説明

コンクリート床版内の空隙の洗浄方法

【課題】コンクリート床版内の空隙を確実に洗浄して、その洗浄率を向上させる方法と、これに適する装置の提供を図る。
【解決手段】内部に空隙15を有するコンクリート床版11に対して、その厚み方向に縦孔16を明ける穿縦孔工程と、縦孔16の中にノズル21を入れて、ノズル21から軸方向と交わる方向に高圧水を噴射する噴射工程とを行い、縦孔16の壁面における前記空隙15の開口部分17から加圧された高圧水を直接侵入させ、空隙15内部を洗浄する。洗浄に際しては、基部32と、ノズル21の保持部33と、保持部33を送るための送り部34とを備えた操作装置31を用いて、送り部34によってノズル21を縦孔16の中に侵入させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コンクリート床版内の空隙の洗浄方法、特に橋梁のコンクリート床版の補修システムにおける空隙の洗浄方法と、このシステムの実施に適する装置の開発に関するものである。
【背景技術】
【0002】
コンクリートの補強は、コンクリート構造物の維持管理に欠かせないものであり、種々の方法が提案されている。図3に示すように、橋梁等におけるコンクリート床版、特に床版上面増厚によって補強されたコンクリート床版にあっては、既設床版101内部や、既設床版101と増厚コンクリート102との境界面での水平剥離103が発生していることが知られている(図中、104は床版の上のアスファルト層を示す)。この水平剥離103では、コンクリートの土砂化や空隙が生じており、床版上面増厚により発揮されるべき補強効果が得られていない状況が指摘されている。そのため、空隙の発生した床版に対して、強度の回復をめざして、現在は次の工程からなる補修工法が床版上面から施工されいる。
【0003】
図3を参照して、現状の補修工法を説明する。
(1)土砂化、空隙箇所を非破壊検査器で確認し、その箇所に該当する床版上面へマーキングを施す。
(2)複数の縦孔を床版上面から穿設し、1つの縦孔a1から1Mpa程度の高圧水、高圧エアを送り込むことにより、水平剥離箇所の洗浄を行なう。その際、必要に応じて加振機で振動を与える。他の縦孔a2から噴出する水の濁度がなくなった時点で洗浄完了し、次の縦孔a2から同様に洗浄を行なう。
(3)洗浄完了後、各縦孔から注入プラグを通じて速硬化型エポキシ樹脂を圧入する。所定量の注入を非破壊検査器で確認して終了する。
【0004】
ところが、本発明者の試験では、上記の補修工法では、十分な洗浄が行なえていない場合が多いことが判明した。図4にて、その具体的例を示すと、一つの縦孔a1から高圧水を送り込むと、水は、水路bを形成するように流れて、他の縦孔a2から排出される。他の縦孔a2から噴出する水の濁度がなくなった時点で洗浄完了し、他の縦孔a2から同様に洗浄を行なっても、先に出来た水路bを通って、元の縦孔a1から排出される。その結果、斜線で示す非洗浄箇所cが残ってしまう。この非洗浄箇所cには、土砂化したコンクリートが残っているため、これに対して速硬化型エポキシ樹脂を圧入しても、十分な強度を得ることができないことが判明した。
【0005】
他方、コンクリート床版の補強工事に関して、下記の先行技術文献が公開されている。特許文献1には、仮支承内部の砂に向けてウオータージェットを噴射して、砂をかき出す工法が開示されているが、この工法は、その図5及び明細書段落0030に記載されているように、ウオータージェットの噴射ノズルを内部に挿入するものではない。
また、特許文献2には、鉛直方向から供給される高圧水を、水平方向に方向転換して、橋軸方向にアブレッシブウオータージェットを噴射する工法が開示されているが、その目的は床版の切断を行なうことにある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許4213841号公報
【特許文献2】特開2003−286706号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、コンクリート床版内の空隙を確実に洗浄して、その洗浄率を向上させる方法と、これに適する装置を提供することを課題とする。
