(57)【要約】      （修正有）【課題】コンクリートの圧縮強度を精度良く推定することができるコンクリートの圧縮強度の推定方法を提供する。【解決手段】セントル１に設けられた窓２ａ、２ｂ、２ｃまたは２ｄを開けることにより、打球探査によって、覆工コンクリート１０の一部分の弾性係数を測定する。測定された弾性係数に基づき、予め得られたコンクリートの弾性係数と圧縮強度との関係式を用いて、覆工コンクリート１０の一部分の圧縮強度を推定し、その圧縮強度が所定の圧縮強度以上であるか否かを判断する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物を構築する際におけるコンクリートの圧縮強度の推定方法であって、
打撃面が球面である打球探査により、打設されたコンクリートの一部分の弾性係数を測定する工程と、
測定された弾性係数に基づき、予め得られたコンクリートの弾性係数と圧縮強度との関係式を用いて、前記コンクリートの一部分の圧縮強度を推定する工程と、
推定された前記コンクリートの一部分の圧縮強度が所定の圧縮強度以上であるか否かを判断する工程と、を含み、
前記弾性係数を測定する工程を、コンクリートの弾性係数と圧縮強度とが線形の関係にある若材齢期間に実施することを特徴とするコンクリートの圧縮強度の推定方法。
【請求項２】
打設される前記コンクリートの配合に基づいて前記若材齢期間の長さを決定する工程を含む、請求項１記載のコンクリートの圧縮強度の推定方法。
【請求項３】
打設される前記コンクリートと同じ配合で作製された供試体を用いて、打球探査によって得られる弾性係数と圧縮強度試験によって得られる圧縮強度との関係を求め、前記関係式を得る工程を含む、請求項１または２記載のコンクリートの圧縮強度の推定方法。
【請求項４】
前記弾性係数を測定する工程では、前記コンクリート構造物を構築するための型枠の一部をコンクリート面から離間させることにより、前記型枠を用いて打設されたコンクリート面を前記コンクリートの一部分として露出させる、請求項１〜３のいずれか一項記載のコンクリートの圧縮強度の推定方法。
【請求項５】
前記コンクリート構造物はトンネルの覆工コンクリートであり、
前記弾性係数を測定する工程では、前記トンネル内のセントルに設けられた窓を開けることにより、前記セントルを用いて打設された覆工コンクリートの一部分を露出させ、打撃面が球面である打球探査により、当該覆工コンクリートの一部分の弾性係数を測定する、請求項１〜３のいずれか一項記載のコンクリートの圧縮強度の推定方法。
【請求項６】
前記弾性係数を測定する工程では、前記セントルの奥行方向の異なる位置に設けられた複数の窓を開けることにより、前記覆工コンクリートの複数の部分を露出させ、当該複数の部分の弾性係数を測定する、請求項５記載のコンクリートの圧縮強度の推定方法。
【請求項７】
前記弾性係数を測定する工程では、前記セントルの高さ方向の異なる位置に設けられた複数の窓を開けることにより、前記覆工コンクリートの複数の部分を露出させ、当該複数の部分の弾性係数を測定する、請求項５または６記載のコンクリートの圧縮強度の推定方法。
【請求項８】
前記複数の部分において測定された弾性係数に基づいて、圧縮強度が所定値以下であると推定される部分を特定する工程を含む、請求項６または７記載のコンクリートの圧縮強度の推定方法。
【請求項９】
前記コンクリート構造物はダムである、請求項１〜４のいずれか一項記載のコンクリートの圧縮強度の推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、コンクリート構造物を構築する際におけるコンクリートの圧縮強度の推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物を構築する際、打設したコンクリートの圧縮強度が所定の強度に達したかどうかの判断が必要な場合がある。その一例として、覆工コンクリートを構築する際には、打設したコンクリートが所定の強度に達したと確認された後に型枠の脱型が行われる。コンクリートが所定の強度に達していない状態で脱型が行われた場合、脱型時にコンクリートの表層部が型枠表面に付着するいわゆる肌離れが生じたり、自重による変形のために構造的にひび割れが生じたりといった不具合が発生するおそれがある。
【０００３】
