特許 7134750 既存杭の調査および補強方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-02

(45)【発行日】2022-09-12

(54)【発明の名称】既存杭の調査および補強方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 33/00 20060101AFI20220905BHJP

   E02D 37/00 20060101ALI20220905BHJP

   E02D 5/64 20060101ALI20220905BHJP

   E02D 3/12 20060101ALI20220905BHJP

【ＦＩ】

E02D33/00

E02D37/00

E02D5/64

E02D3/12 102

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018127539

(22)【出願日】2018-07-04

(65)【公開番号】P2020007737

(43)【公開日】2020-01-16

【審査請求日】2020-12-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390002233

【氏名又は名称】ケミカルグラウト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(74)【復代理人】

【識別番号】100156410

【弁理士】

【氏名又は名称】山内 輝和

(72)【発明者】

【氏名】中村 佳大

(72)【発明者】

【氏名】高野 卓

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 茂

(72)【発明者】

【氏名】粂川 政則

(72)【発明者】

【氏名】野呂 善孝

【審査官】松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－００８４８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２７０４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１５３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２７１５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８９２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１８０１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９８５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３０５３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７９９０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ３３／００

Ｅ０２Ｄ ３７／００

Ｅ０２Ｄ ５／６４

Ｅ０２Ｄ ３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

削孔ロッドに振動を、ないしは前記削孔ロッドの先端ビットに打撃を加えつつ、前記削孔ロッドの回転と非回転を制御することにより、構造物の周囲の地上から既存杭の下端部付近に向けて曲線状の第１の孔を削孔する工程ａと、
前記第１の孔を用いて、前記既存杭の状態を調査する工程ｂと、
前記工程ｂでの調査において前記既存杭が健全でないことが判明した場合に、前記削孔ロッドを所定の位置に誘導して第２の孔を削孔し、前記第２の孔を用いて前記既存杭の補強を行う工程ｃと、
を具備し、
前記工程ｂで前記既存杭が支持層に達していないことが認められた場合、
前記工程ｃで、前記削孔ロッドを前記既存杭の下端部と前記支持層との間に誘導し、前記既存杭と前記支持層とを連結する地盤改良体を形成することを特徴とする既存杭の調査および補強方法。

【請求項2】

削孔ロッドに振動を、ないしは前記削孔ロッドの先端ビットに打撃を加えつつ、前記削孔ロッドの回転と非回転を制御することにより、構造物の周囲の地上から既存杭の下端部付近に向けて曲線状の第１の孔を前記先端ビットが支持層に入ったかどうかを判断しつつ削孔し、前記先端ビットを前記支持層内で前記既存杭に到達させる工程ａと、
前記第１の孔を用いて、前記既存杭の状態を調査する工程ｂと、
前記工程ｂでの調査において前記既存杭が健全でないことが判明した場合に、前記削孔ロッドを所定の位置に誘導して第２の孔を削孔し、前記第２の孔を用いて前記既存杭の補強を行う工程ｃと、
を具備することを特徴とする既存杭の調査および補強方法。

【請求項3】

前記工程ｂで、発振器を前記第１の孔に挿入し、受信器を前記既存杭の上部付近に設置して前記既存杭の弾性波計測を行って、前記既存杭の損傷箇所の有無を調査することを特徴とする請求項２記載の既存杭の調査および補強方法。

【請求項4】

前記工程ｂで、発振器および受信器を前記第１の孔に挿入し、前記既存杭付近に設置して前記既存杭の弾性波計測を行って、前記既存杭の損傷箇所の有無を調査することを特徴とする請求項２記載の既存杭の調査および補強方法。

【請求項5】

前記工程ｂで、サンプラまたはコアバーレルを前記第１の孔に挿入し、前記既存杭または周辺地盤のサンプルを取得して前記既存杭の状態を確認することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の既存杭の調査および補強方法。

