JP2840566B2 - コンクリート構造物の深層補強工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート構造物の
深層補強工法に関する。本発明の対象とするコンクリー
ト構造物とは高速道路、高架鉄道、橋梁等の脚、躯体等
や擁壁、ダム等の土木構造物、建築構造物、機械基礎等
を称し、また深層とは、鉄骨鉄筋等を含むコンクリート
内部を云い、補強とはコンクリート構造物本体に生じた
ひび割れを補修して強度の回復を図り維持を図ることを
云い、表層モルタル等の損傷などを対象としない。

【０００２】

【従来の技術】従来のコンクリート構造物のひび割れに
接着剤を注入する補修工事は、注入するひび割れ内部を
確かめるすべがなく、またひび割れ空隙の容積を計測る
方法がなかった。コンクリート構造物のひび割れに接着
剤を注入する工法にはエポキシ樹脂等を用いるが、エポ
キシ樹脂は２液混合して使用するものが通常であり、２
液混合後注入完了するまでの可使時間の制約があり、ま
たエポキシ樹脂そのものも高価でもあり、過不足なく注
入量を予め計測しておくことが望まれている。

【０００３】また、従来の樹脂注入補修では、ひび割れ
内のコンクリートの状態や鉄筋のさび、腐食等の状況も
不明のため、確実性や信頼性が必ずしも十分であるとは
云えなかった。特開平５−１８１２０号公報には、コン
クリート躯体の補修方法であって、所要の補修箇所を構
造物の支持に必要な部分を残して撥りなどした後に補修
用の孔を穿設し、複数の樹脂注入導管をその後端部を外
部に突出せしめて前記孔に内挿し、該樹脂注入導管の先
端部を前記孔の奥側に位置させかつ該孔の入口部をグラ
ウトで密閉し、前記樹脂注入導管のうちの一方の樹脂注
入導管から補修用充填材を前記孔に注入装置で注入し、
該孔が前記補修用充填材で充満された後に、空気抜き用
に使用された他方の樹脂注入導管を閉塞しその後に前記
樹脂注入導管の一方の樹脂注入導管から更に補修用充填
材を前記孔に高圧注入して補修箇所の細部にわたり浸透
させ、前記撥った部分にグラウトを打設などすることを
特徴とするコンクリート躯体の補修方法が開示されてい
る。この技術では、補修用充填材量を予め知ることがで
きないので、充填材の所要量の調製を推定によって行わ
ざるを得ず、過不足が生ずる。また、鉄筋の防錆やコン
クリートのアルカリ性回復に対してなんらの考慮が払わ
れておらず、ひび割れ内に存在する微粉等の洗浄、排除
もなされていないので、補修の信頼性確保の点で不十分
である。

【０００４】特開昭６４−２１１７５号公報には、コン
クリート構造体に生じたクラック内に接着剤を注入充満
させてクラックの内面同士を接着固定するものに於い
て、クラックの両端近傍にコンクリート構造体の表面側
から反対面の直前に至る保持孔を穿設し、この保持孔に
先端口を閉塞するとともに周面に多数の孔を穿設するパ
イプをそれぞれ嵌挿し、この後クラック個所のコンクリ
ート構造体の両面或いは片面及び保持孔入口をシールし
て上記一端近傍のパイプから洗浄液等をクラック内に注
入し、続いて上記他端近傍のパイプからクラック内の洗
浄液等及び埃等の不純物を完全に排出するようにしたこ
とを特徴とする間隙等の不純物除去洗浄工法が開示され
ている。この技術も補修用充填材量の計測や予知につい
て全く記載がない。

