JP2007291696A - 鉄筋コンクリート柱の補強工法 - Google Patents

Abstract

【課題】柱体外側面に補強板をアンカーと接着により固定して衝撃力に対する補強を図る鉄筋コンクリート柱の補強工法において、施工面が地下水に接して湿潤し施工が困難な場合でも，確実な施工と接着強度を期待できる同補強工法の提供。
【解決手段】鉄筋コンクリートの柱体外側面に鋼板等の補強板をアンカーボルトの介在により微間隙を配して配設する工程と、補強板と柱体面との間の微間隙部をその全周縁に亘ってゴムパッキングの嵌着と樹脂モルタルの充填によりシールし，柱体下部で補強板下面における地下水に接する部分に無収縮モルタルを打設して止水する工程と、柱体と補強板との間の間隙部内の空気と水分を真空吸引により除去する工程と、この間隙部内の真空吸引を図りながらその間隙部内に硬化性樹脂を注入する工程と、充填材を注入してアンカーボルトと柱体とを固定する工程と、アンカーボルトと補強板との結合を図る工程とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄筋コンクリート柱の外側面に鋼板等の補強板をアンカーボルトと接着により一体に取り付けて耐震性の向上等を図る鉄筋コンクリート柱の補強工法に関し、とりわけ地下水位が高く柱面が湧出する地下水に接し湿潤する等施工に困難が伴い接着材による鋼板等の補強板の接着効果が期待できないところでも，容易確実に施工ができその接着効果を高めることができて補強効果を充分に発揮することができる鉄筋コンクリート柱の補強工法に係るものである。

従来の斯かる鉄筋コンクリート柱の補強工法としては、例えば下記に示す特許文献１〜３に記載されたもの等がある。 しかしこれらのものは、鉄筋コンクリート柱の柱体と鋼板等の補強板との間に配される間隙部内の外気に対するシールと，地下水の湧出を止める止水と，同間隙部内への硬化性樹脂の注入手段に充分な工夫が施されていないため、地下水が比較的高い場所等柱体が地下水に接してその施工面が常に湿潤している工事現場では実施することが困難であった。
特許第３４２２９４２号公報 特開２００３−１１３６７４号公報 特開昭５８−６９９６５号公報

即ち斯かる従来技術においては、鉄筋コンクリート柱の柱体外側面と鋼板等の補強板との接着は単にその間の間隙部内に樹脂モルタルでシールを施すとともにエポキシ樹脂等の硬化性樹脂を注入して行っていたため、次のような難点を有していた。
ａ．地下水に接する施工面での樹脂注入間隙部内のシール不充分
シール材である樹脂モルタルは、水分の存在により接着効果が損なわれ間隙部内のシール不充分により地下水の湧出の止水が困難となる。また，間隙部内のエアと水分の抵抗によりエポキシ樹脂等硬化性樹脂の円滑な注入が困難となり樹脂漏れが生ずる等その処理が煩瑣となる。そのため、柱体が地下水に接しているような場所での施工が困難となる。
ｂ．湿潤面での樹脂の接着強度の低下
柱体が地下水に接しているような場合には、柱体の外側面と鋼板等の補強板の内面側に水分が付着した湿潤面となっており、そのためエポキシ樹脂硬化性樹脂は水分存在下で硬化はしても接着強度が著しく低下し、柱体と補強板との充分な一体結合化が図れない。
ｃ．補強板の溶接箇所での間隙部内のエア溜まりの不都合
補強板が複数の分割片を鉄板等の裏当て材を介して継ぎ目を溶接接合したものである場合には、樹脂注入の間隙部内はこの溶接部分の裏当て材により上下方向で遮断された状態となっているため、従来工法では間隙部内のシール（密封）不充分によりその裏当て材の下部に樹脂が充分に廻りきらず、エア溜まりができて樹脂の密度が低く樹脂注入の均一化が図れない。

