JP4608376B2 - コンクリート構造物の補強構造および補強方法 - Google Patents

Description

本発明は、既設コンクリート構造物を繊維強化樹脂を用いて補強する補強構造および補強方法に関し、とくに橋脚等のコンクリート構造物の基部を補強する方法であって、補強対象の基部が水中にある場合又は湿潤状態にある場合に、その周辺を排水又は乾燥することなく、補強の施工を行うことのできるコンクリート構造物基部の補強構造と補強方法に関する。

橋、高架道路、トンネル、煙突等のコンクリート構造物は、経時的な劣化や耐震基準の見直し等のために、補強・補修が必要となっているものが多い。陸上や地中のコンクリート構造物に関しては、従来から種々の補強・補修の方法が実用化されており、とくに繊維強化樹脂を用いた補強方法が多用されている。これは高強度繊維とくに炭素繊維からなる繊維シートを、コンクリート表面に接着性樹脂により貼り付けて補強するものである。

しかしながら、水中にあるコンクリート構造物においては、かかる補強方法を直接適用することができない。この場合、通常は補強対象物の周囲に止水矢板を打設して、その内側を排水することにより、陸上と同じ作業空間を形成して、補強の施工を行うという手法がとられている。しかし、かかる施工方法では、作業工程が大がかりかつ複雑になり、施工期間も長くなるため、その費用が大きくなるという問題がある。また、湿潤状態のコンクリート構造物では、繊維シートの接着に用いることのできる樹脂がきわめて限定されたものになるため、乾燥状態での補強と同様の補強方法を適用するのが難しいという問題もある。

そのため、本発明者らは、水中に構築されたコンクリート構造物の水中部又は湿潤部を補強するに際して、排水された作業空間を形成することなく、強度と耐食性の優れた繊維強化樹脂の被覆を水中においても形成しうる補強方法を先に提案した（下記特許文献１）。
これは、「水中にある又は湿潤したコンクリート構造物の表面に水中硬化型樹脂ペーストの被覆層を形成し、その上に樹脂を含浸させた縦横の繊維束からなる繊維グリッドを埋め込んで、さらにその表面を水中硬化型樹脂ぺーストで被覆する」という方法である。

この方法は、強化繊維として、網目の細かい繊維シートではなく、繊維グリッドすなわち縦横の繊維束がある程度の間隔で配置された格子状の補強材を用いることがキーになっている。かかる繊維グリッドを用いる理由は以下の通りである。すなわち、水中又は湿潤状態のコンクリート構造物の表面への接着に用いることのできる接着性樹脂は、水中硬化型樹脂ペーストとくにエポキシ樹脂ペーストやポリエステル樹脂ペーストに限定される。かかる水中硬化型樹脂ペーストで、コンクリート構造物表面に繊維シートを接着した場合、樹脂ペーストに流動性がないのでシートの網目の中にほとんど侵入しない。そのため、硬化後のペースト層とシート間の接着強度が必ずしも十分でない。

これに対して、「水中硬化型樹脂ペーストの被覆層の内部に繊維グリッドを一部押し込んで、さらにその上から樹脂ぺーストを塗布する」という方法をとれば、ある程度の格子間隔があるため、繊維グリッドの内外のペースト層は一体となり、その中に繊維グリッドが埋め込まれたような状態になる。そのため、硬化した樹脂ぺースト層と強化繊維のグリッドは十分な強度で接着し、コンクリート構造物の補強材としての機能を発揮する。このように水中硬化型樹脂ペーストを用いる工法であれば、湿潤状態はもとより水中においても補強の施工を行なうことができる。

一方、橋脚等の柱状構造物は、コンクリート製のベース（以下、フーチングと云うことがある）の上に立設されるが、柱本体のみならず、柱とフーチングの付け根の部分（基部）の補強を必要とする場合が少なくない。繊維強化樹脂を用いる補強方法では、柱本体の補強施工は容易であるが、柱の基部の補強が構造上難しいという問題がある。
また、コンクリート表面への樹脂接着力の経時的な劣化や、繰返し応力の影響等により、繊維強化樹脂層がコンクリート表面から剥離することも少なくない。かかる状態になると、繊維強化樹脂による補強効果は著しく減殺されるので、何らかの方法で、繊維強化樹脂層をフーチングにも定着させておくことが望ましい。

