(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一連の工程によって、斜面の地山をコンクリート構造体で被覆して安定化する、コンクリート吹付工法であって、
斜面に長さ１０〜５０ｍｍの短繊維を混合したコンクリートを吹き付けて硬化させ、変位吸収層を形成する、一次吹付工程と、
前記変位吸収層に地山の変位に起因する初期ひび割れを生じさせる、変位吸収工程と、
前記変位吸収層の表面に長さ１０〜５０ｍｍの短繊維を混合したコンクリートを吹き付けて硬化させ、拘束層を形成する、二次吹付工程と、を備えることを特徴とする、
コンクリート吹付工法。
【請求項２】
前記変位吸収工程は、前記一次吹付工程におけるコンクリートが普通コンクリートの場合には硬化後７２時間以上、早強性コンクリートの場合には硬化後２４時間以上、前記変位吸収層を放置して行うことを特徴とする、請求項１に記載のコンクリート吹付工法。
【請求項３】
前記二次吹付工程より前に、前記変位吸収層の表面全体に合成樹脂プライマーを塗布する工程を有することを特徴とする、請求項１に記載のコンクリート吹付工法。
【請求項４】
前記二次吹付工程より前に、前記変位吸収層の表面全体に金網を張設する工程を有することを特徴とする、請求項１に記載のコンクリート吹付工法。
【請求項５】
前記一次吹付工程より前に、斜面に排水マットを敷設する工程を有することを特徴とする、請求項１に記載のコンクリート吹付工法。
【請求項６】
前記二次吹付工程より後に、前記拘束層の表面全体にシラン・シロキサン系の浸透性吸水防止剤を塗布する工程を有することを特徴とする、請求項１に記載のコンクリート吹付工法。
【請求項７】
前記変位吸収層が早強性コンクリートからなり、前記拘束層が普通コンクリートからなることを特徴とする、請求項１に記載のコンクリート吹付工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート吹付工法に関し、特に、長期間安定して機能するコンクリート構造体を簡易に形成可能なコンクリート吹付工法に関する。
なお、以下の明細書、特許請求の範囲で「コンクリート」とはモルタルを含めた意味で使用する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート吹付工法は、コンクリートを斜面の地山に吹き付け、斜面をコンクリート構造体でシーリングすることによって、斜面崩壊の原因である浸食、風化、外気や雨水の浸透などを防止し、斜面を安定化することを目的とする。コンクリート吹付工法は、施工性に優れ、外気、温度変化、浸透水などの遮断効果が非常に高く、経済性も高いため、広く利用されている。
コンクリートの吹付工法に関する従来技術として、例えば特許文献１、２のような工法が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３６３１６号公報
【特許文献２】特開平５−３２１２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のコンクリート吹付工法には以下のような問題点がある。
＜１＞形成されるコンクリート構造体は、厚さが薄く、表面積が大きい。また、斜面の地山に凹凸がある場合、吹付厚の管理が難しく、層厚にばらつきが生じやすい。このため、地山の変位、振動、乾燥収縮などの要因によって、コンクリート構造体の表層に、初期ひび割れ（クラック）が発生しやすい。
＜２＞傾斜面上での施工となるため、硬化途中にコンクリートが自重によってダレを生じ、これによるひび割れが発生しやすい。
＜３＞一般的には浸透水や湧水などを排出するために、地山に塩ビ管が設置される。このため、塩ビ管の周辺に応力が集中してひび割れが発生したり（図５）、風化した地山の土砂が塩ビ管から流出することで、構造体の内部に空洞が形成されることがある。
＜４＞一般的な養生を行えないため、温度変化や、風雨、乾燥、凍結などの外部環境の影響を直接に受け、乾燥や凍結によるひび割れが発生しやすい。
【０００５】