本発明は、鉄筋コンクリート柱の柱体外側面と鋼板等の補強板との間に配される間隙部内のシールと同間隙部内へのエポキシ樹脂等の硬化性樹脂の注入手段に格別な工夫を施すことにより前記従来技術の諸難点を解消し、地下水位が高く柱面が湧出する地下水に接し湿潤する等施工に困難が伴い接着材による鋼板等の補強板の接着効果が期待できないところでも，容易確実に施工ができその接着効果を高めることができて補強効果を充分に発揮することができる鉄筋コンクリート柱の補強工法を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するために本発明は、とりわけエポキシ樹脂等の硬化性樹脂を注入する鉄筋コンクリート柱の柱体外側面と鋼板等の補強板との間の間隙部内のシールと地下水の止水を確実になし，同間隙部内の真空維持を図りながらその樹脂の注入を図るようになしたものであり、特許請求の範囲に記載の次の手段を採っている。

即ち請求項１の記載のとおり，鉄筋コンクリートの柱体外側面に補強板をアンカーボルトの介在により所定間隙（微間隙）を配して配設する工程と、補強板と柱体面との間の間隙部内をその全周縁に亘ってゴムパッキングの嵌着と樹脂モルタルの充填によりシールし，柱体下部の補強板下面における地下水に接する部分に無収縮モルタルを打設し止水モルタル層を形成して止水する工程と、柱体と補強板との間の間隙部内の空気と水分を真空吸引により除去する工程と、この間隙部内の真空吸引を図りながらその間隙部内に硬化性樹脂を注入する工程と、充填材を注入してアンカーボルトと柱体とを固定する工程およびアンカーボルトと補強板との結合を図る工程とを具備していることを特徴とするものである。

鉄筋コンクリート柱の柱体外側面にアンカーボルトを介し間隙をおいて配設される補強板としては、鋼板もしくはコンクリート板を用いる。

また同補強板としては、施工場所の状況等に応じて柱体の一側外面を覆う一面形状、柱体の隣接する二側外面を覆うＬ字型の二面形状、柱体の隣接する三側外面を覆うコ字型の三面形状、又は柱体の全周外面を覆うロ字型の四面形状のものを適宜使い分ける。

更にまた同補強板として、柱体の外側面に沿って複数片に分割されて垂直方向に並列配列された鋼板であり且つその各分割片の継ぎ目が裏面に介在させた裏当て板を介して溶接接合されているものを用いる場合がある。

本発明は上記の構成となしたので、上述の従来技術の有する諸難点を解消し、次の特有の効果を奏する。

請求項１に係る発明においては、鉄筋コンクリート柱の柱体外側面と鋼板等の補強板との間に配される硬化性樹脂注入用の間隙部内は、その全周縁に亘るゴムパッキングの嵌着とその外周面における樹脂モルタルの充填により完全にシール（密封）されて外気の遮断が確実になされるとともに、柱体下部で補強板下面の地下水に接する部分には無収縮モルタルの打設による止水モルタル層の形成により地下水の湧出が確実に防止される。無収縮モルタルはセメント系であり、水と反応して硬化するため、地下水と接していても問題なくシール（止水）できる。 そしてこの完全にシールされた硬化性樹脂注入用の間隙部内を真空吸引してその内部のエアと水分を除去して真空状態にするとともに、その真空状態を保持しながら間隙部内に硬化性樹脂を注入して柱体外側面と補強板との接着による一体結合化を図る。 斯かる格別な方法の導入により上述の従来技術とは異なる次の好適な効果が得られる。
１）地下水の止水が確実になされ、樹脂注入用の間隙部内のエアと水分が除去されてそれによる抵抗が無くなり，真空状態が維持されるので、樹脂の注入を円滑且つ容易に行うことができ、従来のような樹脂漏れによる不都合が皆無となり、
従来困難であった地下水位が高く施工面が地下水に接して湿潤するような工事現場においても、容易且つ確実に施工することができる。
２）柱体外側面と補強板内面側に付着する水分が確実に除去されているので、従来と異なり樹脂の水分による接着強度の低下を招く不都合がなく、地下水に接するようなところでも樹脂の接着強度を向上させることができ、柱体と補強板との一体結合を強化することができるので、柱体に対する補強効果を充分に発揮することができる。
３）樹脂注入用間隙部内を真空状態となし，更に真空吸引をして真空状態を保持しながら樹脂の注入を行うことで、樹脂の注入を抵抗なく円滑且つ容易に行うことができるとともに，真空状態となっている間隙部内は沸点が下がり低い温度で水分は蒸発するので下端部内にとり切れず残留している水分及び注入されている樹脂に混入されている水分とエアも除去されることとなり、充填される樹脂密度が高くなり、接着強度が一層向上される。
４）樹脂注入用間隙部内が完全密封され真空状態を保持しながら樹脂注入を行うので、請求項４に記載のように補強板として複数の分割片を裏当て材の介在で溶接接合したものを用い裏当て材により間隙部内が上下方向に遮断されている場合であっても、従来と異なり、樹脂の注入は隅々まで行き渡り裏当て材の下面にエア溜まりができるという不都合はなく、樹脂注入の均一充填を行うことができる。
５）柱体内に向かって打ち込まれるアンカーボルトによる柱体と補強板との一体結合と，接着による柱体と補強板との一体結合の強化により、柱体内部に配筋されている主筋とその周りを巻く帯筋（剪断補強筋）による補強と相俟って、柱体の軸に沿った垂直方向とそれと直角の水平方向に働く地震等の衝撃荷重に対し充分な補強効果を発揮することができる。

