JP2017061839A - 鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 最小限の削孔回数で確実に鉄筋を避けて削孔を行うことが可能な鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法を提供する。【解決手段】 コアボーリングマシンを用いて削孔を行う工程と、削孔工程において、コアボーリングマシンの先端部（削孔部）が既設鉄筋１０に当接した場合に削孔を中止し、当該削孔工程で形成した孔３０内に鉄筋探査装置を挿入して、当該孔３０と当該既設鉄筋１０との位置関係を把握する工程と、当該孔３０と当該既設鉄筋１０との位置関係に基づき、当該既設鉄筋１０を避けて、当該孔１０と一部重複する新たな孔４０を削孔する工程とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法に関するものであり、例えば、鉄筋コンクリート構造物の建設工事や、既設鉄筋コンクリート構造物の補強工事において、既設の鉄筋を損傷せずに最小限の削孔回数で削孔を行う技術に関するものである。

鉄筋コンクリート構造物の補強やアンカー筋の配置、あるいは貫通孔を施工するために、鉄筋コンクリート構造物に対して削孔を行うことがある。例えば特許文献１に、鉄筋コンクリート構造体のせん断補強構造に関する技術が開示されている。

特許文献１に記載された技術は、鉄筋コンクリート構造物の一側から、他側に位置する主鉄筋に付帯する配力筋の手前側まで、内径が一様である補強部材挿入孔を削孔する。そして、この補強部材挿入孔内にせん断補強部材を挿入すると共に、充填材を注入するようになっている。

特開２０１１−１４０７９６号公報

ところで、鉄筋コンクリート構造物に対して削孔を行う場合には、既設鉄筋の損傷を防止するため、既設鉄筋の配設位置を確認する必要がある。この際、鉄筋コンクリート構造物の表面側に位置する鉄筋は、電磁誘導を用いた鉄筋センサーにより、配設位置を特定することができる。また、施工図面等を参照することにより、おおよその鉄筋配設位置を特定することも可能である。

しかし、鉄筋センサーでは検知できない深さに埋設された鉄筋の配設位置を特定することは難しく、また、施工図面通りの位置に鉄筋が配設されていない場合もある。したがって、鉄筋コンクリート構造物に対して削孔を行う場合には、作業員の勘に頼って削孔を行っているのが現状である。

このように、鉄筋コンクリート構造物に対して削孔を行う場合に、鉄筋センサー等を用いて鉄筋探査を行い、表面近くに位置する鉄筋を避けることはできるが、被り厚が大きい場所に埋設された鉄筋は探査することができないため、削孔装置の先端が接触してしまうことがある。そして、鉄筋を損傷してしまうと、耐荷性能に影響を及ぼすため、削孔位置をずらして、再度、削孔を行わなければならない。

しかし、削孔位置をずらしたとしても、鉄筋に削孔装置の先端が接触することがあり、この場合には、さらに削孔位置をずらして、新たな削孔を行わなければならない。削孔回数が増加すると、鉄筋コンクリート構造物に無用の孔が複数存在してしまう。このように、無用の孔が複数存在すると、鉄筋コンクリート構造物の構造性能に大きな影響を及ぼすだけではなく、施工工数が大幅に増加して、作業の手間とコストが増加するという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、最小限の削孔回数で確実に鉄筋を避けて削孔を行うことが可能な鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法を提供することを目的とする。

本発明の鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明の鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法は、鉄筋コンクリート構造物に対して削孔を行う際に、コアボーリングマシンを用いて削孔を行う工程と、当該削孔工程において、コアボーリングマシンの先端部（削孔部）が既設鉄筋に当接した場合に削孔を中止し、当該削孔工程で形成した孔内に鉄筋探査装置を挿入して、当該孔と当該既設鉄筋との位置関係を把握する工程と、当該孔と既設鉄筋との位置関係に基づき、既設鉄筋を避けて、当該孔と一部重複する新たな孔を削孔する工程とを含むことを特徴とするものである。

