JP2010059687A - 柱部材の防食ライニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】型枠の設置、撤去作業を軽労化するとともに、所定形状の防食ライニングを容易に形成できる柱部材の防食ライニング方法を提供する。
【解決手段】グラウト材Ｇを保持可能で透水性を有する繊維シート２を鋼管杭１３の外周面に巻付けるように配置し、繊維シート２の外周を囲むようにワイヤメッシュ体７を配置し、繊維シート２とワイヤメッシュ体７の上端部および下端部のうち、少なくとも下端部を、ベルト状の締付け部材１０で鋼管杭１３に締付け固定して型枠ユニット１を取付け、繊維シート２の下端部の注入口６ａからグラウト材Ｇを注入して、上端部のエア抜き口６ｂからエアを抜きつつ、繊維シート２と鋼管杭１３とのすき間にグラウト材Ｇを充填し、グラウト材Ｇを充填した繊維シート２の外周面をワイヤメッシュ体７で保持した状態にして、グラウト材Ｇを固化させて防食ライニングを形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、柱部材の防食ライニング方法に関し、さらに詳しくは、型枠の設置および撤去作業を軽労化するとともに、所定形状の防食ライニングを容易に形成できる柱部材の防食ライニング方法に関するものである。

桟橋等を支える鋼管杭では、常に浸水状態になる海中部は、外部からの酸素の供給が遮断されるので腐食の進行が抑制される。一方、海面の干満によって気中での乾燥状態と海中での浸水状態とを繰返す干満帯は、腐食が著しく促進される。このような問題を解決するため、干満帯およびその上方に位置する飛沫帯を、コンクリート等からなる防食ライニングにより被覆し、この範囲への酸素の供給を遮断して鋼管杭の腐食を防止する方法が知られている。

防食ライニングを施工する場合には、施工対象の柱部材の外周に足場を組んで、柱部材を囲むように金属等からなる型枠を設置し、その後、柱部材と型枠とのすき間にコンクリート等のグラウト材を充填する。このような従来方法では、型枠を所定位置に設置するために、柱部材の表面に型枠の下端部を支持する受けアングル部材を溶接等によって取付けるようにしていた。受けアングル部材を取付ける位置は、海中になるため、非常に煩雑な取付け作業が必要になるという問題があった。また、重量物である多数の型枠を設置および撤去しなければならないため、多大な労力が必要であった。

型枠を軽量化して作業負担を軽減する方策としては、織布や不織布等の繊維シートを型枠部材として用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この提案は、防食ライニングを施工する場合ではなく、単純にコンクリートを打設する場合に適用するものであるが、このような繊維シートを防食ライニングを施工する際に利用することも考えられる。

しかしながら、従来の型枠に比して剛性が低い繊維シートでは、グラウト材を充填した際に、グラウト材の重さに耐えきれずに膨出（はらみ）が生じ、所定形状の防食ライニングを形成できないという問題が生じる。そこで、シート厚さを増大したり、補強材を付加したり、特許文献１で提案されているように多数の筒状体を連結して剛性を向上させようとすれば、軽量化の効果が失われるという問題があった。また、繊維シートの剛性を単純に向上させると、取扱い性も低下するとともに、充填したグラウト材に沿って容易に変位（移動）しなくなるため、充填作業が困難になるという問題があった。
特開平８−４２８４号公報

本発明の目的は、型枠の設置および撤去作業を軽労化するとともに、所定形状の防食ライニングを容易に形成できる柱部材の防食ライニング方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の柱部材の防食ライニング方法は、柱部材の外周を囲むように型枠を設置し、この型枠と柱部材とのすき間にグラウト材を充填して柱部材の外周面を被覆する防食ライニングを形成する柱部材の防食ライニング方法において、前記型枠として、グラウト材を保持可能な透水性を有する繊維シートと、筒状に形成されるワイヤメッシュ体とを備えた型枠ユニットを使用し、この繊維シートを柱部材の外周面に巻付けるように配置するとともに、この繊維シートの外周を囲むように前記ワイヤメッシュ体を配置して、配置した繊維シートおよびワイヤメッシュ体の上端部および下端部を柱部材に対して所定位置に固定し、これらの上端部および下端部のうち、少なくとも下端部は、ベルト状の締付け部材によって締付け固定し、この固定した繊維シートに設けた注入口からグラウト材を注入して、繊維シートの上端部からエアを抜きつつ、繊維シートと柱部材とのすき間にグラウト材を充填し、グラウト材を充填した繊維シートの外周面をワイヤメッシュ体により保持した状態にして、グラウト材を固化させて防食ライニングを形成することを特徴とするものである。

