケーソン3の上にコンクリート製の蓋5をして構築されている。
【0012】
また、基礎捨石層1より下方の海底地盤6は、一定範囲にわたって良質土(砂)に置き換えられて地盤改良がなされている。また、ケーソン3の背後には裏込め割石7が大量に充填され、さらに裏込め石7の背後に裏込め土8が充填されている。
【0013】
次に、こうして構築されたケーソン式湾岸構造物の耐震補強工法を順をおって説明する(図2(a)〜(f)参照)。
▲1▼ 最初に、ケーソン式湾岸構造物2の上部または内部(例えば、地上またはケーソン3の内部)から基礎捨石層1の下端部まで削孔する。削孔は孔壁をケーシング9で保持しなから削孔ビット10によって行う。また、必要に応じて削孔効率を高めるために超高速ジェットを併用してもよい。
▲2▼ 次に削孔ビット10を引き抜き、次にケーシング9を徐々に引き上げながら、ケーシング9の先端から基礎捨石層1内に固化材を吐出する。
【0014】
その際、固化材として例えば水中不分離コンクリートを使用し、また基礎捨石層1の空隙率や充填範囲に応じて固化材量を適当に決定する。基礎捨石層1内に吐出された固化材が固化することで、基礎捨石層1が岩盤の如く一体化して硬質のロックカバー(基礎捨石固化層)が形成される。
次に、再び孔壁をケーシング9で保持しながら削孔ビット10によって基礎捨石層1より下方の海底地盤中に造成された改良土の下端部(液状化対象層の下面)までケーシング掘りを行う。
次に、削孔ビット10とケーシング9を引き抜き、その後に噴射・攪拌用ロッド11を建て込む。
次に、噴射・攪拌用ロッド11を、その先端から改良土内に固化材を射出しながら徐々に引き上げることにより、基礎捨石層1の下端部まで改良土と固化材とが攪拌・混合されて形成される固化改良体12を造成する。
【0015】
その際、固化材を直接、地盤中に超高速ジェットすることにより隣接する固化改良体12どうしをブラスト効果により確実に一体化し、先行固化改良体と後行固化改良体相互の密着を図るものとする。
【0016】
以上の作業を所定の平面範囲内で繰り返し行って基礎捨石層1より下方の海底地盤中に複数の固化改良体12を造成する。その際、基礎捨石層1は、岩盤の如く一体化して硬質のロックカバー(基礎捨石固化層)をなしているので、地盤改良時のゆるみによって基礎捨石層1を形成している基礎捨石の落ち込みや固化改良体12のばらつき等を確実に防止でき、きわめて確実な地盤改良を行うことができる。
【0017】
なお、基礎捨石層1より下方の海底地盤を地盤改良する方法としては、必ずしも前記のような方法によらなくてもよく、要するに基礎捨石層1より下方の海底地盤を硬質の安定な地盤に改良できる方法であれば公知の方法で行ってもよい。
【0018】
【発明の効果】
この発明は、以上説明した構成からなり、特に基礎捨石層を固化することで、地盤改良時のゆるみによる基礎捨石の落ち込みや固化改良体のばらつき等を確実に防止でき、きわめて確実な地盤改良を行うことができる。
【0019】
また、基礎捨石層の固化体が、地盤改良施工時に上部のカバー(ロックカバー)として働くため、固化改良体の造成を確実に行うことができる。
さらに、基礎捨石層に空隙がなくなりスライムの流出や海水の汚濁も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a),(b)はともに、ケーソン岸壁およびその耐震補強方法を示す断面図である。
【図2】(a)〜(f)はケーソン岸壁の支持地盤中に耐震補強の目的で行われる地盤改良方法の一例を示す施工図である。
【図3】ケーソン岸壁の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 基礎捨石層
2 ケーソン岸壁
3 ケーソン
4 砂
5 コンクリート製の蓋
6 地盤
7 裏込め割石
8 裏込め土
9 ケーシング
10 削孔ビット
11 噴射・攪拌用ロッド
12 固化改良体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a seismic strengthening method for existing structures, and more particularly to a seismic strengthening method for existing structures performed on already constructed harbor structures such as caisson quay.
[0002]
[Prior art]
The caisson quay and other bay structures generally receive large horizontal external forces such as earth pressure and water pressure as the water depth increases, so the weight required for the wall also increases rapidly. In many cases, for example, as shown in FIG. 3, a concrete box (hereinafter referred to as a “caisson”) 20 called a
[0003]
In addition, when the seabed is relatively soft, a trapezoidal
[0004]
By the way, most of the damage caused by the earthquake of this type of port structure is due to the so-called liquefaction of the ground.
