JP2018168545A - 鉄筋コンクリート躯体の表面からコンクリートを除去する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない労力でかつ短時間に鉄筋コンクリート躯体の表面からコンクリートを除去して鉄筋を露出させる。【解決手段】鉄筋コンクリート躯体１の表面側鉄筋２ａの背部に爆薬５を配置して起爆することにより、表面側鉄筋２ａが露出するように表面側コンクリート部分３ａを破砕できる。爆薬５を配置するために設けられる装薬孔７は、填塞材８を付着させるための長さを確保するため、除去すべき表面４に平行に削孔されることが好ましい。【選択図】図３

Description

本開示は、鉄筋コンクリート躯体の表面からコンクリートを除去する方法に関し、特に、爆破によって所定の範囲のコンクリートを除去して鉄筋を露出させる方法に関する。

鉄筋コンクリート躯体の解体工法として、表面のコンクリートを破壊し、露出した鉄筋を切断して耐力を低下させ、耐力の低下した部分に負荷をかけて鉄筋コンクリート躯体を崩す工法がある。例えば特許文献１には、鉄筋コンクリート躯体の爆破解体方法が記載されている。この方法では、鉄筋コンクリート躯体の、爆破によって破砕する領域と破砕せずに残す領域との境界部に、躯体の表面から境界溝を切削し、境界溝内で鉄筋を切断し、破砕しようとする領域に装薬孔を穿設し、装薬孔に爆薬を装填して爆破してコンクリート躯体を解体する。境界溝は、躯体内に配置された鉄筋を露出させるように、ウォータージェットやブレーカ等を使用して切削される。

また、鉄筋コンクリート躯体の解体工法として、鉄筋コンクリート躯体の鉄筋及びコンクリート部分を同時に切断して解体するワイヤーソウ工法も知られている。例えば、特許文献２には、建物の建替工事において、既存建物をワイヤーソウで切断して複数のブロックに分割することが記載されている。

特開２００４−２９３２６０号公報 特開２０１０−２４８８２２号公報

しかしながら、露出させた鉄筋をアセチレンガスやカッター等の簡易な手段で切断するためには、鉄筋の周囲の広い範囲に存在するコンクリート部分を破砕して鉄筋を露出させる必要がある。このためには、ブレーカ等によりコンクリート部分を一次破砕した後、さらにピック等により細かく二次破砕して、微小なコンクリート片まで撤去する必要がある。この二次破砕に要する労力及び施工時間は、破砕体積に比較して過大なものであり、費用的にも非常に不経済であった。

また、電気的な方法により鉄筋を切断する方法もあるが、この場合には、上記の場合に比べて鉄筋の露出箇所数こそ少なくなるものの、その他の点においては上記と同等の作業が必要となる。そのため、労力及び施工時間を十分に削減することができず、設備機器の損料を考慮すると、費用対効果も十分に改善できなかった。

一方、ワイヤーソウ工法は、鉄筋コンクリート躯体の形状や寸法によって適用範囲が限定され、特に、床版構造には適さない。また、運搬可能な形状に切断するための切断工程の増加や、設備機器の損料等を考慮すると、費用対効果が上記工法に比べて低かった。

本発明は、これらの問題を鑑みてなされたものであり、少ない労力でかつ短時間に鉄筋コンクリート躯体の表面からコンクリートを除去して、鉄筋を露出させる方法を提供することを目的とする。

本発明の少なくともいくつかの実施形態は、鉄筋コンクリート躯体（１）の表面（４）からコンクリートを除去する方法であって、爆薬（５）を配置するべき装薬部（６）を形成するために、前記鉄筋コンクリート躯体のコンクリート部分（３）に装薬孔（７，７ａ，７ｂ）を削孔するステップと前記装薬部に前記爆薬を配置するステップと、前記爆薬を爆破して、前記表面の近傍に配置された表面側鉄筋（２ａ）を露出させるステップとを備え、前記装薬部は、前記表面に対して、前記表面側鉄筋よりも深い位置に設けられ、前記爆薬の起爆距離は、前記装薬部の中心から前記表面までの距離以上であることを特徴とする。表面側鉄筋の各々は、１本の鉄筋の全体であっても、一部であってもよい。

この構成によれば、起爆による応力波及び自由表面からの反射波が対象範囲に一様に伝播し、表面側鉄筋が、応力波及び反射波を均等に伝播させ、配筋面上に引張ひずみ面を形成する波動伝播誘導部材として機能するため、効率的に鉄筋を露出させることができる。

