JP6394022B2

JP6394022B2 - 設備基礎の補修方法

Info

Publication number: JP6394022B2
Application number: JP2014058428A
Authority: JP
Inventors: 哲也大出; 榎田　忠宏; 忠宏榎田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2018-09-26
Anticipated expiration: 2034-03-20
Also published as: JP2015183373A

Description

本発明は、機械設備用の設備基礎の補修方法に関するものである。

機械設備を支持する設備基礎１０は、例えば図１に示すように、鉄筋コンクリートからなる基礎コンクリート１１の上にグラウト層１２を設けて形成される。そして、設備２０の下端のシュープレート２１がグラウト層１２の上に配置されてアンカーボルト１４で固定され、設備２０が設備基礎１０に支持される。設備基礎１０は、経時劣化や設備の振動等により、次第に既設のグラウトやコンクリートが破壊され、アンカーボルト１４のナット１５が緩むことがあり、このような場合には補修が必要になる。

コンクリート構造物の補修に関し、例えば特許文献１には、構造物を固定するための基礎ボルトを交換するにあたり、基礎ボルトの下側の地盤を掘削して作業空間を形成することが開示されている。

また、特許文献２には、高炉等の基礎ペデスタルの改修工事期間を短縮する改修方法が開示され、ビットローラーやウォータージェットなどを用いて基礎部分を粗面化処理することによって、基礎部分と付加部分とが密着することが記載されている。

通常、設備基礎の補修を行う際は、設備基礎の上に載っている設備を一旦取り外してから補修作業を行っている。図６は、その補修作業の工程を示すフローチャートである。先ず、設備周辺の干渉物の撤去を行い（ステップＳ１１）、設備を設備基礎から取り外す（ステップＳ１２）。その後、補修範囲のグラウトやコンクリートを取り除き（ステップＳ１３）、設備の載置位置を調整するためのパッドを設置し（ステップＳ１４）、設備を据え付ける（ステップＳ１５）。そして、補修部分に新しいグラウトやコンクリートを打設し（ステップＳ１６）、最初に撤去した干渉物を復旧させて（ステップＳ１７）、補修作業が終了する。この一連の作業は極めて長時間を要し、設備を数十日間も停止させなければならない場合がある。長期間にわたって設備を停止できない場合や、設備の周辺に大型重機を据え付けられない等の理由で設備を基礎から取り外すことができない場合には、設備を設備基礎の上に載置したままの状態で、グラウトやコンクリートの補修を行わなければならない。

従来、補修範囲が小規模な場合は、設備を基礎の上に載せたまま、人力によって補修部分のグラウトやコンクリートを斫って取り除き、その部分に新しいグラウトまたはコンクリートを充填して補修していた。ところが、アンカーボルトの背面やシュープレートとの境界部分など、人力による斫りでは届きにくく、補修範囲の撤去が困難な場所がある。

また、従来、補修範囲のグラウトまたはコンクリートをコア抜きして取り除くことが行われている。ところが、基礎の内部に配置されたアンカーボルトや鉄筋等を損傷することなく補修範囲を正確にコア抜きすることは、極めて困難な作業であり、しかも長時間を要していた。

さらに、シュープレートの下面が錆びている場合には、錆を取り除く必要があるが、コア抜きや人力による斫りでは、錆落としは困難であった。さらにまた、通常、設備の周囲には配管やケーブル等が多数存在し、これらに損傷を与えずに補修工事を行わなければならない上、作業時間の短縮を図るためには、これらの配管等の移動を最小限に留めることが望ましい。

特開２０１１−９４３８５号公報特開２０１０−１１２０７９号公報

しかしながら、設備基礎の補修において、設備を取り外さずに、広範囲な補修を効率的に行う方法はなく、特許文献１および特許文献２にも開示されていない。

本発明の目的は、既存の設備を取り外さずに、設備基礎の広範囲な補修を効率的に行うことにある。

上記問題を解決するため、本発明によれば、機械設備を支持する設備基礎の補修方法であって、既存の機械設備を取り外さずに、設備基礎のグラウト層または基礎コンクリートの補修範囲の一部の、アンカーボルトや鉄筋に当たらない位置に、少なくとも一箇所以上のコア抜きを行い、前記コア抜きで形成された穴に向けてウォータージェットを噴射して、前記補修範囲全体のグラウトまたはコンクリートを取り除き、その後、前記補修範囲に、新しいグラウトまたはコンクリートを打設することを特徴とする、設備基礎の補修方法が提供される。

