JP2016037787A - せん断補強工法 - Google Patents

Abstract

【課題】せん断補強材の周囲に充填された充填材と、補強材挿入孔の孔壁面との間の付着力を十分に確保して、せん断補強材による補強効果を効率良く発揮させる断補強工法を提供する。
【解決手段】鉄筋コンクリート壁１１に有底の補強材挿入孔１２を形成する削孔工程と、補強材挿入孔１２に充填材１４を装填する装填工程と、補強材挿入孔１２にせん断補強材１３を設置する補強材設置工程とを含む。装填工程では、吐出管２０ａの先端部に押え拡径部２０ｂが設けられた充填治具２０を用いて、圧力を立たせながら充填材１４を連続して充填する。補強材設置工程では、せん断補強材１３の筒状スライドパッキン部材２１が取り付けられた先端部を充填材１４の後端部に押し付けた状態で、せん断補強材１３を充填材１４の内部に押し込んでゆくことにより、充填材１４の圧力を立たせながら、筒状スライドパッキン部材２１を、孔口部分１２ｃに向けてスライド移動させる
【選択図】図５

Description

本発明は、せん断補強工法に関し、特に、せん断荷重が作用する既設の鉄筋コンクリート壁を補強するためのせん断補強工法に関する。

例えば地下空間等の空間を形成するボックスカルバート等の函体状の鉄筋コンクリート構造物は、空間の周囲を囲んで鉄筋コンクリート壁が構築されていることによって、例えば地中からの土圧や水圧を支持する構造となっている。また地下空間等の空間の周囲の鉄筋コンクリート壁は、厚さ方向の中央部分を挟んだ一方の壁面側と他方の壁面側に、これらの壁面との間に所定のかぶり厚を保持した状態で、主鉄筋と配力鉄筋とが一般に格子状に配筋されて、コンクリート中に埋設設置されている。

一方、近年の阪神・淡路大震災や、東日本大震災を受けて、例えば地下空間等の空間を形成するボックスカルバート等の函体状のコンクリート構造物についても、耐震性を向上させるための耐震補強工事が行われるようになっている。例えば地下構造物を耐震補強する場合、地下構造物を掘り起こすことなく地下空間の内部から補強工事を行う必要があるが、例えば地下空間に面した壁面に沿って補強鉄筋を配筋した後に、補強コンクリートを打設して、鉄筋コンクリート壁の肉厚を増大させることで補強すると、地下空間が狭くなる。このようなことから、鉄筋コンクリート壁に補強材挿入孔を複数削孔形成して、形成した補強材挿入孔にせん断補強材を挿入設置し、さらに充填材を充填して固化させることによりせん断補強材を鉄筋コンクリート壁と一体化させて、地下空間を狭くすることなく地下構造物のせん断耐力等を向上させることで、鉄筋コンクリート壁を耐震補強するせん断補強工法が種々開発されている（例えば、特許文献１参照）。

また、特に耐震補強される鉄筋コンクリート壁が、鉄筋コンクリート構造物の天井部分の鉄筋コンクリート壁等の、下面から上方に向けて補強材挿入孔が形成されるものである場合に、充填されるグラウト材等の充填材が補強材挿入孔から下方に流れ出ないようにする必要がある。このため、補強材挿入孔（アンカー孔）にせん断補強材（アンカーボルト）を挿入するのに先立って、例えばグラウト材等の充填材を内側や外側に充填させたり付着させたかご体を、補強材挿入孔に装填することで、充填材を補強材挿入孔の内部に保持させておき、次いでせん断補強材を補強材挿入孔に押し込むことで、かご体によって保持されていた充填材を、せん断補強材の周囲の補強材挿入孔との間の隙間に押し出して、これらの間の隙間を充填材によって充填するようにしたせん断補強工法も開発されている（例えば、特許文献２参照）。

特許第３９３２０９４号公報 特許第３０５４７３４号公報

しかしながら、上記従来の鉄筋コンクリート壁のせん断補強工法では、特に耐震補強される鉄筋コンクリート壁が、例えば鉄筋コンクリート構造物の天井部分の鉄筋コンクリート壁等の、下面から上方に向けて補強材挿入孔が形成されるものである場合に、せん断補強材の周囲の補強材挿入孔との間の隙間を埋める充填材と、補強材挿入孔の内部の孔壁面との間の付着力が不十分になり易い。充填材と補強材挿入孔の孔壁面との間の付着力を十分に確保できないと、せん断補強材による補強効果を効率良く発揮させることができなくなる。

本発明は、せん断補強材の周囲の補強材挿入孔との間の隙間を埋める充填材と、補強材挿入孔の孔壁面との間の付着力を十分に確保して、せん断補強材による補強効果を効率良く発揮させることのできるせん断補強工法を提供することを目的とする。

