JP7481280B2 - 止水構造の形成方法、及び、止水構造 - Google Patents

Description

本発明は、止水構造の形成方法及び止水構造に関する。

コンクリート構造物の構築においては、一回あたりの打設量や支保工の組み立て手順等といった施工上の都合により、コンクリートを何度かに分けて打設する、いわゆる打継ぎが行われる。例えば、底版部や頂版部と壁部との間、或いは壁部の途中において、水平な打継目が形成されることがある。この場合、硬化した下部のコンクリート（下部リフト）の上に上部のコンクリート（上部リフト）を打設するため、下部リフトの上面に取り残されたレイタンスや埃等により、界面が脆弱となり易く、水みちが生じて漏水の原因となり易い傾向にあった。

そこで、このような不都合を解消するために、コンクリートを打継ぎする際、打継面に所定の処理を施す方法が知られている。例えば、下記特許文献１には、ポルトランドセメントと、セメント成分を含むセメント結晶増殖剤と、炭酸カルシウム粉末と、高性能減水剤及び／又は高性能ＡＥ減水剤と、水とを含むペースト状の止水材料が開示されている。このペーストを打継面に塗布することによって、打継目において優れた止水性を付与できることが示されている。

特開２０１３－２０３５６１号公報

コンクリート構造物においては、可能な限り漏水を少なくできることが望ましいが、例えば地下構造物に適用される場合等といった浸水が生じ易い条件では、上記止水材料を適用した場合であっても十分に漏水を防ぐことができないことがある。また、そもそも上記止水材料はペースト状であるため、外部から水が浸入してこなくても長期間を経るうちにコンクリート内で変質（例えば硬化）して所期の効果が得られなくなる懸念がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、打継コンクリートにおける漏水の要因となり易い部位において優れた止水性を奏する止水構造の形成方法、及び、その止水構造を提供することを目的とする。

本発明は、打継面を有するように打設された先打コンクリートと、打継面に打継ぐ後打コンクリートとの間を止水する止水構造の形成方法であって、先打コンクリートの硬化後に、打継面に止水材料を配置し、止水材料を硬化前の樹脂で覆う、止水構造の形成方法を提供する。

一般に打継コンクリートが水に晒されたとき、脆弱部分になりやすい打継ぎ部分から水がコンクリート内部に浸入し、コンクリートの反対側から漏水する水みちが形成されることがある。本発明が適用された打継コンクリートでは、打継ぎ部分にできたひび割れ等から水が浸入すると、打継面に形成した止水構造に浸入水が到達する。止水構造では、樹脂で覆われている後打コンクリート側よりも、レイタンスや埃等が取り残されている先打コンクリート側のほうが水に対して相対的に脆弱であるので、先打コンクリート側に浸入水が誘導される。そして、そこには止水材料があるため、止水材料が浸入水と反応して硬化することで、又は、止水材料が浸入水と反応してその生成物が水みちを埋めることで、浸入水が遮断される。これによって、コンクリートの反対側からの漏水を防ぐことができる。また、本発明では、硬化した先打コンクリートと樹脂との間に止水材料を水や空気を遮断した状態で保つことができるので、完成した打継コンクリート内において止水材料が長期間にわたって変質することがなく、したがって止水材料の有効期限が長く保たれる。

本発明において、止水材料を、先打コンクリートの厚さ方向に垂直な方向、かつ、打継面の延在方向に連続して延在するように配置することが好ましい。止水材料が連続して延在することで、水が打継ぎ部分のどの箇所から浸入したとしても浸入水が止水構造に接触するので、本発明の効果が確実に発揮される。

また、本発明は、打継面を有するように打設された先打コンクリートと、打継面に打継ぐ後打コンクリートとの間を止水する止水構造の形成方法であって、先打コンクリートの硬化後に、打継面に止水材料を配置し、止水材料を硬化前の樹脂で覆い、先打コンクリートは、ひび割れ誘発目地を有しており、止水材料を配置することが、先打コンクリートの厚さ方向に垂直な方向、かつ、打継面の延在方向に連続して延在するように第１の延在長さで第１の止水材料を配置するとともに、ひび割れ誘発目地を有する部分から先打コンクリートの厚さ方向へ向かう仮想線を横断するように、かつ、第１の止水材料を配置した箇所とは厚さ方向において異なる箇所に第２の延在長さで第２の止水材料を配置することを含む、止水構造の形成方法を提供する。

先打コンクリートがひび割れ誘発目地を有する場合、その箇所にひびが入ることが予定されているので、その箇所から水がコンクリートに浸入しやすいことが想定される。上記発明では当該目地の近傍において止水構造を厚さ方向に複数箇所設けることになるので、止水効果をより高めることができる。

