JP5598799B2 - Ｐｃ緊張材定着端部下側シース内のグラウト未充填空洞部へのグラウト再注入方法 - Google Patents

Description

本発明は、既設のプレストレストコンクリート（以下ＰＣと記す）構造物におけるシースの定着側端部やその他の傾斜又は鉛直部分に存在している空洞内に再注入用グラウトを注入するＰＣ緊張材挿通用シース内のグラウト未充填空洞部へのグラウト再注入方法に関する。

近年、ポストテンション方式のＰＣ桁に使用されているＰＣ緊張材挿通用シースの緊張材定着部側端部やその他の部分に空洞が存在しており、その内部の腐食が問題視されるに至っている。

特に高架道路のＰＣ桁においては、図１に示すようにＰＣ緊張材６のＰＣ緊張材定着部３が舗装２の下にあって斜め上向きに備えられている箇所があり、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等凍結防止剤の散布が盛んに行われている個所では、これらの凍結防止剤が水とともに舗装２内に浸透し、ＰＣ緊張材定着部３を通してシース内に入り、ＰＣ緊張材を腐食させる事態が発生している。

このため近年において、このシースのＰＣ緊張材定着部側端部にできている空洞内に、グラウトを再注入する方法が開発されている（例えば特許文献１、２）。

また、イオン化傾向の大きい金属は、その表面に不動態化処理を施せば、腐食速度が殆どゼロとなることが知られている（非特許文献１）おり、本発明者らは、シース内のグラウト未充填の空洞にグラウトを再注入するに先立って、シース内面及び空洞内に露出しているＰＣ緊張材に防錆剤水溶液を供給してＰＣ緊張材表面に不動態被膜を形成させる技術を開発した。

特開２００５−２３６９３号公報 特開２００５−２３５６７号公報

「化学大辞典（第７巻）」協立出版株式会社 昭和５６年１０月１５日発行 ９１１頁

既設のＰＣ構造物におけるシース内、特にＰＣ緊張材定着部側端部等のグラウト未充填空洞内に存在しているＰＣ緊張材の内、特に、鋼線束、鋼撚線、鋼撚線束については、ＰＣ緊張材自体に内部空隙が存在している。

また、シース内のグラウト未充填空洞は、湿度が高く、滞水している場合が多く、前述した亜硫酸リチウム水溶液等の防錆剤水溶液による防錆処理を施した場合には、その防錆剤水溶液が滞留していることが考えられる。

このような滞水状態のシース内空洞にグラウト再注入を行う場合、グラウト注入速度が速いと、空洞内の空気の一部やＰＣ緊張材内部空隙内の空気、更には滞留している液体が、十分に押し上げられることなく再注入用グラウトが上部まで充填されてしまい、時間の経過とともに、ゆっくりと空気や液体が上方に移動し、上部に空気溜りや液溜りが出来てしまい充填性が低下する問題がある。

更に、上記グラウト再注入に、真空ポンプを用いた施工の場合、再注入用グラウト内に空気や水分の混入が促進される可能性があり、この場合にも時間の経過とともに、ゆっくりと空気や液体が上方に移動し、上部に空気溜りや液溜りが出来てしまい充填性が低下する問題がある。

仮に、上述のような再注入後の空気溜りや液溜りが発生した場合に、これらを取り除くために、再加圧によって上方のＰＣ緊張材定着部背面や、通気用ホースへと押し出す方法が考えられるが、その場合に必要な再加圧を定量的に把握できないという問題がある。

再加圧の一般的な方法として、グラウト注入用のホース又は排気用ホースを１ｍ程足しておき、ポンプによる再加圧後、ホースを折り曲げて閉塞させる方法があるが、注入圧を大きくしすぎると、再注入孔からの再注入用グラウト漏れの危険性があり、再加圧力に限界があり過大にできず、再加圧力が不十分だと上部の空気溜りや液溜りを除去できず、未充填部として空洞が残るという問題がある。

