(57)【要約】      （修正有）【課題】ＡＳＲ（アルカリシリカ反応）の状況とその進行性を長期間に亘り継続的に容易かつ安価に評価可能な、コンクリート構造物の耐荷力モニタリング方法を提供する。【解決手段】コンクリート構造物にモニタリングホールを削孔し、その壁面を第１センサーによりスキャニングし、画像解析によりＡＳＲの１次診断を行う。追跡調査の必要性がある場合には、残存耐荷力の照査を行う。残存耐荷力が必要耐荷力以上である場合には、前記壁面に第２センサーを設置して、ひび割れの進行性をモニタリングすると共に、前記モニタリングホールを貫くひび割れに第３センサーを設置して、ひび割れ幅をモニタリングし、さらに前記モニタリングホール内にデータロガーを内蔵した止水器を設置し、前記第２センサーおよび前記第３センサーからのモニタリングデータに基づいて、ひび割れ深さの照査を行い、ひび割れ深さが限界深さを超えていれば、再度、ＡＳＲの１次診断を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物に小口径のモニタリングホールを削孔し、前記モニタリングホールの壁面を第１センサーによりスキャニングし、画像解析によりコンクリート構造物のＡＳＲの１次診断を行い、追跡調査の必要性がある場合には、残存耐荷力（ＩRm）の照査を行い、残存耐荷力（ＩRm）が必要耐荷力（ＩLm）以上である場合には、さらに、ＡＳＲの進行性を確認するために、前記モニタリングホールの壁面に第２センサーを設置して、ひび割れの進行性をモニタリングすると共に、前記モニタリングホールを貫くひび割れに第３センサーを設置して、ひび割れの開口幅をモニタリングし、さらに、前記モニタリングホール内にデータロガーを内蔵した止水器を設置し、そして、前記第２センサーおよび前記第３センサーからのモニタリングデータに基づいて、ひび割れ深さ（ＬASR）の照査を行い、ひび割れ深さ（ＬASR）がひび割れ限界深さ（Ｌlim）を超えていれば、再度、ＡＳＲの１次診断を行うことを特徴とする、コンクリート構造物の耐荷力モニタリング方法。
【請求項２】
前記第１センサーは、ラインセンサーからなっていることを特徴とする、請求項１に記載の、コンクリート構造物の耐荷力モニタリング方法。
【請求項３】
前記第２センサーは、導電材料からなっていることを特徴とする、請求項１または２に記載の、コンクリート構造物の耐荷力モニタリング方法。
【請求項４】
前記第３センサーは、πゲージからなっていることを特徴とする、請求項１から３の何れか１つに記載の、コンクリート構造物の耐荷力モニタリング方法。
【請求項５】
前記１次診断の記録および前記モニタリングデータをデータベース化することを特徴とする、請求項１から４の何れか１つに記載の、コンクリート構造物の耐荷力モニタリング方法。
【請求項６】
前記モニタリングホールの径は、１５ｍｍから３０ｍｍであることを特徴とする、請求項１から５の何れか１つに記載の、コンクリート構造物の耐荷力モニタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コンクリート構造物の耐荷力モニタリング方法、特に、コア試料を採取することなく、ＡＳＲ（アルカリシリカ反応）の状況とその進行性を長期間に亘り継続的に容易かつ安価に評価可能な、コンクリート構造物の耐荷力モニタリング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＡＳＲが生じたコンクリート構造物においては、その表面に多数のひび割れが発生していて、ひび割れは、ＡＳＲの進行に伴ってコンクリート構造物の内部にまで進展する。このようにして発生したひび割れは、その深さによって、コンクリート構造物の耐荷力に及ぼす影響の程度が異なる。
【０００３】
一般的に、コンクリート構造物の耐荷力の検査は、コンクリート構造物から、径７５ｍｍ、長さ２００ｍｍ程度の大きさを有するコア試料を採取し、このコア試料を観察することにより行われていた。
【０００４】
