(57)【要約】【課題】本発明は、塊状硬化物の破壊方法に関し、大きな塊状硬化物や既存構造物の地下の切梁下における狭い作業空間での破壊工事において、破壊用のブレーカ等の重機が使用しづらいことがあり、その結果、作業効率が悪く工期が長くなり、作業騒音・振動が発生することが課題であって、それを解決することである。【解決手段】塊状硬化物１に孔２を穿設し、前記孔２に冷却手段を配設すると共に、当該孔２に水５を充填し、前記冷却手段で前記水５を凍結させて氷にし、その氷の体積膨張による凍結膨張圧で前記塊状硬化物１をひび割れさせる塊状硬化物の破壊方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塊状硬化物に孔を穿設し、
前記孔に冷却手段を配設すると共に、当該孔に水を充填し、
前記冷却手段で前記水を凍結させて氷にし、
その氷の体積膨張による凍結膨張圧で前記塊状硬化物をひび割れさせること、
を特徴とする塊状硬化物の破壊方法。
【請求項２】
水は、密閉される容器に充填されること、
を特徴とする請求項１に記載の塊状硬化物の破壊方法。
【請求項３】
孔と容器との隙間に該隙間を埋めるための充填物が充填されること、
を特徴とする請求項２に記載の塊状硬化物の破壊方法。
【請求項４】
水は、塊状硬化物の内部に浸透しないようにゲル化、半固形化、若しくは半流動化され、穿設した縦孔、横孔若しくは斜め孔のいずれか一つの孔内に直接充填されること、
を特徴とする請求項１に記載の塊状硬化物の破壊方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、既存建物や地下連壁などのコンクリート構造物、そのほか岩盤などの破壊対象の塊状の物体である、塊状硬化物（と称する、以下、本願において同じ）の破壊工事に関する、塊状硬化物の破壊方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、塊状硬化物の一例としての既存建物を解体して新しい建物を構築する場合、地下部分の解体を伴うことが多い。この地下解体工事においては、基礎梁、フーチング、造成杭などの鉄筋コンクリート構造物を解体するに際し、例えば、鉄筋コンクリート構造物を挟んで圧砕するニブラ等の圧砕機、ブレーカ等の打撃機などを使用して解体することが知られている（特許文献１参照）。そのほか、地下連壁や岩盤等の塊状硬化物においても同様である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−４９４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
塊状硬化物の破壊工事において、前記鉄筋コンクリート構造物等の塊状硬化物が大型である場合には、前記通常の圧砕機では爪幅が足りずに、大型のブレーカによる打撃を繰り返して解体することになる。しかし、ブレーカ工法では、大きな打撃音、振動、粉塵などが連続的に発生するという課題がある。更に、大型ブレーカ等を、例えば、限られた地下空間で使用する場合には、切梁などで邪魔されて手間が掛かり、作業能率が悪くなって工期が長くなるとともに作業コストが嵩むという課題がある。本発明に係る塊状硬化物の破壊方法は、このような課題を解決するために提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る塊状硬化物の破壊方法の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、塊状硬化物に孔を穿設し、前記孔に冷却手段を配設すると共に、当該孔に水を充填し、
前記冷却手段で前記水を凍結させて氷にし、その氷の体積膨張による凍結膨張圧で前記塊状硬化物をひび割れさせることである。
【０００６】
前記水は、密閉される容器に充填されることである。
また、前記孔と容器との隙間に該隙間を埋めるための充填物が充填されることを含むものである。
【０００７】
前記水は、塊状硬化物の内部に浸透しないようにゲル化、半固形化、若しくは半流動化され、穿設した縦孔、横孔若しくは斜め孔のいずれか一つの孔内に直接充填されることである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る塊状硬化物の破壊方法によれば、水で代表される異常液体が冷却されたときの凍結膨張圧で、鉄筋コンクリート構造物、岩盤等の塊状硬化物にひび割れを入れるので、低騒音・低振動での解体工事となる。また、前記異常液体の中でも水を使用した破壊方法なので、環境に優しいものである。
