JP4353952B2 - 鉄筋コンクリート構造物への連続溝の穿設方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄筋コンクリート構造物への連続溝の穿設方法、特に鉄筋コンクリート構造物の一部を解体・撤去する場合等において、スロット状の連続溝の穿設方法に関する。

鉄筋コンクリート（ＲＣ）構造物のリニューアル工事が増えている。このような工事では、ＲＣ構造物の一部のみを解体・撤去することが行われる。この場合は、撤去せずに残すＲＣ構造物の部分には損傷を与えずに、ＲＣ構造物の一部のみを解体、撤去することが求められることが多い。工事に際しては、解体、撤去する部分と残すべき部分との境界部に連続溝を設けて両者を縁切りすることにより、残すべき部分には損傷を与えないで解体、撤去する方法が採用されることが多い。

このＲＣ構造物への連続溝の穿設手段として、鉄筋部のみコアドリルで切削除去し、他の部分（コンクリート部）を打撃式の連続溝削孔機（以下、スロットドリル機又はＳＤ機という）で打撃削孔することによりＲＣ構造物に連続溝を穿設する方法が特許文献１（特開昭６１−１５８５６９号公報）で提案されている。

この特許文献１では、コンクリートの脆性、鉄筋の靱性の特性にあった穿設手段を用いているので、鉄筋コンクリートを解体することはできるが、鉄筋部の切断にコアドリルを用いており、先端にダイアモンドの粉末や特殊金属のチップが埋め込まれた円筒状のロッドを、切削対象物の平面に直角な方向に高速回転させながら押し付けることにより切削を行うものであるから、切削効率が低く、鉄筋部の切削に時間がかかり、特に連続溝を穿設する場合にはその影響が大きい。

一方、ＳＤ機は、油圧ドリルによりロッド、ビットに打撃と回転を加えることにより削孔対象物を小片に圧砕して削孔する機構を有している。削孔におもに寄与するのは打撃作用であり、打撃により対象物を引張破壊させる。回転はおもに打撃位置を変えるための役割をする。ロッド先端に取り付けるビットは、超硬チップを十文字状に埋め込んだものや、ボタン状に埋め込んだ形状で、コンクリートや岩石を打撃破砕するのに適した材質、形状とされている。このようなドリル、ビットの機構は、岩石やコンクリートのような脆性材料、即ち圧縮強度と比べて引張強度が小さい材料を削孔するのに適しており、ビットの摩耗も少なく削孔効率もよい。

この削孔効率の良さからＳＤ機を用いて鉄筋コンクリート中にスロットを削孔した事例もあるが、削孔中に鉄筋に遭遇した場合や、継続して削孔を行った場合は、鉄筋または金物は打撃力を受けてもその上下及び背面がコンクリートに固着しているため、破断には至らずその延性のため変形し、削孔された溝の底や周壁にまとわりつき、ビットやロッドの回転が困難となり、結果として溝の削孔ができなくなる状態となる。

このように、ＳＤ機は、コンクリート部の削孔では施工能率が高く、したがって施工速度が速く、低コストで施工できるが、鉄筋部の削孔は困難である。

また、ＳＤ機に鉄筋の切削も可能なビットを取り付けて主に回転を与えて鉄筋部を切削する方法も試みられているが、現状では、削孔に時間がかかり、ビットの消耗も多いという問題がある。

特開昭６１−１５８５６９号公報

一般に鉄筋コンクリート（ＲＣ）構造物は、そのコンクリート表面の近傍に鉄筋が配設されている場合が多く、特に厚みのあるＲＣ壁やマスコンクリートでは表面部分のみに配筋されている場合が多い。

本発明では、この点に着目し、上記した問題を解決するために、コンクリートカッター（ウォールソー）による鉄筋部切削とＳＤ機による打撃削孔とを効率よく（合理的に）組み合わせることにより、より具体的には、一条の細溝を先に形成して鉄筋の一箇所を切断しておいてからその近傍を打撃穿孔することにより、細溝の形成に要するコスト、時間を最小限におえることができ、また鉄筋は打撃穿孔位置における長さ方向の一端部のみが切断され、他端部は切断されないので、打撃穿孔する際に、鉄筋に与える打撃力が鉄筋を介して周囲のコンクリートに伝達してコンクリート部も破砕されるので、効率良く深溝の打撃穿孔を行うことができ、かつ残すべき部分には損傷を与えないで迅速に且つ効率良く、解体、撤去することを可能とする、ＲＣ構造物への連続溝の穿設方法を提供するものである。