しかし、コア試料は、上述した大きさを有することから、その採取に費用と労力を要し、しかも、耐荷力低下が懸念されるひび割れが発生している面からの採取が行えない場合があった。また、採取により形成された孔にモルタル等を充填して修復する必要があった。しかも、後日、ＡＳＲの進行性を評価するために、ひび割れの進展状況を確認するには、再度、コア試料を採取する必要があった。
【０００５】
ひび割れの深さは、コア試料の観察による方法が一般的であるが、コア試料の観察によるＡＳＲの進行性の評価には、高度の専門知識が求められるので、専門家に依頼せざるを得なかった。このために、ＡＳＲの進行性の評価には、費用が嵩んでいた。
【０００６】
ＡＳＲの進行性は、膨張試験によって確認されるが、膨張試験の実施には、長期間を要するので、この点からもＡＳＲの進行性の評価には、費用が嵩んでいた。しかも、膨張試験に供するコア試料は、比較的に健全な個所から採取されるので、劣化した箇所のＡＳＲの進行程度を示す結果とは必ずしもならなかった。
【０００７】
特許文献１には、コンクリート構造物に検査孔をあけ、この検査孔に光ファイバースコープまたは超小型ＣＣＤカメラを挿入し、孔の内部を遠隔画像観察して、コンクリート構造物に生じている空洞やひび割れを検査する方法が開示されている。以下、この検査方法を従来法という。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来法によれば、コア試料を採取することなく、ＡＳＲの進行性の判定を遠隔画像観察により行えるが、ＡＳＲの進行性の長期間に亘る判定には不向きであった。
【０００９】
従って、この発明の目的は、コア試料を採取することなく、ＡＳＲの状況とその進行性を長期間に亘り継続的に容易かつ安価に判定可能な、コンクリート構造物の耐荷力モニタリング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、下記を特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、コンクリート構造物に小口径のモニタリングホールを削孔し、前記モニタリングホールの壁面を第１センサーによりスキャニングし、画像解析によりコンクリート構造物のＡＳＲの１次診断を行い、追跡調査の必要性がある場合には、残存耐荷力（ＩRm）の照査を行い、残存耐荷力（ＩRm）が必要耐荷力（ＩLm）以上である場合には、さらに、ＡＳＲの進行性を確認するために、前記モニタリングホールの壁面に第２センサーを設置して、ひび割れの進行性をモニタリングすると共に、前記モニタリングホールを貫くひび割れに第３センサーを設置して、ひび割れの開口幅をモニタリングし、さらに、前記モニタリングホール内にデータロガーを内蔵した止水器を設置し、そして、前記第２センサーおよび前記第３センサーからのモニタリングデータに基づいて、ひび割れ深さ（ＬASR）の照査を行い、ひび割れ深さ（ＬASR）がひび割れ限界深さ（Ｌlim）を超えていれば、再度、ＡＳＲの１次診断を行うことに特徴を有するものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１センサーは、ラインセンサーからなっていることに特徴を有するものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記第２センサーは、導電材料からなっていることに特徴を有するものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか１つに記載の発明において、前記第３センサーは、πゲージからなっていることに特徴を有するものである。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか１つに記載の発明において、前記１次診断の記録および前記モニタリングデータをデータベース化することに特徴を有するものである。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５の何れか１つに記載の発明において、前記モニタリングホールの径は、１５ｍｍから３０ｍｍであることに特徴を有するものである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、以下のような効果が得られる。
