JP6098009B2 - 既設ｐｃ構造物のシース内グラウト未充填空洞へのグラウト再充填方法 - Google Patents
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Description
本発明は、既設のポストテンション方式ＰＣ構造物におけるＰＣ緊張材挿通用シース内のグラウト未充填空洞にグラウトを再充填する際に、より完全なグラウト充填を可能にする既設ＰＣ構造物のシース内グラウト未充填空洞へのグラウト再充填方法に関する。
一般にポストテンション方式のＰＣ構造物は、構造物内に設置したＰＣ緊張材挿通用シース内にＰＣ緊張材を挿通し、構造物のコンクリート硬化後にＰＣ緊張材を緊張することによってプレストレスを導入するようにしており、プレストレス導入後にＰＣ緊張材挿通用シース内の隙間にグラウトを充填している。
近年、コンクリート構造物において、ひび割れや剥離、鉄筋腐食など、早期劣化が深刻な問題になっており、プレストレスを付与することでひび割れを生じさせないＰＣ構造物においても例外ではない。ＰＣ構造物で特に問題となるのが、ＰＣ鋼材の腐食であり、その主要因がＰＣグラウト不良であり、初期のＰＣグラウト材料の品質と、施工時のグラウトの充填不良により、劣化損傷であるＰＣ鋼材の腐食や破断が発生した。これは１９８０年代後半から１９９０年代にかけて顕在化した。しかし、対策が不十分のまま今日に至っている。
一方、最近の非破壊検査法の進歩により、グラウト充填不良部の検査が容易に出来るようになり、グラウト未充填空洞への再充填が可能となったことに伴って、そのシース内の未充填部へグラウトを再充填する工法が開発されている。その主なものとして、圧入工法（例えば非特許文献１）、真空ポンプを併用した真空グラウト工法がある（例えば非特許文献２、特許文献１）。
圧入工法は、グラウト未充填箇所を推定し、その区間の両端部２箇所に削孔し、削孔された孔間の通気を確認した後、一方の孔を注入用、他方の孔を排出用としてグラウトの加圧注入を行う方法である。
真空グラウト工法は、グラウト未充填空洞に排出口とグラウト加圧注入口とを形成し、排出口から真空ポンプによってＰＣ緊張材挿通用シース内を減圧し、その減圧状態を保ちながらグラウト加圧注入口から圧送ポンプによりグラウトを圧入し、排出口からグラウトが排出されるのを待って注入を停止させるものである。
ＰＣグラウトの再注入等補修マニュアル(案) 財団法人鉄道総合技術研究所
川田技報 Ｖｏｌ．２３ ２００４ ５６頁〜６１頁 道路橋ＰＣ桁の補修・補強工事
上述した従来の再充填方法では、排出口がグラウト未充填空洞の上端端部に近ければ近いほど再充填はより完成度の高いものとすることができるが、現在の非破壊検査方法では、既存のＰＣ緊張材挿通用シース内におけるグラウト未充填空洞と充填部分との境目を正確に知ることができず、このため、排出口より上側に外れた上端部にグラウト未充填空洞が残るという問題がある。
本発明は、上述の如き従来の問題に鑑み、既存のＰＣ構造物におけるＰＣ緊張材挿通用シース内のグラウト未充填空洞に、空気溜りを残さず、より完全な再充填が可能な既設ＰＣ構造物におけるケーブルシース内へのグラウト再充填方法の提供を目的としてなされたものである。
上述の如き目的を達成するための本発明の第１の特徴は、既設のポストテンション方式ＰＣ構造物におけるＰＣ緊張材挿通用シース内のグラウト未充填空洞に、該グラウト未充填空洞にグラウトを注入するためのグラウト加圧注入口と該グラウト未充填空洞内の空気を排出するための排出口とを形成し、前記グラウト加圧注入口からグラウト加圧注入装置によってグラウトを加圧注入する既設ＰＣ構造物のシース内グラウト未充填空洞へのグラウト再充填方法において、挿入部の先端に小型カメラを備えるとともに、該挿入部の内部には操作器出入路が形成され、該操作器出入路の先端が前記挿入部の端面に開口されている内視鏡を使用し、前記小型カメラを通じて前記グラウト未充填空洞内を監視しつつ該内視鏡の挿入部先端を前記排出口より前記グラウト未充填空洞の上端側に向けて挿入し、該挿入部先端をグラウト未充填空洞の上端部内に接する程度又はその直近まで挿入した状態で、該内視鏡の挿入部と前記排出口との間の隙間を密閉し、しかる後、前記内視鏡の前記操作器出入路を通じて排気させつつ前記グラウト加圧注入口からグラウト加圧注入装置によりグラウトを加圧注入することにある。