たとえばトンネルの覆工コンクリートの構築において、コンクリートが所定の強度に達しているかどうかを判断するための各種の装置・方法が知られている。たとえば、特許文献１に記載の装置では、掘削壁面と型枠面との間隙に充填されるコンクリートの一部を採取するための供試体採取型枠を設けている。この装置では、供試体採取型枠によって形成された供試体コンクリートを採取し、強度試験機を用いて供試体の強度を測定し、この強度をもって覆工コンクリート全体の強度であると推定している。
【０００４】
また、特許文献２に記載の方法では、前方に膨出する凸部を妻板に設け、この凸部内にコンクリートを流入させて、判定用コンクリートを得ている。特許文献３に記載の方法では、コンクリートの打設時に、クラウン部の妻部で内部温度を測定すると共に、供試体を作製して同じ温度で恒温養生した後、振り子式ハンマー試験機で供試体の反発度を測定し、反発度と圧縮強度の曲線を得ている。一方で妻部の型枠を一部取り外し、振り子式ハンマー試験機で現場コンクリートの反発度を測定し、供試体から得られた曲線を用いて現場コンクリートの圧縮強度を推定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２５７５０６７号公報
【特許文献２】特開２００８−５０７６５号公報
【特許文献３】特開２００９−２７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した従来の技術では、妻部におけるコンクリートの強度等に基づいて覆工コンクリートの圧縮強度を推定している。しかしながら、覆工コンクリートの奥行方向における他の部位を想定した場合、妻部における環境は、他の部位とは異なる環境下にある。たとえば、坑口により近い部位では、風や外気温の影響を受けるため、妻部とはコンクリートの状態が違っている可能性がある。よって、奥行方向の位置の違いを考慮した場合に、覆工コンクリートの圧縮強度を精度良く推定することは難しい。
【０００７】
覆工コンクリートの場合に限られず、コンクリート構造物全般において、その構築を行う際に、コンクリートの圧縮強度を精度良く推定する技術が求められている。
【０００８】
本発明は、コンクリートの圧縮強度を精度良く推定することができるコンクリートの圧縮強度の推定方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】
本発明のコンクリートの圧縮強度の推定方法は、コンクリート構造物を構築する際におけるコンクリートの圧縮強度の推定方法であって、打撃面が球面である打球探査により、打設されたコンクリートの一部分の弾性係数を測定する工程と、測定された弾性係数に基づき、予め得られたコンクリートの弾性係数と圧縮強度との関係式を用いて、コンクリートの一部分の圧縮強度を推定する工程と、推定されたコンクリートの一部分の圧縮強度が所定の圧縮強度以上であるか否かを判断する工程と、を含み、弾性係数を測定する工程を、コンクリートの弾性係数と圧縮強度とが線形の関係にある若材齢期間に実施することを特徴とする。
【００１０】
このコンクリートの圧縮強度の推定方法によれば、打球探査によって、打設されたコンクリートの一部分の弾性係数が測定される。測定された弾性係数に基づき、予め得られたコンクリートの弾性係数と圧縮強度との関係式を用いて、圧縮強度が推定され、その一部分の圧縮強度が所定の圧縮強度以上であるか否かが判断される。ここで、弾性係数を測定する工程は、コンクリートの弾性係数と圧縮強度とが線形の関係にある若材齢期間に実施される。弾性係数と圧縮強度との線形性が保たれている若材齢期間において弾性係数が測定されるため、圧縮強度を正確に推定することができる。よって、覆工コンクリートの圧縮強度を精度良く推定することができる。
【００１１】
上記の推定方法は、打設されるコンクリートの配合に基づいて若材齢期間の長さを決定する工程を含む。コンクリートの配合によって、弾性係数と圧縮強度との線形性が保たれている期間は変化する。よって、コンクリートの配合に基づいて若材齢期間の長さを決定することで、圧縮強度をより正確に推定することができる。
【００１２】
上記の推定方法は、打設されるコンクリートと同じ配合で作製された供試体を用いて、打球探査によって得られる弾性係数と圧縮強度試験によって得られる圧縮強度との関係を求め、関係式を得る工程を含む。この場合、打設されるコンクリートと同じ配合で供試体が作製され、この供試体を用いて関係式が得られるので、圧縮強度の推定精度が高められる。
【００１３】
上記の推定方法において、弾性係数を測定する工程では、コンクリート構造物を構築するための型枠の一部をコンクリート面から離間させることにより、型枠を用いて打設されたコンクリート面をコンクリートの一部分として露出させる。この場合、型枠が取り付けられている段階でも、上記の圧縮強度の推定を行うことができる。よって、脱型の可否を判断し易い。