ここで、前記繊維シートおよびワイヤメッシュ体の上端部を、ベルト状の締付け部材によって締付け固定することもできる。前記グラウト材を注入する前に、ワイヤメッシュ体の上端部と下端部の間の外周面にベルト状の締め付け部材を巻付けることもできる。前記ワイヤメッシュ体の上端部および下端部を、予め段差状に縮径した形状にしておくこともできる。防食ライニングを形成した後にワイヤメッシュ体を取外して、繰り返して防食ライニングを形成する際に用いることもできる。

本発明によれば、型枠として、グラウト材を保持可能な透水性を有する繊維シートと、筒状に形成されるワイヤメッシュ体とを備えた型枠ユニットを使用するので、従来の型枠に比して軽量にすることができる。そして、繊維シートを柱部材の外周面に巻付けるように配置するとともに、この繊維シートの外周を囲むようにワイヤメッシュ体を配置して、配置した繊維シートおよびワイヤメッシュ体の上端部および下端部を柱部材に対して所定位置に固定し、これらの上端部および下端部のうち、少なくとも下端部は、ベルト状の締付け部材によって締付け固定するので、繊維シートおよびワイヤメッシュ体の下端部が水中に位置していても、複雑な固定作業は不要になる。

そして、柱部材に固定した繊維シートの下端部に設けた注入口からグラウト材を注入して、この繊維シートの上端部からエアを抜きつつ、繊維シートと柱部材とのすき間にグラウト材を充填し、グラウト材を充填した繊維シートの外周面をワイヤメッシュ体により保持した状態にして、グラウト材を固化させて防食ライニングを形成するので、グラウト材を充填した繊維シートがグラウト材の重さによって過度に膨出することが防止できる。

防食ライニングを形成した後は、型枠ユニットを取付けたままにすることができる。或いは、ワイヤメッシュ体だけを取外すことができる。ワイヤメッシュ体は、軽量であるとともに、下端部は締付け部材の締付け固定を解除すればよいので、下端部が水中に位置していても、複雑な解除作業は不要になる。

このように本発明によれば、型枠ユニットの設置および撤去の作業負担が軽減できるとともに、柱部材の外周面に所定形状の防食ライニングを容易に形成することが可能になる。

以下、本発明の柱部材の防食ライニング方法を、図に示した実施形態に基づいて説明する。

桟橋などの構造物では、図１に例示するように、海中から海上に立設されて上部工１４を支える鋼管杭１３などの柱部材の干満帯および飛沫帯に対して、型枠を用いて防食ライニングを形成することがある。本発明を実施する際には、型枠として図１に例示するような型枠ユニット１を用いる。この型枠ユニット１は、グラウト材Ｇを保持することができ、透水性を有する繊維シート２と、筒状に形成されるワイヤメッシュ体７とを備えている。

繊維シート２はセメントミルク、モルタル、コンクリート等のグラウト材Ｇを保持可能であるとともに、透水性を有する材質からなっている。いわゆるジオテキスタイルと呼ばれる土木等の用途に使用される高分子材料からなる織布や不織布、編物等を、繊維シート２の素材として用いることができる。例えば、高強力ポリエステル繊維シートを用いる。

繊維シート２は、図２に例示するように平面状であり、筒状に形成した際に対向する両端部に、互いを接合する接合部３を有している。互いの接合部３を接合することにより、図３に例示するように筒状を維持できるようになっている。接合部３としては、例えば、面ファスナーを用いることができる。面ファスナーを用いる場合には、筒状に形成した繊維シート２の周方向に対して高い接合強度（せん断接合強度）を有する仕様を選定する。より強い接合力が必要な場合は、面ファスナーに替えて結束紐、或いは、面ファスナーと結束紐とを併用する。

繊維シート２は、筒状に形成した際に上端部および下端部になる位置に、貫通孔５を有している。この貫通孔５には、注入口６ａ、エア抜き口６ｂが取付けられる。

筒状に形成した際の繊維シート２の上端部および下端部は縮径した状態になることが好ましい。そこで、この実施形態では、繊維シート２の上端部および下端部をやや短くして、筒状に形成した際に、収縮部４が形成できるようになっている。