本発明の第２の特徴は、既設のポストテンション方式ＰＣ構造物におけるＰＣ緊張材挿通用シース内のグラウト未充填空洞に、該グラウト未充填空洞にグラウトを注入するためのグラウト加圧注入口と該グラウト未充填空洞内の空気を排出するための排出口とを形成し、前記グラウト加圧注入口からグラウト加圧注入装置によってグラウトを加圧注入する既設ＰＣ構造物のシース内グラウト未充填空洞へのグラウト再充填方法において、挿入部の先端に小型カメラを備えるとともに、該挿入部の内部には操作器出入路が形成され、該操作器出入路の先端が前記挿入部の端面に開口されている内視鏡を使用し、前記小型カメラを通じて前記グラウト未充填空洞内を監視しつつ該内視鏡の挿入部先端を前記排出口より前記グラウト未充填空洞の上端側に向けて挿入し、前記内視鏡の操作器出入路より、グラウトの吸出しが可能な太さの排気筒をその先端が前記グラウト未充填空洞の上端に接近した位置に達するまで挿入し、しかる後、前記内視鏡の前記排気筒を通じて排気させつつ前記グラウト加圧注入口からグラウト加圧注入装置によりグラウトを加圧注入することにある。
本発明の第３の特徴は前記第２の特徴に加え、前記排気筒を、前記グラウト未充填空洞上端に向けて挿入した状態で、該排気筒と操作器出入路との間の隙間を気密に密閉させ、該排気筒のグラウト未充填空洞該側端部を真空ポンプにより減圧させ、グラウト未充填空洞上端まで充填されたグラウトが、前記排気筒を通じて吸い出されることによってグラウトの再充填状態を確認することにある。
本発明は、前記第１の特徴のように、請求項１に記載のように、挿入部の先端に小型カメラを備えるとともに、該挿入部の内部には操作器出入路が形成され、該操作器出入路の先端が前記挿入部の端面に開口されている内視鏡を使用し、前記小型カメラを通じて前記グラウト未充填空洞内を監視しつつ該内視鏡の挿入部先端を前記排出口より前記グラウト未充填空洞の上端側に向けて挿入し、該挿入部先端をグラウト未充填空洞の上端部内に接する程度又はその直近まで挿入した状態で、該内視鏡の挿入部と前記排出口との間の隙間を密閉し、しかる後、前記内視鏡の前記操作器出入路を通じて排気させつつ前記グラウト加圧注入口からグラウト加圧注入装置によりグラウトを加圧注入するようにしたことにより、グラウト未充填空洞上端部の状況を監視しつつグラウトの再注入ができ、再注入時におけるグラウト未充填空洞内の空気は内視鏡の操作器出し入れ口を通じて排出されるため、グラウト未充填空洞の上端部に到るまで空気溜りを残すことなくグラウト再充填が可能となる。
本発明は、前記第２の特徴のように、挿入部の先端に小型カメラを備えるとともに、該挿入部の内部には操作器出入路が形成され、該操作器出入路の先端が前記挿入部の端面に開口されている内視鏡を使用し、前記小型カメラを通じて前記グラウト未充填空洞内を監視しつつ該内視鏡の挿入部先端を前記排出口より前記グラウト未充填空洞の上端側に向けて挿入し、前記内視鏡の操作器出入路より、グラウトの吸出しが可能な太さの排気筒をその先端が前記グラウト未充填空洞の上端に接近した位置に達するまで挿入し、しかる後、前記内視鏡の前記排気筒を通じて排気させつつ前記グラウト加圧注入口からグラウト加圧注入装置によりグラウトを加圧注入するようにしたことにより、グラウト未充填空洞の上端が狭くなっていて内視鏡の挿入部先端をグラウト未充填空洞の上端まで挿入できない場合であっても、細径の排気筒を使用することができ、グラウト未充填空洞上端まで排気筒先端を挿入できることとなり、空気溜りを残すことなくグラウト再充填が可能となる。
