JP5625219B2 - Ｐｃ緊張材挿通用シース内のグラウト未充填空洞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、ＰＣ緊張材定着部が舗装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内に浸透し、ＰＣ緊張材定着部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。

この他シース内のグラウト未充填空洞は、何らかの要因によってシースが潰れ、グラウトの流動が阻害されたり、シースが上下に波打つ形状に配置されている場合に、高流動性のグラウトの先流れ現象が生じたりした場合にも発生する。

このため近年において、このＰＣ緊張材挿通用シース内にできている空洞内に、グラウトを再注入する方法として、空洞の上端側に排気ホースを挿入し、下端側から再注入用グラウトを圧入する方法（例えば特許文献１，非特許文献１）が提案されている。

特開２００５−２３６９３号公報

平成１４年８月３０日、財団法人鉄道総合研究所発行「ＰＣグラウトの再注入等補修マニュアル（案）」

しかし、上述した排気ホースを使用して再注入用グラウト注入時における空洞内の空気を排気させる方法では、新設時と比較して、グラウト未充填空洞の端部に排気孔を設けることが困難である。

また 既往の技術としての非特許文献１である「ＰＣグラウトの再注入等補修マニュアル（案）」に示されている技術では、内径４ｍｍ 外径６ｍｍ のナイロンチューブをシース内のグラウト未充填空洞に挿入して排気孔とし、このチューブ先端までグラウトが充填されるようにしている。
またこのチューブをグラウト排出孔として用いることで実際にチューブ先端までグラウトが充填されたことを目視で確認するものとしている。

しかし、実際のＰＣ 鋼材は腐食膨張や新設時のグラウトの付着などで、シース内部の空隙率が小さくなっていることや、例えばＰＣ 鋼棒を使用したＰＣ構造物では、シース内径は、ＰＣ鋼棒の直径＋６ｍｍが基準となっており、定着部付近では、ＰＣ鋼棒がシースの中心部分にあるため、ＰＣ鋼棒とシース内面との隙間は３ｍｍしかなく、前述した排気孔としてのチューブは挿入できない。

しかも、グラウト未充填空洞下部からの片押し方式によるグラウト再注入では、注入されたグラウトがチューブ内より流れ出るためには、内径４ｍｍが限界であり、それより細径のチューブではグラウトがチューブ内を流れないため、充填確認ができないという問題があった。
また、ＰＣ鋼線束やＰＣストランドを使用したＰＣ構造物では、緊張材定着部に近接した部分におけるＰＣ鋼線間の隙間が小さいことが多い。

しかも錆が発生しているような場合には、従来の外径が６ｍｍのチューブではその先端が空洞の上端にまで達しないことが多く、それより高い位置にグラウト未充填空洞（分空気溜り）が残るという問題がある。

一般に、ＰＣ構造物の構築に際してのグラウト充填確認技術としては、グラウトの充填が困難と予想される位置に予めシース外側や内側に、熱電対や微振動センサ、光ファイバー等のセンサを設置しておき、その位置グラウト充填確認を行う方法などがあるが、いずれもグラウト未充填部端部にセンサを設置することは困難であり、解決方法とならない。

更に、新設時においては、シース内空隙率と注入延長より注入予定数量を予め算出しておき、流量計を用いて、設計数量と注入数量を比較することにより充填確認するという方法があるが、設計数量の把握が困難な再注入では採用出来ない。

本発明は、上述の如き従来の状況に鑑み、ＰＣ緊張材の定着端部付近に発生しているグラウト未充填空洞のように、隙間が小さい箇所であっても、十分なグラウト再注入が可能であり、また、再注入用グラウトの充填状況が容易に確認できるＰＣ緊張材挿通用シース内のグラウト未充填空洞へのグラウト再注入方法の提供を目的としてなされたものである。

請求項１に記載の発明に係るＰＣ緊張材挿通用シース内のグラウト未充填空洞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緊張材挿通シースの傾斜部分又は鉛直部分に位置するグラウト未充填空洞内に再注入用グラウトを再注入するに際し、
排気兼充填確認用の耐圧性の細径チューブをシース内に挿入し、その先端を前記グラウト未充填空洞の上端部まで到達させ、該チューブを排気孔として前記グラウト未充填空洞の下端側から片押し注入により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へのグラウト再注入方法において、前記片押し注入による再注入用グラウト注入作業中に、前記細径チューブからの排気が停止した後、該細径チューブを真空ポンプに連通させ、該真空ポンプによって細径チューブ内を減圧し、再注入用グラウトを細径チューブ内へ吸引させ、該再注入用グラウトの細径チューブ内への流入を確認することによってグラウト未充填空洞の上端のグラウト充填を確認することにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項1の構成に加え、前記細径チューブは、外径が３ｍｍ未満であり、内径は１ｍｍ以上であることにある。