【請求項6】

前記工程ｂで前記既存杭に損傷箇所が認められた場合、
前記工程ｃで、前記削孔ロッドを前記既存杭の損傷箇所の近傍に誘導し、少なくとも前記損傷箇所を覆うように地盤改良体を形成することを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載の既存杭の調査および補強方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、既存杭の調査および補強方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

構造物を支持する杭は、下端部を支持層に所定の長さ貫入させることで支持力を確保する。支持層の位置は、予め局所的に実施されたボーリング調査等に基づいて推定する。しかし、地層が傾斜や褶曲を伴う場合や、ボーリング調査の本数が少ない場合には、支持層の実際の位置と推定した位置とが異なり、杭を設計通りに施工しても下端部が支持層に到達しないことがある。

【0003】

そのため、杭が支持層に到達しているか否かを確認する方法として、支持層内に起振点を設定して弾性波を発生させ、起振点から平面視で離れた位置に形成された杭に設けた受信器によって弾性波を受信する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

また、既設構造物下の地盤を改良する方法として、施工基地から既設構造物下の要改良地盤部に向けて曲線状に削孔して複数の基礎杭の周囲に湾曲柱状の補強体を敷設する方法や、建物の側面側に掘削した立坑から複数の支持杭を連結するように地盤改良材を注入する方法が提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－１１５３９７号公報

【文献】特開２００５－１８０１１２号公報

【文献】特開２０１７－１７９９０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載された確認方法では、平面視で杭から離れた位置の支持層に起振点を設定するため、弾性波が減衰して杭に伝わりにくいという問題点があった。
特許文献２、３に記載された方法は、補強体によって複数の杭を連結するものであるが、杭の事前調査については記載されていない。

【0007】

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、構造物の周囲の地上から既存杭の状態を調査して補修することができる既存杭の調査および補強方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前述した目的を達成するために第１の発明は、削孔ロッドに振動を、ないしは前記削孔ロッドの先端ビットに打撃を加えつつ、前記削孔ロッドの回転と非回転を制御することにより、構造物の周囲の地上から既存杭の下端部付近に向けて曲線状の第１の孔を削孔する工程ａと、前記第１の孔を用いて、前記既存杭の状態を調査する工程ｂと、前記工程ｂでの調査において前記既存杭が健全でないことが判明した場合に、前記削孔ロッドを所定の位置に誘導して第２の孔を削孔し、前記第２の孔を用いて前記既存杭の補強を行う工程ｃと、を具備し、前記工程ｂで前記既存杭が支持層に達していないことが認められた場合、前記工程ｃで、前記削孔ロッドを前記既存杭の下端部と前記支持層との間に誘導し、前記既存杭と前記支持層とを連結する地盤改良体を形成することを特徴とする既存杭の調査および補強方法である。
第２の発明は、削孔ロッドに振動を、ないしは前記削孔ロッドの先端ビットに打撃を加えつつ、前記削孔ロッドの回転と非回転を制御することにより、構造物の周囲の地上から既存杭の下端部付近に向けて曲線状の第１の孔を前記先端ビットが支持層に入ったかどうかを判断しつつ削孔し、前記先端ビットを前記支持層内で前記既存杭に到達させる工程ａと、前記第１の孔を用いて、前記既存杭の状態を調査する工程ｂと、前記工程ｂでの調査において前記既存杭が健全でないことが判明した場合に、前記削孔ロッドを所定の位置に誘導して第２の孔を削孔し、前記第２の孔を用いて前記既存杭の補強を行う工程ｃと、を具備することを特徴とする既存杭の調査および補強方法である。

【0009】

削孔ロッドに振動を、ないしは前記削孔ロッドの先端ビットに打撃を加えつつ、削孔ロッドの回転と非回転とを制御すれば、地盤に三次元的に曲がりボーリング孔を削孔することができる。これにより、構造物の周囲の地上から既存杭の下端部付近に向けて第１の孔を削孔し、既存杭の状態を調査することができる。また、削孔ロッドを地盤中で所定の位置に誘導して第２の孔を削孔し、既存杭の補強を行うことができる。本発明では、調査の結果に基づいて補強を行うので、補修や補強の無駄を省くことができる。本発明で削孔ロッドに加える振動成分は、軸方向であってもよいし、複数方向であってもよい。複数方向の振動成分を加えることにより、地盤が硬い場合や、地盤の硬さが変化する場合にも、削孔方向がぶれることなく、計画された方向に削孔を行うことができる。