【００１４】
上記の推定方法において、コンクリート構造物はトンネルの覆工コンクリートであり、弾性係数を測定する工程では、トンネル内のセントルに設けられた窓を開けることにより、セントルを用いて打設された覆工コンクリートの一部分を露出させ、打撃面が球面である打球探査により、当該覆工コンクリートの一部分の弾性係数を測定する。
【００１５】
このコンクリートの圧縮強度の推定方法によれば、セントルに設けられた窓を開けることにより、覆工コンクリートの一部分が露出され、打球探査によってその一部分の弾性係数が測定される。トンネルの覆工コンクリートは、たとえば馬蹄形等の曲面をなすことが一般的である。曲面をなす覆工コンクリートに対して打球探査を適用することにより、測定面の角度等に関わらず適正な測定が可能になる。このように測定された弾性係数に基づき、予め得られたコンクリートの弾性係数と圧縮強度との関係式を用いて、圧縮強度が推定され、その一部分の圧縮強度が所定の圧縮強度以上であるか否かが判断される。このように、セントルに設けられた窓を開けることにより、覆工コンクリートのあらゆる部分において圧縮強度を推定することができる。よって、覆工コンクリートの奥行方向または高さ方向の異なる部位において環境が異なっても、各部位の圧縮強度を推定することができる。その結果として、覆工コンクリートの圧縮強度を精度良く推定することができる。
【００１６】
また、上記の推定方法において、弾性係数を測定する工程では、セントルの奥行方向の異なる位置に設けられた複数の窓を開けることにより、覆工コンクリートの複数の部分を露出させ、当該複数の部分の弾性係数を測定する。この場合、奥行方向の複数の部分において弾性係数が測定され、それぞれの部分に対して圧縮強度が求められる。よって、覆工コンクリートの奥行方向における環境の違いが反映された、より正確な圧縮強度の測定が可能になる。
【００１７】
また、上記の推定方法において、弾性係数を測定する工程では、セントルの高さ方向の異なる位置に設けられた複数の窓を開けることにより、覆工コンクリートの複数の部分を露出させ、当該複数の部分の弾性係数を測定する。この場合、高さ方向の複数の部分において弾性係数が測定され、それぞれの部分に対して圧縮強度が求められる。よって、覆工コンクリートの高さ方向における環境の違いが反映された、より正確な圧縮強度の測定が可能になる。
【００１８】
また、上記の推定方法は、複数の部分において測定された弾性係数に基づいて、圧縮強度が所定値以下であると推定される部分を特定する工程を含む。この場合、特定された部分は、強度発現が遅い部位であると考えられる。よって、その部分に対して養生を加速させ、可能な限り早期に脱型を行うことができ、工期を短縮することができる。
【００１９】
上記の推定方法において、コンクリート構造物はダムである。この場合、ダムの構築においても、コンクリートの圧縮強度を精度良く推定することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、コンクリートの圧縮強度を精度良く推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】セントルの概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１のセントルによって覆工コンクリートを打設した状態を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る覆工コンクリートの圧縮強度の推定方法が適用された施工手順を示すフロー図である。
【図４】（ａ）は供試体を用いた圧縮強度試験を示す図、（ｂ）は供試体を用いた打球試験を示す図である。
【図５】（ａ）は奥行方向の第１の位置にあるセントルの窓を示す斜視図、（ｂ）は奥行方向の第２の位置にあるセントルの窓を示す斜視図である。
【図６】コンクリートの若材齢期間における弾性係数と圧縮強度の関係を示す図である。
【図７】奥行方向に順次施工される覆工コンクリートを示す側面図である。
【図８】覆工コンクリートに用いられるコンクリートの弾性係数と圧縮強度の関係を得る実験例における各種の配合を示す図である。
【図９】図８に示される各種の配合に対して時間ごとに得られた、打球探査による弾性係数、圧縮強度試験による圧縮強度、圧縮強度試験に基づく静弾性係数を示す図である。
【図１０】図９に示される配合１に関する結果をプロットしたグラフである。
【図１１】図９に示される配合２に関する結果をプロットしたグラフである。
