柱状構造物の補強工法および補強構造
【課題】コンクリート基礎と柱状構造物下端部とを強固に結合できる柱状構造物の補強方法および補強構造を提供すること。
【解決手段】地盤上から柱状構造物１を支持しているコンクリート基礎２にＰＣ鋼材４を挿入できる縦孔３ｂを削孔し、縦孔３ｂにＰＣ鋼材４の下端部を挿入すると共に、グラウト５を注入・硬化してＰＣ鋼材４の下端部を定着した後、そのＰＣ鋼材４で反力をとり、地盤上で柱状構造物１を囲むように組立てられた耐震補強用ブロック６を圧入し、耐震補強用ブロック６と柱状構造物１との間に充填材５ｂを充填する柱状構造物の補強工法。前記工法により、コンクリート基礎２の縦孔３にＰＣ鋼材４の下端部が配置されてグラウト５により定着され、耐震補強用ブロック６が、柱状構造物１とコンクリート基礎２上部とに渡って配置されて充填材５ｂが充填・硬化されて一体化されている。
【解決手段】地盤上から柱状構造物１を支持しているコンクリート基礎２にＰＣ鋼材４を挿入できる縦孔３ｂを削孔し、縦孔３ｂにＰＣ鋼材４の下端部を挿入すると共に、グラウト５を注入・硬化してＰＣ鋼材４の下端部を定着した後、そのＰＣ鋼材４で反力をとり、地盤上で柱状構造物１を囲むように組立てられた耐震補強用ブロック６を圧入し、耐震補強用ブロック６と柱状構造物１との間に充填材５ｂを充填する柱状構造物の補強工法。前記工法により、コンクリート基礎２の縦孔３にＰＣ鋼材４の下端部が配置されてグラウト５により定着され、耐震補強用ブロック６が、柱状構造物１とコンクリート基礎２上部とに渡って配置されて充填材５ｂが充填・硬化されて一体化されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋脚などの柱状構造物の補強構造および補強工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、耐震性能の向上を目指して橋脚等の柱状構造物の補強工法および補強構造が様々な方法で行われてきた。例えば、（ａ）鋼板をコンクリート橋脚に巻き立てる方法（例えば、特許文献１〜３参照）。（ｂ）橋脚の回りにコンクリートを現場打ちし、巻き立てる方法（例えば、特許文献１〜３参照）。（ｃ）プレキャストコンクリートを使って巻き立てる方法（例えば、特許文献４参照）。（ｄ）繊維シートで橋脚を補強する方法（例えば、特許文献５〜７参照）などが行われてきた。（ｅ）また、フーチング基礎に補強鉄筋を設けてフーチング基礎を補強することも知られている（例えば、特許文献８参照）。（ｆ）また、仮締め切り工法によりドライ空間を形成して橋脚を補強することも知られている（例えば、特許文献９，１０，１１）。
【０００３】
また、図１８に示すように、地上に露出している柱状構造物１中間部にアンカー材３０により固定したブラケット３１を設け、ジャッキ３２の反力を前記ブラケット３１に支承させて補強ブロック３３を圧入する技術も知られている。
【特許文献１】特開平９−１８４３０３号公報
【特許文献２】特開２００２−４３０１号公報
【特許文献３】特開２００５−２４８６１３号公報
【特許文献４】特開２００３−３２８３１９号公報
【特許文献５】特開平９−５９９３４号公報
【特許文献６】特開平１０−１３１１８３号公報
【特許文献７】特開平１０−１３１１８４号公報
【特許文献８】特開平１１−３２３９８８号公報
【特許文献９】特開平２００２−２３５３２８号公報
【特許文献１０】特開平２００４−３１６１３３号公報
【特許文献１１】特開平０９−２４２０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、地中から突出している柱状構造物部分は容易に補強することができるが、地中に埋め込まれている柱状構造物部分の補強は、地盤を掘削しなければならず、施工費用が非常に高くなりコストアップになる。また、敷地の制約がある場合、掘削した溝に更に山留めを必要とし、山留めの施工に費用を要する。したがって、敷地の制約を極力受けず、山留めを必要としない工法が望まれる。
【０００５】
また、従来、柱状構造物中間部の補強に注目され、柱状構造物を支持している基礎フーチング等のコンクリート基礎との結合には、注目されてこなかった。
柱状構造物部分のみ補強されてこれに接続されるコンクリート基礎部分の接続部が補強されないと、柱状構造物下端部が太く補強され、これに続く補強されない部分を介して横断面が大きくなるコンクリート基礎部分へと接続する偏断面の縦断面構造になると共に、コンクリート基礎と柱状構造物下端部が強固に結合されない構造になり、コンクリート基礎と柱状構造物下端部の結合部分が耐震上弱点になることもある。
【０００６】
また、地上に露出している柱状構造物中間部にアンカー材を設けて、センターホールジャッキの反力を支承させる場合には、柱状構造物中間部に設けたアンカー孔等の後処理が必要になると共に、表面仕上げも必要になるという問題もある。
したがって、柱状構造物中間部のアンカー孔等の後処理の必要がなく、また、コンクリート基礎と柱状構造物下端部とを強固に結合でき、これらの結合部分が耐震上弱点にならない柱状構造物の補強方法および補強構造が望まれる。
【０００７】
また、地表面上の地盤から施工できる場合であっても、あるいは、仮締め切り工法を併用してドライ状態とした地盤から施工する場合であっても、基礎の上方の安定している地盤全体を開削しないほうが柱状構造物の安全上望ましい。
本発明は、前記の前記の課題を有利に解消でき、柱状構造物中間部のアンカー孔等の後処理の必要がなく、また、コンクリート基礎と柱状構造物下端部とを強固に補強して結合できる柱状構造物の補強方法および補強構造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】
【０００８】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明の柱状構造物の補強工法においては、地盤上から柱状構造物を支持しているコンクリート基礎にＰＣ鋼材を挿入できる縦孔を削孔し、前記縦孔にＰＣ鋼材の下端部を挿入すると共に、前記縦孔内にグラウトを注入・硬化して前記ＰＣ鋼材の下端部を定着した後、そのＰＣ鋼材を反力として、地盤上で柱状構造物を囲むように組立てられた耐震補強用ブロックに前記PC鋼材を挿通すると共に圧入し、耐震補強用ブロックと柱状構造物との間に充填材を充填したことを特徴とする。
また、第２発明の柱状構造物の補強工法では、柱状構造物を支持しているコンクリート基礎にＰＣ鋼材を挿入できる縦孔を削孔し、前記縦孔にＰＣ鋼材の下端部を挿入すると共に、前記縦孔内にグラウトを注入・硬化して前記ＰＣ鋼材の下端部を定着した後、柱状構造物を囲むように組立てられた耐震補強用ブロックに前記PC鋼材を挿通すると共に吊り降ろして配設し、耐震補強用ブロックと柱状構造物との間に充填材を充填したことを特徴とする。
また、第３発明では、第１または第２発明の柱状構造物の補強工法において、ＰＣ鋼材で、耐震補強用ブロックと基礎を一体化させると同時に耐震補強用ブロック同士を圧着した。
また、第４発明では、第１〜第３発明のいずれかの柱状構造物の補強工法において、縦孔の内周面に溝を設けて、ＰＣ鋼材の定着力を高めたことを特徴とする。
また、第５発明の柱状構造物の補強構造では、柱状構造物を支持しているコンクリート基礎に設けた縦孔に、ＰＣ鋼材の下端部が配置されると共にグラウトが注入・充填されて定着され、柱状構造物を囲むように組立てられた耐震補強用ブロックが、前記ＰＣ鋼材に反力をとって圧入されて柱状構造物とコンクリート基礎上部とに渡って配置され、前記耐震補強用ブロックと柱状構造物との間に充填材が充填・硬化されて一体化されていることを特徴とする。
また、第６発明の柱状構造物の補強構造では、柱状構造物を支持しているコンクリート基礎に設けた縦孔に、ＰＣ鋼材の下端部が配置されると共にグラウトが注入・充填されて定着され、柱状構造物を囲むように組立てられた耐震補強用ブロックが、吊り降ろされて柱状構造物とコンクリート基礎上部とに渡って配置され、前記耐震補強用ブロックと柱状構造物との間に充填材が充填・硬化されて一体化されていることを特徴とする。
また、第７発明では、第５または第６発明の柱状構造物の補強構造において、ＰＣ鋼材で、耐震補強用ブロックと基礎を一体化させると同時に耐震補強用ブロック同士を圧着したことを特徴とする。
また、第８発明では、第５〜第７発明のいずれかの柱状構造物の補強構造において、縦孔の内周面に溝を設けて、ＰＣ鋼材の定着力を高めたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、柱状構造物横断面を一様に拡径、補強することができて、柱状構造物の耐震補強をすることができる。そして、柱状構造物下端部はコンクリート基礎上部と一体化され同断面になることで、柱状構造物下端部とコンクリート基礎上部とを補強しながら強固に結合して耐震補強することができる。しかも、柱状構造物とコンクリート基礎上部との境界部で断面積が小さくなる偏断面になることはない耐震補強であるので、柱状構造物とコンクリート基礎上部とを確実に横断面を増大させて、これらの剛性を高める補強をすることができ、特に、柱状構造物側では、横断面積の増大によるせん断剛性および曲げ剛性の格段の増大を図ることができ、また、コンクリート基礎上部にあっては、格段に横断面積が増大した基礎構造となるために、せん断剛性を格段に向上させる補強構造となる。
また、コンクリート基礎に、縦孔を設け、グラウトによりPC鋼材の下端部を定着するので、地盤上の柱状構造物中間部の表面にアンカー孔等を設ける必要がなく、柱状構造物中間部の後処理がないので、安価に施工できる。
また、柱状構造物周囲の地盤に、耐震補強用ブロックを圧入するので、耐震補強用ブロックの圧入のための山留めを必要とせず、しかも基礎上部まで安価に補強できる耐震補強工法である。
また、柱状構造物周囲に、耐震補強用ブロックを吊り降ろす場合は、耐震補強用ブロックの設置が容易である耐震補強工法である。
また、PC鋼材により、コンクリート基礎と耐震補強用ブロックを一体化すると共に、上下方向の耐震補強用ブロックを圧着させるので、コンクリート基礎と耐震補強用ブロックおよび耐震補強ブロック相互を、PC鋼材を使用して容易に一体化して、柱状構造物を補強することができる。
また、基礎の縦孔の内周面に溝を設けるだけで、容易に定着力を高めて、PC鋼材を確実に定着させることができ、そのため、コンクリート基礎と耐震補強用ブロックとの一体化および耐震補強用ブロック相互の圧着力を高めることができる。