【0010】

第２の発明の前記工程ｂでは、例えば、発振器を前記第１の孔に挿入し、受信器を前記既存杭の上部付近に設置して前記既存杭の弾性波計測を行って、前記既存杭の損傷箇所の有無を調査する。
発振器を第１の孔に挿入して既存杭の表面に設置し、既存杭の上部付近に設置した受信器で弾性波計測を行うことにより、弾性波を確実に受信して既存杭の状態を確認することができる。

【0011】

第２の発明の前記工程ｂでは、発振器および受信器を前記第１の孔に挿入し、前記既存杭付近に設置して前記既存杭の弾性波計測を行って、前記既存杭の損傷箇所の有無を調査してもよい。同一孔内に発振器および受信器を取り付けた場合にも、弾性波を確実に受信して既存杭の状態を確認することができる。

【0012】

第２の発明の前記工程ｂでは、サンプラまたはコアバーレルを前記第１の孔に挿入し、前記既存杭または周辺地盤のサンプルを取得して前記既存杭の状態を確認してもよい。
サンプルを取得することにより、既存杭または周辺地盤の品質を直接確認することができる。

【0013】

第２の発明の前記工程ｂで前記既存杭に損傷箇所が認められた場合、前記工程ｃで、前記削孔ロッドを前記既存杭の損傷箇所の近傍に誘導し、少なくとも前記損傷箇所を覆うように地盤改良体を形成することが望ましい。
これにより、構造物の周囲の地上から損傷箇所を補修することができる。

【0014】

第１の発明では、前記工程ｂで前記既存杭が支持層に達していないことが認められた場合、前記工程ｃで、前記削孔ロッドを前記既存杭の下端部と前記支持層との間に誘導し、前記既存杭と前記支持層とを連結する地盤改良体を形成する。
これにより、構造物の周囲の地上から既存杭と支持層との間の地盤を補強することができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、構造物の周囲の地上から既存杭の状態を調査して補修することができる既存杭の調査および補強方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１の孔１３を削孔する工程を示す図

【図2】既存杭５の調査を行う工程を示す図

【図3】既存杭５の調査を行う工程を示す図

【図4】ひび割れ２１の補修を行う工程を示す図

【図5】既存杭５および調査のための孔１３の平面視での配置を示す図

【図6】調査手段１９’を設置した例を示す図

【図7】既存杭５の調査を行う工程を示す図

【図8】図７に示す範囲Ｅの拡大図

【図9】既存杭５の補強を行う工程を示す図

【図10】地盤改良体３１の施工を完了した状態を示す図

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、第１の孔１３を削孔する工程を示す図である。図１（ａ）は孔１３を削孔している状態を示す図である。

【0018】

図１（ａ）に示すように、地盤１上には構造物３が存在する。構造物３は、既存杭５によって支持されている。既存杭５は、下端部が地盤１の支持層２に所定の長さ貫入される。支持層２は、例えばＮ値＞５０の層である。

【0019】

構造物３の周囲の地盤１上には、削孔ロッド９を駆動するためのボーリングマシン７が設置される。ボーリングマシン７には、図示しないジャイロ挿入引き込み装置が一体化される。

【0020】

図１（ｂ）は削孔ロッド９の先端ビット１１付近の断面図であり、図１（ａ）に示す範囲Ａの拡大図である。

【0021】

図１（ｂ）に示すように、削孔ロッド９は、管状材であり、先端ビット１１に削孔方向決定部材１５が設けられる。削孔ロッド９は、大きな靱性を有する。削孔方向決定部材１５は、削孔ロッド９の軸方向（図１（ｂ）に示す矢印Ｘの方向）に対して所定の角度をなすように取り付けられる。削孔ロッド９の先端ビット１１には、詰め物１７および位置探査のための図示しない発信器が設置される。