【図１２】図９に示される配合３に関する結果をプロットしたグラフである。
【図１３】図９の結果を材齢ごとに平均化した数値を示す図である。
【図１４】図１３に示される配合１に関する結果をプロットしたグラフである。
【図１５】図１３に示される配合２に関する結果をプロットしたグラフである。
【図１６】図１３に示される配合３に関する結果をプロットしたグラフである。
【図１７】ダムにおいてコンクリートを打設する状態を示す斜視図である。
【図１８】ダムに用いられるコンクリートの弾性係数と圧縮強度の関係を得る実験例における各種の配合を示す図である。
【図１９】図１８に示される配合に対して時間ごとに得られた、打球探査による弾性係数、圧縮強度試験による圧縮強度、圧縮強度試験に基づく静弾性係数を示す図である。
【図２０】図１９の結果を材齢ごとに平均化してプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２３】
以下の説明では、本発明の一実施形態に係るコンクリートの圧縮強度の推定方法を用いた、覆工コンクリートの施工方法について説明する。一例として、山岳トンネルにおける覆工コンクリートの施工方法について説明するが、本発明は、山岳トンネルに限られず、たとえば海底トンネルにおける２次覆工コンクリートに適用することもできる。
【００２４】
図１に示されるように、覆工コンクリートの施工に用いられる移動式型枠であるセントル１は、構築される覆工コンクリートの形状に応じて、湾曲した外周面を有する。セントル１の奥行方向Ｄ１の長さは、たとえば１０．５ｍである。セントル１には、周方向（あるいは高さ方向）および奥行方向Ｄ１に、複数の窓２が配列されている。これらの複数の窓２は、セントル１の開口１ａ（図２参照）に対して設けられており、開閉自在となっている。窓２は、たとえば、開口１ａを介してコンクリートを打設する際または打設後の振動による締固め時に開けられる。
【００２５】
図２に示されるように、セントル１によって構築される山岳トンネルの覆工コンクリート１０は、馬蹄形をなしている。覆工コンクリート１０は、岩盤Ｒとセントル１との間に形成される。セントル１には、高さ方向に複数の窓２が設けられている。より詳細には、セントル１には、低い方から順に、最下層の２個の窓２ａ，２ａ、２個の窓２ｂ，２ｂ、２個の窓２ｃ，２ｃ、および最上層の１個の窓２ｄが設けられている。最上層の窓２ｄに対応する開口１ａは、いわゆる吹上げ口である。
【００２６】
図３を参照して、覆工コンクリート１０の施工方法について説明する。まず、掘削されたトンネル内の所定のブロックにセントル１を設置する（ステップＳ１）。次に、設置したセントル１を用いて、コンクリートを打設する（ステップＳ２）。コンクリートの打設にあたっては、まず下層の窓２ａまたは窓２ｂ等を開け、下層の開口１ａを介してコンクリートを打設し、コンクリートが所定の高さまで充填されたら、上層の窓２ｃまたは窓２ｄを開け、上層の開口１ａを介してコンクリートを打設する。ここで、下層と上層とにおいて、コンクリートの流動性を変更してもよい。その後、適宜、締固め機を用いて、振動等による締固めを行う。締固めの際も、窓２を開けて開口１ａを利用する。
【００２７】
一方、覆工コンクリート１０の施工に用いられたのと同じ配合のコンクリートを用いて、円柱供試体を作製し、標準状態（２０℃、１気圧）で保管しておく。この円柱供試体を用いて、圧縮強度試験によって得られる圧縮強度と、打球探査によって得られる弾性係数との関係を求め、関係式を得る。圧縮強度試験は、図４（ａ）に示されるように、圧縮強度試験装置２０に供試体Ｘを配置することで実施する。打球探査は、図４（ｂ）に示されるように、打球探査試験装置３０を用いて実施する。すなわち、打撃面が球面であり加速度センサが内蔵されたハンマー３０ａを用いて供試体Ｘを打撃し、加速度データを収録し、ハンマー３０ａに接続されたポータブル計算装置３０ｂによって供試体Ｘの弾性係数を算出する。ハンマー３０ａの打球部分の直径は、たとえば５ｃｍであり、ハンマー３０ａの打球部分の重さは、たとえば５００ｇである。これらの直径および重さはあくまで一例である。ハンマー３０ａの打球部分の直径または重さが異なる数値であってもよいし、直径または重さが可変なタイプを採用してもよい。
【００２８】
ポータブル計算装置３０ｂでは、Ｈｅｒｔｚの理論を用いた解析で弾性係数が測定される。関係式を得るにあたっては、たとえば、打設から１４時間、１６時間、１８時間、２０時間、２４時間、３６時間、６６時間の各時間が経過した際の圧縮強度と弾性係数とを測定する。この結果、図１４〜図１６に例示されるような関係式が得られる。なお、図１４〜図１６では、それぞれ、異なる配合のコンクリート（図９参照）における測定結果を例示している。