（ａ）コンクリート構造物からコア試料を採取する必要がなく、コンクリート構造物に小口径のモニタリングホールをあけるのみで良い。
（ｂ）モニタリングホールの壁面を第１センサーとしてのラインセンサーによりスキャニングし、画像解析することによって、コンクリート構造物の内部のひび割れを確認することができると共に、ひび割れの観察結果からＡＳＲを１次診断（簡易評価）することができる。
（ｃ）モニタリングホールの壁面に第２センサーとしての導電材料を設置してひび割れの進行性をモニタリングすると共に、モニタリングホールを貫くひび割れに第３センサーとしてのπゲージを設置してひび割れの開口幅をモニタリングすることによって、長期間を要する膨張試験を行うことなく、実構造物におけるＡＳＲの進行性を容易かつ安価に評価することができる。
（ｄ）コア試料を採取する必要がなく、コンクリート構造物に小口径のモニタリングホールをあけるのみで良いので、劣化した箇所および検討上の重要断面におけるＡＳＲの進行性をモニタリングすることができる。
（ｅ）ＡＳＲの簡易検査およびモニタリングデータをデータベース化することによって、ＡＳＲが生じたコンクリート構造物の耐荷力を長期間に亘り継続的に評価することができる。
（ｆ）モニタリングホールにデータロガーを内蔵した止水器を挿入することによって、モニタリングに要する労力を削減することができ、しかも、モニタリングを長期間に亘り継続的に行うことができ、さらに、モニタリングホールにモルタル等を充填することなく、コンクリートの劣化の進行を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の、コンクリート構造物の耐荷力モニタリング方法のフロー図である。
【図２】ＡＳＲによりコンクリート構造物内に生じたひび割れの模式図である。
【図３】構造計算によるコンクリート構造物の重要断面の抽出法を示す説明図であり、（ａ）は、分布荷重作用時の曲げモーメント図であり、（ｂ）は、集中荷重作用時の曲げモーメント図である。
【図４】この発明の、コンクリート構造物の耐荷力モニタリング方法の作業工程を示す概略斜視図であり、（ａ）は、モニタリング用ひび割れの選定工程であり、（ｂ）は、モニタリングホールの削孔工程であり、（ｃ）は、モニタリングホールの洗浄工程であり、（ｄ）は、モニタリングホールのラインセンサーによるスキャニング工程であり、（ｅ）は、導電材料とπゲージの設置工程であり、（ｆ）は、止水器の設置工程である。
【図５】ＡＳＲが生じたコンクリート構造物の画像を示す写真である。
【図６】残存耐荷力の照査の説明図であり、（ａ）は、健全なコンクリート構造物の断面図であり、（ｂ）は、ＡＳＲによるひび割れが生じたコンクリート構造物の断面図である。
【図７】導電材料の設置例を示す示す断面図である。
【図８】πゲージの設置例を示す正面図である。
【図９】止水器を示す斜視図である。
【図１０】止水器を示す平面図である。
【図１１】止水器を示す側面図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
この発明の、コンクリート構造物の耐荷力モニタリング方法の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、この発明の、コンクリート構造物の耐荷力モニタリング方法のフロー図である。図１中、各ステップを（Ａ）から（Ｌ）で示す。
【００２１】
図１に示すように、この発明は、先ず（ＳＴＡＲＴ）、コンクリート構造物の外観に生じているひび割れを観察する（Ａ）。
【００２２】
図２に示すように、ＡＳＲが生じているコンクリート構造物１内には、コンクリート構造物１の奥部まで割れが進展していて、追跡調査を要するひび割れ２と、コンクリート構造物１の奥部まで割れが進展していない、追跡調査が不要なひび割れ３とが生じている。４は、コンクリート構造物１内に配された鉄筋である。
【００２３】