本発明は、前記第３の特徴のように、前記排気筒を、前記グラウト未充填空洞上端に向けて挿入した状態で、該排気筒と操作器出入路との間の隙間を気密に密閉させ、該排気筒のグラウト未充填空洞該側端部を真空ポンプにより減圧させ、グラウト未充填空洞上端まで充填されたグラウトが、前記排気筒を通じて吸い出されることによってグラウトの再充填状態を確認するようにしたことにより、内視鏡のカメラによってグラウト未充填空洞上端へのグラウト再注入状態を把握できない場合であっても、排気筒からのグラウト漏出を確認することで、グラウト未充填空洞の最上端に到ったことが確認できる。
本発明の実施の形態を、実施例の図面に基づいて説明する。
まず、既設ＰＣ構造物におけるＰＣ緊張材挿通用シース内のグラウト未充填空洞を探査する。探査法としては、高出力Ｘ線発生装置を用いてグラウト充填状態を検査するＸ線透過法、電磁波をコンクリート表面から内部に放射し、対象物からの反射波を受信し画像処理する電磁波レーダー法、広帯域（２．５〜１０００ｋＨｚ）の超音波を一度に発信する広帯域超音波法、衝撃による振動が空隙や鉄筋などに反射した弾性波を測定して、その波形の強弱により内部欠陥を判断する衝撃弾性波法、マグネットからＰＣ鋼材に磁界を供給し、破断箇所で生じる磁気変化を検出する磁気探査法等が使用できる。
上記の探査法によってグラウト未充填空洞を特定し、その両端と想定される位置に対応するＰＣ構造物表面にマーキングする。
次いで、図１に示すようにＰＣ構造物１０の表面から、ＰＣ緊張材挿通用シース１１内におけるグラウト未充填空洞１２に通じるグラウト加圧注入口１３、同未充填部１２内の空気を排出するための排出口１４を削孔によって形成する。尚、図中符号ａは既設のグラウト、ｂはＰＣ緊張材である。
この削孔は、図１に示すようにグラウト未充填空洞１２の下側の端部近くにグラウト加圧注入口１３を形成し、上側の端部近くに排出口１４を形成する。尚、図においてはＰＣ構造物１０の上面に開口させているが、側面であってもよい。
削孔方法としてはコアドリル、ウオータージェットによる方法がある。コアドリルは鋼材損傷の危険がある。それゆえウオータージェットによる削孔方法が望ましい。
このようにしてグラウト加圧注入口１３、排出口１４を形成した後、通気を確認するとともに、グラウト未充填空洞１２内をファイバースコープ或いは後述する内視鏡３０で観察し、ドライか湿潤か、水があるか、鋼線は健全か、錆の発生はあるか、破断しているか等の現状を把握する。水が入っていれば、一番低い位置を削孔して水抜きし、水抜きが困難な場合、グラウト加圧注入口から乾燥空気を送気し、シース内の水分を除去する。
次いで、グラウト加圧注入口１３にグラウト注入用ホース１５を取り付ける。このホースとしてはテトロンブレードホースが使用できる。また、取り付けに際してはグラウト加圧注入口１３とグラウト注入用ホース１５との隙間はパテなどで密閉する。
グラウト注入用ホース１５はグラウト加圧注入装置２０に対し、開閉弁２１を介在させて連通させる。
排出口１４からは、内視鏡３０の挿入部３１を挿入する。この内視鏡３０は、筒状をした挿入部３１の先端部に小型カメラ３２（図２、図４に示す）を備え、挿入部先端延長方向側を撮影し、モニター３３にその映像を表示させるようにしている。
挿入部３１の端面には照明用のライト３４が備えられているとともに、内部には先端面と操作部３５との間に操作器出入路が形成され、その先端開口３６が挿入部３１の端面に開口されているとともに、操作器具出し入れ口３７が操作部３５の挿入部連結部に開口されているものを使用している。
この内視鏡３０の挿入部３１を排出口１４に挿入し、その前方側を小型カメラ３２により監視しながら、グラウト未充填空洞１２の上端部側に向けて挿入する。
