JP6817575B2 - 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 - Google Patents
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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桁やＰＣ柱に使用されている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緊張材の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の空洞に入り、ＰＣ緊張材を腐食させる事態が発生している。
また、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。
このような状態のＰＣ緊張材の腐食抑制方法として、シース内のグラウト材未充填空間に中性から弱アルカリ性の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し、次いで上記水溶液を除去し、この水溶液を除去した空間にグラウト材を充填する方法がある（特許文献１）。
さらに、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、前述した中性から弱アルカリ性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。
このようなグラウト未充填部にグラウトを再注入する際、シース内のグラウト未充填空洞の上端側に通気性を有する場合には、一旦グラウトを充?した後にさらに注入圧を与えることにより、内部に残留している水分や空気をグラウト未充填空洞の上端側の緊張材定着部背面や、通気用ホースへと押し出して再注入グラウトの充?性を向上させることができるが、従来の方法は、再注入用グラウトを注入後に注入用ポンプの最大注入圧力を０．５ＭＰａを目標とするものであり、このようなグラウト注入後の再加圧は、上端側に通気性を有するグラウト未充填空洞部におけるグラウト再注入では、上記通気性部分から再注入用グラウトが噴出する恐れがあったり、グラウト再注入孔に設置した注入治具が圧力に耐えられずに急激に外れて再注入用グラウトが噴出したりする恐れがある。
このような従来の問題を解決するために、本発明者らは、既設ＰＣ構造物のＰＣ緊張材挿通用シース内に残っているグラウト未充填空洞部内へのグラウト再注入に際し、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自然流下式のグラウト再注入方法を開発した（特許文献２）。
この従来の方法は、図５、図６に示すように、グラウト未充填空洞部１の下側にグラウト注入ホース２を連結し、該グラウト注入ホース２を、再注入用グラウトを収容するためのグラウト注入用容器３の下端部に連通させ、グラウト注入用容器３を、その上端が前記グラウト未充填空洞部１の上端より高い位置にあるように設置する。
グラウト注入ホース２の連結は、図７に示すように、作業孔６の開口部のコンクリート面に金属板状のホース連結用プレート７をアンカーボルト８によって固定し、このプレート８に予めホースジョイント９を突設しておき、これにグラウト注入用ホース２を連結するようにしている。
この状態でグラウト注入用容器１内に再注入用グラウト４を入れ、そのグラウト注入用容器１内の再注入用グラウト４の液面高さの降下を観察しつつ再注入用グラウト４の補充を行うことによってグラウト未充填空洞部１へのグラウト注入速度をコントロールして空洞残りを防止しするともに、再注入用グラウト４の充填後、その硬化に至るまで、グラウト注入用容器１内のグラウト液面を一定以上に保たれるように必要に応じて再注入用グラウトを補充し、低圧の再加圧を維持させるようにしたものである。
上述した従来の自然流下式のグラウト再注入方法は、グラウト未充填空洞部の上端より高い位置にグラウト注入用容器を設置するスペースがある場合には実施できるが、厚さ方向に複数のＰＣ緊張材が埋設されている箱桁のウェブでは、箱桁内側のＰＣ緊張材についてのグラウト未充填空洞部に対しては、箱桁の内側面から施工しなければならないが、この場合、箱桁内にはグラウト未充填空洞部の上端より高い作業空間が存在しないため実施できないという問題があった。
更に、低圧の再加圧力を維持させるために、グラウト注入容器中の液面低下が見られた時に、手作業でグラウト注入用容器の上端開口から再注入用グラウトを補充するという作業が必要であった。
