JP2005023693A - グラウト不完全部分の補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレストレストコンクリート部材の表面からシースに至る穴を、小さい範囲に限定して正確にかつ効率よく切削し、シース内のグラウトが不完全な部分にグラウトを追加充填して緊張材の腐食を防止する。
【解決手段】コンクリート部材１の表面からシースの外周面に到達する穴であって、シース５の軸線方向に長軸を有する長穴１２を切削する。この切削は、ノズル２２から噴射される高圧水噴流によって行う。ノズルは二つの吐出口２３を軸対称に有し、これを回転するとともに、シース５の軸線方向に往復動をしながら高圧水を吐出し、切削された骨材等を切削口内から排出しながら効率よく限定された範囲を切削する。このようにして形成された長穴内には、グラウトの注入口と排出口を設け、注入口からグラウトを注入しながら排出口からシース内の空気を排出する。
【選択図】 図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポストテンショニング方式のプレストレストコンクリート部材において、緊張材特に緊張材が挿通されるシース内のグラウトの充填が不完全な部分にグラウトを追加充填して補修する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレストレストコンクリート（ＰＣ）部材を製作する方法として従来から一般に用いられているものの一つにポストテンショニング方式がある。この方式は、緊張材を筒状のシースで被覆し、型枠内の所定の位置に配設してコンクリートを打設する。そして、コンクリートの硬化後に緊張材をジャッキで緊張する。このとき、緊張材はシースによって被覆されているのでコンクリートに拘束されることがなく、全長にわたって引張力が導入される。引張力が導入された緊張材は、端部が定着具を介してコンクリートに定着され、コンクリートに圧縮力（プレストレス）が導入される。
【０００３】
このようにしてプレストレスが与えられた後は、シース内にセメントを主材とするグラウトを圧入し、その硬化によって部材のコンクリートと緊張材とを一体化するとともに、シース内に侵入した水分などに起因する腐食から緊張材を保護する。上記グラウトにはセメントの他、アルミニウム粉末等を混合して硬化時にグラウトを適当量膨張させ、付着強度の向上を図るとともに、グラウトの収縮による間隙の発生を防止する。
【０００４】
しかし、上記シース内に注入するグラウトが完全に充填されずに、無充填部分がシース内に存在すると、高張力を受ける緊張材の耐久性が著しく低下する。つまり、緊張材はアルカリ性のセメントグラウトによって防錆されているが、グラウトの未充填部分では、早期に腐食が生じてしまう。このため、例えば橋桁や建築物等のプレストレストコンクリート構造物では、グラウト充填工事の施工後にグラウトの充填が不完全な部分が発見されると、この部分にグラウトを追加充填する補修工事を行うことが望まれる。
【０００５】
補修方法として一般的なものは、グラウトの充填がされていない部分の両端部付近で部材表面のコンクリートをはつり取ってシースを露出させ、それぞれの位置でグラウトホースを接続して一方からグラウトの充填及び他方からシース内空気の排出を行う。
【０００６】
上記補修方法においてコンクリートをはつる作業は、ほとんどの場合ブレーカやピックハンマー等を用い、機械的にコンクリートを破砕することによって行われている。また、コンクリート構造物の一部をはつり取る方法として、高圧水噴流をコンクリート部材の表面に射出し、水流の衝撃によってコンクリートをはつり取る、いわゆるウォータージェット式の方法が知られており、特許文献１、特許文献２又は特許文献３等に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−８１２
【特許文献２】
特開昭６０−２０３７９３
【特許文献３】
特開平１１−９０８３２
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、機械的な衝撃によってコンクリートをはつり取る方法では、大きな騒音及び振動が発生することになり、市街地での施工は難しくなる。また、作業者に熟練が必要になるとともに、騒音や多量に発生する粉塵によって作業環境は劣悪なものとなる。