【００２９】
ステップＳ２に続いて、コンクリートの打設後、所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ３）。ここでは、コンクリートの打設後、たとえば１４時間が経過したか否かを判断する。弾性係数の測定を開始する時間は、たとえば、１０時間〜２０時間の範囲で適宜設定することができる。本施工方法では、２０時間未満の若材齢において、コンクリートの弾性係数を測定する。ステップＳ３において所定時間が経過していないと判断すると、ステップＳ３を繰り返す。
【００３０】
ステップＳ３において所定時間が経過したと判断すると、打球探査による弾性係数の測定を行う（ステップＳ４）。ここでは、コンクリートの弾性係数と圧縮強度とが線形の関係にある若材齢期間に、ステップＳ４の弾性係数の測定を実施する。本発明者らは、コンクリートの弾性係数と圧縮強度との関係が材齢とともに如何に変化するかを見出している。すなわち、図６に示されるように、ある材齢の範囲においては、弾性係数と圧縮強度とがほぼ線形の関係にある。その材齢を過ぎると、線形性は失われる。よって、若材齢期間は、ンクリートの弾性係数と圧縮強度とが線形の関係にある期間であると定義できる。
【００３１】
この若材齢期間は、コンクリートの配合によって異なる。言い換えれば、コンクリートの配合によって、弾性係数と圧縮強度との線形性が保たれている期間は変化する。したがって、ステップＳ４を実施するにあたっては、打設されるコンクリートの配合に基づいて若材齢期間の長さを決定する工程を実施してもよい。たとえば、弾性係数と圧縮強度との線形性が長く保たれる場合（たとえば関係Ｒ１を満たすような場合）、弾性係数が１５ｋＮ／ｍｍ２以下の期間かつ圧縮強度が１５Ｎ／ｍｍ２以下の期間を若材齢期間としてもよい（図６に示される領域Ｐ１）。弾性係数と圧縮強度との線形性が比較的短く保たれる場合（たとえば関係Ｒ２を満たすような場合）、弾性係数が１０ｋＮ／ｍｍ２以下の期間かつ圧縮強度が１０Ｎ／ｍｍ２以下の期間を若材齢期間としてもよい（図６に示される領域Ｐ２）。弾性係数が５ｋＮ／ｍｍ２以下の期間かつ圧縮強度が５Ｎ／ｍｍ２以下の期間を若材齢期間としてもよい（図６に示される領域Ｐ３）。なお、弾性係数と圧縮強度のいずれかの値を指標にして若材齢期間を決定することもできる。
【００３２】
上記の領域Ｐ１〜Ｐ３に対応し得る若材齢期間の具体的な長さとしては、たとえば、７日以下とすることができる。コンクリートの配合により、若材齢期間は、５日以下であってもよいし、３日以下であってもよい。若材齢期間は、６６時間以下としてもよいし、３６時間以下としてもよい。
【００３３】
本実施形態における打球探査の具体的な方法としては、セントル１の奥行方向Ｄ１の異なる位置に設けられた複数の窓を開けることにより（すなわち窓を覆工コンクリート１０のコンクリート面から離間させることにより）、覆工コンクリート１０の複数の部分を順次露出させ、その複数の部分の弾性係数を順次測定する。図５（ａ）に示されるように、たとえば、まず手前側（坑口側）から第２列目Ｌ２において、高さ方向に異なる位置に設けられた複数の窓２を開け、それぞれの開口１ａを介して、各部位の打球探査を行う。次に、図５（ｂ）に示されるように、たとえば、手前側から第５列目Ｌ５において、高さ方向に異なる位置に設けられた複数の窓２を開け、それぞれの開口１ａを介して、各部位の打球探査を行う。なお、ある開口１ａについて打球探査が終了し次第、窓２を閉じておく。
【００３４】
このステップＳ４においても、上記の供試体に対する測定で用いたのと同じ打球探査試験装置３０を用いることができる。すなわち、同じハンマー３０ａおよび同じポータブル計算装置３０ｂを用い、算出方法に関しても、Ｈｅｒｔｚの理論を用いることができる。
【００３５】
ステップＳ４では、湾曲した表面を有する覆工コンクリート１０に対して打球探査を適用することにより、測定面の状態（角度など）に関わらず、正確な測定が可能である。また、圧縮強度が２〜３Ｎ／ｍｍ２程度の小さい圧縮強度のコンクリート、すなわち若材齢のコンクリートに対しても、測定が可能である。また、打球探査を用いることで、どの測定部位においても、角度に関する補正は不要になっている。
【００３６】