シート状の強化繊維を用いた従来の補強においては、かかる繊維シートのフーチングへの定着方法として、図５に示すようないくつかの方法が考えられているが、必ずしも適切な方法が得られているとは言い難い。例えば、図５(ａ)に示すように、コンクリート構造物（以下、単に構造物という）２の周囲に巻かれた繊維シート１７の下端を折り曲げて、ベース（フーチング）１の面上に接着するという方法がある。しかし、この方法では、フーチング面への繊維シートの接着強度が必ずしも十分でなく、構造物に曲げモーメントが作用した場合に、繊維シートがフーチング面から剥離して、十分な定着効果を確保し得ない。

また、図５(ｂ)に示すように、構造物２の周囲に巻かれた繊維シート１７の下端を、Ｌ字型の固定部材１８の内側に接着し、この固定部材１８をアンカーボルト１９によりフーチング１に固定するという方法もある。しかし、この方法も、繊維シート１７と固定部材１８の接着強度を高めるために両者の接触面積を大きくする必要があり、かつ固定部材も強い引張力に耐える強度が必要なため、固定部材が大型になり、これをフーチングに固定する施工が簡単でないという問題がある。

さらに、下記特許文献２には、図５(ｃ)に示すように、構造物２周囲のフーチング１の面上に溝２０を設け、繊維シート１６の下端をこの溝内に差し込み、溝内に樹脂２１を充填して硬化させるコンクリート構造物基部の補強方法が開示されている。しかし、この方法も、樹脂２１による繊維シート１７の定着力を高めるためには、溝２０を相当に深くしなければならない。また、一般には、構造物全周のフーチング面上に溝を設ける必要があり、その施工の手間が大きくなって好ましくないという問題がある。

特開２００２−１５５５０９号公報 特開平８−３３３７１５号公報

前述した格子状の繊維グリッドと水中硬化型樹脂ペーストを用いるコンクリート構造物の補強方法は、水中でも施工することができ、繊維シートを用いる従来の陸上構造物の補強と同様の補強効果が得られることが確かめられている。
この方法のさらなる発展のためには、繊維グリッドを含む繊維強化樹脂層をフーチングに定着させる方法を確立し、補強効果の増大を図るとともに、構造物基部の剪断応力に対する補強も可能にすることが望まれる。

しかし、図５に示したような従来の繊維強化樹脂層の定着方法を、上記の補強方法に直ちに適用することはできない。例えば図５(ａ)のような方法では、フーチング表面への樹脂ペーストの接着力があまり大きくないため、十分な定着効果が得られない。また、図５(ｂ)のような方法では、固定部材と繊維グリッドの接着が難しいのみならず、大型の固定部材を構造物基部の全周にアンカー止めする作業の手間が大きく、水中での施工という要件に適合しない。同様に図５(ｃ)のような方法も、溝内の繊維グリッドの定着力が不十分なだけでなく、構造物基部全周のフーチング面に溝を形成する作業の手間が過大で、水中での施工になじまない。

そこで本発明は、コンクリート製ベース上に立設されたコンクリート構造物、とくに水中に立設された構造物の水中部又は湿潤部を補強するに際して、補強用の繊維強化樹脂層をベース面にアンカーにより定着させて、構造物本体の補強を強化するとともに、その基部の補強することができる手段を提供することを課題としている。とくに本発明は、上記の補強施工を水中に行ない得るようにするとともに、繊維強化樹脂層のベース面への定着強度の高いコンクリート構造物の補強構造および補強方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための本発明のコンクリート構造物の補強構造は、
コンクリート製のベース上に立設されたコンクリート構造物の表面に、硬化性樹脂ぺースト又はセメントモルタルからなる被覆層が形成され、該被覆層内に樹脂を含浸させた縦及び横の繊維束からなる繊維グリッドを埋め込んでなるコンクリート構造物の補強構造において、
該構造物外周に近接して、前記ベース面に所定の間隔でアンカー孔を形成し、前記繊維グリッドの一部又は全部の縦繊維束の下端をアンカーとして延長するとともに、該縦繊維束のアンカー孔内に挿入される部分に、該縦繊維束に固着する横繊維束を切断して横方向に突出する１個又は複数個の突起を形成し、この突起を有する縦繊維束を前記アンカー孔内に挿入し、この孔内に硬化性樹脂ぺースト又はセメントモルタルを充填・硬化させて、アンカーである縦繊維束を接着・固定してなることを特徴とする。