本発明は、請求項１に記載のように、前記片押し注入による再注入用グラウト注入作業中に、前記細径チューブからの排気が停止した後、該細径チューブを真空ポンプに連通させ、該真空ポンプによって細径チューブ内を減圧し、再注入用グラウトを細径チューブ内へ吸引させ、該再注入用グラウトの細径チューブ内への流入を確認することによってグラウト未充填空洞の上端のグラウト充填を確認することにより、グラウト未充填空洞上端のグラウト充填を確認するようにしたことにより、目視によってグラウトの充填状態を確認することができ、信頼性のより高い充填結果確認が可能となる。

本発明は、請求項２に記載のように、前記細径チューブは、外径が３ｍｍ未満であることにより、ＰＣ緊張材とシースとの隙間が最も小さいＰＣ鋼棒を使用している場合であっても、グラウト未充填空洞の最上端まで細径チューブの挿入が可能となり、ほぼすべての既設ＰＣ構造物に対して同様に対応させることができる。
また、前記細径チューブの内径は１ｍｍ以上であることにより、真空ポンプを使用して細径チューブを通したグラウト吸引を行った際におけるグラウトが詰ることなく吸引させることができる。

本発明を実施するグラウト未充填空洞の一例の縦断側面図である。 図1におけるＡ−Ａ線部分のシース内を示す断面図である。 本発明方法におけるグラウト再注入用ホース及び細径チューブを取り付けた状態の部分拡大断面図である。 本発明におけるグラウト再注入状態を示す縦断正面図である。 図４に示すグラウト再注入においてグラウト未充填空洞最上部まで充填された状態を示す縦断面図である。 図４に示すグラウト再注入においてグラウト未充填空洞最上部まで充填された後、吸引によって充填状態を再確認する状態を示す縦断面図である。 本発明を実施する他のシース内空洞例を示す部分断面図である。 本発明を実施する更に他のシース内空洞の例を示す部分断面図である。

次に、本発明の実施の態様を、ＰＣ鋼線束を使用したＰＣ構造物において、ＰＣ緊張材定着部の下側に形成されたグラウト未充填空洞へのグラウト再注入方法について説明する。

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。

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おり、このＰＣ緊張材定着部３下のグラウト未充填空洞１２が、この例においてグラウト再注入の対象としている空洞である。

この空洞１２へのグラウト再注入作業の前工程として、図３に示すように、ＰＣ桁１のフランジ部に近い位置の側面及びグラウト未充填空洞１２の下端に近い部分のコンクリートをはつり、それらの部分のシース１０を露出させる。
次いで、グラウト未充填空洞１２の下端側のシース１０にホース挿入孔１５を開けるとともに、上側のはつり部分のシース１０に細径チューブ挿入孔２０を開ける。

尚、図には示してないが、グラウト未充填空洞１２の長さが短い場合には、グラウト未充填空洞１２の下端に近い部分のみをはつり、この部分に前記ホース挿入孔１５と細径チューブ挿入孔２０を上下に間隔を隔てて開けてもよい。
このように開けられたホース挿入孔１５には、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。

また細径チューブ挿入孔２０には、排気兼充填確認のための細径チューブ２１を挿入し、その先端をＰＣ緊張材定着部３、即ちグラウト未充填空洞１２の上端まで挿入し、その状態で細径チューブ挿入孔２０と細径チューブ２１との間を密閉する。

細径チューブ２１としては、外径が３ｍｍ未満、内径が１ｍｍ以上のものであって、先端をグラウト未充填空洞１２の上端まで挿入する際に座屈しないだけの弾性を有するものを使用する。その一例として、仁礼工業株式会社製の曲げ弾性率４．２ＧＰａのプラスチックチューブであるポリエーテルケトン（商標）を使用することができる。

