(57)【要約】【課題】施工者や発注者の経済性の向上、既設構築物の供用者の良好な利用の早期回復を図ることができると共に、高品質な固結材による固定を確保することができる。【解決手段】耐震補強すべき既設構築物に形成される開口１０３内に耐震補強架構２を設置すると共に、耐震補強架構２の周縁と開口１０３の周面との間の隙間を塞ぐようにして型枠３・３を配置する第１工程と、固結材６として、練り上がりから凝結開始までの時間が１時間以上で、且つ圧縮強度が少なくとも練り上がりからの材齢１２時間で５Ｎ／ｍｍ２以上の材料を用い、型枠３・３内に充填する第２工程と、固結材６の充填後、練り上がりから６時間以上２４時間未満の間に型枠３・３を撤去して、固結材６の充填状況を確認し、必要に応じて充填が不十分な箇所を補修する第３工程とを備え、第２工程から第３工程までの工程を１日以内に完了する既設構築物の耐震補強工法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐震補強すべき既設構築物に形成される開口内に耐震補強架構を設置すると共に、前記耐震補強架構の周縁と前記開口の周面との間の隙間を塞ぐようにして型枠を配置する第１工程と、
固結材として、練り上がりから凝結開始までの時間が１時間以上で、且つ圧縮強度が少なくとも練り上がりからの材齢１２時間で５Ｎ／ｍｍ２以上の材料を用い、前記型枠内に前記固結材を充填する第２工程と、
前記固結材の充填後、練り上がりから６時間以上２４時間未満の間に前記型枠を撤去して、前記固結材の充填状況を確認し、必要に応じて充填が不十分な箇所を補修する第３工程とを備え、
前記第２工程から前記第３工程までの工程を１日以内に完了することを特徴とする既設構築物の耐震補強工法。
【請求項２】
前記第３工程において、前記固結材の充填後、練り上がりから６時間以上１２時間以下の間に前記型枠を撤去することを特徴とする請求項１記載の既設構築物の耐震補強工法。
【請求項３】
前記固結材として、カルシウムアルミネートと石膏類とからなる速硬材と、遊離石灰を含むカルシウムスルホアルミネートからなる膨張材と、水溶性セルロースエーテルとを含有し、Ｊ１４漏斗流下値が２〜１２秒である速硬性無収縮グラウトモルタルを用いることを特徴とする請求項１又は２記載の既設構築物の耐震補強工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鉄筋コンクリート構築物等の既設構築物の耐震補強工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリートの既設構築物を耐震補強する工法として、柱と梁によって構成される開口内に鉄骨枠付ブレースのような耐震補強架構を据え付ける工法が知られている。この耐震補強架構を開口内に据え付ける場合には、開口内の所定位置に耐震補強架構を仮固定し、耐震補強架構の周囲と柱や梁との間に型枠を設置し、グラウト材を注入して行う。グラウト材には、品質や施工性等を考慮して、セメント系無収縮モルタルを使用するのが一般的である。
【０００３】
この無収縮モルタルとその施工は、耐震補強架構と既設構築物とを連結して一体化する重要なものであるため、通常は非特許文献１、２のように、所定品質のものが所定の施工監理状態で施工される。非特許文献１においては、無収縮モルタルの湿潤養生期間はひび割れ防止のために５〜７日程度とされる。非特許文献２においては、型枠の取り外しはグラウト材である無収縮モルタルが十分に硬化し、かつ型枠による膨張圧の拘束が不要になってから行うとされ、その養生期間は３日間が標準とされている。尚、本件出願に関連する他の先行技術文献として特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０８６９６９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】建築改修工事監理指針 平成１９年版 下巻（発行：財団法人建築保全センター）
【非特許文献２】耐震改修設計指針 ２００１年（発行：財団法人日本建築防災協会）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記無収縮モルタルのグラウト材の施工では、グラウト材の養生のためには注入作業後、さらに３日後、或いは５〜７日後まで型枠や足場をそのまま置いておかなければならず、一箇所当たりに長い工期を見込む必要がある。この工期の長期化は、施工者や発注者にとって不経済であると共に、既設構築物を供用中のまま耐震補強工事を行われる既設構築物の利用者にとっても望ましい状態ではない。