【0022】

ボーリングマシン７は、削孔ロッド９の全体を矢印Ｂに示すように回転させることができる。さらに、必要に応じて削孔ロッド９を先端方向に押し出すことが可能である。削孔ロッド９は、ボーリングマシン７によって軸方向に振動が加えられるような構成、ないしは、先端ビット１１の基端部側に設置された図示しないハンマー等で先端ビット１１に打撃が加えられるような構成とする。

【0023】

削孔ロッド９は、回転と、削孔ロッド９への軸方向の振動ないしは先端ビット１１への打撃とを組み合わせることで直進する。また、削孔ロッド９の回転を停止して非回転の状態で削孔ロッド９への軸方向の振動ないしは先端ビット１１への打撃を加えることで、削孔方向決定部材１５の方向への削孔が行われ、削孔方向を任意の方向に曲げることができる。なお、掘削対象となる地盤の状況に応じて単位時間あたりの打撃回数を増減するなどして、振動ないしは打撃の加え方と押し出し力を調整することによって、削孔の曲率を調整することもできる。

【0024】

図１（ａ）に示す工程では、ボーリングマシン７および削孔ロッド９を用いて、調査対象となる既存杭５の下端部に向けて孔１３を削孔する。このとき、地中埋設物や他の既存杭５等に接触しないよう、先端ビット１１の位置計測や削孔方向の修正を繰り返しつつ削孔する。孔１３の削孔工程では、削孔に要する時間やトルク、掘進速度などを取得することにより、先端ビット１１が支持層２に入ったかどうかを判断する。

【0025】

図２、図３は、既存杭５の調査を行う工程を示す図である。図２（ａ）は、先端ビット１１が所定の既存杭５に到達した状態を示す図である。削孔ロッド９は、図２（ａ）に示すように先端ビット１１が調査対象となる既存杭５に到達すると、孔１３の削孔を停止する。

【0026】

図２（ｂ）は、孔１３を用いて調査を行っている状態を示す図である。削孔ロッド９による削孔を停止したら、図示しない撤去用部材を地表側から削孔ロッド９に挿入して削孔ロッド９の詰め物１７（図１（ｂ））を撤去して、図２（ｂ）に示すように、孔１３を用いて調査手段１９を設置する。

【0027】

図３（ａ）は、図２（ｂ）に示す範囲Ｃの拡大図である。調査手段１９は、図３（ａ）に示すように、発振器１９ａ、ロッド１９ｂ、受信器１９ｃからなる。発振器１９ａはロッド１９ｂの先端に設けられる。発振器１９ａは、孔１３に残置された削孔ロッド９内にロッド１９ｂを挿入することにより、既存杭５の表面に押し当てて設置される。受信器１９ｃは、既存杭５の上部付近に設置される。受信器１９ｃは、例えば、図示しない曲がりボーリング孔を地表から掘削して設置される。

【0028】

図２（ｂ）に示す工程では、調査手段１９を設置した後、弾性波計測を行って既存杭５の状態を調査する。すなわち、発振器１９ａで弾性波を発生させて、既存杭５内を伝播した弾性波を受信器１９ｃで受信する。

【0029】

図３（ｂ）は、受信器１９ｃで受信した弾性波の例を示す図である。調査対象の既存杭５が健全である場合は、図３（ｂ）の上側のグラフに示すように、発振器１９ａから発振された弾性波の反射波が所定の時間間隔Ｔ１をおいて受信される。一方、調査対象の既存杭５に例えば図３（ａ）に示すようなひび割れ２１が存在する場合は、図３（ｂ）の下側のグラフに示すように、発振器１９ａから発振された弾性波の反射波が、既存杭５が健全である場合の時間間隔Ｔ１よりも短い時間間隔Ｔ２で受信される。なお、ひび割れ２１までの距離は生じた時間差によって推定される。