【0008】
また、本発明は、コンクリート床版内の空隙の洗浄率を改善し、目的の補強効果を確実に達成することができる補強方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、内部に空隙を有するコンクリート床版に対して、その厚み方向に縦孔を明ける穿縦孔工程と、前記縦孔の中にノズルを入れて、前記ノズルから前記縦孔の軸方向と交わる方向に高圧水を噴射する噴射工程とを行い、前記縦孔の壁面における前記被補強物の空隙の開口部分から加圧された高圧水を直接侵入させて、前記空隙内部を洗浄することを特徴とするコンクリート床版内の空隙の洗浄方法を提供する。
本発明にあっては、前記噴射工程がウォータージェットによる超高圧水を、前記ノズルを回転を回転させながら噴射する工程として実施することが望ましい。
【0010】
また、本発明では、前記穿縦孔工程において前記縦孔が複数明けられ、前記噴射工程において少なくとも1つの前記縦孔の中にノズルを入れて高圧水を噴射し、他の少なくとも1つの前記縦孔から前記噴射した水を排出させることができる。
【0011】
また、本発明では、前記コンクリート床版に設置される基部と、前記ノズルを保持する保持部と、前記基部に対して前記保持部を送る送り部とを備えた操作装置を前記コンクリート床版に設置し、前記送り部によって前記保持部を動かすことで、前記ノズルを前記縦孔の中に侵入させるようにしてもよい。
【0012】
さらに、上記の空隙の洗浄方法を実行する際に、橋梁の床版を前記コンクリート床版として実施し、前記の縦孔を橋梁の床版の下面から上方に向けて削孔するものであり、前記空隙の洗浄方法を実行した後に、前記縦孔の下方から充填材を前記空隙内に注入する充填工程を行うことにより、コンクリート床版の補強方法を確実になすることができる。
【0013】
また、本発明は、内部に空隙を有するコンクリート床版に対して、その厚み方向に形成された縦孔の中にノズルを入れて、前記ノズルから前記縦孔の軸方向と交わる方向に高圧水を噴射することにより前記空隙内部を洗浄する際に用いられる操作装置において、前記コンクリート床版に設置される基部と、前記ノズルを保持する保持部と、前記基部に対して前記保持部を送るための送り部とを備え、前記送り部を動かすことによって、前記ノズルを前記縦孔の中に侵入させるができるようにしたコンクリート床版の洗浄方法に用いる操作装置を提供する。
【発明の効果】
【0014】
本発明は、コンクリート床版内の空隙を確実に洗浄して、その洗浄率を向上させる方法を提供することができたものである。
また、本発明は、コンクリート床版内の空隙の洗浄率を改善し、目的の補強効果を確実に達成することができるコンクリート床版の補強方法を提供することができたものである。
さらに本発明は、上記方法の実施に際して、ノズルを安定して支持し、縦孔内に挿入することで、確実な洗浄を可能にした操作装置を提供することができたものである。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本願発明の実施の形態を示す側面からの説明図である。
【図2】本願発明の実施例の試験結果を示す平面図である。
【図3】従来例を示す側面からの説明図である。
【図4】従来例の試験結果を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
この実施の形態に係るコンクリート床版の空隙の洗浄方法並びに補強システムは次の工程にて実施される。なお、この実施の形態における洗浄補強の対象は、橋梁のコンクリート床版11であり、この床版11は、既設コンクリート12と、補強工事に際して既設コンクリート12の上面に形成された増厚コンクリート13とを備える。この床版11の上面にはアスファルト層14が形成されており、自動車道路用の橋梁として供用されており、床版11の内部、特に、既設コンクリート12と増厚コンクリート13との境界面には水平剥離15が発生しているものとする。なお、従来の水平剥離15に対する洗浄補強は、一般的に上面から実施されおり、本願にあっても、従来のように上面から行なうことも可能ではあるが、この実施の形態では、既設コンクリート12の下面から行なうことができるため、交通規制を行なう必要がなく、極めて有利である。