この補強構造においては、補強の施工時に前記コンクリート構造物及びそのベースが水中にあるか又は湿潤状態であってもよく、この場合は、前記被覆層を形成する樹脂ぺースト及び前記アンカー孔内に充填された樹脂ぺーストとして水中硬化型樹脂ぺーストを用いる。

本発明は上記のように構成されているから、構造物本体を繊維強化樹脂層で補強する際に、この補強用繊維強化樹脂層をアンカーによりベース面に定着させてその補強効果を増大させることができる。また、地震等により構造物基部に強い剪断応力が作用した場合にも、アンカーの効果により基部の耐剪断特性を高めることができる。
とくに補強対象物が水中構造物の場合、本発明の補強構造であれば、構造物及びそのベースが水中にあるか又は湿潤状態であっても、従来の施工方法のように補強対象物の周囲を排水したり乾燥したりすることなく、補強の施工を行なうことができるため、工事の簡略化、低コスト化、工期短縮等の効果がきわめて大きい。

また、上記の補強構造において、前記のアンカーとする縦繊維束の下端付近に、樹脂を含浸させた縦方向に延在する補強用繊維束が固着されている構成であってもよい。これにより、アンカーの強度を顕著に増大させることができる。
また、前記アンカーとする縦繊維束及び／又は前記補強用繊維束のアンカー孔内に挿入される部分に、１個又は複数個の横方向に突出する突起が設けられていることが好ましい。かかる突起により、アンカーの抜け止め耐力を顕著に増大させることができる。

上記の突起は、アンカーとする縦繊維束及び／又は前記補強用繊維束に固着された横繊維束を切断して形成されたものであってもよい。

さらに、上記の補強構造において、前記コンクリート構造物が柱状構造物である場合に、その表面のベース面直上の所定高さの範囲において、その内部に繊維グリッドが埋め込まれた前記被覆層の外側に、締付け手段を有する抑えバンドを巻回し、該抑えバンドにより前記被覆層を構造物表面に押圧・固定する構成であってもよい。この抑えバンドには、ステンレス鋼製のものを用いることが好ましい。
かかる構成により、アンカーにかかる力が縦繊維束と横繊維束の交点に集中するのを避けて、これを繊維グリッド全体及び構造物の下端で支持することができ、構造物基部の剪断応力に対する耐力を高めることができる。

本発明のコンクリート構造物の補強方法は、上記のいずれかの補強構造を形成するための補強方法であって、
前記繊維グリッドのアンカーとなる縦繊維束に繊維グリッドの下端の縦横繊維を切断して、アンカー及びその突起として必要な繊維のみを残す加工、及び／又は補強用繊維束を用いる場合にこれを繊維グリッドに固着させる加工、及び／又は繊維グリッドに樹脂を含浸させる加工を施すアンカー加工を施す工程と
コンクリート製のベース上に立設されたコンクリート構造物の表面に硬化性樹脂ぺースト又はセメントモルタルからなる被覆層を形成する工程と、
アンカー加工を施された前記繊維グリッドのアンカー以外の部分を前記被覆層内に埋め込む工程と、
前記構造物外周に近接して、前記ベース面に所定の間隔でアンカー孔を形成する工程と
該アンカー孔内に前記アンカーとする縦繊維束及び／又は前記補強用繊維束を挿入し、この孔内に硬化性樹脂ぺースト又はセメントモルタルを充填・硬化させて、孔内に挿入された繊維束を接着・固定させる工程とを具備することを特徴とするものである。

本発明の補強構造は、繊維強化樹脂によるコンクリート構造物の補強の際に、この補強用被覆層内の格子状の強化繊維の下端を延長し、これをアンカーとしてベース面に定着させてその補強効果を増大させるとともに、構造物基部の耐剪断特性を大幅に高めることを可能にしたものである。
この補強構造は、水中に立設された橋脚、海洋構造物の支柱、岸壁下部、桟橋の支柱や床板等のコンクリート構造物を補強するに際して、水中部は潜水具を装着して作業することができ、また気中の湿潤部は、必要に応じて波浪等に対する簡単な対策をとるのみで作業することができる。そのため、大がかりな機械器具を必要とせず、その工費や工期を従来より大幅に低減・短縮しうるという特長を有する。また、この補強構造は、耐食性が高いため、水中構造物の補強にとくに好適である。さらに、この補強構造は、トンネルの漏水箇所、波浪飛沫を受け易い橋脚・岸壁のような、陸上のコンクリート構造物の湿潤部にも好適であることは云うまでもない。

