JPH1030244A - 地下コンクリート構造物およびその健全性の調査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造物の健全性の調査を、低コストで迅速か
つ簡便に行うことのできる地下コンクリート構造物およ
びその健全性の調査方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 地盤中に構築された基礎杭１に孔５を形
成しておき、地震等により基礎杭１が被災した場合に
は、孔５内を周知の各種非破壊検査方法を用いて検査す
ることによって基礎杭１の健全性を調査する構成となっ
ている。また、孔５内にコンクリート部３よりも低強度
の充填材を充填しておく構成としても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば基礎杭等の
基礎や、トンネル、地下構造物、下水道等、地盤中に設
けられたコンクリート製の構造物の健全性を調査するの
に好適な地下コンクリート構造物およびその健全性の調
査方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば基礎杭等の基礎や、トンネル、地
下構造物、下水道等、地盤中に設けられたコンクリート
製の構造物においては、強大な地震等が発生すると過大
な曲げモーメントやせん断力が構造物に作用し、これに
よって構造物が破損したり、また地盤の液状化により構
造物が側方に流動してしまう等の被害を受けてしまうこ
とがある。このような被害を受けた構造物は、健全性に
欠けたものとなり、本来の機能を有しているとは言えな
い。

【０００３】このため、構造物が被災した場合には、被
害の有無、また被害がある場合にはその程度を調査して
健全性を確認した後、必要に応じてこれらを修復する必
要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の地下コンクリート構造物およびその健全
性の調査方法には以下のような問題が存在する。地上に
設けられている上部構造物と違って、地盤中の地下コン
クリート構造物では、健全性の調査、およびその後の補
修・補強工事を行うには、多大な手間と期間と費用とを
要する。また、現状では、このような地下コンクリート
構造物の健全性の調査方法についての技術が確立されて
いるとは言えない。しかも、被災後の迅速な復旧を図る
ために、健全性の調査はできるだけ速やかに行われるこ
とが望まれているのは言うまでもない。

【０００５】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、構造物の健全性の調査を、低コストで迅速
かつ簡便に行うことのできる地下コンクリート構造物お
よびその健全性の調査方法を提供することを課題とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
地盤中に構築された地下コンクリート構造物に、その健
全性を調査するための孔が形成されていることを特徴と
している。

【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１記載の地
下コンクリート構造物において、前記地下コンクリート
構造物が基礎杭であることを特徴としている。

【０００８】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載の地下コンクリート構造物において、前記孔に、前
記地下コンクリート構造物を構成するコンクリートより
も低強度の充填材が充填されていることを特徴としてい
る。

【０００９】請求項４に係る発明は、請求項３記載の地
下コンクリート構造物において、前記充填材が充填され
ている前記孔と、前記充填材が充填されていない前記孔
とが混在して設けられていることを特徴としている。

【００１０】請求項５に係る発明は、地盤中に構築した
地下コンクリート構造物に孔を形成しておき、該孔内を
検査することによって前記地下コンクリート構造物の健
全性を調査することを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る地下コンクリ
ート構造物およびその健全性の調査方法の第一ないし第
三の実施の形態の一例を、図１ないし図７を参照して説
明する。以下の各実施の形態では、本発明に係る地下コ
ンクリート構造物およびその健全性の調査方法を、例え
ば場所打ちコンクリート杭からなる基礎に適用する場合
を例に挙げて説明する。

【００１２】［第一の実施の形態］図１に示すように、
地盤中に構築される基礎杭（地下コンクリート構造物）
１は、例えば鉄筋コンクリート製で、略円筒状に組み上
げられた鉄筋篭２と、コンクリート部３とから概略構成
されている。この基礎杭１には、その中心軸線に沿っ
て、杭頭１ａから杭先端部１ｂの所定位置にわたって有
底円筒状の孔５が形成されている。孔５は、例えばφ１
０００〜２０００mm程度の径に設定されている。

【００１３】基礎杭１を構築するには、例えばアースド
リル工法等、周知の各種杭の構築工法を用い、鉄筋篭２
を配筋した後、コンクリート部３を形成するコンクリー
トを打設する。そして、コンクリートが養生・硬化した
後、コンクリート部３に、例えばコアボーリングにより
所定深さの孔５を形成する。

