老朽化モルタル吹付の維持補修工法に用いる補強構造体及びその工法
【課題】老朽化モルタル吹付の維持補修工法における鉄筋挿入工の品質向上及び機能向上並びに表面保護工（モルタル吹付工）の作業能率の向上を実現する。
【解決手段】老朽化モルタル吹付（90）の維持補修のために、老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に形成した削孔（80）に挿入されグラウトにより固定される補強構造体（10A、10B、10C）であって、前記削孔の略全長に亘る長さを有する補強用の棒状体（11、17）と、前記棒状体（11、17）の軸方向における１又は複数の位置にて前記棒状体（11、17）を囲包して取り付けられかつ軸方向の先端側を向いた加圧面を形成可能である加圧手段（13、16）と、を備えたことを特徴とする。
【解決手段】老朽化モルタル吹付（90）の維持補修のために、老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に形成した削孔（80）に挿入されグラウトにより固定される補強構造体（10A、10B、10C）であって、前記削孔の略全長に亘る長さを有する補強用の棒状体（11、17）と、前記棒状体（11、17）の軸方向における１又は複数の位置にて前記棒状体（11、17）を囲包して取り付けられかつ軸方向の先端側を向いた加圧面を形成可能である加圧手段（13、16）と、を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、老朽化モルタル吹付の維持補修工法に用いる補強構造体及びその工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、老朽化モルタル吹付の維持補修工事等において鉄筋挿入工及び表面保護工（モルタル吹付工）が用いられている。
図１３は、従来の一般的な老朽化モルタル吹付の維持補修工法の各工程を示した地山の概略断面図である。（ａ）では、老朽化モルタル吹付９０及び地山１００に対して削孔８０を形成する。（ｂ）では、削孔８０にグラウト７０を注入する。この場合、例えば特許文献１に記載されたグラウンドアンカーのようにグラウト７０を加圧注入することはなく、無加圧の状態でグラウトを注入する。（ｃ）では、一般的には鉄筋である補強材１１０をグラウト内に挿入する。（ｄ）では、補強材１１０の基端部をナット等の固定手段により固定する頭部処理を行う。図示しないが、補強材１１０を削孔の中心に位置させるためのスペーサを設ける。
【０００３】
図示しない別の従来例では、図１３（ｂ）（ｃ）に替えて、補強材１１０に注入ホースを取り付けてグラウトを注入する場合がある。
【０００４】
さらに補強材の固定後、図１３（ｅ）のように、表面保護工としてモルタル吹付工を行い、老朽化モルタル吹付９０の上に新規モルタル吹付９１を形成する。モルタル吹付工では、モルタルを吹き付けする前に鉄筋を配筋することがある。
【０００５】
その他、老朽化モルタル吹付の維持補修工法の従来例として、特許文献２、３等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平７−５３９７６号公報
【特許文献２】特許第２８５８０８２号公報
【特許文献３】特許第３３５９５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の老朽化モルタル吹付の維持補修のために行う鉄筋挿入工には、以下のような問題点がある。
【０００８】
削孔に対し無加圧でグラウトを注入する場合、グラウトが完全に充填されていることを確認できない。また、無加圧であることから、加圧注入で造成されたグラウンドアンカーの周面摩擦抵抗の推定値を８割に低減して用いることが一般的となっている。よって、加圧すれば、周面摩擦抵抗を低減する必要がないことは明らかである。
【０００９】
補強材に注入ホースを取り付けて削孔にグラウトを注入する場合は、削孔径が小さいために補強材が削孔の中心ではなく偏った位置に配置された状態でグラウトが硬化していた。一方、注入ホースを取り付けない場合も、従来のスペーサ（金属薄板等）を取り付けた補強材の搬入や挿入の際に、法面上のロープ足場という不安定な施工環境のために法面に接触することが多く、その結果、スペーサの位置がずれたり、スペーサが変形したりして、スペーサの機能を果たせず、補強材を削孔の中心に位置させることができなかった。そして、補強材が中心位置からずれた場合もそのまま施工せざるを得なかった。補強材が中心位置からずれると、補強材に必要なグラウトの被り厚が確保できなくなる結果、グラウトの中性化や地下水等により、補強材が腐食しやすくなるという問題点があった。
【００１０】
また、表面保護工としてのモルタル吹付工において、モルタルを吹き付けする前に鉄筋を配筋する場合、不安定なロープ足場での作業のため、吹付面の凹凸に合わせて鉄筋を配筋させることに多くの時間を費やす。さらに、鉄筋を法面の凹凸に合わせて配筋することができない場合には、吹付量が増加するという問題点があった。
【００１１】
本発明は、老朽化モルタル吹付の維持補修工法における鉄筋挿入工において品質向上及び機能向上を実現すると共に、老朽化モルタル吹付の維持補修工法における表面保護工（モルタル吹付工）において作業能率の向上を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明は、以下の構成を提供する。なお、括弧内の数字は、後述する図面中の符号であり、参考のために付する。
【００１３】
本発明による補強構造体は、老朽化モルタル吹付（90）の維持補修のために、老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に形成した削孔（80）に挿入されグラウトにより固定される補強構造体（10A、10B、10C）であって、前記削孔の略全長に亘る長さを有する補強用の棒状体（11、17）と、前記棒状体（11、17）の軸方向における１又は複数の位置にて前記棒状体（11、17）を囲包して取り付けられかつ軸方向の先端側を向いた加圧面を形成可能である加圧手段（13、16）と、を備えている。
【００１４】
上記の補強構造体における第１の態様は、前記棒状体は中実棒状体（11）であり、前記中実棒状体(11)との間に所定の間隙（d2）を空けて同軸に配置されかつ前記加圧手段よりも基端側に延在する管状体（12）をさらに備え、前記加圧手段は、前記管状体（12）の先端面（12b）に固定されかつ前記先端面（12b）よりも大径である環状の加圧板（13）であることを特徴とする。
【００１５】
上記の補強構造体における第２の態様は、前記棒状体は中空棒状体（17）であり、前記中空棒状体(17)との間に所定の間隙（d2）を空けて同軸に配置されかつ前記加圧手段よりも基端側に延在する管状体（12）をさらに備え、前記加圧手段は、前記管状体（12）の先端面（12b）に固定されかつ前記先端面（12b）よりも大径である環状平板の加圧板（13）であることを特徴とする。
【００１６】
上記の補強構造体における第１及び第２の態様において、前記管状体（12）の管壁に複数の孔（12a）を設けたことが、好適である。また、前記加圧板（13）の外周縁（13b）から径方向外側に突出する複数の弾性スペーサー（13d）を有することが、好適である。
【００１７】
上記の補強構造体における第３の態様は、前記棒状体は中実棒状体（11）であり、前記加圧手段は、第１の加圧板部材（16a）と第２の加圧板部材（16b）とを軸方向に重畳した加圧板スペーサー（16）であり、前記第１の加圧板部材（16a）は、前記中実棒状体（11）に固定され、第１の環状部（16a1）と該第１の環状部から径方向外側に突出する複数の第１のスペーサー突起（16a2）とを有し、前記第２の加圧板部材（16b）は、前記中実棒状体（11）の軸周りに回動可能であり、第２の環状部（16b1）と該第２の環状部から径方向外側に突出する複数の第２のスペーサー突起（16b2）と該第２のスペーサー突起(16b2)から軸方向に突出する脚部（16b3)とを有し、かつ、前記加圧板スペーサー（16）は、前記第１の加圧板部材（16a）に対して前記第２の加圧板部材（16b）が回動することにより、軸方向から視て、前記第１と第２のスペーサー突起（16a2,16b2）同士が互いに重なった非加圧形態と、前記第１と第２のスペーサー突起（16a2,16b2）同士が互いにずれて前記加圧面を形成した加圧形態との間で移行可能であることを特徴とする。
【００１８】
本発明による老朽化モルタル吹付の維持補修工法は、上記の補強構造体（10A、10B、10C）を用いた工法であって、老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に削孔（80）を形成する工程と、前記削孔（80）の全体にグラウト（70）を注入した後に該削孔（80）に前記補強構造体（10A、10C）を挿入していくことにより、又は、前記削孔（80）に前記補強構造体（10B）の全体を挿入した後に該削孔（80）にグラウト（70）を注入していくことにより、前記加圧手段に形成された前記加圧面が該加圧面よりも先端側のグラウト（70）を加圧する工程と、を有する。
【００１９】
上記の老朽化モルタル吹付の維持補修工法の第１の態様は、上記補強構造体の第１の態様を用いており、老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に削孔（80）を形成する工程と、前記削孔（80）の全体にグラウト（70）を注入する工程と、前記補強構造体（10A）を前記削孔（80）に挿入していくことにより、前記加圧板（13）が該加圧板（13）よりも先端側のグラウト（70）を加圧する工程と、を有する。
【００２０】
上記の老朽化モルタル吹付の維持補修工法の第１の態様において、前記補強構造体（10A）を前記削孔（80）に挿入する途中、前記加圧板（13）が前記削孔の入口を通過した直後に挿入を一時停止し、前記中実棒状体（11）と前記管状体（12）の間の間隙（d2）にグラウト（70）を注入し、その後、挿入を再開することが好適である。また、前記補強構造体（10A）を前記削孔（80）に挿入していく際、前記削孔（80）から排出されるグラウト（70）の量及び挿入速度のうち少なくとも一方を調整することにより、前記削孔（80）の内部圧力を制御することが好適である。さらにまた、前記補強構造体（10A）の挿入を完了した後、前記削孔（80）に二次グラウトを注入することが好適である。
【００２１】
上記の老朽化モルタル吹付の維持補修工法の第２の態様は、上記補強構造体（10B）の第２の態様を用いており、老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に削孔（80）を形成する工程と、前記削孔（80）に前記補強構造体（10B）の全体を挿入する工程と、前記補強構造体（10B）の前記中空棒状体（17）の中空を通してグラウト（70）を前記削孔（80）に注入していくことにより、前記加圧板（13）が該加圧板（13）よりも先端側のグラウト（70）を加圧する工程と、を有する。
【００２２】
上記の老朽化モルタル吹付の維持補修工法の第２の態様において、前記中空棒状体（17）の中空を通してグラウト（70）を前記削孔（80）に注入していく際、前記中空棒状体（17）の中空に注入するグラウト（70）の量を調整することにより前記削孔（80）の内部圧力を制御することが好適である。
【００２３】
上記の老朽化モルタル吹付の維持補修工法の第３の態様は、上記補強構造体（10C）の第３の態様を用いており、老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に削孔（80）を形成する工程と、前記削孔（80）の全体にグラウト（70）を注入する工程と、前記補強構造体（10C）の前記加圧板スペーサー（16）を前記非加圧形態として前記削孔（80）への挿入を開始し、挿入しつつ前記中実棒状体（11）を軸周りに回動させることにより前記加圧板スペーサー（16）を前記加圧形態へと移行させる工程と、前記補強構造体（10C）を前記削孔（80）にさらに挿入していくことにより、前記加圧形態となった前記加圧板スペーサー（16）が該加圧板スペーサーよりも先端側のグラウト（70）を加圧する工程と、を有する。
【００２４】
上記いずれかの老朽化モルタル吹付の維持補修工法において、前記削孔（80）へのグラウト（70）の注入及び前記削孔（80）への前記補強構造体（10A、10B、10C）の挿入の双方を完了した後、前記補強構造体（10A、10B、10C）の基端部に十字状の連結鉄筋（20）を取り付けた後に前記補強構造体（10A、10B、10C）の基端部を固定する工程と、老朽化モルタル吹付（90）の上にモルタルを吹き付けることにより新規モルタル吹付（91）を形成する工程と、を有することが、好適である。
【００２５】
本発明による老朽化モルタル吹付の維持補修工法において用いる連結鉄筋（20）は、２つの長尺の鉄筋要素を備え、前記２つの鉄筋要素は、各々の長手方向中央部にて直交するように重ね合わされており、前記２つの鉄筋要素の各々は、平行に配置された偶数本の鉄筋を少なくとも具備しかつ該偶数本の鉄筋の両端部は中央部に対して折り曲げられている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明による老朽化モルタル吹付の維持補修工法に用いる補強構造体は、補強用の棒状体の周囲に１又は複数の加圧手段を設けている。このような補強構造体を用いて老朽化モルタル吹付の維持補修工法を行う場合、加圧手段よりも先端側に位置するグラウトを加圧状態とすることができる。
【００２７】
また、削孔から排出されるグラウトの量若しくは削孔に注入するグラウトの量を調整することにより、又は、削孔に挿入する補強構造体の挿入速度を調整することにより、削孔の内部圧力を制御する。この結果、従来に比べて強度に優れた補強構造が得られるとともに、削孔内及び周辺の空洞や亀裂に確実にグラウトが充填される。
【００２８】
補強構造体の挿入完了後、補強構造体の基端部に十字状の連結鉄筋を取り付けた後に補強構造体の基端部を固定し、その上に新規のモルタルを吹き付けることにより、新規モルタル吹付と老朽化モルタル吹付とを一体化するとともに、鉄筋挿入工に発生する引張力を地山に伝達する法面工の役割を発揮する。また、従来の、鉄筋を法面の凹凸に合わせて配筋する作業が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による補強構造体の第１の実施例を適用して行った老朽化モルタル吹付の維持補修工法の概略断面図である。
【図２】図１の工法において、（ａ）は補強構造体を削孔に挿入する工程を、（ｂ）は二次グラウトを注入する工程を示した部分断面図である。