次に、予め求めたコンクリートの弾性係数と圧縮強度との関係式を用いて、ステップＳ４で求めた弾性係数に基づき、弾性係数が測定された部分の圧縮強度を推定する（ステップＳ５）。図６または図１４〜図１６に示されるように、コンクリートの弾性係数と圧縮強度との関係式は、特に若材齢期間においては線形（一次）の近似式にて表すことができる。図１４に示される配合１に関する関係式（材齢ごとに得られた３回分の数値の平均値を用いた関係式）では、ｙ＝０．５９９５ｘとの関係式が求められている。また、図１５に示される配合２に関する関係式では、ｙ＝０．８０７４ｘとの関係式が求められ、図１６に示される配合３に関する関係式では、ｙ＝０．７２７１ｘとの関係式が求められている。各配合において、高い相関関係が得られている。これらの関係式を用いて、弾性係数が測定された部分の圧縮強度を推定する。なお、覆工コンクリート１０の施工に用いられたのと同じ配合のコンクリートを用いて円柱供試体を作製した場合は、その配合のデータを用いることができるし、同じ配合のデータが得られていない場合には、近い配合のデータを用いることができる。また、複数回の数値の平均値を用いる場合に限られず、複数回の数値そのものを用いて、弾性係数と圧縮強度との関係を求めてもよい。
【００３７】
次に、ステップＳ５で推定された圧縮強度が所定の圧縮強度以上であるか否かを判断する（ステップＳ６）。ここでは、所定の圧縮強度として、ある閾値を設ける。たとえば、所定の圧縮強度として、２〜３Ｎ／ｍｍ２程度を設定することができる。この閾値は、既往の文献（たとえば、「トンネル標準示方書［山岳工法］・同解説」）等を参照して決定することができる。また、コンクリートの種類・配合に応じて、圧縮強度の閾値を変えてもよい。
【００３８】
たとえば、図１４に示される配合１に関する関係式に基づくと、５．０ｋＮ／ｍｍ２以上の弾性係数であれば、測定対象の部分のコンクリートは３．０Ｎ／ｍｍ２以上の圧縮強度を発現していると推定できる。図１５に示される配合２に関する関係式に基づくと、３．７１ｋＮ／ｍｍ２以上の弾性係数であれば、測定対象の部分のコンクリートは３．０Ｎ／ｍｍ２以上の圧縮強度を発現していると推定できる。図１６に示される配合３に関する関係式に基づくと、４．１２ｋＮ／ｍｍ２以上の弾性係数であれば、測定対象の部分のコンクリートは３．０Ｎ／ｍｍ２以上の圧縮強度を発現していると推定できる。ステップＳ６において圧縮強度が所定の圧縮強度未満であると判断すると、ステップＳ４の工程に戻る。上記のステップＳ４〜Ｓ６の工程は若材齢期間にて実施される（図６参照）。
【００３９】
ステップＳ６において圧縮強度が所定の圧縮強度以上であると判断すると、セントル１を脱型し、次のブロックに移動させる（ステップＳ７）。以上のステップＳ１〜Ｓ７を繰り返すことにより、覆工コンクリート１０を構築する。
【００４０】
上記実施形態の推定方法（特にステップＳ４〜Ｓ６）においては、窓２が設けられたセントル１の開口１ａを利用して、打球により覆工コンクリート１０の表面を叩くだけで、その部分の圧縮強度を推定することができる。ステップＳ６の判断の結果に基づいてセントル１の脱型を行えば、コンクリートは所定強度を満足しているため、型枠表面にコンクリートの表層部が付着する肌離れや、コンクリートの自重によるひび割れ等の不具合を生じることなく、高品質かつ高耐久な覆工コンクリート１０を構築することができる。従来、コンクリートを打設した翌日（約１８時間後）にセントル１の脱型を行っていたが、外気温の季節変動などにより、１８時間後であっても所定の脱型強度を満足しない可能性があった。上記の推定方法によれば、そのような場合でも、不具合を生じることなく、適切かつ早いタイミングで確実に脱型を行うことができる。特に、覆工コンクリート１０の場合は脱型強度が小さいが、若材齢期間における打球探査を行う本実施形態は、このような小さい脱型強度に対しても効果を発揮する。
【００４１】
以上説明した覆工コンクリート１０の圧縮強度の推定方法によれば、セントル１に設けられた窓２を開けることにより、覆工コンクリート１０の一部分が露出され、打球探査によってその一部分の弾性係数が測定される。曲面をなす覆工コンクリート１０に対して打球探査を適用することにより、測定面の角度等に関わらず適正な測定が可能になっている。このように測定された弾性係数に基づき、予め得られたコンクリートの弾性係数と圧縮強度との関係式を用いて、圧縮強度が推定され、その一部分の圧縮強度が所定の圧縮強度以上であるか否かが判断される。このように、セントル１に設けられた窓２を開けることにより、覆工コンクリート１０のあらゆる部分において圧縮強度を推定することができ、覆工コンクリート１０の奥行方向または高さ方向の異なる部位において環境が異なっても、各部位の圧縮強度を推定することができる。その結果として、覆工コンクリート１０の圧縮強度を精度良く推定することができる。