また、新たな孔の削孔工程において、コアボーリングマシンの先端部（削孔部）が、既設鉄筋よりも削孔方向の奥側に位置する既設鉄筋に当接した場合に削孔を中止し、当該新たな孔内に鉄筋探査装置を挿入して、当該新たな孔と削孔方向の奥側に位置する既設鉄筋との位置関係を把握する工程と、二つの孔と二つの既設鉄筋との位置関係に基づき、二つの既設鉄筋を避けて、二つの孔と一部重複する新たな孔を削孔する工程とを含むことが可能である。

また、コアボーリングマシンの先端部（削孔部）が既設鉄筋に当接した孔と、新たに削孔を行う孔との直径方向における重複距離は、各孔の半径よりも小さいことが好ましい。

また、削孔した孔の内面に目粗し処理を行ってせん断補強部材（例えば、せん断補強鉄筋）の定着耐力や曲げ補強部材（例えば、曲げ補強アンカー鉄筋）の定着耐力を高めたい場合には、少なくとも、最後に削孔した孔の内面に目粗し処理を行う。

本発明に係る鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法によれば、鉄筋コンクリート構造物に対して削孔を行う際に、コアボーリングマシンの先端部（削孔部）が既設鉄筋に当接した場合に削孔を中止し、当該孔内に鉄筋探査装置を挿入して、当該孔と当該既設鉄筋との位置関係を把握することにより、新たに削孔を行う際に、既設鉄筋を避けて削孔することができる可能性が高まる。

したがって、最小限の削孔回数で確実に鉄筋を避けて削孔を行うことが可能となる。これにより、施工工数が最小限となり、作業の手間とコストを低減することができる。また、無用の孔が複数存在しないので、鉄筋コンクリート構造物の構造性能に及ぼす影響を極力少なくすることができる。

本発明に係る鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法の実施例１を示す説明図。 本発明に係る鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法の実施例２を示す説明図。 本発明に係る鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法の実施例３を示す説明図。 本発明に係る鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法の実施例４を示す説明図。 コアボーリングマシンの一例を示す模式図。 鉄筋探査装置の一例を示す模式図。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図１〜図６は本発明の実施形態に係る鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法を説明するもので、図１〜図４は削孔方法の実施例を示す説明図、図５はコアボーリングマシンの一例を示す模式図、図６は鉄筋探査装置の一例を示す模式図である。

＜鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法の概要＞
本発明の実施形態に係る鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法は、例えば、鉄筋コンクリート構造物の建設工事や、既設鉄筋コンクリート構造物の補強工事における削孔方法に関するものである。この削孔方法では、既設の鉄筋を損傷せずに最小限の削孔回数で削孔を行うことができるようになっている。すなわち、本発明の実施形態に係る鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法は、第１回目の削孔工程と、当該第１回目の削孔工程で形成した孔と既設鉄筋との位置関係を把握する位置関係把握工程と、把握した孔と既設鉄筋との位置関係に基づいて、新たな孔を削孔する第２回目以降の削孔工程とを含んでいる。

第１回目の削孔工程は、コアボーリングマシンを用いて削孔を行う工程である。この削孔工程において、コアボーリングマシンの先端部（削孔部）が既設鉄筋に当接しなければ、１回の削孔工程により孔が完成する。一方、削孔工程において、コアボーリングマシンの先端部（削孔部）が既設鉄筋に当接した場合には直ちに削孔を中止して、既設鉄筋に損傷を与えないようにする。

そして、コアボーリングマシンの先端部（削孔部）が既設鉄筋に当接した孔内に鉄筋探査装置を挿入して、当該孔と当該既設鉄筋との位置関係を把握する。鉄筋探査装置は、光学的に鉄筋位置を探査する装置、電磁波、弾性波等を用いて鉄筋位置を探査する装置等、種々の態様の装置を用いることができる。鉄筋探査装置については、後に詳述する。

コアボーリングマシンの先端部（削孔部）が既設鉄筋に当接した孔と既設鉄筋との位置関係を把握したら、当該位置関係に基づき、既設鉄筋を避けて、コアボーリングマシンの先端部（削孔部）が既設鉄筋に当接した孔と一部重複する新たな孔を削孔する（第２回目の削孔工程）。既に削孔した孔と、新たに削孔する孔とを一部重複させるのは、鉄筋コンクリート構造物に対して削孔する面積を小さくするためである。