この細径チューブ２１の外径が３ｍｍ未満であるのは、既設のＰＣ構造物のシース内径とＰＣ鋼棒外径との差が、最も小さい６ｍｍである場合において、ＰＣ鋼棒がシース中央に位置していた場合であって、シース内面やＰＣ鋼棒外面に錆が発生していた場合であっても、スムーズに挿入出来るものとする必要からである。
また、内径が１ｍｍ以上であるのは、後述する再注入用グラウトの充填状態を目視するために、再注入用グラウトを吸い出す必要な太さとする必要からである。

このようにしてグラウト未充填空洞１２の上端からの排気が細径チューブ２１を通して可能な状態とする。尚、細径チューブ２１の挿入時に先端開口につまりが生じる可能性があるため、グラウト再注入に先立って細径チューブ２１の外側端部より圧力空気を吹き込み、先端開口の通気性を確保させる。

このようにして細径チューブ２１をセットした状態で、図４に示すように、再注入用グラウトを自然流下により注入させる。この自然流下によるグラウト再注入には、鉛直管からなるグラウト注入用容器１７を使用する。

このグラウト注入用容器１７の下端にグラウト再注入用ホース１６の該方側端部を連結し、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４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。

このようにしてゆっくりとグラウト再注入作業を継続させることにより、グラウト未充填空洞１２内の再注入用グラウト内に空気を巻き込ませることなく、またＰＣ緊張材の鋼線束内の空洞の空気を残存させることなく上昇させることができる。

そして、図５に示すように、グラウト未充填空洞１２の上端部まで充填されると、細径チューブ２１の上端が、充填された再注入用グラウトによって閉鎖され、空気の排出が停止する。この空気排出停止によってグラウト未充填空洞１２の上端まで再注入用グラウトの充填完了が確認できる。

また、細径チューブ２１からの排気が停止した後、図６に示すように、細径チューブ２１に、グラウト受け密閉容器２２、開閉弁２３、デキャンタ２４、真空ポンプ２５を連結し、真空ポンプ２５によって細径チューブ２１内を減圧させ、該細径チューブ２１の先端からグラウト未充填空洞上端部内の再注入用グラウトを吸引し、細径チューブ２１を通して再注入用グラウトが吸引されるのを目視することによって、再注入用グラウトがグラウト未充填空洞１２内に完全に充填されたことを再確認できる。

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。

尚、この例では、自然流下による片押し注入を行う場合を示しているが、この他、手押しポンプやその他の圧入手段を使用して片押し注入によるグラウト再注入作業を行ってもよい。

また、上述の実施例は、傾斜したＰＣ緊張材挿通シース内の空洞の上端が、ＰＣ緊張材着部である場合について説明したが、この他、ＰＣ緊張材挿通シースが鉛直方向に向けられている縦向きのＰＣ緊張材定着部下の空洞や、図７に示すようにＰＣ緊張材挿通用シース１０が上下に波打つ形状に配置されている場合においてグラウトの先流れによって生じる傾斜部の空洞１２ａ、図８に示すように、ＰＣ緊張材挿通用シース１０に潰れが生じることによって形成される傾斜した部分の空洞１２ｂに対しても実施することができる。

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
１２，１２ａ，１２ｂ 空洞
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 細径チューブ挿入孔
２１ 細径チューブ
２２ グラウト受け密閉容器
２３ 開閉弁
２４ デキャンタ
２５ 真空ポンプ
ｈ 水頭差

Claims (2)

1. 既設ＰＣ構造物におけるＰＣ緊張材挿通シースの傾斜部分又は鉛直部分に位置するグラウト未充填空洞内に再注入用グラウトを再注入するに際し、
   排気兼充填確認用の耐圧性の細径チューブをシース内に挿入し、その先端を前記グラウト未充填空洞の上端部まで到達させ、
   該チューブを排気孔として前記グラウト未充填空洞の下端側から片押し注入により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へのグラウト再注入方法において、
   前記片押し注入による再注入用グラウト注入作業中に、前記細径チューブからの排気が停止した後、該細径チューブを真空ポンプに連通させ、該真空ポンプによって細径チューブ内を減圧し、再注入用グラウトを細径チューブ内へ吸引させ、該再注入用グラウトの細径チューブ内への流入を確認することによってグラウト未充填空洞の上端のグラウト充填を確認することを特徴としてなるＰＣ緊張材挿通用シース内のグラウト未充填空洞へのグラウト再注入方法。
2. 前記細径チューブは、外径が３ｍｍ未満であり、内径は１ｍｍ以上である請求項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へのグラウト再注入方法。

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