本発明は、せん断荷重が作用する既設の鉄筋コンクリート壁を補強するためのせん断補強工法であって、前記鉄筋コンクリート壁の一方の壁面から他方の壁面に向けて有底の補強材挿入孔を削孔形成する削孔工程と、形成した前記補強材挿入孔に充填材を装填する装填工程と、前記充填材が装填された前記補強材挿入孔にせん断補強材を挿入設置する補強材設置工程とを含み、前記装填工程では、吐出配管の先端部に、前記補強材挿入孔の内径と略同様の外径を有する押え拡径部が設けられた充填治具を用いて、該充填治具を、前記押え拡径部が前記補強材挿入孔の先端孔底部に当接又は近接するまで前記補強材挿入孔に挿入してから、充填材を圧送することによって、前記押え拡径部を前記先端孔底部から離間させつつ、前記押え拡径部と前記先端孔底部との間の部分に、圧力を立たせながら充填材を連続して充填することにより装填してゆくようになっており、前記補強材設置工程は、前記せん断補強材の外周面に沿って軸方向にスライド可能に装着されると共に、前記補強材挿入孔の内径と略同様の外径を有する筒状スライドパッキン部材を、軸方向挿通孔に前記せん断補強材を挿通させて前記せん断補強材の先端部に取り付けた状態で、前記せん断補強材の先端部を、前記補強材挿入孔に装填された充填材の後端部に押し付けるまで前記補強材挿入孔に挿入する先端部挿入工程と、前記せん断補強材の前記筒状スライドパッキン部材が取り付けられた先端部を充填材の後端部に押し付けた状態で、前記せん断補強材を、前記補強材挿入孔の前記先端孔底部に向けて充填材の内部に押し込んでゆくことにより、前記筒状スライドパッキン部材と前記先端孔底部との間の部分に装填されている充填材の圧力を立たせながら、前記筒状スライドパッキン部材を、前記せん断補強材の外周面に沿って前記補強材挿入孔の孔口部分に向けて後方にスライド移動させるせん断補強材押込み工程とを含んでいるせん断補強工法を提供することにより、上記目的を達成したものである。

そして、本発明のせん断補強工法は、前記削孔工程において形成される前記補強材挿入孔は、鉄筋コンクリート壁の下面から上方に向けて削孔形成されることにより、鉄筋コンクリート壁の下面に開口すると共に、上部に前記先端孔底部を有する縦長方向に延設する挿入孔となっていることが好ましい。

また、本発明のせん断補強工法は、充填材として、チクソトロピー性を有する充填材を用いることが好ましい。

さらに、本発明のせん断補強工法は、前記補強材設置工程の前記先端部挿入工程において、前記筒状スライドパッキン部材が取り付けられた前記せん断補強材の先端部の、前記筒状スライドパッキン部材から先端側の部分に、充填材を塗着させた状態で、前記せん断補強材の先端部を前記補強材挿入孔に挿入することが好ましい。

さらにまた、本発明のせん断補強工法は、前記補強材設置工程のせん断補強材押込み工程において、前記筒状スライドパッキン部材が、前記せん断補強材の外周面に沿って前記せん断補強材の後端部まで後方にスライド移動したら、前記筒状スライドパッキン部材の前記軸方向挿通孔に、前記せん断補強材と略同様の外径を有する補助棒を押し込んで、充填材の圧力を立たせながら前記せん断補強材をさらに押し込むことで、前記せん断補強材の全体を充填材の中に一体として埋設させることが好ましい。

また、本発明のせん断補強工法は、前記せん断補強材が、先端部分に断面形状が大きくなった拡径定着部を一体として備えると共に、該拡径定着部よりも先端側に先端が尖った形状の先鋭部を有しており、前記補強材設置工程のせん断補強材押込み工程では、前記せん断補強材は、前記補強材挿入孔の先端孔底部に前記先鋭部の先端が当接するまで、充填材の内部に押し込まれることが好ましい。

本発明のせん断補強工法によれば、せん断補強材の周囲の補強材挿入孔との間の隙間を埋める充填材と、補強材挿入孔の内部の孔壁面との間の付着力を十分に確保して、せん断補強材による補強効果を効率良く発揮させることができる。

本発明の好ましい一実施形態に係るせん断補強工法によってせん断補強される函体状の地下構造物であるボックスカルバートの略示断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の好ましい一実施形態に係るせん断補強工法の削孔工程を説明する略示断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の好ましい一実施形態に係るせん断補強工法の装填工程を説明する略示断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、せん断補強材及び充填治具を説明する略示断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の好ましい一実施形態に係るせん断補強工法の補強材設置工程を説明する略示断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の好ましい一実施形態に係るせん断補強工法の補強材設置工程において、補助棒を用いてせん断補強材をさらに押し込む状況を説明する略示断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、せん断補強材を充填材の中に埋設させた後に、補強材挿入孔の孔口部分の仕上げを行う状況を説明する略示断面図である。 補強材挿入孔の孔口部分を仕上げる他の方法を説明する略示断面図である。

本発明の好ましい一実施形態に係るせん断補強工法は、好ましくは地下空間を形成する函体状の既設の地下構造物として、例えば図１に示すような地下トンネル用の鉄筋コンクリート製のボックスカルバート１０を耐震補強する際に、地下空間１０ａの周囲を囲う、天井壁部や側壁部や底壁部や仕切壁部の鉄筋コンクリート壁１１の、せん断耐力やじん性を向上させるための工法として採用されたものである。本実施形態のせん断補強工法によれば、ボックスカルバート１０の内部の地下空間１０ａからの作業によって、簡易に施工することができると共に、壁厚を大きくして地下空間１０ａの内空を狭めることなく、鉄筋コンクリート壁１１を効果的にせん断補強することができる。また、本実施形態のせん断補強工法は、補強材挿入孔１２の内部に充填される充填材１４（図７（ａ）、（ｂ）参照）と、補強材挿入孔１２の内部の孔壁面１２ａとの間の付着力を高めて、せん断補強材１３による補強効果を向上させる機能を備える。