【図３】（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は、補強構造体の概略的な側断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は、第１の実施例の補強構造体の変形例を示す、図３（ａ）（ｂ）と同様の図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は、第１の実施例の補強構造体を用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法の一実施例の各工程を示した地山の概略断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｇ）は、第１の実施例の補強構造体を用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法の別の実施例の各工程を示した地山の概略断面図である。
【図７】本発明による補強構造体の第２の実施例を適用して行った老朽化モルタル吹付の維持補修工法において、（ａ）は削孔にグラウトを注入する工程を、（ｂ）は二次グラウトを注入する工程を示した概略断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｆ）は、第２の実施例の補強構造体を用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法の各工程を示した地山の概略断面図である。
【図９】本発明による補強構造体の第２の実施例を適用して行った老朽化モルタル吹付の維持補修工法の概略断面図である。
【図１０】（ａ）は加圧板スペーサーの斜視図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は展開断面図、（ｄ）は棒状体へ取付けた状態の断面図である。
【図１１】（ａ）は加圧板スペーサーの非加圧形態における平面展開図と全体平面図であり、（ｂ）は加圧形態における（ａ）と同様の図である。
【図１２】（ａ）は、補強構造体の挿入完了後に行う頭部処理の一実施例を説明する断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した連結鉄筋の平面図であり（ｃ）はその側面図である。さらに、図１２（ｄ）は連結鉄筋の別の実施例の平面図、（ｅ）はその側面図である。
【図１３】（ａ）〜（ｅ）は、従来の一般的な老朽化モルタル吹付の維持補修工法の各工程を示した地山の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、実施例を示した図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。なお、図面中では、各実施例に共通する構成要素については、同じ符号を付している。
本発明による老朽化モルタル吹付の維持補修工法は、補強構造体を地山に挿入しグラウトにより固定する補強構造体挿入工と、補強構造体挿入工の後に老朽化モルタル吹付の表面にモルタル吹付を行う表面保護工とから構成されている。本発明による補強構造体は、従来の補強材に替えて用いるものであり、これを用いた工法は、従来とは異なる工程を含むものとなる。
【００３１】
（１）補強構造体の第１の実施例及びその工法
図１は、本発明による第１の実施例の補強構造体１０Ａを適用して施工した老朽化モルタル吹付の維持補修工法の概略断面図である。地山１００の表面１０１には、老朽化モルタル吹付９０が付設されている。本工法を施工する前の老朽化モルタル吹付９０は、それ自体に亀裂等が生じるとともに地山１００への付着性も低下している。また、背面側が侵食されて空洞１０２が生じている場合もある。
【００３２】
補強構造体１０Ａは、地山１００に形成された削孔８０に充填されたグラウト７０の中心に挿入されている。以下、補強構造体１０Ａについて、挿入されたときに削孔８０の孔底側となる側を軸方向における「先端側」と称し、反対側を「基端側」と称し、基端側の近傍を「基端部」と称する（後述する他の実施例についても同様）。補強構造体１０Ａの基端部は、老朽化モルタル吹付９０の表面上で固定され、これを被覆するように新規モルタル吹付９１が形成されている。
【００３３】
図２（ａ）は、図１の工法において、補強構造体１０Ａを削孔８０に挿入する工程を、図２（ｂ）は二次グラウトを注入する工程を示した部分断面図である（黒矢印はグラウトの方向を示す）。図２（ａ）の工程の前に、削孔８０の形成とグラウト７０（一次グラウト）の注入は完了している。図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面図であり、図３（ｂ）は、補強構造体１０Ａの概略的な側断面図である。これらの図面を参照して、補強構造体１０Ａについて説明する。
【００３４】
補強構造体１０Ａは、補強用の中実棒状体１１を備えている。中実棒状体１１は、削孔８０の略全長に挿入可能な長さを有している。中実棒状体１１の先端は、削孔８０の孔底近傍に位置する。中実棒状体１１は、例えば、鉄筋である。
【００３５】
中実棒状体１１の軸方向における所定の中間位置において、中実棒状体１１を囲包するように環状平板の加圧板１３が取り付けられている。図３に示すように、加圧板１３は、円形の内周縁１３ａと外周縁１３ｂを有する。中実棒状体１１の周囲への加圧板１３の取付けにおいては、中実棒状体１１と加圧板１３の内周縁１３ａとの間に所定の間隙ｄ１が存在する。加圧板１３は、削孔８０内のグラウト７０を加圧するための加圧手段である。加圧板１３における先端側を向いた面１３ｃが、グラウト７０を押圧する加圧面となる。加圧板１３の材質は、好適には鋼製であるが、プラスチック製や鉄製でもよい。
【００３６】
さらに補強構造体１０Ａは、加圧板１３よりも基端側に延在する管状体１２を備えている。管状体１２は、中実棒状体１１との間に所定の間隙ｄ２を空けて同軸に配置されている。管状体１２の材質は、好適には鋼製であるが、プラスチック製や鉄製でもよい。図３（ｂ）に示すように、管状体１２の管壁には、複数の孔１２ａが設けられている。孔１２ａの位置は、加圧板１３の近傍が好適である（後述する図６（ｄ）の工程に関連）。この孔１２ａを通して管状体１２の内部と周辺部の間でグラウトが通過可能である。
【００３７】
以下では、中実棒状体１１として鉄筋を、管状体１２として鋼管を用いた場合を例として説明する。
加圧板１３は、鋼管１２の先端面１２ｂに当接するように適宜の固定手段により固定されている。図示の例では、固定手段が３つのくさび形の固定治具１４であり、図３に示すように加圧板１３の内周縁１３ａと鉄筋１１の間に等角度間隔で打ち込まれている。これにより、鉄筋１１と鋼管１２と加圧板１３とが一体化され、補強構造体１０Ａを形成する。なお、隣り合う固定治具１４同士の間では、間隙ｄ１が確保されている。これらの間隙ｄ１を通して鋼管１２の外部と内部の間でグラウトが通過可能である。
【００３８】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、加圧板１３は、鋼管１２の先端面１２ｂよりも大径であり、外周縁１３ｂは径方向外側に突出した位置にある。図３（ａ）に示すように、補強構造体１０Ａが削孔８０の中心に挿入されると、加圧板１３の外周縁１３ｂと削孔８０の内壁との間には所定の間隙ｄ３が存在する。この間隙ｄ３もグラウトが通過可能である。
【００３９】
補強構造体１０Ａを所定の速度で挿入していくと、加圧板１３よりも先端側のグラウトが、間隙ｄ３を通って加圧板１３よりも基端側へと相対的に移動する。同時に、加圧板１３よりも先端側のグラウトは、鋼管１２の先端の間隙ｄ１から鋼管１２の内部（間隙ｄ２）に入り込んで鋼管１２内を充填し、余分なグラウトは削孔８０から排出される。
【００４０】
補強構造体１０Ａを十分な低速度で挿入した場合、削孔８０から排出されるグラウトの容量は、補強構造体１０Ａにおける削孔８０内に挿入された部分の体積と一致するはずである。しかし、実際にはグラウトに粘性があるため、一定速度以上で補強構造体１０Ａを挿入すると抵抗が発生する。この挿入抵抗は、加圧板１３があることによってさらに大きくなる。挿入抵抗に抗して補強構造体１０Ａを強制的に挿入することにより、加圧板１３よりも先端側のグラウトが加圧状態となる。この圧力は、人力施工の場合にはさほど大きくないが、機械施工の場合は、大きな圧力が得られる。
【００４１】
図２（ａ）に示すように、補強構造体１０Ａの基端部には、調整装置６０が取り付けられている。取付けは、補強構造体１０Ａの挿入開始前に行う。調整装置６０は、グラウトの排出及び注入を行うことができる排出注入治具６１及びこれに接続された排出注入ホース６４を具備し、排出注入ホース６４の途中には圧力計６２及び開閉バルブ６３が取り付けられている。排出注入治具６１には、排気注入治具６１内の空気を排出させるための排気バルブ６６が取り付けられている。排出注入治具６１は、鋼管１２の基端側開口に接続される。図示しないが、調整装置６０は、流量計及び挿入抵抗計測器を含んでもよい。圧力計６２等の計測器のデータは手動又は自動で監視され、開閉バルブ６３等の制御器は手動又は自動で制御される。調整装置６０は、グラウトの排出及び注入のいずれにも用いることができるが、補強構造体１０Ａの挿入工程においては、グラウト排出のために用いられる。
【００４２】
挿入工程においては、圧力計６２により内部圧力を監視しつつ、鋼管１２の内部を通って排出されるグラウト量を開閉バルブ６３により調整することにより、内部圧力を制御することができる。排出量を減少させると内部圧力が上昇する。排出量を増大させると内部圧力が低下する。排出されるグラウトの圧力は、内部圧力と同じである。通常は、内部圧力が一定となるように開閉バルブ６３を調整して挿入を行う。開閉バルブ６３を閉じて挿入を続けると、内部圧力は上昇し、加圧状態が保持される。
【００４３】
また、挿入工程においては、挿入抵抗を監視しつつ、挿入速度を調整することにより、内部圧力を制御することができる。挿入速度を速めると挿入抵抗が大きくなり内部圧力が上昇する。挿入速度を遅くすると挿入抵抗が小さくなり内部圧力が低下する。
【００４４】
さらに、挿入工程においては、内部圧力及び挿入抵抗の変化を監視することにより、加圧板１３が通過している位置における地山の亀裂の状況を推定できる。例えば、削孔の内壁に亀裂がありグラウトが逸出しているとき、その位置を加圧板１３が通過すると逸失量が変化する。その結果、挿入抵抗及び内部圧力が変化する。これに応じて、その位置で挿入を一時停止してグラウトを供給することにより、亀裂に対して十分なグラウトを充填することができる。このように、亀裂の有無が推定可能となり、個別の注入の精度を変更することができ、亀裂情報にあった注入量や注入圧を設定できる。
【００４５】
図２（ｂ）に示すように、補強構造体１０Ａの挿入完了後、二次グラウト注入を行う。このときの調整装置６０は、グラウト注入のために用いられる。また、排出注入治具６１と削孔８０の開口の間に止水治具６５を設置し、削孔８０からグラウトが排出されることを防ぐ。この場合は、調整装置６０により、削孔８０に対して注入されるグラウトの量を調整できる。二次グラウトが鋼管１２の内部に注入されると、鋼管１２の管壁の孔１２ａ及び先端面の間隙ｄ１を通って鋼管１２の周辺部及び先端部に供給され、これらの箇所において適切な加圧状態を得ることができる。また、鋼管１２の周辺部に供給されたグラウトは、吹付背面の空洞１０２や表層地山にも加圧状態で注入される。空洞１０２への注入状況も内部圧力の変化により確認できる。
【００４６】
空洞１０２へのグラウト注入が完了し、グラウトが硬化すると、グラウトで満たされた鋼管１２内に鉄筋１１が存在する補強構造となるので、従来の鉄筋挿入工よりも剛な構造となる。これにより、鉄筋１１に発生する変位が抑制される。また、グラウトを拘束しているので、地山１００の動きによるグラウトにおけるクラックの発生も抑制される。さらに、削孔８０内の径方向外側から内側にかけて、グラウト、鋼管１２、グラウト、鉄筋１１の順で構成されていることにより、削孔８０の内壁に面しているグラウトにクラックが発生した場合には、クラックが鋼管１２により遮られ、内側の鉄筋１１に達することがない。また、鋼管１２による遮蔽により、鉄筋１１に対する高い防錆効果が期待できる。
【００４７】
また、施工後に吹付背面の空洞化や吹付背面の地山の風化が進行し、老朽化したモルタル吹付や風化層が不安定となり、鉄筋１１にせん断力が作用した場合にも、本発明の補強構造体による補強構造は、従来より剛な構造であるので、変形を抑制することができる。よって、モルタル吹付に発生する亀裂幅の拡大防止等の効果が得られ、雨水の浸透等による地山劣化の進行が阻止できる。
【００４８】
図４（ａ）（ｂ）は、補強構造体１０Ａの変形例を示す、図３（ａ）（ｂ）と同様の図である。この変形例では、加圧板１３の外周縁１３ｂ上の複数の位置からそれぞれ径方向外側に突出する弾性スペーサー１３ｄを設けている。弾性スペーサー１３ｄは、加圧板１３に固定されることで、軸方向の位置ずれを生じない。複数の弾性スペーサー１３ｄは、円環形状の加圧板１３の外周縁１３ｂ上に等角度間隔で配置されている。複数の弾性スペーサー１３ｄの径方向長さは同じであり、補強構造体１０を削孔８０の中心に位置させるためのスペーサーの役割を果たす。すなわち、補強構造体１０が削孔８０の中心に位置したとき、弾性スペーサー１３ｄの先端が削孔８０の内壁にほぼ達する程度の長さとする。弾性スペーサー１３ｄの材質は、例えばゴムである。弾性材であるので、搬入時や挿入時には適宜変形することにより作業の妨げとならず、挿入後は本来の形状に復帰してスペーサとして機能する。弾性材であっても、スペーサーとしての役割を果たす程度の硬さは備えている。
【００４９】
図５（ａ）〜（ｆ）は、補強構造体１０Ａを用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法の一実施例の各工程を示した地山の概略断面図である。
（ａ）では、老朽化モルタル吹付９０及び地山１００に対して削孔８０を形成する。
（ｂ）では、孔底まで注入パイプを挿入し、孔底から削孔８０の全体にグラウト７０を注入する。この時点では、グラウトは無加圧の状態である。
（ｃ）では、加圧板１３を備えた補強構造体１０Ａに排出注入治具６１を取付け、削孔８０内に挿入していく。排出注入治具６１は、グラウト排出のために用いる。上述した通り、グラウト排出量及び挿入速度のうちいずれか一方又は双方を調整することにより内部圧力を制御する。こうして、補強構造体１０Ａの挿入を完了する。
（ｄ）では、二次グラウトを注入する。このとき、二次グラウト注入のために排出注入治具６１及び止水治具６５を用いる。
（ｅ）では、補強構造体１０Ａの基端部の頭部処理を行う。好適には、連結鉄筋２０を用いた方法により行う（図１２において説明する）。
（ｆ）では、表面保護工としてモルタル吹付工を行い、老朽化モルタル吹付９０の上に新規モルタル吹付９１を形成する。
【００５０】