また、本発明の柱状構造物の補強構造は、柱状構造物の近傍に配置される耐震補強用ブロックと、コンクリート基礎の縦孔に定着されたPC鋼材により、耐震補強用ブロックをコンクリート基礎と一体化させると共に、耐震補強用ブロック相互を圧着させる構造であるので、補強構造が簡単であると共に、確実かつ強固にコンクリート基礎を含めて耐震補強することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１〜図３には、本発明を実施して、鉄筋コンクリート製橋脚または高架道路構造物における柱等の柱状構造物１の下部およびこれに接続するコンクリート基礎２の上部を補強した柱状構造物の補強構造の一実施形態が示されている。
【００１２】
地上等の地盤８上から柱状構造物下部のフーチング基礎等のコンクリート基礎２に設けた縦孔３ｂに、ＰＣ鋼材４の下端部が配置されると共に無収縮モルタル等のグラウト５が注入・硬化されて定着され、柱状構造物１を囲むように組立てられた耐震補強用ブロック６が、前記ＰＣ鋼材４で反力をとって圧入され、前記耐震補強用ブロック６と柱状構造物１との間にグラウト５が充填・硬化されて一体化された柱状構造物の補強構造とされている。
【００１３】
前記のコンクリート基礎２に設けた縦孔３ｂは、地上から縦孔掘削機（図示を省略した）により地表面からコンクリート基礎２まで地盤８を縦に掘削して、コア抜き用縦孔３ａを形成し（図４ｂ参照）、その部分にコア抜きガイド用のケーシング３４を配設して、コンクリート基礎２の上面側をコア抜き用穿設機（図示を省略）により縦孔３ｂ（図４ｂ参照）が穿設されている。なお、前記ケーシング３４は耐震補強用ブロック６の圧入前に引き抜き撤去される。
【００１４】
また、コンクリート基礎２の縦孔３ｂの内周面に溝きり機（図示を省略）により環状の溝１０（図６参照）を段状に設けて、ＰＣ鋼材４先端部とグラウト５と縦孔３ｂとの定着力を高めるようにするとよい。前記の環状の溝１０に代えて、下部に向って漸次拡径する溝をしてもよい。
【００１５】
前記縦孔３ｂ内には、図１の一部を拡大した図６（ａ）に示すように、PC鋼棒からなるPC鋼材４の先端雄ねじ部に、支圧プレート２８を装着すると共にその両側にナットからなる定着金具２９を装着したPC鋼材４の先端部が配置されてグラウト５が充填硬化されて、PC鋼材４がコンクリート基礎２に定着されている。
【００１６】
前記の耐震補強用ブロック６は、図７〜図９に示すように、鉄筋コンクリート製のプレキャスト版体７ａ，７ｂが組立てられて構成され、前後の版体７ａと左右の版体７ｂとを左右方向の横締めＰＣ鋼材１４により一体化された筒状のブロックであり、図８および図９に示すように、各版体７ａ、７ｂには、上面側の部材厚さ方向の中間部には、横方向のずれを防止するための上向きに漸次離反するように傾斜する一対の傾斜面を有する逆台形状の凹部１１が、版体の幅方向に渡って直線状に設けられ、下面側に下向きに漸次接近するように傾斜する一対の傾斜面を有する逆台形状の凸部１２が、版体の幅方向全長に渡って直線状に設けられている。
【００１７】
図８に示すように、左右の版体７ｂには、前後方向の両端部に、それぞれ上下方向に間隔をおいて左右方向（部材厚さ方向）にPC鋼材挿通用孔９ａが設けられていると共に前記PC鋼材挿通用孔９ａに接続するPC鋼材定着用の凹部１１ａが設けられている。
また、前後方向に間隔をおいて平行に、かつ上下方向に貫通するPC鋼材挿通用孔９ｂが中央部に設けられていると共に、前記PC鋼材挿通用孔９ｂを挟むように端部側に、ウォータージェット用またはバキューム用鋼管１３が埋め込み配置されている。
また、前記版体７ｂの内側には、内部の鉄筋に基端部を固定したガイド部材１５が内向きに突出するように設けられ、前記ガイド部材１５により柱状構造物１外面との間に所定の間隙（例えば、１００ｍｍの間隙）が形成可能にされている。
【００１８】
また、図９に示すように、前後の版体７ａには、左右方向に間隔をおいて複数のウォータージェット用またはバキューム用鋼管１３が、柱状構造物側に配置の内側面よりに偏心した位置に埋め込み配置され、前記各ウォータージェット用またはバキューム用鋼管１３の外側において、左右に貫通すると共に上下方向に間隔をおいて複数の横締めPC鋼材挿通用孔９ａが設けられている。版体７ａの内側面には、各ウォータージェット用またはバキューム用鋼管１３と同心状に、横断面円弧状の凸部１２が形成され、前記凸部１２がガイド部材とされていると共に、柱状構造物１外面と版体７ａ本体との間が所定の距離を保持し、間隙が形成されるように構成されている。
【００１９】
図７に示すように、図８に示す版体７ｂが左右方向に間隔をおいて平行に配置され、その版体７ｂ間の前後両端部に、図９に示す版体７ａが介在され、各横締めPC鋼材挿通用孔９ａに渡って横締めＰＣ鋼材１４が挿通されると共に、左右両側の版体７ｂの凹部１１内において、支圧プレート１６およびナット等の定着金具１７が設置されて、前記横締めＰＣ鋼材１４は緊張定着され、前後の版体７ａと左右の版体７ｂとは一体化されて、筒状の耐震補強用ブロック６が構成されている。前記の筒状の耐震補強用ブロック６は、図３に示すように柱状構造物１を囲むように組み立てられる。
【００２０】
前記のような構成のプレキャスト製の耐震補強用ブロック６が、柱状構造物１の周りにおいて上下方向に配置されて、上位に位置する耐震補強用ブロック６と下位に位置する耐震補強用ブロック６とは、版体７ａ，７ａ（または７ｂ，７ｂ）の上下部において、前記の凹部１１と凸部１２の嵌合により、横方向の一体化された構造の耐震補強用ブロック体１８とされている。
【００２１】
前記のような耐震補強用ブロック体１８は、柱状構造物１の外側を囲むように耐震補強用ブロック６が組立てられて順次地中に圧入され、上下方向のPC鋼材４が緊張された状態で最上位の耐震補強用ブロック６の上端部で、前記PC鋼材４に挿通された支圧プレート２１および前記PC鋼材４に装着された定着金具２２により定着され、上下方向のプレストレスが導入された状態で、柱状構造物１およびコンクリート基礎２と共に一体化されている。
【００２２】
また、最下端部に位置する耐震補強用ブロック６の下面側には、これを構成する各版体７ａ，７ｂの厚さ方向外周側よりに刃口１９が固定されている。前記刃口１９の内周面は、下方に向って外周側に接近するように傾斜する内側傾斜面２０を備えており、刃口１９の内側下端部を広くし、刃口１９下端部をコンクリート基礎２の上面（傾斜上面）に当接した状態で、刃口１９とコンクリート基礎２と柱状構造物１との間隙内（刃口１９内側とコンクリート基礎２上面と柱状構造物１の外周面）を洗浄した後、充填材５ｂを充填・固化することで、充填材５ｂと耐震補強用ブロック体１８とによりコンクリート基礎２の上部横断面を増大させていると共に、コンクリート基礎２と柱状構造物１下端部の接続部の横断面を増大させ、これらの部分のせん断剛性および曲げ剛性を格段に向上させることを図っている。前記の充填材５ｂとしては、コンクリート、無収縮モルタルあるいは繊維入りモルタル等のモルタル、またはグラウト等の充填材を使用すればよい。
【００２３】
前記の刃口１９の上下方向の高さ寸法は、刃口１９の先端部がコンクリート基礎２の上面の着座した時点において、下端レベルに位置する耐震補強ブロック６における刃口内側下面とコンクリート基礎２の上面との間に間隙が形成され、コンクリート等の充填材５ｂを、柱状構造物１と刃口１９内側との間、および耐震補強用ブロック体１８と柱状構造物１との間に充填されやすいように構成されている。
【００２４】
最下位に位置する耐震補強用ブロック６またはこれに接続される上位の耐震補強用ブロック６の地中への圧入時には、その耐震補強用ブロック６内に設けた複数のウォータージェット用またはバキューム用鋼管１３の一部を利用して、高圧水噴射ノズルを備えた高圧水ホースを適宜内側に配置するか、またが前記鋼管１３に接続しその下端部から高圧水（ウォータージェット）を噴射して掘削すると共に、他のウォータージェット用またはバキューム用鋼管１３を利用して、これに排水管を接続して、掘削土を排水と共に排出する。このような作業を、順次上位に継ぎ足される耐震補強用ブロック６ごとに、高圧水管路の接続および排水管路の接続を行って、刃口１９がコンクリート基礎２に達するまで、耐震補強用ブロック体１８が構築される。
【００２５】
前記の耐震補強用ブロック６の圧入時の加圧力を作用させるには、図５ｂに示すように、コンクリート基礎２に先端部を定着した各ＰＣ鋼材４を、順次、耐震補強用ブロック６におけるPC鋼材挿通用孔９に挿通し、かつ最上位に位置する耐震補強用ブロック６の上部に配置したセンターホールジャッキ２３内に挿通し、センターホールジャッキ２３のピストン２４の先端部に設けた雌ねじ部材等の支承部材２５にねじ込んで係止させ、この状態でピストン２４を伸長させることで、圧入時の加圧力を作用させればよい。また、図示のように短尺のPC鋼材相互を接続して順次長くしたPC鋼材４とする場合には、適宜、カプラ２６を介して短尺のPC鋼材を接続すればよい。
【００２６】
前記のPC鋼材４としては、両端部に雄ねじ部を有するPC鋼棒、あるいは部材全長に渡って雄ねじ部を備えたPC鋼棒あるいは後記する中空PC鋼棒を備えたプレストレス導入装置を使用することもできる。
【００２７】
なお、前記各版体７ａ，７ｂの上端部には、凹部１１が設けられ、凸部１２は設けられていないので、センターホールジャッキ２３を安定した状態で設置可能にされている。なお、センターホールジャッキ２３により耐震補強用ブロック６を圧入しながら、最下位の耐震補強ブロック６の下端部から高圧水の噴射並びに掘削土の排出を行えばよい。
【００２８】
そして、最上段の耐震補強用ブロック６の上端部において、圧入用のＰＣ鋼材４の上端部が所定の緊張力で定着されて、耐震補強用ブロック６とコンクリート基礎２を一体化させると同時に耐震補強用ブロック６同士を圧着している。
【００２９】
PC鋼材４とPC鋼材挿通用孔９との間の間隙には、充填材５ｂが充填されて、PC鋼材４の防錆をかねた耐震補強用ブロック体１８との一体化が図られる。
【００３０】
本発明を実施する場合、前記の耐震補強用ブロック６として、プレキャストコンクリート製の場合を示したが、鋼製の耐震補強用ブロック６としてもよく、あるいは鋼とコンクリートとを複合一体化した鋼・コンクリート製の耐震補強用ブロックとしてもよい。
【００３１】
なお、図１（図２左側の柱状構造物１の上部）の柱状構造物１の上部は、耐震補強用被覆鋼板２７が柱状構造物１の外側に、接着材またはグラウト５を介して被覆され、柱状構造物１と一体化されて耐震補強されている。また、同様に、図２の右側に示す柱状構造物１に対しては、耐震補強用被覆鋼板２７が柱状構造物１の外側に、接着材または充填材５ｂを介して被覆され、柱状構造物１と一体化されて耐震補強されている。
【００３２】
前記実施形態の耐震補強構造の概略施工手順は、以下のようになる。
（１）土中及び基礎２にＰＣ鋼棒４を挿入できるコア抜き用縦孔３ａおよび縦孔３ｂを削孔する（図４ｂ参照）。