【０００５】従来のコンクリート構造物内部の空隙を検
知する技術としては、赤外線法、Ｘ線法等があったがこ
れらは空隙の二次元的な広がり、すなわち表面から見た
平面的な広さとして検知するに留まるもので空隙の容量
を知ることはできない。三次元的な空隙の容量を検知す
る技術としては、特開平７−１２６１６号公報に、不燃
性で安定した一定量の特定標準ガスをコンクリートその
他の剥離部に生じた空洞内に注入し、該標準ガスと空洞
内の空気とを混合させて空洞内における空気中の標準ガ
ス濃度の変化から空洞の大きさを測定することを特徴と
するコンクリート又はモルタル等構造物の剥離部空洞そ
の他各種空洞の容積測定方法及びその装置が開示されて
いる。ガス濃度変化から容積を検出する技術は装置が高
価である上にその操作には高度な熟練技術者が必要であ
り、一方、測定精度が低いという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はコンクリート
構造物を補強するために、コンクリート構造物躯体内に
生じたジャンカ、コールドジョイント、亀裂又は鉄筋の
腐食によって生じた空隙の大きさ、広がり、連結部の容
積を三次元的に計量し、所要接着剤の計量を行って、過
不足なく接着剤の圧力注入を行うコンクリート構造物の
深層補強工法を提供することを目的とする。

【０００７】本発明の他の目的は、コンクリート構造物
内部鉄筋の防錆を図り、発錆の抑止を行うと同時に、中
性化したコンクリート層にアルカリ性回復を付与する耐
震補強を行うことである。本発明は、従来の建築、土木
構造物に採用されている樹脂注入工法に比べてより一層
のコンクリート構造物の安全性確保と耐久性の確保及び
コンクリート構造物の一体化の確保と剛性の回復を目指
し、信頼性の向上を図るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はコンクリート構
造物本体の深層に生じたひび割れを補修して強度の回復
を図るに当り、構造物表面のひび割れをシール処理した
後、ひび割れの最上端及び最下端に穿孔を施し、該穿孔
に導管を挿入し、穿孔の口元にシールを施した後、最上
端の導管からアルカリ性水溶液を注入してコンクリート
内に充満させ、次いで注入したアルカリ性水溶液を最下
端導管より取り出し、この取出したアルカリ性水溶液の
量を計量し、この計量した量に基づいて、接着剤注入量
を決定することを特徴とするコンクリート構造物の深層
補強工法である。この場合、前記取り出したアルカリ性
水溶液の量の計量に代り、アルカリ液を取り出した後、
最上端の導管から清水を注入して洗浄し、この清水の量
を計量し、その清水の量に基づき接着剤注入量を決定す
ることとしてもよい。

【０００９】また、前記取り出したアルカリ性水溶液の
量の計量に代り、アルカリ性水溶液を取り出した後、前
記最下端導管よりアルカリ性水溶液を最上端導管より溢
出するまで再注入し、再注入したアルカリ性水溶液の注
入量を接着剤注入量としてもよい。また、この取り出し
たアルカリ性水溶液の量の計量に代り、アルカリ性水溶
液を取り出した後、前記最下端導管より清水を最上端導
管より溢出するまで注入し、注入した清水の注入量を接
着剤注入量とすることでもよい。

【００１０】本発明のコンクリート構造物の深層補強工
法では、前記接着剤注入量を決定した後、水中硬化性接
着剤を前記導管からコンクリート内空隙内に高圧注入す
るので、接着材の過不足や無駄を生ずることなく、ひび
割れを生じたコンクリート構造物の補修を適正に実施す
ることができる。

【００１１】

【作用】ひび割れ等の欠陥を生じたコンクリート構造物
を樹脂注入によって補強する場合に、本発明のコンクリ
ート構造物の深層補強工法は、次の３つの作用をなすも
のである。 （ａ）コンクリート構造物の内部鉄筋の防錆を図り、発
錆の抑止を行う。 （ｂ）中性化層にアルカリ性回復を付与する。 （ｃ）ひび割れ空隙の容積を計測して接着剤注入量を決
定する。