以下、実施例の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施例であるコンクリート構造物の補強構造の説明図で、図１(ａ)は構造物基部付近の補強構造を示す斜視図、図１(ｂ)は構造物本体の補強構造の一部を破断して示す斜視図、図１(ｃ)は構造物基部に設けたアンカー孔付近の断面模式図である。この補強構造は、コンクリート製のベース１上に立設されたコンクリート構造物２の本体表面（補強面）に、水中硬化型のエポキシ樹脂ぺーストからなる被覆層３が形成され、その内部に強化繊維の繊維グリッド４を埋め込んでなるもので、補強面が水中にあるか又は湿潤した状態であることを特徴とする。

また、この補強構造は、構造物２の外周に近接して、ベース１の表面に所定の間隔でアンカー孔７が形成され、繊維グリッド４の縦繊維束５の一部が延長され、これがアンカーとしてアンカー孔７内に挿入されている。縦繊維束５が入ったアンカー孔７内には水中硬化型のエポキシ樹脂ぺースト８が充填され、これが硬化して、アンカーである縦繊維束５を接着・固定してなるものである。この縦繊維束５の先端付近には、引き抜きに対する抵抗となる突起９が設けられているが、この突起は後述するように、縦繊維束５に固着された横繊維束６を所定の長さに切断して形成されたものである

繊維グリッド４は、図１(ｂ)に示すように、縦繊維束５及び横繊維束６を所定の間隔で格子状に編み上げたものを用い、これに予め（地上で）樹脂を含浸させておき、この樹脂が完全硬化する前に、補強の施工を行なう。また、被覆層３は、まずエポキシ樹脂ぺーストを補強面に押し付けて接着させ、この樹脂ペーストが硬化しないうちに、上記の繊維グリッド４を樹脂ペースト内に押し込む。さらに、繊維グリッド４を覆うように、その上からエポキシ樹脂ペーストを貼り付けて平滑にならすことにより、繊維グリッド４の内外の樹脂ペーストが一体化した被覆層３を形成することができる。

本発明においては、繊維グリッド４の繊維として、炭素繊維、アラミド繊維等の高強度ポリマー繊維、セラミックス繊維、金属繊維等を用いることができるが、とくに炭素繊維、ガラス繊維又はこれらの複合繊維が好ましい。その理由は、とくに強度が大きく、かつ吸湿して劣化する懸念がないためである。繊維グリッド４に予め樹脂を含浸させる理由は、繊維を互に接着させることによりその曲げ強度を増大させること、繊維束が容易にぺースト層に貼り付くようにすること、そして（樹脂硬化前の）繊維グリッドの可撓性を確保することを狙いとするものである。

格子状の繊維グリッドを用いる理由は、水中で貼付けを行う際に、繊維束とぺースト層の間に水が残留しないように、水の排出を容易にするためである。また、この格子間でぺーストが自由に移動しうるようにして、初めに形成したぺースト層と後から被覆するぺーストが一体に接着されるようにするためである。

本発明において、繊維グリッド４の縦繊維束５及び横繊維束６の断面積は、ともに２〜２００ｍｍ²程度であることが好ましい。縦繊維束５と横繊維束６の断面積が同じであってもよいが、縦繊維束５の断面積を大きくしてもよい。また、アンカーとして選択される縦繊維束の断面積のみ、他の縦繊維束の断面積より大きく、例えば１〜１０倍程度にしてもよくしてもよく、あるいは１〜１／１０倍程度に小さくしてもよい。また繊維グリッド４の格子間隔、すなわち縦繊維束の間隔及び横繊維束の間隔は、ともに１０〜２００ｍｍ程度であることが好ましい。

なお補強部の強度を確保するためには、強化繊維の目付量が５０〜２０００ｇ／ｍ²程度であることが好ましく、この条件が維持されるように、繊維束の径に応じて、適切な間隔を選定することが好ましい。さらに、繊維束に含浸させる樹脂としては、ポリウレタン樹脂もしくはポリエステル樹脂を用いることが好ましい。

