JP2001116730A - コンクリート構造物の内部診断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンクリート構造物の壁部に埋設された鉄筋
等の金属物から影響を受けることがなくかつコンクリー
ト壁の片側からでも診断が行える。 【解決手段】 コンクリート構造物１の壁面４に２つの
調査孔１０を相互に間隔をあけて設ける。調査孔１０の
いずれか一方に超音波発信子１２を挿入するとともに、
他方に超音波受信子１４を挿入する。超音波発信子１２
から発信された超音波を超音波受信子１４で受信し観測
して、壁２の調査孔１０間を診断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート構造
物の内部にひび割れや腐食、強度低下、空洞部などの欠
陥部がないかどうか外部から診断する方法に関し、特に
超音波を使って診断する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンクリート構造物の壁内部にひび割れ
や腐食、強度低下、空洞部などの欠陥部がないかどうか
を診断する方法として、コンクリート構造物の一部を切
り抜き、これを目視により診断する方法がある。しか
し、この診断方法は、調査する毎にコンクリート構造物
を傷つけなければならないとともに、切り抜いた部分し
か調査することができず、あまり合理的な方法とは言え
ない。そこで、最近では、超音波による非破壊方法が採
用されている。

【０００３】この非破壊方法は、コンクリート構造物の
壁内に超音波を伝播させてその伝播状態を観測して欠陥
部がないかどうか診断する方法である。この方法には、
透過法と反射法との２種類ある。透過法は、コンクリー
ト壁の両側に超音波発信子と超音波受信子とをそれぞれ
配置し、超音波発信子から超音波を発信し、コンクリー
ト壁を伝播してくる超音波を反対側の超音波受信子で受
信し、コンクリート壁の内部状態を調べる。コンクリー
ト壁内に欠陥部があれば、超音波の伝播速度など、超音
波の伝播状態が他の部分と異なり、コンクリート壁を傷
つけることなく外部から簡単に調べることができる。

【０００４】一方、反射法は、超音波発信子と超音波受
信子の両方をコンクリート壁の片側に配置し、その反対
側に鋼板などの金属板を配置して調査する方法である。
超音波発信子から発信された超音波は金属板により反射
されるため、反射されてくる超音波を超音波受信子で受
信し観測することで、コンクリート壁内に欠陥部がない
かどうか調べることができる。この方法は、超音波発信
子と超音波受信子とをコンクリート壁の同じ側に配置す
ることができる。従って、壁の反対側に前記金属板があ
る場合には、壁の片側からしか調査をすることができな
い構造物、例えばトンネル内壁やタンク外壁、土留壁な
どでも調査を実施することができ、非常に有効な方法で
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンク
リート壁に鉄筋などの金属物が埋め込まれていると、こ
の金属物により超音波の伝播が阻まれ反射されて、それ
よりも奥部に到達させることは困難であった。このた
め、構造物の壁部に例えば鉄筋が格子状に組まれて埋設
されていると、壁表面からでは、壁の内奥部全体が鉄筋
に阻まれ、透過法または反射法などをもってしても調査
を行うことはできなかった。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、コンクリート構造物に鉄
筋等の金属物が埋設されていてもこれに影響されずに超
音波により調査を行えるようなコンクリートの内部診断
方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明にかかるコンクリート構造物の内部診断方法に
あっては、コンクリート構造物の壁面に少なくとも２つ
以上の調査孔を相互に間隔をあけて設け、一方の調査孔
内に超音波発信子を設置するとともに、他方の調査孔内
に超音波受信子を設置し、前記超音波発信子から発信さ
れてコンクリート壁を伝播してくる超音波を前記超音波
受信子で受信し観測することで、コンクリート壁の前記
調査孔間を調査することを特徴とする。

【０００８】この方法によれば、コンクリート構造物の
壁面に２つの調査孔を設け、各調査孔内にそれぞれ超音
波発信子と超音波受信子とを設置してコンクリート壁内
部で超音波を発信し受信するから、コンクリート壁内部
に鉄筋等の金属物が埋設されていても、これに妨げられ
ずに調査をすることができる。従って、コンクリート構
造物の内部を詳しく調査することができる。

【０００９】さらに、前記調査孔を壁面に３箇所以上設
ければ、１つの調査孔につき複数の調査孔との間で調査
を行うことができるから、少ない孔数で多く区間を調査
対象とすることができる。特に、１つの調査孔内に超音
波発信子を設置し、他の調査孔内に超音波受信子を設置
してその超音波発信子から超音波を発信し他の各超音波
受信子でこれを受信すれば、複数の区間をまとめて同時
に調査することができる。