【００１４】このような基礎杭１を備えた構造物が、地
震等により被災した場合、孔５の内周壁面を各種非破壊
検査法を適用して検査することにより、基礎杭１の健全
性を調査する。このときに用いる非破壊検査法として
は、例えば音の原理を応用した方法では超音波法や弾性
波法があり、また、光や電磁波の原理を応用した方法で
は放射線法，電磁誘導法，赤外線法，ボアホールカメラ
などによる内部の写真撮影法等がある。さらに、例えば
打撃法等の他の非破壊検査法も適用することができる。

【００１５】そして健全性の調査の結果、基礎杭１に損
傷等が認められ、補修・補強を行う必要がある場合に
は、孔５の内周壁面からひび割れや亀裂等の損傷が発生
している部分に、モルタルの圧入やエポキシ剤などの充
填材の注入を行う。また、孔５内に、その孔径よりも小
径の鋼管または鋼棒等を挿入し、孔５と鋼管または鋼棒
との間にモルタルなどを注入することによって、孔５の
内周壁面を補強する方法等を行っても良い。

【００１６】上述した基礎杭１およびその健全性の調査
方法では、地盤中に構築された基礎杭１に孔５が形成さ
れた構成となっている。そして、地震等により基礎杭１
が被災した場合には、孔５内を周知の各種非破壊検査方
法を用いて検査することによって基礎杭１の健全性を調
査する構成となっている。これにより、周囲地盤を掘り
返したりすることなく調査を行うことができるので、基
礎杭１の健全性を迅速かつ簡便に低コストで調査するこ
とができる。また、調査の結果、補修・補強を行う必要
がある場合には、孔５内からその施工を行うこともでき
るので、補修・補強作業においても、低コスト化、迅速
化等を図ることができる。さらに、この孔５は、健全性
の調査だけでなく、基礎杭１を構築した直後にその品質
を確認する場合にも用いることができる。また、例えば
この基礎杭１で支持していた上部構造物を建て替えるに
際して、この基礎杭１を再利用する場合等にも、その健
全性を調査することができる。加えて、孔５は、後付の
各種測定機器を設置するためのスペースとしても使用す
ることができ、また、基礎杭１を解体・撤去する場合の
手掛かりとすることもできる。さらに、この孔５を設け
ることにより、基礎杭１を構築するに際して打設するコ
ンクリートの量を削減し、材料コストの低減化、作業時
間の短縮化を図ることもできる。

【００１７】［第二の実施の形態］次に、本発明に係る
地下コンクリート構造物およびその健全性の調査方法の
第二の実施の形態について説明する。前記第一の実施の
形態においては、地下コンクリート構造物の孔を形成す
るに際してコアボーリング工法を用いる例を挙げたが、
ここでは、地下コンクリート構造物の孔を形成するに際
して、チューブを用いる場合の例を用いて説明する。な
お、以下に説明する第二の実施の形態において、構築す
べき地下コンクリート構造物である基礎杭１は、前記第
一の実施の形態で説明したものと全く同様であるので、
共通する構成については同符号を付し、その説明を省略
する。

【００１８】基礎杭１を構築するに際しては、前記第一
の実施の形態と同様に、周知の各種杭の構築工法、例え
ばアースドリル工法を用いる。まず、地上において、鉄
筋篭２に、孔５を形成するため、図２に示すようなチュ
ーブ８を取り付ける。この図に示すように、チューブ８
は、例えば繊維製の防水シートまたはゴムシート等を筒
状に形成したもので、その上端部にはノズル９が設けら
れている。チューブ８の外周面には、板状で鉛製のウェ
イト１０，１０，…が貼着されている。各ウェイト１０
は、チューブ８と同じ材質のカバー１１によって、その
表面が覆われている。図２（ｃ）に示すように、このチ
ューブ８は、水や、砂，砂利等の粒状体、あるいは空気
等の気体をノズル９から注入することによって膨張可能
となっている。さらに、チューブ８の外周面には、コン
クリートとの剥離を容易にする剥離剤を塗布しておく。

【００１９】このようなチューブ８を縮めた状態のまま
鉄筋篭２（図１参照）内に挿入し、その上端部９を図３
に示すような取り付け治具１２で固定する。この取り付
け治具１２は、その両端部１２ａ，１２ａが鉄筋篭２に
支持され、中央部にチューブ８を保持するための筒状の
保持部１２ｂが形成された構成となっている。保持部１
２ｂは、その内径がチューブ８の外径よりも小さく設定
されている。この取り付け治具１２によって、チューブ
８の上端部が位置決めされることになる。