【０００７】
また、グラウト材注入後の３日後、或いは５〜７日後に型枠を外す作業を行うとなると、これを行う作業者はグラウト材の注入に関わった作業者と同じ作業者でない場合が多い。そのため、型枠脱型時に万一、グラウト注入作業に起因するひび割れ等があった場合に、それを発見、補修するのは異なる作業者となるが、斯様な作業者の相違はグラウト品質の確保の観点から望ましくない。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、施工者や発注者の経済性の向上、既設構築物の供用者の良好な利用の早期回復を図ることができると共に、高品質な固結材による固定を確保することができる既設構築物の耐震補強工法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】
【０００９】
本発明の既設構築物の耐震補強工法は、耐震補強すべき既設構築物に形成される開口内に耐震補強架構を設置すると共に、前記耐震補強架構の周縁と前記開口の周面との間の隙間を塞ぐようにして型枠を配置する第１工程と、固結材として、練り上がりから凝結開始までの時間が１時間以上で、且つ圧縮強度が少なくとも練り上がりからの材齢１２時間で５Ｎ／ｍｍ２以上の材料を用い、前記型枠内に前記固結材を充填する第２工程と、前記固結材の充填後、練り上がりから６時間以上２４時間未満の間に前記型枠を撤去して、前記固結材の充填状況を確認し、必要に応じて充填が不十分な箇所を補修する第３工程とを備え、前記第２工程から前記第３工程までの工程を１日以内に完了することを特徴とする。
前記構成では、特定の特性を有する固結材を用い、固結材の充填、型枠の撤去、固結材の充填状況の確認及び必要な補修を一日以内に完了することから、作業を合理化し、施工者や発注者の経済性の向上、既設構築物の供用者の良好な利用の早期回復を図ることができる。また、一日以内の完了により、固結材の充填を行った作業者自身が固結材の充填状況の確認や補修を行うことが可能となり、固結材の固定品質に責任を負え、高品質な固結材による固定を確保することができる。
【００１０】
本発明の既設構築物の耐震補強工法では、前記第３工程において、前記固結材の充填後、練り上がりから６時間以上１２時間以下の間に前記型枠を撤去することを特徴とする。
前記構成では、作業をより確実に一日以内に完了することができ、一層の作業の合理化を図ることができる。
【００１１】
本発明の既設構築物の耐震補強工法では、前記固結材として、カルシウムアルミネートと石膏類とからなる速硬材と、遊離石灰を含むカルシウムスルホアルミネートからなる膨張材と、水溶性セルロースエーテルとを含有し、Ｊ１４漏斗流下値が２〜１２秒である速硬性無収縮グラウトモルタルを用いることを特徴とする。
前記構成では、特許文献１に開示の特定の速硬性無収縮グラウトモルタルを用いることにより、水和熱が発生して熱膨張によるひび割れが発生する以前に所定強度を発現させておくことができ、初期ひび割れの発生を防止することができる。また、ブリージング水が浮上するより早く硬化し、表層に脆い部分が浮き上がる前に固めることができるので、品質の良い均質な固結材の固定を行うことができ、表面仕上げが良好となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の既設構築物の耐震補強工法は、特定の特性を有する固結材を用い、固結材の充填、型枠の撤去、固結材の充填状況の確認及び必要な補修を一日以内に完了することにより、作業を合理化し、施工者や発注者の経済性の向上、既設構築物の供用者の良好な利用の早期回復を図ることができる。また、固結材の充填を行った作業者自身が固結材の充填状況の確認や補修を行うことが可能となり、固結材の固定品質に責任を負え、高品質な固結材による固定を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による実施形態の既設構築物の耐震補強工法を適用する耐震補強構造で、型枠固定治具を省略して固結材を充填する前の状態を示す斜視説明図。
【図２】図１の耐震補強構造で、躯体のアンカーボルトと耐震補強架橋のスタッドボルトを省略して固結材を充填する前の状態を示す斜視説明図。
【図３】本発明による実施形態の既設構築物の耐震補強工法の施工工程を示すフローチャート。
【図４】図１及び図２の耐震補強構造に連続混練装置から固結材を充填する作業を説明する正面説明図。
【図５】固結材の配合例を示す図。
