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コンクリート充填の検知方法及びその装置
説明

コンクリート充填の検知方法及びその装置

【課題】打設したコンクリートの中に未充填部が生じているかどうかを正確に、かつ、容易に検知する方法及びその装置を提供すること。
【解決手段】構造物の外周を、複数のコンクリート注入管連結部を有する補強板で包囲する工程と、コンクリート注入管連結部のいずれか複数個にコンクリート圧送管を連結し、他のコンクリート注入管連結部のいずれか複数個に内側に向けて充填検知センサを取り付ける工程と、コンクリート圧送管から構造物と補強板の間にコンクリートを充填して補強する工程と、コンクリートの充填状況を前記充填検知センサで検知し判定する工程と、判定結果に基づき充填されたコンクリートの内部の隙間をなくするように処理する工程とからなる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コンクリート充填の検知方法及びその装置に関するもので、さらに詳しくは、橋脚のような水中に建てられている構造物に鋼板製の補強板で包囲し、内部にコンクリートを充填して補強する作業において、打設されたコンクリートが隙間なく充填されているかどうか、コンクリートが鉄筋や鋼材に密着しているかどうかなどを検知するためのコンクリート充填の検知方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
この種のコンクリート柱を補強する方法には、コンクリート柱状体の外周に線状材を編製した網状補強材を巻き付ける方法(特許文献1)、橋脚の外側から鋼板製の補強板で包囲し、この補強板を、橋脚との隙間に接着剤を注入して接着する方法(特許文献2)、橋脚の外側に隙間を持って補強板としての鋼管を設置し、この鋼管と橋脚との間にコンクリートを打設して補強する方法(特許文献3)などが知られている。
【0003】
特許文献3に見られるような鋼管と橋脚との間にコンクリートを打設して補強する方法を、図8及び図9に基づきさらに詳しく説明する。
これらの図は、水中の地盤15の中に杭(図示せず)を打ち込み、その上に基礎コンクリート11を形成し、その基礎コンクリート11の上に構造物10を設け、さらに、構造物10の上に梁部材12を設け、この梁部材12の上に主桁14を介して床版13が載せられている例を示している。
構造物10を補強しようとする場合、構造物10の外周に必要に応じて鉄筋(図示せず)を組み込み、その外周に鋼板製の補強板17を取り付ける。この補強板17には、縦横各1m間隔でコンクリート注入管連結部18が形成されており、このコンクリート注入管連結部18にコンクリート圧送管19が連結され、下端部から順次コンクリート20が注入される。
【0004】
コンクリート20を注入し締め固めた後で、内部に水や空気などの未充填部が生じないように打設することが望まれる。このような未充填部が生じているかどうかを検知するために、コンクリートの打設前に補強板17の上端の作業台23から一定間隔、たとえば、コンクリート注入管連結部18と同一間隔で振動素子からなる充填検知センサ22を取り付けたセンサ支持棒21が垂下される。このセンサ支持棒21は、センサ支持棒21の下の狭いところから挿入されるので、短いものを順次継ぎ足しながら挿入する。
最下端部のコンクリート注入管連結部18からコンクリート20を注入し、締め固めたのち、充填検知センサ22で未充填部がないかどうかが検知される。この充填検知センサ22は、図5(b)に示すように、充填検知センサ22が空気と接しているコンクリート充填前は、点線で示すような特定の周波数でピークのある特性曲線となる。水16と接している場合には、水特有の特性曲線となる。コンクリートの充填後であって、未充填部がなく、気密に充填されているときには、実線のような他の周波数でピークのある特性曲線となる。
【0005】
もし、充填検知センサ22の周りに空気又は水の空洞35ができると、図6(b)に示すように、充填前の点線で示すような空気の特性曲線と、コンクリート充填後の実線で示す特性曲線がほぼ同様の特性曲線となる。
このような場合には、再度締め固めを行ったり、骨材34を少なくしたりして未充填部がなくなるようにする必要がある。