この時、図１に示すようにグラウト未充填空洞１２の上端部内に接する程度、又はその直近まで挿入が可能な場合は、その深さまで挿入した状態で、挿入部３１と排出口１４との間の隙間を密閉する。この密閉には前述したグラウト加圧注入口１３とグラウト注入用ホース１５との隙間と同様のパテが使用できる。
内視鏡３０の操作部３５に開口されている操作器出し入れ口３７に真空吸引ホース１６を連結し、これに耐真空圧容器２５を、開閉弁２６を介して連通させ、この耐真空圧容器２５に真空ポンプ２７を連通させる。
このようにしてグラウト注入用ホース１５、グラウト加圧注入装置２０及び内視鏡３０と真空ポンプ２７を装着した後、グラウト加圧注入装置２０によりグラウト注入ホース１５を通してグラウト未充填空洞１２の下端側よりグラウトを圧入する。これと同時に真空ポンプ２７により真空引きホース１６を通じてグラウト未充填空洞１２の上端側を減圧し、グラウト未充填空洞１２内へグラウトを再注入する。
この時、内視鏡の小型カメラ３２によってグラウト未充填空洞上端部を監視し、グラウトによって視界が遮られること及び真空引きホース１６よりグラウトが耐真空圧容器２５に漏れ出すことにより、グラウトのグラウト未充填空洞上端部までの注入が確認できる。
一方、内視鏡３０の挿入部３１が、グラウト未充填空洞１２の上端部近くまで挿入できない場合には、図３に示すように、挿入部３１をグラウト未充填空洞上端側に挿入し、その周囲と排出口１４との間の隙間を密閉した状態で、内視鏡３０の操作器出し入れ口３７より、グラウトの吸出しが可能な太さの排気筒４０を挿入し、その先端を挿入部３１の先端からグラウト未充填空洞１２の上端に接近した位置に達するまで繰り出す。
この状態で、排気筒４０と操作器出し入れ口３７との隙間をパッキン（図示せず）によって気密にシールするとともに、排気筒４０の端部をし、真空吸引ホース１６に連結し、これに前述と同様に耐真空圧容器２５を、開閉弁２６を介して連通させ、この耐真空圧容器２５に真空ポンプ２７を連通させる。
このようにしてグラウト注入用ホース１５、グラウト加圧注入装置２０及び内視鏡３０と真空ポンプ２７を装着した後、グラウト加圧注入装置２０によりグラウト注入ホース１５を通してグラウト未充填空洞１２の下端側よりグラウトを圧入する。これと同時に真空ポンプ２７により真空引きホース１６及び排気筒４０を通じてグラウト未充填空洞１２の上端側を減圧し、グラウト未充填空洞１２内へグラウトを再注入する。
この時、注入されたグラウトが内視鏡３０の挿入部先端に達すると小型カメラの視野が遮られ、その後の注入状態のカメラによる監視は不能となるが、グラウト未充填空洞１２内の空気がその上端部から排気筒４０を通じて排出され、再注入されたグラウトはグラウト未充填空洞１２の上端内に達し、排気筒４０を通じて耐真空圧容器２５内に漏れ出す。このグラウトの漏れ出しによってグラウト未充填空洞１２の上端部内までのグラウト再注入が確認できる。
このようにしてグラウト未充填空洞１２内の上端部までのグラウト再充填が完了した後、真空ポンプ２７による吸引を中止し、グラウト未充填空洞１２内に挿入された内視鏡３０の挿入部３１を引き出す。この時、グラウトの加圧注入を継続させておくことにより、グラウト未充填空洞１２内に挿入された挿入部３１が抜き取られた後の空洞が残らずにグラウト再充填が完了する。
尚、上述の例では、真空ポンプを使用してグラウト未充填空洞の上端側を減圧させているが、グラウト加圧注入装置による加圧注入のみによってグラウト再注入が完全に行われる場合には、真空ポンプは使用しなくてもよい。
ａ 既設のグラウト
ｂ ＰＣ緊張材である。
１０ ＰＣ構造物
１１ ＰＣ緊張材挿通用シース
１２ グラウト未充填空洞
１３ グラウト加圧注入口
１４ 排出口
１５ グラウト注入用ホース
１６ 真空吸引ホース
２０ グラウト加圧注入装置
２１ 開閉弁
２５ 耐真空圧容器