本発明はこのような従来の問題に鑑み、箱桁内等のように、グラウト未充填空洞部の上端より高い位置に作業空間が存在しない場合であっても、グラウト未充填部の空洞が残ることなく、低圧でのグラウト再注入及び注入後の再加圧が、簡単な装置で容易になされる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の提供を目的としてなされたものである。
上述した従来の問題を解決するための本発明の第１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し、上端側に通気性を有するグラウト未充填空洞部に再注入用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に、グラウト再注入用孔を形成するとともに、該グラウト再注入用孔とは別の位置に空洞部内グラウト圧測定用孔を形成し、前記グラウト再注入用孔に再注入用グラウトを再注入させるグラウト注入ポンプを連結するとともに、前記空洞部内グラウト圧測定用孔に、グラウト未充填空洞部の空洞部内グラウト圧測定用孔高さ位置のグラウト圧を計測する圧力計を設置し、前記グラウト注入ポンプによりグラウト未充填空洞部内にその上端にまで再注入用グラウトを注入した後、その注入された再注入用グラウトが硬化するまでの間、前記圧力計による計測値が、前記グラウト未充填空洞部内の上端部まで再注入用グラウトが充填された状態時における値を維持するように前記グラウト注入ポンプによる再加圧力を付与することを特徴とする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ある。
本発明の第２の特徴は、前記第１の特徴に加え、グラウト未充填空洞部内の上端部まで再注入用グラウトが充填された状態時における前記圧力計による計測値は、前記空洞部内グラウト圧測定用孔から前記グラウト未充填空洞部上端までの高さと再注入用グラウトの比重により算出した空洞部内グラウト圧測定用孔から前記グラウト未充填空洞部上端に至る再注入用グラウトの重量によって生じるグラウト圧であることにある。
本発明の第３の特徴は、前記第１又は第２の特徴に加え、圧力計は、弾性材からなる蛇腹状胴部を有し、該胴部内への注入圧力が該胴部の伸長によって計測できる弾性伸縮胴部付のスポイトであることにある。
本発明は、第１の特徴のように、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し、上端側に通気性を有するグラウト未充填空洞部に再注入用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に、グラウト再注入用孔を形成するとともに、該グラウト再注入用孔とは別の位置に空洞部内グラウト圧測定用孔を形成し、前記グラウト再注入用孔に再注入用グラウトを再注入させるグラウト注入ポンプを連結するとともに、前記空洞部内グラウト圧測定用孔に、グラウト未充填空洞部の空洞部内グラウト圧測定用孔高さ位置のグラウト圧を計測する圧力計を設置し、前記グラウト注入ポンプによりグラウト未充填空洞部内にその上端にまで再注入用グラウトを注入した後、その注入された再注入用グラウトが硬化するまでの間、前記圧力計による計測値が、前記グラウト未充填空洞部内の上端部まで再注入用グラウトが充填された状態時における値を維持するように前記グラウト注入ポンプによる再加圧力を付与することにより、空気や水分をＰＣ緊張材定着部背面や通気ホースへと押し出して、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、しかも箱桁内等のように、グラウト未充填空洞部の上端より高い位置に作業空間が存在しない場合であっても、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。
本発明は前記第２の特徴のように、グラウト未充填空洞部内の上端部まで再注入用グラウトが充填された状態時における値は、前記空洞部内グラウト圧測定用孔から前記グラウト未充填空洞部上端までの高さと再注入用グラウトの比重により算出した空洞部内グラウト圧測定用孔から前記グラウト未充填空洞部上端に至る再注入用グラウトの重量によって生じるグラウト圧とすることにより、再注入用グラウトは、常時グラウト未充填空洞部の上端に達した状態を維持されながら硬化することとなり、しかも再注入用グラウト注入後の再加圧力は、従来工法より低減することができるため、ＰＣ緊張材定着部の通気隙間部分から再注入用グラウトが噴出することがなく、また、グラウト再注入孔に設置した注入治具が圧力に耐えられずに急激に外れて再注入用グラウトが噴出する恐れなく施工できる。