以下同様にして、順次下方からコンクリートを充填する。
このとき、センサ支持棒21の下端にのみ充填検知センサ22を取り付け、順次引き上げる方法では、センサ支持棒21、充填検知センサ22、リード線24は、コンクリート20の中に残らないが、引き揚げるときに空洞35が生じる恐れがある。
また、センサ支持棒21に一定間隔で部材充填検知センサ22を取り付け,リード線24とともに、そのままコンクリート20の中に埋め込む方法では、空洞35は生じにくいが、強度上の問題が残る。
【0006】
【特許文献1】特開2006−328852号公報。
【特許文献2】特開平10−159027号公報。
【特許文献3】特開平9−13321号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
解決しようとする問題点は、次のとおりである。
(1)作業台23と梁部材12との間が狭いので、充填検知センサ22はセンサ支持棒21を順次継ぎ足しり、外したりしなければならず、特に、センサ支持棒21の挿入箇所が多いため継ぎ足しや挿入の作業性が悪い。
(2)上から差し込んだセンサ支持棒21が垂直に挿入されるとは限られず、充填検知センサ22の位置や距離を正確に把握できない。
(3)センサ支持棒21の下端にのみ充填検知センサ22を取り付け、順次引き上げる方法では、センサ支持棒21、充填検知センサ22、リード線24は、コンクリート20の中に残らないが、引き揚げるときに空洞35が生じる恐れがある。
また、センサ支持棒21に一定間隔で部材充填検知センサ22を取り付け,リード線24とともに、そのままコンクリート20の中に埋め込む方法では、空洞35は生じにくいが、強度上の問題が残る。
本発明は、打設したコンクリートの中に未充填部が生じているかどうかを検知する作業が容易で、かつ、センサ支持棒21、充填検知センサ22、リード線24は、コンクリート20の中に残ったり、引き揚げるときに空洞35が生じたりする恐れのないようにしたコンクリート充填の検知方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、コンクリート製の既設の構造物10の外周を、複数のコンクリート注入管連結部18を有する補強板17で包囲する工程と、
前記コンクリート注入管連結部18のいずれか複数個にコンクリート圧送管19を連結し、他のコンクリート注入管連結部18のいずれか複数個に内側に向けて充填検知センサ22を取り付ける工程と、
前記コンクリート圧送管19から構造物10と補強板17の間にコンクリート20を充填して補強する工程と、
このコンクリート20の充填状況を前記充填検知センサ22で検知し判定する工程と、
この判定結果に基づき充填されたコンクリート20の内部の隙間をなくするように処理する工程と、
コンクリート20が固まってからコンクリート注入管連結部18を取り外し、残留物を除去して空洞35を充填する工程と
からなることを特徴とするコンクリート充填の検知方法である。
【発明の効果】
【0009】
請求項1記載の発明によれば、
コンクリート製の既設の構造物10の外周を、複数のコンクリート注入管連結部18を有する補強板17で包囲する工程と、
前記コンクリート注入管連結部18のいずれか複数個にコンクリート圧送管19を連結し、他のコンクリート注入管連結部18のいずれか複数個に内側に向けて充填検知センサ22を取り付ける工程と、
前記コンクリート圧送管19から構造物10と補強板17の間にコンクリート20を充填して補強する工程と、
このコンクリート20の充填状況を前記充填検知センサ22で検知し判定する工程と、
この判定結果に基づき充填されたコンクリート20の内部の隙間をなくするように処理する工程と
からなるので、次のような効果を有する。
(1)補強板17の外側から充填検知センサ22を取り付けたり、外したりすることができ、そのための作業性にすぐれている。
(2)補強板17に形成されているコンクリート注入管連結部18の位置があらかじめ正確に把握できているので、コンクリートの充填の判定を正確に把握できる。
(3)充填検知センサ22は補強板17のすぐ内側にあり、また、リード線24は、補強板17の外側から導出してあるので、コンクリート20の中に強度上の問題となるようなものが残らない。
【0010】