【００４２】
特に、コンクリートの弾性係数と圧縮強度との線形性が保たれている若材齢期間において弾性係数が測定される（ステップＳ４が実施される）ため、圧縮強度を正確に推定することができる。
【００４３】
本実施形態では、圧縮強度が比較的低い時期である若材齢期間において弾性係数を測定しているが、ハンマー３０ａの打球部分が比較的軽く（小さく）、叩く強さも非常に小さくて済むため、コンクリート面に与える影響はほとんどない。
【００４４】
上記したように、コンクリートの配合によって、弾性係数と圧縮強度との線形性が保たれている期間は変化する。よって、コンクリートの配合に基づいて若材齢期間の長さを決定することにより、圧縮強度をより正確に推定することができる。
【００４５】
また、覆工コンクリート１０と同じ配合で供試体Ｘが作製され、この供試体Ｘを用いて関係式が得られるので、圧縮強度の推定精度が高められている。
【００４６】
従来の測定方法、たとえば、土木学会規準のＪＳＣＥ−Ｇ  ５０４−２００７「硬化コンクリートのテストハンマー強度の試験方法」に記載されている試験方法では、シュミットハンマーを用いて、互いに３０ｍｍ以上の間隔を持った２０点にて硬化コンクリートの反発度を測定し、その後、打撃方法やコンクリート試験体の状況に応じた補正を実施し、補正後の値を推定強度としている。この方法では、１０〜７０Ｎ／ｍｍ２の範囲の圧縮強度しか計測できないため、上記のような若材齢の圧縮強度の算出には適用できない。また、若材齢テストハンマーとして、コンクリートテストハンマーＰ形が従来用いられている。これは、５〜３０Ｎ／ｍｍ２の範囲の圧縮強度を測定できるが、測定面が水平もしくは垂直でなければ測定できず、覆工コンクリート１０のような曲面ではばらつきが生じやすい結果となる。
【００４７】
上記実施形態の推定方法によれば、簡便な方法である打球探査を利用して、若材齢における覆工コンクリート１０の圧縮強度を精度良く推定することができる。しかも、従来行われていたような、妻部におけるコア抜きや、供試体を得るための型枠の改造は不要である。図７に示されるように、坑口部１１側から第１ブロックＢＬ１、第２ブロックＢＬ２と、順次に覆工コンクリート１０を構築する場合、切羽部１２で圧縮強度を評価したとしても、その評価結果が１０ｍの長さＬを有する覆工コンクリート１０のブロック全体に当てはまるとは限らない。たとえば、坑口部１１に近い部分では風や外気の影響を受けるため、１０ｍの長さＬの範囲内でも温度勾配が生じ、硬化状態に違いが生じる可能性が高い。
【００４８】
上記実施形態のように、奥行方向の複数の部分（たとえば図５に示される第２列目Ｌ２および第５列目Ｌ５）において弾性係数が測定され、それぞれの部分に対して圧縮強度が求められると、覆工コンクリート１０の奥行方向における環境の違いが反映された、より正確な圧縮強度の測定が実現される。その結果として、脱型が可能か否かの判断がより正確となる。
【００４９】
また、上記実施形態は、セントル１（型枠）の脱型時期の判定または早期脱型のみに限られず、他の観点においても有利な効果を発揮する。すなわち、覆工コンクリート１０では、特に初期段階（若材齢の段階）で圧縮強度にばらつきが生じると、覆工コンクリート１０全体で均一かつ所望の圧縮強度を得ることが困難となる。しかし、上記実施形態のようにして早期かつ迅速に圧縮強度分布を計測・把握しておくことにより、より適切な品質管理が可能となる。
【００５０】
また、高さ方向の複数の部分（たとえば図２に示される窓２ａ〜２ｄ）において弾性係数が測定され、それぞれの部分に対して圧縮強度が求められる。よって、覆工コンクリート１０の高さ方向における環境の違いが反映された、より正確な圧縮強度の測定が可能になる。さらに、高さ方向において異なる配合のコンクリートを用いる場合にも、その配合の違いが反映された、より正確な圧縮強度の測定が実現される。
【００５１】
また、現地において、打球探査という簡易な手法で弾性係数を測定し、そして圧縮強度を推定できる。しかも、ハンマー３０ａによればコンクリート面にほとんど損傷を与えないため、非破壊にて圧縮強度を推定できる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。たとえば、上記の実施形態の推定方法において、複数の部分において測定された弾性係数に基づいて、圧縮強度が所定値以下であると推定される部分を特定する工程を実施してもよい。この場合、特定された部分は、強度発現が遅い部位であると考えられるため、その部分に対して熱風を当てる等して養生を加速させれば、可能な限り早期に脱型を行うことができる。その結果として、工期を短縮することができる。