本発明の少なくともいくつかの実施形態は、上記構成において、前記表面に対する深さ方向において、前記装薬部の側面から前記表面側鉄筋の内の最もかぶりの大きい該表面側鉄筋の側面までの距離は、該表面側鉄筋の直径の０．５〜２倍であることを特徴とする。

この構成によれば、表面側鉄筋に起爆力を効率的に伝えることができるとともに、鉄筋を避けて装薬孔を削孔することができる。

本発明の少なくともいくつかの実施形態は、上記構成の何れかにおいて、前記装薬孔は、前記表面に平行な方向に沿って延在するように形成されることを特徴とする。

この構成によれば、装薬孔を塞ぐための填塞材（８）の配置区間を長くして、填塞材の装薬孔への付着力を大きくすることができ、爆薬を起爆しても填塞材は装薬孔内に維持されて、起爆力をコンクリート及び鉄筋に伝えることができる。

本発明の少なくともいくつかの実施形態は、上記構成において、装薬孔を前記表面から形成するように変更してもよい。

この構成によれば、削孔距離が短くなるため、作業時間を短縮することができる。

本発明の少なくともいくつかの実施形態は、上記構成の何れかにおいて、前記装薬孔は複数形成され、互いに隣接する前記装薬部の中心間距離は、前記起爆距離の２倍以下であることを特徴とする。

この構成によれば、広い範囲でコンクリートを除去して鉄筋を露出させることができる。

本発明によれば、少ない労力でかつ短時間に鉄筋コンクリートの表面からコンクリートを除去して鉄筋を露出させることができる。

実施形態に係る方法が適用されるコンクリート躯体の正面図 実施形態に係る方法が適用されるコンクリート躯体の平面図 実施形態に係る方法が適用されるコンクリート躯体の側面図 実施形態に係る方法が適用されるコンクリート躯体の拡大図 実施形態に係る第１変形例に係る方法が適用されるコンクリート躯体の側面図 実施形態の第２変形例に係る方法が適用されるコンクリート躯体の正面図 実施形態の第３変形例に係る方法が適用されるコンクリート躯体の正面図 実施例を示す写真（ａ：削孔前、ｂ：起爆後（斜め上方）、ｃ：起爆後（正面））

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１〜図４は、実施形態に係る方法によって解体される鉄筋コンクリート躯体１を模式的に示す。鉄筋コンクリート躯体１は、鉄筋２と、鉄筋２を埋設するコンクリート部分３とを備える。なお、図において、鉄筋コンクリート躯体１のコンクリート部分３はその輪郭のみを実線で示し、その中に配置される鉄筋２をコンクリート部分３を透視したように示す。

鉄筋コンクリート躯体１は、例えば、コンクリート橋の床版、建築物の床及び壁、機械基礎並びに擁壁等である。除去する対象である表面側コンクリート部分３ａは、鉄筋コンクリート躯体１の正面側の表面４から、正面側に配置された表面側鉄筋２ａの深さまでである。表面側鉄筋２ａは、表面４に沿って格子状に配置されている。

鉄筋コンクリート躯体１は、表面側コンクリート部分３ａを破砕して表面側鉄筋２ａを露出させ、表面側鉄筋２ａを切断し、この切断した部分で折れるように鉄筋コンクリート躯体１に負荷をかけて解体される。本実施形態は、鉄筋コンクリート躯体１の解体工事の内、表面側コンクリート部分３ａを除去して表面側鉄筋２ａを露出させる工程に関する。

まず、電磁レーダー法、電磁誘導法又はＸ線透過撮影法等の公知の鉄筋探査手段により、鉄筋コンクリート躯体１中の表面側鉄筋２ａの位置を把握する。

次に、爆薬５を配置するべき装薬部６を形成するために、装薬孔７をコンクリート部分３に削孔する。装薬孔７は、表面４に直交する面である鉄筋コンクリート躯体１の上面から削孔されることが好ましい。これは、装薬孔７を深くして、装薬孔７に詰められる填塞材８の装薬孔７への付着力を確保するためである。