また、アンカー孔７の径は、アンカーとして用いる縦繊維束５とその突起９が入る程度の大きさであればよく、通常は２０〜１００ｍｍ程度とする。アンカー孔７の深さは、補強対称の構造物やアンカーの大きさにもよるが、通常は５０〜５００ｍｍ程度とする。また、アンカー孔７のピッチ（隣接するアンカー孔中心の間隔）は補強対称の構造物の大きさによるが、通常は５０〜５００ｍｍ程度とする。繊維グリッド４の縦繊維束５のうち、アンカーとして用いるもののピッチは、上記のアンカー孔のピッチを勘案して定めればよい。

この程度の大きさとピッチのアンカー孔であれば、コンクリート構造物の強度に悪影響を及ぼすことはない。また、コンクリート製のベース面にこのアンカー孔を穿つ作業は、削孔機を用い必要に応じて潜水具を着用すれば、水中にても十分可能なことが確かめられている。このアンカー孔７内に水中硬化型のエポキシ樹脂ぺースト８を充填して、アンカーを接着・固定させる作業も水中にて実施可能である。

本実施例においては、アンカーとして用いる縦繊維束の突起９は、縦繊維束５に固着された横繊維束６を切断して形成されている。繊維クリッドの縦横繊維を固着する方法は、例えば平織で縦横の繊維を交互に織上げる方法（クロスラミネート）、紐状に織られた縦横の繊維束を格子状に組み上げ、含浸樹脂が硬化する前に縦横繊維束の交点を圧着する方法、紐状の縦横繊維束の交点を補助糸で縛って固定する方法、或いはこれらの内の２以上を組み合わせた方法等が考えられる。

本発明においては、この縦横繊維束の固着方法をとくに限定する必要はないが
、両者が十分な強度で固着されていることが望ましく、必要の応じて固着強度を評価した上、適合するものを使用すればよい。また、縦繊維束５から突出する横繊維束の長さ（突起９の高さ）は、アンカー孔７内に収まる程度であればよく、通常は繊維束径の１〜１０倍程度とすればよい。また、この突起は縦繊維束５の両側に設けることが好ましいが、片側のみであってもよく、両側で長さが異なってもよい。図１(ｃ)の例では、この横繊維束からなる突起９は２段に形成されているが、これがより多段に形成されていても、１段であってもよい。

図２は、本発明の第二の実施例であるコンクリート構造物の補強構造の説明図で、図２(ａ)は構造物基部付近の補強構造を示す斜視図、図２(ｂ)は構造物基部のアンカー孔付近の断面模式図である。この補強構造も、補強面に被覆層３を形成し、その中に繊維グリッド４を埋め込んで構造物本体を補強することや、アンカー孔７を設けて、繊維グリッド４の縦繊維束５をアンカーとしてベース１に固定することは、図１の例と同様である。しかし、この例では補強用繊維束１０を用いる点が図１の例と相違する。

すなわち、この例ではアンカーとして選択した縦繊維束５の下端を延長するとともに、これに補強用繊維束１０を固着させて、両者をともにアンカー孔７内に挿入し、水中硬化型のエポキシ樹脂ぺースト８を充填して、これらを接着・固定している。補強用繊維束１０には、縦繊維束５より径の大きいものを用いることが好ましく、これによりアンカーの強度を大幅に高めることができる。補強用繊維束１０の材質は所定の強度を有するものであればよいが、強度と耐久性に富み、水中でも劣化しにくい炭素繊維、ガラス繊維又はこれらの複合繊維が好ましい。また、補強用繊維束１０にも樹脂を含浸させて、曲げ強度を増大させるとともに、縦繊維束やエポキシ樹脂ぺーストへの付着性を高めることが好ましい。

図３は、本発明で用いる補強用繊維束の形状と繊維グリッドへの接着方法の例を示す図である。図３(ａ)の例では、補強用繊維束１０の上部は縦方向の繊維束のみで、下部に抜け止め用突起９として、所定長さに切断された横繊維束が２段に両側に張り出している。この補強用繊維束１０の下端に突起９（切断した横繊維束）を固着する方法も、前述した縦横繊維束の固着方法に準ずればよい。

補強用繊維束１０を繊維グリッド４に固着する方法は、縦繊維束５の下端を延長して（横繊維束の無い部分を設け）、その外側に補強用繊維束１０を沿わせて圧接し、両者を含浸樹脂で接着するとともに、所定の範囲に巻き糸１１を巻き付けるという方法によっている。なお、補強用繊維束１０を縦繊維束５の内側（構造物に近い側）に接着してもよい。また、縦繊維束５の長さは、補強用繊維束１０の先端までの長さであっても、それよりも少し短くてもよく、また、縦繊維束５の先端にも抜け止め用突起９が形成されていてもよい。