なお、本実施形態では、図１に示すボックスカルバート１０の、特に符号Ａによって示す部分の天井壁部の鉄筋コンクリート壁１１を耐震補強する場合について説明するが、本発明のせん断補強工法によれば、側壁部や底壁部や仕切壁部の鉄筋コンクリート壁１１に対しても、同様に耐震補強することが可能である。

そして、本実施形態のせん断補強工法は、せん断荷重が作用する既設の鉄筋コンクリート壁として、例えばボックスカルバート１０の天井壁部の鉄筋コンクリート壁１１を補強するためのせん断補強工法であって、図２〜図７に示すように、鉄筋コンクリート壁１１の一方の壁面１１ａから他方の壁面１ｂに向けて有底の補強材挿入孔１２を削孔形成する削孔工程（図２（ａ）〜（ｃ）参照）と、形成した補強材挿入孔１２に充填材１４を装填する装填工程（図３（ａ）〜（ｃ）参照）と、充填材１４が装填された補強材挿入孔１２にせん断補強材１３を挿入設置する補強材設置工程（図５（ａ）、（ｂ）参照）とを含んで構成されている。

装填工程（図３（ａ）〜（ｃ）参照）では、吐出管２０ａの先端部に、補強材挿入孔１２の内径と略同様の外径を有する押え拡径部２０ｂが設けられた充填治具２０を用いて、この充填治具２０を、押え拡径部２０ｂが補強材挿入孔１２の先端孔底部１２ｂに当接又は近接するまで補強材挿入孔１２に挿入してから（図３（ａ）参照）、充填材１４を圧送することによって、押え拡径部２０ｂを先端孔底部１２ｂから離間させつつ、押え拡径部２０ｂと先端孔底部１２ｂとの間の部分に、圧力を立たせながら充填材１４を連続して充填することにより装填してゆくようになっている（図３（ｂ）参照）。

補強材設置工程（図５（ａ）、（ｂ）参照）は、せん断補強材１３の外周面に沿って軸方向にスライド可能に装着されると共に、補強材挿入孔１２の内径と略同様の外径を有する筒状スライドパッキン部材２１を、軸方向挿通孔２１ａにせん断補強材１３を挿通させてせん断補強材１３の先端部に取り付けた状態で、せん断補強材１３の先端部を、補強材挿入孔１２に装填された充填材１４の後端部に押し付けるまで補強材挿入孔１２に挿入する先端部挿入工程（図５（ａ）参照）と、せん断補強材１３の筒状スライドパッキン部材２１が取り付けられた先端部を充填材１４の後端部に押し付けた状態で、せん断補強材１３を、補強材挿入孔１２の先端孔底部１２ｂに向けて充填材１４の内部に押し込んでゆくことにより、筒状スライドパッキン部材２１と先端孔底部１２ｂａとの間の部分に装填されている充填材１４の圧力を立たせながら、筒状スライドパッキン部材２１を、せん断補強材１３の外周面に沿って補強材挿入孔１２の孔口部分１２ｃに向けて後方（下方）にスライド移動させるせん断補強材押込み工程（図５（ｂ）参照）とを含んでいる。

また、本実施形態のせん断補強工法は、補強材設置工程のせん断補強材押込み工程において、筒状スライドパッキン部材２１が、せん断補強材１３の外周面に沿ってせん断補強材１３の後端部（下端部）まで後方（下方）にスライド移動したら、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、筒状スライドパッキン部材２１の軸方向挿通孔２１ａに、せん断補強材１３と略同様の外径を有する補助棒２２を押し込んで、充填材１４の圧力を立たせながらせん断補強材１３をさらに押し込むことで、せん断補強材１３の全体を充填材１４の中に一体として埋設させるようになっている。

さらに、本実施形態のせん断補強工法では、筒状スライドパッキン部材２１の軸方向挿通孔２１ａに補助棒２２を押し込んで、せん断補強材１３の全体を充填材１４の中に一体として埋設させたら、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、筒状スライドパッキン材２１と補助棒２２とを回収して、補強材挿入孔１２の孔口部分１２ｃの仕上げを行うようになっている。

なお、図２、図３、及び図５〜図８では、ボックスカルバート１０の天井壁部の鉄筋コンクリート壁１１に配筋された鉄筋は、省略して描かれているが、実際には、鉄筋コンクリート壁１１の厚さ方向の中央部分を挟んだ一方の壁面１１ａ側と他方の壁面１１ｂ側に、これらの壁面１１ａ，１１ｂとの間に所定のかぶり厚を保持した状態で、主鉄筋と配力鉄筋とが、格子状に配筋されてコンクリート中に埋設設置されている。また、せん断補強材１３が挿入される補強材挿入孔１２は、これらの鉄筋と干渉しないように、これらの配筋位置を避けた部分に削孔形成されるようになっている。