【００１０】さらにこれらの方法にあっては、次の各事
項（Ａ）〜（Ｃ）により実施されるのが好ましい。 （Ａ）前記超音波発信子の発信面または前記超音波受信
子の受信面が、前記調査孔の内面形状に対応すべく曲面
形状に形成されている。この場合、超音波発信子または
超音波受信子を調査孔内面との間にあまり隙間をつくら
ずに密着させることができ、超音波を良好に発信または
受信することができる。 （Ｂ）治具を介して一体的に連結された前記超音波発信
子と前記超音波受信子とを前記調査孔に挿入し、これら
超音波発信子と超音波受信子とを前記調査孔内に沿って
平行に移動させつつ前記超音波発信子から発信された超
音波を前記超音波受信子で捕捉する。この場合、超音波
発信子と超音波受信子とを平行に移動させながら逐次、
超音波を発信しこれを受信することで、コンクリート壁
内を２次元的に調査することができる。 （Ｃ）前記調査孔を設ける際に、診断対象であるコンク
リート壁内に埋設されている鉄筋等の金属物の位置を金
属探査装置で調査しておく。この場合、鉄筋等の金属物
の埋設ポイントを事前に調べておくことで、調査孔を設
ける際に、金属物とぶつかる心配がない。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明にかか
るコンクリート構造物の内部診断方法の一実施形態を示
したものである。このコンクリート構造物１は、鉄筋コ
ンクリート構造であり、その壁２の内部には、縦筋６と
横筋８とからなる格子状の鉄筋９が１対相互に間隔をあ
けて埋設されている。

【００１２】本発明にかかる診断方法では、まず、この
コンクリート壁２の壁面４に２つの調査孔１０を設け
る。調査孔１０は、超音波発信子１２と超音波受信子１
４とを挿入するためのもので、診断対象とする領域を両
側から挟み込む形で相互に間隔をあけて設けられる。各
調査孔１０のサイズは超音波発信子１２もしくは超音波
受信子１４が十分に余裕をもって挿入できるような寸
法、例えば直径５ｃｍや１０ｃｍ等に形成される。その
孔の形状は円形状や楕円形状、矩形状であってもかまわ
ない。構造物に対し与える悪影響、例えば強度低下など
を考慮すると、調査孔の大きさはなるべく小さくするの
が好ましい。なお、２つの調査孔１０の大きさ及び形状
は必ずしも等しくする必要はない。

【００１３】調査孔１０の間隔は、コンクリート壁２の
性状や温度、保水状態、湿度などの環境的要件の他に、
超音波発信子１２の発信性能や超音波受信子１４の受信
感度などに応じて適宜変更される。ここでは、調査孔１
０の間隔が具体的に５０ｃｍ〜６０ｃｍぐらいに設定さ
れている。

【００１４】調査孔１０はコンクリート壁２内部に埋設
された鉄筋等の金属物を避ける形で穿設され、壁面４か
ら垂直に壁２の中心部に向かって真っ直ぐに形成され
る。その深さは、壁２の肉厚の半分程度に達するように
形成される。例えば、壁２の厚さが６０ｃｍであれば、
調査孔１０の深さは約３０ｃｍに達するように設定され
る。

【００１５】このように形成した２つの調査孔１０のう
ちの一方に超音波発信子１２を挿入し、他方に超音波受
信子１４を挿入する。超音波発信子１２および超音波受
信子１４は、ロッド１６の先端部に取付けられて、調査
孔１０の奥深くにまで差し込まれる。超音波発信子１２
および超音波受信子１４は、コンクリート壁２の中央位
置付近にコンクリート壁面４からの距離がほぼ等しい位
置に設置される。その位置は２つの格子状の鉄筋９間に
位置することになる。超音波発信子１２または超音波受
信子１４から延出されたケーブル１２ａ，１４ａは各調
査孔１０を通じて壁２外部に導出される。

【００１６】超音波発信子１２および超音波受信子１４
の設置を完了した後、超音波発信子１２から超音波受信
子１４に向けて超音波を発信する。超音波発信子１２か
ら発信された超音波はコンクリート壁２を伝播して超音
波受信子１４に到達する。ここで超音波は格子状の鉄筋
９間を伝播するから、格子状の鉄筋９で囲まれた部分の
欠陥状況について調べることができる。超音波受信子１
４の受信結果はケーブル１４ａを介して外部に出力され
る。

【００１７】超音波受信子１２から得られた受信結果
は、コンピュータ装置などから構成される計測部（図示
外）により分析され、超音波発信子１２から発信されて
超音波受信子１４に到達するまでにかかる時間等に基づ
き、構造物内部の状態を示す画像が作成され、テレビモ
ニタなどに映し出される。これによって、鉄筋よりも内
側の部分の様子がわかり、ここにひび割れや腐食、強度
低下などの欠陥部がないかどうか診断することができ
る。