１）鉄筋コンクリート柱の柱体外側面に、アンカーボルトを介して鋼板等の補強板を所定の間隙をおいて配設する。
２）柱体外側面と鋼板等の補強板との間に配される間隙部内を、その全周縁に亘るゴムパッキンの嵌着とその外周面における樹脂モルタルの充填により、完全確実にシール（密封）する。
３）柱体下部で補強板下面の地下水に接する部分に、無収縮モルタルを打設して止水モルタル層を形成し、地下水の止水をする。
４） 前記密閉された間隙部内を真空吸引してエアと水分を除去し真空状態となし、更に真空吸引して真空状態を保持しながらエポキシ樹脂等の硬化性樹脂を
注入して柱体外側面と鋼板等の補強板とを樹脂により接着固定させる。
５）柱体内に打ち込んだアンカーボルトと柱体とを樹脂モルタル等の充填材の注入により一体化させるとともに、補強板とアンカーボルトとをナットによる締め付け又は溶接により一体結合させる。
上記の方法にて鉄筋コンクリート柱とアンカーボルトと鋼板等の補強板とを一体結合させることによって、地下水位が高く施工面が地下水に接し湿潤面となる工事現場においても，容易且つ確実に施工することができ接着強度が高く充分な補強効果を発揮することができる鉄筋コンクリート柱の補強工法が得られた。

別紙図面の図１〜図６を参照して，本発明に係る鉄筋コンクリート柱の補強方法における実施形態の一例について説明する。

図1及び図２は、鉄筋コンクリート柱体に対する補強鋼板の配設と樹脂注入の事前工程を示す説明図である。鉄筋コンクリート柱の柱体１外側面に、補強用鋼板２をアンカーボルト３の介在により所定間隔（３ｍｍ程度）の間隙部４をおいて配設する。 アンカーボルト３は、柱体１の外側面から柱面に対し直角に柱体１の内部に向かって形成したアンカー挿入孔５内に先端部を外部に突出させた状態で打ち込み、挿入孔５内に樹脂モルタル等の充填材を充填して柱体１と一体結合させる。
鋼板２は板体に形成したアンカー挿入孔を介してアンカーボルト３の柱体１から突出する部分の外周面に嵌合し柱体１に対し所定間隙をおいて配設し、ナット若しくは溶接によりアンカーボルト３と一体結合させる。

柱体１と鋼板２との間に配された間隙部４内のシール（密封）を図るべく、間隙部４の全周縁に亘ってゴムパッキング６を柱体１と鋼板２との間に嵌着し、ゴムパッキング６の外周面部に更に樹脂モルタル７を充填して外気との完全遮断を図る。 柱体１下部で鋼板２下面の地下水に接する部分に無収縮モルタルを打設して止水モルタル層８を形成し、地下水の止水をする。