図６は、コンクリート構造体に生じたひび割れの一例である。このひび割れは深く地山に達している（なお、ひび割れに沿った縦三連の孔は原因調査用のコア孔である）。
これらの初期ひび割れは、その後のコンクリート構造体の劣化の進展、加速に大きな影響を与える。
すなわち、初期ひび割れの開口から浸入した、雨水、塩化物、大気汚染物質などが、コンクリート構造体を劣化させたり、地山を風化させたり、構造体内の金網を腐食させる。また、構造体内に浸入した水が凍結することで地山との付着切れや内部空洞を発生させ、構造体の剥離・剥落を起こすおそれがある。
このように、従来の吹付工法によるコンクリート構造体は、１０数年から２０年余で劣化・老朽化するため、コンクリート片の剥落などの発生が懸念されている。
【０００６】
本発明の目的は、これら従来技術の課題を解決するコンクリート吹付工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のような課題を解決するための本発明のコンクリート吹付工法は、一連の工程によって、斜面の地山をコンクリート構造体で被覆して安定化する、コンクリート吹付工法であって、斜面に短繊維を混合したコンクリートを吹き付けて硬化させ、変位吸収層を形成する、一次吹付工程と、変位吸収層に地山の変位に起因する初期ひび割れを生じさせる、変位吸収工程と、変位吸収層の表面に短繊維を混合したコンクリートを吹き付けて硬化させ、拘束層を形成する、二次吹付工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明のコンクリート吹付工法は、変位吸収工程を、一次吹付工程におけるコンクリートが普通コンクリートの場合には硬化後７２時間以上、早強性コンクリートの場合には硬化後２４時間以上、変位吸収層を放置して行ってもよい。
【０００９】
本発明のコンクリート吹付工法は、二次吹付工程より前に、変位吸収層の表面全体に合成樹脂プライマーを塗布する工程を有してもよい。
【００１０】
本発明のコンクリート吹付工法は、二次吹付工程より前に、変位吸収層の表面全体に金網を張設する工程を有してもよい。
【００１１】
本発明のコンクリート吹付工法は、一次吹付工程より前に、斜面に排水マットを敷設する工程を有してもよい。
【００１２】
本発明のコンクリート吹付工法は、二次吹付工程より後に、拘束層の表面全体にシラン・シロキサン系の浸透性吸水防止剤を塗布する工程を有してもよい。
【００１３】
本発明のコンクリート吹付工法は、変位吸収層が早強性コンクリートからなり、拘束層が普通コンクリートからなってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のコンクリート吹付工法は以上の構成を有するため、次の効果を備える。
＜１＞地山の変位や振動による初期ひび割れを変位吸収層に発生させた後、変位吸収層をひび割れごと拘束層で被覆する。このため、構造体表面への初期ひび割れの発生を防止できる。
＜２＞短繊維混合コンクリートを使用するため、じん性の高い安定したコンクリート構造体を形成することができる。これによって、乾燥収縮や材料のダレによる初期ひび割れの発生を防止できる。
＜３＞拘束層の吹付けに先立って、ひび割れた変位吸収層の表面に合成樹脂プライマーを塗布することで、変位吸収層のひび割れを充填しシールすると共に、変位吸収層と拘束層の接着強度を高めて一体構造とすることができる。
＜４＞拘束層の表面にシラン・シロキサン系の吸水防止剤を塗布することで、水分や塩化物の浸入を防ぎ、凍上害の発生を防止することができる。
＜５＞従来の水抜きパイプの代わりに地山に排水マットを敷設することで、背面地山の流出による空洞の発生を防止し、水抜きパイプ部分への応力集中によるひび割れの発生を防ぐことができる。
＜６＞以上の＜１＞〜＜５＞より、長期間安定して機能する耐用年数の長いコンクリート構造体を、吹付工法によって簡易に形成し、剥離・剥落の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るコンクリート吹付工法の説明図。