上記いずれの発明においても、止水材料は粉体であることが好ましく、止水材料はセメント、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、及び、微生物と微生物の栄養剤とを含む混合物からなる群から選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。

上記いずれの発明においても、打継面において、止水材料を配置する箇所にあらかじめ凹部を形成して先打コンクリートを硬化させることが好ましい。打継面に凹部を形成すると止水材料を配置しやすくなり、また、止水材料を樹脂で覆いやすくなる。

上記いずれの発明においても、硬化前の樹脂が硬化する前に後打コンクリートを打継ぐことが好ましい。樹脂の硬化前に後打コンクリートを打継ぐことで、樹脂と後打コンクリートとの一体性が高まり、樹脂と後打コンクリートとの間に浸入水が入り込むことを防止することができ、したがって先打コンクリート側のほうへ浸入水を誘導しやすくなる。

また、本発明は、打継面を有するように打設された先打コンクリートと、打継面に打継ぐ後打コンクリートとの間を止水する止水構造であって、打継面に配置された止水材料層と、その止水材料層を覆う硬化前の樹脂層と、を備える止水構造を提供する。

本発明によれば、打継コンクリートにおける漏水の要因となり易い部位において優れた止水性を奏する止水構造の形成方法、及び、その止水構造を提供することができる。

打継ぎ工法によって構築したコンクリート構造物を厚さ方向から見た断面図である。 図１のコンクリート構造物のうち、上部リフトを仮に取り除いて見た場合の平面図である。 第１の実施形態を示す断面図である。止水構造を形成する工程が（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順に進む様子を示している。 第２の実施形態を示しており、図２に対応する平面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

本発明は、打継ぎ工法によってコンクリート構造物を構築するに際し、その打継面において止水構造を形成する方法である。本発明が適用されたコンクリート構造物は、一方の側から打継ぎ部分のひび割れ等に水が浸入したときにその浸入を遮断するように働き、コンクリート構造物の反対側から水が漏出することが防止される。先打コンクリートと後打コンクリートとの間に止水構造を設けることでこれが達成される。以下の説明ではコンクリート壁を垂直方向に打継ぐ場合を例にして説明するが、本発明は水平方向に打継ぐ場合にも適用可能である。

＜第１の実施形態＞
はじめに、本実施形態の止水構造の形成方法が適用されたコンクリート構造物について説明する。図１は、打継ぎ工法によって構築したコンクリート構造物１を厚さ方向から見た断面図である。コンクリート構造物１は、下部リフト（先打コンクリート）２上に、上部リフト（後打コンクリート）３が打継ぎされた構造を有しており、下部リフト２と上部リフト３の間に水平打継目４が存在した状態となっている。この水平打継目４には、二本の止水構造５Ａが形成されている。また、下部リフト２と上部リフト３の内部には複数の鉛直鉄筋６が配置されている。

図２は、図１に示されているコンクリート構造物１のうち、上部リフト３を仮に取り除いて見た場合の平面図である。二本の止水構造５Ａは互いに平行をなし、下部リフト２上において下部リフト２の厚さ方向に垂直な方向に延在している。なお、本明細書において下部リフト２と止水構造５Ａとを含めた構造体を「打継ぎ前構造体」（符号１０）と呼ぶ。

止水構造５Ａは、止水材料層５１Ａと、止水材料層５１Ａを上から覆う樹脂層５２Ａとからなっている。止水材料層５１Ａは下部リフト２の打継面２ａに設けられた凹部２ｂ内に止水材料が敷設されてなるものであり、この止水材料層５１Ａを打継面２ａとの間に閉じ込めるようにして樹脂層５２Ａが設けられている。ここで、一本の止水構造５Ａを構成している止水材料層５１Ａの幅（下部リフト２の厚さ方向の長さ）Ｗ１は、凹部２ｂの幅に等しく、下部リフト２の厚さに対して１％～２０％であることが好ましく、３％～１５％であってもよく、５％～１０％であってもよい。また、樹脂層５２Ａの幅（下部リフト２の厚さ方向の長さ）は、止水材料層５１Ａの幅Ｗ１よりも広く、当該幅方向の両端部が打継面２ａと接することで樹脂層５２Ａが止水材料層５１Ａに蓋をする格好となっている。凹部２ｂの深さは、５ｍｍ～５０ｍｍであることが好ましく、１０ｍｍ～４０ｍｍであってもよく、１５ｍｍ～３０ｍｍであってもよい。