２６ 開閉弁
２７ 真空ポンプ
３０ 内視鏡
３１ 挿入部
３２ 小型カメラ
３３ モニター
３４ ライト
３５ 操作部
３６ 先端開口
３７ 操作器具出し入れ口
４０ 排気筒
ｂ ＰＣ緊張材である。
１０ ＰＣ構造物
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１２ グラウト未充填空洞
１３ グラウト加圧注入口
１４ 排出口
１５ グラウト注入用ホース
１６ 真空吸引ホース
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３１ 挿入部
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３７ 操作器具出し入れ口
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Claims (3)
- 既設のポストテンション方式ＰＣ構造物におけるＰＣ緊張材挿通用シース内のグラウト未充填空洞に、該グラウト未充填空洞にグラウトを注入するためのグラウト加圧注入口と該グラウト未充填空洞内の空気を排出するための排出口とを形成し、前記グラウト加圧注入口からグラウト加圧注入装置によってグラウトを加圧注入する既設ＰＣ構造物のシース内グラウト未充填空洞へのグラウト再充填方法において、
挿入部の先端に小型カメラを備えるとともに、該挿入部の内部には操作器出入路が形成され、該操作器出入路の先端が前記挿入部の端面に開口されている内視鏡を使用し、
前記小型カメラを通じて前記グラウト未充填空洞内を監視しつつ該内視鏡の挿入部先端を前記排出口より前記グラウト未充填空洞の上端側に向けて挿入し、該挿入部先端をグラウト未充填空洞の上端部内に接する程度又はその直近まで挿入した状態で、該内視鏡の挿入部と前記排出口との間の隙間を密閉し、
しかる後、前記内視鏡の前記操作器出入路を通じて排気させつつ前記グラウト加圧注入口からグラウト加圧注入装置によりグラウトを加圧注入することを特徴としてなる既設ＰＣ構造物のシース内グラウト未充填空洞へのグラウト再充填方法。 - 既設のポストテンション方式ＰＣ構造物におけるＰＣ緊張材挿通用シース内のグラウト未充填空洞に、該グラウト未充填空洞にグラウトを注入するためのグラウト加圧注入口と該グラウト未充填空洞内の空気を排出するための排出口とを形成し、前記グラウト加圧注入口からグラウト加圧注入装置によってグラウトを加圧注入する既設ＰＣ構造物のシース内グラウト未充填空洞へのグラウト再充填方法において、
挿入部の先端に小型カメラを備えるとともに、該挿入部の内部には操作器出入路が形成され、該操作器出入路の先端が前記挿入部の端面に開口されている内視鏡を使用し、
前記小型カメラを通じて前記グラウト未充填空洞内を監視しつつ該内視鏡の挿入部先端を前記排出口より前記グラウト未充填空洞の上端側に向けて挿入し、
前記内視鏡の操作器出入路より、グラウトの吸出しが可能な太さの排気筒をその先端が前記グラウト未充填空洞の上端に接近した位置に達するまで挿入し、
しかる後、前記内視鏡の前記排気筒を通じて排気させつつ前記グラウト加圧注入口からグラウト加圧注入装置によりグラウトを加圧注入することを特徴としてなる既設ＰＣ構造物のシース内グラウト未充填空洞へのグラウト再充填方法。 - 前記排気筒を、前記グラウト未充填空洞上端に向けて挿入した状態で、該排気筒と操作器出入路との間の隙間を気密に密閉させ、該排気筒のグラウト未充填空洞該側端部を真空ポンプにより減圧させ、グラウト未充填空洞上端まで充填されたグラウトが、前記排気筒を通じて吸い出されることによってグラウトの再充填状態を確認する請求項２に記載の既設ＰＣ構造物のシース内グラウト未充填空洞へのグラウト再充填方法。
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