前記補修範囲が、前記グラウト層または基礎コンクリートの外周端から奥行き寸法１ｍ以上にわたっていることが好ましい。また、前記コア抜きは、前記グラウト層または基礎コンクリートの外周端から、前記補修範囲の奥行き寸法までの深さの穴を形成するように行い、前記ウォータージェットは、前記穴の側面に向けて噴射するようにしてもよい。

本発明によれば、既存の設備を載置したままの状態で、効率よく設備基礎の広範囲な補修を行うことができる。

設備が載置された設備基礎の構成の概略を示す断面図である。本発明の実施形態にかかる補修方法の手順を示すフローチャートである。グラウト層を補修する際のコア抜きの一例を示す正面図である。グラウト層を補修する際のコア抜きの一例を示す平面図である。グラウト層を補修する際のコア抜きの異なる例を示す平面図である。従来の補修方法の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。

図１は、設備基礎１０の上に設備２０が載置された構成の概要を示す断面図である。設備基礎１０は、前述の通り、鉄筋コンクリートからなる基礎コンクリート１１の上にグラウト層１２を設けて形成される。そして、グラウト層１２の上に、設備２０の下端の鉄板等からなるシュープレート２１が載置され、シュープレート２１は、基礎コンクリート１１の内部まで達するアンカーボルト１４で固定される。シュープレート２１と基礎コンクリート１１とは、グラウト層１２を介することにより隙間無く固定される。このようにして、設備２０が設備基礎１０に支持される。

設備基礎１０の上に、設備２０として例えば圧延機が設置されている場合、１０００ｋｇを超える重量を有する圧延機の稼働時の振動等により、シュープレート２１とグラウト層１２との間に次第に隙間が生じる。そして、隙間が生じた状態で、圧延機の稼働によりグラウト層１２に衝撃力が加わることで、グラウト層１２が劣化する。隙間の有無は、例えばシュープレート２１とグラウト層１２との間に薄板を差し込むことで確認でき、この薄板が入り込む範囲が、補修を必要とする範囲であると判断される。

図２は、本発明の実施形態にかかる補修作業の工程を示すフローチャートである。

補修を行うにあたって、先ず、設備周辺の配管やケーブル等の干渉物の撤去を行い（ステップＳ１）、その後、設備基礎の補修範囲のグラウトやコンクリートを取り除く。

本実施形態では、補修範囲のグラウトまたはコンクリートを取り除く際、先ず、適宜間隔で複数箇所のコア抜きを行い、その後、ウォータージェットを噴射する。すなわち、先ず、作業場所から可能な範囲で、グラウト層１２や基礎コンクリート１１内に配置されたアンカーボルト１４や鉄筋１６等に当たらない位置に、例えばφ１５０ｍｍ程度の穴を複数箇所あける（ステップＳ２）。図３および図４は、グラウト層１２を補修する際のコア抜きの例を示し、図４中のハッチングされた部分が補修範囲３１を示す。例えば図４に示すように、コア抜きする際には、外周端から補修範囲３１の奥行き寸法Ａの穴３２をあけるようにコア抜きすることで、その後ウォータージェットでグラウトを撤去する範囲の目安となるようにすることが好ましい。さらに、例えば図５に示すように、一方（図５のＸ方向）からの作業のみではコア抜きが行えない補修範囲３１がある場合には、異なる方向（図５のＹ方向）でもコア抜きを行えばよい。この場合にも、Ｙ方向のコア抜きをする際には、外周端から補修範囲３１のＹ方向の奥行き寸法Ｂの穴３２をあけることが好ましい。

その後、コア抜きで形成された穴３２の側面にウォータージェットを噴射して、補修範囲３１全体のグラウトまたはコンクリートを取り除く（ステップＳ３）。補修範囲の目安となる位置にコア抜きしておけば、穴３２の側面に向けてウォータージェットを噴射することで、容易に補修範囲３１全体のグラウトを取り除くことができる。また、予めコア抜きを行うことで、ウォータージェットで噴射する水の通り道を形成し、ウォータージェットの作業効率が向上する。

ウォータージェットは、グラウト層１２や基礎コンクリート１１内に埋設されている既設のアンカーボルト１４や鉄筋１６等の金物に損傷を与えることなく、また、人力による斫りでは届きにくい範囲のグラウトやコンクリートの撤去を、容易に行うことができる。また、ウォータージェットは、一箇所から施工可能であることから、設備周辺の既存の配管やケーブル等の干渉物の移動を最小限にとどめることができ、補修作業の工期を短縮できる。