本実施形態では、鉄筋コンクリート壁１１の一方の壁面１１ａから他方の壁面１１ｂに向けて有底の補強材挿入孔１２を削孔形成する削孔工程は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、例えばコアドリルや削岩機等の公知の削孔機３０を使用して、地下空間１０ａからの作業によって、地下空間１０ａの天井面となっている、一方の壁面１１ａと垂直な上方に向けてコア削孔することにより行なわれる。これによって、後述するせん断補強材１３の先端部に取り付けられた、六角ナットによる拡径定着部１３ａ（図４（ａ）参照）の最大外径よりも大きな、例えば３０〜８０ｍｍ程度の内径の円形断面を有する補強材挿入孔１２が、基端開口を備える孔口部分１２ｃから、先端孔底部１２ｂまで、同じ内径を有するように形成される（図２（ｃ）参照）。またこれによって、補強材挿入孔１２は、鉄筋コンクリート壁１１の下面（天井面）から上方に向けて削孔されることで、鉄筋コンクリート壁１１の下面に開口すると共に、上部に先端孔底部１２ｂを有する縦長方向に延設する挿入孔として形成される。

ここで、補強材挿入孔１２は、好ましくは、鉄筋コンクリート壁１１の内部に格子状に配筋された、主鉄筋及び配力鉄筋による格子の目の中央部分を削孔位置として、地下空間１０ａの天井面となっている一方の壁面１１ａに、縦横に所定の間隔をおいて複数箇所に形成される。補強材挿入孔１２が形成される所定の間隔や個数は、鉄筋コンクリート壁１１の補強後の耐震強度や、ボックスカルバート１０の大きさ及び厚さや、設置深さ等を鑑みて、適宜設定することができる。

また、補強材挿入孔１２は、孔口部分１２ｃの基端開口から、先端孔底部１２ｂが、地山２３と接する他方の壁面１１ｂ側の主鉄筋に近接して配置される深さまで、削孔形成されることが好ましい。補強材挿入孔１２の深さが深すぎると、地山２３に面した他方の壁面１１ｂ側のかぶり部分のコンクリートが破損しやすくなり、浅すぎると、せん断補強材１３や充填材１４による鉄筋コンクリート壁１１のせん断補強効果を、十分に発揮させることができなくなる。

本実施形態では、所定の深さまで削孔して補強材挿入孔１２を形成したら、形成した補強材挿入孔１２の内部に充填材１４を充填するのに先立って、補強材挿入孔１２の内部を清掃する。各々の強材挿入孔１２の内部の清掃は、図２（ｃ）に示すように、例えば噴出口２４ａを先端に備えるブラシ付清掃ノズル２４ｂが取り付けられた高圧清掃具２４を用いて、高圧空気を噴出させながら容易に行うことができる。

形成した補強材挿入孔１２の内部に充填材１４を装填する装填工程は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、吐出管２０ａの先端部に、補強材挿入孔１２の内径と略同様の外径を有する押え拡径部２０ｂが設けられた充填治具２０を用いて、地下空間１０ａからの作業によって、例えば高流動性を有する充填材１４を、押え拡径部２０ｂと先端孔底部１２ａとの間の部分に、圧力を立たせながら連続して充填してゆくことによって行われる。

ここで、本実施形態では、充填材１４として、かきまぜることにより、粘度が低下し、次に放置することにより、粘度が元に戻ろうとする性質であるチクソトロピー性を有する充填材を用いることが好ましい。また、チクソトロピー性を有すると共に、充填性に優れた高流動性モルタルを用いることが更に好ましい。チクソトロピー性を有する充填性に優れた高流動性モルタルとしては、例えば使用時に所定量の水を加え、練り混ぜることによって使用することが可能な、高いチクソトロピー性を有するプレミックスタイプの空隙充填用グラウト材として公知の、例えば商品名「なおしタル」（株式会社ニューテック製）を好ましく用いることができる。

充填材１４として、チクソトロピー性を有する充填材１４を用いることにより、補強材挿入孔１２に所定量の充填材１４を装填した後に、補強材挿入孔１２から充填治具２０を取り除いた状態でも、図３（ｃ）に示すように、後述する補強材設置工程において、筒状スライドパッキン部材２１を備えるせん断補強材１３の先端部を、下方から押し付けるまでの間、流れ落ちることなく、縦長方向に延設する補強材挿入孔１２の上部側に充填材１４が装填された状態を、容易に保持することが可能になる。また、充填材１４として、充填性に優れた高流動性モルタルを用いることにより、固化した充填材１４を、既設の鉄筋コンクリート壁１１のコンクリートよりも大きな強度の、安定した補強材料として有効に利用することが可能になる。

装填工程では、例えば相当の容量のホッパを備える公知のモルタルポンプ（図示せず）に接続された、圧送ホース２５を介して送られる充填材１４を、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、圧送ホース２５に接続された充填治具２０から、モルタルポンプによる圧送圧力を利用して、充填治具２０の先端の押え拡径部２０ｂと補強材挿入孔１２の先端孔底部１２ａとの間の部分に圧入すると共に、この圧入圧力によって、先端孔底部１２ａに当接又は近接していた押え拡径部２０ｂを、先端孔底部１２ａから離間させつつ、圧力を立たせながら、これらの間の部分に充填材１４を連続して充填してゆく。

ここで、充填治具２０は、本実施形態では、圧送ホース２４に接続される、例えば塩化ビニル製の吐出管２０ａと、吐出管２０ａの先端部に固定された、例えばゴムスポンジ製の押え拡径部２０ｂとを含んで構成されている。吐出管２０ａは、圧送ホース２５の内径と同様の外径を有している。吐出管２０ａの基端部分を圧送ホース２５の先端部内側に密着状態で挿入すると共に、ジョイント補助部材として、例えばホースバンド２６を外側から巻き着けることによって、充填治具２０が、モルタルポンプによる圧送圧力によって抜け出ないように、圧送ホース２５の先端部分に強固に接合される。