また、コンクリート構造物の一部をはつり取ることは、コンクリート部材の一部を欠損させることであり、欠損量はできるだけ小さく抑えるのが望ましいが、上記のような機械的な衝撃によってはコンクリートをはつり取る方法では、小さく限定された範囲のみをはつることが難しかったり、周辺部に損傷が及ぶことがある。
【０００９】
一方、ウォータージェットを用いる方法では、作業の際に発生する騒音や振動を低減することができ、小さく限定された範囲のみをはつることができる。しかし、特許文献１に記載の装置のように、ノズルの先端の中央に一つの吐出口が設けられたものを用いると、被加工物に対して垂直な方向から高圧水を噴射するため、削られたコンクリートの破片や粉塵が孔内から排出されにくく、切削の効率が悪くなってしまう。
【００１０】
また、特許文献２に記載の装置のように、ノズルに複数の吐出口を非対称に設け、該ノズルを軸回りに回転させながら被加工物に高圧水を噴射するものや、 特許文献３に記載の装置のように、ノズルを支持するロッドの軸線に対して該ノズルの角度を任意に設定することができるものでは、これらのノズルを回転させながら高圧水噴流を噴射したとき、ノズルが高圧水噴流の反力によって軸回りに振れてしまう。そして、コンクリート部材の所定の位置に精度良く削孔を行うことが難しくなる。
【００１１】
本願に係る発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンクリート部材の表面からシースに至る穴を、小さい範囲に限定して正確にかつ効率よく切削し、グラウトの不完全部分にグラウトを追加充填して補修することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 プレストレストコンクリート部材内に配置された緊張材を被覆するシース内のグラウトの充填が不完全である部分にグラウトを補充充填するグラウト不完全部分の補修方法であって、プレストレストコンクリート部材の表面から前記シースの外周面に到達する穴であって、緊張材の軸線方向に長軸を有する長穴を切削し、 該長穴内で前記シースにグラウトの注入口と空気の排出口とを設けて、該注入口からグラウトを注入するものとし、 前記長穴の切削は、ノズルから噴射される高圧水噴流によって行い、 前記ノズルは、軸線回りに回転しながら二つの吐出口から高圧水噴流を吐出するものであって、二つの吐出口は、前記回転軸に対称に設けられたものを用い、 該ノズルを前記シースの軸線方向に往復動をしながら高圧水噴流を吐出するグラウト不完全部分の補修方法を提供する。
【００１３】
上記グラウト不完全部分の補修方法では、シース内のグラウトの充填が不完全である部分で、プレストレストコンクリート部材の表面からシースの外周面に到達する穴を、ウォータージェットによって迅速かつ正確に形成することができる。このとき、高圧水噴流を吐出するノズルが二つの吐出口を有し、軸線回りに回転しながら高圧水噴流を吐出することによって、高圧水噴流の軌跡が適当な半径の円形となる。そして、該ノズルをシースの軸線方向に沿って往復動することによって、シースの軸線方向に適切な長さで適切な幅を有する長穴を、シースの外周面に到達する深さまで効率よく切削することができる。また、ノズルは回転するとともに往復動しながらコンクリートを切削するため、削り取られたコンクリートの骨材等が吐出水とともに長穴内から良好に排出される。そして、二つの吐出口がノズルの回転軸に対称に設けられているため、ノズルを回転させながら高圧水噴流を噴射したとき、高圧水噴流の反力がノズルの回転軸に対称に作用し、安定した状態でコンクリートの所定の位置を正確に切削することができる。
【００１４】
上記にようにして設けられた長穴は、シースに沿って適当な長さで設けられているので、グラウトの注入口と空気の排出口とをこの長穴内でシースに容易に設けることができる。そして、注入口からグラウトを注入することにより、グラウトの充填が不完全である部分に配置されていた緊張材がグラウトによって防錆され、早期に腐食が生じてしまうのを防ぐことができる。また、シースに注入口及び排出口を設ける作業は、一つの長穴内で行うことができ、多くの削孔を行う必要がなく作業性が良好となる。
【００１５】
