(57)【要約】【課題】  真空引き工程を含むポストテンション方式ＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法において、グラウト注入量、注入圧、シース内真空度等のデータをディスプレイに表示して注入作業の進捗状況を実時間監視し、シース内にグラウトが完全に充填されたＰＣ構造物を確実・容易に提供できる注入工法を提供する。【解決手段】  ポストテンション方式ＰＣ構造物のケーブルシースのグラウト排出側に接続した真空ポンプによりシース内の気圧を減圧させた後、真空ポンプを稼働させたまま注入側に接続しに圧送ポンプを運転してシース内にグラウトを充填する装置に、注入圧測定用圧力センサ、グラウト注入量測定用流量計、シース内真空度測定用負圧センサ、各測定データをグラフ表示するディスプレイ等を備え、前記シース内に水セメント比が０．２８〜０．３８の高密度のグラウトを、吸引負圧−０．０５〜−０．１ＭＰａ、注入圧力０．１〜１．５ＭＰａの条件下で注入する。【選択図】  図１
2004263542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポストテンション方式ＰＣ構造物のケーブルシース内にグラウトを注入する際、ケーブルシースのグラウト注入側に圧送ポンプを、排出側に真空ポンプを接続し、前記真空ポンプによりケーブルシース内の気圧を十分減圧させた後に該真空ポンプを稼働させたまま前記圧送ポンプを運転して前記ケーブルシース内にグラウトを充填する真空引き工程を含むＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入装置において、
前記圧送ポンプと前記ケーブルシースのグラウト注入口との間に配設されたグラウト注入圧力測定用の圧力センサと、注入グラウトの単位時間当たりの流量を測定する流量計及びその時間経過に伴う積算注入量を測定する積算流量計と、
前記真空ポンプとケーブルシースのグラウト排出口との間に配設されケーブルシース内の真空度を測定する負圧センサと、
そして前記圧力センサ、負圧センサ、流量計及び積算流量計から時々刻々出力される測定データを収集・記録・保存する情報管理装置とを備えてなることを特徴とするＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入装置。
【請求項２】
ポストテンション方式ＰＣ構造物のケーブルシース内にグラウトを注入する際、ケーブルシースのグラウト注入側に圧送ポンプを、排出側に真空ポンプを接続し、前記真空ポンプによりケーブルシース内の気圧を十分減圧させた後に該真空ポンプを稼働させたまま前記圧送ポンプを運転して前記ケーブルシース内にグラウトを充填する真空引き工程を含むＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入装置において、
前記圧送ポンプと前記ケーブルシースのグラウト注入口との間に配設されたグラウト注入圧力測定用の圧力センサと、注入グラウトの単位時間当たりの流量を測定する流量計及びその時間経過に伴う積算注入量を測定する積算流量計と、
前記真空ポンプとケーブルシースのグラウト排出口との間に配設されケーブルシース内の真空度を測定する負圧センサと、
そして前記圧力センサ、負圧センサ、流量計及び積算流量計から時々刻々出力される測定データを収集・記録・保存する情報管理装置と、
前記情報管理装置に収集・記録される前記測定データの時間的推移を実時間でグラフ表示する手段を備えたディスプレイとを備えてなることを特徴とするＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入装置。
【請求項３】
前記情報管理装置に、注入されるグラウトの水セメント比、使用されるＰＣケーブルの空隙率と長さ、圧送ポンプのグラウト吐出量、真空ポンプの吸引負圧などグラウト注入作業にかかわる条件を予め入力する手段と、該作業条件に基づいて算出されるグラウト積算注入量の時間的推移のグラフ、及び注入圧力と真空度の設定値を前記ディスプレイに表示する手段とを備え、これら注入作業の設定条件に基づくグラフと前記圧力センサ、負圧センサ、及び積算流量計の測定データの時間的推移のグラフとを前記ディスプレイの画面上で比較することによって、グラウトの注入状況や異常の有無を実時間で監視、把握可能にしてなることを特徴とする請求項２に記載のＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入装置。
【請求項４】
前記情報管理装置に記録・保存される測定データを所定の用紙に印字又はグラフ表示する手段を備えたプリンタを備えてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入装置。
【請求項５】
前記情報管理装置に記録・保存された測定データの前記プリンタへの入力手段として、データカード又はオンラインが用いられることを特徴とする請求項４に記載のＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入装置。
【請求項６】
ポストテンション方式ＰＣ構造物のケーブルシース内にグラウトを注入する際、ケーブルシースのグラウト注入側に圧送ポンプを、排出側に真空ポンプを接続し、前記真空ポンプによりケーブルシース内の気圧を十分減圧させた後に該真空ポンプを稼働させたまま前記圧送ポンプを運転して前記ケーブルシース内にグラウトを充填する真空引き工程を含むＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法において、