【００１２】本発明では、コンクリート中の強アルカリ
環境下でアルカリによる劣化を生じないアルカリ性水溶
液、例えば亜硝酸リチウム、亜硝酸カルシウム等の亜硝
酸塩を含む水溶液をひび割れ等のコンクリートの欠陥部
の内部に溢出するまで注入し、同時にひび割れ等の欠陥
部分に注入すべき量を計測し、計測された所定量の接着
剤を圧力注入し、ひび割れ等の欠陥部の深部まで接着剤
を充填する。従って、ひび割れ等の欠陥部から浸透する
水等を遮断しコンクリート構造物の安全性確保と耐久性
の確保を図ることができ、さらにコンクリート構造物の
ひび割れ等の欠陥を補強してコンクリートの一体化を確
保し、コンクリート構造物の剛性の回復を図ることがで
きる。

【００１３】

【実施例】図１に本発明方法の実施例の施工説明図、図
２に本発明の実施例の施工手順を掲げた。図１及び図２
を参照しつつ、実施例を詳細に説明する。補強すべき構
造物６をまず調査、診断１１する。このとき外観検査及
び計器を使った非破壊検査を行う。ついで施工計画１２
を立案する。この段階で、後述の本発明によるコンクリ
ート内部空隙に注入する注入材の量を測定する作業を行
うこともできる。注入材の量を測定することによって、
綿密な施工計画を立案することができる。

【００１４】次いで施工工程に入る。先ず、ひび割れ７
の表面のシール、作業環境の覆い、排水処理対策その他
の環境養生１３を行う。ついで、ひび割れ７の最上端及
び最下端に注入孔穿孔１４を施す。この注入孔穿孔１４
は外観検査や非破壊検査の情報を十分に参酌し、穿孔の
孔底が少なくとも鉄筋１０に到達するように施工する。
好ましくは構造物のコンクリートの最深位置まで穿孔す
る。次いで導管設置１５を行う。穿孔した孔に導管４、
５を挿入し、これらの孔の口元８をシールして導管４、
５と孔との隙間からの漏れを防止する。ついでアルカリ
性溶液の圧入１６を行う。アルカリ性溶液の圧入圧力は
対象物の条件に応じて定め、通常、１０〜５０ｋｇ／ｃ
ｍ² とするが、最大２００ｋｇ／ｃｍ² まで行うことが
でき、コンクリート深部にアルカリ性溶液を浸入させる
ことができる。アルカリ性溶液は導管５を排出用導管と
して用い、計量用容器９で排出量を測定する。この測定
値を樹脂注入量の基礎とする。

【００１５】図３に別の実施例の斜視図を示した。ま
た、図４、図５に上記とは別の工程図を示した。図３に
おいては、コンクリート構造物６内の鉄筋１０の錆２７
を洗浄防錆し、コンクリートのアルカリ性回復を図るも
のである。鉄筋１０は錆２７を生じ、コンクリート躯体
はひび割れ７等を生じている。コンクリート躯体の表面
から鉄筋１０の近傍に至る注入孔８を穿孔する。この注
入孔８に導管２３、２４を挿入し、注入孔の口元２５、
２６をシールする。ポンプ１の吐出管を導管２３又は２
４に接続する。図３では下方の導管２３に接続し、上方
の導管２４から溢出させるようにしている。ポンプ１の
吐出配管には流量計２１、調節弁２２が設けられ、ポン
プの排出量を調節し、計量することができる。図４はア
ルカリ性水溶液で洗浄する工程３１の後、清水を充填す
る工程３２を経て、この清水の量を計量する工程３３を
示している。この工程によって、コンクリート内の鉄筋
の清浄、コンクリートのアルカリ性回復を十分図り、つ
いで、内部の容積を計量することができる。図５はアル
カリ性水溶液を充填する工程４１の後、アルカリ性水溶
液が溢出するまでに消費したアルカリ性水溶液を計量し
てその計量値を空隙容積とする工程４２を実施し、つい
で下方の孔よりこの水溶液を取り出す工程４３を経て洗
浄工程４４とする工程図を示している。なおこの後、さ
らにアルカリ水溶液を充填し排出してアルカリ性確保の
工程を繰り返すこと又は、洗浄水を十分に注入排出して
洗浄効果を高めることは任意である。