表面４から装薬部６の中心までの深さＤは、最もかぶりの大きい表面側鉄筋２ａの表面４からの深さよりも深く、かつ起爆距離Ｌ_ｍａｘ以下である。起爆距離Ｌ_ｍａｘは、使用する爆材（爆薬５の種類や量等）が自由面にひび割れを生成することのできる距離を意味し、一般に爆材ごとに指定されている。装薬孔７が、表面４からの深さ方向において、最もかぶりの大きい表面側鉄筋２ａから離間するようにすること（装薬孔７の側面から、最もかぶりの大きい表面側鉄筋２ａの側面までの最短距離ｄを０より大きくすること）が好ましく、更に好ましくは、最もかぶりの大きい表面側鉄筋２ａの直径の０．５〜２倍程度、表面側鉄筋２ａから離間するように（表面側鉄筋２ａの直径と装薬孔７の直径とが近似するときは、両者の中心間距離が表面側鉄筋２ａの１．５〜３倍程度となるように）設けられることが好ましい。

正面視で、表面４に角度をなす自由面に最も近い装薬部６から、その自由面までの距離（例えば、図１における左側の装薬部６から左側面までの距離Ｌ_１、全ての装薬部６から上面までの距離Ｈ_１、全ての装薬部６から下面までの距離Ｈ_２）は、起爆距離Ｌ_ｍａｘの２倍以下である。また、互いに隣接する装薬部６の中心間距離Ｌ_２は、起爆距離Ｌ_ｍａｘの２倍以下である。また、装薬部６は、正面視で、互いに平行かつ隣接する２本の表面側鉄筋２ａの中央に配置されて起爆による応力波を双方の表面側鉄筋２ａに均等に伝えることが好ましい（図１の左右方向）が、中央からずれた位置に配置されてもよく（図１の上下方向）、また、表面側鉄筋２ａに重なるように配置してもよい。

次に、爆薬５を装薬部６に配置し、装薬孔７の装薬部６よりも上方の部分に填塞材８を詰める。爆薬５の中心が装薬部６の中心に略一致する。填塞材８は、爆薬５を起爆しても装薬孔７から飛び出さないように、装薬孔７に十分な長さをもって付着させる。

次に、爆薬５を起爆する。全ての爆薬５を同時に起爆することが好ましく、爆薬の数が多いときは、互いに近接する複数の爆薬を１つのブロックとして、１ブロック内の爆薬を同時に起爆し、ブロック毎に順次に起爆することが好ましい。理論的に拘束されるものではないが、爆薬５の起爆による応力波及び自由表面からの反射波が、表面側鉄筋２ａ及び表面側コンクリート部分３ａに伝播する。このとき、表面側鉄筋２ａは、起爆による応力波と自由表面からの反射波を均等に伝播させるとともに、表面側鉄筋２ａ面上に引張ひずみ面を形成させる波動伝播誘導部材として機能する。そのため、効率的に表面側コンクリート部分３ａを破砕し、表面側鉄筋２ａをコンクリートが剥離した状態で露出させることができる。

図５は、上記実施形態の第１変形例の側面図を示す。上記実施形態では、填塞材８の装薬孔７への付着力を確保するため、除去すべき表面４が正面であるのに対して、上面から装薬孔７を削孔して、装薬孔７の長さを確保した。爆薬５の起爆に耐えられる付着力を得られるならば、上面以外から削孔してもよく、第１変形例では、装薬孔７を除去すべき表面４から削孔している。図示する例では、填塞材８を装薬孔７に付着させるための長さを確保するため、表面４に対して斜め方向に装薬孔７を削孔しているが、填塞材８の装薬孔７への付着力が確保できれば、表面４に対して直交するように装薬孔７を削孔してもよい。

図６及び図７は、上記実施形態の第２及び第３変形例の正面図を示す。これらの変形例は、図の左右方向だけでなく、上下方向においても２以上の爆薬５が必要な場合、すなわち鉄筋コンクリート躯体１の高さが起爆距離Ｌ_ｍａｘの４倍を超える場合を示す。図５に示すように、上下方向に延在する１つの装薬孔７に２つ以上の装薬部６を設けてもよい。また、図６に示すようにそれぞれ深さの異なる装薬孔７ａ，７ｂを設け、それぞれに１つ又は２つ以上の装薬部６を設けてもよい。

これらの変形例において、装薬部６、装薬孔７，７ａ，７ｂ、及び表面４の前後方向（図６及び図７の紙面に直交する方向）における互いの位置関係は、上記実施形態と同様である。上端側に配置された装薬部６の中心から上面までの距離Ｈ_１、下端側に配置された装薬部６の中心から下面までの距離Ｈ_２、及び上下方向に隣接する２つの装薬部６間の上下方向距離Ｈ_３は、それぞれ、起爆距離Ｌ_ｍａｘの２倍以下である。