図６（ａ）〜（ｈ）は、補強構造体１０Ａを用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法の別の実施例の各工程を示した地山の概略断面図である。
（ａ）では、老朽化モルタル吹付９０及び地山１００に対して削孔８０を形成する。
（ｂ）では、孔底まで注入パイプを挿入し、孔底から削孔８０の全体にグラウト７０を注入する。この時点では、グラウトは無加圧の状態である。
（ｃ）では、加圧板１３を備えた補強構造体１０Ａの削孔８０への挿入を開始する。そして、加圧板１３が削孔８０の入口を通過した直後に挿入を一時停止する。
（ｄ）では、補強構造体１０Ａを停止させた状態にて、排出注入治具６１及び止水治具６５を取付け、鋼管１２内（図３の間隙ｄ２）にグラウトを注入し、充填する。このとき、鋼管１２の孔１２ａは、止水治具６５により閉鎖されるようにする。この工程を付加することにより、上述の図５の工法に比べて鋼管１２内へのグラウトの充填に時間が掛からず迅速な施工が可能となる。
（ｅ）鋼管１２内へのグラウト注入完了後に、補強構造体１０Ａの挿入を再開し、加圧板１３をグラウト内に挿入していく。このときは、排出注入治具６１をグラウト排出のために用いる。グラウト排出量及び挿入速度のうちいずれか一方又は双方を調整することにより内部圧力を制御する。
（ｆ）では、二次グラウトを注入する。このとき、二次グラウト注入のために排出注入治具６１及び止水治具６５を用いる。
（ｇ）では、補強構造体１０Ａの基端部の頭部処理を行う。好適には、連結鉄筋２０を用いた方法により行う（図１２において説明する）。
（ｈ）では、表面保護工としてモルタル吹付工を行い、老朽化モルタル吹付９０の上に新規モルタル吹付９１を形成する。
【００５１】
（２）補強構造体の第２の実施例及びその工法
図７（ａ）は、本発明による第２の実施例の補強構造体１０Ｂを適用した老朽化モルタル吹付の維持補修工法におけるグラウト（一次グラウト）注入工程を示した概略断面図である（黒矢印はグラウトの方向を示す）。図７（ｂ）は二次グラウトを注入する工程を示した概略断面図である。図７（ａ）の工程の前に、削孔８０の形成が完了している。これらの図面を参照して、補強構造体１０Ｂについて説明する。
【００５２】
補強構造体１０Ｂは、補強用の中空棒状体１７を備える。中空棒状体１７は、先端側及び基端側が開口しており、例えば、中空ボルトである。中空棒状体１７の先端側の開口１７ａは、削孔８０の孔底近傍に位置する。補強構造体１０Ｂと上述の第１の実施例の補強構造体１０Ａとは、棒状体が中空か中実かという点において構造的に相違している。
【００５３】
中空棒状体１７の軸方向における所定の中間位置において、環状平板の加圧板１３が取り付けられている。さらに、加圧板１３よりも基端側に延在する管状体１２を備えている。管状体１２の管壁には、複数の孔１２ａが設けられている。加圧板１３及び管状体１２の構造については、上述の第１の実施例の補強構造体１０Ａと同様である。
【００５４】
以下では、中空棒状体１７として中空ボルトを、管状体１２として鋼管を用いた場合を例として説明する。
第２の実施例では、削孔８０を形成した後、グラウトを注入しない状態で先ず中空ボルト１７の全体を削孔８０に挿入する。図７（ａ）は、それに続くグラウト注入工程を示している。
【００５５】
図７（ａ）に示すように、補強構造体１０Ｂの基端部には、調整装置６０’が取り付けられている。調整装置６０’は、注入治具６１’及びこれに接続された排出注入ホース６４を具備し、排出注入ホース６４の途中には圧力計６２及び開閉バルブ６３が取り付けられている。注入治具６１’は、中空ボルト１７の基端側開口に接続されるため、中空ボルト１７に適合する径を有する。図示しないが、調整装置６０’は、流量計を含んでもよい。圧力計６２等の計測器のデータは手動又は自動で監視され、開閉バルブ６３等の制御器は手動又は自動で制御される。調整装置６０’は、中空ボルト１７の挿入完了後の注入工程において、グラウト注入のために用いられる。
【００５６】
中空ボルト１７の内部にグラウトを注入していくと、中空ボルト１７の先端側の開口１７ａから削孔８０内に放出され、削孔８０の孔底側からグラウト７０が充填されていく。グラウト７０が加圧板１３に到達すると、加圧板１３により流動抵抗が大きくなるため加圧板１３よりも先端側のグラウトが加圧状態となる。注入するグラウトの量を調整することにより、この先端側の内部圧力を制御することができる。注入量を増大させると内部圧力は上昇する。注入量を減少させると内部圧力は低下する。
【００５７】
さらに注入を続けると、グラウト７０は、加圧板１３を超えて鋼管１２と削孔８０の内壁との間の間隙を充填し、同時に、鋼管１２の内部にも入り込んで鋼管１２内を充填し、余分なグラウトは削孔８０から排出される。
【００５８】
図７（ａ）のグラウト注入工程の完了後、図７（ｂ）に示すように、二次グラウトの注入を行う。このとき用いる排出注入治具６１は、注入治具６１’より大径であり、鋼管１２の基端側開口に接続される。また、排出注入治具６１と削孔８０の開口の間に止水治具６５を設置し、削孔８０からグラウトが排出されることを防ぐ。二次グラウトが鋼管１２の内部に注入されると、鋼管１２の管壁の孔１２ａ及び先端面の間隙を通って鋼管１２の周辺部及び先端部に供給され、これらの箇所において十分な加圧状態を得ることができる。また、二次グラウトは中空ボルト１７を通って削孔８０の孔底にも供給されるため、先端部分においても十分な加圧状態を得られる。さらに、吹付背面の空洞１０２や表層地山にも加圧状態でグラウトが注入される。
【００５９】
図８（ａ）〜（ｆ）は、補強構造体１０Ｂを用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法の各工程を示した地山の概略断面図である。
（ａ）では、老朽化モルタル吹付９０及び地山１００に対して削孔８０を形成する。
（ｂ）では、削孔８０に、加圧板１３を備えた補強構造体１０Ｂの全体を挿入する。
（ｃ）では、中空ボルト１７を通して削孔８０にグラウトを注入する。このとき、グラウト注入のために注入治具６１’を用いる。上述した通り、グラウト注入量を調整することにより内部圧力を制御する。
（ｄ）では、二次グラウトを注入する。このとき、二次グラウト注入のために排出注入治具６１及び止水治具６５を用いる。
（ｅ）では、補強構造体１０Ｂの基端部の頭部処理を行う。好適には、連結鉄筋２０を用いた方法により行う（図１２において説明する）。
（ｆ）では、表面保護工としてモルタル吹付工を行い、老朽化モルタル吹付９０の上に新規モルタル吹付９１を形成する。
【００６０】
（３）補強構造体の第３の実施例及びその工法
図９は、本発明による第３の実施例の補強構造体１０Ｃを適用して行った老朽化モルタル吹付の維持補修工法の概略断面図である。図１０（ａ）は、図９の補強構造体１０Ｃの備える加圧板スペーサー１６の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は断面展開図、（ｄ）は加圧板スペーサー１６の取付状態の断面図である。
これらの図面を参照して、第３の実施例を説明する。
【００６１】
補強構造体１０Ｃは、補強用の中実棒状体１１を備えている。中実棒状体１１の先端は、削孔８０の孔底近傍に位置する。中実棒状体１１は、例えば、鉄筋である。以下では、中実棒状体１１として鉄筋を用いた場合を例として説明する。
【００６２】
鉄筋１１の軸方向における１又は複数の所定の中間位置（図示の例では３箇所）において、鉄筋１１を囲包するように加圧板スペーサー１６が取り付けられている。加圧板スペーサー１６は、削孔８０内のグラウト７０を加圧するための加圧手段である。加圧板スペーサー１６における先端側を向いた面が、グラウト７０を押圧する加圧面となる。但し、加圧板スペーサー１６は、加圧形態と非加圧形態の間で変形可能であり、加圧形態のときにのみ加圧面を形成する。
【００６３】
加圧板スペーサー１６の材質は、好適には鋼製であるが、プラスチック製や鉄製でもよい。さらに、加圧板スペーサー１６は、補強構造体１０Ｃを削孔８０の中心に位置させるためのスペーサーの役割も兼ねている。軸方向から視て略環状である加圧板スペーサー１６の最大直径は、削孔内でスペーサーの役割を果たす程度の大きさに設定される。
【００６４】
図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、加圧板スペーサー１６は、第１の加圧板部材１６ａと第２の加圧板部材１６ｂを軸方向に重畳して形成されている。基端側に位置する第１の加圧板部材１６ａは、環状部１６ａ１と、環状部１６ａ１の外周縁の周方向に等角度間隔にて径方向外側にそれぞれ突出する複数のスペーサー突起１６ａ２を具備するとともに、環状部１６ａ１の内周縁から軸方向先端側に突出する円筒状の回動軸部１６ａ３とを具備する。一方、先端側に位置する第２の加圧板部材１６ｂは、環状部１６ｂ１と、環状部１６ｂ１の外周縁から等角度間隔にて径方向外側にそれぞれ突出する複数のスペーサー突起１６ａ２を具備するとともに、各スペーサー突起１６ａ２は先端側に突出する脚部１６ｂ３を具備する。
【００６５】
第１の加圧板部材１６ａと第２の加圧板部材１６ｂにおける環状部１６ａ１と１６ｂ１の外周縁の直径ｄ４、及び、スペーサー突起１６ａ２と１６ｂ２の円弧状の外周縁の直径ｄ５は互いに等しい。
【００６６】
第１の加圧板部材１６ａと第２の加圧板部材１６ｂにおける複数のスペーサー突起１６ａ２と１６ｂ２の数は同じであり、例示した４つに限られず、３つ以上であればよい。
【００６７】
第１の加圧板部材１６ａの回動軸部１６ａ３は、第２の加圧板部材１６ｂの環状部１６ｂ１の中心孔に嵌合し貫通している。これにより、第２の加圧板部材１６ｂは、第１の加圧板部材１６ａに対して軸周りに回動可能である。
【００６８】
さらに、第１の加圧板部材１６ａと第２の加圧板部材１６ｂの当接面においては、第１の加圧板部材１６ａに回動制限溝１６ａ４が形成され、第２の加圧板部材１６ｂに回動制限突起１６ｂ４が形成されている（これらは、逆に形成してもよい）。回動制限溝１６ａ４は、所定の角度範囲及び所定の深さの円弧状の溝であり、一方、回動制限突起１６ｂ４は、回動制限溝１６ａ４内を滑動可能な円柱状の突起である。これらにより、２つの加圧板部材間の相対的な回動範囲が規定される。図示の例では、スペーサー突起が４つなので角度範囲を４５度とする。別の例として、スペーサー突起が３つの場合は、回動制限溝の角度範囲を６０度とする。
【００６９】
図１０（ｄ）は、加圧板スペーサー１６を鉄筋１１に取り付けた状態を示す軸方向の断面図である。鉄筋１１は、第１の加圧板部材１６ａの中心孔を貫通している。第１の加圧板部材１６ａは、適宜の固定手段（図示せず）により鉄筋１１に固定されている。これにより、第１の加圧板部材１６ａは、鉄筋１１と一体的に軸周りに回動する。これに対し、第２の加圧板部材１６ｂは、鉄筋１１に固定されていない。従って、第２の加圧板部材１６ｂは、鉄筋１１に対して回動可能である。留め具１９は、第２の加圧板部材１６ｂの軸方向の移動を制止するための適宜の治具である。
【００７０】
加圧板スペーサー１６は、第１の加圧板部材１６ａと第２の加圧板部材１６ｂの相対的な軸周りの角度位置に応じて、全体の形態が変化する。
【００７１】
図１１（ａ）は非加圧形態の加圧板スペーサー１６を、（ｂ）は加圧形態の加圧板スペーサー１６を軸方向先端側から視た図である。(a-1)及び（b-1）は第１の加圧板部材１６ａを、（a-2）及び（b-2）は第２の加圧板部材１６ｂを、そして（a-3）及び（b-3）は各加圧板部材を重畳した全体を示した図である。
【００７２】
図１１（ａ）の非加圧形態では、（a-1）（a-2）に示すように加圧板部材１６ａと１６ｂの各スペーサー突起１６ａ２と１６ｂ２とが同じ角度位置にあるので、（a-3）に示すように軸方向から視てスペーサー突起１６ａ２と１６ｂ２は完全に重なる。従って、隣り合うスペーサー突起同士の間には間隙ｄ６が形成される。非加圧形態では、グラウトはこの間隙ｄ６を通過可能である。従って、非加圧形態では、グラウトに対する加圧効果はほとんど無い。
【００７３】
図１１（ｂ）の加圧形態では、（b-1）（b-2）に示すように、加圧板部材１６ａと１６ｂの各スペーサー突起１６ａ２と１６ｂ２とが互いにずれた角度位置にある。図示の例では、２組のスペーサー突起同士が互いに４５度ずれている。従って、（b-3）に示すように軸方向から視て、最外周縁が完全に円形となる。つまり、グラウトが通過する間隙ｄ６が閉じられる。この加圧形態では、加圧板スペーサー１６の先端側の面が加圧面として機能する。なお、各スペーサー突起の周方向の長さは、加圧形態において完全に閉じた円形を形成できるように設定する。
【００７４】
再び図９を参照し、補強構造体１０Ｃを用いた老朽化モルタルの維持補修工法について説明する。先ず、老朽化モルタル吹付９０及び地山１００に対して削孔８０を形成する。次に、削孔８０の全体にグラウト７０を注入する。この時点では、グラウトは無加圧の状態である。
【００７５】
続いて、補強構造体１０Ｃを削孔８０内に挿入する。挿入当初は、加圧板スペーサー１６を非加圧形態としておく。加圧板スペーサー１６が非加圧形態の場合、補強構造体１０Ｃの挿入抵抗は、鉄筋１１のみの場合と同等である。加圧板スペーサー１６がグラウト内に挿入された後、鉄筋１１を軸周りに回動させる。このとき、第１の加圧板部材１６ａは鉄筋１１と共に回動するのに対し、第２の加圧板部材１６ｂは、脚部１６ｂ３による抵抗のために第１の加圧板部材１６ａの回動に追随しない。この結果、加圧板スペーサー１６は加圧形態に移行する。非加圧形態から加圧形態へ移行したか否かは、挿入抵抗により確認できる。
【００７６】
補強構造体１０Ｃを用いる場合は、上述の第１の実施例又は第２の実施例のようにグラウトの排出又は注入の圧力を監視せず、専ら挿入抵抗を監視し調整することにより、内部圧力を制御する。加圧形態で挿入を続けると先端側のグラウトの圧力が上昇する。なお、各スペーサー突起１６ａ２と１６ｂ２のずれの程度を調整することにより、グラウトが通過する間隙ｄ６の大きさを変化させることができる。これを利用して挿入抵抗を調整できる。
【００７７】
なお、鉄筋１１を逆方向に回動することにより、加圧板スペーサー１６を加圧形態から非加圧形態へ移行させることもできる。例えば、挿入途中で不測の事態が生じて補強構造体１０Ｃを一旦引き抜かなければならない場合、加圧形態から非加圧形態に戻すことにより、容易に引き抜くことが可能である。
【００７８】
補強構造体１０Ｃの挿入を完了した後、補強構造体１０Ｃの基端部の頭部処理を行う（図１２において説明する）。その後、新規モルタル吹付を行う。
【００７９】
（４）頭部処理について
図１２（ａ）は、補強構造体１０Ｃの挿入完了後に行う頭部処理の一実施例を説明する断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した連結鉄筋の平面図であり（ｃ）はその側面図である。さらに、図１２（ｄ）は連結鉄筋の別の実施例の平面図、（ｅ）はその側面図である。なお、図１２において説明する頭部処理は、上述の第１及び第２の実施例の補強構造体１０Ａ、１０Ｂについても同様に行うことができる。