本発明は前記第３の特徴のように、圧力計として、弾性材からなる蛇腹状胴部を有し、該胴部内への注入圧力が該胴部の伸長によって計測できる弾性伸縮胴部付のスポイトを使用することにより、圧力計が低廉なものとなって、使い捨てが可能となり、撤去作業が不要となって作業工数も少なく工事費が削減できる。
次に、本発明の実施の態様を図に示した実施例に基づいて説明する。図１、図２は既設ＰＣ構造物である箱桁１０の内側面側に近いＰＣ緊張材１１のＰＣ緊張材定着部１２の裏側（下側）のシース１３内に出来ているグラウト未充填空洞部１４内に、箱桁１０の内側からグラウト再注入作業を実施する場合の概略構成を示している。
ＰＣ緊張材定着部１２には、箱桁１０のウェブ部分の端部に埋め込んだ雌コーン１５と、その内部にテーパー穴に嵌り合う雄コーン１６を有し、両コーン１５，１６によってＰＣ緊張材１１の端部が、緊張状態を維持させて定着されている。
尚、図１にはＰＣ緊張材１１として複数本の単線を束状にしたものを使用し、各単線を両コーン間に挟み込むことにより定着している状態を示しているが、この他、ＰＣ緊張材１１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。
グラウト再注入作業に先立ち、ＰＣ緊張材定着部１２下のグラウト未充填空洞部１４の通気性を検査する。この作業は、図３に示すように、箱桁１０の内面側からシース１３が露出するまで部分的にはつり、シース１３の露出部分にグラウト再注入孔２０を開ける。このグラウト再注入孔２０に耐圧性のグラウト再注入用ホース２１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２１、真空計２２、開閉弁２３、デキャンタ２４を順に介在させて真空ポンプ２５に連通させる。この状態で真空ポンプ２５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により、ＰＣ緊張材定着部１２の通気性を確認する。またＰＣ緊張材定着部１２以外に通気部分がある場合には、その通気部分を補修材によって密閉することが好ましい。
このようにしてグラウト未充填空洞部１４において、その内外の通気性が主としてＰＣ緊張材定着部１２にあることを確認した後、前述したグラウト再注入用孔２０とは別の位置に、グラウト未充填空洞部１４に通じる配置の空洞部内グラウト圧測定用孔３０を箱桁１０内側から形成する。その形成は前述たグラウト再注入孔２０と同様である。
この空洞部内グラウト圧測定用孔３０に圧力計測用ホース３１を、気密状態を維持させて連通させ、その端部を圧力計３２に連結する。この圧力計３２は、グラウト未充填空洞部１４内に注入された再注入用グラウトの圧力を計測できるものであればよい。
このように圧力計３２を設置した後、前述したグラウト再注入用ホース２１を通してグラウト再注入ポンプ３４より再注入用グラウト３５をゆっくりと注入する。この時、再注入用グラウト３５がグラウト未充填空洞部１４に充填されるに従い、圧力計３２の計測値が上昇するため、グラウ未充填空洞部への再注入用グラウトの充填度を知ることができる。
上記グラウト再注入ポンプ３４によるグラウト未充填空洞部１４への再注入用グラウト３５の充填が完了した後、該再注入用グラウト３５硬化するまでの間、グラウト再注入ポンプ３４側から注入された再注入用グラウト３５に対し一定の再加圧力を付与し続ける。これによって注入した再注入用グラウト３５内に巻き込んだ気泡や、シース、ＰＣ緊張材に付着していた気泡や水分が上昇した際にもこれを排出させてグラウト未充填空洞部１４の上端に空洞が生じるのを防止する。
この再加圧力は、注入された再注入用グラウト３５がグラウト未充填空洞部１４の上端に達している状態を維持させるものであり、前述した圧力計３２の計測値に基づいてコントロールする。即ち、圧力計３２による計測値が、再注入用グラウト３５がグラウト未充填空洞部１４の上端に達している状態の時の値を維持するように再加圧力をコントロールする。
再注入用グラウト３５がグラウト未充填空洞部１４の上端に達している状態の時の圧力計３２による計測位置の圧力は、再注入用グラウト３５の比重と圧力計３２が連結されている空洞部内グラウト圧測定用孔３０の位置とグラウト未充填空洞部１４の上端位置との高低差ｈにより算出される、空洞部内グラウト圧測定用孔３０より上側の再注入用グラウト重量によって生じる圧力を基準とし、これと同圧かこれよりやや高い圧力とする。
