JP2022062900A

JP2022062900A - 床下補強構造及び床下補強構造の補強工法

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Publication number: JP2022062900A
Application number: JP2020171089A
Authority: JP
Inventors: 政広阿部; Masahiro Abe
Original assignee: Abe Giken Co Ltd
Current assignee: Abe Giken Co Ltd
Priority date: 2020-10-09
Filing date: 2020-10-09
Publication date: 2022-04-21
Anticipated expiration: 2040-10-09
Also published as: JP6885641B1

Abstract

【課題】空洞部周囲の地盤を空洞部や周囲の地盤と比較して強固に形成でき再沈下を防止でき、空洞部の充填部を地盤と一体化させることで空洞部と地盤との間に水が溜まる可能性を低減することができる床下補強構造を提供する。【解決手段】床下補強構造１００は、コンクリート床１０とその下方の地盤２０との間に形成された空洞部に充填された樹脂が発泡して形成された弾性を有する発泡樹脂部３５と、前記樹脂が地盤２０の表面から発泡樹脂部３５より含水比が低い状態で１ｃｍ以上浸透し、発泡樹脂部３５より高い圧縮強さを有する樹脂浸透地盤２５とを有する。【選択図】図６

Description

本発明は、床下補強構造及び床下補強構造の補強工法に関する。

工場、倉庫又は店舗等の建築構造物や、道路、公園又は空港等の土木建築物を構築する際に、床面又は路面の補強のために地盤の表面にコンクリート床面を敷設して強化することがある。こうしたコンクリート床面は、下の地盤が沈下することによって、コンクリート床面と地盤との間に空洞部が発生する場合がある。こうした空洞部を補修する方法として、所定の高さにまで上昇させたい修復必要箇所の下方の地盤の内部に、フロンガスを発生しない膨張性樹脂を注入し、これを膨張させて、修復必要箇所の基礎構造体を所定の高さにまで上昇させることを特徴とするものが提案されている（特許文献１）。

しかしながら、かかる補修方法は、あくまで、空洞部内のみを樹脂で充填するものであるため、さらなる地盤の沈下による空洞部の拡張を防止することができず、また、空洞部と樹脂との間に水が発生し、地盤の弱体化、害虫発生や悪臭の発生といった汚染を防止することができないという問題があった。さらに、上述した補修方法は、空隙や地盤の内部で膨張し基礎構造体の修復必要箇所に加わる荷重よりも上回る膨張によって反力が発生する樹脂を使用する必要があるが、このような硬度が高い樹脂を使用すると、補修後のコンクリート床面の上で発生する機械による振動や車両の通過による振動に対する衝撃吸収性が低くなり、コンクリート床面を損傷させやすくなるという問題点もあった。

特開２００６－１４４２６９号公報

そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、床下コンクリート内の空間に樹脂を注入して発泡樹脂で補強した際に、空洞部周囲の地盤を空洞部や周囲の地盤と比較して強固に形成でき再沈下を防止でき、空洞部の充填部を地盤と一体化させることで空洞部と地盤との間に水が溜まる可能性を低減することができる床下補強構造及び床下補強構造の補強工法を提供することを目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明にかかる床下補強構造は、
コンクリート床とその下方の地盤との間に形成された空洞部に充填された樹脂が発泡して形成された弾性を有する厚さ１．５ｃｍ以下の発泡樹脂部と、
前記樹脂が前記地盤の表面から１０ｃｍ以上浸透し、前記発泡樹脂部より高い圧縮強さを有する樹脂浸透地盤と、
を有することを特徴とする。

本発明にかかる床下補強構造は、コンクリート床と地盤との間に形成された空洞に発泡した後に弾性を有するように硬化した発泡樹脂部と、含水比が低い状態で地盤に浸透し空洞部よりも発泡率が低い状態で、地盤に接着しつつ硬化された樹脂浸透地盤と、で形成される。そのため、発泡樹脂部の上に配置されるコンクリート床は、コンクリート床の振動を効果的に吸収可能であるとともに、発泡樹脂部と樹脂浸透地盤が樹脂で一体に形成されるため、発泡樹脂部と樹脂浸透地盤の境界に水が溜まることを防止することができる。そのため、地盤の弱体化、害虫発生や悪臭の発生といった汚染を防止することができる。また、１０ｃｍ以上地盤内に浸透されているため、床下を補強した後に、再沈下が発生する可能性を低減することができる。

また、本発明にかかる床下補強構造において、前記コンクリート床のひび割れ又はクラックに対して底面側から浸透された発泡樹脂を有することを特徴とするものであってもよい。