本発明は、このような従来の問題に鑑み、既設ＰＣ構造物におけるＰＣ緊張材挿通シース内のＰＣ緊張材定着端部下側にあって上端側に通気性を有するグラウト未充填空洞部にグラウトを再注入するに際し、上述の如きグラウト未充填部の空洞が残ることなく、完全なグラウト再注入が、簡単な装置で容易になされるＰＣ緊張材定着端部下側シース内のグラウト未充填空洞部へのグラウト再注入方法の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明に係るＰＣ緊張材定着端部下側シース内のグラウト未充填空洞部へのグラウト再注入方法の特徴は、既設ＰＣ構造物におけるＰＣ緊張材挿通シース内のＰＣ緊張材定着端部下側にあって上端側に通気性を有するグラウト未充填空洞部にグラウトを再注入するに際し、前記グラウト未充填空洞部の下側端部にグラウト注入ホースを連結し、該グラウト注入ホースを、内部の液面を目視できる再注入用グラウト収容用のグラウト注入用容器の下端部に連通させ、該グラウト注入用容器を、その上端が前記グラウト未充填空洞部の上端より高い位置にあるように設置し、該グラウト注入用容器内の前記再注入用グラウト液面の高さの変化を観察しつつ前記グラウト未充填空洞部内とグラウト注入用容器内との水頭差によって再注入用グラウトを自然流下させ、該グラウト注入用容器への再注入用グラウトの単位時間当たりの追加量を調整することによって注入速度を、再注入用グラウトに混入する空気や水分を低減させるために必要な低速度に調整することにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記グラウト未充填空洞部の上端側の通気性は、該空洞部の上端内に、前記シース外から挿入した通気用ホースによって維持させることにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、請求項１又は２の構成に加え、前記再注入用グラウトの注入速度の調整は、前記グラウト注入用容器内に、該容器内の再注入用グラウト液面の自然降下を待って該グラウト注入用容器内に再注入用グラウトを間欠的に追加させるようにし、該追加量を調整することによって再注入用グラウトの自然流下による注入速度を制御することにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項１〜３の何ずれか１の構成に加え、前記グラウト注入用容器内の再注入用グラウト液面の自然降下速度の変化によって空洞内の再注入用グラウトの液面が空洞の最上部に達したことを確認した後、グラウト注入用容器内の再注入用グラウト液面の高さを、ＰＣ緊張材定着部より所定の高さだけ高く維持させることにある。

本発明は、請求項１に記載のように、既設ＰＣ構造物におけるＰＣ緊張材挿通シース内のＰＣ緊張材定着端部下側にあって上端側に通気性を有するグラウト未充填空洞部にグラウトを再注入するに際し、前記グラウト未充填空洞部の下側端部にグラウト注入ホースを連結し、該グラウト注入ホースを、内部の液面を目視できる再注入用グラウト収容用のグラウト注入用容器の下端部に連通させ、該グラウト注入用容器を、その上端が前記グラウト未充填空洞部の上端より高い位置にあるように設置し、該グラウト注入用容器内の前記再注入用グラウト液面の高さの変化を観察しつつ前記グラウト未充填空洞部内とグラウト注入用容器内との水頭差によって再注入用グラウトを自然流下させ、該グラウト注入用容器への再注入用グラウトの単位時間当たりの追加量を調整することによって注入速度を、再注入用グラウトに混入する空気や水分を低減させるために必要な低速度に調整することにより、使用する再注入用グラウトの粘性度、空洞内の隙間の間隔等の各種の条件に合わせ、再注入用グラウト内に空気や水分を巻き込まずに空洞底部から注入することができ、再注入完了後の空気溜りや水溜りの発生を極力小さいものとすることができる。

本発明は、請求項２に記載のように、前記グラウト未充填空洞部の上端側の通気性は、該空洞部の上端内に、前記シース外から挿入した通気用ホースによって維持させることにより、グラウト未充填空洞部の上端に通気性がない場合であっても、適正に実施することができる。

本発明は、請求項３に記載のように、前記再注入用グラウトの注入速度の調整は、前記グラウト注入用容器内に再注入用グラウト面の自然降下を待って該グラウト注入用容器内に再注入用グラウトを間欠的に追加させるようにし、該追加量を調整することによって再注入用グラウトの自然流下による注入速度を制御するようにしたことにより、空洞内の充填状況を間接的に把握することができ、状況に応じたグラウト再注入が可能となる。

本発明は、請求項４に記載のように、前記グラウト注入用容器内の再注入用グラウト液面の自然降下速度の変化によって空洞内の再注入用グラウトの液面が空洞の最上部に達したことを確認した後、グラウト注入用容器内の再注入用グラウト液面の高さを、グラウト未充填空洞部の上端より所定の高さだけ高く維持させることにより、空洞内が再注入用グラウトによって満たされたのちにおける空気や水分の上昇によって、空気溜りや液だまりが発生した場合においても、グラウト注入容器内のＰＣ緊張材定着部より高い液面高さによって再加圧が長時間にわたってなされることとなり、空気溜りや液溜りを残すことなくグラウト再注入がなされる。

本発明を実施するＰＣ構造物のグラウト未充填空洞の上端がＰＣ緊張材定着部である場合における該定着部近傍の概略を示すもので（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は縦断正面図である。 図１中のＡ-Ａ線位置のシース内を示す切断端面図である。 本発明を実施する前段階の通気検査の概略を示す縦断面図である。 シース内のＰＣ緊張材定着部側端部の前記グラウト未充填空洞部の上端側の通気性を通気用ホースによって持たせた場合を示す断面図である。 本発明におけるグラウト再注入方法の一例の概略を示す説明図であり、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は縦断正面図である。