この算出された再注入用グラウト重量による圧力値以上の一定範囲内の圧力が圧力計３２によって計測されるようにグラウト再注入ポンプ３４を作動させて再加圧力をコントロールする。
再加圧力のコントロールは、所定時間毎に圧力計３２による計測値を目視による確認し、その値が所定の設定値より低い場合にグラウト再注入ポンプ３４を、上記計測値が所定値となるように操作してもよく、計測値が一定範囲に維持されるようにグラウト再注入ポンプ３４を自動的に作動させるようにしてもよい。
グラウト再注入ポンプ３４は電動のチュービングポンプやシリンダーポンプが使用できる他、手動のシリンダーポンプを使用してもよい。また、圧力計３２による計測値に基づいた再加圧力の付与は、前述した各ポンプを作動させる他、再注入用ポンプ３４に通じているグラウト再注入用ホース２１を、予め所望の長さだけ長くしておき、これを折り曲げることによってホース内の再注入用グラウト３５を押し出すように操作してもよい。
圧力計３２としては、管壁に対する加圧力をストレンゲージの歪によって換算するもの、バネ弾性変形内においてそり変形量によって換算するもの、更には図４に示すように弾性材からなる蛇腹状胴部４０を有し、該胴部内への注入圧力が胴部の伸長によって計測できる弾性伸縮胴部付のスポイト式圧力計４１が使用できる。
尚、上述した例では、箱桁の内側面に近いＰＣ緊張材のシース内のグラウト未充填空洞部に対するグラウト再注入の場合を示しているが、箱桁の内側に限らず、外側に近いＰＣ緊張材のシース内のグラウト未充填空洞部に対して箱桁の外側からの実施することもできる他、箱桁に限らず、Ｔ桁、Ｉ桁に対する実施も可能である。
更に、水平配置のＰＣ桁の端部の傾斜したＰＣ緊張材のシース内に限らず、プレストレスコンクリート柱のような縦向きの既設コンクリート構造物における鉛直方向に向けたＰＣ緊張材の上端側定着部下のグラウト未充填空洞部に対しても実施できる。
１０ 箱桁
１１ ＰＣ緊張材
１２ ＰＣ緊張材定着部
１３ シース
１４ グラウト未充填空洞部
１５ 雌コーン
１６ 雄コーン
２０ グラウト再注入孔
２１ グラウト再注入用ホース
２２ 真空計
２３ 開閉弁
２４ デキャンタ
２５ 真空ポンプ
３０ 空洞部内グラウト圧測定用孔
３１ 圧力計測用ホース
３２ 圧力計
３４ グラウト再注入ポンプ
３５ 再注入用グラウト
４０ 蛇腹状胴部
４１ スポイト式圧力計
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Claims (3)
- 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し、上端側に通気性を有するグラウト未充填空洞部に再注入用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に、グラウト再注入用孔を形成するとともに、該グラウト再注入用孔とは別の位置に空洞部内グラウト圧測定用孔を形成し、
前記グラウト再注入用孔に再注入用グラウトを再注入させるグラウト注入ポンプを連結するとともに、前記空洞部内グラウト圧測定用孔に、グラウト未充填空洞部の空洞部内グラウト圧測定用孔高さ位置のグラウト圧を計測する圧力計を設置し、
前記グラウト注入ポンプによりグラウト未充填空洞部内にその上端にまで再注入用グラウトを注入した後、その注入された再注入用グラウトが硬化するまでの間、前記圧力計による計測値が、前記グラウト未充填空洞部内の上端部まで再注入用グラウトが充填された状態時における値を維持するように前記グラウト注入ポンプによる再加圧力を付与することを特徴とする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。 - グラウト未充填空洞部内の上端部まで再注入用グラウトが充填された状態時における前記圧力計による計測値は、前記空洞部内グラウト圧測定用孔から前記グラウト未充填空洞部上端までの高さと再注入用グラウトの比重により算出した空洞部内グラウト圧測定用孔から前記グラウト未充填空洞部上端に至る再注入用グラウトの重量によって生じるグラウト圧である請求項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部へのグラウト再注入方法。
- 前記圧力計は、弾性材からなる蛇腹状胴部を有し、該胴部内への注入圧力が該胴部の伸長によって計測できる弾性伸縮胴部付のスポイトである請求項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。
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