かかる構成を採用することによって、発泡樹脂部と、樹脂浸透地盤と、コンクリート床が樹脂で一体化されるので、より強い床下補強構造とすることができる。

また、本発明にかかる床下補強構造において、前記発泡樹脂部は、圧縮強さが４５０ｋＮ／ｍ^２以上であり、前記樹脂浸透地盤は６００ｋＮ／ｍ^２以上であり、かつ前記樹脂浸透地盤は、前記発泡樹脂部よりも圧縮強さが高いことを特徴とするものであってもよい。

発泡樹脂部よりも樹脂浸透地盤の圧縮強さを強くしておくことで、床下補強構造に強い圧縮強さが加わった場合にも樹脂浸透地盤が先に破損することを防止することができ、コンクリート床に大きな損傷が発生することを防止することができる。

さらに、本発明にかかる床下補強構造において、前記樹脂は、ウレタンプレポリマーと、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートと、フタル酸ジ－ｎ－ブチルとを含む主剤と、ジメチルアルキルアミンを含む触媒とからなることを特徴とするものであってもよい。

上述した床下補強構造を形成するに際して、この樹脂を使用することによって好適に形成することができる。

さらに、本発明は、前述した床下補強構造の補強工法をも提供する。
本発明にかかる床下補強構造の補強工法は、
（１）コンクリート床とその下方の地盤との間に空洞部が形成された部位のコンクリート床に０．５ｃｍ～１．０ｃｍの貫通孔を穿設する穿設工程
（２）空洞部に水を注入し、地盤内に水を浸透させる水浸透工程
（３）穿設された貫通孔に綿を詰める綿詰工程
（４）詰められた綿に樹脂を注入するノズルを貫通させ、樹脂を注入する注入工程
（５）樹脂が地盤内に浸透し樹脂浸透地盤を形成するとともに、空洞部で膨張させ発泡樹脂部を形成させるため養生させる養生工程
（６）貫通孔をコンクリートで塞ぐ閉塞工程
を含むことを特徴とする床下補強構造の補強工法。

かかる床下補強構造の補強工法によれば、上述した効果を有する床下補強構造を好適に作製することができる。

さらに、本発明にかかる床下補強構造の補強工法において、前記注入工程は、１．５ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の圧力で注入することを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、発泡樹脂部と、樹脂浸透地盤と、コンクリート床を樹脂で一体化した補強構造とすることができる。

本発明にかかる床下補強構造によれば、床下コンクリート内の空間に樹脂を注入して発泡樹脂で補強した際に、空洞部周囲の地盤を空洞部や周囲の地盤と比較して強固に形成でき再沈下を防止でき、空洞部の充填部を地盤と一体化させることで空洞部と地盤との間に水が溜まる可能性を低減することができる床下補強構造を提供することができる。また、かかる床下補強構造の補強工法をも提供する。

図１は、実施形態にかかる床下補強構造１００の補強工法を示すフローチャートである。図２は、実施形態にかかる床下補強構造１００の補強工法の１工程を示す模式図である。図３は、実施形態にかかる床下補強構造１００の補強工法の１工程を示す模式図である。図４は、実施形態にかかる床下補強構造１００の補強工法の１工程を示す模式図である。図５は、実施形態にかかる床下補強構造１００の補強工法の１工程を示す模式図である。図６は、実施形態にかかる床下補強構造１００の補強工法の１工程を示す模式図であり、完成した床下補強構造１００をも示す。

次に、本発明にかかる床下補強構造１００及び床下補強構造１００の補強工法について、図を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。

（実施形態）
まず、はじめに本発明にかかる床下補強構造１００の補強工法について説明する。図１は、本発明にかかる工程のフローチャートである。本発明にかかる床下補強構造１００の補強工法は、主として、コンクリート床１０とその下方の地盤２０との間に空洞部３０が形成された部位のコンクリート床１０に０．５ｃｍ～１．０ｃｍの貫通孔４０を穿設する穿設工程（Ｓ１）、空洞部に水を注入する水浸透工程（Ｓ２）、穿設された貫通孔４０に綿５０を詰める綿詰工程（Ｓ３）、詰められた綿５０に樹脂７０を注入するノズル７５を貫通させ、樹脂７０を注入する注入工程（Ｓ４）、樹脂７０が地盤２０内に浸透し樹脂浸透地盤２５を形成するとともに、空洞部３０で膨張して発泡樹脂部３５を形成させるため養生させる養生工程（Ｓ５）、貫通孔４０をコンクリート１５で塞ぐ閉塞工程（Ｓ６）、を含む。以下、各工程について詳細に説明する。