【図６】固結材の流動性の経時変化を示す図。
【図７】固結材の圧縮強度の経時変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明による実施形態の既設構築物の耐震補強工法について説明する。図１及び図２は実施形態の既設構築物の耐震補強工法を適用する耐震補強構造で固結材を充填する前の状態を示す図、図３は実施形態の既設構築物の耐震補強工法の施工工程を示すフローチャートである。
【００１５】
本実施形態の既設構築物の耐震補強工法を適用する耐震補強構造は、図１及び図２に示すように、既設構築物の躯体である柱１０１・１０１（手前側の柱省略）の間と、これを連結する上下の梁１０２・１０２の間に形成される開口１０３に設けられる。開口１０３の周面である柱１０１、梁１０２の面は、その表面をはつって所定形状にした後に目荒しされ、例えばＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセテート）系等の吸水防止プライマーが塗布されると共に、アンカーボルト１が所定間隔を開けて複数打設される。
【００１６】
開口１０３内には耐震補強架構２が配設される。耐震補強架構２は、開口１０３より一回り小さい鉄骨の枠状フレーム２１と、その内部に溶接等で斜めに取付けた複数本の筋交い２２とから構成され、その周縁には外方に突出してスタッドボルト２３が設けられ、スタッドボルト２３は所定間隔を開けて複数打設される。耐震補強架構２は、仮止め用のアンカー棒（図示省略）で開口１０３内に仮止めされる。
【００１７】
耐震補強架構２の周縁の両側外面には鋼製又は木製の板状の型枠３・３がそれぞれ配置され、両側の型枠３・３は、間隔保持部材４で所定の間隔に保持される。両側の型枠３・３により、耐震補強架構２の周縁と開口１０３の周面との間の隙間が閉塞され、固結材充填空間Ｓが形成される。
【００１８】
間隔保持部材４は、型枠３・３が挿入され得るように断面が略Ｕ字状に屈曲した一対の係合部４２・４２と、係合部４２・４２を接続するように装着された丸鋼等からなる棒材４１により構成されている。即ち、係合部４２・４２それぞれの対向する側には溶接等により一体化された雌ねじ部が形成されており、一方、棒材４１の両端には雄ねじが形成され、棒材４１の両端が係合部４２の雌ねじ部にそれぞれ螺着されている。間隔保持部材４は、両端部の係合部４２・４２に両側の型枠３・３の一端側がそれぞれ挿入して係合され、型枠３・３の間隔が保持される。間隔保持部材４で所定間隔に保持された型枠３・３の他端側は、耐震補強架構２の枠状フレーム２１に取り付けられた型枠固定治具５で押圧するように把持されて固定される。更に、型枠３・３と柱１０１及び梁１０２の接触或いは近接部位にはシール材が施される。尚、図示省略するが、固結材充填空間Ｓには図示省略する割裂防止筋或いはスパイラル筋が設けられる。
【００１９】
更に、図４に示すように、例えば一方側の型枠３の下部の左右方向中央部に、固結材充填空間Ｓにモルタル等のグラウト材である固結材６を充填するための注入口３１が設けられ、注入口３１は固結材の連続混練装置２００から延びる注入ホース２０１が接続され、固結材充填空間Ｓ内に固結材６が注入されるようになっている。また、例えば一方側の型枠３の最上部の両側角部には空気抜き孔３２が設けられ、空気抜き孔３２から固結材充填空間Ｓ内に固結材６を注入する際に固結材充填空間Ｓ内に残留する空気を排出させるようになっている。
【００２０】
上記固結材充填空間Ｓに固結材６を充填することにより、躯体側のアンカーボルト１と耐震補強架構２側のスタッドボルト２３とが固結材６に埋設され、固結材６が固化することで、耐震補強架構２と既設構築物の躯体である柱１０１と梁１０２とが一体的に連結される。
【００２１】
そして、本実施形態の耐震補強工法を適用して上記耐震補強構造を構成する場合には、図３に示す施工工程により行う。
【００２２】
先ず、例えば鉄筋コンクリートの既設構築物の開口１０３の周面に相当する柱１０１と梁１０２の面について、はつって所定形状にした後に目荒しすると共に、この柱１０１と梁１０２の面と耐震補強架構２のはつりガラ、溶接時の屑、木材の切粉、結束線の屑、油等を完全に取り除いて清掃する（Ｓ１０１）。次いで、この柱１０１と梁１０２の面に吸水防止プライマーを噴霧器を用いてまんべんなく塗布する（Ｓ１０２）。
【００２３】