次いで、ケーシングパイプ３４を縦孔３ａに打ち込み、コンクリート基礎２に到達したらコア抜き機でコンクリート基礎２にコアを抜きして、縦孔３ｂを形成する（図４ｂ参照）。
（２）コンクリート基礎２に縦孔３ｂの内周面に、溝きり機で溝１０（図６参照）を切削して、PC鋼材４の定着力を高める。
（３）溝１０を切った縦孔３ｂに、ＰＣ鋼棒等のPC鋼材４（又は中空PC鋼材を備えたプレストレス導入装置）の先端部を配置し（図４ｂ参照）、グラウト５を充填・硬化し、定着する（図４ｃ）。前記ケーシングパイプ３４を撤去する。
（４）地盤上で橋脚からなる柱状構造物１の外側を囲むようにプレキャスト製あるいは鋼製の耐震補強用ブロック６を組立てる（図５ａ参照）。
（５）ＰＣ鋼棒等のPC鋼材４（又は中空PC鋼棒を備えたプレストレス導入装置）を反力として、耐震補強用ブロック６(その先端に刃口１９を設けておく)を掘削しながら圧入する。ウォータージェット等の高圧水を最下位の耐震補強ブロック６の下端部から噴射すると共に他方で掘削土を排出しながら（必要に応じ、耐震補強用ブロック６と柱状構造物１の間に、吸引管（図示を省略）を入れ土砂（掘削土）を吸い取り排出する（図５ｂ、ｃ参照））。
（６）刃口１９が基礎２に当接するまで耐震補強用ブロック体１８を圧入する（図５ｃ参照）。
（７）耐震補強用ブロック体１８と柱状構造物１の間の土を排出し、間隙空間を洗浄する（図５ｃ、ｄ参照）。
（８）必要な高さまで耐震補強用ブロック６を建て込む。順次ＰＣ鋼棒等のPC鋼材４（又は中空PC鋼棒を備えたプレストレス導入装置）もカプラを介在させて継ぎ足す（図１および図５ｄ参照）。
（９）耐震補強用ブロック体１８と柱状構造物１の間にコンクリート等の充填材５ｂを充填する（図５ｄ参照）。
（１０）PC鋼棒（又は中空PC鋼材を備えたプレストレス導入装置）４の上端部を耐震補強用ブロック６の上端部で緊張定着させる（図１参照）。
【００３３】
なお、コンクリート基礎２上面の傾斜面２０の傾斜角と、耐震補強用ブロック６先端の刃口１９の刃先の角度を計算して、刃口１９先端部の傾斜角が適宜設定され、刃口１９の刃先がコンクリート基礎２の上面の傾斜面２０に接触し、刃先を含めた刃口１９を充填材５ｂの捨て型枠としてコンクリート等の充填材５ｂを充填する。
【００３４】
前記実施形態を実施する場合、前記実施形態の耐震補強用ブロック６には、１辺（各版体７ａ，７ｂ）に２個または３個の１００φのダクト（縦鋼管１３）を鉛直に明け、合計１０本備えているため、偶数本をPC鋼材用に、残りの偶数本を高圧水噴射用に使用してもよく、また、例えば、合計８本のダクト（縦鋼管１３）設けている場合には、例えば、その内4本は、ＰＣ鋼材用に、残りの４本はウォータージェット用に使ってもよい。
【００３５】
前記のPC鋼材４としては、総ねじ異径鋼棒（ゲビンデ鋼棒）からなるPC鋼棒であると、ＰＣ鋼棒の先端部に縦孔３の内径より小さい外径の支圧プレート２８を定着金具２９により容易に装着でき、また、縦孔３の内径より小さい外径の支圧プレート２８であると、PC鋼材４の先端部を縦孔３ｂ内に挿入し、充填材５ｂを充填すると、縦孔３ｂ下端部まで充填材５ｂが充填でき、確実にPC鋼材４の先端部をコンクリート基礎２に定着できる。また、前記と同様に、耐震補強用ブロック６を沈めるときの反力として使え、更に積み重ねられた耐震補強用ブロック６の縦締めにも使用することができる。
【００３６】
前記のように補強された柱状構造物１では、コンクリート基礎２と柱状構造物１の付け根が同一断面で補強されると同時にPC鋼材４によりプレストレスが導入される事で一層耐力がアップされ、地震時に曲げ力とせん断力が作用した場合に十分抵抗できる構造になる。
【００３７】
前記のPC鋼材４に代えて、例えば、図１１に示すような中空PC鋼棒３６を備えたプレストレス力導入装置３５も使用することができるので、このようなプレストレス力導入装置３５について説明する。
【００３８】
図１１（ａ）は、本発明において使用する一実施形態の中空ＰＣ鋼棒を使用したプレストレス力導入装置３５の１ユニットの一部切欠側面図を示し、（ｂ）はその縦断側面図を示すものであって、鋼製中空ＰＣ鋼棒本体３６ａの長手方向の一端部（前端部）外側に雄ねじ部３７を有すると共に、他端部（後端部）外側に雄ねじ部３８を有する中空ＰＣ鋼棒３６における前記雄ねじ部３８に、前後両端部に雌ねじ孔３９、４０を有すると共に多角形の回動工具係合用外面４１を有する支承筒４２における前端部の雌ねじ孔３９が螺合連結されている。
【００３９】
前記支承筒４２の後端部の雌ねじ孔４０に、鋼製筒状の環状係止片からなるストッパ４３の前部雄ねじ部４４が螺合され、前記ストッパ４３の後端部外側には、回動工具係合用外面４５が形成されている。
【００４０】
前記ストッパ４３の前端部は、前記支承筒４２の内部に配置され、前端部に凹部４６を有する押圧係止片４７の後端面が係合され、前記押圧係止片４７の前端部の凹部１１２９には、中空ＰＣ鋼棒３６内に他端側を除くほぼ全体が挿入され、かつ他端側が前記中空ＰＣ鋼棒３６の他端部から突出するように配置された押込み用反力ＰＣ鋼棒４８の後端部が嵌合されている。
【００４１】
なお、前記の押込み用反力ＰＣ鋼棒４８は、ノンプル方式（引き抜かない方式）とする据え置き方式とすることも可能である。
【００４２】
この実施形態においては、１本ものの押込み用反力ＰＣ鋼棒４８により押込み鋼棒を構成しているが、他端側に短尺の撤去用反力ＰＣ鋼棒と前記押込み用反力ＰＣ鋼棒４８よりも若干短尺な押込み用反力ＰＣ鋼棒との２本により押込み用反力ＰＣ鋼棒４８を構成することも可能である。
【００４３】
前記中空ＰＣ鋼棒３６の前端部外側の雄ねじ部３７に、雌ねじ部４９を有するナットからなるアンカー材５０が着脱自在に螺合固定され、前記押込み用反力ＰＣ鋼棒４８の先端部は前記雌ねじ部４９に雄ねじ部材５１を介して間接的に係合されている。前記アンカー材５０には雄ねじ部材５１が螺合固定され、前記雄ねじ部材５１により反力ＰＣ鋼棒４８の先端部が支承されている。前記雄ねじ部３８には、ナットからなるアンカー材５２が装着されている。
【００４４】
図１１に示す状態は、内側の反力ＰＣ鋼棒４８が外側の中空ＰＣ鋼棒３６に対して押込まれて、反力ＰＣ鋼棒４８の圧縮力と、中空ＰＣ鋼棒３６とが吊り合った状態で係合している状態である。このようなプレストレス力導入装置３５は、特開２００１−２０７５９０号公報等により公知であり、押込み用反力ＰＣ鋼棒および中空ＰＣ鋼棒を備えた各種の形態の装置を使用することもできる。
【００４５】
前記のプレストレス力導入装置３５を使用する場合には、図６（ｂ）に示すように、コンクリート基礎２における縦孔３内に、アンカー材５０を配置してグラウト５を充填・硬化させることにより、プレストレス力導入装置３５先端部を定着させればよい。
【００４６】
前記のようなプレストレス力導入装置３５を使用する場合、前記のアンカー材５２および支承筒４２を取り外して、接続用のカプラーを雄ねじ部３８に接続して、順次接続した後、最上部の中空PC鋼棒３６にアンカー材５２および支承筒４２およびその内部に配置される部品（押込み用PC鋼棒４８、押圧係止偏４７を配置すると共に、ストッパ４３を装着して、前記ストッパ４３の回動工具係合用外面４５を回動し、押込み用反力PC鋼棒４８を押込むようにし、その状態で、PC鋼棒挿通用孔９ｂと中空PC鋼棒４８の周りにグラウトを充填硬化して、中空PC鋼棒３６を付着させた後、前記ストッパ４３を開放することにより、耐震補強用ブロック体１８にプレストレス力を導入するようにして、コンクリート基礎２と一体化させるようにしてもよい。
【００４７】
また、耐震補強用ブロック体１８が、一つまたは２つ等の上下方向に積み重ねられる少ない数の耐震補強ブロック６である場合には、１本もののプレストレス力導入装置３５を使用してプレストレス力を導入するようにしてもよい。このようなプレストレス力導入装置３５を使用する場合には、PC鋼材挿通用孔９ｂの内部において、アンカー材５２によりプレキャスト力を導入し定着することができるので、耐震補強ブロック体１８の上端部で緊張定着する必要がない。
【００４８】
なお、中空PC鋼棒を備えたプレストレス導入装置を用いた場合は、押込み中空PCを初めに開放すると、後で耐震補強用ブロック６の縦締めに、前記プレストレス力導入装置３５を使えないため、最後の耐震補強用ブロック６の定着時において、接続して使用するようにするとよい。また、比較的高さの高い一段の耐震補強用ブロックでよい場合には、１本のPC鋼材４または中空PC鋼棒を備えたプレストレス力導入装置３５を使用することができる。
【００４９】
本発明を実施する場合、耐震補強用ブロック６内側と柱状構造物１との間の間隙を所定の距離に保つ場合に、円弧状凸部１２あるいはガイド部材１５以外の適宜の変形形態に置き換えるようにしてもよい。
【００５０】
なお、本発明は、地盤上から施工する柱状構造物の耐震補強工法に適用することができるので、地上の地表面から施工するようにしてもよく、仮締め切り工法等によりドライ状態とされた地盤上から施工して、柱状構造物およびコンクリート基礎を補強するようにしてもよい。
【００５１】
次に、水底地盤に立設されている柱状構造物（橋脚）１に対して、耐震補強ブロック６を配設して耐震補強する発明の一形態について、前記の形態と相違する点を主に図１２〜図１７を参照して説明する。図１２および図１３は完成した状態を示し、図１４〜図１７は施工手順を示している。
【００５２】
この形態は、柱状構造物１を支持しているコンクリート基礎２にＰＣ鋼材４を挿入できる縦孔３ｂを削孔し、前記縦孔３ｂにＰＣ鋼材４の下端部を挿入すると共に、前記縦孔３ｂ内にグラウト５を注入・硬化して前記ＰＣ鋼材４の下端部を定着した後、柱状構造物１を囲むように組立てられた耐震補強用ブロック６に、前記PC鋼材４を挿通すると共にコンクリート基礎２上に、順次積み重ねるように吊り降ろして配設し、耐震補強用ブロック６と柱状構造物１との間に充填材５ｂを充填し、前記ＰＣ鋼材４を緊張して定着するようにした柱状構造物の補強工法である。
【００５３】
さらに具体的に説明すると、柱状構造物１に支持させるように設けた足場吊り支持枠５５およびこれに支持された足場兼支承装置５６を利用して、縦孔３ｂの穿設およびPC鋼材４の定着並びに耐震補強ブロック６の組立ておよび吊り降ろし設置等を行うようにした形態である。
【００５４】
図示形態では、柱状構造物（橋脚）１の中間部に、柱状構造物１を挟むように前後一対の鋼製の支持枠５３が配置されと共にその内面が当接され、かつ前後の支持枠５３は連結ボルト５４により相互に接近するように強固に柱状構造物１の外面に圧着されて、支持枠５３は摩擦により柱状構造物１に保持されている。前記のように、支持枠５３を摩擦接合により保持するようにすると、大きなアンカ材を柱状構造物１に穿設する場合に比べて断面欠損が生じないと共に、後埋め等の後処理が生じないので好ましい。前記の支持枠５３と連結ボルト５４等により足場吊り支持枠５５が構成されている。前記の支持枠５３には、図１６（ａ）に示すように、複数の電動等の巻き揚げ機５７の上部が連結されている。