【図２】本発明に係るコンクリート吹付工法のフロー図。
【図３】本発明に係るコンクリート吹付工法の他の実施例のフロー図。
【図４】本発明に係るコンクリート吹付工法の施工後の状態を示す図面代用写真。
【図５】従来技術において塩ビ管の周辺にひび割れが発生した状態を示す図面代用写真。
【図６】従来技術において地山に達する深いひび割れが発生した状態を表す図面代用写真。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明のコンクリート吹付工法について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
[コンクリート吹付工法]
＜１＞全体の構成（図１、２）。
本発明のコンクリート吹付工法は、第一吹付工程と、変位吸収工程と、プライマー塗布工程と、第二吹付工程と、を連続して施工することによって、斜面Ａに、変位吸収層１０と拘束層２０の二層構造を備えたコンクリート構造体１を形成する工法である。
コンクリート構造体１を二層構造とする理由は、第一層である変位吸収層１０に地山の変位や振動による初期ひび割れを発生させ、この変位吸収層１０をひび割れごと拘束層２０で被覆することによって、コンクリート構造体１の表面への初期ひび割れの発生を防ぐためである。
なお、本発明のコンクリート吹付工法は、連続した一連の工程によって、斜面Ａの地山をコンクリート構造体１で被覆して安定化する工法である。
従って、ひび割れが生じた既設のコンクリート構造体の表面に、補強や補修を目的としてコンクリートを吹き付ける工法は本発明の対象外である。
【００１８】
＜１．１＞短繊維混合コンクリート。
本発明のコンクリート吹付工法では、吹き付けに短繊維混合コンクリートを使用する。
コンクリートは、普通ポルトランドセメントを使用した一般配合のコンクリートを使用する。ただしこれに限られず、施工状況に応じて、早強ポルトランドセメントなど公知のセメントや配合を用いても良い。
短繊維は、合成樹脂製の短繊維を採用する。具体的にはナイロン製、ビニロン製、ポリプロピレン製などの短繊維を採用することができる。ただしこれに限られず、鋼繊維（スチールファイバー）や炭素繊維（カーボンファイバー）などを採用しても良い。
短繊維の長さや材径は適宜であるが、例えば、長さ１０〜５０ｍｍ、材径０．１〜２．０ｍｍ程度の短繊維を採用すると、コンクリート構造体１に十分なじん性を付与することができる。また、表面に凹凸や突起を設けた短繊維を採用すれば、拘束力をより高めることができる。
これらの短繊維をコンクリートに０．５ＶＯＬ％〜２．０ＶＯＬ％程度混入して、短繊維混合コンクリートを生成する。
【００１９】
＜２＞一次吹付工程。
一次吹付工程は、斜面Ａに短繊維混合コンクリートを吹き付けて硬化させ、変位吸収層１０を形成する工程である。
吹き付けに先立ち、斜面Ａの清掃を行い、吹付コンクリートの斜面Ａへの付着を妨げる根株や浮石、土砂などを除去する。
続いて、短繊維混合コンクリートを所望の厚さまで吹き付ける。吹付厚は、コンクリート構造体１全体の層厚の約半分である。
吹き付け後、所定の期間を経て吹付コンクリートを硬化させ、変位吸収層１０を形成する。
【００２０】
＜３＞変位吸収工程。
変位吸収工程は、変位吸収層１０に地山の変位・振動や立地条件に起因する初期ひび割れを生じさせる工程である、
変位吸収工程は、変位吸収層１０を形成後、次工程まで一定期間放置することで行う。一定期間とは、変位吸収層１０の表面に初期ひび割れを生じさせるのに十分な期間である。
具体的な期間は環境や季節によって異なるが、普通コンクリートであれば、変位吸収層１０のコンクリート硬化後７２時間以上放置する。また、早強性コンクリートの場合には、コンクリート硬化後２４時間以上放置する。
ここで、「早強性コンクリート」とは、早強ポルトランドセメントを用いたコンクリート、または混和剤として硬化促進剤を混和したコンクリートを指し、「普通コンクリート」とは、普通ポルトランドセメントを使用した一般配合のコンクリートを指す。また、「硬化」とは、コンクリートが凝結（ＪＩＳ  Ａ  １１４７）した時点を指す。