図３(ｂ)の例では、補強用繊維束１０の下部に、抜け止め用突起９が２段に設けられて、縦繊維束５に巻き糸１１で固着させている点は、図４(ａ)の場合と同じであるが、上部の連結用繊維束１２で、隣接する補強用繊維束１０間を横方向に連結していることが特徴である。この連結用繊維束１２は、繊維グリッド４の横繊維束６に巻き糸１１で固着され、補強用繊維束１０と繊維グリッド４との固着強度をより大きなものにしている。なお、連結用繊維束１２は１段でもよいが、数段設けることが好ましい（その場合は横繊維束６のピッチにあわせる）。その太さは、繊維グリッドの横繊維束６と同程度でも、これより太くしてもよい。また、補強用繊維束１０や連結用繊維束１２を繊維グリッド４の内側にしてもよい。

図３(ｃ)の例では、補強用繊維束１０の上部の形状や、縦繊維束５への接着方法は、図３(ａ)の例と同じであるが、下部の抜け止め用突起９が、横繊維束を切断して形成したものでなく、最下端を横方向に曲げて形成されている点が相違する。この曲げ突起は、鉄筋アンカーの場合と同じ意図のもので、予め陸上において、補強用繊維束１０の下端を曲げた状態で含浸樹脂を硬化させることにより、容易に形成することができる。なお、補強用繊維束１０のみならず、これに併存する縦繊維束５の下端も曲げて、抜け止め用突起として機能するようにしてもよい。
上記の図３(ａ)〜図３(ｃ)のいずれの場合も、補強用繊維束１０を繊維グリッドに固着させる工程は、アンカーとなる縦繊維束への加工と同時に或いはその一部として、構造物への補強施工に先立って、地上において行なえば良い。

図４は、本発明の第三の実施例であるコンクリート構造物基部の補強構造を示す斜視図である。この補強構造は、コンクリート構造物が柱状構造物の場合に、図１の構成に加えて、抑えバンドによりアンカーの定着をより強固にしていることが特徴である。すなわち、構造物２の表面に、繊維グリッド４が埋め込まれた被覆層３を形成し、繊維グリッドの縦繊維束をアンカーとしてアンカー孔７内の固定することは、図１の例と同様である。

しかしこの例では、ベース１の直上の所定の位置で、締付け手段１４を有する抑えバンド１３を被覆層３の外側に巻回し、その締付け力により被覆層３を構造物の表面に押圧していることが特徴である。このような構成にすれば、アンカーにかかる力が縦繊維束と横繊維束の交点に集中するのを避けて、これを繊維グリッド全体及び構造物の下端で支持することができ、構造物基部の剪断応力に対する抗力を高めることができる。

また、この補強方法は、アンカーとして補強用繊維束を用いる場合に、より有効になると考えられる。すなわち、補強用繊維束を太くすることにより、引張耐力を高めることはできるが、これと繊維グリッドとの接着力には限界がある。したがって、アンカーに強い力が作用した場合に、アンカーである補強用繊維束自体が破断するよりも、これと繊維グリッドとの接着部が破壊される可能性が高い。上述の方法によれば、被覆層の中に埋め込まれた補強用繊維束も構造物表面に強く押圧されており、補強用繊維束にかかった力の一部が構造物に分担されるため、補強用繊維束と繊維グリッドとの接着部の破壊を防止できると考えられる。

この抑えバンド１３の材質としては、強度、水中での耐食性、加工性等の観点から、ステンレス鋼が好適である。抑えバンド１３を取り付ける位置は、ベース面から２００〜３００ｍｍまでの範囲が好ましく、バンドの段数は１段でも２段以上でもよい。なお、この例では、締付け手段１４は、図４(ｂ)（図４(ａ)のＡ部の拡大図）に示すように、抑えバンド１３の両端に取り付けられた止め金具１５をボルト・ナット１６で締め込むという方法がとられているが、締付け手段をこれに限定する必要はない。