【0017】
(1)確認工程
まず、水平剥離15における空隙箇所を非破壊検査器で確認し、その箇所に該当する既設コンクリート12の下面にマーキングを施す。
【0018】
(2)穿縦孔工程
マーキングに従い、所定の位置に穿縦孔ドリルによって縦孔16を複数個形成する。この縦孔16は、少なくとも水平剥離15に到達する長さとし、アスファルト層14にまで達したり貫通してしまうものであっても実施不可能ではないが、アスファルト層14には到達しない方が好ましい。ノズル21の径は、15〜30mm程度のものが例示できるが、後述のノズル21が挿入できるものであれば特に限定されない。この穿縦孔は、一定の間隔(例えば、400〜600mm間隔)で行なうことが望ましいが、ウオータージェットの圧力や水平剥離15の状況に応じて適宜変更して実施することができる。
【0019】
(3)噴射工程
(3−1)概要
穿縦孔した縦孔16の中に水噴射用のノズル21を入れて、ノズル21の噴射孔22から縦孔16の軸方向と交わる方向に高圧水を噴射する。その際、ノズル21にはウオータージェット用のものを用いて、超高圧水をボンプpから噴射することが望ましい。この噴射は、縦孔16の軸方向と交わる方向に行なわれるものであるため、縦孔16の内壁面にて水平剥離15が露出した空隙部分(以下、剥離開口17という)に高圧水を直接侵入させることができ、これによって効率的に水平剥離15内部を洗浄することができる。なお、ここで、水平剥離15における「水平」とは、数学的な意味での水平を意味するものではなく、おおよそ床版11の広がり方向に沿って伸びるものを意味し、厚み方向に部分的に屈曲湾曲しているものをも含む。また、上記の噴射は、縦孔16の軸方向と交わる方向であればよく、直交するものに限るものではない。軸方向に対して斜めに噴射するものであっても、剥離開口17に直接侵入するものであればよい。ここで直接侵入するとは、従来のように縦孔16内を水が満たした後に、その水の圧力で剥離開口17から水平剥離15へと流れ込むものではなく、ノズル21の噴射孔22からの水の噴射が剥離開口17に到達する状態で、剥離開口17から水平剥離15内へと水が侵入する状態を意味するものである。
【0020】
(3−2)ノズルの運動
この噴射は、ノズル21の先端を運動させて行なうことが望ましい。このノズルの運動は、旋回方式、回転揺動方式、揺動方式などの種々の方式で行なえばよく、いずれにしても、縦孔16の周方向の全周に噴射孔22を向けて噴射させるようにすることが望ましい。これらのノズルの運動は、噴射の反力を利用する自転方式でもよく、別途の駆動手段を用いた他動方式でもよい。また、ノズル21の先端自体は運動させずに、ノズル21の全体を縦孔16の外部から手動又は動力を用いて回転旋回させるものでもよい。ノズル21に設けられる噴射孔22の数は、1個でもよく複数個でもよい。また、噴射中に従来のように、必要に応じて加振機で振動を与えることを妨げるものではない。
【0021】
(3−3)ノズルの位置
このノズル21は、噴射孔22からの噴射位置が剥離開口17に合致するように、セットすることが重要である。その方法は、予めファイバースコープで剥離開口17の位置(深さ)を把握して、その位置にノズル21の挿入長さを合わせるようにするなど、計器計測に基づく挿入を行なってもよく、或いは、計測を行なわずに、噴射しながら挿入していき、縦孔16から戻って出てくる水の量を見ながら、戻ってくる水の量が少なくなる位置を探して行なってもよい(戻ってくる水量が減少することは、噴射孔22からの噴射が剥離開口17に合致して、剥離開口17内に侵入していることを意味する)。また、位置が決定できれば、一定の挿入深さにノズル21を止めて噴射を継続するようにすればよいが、縦孔16の軸方向にノズル21を僅かに動かしながら、噴射を行なうようにしてもよい。