【0030】

図４は、ひび割れ２１の補修を行う工程を示す図である。図４（ａ）（ｂ）は地盤改良体３１を施工している状態を示す図であり、図４（ｃ）は地盤改良体３１の施工を完了した状態を示す図である。図４（ｂ）（ｃ）は、図４（ａ）に示す矢印Ｄ－Ｄに沿った断面に対応する。

【0031】

調査手段１９を用いた調査の結果、既存杭５にひび割れ２１があると判断された場合には、まず、削孔ロッド９から図３（ａ）に示す発振器１９ａおよびロッド１９ｂを撤去して、削孔ロッド９を削孔が可能な状態（図２（ｂ））に戻す。そして、図４（ｂ）に示すように、孔１３から削孔ロッド９を所定の距離だけ引き戻し、曲がり方向を変更して既存杭５の一方の側を通過するように第２の孔１３ａ－１を再削孔する。

【0032】

孔１３ａ－１を所定の位置まで削孔したら、図２（ｂ）に示す詰め物１７を先端ビット１１から撤去して、削孔ロッド９の内部にジェットツールス２３を挿入する。ジェットツールス２３は、ロッド２５、ロッド２５の先端に設けられたノズル２７等からなる。

【0033】

その後、削孔ロッド９およびジェットツールス２３を引き戻しつつ、ノズル２７からジェット２９を噴出する。ジェット２９は、高圧のセメントミルクである。また、圧縮空気と混合させる場合もある。すると、ジェット２９によって既存杭５の一方の側の地盤１が掘削され、高圧のセメントミルクおよび圧縮空気と地盤１の土砂とが撹拌されて、地盤改良体３１が形成される。このとき、ジェット２９によって既存杭５の表面が粗されることにより、既存杭５と地盤改良体３１との付着が良くなる。地盤改良体３１は、損傷箇所であるひび割れ２１の位置を含む深さ範囲において既存杭５の外周面を覆うように、必要強度に見合う範囲に形成される。

【0034】

次に、削孔ロッド９を孔１３ａ－１から所定の距離だけ引き戻し、ジェットツールス２３を一旦撤去して削孔ロッド９を削孔が可能な状態（図２（ｂ））に戻し、図４（ｃ）に示すように曲がり方向を変更して既存杭５の他方の側を通過するように第２の孔１３ａ－２を再削孔する。そして、上記した手順によって既存杭５の他方の側にも必要強度に見合う範囲で地盤改良体３１を形成する。これにより、地盤改良体３１が、ひび割れ２１の位置を含む深さ範囲において既存杭５の外周面の全体を覆うように形成され、調査対象の既存杭５の補強が終了する。なお、補強の終了後、孔１３または孔１３ａを用いて地盤改良体３１の強度の確認を行ってもよい。

【0035】

調査対象の既存杭５の調査および補強が終了したら、他の既存杭５についても順次調査を行い、必要に応じて補強を行う。

【0036】

図５は、既存杭５および調査のための孔１３の平面視での配置を示す図である。第１の実施形態では、図５に示すように、１ケ所に設置したボーリングマシン７から削孔ロッド９を発進させて、地盤１中で削孔方向を変更することにより複数の既存杭５に到達する孔１３を削孔する。

【0037】

このように、第１の実施形態では、削孔ロッド９に軸方向に振動を加えつつ、ないしは削孔ロッド９の先端ビット１１に打撃を加えつつ、削孔ロッド９の回転と非回転とを制御することにより削孔方向を任意の方向に曲げることができる削孔ロッド９を用いることにより、構造物３の周囲の地上から削孔ロッド９を発進させて、地盤１中の既存杭５に向けて第１の孔１３を削孔し、孔１３を用いて既存杭５の状態を調査することができる。このとき、発振器１９ａを孔１３に挿入して既存杭５の表面に設置し、既存杭５の上部付近に受信器１９ｃを設置することにより、弾性波を確実に受信して既存杭５の状態を確認することができる。