押え拡径部２０ｂは、中央部分に吐配管２０の外径と同様の内径の貫通穴が形成された、補強材挿入孔１２の内径と略同様の外径を有する、円形ドーナツ形状のパッキン部材である。押え拡径部２０ｂは、貫通穴に吐出管２０ａの先端部を嵌着した状態で、接着剤等を介して接合することによって、吐出管２０ａの先端開口を開口させた状態で、吐出管２０ａの先端部に一体として固定される。押え拡径部２０ｂとホースバンド２６との間の中間部分には、吐出管２０ａの外周面に一体として接合されて、補強材挿入孔１２の内径よりも僅かに小さな外径を有する、ガイドリング２７が取り付けられている。

本実施形態では、装填工程において、上述の構成の充填治具２０を、押え拡径部２０ｂが補強材挿入孔１２の先端孔底部１２ａに当接又は近接するまで補強材挿入孔１２に挿入する（図３（ａ）参照）。しかる後に、圧送ホース２５及び充填治具２０を介して、モルタルポンプから充填材１４を圧送すると共に、吐出管２０ａの先端開口から、押え拡径部２０ｂと先端孔底部１２ａとの間の部分の補強材挿入孔１２に、圧送された充填材１４を吐出させる。この際の吐出圧力によって、充填治具２０は、押え拡径部２０ｂを先端孔底部１２ａから離間させつつ、補強材挿入孔１２から下方に押し出されてゆくと共に、離間した押え拡径部２０ｂと先端孔底部１２ａとの間の部分には、圧送された充填材１４が連続して充填されてゆく。また充填される充填材１４の充填圧力によって充填治具２０が下方に押し出されてゆく際に、この押出し圧力を、例えば押え拡径部２０の外周面と補強材挿入孔１２の内周面との間の摩擦力で支持したり、吐出管２０ａを適宜手で押さえて支持したりすることによって、充填される充填材１４の充填圧力を所望の大きさに立たせながら、押え拡径部２０ｂと先端孔底部１２ａとの間の部分に、充填材１４を連続して充填して行くことが可能になる。

充填材１４を、押え拡径部２０ｂと先端孔底部１２ａとの間の部分に、圧力を立たせながら充填してゆくことによって、補強材挿入孔１２の内部に装填される充填材１４を、補強材挿入孔１２の孔壁面１２ａに強固に密着させることが可能になって、装填された充填材１４と補強材挿入孔１２の孔壁面１２ａとの間における、充填材１４が固化した後の付着力を、効果的に高めることが可能になる。

充填材１４を圧送することによって、充填治具２０の押え拡径部２０ｂと補強材挿入孔１２の先端孔底部１２ｂとの間の部分に、充填材１４を連続して充填して、補強材挿入孔１２の内部に所定の量の充填材１４を装填したら、図３（ｃ）に示すように、装填された充填材１４を補強材挿入孔１２の内部の上部側に保持した状態で、充填治具２０を補強材挿入孔１２から取り出して、次の補強材設置工程を行なえるようにする。ここで、装填工程で装填される充填材１４の所定の量は、装填された充填材１４の下方に残置される補強材挿入孔１２の内部の空間の容積が、充填材１４の内部に埋設設置されるせん断補強材１３の容積よりも、僅かに少なくなるような量に設定することが好ましい。これによって、孔口部分１２ｃを含む補強材挿入孔１２の全体に充填材１４を十分にゆきわたらせた状態で、充填材１４の内部にせん断補強材１３を埋設することが可能になる（図７（ａ）、（ｂ）参照）。

そして、本実施形態では、補強材設置工程は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、筒状スライドパッキン部材２１をせん断補強材１３の先端部に取り付けた状態で、せん断補強材１３の先端部を補強材挿入孔１２に装填された充填材１４の後端部に押し付ける先端部挿入工程（図５（ａ）参照）と、せん断補強材１３の先端部を充填材１４の後端部に押し付けた状態で、せん断補強材１３を充填材１４の内部に押し込んでゆくことにより、装填されている充填材１４の圧力を立たせながら、筒状スライドパッキン部材２１を補強材挿入孔１２の孔口部分１２ｃに向けて後方（下方）にスライド移動させるせん断補強材押込み工程（図５（ｂ）参照）とを含んでいる。

ここで、せん断補強材１３は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば鉄筋径が１３〜５１ｍｍ程度の太さの補強鉄筋となっており、好ましくは先端部分に雄ネジ部を備えるネジ付補強鉄筋となっている。せん断補強材１３は、先端部分に断面形状が大きくなった拡径定着部１３ａを一体として備えると共に、拡径定着部１３ａよりも先端側に、先端が尖った形状の先鋭部１３ｂを有している。

本実施形態では、せん断補強材１３は、鉄筋コンクリート壁１１の厚さから、一方の壁面１１ａ側及び他方の壁面１１ｂ側の双方のかぶり厚を差し引いた、例えば１４０〜４６００ｍｍ程度の長さを有している。拡径定着部１３ａは、好ましくは雄ネジ部にナット部材として、最大外径が例えば２３〜７５ｍｍ程度の大きさの六角ナットを螺着することで、せん断補強材１３の先端部分に一体として設けられている。先鋭部１３ｂは、せん断補強材１３の拡径定着部１３ａよりも先端側に突出する部分を、例えば斜めにカットすることによって、当該拡径定着部１３ａよりも先端部分に、先端が尖った形状を有するように形成される。