【００８０】
図１２（ａ）に示すように、補強構造体１０Ｃの基端部では、鉄筋１１（第１の実施例では鉄筋１１、第２の実施例では中空ボルト１７）の頭部が老朽化モルタル吹付９０から突出している。先ず、鉄筋１１を貫通させて十字状の連結鉄筋２０を設置し、さらに押圧板２１及びワッシャー２２を設置し、ナット２３により締結する。これにより、補強構造体１０の基端部が固定される。
【００８１】
図１２（ｂ）に示すように、一実施例の十字状の連結鉄筋２０は、２つの略長方形リング状鉄筋２０ａ、２０ｂを準備し、各々の長手方向中央部にて直角するように重ね合わされている。接合は、例えば、溶接又は締結による。重ねあわされた中央部の開口２０ｃは、鉄筋１１が貫通可能である。略長方形リング状鉄筋２０ａ、２０ｂの各々は、両端部が中央部に対して鈍角に折り曲げられている。
【００８２】
連結鉄筋２０を固定する際は、図１２（ａ）に示すように、連結鉄筋２０の中央部を押圧変形させ、老朽化モルタル９０の表面に当接させた状態で固定する。このとき、折り曲げられた両端部は、老朽化モルタル９０の表面に載置されるので作業中に引っ掛かることが無く、また、老朽化モルタル９０を地山に対して押圧する効果も得られる。
【００８３】
図１２（ｄ）（ｅ）に示す別の実施例の連結鉄筋２０Ａは、（ｂ）（ｃ）の実施例の略長方形リング状鉄筋２０ａに替えて２本の鉄筋２０ａ１、２０ａ２を設け、略長方形リング状鉄筋２０ｂに替えて２本の鉄筋２０ｂ１、２０ｂ２を設けている。いずれの鉄筋も両端部は中央部に対して鈍角に折り曲げられている。連結鉄筋２０Ａは、連結鉄筋２０に比べて容易かつ安価に作製できる。
【００８４】
十字状の連結鉄筋のいずれの実施例も、２つの長尺の鉄筋要素を備えており、２つの鉄筋要素は、各々の長手方向中央部にて直交するように重ね合わされており、２つの鉄筋要素の各々は、平行に配置された２本の鉄筋を少なくとも具備しかつ２本の鉄筋の両端部は中央部に対して折り曲げられている。なお、１つの鉄筋要素において平行に配置される鉄筋の数は２本に限られず、偶数本（例えば４本）であればよい。
【００８５】
このような十字状の連結鉄筋２０、２０Ａを用いることにより、ロープを使った足場での作業であっても容易にかつ短時間で、老朽化モルタル吹付の上に鉄筋を配置することができる。これにより法面作業が省力化され、効率的となる。
【００８６】
ここで、図９を再び参照する。図９には、十字状の連結鉄筋２０を用いた頭部処理の別の実施例が示されている。図９では、鉄筋１１の頭部に対し、先ず押圧板２１を設置して第１のナット２３ａにて固定する。これは、補強構造体の挿入完了後、直ちに押圧板２１を装着して頭部を締結固定することが必要な場合に行う。その後、十字状の連結鉄筋２０を設置して第２のナット２３ｂにて固定する。この場合は、図１２（ａ）とは異なり、十字状の連結鉄筋２０は変形していない。連結鉄筋２０に替えて連結鉄筋２０Ａを用いてもよい。
【００８７】
十字状の連結鉄筋２０、２０Ａの別の利用例を説明する。通常、老朽化モルタル吹付に対し複数の補強構造体を設置するが、それらの間隔が広い場合には、適宜の中間位置に補助的な鉄筋挿入工を行う。補助的な鉄筋挿入工では、浅い削孔に短い鉄筋を挿入しモルタル充填する。そして、それらの短い鉄筋の頭部処理に十字状の連結鉄筋２０、２０Ａを用いると好適である。これにより、老朽化モルタル吹付と新規モルタル吹付の一体化を向上させることができる。
【００８８】
（５）まとめ
本発明は、上述した各実施例に限定されるものではない。以下に本発明の全ての実施例に共通する特徴をまとめる。
本発明による補強構造体は、老朽化モルタル吹付の維持補修のために、老朽化モルタル吹付及び地山に形成した削孔に挿入されグラウトにより固定される補強構造体であって、削孔の略全長に亘る長さを有する補強用の棒状体と、棒状体の軸方向における１又は複数の位置にて棒状体を囲包して取り付けられかつ軸方向の先端側を向いた加圧面を形成可能である加圧手段と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明による上記補強構造体を用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法は、老朽化モルタル吹付及び地山に削孔を形成する工程と、削孔の全体にグラウトを注入した後に当該削孔に補強構造体を挿入していくことにより、又は、削孔に補強構造体の全体を挿入した後に当該削孔にグラウトを注入していくことにより、加圧手段に形成された加圧面が当該加圧面よりも先端側のグラウトを加圧する工程と、を有することを特徴とする。
【符号の説明】
【００８９】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ：補強構造体
１１：鉄筋
１２：鋼管
１２ａ：孔
１２ｂ：先端面
１３：加圧板
１３ａ：加圧板内周縁
１３ｂ：加圧板外周縁
１３ｃ：加圧面
１３ｄ：弾性スペーサー
１４：固定治具
１６：加圧板スペーサー
１６ａ：加圧板部材
１６ａ１：環状部
１６ａ２：スペーサー突起
１６ａ３：固定軸部
１６ａ４：回動制限溝
１６ｂ：加圧板部材
１６ｂ１：環状部
１６ｂ２：スペーサー突起
１６ｂ３：脚部
１６ｂ４：回動制限突起
１７：中空ボルト
１７ａ：先端開口
１９：留め具
２０、２０Ａ：十字連結鉄筋
２１：押圧板
２２：ワッシャー
２３：ナット
６０、６０’：調整装置
６１：排出注入治具
６１’：注入治具
６２：圧力計
６３：開閉バルブ
６４：排出注入ホース
６５：止水治具
６６：排気バルブ
７０：グラウト
８０：削孔
９０：老朽化モルタル吹付
９１：新規モルタル吹付
１００：地山
１０１：地山表面
１０２：空洞
１１０：補強材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、老朽化モルタル吹付の維持補修工法に用いる補強構造体及びその工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、老朽化モルタル吹付の維持補修工事等において鉄筋挿入工及び表面保護工（モルタル吹付工）が用いられている。
図１３は、従来の一般的な老朽化モルタル吹付の維持補修工法の各工程を示した地山の概略断面図である。（ａ）では、老朽化モルタル吹付９０及び地山１００に対して削孔８０を形成する。（ｂ）では、削孔８０にグラウト７０を注入する。この場合、例えば特許文献１に記載されたグラウンドアンカーのようにグラウト７０を加圧注入することはなく、無加圧の状態でグラウトを注入する。（ｃ）では、一般的には鉄筋である補強材１１０をグラウト内に挿入する。（ｄ）では、補強材１１０の基端部をナット等の固定手段により固定する頭部処理を行う。図示しないが、補強材１１０を削孔の中心に位置させるためのスペーサを設ける。
【０００３】
図示しない別の従来例では、図１３（ｂ）（ｃ）に替えて、補強材１１０に注入ホースを取り付けてグラウトを注入する場合がある。
【０００４】
さらに補強材の固定後、図１３（ｅ）のように、表面保護工としてモルタル吹付工を行い、老朽化モルタル吹付９０の上に新規モルタル吹付９１を形成する。モルタル吹付工では、モルタルを吹き付けする前に鉄筋を配筋することがある。
【０００５】
その他、老朽化モルタル吹付の維持補修工法の従来例として、特許文献２、３等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平７−５３９７６号公報
【特許文献２】特許第２８５８０８２号公報
【特許文献３】特許第３３５９５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の老朽化モルタル吹付の維持補修のために行う鉄筋挿入工には、以下のような問題点がある。
【０００８】
削孔に対し無加圧でグラウトを注入する場合、グラウトが完全に充填されていることを確認できない。また、無加圧であることから、加圧注入で造成されたグラウンドアンカーの周面摩擦抵抗の推定値を８割に低減して用いることが一般的となっている。よって、加圧すれば、周面摩擦抵抗を低減する必要がないことは明らかである。
【０００９】
補強材に注入ホースを取り付けて削孔にグラウトを注入する場合は、削孔径が小さいために補強材が削孔の中心ではなく偏った位置に配置された状態でグラウトが硬化していた。一方、注入ホースを取り付けない場合も、従来のスペーサ（金属薄板等）を取り付けた補強材の搬入や挿入の際に、法面上のロープ足場という不安定な施工環境のために法面に接触することが多く、その結果、スペーサの位置がずれたり、スペーサが変形したりして、スペーサの機能を果たせず、補強材を削孔の中心に位置させることができなかった。そして、補強材が中心位置からずれた場合もそのまま施工せざるを得なかった。補強材が中心位置からずれると、補強材に必要なグラウトの被り厚が確保できなくなる結果、グラウトの中性化や地下水等により、補強材が腐食しやすくなるという問題点があった。
【００１０】
また、表面保護工としてのモルタル吹付工において、モルタルを吹き付けする前に鉄筋を配筋する場合、不安定なロープ足場での作業のため、吹付面の凹凸に合わせて鉄筋を配筋させることに多くの時間を費やす。さらに、鉄筋を法面の凹凸に合わせて配筋することができない場合には、吹付量が増加するという問題点があった。
【００１１】
本発明は、老朽化モルタル吹付の維持補修工法における鉄筋挿入工において品質向上及び機能向上を実現すると共に、老朽化モルタル吹付の維持補修工法における表面保護工（モルタル吹付工）において作業能率の向上を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明は、以下の構成を提供する。なお、括弧内の数字は、後述する図面中の符号であり、参考のために付する。
【００１３】
本発明による補強構造体は、老朽化モルタル吹付（90）の維持補修のために、老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に形成した削孔（80）に挿入されグラウトにより固定される補強構造体（10A、10B、10C）であって、前記削孔の略全長に亘る長さを有する補強用の棒状体（11、17）と、前記棒状体（11、17）の軸方向における１又は複数の位置にて前記棒状体（11、17）を囲包して取り付けられかつ軸方向の先端側を向いた加圧面を形成可能である加圧手段（13、16）と、を備えている。
【００１４】
上記の補強構造体における第１の態様は、前記棒状体は中実棒状体（11）であり、前記中実棒状体(11)との間に所定の間隙（d2）を空けて同軸に配置されかつ前記加圧手段よりも基端側に延在する管状体（12）をさらに備え、前記加圧手段は、前記管状体（12）の先端面（12b）に固定されかつ前記先端面（12b）よりも大径である環状の加圧板（13）であることを特徴とする。
【００１５】
上記の補強構造体における第２の態様は、前記棒状体は中空棒状体（17）であり、前記中空棒状体(17)との間に所定の間隙（d2）を空けて同軸に配置されかつ前記加圧手段よりも基端側に延在する管状体（12）をさらに備え、前記加圧手段は、前記管状体（12）の先端面（12b）に固定されかつ前記先端面（12b）よりも大径である環状平板の加圧板（13）であることを特徴とする。
【００１６】
上記の補強構造体における第１及び第２の態様において、前記管状体（12）の管壁に複数の孔（12a）を設けたことが、好適である。また、前記加圧板（13）の外周縁（13b）から径方向外側に突出する複数の弾性スペーサー（13d）を有することが、好適である。
【００１７】
上記の補強構造体における第３の態様は、前記棒状体は中実棒状体（11）であり、前記加圧手段は、第１の加圧板部材（16a）と第２の加圧板部材（16b）とを軸方向に重畳した加圧板スペーサー（16）であり、前記第１の加圧板部材（16a）は、前記中実棒状体（11）に固定され、第１の環状部（16a1）と該第１の環状部から径方向外側に突出する複数の第１のスペーサー突起（16a2）とを有し、前記第２の加圧板部材（16b）は、前記中実棒状体（11）の軸周りに回動可能であり、第２の環状部（16b1）と該第２の環状部から径方向外側に突出する複数の第２のスペーサー突起（16b2）と該第２のスペーサー突起(16b2)から軸方向に突出する脚部（16b3)とを有し、かつ、前記加圧板スペーサー（16）は、前記第１の加圧板部材（16a）に対して前記第２の加圧板部材（16b）が回動することにより、軸方向から視て、前記第１と第２のスペーサー突起（16a2,16b2）同士が互いに重なった非加圧形態と、前記第１と第２のスペーサー突起（16a2,16b2）同士が互いにずれて前記加圧面を形成した加圧形態との間で移行可能であることを特徴とする。
【００１８】
本発明による老朽化モルタル吹付の維持補修工法は、上記の補強構造体（10A、10B、10C）を用いた工法であって、老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に削孔（80）を形成する工程と、前記削孔（80）の全体にグラウト（70）を注入した後に該削孔（80）に前記補強構造体（10A、10C）を挿入していくことにより、又は、前記削孔（80）に前記補強構造体（10B）の全体を挿入した後に該削孔（80）にグラウト（70）を注入していくことにより、前記加圧手段に形成された前記加圧面が該加圧面よりも先端側のグラウト（70）を加圧する工程と、を有する。
【００１９】
上記の老朽化モルタル吹付の維持補修工法の第１の態様は、上記補強構造体の第１の態様を用いており、老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に削孔（80）を形成する工程と、前記削孔（80）の全体にグラウト（70）を注入する工程と、前記補強構造体（10A）を前記削孔（80）に挿入していくことにより、前記加圧板（13）が該加圧板（13）よりも先端側のグラウト（70）を加圧する工程と、を有する。
【００２０】
上記の老朽化モルタル吹付の維持補修工法の第１の態様において、前記補強構造体（10A）を前記削孔（80）に挿入する途中、前記加圧板（13）が前記削孔の入口を通過した直後に挿入を一時停止し、前記中実棒状体（11）と前記管状体（12）の間の間隙（d2）にグラウト（70）を注入し、その後、挿入を再開することが好適である。また、前記補強構造体（10A）を前記削孔（80）に挿入していく際、前記削孔（80）から排出されるグラウト（70）の量及び挿入速度のうち少なくとも一方を調整することにより、前記削孔（80）の内部圧力を制御することが好適である。さらにまた、前記補強構造体（10A）の挿入を完了した後、前記削孔（80）に二次グラウトを注入することが好適である。
【００２１】