そして、開口１０３の周面にアンカーボルト１を打設すると共に、周縁にスタッドボルト２３が設けられている耐震補強架構２を開口１０３内に配置し（Ｓ１０３）、耐震補強架構２の周縁と開口１０３の周面との間の隙間を塞ぐようにして両側に型枠３・３を配置する（Ｓ１０４）。型枠３・３の配置の際には、固結材注入時の圧力で破損や変形を防止すべく、間隔保持部材４を設置し、間隔保持部材４の係合部４２・４２に型枠３・３を係合して所定間隔を開けて保持すると共に、型枠固定治具５で型枠３・３を把持して固定し、堅固な構造とする。尚、固結材のドライアウトを防止するために、型枠３の乾燥し過ぎに留意する。更に、躯体である柱１０１及び梁１０２と耐震補強架構２と型枠３との隙間をシールする（Ｓ１０５）。このシール材には、固結材の圧力に耐えられるように、モルタルや発泡ウレタン等が用いられる。
【００２４】
その後、一方側の型枠３に注入口３１と空気抜き孔３２を形成する（Ｓ１０６）。注入口３１を形成する際には、断面欠損とならないように配慮する。更に、注入口３１には注入ホース２０１が接続される。空気抜き孔３２には、例えば直径２０ｍｍ程度のビニールホース（不図示）を１ｍ程度の間隔で配置すると共に、上方へ１０ｃｍ以上立ち上げるようにして設置する。
【００２５】
次いで、連続混練装置２００と固結材６を準備する（Ｓ１０７）。連続混錬装置２００は、連続混錬ポンプであり、図４に示すように、固結材６の素材であるプレミックス粉体と水が投入され、これを連続的に混錬して固結材６とし、内蔵されている圧送ポンプにより注入ホース２０１を介して固結材６を圧送して注入する構成である。尚、混錬装置として、連続混錬装置２００に代えて、例えばモルタル用高速ミキサー、ハンドミキサー等を用いることも可能である。
【００２６】
また、固結材６としては、練り上がりから凝結開始までの時間（可使時間）が１時間以上で、且つ圧縮強度が少なくとも練り上がりからの材齢１２時間で５Ｎ／ｍｍ２以上の材料を用いる。この固結材６には、例えば特許文献１のカルシウムアルミネートと石膏類とからなる速硬材と、遊離石灰を含むカルシウムスルホアルミネートからなる膨張材と、水溶性セルロースエーテルとを含有し、Ｊ１４漏斗流下値が２〜１２秒である速硬性無収縮グラウトモルタルを用いると好適であり、そのプレミックス粉体の具体例としては、電気化学工業株式会社製の無収縮モルタル「デンカハイプレタスコン」等を用いる。プレミックス粉体は、湿気、直射日光を避けて保管しておく。
【００２７】
そして、連続混錬ポンプである連続混錬装置２００により、プレミックス粉体と水を配合して混錬し、試験練りを行う（Ｓ１０８）。プレミックス粉体を「デンカハイプレタスコン」とする場合、例えば図５に示す混錬標準配合例に基づいて混錬する。この混錬の際には、水温を例えば１０℃以上、練り上がり温度を例えば１０〜３５℃の規定値内に収まるように管理する。Ｊ１４漏斗流下値が規定値にならない場合には水量を変え、水温や練り上がり温度が規定値から外れている場合には水温の調整を行って再度試験練りを行い、規定値を満足する水量を決定する（Ｓ１０９、Ｓ１１０）。更に、可使時間を調整する場合には、例えば有機酸系の凝結遅延材を環境温度毎にキャリブレーションされた分量ずつ添加して調整する。
【００２８】
尚、プレミックス粉体を「デンカハイプレタスコン」とする混錬標準配合例の固結材６の流動性の経時変化を図６に、その圧縮強度の経時変化を図７に示す。図６、図７には前記標準配合例の固結材６で環境温度が３０℃、２０℃、５℃の場合と一般的な無収縮モルタルの場合の各線が示されている。前記標準配合例の固結材６は、図６から分かるように、何れの環境温度でも、練り上がりから可使限界に達する凝結開始までの時間（可使時間）が１時間以上になっている。また、前記標準配合例の固結材６は、図７から分かるように、何れの環境温度でも、練り上がりからの材齢１２時間で圧縮強度が脱型可能強度である５Ｎ／ｍｍ２以上になっている。
【００２９】
そして、１回当たりの練り上がり量を決定し、必要な水量と練り混ぜ時間の確認を行い、連続混錬装置２００により、プレミックス粉体と水を配合して混錬し、本練りを行う（Ｓ１１１）。尚、本練りをした際には、圧縮強度試験体を定められた本数採取する（Ｓ１１２）。
【００３０】