更に、狭い地下空間において、基礎梁等の大型鉄筋コンクリート構造物に予めひび割れを入れることで、小型の圧砕機で解体が可能となり、切梁等に解体作業が邪魔されず、解体作業が効率化される。
水に代表される異常液体をゲル化、半固形化、半流動化にすることで、削孔した孔が縦孔・横孔・斜め孔でも充填が可能となり、水充填用の容器を必要としないので、手間が省けて作業が容易になり、作業コストも低減されると言う優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る塊状硬化物の破壊方法を説明する、第１実施例に係る説明用断面図である。
【図２】塊状硬化物の一例である鉄筋コンクリート構造物に穿孔する孔の配置例を示す説明用平面図である。
【図３】第１実施例に使用される２種類の容器を示す斜視図（Ａ）と、その内のフランジを有する容器の実施状況を示す全体斜視図（Ｂ）である。
【図４】第１実施例で曲面形状の密閉容器を使用した実施例に係る、コンクリート構造物の上部の一部拡大斜視図である。
【図５】鉄筋コンクリート構造物の表面に現れたひび割れ幅の、経時変化を示す特性曲線図である。
【図６】同本発明の塊状硬化物の破壊方法を説明する、第２実施例に係る説明用断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る塊状硬化物の破壊方法は、図１に示すように、異常液体の内の一つである水が凍結した際の凍結膨張圧で鉄筋コンクリート構造物等の塊状硬化物にひび割れを発生させ、これを脆弱化させて小型圧砕機で解体しやすくする方法である。
【実施例１】
【００１１】
本発明に係る塊状硬化物の破壊方法について、図１乃至図３を参照して、塊状硬化物の一例としてコンクリート構造物を代表させて説明する。まず、図１に示すように、鉄筋コンクリートの構造物１に、ダイアモンドコアドリル等で孔２を格子状に穿設する。なお、孔２の配列は、格子状の他、コンクリート破壊に都合が良ければ、千鳥配置、ランダム配置などでも良い。
【００１２】
前記孔２の大きさは、一例として、直径Ｄが約１０５ｍｍ、深さ８５０ｍｍ程度である。なお、実験用の鉄筋コンクリート構造物１は、図３（Ｂ）に示すように、１ｍ×１ｍ×１ｍの構造物である。
【００１３】
次に、前記孔２に、冷却手段である冷却管３を配設する。この第１実施例では、例えば、図３（Ａ）に示すような薄壁の密閉容器４に水５を入れて行うので、その密閉容器４内部に前記冷却管３が配管され、頭部の接続部４ａに図外の冷凍装置（図示せず）からの冷却管が接続される。
【００１４】
そして、前記密閉容器４の内部に、給水口から水を満タンにして充填する。なお、この水を使用するのは、異常液体として、例えば、水、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、ビスマスが知られている内の、入手が容易で低コストの異常液体として、解体工事においては、実質的に水のみ使用されるからである。
【００１５】
ここで、異常液体とは、固体の状態より液体の状態の方が、密度が大きい物質のことである。または、同様に、同質量で比較すると固体より液体の方が体積が小さくなる物質のことである。
【００１６】
次に、前記孔２に、孔２と容器４との間の隙間を埋めるための充填物であるモルタルを注入する。その充填量は、当該孔２に前記密閉容器４を入れたときに、モルタルが孔２の隙間を埋めるように、孔底部から孔開口部までせり上がって、丁度充填される量である。
【００１７】
前記密閉容器４は、水がコンクリート中に浸透するのを防止するとともに、凍結膨張圧を確保するものであり、薄肉の鋼管、ゴム、ポリフィルム等で形成されている。なお、前記容器４がゴム等であれば、孔径の寸法に容器外径の寸法を合わせることで、前記隙間にモルタルを充填する工事を省くこともできる。
【００１８】
前記孔２の直径に対して、密閉容器４の直径は、極力隙間が小さくなるようにする。また、密閉容器４が鋼管であればその外周部に、隙間調整用のスペーサなど（図示せず）を取付けるようにしても良い。
【００１９】
そして、前記孔２に前記密閉容器４を挿入する。孔２と密閉容器４との間がモルタルで満たされ、該モルタルが固化する。こうして、当該孔２に水５を充填した状態になる。その後、冷却手段である図外の冷凍装置を駆動させて、密閉容器４内の冷却管３に、約−３０℃の冷媒を循環させる。それにより、この密閉容器４内の水５を凍結させて氷にする。冷媒に液体窒素を用いる場合は、冷却装置は不要となり、冷媒の温度は-１９６℃で冷却が可能である。