また、図７に示す変形例において、最も左端側に配置された上段の装薬部６の中心から左側面までの距離Ｌ_１Ｈ及び最も左端側に配置された下段の装薬部６の中心から左側面までの距離Ｌ_１Ｌは、それぞれ、起爆距離Ｌ_ｍａｘの２倍以下であり、右端側についても同様である。互いに隣接する上段の装薬部６の中心間距離Ｌ_２Ｈ、及び互いに隣接する下段の装薬部６の中心間距離Ｌ_２Ｌは、それぞれ、起爆距離Ｌ_ｍａｘの２倍以下である。

なお、図７に示す変形例において、浅い装薬孔７ａは、互いに隣接する２つの深い装薬孔７ｂの中央に位置し、深い装薬孔７ｂは、互いに隣接する２つの浅い装薬孔７ａの中央に位置するが、起爆距離Ｌ_ｍａｘとの上記の関係を満たす範囲でその左右方向位置をずらしてもよい。

図８は、上記実施形態に対応する実施例の起爆前後の状態を示す写真である。鉄筋コンクリート躯体１の試験体は、縦７００ｍｍ、横１５００ｍｍ、高さ７００ｍｍの直方体形状であり、呼び名Ｄ１９の異形棒鋼からなる鉄筋２が、図１〜３の鉄筋２と同様に配置されていた。横及び高さ方向に平行な面の１つを除去すべき表面４とした。

起爆距離Ｌ_ｍａｘは、爆薬の種類と薬量によって定まる最大破砕可能長に等しく、爆薬５ではＬ_ｍａｘ＝４００ｍｍであった。３つの装薬孔７が、鉄筋コンクリート躯体１の上面から鉛直方向に沿って削孔され、その各々の直径は１８ｍｍ、深さは３７３．５ｍｍであり、装薬部６は、装薬孔７の底から４７ｍｍの長さの区間であった。互いに隣接する装薬孔７の中心間距離Ｌ_２は、４１８．８ｍｍであり、端部側の装薬孔の中心から左右方向の自由面までの距離Ｌ_１は３３１．３ｍｍであった。

爆薬５を起爆すると、表面側コンクリート部分３ａが破砕され、表面側鉄筋２ａが露出した。露出した表面側鉄筋からは、略、コンクリートが剥離していた。

約１ｍ^２の表面側コンクリート部分３ａを除去して表面側鉄筋２ａを露出されるのに要した時間は約２０分であった。これは、人力作業と比較すると２０倍以上の効率であった。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、本発明は、鉄筋コンクリート躯体の解体工事だけでなく、補修や機器の据付等のために部分的にコンクリートを除去する場合に適用してもよい。また、装薬孔を上面等の自由面に対して直交するように削孔することに代えて、自由面に対して斜め方向に削孔してもよい。

１：コンクリート躯体
２：鉄筋
２ａ：表面側鉄筋
３：コンクリート部分
３ａ：表面側コンクリート部分
４：表面
５：爆薬
６：装薬部
７：装薬孔
７ａ：浅い装薬孔
７ｂ：深い装薬孔
８：填塞材

Claims (5)

1. 鉄筋コンクリート躯体の表面からコンクリートを除去する方法であって、
   爆薬を配置するべき装薬部を形成するために、前記鉄筋コンクリート躯体のコンクリート部分に装薬孔を削孔するステップと
   前記装薬部に前記爆薬を配置するステップと、
   前記爆薬を爆破して、前記表面の近傍に配置された表面側鉄筋を露出させるステップとを備え、
   前記装薬部は、前記表面に対して、前記表面側鉄筋よりも深い位置に設けられ、前記爆薬の起爆距離は、前記装薬部の中心から前記表面までの距離以上であることを特徴とする方法。
2. 前記表面に対する深さ方向において、前記装薬部の側面から前記表面側鉄筋の内の最もかぶりの大きい該表面側鉄筋の側面までの距離は、該表面側鉄筋の直径の０．５〜２倍であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記装薬孔は、前記表面に平行な方向に沿って延在するように形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記装薬孔は、前記表面から形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
5. 前記装薬孔は複数形成され、
   互いに隣接する前記装薬部の中心間距離は、前記起爆距離の２倍以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。