JP2014084581A

JP2014084581A - Ｐｃ部材のグラウトの充填度の評価方法

Info

Publication number: JP2014084581A
Application number: JP2012232214A
Authority: JP
Inventors: Jun Nomura; 潤野村; Yoshito Mizushima; 好人水島; Takeshi Suzuki; 鈴木　　剛
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2014-05-12
Anticipated expiration: 2032-10-19
Also published as: JP6197276B2

Abstract

【課題】ＰＣ部材のＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線を挿通する挿通孔を真空ポンプで真空状態にして該挿通孔にグラウトを注入するグラウト注入工法において、ＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線の挿通孔へのグラウトの充填度を適正に評価する。
【解決手段】ＰＣ部材のＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線を挿通するシース管１０を真空ポンプ１８で真空状態にして該シース管１０にグラウトを注入するグラウト注入工法において、シース管１０へのグラウトの充填度を評価する方法であって、シース管１０にホース１３を接続して該ホース１３内の空間が真空ポンプ１８により真空状態にされるようにし、シース管１０にグラウトを注入する前後でのホース１３内の空間の体積又は圧力の変化率に基づいて、シース管１０へのグラウトの充填度を評価することを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、ＰＣ部材のＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線の挿通孔へのグラウトの充填度の評価方法に関する。

プレストレストコンクリートの梁材や床版等（以下、ＰＣ部材という）のダクト（ＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線の挿通孔）へのグラウトの注入方法として、ダクト内を真空ポンプにより真空状態にした状態で、グラウト注入ポンプによりダクト内へグラウトを注入する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１では、ＰＣ部材のダクトへのグラウトの充填度を確認する方法として、ダクトから上方へ延びるホースを設けておき、その中に生じるグラウト柱の上の空間部の長さに基づいて確認する方法が開示されている。この方法では、ダクトへのグラウトの充填が完了すると、上記空間部の長さが所定の計算で求まる値になるとして、その計算値に見合った長さの空間部の出現が確認されると、ダクト内にグラウトが充填されたことが証明されるとしている。

特許第３５８４０２４号公報

しかしながら、ダクト内でのグラウトの流動性や空隙の発生のし易さ等は、グラウトの粘度等の特性やダクトの長さ及び形状等の仕様や温度及び湿度等の環境条件等によって変わるため、計算値に見合った長さの上記空間部が出現したからといって、ダクト内に空隙が発生することなく充填されたとは限らない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＰＣ部材のＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線を挿通する挿通孔を真空ポンプで真空状態にして該挿通孔にグラウトを注入するグラウト注入工法において、ＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線の挿通孔へのグラウトの充填度を適正に評価することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明に係るＰＣ部材のグラウトの充填度の評価方法は、ＰＣ部材のＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線を挿通する挿通孔を真空ポンプで真空状態にして該挿通孔にグラウトを注入するグラウト注入工法において、前記挿通孔へのグラウトの充填度を評価する方法であって、前記挿通孔に閉空間形成部材を接続して前記挿通孔に連通する閉空間を形成し、前記閉空間が前記真空ポンプにより真空状態にされるようにして、前記挿通孔にグラウトを注入する前後での前記閉空間の体積又は圧力の変化度合に基づいて、前記挿通孔へのグラウトの充填度を評価することを特徴とする。

また、前記ＰＣ部材のグラウトの充填度の評価方法において、前記挿通孔にグラウトを注入する前後での前記閉空間の体積又は圧力の変化度合に基づいて、前記挿通孔内に空隙が発生した場合の該空隙の減少度合を求め、該減少度合に基づいて、前記挿通孔へのグラウトの充填度を評価してもよい。

本発明によれば、ＰＣ部材のＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線を挿通する挿通孔を真空ポンプで真空状態にして該挿通孔にグラウトを注入するグラウト注入工法において、ＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線の挿通孔へのグラウトの充填度を適正に評価することができる。

一実施形態に係るＰＣ部材のグラウトの充填度の評価方法を適用するＰＣ構造体及びグラウトの注入や充填度の評価で用いる装置を示す立断面図である。グラウト注入の手順を説明するための立断面図である。グラウト注入の手順を説明するための立断面図である。グラウト注入時のホース内の状態を示す図である。グラウト注入時のホース内の状態を示す図である。グラウト注入時のホース内の状態を示す図である。グラウト注入時のシース管内の状態を示す図である。グラウト注入時のシース管内の状態を示す図である。グラウト注入時のシース管内の状態を示す図である。他の形態に係るグラウトの充填度の評価方法を実施するための構成を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係るＰＣ部材のグラウトの充填度の評価方法を適用するＰＣ構造体１及びグラウトの注入や充填度の評価で用いる装置を示す立断面図である。この図に示すように、ＰＣ構造体１は、水平方向に延びる水平部材、かつ、建築構造物の構造材としての複数のＰＣ梁（プレストレストコンクリート梁）２を柱仕口部３を介して梁軸方向に接続した構造体である。シース管１０は、ＰＣ構造体１に梁軸方向の一端から他端まで延びるように埋設されており、ＰＣ梁２の両端から中央にかけて曲がって下がるように形成されている。