【００５５】
前記足場吊り支持枠５５の下方には、吊り金具５８を介して足場兼支承装置５６がレベル調整可能に吊下げ支持されている。図示の形態では、総ねじ異径ＰＣ鋼棒の上端部に支持ナットが設けられて支持枠５３に支持され、下端部に支承ナットが設けられて足場兼支承装置５６を支承している。足場兼支承装置５６は、２つ割の一対の足場兼支承枠ユニットが図１５に示すようにボルト５９により連結されて構成され、足場兼支承装置５６の中央部の矩形状の孔６０は、前記耐震補強ブロック６の平面外形寸法よりも若干大きく設定されて、耐震補強ブロック６を前記孔６０から、前記巻き揚げ機５７により吊り下げ降下可能にされている。
【００５６】
耐震補強ブロック６に巻き揚げ機５７の着脱可能な係止フックを連結するために、耐震補強ブロック６の外側面には適宜横孔等を有する連結片が設けられている。なお、図示を省略するが、この形態の耐震補強ブロック６には、その上下端面の一方または両方に、環状の止水ゴム材が設けられて、上下の耐震補強ブロック６が当接された状態またはＰＣ鋼材４により緊張定着された状態では、内部をドライな状態にすることができるように構成されている。
【００５７】
また、前記の足場兼支承装置５６における孔６０の左右両側には、図１５の横断平面図に示すように、前後方向に延長する前後方向支承部材６１が孔６０の内側（中央より）に位置するように設けられ、また、前記前後支承部材６１の前後両端部には、左右方向に延長するように凹溝６２が設けられ、左右の前後方向支承部材６１における各前部の凹溝６２および各後部の凹溝６２に渡って左右方向支承部材６３が左右方向にスライド可能に支承されている。対向する各左右方向支承部材６３の内側は、孔６０の内側（中央より）に位置するように設けられている。前記の前後方向支承部材６１と左右方向支承部材６３により平面井桁状の支承部材６４が構成され、前記支承部材６４上に耐震補強ブロック６を支承したり、あるいは前記支承部材６４上で耐震補強ブロック６を組立ることが可能にされている。耐震補強ブロック６を組み立てるまでに版体７ａ，７ｂの仮保持に必要とされる仮保持金具等は、足場兼支承装置５６に適宜付属されている（図示を省略した）。
【００５８】
施工する場合には、前記の足場兼支承装置５６上からコンクリート基礎２に、前記縦孔３ｂを設け、ＰＣ鋼材４を必要に応じ適宜連結して、その下端の定着部を前記縦孔３ｂ内に配置して、グラウト５を充填して定着させる。
【００５９】
また、図１４（ｂ）に示すように、上位のＰＣ鋼材４は耐震補強ブロック６のＰＣ鋼材挿通孔９ｂに挿通するようにして、下位のＰＣ鋼材４に上位のＰＣ鋼材４を連結し、この状態で、支承部材６１上の耐震補強ブロック６を巻き揚げ機５７により若上昇させ、左右方向支承部材６３を左右いずれか一方向にスライド移動させ、前後方向支承部材６１を後退移動させ、矩形状の孔６０上の仮の支承部材６４を取り除いき、次いで、巻き揚げ機５７を巻き下げ運転するにより、耐震補強ブロック６を吊下げ降下させ、コンクリート基礎２上に設置する。
【００６０】
以下同様に、順次耐震補強ブロック６を吊下げ降下させて（図１６（ａ）（ｂ）参照）に示すように、耐震補強ブロック６を積み重ねて、ＰＣ鋼材４の最上部で定着金具２２により緊張定着させる。なお、足場吊り支持枠５５と足場兼支承装置５６間の間隔が小さくて、最上部のＰＣ鋼材４が邪魔になる場合には、適宜一時的に取外して、耐震補強ブロック６の搬入あるいは組立を行う。また、最下位の耐震補強ブロック６の先端部には、止水ゴム材等を装着して、コンクリート基礎２との間の止水を図る。
【００６１】
次いで、図１７（ａ）に示すように、耐震補強用ブロック体１８内側と柱状構造物１との間の水を排出して、ドライな状態とし、図１７（ｂ）に示すように、耐震補強用ブロック体１８内側と柱状構造物１との間にモルタル等の充填材５ｂを充填する。その他の点は図１の場合と同様である。
【００６２】
なお、前記の場合における耐震補強ブロック６は、地盤に圧入されない形態であるので、ウォータージェット用またはバキューム用鋼管１３は、バキューム用鋼管１３として利用される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明を実施して橋脚および基礎を補強した状態を示す一部縦断正面図であり、図２の一部の拡大図である。
【図２】図１を含めた橋梁構造物全体を示す一部縦断正面図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ線の横断平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明を実施して橋脚および基礎を補強する工程を示す概略正面図である。
【図５】（ｅ）〜（ｈ）は、本発明を実施して橋脚および基礎を補強する工程を示す概略正面図である。
【図６】（ａ）は橋脚を支持している基礎フーチングにPC鋼材の先端部を定着した状態を示す拡大縦断正面図、（ｂ）は他の形態のPC鋼材を使用して、基礎フーチングにPC鋼材の先端部を定着した状態を示す拡大縦断正面図である。
【図７】橋脚等の柱状構造物を囲むように配置するプレキャスト版を組立てたプレキャスト筒体を示すものであって、（ａ）は横断平面図、（ｂ）は断面図である。
【図８】一方のプレキャスト版を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【図９】他方のプレキャスト版を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【図１０】橋脚等の柱状構造物の回りに鋼板を配置して補強した形態を示す横断平面図であり、図１のＢ−Ｂ線の横断平面図である。
【図１１】PC鋼材の他の形態として、中空PC鋼材を使用したプレストレス導入装置の一形態を示すものであって、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。
【図１２】本発明を実施して橋脚および基礎を補強した状態を示す一部縦断正面図であり、図２の一部の拡大図である。
【図１３】図１２のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｂ）は、本発明を実施して橋脚および基礎を補強する工程を示す概略正面図である。
【図１５】図（ａ）〜（ｂ）は、本発明を実施して橋脚および基礎を補強する工程を示す概略正面図である。
【図１６】図１５（ｂ）の上部の横断平面図である。
【図１７】図（ａ）〜（ｂ）は、本発明を実施して橋脚および基礎を補強する工程を示す概略正面図である。
【図１８】従来の方法により柱状構造物を補強している状態を示す一部縦断正面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 柱状構造物（橋脚）
２ コンクリート基礎
３ａ コア抜き用縦孔
３ｂ 縦孔
４ ＰＣ鋼材
５ グラウト
５ｂ 充填材
６ 耐震補強用ブロック
７ａ 版体
７ｂ 版体
８ 地盤
９ａ PC鋼材挿通用孔
９ｂ PC鋼材挿通用孔
１０ 溝
１１ａ PC鋼材定着用の凹部
１１ 凹部
１２ 凸部
１３ バキューム用鋼管
１４ 横締めPC鋼材
１５ ガイド部材
１６ 支圧プレート
１７ 定着金具
１８ 耐震補強用ブロック体
１９ 刃口
２０ 内側傾斜面
２１ 支圧プレート
２２ 定着金具
２３ センターホールジャッキ
２４ ピストン
２５ 支承部材
２６ カプラ
２７ 耐震補強用被覆鋼板
２８ 支圧プレート
２９ 定着金具
３０ アンカー材
３１ ブラケット
３２ ジャッキ
３３ 補強ブロック
３４ ケーシング
３４ ケーシング
３５ プレストレス力導入装置
３６ 中空PC鋼棒
３６ａ 中空PC鋼棒本体
３７ 雄ねじ部
３８ 雄ねじ部
３９ 雌ねじ孔
４０ 雌ねじ孔
４１ 回動工具係合用外面
４２ 支承筒
４３ ストッパ
４４ 雄ねじ部
４５ 回動工具係合用外面
４６ 凹部
４７ 押圧係止片
４８ 押込み用反力PC鋼棒
４９ 雌ねじ部
５０ アンカー材
５１ 雄ねじ部材
５２ アンカー材
５３ 支持枠
５４ 連結ボルト
５５ 足場吊り支持枠
５６ 足場兼支承装置
５７ 巻き揚げ機
５８ 吊り金具
５９ ボルト
６０ 孔
６１ 前後方向支承部材
６２ 凹溝
６３ 左右方向支承部材
６４ 支承部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋脚などの柱状構造物の補強構造および補強工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、耐震性能の向上を目指して橋脚等の柱状構造物の補強工法および補強構造が様々な方法で行われてきた。例えば、（ａ）鋼板をコンクリート橋脚に巻き立てる方法（例えば、特許文献１〜３参照）。（ｂ）橋脚の回りにコンクリートを現場打ちし、巻き立てる方法（例えば、特許文献１〜３参照）。（ｃ）プレキャストコンクリートを使って巻き立てる方法（例えば、特許文献４参照）。（ｄ）繊維シートで橋脚を補強する方法（例えば、特許文献５〜７参照）などが行われてきた。（ｅ）また、フーチング基礎に補強鉄筋を設けてフーチング基礎を補強することも知られている（例えば、特許文献８参照）。（ｆ）また、仮締め切り工法によりドライ空間を形成して橋脚を補強することも知られている（例えば、特許文献９，１０，１１）。
【０００３】
また、図１８に示すように、地上に露出している柱状構造物１中間部にアンカー材３０により固定したブラケット３１を設け、ジャッキ３２の反力を前記ブラケット３１に支承させて補強ブロック３３を圧入する技術も知られている。
【特許文献１】特開平９−１８４３０３号公報
【特許文献２】特開２００２−４３０１号公報
【特許文献３】特開２００５−２４８６１３号公報
【特許文献４】特開２００３−３２８３１９号公報
【特許文献５】特開平９−５９９３４号公報
【特許文献６】特開平１０−１３１１８３号公報
【特許文献７】特開平１０−１３１１８４号公報
【特許文献８】特開平１１−３２３９８８号公報
【特許文献９】特開平２００２−２３５３２８号公報
【特許文献１０】特開平２００４−３１６１３３号公報
【特許文献１１】特開平０９−２４２０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、地中から突出している柱状構造物部分は容易に補強することができるが、地中に埋め込まれている柱状構造物部分の補強は、地盤を掘削しなければならず、施工費用が非常に高くなりコストアップになる。また、敷地の制約がある場合、掘削した溝に更に山留めを必要とし、山留めの施工に費用を要する。したがって、敷地の制約を極力受けず、山留めを必要としない工法が望まれる。
