JP3936989B2 - コンクリート躯体の補強工法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば既設の劣化したコンクリート躯体を改修補強するため、或いは耐震強度を増大させる場合などに適用するコンクリート躯体の補強工法、特に柱状のコンクリート躯体に適する補強工法に関するものである。

上記のようなコンクリート躯体の補強工法は従来種々提案されており、例えば下記特許文献１および特許文献２のようにコンクリート躯体の柱部の外周面に鋼板等よりなる補強板を被覆してアンカーボルトで固定することが提案されている。しかし、このような補強工法は躯体自体の内部の剪断補強筋を増設するわけではなく、躯体周囲が大きくなる分周囲の空間面積が狭くなる。また、躯体の周囲が開放されている場合のみしか施工が行えず、作業も煩雑である等の不具合がある。

そこで、例えば下記特許文献３においては、コンクリート躯体内に埋設された剪断補強鉄筋の間に鉄筋等の補強材を打設することが提案されている。図１１および図１２はその一例を示すもので、コンクリート躯体１の柱部Ｐの一側面Ｐ１側から補強鉄筋２の内側を通るようにして上下方向に多数のアンカー挿入孔３を形成し、その各アンカー挿入孔３内に硬化性樹脂等の定着材４とともにアンカーボルト５０を挿入して定着すると共に、そのアンカーボルト５０の基部に形成した雄ねじにナット６をねじ込んで締付け固定した構成である。また図１３および図１４は上記と同様にアンカーボルト５０を定着して補強したコンクリート躯体１の柱部Ｐの表面に接着剤７等を介して補強材８を配置し、その補強材８を上記アンカーボルト５０とその雄ねじ部にねじ込んだナット６とで固定するようにしたものである。

上記図１１および図１２のように既設のコンクリート躯体１内に多数のアンカーボルト５０を打設するものは、コンクリート躯体１の限られた面のみから施工できると共に、上記アンカーボルト５０によって剪断補強鉄筋の本数を増やしたのと同等の補強効果を得ることができる。また図１３および図１４のようにコンクリート躯体１の表面に取付けた補強板等の補強材８に上記のようなアンカーボルト５０を連結固定すると、更に強度を増大させることができる。ところが、上記従来の補強工法ではコンクリート躯体１の表面にアンカーボルトの雄ねじ部やナット６が突出しているため、外観体裁を損ねたり、その突出部に他物が当たって損傷する等のおそれがあった。

特開平９−６０３０７号公報 特開平１０−２１９９２８号公報 特開２０００−１１０３６５号公報

本発明は上記従来の問題点に鑑みて提案されたもので、コンクリート躯体の表面にアンカーボルト等の雄ねじ部やナット等が突出することなく、躯体内部の剪断補強を行うことのできる施工性の良いコンクリート躯体の補強工法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明によるコンクリート躯体の補強工法は、以下の構成としたものである。すなわち、コンクリート躯体にアンカー挿入孔を形成し、そのアンカー挿入孔内に定着材とともにアンカー筋を挿入して定着するようにしたコンクリート躯体の補強工法において、上記アンカー筋を上記アンカー挿入孔よりも短く形成して該アンカー挿入孔内に上記アンカー筋の全長が収容された状態で上記定着材により定着させると共に、上記アンカー挿入孔の開口端側に上記定着材と同材質もしくは異材質の充填材を充填して上記開口端を閉塞し、次いで、上記アンカー挿入孔の開口端を覆うようにして上記コンクリート躯体の表面に接着材を介して繊維補強シート材を貼着することによって上記アンカー筋の施工跡を隠蔽すると共に上記コンクリート躯体を補強するようにしたことを特徴とする。なお、上記アンカー筋の少なくとも一端には、ハンマードリル等で把持するための被把持部を一体的に設けると、その被把持部をハンマードリル等で把持した状態で上記アンカー筋を定着材とともにアンカー挿入孔内に挿入して定着させることができる。