【００２１】
＜４＞プライマー塗布工程。
二次吹付工程に先立って、変位吸収層１０の表面全体にプライマー４０を塗布する。プライマー４０は吹き付けてもよい。
本例では、プライマー４０として、合成樹脂プライマーを採用する。ただしこれに限られず、他の公知の各種プライマーを採用しても良い。
変位吸収層１０の表面にプライマー４０を塗布することによって、変位吸収層１０と後述する拘束層２０との付着強度を上げ、両者を一体化することができる。
また、変位吸収層１０に発生した初期ひび割れにプライマー４０を充填することで、ひび割れ部の吸水性を遮断しシーリング効果を付与して、拘束層２０の急激な乾燥収縮によるひびわれの発生を抑制できる。
【００２２】
＜５＞二次吹付工程。
二次吹付工程は、変位吸収層１０の表面に短繊維混合コンクリートを吹き付けて硬化させ、拘束層２０を形成する工程である。
プライマー４０を塗布した変位吸収層１０の表面に、短繊維混合コンクリートを変位吸収層１０と同等の厚さまで吹き付ける。
吹き付け後、所定の期間を経て吹付コンクリートを硬化させ、拘束層２０を形成する。これによって、コンクリート構造体１が完成する。
【００２３】
＜６＞本工法の特徴。
本発明は、コンクリートの吹付工法において、（１）コンクリート構造体１を、変位吸収層１０と拘束層２０とを備えた二層構造とする点、（２）二次吹付工程の前に変位吸収工程を設けることで、敢えて変位吸収層１０に初期ひび割れを誘発する点、（３）拘束層２０の吹付けに先立って、変位吸収層１０の表面に合成樹脂プライマー４０を塗布することで、変位吸収層１０と拘束層２０との付着強度を高めるとともに、変位吸収層１０のひび割れをシーリングする点、（４）短繊維混合コンクリートを用いることでコンクリート構造体１にじん性を付与する点、に特徴を有する。  
従来は第一層と第二層との付着性の問題から、二段階の吹付は好ましくないとされていた。よって、吹き付けは一度で完了させるか、二度になる場合には、一層目の硬化前できるだけ早期に二層目を吹き付けていた。
これに対して本発明のコンクリート吹付工法は、敢えてコンクリート構造体１を二層構造とし、一次吹付工程によって変位吸収層１０を硬化させた後、二次吹付工程を施工する前に、変位吸収工程を介在させて変位吸収層１０に初期ひび割れを発生させることによって、変位吸収層１０に地山の変位を吸収させる工法である。
初期ひび割れ発生後の変位吸収層１０をひび割れごと拘束層２０で被覆することで、施工面の立地条件によるひび割れ、すなわち地山の凹凸や振動・膨張・沈下、砂岩や泥岩等の吸水性地質による急激な乾燥等による初期ひび割れや、地山の影響による初期ひび割れを吸収し、拘束層２０の短繊維によって硬化後の乾燥収縮による長期ひび割れを抑制することができる。
また、二段階吹付による変位吸収層１０と拘束層２０との付着不良を回避するため、二次吹付に先立ち変位吸収層１０の表面に合成樹脂プライマー４０を塗布して、変位吸収層１０に発生したひび割れをシーリングすると共に、拘束層２０との接着力を高めて一体構造物とする。
これらの特徴の組み合わせによって、せん断抵抗力を備え、剥離・剥落の発生を防ぎ、長期間安定して機能するコンクリート構造体１を吹付工法によって簡易に形成することができる。
【００２４】
＜７＞施工後の状態。
図４は、本発明に係るコンクリート吹付工法の施工後１８０日を経過したコンクリート構造体１を示す図面代用写真である。
コンクリート吹付工法において、吹付面の乾燥や長期収縮は施工後９０日程度で終息する。
一方、図４に示すコンクリート構造体１は、施工後１８０日を経ても拘束層２０の表面にひび割れが発生していない。
以上から、本発明に係るコンクリート吹付工法の有効性がわかる。
【実施例２】
【００２５】
[変位吸収層に金網を張設する例]
引き続き、変位吸収層に金網を張設する他の実施例について説明する。
本例では、プライマー塗布工程の後に、変位吸収層１０の表面に金網３０を張設する工程を有する（図３）。