本発明のコンクリート構造物の補強方法は、上述した補強構造のいずれかを形成する方法であって、繊維グリッドのアンカーとなる縦繊維束に必要な加工を施す工程（アンカー加工工程）と、補強面に被覆層を形成する工程（被覆工程）と、構造物外周のベース面に所定の間隔でアンカー孔を形成する工程（アンカー孔形成工程）と、アンカー孔内にアンカーとする縦繊維束及び／又は補強用繊維束を挿入し、孔内に挿入された繊維束を接着・固定させる工程（アンカー固定工程）とを具備することを特徴とする。

上記の被覆工程は、補強面に硬化性樹脂ぺースト又はセメントモルタルを接着させて、被覆層を形成する工程（下地被覆工程）と、繊維グリッドのアンカー以外の部分を被覆層内に押し込み、その表面を硬化性樹脂ぺースト又はセメントモルタルでカバーして、繊維グリッドを被覆層内に埋め込む工程（繊維グリッド埋込工程）とからなる。以下、水中で施工を行なう場合を中心として、若干の補足説明を行なう。

アンカー加工工程には、繊維グリッドの下端の縦横繊維を切断して、アンカー及びその突起として必要な繊維な繊維のみを残す加工、補強用繊維束を用いる場合にこれを繊維グリッドに固着させる加工、繊維グリッドに樹脂を含浸させる加工などが含まれるが、これらは施工現場の陸上において行なってもよく、その一部又は全部を工場において加工してもよい。

被覆工程の手順はおおむね以下の如くになる。まず、補強面には必要に応じて下地処理を行う。下地処理の内容は、主に損傷部の補修と付着物の除去である。損傷部の補修は、コンクリートの劣化層がある場合はこれを除去し、亀裂や凹部に、必要に応じて水中硬化型のモルタルやぺーストを充填すればよい。付着物には、藻類や微生物等の非固着性の付着物とフジツボや貝類等の固着物がある。前者は、ブラッシングや水ジェット等により除去すれば良い。

補強面を水中硬化型樹脂ぺーストで被覆するに際しては、ぺーストを補強面に押し付けて、その間に介在する水を排出する必要がある。そのためには、ある程度の変形抵抗を有する、粘土状のエポキシ樹脂ぺースト又はポリエステル樹脂ぺーストを用いることが必要で、とくにエポキシ樹脂ぺーストが好適である。また、このぺーストは水中で接着し硬化する必要があるが、かかる樹脂ぺーストは従来より市販されており、エポキシ樹脂ぺーストでは、例えば日本シーカ社製のシーカガード６９４Ｈ等を用いれば良い。

また、補強面をエポキシ樹脂ぺーストで被覆する施工の方法は、とくに限定することを要せず、例えば手のひらやコテでぺーストを押し付けて、表面が略平坦なぺースト層が形成されるようにすればよい。あるいは、予め地上で適当な大きさの平板状のぺーストのシートを作成し、これを水中の補強面に押し付けて接着させるような方法によってもよい。
ぺースト層の表面に貼り付ける前記のグリッドの形状及び大きさは、とくに限定を要しないが、例えば、柱状の構造物の場合には、帯状のグリッドを巻き付けるような方法によればよく、平面状の壁面の場合には、適当な大きさに分割された、矩形のグリッドを隙間無く並べて貼り付けるような方法によればよい。

このグリッドをぺースト層に貼り付けるには、とくに接着の手段を購ずる必要はなく、これをぺースト層に押し付けるだけで、その縦横の繊維束がぺースト層内に一部貫入し、介在する水も排除されて、貼付け状態を維持することができる。この際、繊維束に含浸した樹脂は、ぺースト層と繊維束を馴染ませて、両者の接着性を良好にする機能をする。また、必要に応じて、グリッドを局所的に、打鋲等の方法で仮止めしてもよい。

さらに、繊維グリッドを貼り付けた後、その表面をエポキシ樹脂ぺーストで被覆する方法は、補強面に初めにぺースト層を形成する方法と同様にすればよい。被覆後に、グリッドがほぼ完全にぺーストの内部に埋め込まれた状態になっていればよく、被覆の厚みもとくに限定を要しない。また、必要に応じて、繊維グリッドを貼り付けた後、その表面を囲って型枠を配し、この型枠内面とグリッドとの間隙にエポキシ樹脂ぺーストを充填することにより、グリッドをぺーストで被覆してもよい。