上述のように、コンクリート構造物１の外観ひび割れを観察すると共に、構造計算によって、耐荷力の検査が必要な箇所、すなわち、重要断面を抽出（Ｂ）し、図４（ａ）に示すように、追跡調査を要するモニタリング用ひび割れ２を選定する。以下に、重要断面の具体的な抽出法を説明する。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、例えば、門形をなすコンクリート構造物１の上部壁に荷重（図中、矢印で示す。）が均等に分布して作用した場合の曲げモーメントは、図中、一点鎖線で示すようになる。従って、抽出する重要断面（Ｓ）は、コンクリート構造物１の上部壁の中央部と垂直壁の上部および下部となる。
【００２５】
また、図３（ｂ）に示すように、門形をなすコンクリート構造物１の上部壁の中央部に荷重（図中、矢印で示す。）が集中して作用した場合の曲げモーメントは、図中、一点鎖線で示すようになる。従って、抽出する重要断面（Ｓ）は、コンクリート構造物１の上部壁の中央部と両端部、および、垂直壁の上部および下部となる。
【００２６】
次に、モニタリングホールの削孔位置を決定し（Ｃ）、次に、図４（ｂ）に示すように、コンクリート構造物１のひび割れ箇所にドリルによって、例えば、径２５ｍｍ、深さ２００ｍｍの孔をあけ、そして、図４（ｃ）に示すように、モニタリングホール５内を水等により洗浄してモニタリングホール５を作成する（Ｄ）。
【００２７】
次に、図４（ｄ）に示すように、第１センサーとしてのラインセンサー６をモニタリングホール５内に挿入して、モニタリングホール５の壁面をスキャニングし、画像解析によりコンクリート構造物１のＡＳＲの１次診断を行う（Ｅ）。この１次診断の検査記録は、データベースに蓄積しておく（Ｆ）。このときのモニタリングホール５の壁面の画像の一例を図５に示す。図５に示すように、モニタリングホール５の壁面に、ＡＳＲによるひび割れと骨材割れが見られる。
【００２８】
次に、ＡＳＲの１次診断の結果から追跡調査の必要性を判断する（Ｇ）。追跡調査の必要性がない場合には、検査を終了する（ＥＮＤ）。一方、追跡調査の必要性がある場合には、残存耐荷力の照査を行う（Ｈ）。この照査記録は、データベースに蓄積しておく（Ｆ）。残存耐荷力の照査は、以下のようにして行う。
【００２９】
必要耐荷力（ＩLm）と残存耐荷力（ＩRm）とを比較し、残存耐荷力（ＩRm）が必要耐荷力（ＩLm）未満であれば、補修・補強を行う（Ｉ）。一方、残存耐荷力（ＩRm）が必要耐荷力（ＩLm）以上であれば、検査結果を平均化して正確性を期すために、別のモニタリングホール５を追加作成する（Ｊ）。
【００３０】
必要耐荷力（ＩLm）は、図６（ａ）に示すように、鉄筋４が配された健全なコンクリート構造物１の断面の有効高さ（ｄ）に基づいて計算する。また、残存耐荷力（ＩRm）は、図６（ｂ）に示すように、有効高さ（ｄ）からひび割れが生じた高さ（Δｄ）を差し引いた（ｄ−Δｄ）を、ＡＳＲによるひび割れが生じたコンクリート構造物１の断面の有効高さとして計算する。
【００３１】
次に、図７および図４（ｅ）に示すように、モニタリングホール５の壁面に第２センサーとしての導電材料７を設置して、ひび割れ２の進行性をモニタリングする。導電材料７は、モニタリングホール５の壁面にモニタリングホール５の深さ方向と交差して複数枚（図７に示す例では、２枚）、貼り付けられ、リード線８を介して後述するデータロガー１４と止水器１１の電池１５に接続されている。導電材料７は、ひび割れ２の進行によって導電材料７が断線すると、通電が停止することによって、ひび割れ２の進行性をモニタリングする。
【００３２】
また、図８および図４（ｅ）に示すように、モニタリングホール５を貫くひび割れ２に第３センサーとしてのπゲージ（歪計）９を設置して、ひび割れ２の開口幅をモニタリングする。πゲージ９は、リード線１０を介してデータロガー１４と電池１５に接続されている。
【００３３】
そして、図７、図８および図４（ｆ）に示すように、モニタリングホール５内にデータロガーを内蔵した止水器１１を挿入して設置する（Ｋ）。止水器１１の後述する電池ソケット１６は、モニタリングホール５から突出する。
【００３４】
止水器１１について、図面を参照しながら説明する。
【００３５】
図９は、止水器を示す斜視図、図１０は、止水器を示す平面図、１１は、止水器を示す側面図、図１２は、 図１１のＡ−Ａ線断面図である。