（１）穿設工程（Ｓ１）
穿設工程（Ｓ１）は、図２に示すように、コンクリート床１０とその下方の地盤２０との間に空洞部３０が形成されている部位に、樹脂７０を注入するために、空洞部３０と連通する貫通孔４０（図３参照）をコンクリート床１０に穿設する工程である。貫通孔４０は、ドリル等８０によって開けられる。貫通孔４０の直径は、０．５ｃｍ～１．０ｃｍ程度である。

（２）水浸透工程（Ｓ２）
水浸透工程は、空洞部３０の周囲の地盤２０に水を浸透させる工程である。水を地盤に浸透させることによって、水と親和性の高い樹脂の地盤内への浸透を促進させるとともに、地盤２０内で発泡促進させるためである。水を浸透させるには、ノズルで注入しても良いし、空洞部３０内で噴霧してもよい。水は、１ｍ^２あたり、１００ｍｌ以上注入することが好ましい。
（３）綿詰工程（Ｓ３）
綿詰工程（Ｓ３）は、図３に示すように、穿設工程（Ｓ１）で開けた貫通孔４０に綿５０を詰める工程である。綿５０を詰める理由は、後述する注入工程（Ｓ４）で樹脂７０を注入するノズル７５（図４参照）を、挿入する際に、貫通孔４０に詰めてあるのが綿５０であるといわばノズル７５を無理やり押し広げて綿を通過させて、空洞部３０にノズル７５の先端を設置しやすいこと、及び樹脂７０が充填された後、綿５０で樹脂７０が貫通孔４０から溢れ出るのを防止するとともに、適度な圧力が加わることによって樹脂７０を地盤２０内に浸透させることができるからである。

（４）注入工程（Ｓ４）
注入工程（Ｓ４）は、図４に示すように、樹脂７０を注入するノズル７５を空洞部３０内に挿入し、樹脂７０を注入する工程である。このときに、貫通孔４０には綿５０が詰めてあるので、綿５０をいわば無理やり押し広げつつノズル７５を挿入する。樹脂７０は、空洞部３０内の水に反応して膨張するので、空洞部３０に水が少ない場合には、任意に水を貫通孔４０から同時に注入する。樹脂７０が充填した状態からさらに注入することによって、図５に示すように、綿５０によって樹脂７０が貫通孔４０から溢れ出ることなく圧力が高くなって、地盤２０内に樹脂７０が浸透していくことになる。樹脂は、発泡前の状態で、１ｃｍの深さの空洞部３０の場合１ｍ^２あたり２ｋｇ以上注入するとよい。

なお、ここで使用される樹脂７０としては、発泡が開始する前に地盤２０内に浸透可能であって、空洞部３０内では十分に発泡し、発泡した後に弾性を有するものが使用される。例えば、ウレタンプレポリマーと、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートと、フタル酸ジ－ｎ－ブチルとを含む主剤と、ジメチルアルキルアミンを含む触媒とからなる樹脂を使用することができる。主剤と触媒は、１８ｋｇに対して０．４５ｋｇの割合で混合するとよい。かかる樹脂は、水と反応して発泡するものの、水がない状態ではほとんど発泡することはない。そのため、空洞部３０においては、十分に発泡して弾性を有する発泡樹脂部３５を形成し、一方で、本樹脂は、地盤２０内に水を予め浸透させた後に浸透させることで、樹脂が地盤内に速やかに浸透しつつ、発泡が促進され、地盤２０内に少なくとも１０ｃｍ以上浸透可能である。地盤２０内では含水比が低い状態で発泡時に発生する二酸化炭素を地盤２０外に排出し、空洞部では約３０倍に発泡し、弾性が高い発泡樹脂となるとともに、発泡が抑制された樹脂が地盤２０に浸透した樹脂浸透地盤２５が形成される。そのため、発泡樹脂部３５は、樹脂浸透地盤２５に対して圧縮強さが低く、かつ弾性が高くなる。なお、本発明で形成される発泡樹脂部３５は、厚さが１．５ｃｍ以下、より好ましくは１ｃｍ以下である。すなわち、補修に付される空洞部の深さが１．５ｃｍ以下であることが必要である。これより深いと、樹脂７０に圧力が加わりづらく地盤２０に浸透しなくなる上、樹脂７０の弾性によりコンクリート床１０を確実に支持することが難しくなるからである。さらに、樹脂は、コンクリート床のひび割れ又はクラックに対して底面側から浸透し、発泡樹脂部と、樹脂浸透地盤と、コンクリート床を樹脂で一体化した補強構造とすることができる。