繊維シート２の厚さは、例えば、０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下にする。繊維シート２の材質にもよるが、シート厚が０．３ｍｍ未満であると強度が不十分になり易く、３．０ｍｍ超ではシート剛性が高くなり過ぎるとともに重量が増大して、取扱い性が低下するためである。

ワイヤメッシュ体７は、図４、図５に例示するように、多数のワイヤ８を交差させて筒状に形成されている。ワイヤ８は、一般的な材質（鋼材等）であればよく、特別な材質を用いなくてもよい。

ワイヤメッシュ体７は、鋼管杭１３を挿通させることなく、鋼管杭１３の外周を囲むことができるように筒状に形成する必要がある。そこで、実施形態では、筒状体を筒軸に沿って分割した分割体７ａを、結束ワイヤなどの結束部材９によって結合することによって筒状に形成できるようにしている。分割体７ａの数は、実施形態に示した２つに限定されるものではない。

ワイヤメッシュ体７は、分割体７ａで構成するだけではなく、シート状のワイヤメッシュを筒状に形成して、筒状にした際に対向する両端部を結束部材９によって結合するように構成することもできる。

ワイヤメッシュ体７は、その上端部および下端部を、予め段差状に縮径した形状にして、縮径部８ａを設けることが好ましい。この縮径部８ａとそれ以外の部分の半径方向の寸法差Ｄは、形成する防食ライニングの厚さに基づいて設定される。

ワイヤ８の外径は、例えば、１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下にする。ワイヤ８の材質にもよるが、ワイヤ外径が１．０ｍｍ未満であると変形し易くなり、５．０ｍｍ超ではワイヤメッシュ体７の重量が増大して取扱い性が低下するためである。

ワイヤ８により形成されるメッシュの大きさは、ワイヤメッシュ体７の軽量化と、充填したグラウト材Ｇの形状保持性能等を考慮して決定され、例えば、２５ｃｍ^２〜９００ｃｍ^２程度にする。

この型枠ユニット１を用いて、鋼管杭１３の干満帯および飛沫帯に防食ライニングを形成する手順を図６、図７に基づいて説明する。

まず、図６に例示するように、鋼管杭１３の対象領域の外周面に、繊維シート２を巻付けるように配置するとともに、この繊維シート２の外周を囲むようにワイヤメッシュ体７を配置する。この際に、繊維シート２は両端部の接合部３を接合して筒状に形成し、ワイヤメッシュ体７は、分割体７ａどうしを結合して筒状に形成する。繊維シート２は、鋼管杭１３の外周面との間にグラウト材Ｇを充填するすき間を確保するように巻付けられる。

上部工１４が邪魔になって鋼管杭１３の上端部に対して、防食ライニングを形成できない場合には、予め、この領域の鋼管杭１３の外周面に弾性コーティング材１２を塗布しておく。そして、繊維シート２およびワイヤメッシュ体７の上端部を、弾性コーティング材１２にオーバーラップするように配置する。

繊維シート２とワイヤメッシュ体７とは、別々に鋼管杭１３の外周に配置することもできるが、予め、ワイヤメッシュ体７（分割体７ａ）の内周面に沿わせるように繊維シート２を取付けておき、両者を一体化した状態で鋼管杭１３の外周を囲むように配置することもできる。この場合、例えば、繊維シート２に固定紐１１を縫付けておき、ワイヤメッシュ体７のワイヤ８の交差部に固定紐１１を結び付ける。

鋼管杭１３の外周に配置した繊維シート２およびワイヤメッシュ体７の上端部および下端部は、鋼管杭１３に対して所定位置に固定するが、これらの上端部および下端部のうち、少なくとも下端部は、ベルト状の締付け部材１０によって締付け固定する。締付け部材１０としては、荷造り等に用いるラッシングベルトや、環状体を周方向に分割した分割体を、環状に組み付けてボルト等で締付けるように構成した部材等を利用することができる。

型枠ユニット１の鋼管杭１３に対する固定手段として、ベルト状の締付け部材１０を用いるので、繊維シート２およびワイヤメッシュ体７の下端部が水中に位置していても、複雑な固定作業が不要になる。この実施形態では、繊維シート２およびワイヤメッシュ体７の上端部についても、ベルト状の締付け部材１０によって鋼管杭１３に締付け固定しているので、固定作業を一層、軽労化することができる。