本発明によるコンクリート躯体の補強工法は、上記のようにアンカー筋を上記挿入孔よりも短く形成して該挿入孔内に上記アンカー筋の全長が収容された状態で定着させると共に、上記挿入孔の開口端を充填材で閉塞するようにしたので、上記アンカー筋やそれを固定するナット等が外部に露出して外観を損ねたり、他物が当たるのを防止することが可能となる。さらに躯体にコンクリートの増し打ちをしたり、鋼板等を必ずしも巻く必要がなくなり、補強によって供用空間の面積や容積が狭くなることがない等の効果がある。

以下、図に示す実施形態に基づいて本発明を具体的に説明する。図１は本発明により補強したコンクリート躯体の一例を示す斜視図、図２はその横断平面図、図３はその一部の拡大図である。

本実施形態は、既設のコンクリート躯体１の柱部Ｐの耐震補強を行ったもので、上記躯体１内に略水平方向の多数のアンカー挿入孔３を形成し、その挿入孔３内に定着材４とともに異形鉄筋等よりなるアンカー筋５を挿入して定着固定したものである。図中、Ｗはコンクリート躯体１の壁部である。

上記各アンカー挿入孔３は、図２および図３に示すように既設のコンクリート躯体１に埋設された補強鉄筋２と干渉しないように設けるもので、図の場合は水平方向に隣り合う主筋２ａ・２ａ間で、且つ上下方向に隣り合うフープ筋２ｂ・２ｂ間に位置するように設けられている。

上記アンカー筋５の材質や形状等は適宜であるが、アンカー筋５の長さは上記アンカー挿入孔３内に収まるように該挿入孔３よりも短く形成する。またアンカー筋５の少なくとも一端には必要に応じてハンマードリル等の打設工具によって把持可能な被把持部を設ける。さらにアンカー筋５の他端は先鋭に形成することによって、定着材４のカプセルを破壊したり定着材を容易に撹拌混合できるようにするのが望ましい。

図４〜図６は上記アンカー筋５の一例を示すもので、図４は異形棒鋼よりなるアンカー筋５の一端５ａを斜めに先鋭に裁断すると共に、他端５ｂに前記打設工具におけるソケット式のビットアダプタ等が係合する角柱状の被把持部５１を設けた例、図５は上記角柱状の被把持部５１の代わりに差込式のアダプタ等が係合するすり割り状の被把持部５２を設けたもので、他の構成は上記図４と同様である。さらに図６は全ねじボルト等のねじ棒状のアンカー筋５の一端５ａを円錐状に形成すると共に、他端５ｂにすり割り状の被把持部５２を設けたものである。

定着材４としては、例えば樹脂系またはセメント系のもので、注入器等で直接前記の挿入孔３内に注入充填するタイプのもの、或いは予め合成樹脂製のカプセルや和紙袋等の包装体中に収容されたタイプのもの等を用いることができる。上記のようなカプセルや和紙袋等の包装体中に収容されたタイプの定着材４を用いる場合には、アンカー挿入孔３内に定着材４を先に入れておき、アンカー筋５の挿入によって、上記包装体を破砕するので、上記図４〜図６のようにアンカー筋５の先端を尖らせたものを用いるのが望ましい。

上記のように構成されたコンクリート躯体の補強工法を実施するに当たっては、先ず、図７（ａ）に示すように既設のコンクリート躯体１に、アンカー挿入孔３を形成するもので、その挿入孔３は前記図２および図３に示すように既設コンクリート躯体１内に埋設されている補強鉄筋２と干渉しない位置に、補強すべき部位の略全長深さ位置まで設ける。すなわち、例えば図示例のような柱にあっては、その柱の幅、また壁にあっては、その壁の厚さの略全長にわたる深さ位置までアンカー挿入孔３を形成する。