（５）養生工程（Ｓ５）
養生工程（Ｓ５）は、注入した樹脂７０が地盤２０内に浸透し樹脂浸透地盤２５を形成するとともに、空洞部３０で膨張させ発泡樹脂部３５を形成させる工程である。注入後、概ね３０分程度放置する。これにより、発泡樹脂部３５は膨張し、弾性を有し、圧縮強さが４５０ｋＮ／ｍ^２以上に形成され、地盤２０には少なくとも１ｃｍ以上浸透し、樹脂浸透地盤２５は６００ｋＮ／ｍ^２以上の圧縮強さに形成される。

（６）閉塞工程（Ｓ６）
閉塞工程（Ｓ６）は、図６に示すように、養生が終了した後に、貫通孔４０をコンクリート１５で閉塞する工程である。貫通孔４０は、詰められた綿５０に樹脂７０が浸透し硬化しているので、その上からコンクリート１５を注入し、貫通孔４０を塞ぐ。この際に、本発明では、コンクリート１５にクラックやひびがある場合、表面に樹脂７０が吹き出ていることがあるので、その場合には、スクレイパーで削り取る。

こうして作製された床下補強構造１００は、図６に示すように、補強前から存在するコンクリート床１０、沈下した地盤２０、空洞部３０に充填された発泡樹脂部３５及び地盤２０の一部に浸透した樹脂浸透地盤２５で構成される。このような構成を有する床下補強構造１００は、地盤２０内に樹脂７０が浸透して空洞部３０の周囲の地盤２０が硬化されている樹脂浸透地盤２５を形成するので、さらに地盤２０が沈下することを低減することができる。また樹脂７０が空洞部３０の発泡樹脂部３５と一体化されているので、空洞部３０の発泡樹脂部３５と地盤２０との境界に水が発生することが防止される。そのため、地盤２０の弱体化、害虫発生や悪臭の発生といった汚染を防止することができる。さらに発泡樹脂部３５は弾性を有しているので、床上に配置される機械や車両等の通過等によって発生する振動を吸収することができるので、コンクリート床１０の寿命を伸ばすことができる。

本発明は、空洞部が形成されたコンクリート床下の補修工事として産業上利用することができる。

１０…コンクリート床、１５…コンクリート、２０…地盤、２５…樹脂浸透地盤、３０…空洞部、３５…発泡樹脂部、４０…貫通孔、５０…綿、７０…樹脂、７５…ノズル、８０…ドリル等、１００…床下補強構造

Claims

コンクリート床とその下方の地盤との間に形成された空洞部に充填された樹脂が発泡して形成された弾性を有する厚さ１．５ｃｍ以下の発泡樹脂部と、
前記樹脂が前記地盤の表面から１０ｃｍ以上浸透し、前記発泡樹脂部より高い圧縮強さを有する樹脂浸透地盤と、
を有することを特徴とする床下補強構造。
前記コンクリート床のひび割れ又はクラックに対して底面側から浸透された発泡樹脂を有することを特徴とする請求項１記載の床下補強構造。
前記発泡樹脂部は、圧縮強さが４５０ｋＮ／ｍ^２以上であり、前記樹脂浸透地盤は６００ｋＮ／ｍ^２以上であり、かつ前記樹脂浸透地盤は、前記発泡樹脂部よりも圧縮強さが高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の床下補強構造。
前記樹脂は、ウレタンプレポリマーと、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートと、フタル酸ジ－ｎ－ブチルとを含む主剤と、ジメチルアルキルアミンを含む触媒とからなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の床下補強構造。
請求項１から４のいずれか１項に記載の床下補強構造を作製するための補強工法において、
（１）コンクリート床とその下方の地盤との間に空洞部が形成された部位のコンクリート床に０．５ｃｍ～１．０ｃｍの貫通孔を穿設する穿設工程
（２）空洞部に水を注入し、地盤内に水を浸透させる水浸透工程
（３）穿設された貫通孔に綿を詰める綿詰工程
（４）詰められた綿に樹脂を注入するノズルを貫通させ、樹脂を注入する注入工程
（５）樹脂が地盤内に浸透し樹脂浸透地盤を形成するとともに、空洞部で膨張させ発泡樹脂部を形成させるため養生させる養生工程
（６）貫通孔をコンクリートで塞ぐ閉塞工程
を含むことを特徴とする床下補強構造の補強工法。
前記注入工程は、１．５ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の圧力で注入することを特徴とする請求項５に記載の床下補強構造の補強工法。