【0038】

また、既存杭５の状態を確認した後、削孔ロッド９を所定の距離だけ引き戻して既存杭５のひび割れ２１の近傍に誘導して第２の孔１３ａを削孔し、孔１３ａを用いて既存杭５の補修をすることができる。このとき、孔１３ａにジェットツールス２３を挿入することにより、ひび割れ２１を覆うように地盤改良体３１を形成することができる。第１の実施形態では、調査の結果に基づいて補強を行うので、調査を行わずに補強する場合と比較して、材料や時間の無駄を省くことができる。

【0039】

なお、第１の実施形態では、孔１３に挿入した発振器１９ａと既存杭５の上部付近に設置した受信器１９ｃとを有する調査手段１９を用いたが、調査手段はこれに限らない。

【0040】

図６は、調査手段１９の代わりに調査手段１９’を設置した例を示す図である。図６（ａ）は、調査手段１９’を用いて調査を行う工程を示す。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す範囲Ｃ’の拡大図である。

【0041】

調査手段１９’は、図６（ｂ）に示すように、ロッド１９ｂ’と、ロッド１９ｂ’の先端に設けられた発振器１９ａ’および受信器１９ｃ’とからなる。発振器１９ａ’および受信器１９ｃ’は、孔１３に残置された削孔ロッド９内にロッド１９ｂ’を挿入することにより、既存杭５の表面に押し当てて設置される。調査手段１９’は、発振器１９ａ’および受信器１９ｃ’が同一の孔１３内に設置される点で調査手段１９と異なる。

【0042】

図６に示す工程では、孔１３を用いて調査手段１９’を設置した後、弾性波計測を行って既存杭５の状態を調査する。すなわち、発振器１９ａ’で弾性波を発生させて、既存杭５内を伝播した弾性波の反射波を受信器１９ｃ’で受信する。

【0043】

同一の孔１３内に発振器１９ａ’および受信器１９ｃ’を取り付けた調査手段１９’を用いた場合でも、調査手段１９を用いた場合と同様に、調査対象の既存杭５に例えば図６（ｂ）に示すようなひび割れ２１が存在すると、既存杭５が健全である場合と比較して、短い時間間隔で反射波が受信される。調査手段１９’は、調査手段１９よりも設置が容易である。

【0044】

次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる点について説明し、同様の点については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。また、各実施形態で説明する構成は必要に応じて組み合わせることができる。

【0045】

第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に既存杭５の調査および補強を行うが、調査手段１９のかわりに調査手段３３を用いる。また、既存杭５の下端部が支持層２ａに貫入されておらず、地盤改良体３１の形成位置が異なる。

【0046】

図７は、既存杭５の調査を行う工程を示す図である。第２の実施形態では、図７に示すように先端ビットが所定の既存杭５に到達すると、削孔ロッド９による削孔を停止し、図示しない撤去用部材を地表側から削孔ロッド９に挿入して削孔ロッド９の詰め物１７（図１（ｂ））を撤去して、削孔ロッド９に調査手段３３を設置する。

【0047】

図８は、図７に示す範囲Ｅの拡大図である。図８に示すように、調査手段３３は、サンプラ３３ａ、ロッド３３ｂ等からなる。サンプラ３３ａはロッド３３ｂの先端に設けられる。サンプラ３３ａは、孔１３内に残置された削孔ロッド９内にロッド３３ｂを挿入することにより、既存杭５の表面付近に設置される。

【0048】

図７に示す工程では、調査手段３３を設置した後、サンプラ３３ａを用いて既存杭５のサンプル３５を取得して既存杭５の状態を確認する。すなわち、サンプル３５を地上に回収して、各種試験や目視による観察を行い、既存杭５の所定の箇所の品質を把握する。