【００２０】そして、チューブ８を取り付けた鉄筋篭２
を、地盤に形成された穴内に挿入する。続いて、チュー
ブ８のノズル９から、水や、砂，砂利等の粒状体、ある
いは空気等の気体を充填し、チューブ８を膨張させる。

【００２１】この後、図１に示したように、地盤に掘削
した穴（図示なし）内にコンクリート部３を形成するた
めのコンクリートを打設する。このとき、図２に示した
チューブ８は、その上端部が取り付け治具１２によって
固定され、外周面にはウェイト１０，１０，…が設けら
れているので、浮き上がることなく鉛直状態を保つよう
になっている。コンクリートの養生・硬化が完了した後
に、図２に示したチューブ８内に充填した水や、砂，砂
利等の粒状体、あるいは空気等の気体を抜き、チューブ
８を収縮させる。そして、取り付け治具１２を取り外
し、チューブ８を抜き取ることにより、ここに孔５が形
成される。

【００２２】このようにして、図１に示した孔５を有し
た基礎杭１が構築される。この基礎杭１においても、上
記第一の実施の形態で示したのと全く同様にして、健全
性の調査およびその後の補修・補強を迅速かつ簡便に低
コストで行うことができる。

【００２３】なお、上記第二の実施の形態において、コ
ンクリートの打設時にチューブ８が浮き上がるのを防ぐ
ため、チューブ８にウェイト１０，１０，…を設ける構
成としたが、これ以外の他の方法を採用しても良い。例
えば、図４（ａ）に示すように、金属製あるいは塩化ビ
ニール等の高分子材料製等で、ネット状の素材から形成
された管体１４を図１に示した鉄筋篭２に取り付けてお
く。そして、この管体１４内に図２に示したチューブ８
を挿入し、これを膨張させて、その内圧によりチューブ
８を管体１４に押しつける。これにより、この後にコン
クリートを打設しても、チューブ８が浮き上がるのを防
止することができる。しかも、基礎杭１の構築が完成し
た後に、孔５の内周面の検査を行うときには、管体１４
がネット状であるため、その隙間１５，１５，…から検
査を何の支障もなく行うことができる。また、管体１４
に代えて、図４（ｂ）に示すように、管体１６を、金属
製あるいは高分子材料製等で、繊維状の素材から形成す
るようにしても良い。さらに、図４（ｃ）に示すよう
に、基礎杭１のコンクリート部３と同程度の強度を持つ
コンクリート製の管体１７を採用しても良い。また、こ
れ以外にも、例えば金属製あるいは高分子材料性の管体
にその内外を連通する穴や切欠きなどを形成したもの
や、多孔質で透水性を有する材料からなる管体や、石炭
灰を成分として採用したコンクリート製の管体等を用い
ても良い。いずれの場合においても、施工は図４（ａ）
に示した上記管体１４の場合と同様に行えばよい。

【００２４】［第三の実施の形態］次に、本発明に係る
地下コンクリート構造物およびその健全性の調査方法の
第三の実施の形態を示す。ここでは、例えば、地下コン
クリート構造物に形成する孔内に充填材を充填する場合
の例を用いて説明する。以下に説明する第三の実施の形
態において、前記第一および第二の実施の形態と共通す
る構成については同符号を付し、その説明を省略する。

【００２５】図５に示すように、基礎杭１’は、基礎杭
１（図１参照）と同様、鉄筋篭２とコンクリート部３と
から構成され、その中心軸線に沿って孔５が形成された
構成となっている。そして、この孔５内には、コンクリ
ート部３よりも低強度の充填材１８が充填されている。
充填材１８には、例えばコンクリート部３を形成するコ
ンクリートよりも低強度のコンクリートや、発泡スチロ
ールあるいは外周面を防水した厚紙を棒状または円筒状
に成形したもの、さらには前記第二の実施の形態で孔５
を形成するために用いたチューブ８等を用いることがで
きる。

【００２６】この充填材１８は、コアボーリングや前記
第二の実施の形態で示したチューブ８を用いて孔５を形
成した後に、孔５内に充填しても良いし、また、図２に
示したチューブ８を用いて孔５を形成するに際して、チ
ューブ８の外周面に取り付けたり、鉄筋篭２に固定して
おくようにしてもよい。