上記の老朽化モルタル吹付の維持補修工法の第２の態様は、上記補強構造体（10B）の第２の態様を用いており、老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に削孔（80）を形成する工程と、前記削孔（80）に前記補強構造体（10B）の全体を挿入する工程と、前記補強構造体（10B）の前記中空棒状体（17）の中空を通してグラウト（70）を前記削孔（80）に注入していくことにより、前記加圧板（13）が該加圧板（13）よりも先端側のグラウト（70）を加圧する工程と、を有する。
【００２２】
上記の老朽化モルタル吹付の維持補修工法の第２の態様において、前記中空棒状体（17）の中空を通してグラウト（70）を前記削孔（80）に注入していく際、前記中空棒状体（17）の中空に注入するグラウト（70）の量を調整することにより前記削孔（80）の内部圧力を制御することが好適である。
【００２３】
上記の老朽化モルタル吹付の維持補修工法の第３の態様は、上記補強構造体（10C）の第３の態様を用いており、老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に削孔（80）を形成する工程と、前記削孔（80）の全体にグラウト（70）を注入する工程と、前記補強構造体（10C）の前記加圧板スペーサー（16）を前記非加圧形態として前記削孔（80）への挿入を開始し、挿入しつつ前記中実棒状体（11）を軸周りに回動させることにより前記加圧板スペーサー（16）を前記加圧形態へと移行させる工程と、前記補強構造体（10C）を前記削孔（80）にさらに挿入していくことにより、前記加圧形態となった前記加圧板スペーサー（16）が該加圧板スペーサーよりも先端側のグラウト（70）を加圧する工程と、を有する。
【００２４】
上記いずれかの老朽化モルタル吹付の維持補修工法において、前記削孔（80）へのグラウト（70）の注入及び前記削孔（80）への前記補強構造体（10A、10B、10C）の挿入の双方を完了した後、前記補強構造体（10A、10B、10C）の基端部に十字状の連結鉄筋（20）を取り付けた後に前記補強構造体（10A、10B、10C）の基端部を固定する工程と、老朽化モルタル吹付（90）の上にモルタルを吹き付けることにより新規モルタル吹付（91）を形成する工程と、を有することが、好適である。
【００２５】
本発明による老朽化モルタル吹付の維持補修工法において用いる連結鉄筋（20）は、２つの長尺の鉄筋要素を備え、前記２つの鉄筋要素は、各々の長手方向中央部にて直交するように重ね合わされており、前記２つの鉄筋要素の各々は、平行に配置された偶数本の鉄筋を少なくとも具備しかつ該偶数本の鉄筋の両端部は中央部に対して折り曲げられている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明による老朽化モルタル吹付の維持補修工法に用いる補強構造体は、補強用の棒状体の周囲に１又は複数の加圧手段を設けている。このような補強構造体を用いて老朽化モルタル吹付の維持補修工法を行う場合、加圧手段よりも先端側に位置するグラウトを加圧状態とすることができる。
【００２７】
また、削孔から排出されるグラウトの量若しくは削孔に注入するグラウトの量を調整することにより、又は、削孔に挿入する補強構造体の挿入速度を調整することにより、削孔の内部圧力を制御する。この結果、従来に比べて強度に優れた補強構造が得られるとともに、削孔内及び周辺の空洞や亀裂に確実にグラウトが充填される。
【００２８】
補強構造体の挿入完了後、補強構造体の基端部に十字状の連結鉄筋を取り付けた後に補強構造体の基端部を固定し、その上に新規のモルタルを吹き付けることにより、新規モルタル吹付と老朽化モルタル吹付とを一体化するとともに、鉄筋挿入工に発生する引張力を地山に伝達する法面工の役割を発揮する。また、従来の、鉄筋を法面の凹凸に合わせて配筋する作業が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による補強構造体の第１の実施例を適用して行った老朽化モルタル吹付の維持補修工法の概略断面図である。
【図２】図１の工法において、（ａ）は補強構造体を削孔に挿入する工程を、（ｂ）は二次グラウトを注入する工程を示した部分断面図である。
【図３】（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は、補強構造体の概略的な側断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は、第１の実施例の補強構造体の変形例を示す、図３（ａ）（ｂ）と同様の図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は、第１の実施例の補強構造体を用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法の一実施例の各工程を示した地山の概略断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｇ）は、第１の実施例の補強構造体を用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法の別の実施例の各工程を示した地山の概略断面図である。
【図７】本発明による補強構造体の第２の実施例を適用して行った老朽化モルタル吹付の維持補修工法において、（ａ）は削孔にグラウトを注入する工程を、（ｂ）は二次グラウトを注入する工程を示した概略断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｆ）は、第２の実施例の補強構造体を用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法の各工程を示した地山の概略断面図である。
【図９】本発明による補強構造体の第２の実施例を適用して行った老朽化モルタル吹付の維持補修工法の概略断面図である。
【図１０】（ａ）は加圧板スペーサーの斜視図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は展開断面図、（ｄ）は棒状体へ取付けた状態の断面図である。
【図１１】（ａ）は加圧板スペーサーの非加圧形態における平面展開図と全体平面図であり、（ｂ）は加圧形態における（ａ）と同様の図である。
【図１２】（ａ）は、補強構造体の挿入完了後に行う頭部処理の一実施例を説明する断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した連結鉄筋の平面図であり（ｃ）はその側面図である。さらに、図１２（ｄ）は連結鉄筋の別の実施例の平面図、（ｅ）はその側面図である。
【図１３】（ａ）〜（ｅ）は、従来の一般的な老朽化モルタル吹付の維持補修工法の各工程を示した地山の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、実施例を示した図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。なお、図面中では、各実施例に共通する構成要素については、同じ符号を付している。
本発明による老朽化モルタル吹付の維持補修工法は、補強構造体を地山に挿入しグラウトにより固定する補強構造体挿入工と、補強構造体挿入工の後に老朽化モルタル吹付の表面にモルタル吹付を行う表面保護工とから構成されている。本発明による補強構造体は、従来の補強材に替えて用いるものであり、これを用いた工法は、従来とは異なる工程を含むものとなる。
【００３１】
（１）補強構造体の第１の実施例及びその工法
図１は、本発明による第１の実施例の補強構造体１０Ａを適用して施工した老朽化モルタル吹付の維持補修工法の概略断面図である。地山１００の表面１０１には、老朽化モルタル吹付９０が付設されている。本工法を施工する前の老朽化モルタル吹付９０は、それ自体に亀裂等が生じるとともに地山１００への付着性も低下している。また、背面側が侵食されて空洞１０２が生じている場合もある。
【００３２】
補強構造体１０Ａは、地山１００に形成された削孔８０に充填されたグラウト７０の中心に挿入されている。以下、補強構造体１０Ａについて、挿入されたときに削孔８０の孔底側となる側を軸方向における「先端側」と称し、反対側を「基端側」と称し、基端側の近傍を「基端部」と称する（後述する他の実施例についても同様）。補強構造体１０Ａの基端部は、老朽化モルタル吹付９０の表面上で固定され、これを被覆するように新規モルタル吹付９１が形成されている。
【００３３】
図２（ａ）は、図１の工法において、補強構造体１０Ａを削孔８０に挿入する工程を、図２（ｂ）は二次グラウトを注入する工程を示した部分断面図である（黒矢印はグラウトの方向を示す）。図２（ａ）の工程の前に、削孔８０の形成とグラウト７０（一次グラウト）の注入は完了している。図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面図であり、図３（ｂ）は、補強構造体１０Ａの概略的な側断面図である。これらの図面を参照して、補強構造体１０Ａについて説明する。
【００３４】
補強構造体１０Ａは、補強用の中実棒状体１１を備えている。中実棒状体１１は、削孔８０の略全長に挿入可能な長さを有している。中実棒状体１１の先端は、削孔８０の孔底近傍に位置する。中実棒状体１１は、例えば、鉄筋である。
【００３５】
中実棒状体１１の軸方向における所定の中間位置において、中実棒状体１１を囲包するように環状平板の加圧板１３が取り付けられている。図３に示すように、加圧板１３は、円形の内周縁１３ａと外周縁１３ｂを有する。中実棒状体１１の周囲への加圧板１３の取付けにおいては、中実棒状体１１と加圧板１３の内周縁１３ａとの間に所定の間隙ｄ１が存在する。加圧板１３は、削孔８０内のグラウト７０を加圧するための加圧手段である。加圧板１３における先端側を向いた面１３ｃが、グラウト７０を押圧する加圧面となる。加圧板１３の材質は、好適には鋼製であるが、プラスチック製や鉄製でもよい。
【００３６】
さらに補強構造体１０Ａは、加圧板１３よりも基端側に延在する管状体１２を備えている。管状体１２は、中実棒状体１１との間に所定の間隙ｄ２を空けて同軸に配置されている。管状体１２の材質は、好適には鋼製であるが、プラスチック製や鉄製でもよい。図３（ｂ）に示すように、管状体１２の管壁には、複数の孔１２ａが設けられている。孔１２ａの位置は、加圧板１３の近傍が好適である（後述する図６（ｄ）の工程に関連）。この孔１２ａを通して管状体１２の内部と周辺部の間でグラウトが通過可能である。
【００３７】
以下では、中実棒状体１１として鉄筋を、管状体１２として鋼管を用いた場合を例として説明する。
加圧板１３は、鋼管１２の先端面１２ｂに当接するように適宜の固定手段により固定されている。図示の例では、固定手段が３つのくさび形の固定治具１４であり、図３に示すように加圧板１３の内周縁１３ａと鉄筋１１の間に等角度間隔で打ち込まれている。これにより、鉄筋１１と鋼管１２と加圧板１３とが一体化され、補強構造体１０Ａを形成する。なお、隣り合う固定治具１４同士の間では、間隙ｄ１が確保されている。これらの間隙ｄ１を通して鋼管１２の外部と内部の間でグラウトが通過可能である。
【００３８】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、加圧板１３は、鋼管１２の先端面１２ｂよりも大径であり、外周縁１３ｂは径方向外側に突出した位置にある。図３（ａ）に示すように、補強構造体１０Ａが削孔８０の中心に挿入されると、加圧板１３の外周縁１３ｂと削孔８０の内壁との間には所定の間隙ｄ３が存在する。この間隙ｄ３もグラウトが通過可能である。
【００３９】
補強構造体１０Ａを所定の速度で挿入していくと、加圧板１３よりも先端側のグラウトが、間隙ｄ３を通って加圧板１３よりも基端側へと相対的に移動する。同時に、加圧板１３よりも先端側のグラウトは、鋼管１２の先端の間隙ｄ１から鋼管１２の内部（間隙ｄ２）に入り込んで鋼管１２内を充填し、余分なグラウトは削孔８０から排出される。
【００４０】
補強構造体１０Ａを十分な低速度で挿入した場合、削孔８０から排出されるグラウトの容量は、補強構造体１０Ａにおける削孔８０内に挿入された部分の体積と一致するはずである。しかし、実際にはグラウトに粘性があるため、一定速度以上で補強構造体１０Ａを挿入すると抵抗が発生する。この挿入抵抗は、加圧板１３があることによってさらに大きくなる。挿入抵抗に抗して補強構造体１０Ａを強制的に挿入することにより、加圧板１３よりも先端側のグラウトが加圧状態となる。この圧力は、人力施工の場合にはさほど大きくないが、機械施工の場合は、大きな圧力が得られる。
【００４１】
図２（ａ）に示すように、補強構造体１０Ａの基端部には、調整装置６０が取り付けられている。取付けは、補強構造体１０Ａの挿入開始前に行う。調整装置６０は、グラウトの排出及び注入を行うことができる排出注入治具６１及びこれに接続された排出注入ホース６４を具備し、排出注入ホース６４の途中には圧力計６２及び開閉バルブ６３が取り付けられている。排出注入治具６１には、排気注入治具６１内の空気を排出させるための排気バルブ６６が取り付けられている。排出注入治具６１は、鋼管１２の基端側開口に接続される。図示しないが、調整装置６０は、流量計及び挿入抵抗計測器を含んでもよい。圧力計６２等の計測器のデータは手動又は自動で監視され、開閉バルブ６３等の制御器は手動又は自動で制御される。調整装置６０は、グラウトの排出及び注入のいずれにも用いることができるが、補強構造体１０Ａの挿入工程においては、グラウト排出のために用いられる。
【００４２】
挿入工程においては、圧力計６２により内部圧力を監視しつつ、鋼管１２の内部を通って排出されるグラウト量を開閉バルブ６３により調整することにより、内部圧力を制御することができる。排出量を減少させると内部圧力が上昇する。排出量を増大させると内部圧力が低下する。排出されるグラウトの圧力は、内部圧力と同じである。通常は、内部圧力が一定となるように開閉バルブ６３を調整して挿入を行う。開閉バルブ６３を閉じて挿入を続けると、内部圧力は上昇し、加圧状態が保持される。
【００４３】
また、挿入工程においては、挿入抵抗を監視しつつ、挿入速度を調整することにより、内部圧力を制御することができる。挿入速度を速めると挿入抵抗が大きくなり内部圧力が上昇する。挿入速度を遅くすると挿入抵抗が小さくなり内部圧力が低下する。
【００４４】
さらに、挿入工程においては、内部圧力及び挿入抵抗の変化を監視することにより、加圧板１３が通過している位置における地山の亀裂の状況を推定できる。例えば、削孔の内壁に亀裂がありグラウトが逸出しているとき、その位置を加圧板１３が通過すると逸失量が変化する。その結果、挿入抵抗及び内部圧力が変化する。これに応じて、その位置で挿入を一時停止してグラウトを供給することにより、亀裂に対して十分なグラウトを充填することができる。このように、亀裂の有無が推定可能となり、個別の注入の精度を変更することができ、亀裂情報にあった注入量や注入圧を設定できる。