後述するせん断補強材押込み工程において、せん断補強材１３は、補強材挿入孔１２の先端孔底部１２ａに先鋭部１３ｂの先端が当接するまで、充填材１４の内部に押し込まれる（図６（ｂ）参照）。これによって、せん断補強材１３は、補強材挿入孔１２の内部に位置決めされると共に、先端部分に断面形状が大きくなった拡径定着部１３ａを、鉄筋コンクリート壁１１の地山２３に面した他方の壁面１１ｂ側に配筋された主鉄筋に、近接して配置することが可能になる。またこれによって、定着強度を増大させることが可能になるので、地震時に、主鉄筋よりも地山２３側の、既設のコンクリートによるかぶり部分に負荷される荷重を広範囲に分散させることで、鉄筋コンクリート壁１１のせん断耐力やじん性を、効果的に向上させることが可能になる。また、せん断補強材１３は、先鋭部１３ｂの尖った先端を補強材挿入孔１２の先端孔底部１２ａに当接させて、補強材挿入孔１２の内部に位置決めされているので、先鋭部１７の尖った先端による当接箇所の周囲の先端面と、先端孔底部１２ａとの間にも、充填材１４が充填されることで、先端孔底部１２ａの孔壁面との付着力を、さらに向上させることが可能になる。

本実施形態では、筒状スライドパッキン部材２１は、せん断補強材１３の外径と略同様の内径を有すると共に、補強材挿入孔１２の内径と略同様の外径を有する、好ましくはゴムスポンジからなる厚肉の略円筒形状に成形された本体部２１ｂと、この本体部２１ｂの上下の端面に各々接合された、好ましくはプラスチック板からなる円環ドーナツ形状に成形された補強リング板２１ｃとを含んで構成されている。筒状スライドパッキン部材２１の中央部分には、これの軸方向に貫通して、補強リング板２１ｃの部分で開口する軸方向挿通孔２１ａが形成されている。筒状スライドパッキン部材２１は、例えば上端面の補強リング２１ｃが、拡径定着部１３ａの下端面に当接するまで、軸方向挿通孔２１ａにせん断補強材１３を挿通装着することによって、せん断補強材１３の外周面に沿って軸方向（上下方向）にスライド移動可能な状態で、せん断補強材１３の上端部（先端部）に一体として取り付けられる（図４（ａ）、（ｂ）参照）。

また、せん断補強材１３は、後述する先端部挿入工程（図５（ａ）参照）において、充填材１４が装填された補強材挿入孔１２に挿入されるのに先立って、図４（ｃ）に示すように、拡径定着部１３ａ及び筒状スライドパッキン部材２１が取り付けられたせん断補強材１３の先端部の、筒状スライドパッキン部材２１から先端側の部分に、充填材１４を塗着しておくことが好ましい。せん断補強材１３の先端部の、筒状スライドパッキン部材２１から先端側の部分に、充填材１４を塗着しておくことにより、せん断補強材１３の先端部を補強材挿入孔１２に挿入して、充填材１４の後端部に押し付けた際に、拡径定着部１３ａや筒状スライドパッキン部材２１と、充填材１４の後端部との間に、エア噛みが生じるのを、効果的に回避することが可能になる。

本実施形態では、補強材設置工程の先端部挿入工程は、図５（ａ）に示すように、せん断補強材１３の外周面に沿って軸方向にスライド移動可能に装着された筒状スライドパッキン部材２１を、拡径定着部１３ａの下端面に当接させた状態で、せん断補強材１３の先端部を、好ましくは当該先端部に充填材１４を予め塗着しておいてから、補強材挿入孔１２に装填された充填材１４の後端部に押し付けるまで補強材挿入孔１２に挿入する。これによって、せん断補強材１３の先端部の拡径定着部１３ａや筒状スライドパッキン部材２１が、装填された充填材１４の後端部に食い込むようにして密着する。

せん断補強材１３の先端部を、補強材挿入孔１２に装填された充填材１４の後端部に押し付けることにより密着させたら、次に、せん断補強材押込み工程において、図５（ｂ）に示すように、せん断補強材１３のみを、補強材挿入孔１２の先端孔底部１２ｂに向けて、充填材１４の内部にさらに押し込んでゆく。これによって、せん断補強材１３の拡径定着部１３ａよりも下方の部分が、補強材挿入孔１２に装填された充填材１４の内部に新たに押し込まれて行く。また、せん断補強材１３の拡径定着部１３ａよりも下方の部分が、充填材１４の内部に新たに押し込まれた分の容積を、補強材挿入孔１２の筒状スライドパッキン部材２１よりも先端孔底部１２ａ側に加える必要を生じるので、筒状スライドパッキン部材２１は、せん断補強材１３が新たに押し込まれた分の容積を増やすべく、せん断補強材１３が押し込まれた際の充填材１４による押出し圧力により押圧されて、せん断補強材１３の外周面や補強材挿入孔１２の内周面に沿って摺動しながら、補強材挿入孔１２の孔口部分１２ｃに向けて下方にスライド移動する。