請求項２に係る発明は、 請求項１に記載のグラウト不完全部分の補修方法において、 前記空気の排出口を、前記長穴からシース内の上方に向けてホースを挿入することによって形成するものである。
【００１６】
長穴からシース内の上方に向けてホースを挿入し、排出口を形成することによって、長穴の位置に関わらず、注入口からグラウトの注入及び排出口からシース内空気の排出が円滑に行われる。これにより、シース内のグラウトの充填が不完全な部分の全体に、良好にグラウトを注入することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願発明に係る補修方法を適用することができるプレストレストコンクリート桁（ＰＣ桁）の例を示す概略側面図である。また、図２（ａ）は図１に示すＡ−Ａ線における断面図、図２（ｂ）は桁端面図であって、図１に示すＢ−Ｂ線における矢視図である。
このＰＣ桁１は、橋面（図示しない）を形成する床版２と下フランジ３とこれらを連結するウェブ４によって構成され、ウェブ４の形状は軸線方向の中央部で最も薄く、両端部で下フランジ３と同じ厚さとなっている。ＰＣ桁１内には軸線方向にシース５に被覆された複数の緊張材（鋼より線）５が埋め込まれており、ＰＣ桁１の中央部１ａでは図２（ａ）に示すようにすべてが下フランジ３内に配置され、中央部から両端部へ上方に向かって曲げ上げるように配置されている。そして、ＰＣ桁１の両端部では図２（ｂ）に示すように上下方向に配列され、それぞれの緊張材に引張力が導入された状態で端部が定着具７を介してコンクリートに定着されている。これにより、ＰＣ桁１に圧縮力（プレストレス）が導入され、曲げモーメントによる引張応力に抵抗することができるものとなっている。また、ＰＣ桁１の両端部付近では、緊張材が斜め方向に配置され、大きなせん断力に抵抗するものとなっている。
【００１８】
上記ＰＣ桁１はポストテンショニング方式によって製作されており、図３（ａ）に示すように、先ず緊張材６を筒状のシース５で被覆し、型枠１０内の所定の位置に配設してコンクリート９を打設する。そして、コンクリートの硬化後に緊張材６をジャッキで緊張し、端部を定着具７を介してコンクリートに定着する。その後、図３（ｂ）に示すようにシース５内にセメントを主材とするグラウト８を圧入し、その硬化によってコンクリート９と緊張材６とを一体化するとともに、シース５内に侵入した水分などに起因する腐食から緊張材６を保護する。
【００１９】
上記のようなポストテンショニング方式では、シース５内に異物が入り込んでいた場合や緊張材の状態等によってグラウト８がシース内で流動しにくい場合がある。また、グラウト８の表面張力等がグラウトの注入を阻害するように作用し、シース５の全長にわたって該シース５内の空隙を充たすようにグラウト８を充填することができず、図４に示すように、シース内にグラウトの充填が不完全な部分１１が生じてしまう場合がある。グラウトの充填が不完全である部分では、シース５内に侵入した水分などによって緊張材が早期に腐食する。
【００２０】
次に、上記のようなグラウトが不完全な部分１１にグラウト８を補充充填する方法を説明する。
先ず、ウォータージェット装置によって、シース内のグラウト不完全部分１１に対向する側面からシース５の外周面に到達する穴であって、該シース５の軸線方向に長軸を有する長穴１２を切削する。
【００２１】
上記ウォータージェット装置は、高圧水噴流の衝撃によってコンクリートを表面からはつり取るものであり、図５に示すように、一端から高圧水が送り込まれるとともに、駆動装置（図示しない）によって軸線回りに回転駆動される管体２１と、該管体２１の他端に取り付けられ、二つの吐出口２３ａ、２３ｂが設けられたノズル２２とを有する。二つの吐出口２３ａ、２３ｂは、ノズル２２の回転軸Ｃに関して対称に設けられており、回転軸Ｃに対して広がる方向に高圧水噴流を噴射するように所定の角度θで設けられている。そして、図６に示すように、管体２１とともにノズル２２が管体２１の軸線回りに回転しながら高圧水噴流を吐出し、シース５の軸線方向に往復動することによって、該シース５の外周面に到達する深さの長穴を切削する。
【００２２】