【００１８】以上、本実施の形態にかかるコンクリート
構造物の内部診断方法によれば、構造物の壁面４に２つ
の調査孔１０を設け、各調査孔１０内にそれぞれ超音波
発信子１２と超音波受信子１４を設置するから、コンク
リート構造物内部に鉄筋が存在しても、これに影響され
ずに超音波により診断を行うことができる。これによっ
て、鉄筋等の金属物により遮蔽された部分においても欠
陥部がないかどうか調べることができる。欠陥部による
各種悪影響を未然に防止することができる。

【００１９】なお、金属物として構造物内部に鉄骨や鋼
板などその他の金属物が埋設されている場合でも、前記
と同様な効果を得ることができる。すなわち、ＳＲＣ構
造やＳＣ構造、その他のコンクリート構造物についても
本発明にかかる内部診断方法を好適に適用することがで
きる。

【００２０】診断後、超音波発信子１２または超音波受
信子１４については、各調査孔１０から抜き出して他の
部分の調査に使用する以外、そのまま存置しておくのも
よい。そのまま存置し調査孔１０内に超音波発信子１２
または超音波受信子１４を残しておけば、これを利用し
て継続的に診断を行うことができる。調査孔１０にモル
タルなどの充填材を充填したり、調査孔１０の開口部を
保護材で覆ったりして、調査孔１０を通じてコンクリー
ト壁２に腐食などの不具合が発生するのを防止した方が
よい。

【００２１】また、調査孔１０は、診断終了後、他の測
定や診断に利用してもよい。具体的には、調査孔内に他
の測定や診断で使用するセンサ類、例えば自然電位測定
センサ、Ｘ線線源またはレーザ源などを設置する。

【００２２】 ＝＝＝超音波発信子・受信子の形態＝＝＝ 前記調査孔１０の内面形状が断面円形状などに形成され
ている場合など、前記超音波発信子または前記超音波受
信子と調査孔１０内面とがうまく密着せず、これらの間
に形成された大きな隙間に大量のグリースなどの充填材
を詰め込む必要が生じることがある。このような場合に
は、図３に示すような形態の超音波発信子１２または超
音波受信子１４を使用する。この超音波発信子１２また
は超音波受信子１４は、コンクリートと接触する発信面
１２ｂまたは受信面１４ｂが調査孔１０の内面形状に対
応して曲面形状に形成されている。このため、超音波発
信子１２または超音波受信子１４を調査孔１０内面に隙
間をつくらずに良好に密着することができる。これによ
り、超音波発信子１２または超音波受信子１４と調査孔
内面１０との間にグリース等の充填材を大量に介設しな
くても、超音波を良好に発信または受信することができ
る。

【００２３】＝＝＝治具＝＝＝ もっと作業をスムーズに行うために、図４に示すように
超音波発信子１２と超音波受信子１４とを、取手２０ａ
の付いたコの字形の治具２０で連結する。このように超
音波発信子１２と超音波受信子１４とを連結すれば、こ
れらを各調査孔１０に同時に差し込むことができ、作業
の簡便化が図れる。また、超音波発信子１２と超音波受
信子１４とを平行に保持するとともに、両者の調査孔１
０の開口部から距離を等しく保つことができる。さら
に、挿入した超音波発信子１２と超音波受信子１４とを
調査孔１０内から徐々に引き出してゆけば、調査位置を
変更しつつ壁２内を２次元的に調査することができる。

【００２４】 ＝＝＝調査孔を複数設けた場合＝＝＝ 図５（ａ）〜（ｃ）は、前記調査孔１０をコンクリート
壁面４に３箇所以上設けて調査を行う場合を示したもの
である。図５（ａ）は３箇所、図５（ｂ）は４箇所、図
５（ｃ）は５箇所、調査孔が設けられた場合をそれぞれ
示している。このように調査孔１０が３箇所以上設けら
れると、１つの調査孔１０に対し他の複数の調査孔１０
との間に調査対象となる区間が形成され、一度に多くの
区間を調査対象とすることができる。例えば、調査孔１
０が３箇所あれば３区間、４箇所あれば６区間、５箇所
あれば１０区間が調査対象として確保できる。調査孔１
０の数が増えれば増える程、増えた数以上に調査対象と
なる区間を確保できる。なお、各調査孔１０間の間隔は
必ずしも等しくする必要はない。

【００２５】さらにここで、図６（ａ）〜（ｃ）に示す
ように、調査孔１０のうちの１つに超音波発信子を設置
し、他の複数の調査孔１０内にそれぞれ超音波受信子１
４を設置し、１つの超音波発信子１２から複数の超音波
受信子１４へ向けて超音波を発信すれば、複数の調査孔
１０間を一度にまとめて調査することができる。この場
合、調査効率がよくなり作業性の向上や作業時間の短縮
を図ることができる。