【0049】

図９は、既存杭５の補強を行う工程を示す図である。図９（ａ）は第２の孔１３ｂを削孔している状態を示す図である。

【0050】

図７に示すように、第２の実施形態では、調査の対象となっている既存杭５の下端部が地盤１の支持層２ａに貫入されていない。このことは、例えば、支持層２ａの深さの事前調査から判断される。また、既存杭５の下端部に到達する孔１３を削孔する際に削孔に要する時間やトルク、掘進速度などから判断されることもある。調査手段３３を用いた調査の結果は正常であるが、既存杭５が支持層２ａに貫入されていないと判断された場合には、まず、削孔ロッド９から図７に示す調査手段３３を撤去して、削孔ロッド９を削孔が可能な状態（図２（ｂ））に戻す。そして、図９（ａ）に示すように、孔１３から削孔ロッド９を所定の距離だけ引き戻し、曲がり方向を変更して既存杭５と支持層２ａとの間を通過するように第２の孔１３ｂを再削孔する。

【0051】

図９（ｂ）は、地盤改良体３１を施工している状態を示す図である。孔１３ｂを所定の位置まで削孔したら、第１の実施形態と同様の手順で削孔ロッド９の内部にジェットツールス２３を挿入し、削孔ロッド９およびジェットツールス２３を引き戻しつつ、ノズル２７からジェット２９を噴出して、地盤改良体３１を形成する。地盤改良体３１は、調査対象の既存杭５の下端部付近の外周面の全体を覆うとともに、既存杭５と支持層２ａとを連結するように形成される。

【0052】

図１０は、地盤改良体３１の施工を完了した状態を示す図である。図１０は、図９（ｂ）に示す矢印Ｆ－Ｆに沿った断面に対応する。図１０に示す例では、第２の孔１３ｂを２本削孔して、４つの地盤改良体３１によって既存杭５の外周面の全体を覆っている。地盤改良体３１による改良は、必要強度に見合う範囲で行う。

【0053】

対象となる既存杭５の調査および補強が終了したら、他の既存杭５についても順次調査を行い、必要に応じて補強を行う。なお、補強の終了後、孔１３または孔１３ｂを用いて地盤改良体３１の強度の確認を行ってもよい。

【0054】

このように、第２の実施形態においても、削孔ロッド９に軸方向に振動を加えつつ、ないしは削孔ロッド９の先端ビット１１に打撃を加えつつ、削孔ロッド９の回転と非回転とを制御することにより削孔方向を任意の方向に曲げることができる削孔ロッド９を用いることにより、構造物３の周囲の地上から削孔ロッド９を発進させて、地盤１中の既存杭５に向けて第１の孔１３を削孔し、孔１３を用いて既存杭５の状態を調査することができる。このとき、サンプラ３３ａを孔１３に挿入して既存杭５の表面からサンプル３５を取得することにより、既存杭５の所定の箇所の品質を把握することができる。

【0055】

また、既存杭５の状態を確認した後、削孔ロッド９を既存杭５と支持層２ａとの間に誘導して第２の孔１３ｂを削孔し、孔１３ｂを用いて既存杭５と支持層２ａとを連結する地盤改良体３１を形成することができる。これにより、既存杭５と支持層２ａとの間の地盤１の強度を支持層２ａと同等程度にまで改良して、支持層２ａに下端部が貫入されていない既存杭５の支持力を補強することができる。第２の実施形態では、調査の結果に基づいて補強を行うので、調査を行わずに補強する場合と比較して、材料や時間の無駄を省くことができる。

【0056】

次に、第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態では、図１（ａ）に示すボーリングマシン７が、図１（ｂ）に示す削孔ロッド９に複数方向の振動を加えるとともに、削孔ロッド９の全体を図１（ｂ）に示す矢印Ｂに示すように回転させる。ボーリングマシン７は、削孔ロッド９に、例えば、図１（ｂ）に示す矢印Ｙの方向などに振動成分を加えてもよく、三次元的に振動を付与してもよい。さらに、ボーリングマシン７は、必要に応じて削孔ロッド９を先端ビット１１の方向に押し出すことが可能である。

【0057】

削孔ロッド９は、回転と振動とを組み合わせることで直進する。また、削孔ロッド９の回転を停止して非回転状態として複数方向の振動を加えることで、削孔方向決定部材１５の方向への削孔が行われ、削孔方向を任意の方向に曲げることができる。なお、振動の加え方と押し出し力を調整することによって、削孔の曲率を調整することもできる。