次に、本発明に係る、ＰＣ緊張材定着端部下側シース内のグラウト未充填空洞部へのグラウト再注入方法の実施の態様をについて説明する。

図１は、本発明を実施するＰＣ構造物のＰＣ緊張材定着部近傍部分の断面を示している。図において符号１はＰＣ桁、２はその上の造成した舗装である。ＰＣ桁１には、その上面にＰＣ緊張材定着部３が備えられ、ＰＣ緊張材定着部３には、ＰＣ桁１に埋め込んだ雌コーン４と、その内部にテーパー穴に嵌り合う雄コーン５を有し、両コーン４，５によってＰＣ緊張材６の端部が、緊張状態を維持させて定着されている。

この例では、ＰＣ緊張材６として複数本の単線７を束状にしたものを使用しており、各単線７を両コーン４，５間に挟み込むことにより定着しているが、この他、ＰＣ緊張材６は、単線を使用したＰＣ鋼棒、複数の単線を撚り合わせたＰＣストランドであってもよく、その場合ＰＣ緊張材定着部の構造は、上記各種のＰＣ緊張材に用いられている既往構造を使用した場合であってもよい。

ＰＣ緊張材定着部３は、ＰＣ桁１の表面に形成した凹部８内に備えられ、ＰＣ緊張材６を緊張定着した後に、グラウト作業と後処理を行い、定着部保護コンクリート９を打設して凹部８を埋めることによりＰＣ緊張材定着部３を保護している。

ＰＣ緊張材定着部３の雌コーン４にはシース１０が連結され、このシース１０内にＰＣ緊張材６が挿通されている。シース１０は、ＰＣ緊張材定着部３に近い位置では斜め下向きとなっている。

このような既設のＰＣ桁１の新設時においては、多くの場合、シース１０の一方側から加圧ポンプによってグラウト１１を注入しているものであり、近年においては、他方側から真空ポンプによる減圧を併用してグラウトの充填作業を行い、ＰＣ緊張材定着部３に至るシース内全域にグラウトが充填された状態で密閉するものであるが、例えばグラウト固化前のブリージングの発生や、グラウトに混入した空気が上昇してＰＣ緊張材定着部側のシース１０内に溜る等の原因によって、グラウト未充填の空洞１２ができている場合がである。

本発明は、凹部８内の定着部保護コンクリート９を撤去せずに空洞１２に再注入用グラウトを自然流下によって再注入するものであり、空洞１２の最上部であるＰＣ緊張材定着部３にまで再注入用グラウトを充填するものである。

そのため、先ず、ＰＣ緊張材定着部３、即ち空洞１２の上端以外の部分の通気検査を行う。この作業は、図２に示すように、ＰＣ桁１の底面又は側面をシース１０が露出するまで部分的にはつり、シース１０の露出部分にホース挿入孔１５を開ける。このホース挿入孔１５に耐圧性のグラウト再注入用ホース１６を挿入し、その挿入部分を密閉する。

この状態で、グラウト再注入用ホース１６を、真空計２０、開閉弁２１、デキャンタ２２を順に介在させて真空ポンプ２３に連通させる。この状態で真空ポンプ２３により空洞１２内を減圧させ、その際に生じる空気吸い込み音の発生個所を、マイクロホン又は聴診器を使用して、見つけ出しその部分を、気密性を維持させるための補修材、例えば速乾性の２液性エポキシ樹脂によって密閉する。

この通気検査によって、ＰＣ緊張材定着部３以外における通気部分を閉鎖することによってＰＣ緊張材定着部３、即ち空洞１２の上端部の通気性の有無を検査し、ＰＣ緊張材定着部３に通気性が確認できたときは、そのまま、後述する自然流下方式による再注入用グラウトの再注入作業を行う。

一方、空洞１２の上端部の通気性が無いか、有っても後述する再注入用グラウトの注入時における排気には不十分な通気性である場合には、図４に示すように、グラウト再注入用ホース１６の挿入部分とは別の位置にホース挿入孔を開けて通気用ホース１３を挿入して通気性を確保させる。然る後、上記自然流下方式による再注入用グラウトの再注入作業を行う。

尚、再注入用グラウトに適したものの一例として、修正ＪＡＳＳ法でのフローが２５０ｍｍ以上を５時間継続するものが挙げられる。

注入作業は、図５に示すように、ホース挿入孔１５に連結したグラウト再注入用ホース１６を、再注入用グラウトを自然流下により注入させるための鉛直管からなるグラウト注入用容器１７の下端に連結し、該グラウト注入用容器１７内に収容した再注入用グラウト１８を自然流下させることにより空洞１２内に注入する。