シース管１０の一端から他端までＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線（以下、ＰＣ鋼材という）が挿通され、シース管１０の一端において、ＰＣ鋼材がＰＣ構造体１に定着され、シース管１０の他端において、ＰＣ鋼材が緊張された状態でＰＣ構造体１に定着される。

シース管１０の一端にはグラウト注入用のホース１１が接続されている。また、シース管１０の他端にはグラウト排出用のホース１２が接続されている。ホース１１及びホース１２は、ＰＣ構造体１から突出しており、ホース１１にはグラウト注入ポンプ１６と真空圧力計１７とが接続され、ホース１２には真空ポンプ１８と真空圧力計１９とが接続されている。また、ホース１２の先端はグラウト排出口となっている。

また、シース管１０には、複数のグラウト充填確認用のホース１３が接続されている。該ホース１３は、ＰＣ構造体１から突出して鉛直上方に延びており、その先端は閉塞されている。また、該ホース１３は透明材で形成されており、該ホース１３に上昇したグラウトを視認することが可能になっている。なお、ホース１３の長さは１〜２ｍ程度である。また、ホース１３の内径は既知であって、ホース１３内の空間部の長さを測定すれば、該空間部の体積を求めることができるようになっている。

図２及び図３は、グラウト注入の手順を説明するための立断面図である。図２に示すように、まず、ホース１２に栓１４をしてシース管１０内を密閉状態にして真空ポンプ１８を作動させることにより、シース管１０内を真空状態（例えば、真空度９０％（大気圧を基準（０．０ＭＰａ）とした場合、−０．０９ＭＰａ以下））にする。

次に、図３に示すように、真空ポンプ１８を作動させたまま、グラウト注入ポンプ１６を作動させて、グラウト注入用のホース１１からシース管１０内にグラウトを注入する。この際、グラウト充填確認用のホース１３内も真空状態になっているため、グラウトの一部はホース１３内に吸い上げられる。その後、グラウトがホース１２に到達すると、真空ポンプ１８を停止し、ホース１２のグラウト排出口を開栓して該グラウト排出口からグラウトが排出されたことを確認すると、グラウト排出口を閉栓しグラウト注入ポンプ１６によりシース管１０内のグラウトを加圧する。

図４〜図６は、グラウト注入時のホース１３内の状態を示す図である。図４〜６はそれぞれ、グラウトの注入開始から時間ｔ１、時間ｔ２（＞ｔ１）、時間ｔ３（＞ｔ２）が経過したときの状態を示している。これらの図に示すように、グラウトの注入開始からの経過時間が長くなるにつれて、ホース１３内へのグラウトの充填量が増加し、ホース１３内のグラウトの未充填領域たる空間部の体積Ｖｎが減少する。一方、ホース１３内の空間部の圧力Ｐ_ｎは増加する。

図７〜図９は、グラウト注入時のシース管１０内の状態を示す図である。図７に示すように、シース管１０内にグラウトＧを充填しているときに空隙Ａが発生した場合、シース管１０内の気圧を０．１気圧（大気圧を１気圧とした場合）とすると、空隙Ａが発生した直後はシース管１０内の気圧と同じ０．１気圧である。

一方で、図４に示すように、グラウトがシース管１０とホース１３との接続部を通過する際、ホース１３内に空間部が形成される。この空間部の気圧も形成直後は０．１気圧である。

グラウトを充填していく際は、グラウトの粘性のため正圧方向に圧力を上げる必要がある。つまり、グラウトは正圧になる。図８に示すように、シース管１０内のグラウトが大気圧と同じになると、シース管１０内の空隙Ａは１／１０に縮小される。この際、ホース１３内の空間部の体積Ｖ_ｎも理論的には１／１０に縮小されるといえる。

図９に示すように、シース管１０内へのグラウトの充填を完了した後、グラウト注入ポンプ１６で所定気圧（例えば、５気圧）で加圧すると、シース管１０内の空隙はさらに縮小される。なお、５気圧で加圧した場合には発生時の１／５０に縮小される。この際、ホース１３内の空間部の体積Ｖ_ｎもさらに縮小される。