アンカー孔形成工程は、コンクリート削孔機と必要に応じて潜水具を用いて作業すれば、十分水中にて作業可能である。削孔後に、アンカーとする縦繊維束及び／又は前記補強用繊維束を孔内に挿入し、前述と同様に粘土状の水中硬化型エポキシ樹脂ぺーストを孔内に充填して、これを突き固めれば、水が排除されて強固に固着する。上述のように被覆層を形成し、アンカー孔内に樹脂ペーストを圧密充填した後、エポキシ樹脂ぺーストを養生硬化させれば補強の施工が完了する。

本発明の一実施例であるコンクリート構造物の補強構造を示す図である。 本発明の他の実施例であるコンクリート構造物の補強構造を示す図である。 本発明で用いる補強用繊維束の形状と繊維グリッドへの接着方法の例を示す図である。 本発明の第三の実施例であるコンクリート構造物の補強構造を示す図である。 繊維強化樹脂を用いてコンクリート構造物を補強する際の、従来の構造物基部の補強方法の例を示す図である。

符号の説明

１ ベース
２ コンクリート構造物
３ 被覆層
４ 繊維グリッド
５ 縦繊維束
６ 横繊維束
７ アンカー孔
８ エポキシ樹脂ペースト
９ 突起
１０ 補強用繊維束
１１ 巻き糸
１２ 連結用繊維束
１３ 抑えバンド
１４ 締付け手段
１５ 止め金具
１６ ボルト・ナット
１７ 繊維シート
１８ 固定部材
１９ アンカーボルト
２０ 溝
２１ 樹脂

Claims (6)

1. コンクリート製のベース上に立設されたコンクリート構造物の表面に、硬化性樹脂ぺースト又はセメントモルタルからなる被覆層が形成され、該被覆層内に樹脂を含浸させた縦及び横の繊維束からなる繊維グリッドを埋め込んでなるコンクリート構造物の補強構造において、
   該構造物外周に近接して、前記ベース面に所定の間隔でアンカー孔を形成し、前記繊維グリッドの一部又は全部の縦繊維束の下端をアンカーとして延長するとともに、該縦繊維束のアンカー孔内に挿入される部分に、該縦繊維束に固着する横繊維束を切断して横方向に突出する１個又は複数個の突起を形成し、この突起を有する縦繊維束を前記アンカー孔内に挿入し、この孔内に硬化性樹脂ぺースト又はセメントモルタルを充填・硬化させて、アンカーである縦繊維束を接着・固定してなるコンクリート構造物の補強構造。
2. 前記コンクリート構造物及びそのベースが水中にあるか又は湿潤状態にあり、前記被覆層を形成する樹脂ぺースト及び前記アンカー孔内に充填された樹脂ぺーストがともに水中硬化型樹脂ぺーストであ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補強構造。
3. 前記のアンカーとする縦繊維束の下端付近に、樹脂を含浸させた補強用繊維束を固着することにより、該縦繊維束の少なくとも下部の径が他の縦繊維束の径より大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のコンクリート構造物の補強構造。
4. 前記コンクリート構造物が柱状構造物であって、その表面のベース面直上の所定高さの範囲において、その内部に繊維グリッドが埋め込まれた前記被覆層の外側に、締付け手段を有する抑えバンドを巻回し、該抑えバンドにより前記被覆層を構造物表面に押圧・固定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のコンクリート構造物の補強構造。
5. 前記抑えバンドがステンレス鋼製である請求項４記載のコンクリート構造物の補強構造。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の補強構造を形成するための補強方法であって、
   前記繊維グリッドのアンカーとなる縦繊維束に繊維グリッドの下端の縦横繊維を切断して、アンカー及びその突起として必要な繊維のみを残す加工、及び／又は補強用繊維束を用いる場合にこれを繊維グリッドに固着させる加工、及び／又は繊維グリッドに樹脂を含浸させる加工を施すアンカー加工工程と
   コンクリート製のベース上に立設されたコンクリート構造物の表面に硬化性樹脂ぺースト又はセメントモルタルからなる被覆層を形成する工程と、
   アンカー加工を施された前記繊維グリッドのアンカー以外の部分を前記被覆層内に埋め込む工程と、
   前記構造物外周に近接して、前記ベース面に所定の間隔でアンカー孔を形成する工程と
   該アンカー孔内に前記アンカーとする縦繊維束及び／又は前記補強用繊維束を挿入し、この孔内に硬化性樹脂ぺースト又はセメントモルタルを充填・硬化させて、孔内に挿入された繊維束を接着・固定させる工程とを具備することを特徴とするコンクリート構造物の補強方法。

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