【０００５】
また、従来、柱状構造物中間部の補強に注目され、柱状構造物を支持している基礎フーチング等のコンクリート基礎との結合には、注目されてこなかった。
柱状構造物部分のみ補強されてこれに接続されるコンクリート基礎部分の接続部が補強されないと、柱状構造物下端部が太く補強され、これに続く補強されない部分を介して横断面が大きくなるコンクリート基礎部分へと接続する偏断面の縦断面構造になると共に、コンクリート基礎と柱状構造物下端部が強固に結合されない構造になり、コンクリート基礎と柱状構造物下端部の結合部分が耐震上弱点になることもある。
【０００６】
また、地上に露出している柱状構造物中間部にアンカー材を設けて、センターホールジャッキの反力を支承させる場合には、柱状構造物中間部に設けたアンカー孔等の後処理が必要になると共に、表面仕上げも必要になるという問題もある。
したがって、柱状構造物中間部のアンカー孔等の後処理の必要がなく、また、コンクリート基礎と柱状構造物下端部とを強固に結合でき、これらの結合部分が耐震上弱点にならない柱状構造物の補強方法および補強構造が望まれる。
【０００７】
また、地表面上の地盤から施工できる場合であっても、あるいは、仮締め切り工法を併用してドライ状態とした地盤から施工する場合であっても、基礎の上方の安定している地盤全体を開削しないほうが柱状構造物の安全上望ましい。
本発明は、前記の前記の課題を有利に解消でき、柱状構造物中間部のアンカー孔等の後処理の必要がなく、また、コンクリート基礎と柱状構造物下端部とを強固に補強して結合できる柱状構造物の補強方法および補強構造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】
【０００８】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明の柱状構造物の補強工法においては、地盤上から柱状構造物を支持しているコンクリート基礎にＰＣ鋼材を挿入できる縦孔を削孔し、前記縦孔にＰＣ鋼材の下端部を挿入すると共に、前記縦孔内にグラウトを注入・硬化して前記ＰＣ鋼材の下端部を定着した後、そのＰＣ鋼材を反力として、地盤上で柱状構造物を囲むように組立てられた耐震補強用ブロックに前記PC鋼材を挿通すると共に圧入し、耐震補強用ブロックと柱状構造物との間に充填材を充填したことを特徴とする。
また、第２発明の柱状構造物の補強工法では、柱状構造物を支持しているコンクリート基礎にＰＣ鋼材を挿入できる縦孔を削孔し、前記縦孔にＰＣ鋼材の下端部を挿入すると共に、前記縦孔内にグラウトを注入・硬化して前記ＰＣ鋼材の下端部を定着した後、柱状構造物を囲むように組立てられた耐震補強用ブロックに前記PC鋼材を挿通すると共に吊り降ろして配設し、耐震補強用ブロックと柱状構造物との間に充填材を充填したことを特徴とする。
また、第３発明では、第１または第２発明の柱状構造物の補強工法において、ＰＣ鋼材で、耐震補強用ブロックと基礎を一体化させると同時に耐震補強用ブロック同士を圧着した。
また、第４発明では、第１〜第３発明のいずれかの柱状構造物の補強工法において、縦孔の内周面に溝を設けて、ＰＣ鋼材の定着力を高めたことを特徴とする。
また、第５発明の柱状構造物の補強構造では、柱状構造物を支持しているコンクリート基礎に設けた縦孔に、ＰＣ鋼材の下端部が配置されると共にグラウトが注入・充填されて定着され、柱状構造物を囲むように組立てられた耐震補強用ブロックが、前記ＰＣ鋼材に反力をとって圧入されて柱状構造物とコンクリート基礎上部とに渡って配置され、前記耐震補強用ブロックと柱状構造物との間に充填材が充填・硬化されて一体化されていることを特徴とする。
また、第６発明の柱状構造物の補強構造では、柱状構造物を支持しているコンクリート基礎に設けた縦孔に、ＰＣ鋼材の下端部が配置されると共にグラウトが注入・充填されて定着され、柱状構造物を囲むように組立てられた耐震補強用ブロックが、吊り降ろされて柱状構造物とコンクリート基礎上部とに渡って配置され、前記耐震補強用ブロックと柱状構造物との間に充填材が充填・硬化されて一体化されていることを特徴とする。
また、第７発明では、第５または第６発明の柱状構造物の補強構造において、ＰＣ鋼材で、耐震補強用ブロックと基礎を一体化させると同時に耐震補強用ブロック同士を圧着したことを特徴とする。
また、第８発明では、第５〜第７発明のいずれかの柱状構造物の補強構造において、縦孔の内周面に溝を設けて、ＰＣ鋼材の定着力を高めたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、柱状構造物横断面を一様に拡径、補強することができて、柱状構造物の耐震補強をすることができる。そして、柱状構造物下端部はコンクリート基礎上部と一体化され同断面になることで、柱状構造物下端部とコンクリート基礎上部とを補強しながら強固に結合して耐震補強することができる。しかも、柱状構造物とコンクリート基礎上部との境界部で断面積が小さくなる偏断面になることはない耐震補強であるので、柱状構造物とコンクリート基礎上部とを確実に横断面を増大させて、これらの剛性を高める補強をすることができ、特に、柱状構造物側では、横断面積の増大によるせん断剛性および曲げ剛性の格段の増大を図ることができ、また、コンクリート基礎上部にあっては、格段に横断面積が増大した基礎構造となるために、せん断剛性を格段に向上させる補強構造となる。
また、コンクリート基礎に、縦孔を設け、グラウトによりPC鋼材の下端部を定着するので、地盤上の柱状構造物中間部の表面にアンカー孔等を設ける必要がなく、柱状構造物中間部の後処理がないので、安価に施工できる。
また、柱状構造物周囲の地盤に、耐震補強用ブロックを圧入するので、耐震補強用ブロックの圧入のための山留めを必要とせず、しかも基礎上部まで安価に補強できる耐震補強工法である。
また、柱状構造物周囲に、耐震補強用ブロックを吊り降ろす場合は、耐震補強用ブロックの設置が容易である耐震補強工法である。
また、PC鋼材により、コンクリート基礎と耐震補強用ブロックを一体化すると共に、上下方向の耐震補強用ブロックを圧着させるので、コンクリート基礎と耐震補強用ブロックおよび耐震補強ブロック相互を、PC鋼材を使用して容易に一体化して、柱状構造物を補強することができる。
また、基礎の縦孔の内周面に溝を設けるだけで、容易に定着力を高めて、PC鋼材を確実に定着させることができ、そのため、コンクリート基礎と耐震補強用ブロックとの一体化および耐震補強用ブロック相互の圧着力を高めることができる。
また、本発明の柱状構造物の補強構造は、柱状構造物の近傍に配置される耐震補強用ブロックと、コンクリート基礎の縦孔に定着されたPC鋼材により、耐震補強用ブロックをコンクリート基礎と一体化させると共に、耐震補強用ブロック相互を圧着させる構造であるので、補強構造が簡単であると共に、確実かつ強固にコンクリート基礎を含めて耐震補強することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１〜図３には、本発明を実施して、鉄筋コンクリート製橋脚または高架道路構造物における柱等の柱状構造物１の下部およびこれに接続するコンクリート基礎２の上部を補強した柱状構造物の補強構造の一実施形態が示されている。
【００１２】
地上等の地盤８上から柱状構造物下部のフーチング基礎等のコンクリート基礎２に設けた縦孔３ｂに、ＰＣ鋼材４の下端部が配置されると共に無収縮モルタル等のグラウト５が注入・硬化されて定着され、柱状構造物１を囲むように組立てられた耐震補強用ブロック６が、前記ＰＣ鋼材４で反力をとって圧入され、前記耐震補強用ブロック６と柱状構造物１との間にグラウト５が充填・硬化されて一体化された柱状構造物の補強構造とされている。
【００１３】
前記のコンクリート基礎２に設けた縦孔３ｂは、地上から縦孔掘削機（図示を省略した）により地表面からコンクリート基礎２まで地盤８を縦に掘削して、コア抜き用縦孔３ａを形成し（図４ｂ参照）、その部分にコア抜きガイド用のケーシング３４を配設して、コンクリート基礎２の上面側をコア抜き用穿設機（図示を省略）により縦孔３ｂ（図４ｂ参照）が穿設されている。なお、前記ケーシング３４は耐震補強用ブロック６の圧入前に引き抜き撤去される。
【００１４】
また、コンクリート基礎２の縦孔３ｂの内周面に溝きり機（図示を省略）により環状の溝１０（図６参照）を段状に設けて、ＰＣ鋼材４先端部とグラウト５と縦孔３ｂとの定着力を高めるようにするとよい。前記の環状の溝１０に代えて、下部に向って漸次拡径する溝をしてもよい。
【００１５】
前記縦孔３ｂ内には、図１の一部を拡大した図６（ａ）に示すように、PC鋼棒からなるPC鋼材４の先端雄ねじ部に、支圧プレート２８を装着すると共にその両側にナットからなる定着金具２９を装着したPC鋼材４の先端部が配置されてグラウト５が充填硬化されて、PC鋼材４がコンクリート基礎２に定着されている。
【００１６】
前記の耐震補強用ブロック６は、図７〜図９に示すように、鉄筋コンクリート製のプレキャスト版体７ａ，７ｂが組立てられて構成され、前後の版体７ａと左右の版体７ｂとを左右方向の横締めＰＣ鋼材１４により一体化された筒状のブロックであり、図８および図９に示すように、各版体７ａ、７ｂには、上面側の部材厚さ方向の中間部には、横方向のずれを防止するための上向きに漸次離反するように傾斜する一対の傾斜面を有する逆台形状の凹部１１が、版体の幅方向に渡って直線状に設けられ、下面側に下向きに漸次接近するように傾斜する一対の傾斜面を有する逆台形状の凸部１２が、版体の幅方向全長に渡って直線状に設けられている。
【００１７】
図８に示すように、左右の版体７ｂには、前後方向の両端部に、それぞれ上下方向に間隔をおいて左右方向（部材厚さ方向）にPC鋼材挿通用孔９ａが設けられていると共に前記PC鋼材挿通用孔９ａに接続するPC鋼材定着用の凹部１１ａが設けられている。
また、前後方向に間隔をおいて平行に、かつ上下方向に貫通するPC鋼材挿通用孔９ｂが中央部に設けられていると共に、前記PC鋼材挿通用孔９ｂを挟むように端部側に、ウォータージェット用またはバキューム用鋼管１３が埋め込み配置されている。
また、前記版体７ｂの内側には、内部の鉄筋に基端部を固定したガイド部材１５が内向きに突出するように設けられ、前記ガイド部材１５により柱状構造物１外面との間に所定の間隙（例えば、１００ｍｍの間隙）が形成可能にされている。
【００１８】
また、図９に示すように、前後の版体７ａには、左右方向に間隔をおいて複数のウォータージェット用またはバキューム用鋼管１３が、柱状構造物側に配置の内側面よりに偏心した位置に埋め込み配置され、前記各ウォータージェット用またはバキューム用鋼管１３の外側において、左右に貫通すると共に上下方向に間隔をおいて複数の横締めPC鋼材挿通用孔９ａが設けられている。版体７ａの内側面には、各ウォータージェット用またはバキューム用鋼管１３と同心状に、横断面円弧状の凸部１２が形成され、前記凸部１２がガイド部材とされていると共に、柱状構造物１外面と版体７ａ本体との間が所定の距離を保持し、間隙が形成されるように構成されている。