二つの吐出口２３ａ、２３ｂをノズル２２の回転軸Ｃに関して対称に設けることにより、ノズル２２を回転させながら高圧水噴流を噴射したときに、回転軸が振れたりすることなく円滑に回転し、正確に限定された範囲を切削する。また、ノズル２２をシース５の軸線方向に往復動させることによって削り取られたコンクリートの骨材や粉塵は、穴の底部に堆積して留まるようなことはなく、噴出水とともに長穴１１内のノズルのある位置の脇から良好に排出される。
【００２３】
次に、長穴１２内でシース５に二つの開口を設け、図７に示すように一方の開口１３にホース１３ａを挿入し、グラウト８の注入口を形成する。また、図４に示すように他方の開口１４からシースの軸線に沿って上方に向けてホース１４ａを挿入し、空気の排出口を形成する。そして、グラウト８の注入口からグラウトを注入すると、これにともなってホース１４ａからシース内の空気が排出される。そして、排出口となるホース１４ａがグラウト不完全部分の最上部まで挿入されていることによって、シース内のグラウト不完全部分のほぼ全域にグラウトを注入することができる。
上記のような作業によって、グラウトの充填が不完全である部分に配置されていた緊張材６がグラウト８によって防錆され、早期に腐食が生じてしまうのを防ぐことができる。
【００２４】
なお、上記のような補修方法において、シース５の軸線方向に長軸を有する長穴１２は、図４に示すように、長軸がシースの軸線方向と正確に一致するのが望ましいが、必ずしも正確に一致している必要はなく、ほぼシースの軸線と一致してグラウトの注入口と排出口とが設けられるようにシースが露出するものであればよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明に係るグラウト不完全部分の補修方法では、プレストレストコンクリート部材の表面からシースの外周面に到達する穴であって、緊張材の軸線方向に沿って長軸を有する長穴を、効率良く正確に設けることができる。そして、この長穴内でシースにグラウトの注入口と空気の排出口とを設け、注入口からグラウトを注入することができる。これにより、コンクリート構造物の損傷を小さく抑えながら、グラウトの充填が不完全である部分を有効に補修することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るグラウト不完全部分の補修方法を適用することができるＰＣ桁の例を示す概略側面図である。
【図２】図１に示すＰＣ桁の断面図及び桁端面図である。
【図３】図１及び図２に示すＰＣ桁内に配置されるシース及び緊張材を示す断面図である。
【図４】シース内のグラウトの充填が不完全である部分付近で設ける切削穴を示す拡大図である。
【図５】ウォータージェット装置のノズルを示す断面図及び正面図である。
【図６】ウォータージェット装置の動作を説明する概略図である。
【図７】ＰＣ桁の側面からシースの外周面に到達する穴を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ＰＣ桁
２ 床版
３ 下フランジ
４ ウェブ
５ シース
６ 緊張材
７ 定着具
８ グラウト
９ コンクリート
１０ 型枠
１１ グラウト不完全部分
１２ 長穴
１３，１４ 開口
２１ 管体
２２ ノズル
２３ 吐出口

Claims (2)

1. プレストレストコンクリート部材内に配置された緊張材を被覆するシース内のグラウトの充填が不完全である部分にグラウトを補充充填するグラウト不完全部分の補修方法であって、
   プレストレストコンクリート部材の表面から前記シースの外周面に到達する穴であって、緊張材の軸線方向に長軸を有する長穴を切削し、
   該長穴内で前記シースにグラウトの注入口と空気の排出口とを設けて、該注入口からグラウトを注入するものとし、
   前記長穴の切削は、ノズルから噴射される高圧水噴流によって行い、
   前記ノズルは、軸線回りに回転しながら二つの吐出口から高圧水噴流を吐出するものであって、二つの吐出口は、前記回転軸に対称に設けられたものを用い、
   該ノズルを前記シースの軸線方向に往復動をしながら高圧水噴流を吐出することを特徴とするグラウト不完全部分の補修方法。
2. 前記空気の排出口は、前記長穴からシース内の上方に向けてホースを挿入することによって形成することを特徴とする請求項１に記載のグラウト不完全部分の補修方法。

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