鋼管杭１３の外周に配置した筒状の繊維シート２の上端部（収縮部４）は、ワイヤメッシュ体７の上端よりも上方に突出させ、繊維シート２の下端部（収縮部４）は、ワイヤメッシュ体７の下端よりも下方に突出させるとよい。そして、ワイヤメッシュ体７の上端および下端から突出した繊維シート２の上端部および下端部を、ベルト状の締付け部材１０により締付け固定することで、繊維シート２を鋼管杭１３に強固に固定することができる。ワイヤメッシュ体７については、上端部および下端部の縮径部８ａを、ベルト状の締付け部材１０によって鋼管杭１３に締付け固定する。

ワイヤメッシュ体７の上端部と下端部の間の外周面には、必要に応じて、ベルト状の締め付け部材１０を巻付ける。この締付け部材１０は、後述するように、充填したグラウト材Ｇの膨出（はらみ）を規制するように機能する。グラウト材Ｇの膨出を規制する締付け部材１０の本数は、特に限定されない。

次いで、図７に例示するように、鋼管杭１３に固定した繊維シート３の下端部に設けた注入口６ａからグラウト材Ｇを注入する。この際に、繊維シート２の内部の空気Ａが、上端部に設けられたエア抜き口６ｂを通じて抜かれつつ、繊維シート２の内周面と鋼管杭１３の外周面とのすき間にグラウト材Ｇが充填される。グラウト材Ｇの充填が完了したか否かは、エア抜き口６ｂの内部を覗くことによって確認できる。

尚、通常のグラウト材Ｇを使用する場合は、水中自由落下すると分離するので、この実施形態のように注入口６ａを、筒状に形成した繊維シート２の下端部に設けるが、水中不分離性のグラウト材Ｇを使用する場合は、水中自由落下が可能であるので、注入口６ａは繊維シート２の下端部に限らず、任意の位置に設けることができる。

本発明では、ワイヤメッシュ体７を用いるので、繊維シート２を過度に厚くする必要がなく、柔軟性を損なうほど、繊維シートＳの剛性が高くならない。したがって、充填されたグラウト材Ｇによって繊維シート２が柔軟に変位するので、充填作業が困難になることがない。

このようにしてグラウト材Ｇが充填された筒状の繊維シート２の外周面は、ワイヤメッシュ体７により保持された状態になる。そのため、グラウト材Ｇの形状は、大きく変形することなくワイヤメッシュ体７によって維持される。この状態で、充填したグラウト材Ｇが固化することにより、図１に例示するように、固化したグラウト材Ｇからなる防食ライニングが形成される。したがって、ワイヤメッシュ体７の縮径部８ａとそれ以外の部分の半径方向の寸法差Ｄを適切に設定することで、所定どおりの形状（厚さ）の防食ライニングを形成することができる。

繊維シート２は透水性を有しているので、グラウト材Ｇの注入前に繊維シート２の内部に溜まっていた水分は、グラウト材Ｇを注入することによって、繊維シート２を通じて外部に排出される。また、充填したグラウト材Ｇに含有していた水分や余分な空気も、繊維シート２を通じて外部に排出されるので、緻密な防食ライニングを形成することが可能になる。

成形する防食ライニングの厚さが大きい等の場合は、繊維シート２の内部に充填したグラウト材Ｇの重さによって、ワイヤメッシュ体７が過度に膨出する危険があるが、このような場合は、ワイヤメッシュ体７の上端部と下端部の間の外周面に巻付けた締付け部材１０によって膨出を防止することができる。ワイヤメッシュ体７は、剛性体であるワイヤ８で構成されているので、膨出を規制する締付け部材１０を巻付けると、締付け部材１０の面積に比べて広範囲の膨出を防止することができる。

防食ライニングを形成した後は、型枠ユニット１を取付けたままにすることができる。或いは、ワイヤメッシュ体７だけを取外すことができる。ワイヤメッシュ体７は、軽量であるとともに、下端部が水中に位置していても、下端部を締付け固定している締付け部材１０の固定を解除すればよいので、複雑な解除作業は不要になる。この実施形態では、ワイヤメッシュ体７の上端部についても、ベルト状の締付け部材１０によって鋼管杭１３に締付け固定しているので、ワイヤメッシュ体７の取外し作業を一層、軽労化することができる。