止水材料層５１Ａを構成している止水材料は、粉体であることが好ましい。止水材料は、セメント、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、及び、微生物とその微生物の栄養剤とを含む混合物からなる群から選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。これらのうち、セメントは水和反応によって硬化するので好ましく、普通ポルトランドセメントや早強ポルトランドセメント等、公知のセメントを用いることができる。高炉スラグ微粉末とフライアッシュは、浸入水がアルカリ性である場合に好ましい。微生物とその栄養剤としては、例えばバシラス属の細菌と乳酸カルシウムであることが好ましい。この場合、水の浸入によって細菌が活動し、乳酸カルシウムから炭酸カルシウムを生じてひび割れを埋める働きをする。

樹脂層５２Ａを構成する樹脂は、樹脂層５２Ａを形成するときは未硬化の液状であり、その後硬化する樹脂を用いる。また、当該樹脂は不透水性である。樹脂の材料としては、コンクリートとの接着性が高く、かつ、止水材料層５１Ａの上に適用してから硬化が完了するまで数分間～数十分間の時間的猶予を得られるように調整できるものが好ましい。例えば公知のフレッシュコンクリート打継ぎ用接着剤が好適である。樹脂名としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ビニルエステル樹脂、スチレン－ブタジエン共重合体、クロロプレンゴム等が挙げられる。なかでもエポキシ樹脂、アクリル樹脂が好ましい。

次に、止水構造５Ａの形成方法について説明する。下部リフト２を構築するため、複数の鉛直鉄筋６を配置した型枠内にコンクリートを打設する。このとき、打継面２ａとなるその上面において凹部２ｂを形成するため、上面に棒状の部材を押し当てておく。ここでは止水構造５Ａを二本設けるために、二本の棒状の部材を互いに平行になるように配置する。この状態でコンクリートを養生し硬化させる。硬化後に棒状の部材を取り除くことで、凹部２ｂが形成された打継面２ａを有する下部リフト２ができる（図３（Ａ））。

その後、凹部２ｂ内に止水材料を敷設し、止水材料層５１Ａを形成する（図３（Ｂ））。敷設方法は特に限定されない。そして、液状の硬化性樹脂を用いて止水材料層５１Ａのそれぞれを覆うことで、樹脂層５２Ａを形成する。樹脂を止水材料層５１Ａ上に適用する方法は特に限定されないが、止水材料が粉体である場合を考慮すると、刷毛やローラーによる塗布よりも、スプレーによる方法が好ましい。スプレー時は、例えば二液型の硬化性樹脂を用いる場合は二液を同時に噴射することができるノズルを用いることが好ましい。樹脂は、止水材料層５１Ａの直上だけでなく、止水材料層５１Ａの幅方向からはみ出して打継面２ａと接着する部分を設けておく。樹脂層５２Ａを形成することで、止水構造５Ａが完成する（図３（Ｃ））。

未硬化の樹脂層５２Ａはその後、硬化し始める。樹脂層５２Ａが硬化する前に上部リフト３を構成するコンクリートを打継ぐ。上部リフト３が硬化することで、水平打継目４に止水構造５Ａが形成されたコンクリート構造物１（図１）が完成する。

コンクリートは一般に、水に晒されたとき、脆弱部分になりやすい打継ぎ部分から水がコンクリート内部に浸入し、コンクリートの反対側から漏水する水みちが形成されることがある。これに対し、止水構造５Ａを有するこのコンクリート構造物１では、打継ぎ部分にできたひび割れ等から水が浸入すると、打継面２ａに形成した止水構造５Ａに浸入水が到達する。止水構造５Ａでは、樹脂層５２Ａで覆われている上部リフト３側よりも、レイタンスや埃等が取り残されている下部リフト２側のほうが水に対して相対的に脆弱である。したがって、樹脂層５２Ａと下部リフト２とが互いに接している樹脂層５２Ａの幅方向の端部において、樹脂層５２Ａと上部リフト３との界面ではなく、樹脂層５２Ａと下部リフト２との界面のほうに水みちを形成するように浸入水が誘導される。そして、その誘導先には止水材料があるため、止水材料が浸入水と反応して硬化することで、又は、止水材料が浸入水と反応してその生成物が水みちを埋めることで、浸入水が遮断される。これによって、コンクリート構造物１の打継ぎ部分にひび割れが生じた場合であってもこれを自己修復することができ、コンクリート構造物１の反対側から漏水することを防止することができる。