【0058】

第３の実施形態では、ボーリングマシン７を用いて削孔ロッド９に複数方向の振動を加えつつ削孔ロッド９の回転と非回転とを制御することにより、地盤１上から削孔ロッド９を発進させて、地盤１に第１の孔１３や第２の孔１３ａ、１３ｂを削孔する。

【0059】

第３の実施形態においても、第１、第２の実施形態と同様の効果が得られる。加えて、第１、第２の実施形態で削孔ロッド９に加えられる振動や先端ビット１１に加えられる打撃は、軸方向への衝撃であるため、ロッドが長い場合には衝撃力が減衰するが、第３の実施形態の削孔ロッド９の振動は、複数方向に加えられ、ロッドが長い場合にも減衰せずに伝播するため、長距離の削孔が可能である。

【0060】

第１、第２の実施形態では、軸方向への振動や打撃で前方の掘削と掘進を行うため、硬さが固い地盤の掘削は困難である。しかし、第３の実施の形態では、削孔ロッド９が、複数方向の振動によって地盤を破壊して削孔し、後方からの軸方向への押し出し力は、削孔にほとんど寄与せずにロッドの前進にのみ利用される。このため、固い地盤やコンクリートなどであっても、振動によって前方の地盤等の削孔が可能である。また、固い地盤と軟らかい地盤との境界部近傍を削孔する際にも、第１、第２の実施形態では、軸方向への振動や打撃で前方への掘進を行うため、ロッド先端が軟らかい地盤側に逃げてしまうが、第３の実施形態では、削孔ロッド９が、複数方向の振動によって前方の地盤を破壊して削孔するため、進行方向がぶれることがない。このように、第３の実施形態によれば、地盤が硬い場合や、地盤の硬さが変化する場合にも、削孔方向がぶれることなく、計画された方向に曲線状に削孔を行うことができる。また、複数方向の振動を付与することで、排泥が促進されるとともに、孔１３、１３ａ、１３ｂの孔壁を安定させることができる。

【0061】

なお、既存杭５の調査に用いる調査手段は、上記の各実施形態で用いたものに限らない。例えば、サンプラ３３ａの代わりにコアバーレルを用いてサンプル３５を取得してもよいし、サンプルを既存杭５の表面付近の地盤１から取得してもよい。また、孔１３にボアホールカメラを挿入して、既存杭５の表面の状態を観察してもよい。

【0062】

さらに、調査手段１９を用いる場合、受信器１９ｃの設置位置は既存杭５の上部付近の構造物３の表面に限らない。発振器１９ａを設置した既存杭５の上部に受信器１９ｃを設置してもよい。

【0063】

既存杭５の損傷箇所を覆うように地盤改良体３１を形成する際や、既存杭５と支持層２ａとを連結するように地盤改良体３１を形成する際の第２の孔の削孔位置は、図４（ｃ）の孔１３ａ、図１０の孔１３ｂに示す配置に限らない。第２の孔は、適切な位置に地盤改良体３１を形成できるように削孔されればよい。

【0064】

補強の対象となる損傷箇所はひび割れに限らない。本発明の方法は、既存杭が地震で折れている場合や、既存杭が耐震基準を満たしていない場合の補強にも適用することができる。

【0065】

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0066】

１………地盤
２、２ａ………支持層
３………構造物
５………杭
７………ボーリングマシン
９………削孔ロッド
１１………先端ビット
１３、１３ａ、１３ａ－１、１３ａ－２、１３ｂ………孔
１５………削孔方向決定部材
１７………詰め物
１９、１９’、３３………調査手段
１９ａ、１９ａ’………発振器
１９ｂ、１９ｂ’、３３ｂ………ロッド
１９ｃ、１９ｃ’………受信器
２１………ひび割れ
２３………ジェットツールス
２５………ロッド
２７………ノズル
２９………ジェット
３１………地盤改良体
３３ａ………サンプラ
３５………サンプル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】