上記の課題を達成するために、本発明によれば、ＲＣ構造物に連続溝を穿設する方法であって、ａ）予め鉄筋の配置位置を検知する段階と、ｂ）穿設すべき所定幅の連続溝の片側の稜線に沿って、ＲＣ構造物の表面から、検知した鉄筋の配設位置よりも深い部位まで、ウォールソーにて連続した１条の細溝を穿設して、各鉄筋を１個所にて縁切りする段階と、ｃ）上記細溝に隣接する穿設すべき所定幅の連続溝内位置を、ＲＣ構造物の表面から打撃削孔機で穿孔することにより、上記所定幅に相当する領域の鉄筋を切断・除去する段階と、ｄ）同じ打撃穿孔機を用いて所定深さの連続溝を穿設する段階と、から成ることを特徴とするＲＣ構造物への連続溝の穿設方法が提供される。

このように、本発明は、ＲＣ構造物の解体に際して、表面の鉄筋部分をあらかじめウォールソーで切断し、その後、ＳＤ機等の打撃削孔機を用いて鉄筋部も含めてスロット削孔を行うことにより、表面に配筋された鉄筋コンクリート構造物に対してスロット状の連続溝を効率良く形成することができる。

この場合において、予め鉄筋の配置位置を検知する段階では、少なくとも鉄筋コンクリート構造物の表面からの鉄筋の深さ及び平面方向が検知される。

また、予め鉄筋の配置位置を検知する段階では、設計図面、電磁波等による非接触探査、数箇所のコンクリート表面を斫り取ることにより検知することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は本発明により鉄筋コンクリート（ＲＣ）構造物に連続溝を穿設する手順を示したものであり、ウォールソーによる連続細溝を穿設、打撃削孔機によるスロット穿孔、同打撃穿孔機による所定深さの連続溝の穿設、の各段階を１つの図に表したものである。図２はウォールソーによる表面の鉄筋部を切断する状態を示し、図３及び図４は打撃穿孔機（ＳＤ機）によるスロット削孔の状態を示したものである。

これらの図において、１はＲＣ構造物、２はそのコンクリート表面、３はコンクリート内部で表面近傍に配設された鉄筋を示す。ここでは、コンクリート表面の境界線４から下方の、符号５で示す領域を解体・撤去対象部位とし、鉄筋３を切断する細溝６を形成した後、スロット状の連続溝（深溝）７を形成し、ついで解体・撤去対象部位５の鉄筋コンクリートを解体・除去する。

また、図１において、コンクリート表面２から鉄筋３が配設されている位置までの深さをＤ１、細溝６の深さをＤ２（Ｄ１＋α）、深溝７の深さＤ３、深溝７の所定幅Ｗとする。なお、鉄筋３はコンクリート表面２から比較的近い所定の深さＤ１の部位に複数平行に配設されており、鉄筋３の配設されている方向と直角な方向に連続溝（深溝）７を形成するものとする。

まず、最初に、図には示していないが、鉄筋コンクリート構造物に連続溝を形成し、構造物を解体するに先立って、予め、鉄筋コンクリート構造物１の表面２からの鉄筋３の配設されている位置まで深さＤ１及びコンクリート表面２と平行な面における鉄筋３が配置方向を検知する。検知にあたっては、施工時の設計図面を用いる方法、電磁波等による非接触探査方法、数箇所のコンクリート表面を斫り取って鉄筋の深さや方向を実測する方法、これらを組み合わせた方法等により行う。

次に、ディスクカッターを有するウォールソーにより表面の鉄筋部を切断する。図１において、穿設すべき所定幅Ｗの連続溝（深溝）７の片側の稜線、即ちコンクリート表面３の解体しない部位と解体・撤去対象部位５との境界線４に沿って、ウォールソー１０（図２）のディスクカッター１１により連続した１条の細溝６を穿設する。