さらに、新たな孔の削孔工程（第２回目の削孔工程）において、コアボーリングマシンの先端部（削孔部）が、既設鉄筋よりも削孔方向の奥側に位置する既設鉄筋に当接した場合には、直ちに削孔を中止する。そして、第１回目の位置関係把握工程と同様の工程を実施する。すなわち、コアボーリングマシンの先端部（削孔部）が当接した新たな孔内に鉄筋探査装置を挿入して、当該新たな孔と削孔方向の奥側に位置する既設鉄筋との位置関係を把握する。

続いて、既に削孔した二つの孔と、各孔においてコアボーリングマシンの先端部（削孔部）がそれぞれ当接した二つの既設鉄筋との位置関係に基づき、二つの既設鉄筋を避けて、二つの孔と一部重複する新たな孔を削孔する（第３回目の削孔工程）。

第２回目以降の削孔工程では、コアボーリングマシンの先端部（削孔部）が既設鉄筋に当接した孔と、新たに削孔を行う孔との直径方向における重複距離が、各孔の半径よりも小さくなるように設定する。既に削孔した孔と、新たに削孔を行う孔との直径方向における重複距離に応じて、二つの孔の中心距離が決定する。すなわち、既に削孔した孔と、新たに削孔を行う孔との直径方向における重複距離が各孔の半径よりも大きい場合には、既に削孔した孔と、新たに削孔を行う孔とが近接することになる。この場合、新たな削孔における削孔抵抗の影響により、新たな孔が、既に削孔した孔側に対して近接する方向に曲がるおそれがある。また、既に削孔した孔と新たに削孔する孔とが近接し過ぎると、新たな削孔工程において、コアボーリングマシンの先端部（削孔部）が既設鉄筋に接触する可能性が生じることも考えられる。

また、削孔した孔の内面に目粗し処理を行ってせん断補強部材（例えば、せん断補強鉄筋）の定着耐力や曲げ補強部材（例えば、曲げ補強アンカー鉄筋）の定着耐力を高めたい場合には、最後に削孔した孔の内面に目粗し処理を行う。最後に削孔した孔とは、第１回の削孔工程により孔が完成した場合には、当該第１回目の削孔工程により形成した孔のことであり、第２回目の削孔工程により孔が完成した場合には、当該第２回目の削孔工程により形成した孔のことであり、第３回目の削孔工程により孔が完成した場合には、当該第３回目の削孔工程により形成した孔のことである。すなわち、最後に削孔した孔は補強鉄筋等を挿入するための孔であり、補強鉄筋等を挿入するとともにグラウト材を充填する。

このような孔の内面に目粗し処理を行うことにより、既設コンクリートとグラウト材の付着が堅固となり、補強鉄筋等の引き抜き耐力が向上する。なお、すべての孔の内面に目粗し処理を行ってもよい。

＜実施例１＞
実施例１の削孔方法は、図１に示すように、第１回目の削孔を行った際に、コアボーリングマシンの先端部（削孔部６５（図５参照）／以下同様）が既設鉄筋１０に当接したため、第１回目の削孔により形成した孔３０内に鉄筋探査装置を挿入して当該孔３０と当該既設鉄筋１０との位置関係を把握し、当該既設鉄筋１０を避けて、第１回目の削孔により形成した孔３０と一部重複する新たな孔４０を第２回目の削孔（再削孔）により形成したものである。コアボーリングマシンの先端部が既設鉄筋１０と当接した部分は、符号１１として示してある。

再削孔では、第１回目の削孔で作成した孔３０と、第２回目の削孔（再削孔）により形成する孔４０との直径方向における重複距離が、各孔３０、４０の半径よりも小さくなるように設定している。これにより、いわゆるダルマ状の孔を形成することができる。

＜実施例２＞
実施例２の削孔方法は、図２に示すように、実施例１と比較して、第１回目の削孔を行った際に、コアボーリングマシンの先端部が既設鉄筋１０に当接した面積が広い場合を示している。その他の削孔方法は、実施例１と同様である。コアボーリングマシンの先端部が既設鉄筋１０と当接した部分は、符号１１として示してある。