【００２６】＝＝＝事前調査＝＝＝ 調査孔を穿設する前に、予め診断対象となるコンクリー
ト構造物の壁面について鉄筋等の金属物を金属探査装置
で調査する。鉄筋等の金属物の位置を事前に調べておけ
ば、調査孔を設ける位置を鉄筋などの金属物の埋設部か
ら逸らすことができる。もちろん、構築時の設計図面な
どにより鉄筋等の金属物の位置が事前に明らかな場合に
は、金属探査装置により調査をする必要はない。

【００２７】＝＝＝特殊な構造物の場合＝＝＝ 診断する構造物が特殊な場合、すなわち、例えば液化天
然ガス（ＬＮＧ）の備蓄タンクの外壁など、通常の構造
物と比べて温度環境等の診断条件が異なる構造物の場合
には、コンクリート供試体を同じ環境条件下に置き、必
要な校正情報を取得して、調査の際にキャリブレーショ
ンをかけると、より精度の良い調査を実施できる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の請求項１にかかるコンクリート
構造物の内部診断方法によれば、コンクリート壁面に２
つの調査孔を設け、これら調査孔内にそれぞれ超音波発
信子と超音波受信子とを設置し、調査孔内から超音波を
発信して他の調査孔内でこれを受信するから、構造物に
鉄筋などの金属物が埋設されていても、これに影響され
ずに内部診断を実施することができる。したがって、コ
ンクリート構造物をくまなく詳しく診断することができ
る。

【００２９】また、本発明の請求項２にかかるコンクリ
ート構造物の内部診断方法によれば前記超音波発信子の
発信面または前記超音波受信子の受信面が、前記調査孔
の内面形状に対応して曲面形状に形成されていること
で、これら発信面または受信面を当該調査孔内面に沿っ
て密着させることができ、超音波の発信または受信を良
好に行うことができる。

【００３０】また、本発明の請求項３にかかるコンクリ
ート構造物の内部診断方法によれば、超音波発信子と超
音波受信子とを治具で連結し、これを平行にスライドさ
せて調査を行えば、超音波発信子と超音波受信子の平行
関係を容易に保つことができるとともに、構造物内部を
２次元的に調査することができる。

【００３１】また、本発明の請求項４にかかるコンクリ
ート構造物の内部診断方法によれば、金属探査装置によ
り予め鉄筋等の金属物の埋設位置を調べれば、金属物の
埋設位置を逸らして調査孔を設けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるコンクリート構造物の内部診断
方法により壁部を診断しているときの様子を示した斜視
図である。

【図２】本発明にかかるコンクリート構造物の内部診断
方法により壁部を診断しているときの様子を示した断面
図である。

【図３】本発明のコンクリート構造物の内部診断方法で
使用される超音波発信子または超音波受信子の一例を示
した正面図である。

【図４】本発明にかかるコンクリート構造物の内部診断
方法で使用される診断器具の一例を示した外観図であ
る。

【図５】本発明にかかるコンクリート構造物の内部診断
方法の応用例を示す説明図である。

【図６】本発明にかかるコンクリート構造物の内部診断
方法の他の応用例を示す説明図である。

【符号の説明】

２ コンクリート壁 ４ コンクリート壁面 ６ 縦筋 ８ 横筋 １０ 調査孔 １２ 超音波発信子 １４ 超音波受信子 １６ ロッド ２０ 治具

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリート構造物の壁面に少なくとも
   ２つ以上の調査孔を相互に間隔をあけて設け、一方の調
   査孔内に超音波発信子を設置するとともに、他方の調査
   孔内に超音波受信子を設置し、前記超音波発信子から発
   信され前記超音波受信子で受信される超音波を受信し観
   測することで、コンクリート壁の前記調査孔間を調査す
   ることを特徴とするコンクリート構造物の内部診断方
   法。
2. 【請求項２】 前記超音波発信子の発信面または前記超
   音波受信子の受信面が、前記調査孔の内面形状に対応す
   べく曲面形状に形成されていることを特徴とする請求項
   １に記載のコンクリート構造物の内部診断方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のコンクリート
   構造物の内部診断方法であって、治具を介して一体的に
   連結された前記超音波発信子と前記超音波受信子とを前
   記調査孔に挿入し、これら超音波発信子と超音波受信子
   とを前記調査孔内に沿って平行に移動させながら調査を
   行うことを特徴とする。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のコンク
   リート構造物の内部診断方法であって、前記調査孔を設
   ける際に、予め診断対象となるコンクリート壁部に埋設
   されている鉄筋等の金属物の位置を金属探査装置で調査
   することを特徴とする。