請求項2記載の発明によれば、
コンクリート20の内部の隙間をなくするように処理する工程の後に、コンクリート20が固まってからコンクリート注入管連結部18を取り外し、残留物を除去して空洞35を充填する工程を付加したので、補強板17のすぐ内側にできるわずかな空洞をもなくすることができる。
【0011】
請求項3記載の発明によれば、
コンクリート製の既設の構造物10の外周を包囲するものであって、複数のコンクリート注入管連結部18を有する補強板17と、
前記コンクリート注入管連結部18のいずれか複数個に連結され、前記構造物10と補強板17の間にコンクリート20を充填するコンクリート圧送管19と、
他のコンクリート注入管連結部18のいずれか複数個に内側に向けて取り付け、リード線24を外部へ導出した充填検知センサ22と、
からなるので、簡単な装置で所期の目的を達成できる。
【0012】
請求項4記載の発明によれば、
コンクリート注入管連結部18は、所定間隔で穿設した補強板17の孔にナット27を取り付け、このナット27にねじ蓋28を着脱自在に螺合したので、水中であっても充填検知センサ22やコンクリート圧送管19の取り付け、取り外しが補強板17の外側から容易に行うことができる。
【0013】
請求項5記載の発明によれば、
ねじ蓋28の内側の凹部29に充填検知センサ22を取り付け、ねじ蓋28を貫通してリード線24を外部に導出したので、既設のねじ蓋28にドリルなどで孔をあけるだけで利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
本発明では、
コンクリート製の既設の構造物10の外周を、複数のコンクリート注入管連結部18を有する補強板17で包囲する工程と、
前記コンクリート注入管連結部18のいずれか複数個にコンクリート圧送管19を連結し、他のコンクリート注入管連結部18のいずれか複数個に内側に向けて充填検知センサ22を取り付ける工程と、
前記コンクリート圧送管19から構造物10と補強板17の間にコンクリート20を充填して補強する工程と、
このコンクリート20の充填状況を前記充填検知センサ22で検知し判定する工程と、
この判定結果に基づき充填されたコンクリート20の内部の隙間をなくするように処理する工程と、
コンクリート20が固まってからコンクリート注入管連結部18を取り外し、残留物を除去して空洞35を充填する工程と
によってコンクリート充填を検知する。
【実施例1】
【0015】
図1ないし図3において、地盤15の中に杭を打ち込み、その上に基礎コンクリート11を形成し、その基礎コンクリート11の上に構造物10が設けられ、さらに、構造物10の上に梁部材12を設け、この梁部材12の上に主桁14を介して床版13が載せられる。また、補強しようとする構造物10の外周に必要に応じて鉄筋(図示せず)を組み込み、その外周に補強板17を取り付ける。この工程は、従来と変わるところはない。従来例(図8、図9)と同一部分は同一符号を付す。
【0016】
前記補強板17には、縦横それぞれに約1m間隔で内外を貫通した孔が開けられており、この孔には、内側にねじ溝のついたナット27が溶接されてコンクリート注入管連結部18を構成している。このコンクリート注入管連結部18には、通常は、図3(d)に示すようなねじ蓋28が螺合されている。このねじ蓋28には、内側に円形の凹部29が形成され、この凹部29の反対側には、スパナ等でねじ込んだり、外したりするときの頭部30が形成されている。
【0017】
本発明では、補強板17の孔に着脱自在に螺合した前記コンクリート注入管連結部18を利用したものである。さらに詳しくは、このコンクリート注入管連結部18には、例えば、1つ置きにねじ蓋28を外してナット27にコンクリート圧送管19が取り付けられ、また、残りのコンクリート注入管連結部18のナット27には、図3(a)(b)に示すようなセンサ付きねじ蓋28が螺合される。このねじ蓋28には、振動素子からなる充填検知センサ22が取り付けられ、この充填検知センサ22付きのねじ蓋28は、ねじ蓋28の頭部30にリード線取り出し孔31をドリルなどで貫通穿設する。このリード線取り出し孔31に充填検知センサ22のリード線24を差し込み、また、充填検知センサ22の検知面25がねじ蓋28の内側の凹部29から大半が突出するようにして、凹部29に充填したシリコンゴムなどのシール材33で取り付け面26側を固定的に取り付ける。このとき、検知面25側は全面が露出した状態とする。頭部30から突出したリード線24はシール材33でシールされるとともに、頭部30にゴムキャップ32が被せられる。