またこの際に、充填材１４による押出し圧力を、例えば筒状スライドパッキン部材２１の外周面と補強材挿入孔１２の内周面との間の摩擦力や、軸方向挿通孔２１ａの内周面とせん断補強材１３の外周面との間の摩擦力で支持することによって、充填された充填材１４の圧力を所望の大きさで立たせながら、筒状スライドパッキン部材２１を、補強材挿入孔１２の孔口部分１２ｃに向けて下方にスライド移動させることが可能になる。

せん断補強材１３を、補強材挿入孔１２に装填された充填材１４の内部に押し込むと共に、筒状スライドパッキン部材２１を孔口部分１２ｃに向けてスライド移動させて、図６（ａ）に示すように、筒状スライドパッキン部材２１が、せん断補強材１３の外周面に沿ってせん断補強材１３の下端部（後端部）まで下方に移動すると、せん断補強材１３の下端部が筒状スライドパッキン部材２１によって隠されて、せん断補強材１３をこれ以上押し込むことが難しくなる。このため、本実施形態では、せん断補強材１３の鉄筋径と略同様の外径を有する、例えば丸鋼からなる補助棒２２を使用して、この補助棒２２を、これの先端部をせん断補強材１３の後端部に当接させながら、せん断補強材１３に後続して筒状スライドパッキン部材２１の軸方向挿通孔２１ａに挿通することで、充填材１４の内部にせん断補強材１３と共に押し込んでゆく。これによって、図６（ｂ）に示すように、せん断補強材１３の全体を、これの先鋭部１７を補強材挿入孔１２の先端孔底部１２ａに当接させた状態で、補強材挿入孔１２に充填された充填材１４の内部に、一体として埋設することが可能になる。

本実施形態では、筒状スライドパッキン部材２１の軸方向挿通孔２１ａに、せん断補強材１３に後続させて補助棒２２を押し込んで、せん断補強材１３の全体を充填材１４の中に一体として埋設したら、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、筒状スライドパッキン材２１と補助棒２２とを回収して、補強材挿入孔１２の孔口部分１２ｃの仕上げを行う。孔口部分１２ｃの仕上げは、例えば、補助棒２２を抜き取った部分を、補強材挿入孔１２の孔口部分１２ｃからはみ出した、余剰分の充填材１４を用いて埋めることで補修すると共に、補強材挿入孔１２の孔口部分１２ｃからはみ出した部分の充填材１４を、カットして除去することによって、容易に行うことができる。また、図８に示すように、孔口部分１２ｃに例えばゴム栓２８を押し込んで固定することによって、孔口部分１２ｃの仕上げを行うこともできる。ゴム栓２８を押し込む際に、例えばゴム栓２８の中心からずらした位置にφ５ｍｍ程度の貫通孔２８ａを形成しておくことで、余剰分の充填材１４を排出させながらゴム栓２８を押し込むことが可能になる。

そして、上述の構成を備える本実施形態のせん断補強工法によれば、せん断補強材１３の周囲の補強材挿入孔１２との間の隙間を埋める充填材１４と、補強材挿入孔１２の内部の孔壁面１２ａとの間の付着力を十分に確保して、せん断補強材１３による補強効果を効率良く発揮させることが可能になる。

すなわち、本実施形態のせん断補強工法によれば、形成した補強材挿入孔１２に充填材１４を装填する装填工程と、充填材１４が装填された補強材挿入孔１２にせん断補強材１３を挿入設置する補強材設置工程とを含んでおり、装填工程では、充填治具２０を、押え拡径部２０ｂが補強材挿入孔１２の先端孔底部１２ｂに当接又は近接するまで補強材挿入孔１２に挿入してから、充填材１４を圧送することによって、押え拡径部２０ｂと先端孔底部１２ｂとの間の部分に、圧力を立たせながら充填材１４を連続して充填するようになっており、補強材設置工程では、せん断補強材１３の筒状スライドパッキン部材２１が取り付けられた先端部を充填材１４の後端部に押し付けた状態で、せん断補強材１３を、補強材挿入孔１２の先端孔底部１２ｂに向けて充填材１４の内部に押し込んでゆくことにより、充填材１４の圧力を立たせながら、筒状スライドパッキン部材２１を補強材挿入孔１２の孔口部分１２ｃに向けて後方にスライド移動させるようになっている。

したがって、本実施形態のせん断補強工法によれば、装填工程と補強材設置工程のいずれにおいても、補強材挿入孔１２の内部に装填されたり充填された充填材１４の圧力を立たせることによって、充填材１４を補強材挿入孔１２の孔壁面１２ａに強固に密着させることが可能になるので、装填された充填材１４と補強材挿入孔１２の孔壁面１２ａとの間における、充填材１４が固化した後の付着力を効果的に高めることによって、十分な付着力を確保して、せん断補強材１３による補強効果を、効率良く発揮させることが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、補強材挿入孔に装填される充填材は、チクソトロピー性を有する充填材である必要は必ずしも無い。せん断補強材は、ネジ付補強鉄筋の他、鉄筋棒や鋼棒等であっても良い。補強材設置工程の先端部挿入工程において、筒状スライドパッキン部材が取り付けられたせん断補強材の先端部に、充填材を塗着させた状態で、せん断補強材を補強材挿入孔に挿入する必要は必ずしも無い。せん断補強材の先端部分に、拡径定着部や先鋭部が設けられている必要は必ずしも無い。拡径定着部は、ナット部材である必要は必ずしも無く、せん断補強材に一体接合して設けられていても良い。