[0005]
The Great Hanshin Earthquake has just suffered great damage, and early development of seismic reinforcement methods for harbor structures such as the caisson quay that has already been built is desired.
Up to now, various methods have been developed as seismic reinforcement methods for existing structures such as harbor structures. For example, a liquefaction prevention method that reduces the pore water pressure by driving a perforated sheet pile into the surrounding ground layer (replacement sand) of an existing structure to release excess pore water, or a perforated hollow that penetrates the structure A method of driving piles to the support ground to prevent slipping and liquefaction during an earthquake, as well as drilling through the structure and liquefying the sand directly below or the replacement sand part penetrating the foundation rubble layer The construction method etc. which prevent are known.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, any of the above methods may adversely affect the surrounding ground during construction.For example, the foundation rubble that forms the foundation rubble layer due to loose ground during construction or variations in the improved structure There is a problem that there is a possibility of inviting.
[0007]
The present invention was made to solve the above-described problems, and in particular, an earthquake-proof reinforcement method for an existing structure that enables stable ground improvement to a bay structure such as a caisson quay already constructed. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The seismic reinforcement method for an existing structure according to claim 1 is a seismic reinforcement method for an existing structure constructed on a foundation rubble layer constructed by laying a large amount of foundation rubble on the seabed ground, A step of drilling from the upper part of the existing structure to the lower end of the foundation rubble layer with a drilling bit while holding the wall in the casing, and pulling out the drilling bit from the tip of the casing into the foundation rubble layer A basic rubble solidified layer is formed by a process of gradually raising the casing while injecting a solidified material, and then the basic rubble solidified layer is used as an upper lock cover, while holding the hole wall with the casing by a drill bit. Drilling from the upper part of the existing structure to the seabed ground below the foundation rubble solidification layer, and pulling out the casing and the drilling bit to solidify the foundation rubble A step of installing a jetting / stirring rod in the lower seabed ground, and jetting the solidifying material from the tip of the rod into the seabed ground below the foundation rubble solidified layer from the tip of the rod The solidified improved body is formed in the seabed ground below the foundation rubble solidified layer by a step of gradually lifting.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 (a) and 1 (b) show an example of a caisson-type gulf structure and its seismic reinforcement method. In the figure, a large number of rubble and crushed stones are laid on the seabed to form a trapezoidal crushed stone layer 1 The
[0011]
The caisson quay 2, after sinking a concrete box (hereinafter referred to as “caisson”) 3 made on the ground onto the foundation rubble layer 1, the
[0012]
Moreover, the
[0013]
Next, the seismic reinforcement method for the caisson-type gulf structure thus constructed will be described in order (see FIGS. 2A to 2F).
(1) First, a hole is drilled from the upper part or the inside of the caisson-type gulf structure 2 (for example, the ground or the inside of the caisson 3) to the lower end of the foundation rubble layer 1. Drilling is performed by the
(2) Next, the
[0014]
At that time, for example, underwater non-separable concrete is used as the solidifying material, and the amount of the solidifying material is appropriately determined according to the porosity and the filling range of the basic rubble layer 1. By solidifying the solidified material discharged into the foundation rubble layer 1, the foundation rubble layer 1 is integrated like a rock mass to form a hard rock cover (base rubble solidification layer).
Next, while holding the hole wall in the
Next, the
Next, by gradually lifting the injection / stirring
[0015]
At that time, the solidified material is directly integrated into the ground by ultra-high speed jet to reliably integrate the adjacent
[0016]
The above operations are repeated within a predetermined plane range to create a plurality of
[0017]
In addition, as a method of improving the ground of the seabed below the foundation rubble layer 1 , it is not always necessary to use the method as described above. In short , the seabed ground below the foundation rubble layer 1 is improved to a hard and stable ground. Any known method may be used as long as it can be performed.
[0018]
【The invention's effect】
The present invention has the above-described configuration. In particular, by solidifying the foundation rubble layer, it is possible to reliably prevent the foundation rubble from dropping due to loosening during ground improvement and the variation of the solidified improvement body. It can be carried out.
[0019]
Moreover, since the solidified body of the foundation rubble layer acts as an upper cover (lock cover) during the ground improvement construction, the solidified improved body can be reliably formed.
Furthermore, there is no gap in the basic rubble layer, and it is possible to prevent the outflow of slime and the pollution of seawater.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views showing a caisson quay and its seismic reinforcement method.
FIGS. 2A to 2F are construction diagrams showing an example of a ground improvement method performed for the purpose of seismic reinforcement in a support ground of a caisson quay.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a caisson quay.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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