【００４５】
図２（ｂ）に示すように、補強構造体１０Ａの挿入完了後、二次グラウト注入を行う。このときの調整装置６０は、グラウト注入のために用いられる。また、排出注入治具６１と削孔８０の開口の間に止水治具６５を設置し、削孔８０からグラウトが排出されることを防ぐ。この場合は、調整装置６０により、削孔８０に対して注入されるグラウトの量を調整できる。二次グラウトが鋼管１２の内部に注入されると、鋼管１２の管壁の孔１２ａ及び先端面の間隙ｄ１を通って鋼管１２の周辺部及び先端部に供給され、これらの箇所において適切な加圧状態を得ることができる。また、鋼管１２の周辺部に供給されたグラウトは、吹付背面の空洞１０２や表層地山にも加圧状態で注入される。空洞１０２への注入状況も内部圧力の変化により確認できる。
【００４６】
空洞１０２へのグラウト注入が完了し、グラウトが硬化すると、グラウトで満たされた鋼管１２内に鉄筋１１が存在する補強構造となるので、従来の鉄筋挿入工よりも剛な構造となる。これにより、鉄筋１１に発生する変位が抑制される。また、グラウトを拘束しているので、地山１００の動きによるグラウトにおけるクラックの発生も抑制される。さらに、削孔８０内の径方向外側から内側にかけて、グラウト、鋼管１２、グラウト、鉄筋１１の順で構成されていることにより、削孔８０の内壁に面しているグラウトにクラックが発生した場合には、クラックが鋼管１２により遮られ、内側の鉄筋１１に達することがない。また、鋼管１２による遮蔽により、鉄筋１１に対する高い防錆効果が期待できる。
【００４７】
また、施工後に吹付背面の空洞化や吹付背面の地山の風化が進行し、老朽化したモルタル吹付や風化層が不安定となり、鉄筋１１にせん断力が作用した場合にも、本発明の補強構造体による補強構造は、従来より剛な構造であるので、変形を抑制することができる。よって、モルタル吹付に発生する亀裂幅の拡大防止等の効果が得られ、雨水の浸透等による地山劣化の進行が阻止できる。
【００４８】
図４（ａ）（ｂ）は、補強構造体１０Ａの変形例を示す、図３（ａ）（ｂ）と同様の図である。この変形例では、加圧板１３の外周縁１３ｂ上の複数の位置からそれぞれ径方向外側に突出する弾性スペーサー１３ｄを設けている。弾性スペーサー１３ｄは、加圧板１３に固定されることで、軸方向の位置ずれを生じない。複数の弾性スペーサー１３ｄは、円環形状の加圧板１３の外周縁１３ｂ上に等角度間隔で配置されている。複数の弾性スペーサー１３ｄの径方向長さは同じであり、補強構造体１０を削孔８０の中心に位置させるためのスペーサーの役割を果たす。すなわち、補強構造体１０が削孔８０の中心に位置したとき、弾性スペーサー１３ｄの先端が削孔８０の内壁にほぼ達する程度の長さとする。弾性スペーサー１３ｄの材質は、例えばゴムである。弾性材であるので、搬入時や挿入時には適宜変形することにより作業の妨げとならず、挿入後は本来の形状に復帰してスペーサとして機能する。弾性材であっても、スペーサーとしての役割を果たす程度の硬さは備えている。
【００４９】
図５（ａ）〜（ｆ）は、補強構造体１０Ａを用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法の一実施例の各工程を示した地山の概略断面図である。
（ａ）では、老朽化モルタル吹付９０及び地山１００に対して削孔８０を形成する。
（ｂ）では、孔底まで注入パイプを挿入し、孔底から削孔８０の全体にグラウト７０を注入する。この時点では、グラウトは無加圧の状態である。
（ｃ）では、加圧板１３を備えた補強構造体１０Ａに排出注入治具６１を取付け、削孔８０内に挿入していく。排出注入治具６１は、グラウト排出のために用いる。上述した通り、グラウト排出量及び挿入速度のうちいずれか一方又は双方を調整することにより内部圧力を制御する。こうして、補強構造体１０Ａの挿入を完了する。
（ｄ）では、二次グラウトを注入する。このとき、二次グラウト注入のために排出注入治具６１及び止水治具６５を用いる。
（ｅ）では、補強構造体１０Ａの基端部の頭部処理を行う。好適には、連結鉄筋２０を用いた方法により行う（図１２において説明する）。
（ｆ）では、表面保護工としてモルタル吹付工を行い、老朽化モルタル吹付９０の上に新規モルタル吹付９１を形成する。
【００５０】
図６（ａ）〜（ｈ）は、補強構造体１０Ａを用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法の別の実施例の各工程を示した地山の概略断面図である。
（ａ）では、老朽化モルタル吹付９０及び地山１００に対して削孔８０を形成する。
（ｂ）では、孔底まで注入パイプを挿入し、孔底から削孔８０の全体にグラウト７０を注入する。この時点では、グラウトは無加圧の状態である。
（ｃ）では、加圧板１３を備えた補強構造体１０Ａの削孔８０への挿入を開始する。そして、加圧板１３が削孔８０の入口を通過した直後に挿入を一時停止する。
（ｄ）では、補強構造体１０Ａを停止させた状態にて、排出注入治具６１及び止水治具６５を取付け、鋼管１２内（図３の間隙ｄ２）にグラウトを注入し、充填する。このとき、鋼管１２の孔１２ａは、止水治具６５により閉鎖されるようにする。この工程を付加することにより、上述の図５の工法に比べて鋼管１２内へのグラウトの充填に時間が掛からず迅速な施工が可能となる。
（ｅ）鋼管１２内へのグラウト注入完了後に、補強構造体１０Ａの挿入を再開し、加圧板１３をグラウト内に挿入していく。このときは、排出注入治具６１をグラウト排出のために用いる。グラウト排出量及び挿入速度のうちいずれか一方又は双方を調整することにより内部圧力を制御する。
（ｆ）では、二次グラウトを注入する。このとき、二次グラウト注入のために排出注入治具６１及び止水治具６５を用いる。
（ｇ）では、補強構造体１０Ａの基端部の頭部処理を行う。好適には、連結鉄筋２０を用いた方法により行う（図１２において説明する）。
（ｈ）では、表面保護工としてモルタル吹付工を行い、老朽化モルタル吹付９０の上に新規モルタル吹付９１を形成する。
【００５１】
（２）補強構造体の第２の実施例及びその工法
図７（ａ）は、本発明による第２の実施例の補強構造体１０Ｂを適用した老朽化モルタル吹付の維持補修工法におけるグラウト（一次グラウト）注入工程を示した概略断面図である（黒矢印はグラウトの方向を示す）。図７（ｂ）は二次グラウトを注入する工程を示した概略断面図である。図７（ａ）の工程の前に、削孔８０の形成が完了している。これらの図面を参照して、補強構造体１０Ｂについて説明する。
【００５２】
補強構造体１０Ｂは、補強用の中空棒状体１７を備える。中空棒状体１７は、先端側及び基端側が開口しており、例えば、中空ボルトである。中空棒状体１７の先端側の開口１７ａは、削孔８０の孔底近傍に位置する。補強構造体１０Ｂと上述の第１の実施例の補強構造体１０Ａとは、棒状体が中空か中実かという点において構造的に相違している。
【００５３】
中空棒状体１７の軸方向における所定の中間位置において、環状平板の加圧板１３が取り付けられている。さらに、加圧板１３よりも基端側に延在する管状体１２を備えている。管状体１２の管壁には、複数の孔１２ａが設けられている。加圧板１３及び管状体１２の構造については、上述の第１の実施例の補強構造体１０Ａと同様である。
【００５４】
以下では、中空棒状体１７として中空ボルトを、管状体１２として鋼管を用いた場合を例として説明する。
第２の実施例では、削孔８０を形成した後、グラウトを注入しない状態で先ず中空ボルト１７の全体を削孔８０に挿入する。図７（ａ）は、それに続くグラウト注入工程を示している。
【００５５】
図７（ａ）に示すように、補強構造体１０Ｂの基端部には、調整装置６０’が取り付けられている。調整装置６０’は、注入治具６１’及びこれに接続された排出注入ホース６４を具備し、排出注入ホース６４の途中には圧力計６２及び開閉バルブ６３が取り付けられている。注入治具６１’は、中空ボルト１７の基端側開口に接続されるため、中空ボルト１７に適合する径を有する。図示しないが、調整装置６０’は、流量計を含んでもよい。圧力計６２等の計測器のデータは手動又は自動で監視され、開閉バルブ６３等の制御器は手動又は自動で制御される。調整装置６０’は、中空ボルト１７の挿入完了後の注入工程において、グラウト注入のために用いられる。
【００５６】
中空ボルト１７の内部にグラウトを注入していくと、中空ボルト１７の先端側の開口１７ａから削孔８０内に放出され、削孔８０の孔底側からグラウト７０が充填されていく。グラウト７０が加圧板１３に到達すると、加圧板１３により流動抵抗が大きくなるため加圧板１３よりも先端側のグラウトが加圧状態となる。注入するグラウトの量を調整することにより、この先端側の内部圧力を制御することができる。注入量を増大させると内部圧力は上昇する。注入量を減少させると内部圧力は低下する。
【００５７】
さらに注入を続けると、グラウト７０は、加圧板１３を超えて鋼管１２と削孔８０の内壁との間の間隙を充填し、同時に、鋼管１２の内部にも入り込んで鋼管１２内を充填し、余分なグラウトは削孔８０から排出される。
【００５８】
図７（ａ）のグラウト注入工程の完了後、図７（ｂ）に示すように、二次グラウトの注入を行う。このとき用いる排出注入治具６１は、注入治具６１’より大径であり、鋼管１２の基端側開口に接続される。また、排出注入治具６１と削孔８０の開口の間に止水治具６５を設置し、削孔８０からグラウトが排出されることを防ぐ。二次グラウトが鋼管１２の内部に注入されると、鋼管１２の管壁の孔１２ａ及び先端面の間隙を通って鋼管１２の周辺部及び先端部に供給され、これらの箇所において十分な加圧状態を得ることができる。また、二次グラウトは中空ボルト１７を通って削孔８０の孔底にも供給されるため、先端部分においても十分な加圧状態を得られる。さらに、吹付背面の空洞１０２や表層地山にも加圧状態でグラウトが注入される。
【００５９】
図８（ａ）〜（ｆ）は、補強構造体１０Ｂを用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法の各工程を示した地山の概略断面図である。
（ａ）では、老朽化モルタル吹付９０及び地山１００に対して削孔８０を形成する。
（ｂ）では、削孔８０に、加圧板１３を備えた補強構造体１０Ｂの全体を挿入する。
（ｃ）では、中空ボルト１７を通して削孔８０にグラウトを注入する。このとき、グラウト注入のために注入治具６１’を用いる。上述した通り、グラウト注入量を調整することにより内部圧力を制御する。
（ｄ）では、二次グラウトを注入する。このとき、二次グラウト注入のために排出注入治具６１及び止水治具６５を用いる。
（ｅ）では、補強構造体１０Ｂの基端部の頭部処理を行う。好適には、連結鉄筋２０を用いた方法により行う（図１２において説明する）。
（ｆ）では、表面保護工としてモルタル吹付工を行い、老朽化モルタル吹付９０の上に新規モルタル吹付９１を形成する。
【００６０】
（３）補強構造体の第３の実施例及びその工法
図９は、本発明による第３の実施例の補強構造体１０Ｃを適用して行った老朽化モルタル吹付の維持補修工法の概略断面図である。図１０（ａ）は、図９の補強構造体１０Ｃの備える加圧板スペーサー１６の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は断面展開図、（ｄ）は加圧板スペーサー１６の取付状態の断面図である。
これらの図面を参照して、第３の実施例を説明する。
【００６１】
補強構造体１０Ｃは、補強用の中実棒状体１１を備えている。中実棒状体１１の先端は、削孔８０の孔底近傍に位置する。中実棒状体１１は、例えば、鉄筋である。以下では、中実棒状体１１として鉄筋を用いた場合を例として説明する。
【００６２】
鉄筋１１の軸方向における１又は複数の所定の中間位置（図示の例では３箇所）において、鉄筋１１を囲包するように加圧板スペーサー１６が取り付けられている。加圧板スペーサー１６は、削孔８０内のグラウト７０を加圧するための加圧手段である。加圧板スペーサー１６における先端側を向いた面が、グラウト７０を押圧する加圧面となる。但し、加圧板スペーサー１６は、加圧形態と非加圧形態の間で変形可能であり、加圧形態のときにのみ加圧面を形成する。
【００６３】
加圧板スペーサー１６の材質は、好適には鋼製であるが、プラスチック製や鉄製でもよい。さらに、加圧板スペーサー１６は、補強構造体１０Ｃを削孔８０の中心に位置させるためのスペーサーの役割も兼ねている。軸方向から視て略環状である加圧板スペーサー１６の最大直径は、削孔内でスペーサーの役割を果たす程度の大きさに設定される。
【００６４】
図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、加圧板スペーサー１６は、第１の加圧板部材１６ａと第２の加圧板部材１６ｂを軸方向に重畳して形成されている。基端側に位置する第１の加圧板部材１６ａは、環状部１６ａ１と、環状部１６ａ１の外周縁の周方向に等角度間隔にて径方向外側にそれぞれ突出する複数のスペーサー突起１６ａ２を具備するとともに、環状部１６ａ１の内周縁から軸方向先端側に突出する円筒状の回動軸部１６ａ３とを具備する。一方、先端側に位置する第２の加圧板部材１６ｂは、環状部１６ｂ１と、環状部１６ｂ１の外周縁から等角度間隔にて径方向外側にそれぞれ突出する複数のスペーサー突起１６ａ２を具備するとともに、各スペーサー突起１６ａ２は先端側に突出する脚部１６ｂ３を具備する。
【００６５】
第１の加圧板部材１６ａと第２の加圧板部材１６ｂにおける環状部１６ａ１と１６ｂ１の外周縁の直径ｄ４、及び、スペーサー突起１６ａ２と１６ｂ２の円弧状の外周縁の直径ｄ５は互いに等しい。
【００６６】
第１の加圧板部材１６ａと第２の加圧板部材１６ｂにおける複数のスペーサー突起１６ａ２と１６ｂ２の数は同じであり、例示した４つに限られず、３つ以上であればよい。
【００６７】
第１の加圧板部材１６ａの回動軸部１６ａ３は、第２の加圧板部材１６ｂの環状部１６ｂ１の中心孔に嵌合し貫通している。これにより、第２の加圧板部材１６ｂは、第１の加圧板部材１６ａに対して軸周りに回動可能である。
【００６８】
さらに、第１の加圧板部材１６ａと第２の加圧板部材１６ｂの当接面においては、第１の加圧板部材１６ａに回動制限溝１６ａ４が形成され、第２の加圧板部材１６ｂに回動制限突起１６ｂ４が形成されている（これらは、逆に形成してもよい）。回動制限溝１６ａ４は、所定の角度範囲及び所定の深さの円弧状の溝であり、一方、回動制限突起１６ｂ４は、回動制限溝１６ａ４内を滑動可能な円柱状の突起である。これらにより、２つの加圧板部材間の相対的な回動範囲が規定される。図示の例では、スペーサー突起が４つなので角度範囲を４５度とする。別の例として、スペーサー突起が３つの場合は、回動制限溝の角度範囲を６０度とする。
【００６９】