【００３６】
図９から図１２に示すように、止水器１１は、モニタリングホール５内に挿入される樋状ケーシング１２と、ケーシング１２内に設けられた密閉筒状のデータロガー格納室１３と、データロガー格納室１３内に格納された複数個（この例では、３個）のデータロガー１４と、電池１５が内蔵された電池ソケット１６とからなっている。データロガー１４は、導電材料７およびπゲージ９によるモニタリングデータを記憶する。
【００３７】
電池１５は、データロガー１４と導電材料７とπゲージ９とに接続されている。電池ソケット１６は、モニタリングホール５の径より大径に形成されているので、電池ソケット１６は、ケーシング１２をモニタリングホール５内に挿入したときにモニタリングホール５から突出する。これによって、電池ソケット１６が目印となると共に、データロガー１４の記憶データの読み取りの際に、止水器１１をモニタリングホール５から容易に引き抜くことができる。
【００３８】
ケーシング１２と電池ソケット１６との間には、止水用ゴムリング１７が取り付けられている。止水用ゴムリング１７は、ケーシング１２をモニタリングホール５内に挿入した後の止水作用とケーシング１２の抜け止め作用を有している。
【００３９】
ケーシング１２の内面は、電池ソケット１６側に若干傾斜していて、電池ソケット１６側のケーシング１２の底部には、排水孔１８が形成されている。これによって、ひび割れ２からケーシング１２内に流入した雨水は、止水器１１外に容易に排水されるので、データロガー格納室１３内への雨水の流入が確実に防止できる。また、モニタリングホール５の奥部が滞水して、コンクリート構造物１の劣化が進行することを防止できる。
【００４０】
次に、モニタリングしたひび割れ２の深さの照査を行う（Ｌ）。この照査は、以下のようにして行う。
【００４１】
モニタリングしたひび割れ２の深さ（ＬASR）とひび割れ２の限界深さ（Ｌlim）（図７参照）とを比較し、ひび割れ２の深さ（ＬASR）がひび割れ２の限界深さ（Ｌlim）以下であれば、検査を終了し（ＥＮＤ）、ひび割れ２の深さ（ＬASR）がひび割れ２の限界深さ（Ｌlim）を超えていれば、再度、ＡＳＲの１次診断を行う（Ｅ）。
【００４２】
以上のようにして、コンクリート構造物の耐荷力モニタリングが行われる。
【００４３】
以上説明したように、この発明によれば、以下のような効果がもたらされる。
【００４４】
コンクリート構造物からコア試料を採取する必要がなく、コンクリート構造物に小口径のモニタリングホールをあけるのみで良い。
【００４５】
また、コンクリート構造物の内部のひび割れを確認することができると共に、ひび割れの観察結果からＡＳＲを１次診断（簡易評価）することができる。
【００４６】
また、長期間を要する膨張試験を行うことなく、実構造物におけるＡＳＲの進行性を容易かつ安価に評価することができる。
【００４７】
また、劣化した箇所および検討上の重要断面におけるＡＳＲの進行性をモニタリングすることができる。
【００４８】
また、ＡＳＲが生じたコンクリート構造物の耐荷力を長期間に亘り継続的に評価することができる。
【００４９】
そして、モニタリングに要する労力を削減することができ、しかも、モニタリングを長期間に亘り継続的に行うことができ、さらに、モニタリングホールにモルタル等を充填することなく、コンクリートの劣化の進行を抑制することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１：コンクリート構造物
２：追跡調査を要するひび割れ
３：追跡調査が不要なひび割れ
４：鉄筋
５：モニタリングホール
６：ラインセンサー
７：導電材料
８：リード線
９：πゲージ
１０：リード線
１１：止水器
１２：ケーシング
１３：データロガー格納室
１４：データロガー
１５：電池
１６：電池ソケット
１７：止水用ゴムリング
１８：排水孔
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図５】
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