【００１９】
図７に示すように、図８に示す版体７ｂが左右方向に間隔をおいて平行に配置され、その版体７ｂ間の前後両端部に、図９に示す版体７ａが介在され、各横締めPC鋼材挿通用孔９ａに渡って横締めＰＣ鋼材１４が挿通されると共に、左右両側の版体７ｂの凹部１１内において、支圧プレート１６およびナット等の定着金具１７が設置されて、前記横締めＰＣ鋼材１４は緊張定着され、前後の版体７ａと左右の版体７ｂとは一体化されて、筒状の耐震補強用ブロック６が構成されている。前記の筒状の耐震補強用ブロック６は、図３に示すように柱状構造物１を囲むように組み立てられる。
【００２０】
前記のような構成のプレキャスト製の耐震補強用ブロック６が、柱状構造物１の周りにおいて上下方向に配置されて、上位に位置する耐震補強用ブロック６と下位に位置する耐震補強用ブロック６とは、版体７ａ，７ａ（または７ｂ，７ｂ）の上下部において、前記の凹部１１と凸部１２の嵌合により、横方向の一体化された構造の耐震補強用ブロック体１８とされている。
【００２１】
前記のような耐震補強用ブロック体１８は、柱状構造物１の外側を囲むように耐震補強用ブロック６が組立てられて順次地中に圧入され、上下方向のPC鋼材４が緊張された状態で最上位の耐震補強用ブロック６の上端部で、前記PC鋼材４に挿通された支圧プレート２１および前記PC鋼材４に装着された定着金具２２により定着され、上下方向のプレストレスが導入された状態で、柱状構造物１およびコンクリート基礎２と共に一体化されている。
【００２２】
また、最下端部に位置する耐震補強用ブロック６の下面側には、これを構成する各版体７ａ，７ｂの厚さ方向外周側よりに刃口１９が固定されている。前記刃口１９の内周面は、下方に向って外周側に接近するように傾斜する内側傾斜面２０を備えており、刃口１９の内側下端部を広くし、刃口１９下端部をコンクリート基礎２の上面（傾斜上面）に当接した状態で、刃口１９とコンクリート基礎２と柱状構造物１との間隙内（刃口１９内側とコンクリート基礎２上面と柱状構造物１の外周面）を洗浄した後、充填材５ｂを充填・固化することで、充填材５ｂと耐震補強用ブロック体１８とによりコンクリート基礎２の上部横断面を増大させていると共に、コンクリート基礎２と柱状構造物１下端部の接続部の横断面を増大させ、これらの部分のせん断剛性および曲げ剛性を格段に向上させることを図っている。前記の充填材５ｂとしては、コンクリート、無収縮モルタルあるいは繊維入りモルタル等のモルタル、またはグラウト等の充填材を使用すればよい。
【００２３】
前記の刃口１９の上下方向の高さ寸法は、刃口１９の先端部がコンクリート基礎２の上面の着座した時点において、下端レベルに位置する耐震補強ブロック６における刃口内側下面とコンクリート基礎２の上面との間に間隙が形成され、コンクリート等の充填材５ｂを、柱状構造物１と刃口１９内側との間、および耐震補強用ブロック体１８と柱状構造物１との間に充填されやすいように構成されている。
【００２４】
最下位に位置する耐震補強用ブロック６またはこれに接続される上位の耐震補強用ブロック６の地中への圧入時には、その耐震補強用ブロック６内に設けた複数のウォータージェット用またはバキューム用鋼管１３の一部を利用して、高圧水噴射ノズルを備えた高圧水ホースを適宜内側に配置するか、またが前記鋼管１３に接続しその下端部から高圧水（ウォータージェット）を噴射して掘削すると共に、他のウォータージェット用またはバキューム用鋼管１３を利用して、これに排水管を接続して、掘削土を排水と共に排出する。このような作業を、順次上位に継ぎ足される耐震補強用ブロック６ごとに、高圧水管路の接続および排水管路の接続を行って、刃口１９がコンクリート基礎２に達するまで、耐震補強用ブロック体１８が構築される。
【００２５】
前記の耐震補強用ブロック６の圧入時の加圧力を作用させるには、図５ｂに示すように、コンクリート基礎２に先端部を定着した各ＰＣ鋼材４を、順次、耐震補強用ブロック６におけるPC鋼材挿通用孔９に挿通し、かつ最上位に位置する耐震補強用ブロック６の上部に配置したセンターホールジャッキ２３内に挿通し、センターホールジャッキ２３のピストン２４の先端部に設けた雌ねじ部材等の支承部材２５にねじ込んで係止させ、この状態でピストン２４を伸長させることで、圧入時の加圧力を作用させればよい。また、図示のように短尺のPC鋼材相互を接続して順次長くしたPC鋼材４とする場合には、適宜、カプラ２６を介して短尺のPC鋼材を接続すればよい。
【００２６】
前記のPC鋼材４としては、両端部に雄ねじ部を有するPC鋼棒、あるいは部材全長に渡って雄ねじ部を備えたPC鋼棒あるいは後記する中空PC鋼棒を備えたプレストレス導入装置を使用することもできる。
【００２７】
なお、前記各版体７ａ，７ｂの上端部には、凹部１１が設けられ、凸部１２は設けられていないので、センターホールジャッキ２３を安定した状態で設置可能にされている。なお、センターホールジャッキ２３により耐震補強用ブロック６を圧入しながら、最下位の耐震補強ブロック６の下端部から高圧水の噴射並びに掘削土の排出を行えばよい。
【００２８】
そして、最上段の耐震補強用ブロック６の上端部において、圧入用のＰＣ鋼材４の上端部が所定の緊張力で定着されて、耐震補強用ブロック６とコンクリート基礎２を一体化させると同時に耐震補強用ブロック６同士を圧着している。
【００２９】
PC鋼材４とPC鋼材挿通用孔９との間の間隙には、充填材５ｂが充填されて、PC鋼材４の防錆をかねた耐震補強用ブロック体１８との一体化が図られる。
【００３０】
本発明を実施する場合、前記の耐震補強用ブロック６として、プレキャストコンクリート製の場合を示したが、鋼製の耐震補強用ブロック６としてもよく、あるいは鋼とコンクリートとを複合一体化した鋼・コンクリート製の耐震補強用ブロックとしてもよい。
【００３１】
なお、図１（図２左側の柱状構造物１の上部）の柱状構造物１の上部は、耐震補強用被覆鋼板２７が柱状構造物１の外側に、接着材またはグラウト５を介して被覆され、柱状構造物１と一体化されて耐震補強されている。また、同様に、図２の右側に示す柱状構造物１に対しては、耐震補強用被覆鋼板２７が柱状構造物１の外側に、接着材または充填材５ｂを介して被覆され、柱状構造物１と一体化されて耐震補強されている。
【００３２】
前記実施形態の耐震補強構造の概略施工手順は、以下のようになる。
（１）土中及び基礎２にＰＣ鋼棒４を挿入できるコア抜き用縦孔３ａおよび縦孔３ｂを削孔する（図４ｂ参照）。
次いで、ケーシングパイプ３４を縦孔３ａに打ち込み、コンクリート基礎２に到達したらコア抜き機でコンクリート基礎２にコアを抜きして、縦孔３ｂを形成する（図４ｂ参照）。
（２）コンクリート基礎２に縦孔３ｂの内周面に、溝きり機で溝１０（図６参照）を切削して、PC鋼材４の定着力を高める。
（３）溝１０を切った縦孔３ｂに、ＰＣ鋼棒等のPC鋼材４（又は中空PC鋼材を備えたプレストレス導入装置）の先端部を配置し（図４ｂ参照）、グラウト５を充填・硬化し、定着する（図４ｃ）。前記ケーシングパイプ３４を撤去する。
（４）地盤上で橋脚からなる柱状構造物１の外側を囲むようにプレキャスト製あるいは鋼製の耐震補強用ブロック６を組立てる（図５ａ参照）。
（５）ＰＣ鋼棒等のPC鋼材４（又は中空PC鋼棒を備えたプレストレス導入装置）を反力として、耐震補強用ブロック６(その先端に刃口１９を設けておく)を掘削しながら圧入する。ウォータージェット等の高圧水を最下位の耐震補強ブロック６の下端部から噴射すると共に他方で掘削土を排出しながら（必要に応じ、耐震補強用ブロック６と柱状構造物１の間に、吸引管（図示を省略）を入れ土砂（掘削土）を吸い取り排出する（図５ｂ、ｃ参照））。
（６）刃口１９が基礎２に当接するまで耐震補強用ブロック体１８を圧入する（図５ｃ参照）。
（７）耐震補強用ブロック体１８と柱状構造物１の間の土を排出し、間隙空間を洗浄する（図５ｃ、ｄ参照）。
（８）必要な高さまで耐震補強用ブロック６を建て込む。順次ＰＣ鋼棒等のPC鋼材４（又は中空PC鋼棒を備えたプレストレス導入装置）もカプラを介在させて継ぎ足す（図１および図５ｄ参照）。
（９）耐震補強用ブロック体１８と柱状構造物１の間にコンクリート等の充填材５ｂを充填する（図５ｄ参照）。
（１０）PC鋼棒（又は中空PC鋼材を備えたプレストレス導入装置）４の上端部を耐震補強用ブロック６の上端部で緊張定着させる（図１参照）。
【００３３】
なお、コンクリート基礎２上面の傾斜面２０の傾斜角と、耐震補強用ブロック６先端の刃口１９の刃先の角度を計算して、刃口１９先端部の傾斜角が適宜設定され、刃口１９の刃先がコンクリート基礎２の上面の傾斜面２０に接触し、刃先を含めた刃口１９を充填材５ｂの捨て型枠としてコンクリート等の充填材５ｂを充填する。
【００３４】
前記実施形態を実施する場合、前記実施形態の耐震補強用ブロック６には、１辺（各版体７ａ，７ｂ）に２個または３個の１００φのダクト（縦鋼管１３）を鉛直に明け、合計１０本備えているため、偶数本をPC鋼材用に、残りの偶数本を高圧水噴射用に使用してもよく、また、例えば、合計８本のダクト（縦鋼管１３）設けている場合には、例えば、その内4本は、ＰＣ鋼材用に、残りの４本はウォータージェット用に使ってもよい。
【００３５】
前記のPC鋼材４としては、総ねじ異径鋼棒（ゲビンデ鋼棒）からなるPC鋼棒であると、ＰＣ鋼棒の先端部に縦孔３の内径より小さい外径の支圧プレート２８を定着金具２９により容易に装着でき、また、縦孔３の内径より小さい外径の支圧プレート２８であると、PC鋼材４の先端部を縦孔３ｂ内に挿入し、充填材５ｂを充填すると、縦孔３ｂ下端部まで充填材５ｂが充填でき、確実にPC鋼材４の先端部をコンクリート基礎２に定着できる。また、前記と同様に、耐震補強用ブロック６を沈めるときの反力として使え、更に積み重ねられた耐震補強用ブロック６の縦締めにも使用することができる。
【００３６】
前記のように補強された柱状構造物１では、コンクリート基礎２と柱状構造物１の付け根が同一断面で補強されると同時にPC鋼材４によりプレストレスが導入される事で一層耐力がアップされ、地震時に曲げ力とせん断力が作用した場合に十分抵抗できる構造になる。
【００３７】
前記のPC鋼材４に代えて、例えば、図１１に示すような中空PC鋼棒３６を備えたプレストレス力導入装置３５も使用することができるので、このようなプレストレス力導入装置３５について説明する。
【００３８】