このように本発明によれば、型枠として用いる型枠ユニット１の設置および撤去の作業負担を軽減することができる。また、鋼管杭１３の外周面に所定形状の防食ライニングを容易に形成することが可能になる。

防食ライニングを形成した後にワイヤメッシュ体７を取外す場合には、取外したワイヤメッシュ体７を、繰り返して防食ライニングを形成する際に用いることができる。したがって、省資源の観点から優れた施工方法となる。

本発明では、鋼管杭１３の外周に配置した繊維シート２およびワイヤメッシュ体７の下端部は、水中に位置するので、固定および解除作業が容易なベルト状締付け部材１０を用いるが、繊維シート２およびワイヤメッシュ体７の上端部は、ベルト状の締付け部材１０とは異なる固定手段を用いて鋼管杭１３に固定することもできる。

例えば、鋼管杭１３の上端で支持されている上部工１４の下面にセラミックインサートを埋め込み、プラスチックボルトにより、固定部材を固定する。そして、この固定部材と上部工１４の下面との間に、筒状に形成した繊維シート２の上端部を挟んで繊維シート２の上端部を固定する。ワイヤメッシュ体７の上端部は、固定部材に係止させたり、或いは、ベルト状の締付け部材１０によって締付け固定してもよい。この固定構造では、鋼管杭１３に対して繊維シート２をより強固に固定することができる。

本発明は、既設の鋼管杭１３だけでなく、新設の鋼管杭１３に対して防食ライニングを形成する場合にも適用することができる。また、鋼管杭１３だけでなく、その他の柱部材に対して防食ライニングを形成する場合に適用することができる。

本発明により形成した柱部材の防食ライニングの半断面正面図である。 繊維シートを例示する平面図である。 筒状に形成した繊維シートを例示する正面図である。 分割体を接合してワイヤメッシュ体を形成する工程を例示する説明図である。 ワイヤメッシュ体を例示する平面図である。 グラウト材を注入する前の型枠ユニットの内部を例示する縦断面図である。 グラウト材を充填した後の型枠ユニットの内部を例示する縦断面図である。

符号の説明

１ 型枠ユニット
２ 繊維シート
３ 接合部
４ 収縮部
５ 貫通孔
６ａ 注入口
６ｂ エア抜き口
７ ワイヤメッシュ体
７ａ 分割体
８ ワイヤ
８ａ 縮径部
９ 結合部材
１０ ベルト状の締付け部材
１１ 固定紐
１２ 弾性コーティング材
１３ 鋼管杭
１４ 上部工
Ｇ グラウト材

Claims (5)

1. 柱部材の外周を囲むように型枠を設置し、この型枠と柱部材とのすき間にグラウト材を充填して柱部材の外周面を被覆する防食ライニングを形成する柱部材の防食ライニング方法において、前記型枠として、グラウト材を保持可能で透水性を有する繊維シートと、筒状に形成されるワイヤメッシュ体とを備えた型枠ユニットを使用し、この繊維シートを柱部材の外周面に巻付けるように配置するとともに、この繊維シートの外周を囲むように前記ワイヤメッシュ体を配置して、配置した繊維シートおよびワイヤメッシュ体の上端部および下端部を柱部材に対して所定位置に固定し、これらの上端部および下端部のうち、少なくとも下端部は、ベルト状の締付け部材によって締付け固定し、この固定した繊維シートに設けた注入口からグラウト材を注入して、繊維シートの上端部からエアを抜きつつ、繊維シートと柱部材とのすき間にグラウト材を充填し、グラウト材を充填した繊維シートの外周面をワイヤメッシュ体により保持した状態にして、グラウト材を固化させて防食ライニングを形成する柱部材の防食ライニング方法。
2. 前記繊維シートおよびワイヤメッシュ体の上端部を、ベルト状の締付け部材によって締付け固定する請求項１に記載の柱部材の防食ライニング方法。
3. 前記グラウト材を注入する前に、ワイヤメッシュ体の上端部と下端部の間の外周面にベルト状の締め付け部材を巻付ける請求項１または２に記載の柱部材の防食ライニング方法。
4. 前記ワイヤメッシュ体の上端部および下端部を、予め段差状に縮径した形状にしておく請求項１〜３のいずれかに記載の柱部材の防食ライニング方法。
5. 防食ライニングを形成した後にワイヤメッシュ体を取外し、繰り返して防食ライニングを形成する際に用いる請求項１〜４のいずれかに記載の柱部材の防食ライニング方法。

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