＜実施例３＞
実施例３の削孔方法は、図３に示すように、第１回目の削孔を行った際に、コアボーリングマシンの先端部が既設鉄筋１０に当接したため、第１回目の削孔により形成した孔３０内に鉄筋探査装置を挿入して当該孔３０と当該既設鉄筋１０との位置関係を把握し、当該既設鉄筋１０の延長方向とは略直角方向で第２回目の削孔を行い、第１回目の削孔により形成した孔３０と一部重複する新たな孔４０を第２回目の削孔（再削孔）により形成する。コアボーリングマシンの先端部が既設鉄筋１０と当接した部分は、符号１１として示してある。

しかし、第２回目の削孔（再削孔）においても、コアボーリングマシンの先端部が既設鉄筋２０に当接したため、第２回目の削孔により形成した孔４０内に鉄筋探査装置を挿入して当該孔４０と当該既設鉄筋２０との位置関係を把握し、当該既設鉄筋２０を避けて、第１回目及び第２回目の削孔により形成した孔４０と一部重複する新たな孔５０を第３回目の削孔（再々削孔）により形成したものである。コアボーリングマシンの先端部が既設鉄筋２０と当接した部分は、符号２１として示してある。

＜実施例４＞
実施例４の削孔方法は、図４に示すように、第１回目の削孔を行った際に、コアボーリングマシンの先端部が既設鉄筋１０に当接したため、第１回目の削孔により形成した孔３０内に鉄筋探査装置を挿入して当該孔３０と当該既設鉄筋１０との位置関係を把握し、当該既設鉄筋１０を避けて、第１回目の削孔により形成した孔３０と一部重複する新たな孔４０を第２回目の削孔（再削孔）により形成する。

第２回目の削孔（再削孔）では、第１回目の削孔により形成した孔３０と既設鉄筋１０との位置関係とに基づき、当該既設鉄筋１０よりも削孔方向の奥側に位置する既設鉄筋２０の位置を予測し、第２回目の削孔位置を、第１回目の削孔により当接した既設鉄筋１０の延長方向（長さ方向）にずらしている。

すなわち、実施例３では、第１回目の削孔により当接した既設鉄筋１０の延長方向（長さ方向）から略直角方向に離隔した位置で、第２回目の削孔（再削孔）を行っているが、実施例４では、第１回目の削孔により当接した既設鉄筋１０の延長方向（長さ方向）から斜めに離隔した位置で、第２回目の削孔（再削孔）を行っている。これにより、第２回目の削孔（再削孔）により、既設鉄筋１０、２０を避けて孔４０を形成することができる。コアボーリングマシンの先端部が既設鉄筋１０と当接した部分は、符号１１として示してある。

＜鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法に用いる機器＞
本実施形態の鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法では、主要な機器として、コアボーリングマシン６０と、鉄筋探査装置７０とを用いる。以下、各機器について説明する。

＜コアボーリングマシン＞
コアボーリングマシン６０は、図５に示すように、鉄筋コンクリート構造物の壁面に取り付けるベース部６１と、ベース部６１から立ち上げて設けた支柱６２と、支柱６２に対して、その長さ方向に移動可能に取り付けられ、削孔部（コアビット）６５を回転可能に支持する支持部６３と、削孔部（コアビット）６５を回転させる回転駆動部６４とを備えている。このコアボーリングマシン６０は、汎用されているものを使用することができる。

また、コアボーリングマシン６０は、その先端部に設けた削孔部（コアビット）６５が既設鉄筋に接触すると、駆動を停止する機構を備えていることが好ましい。このような駆動停止機構は、例えば、特開２００９−６１７４９号公報等において開示されている技術であり、電源スイッチのオンオフを制御する制御部と、削孔用モータの負荷電流を計測する検出部と、検出部で検出された負荷電流の単位時間当たりの変化率を算出する演算部と、演算部により算出された負荷電流の変化率と予め設定した閾値とを比較し、電流変化率が閾値を超えると、電源スイッチをオフにして削孔を停止する。これにより、鉄筋の損傷を最小限に止めることができる。

＜鉄筋探査装置＞
鉄筋探査装置７０は、孔の底部（先端部）に存在する鉄筋の存在及びその位置を探査するための装置であり、光学的に鉄筋位置を探査する装置、電磁波、弾性波等を用いて鉄筋位置を探査する装置等、種々の態様の装置を用いることができる。