そして、上記挿入孔３内に図７（ｂ）のように定着材４を挿入すると共に、同図（ｃ）のようにアンカー筋５を挿入して定着させるもので、上記定着材４としてカプセルや和紙袋等の包装体４ａ中に定着材４が収容されたタイプのものを用いる場合には、その定着材４が収容された包装体４ａを挿入孔３内に挿入したのち、前記図４〜図６のように先端を尖らせたアンカー筋５を挿入して上記包装体４ａを破壊させる。又その際、前記図４〜図６のように上記アンカー筋５の他端に被把持部５１、５２を設けたものにあっては、その被把持部をハンマードリル等の打設工具Ｈにおけるチャック等の把持手段Ｈ１で把持したり、或いはレンチ等の手工具や手で直接把持した状態で上記アンカー筋５を挿入孔３内に容易に挿入して上記包装体４ａを破壊させることができる。

上記のようにして包装体４ａを破壊して、その包装体４ａ中の定着材４を撹拌すると、図７（ｄ）のように上記包装体４ａ中の定着材４が上記挿入孔３内のアンカー筋５の周囲に万遍なく浸透して固化し、それによってアンカー筋５を上記挿入孔３内に定着させることができる。上記のようにしてアンカー挿入孔３内に定着材４によってアンカー筋５を定着させた状態においてアンカー挿入孔３の開口端３ａ側に空隙ｇが生じる場合には、その空隙ｇ内に図７（ｅ）のように充填材９を充填して閉塞すればよい。

その定着材９の材質は適宜であり、特に上記定着材４と同材質もしくは異材質のいずれでもよい。前記の定着材４以外の材質としては例えば化粧モルタル等を用いることができる。また上記実施形態はアンカー筋５を定着材４で定着してから、前記開口端３ａ内に充填材９を充填するようにしたが、例えば前記アンカー筋５を定着するための定着材４を多めに挿入もしくは充填して、その定着材４が、上記開口端３ａを閉塞するための充填材９を兼ねるようにしてもよい。

以上のように本発明においては、既設コンクリート躯体１の柱部Ｐの周囲が供用されていて、その一側面Ｐ１からしか施工できない場合でも、コンクリート躯体そのものを良好に剪断補強できると共に、アンカー挿入孔３内に定着させたアンカー筋５は、挿入孔３よりも短くしてその孔３内に収まるようにしたから前記従来例のようにアンカーボルト等の端部やナットが外部に突出して外観体裁を損ねたり、上記突出部に他物が当たって損傷するのを防止することができるものである。

なお、上記実施形態は、アンカー筋５の端部にハンマードリル等で把持するための被把持部５１、５２を設けたが、例えばアンカー筋５の端部を単に切断した状態でも、その端部に肉薄の筒体を嵌合保持させる等、何らかの把持手段で把持可能であれば上記のような被把持部は必ずしも設けなくてもよい。また特にアンカー筋５によって定着材４を収容するカプセル等の包装体４ａを破壊したり、定着材４を撹拌する等の操作が不要で、定着材４とアンカー筋５とを単にアンカー挿入孔３内に挿入するだけで定着できる場合、或いはアンカー挿入孔３内にアンカー筋５を挿入してから該孔３内に定着材４を注入して定着させるような場合についても、上記と同様に必ずしも前記のような被把持部５１、５２等は設けなくてもよい。

さらに前記のようにしてアンカー筋５を定着させて補強したコンクリート躯体１の表面には、例えば上記アンカー筋の施工跡を隠蔽するため、あるいは上記コンクリート躯体１を更に補強する等の目的で適宜のシート材や板材を被覆するとよい。図８および図９はその一例を示すもので、図８は繊維補強シート材１０を接着材１１を介してコンクリート躯体１の表面に貼着した実施例、図９は鋼板製補強板等の板材１２を拡開式アンカー１３等によりコンクリート躯体１の表面に取付けた参考例を示す。

上記のようなシート材１０をコンクリート躯体１の表面に貼着するに当たっては、図８（ａ）のようにコンクリート躯体１の表面に樹脂等の接着材１１を塗布した後、その上に同図（ｂ）のようにシート材１０を貼着すればよい。また前記のような板材１２を拡開式アンカー１３等で取付ける場合には、図９（ａ）のようにコンクリート躯体１の表面に形成したアンカー挿入孔１４内に拡開式アンカー１３を挿入して打込ロッド１５等を介してハンマー１６等で打撃し、アンカー先端部を拡開して固定した後、その拡開式アンカー１３に形成した雌ねじ孔を利用して前記板材１２を皿小ねじ１７等で取付ければよい。