金網３０は、斜面Ａの凹凸に追従しやすい菱形金網を採用する。ただしこれに限られず、溶接金網などを採用しても良い。
プライマー４０を塗布した変位吸収層１０の全面に、金網３０を密着するように展張し、要所をアンカーピン７０で変位吸収層１０に固定する。
続いて、変位吸収層１０の金網３０の上から二次吹付工程を行う。
本例では、金網３０によって変位吸収層１０への吹付コンクリートの付着が容易となり、変位吸収層１０と拘束層２０両層の一体性をさらに高めることができる。
また、斜面Ａが急勾配の場合でも、吹付コンクリートのダレや剥落を防ぐことができる。
【実施例３】
【００２６】
[斜面に排水マットを敷設する例]
引き続き、斜面に排水マットを敷設する他の実施例について説明する。
施工する斜面Ａから湧水がある場合、コンクリートの水和反応が阻害され、内部空隙やクラックが発生するおそれがある。この場合、コンクリート構造体１の品質が低下し、コンクリートと地山との密着性が低下する。
また、これを防ぐため一般的には水抜きパイプを４ｍ２に１箇所程度設けている。しかしこの水抜きパイプは必ずしも湧水位置に設置されず、地山の土砂を流出させ背面に空洞を発生させるばかりでなく、コンクリート構造体１の水抜きパイプ部分へ、応力集中によるひび割れを発生させることがある（図５）。
そこで本例では、一次吹付工程に先立って、斜面Ａに排水マット５０を敷設する工程を有する（図３）。
具体的には、まず、湧水のある斜面Ａに対し鉛直方向に所定の間隔、例えば１．５ｍピッチで帯状の縦排水マット５１を敷設し、アンカーなどで固定する。
つづいて、この縦排水マット５１の胴部に下端部が接続するように、縦排水マット５１の両側に斜排水マット５２を連接する。すなわち排水マット５０は、下向きの矢羽根状に斜面Ａに敷設される。
そして、敷設したこの排水マット５０の上から一次吹付工程を実施する。
本例では、斜面Ａから生じた湧水が、排水マット５０を通じてコンクリート構造体１の外部にスムーズに排出される。そのため、コンクリート構造体１の品質低下や、内部空隙の発生を防止することができる。
また、水抜きパイプを使用しないため、応力集中によるコンクリート構造体１へのひび割れの発生を防ぐことができる。
【実施例４】
【００２７】
[拘束層に吸水防止剤を塗布する例]
引き続き、拘束層に吸水防止剤を塗布する他の実施例について説明する。
本例では、二次吹付工程の後、拘束層２０の表面に、コンクリート保護材としてシラン・シロキサン系の吸水防止剤６０を全面塗布する工程を有する（図３）。
これによって、コンクリート構造体１への水の侵入を抑制し、アルカリ骨材反応を抑制し、コンクリート構造体１の長寿命化を図ることができる。
【実施例５】
【００２８】
[一次吹付工程と二次吹付工程とで異なったコンクリートを吹き付ける例]
引き続き、一次吹付工程と二次吹付工程とで、異なったコンクリートを吹き付ける、他の実施例について説明する。
本例では、一次吹付工程では斜面Ａに早強性コンクリートを吹き付けて変位吸収層１０を形成する。一方、二次吹付工程では変位吸収層１０に普通コンクリートを吹き付けて拘束層２０を形成する。
これによって、変位吸収層１０に早期にひび割れを誘発して、二次吹付工程までの手待ち時間を短縮する一方、変位吸収層１０をひび割れの生じにくい普通コンクリートからなる拘束層２０で拘束することによって、構造体全体としての強度を確保することができる。
よって、施工の効率性と構造体の安定性とを両立させることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１    コンクリート構造体
１０  変位吸収層
２０  拘束層
３０  金網
４０  プライマー
５０  排水マット
５１  縦排水マット
５２  斜排水マット
６０  吸水防止剤
７０  アンカーピン
Ａ    斜面
ｃ    クラック
【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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