図６を参照して、光学的に鉄筋位置を探査する装置について説明する。図６に示す鉄筋探査装置７０は、ビデオスコープと称される装置であり、対物レンズ７１と、撮像素子７２と、撮像素子７２からの撮像信号を伝送する信号ケーブル７３と、撮像信号を受信して映像表示する表示装置７４と、光源７５とを主要な構成要素とする。図示しないが、電源はビデオスコープの先端部に内蔵してもよいし、表示装置側に設置して、電気ケーブルを介して、撮像素子及び光源に電力を供給してもよい。信号ケーブル７３は被覆管７６により被覆されており、対物レンズ７１等からなる撮影部を孔内に挿入するための操作ケーブルとして機能する。なお、孔内の鉄筋を撮影することができれば、最小限の機能を備えたものであればよく、土木現場で一般的に用いているボアホールカメラを鉄筋探査装置とすることができる。

電磁波、弾性波等を用いて鉄筋位置を探査する装置は、図示しないが、信号ケーブルからなる操作ケーブルと、信号ケーブルの先端に取り付けた探査子と、探査子からの信号を画像に変換する画像変換部と、画像を表示する表示装置を備えている。

孔内に鉄筋探査装置７０を挿入して鉄筋探査を行うことにより、表示装置７４の表示画面に孔及び鉄筋が表示されるため、鉄筋の存在及びその位置を把握することができる。なお、対物レンズ７１や探査子の向きを正確に設定することができずに、鉄筋と孔との位置関係を明確に把握できない場合には、鉄筋の外表面に存在する節形状で鉄筋の向きを特定すれば、鉄筋と孔との位置関係を把握することができる。

＜孔の利用＞
上述した削孔方法により削孔した孔は、例えば、せん断補強部材や曲げ補強部材の挿入孔として使用する。削孔した孔の内面に目粗し処理を行ってせん断補強部材（例えば、せん断補強鉄筋）の定着耐力や曲げ補強部材（例えば、曲げ補強アンカー鉄筋）の定着耐力を高めたい場合には、最後に削孔した孔の内面に目粗し処理を行う。また、複数回の削孔により一体となった孔内には、グラウト材を注入して孔を閉塞する。

１０、２０ 既設鉄筋
１１、１２ 削孔部と既設鉄筋との当接部分
３０、４０、５０ 孔
６０ コアボーリングマシン
６１ ベース部
６２ 支柱
６３ 支持部
６４ 回転駆動部
６５ 削孔部（コアビット）
７０ 鉄筋探査装置
７１ 対物レンズ
７２ 撮像素子
７３ 信号ケーブル
７４ 表示装置
７５ 光源
７６ 被覆管

Claims (4)

1. 鉄筋コンクリート構造物に対して削孔を行う際に、
   コアボーリングマシンを用いて削孔を行う工程と、
   前記削孔工程において、コアボーリングマシンの先端部が既設鉄筋に当接した場合に削孔を中止し、当該削孔工程で形成した孔内に鉄筋探査装置を挿入して、当該孔と当該既設鉄筋との位置関係を把握する工程と、
   前記孔と前記既設鉄筋との位置関係に基づき、前記既設鉄筋を避けて、前記孔と一部重複する新たな孔を削孔する工程と、
   を含むことを特徴とする鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法。
2. 前記新たな孔の削孔工程において、
   コアボーリングマシンの先端部が、前記既設鉄筋よりも削孔方向の奥側に位置する既設鉄筋に当接した場合に削孔を中止し、当該新たな孔内に鉄筋探査装置を挿入して、当該新たな孔と前記削孔方向の奥側に位置する既設鉄筋との位置関係を把握する工程と、
   前記二つの孔と前記二つの既設鉄筋との位置関係に基づき、前記二つの既設鉄筋を避けて、前記二つの孔と一部重複する新たな孔を削孔する工程と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法。
3. 前記コアボーリングマシンの先端部が前記既設鉄筋に当接した孔と、新たに削孔を行う孔との直径方向における重複距離は、前記各孔の半径よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法。
4. 削孔した孔の内面に目粗し処理を行ってせん断補強部材や曲げ補強部材の定着耐力を高めたい場合には、
   少なくとも、最後に削孔した孔の内面に目粗し処理を行う、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鉄筋コンクリート構造物に対する削孔方法。

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