図１０（ｄ）は、加圧板スペーサー１６を鉄筋１１に取り付けた状態を示す軸方向の断面図である。鉄筋１１は、第１の加圧板部材１６ａの中心孔を貫通している。第１の加圧板部材１６ａは、適宜の固定手段（図示せず）により鉄筋１１に固定されている。これにより、第１の加圧板部材１６ａは、鉄筋１１と一体的に軸周りに回動する。これに対し、第２の加圧板部材１６ｂは、鉄筋１１に固定されていない。従って、第２の加圧板部材１６ｂは、鉄筋１１に対して回動可能である。留め具１９は、第２の加圧板部材１６ｂの軸方向の移動を制止するための適宜の治具である。
【００７０】
加圧板スペーサー１６は、第１の加圧板部材１６ａと第２の加圧板部材１６ｂの相対的な軸周りの角度位置に応じて、全体の形態が変化する。
【００７１】
図１１（ａ）は非加圧形態の加圧板スペーサー１６を、（ｂ）は加圧形態の加圧板スペーサー１６を軸方向先端側から視た図である。(a-1)及び（b-1）は第１の加圧板部材１６ａを、（a-2）及び（b-2）は第２の加圧板部材１６ｂを、そして（a-3）及び（b-3）は各加圧板部材を重畳した全体を示した図である。
【００７２】
図１１（ａ）の非加圧形態では、（a-1）（a-2）に示すように加圧板部材１６ａと１６ｂの各スペーサー突起１６ａ２と１６ｂ２とが同じ角度位置にあるので、（a-3）に示すように軸方向から視てスペーサー突起１６ａ２と１６ｂ２は完全に重なる。従って、隣り合うスペーサー突起同士の間には間隙ｄ６が形成される。非加圧形態では、グラウトはこの間隙ｄ６を通過可能である。従って、非加圧形態では、グラウトに対する加圧効果はほとんど無い。
【００７３】
図１１（ｂ）の加圧形態では、（b-1）（b-2）に示すように、加圧板部材１６ａと１６ｂの各スペーサー突起１６ａ２と１６ｂ２とが互いにずれた角度位置にある。図示の例では、２組のスペーサー突起同士が互いに４５度ずれている。従って、（b-3）に示すように軸方向から視て、最外周縁が完全に円形となる。つまり、グラウトが通過する間隙ｄ６が閉じられる。この加圧形態では、加圧板スペーサー１６の先端側の面が加圧面として機能する。なお、各スペーサー突起の周方向の長さは、加圧形態において完全に閉じた円形を形成できるように設定する。
【００７４】
再び図９を参照し、補強構造体１０Ｃを用いた老朽化モルタルの維持補修工法について説明する。先ず、老朽化モルタル吹付９０及び地山１００に対して削孔８０を形成する。次に、削孔８０の全体にグラウト７０を注入する。この時点では、グラウトは無加圧の状態である。
【００７５】
続いて、補強構造体１０Ｃを削孔８０内に挿入する。挿入当初は、加圧板スペーサー１６を非加圧形態としておく。加圧板スペーサー１６が非加圧形態の場合、補強構造体１０Ｃの挿入抵抗は、鉄筋１１のみの場合と同等である。加圧板スペーサー１６がグラウト内に挿入された後、鉄筋１１を軸周りに回動させる。このとき、第１の加圧板部材１６ａは鉄筋１１と共に回動するのに対し、第２の加圧板部材１６ｂは、脚部１６ｂ３による抵抗のために第１の加圧板部材１６ａの回動に追随しない。この結果、加圧板スペーサー１６は加圧形態に移行する。非加圧形態から加圧形態へ移行したか否かは、挿入抵抗により確認できる。
【００７６】
補強構造体１０Ｃを用いる場合は、上述の第１の実施例又は第２の実施例のようにグラウトの排出又は注入の圧力を監視せず、専ら挿入抵抗を監視し調整することにより、内部圧力を制御する。加圧形態で挿入を続けると先端側のグラウトの圧力が上昇する。なお、各スペーサー突起１６ａ２と１６ｂ２のずれの程度を調整することにより、グラウトが通過する間隙ｄ６の大きさを変化させることができる。これを利用して挿入抵抗を調整できる。
【００７７】
なお、鉄筋１１を逆方向に回動することにより、加圧板スペーサー１６を加圧形態から非加圧形態へ移行させることもできる。例えば、挿入途中で不測の事態が生じて補強構造体１０Ｃを一旦引き抜かなければならない場合、加圧形態から非加圧形態に戻すことにより、容易に引き抜くことが可能である。
【００７８】
補強構造体１０Ｃの挿入を完了した後、補強構造体１０Ｃの基端部の頭部処理を行う（図１２において説明する）。その後、新規モルタル吹付を行う。
【００７９】
（４）頭部処理について
図１２（ａ）は、補強構造体１０Ｃの挿入完了後に行う頭部処理の一実施例を説明する断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した連結鉄筋の平面図であり（ｃ）はその側面図である。さらに、図１２（ｄ）は連結鉄筋の別の実施例の平面図、（ｅ）はその側面図である。なお、図１２において説明する頭部処理は、上述の第１及び第２の実施例の補強構造体１０Ａ、１０Ｂについても同様に行うことができる。
【００８０】
図１２（ａ）に示すように、補強構造体１０Ｃの基端部では、鉄筋１１（第１の実施例では鉄筋１１、第２の実施例では中空ボルト１７）の頭部が老朽化モルタル吹付９０から突出している。先ず、鉄筋１１を貫通させて十字状の連結鉄筋２０を設置し、さらに押圧板２１及びワッシャー２２を設置し、ナット２３により締結する。これにより、補強構造体１０の基端部が固定される。
【００８１】
図１２（ｂ）に示すように、一実施例の十字状の連結鉄筋２０は、２つの略長方形リング状鉄筋２０ａ、２０ｂを準備し、各々の長手方向中央部にて直角するように重ね合わされている。接合は、例えば、溶接又は締結による。重ねあわされた中央部の開口２０ｃは、鉄筋１１が貫通可能である。略長方形リング状鉄筋２０ａ、２０ｂの各々は、両端部が中央部に対して鈍角に折り曲げられている。
【００８２】
連結鉄筋２０を固定する際は、図１２（ａ）に示すように、連結鉄筋２０の中央部を押圧変形させ、老朽化モルタル９０の表面に当接させた状態で固定する。このとき、折り曲げられた両端部は、老朽化モルタル９０の表面に載置されるので作業中に引っ掛かることが無く、また、老朽化モルタル９０を地山に対して押圧する効果も得られる。
【００８３】
図１２（ｄ）（ｅ）に示す別の実施例の連結鉄筋２０Ａは、（ｂ）（ｃ）の実施例の略長方形リング状鉄筋２０ａに替えて２本の鉄筋２０ａ１、２０ａ２を設け、略長方形リング状鉄筋２０ｂに替えて２本の鉄筋２０ｂ１、２０ｂ２を設けている。いずれの鉄筋も両端部は中央部に対して鈍角に折り曲げられている。連結鉄筋２０Ａは、連結鉄筋２０に比べて容易かつ安価に作製できる。
【００８４】
十字状の連結鉄筋のいずれの実施例も、２つの長尺の鉄筋要素を備えており、２つの鉄筋要素は、各々の長手方向中央部にて直交するように重ね合わされており、２つの鉄筋要素の各々は、平行に配置された２本の鉄筋を少なくとも具備しかつ２本の鉄筋の両端部は中央部に対して折り曲げられている。なお、１つの鉄筋要素において平行に配置される鉄筋の数は２本に限られず、偶数本（例えば４本）であればよい。
【００８５】
このような十字状の連結鉄筋２０、２０Ａを用いることにより、ロープを使った足場での作業であっても容易にかつ短時間で、老朽化モルタル吹付の上に鉄筋を配置することができる。これにより法面作業が省力化され、効率的となる。
【００８６】
ここで、図９を再び参照する。図９には、十字状の連結鉄筋２０を用いた頭部処理の別の実施例が示されている。図９では、鉄筋１１の頭部に対し、先ず押圧板２１を設置して第１のナット２３ａにて固定する。これは、補強構造体の挿入完了後、直ちに押圧板２１を装着して頭部を締結固定することが必要な場合に行う。その後、十字状の連結鉄筋２０を設置して第２のナット２３ｂにて固定する。この場合は、図１２（ａ）とは異なり、十字状の連結鉄筋２０は変形していない。連結鉄筋２０に替えて連結鉄筋２０Ａを用いてもよい。
【００８７】
十字状の連結鉄筋２０、２０Ａの別の利用例を説明する。通常、老朽化モルタル吹付に対し複数の補強構造体を設置するが、それらの間隔が広い場合には、適宜の中間位置に補助的な鉄筋挿入工を行う。補助的な鉄筋挿入工では、浅い削孔に短い鉄筋を挿入しモルタル充填する。そして、それらの短い鉄筋の頭部処理に十字状の連結鉄筋２０、２０Ａを用いると好適である。これにより、老朽化モルタル吹付と新規モルタル吹付の一体化を向上させることができる。
【００８８】
（５）まとめ
本発明は、上述した各実施例に限定されるものではない。以下に本発明の全ての実施例に共通する特徴をまとめる。
本発明による補強構造体は、老朽化モルタル吹付の維持補修のために、老朽化モルタル吹付及び地山に形成した削孔に挿入されグラウトにより固定される補強構造体であって、削孔の略全長に亘る長さを有する補強用の棒状体と、棒状体の軸方向における１又は複数の位置にて棒状体を囲包して取り付けられかつ軸方向の先端側を向いた加圧面を形成可能である加圧手段と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明による上記補強構造体を用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法は、老朽化モルタル吹付及び地山に削孔を形成する工程と、削孔の全体にグラウトを注入した後に当該削孔に補強構造体を挿入していくことにより、又は、削孔に補強構造体の全体を挿入した後に当該削孔にグラウトを注入していくことにより、加圧手段に形成された加圧面が当該加圧面よりも先端側のグラウトを加圧する工程と、を有することを特徴とする。
【符号の説明】
【００８９】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ：補強構造体
１１：鉄筋
１２：鋼管
１２ａ：孔
１２ｂ：先端面
１３：加圧板
１３ａ：加圧板内周縁
１３ｂ：加圧板外周縁
１３ｃ：加圧面
１３ｄ：弾性スペーサー
１４：固定治具
１６：加圧板スペーサー
１６ａ：加圧板部材
１６ａ１：環状部
１６ａ２：スペーサー突起
１６ａ３：固定軸部
１６ａ４：回動制限溝
１６ｂ：加圧板部材
１６ｂ１：環状部
１６ｂ２：スペーサー突起
１６ｂ３：脚部
１６ｂ４：回動制限突起
１７：中空ボルト
１７ａ：先端開口
１９：留め具
２０、２０Ａ：十字連結鉄筋
２１：押圧板
２２：ワッシャー
２３：ナット
６０、６０’：調整装置
６１：排出注入治具
６１’：注入治具
６２：圧力計
６３：開閉バルブ
６４：排出注入ホース
６５：止水治具
６６：排気バルブ
７０：グラウト
８０：削孔
９０：老朽化モルタル吹付
９１：新規モルタル吹付
１００：地山
１０１：地山表面
１０２：空洞
１１０：補強材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
老朽化モルタル吹付（90）の維持補修のために、老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に形成した削孔（80）に挿入されグラウトにより固定される補強構造体（10A、10B、10C）であって、
前記削孔の略全長に亘る長さを有する補強用の棒状体（11、17）と、
前記棒状体（11、17）の軸方向における１又は複数の位置にて前記棒状体（11、17）を囲包して取り付けられかつ軸方向の先端側を向いた加圧面を形成可能である加圧手段（13、16）と、を備えたことを特徴とする補強構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の補強構造体（10A）であって、
前記棒状体は、中実棒状体（11）であり、
前記中実棒状体(11)との間に所定の間隙（d2）を空けて同軸に配置されかつ前記加圧手段よりも基端側に延在する管状体（12）をさらに備え、
前記加圧手段は、前記管状体（12）の先端面（12b）に固定されかつ前記先端面（12b）よりも大径である環状平板の加圧板（13）であることを特徴とする補強構造体。
【請求項３】
請求項１に記載の補強構造体（10B）であって、
前記棒状体は、中空棒状体（17）であり、
前記中空棒状体(17)との間に所定の間隙（d2）を空けて同軸に配置されかつ前記加圧手段よりも基端側に延在する管状体（12）をさらに備え、
前記加圧手段は、前記管状体（12）の先端面（12b）に固定されかつ前記先端面（12b）よりも大径である環状の加圧板（13）であることを特徴とする補強構造体。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の補強構造体（10B）において、前記管状体（12）の管壁に複数の孔（12a）を設けたことを特徴とする補強構造体。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載の補強構造体（10B）において、前記加圧板（13）の外周縁（13b）から径方向外側に突出する複数の弾性スペーサー（13d）を有することを特徴とする補強構造体。
【請求項６】
請求項１に記載の補強構造体（10C）であって、
前記棒状体は、中実棒状体（11）であり、
前記加圧手段は、第１の加圧板部材（16a）と第２の加圧板部材（16b）とを軸方向に重畳した加圧板スペーサー（16）であり、
前記第１の加圧板部材（16a）は、前記中実棒状体（11）に固定され、第１の環状部（16a1）と該第１の環状部から径方向外側に突出する複数の第１のスペーサー突起（16a2）とを有し、
前記第２の加圧板部材（16b）は、前記中実棒状体（11）の軸周りに回動可能であり、第２の環状部（16b1）と該第２の環状部から径方向外側に突出する複数の第２のスペーサー突起（16b2）と該第２のスペーサー突起(16b2)から軸方向に突出する脚部（16b3)とを有し、かつ、
前記加圧板スペーサー（16）は、前記第１の加圧板部材（16a）に対して前記第２の加圧板部材（16b）が回動することにより、軸方向から視て、前記第１と第２のスペーサー突起（16a2,16b2）同士が互いに重なった非加圧形態と、前記第１と第２のスペーサー突起（16a2,16b2）同士が互いにずれて前記加圧面を形成した加圧形態との間で移行可能であることを特徴とする補強構造体。
【請求項７】
請求項１に記載の補強構造体（10A、10B、10C）を用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法であって、
老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に削孔（80）を形成する工程と、
前記削孔（80）の全体にグラウト（70）を注入した後に該削孔（80）に前記補強構造体（10A、10C）を挿入していくことにより、又は、前記削孔（80）に前記補強構造体（10B）の全体を挿入した後に該削孔（80）にグラウト（70）を注入していくことにより、前記加圧手段（13、16）に形成された前記加圧面が該加圧面よりも先端側のグラウト（70）を加圧する工程と、を有することを特徴とする老朽化モルタル吹付の維持補修工法。
【請求項８】
請求項２に記載の補強構造体（10A）を用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法であって、
老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に削孔（80）を形成する工程と、
前記削孔（80）の全体にグラウト（70）を注入する工程と、