【００２７】上述した基礎杭１’では、孔５内にコンク
リート部３よりも低強度の充填材１８が充填された構成
となっている。これにより、基礎杭１’の健全性の調査
や、補修・補強を行う場合等、必要が生じた際に、充填
材１８を例えばボーリング等により除去して、孔５を露
出させて形成すればよい。このとき、充填材１８がコン
クリート部３よりも低強度であるので、コンクリート部
３に直接削孔するのに比較して、孔５の形成を手間をか
けずに行うことができる。

【００２８】なお、上記第三の実施の形態において、上
記基礎杭１’を用いて例えば建築物の基礎を構成する場
合、その全てを充填材１８が充填された基礎杭１’で構
成する必要はない。例えば、充填材１８が充填されてい
ない基礎杭１（図１参照）を、基礎の経時的な品質管理
を行うモニタリング用として設け、その他は充填材１８
が充填された基礎杭１’で構成するようにしても良い。

【００２９】なお、上記第一ないし第三の実施の形態に
おいて、基礎杭１，１’の中心軸線に沿って孔５を形成
したが、この孔５に、基礎杭１，１’の外周面に連通す
る横孔や管を設けておく構成としても良い。これによ
り、健全性の調査を行うためボアホールカメラ等を孔５
内に挿入する場合に、作業を極めて容易に行うことが可
能となる。また、孔５の位置や、この孔５に連通する横
孔や管の位置を示すため、基礎杭１，１’の杭頭部等に
ペンキ等でマーキングを施しても良い。

【００３０】さらに、孔５の上部区間、すなわち基礎杭
１，１’の杭頭付近に、例えば鋼管等の補強管を配設す
るようにしても良い。これにより、この補強管を設けた
区間においては健全性の調査等を行うことができなくな
ってしまうが、基礎杭１、１’の杭頭１ａの補強を図る
ことができ、例えば孔５内の充填材１８を除去する場合
や、杭頭１ａを掘り出したりする場合に、杭頭１ａに損
傷を受けるのを防ぐことができる。

【００３１】また、上記第一ないし第三の実施の形態に
おいて、基礎杭１，１’には、孔５を１本のみ、その中
心軸線に沿って設ける構成としたが、その位置や本数に
ついては、何ら限定するものではない。例えば図６
（ａ）および（ｂ）に示すように、孔５を３本あるいは
４本設けるようにしても良いし、さらにこれ以外の本数
設けるようにしてもよく、基礎杭１，１’の断面サイズ
等に応じて適宜設定すればよい。また、複数本の孔５を
設ける場合、その形成にチューブ８を用いるのであれ
ば、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、取り付け治
具１２’，１２”に、孔５の本数に応じて保持部１２ｂ
を設ければよい。また、孔５の位置についても、鉄筋篭
２に十分なコンクリートのかぶり厚さが得られるのであ
れば、いかなる位置であっても良い。

【００３２】さらに、本発明に係る地下コンクリート構
造物およびその健全性の調査方法を、例えば基礎杭１，
１’に適用する構成としたが、これ以外にも、例えば、
トンネル、地下構造物、下水道等、地盤中のコンクリー
ト構造物であれば、上記実施の形態と同様に、健全性を
調査するための孔を形成することによって、同様の効果
を奏することができる。このときに、孔については、そ
の延在する方向を何ら限定するものではなく、例えばト
ンネルであれば、トンネル躯体にそれが連続する方向に
沿って形成すればよい。

【００３３】なお、上記第一ないし第三の実施の形態に
おいて、基礎杭１，１’には孔５が形成された構成とな
っており、このような構成のみを見れば、従来にも、コ
ンクリートの打設量を節約するために基礎杭の中心軸線
に沿って孔が設けられた構成のものや、遠心力締め固め
工法により製作された既製杭に中央部に孔が形成された
構成のものがある。しかしながら、上記基礎杭１，１’
における孔５は、上記説明からも明らかなように、基礎
杭１，１’の施工品質の管理、健全性の調査、補修・補
強等を目的としたものであり、単に、コンクリートの打
設量の節約を目的としたり、製作時に形成される従来の
孔とは異なっている。もちろん、上記各孔５においても
コンクリートの打設量の節約が図れるのは言うまでもな
い。