即ち、ホース１３の空間部の体積Ｖ_ｎの減少率と、シース管１０内に発生した空隙Ａの縮小率Ｘとは、下記（１）式で示すように一定の関係にあるといえる。なお、補正係数αは、シース管１０内の真空度やグラウトの重量等によって理論値と実測値との間に誤差が生じるため、その誤差を補正するための係数であり、実験結果に基づいて求める。

即ち、本実施形態に係るグラウトの充填度の評価方法では、ホース１３のグラウト注入前と後とでの体積の縮小率（縮小度合）と、シース管１０内にグラウト内に空気が残留して発生した空隙の縮小率Ｘ（縮小度合）との間に一定の関係があることに着目して、ホース１３のグラウト注入前と後とでの体積の縮小率（縮小度合）に基づいて、シース管１０内に発生した空隙の縮小率Ｘ（縮小度合）を求め、該縮小率Ｘからシース管１０内へのグラウトの充填度を評価する。

図１０は、他の形態に係るグラウトの充填度の評価方法を実施するための構成を示す図である。この図に示すように、本実施形態では、ホース１３にその内圧を測定するための圧力計２０をホース２１を介して接続する。

ここで、ホース１３の空間部の体積Ｖ_ｎ、圧力Ｐ_ｎ、温度Ｔ_ｎは、ボイル・シャルルの法則により下記（２）式を満足する。

このため、上述したように、ホース１３の空間部の体積Ｖ_ｎの減少率とシース管１０内に発生した空隙の縮小率Ｘとが上記（１）式で示すように一定の関係にあるのみならず、ホース１３の空間部の圧力Ｐ_ｎの増加率とシース管１０内に発生した空隙の縮小率Ｘとについても、下記（３）式で示すように一定に関係にあるといえる。なお、補正係数βは、真空度やグラウトの重量等によって理論値と実測値との間に誤差が生じるため、その誤差を補正するための係数であり、実験結果に基づいて求める。

即ち、本実施形態に係るグラウトの充填度の評価方法では、ホース１３のグラウト注入前と後とでの圧力の増加率（増加度合）と、シース管１０内にグラウト内に空気が残留して発生した空隙の縮小率Ｘ（縮小度合）との間に一定の関係があることに着目して、ホース１３のグラウト注入前と後とでの圧力の増加率（増加度合）に基づいて、シース管１０内に発生した空隙の縮小率Ｘ（縮小度合）を求め、該縮小率Ｘからシース管１０内へのグラウトの充填度を評価する。

なお、上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。例えば、上述の実施形態では、ＰＣ部材がＰＣ梁２である例を挙げて本発明を説明したが、ＰＣ部材は床版等の他の水平方向に延びる部材であってもよい。

また、上述の実施形態では、ホース１３をシース管１０から鉛直上方に延びるように設けたが、シース管１０から側方へ延びたり、中間部で側方へ折れ曲がったりするように設けてもよい。ホース１３を側方へ延ばすことにより、グラウトの重量に起因する実験値と理論値との乖離を低減することができる。

また、上述の実施形態では、シース管１０に連通する閉空間を、ホース１３をシース管１０に接続することにより形成したが、他の先端が閉じた管材や他の中空部材をシース管１０に接続することにより形成してもよい。

１ＰＣ構造体、２ＰＣ梁、３柱仕口部、１０シース管、１１、１２、１３ホース、１４栓、１６グラウト注入ポンプ、１７真空圧力計、１８真空ポンプ、１９真空圧力計、２０圧力計、２１ホース

Claims

ＰＣ部材のＰＣ鋼線又はＰＣ鋼より線を挿通する挿通孔を真空ポンプで真空状態にして該挿通孔にグラウトを注入するグラウト注入工法において、前記挿通孔へのグラウトの充填度を評価する方法であって、
前記挿通孔に閉空間形成部材を接続して前記挿通孔に連通する閉空間を形成し、前記閉空間が前記真空ポンプにより真空状態にされるようにして、前記挿通孔にグラウトを注入する前後での前記閉空間の体積又は圧力の変化度合に基づいて、前記挿通孔へのグラウトの充填度を評価することを特徴とするＰＣ部材のグラウトの充填度の評価方法。
前記挿通孔にグラウトを注入する前後での前記閉空間の体積又は圧力の変化度合に基づいて、前記挿通孔内に空隙が発生した場合の該空隙の減少度合を求め、該減少度合に基づいて、前記挿通孔へのグラウトの充填度を評価することを特徴とする請求項１に記載のＰＣ部材のグラウトの充填度の評価方法。