【0022】
(3−4)操作装置
この操作装置31は、床版11に設置される基部32と、ノズル21を保持する保持部33と、基部32に対して保持部33を送るための送り部34とを備える。
基部32は、この例では全体が平板状をなしており、一方の面(上面)に床版11の下面に接触する複数の設置脚35を有すると共に、上下に貫通したノズル通過部36を有する。この基部32には、上下に貫通した固定用部分37が設けられており、この固定用部分37の、他方の面(下面)から上方の床版11に、アンカー38を打ち込んで固定する。
【0023】
保持部33は、ノズル21を保持するもので、この例では、上下に2箇所の挟持部39を備えたもので、挟持部39にてノズル21を挟むと共に押えネジ40を締め付けて固定する。
【0024】
送り部34は、この例では、上記保持部33に固定された移動子41を有するもので、この移動子41をねじによって上下に移動させる。具体的には、基部32に、複数のガイド軸42と雄ねじ43とが、上下方向に設けられている。この移動子41は、ねじの送り装置を内蔵し、ハンドル44を回転させることで、内部のボールねじ(図示せず)が雄ねじ43に対して送り作用を果たすもので、移動子41は、ガイド軸42にガイドされながら上下動すると共に、ハンドル44による回転を停止した位置で、停止する。これにより、ノズル21を縦孔16の軸方向に移動させて所望の位置で停止させることができ、ノズル21の位置決めを極めて簡単且つ確実に行なうことができる。なお、駆動手段は手動のほか、電動などで行なうこともでき、複雑な制御装置や計測装置を組み合わせて実施することもできるが、耐久性を考慮すると、本例の方が有利であるとも言える。
【0025】
(3−5)噴射洗浄
洗浄は、ウォータージェットで行なうのが効果的である。具体的には、ノズル21のセット完了後、ノズル21に接続した超高圧ポンプを作動させ、水圧150Mpa〜250Mpa程度の超高圧水を噴射孔22から噴射させて、噴射孔22から剥離開口17へ直接超高圧水を侵入させる。なお、水圧150Mpa未満の従来と同様な高圧水を噴射させることも排除するものではないが、150Mpa〜250Mpa程度の水圧で行なことが最も効果的である。
他の縦孔16から噴出する水の濁度がなくなった時点で洗浄完了し、次の他の縦孔16から同様に洗浄を行なう。
【0026】
(4)乾燥工程
必要に応じて水平剥離15内部を乾燥させる。縦孔16から高圧空気や温風を送り込むことにより強制的に乾燥させてもよく、自然乾燥させてもよい。乾燥の程度や必要性については、次の充填工程に用いる充填材の条件に応じて実施する。
【0027】
(5)充填工程
各縦孔16から、注入プラグ等の注入器具を通じて、充填材を注入充填する。充填材としては、速硬化型エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリマーセメントスラリー等々、各種コンクリート補修用の充填材やコンクリート用接着剤を用いることができる。
【実施例】
【0028】
以下、本発明の理解を高めるために実施例を示すが、本発明はこの実施例に限定して理解されるべきではない。
【0029】
試験体の作成:コンクリート板とアクリル板とを離間空隙距離3mmで設置し、当該空隙にウオータージェットはつりによって発生したスラッジを配置した試験体を作成した。試験体は、図2に示すように、平面の大きさが2500mm×1500mmとした。試験体の周囲(コンクリート板とアクリル板との空隙周囲)は目地止めで封止した。
穿縦孔工程:この試験体に8個の縦孔16(1)〜16(8)を下方のコンクリート板から上方のアクリル板に達するまで形成した。
【0030】