【００３４】また、上記第一ないし第三の実施の形態に
おいて、孔５を有底円筒状としたが、この孔を、杭頭か
ら杭先端部まで基礎杭の全長にわたって貫通させる構成
としても良い。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る地
下コンクリート構造物によれば、地下コンクリート構造
物に、その健全性を調査するための孔を形成した構成と
なっている。また、請求項２に係る地下コンクリート構
造物によれば、地下コンクリート構造物を基礎杭とした
構成となっている。これにより、地震等により例えば基
礎杭等の地下コンクリート構造物が被災した場合には、
孔内を周知の各種非破壊検査方法を用いて検査すること
によって、その健全性を調査することができる。このと
きに、周囲地盤を掘り返したりする必要もなく、孔内を
検査すればよいので、その健全性を迅速かつ簡便に低コ
ストで調査することができる。また、調査の結果、補修
・補強を行う必要がある場合には、孔内からその施工を
行うこともできるので、補修・補強作業においても、低
コスト化、迅速化等を図ることができる。また、前記孔
は、地下コンクリート構造物を構築した後に、その品質
を確認する場合にも用いることができる。

【００３６】請求項３に係る地下コンクリート構造物に
よれば、孔に、地下コンクリート構造物を構成するコン
クリートよりも低強度の充填材を充填した構成となって
いる。これにより、健全性の調査や補修・補強を行う場
合等、必要が生じた際に、充填材を除去して孔を形成す
ればよい。このとき、充填材がコンクリートよりも低強
度であるので、コンクリートに直接削孔するのに比較し
て、孔の形成を手間をかけずに行うことができる。

【００３７】請求項４に係る地下コンクリート構造物に
よれば、充填材が充填されている孔と、充填材が充填さ
れていない孔とが混在して設ける構成となっている。こ
れにより、充填材が充填されていない孔を、地下コンク
リート構造物の経時的な品質管理を行うためのモニタリ
ング用とし、他の充填材が充填されている孔を、必要が
生じたときのみ形成するものとすることができる。

【００３８】請求項５に係る地下コンクリート構造物の
健全性の調査方法によれば、地盤中に構築した地下コン
クリート構造物に孔を形成しておき、孔内を検査するこ
とによって地下コンクリート構造物の健全性を調査する
構成となっている。これにより、地盤中の地下コンクリ
ート構造物においても、孔の内壁面を周知の各種非破壊
検査方法を用いて検査することによって、周囲地盤を掘
り返したりする必要もないので、その健全性を迅速かつ
簡便に低コストで調査することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る地下コンクリート構造物および
その健全性の調査方法を適用する地下コンクリート構造
物の一例を示す平断面図および立断面図である。

【図２】 前記地下コンクリート構造物の孔を形成する
ために用いるチューブの一例を示す図であって、（ａ）
平面図、（ｂ）立面図、（ｃ）チューブが膨らんだ状態
を示す平面図である。

【図３】 前記チューブを取り付けるための取り付け治
具の一例を示す平面図である。

【図４】 前記地下コンクリート構造物の他の例を示す
平断面図および立断面図である。

【図５】 同地下コンクリート構造物のさらに他の例を
示す平断面図である。

【図６】 同地下コンクリート構造物のさらに他の例を
示す平断面図である。

【図７】 前記取り付け治具の他の例を示す平断面図で
ある。

【符号の説明】

１，１’ 基礎杭（地下コンクリート構造物） ５ 孔 １８ 充填材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤中に構築された地下コンクリート構
   造物に、その健全性を調査するための孔が形成されてい
   ることを特徴とする地下コンクリート構造物。
2. 【請求項２】 請求項１記載の地下コンクリート構造物
   において、前記地下コンクリート構造物が基礎杭である
   ことを特徴とする地下コンクリート構造物。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の地下コンクリー
   ト構造物において、前記孔に、前記地下コンクリート構
   造物を構成するコンクリートよりも低強度の充填材が充
   填されていることを特徴とする地下コンクリート構造
   物。
4. 【請求項４】 請求項３記載の地下コンクリート構造物
   において、前記充填材が充填されている前記孔と、前記
   充填材が充填されていない前記孔とが混在して設けられ
   ていることを特徴とする地下コンクリート構造物。
5. 【請求項５】 地盤中に構築した地下コンクリート構造
   物に孔を形成しておき、該孔内を検査することによって
   前記地下コンクリート構造物の健全性を調査することを
   特徴とする地下コンクリート構造物の健全性の調査方
   法。