各充填検知センサ22から導出されたリード線24は、補強板17の外側を経て図示しない判定制御回路を得てディスプレイに接続される。
このようにして、図2に示すように、補強板17に設けられたコンクリート注入管連結部18に、梁部材12とコンクリート圧送管19が交互に配されて取り付けられる。
【0018】
図3(a)(b)に示す例では、図3(c)に示すように充填検知センサ22が4角形をなしているため、充填検知センサ22の検知面25がねじ蓋28の凹部29から大半が突出するようにして凹部29に充填したシリコンゴムなどのシール材33で充填検知センサ22の取り付け面26側を固定的に取り付けた。
これに限られるものではなく、図4(a)(b)に示すように充填検知センサ22が円盤形をなし、後面からリード線24が導出しているようなものである場合には、検知面25が外側を向くようにして円形の凹部29に嵌め込みシール材33で固定するようにしてもよい。
【0019】
以上のような構成において、コンクリート20の注入前に、最下端のコンクリート圧送管19に取り付けた各充填検知センサ22にて検出した信号は、補強板17の外側のリード線24を経て図示しない判定制御回路に送られ、ディスプレイに表示される。図5(b)にて点線で示すように、コンクリート20の打ち込み前に検知面25が空気に接している場合には、例えば、10kHzにピークを持つ空気であることを示す曲線が表示され、コンクリート20が打ち込まれていないことを表示している。コンクリート20の打ち込み前に検知面25が水16に接している場合には、水16における特有のピークを持つ曲線が表示され、コンクリート20が打ち込まれていないことを表示する。
【0020】
つぎに、最下端の他のコンクリート注入管連結部18に連結したコンクリート圧送管19から、構造物10と補強板17との間に高さが約1mとなるまでコンクリート20を注入し、締め固める。この状態で最下端のコンクリート圧送管19に取り付けた各充填検知センサ22にて検出した信号は、補強板17の外側のリード線24を経て図示しない判定制御回路に送られ、ディスプレイに表示される。図5(a)に示すように、充填検知センサ22の検知面25がコンクリート20によって空洞35なく密着している状態では、図5(b)にて実線で示すようなコンクリート20が密着して打ち込まれたことを表す特性曲線(例えば、5〜7kHzにピークを持つコンクリート20であることを示す曲線)が表示される。
【0021】
ところが、コンクリート20の中の骨材34が多すぎたり、締め固めが不十分であったりしたときには、図6(a)に示すように、充填検知センサ22の検知面25の回りに空洞35が発生する。このようにコンクリート20が検知面25に密着していない状態では、図6(b)にて実線で示すようにコンクリート20の打ち込み前の点線で示す特性曲線と同様の曲線(例えば、10kHzにピークを持つ空気であることを示す曲線)が表示される。このような特性曲線の場合には、空洞35がなくなるように注入したコンクリート20の締め固め等の処理を行う。
【0022】
以下同様にして、最下端から2段目、3段目とコンクリート20の注入締め固めを行う。
コンクリート20が充分固まったらコンクリート注入管連結部18から連結していたコンクリート圧送管19を外す。また、充填検知センサ22を取り付けていたコンクリート注入管連結部18を、頭部30にスパナ等をかけて回して補強板17から取り外す。
コンクリート注入管連結部18を外した後に、内部のコンクリート20に充填検知センサ22やシール材33などの残留物がないかどうかを確認する。ねじ切れた充填検知センサ22の一部やシール材33が残っているときには、図7(a)のようにすべての残留物を取り除く。何もないことを確認した後に、図7(b)に示すように補強板17の表面が平らになるようにモルタル等の空洞35を充填する。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明によるコンクリート充填の検知方法及びその装置の一実施例を示す縦断面図である。