また、本実施形態では下部リフト２の打継面２ａに止水材料を敷設するための凹部２ｂを形成するので、止水材料を配置しやすく、また、止水材料層５１Ａを未硬化の液状樹脂で覆うことも容易である。硬化した下部リフト２と樹脂層５２Ａとの間では、止水材料を水や空気を遮断した状態に留め置くことができるので、完成したコンクリート構造物１内において止水材料が長期間にわたって変質することがなく、したがって止水材料の有効期限が長く保たれる。しかも、本実施形態で用いる止水材料は公知の材料を乾燥した粉体のまま用いることもできるので、止水材料に特殊な技術（例えばカプセル化）を施す必要がなく、低コストで実施することができる。

また、本実施形態においては、止水材料層５１Ａが下部リフト２の厚さ方向に垂直な方向、かつ、打継面２ａの延在方向に連続して延在するように配置するので、水が打継ぎ部分のどの箇所から浸入したとしても浸入水が止水構造５Ａに接触するので、本実施形態の効果が確実に奏される。

また、本実施形態では、未硬化の樹脂層５２Ａが硬化する前に上部リフト３を打継ぐので、樹脂層５２Ａと上部リフト３との一体性が高まり、樹脂層５２Ａと上部リフト３との間に浸入水が入り込むことを防止することができ、したがって下部リフト２側のほうへ浸入水を誘導することができる。また、上部リフト３を打継ぐ際には一般に下部リフト２の打継面２ａに水を撒くところ、本実施形態では樹脂層５２Ａを設ける幅を止水材料層５１Ａの幅Ｗ１よりも広くして樹脂層５２Ａと打継面２ａとが接着する部分が存在するので、打継面２ａに撒いた水が止水材料に接触することが防止される。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、図４に示されているとおり、下部リフト２０がひび割れ誘発目地２ｃを有している場合に好適に適用できるものである。本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、下部リフト２０が鉛直方向に延びるひび割れ誘発目地２ｃを有している点、及び、止水構造として第１の実施形態における止水構造５Ａと同様の第１の止水構造５Ａを形成することに加えて、ひび割れ誘発目地２ｃの近傍に第２の止水構造５Ｂを形成する点である。図４では、打継ぎ前構造体１００として、下部リフト２０の打継面２０ａに合計四本の止水構造５Ａ，５Ａ，５Ｂ，５Ｂが形成されている様子を示している。

本実施形態では、第１の止水構造５Ａと第２の止水構造５Ｂの形成位置を下部リフト２０の厚さ方向で異なるものとする。すなわち、下部リフト２０の厚さ方向に垂直な方向、かつ、打継面２０ａの延在方向に連続して延在するように第１の止水材料層５１Ａを配置するとともに、第１の止水材料層５１Ａを配置した箇所とは厚さ方向において異なる箇所（ここでは、コンクリート表面に近い側）に第２の止水材料層５１Ｂを形成する。その後、それぞれを覆うようにして樹脂層５２Ａ，５２Ｂを設けることで第１の止水構造５Ａ及び第２の止水構造５Ｂを形成する。ここで、第１の止水材料層５１Ａ及び第２の止水材料層５１Ｂを敷設する前に、それぞれの位置に第１の実施形態と同様の凹部を設ける。第１の止水材料層５１Ａと第２の止水材料層５１Ｂを敷設する順序はどちらが先であってもよい。

また、本実施形態では、第１の止水材料層５１Ａの延在長さＬ１と第２の止水材料層５１Ｂの延在長さＬ２とを異なるものとする。すなわち、第１の止水材料層５１Ａは下部リフト２０の延在長さ全体にわたる第１の延在長さＬ１を有するように形成し、第２の止水材料層５１Ｂは、それよりも短い第２の延在長さＬ２を有するように形成する。なお、図４では、図示の都合上、第１の延在長さＬ１を図示上下方向の省略線で示した範囲内を指しているように見えるが、実際は第１の止水材料層５１Ａの延在長さ全てを指しているものと理解すべきものである。

ここで、第２の止水材料層５１Ｂの形成位置に関し、下部リフト２０の厚さ方向の位置としてはコンクリート表面から少なくとも５ｃｍ離すことが好ましい。また、下部リフト２０の形成位置に関し、延在方向の位置としては、ひび割れ誘発目地２ｃを有する部分から下部リフト２０の厚さ方向へ向かう仮想線Ａを横断するように位置させることが好ましい。図４に示した態様では、第２の止水材料層５１Ｂの延在方向中央位置が仮想線Ａの位置と一致している。また、第２の止水材料層５１Ｂの幅（下部リフト２０の厚さ方向の長さ）Ｗ２は、第１の止水材料層５１Ａの幅Ｗ１と同一であってもよく異なっていてもよい。