噴射工程:操作装置31によってノズル21を1つの縦孔16(1)に挿入し、コンクリート板とアクリル板との間の空隙部に噴射孔22を位置合わせした。水圧約200Mpaの超高圧水を噴射孔22から噴射させて、空隙部へ直接超高圧水を侵入させた。他の縦孔16(2)〜16(8)から噴出する水の濁度がなくなった時点で洗浄完了し、次の縦孔16(2)〜16(8)から順次同様に洗浄を行なった。噴射の順序は16(1)〜16(8)の順序とした。図2にスラッジの残部分sを斜線で示した。斜線の施されていない箇所はきれいに洗浄できた箇所であり、その面積の比率を洗浄率とすると、洗浄率は86.6%であった。この洗浄率は、充填工程での接着剤などの充填で目的の強度を発揮させるに、十分な洗浄率であった。
【符号の説明】
【0031】
11 床版
12 既設コンクリート
13 増厚コンクリート
14 アスファルト層
15 水平剥離
16 縦孔
17 剥離開口
21 ノズル
22 噴射孔
31 操作装置
32 基部
33 保持部
34 送り部
35 設置脚
36 ノズル通過部
37 固定用部分
38 アンカー
39 挟持部
40 押えネジ
41 移動子
42 ガイド軸
43 雄ねじ
44 ハンドル

【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部に空隙を有するコンクリート床版に対して、その厚み方向に縦孔を明ける穿縦孔工程と、
前記縦孔の中にノズルを入れて、前記ノズルから前記縦孔の軸方向と交わる方向に高圧水を噴射する噴射工程とを行い、
前記縦孔の壁面における前記コンクリート床版の空隙の開口部分から加圧された高圧水を直接侵入させて、前記空隙内部を洗浄することを特徴とするコンクリート床版内の空隙の洗浄方法。
【請求項2】
前記噴射工程がウォータージェットによる超高圧水を、前記ノズルを回転させながら噴射する工程であることを特徴とする請求項1記載のコンクリート床版内の空隙の洗浄方法。
【請求項3】
前記穿縦孔工程において前記縦孔が複数明けられ、
前記噴射工程において少なくとも1つの前記縦孔の中にノズルを入れて高圧水を噴射し、他の少なくとも1つの前記縦孔から前記噴射した水を排出させることを特徴とする請求項1又は2記載のコンクリート床版内の空隙の洗浄方法。
【請求項4】
前記コンクリート床版に設置される基部と、前記ノズルを保持する保持部と、前記基部に対して前記保持部を送る送り部とを備えた操作装置を前記コンクリート床版に設置し、
前記送り部によって前記保持部を動かすことで、前記ノズルを前記縦孔の中に侵入させることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のコンクリート床版内の空隙の洗浄方法。
【請求項5】
橋梁の床版を前記コンクリート床版として、請求項1〜4に記載の空隙の洗浄方法を実行する際に、前記の縦孔を橋梁の床版の下面から上方に向けて穿設するものであり、前記空隙の洗浄方法を実行した後に、前記縦孔の下方から充填材を前記空隙内に注入する充填工程を行うことを特徴とするコンクリート床版の補強方法。
【請求項6】
内部に空隙を有するコンクリート床版に対して、その厚み方向に形成された縦孔の中にノズルを入れて、前記ノズルから前記縦孔の軸方向と交わる方向に高圧水を噴射することにより前記空隙内部を洗浄する際に用いられる操作装置において、
前記コンクリート床版に設置される基部と、前記ノズルを保持する保持部と、前記基部に対して前記保持部を送るための送り部とを備え、
前記送り部を動かすことによって、前記ノズルを前記縦孔の中に侵入させるができるようにしたコンクリート床版の洗浄方法に用いる操作装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2013−60791(P2013−60791A)
【公開日】平成25年4月4日(2013.4.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−201724(P2011−201724)
【出願日】平成23年9月15日(2011.9.15)
【出願人】(593093858)西日本高速道路エンジニアリング関西株式会社 (11)
【出願人】(500403309)株式会社ケミカル工事 (10)
【Fターム(参考)】