また上記実施形態は、コンクリート躯体１の柱部Ｐの一側面Ｐ１からアンカー筋５を施工するようにしたが、供用や施工に支障がなければ、複数個の側面から施工するようにしてもよい。図１０はその一例を示すもので、コンクリート躯体１の柱部Ｐの２つの側面Ｐ１およびＰ２からアンカー筋５を施工した例である。この場合にも図に省略した補強鉄筋に干渉しない位置にアンカー筋５が打設され、そのアンカー筋５はアンカー挿入孔３よりも短く形成することによって、上記アンカー筋５の全長が上記挿入孔３内に埋設されるように構成されている。

以上のように本発明によるコンクリート躯体の補強工法によれば、アンカー筋５を容易に定着させて剪断補強することができると共に、アンカー筋５の全長がアンカー挿入孔３内に埋設されるので、アンカー筋５の一部やそれを固定するナット６等が外部に露出して外観を損ねたり、他物が当たるのを防止することができる。さらにコンクリート躯体１にコンクリートの増し打ちをしたり、補強によって供用空間の面積や容積が狭くなることがないので、既設のビルや住宅等においても良好に適用可能である。また本発明はコンクリート躯体の柱部Ｐに限らず梁や壁等にも適用できる。

本発明により補強したコンクリート躯体の一例を示す斜視図。 上記コンクリート躯体の横断平面図。 上記コンクリート躯体の一部の拡大横断平面図。 本発明で用いるアンカー筋の一例を示す平面図および右側面図。 本発明で用いるアンカー筋の他の例を示す平面図および右側面図。 本発明で用いるアンカー筋の更に他の例を示す平面図および右側面図。 本発明による補強工法の施工手順の一例を示す説明図。 補強したコンクリート躯体表面にシート状の補強材を設ける場合の説明図。 補強したコンクリート躯体表面に板状の補強材を設ける場合の説明図。 コンクリート躯体に複数個の側面からアンカー筋を打設した例の斜視図。 従来の補強工法の一例を示すコンクリート躯体の横断面図。 上記コンクリート躯体の一部の拡大横断面図。 従来の補強工法の他の例を示すコンクリート躯体の横断面図。 上記コンクリート躯体の一部の拡大横断面図。

符号の説明

１ コンクリート躯体
２ 補強鉄筋
３ アンカー挿入孔
４ 定着材
５ アンカー筋
６ ナット
７ 接着剤
８ 補強材
９ 化粧モルタル
１０ シート材
１２ 板材
１３ 拡開式アンカー
１５ 打込ロッド
１６ ハンマー
１７ ねじ

Claims (2)

1. コンクリート躯体にアンカー挿入孔を形成し、そのアンカー挿入孔内に定着材とともにアンカー筋を挿入して定着するようにしたコンクリート躯体の補強工法において、上記アンカー筋を上記アンカー挿入孔よりも短く形成して該アンカー挿入孔内に上記アンカー筋の全長が収容された状態で上記定着材により定着させると共に、上記アンカー挿入孔の開口端側に上記定着材と同材質もしくは異材質の充填材を充填して上記開口端を閉塞し、次いで、上記アンカー挿入孔の開口端を覆うようにして上記コンクリート躯体の表面に接着材を介して繊維補強シート材を貼着することによって上記アンカー筋の施工跡を隠蔽すると共に上記コンクリート躯体を補強するようにしたことを特徴とするコンクリート躯体の補強工法。
2. 上記アンカー筋の少なくとも一端には、ハンマードリル等で把持するための被把持部が一体的に設けられ、その被把持部をハンマードリル等で把持した状態で上記アンカー筋を定着材とともにアンカー挿入孔内に挿入して定着するようにした請求項１記載のコンクリート躯体の補強工法。

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