ウォールソー１０による細溝６の形成並びに鉄筋３の切断作業を図２に示す。ウォールソー１０のガイドレール１２をコンクリート表面２に平行に固定する。ガイドレール１２には、このガイドレール１２に沿ってコンクリート表面２と平行に矢印Ｘ方向に移動可能となるようにフレーム１４が取り付けられている。フレーム１４には、駆動モータ１３により回転駆動されるディスクカッター１１が上下に、図２では左右に、矢印Ｙ方向に移動可能に取り付けられている。

ディスクカッター１１は、外周に工業用ダイアモンド等を取り付けた鋼製の円板で、これを高速で回転させると共に、コンクリート表面２から鉄筋３の配設深さＤ１よりαだけ深いＤ２、即ち鉄筋３を十分切断できる程度の深さの位置まで、ＲＣ構造物１の中へ押し込み、更にフレーム１３をガイドレール１２に沿って移動させることにより、ディスクカッター１３のカッター厚に相当する幅で、且つ鉄筋３を含む深さ１０ｃｍ程度の１条の細溝６が穿設される。

次に、図３及び図４に示す打撃削孔機（ＳＤ機）２０を用いて細溝６に隣接して所定幅Ｗの連続溝７を削孔する。

図３において、ＳＤ機２０のガイドセル２２はコンクリート表面２に対して直角な方向に固定保持される。即ち、ガイドセル２２は、このガイドセル２２と平行に配置されたジャッキ付保持枠２４の上側に配置され、ジャッキ付保持枠２４の前後の案内部２４ａ、２４ｂに沿ってジャッキ付保持枠２４と平行に摺動可能（矢印Ｅ）となるように保持されている。そして、ジャッキ部２４ｃが駆動されて伸縮することにより、ガイドセル２２はジャッキ付保持枠２４に対して平行に移動する。一方、図示しない手段により、略水平に保持された固定枠２６の先端部に回転可能に垂直方向に立設されたアーム２８の上端に水平軸３０と、アーム２８の下端部から延びたジャッキ３２の自由端とによって、ジャッキ付保持枠２４の後端部及び前端部が枢着されている。従って、アーム２８の回転（矢印Ｃ）とジャッキ３２の動作（矢印Ｄ）によりガイドセル２２を所望の角度の位置に設定することができる。

即ち、ジャッキ３２が駆動されて伸縮することにより、ガイドセル２２を保持しているジャッキ付保持枠２４を水平軸３０を中心に回転し、ジャッキ付保持枠２４及びガイドセル２２をコンクリート表面２に対して直角な位置に設定する。ガイドセル２２の前端部は、固定部材３２によりコンクリート表面２に固定される。

ガイドセル２２の上側には、このガイドセル２２と平行に穿孔ロッド３４が配置されている。この穿孔ロッド３４は、その前端部がガイドセル２２の前端上部に固定されている案内部２２ａによって案内され、後端部がガイドセル２２の前端上部に前後方向に移動可能に設置されている移動台３８上に設置されたドリフタ４０に装着されている。

穿孔ロッド３４の前端部には穿孔ビット３６が取付けられている。ドリフタ４０が駆動されることにより穿孔ロッド３４及び穿孔ビット３６が回転し（矢印Ｆ）、コンクリートに対して穿孔を行う。また、移動台３８によりドリフタ４０が前方に移動することにより穿孔ロッド３４及び穿孔ビット３６が前進して（矢印Ｇ）所望の穿孔が進むのである。

ＲＣ構造物１のコンクリート表面２から細溝６に隣接する位置にてＳＤ機２０によって打撃削孔を開始後、穿孔ビット３６が鉄筋３に当たった時点から鉄筋３を打撃回転すると、鉄筋部の表面が打撃回転により一部切削される。鉄筋部３の切削された部分を図４の符号３ａで示す。