【００２０】
その氷（異常液体の固化）による体積膨張に伴う凍結膨張圧で、前記密閉容器４およびモルタルを介して前記鉄筋コンクリート構造物１をひび割れさせる。これにより、図２に示すように、鉄筋コンクリート構造物１に一定間隔Ｐで孔２を削孔して、その孔２に水５を充填することで、コンクリートが破砕されるとともに、鉄筋コンクリート構造物１の内部に亀裂を貫通させることができる。
【００２１】
従って、外周に露出した鉄筋をガス切断することで、鉄筋コンクリート構造物１をブロック状に分断することが可能となる。特に、地下解体工事において、切梁下の狭小空間では大型圧砕機が使用できないので、予め鉄筋コンクリート構造物１を脆弱化しておくことで、小型の圧砕機による解体工事が可能となる。
【００２２】
密閉した容器４による水の凍結膨張圧でコンクリートをひび割れさせることの確証を得るために、図３（Ａ），（Ｂ）、図４に示すように、実験を行った。
【００２３】
前記密閉容器４は、図３（Ａ）に示すように、筒体の頭部が筒部の応力よりも小さな応力にする曲面形状でアンカー等が不要のもの（図中左側）と、有底筒体とその筒体の頭部にアンカーボルトを挿通させてナットで固定する平板状で金属製のフランジプレートとでなるもの（図中右側）とがある。
【００２４】
図３（Ｂ）に示す密閉容器４は、フランジプレートを有する密閉容器４の場合を示している。また、図４に示す密閉容器４は、頭部が曲面形状の密閉容器を使用した場合を示している。
【００２５】
この実験によるひび割れ６の経時変化は、図５に示すように、孔２の開口部の周囲に１２点の観測点を設定して計測した結果、約３時間３０分でひび割れの拡張が収まり、ひび割れの幅が、最大で約３．４６ｍｍとなった。
【実施例２】
【００２６】
本発明に係る塊状硬化物の破壊方法の第２実施例は、異常液体である水等をコンクリート構造物１の内部に浸透しないように、高分子ポリマーを利用して、ゲル化、半固形化、若しくは半流動化しておくものである。
【００２７】
なお、この異常液体である水等のゲル化、半固形化、半流動化の程度は、鉄筋コンクリート構造物１に穿設した孔２の状況により、任意に設定されるものである。
【００２８】
そして、図６に示すように、鉄筋コンクリート構造物１に穿設した縦孔、横孔若しくは斜め孔のいずれか一つの孔内に直接、前記ゲル化等された水５ａが充填される。これにより、異常液体（水など）用の密閉容器４や充填用のモルタル、固定用のアンカーなどが不要となる。従って、水等の異常液体の孔２に対する充填の手間が掛からず、工期が短縮されるとともに、低コストになる。
【００２９】
更に、前記孔２の開口部には、冷却管３を支持するための金属製の平板体である蓋部材７が設けられる。図６に示す実施例では、鉄筋コンクリート構造物１側に打ち込んだアンカーボルトにナットを締結することで前記蓋部材７を固定しているが、これに限らず、この蓋部材７の中心部を、外側に膨出する曲面形状にして、凍結膨張圧の応力が小さくなるようにしても良い。このように、水等の異常液体を予めゲル化等しておいたので、鉄筋コンクリート物１に穿孔した孔２が、縦孔に限らず、横孔でも若しくは斜め孔でも、圧砕工事が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように、本発明に係る塊状硬化物の破壊方法は、一例として狭小空間におけるコンクリート構造物の破壊に貢献するものであるが、それ以外にも、杭頭処理、地下連続壁、岩盤などにも適用できるものである。
【符号の説明】
【００３１】
１          鉄筋コンクリート構造物、
２          孔、
３          冷却管、
４          密閉容器、                  ４ａ          接続部、
５          水、                        ５ａ          ゲル化等された水、
６          ひび割れ、
７          蓋部材。
【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】
2015113590.tif 000007
【図６】
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