【００１６】ついで、図２に示す樹脂注入１７を行う。
図１に示すように、注入材タンク２から、圧送ポンプ１
により注入材を注入する。導管４を注入導管とし、圧入
バルブ３を介して接続する。注入材として注入用エポキ
シ樹脂を用いる。注入用エポキシ樹脂はＢ型粘度計で１
００〜５０，０００ｃｐｓの粘度を有し、水中硬化性が
すぐれた材料を用いる。粘度はひび割れの規模等に応じ
て決定する。適切な選択により、ひび割れが数μｍから
１ｍｍ程度のひび割れに容易に侵入するものを選定する
ことができる。数μｍのひび割れでは、チクソトロピッ
クインデックスが１に近いものを用いる。１ｍｍ以上の
ひび割れには粘度５０００ｃｐｓ以上、チクソトロピッ
クインデックスが２以上のものを選択する。耐水性につ
いては硬化後養生した後の状態と接着強度が変らないも
のを用いる。また、硬化収縮率３％以下、曲げ強度３０
０ｋｇｆ／ｃｍ² 以上のものを用いる。

【００１７】撤去清掃１８を行って施工工程を終了す
る。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、補強すべきコンクリー
ト内部の所要樹脂量を事前に正確に推定することがで
き、アルカリ性水溶液で洗浄することによって内部鉄筋
の防錆・発錆の抑止、コンクリート躯体のアルカリ性回
復を図ることができる。また、最高２００ｋｇ／ｃｍ²
までの高圧注入により、構造物の深層部及びヘアークラ
ック（ひび割れ）にも樹脂充填が可能であり、構造物を
内部から補強し構造物の耐震力の向上に寄与するところ
が大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の施工説明図である。

【図２】実施例の施工手順を示すフローチャートであ
る。

【図３】別の実施例の施工説明図である。

【図４】実施例の施工手順を示すブロック図である。

【図５】実施例の施工手順を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 圧送ポンプ ２ 注入材タン
ク ３ 圧入バルブ ４ 導管 ５ 導管 ６ コンクリー
ト構造物 ７ ひび割れ ８ 注入孔 ９ 計量用容器 １０ 鉄筋 ２１ 流量計 ２２ 調整弁 ２３、２４ 導管 ２５、２６ 口
元 ２７ 錆

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリート構造物本体の深層に生じた
   ひび割れを補修して強度の回復を図るに当り、構造物表
   面のひび割れをシール処理した後、ひび割れの最上端及
   び最下端に穿孔を施し、該穿孔に導管を挿入し、穿孔の
   口元をシールした後、最上端の導管からアルカリ性水溶
   液を注入してコンクリート内空隙内に充満させ、次いで
   注入したアルカリ性水溶液を最下端導管より取り出し、
   該取出したアルカリ性水溶液の量を計量し、該アルカリ
   性水溶液の量に基づき接着剤注入量を決定すると共に、
   コンクリート構造物内部鉄筋の防錆を図り、かつ、中性
   化したコンクリート層にアルカリ性を付与することを特
   徴とするコンクリート構造物の深層補強工法。
2. 【請求項２】 前記取り出したアルカリ性水溶液の量の
   計量に代り、該アルカリ液を取り出した後清水を注入
   し、該清水の量を計量し、該清水の量に基づき接着剤注
   入量を決定することを特徴とする請求項１記載のコンク
   リート構造物の深層補強工法。
3. 【請求項３】 前記取り出したアルカリ性水溶液の量の
   計量に代り、該アルカリ性水溶液を取り出した後、前記
   最下端導管よりアルカリ性水溶液を最上端導管より溢出
   するまで再注入し、該再注入したアルカリ性水溶液の注
   入量を接着剤注入量とすることを特徴とする請求項１記
   載のコンクリート構造物の深層補強工法。
4. 【請求項４】 前記接着剤注入量を決定した後、水中硬
   化性接着剤を前記導管からコンクリート内空隙内に高圧
   注入することを特徴とする請求項１、２又は３記載のコ
   ンクリート構造物の深層補強工法。