次いで、連続混錬装置２００により圧送を開始し（Ｓ１１３）、本練りで混錬した固結材６を注入ホース２０１を介して圧送し、型枠３・３内の固結材充填空間Ｓ内に注入して充填する（Ｓ１１４）。この固結材６を圧送、注入する前には、注入ホース２０１内での固結材６のドライアウトを防止するため、事前に注入ホース１０２にセメントペーストを圧送することが好ましい。更に、固結材６を圧送、注入する際には、固結材６の気温による凝結開始時間の違いに留意し、凝結開始時間を超えて注入を中断しないようにすると共に、固結材６を落下させる注入を避け、固結材６が分離しないように配慮する。そして、空気抜き孔３２から空気の巻き込みのない固結材６が流出するオーバーフローを確認する（Ｓ１１５）。固結材６の充填が完了すると、注入口３１、空気抜き孔３２をテープで密閉すると共に、注入ホース２０１を折り曲げて結束線で結束する（Ｓ１１６）。また、固結材６の充填完了時間を記録して管理する。
【００３１】
次いで、固結材充填空間Ｓに充填した固結材６を養生する（Ｓ１１７）。養生では、振動や衝撃を与えないようにし、注入口３１、空気抜き孔３２、シール部分からの漏れに注意する。更に、養生時の環境温度である気温を測定し、測定した気温に応じて脱型するまでの脱型時間を決定する。気温が低い場合は長めの脱型時間が必要になるので留意する。
【００３２】
所定の脱型時間が経過した後、型枠３を撤去して脱型する（Ｓ１１８）。この型枠３の撤去は、固結材６の本練りの練り上がりから６時間以上２４時間未満の間、好適には練り上がりから６時間以上１２時間以下の間に行う。型枠３を撤去する際には、充填された固結材６の面に傷をつけないように撤去し、固結材６の面に無理な力がかからないようにする。また、早期に脱型した場合には、型枠３の撤去後にシート或いはフィルムで固結材６の露出面を必要に応じて覆い、所定時間の間、養生を継続し、その後に後述する固結材の充填状況を確認を行うことが望ましい。
【００３３】
この脱型時間の時間管理は、例えば管理シートに固結材６の練り上がりの時刻を記載し、作業者が時計で所定時間の経過を認識して脱型する構成、或いは携帯端末等の時刻認識装置に練り上がり時刻と設定時間を入力部から入力し、練り上がり時刻から記憶部に記憶される設定時間の経過を制御部が認識し、設定時間の到来に伴ってスピーカ等の出力部から設定時刻の到来を告げる注意情報を出力し、注意情報を認識した作業者が脱型する構成等とすることが可能である。
【００３４】
そして、固結材の充填状況を確認し（Ｓ１１９）、必要に応じて充填が不十分な箇所を補修する。この補修では充填が不十分な箇所の広さを確認し（Ｓ１２０）、長さ５ｍｍ以下など狭い場合にはエポキシ樹脂等を注入して補修し（Ｓ１２１）、長さ５ｍｍ超など広い場合には断面修復材を充填して補修する（Ｓ１２２）。固結材６の本練り、固結材６の充填、型枠３の撤去、固結材６の充填状況の確認、必要に応じての充填が不十分な箇所の補修の工程は、１日以内に完了するようにする。この本練りの開始から固結材６の充填状況の確認或いは必要に応じての充填が不十分な箇所の補修の工程完了までの時間管理は、例えば作業者が管理シートに本練りの開始時刻や確認、補修作業の完了時刻を記載する等により行う。最後に、片付け、清掃をして耐震補強工法の施工が完了する（Ｓ１２３）。
【００３５】
本実施形態の既設構築物の耐震補強工法は、特定の特性を有する固結材６を用い、固結材６の充填、型枠３の撤去、固結材６の充填状況の確認及び必要な補修を一日以内に完了することから、作業を合理化し、施工者や発注者の経済性の向上、既設構築物の供用者の良好な利用の早期回復を図ることができる。また、一日以内の完了により、固結材６の充填を行った作業者自身が固結材６の充填状況の確認や補修を行うことが可能となり、固結材６の固定品質に責任を負え、高品質な固結材６による固定を確保することができる。
【００３６】
尚、本明細書開示の発明には、各発明や実施形態等の構成の他に、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものも含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、例えば病院やオフィスビル等の既設構築物を耐震補強する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１…アンカーボルト  ２…耐震補強架構  ２１…枠状フレーム  ２２…筋交い  ２３…スタッドボルト  ３…型枠  ３１…注入口  ３２…空気抜き孔  ４…間隔保持部材  ４１…棒材  ４２…係合部  ５…型枠固定治具  ６…固結材  １０１…柱  １０２…梁  １０３…開口  ２００…連続混練装置  ２０１…注入ホース  Ｓ…固結材充填空間
【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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