本発明のせん断補強工法によって耐震補強される既設の地下構造物は、ボックスカルバート以外の、地下駐車場等のその他の函体状の地下構造物であっても良く、地下構造物以外の、鉄筋コンクリート壁を備える例えば地上に形成された鉄筋コンクリート構造物であっても良い。例えば鉄筋コンクリート壁の背面側に既設の設備があったり、背面側が水路であったり、背面側が鉄道や道路に面していたり、背面側に足場を設置することが困難であったりする場合に、背面側とは反対の正面側から、本発明のせん断補強工法を行って、鉄筋コンクリート構造物のせん断補強を行うことも可能である。

１０ ボックスカルバート（函体状の地下構造物）
１０ａ 地下空間
１１ 鉄筋コンクリート壁
１１ａ 一方の壁面
１１ｂ 他方の壁面
１２ 補強材挿入孔
１２ａ 孔壁面
１２ｂ 先端孔底部
１２ｃ 孔口部分
１３ せん断補強材
１３ａ 拡径定着部
１３ｂ 先鋭部
１４ 充填材
２０ 充填治具
２０ａ 吐出管
２０ｂ 押え拡径部
２１ 筒状スライドパッキン部材
２１ａ 軸方向挿通孔
２１ｂ 本体部
２１ｃ 補強リング
２２ 補助棒
２３ 地山
３０ 削孔機

Claims (6)

1. せん断荷重が作用する既設の鉄筋コンクリート壁を補強するためのせん断補強工法であって、
   前記鉄筋コンクリート壁の一方の壁面から他方の壁面に向けて有底の補強材挿入孔を削孔形成する削孔工程と、形成した前記補強材挿入孔に充填材を装填する装填工程と、前記充填材が装填された前記補強材挿入孔にせん断補強材を挿入設置する補強材設置工程とを含み、
   前記装填工程では、吐出配管の先端部に、前記補強材挿入孔の内径と略同様の外径を有する押え拡径部が設けられた充填治具を用いて、該充填治具を、前記押え拡径部が前記補強材挿入孔の先端孔底部に当接又は近接するまで前記補強材挿入孔に挿入してから、充填材を圧送することによって、前記押え拡径部を前記先端孔底部から離間させつつ、前記押え拡径部と前記先端孔底部との間の部分に、圧力を立たせながら充填材を連続して充填することにより装填してゆくようになっており、
   前記補強材設置工程は、前記せん断補強材の外周面に沿って軸方向にスライド可能に装着されると共に、前記補強材挿入孔の内径と略同様の外径を有する筒状スライドパッキン部材を、軸方向挿通孔に前記せん断補強材を挿通させて前記せん断補強材の先端部に取り付けた状態で、前記せん断補強材の先端部を、前記補強材挿入孔に装填された充填材の後端部に押し付けるまで前記補強材挿入孔に挿入する先端部挿入工程と、前記せん断補強材の前記筒状スライドパッキン部材が取り付けられた先端部を充填材の後端部に押し付けた状態で、前記せん断補強材を、前記補強材挿入孔の前記先端孔底部に向けて充填材の内部に押し込んでゆくことにより、前記筒状スライドパッキン部材と前記先端孔底部との間の部分に装填されている充填材の圧力を立たせながら、前記筒状スライドパッキン部材を、前記せん断補強材の外周面に沿って前記補強材挿入孔の孔口部分に向けて後方にスライド移動させるせん断補強材押込み工程とを含んでいるせん断補強工法。
2. 前記削孔工程において形成される前記補強材挿入孔は、鉄筋コンクリート壁の下面から上方に向けて削孔形成されることにより、鉄筋コンクリート壁の下面に開口すると共に、上部に前記先端孔底部を有する縦長方向に延設する挿入孔となっている請求項１記載のせん断補強工法。
3. 充填材として、チクソトロピー性を有する充填材を用いる請求項１又は２記載のせん断補強工法。
4. 前記補強材設置工程の前記先端部挿入工程において、前記筒状スライドパッキン部材が取り付けられた前記せん断補強材の先端部の、前記筒状スライドパッキン部材から先端側の部分に、充填材を塗着させた状態で、前記せん断補強材の先端部を前記補強材挿入孔に挿入する請求項１〜３のいずれか１項記載のせん断補強工法。
5. 前記補強材設置工程のせん断補強材押込み工程において、前記筒状スライドパッキン部材が、前記せん断補強材の外周面に沿って前記せん断補強材の後端部まで後方にスライド移動したら、前記筒状スライドパッキン部材の前記軸方向挿通孔に、前記せん断補強材と略同様の外径を有する補助棒を押し込んで、充填材の圧力を立たせながら前記せん断補強材をさらに押し込むことで、前記せん断補強材の全体を充填材の中に一体として埋設させる請求項１〜４のいずれか１項記載のせん断補強工法。
6. 前記せん断補強材は、先端部分に断面形状が大きくなった拡径定着部を一体として備えると共に、該拡径定着部よりも先端側に先端が尖った形状の先鋭部を有しており、前記補強材設置工程のせん断補強材押込み工程では、前記せん断補強材は、前記補強材挿入孔の先端孔底部に前記先鋭部の先端が当接するまで、充填材の内部に押し込まれる請求項１〜５のいずれか１項記載のせん断補強工法。

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