前記密封された間隙部４内を真空吸引するべく、鋼板２に形成した下部吸引兼注入口９に接続パイプ１０を介して真空瓶１１を接続し、吸引孔のバルブ１８を開け真空瓶に接続する真空ポンプ１２を稼働させて内部のエアと水分を除去して真空状態となす。

真空瓶１０内に水分が出なくなった時点で下部吸引孔のバルブ１８を閉め、真空瓶１０と真空ポンプ１１は上部吸引孔１３に接続切り替えし、下部吸引孔９にはエポキシ樹脂等硬化性樹脂注入ポンプ１４を接続する。 真空ポンプ１２を稼働させて上部方向から間隙部４内の真空状態を保持しながら更に真空吸引し、下方のエポキシ樹脂等硬化性樹脂注入ポンプ１４により間隙部４内にエポキシ樹脂等の硬化性樹脂１５を注入していく。

間隙部４内への樹脂の充填は、内部の真空状態を保持し更に真空吸引しながら注入を行うので、抵抗がなく円滑且つ確実に行われる。
鋼板２が複数の分割片を鉄板の裏当て材１６を介して溶接接合されたものを用い、図1のように間隙部４内が裏当て材１６により上下方向に遮断された状態の場合であっても、内部が真空状態のため裏当て材１６の下面にエア溜まりができて樹脂が行き渡らないということはなく、樹脂の充填注入が均一になされる。

図中，１７は地下水位、１９は水分の付着で湿潤した湿潤面である。

柱体に対する補強材の配設と真空吸引要領を示す説明図。 同上の真空吸引状態を示す説明図。 樹脂注入要領を示す説明図。 間隙部の止水シールの配設要領を示す平面図。 同上の止水シールの配設要領を示す正面図。 同じく間隙部の止水シールの配設要領を示す平面拡大図。

符号の説明

１ 鉄筋コンクリート柱の柱体
２ 補強用鋼板
３ アンカーボルト
４ 間隙部
５ アンカー挿入孔
６ ゴムパッキング
７ 樹脂モルタル
８ 止水モルタル層
９ 下部吸引兼注入口
１０ 接続パイプ
１１ 真空瓶
１２ 真空ポンプ
１３ 上部吸引孔
１４ 樹脂注入ポンプ
１５ 硬化性樹脂
１６ 鉄板裏当て材
１７ 地下水位
１８ バルブ
１９ 湿潤面

Claims (4)

1. 鉄筋コンクリートの柱体外側面に補強板をアンカーボルトの介在により間隙を配して配設する工程と、補強板と柱体面との間の間隙部内をその全周縁に亘ってゴムパッキングの嵌着と樹脂モルタルの充填によりシールし，柱体下部の補強板下面における地下水に接する部分に無収縮モルタルを打設して止水する工程と、柱体と補強板との間の間隙部内の空気と水分を真空吸引により除去する工程と、この間隙部内の真空吸引を図りながらその間隙部内に硬化性樹脂を注入する工程と、充填材を注入してアンカーボルトと柱体とを固定する工程およびアンカーボルトと補強板との結合を図る工程とを具備していることを特徴とする鉄筋コンクリート柱の補強工法。
2. 鉄筋コンクリート柱の柱体外側面にアンカーボルトを介し間隙をおいて配設される補強板として、鋼板もしくはコンクリート板を用いることを特徴とする請求項１記載の鉄筋コンクリート柱の補強工法。
3. 鉄筋コンクリート柱の柱体外側面にアンカーボルトを介し間隙をおいて配設される補強板の形状が、柱体の一側外面を覆う一面形状、柱体の隣接する二側外面を覆う二面形状、柱体の隣接する三側外面を覆う三面形状、又は柱体の全周外面を覆う四面形状であることを特徴とする請求項１又は２記載の鉄筋コンクリート柱の補強工法。
4. 鉄筋コンクリート柱の柱体外側面にアンカーボルトを介し間隙をおいて配設される補強板が、柱体の外側面に沿って複数片に分割されて垂直方向に並列配列された鋼板であり且つその各分割片の繋ぎ目が裏面に介在させた裏当て板を介して溶接接合されているものであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の鉄筋コンクリート柱の補強工法。

Images