【図2】図1における横断面図である。
【図3】本発明によるコンクリート充填の検知方法及びその装置におけるコンクリート注入管連結部18とねじ蓋28の詳細を示すもので、(a)は、縦断面図、(b)は、左側面図、(c)は、充填検知センサ22の斜視図、(d)は、ねじ蓋28の斜視図である。
【図4】本発明によるコンクリート充填の検知方法及びその装置におけるコンクリート注入管連結部18とねじ蓋28の他の実施例を示すもので、(a)は、縦断面図、(b)は、充填検知センサ22の斜視図である。
【図5】(a)は、充填検知センサ22にコンクリート20が隙間なく密着している状態の縦断面図、(b)は、コンクリート20の打設前と正常な打設後の特性曲線図である。
【図6】(a)は、充填検知センサ22にコンクリート20が隙間をもって充填されている状態の縦断面図、(b)は、コンクリート20の打設前と正常でないコンクリート20の打設時の特性曲線図である。
【図7】(a)は、ナット27からねじ蓋28を外し、残留物を除去した空洞35の状態の縦断面図、(b)は、空洞35に充填材36を充填した状態の縦断面図である。
【図8】従来のコンクリート充填の検知方法及びその装置を示す縦断面図である。
【図9】図8における横断面図である。
【符号の説明】
【0024】
10…構造物、11…基礎コンクリート、12…梁部材、13…床版、14…主桁、15…地盤、16…水、17…補強板、18…コンクリート注入管連結部、19…コンクリート圧送管、20…コンクリート、21…センサ支持棒、22…充填検知センサ、23…作業台、24…リード線、25…検知面、26…取り付け面、27…ナット、28…ねじ蓋、29…凹部、30…頭部、31…リード線取り出し孔、32…ゴムキャップ、33…シール材、34…骨材、35…空洞、36…充填材。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンクリート製の既設の構造物の外周を、複数のコンクリート注入管連結部を有する補強板で包囲する工程と、
前記コンクリート注入管連結部のいずれか複数個にコンクリート圧送管を連結し、他のコンクリート注入管連結部のいずれか複数個に内側に向けて充填検知センサを取り付ける工程と、
前記コンクリート圧送管から構造物と補強板の間にコンクリートを充填して補強する工程と、
このコンクリートの充填状況を前記充填検知センサで検知し判定する工程と、
この判定結果に基づき充填されたコンクリートの内部の隙間をなくするように処理する工程と
からなることを特徴とするコンクリート充填の検知方法。
【請求項2】
コンクリートの内部の隙間をなくするように処理する工程の後に、コンクリートが固まってからコンクリート注入管連結部を取り外し、残留物を除去して空洞を充填する工程を付加したことを特徴とする請求項1記載のコンクリート充填の検知方法。
【請求項3】
コンクリート製の既設の構造物の外周を包囲するものであって、複数のコンクリート注入管連結部を有する補強板と、
前記コンクリート注入管連結部のいずれか複数個に連結され、前記構造物と補強板の間にコンクリートを充填するコンクリート圧送管と、
他のコンクリート注入管連結部のいずれか複数個に内側に向けて取り付け、リード線を外部へ導出した充填検知センサと
を具備したことを特徴とするコンクリート充填の検知装置。
【請求項4】
コンクリート注入管連結部は、所定間隔で穿設した補強板の孔にナットを取り付け、このナットにねじ蓋を着脱自在に螺合したことを特徴とする請求項3記載のコンクリート充填の検知装置。
【請求項5】
ねじ蓋の内側の凹部に充填検知センサを取り付け、ねじ蓋を貫通してリード線を外部に導出したことを特徴とする請求項4記載のコンクリート充填の検知装置。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2009−174205(P2009−174205A)
【公開日】平成21年8月6日(2009.8.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−14492(P2008−14492)
【出願日】平成20年1月25日(2008.1.25)
【出願人】(392036027)西川計測株式会社 (3)
【Fターム(参考)】