【００５３】
また、実際に現場で用いられる供試体Ｘを作製して関係式を得る場合に限られず、配合や温度条件を合わせた供試体を用いて、予め関係式を得ておいてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、窓２が設けられたセントル１の開口１ａを利用して打球探査を行ったが、これに加えて、妻部における打球探査を併用してもよい。
【００５５】
上記実施形態では、コンクリートの配合に基づいて若材齢期間を決定する場合について説明したが、コンクリートの配合に加えて、またはコンクリートの配合に代えて、季節や気温に基づいて若材齢期間を決定してもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、覆工コンクリート１０を構築する際における圧縮強度の推定方法について説明したが、これに限られない。たとえば、図１７に示されるように、ダムＤを構築する際における圧縮強度の推定を行うこともできる。この場合でも、型枠４０の一部を取り外す（コンクリート面から離間させる）ことにより、型枠４０を用いて打設されたコンクリート面をコンクリートの一部分として露出させ、打球探査による弾性係数の測定を行うことができる。
【００５７】
本発明を適用し得る範囲は、覆工コンクリート１０やダムＤに限られない。どのようなコンクリート構造物に対しても、本発明は適用可能である。たとえば、橋梁やボックスカルバート等に対しても本発明は適用可能である。また、脱型の可否判断に用いる場合だけでなく、本発明は、脱型済みのコンクリート面に対して、車両の走行が可能であるか否かの判断に用いられてもよい。たとえば、脱型後のコンクリート面の上をダンプトラック等の大型車両が走行しても、わだち掘れができないことの確認に用いてもよい。
【００５８】
（実験による確認）
図８に示される３種類の配合のコンクリートを用いて、実験を行った。図８に示される３種類の配合のコンクリートは、覆工コンクリート１０に用いられるコンクリートである。図９には、各種の配合に対して時間ごとに得られた、打球探査による弾性係数、圧縮強度試験による圧縮強度、圧縮強度試験におけるひずみに基づく静弾性係数を示す図である。この実験では、上記実施形態における供試体を用いた試験と同様、打設から１４時間、１６時間、１８時間、２０時間、２４時間、３６時間、６６時間の各時間が経過した際の圧縮強度と弾性係数とを測定した。図１０〜図１２では、圧縮強度試験におけるひずみに基づいて得られた静弾性係数を横軸とし、打球探査によって得られた弾性係数を縦軸としている。図１０〜図１２に示されるように、打球探査によって得られる弾性係数の方が低くなる傾向があるが、いずれの配合においても、これらは直線関係にあり、同じ傾向を示すことがわかる。
【００５９】
また、図１３および図１４〜図１６に示されるように、材齢ごとの平均値を用いた場合の弾性係数と圧縮強度との関係も、いずれの配合においても、線形式で近似できる。このように、若材齢においては、線形の関係があるため、打球探査で得られる弾性係数を圧縮強度の推定に用いることには、信頼性がある。
【００６０】
また、図１８に示される配合のコンクリートを用いて、実験を行った。図１８に示される配合のコンクリートは、ダムＤに用いられるコンクリートである。図１９には、各種の配合に対して時間ごとに得られた、打球探査による弾性係数、圧縮強度試験による圧縮強度、圧縮強度試験におけるひずみに基づく静弾性係数を示す図である。この実験では、打設から２日、３日、５日、７日の各日数が経過した際の圧縮強度と弾性係数とを測定した。図２０に示されるように、ダム用コンクリートの場合においても、材齢ごとの平均値を用いた場合の弾性係数と圧縮強度との関係が線形式で近似できる。よって、打球探査で得られる弾性係数を圧縮強度の推定に用いることには、信頼性がある。
【符号の説明】
【００６１】
１…セントル、２…窓、１０…覆工コンクリート、Ｄ１…奥行方向、Ｘ…供試体。
【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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図６】
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