図１１（ａ）は、本発明において使用する一実施形態の中空ＰＣ鋼棒を使用したプレストレス力導入装置３５の１ユニットの一部切欠側面図を示し、（ｂ）はその縦断側面図を示すものであって、鋼製中空ＰＣ鋼棒本体３６ａの長手方向の一端部（前端部）外側に雄ねじ部３７を有すると共に、他端部（後端部）外側に雄ねじ部３８を有する中空ＰＣ鋼棒３６における前記雄ねじ部３８に、前後両端部に雌ねじ孔３９、４０を有すると共に多角形の回動工具係合用外面４１を有する支承筒４２における前端部の雌ねじ孔３９が螺合連結されている。
【００３９】
前記支承筒４２の後端部の雌ねじ孔４０に、鋼製筒状の環状係止片からなるストッパ４３の前部雄ねじ部４４が螺合され、前記ストッパ４３の後端部外側には、回動工具係合用外面４５が形成されている。
【００４０】
前記ストッパ４３の前端部は、前記支承筒４２の内部に配置され、前端部に凹部４６を有する押圧係止片４７の後端面が係合され、前記押圧係止片４７の前端部の凹部１１２９には、中空ＰＣ鋼棒３６内に他端側を除くほぼ全体が挿入され、かつ他端側が前記中空ＰＣ鋼棒３６の他端部から突出するように配置された押込み用反力ＰＣ鋼棒４８の後端部が嵌合されている。
【００４１】
なお、前記の押込み用反力ＰＣ鋼棒４８は、ノンプル方式（引き抜かない方式）とする据え置き方式とすることも可能である。
【００４２】
この実施形態においては、１本ものの押込み用反力ＰＣ鋼棒４８により押込み鋼棒を構成しているが、他端側に短尺の撤去用反力ＰＣ鋼棒と前記押込み用反力ＰＣ鋼棒４８よりも若干短尺な押込み用反力ＰＣ鋼棒との２本により押込み用反力ＰＣ鋼棒４８を構成することも可能である。
【００４３】
前記中空ＰＣ鋼棒３６の前端部外側の雄ねじ部３７に、雌ねじ部４９を有するナットからなるアンカー材５０が着脱自在に螺合固定され、前記押込み用反力ＰＣ鋼棒４８の先端部は前記雌ねじ部４９に雄ねじ部材５１を介して間接的に係合されている。前記アンカー材５０には雄ねじ部材５１が螺合固定され、前記雄ねじ部材５１により反力ＰＣ鋼棒４８の先端部が支承されている。前記雄ねじ部３８には、ナットからなるアンカー材５２が装着されている。
【００４４】
図１１に示す状態は、内側の反力ＰＣ鋼棒４８が外側の中空ＰＣ鋼棒３６に対して押込まれて、反力ＰＣ鋼棒４８の圧縮力と、中空ＰＣ鋼棒３６とが吊り合った状態で係合している状態である。このようなプレストレス力導入装置３５は、特開２００１−２０７５９０号公報等により公知であり、押込み用反力ＰＣ鋼棒および中空ＰＣ鋼棒を備えた各種の形態の装置を使用することもできる。
【００４５】
前記のプレストレス力導入装置３５を使用する場合には、図６（ｂ）に示すように、コンクリート基礎２における縦孔３内に、アンカー材５０を配置してグラウト５を充填・硬化させることにより、プレストレス力導入装置３５先端部を定着させればよい。
【００４６】
前記のようなプレストレス力導入装置３５を使用する場合、前記のアンカー材５２および支承筒４２を取り外して、接続用のカプラーを雄ねじ部３８に接続して、順次接続した後、最上部の中空PC鋼棒３６にアンカー材５２および支承筒４２およびその内部に配置される部品（押込み用PC鋼棒４８、押圧係止偏４７を配置すると共に、ストッパ４３を装着して、前記ストッパ４３の回動工具係合用外面４５を回動し、押込み用反力PC鋼棒４８を押込むようにし、その状態で、PC鋼棒挿通用孔９ｂと中空PC鋼棒４８の周りにグラウトを充填硬化して、中空PC鋼棒３６を付着させた後、前記ストッパ４３を開放することにより、耐震補強用ブロック体１８にプレストレス力を導入するようにして、コンクリート基礎２と一体化させるようにしてもよい。
【００４７】
また、耐震補強用ブロック体１８が、一つまたは２つ等の上下方向に積み重ねられる少ない数の耐震補強ブロック６である場合には、１本もののプレストレス力導入装置３５を使用してプレストレス力を導入するようにしてもよい。このようなプレストレス力導入装置３５を使用する場合には、PC鋼材挿通用孔９ｂの内部において、アンカー材５２によりプレキャスト力を導入し定着することができるので、耐震補強ブロック体１８の上端部で緊張定着する必要がない。
【００４８】
なお、中空PC鋼棒を備えたプレストレス導入装置を用いた場合は、押込み中空PCを初めに開放すると、後で耐震補強用ブロック６の縦締めに、前記プレストレス力導入装置３５を使えないため、最後の耐震補強用ブロック６の定着時において、接続して使用するようにするとよい。また、比較的高さの高い一段の耐震補強用ブロックでよい場合には、１本のPC鋼材４または中空PC鋼棒を備えたプレストレス力導入装置３５を使用することができる。
【００４９】
本発明を実施する場合、耐震補強用ブロック６内側と柱状構造物１との間の間隙を所定の距離に保つ場合に、円弧状凸部１２あるいはガイド部材１５以外の適宜の変形形態に置き換えるようにしてもよい。
【００５０】
なお、本発明は、地盤上から施工する柱状構造物の耐震補強工法に適用することができるので、地上の地表面から施工するようにしてもよく、仮締め切り工法等によりドライ状態とされた地盤上から施工して、柱状構造物およびコンクリート基礎を補強するようにしてもよい。
【００５１】
次に、水底地盤に立設されている柱状構造物（橋脚）１に対して、耐震補強ブロック６を配設して耐震補強する発明の一形態について、前記の形態と相違する点を主に図１２〜図１７を参照して説明する。図１２および図１３は完成した状態を示し、図１４〜図１７は施工手順を示している。
【００５２】
この形態は、柱状構造物１を支持しているコンクリート基礎２にＰＣ鋼材４を挿入できる縦孔３ｂを削孔し、前記縦孔３ｂにＰＣ鋼材４の下端部を挿入すると共に、前記縦孔３ｂ内にグラウト５を注入・硬化して前記ＰＣ鋼材４の下端部を定着した後、柱状構造物１を囲むように組立てられた耐震補強用ブロック６に、前記PC鋼材４を挿通すると共にコンクリート基礎２上に、順次積み重ねるように吊り降ろして配設し、耐震補強用ブロック６と柱状構造物１との間に充填材５ｂを充填し、前記ＰＣ鋼材４を緊張して定着するようにした柱状構造物の補強工法である。
【００５３】
さらに具体的に説明すると、柱状構造物１に支持させるように設けた足場吊り支持枠５５およびこれに支持された足場兼支承装置５６を利用して、縦孔３ｂの穿設およびPC鋼材４の定着並びに耐震補強ブロック６の組立ておよび吊り降ろし設置等を行うようにした形態である。
【００５４】
図示形態では、柱状構造物（橋脚）１の中間部に、柱状構造物１を挟むように前後一対の鋼製の支持枠５３が配置されと共にその内面が当接され、かつ前後の支持枠５３は連結ボルト５４により相互に接近するように強固に柱状構造物１の外面に圧着されて、支持枠５３は摩擦により柱状構造物１に保持されている。前記のように、支持枠５３を摩擦接合により保持するようにすると、大きなアンカ材を柱状構造物１に穿設する場合に比べて断面欠損が生じないと共に、後埋め等の後処理が生じないので好ましい。前記の支持枠５３と連結ボルト５４等により足場吊り支持枠５５が構成されている。前記の支持枠５３には、図１６（ａ）に示すように、複数の電動等の巻き揚げ機５７の上部が連結されている。
【００５５】
前記足場吊り支持枠５５の下方には、吊り金具５８を介して足場兼支承装置５６がレベル調整可能に吊下げ支持されている。図示の形態では、総ねじ異径ＰＣ鋼棒の上端部に支持ナットが設けられて支持枠５３に支持され、下端部に支承ナットが設けられて足場兼支承装置５６を支承している。足場兼支承装置５６は、２つ割の一対の足場兼支承枠ユニットが図１５に示すようにボルト５９により連結されて構成され、足場兼支承装置５６の中央部の矩形状の孔６０は、前記耐震補強ブロック６の平面外形寸法よりも若干大きく設定されて、耐震補強ブロック６を前記孔６０から、前記巻き揚げ機５７により吊り下げ降下可能にされている。
【００５６】
耐震補強ブロック６に巻き揚げ機５７の着脱可能な係止フックを連結するために、耐震補強ブロック６の外側面には適宜横孔等を有する連結片が設けられている。なお、図示を省略するが、この形態の耐震補強ブロック６には、その上下端面の一方または両方に、環状の止水ゴム材が設けられて、上下の耐震補強ブロック６が当接された状態またはＰＣ鋼材４により緊張定着された状態では、内部をドライな状態にすることができるように構成されている。
【００５７】
また、前記の足場兼支承装置５６における孔６０の左右両側には、図１５の横断平面図に示すように、前後方向に延長する前後方向支承部材６１が孔６０の内側（中央より）に位置するように設けられ、また、前記前後支承部材６１の前後両端部には、左右方向に延長するように凹溝６２が設けられ、左右の前後方向支承部材６１における各前部の凹溝６２および各後部の凹溝６２に渡って左右方向支承部材６３が左右方向にスライド可能に支承されている。対向する各左右方向支承部材６３の内側は、孔６０の内側（中央より）に位置するように設けられている。前記の前後方向支承部材６１と左右方向支承部材６３により平面井桁状の支承部材６４が構成され、前記支承部材６４上に耐震補強ブロック６を支承したり、あるいは前記支承部材６４上で耐震補強ブロック６を組立ることが可能にされている。耐震補強ブロック６を組み立てるまでに版体７ａ，７ｂの仮保持に必要とされる仮保持金具等は、足場兼支承装置５６に適宜付属されている（図示を省略した）。
【００５８】
施工する場合には、前記の足場兼支承装置５６上からコンクリート基礎２に、前記縦孔３ｂを設け、ＰＣ鋼材４を必要に応じ適宜連結して、その下端の定着部を前記縦孔３ｂ内に配置して、グラウト５を充填して定着させる。
【００５９】
また、図１４（ｂ）に示すように、上位のＰＣ鋼材４は耐震補強ブロック６のＰＣ鋼材挿通孔９ｂに挿通するようにして、下位のＰＣ鋼材４に上位のＰＣ鋼材４を連結し、この状態で、支承部材６１上の耐震補強ブロック６を巻き揚げ機５７により若上昇させ、左右方向支承部材６３を左右いずれか一方向にスライド移動させ、前後方向支承部材６１を後退移動させ、矩形状の孔６０上の仮の支承部材６４を取り除いき、次いで、巻き揚げ機５７を巻き下げ運転するにより、耐震補強ブロック６を吊下げ降下させ、コンクリート基礎２上に設置する。
【００６０】
以下同様に、順次耐震補強ブロック６を吊下げ降下させて（図１６（ａ）（ｂ）参照）に示すように、耐震補強ブロック６を積み重ねて、ＰＣ鋼材４の最上部で定着金具２２により緊張定着させる。なお、足場吊り支持枠５５と足場兼支承装置５６間の間隔が小さくて、最上部のＰＣ鋼材４が邪魔になる場合には、適宜一時的に取外して、耐震補強ブロック６の搬入あるいは組立を行う。また、最下位の耐震補強ブロック６の先端部には、止水ゴム材等を装着して、コンクリート基礎２との間の止水を図る。
【００６１】
次いで、図１７（ａ）に示すように、耐震補強用ブロック体１８内側と柱状構造物１との間の水を排出して、ドライな状態とし、図１７（ｂ）に示すように、耐震補強用ブロック体１８内側と柱状構造物１との間にモルタル等の充填材５ｂを充填する。その他の点は図１の場合と同様である。