前記補強構造体（10A）を前記削孔（80）に挿入していくことにより、前記加圧板（13）が該加圧板（13）よりも先端側のグラウト（70）を加圧する工程と、を有することを特徴とする老朽化モルタル吹付の維持補修工法。
【請求項９】
請求項８に記載の老朽化モルタル吹付の維持補修工法において、
前記補強構造体（10A）を前記削孔（80）に挿入する途中、前記加圧板（13）が前記削孔の入口を通過した直後に挿入を一時停止し、前記中実棒状体（11）と前記管状体（12）の間の間隙（d2）にグラウト（70）を注入し、その後、挿入を再開することを特徴とする老朽化モルタル吹付の維持補修工法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の老朽化モルタル吹付の維持補修工法おいて、
前記補強構造体（10A）を前記削孔（80）に挿入していく際、前記削孔（80）から排出されるグラウト（70）の量及び挿入速度のうち少なくとも一方を調整することにより、前記削孔（80）の内部圧力を制御することを特徴とする老朽化モルタル吹付の維持補修工法。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれかに記載の老朽化モルタル吹付の維持補修工法おいて、
前記補強構造体（10A）の挿入を完了した後、前記削孔（80）に二次グラウトを注入する工程を有することを特徴とする老朽化モルタル吹付の維持補修工法。
【請求項１２】
請求項３に記載の補強構造体（10B）を用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法であって、
老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に削孔（80）を形成する工程と、
前記削孔（80）に前記補強構造体（10B）の全体を挿入する工程と、
前記補強構造体（10B）の前記中空棒状体（17）の中空を通してグラウト（70）を前記削孔（80）に注入していくことにより、前記加圧板（13）が該加圧板（13）よりも先端側のグラウト（70）を加圧する工程と、を有することを特徴とする老朽化モルタル吹付の維持補修工法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の老朽化モルタル吹付の維持補修工法おいて、
前記中空棒状体（17）の中空を通してグラウト（70）を前記削孔（80）に注入していく際、前記中空棒状体（17）の中空に注入するグラウト（70）の量を調整することにより前記削孔（80）の内部圧力を制御することを特徴とする老朽化モルタル吹付の維持補修工法。
【請求項１４】
請求項６に記載の補強構造体（10C）を用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法であって、
老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に削孔（80）を形成する工程と、
前記削孔（80）の全体にグラウト（70）を注入する工程と、
前記補強構造体（10C）の前記加圧板スペーサー（16）を前記非加圧形態として前記削孔（80）への挿入を開始し、挿入しつつ前記中実棒状体（11）を軸周りに回動させることにより前記加圧板スペーサー（16）を前記加圧形態へと移行させる工程と、
前記補強構造体（10C）を前記削孔（80）にさらに挿入していくことにより、前記加圧形態となった前記加圧板スペーサー（16）が該加圧板スペーサーよりも先端側のグラウト（70）を加圧する工程と、を有することを特徴とする老朽化モルタル吹付の維持補修工法。
【請求項１５】
請求項７〜１４のいずれかに記載の老朽化モルタル吹付の維持補修工法おいて、
前記削孔（80）へのグラウト（70）の注入及び前記削孔（80）への前記補強構造体（10A、10B、10C）の挿入の双方を完了した後、前記補強構造体（10A、10B、10C）の基端部に十字状の連結鉄筋（20、20A）を取り付けた後に前記補強構造体（10A、10B、10C）の基端部を固定する工程と、
老朽化モルタル吹付（90）の上にモルタルを吹き付けることにより新規モルタル吹付（91）を形成する工程と、を有することを特徴とする老朽化モルタル吹付の維持補修工法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の老朽化モルタル吹付の維持補修工法において用いる前記連結鉄筋（20、20A）であって、
２つの長尺の鉄筋要素を備え、
前記２つの鉄筋要素は、各々の長手方向中央部にて直交するように重ね合わされており、
前記２つの鉄筋要素の各々は、平行に配置された偶数本の鉄筋を少なくとも具備しかつ該偶数本の鉄筋の両端部は中央部に対して折り曲げられていることを特徴とする連結鉄筋。
【請求項１】
老朽化モルタル吹付（90）の維持補修のために、老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に形成した削孔（80）に挿入されグラウトにより固定される補強構造体（10A、10B、10C）であって、
前記削孔の略全長に亘る長さを有する補強用の棒状体（11、17）と、
前記棒状体（11、17）の軸方向における１又は複数の位置にて前記棒状体（11、17）を囲包して取り付けられかつ軸方向の先端側を向いた加圧面を形成可能である加圧手段（13、16）と、を備えたことを特徴とする補強構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の補強構造体（10A）であって、
前記棒状体は、中実棒状体（11）であり、
前記中実棒状体(11)との間に所定の間隙（d2）を空けて同軸に配置されかつ前記加圧手段よりも基端側に延在する管状体（12）をさらに備え、
前記加圧手段は、前記管状体（12）の先端面（12b）に固定されかつ前記先端面（12b）よりも大径である環状平板の加圧板（13）であることを特徴とする補強構造体。
【請求項３】
請求項１に記載の補強構造体（10B）であって、
前記棒状体は、中空棒状体（17）であり、
前記中空棒状体(17)との間に所定の間隙（d2）を空けて同軸に配置されかつ前記加圧手段よりも基端側に延在する管状体（12）をさらに備え、
前記加圧手段は、前記管状体（12）の先端面（12b）に固定されかつ前記先端面（12b）よりも大径である環状の加圧板（13）であることを特徴とする補強構造体。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の補強構造体（10B）において、前記管状体（12）の管壁に複数の孔（12a）を設けたことを特徴とする補強構造体。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載の補強構造体（10B）において、前記加圧板（13）の外周縁（13b）から径方向外側に突出する複数の弾性スペーサー（13d）を有することを特徴とする補強構造体。
【請求項６】
請求項１に記載の補強構造体（10C）であって、
前記棒状体は、中実棒状体（11）であり、
前記加圧手段は、第１の加圧板部材（16a）と第２の加圧板部材（16b）とを軸方向に重畳した加圧板スペーサー（16）であり、
前記第１の加圧板部材（16a）は、前記中実棒状体（11）に固定され、第１の環状部（16a1）と該第１の環状部から径方向外側に突出する複数の第１のスペーサー突起（16a2）とを有し、
前記第２の加圧板部材（16b）は、前記中実棒状体（11）の軸周りに回動可能であり、第２の環状部（16b1）と該第２の環状部から径方向外側に突出する複数の第２のスペーサー突起（16b2）と該第２のスペーサー突起(16b2)から軸方向に突出する脚部（16b3)とを有し、かつ、
前記加圧板スペーサー（16）は、前記第１の加圧板部材（16a）に対して前記第２の加圧板部材（16b）が回動することにより、軸方向から視て、前記第１と第２のスペーサー突起（16a2,16b2）同士が互いに重なった非加圧形態と、前記第１と第２のスペーサー突起（16a2,16b2）同士が互いにずれて前記加圧面を形成した加圧形態との間で移行可能であることを特徴とする補強構造体。
【請求項７】
請求項１に記載の補強構造体（10A、10B、10C）を用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法であって、
老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に削孔（80）を形成する工程と、
前記削孔（80）の全体にグラウト（70）を注入した後に該削孔（80）に前記補強構造体（10A、10C）を挿入していくことにより、又は、前記削孔（80）に前記補強構造体（10B）の全体を挿入した後に該削孔（80）にグラウト（70）を注入していくことにより、前記加圧手段（13、16）に形成された前記加圧面が該加圧面よりも先端側のグラウト（70）を加圧する工程と、を有することを特徴とする老朽化モルタル吹付の維持補修工法。
【請求項８】
請求項２に記載の補強構造体（10A）を用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法であって、
老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に削孔（80）を形成する工程と、
前記削孔（80）の全体にグラウト（70）を注入する工程と、
前記補強構造体（10A）を前記削孔（80）に挿入していくことにより、前記加圧板（13）が該加圧板（13）よりも先端側のグラウト（70）を加圧する工程と、を有することを特徴とする老朽化モルタル吹付の維持補修工法。
【請求項９】
請求項８に記載の老朽化モルタル吹付の維持補修工法において、
前記補強構造体（10A）を前記削孔（80）に挿入する途中、前記加圧板（13）が前記削孔の入口を通過した直後に挿入を一時停止し、前記中実棒状体（11）と前記管状体（12）の間の間隙（d2）にグラウト（70）を注入し、その後、挿入を再開することを特徴とする老朽化モルタル吹付の維持補修工法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の老朽化モルタル吹付の維持補修工法おいて、
前記補強構造体（10A）を前記削孔（80）に挿入していく際、前記削孔（80）から排出されるグラウト（70）の量及び挿入速度のうち少なくとも一方を調整することにより、前記削孔（80）の内部圧力を制御することを特徴とする老朽化モルタル吹付の維持補修工法。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれかに記載の老朽化モルタル吹付の維持補修工法おいて、
前記補強構造体（10A）の挿入を完了した後、前記削孔（80）に二次グラウトを注入する工程を有することを特徴とする老朽化モルタル吹付の維持補修工法。
【請求項１２】
請求項３に記載の補強構造体（10B）を用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法であって、
老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に削孔（80）を形成する工程と、
前記削孔（80）に前記補強構造体（10B）の全体を挿入する工程と、
前記補強構造体（10B）の前記中空棒状体（17）の中空を通してグラウト（70）を前記削孔（80）に注入していくことにより、前記加圧板（13）が該加圧板（13）よりも先端側のグラウト（70）を加圧する工程と、を有することを特徴とする老朽化モルタル吹付の維持補修工法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の老朽化モルタル吹付の維持補修工法おいて、
前記中空棒状体（17）の中空を通してグラウト（70）を前記削孔（80）に注入していく際、前記中空棒状体（17）の中空に注入するグラウト（70）の量を調整することにより前記削孔（80）の内部圧力を制御することを特徴とする老朽化モルタル吹付の維持補修工法。
【請求項１４】
請求項６に記載の補強構造体（10C）を用いた老朽化モルタル吹付の維持補修工法であって、
老朽化モルタル吹付（90）及び地山（100）に削孔（80）を形成する工程と、
前記削孔（80）の全体にグラウト（70）を注入する工程と、
前記補強構造体（10C）の前記加圧板スペーサー（16）を前記非加圧形態として前記削孔（80）への挿入を開始し、挿入しつつ前記中実棒状体（11）を軸周りに回動させることにより前記加圧板スペーサー（16）を前記加圧形態へと移行させる工程と、
前記補強構造体（10C）を前記削孔（80）にさらに挿入していくことにより、前記加圧形態となった前記加圧板スペーサー（16）が該加圧板スペーサーよりも先端側のグラウト（70）を加圧する工程と、を有することを特徴とする老朽化モルタル吹付の維持補修工法。
【請求項１５】
請求項７〜１４のいずれかに記載の老朽化モルタル吹付の維持補修工法おいて、
前記削孔（80）へのグラウト（70）の注入及び前記削孔（80）への前記補強構造体（10A、10B、10C）の挿入の双方を完了した後、前記補強構造体（10A、10B、10C）の基端部に十字状の連結鉄筋（20、20A）を取り付けた後に前記補強構造体（10A、10B、10C）の基端部を固定する工程と、
老朽化モルタル吹付（90）の上にモルタルを吹き付けることにより新規モルタル吹付（91）を形成する工程と、を有することを特徴とする老朽化モルタル吹付の維持補修工法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の老朽化モルタル吹付の維持補修工法において用いる前記連結鉄筋（20、20A）であって、
２つの長尺の鉄筋要素を備え、
前記２つの鉄筋要素は、各々の長手方向中央部にて直交するように重ね合わされており、
前記２つの鉄筋要素の各々は、平行に配置された偶数本の鉄筋を少なくとも具備しかつ該偶数本の鉄筋の両端部は中央部に対して折り曲げられていることを特徴とする連結鉄筋。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１６７４５２（Ｐ２０１２−１６７４５２Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７６２０（Ｐ２０１１−２７６２０）
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（３９２０１２２６１）東興ジオテック株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（３９２０１２２６１）東興ジオテック株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
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