コンクリート１ａの鉄筋周囲の部分は、穿孔ビット３６の打撃により破壊され、あたかも鉄筋の基端３ｂが固定された片持ち梁の状態となる。このような状態で打撃を継続すれば、細溝６の削孔時に切断された鉄筋３の自由端３ｃ側が揺すられ、基端３ｂに集中応力が生じるとともに、鉄筋３に対する繰り返し荷重により基端３ｂの部分に切欠きが生じその切欠きから亀裂が進展する。すなわち、切欠き３ｂの形成とこの切欠き部での集中応力と繰り返し荷重により亀裂の進展が生じる。さらに打撃を継続すると鉄筋基端部３ｂで曲げ破壊が生じ、鉄筋の一部３ｄが破壊に至る。このようにして鉄筋３が効率よく除去される。

鉄筋部３ｄの背面のコンクリートも、鉄筋３に対して繰り返し荷重がかけられている間、穿孔ビット３６の打撃力が鉄筋を介して伝えられることにより破壊されて空間１ｂが形成される。

このようにして、鉄筋の部分３ｄを破断した後、稜線４に沿ってＳＤ機２０を移動させながら、穿孔ビット３６による打撃回転によりさらに削孔を続け、鉄筋３を破壊・除去しながら、所定幅を有するスロット状の連続溝を形成する。

このようにして、スロット状の連続溝を形成した後、同じＳＤ機を用いて所定深さの連続溝７を穿設する。１つの連続溝７を穿設した後、ＳＤ機による同様の作業を繰り返し、解体・撤去対象部位５の鉄筋コンクリートを除去する。

以上添付図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能である。

以上説明したように、本発明によれば、表面に近い部位に鉄筋が配設された鉄筋コンクリート構造物に対して、ウォールソーにより細溝を形成して鉄筋部を切断した後に、その細溝に隣接する領域に打撃穿孔機（ＳＤ機）によりスロット状の連続溝を形成するので、靱性の高い鉄筋部と硬いが脆性のあるコンクリート部とからなる鉄筋コンクリート（ＲＣ）構造物に対して、効率良く連続溝を形成することができ、経済的で効率的なＲＣ構造物の解体が可能となる。

また、本発明によれば、ＲＣ構造物の所要の解体・撤去対象部位のみの確実な解体が可能となる。

本発明による鉄筋コンクリート（ＲＣ）構造物への連続溝の穿設方法を示す。 ウォールソーによる切断状態を示す平面図である。 打撃穿孔機（ＳＤ機）によるスロット削孔の状態を示す側面図である。 ＳＤ機による鉄筋部の破断状況を示す。

符号の説明

１ 鉄筋コンクリート（ＲＣ）構造物
２ コンクリート表面
３ 鉄筋
３ａ 切削された部分
３ｂ 基端部（切欠き部）
３ｃ 自由端
４ 境界（稜線）
５ 解体・撤去対象部位
６ 細溝
７ 深溝（連続溝）
１０ ウォールソー
１１ ディスクカッター
２０ 打撃穿孔機（ＳＤ機）
３６ 穿孔ビット

Claims (3)

1. 鉄筋コンクリート構造物に連続溝を穿設する方法であって、
   ａ）予め鉄筋の配置位置を検知する段階と、
   ｂ）穿設すべき所定幅の連続溝の片側の稜線に沿って、鉄筋コンクリート構造物の表面から、検知した鉄筋の配設位置よりも深い部位まで、ウォールソーにて連続した１条の細溝を穿設して、各鉄筋を１個所にて縁切りする段階と、
   ｃ）上記細溝に隣接する穿設すべき所定幅の連続溝内位置を、鉄筋コンクリート構造物の表面から打撃削孔機で穿孔することにより、上記所定幅に相当する領域の鉄筋を切断・除去する段階と、
   ｄ）同じ打撃削孔機を用いて所定深さの連続溝を穿設する段階と、から成ることを特徴とする鉄筋コンクリート構造物への連続溝の穿設方法。
2. 予め鉄筋の配置位置を検知する段階では、少なくとも鉄筋コンクリート構造物の表面からの鉄筋の深さ及び平面方向が検知されることを特徴とする請求項１に記載の連続溝の穿設方法。
3. 予め鉄筋の配置位置を検知する段階では、設計図面、電磁波等による非接触探査、数箇所のコンクリート表面を斫り取ることにより検知することを特徴とする請求項１に記載の連続溝の穿設方法。

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