この時、グラウト注入用容器１７を、その内部の液面１８ａを目視できる透明なものとし、その液面１８ａの高さを空洞１２内に注入された再注入用グラウト１８の液面１８ｂより、所定の高さだけ高くなるように調整する。これは、図５（ｂ）に示すように、両液面１８ａと１８ｂとの水頭差ｈによって自然流下させるものであり、再注入当初は、グラウト注入用容器内液面１８ａの高さがホース挿入孔１５の高さよりやや高い位置として注入を開始する。

グラウト注入用容器内液面１８ａの降下が停止するか又は降下速度が一定以下になったとき、グラウト注入用容器１７を上方に移動させるか、該容器１７内に所定量の再注入用グラウト１８を追加し、空洞内液面１８ｂとの水頭差ｈを大きくする。このようにしてグラウト注入用容器１７からの単位時間当たりの注入量を調整することによって再注入用グラウト１８の注入速度を調整する。

この他、グラウト注入用容器１７内への単位時間当たりの再注入用グラウト追加量を調整することによって注入速度を調整してもよく、例えば、１分間毎に再注入用グラウトを追加することとし、その追加量を１００ｃｃずつ、あるいは２００ｃｃずつといったように変化させるようにしてもよい。

このようにすることにより、グラウト注入速度を手押しポンプによる注入より更に低速にすることができ、再注入用グラウトに混入する空気や水分を低減できる。

また、グラウト注入用容器内液面１８ａの高さの変化を観察することで、空洞内の再注入用グラウトの注入状況を間接的に把握できる。このグラウト注入用容器内液面１８ａの高さの変化の観察によって、空洞内液面１８ｂが空洞の最上部に達したことが確認された後、グラウト注入用容器内液面１８ａの高さをＰＣ緊張材定着部３より所定の高さだけ高く維持させる。

これによって、一旦はグラウト注入用容器内液面１８ａが空洞最上部に達した後に、ＰＣ緊張材内部空隙内の空気や空洞内の水分が上昇して空気溜りや液溜りが生じた場合においても、これらの除去のための再加圧力が、長時間にわたって低圧で且つ確実に加えられることとなる。

１ ＰＣ桁
２ 舗装
３ ＰＣ緊張材定着部
４ 雌コーン
５ 雄コーン
６ ＰＣ緊張材
７ 単線
８ 凹部
９ 定着部保護コンクリート
１０ ＰＣ緊張材挿通用シース
１１ グラウト
１２ 空洞
１３ 通気用ホース
１５ ホース挿入孔
１６ グラウト再注入用ホース
１７ グラウト注入用容器
１８ 再注入用グラウト
１８ａ グラウト注入用容器内液面
１８ｂ 空洞内液面
２０ 真空計
２１ 開閉弁
２２ デキャンタ
２３ 真空ポンプ
ｈ 水頭差

Claims (4)

1. 既設ＰＣ構造物におけるＰＣ緊張材挿通シース内のＰＣ緊張材定着端部下側にあって上端側に通気性を有するグラウト未充填空洞部にグラウトを再注入するに際し、
   前記グラウト未充填空洞部の下側端部にグラウト注入ホースを連結し、
   該グラウト注入ホースを、内部の液面を目視できる再注入用グラウト収容用のグラウト注入用容器の下端部に連通させ、
   該グラウト注入用容器を、その上端が前記グラウト未充填空洞部の上端より高い位置にあるように設置し、
   該グラウト注入用容器内の前記再注入用グラウト液面の高さの変化を観察しつつ前記グラウト未充填空洞部内とグラウト注入用容器内との水頭差によって再注入用グラウトを自然流下させ、
   該グラウト注入用容器への再注入用グラウトの単位時間当たりの追加量を調整することによって注入速度を、再注入用グラウトに混入する空気や水分を低減させるために必要な低速度に調整することを特徴としてなるＰＣ緊張材定着端部下側シース内のグラウト未充填空洞部へのグラウト再注入方法。
2. 前記グラウト未充填空洞部の上端側の通気性は、該空洞部の上端内に、前記シース外から挿入した通気用ホースによって維持させる請求項１に記載のグラウト未充填空洞内へのグラウト再注入方法。
3. 前記再注入用グラウトの注入速度の調整は、前記グラウト注入用容器内に、該容器内の再注入用グラウト液面の自然降下を待って該グラウト注入用容器内に再注入用グラウトを間欠的に追加させる請求項１又は２に記載のＰＣ緊張材挿通用シース内のグラウト未充填空洞部へのグラウト再注入方法。
4. 前記グラウト注入用容器内の再注入用グラウト液面の自然降下速度の変化によって空洞内の再注入用グラウトの液面が空洞の最上部に達したことを確認した後、グラウト注入用容器内の再注入用グラウト液面の高さを、ＰＣ緊張材定着部より所定の高さだけ高く維持させる請求項１〜３の何ずれか１に記載のＰＣ緊張材挿通用シース内のグラウト未充填空洞部へのグラウト再注入方法。

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