さらに、ウォータージェットを噴射することで、シュープレート２１の下面の錆落とし等の清掃を同時に実施できるので、新しく充填するグラウトとシュープレート２１との密着性が向上する。また、ウォータージェットで削られた補修部分が凸凹を有することにより、既存のグラウトやコンクリートと新しいグラウトやコンクリートとの付着性が向上する。

以上のように、コア抜きとウォータージェットとを併用して劣化部分を取り除いた補修範囲に、新しいグラウトまたはコンクリートを打設し（ステップＳ４）、最初に撤去した干渉物を復旧させて（ステップＳ５）、補修作業が終了する。こうして、設備基礎１０から設備２０を取り外すことなく、設備基礎１０のグラウト層１２や基礎コンクリート１１の補修が可能となる。なお、新しいグラウトまたはコンクリートを打設する際、同時に新しいアンカーボルトを取り付けることもできる。

上述の通り、ウォータージェットは、アンカーボルト１４や鉄筋１６等の金物に損傷を与えず、且つ、人力による斫りでは届きにくい範囲のグラウトやコンクリートでも容易に撤去できるという特長があるが、補修範囲３１を全てウォータージェットだけで取り除くには、長時間を要する。本発明では、コア抜きにより、ウォータージェットの水が当たる面積を広げておき、コア抜きで形成された穴３２の側面にウォータージェットの水を噴射することで、時間短縮を図ることができる。つまり、コア抜きとウォータージェットとを組み合わせることで、補修作業の効率化を実現できる。実際に、設備２０を設備基礎１０から取り外さず、コア抜きと人力の斫りによって補修範囲のグラウトを取り除いて補修した場合、１０４時間かかったところが、コア抜きとウォータージェットとを併用する本発明の方法によれば、８４時間で補修作業を行うことができ、２０時間の時間短縮が実現した。しかも、人力で斫る場合には、手が届かない位置があり、補修が不十分になる可能性がある。なお、設備２０を一旦設備基礎１０から取り外して作業を行うと、さらに長時間を要し、例えば数十日程度、設備を停止しなければならなくなる。

本発明の補修方法は、補修範囲３１が、設備基礎１０の外周端から奥行き寸法Ａが１ｍ以上にわたっている場合に、殊に有効である。奥行き寸法Ａが１ｍ未満の場合でも本発明は適用できるが、補修範囲３１の奥行きが小さい場合には、従来の方法であるコア抜きのみ、あるいは人力の斫りでも、それほど長時間を要することなく劣化部分を撤去することができるためである。また、補修範囲全体のグラウトやコンクリートを一度に取り除くと、設備を載置する強度を保持できないような広い範囲にわたって補修を行う場合には、複数回に分けて補修作業を行えばよい。すなわち、先ず、設備を載置したままで取り除ける範囲のグラウトやコンクリートをコア抜きおよびウォータージェットの併用により取り除き、そこに新しいグラウトやコンクリートを充填し、その補修部分が固まったところで、残りの範囲について、補修作業を行う。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、グラウトやコンクリート等からなる構造物の補修作業に適用できる。

１０設備基礎
１１基礎コンクリート
１２グラウト層
１４アンカーボルト
１５ナット
１６鉄筋
２０設備
２１シュープレート
３１補修範囲
３２穴

Claims

機械設備を支持する設備基礎の補修方法であって、
既存の機械設備を取り外さずに、設備基礎のグラウト層または基礎コンクリートの補修範囲の一部の、アンカーボルトや鉄筋に当たらない位置に、少なくとも一箇所以上のコア抜きを行い、前記コア抜きで形成された穴に向けてウォータージェットを噴射して、前記補修範囲全体のグラウトまたはコンクリートを取り除き、その後、前記補修範囲に、新しいグラウトまたはコンクリートを打設することを特徴とする、設備基礎の補修方法。
前記補修範囲が、前記グラウト層または基礎コンクリートの外周端から奥行き寸法１ｍ以上にわたっていることを特徴とする、請求項１に記載の設備基礎の補修方法。
前記コア抜きは、前記グラウト層または基礎コンクリートの外周端から、前記補修範囲の奥行き寸法までの深さの穴を形成するように行い、前記ウォータージェットは、前記穴の側面に向けて噴射することを特徴とする、請求項１または２のいずれか一項に記載の設備基礎の補修方法。