【００６２】
なお、前記の場合における耐震補強ブロック６は、地盤に圧入されない形態であるので、ウォータージェット用またはバキューム用鋼管１３は、バキューム用鋼管１３として利用される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明を実施して橋脚および基礎を補強した状態を示す一部縦断正面図であり、図２の一部の拡大図である。
【図２】図１を含めた橋梁構造物全体を示す一部縦断正面図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ線の横断平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明を実施して橋脚および基礎を補強する工程を示す概略正面図である。
【図５】（ｅ）〜（ｈ）は、本発明を実施して橋脚および基礎を補強する工程を示す概略正面図である。
【図６】（ａ）は橋脚を支持している基礎フーチングにPC鋼材の先端部を定着した状態を示す拡大縦断正面図、（ｂ）は他の形態のPC鋼材を使用して、基礎フーチングにPC鋼材の先端部を定着した状態を示す拡大縦断正面図である。
【図７】橋脚等の柱状構造物を囲むように配置するプレキャスト版を組立てたプレキャスト筒体を示すものであって、（ａ）は横断平面図、（ｂ）は断面図である。
【図８】一方のプレキャスト版を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【図９】他方のプレキャスト版を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【図１０】橋脚等の柱状構造物の回りに鋼板を配置して補強した形態を示す横断平面図であり、図１のＢ−Ｂ線の横断平面図である。
【図１１】PC鋼材の他の形態として、中空PC鋼材を使用したプレストレス導入装置の一形態を示すものであって、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。
【図１２】本発明を実施して橋脚および基礎を補強した状態を示す一部縦断正面図であり、図２の一部の拡大図である。
【図１３】図１２のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｂ）は、本発明を実施して橋脚および基礎を補強する工程を示す概略正面図である。
【図１５】図（ａ）〜（ｂ）は、本発明を実施して橋脚および基礎を補強する工程を示す概略正面図である。
【図１６】図１５（ｂ）の上部の横断平面図である。
【図１７】図（ａ）〜（ｂ）は、本発明を実施して橋脚および基礎を補強する工程を示す概略正面図である。
【図１８】従来の方法により柱状構造物を補強している状態を示す一部縦断正面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 柱状構造物（橋脚）
２ コンクリート基礎
３ａ コア抜き用縦孔
３ｂ 縦孔
４ ＰＣ鋼材
５ グラウト
５ｂ 充填材
６ 耐震補強用ブロック
７ａ 版体
７ｂ 版体
８ 地盤
９ａ PC鋼材挿通用孔
９ｂ PC鋼材挿通用孔
１０ 溝
１１ａ PC鋼材定着用の凹部
１１ 凹部
１２ 凸部
１３ バキューム用鋼管
１４ 横締めPC鋼材
１５ ガイド部材
１６ 支圧プレート
１７ 定着金具
１８ 耐震補強用ブロック体
１９ 刃口
２０ 内側傾斜面
２１ 支圧プレート
２２ 定着金具
２３ センターホールジャッキ
２４ ピストン
２５ 支承部材
２６ カプラ
２７ 耐震補強用被覆鋼板
２８ 支圧プレート
２９ 定着金具
３０ アンカー材
３１ ブラケット
３２ ジャッキ
３３ 補強ブロック
３４ ケーシング
３４ ケーシング
３５ プレストレス力導入装置
３６ 中空PC鋼棒
３６ａ 中空PC鋼棒本体
３７ 雄ねじ部
３８ 雄ねじ部
３９ 雌ねじ孔
４０ 雌ねじ孔
４１ 回動工具係合用外面
４２ 支承筒
４３ ストッパ
４４ 雄ねじ部
４５ 回動工具係合用外面
４６ 凹部
４７ 押圧係止片
４８ 押込み用反力PC鋼棒
４９ 雌ねじ部
５０ アンカー材
５１ 雄ねじ部材
５２ アンカー材
５３ 支持枠
５４ 連結ボルト
５５ 足場吊り支持枠
５６ 足場兼支承装置
５７ 巻き揚げ機
５８ 吊り金具
５９ ボルト
６０ 孔
６１ 前後方向支承部材
６２ 凹溝
６３ 左右方向支承部材
６４ 支承部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤上から柱状構造物を支持しているコンクリート基礎にＰＣ鋼材を挿入できる縦孔を削孔し、前記縦孔にＰＣ鋼材の下端部を挿入すると共に、前記縦孔内にグラウトを注入・硬化して前記ＰＣ鋼材の下端部を定着した後、そのＰＣ鋼材を反力として、地盤上で柱状構造物を囲むように組立てられた耐震補強用ブロックに前記PC鋼材を挿通すると共に圧入し、耐震補強用ブロックと柱状構造物との間に充填材を充填したことを特徴とする柱状構造物の補強工法。
【請求項２】
柱状構造物を支持しているコンクリート基礎にＰＣ鋼材を挿入できる縦孔を削孔し、前記縦孔にＰＣ鋼材の下端部を挿入すると共に、前記縦孔内にグラウトを注入・硬化して前記ＰＣ鋼材の下端部を定着した後、柱状構造物を囲むように組立てられた耐震補強用ブロックに前記PC鋼材を挿通すると共に吊り降ろして配設し、耐震補強用ブロックと柱状構造物との間に充填材を充填したことを特徴とする柱状構造物の補強工法。
【請求項３】
ＰＣ鋼材で、耐震補強用ブロックとコンクリート基礎を一体化させると同時に耐震補強用ブロック同士を圧着したことを特徴とする請求項１または２に記載の柱状構造物の補強工法。
【請求項４】
縦孔の内周面に溝を設けて、ＰＣ鋼材の定着力を高めたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の柱状構造物の補強工法。
【請求項５】
柱状構造物を支持しているコンクリート基礎に設けた縦孔に、ＰＣ鋼材の下端部が配置されると共にグラウトが注入・充填されて定着され、柱状構造物を囲むように組立てられた耐震補強用ブロックが、前記ＰＣ鋼材に反力をとって圧入されて柱状構造物とコンクリート基礎上部とに渡って配置され、前記耐震補強用ブロックと柱状構造物との間に充填材が充填・硬化されて一体化されていることを特徴とする柱状構造物の補強構造。
【請求項６】
柱状構造物を支持しているコンクリート基礎に設けた縦孔に、ＰＣ鋼材の下端部が配置されると共にグラウトが注入・充填されて定着され、柱状構造物を囲むように組立てられた耐震補強用ブロックが、吊り降ろされて柱状構造物とコンクリート基礎上部とに渡って配置され、前記耐震補強用ブロックと柱状構造物との間に充填材が充填・硬化されて一体化されていることを特徴とする柱状構造物の補強構造。
【請求項７】
ＰＣ鋼材で、耐震補強用ブロックと基礎を一体化させると同時に耐震補強用ブロック同士を圧着したことを特徴とする請求項５または６に記載の柱状構造物の補強構造。
【請求項８】
縦孔の内周面に溝を設けて、ＰＣ鋼材の定着力を高めたことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の柱状構造物の補強構造。
【請求項１】
地盤上から柱状構造物を支持しているコンクリート基礎にＰＣ鋼材を挿入できる縦孔を削孔し、前記縦孔にＰＣ鋼材の下端部を挿入すると共に、前記縦孔内にグラウトを注入・硬化して前記ＰＣ鋼材の下端部を定着した後、そのＰＣ鋼材を反力として、地盤上で柱状構造物を囲むように組立てられた耐震補強用ブロックに前記PC鋼材を挿通すると共に圧入し、耐震補強用ブロックと柱状構造物との間に充填材を充填したことを特徴とする柱状構造物の補強工法。
【請求項２】
柱状構造物を支持しているコンクリート基礎にＰＣ鋼材を挿入できる縦孔を削孔し、前記縦孔にＰＣ鋼材の下端部を挿入すると共に、前記縦孔内にグラウトを注入・硬化して前記ＰＣ鋼材の下端部を定着した後、柱状構造物を囲むように組立てられた耐震補強用ブロックに前記PC鋼材を挿通すると共に吊り降ろして配設し、耐震補強用ブロックと柱状構造物との間に充填材を充填したことを特徴とする柱状構造物の補強工法。
【請求項３】
ＰＣ鋼材で、耐震補強用ブロックとコンクリート基礎を一体化させると同時に耐震補強用ブロック同士を圧着したことを特徴とする請求項１または２に記載の柱状構造物の補強工法。
【請求項４】
縦孔の内周面に溝を設けて、ＰＣ鋼材の定着力を高めたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の柱状構造物の補強工法。
【請求項５】
柱状構造物を支持しているコンクリート基礎に設けた縦孔に、ＰＣ鋼材の下端部が配置されると共にグラウトが注入・充填されて定着され、柱状構造物を囲むように組立てられた耐震補強用ブロックが、前記ＰＣ鋼材に反力をとって圧入されて柱状構造物とコンクリート基礎上部とに渡って配置され、前記耐震補強用ブロックと柱状構造物との間に充填材が充填・硬化されて一体化されていることを特徴とする柱状構造物の補強構造。
【請求項６】
柱状構造物を支持しているコンクリート基礎に設けた縦孔に、ＰＣ鋼材の下端部が配置されると共にグラウトが注入・充填されて定着され、柱状構造物を囲むように組立てられた耐震補強用ブロックが、吊り降ろされて柱状構造物とコンクリート基礎上部とに渡って配置され、前記耐震補強用ブロックと柱状構造物との間に充填材が充填・硬化されて一体化されていることを特徴とする柱状構造物の補強構造。
【請求項７】
ＰＣ鋼材で、耐震補強用ブロックと基礎を一体化させると同時に耐震補強用ブロック同士を圧着したことを特徴とする請求項５または６に記載の柱状構造物の補強構造。
【請求項８】
縦孔の内周面に溝を設けて、ＰＣ鋼材の定着力を高めたことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の柱状構造物の補強構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００７−１６２４４８（Ｐ２００７−１６２４４８Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７１４２（Ｐ２００６−２７１４２）
【出願日】平成１８年２月３日（２００６．２．３）
【出願人】（０００１０３７６９）オリエンタル建設株式会社 (136)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月３日（２００６．２．３）
【出願人】（０００１０３７６９）オリエンタル建設株式会社 (136)
【Ｆターム（参考）】
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