本実施形態のように下部リフト２０がひび割れ誘発目地２ｃを有する場合、その箇所にひびが入ることが予定されているので、その箇所から水がコンクリートに浸入しやすいことが想定される。本実施形態ではひび割れ誘発目地２ｃの近傍において複数の止水構造５Ａ，５Ｂが厚さ方向に設けられているので、止水効果がより高まる。すなわち、ひび割れ誘発目地２ｃがある打継ぎ部分から浸入した水ははじめに止水構造５Ｂに接触するが、もし止水構造５Ｂで浸入水を完全に遮断できなかった場合でも、次に止水構造５Ｂが働くことで浸入水を完全に遮断することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、上記実施形態では止水材料の敷設を容易にするために下部リフト２の上面に凹部２ｂを形成したが、凹部２ｂを形成しないで平坦な打継面に止水材料を載せる態様としてもよい。また、上記実施形態では止水構造５Ａを二本設ける態様を示したが、例えば中央に一本のみを設ける態様としてもよい。また、止水構造５Ａの平面視形状は直線状に限られず、ジグザグ形状等であってもよく、連続しておらず断続的であってもよい。

また、上記実施形態ではコンクリート壁を垂直方向に打継ぐ態様を示したが、本発明は水平方向に打継ぐ場合にも適用可能である。この場合の止水構造は鉛直方向に延在することになる。止水材料を可溶性の材料でできた細長い袋体に封入し、打継面に形成した凹部にこれを嵌め込んだうえで樹脂層で覆うという手順にて止水構造を形成することができる。

本発明は、コンクリートの打継ぎ工法に利用することができる。

１…コンクリート構造物、２，２０…下部リフト（先打コンクリート）、２ａ，２０ａ…打継面、２ｂ…凹部、２ｃ…ひび割れ誘発目地、３…上部リフト（後打コンクリート）、４…水平打継目、５Ａ，５Ｂ…止水構造、５１Ａ，５１Ｂ…止水材料層、５２Ａ，５２Ｂ…樹脂層、６…鉛直鉄筋、１０，１００…打継ぎ前構造体、Ａ…仮想線、Ｌ１，Ｌ２…止水材料層の延在長さ、Ｗ１，Ｗ２…止水材料層の幅。

Claims (7)

1. 打継面を有するように打設された先打コンクリートと、前記打継面に打継ぐ後打コンクリートとの間を止水する止水構造の形成方法であって、
   前記先打コンクリートの硬化後に、前記打継面に止水材料を配置し、
   前記止水材料を硬化前の樹脂で覆う、止水構造の形成方法。
2. 前記止水材料を、前記先打コンクリートの厚さ方向に垂直な方向、かつ、前記打継面の延在方向に連続して延在するように配置する、請求項１記載の止水構造の形成方法。
3. 打継面を有するように打設された先打コンクリートと、前記打継面に打継ぐ後打コンクリートとの間を止水する止水構造の形成方法であって、
   前記先打コンクリートの硬化後に、前記打継面に止水材料を配置し、
   前記止水材料を硬化前の樹脂で覆い、
   前記先打コンクリートは、ひび割れ誘発目地を有しており、
   前記止水材料を配置することが、前記先打コンクリートの厚さ方向に垂直な方向、かつ、前記打継面の延在方向に連続して延在するように第１の延在長さで第１の止水材料を配置するとともに、前記ひび割れ誘発目地を有する部分から前記先打コンクリートの厚さ方向へ向かう仮想線を横断するように、かつ、前記第１の止水材料を配置した箇所とは前記厚さ方向において異なる箇所に第２の延在長さで第２の止水材料を配置することを含む、止水構造の形成方法。
4. 前記止水材料は粉体であり、セメント、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、及び、微生物と前記微生物の栄養剤とを含む混合物からなる群から選ばれる少なくとも一種を含む、請求項１～３のいずれか一項記載の止水構造の形成方法。
5. 前記打継面において、前記止水材料を配置する箇所にあらかじめ凹部を形成して前記先打コンクリートを硬化させる、請求項１～４のいずれか一項記載の止水構造の形成方法。
6. 前記硬化前の樹脂が硬化する前に前記後打コンクリートを打継ぐ、請求項１～５のいずれか一項記載の止水構造の形成方法。
7. 打継面を有するように打設された先打コンクリートと、前記打継面に打継ぐ後打コンクリートとの間を止水する止水構造であって、
   前記打継面に配置された止水材料層と、
   前記止水材料層を覆う硬化前の樹脂層と、を備える止水構造。
   
   

Images