前記圧送ポンプと前記ケーブルシースのグラウト注入口との間にグラウト注入圧力測定用の圧力センサと、注入グラウトの単位時間当たりの流量を測定する流量計及びその時間経過に伴う積算注入量を測定する積算流量計とを配設して、グラウトの注入圧力、注入グラウトの単位時間当たりの流量を測定し、またその時間経過に伴う積算注入量を測定し、
さらに、前記真空ポンプとケーブルシースのグラウト排出口との間にケーブルシース内の真空度を測定する負圧センサを配設して、ケーブルシース内の真空度を測定し、
そして前記圧力センサ、負圧センサ、流量計及び積算流量計から時々刻々出力される測定データを情報管理装置に収集・記録・保存することを特徴とするＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法。
【請求項７】
ポストテンション方式ＰＣ構造物のケーブルシース内にグラウトを注入する際、ケーブルシースのグラウト注入側に圧送ポンプを、排出側に真空ポンプを接続し、前記真空ポンプによりケーブルシース内の気圧を十分減圧させた後に該真空ポンプを稼働させたまま前記圧送ポンプを運転して前記ケーブルシース内にグラウトを充填する真空引き工程を含むＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法において、
前記圧送ポンプと前記ケーブルシースのグラウト注入口との間にグラウト注入圧力測定用の圧力センサと、注入グラウトの単位時間当たりの流量を測定する流量計及びその時間経過に伴う積算注入量を測定する積算流量計とを配設して、グラウト注入圧力、注入グラウトの単位時間当たりの流量を測定し、またその時間経過に伴う積算注入量を測定し、
さらに、前記真空ポンプとケーブルシースのグラウト排出口との間にケーブルシース内の真空度を測定する負圧センサを配設して、ケーブルシース内の真空度を測定し、
そして前記圧力センサ、留圧センサ、流量計及び積算流量計から時々刻々出力される測定データを情報管理装置に収集・記録・保存し、
前記情報管理装置に収集・記録・保存される前記測定データの時間的推移を実時間でディスプレイにグラフ表示することを特徴とするＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法。
【請求項８】
前記情報管理装置に、注入されるグラウトの水セメント比、使用されるＰＣケーブルの空隙率と長さ、圧送ポンプのグラウト吐出量、真空ポンプの吸引負圧などグラウト注入作業にかかわる条件を予め入力し、該作業条件に基づいて算出されるグラウト積算注入量の時間的推移のグラフ、及び注入圧力と真空度の設定値を前記ディスプレイに表示し、これら注入作業の設定条件に基づくグラフと前記圧力センサ、負圧センサ、及び積算流量計の測定データの時間的推移のグラフとを前記ディスプレイの画面上で比較することによって、グラウトの注入状況や異常の有無を実時間で監視、把握可能にすることを特徴とする請求項７に記載のＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法。
【請求項９】
前記情報管理装置に記録・保存される測定データをプリンタを用いて所定の用紙に印字又はグラフ表示することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載のＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法。
【請求項１０】
前記情報管理装置に記録・保存された測定データの前記プリンタへの入力を、データカード又はオンラインで行うことを特徴とする請求項９に記載のＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法。
【請求項１１】
前記情報管理装置に記録・保存された測定データを、ＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入作業の管理保証データ、又はグラウトを注入したＰＣケーブルの品質保証データとなすことを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載のＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法。
【請求項１２】
請求項６〜１１のいずれか１項に記載のＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法において、水セメント比が０．２８〜０．３８の高密度のグラウトを、ケーブルシース内の空気吸引負圧−０．０５〜−０．１ＭＰａ、グラウト注入圧力０．１〜１．５ＭＰａの条件下で注入することを特徴とするＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポストテンション方式ＰＣ構造物のケーブルシース内にグラウトを注入する際、前記ケーブルシースのグラウト注入側に圧送ポンプを、排出側に真空ポンプを接続し、前記真空ポンプにより前記ケーブルシース内の気圧を減圧した後、該真空ポンプを稼働させたまま前記圧送ポンプを運転して前記ケーブルシース内にグラウトを充填する真空引き工程を含むグラウトの注入装置及びグラウト注入工法に関し、圧送ポンプとケーブルシースのグラウト注入口との間に配設された圧力センサ、流量計、及び積算流量計によってグラウトの注入圧力、注入グラウトの単位時間当たりの注入量とその時間経過に伴う積算注入量を、また真空ポンプと可視ろ過器との間に配設された負圧センサによってケーブルシース内の真空度を測定し、前記圧力センサ、負圧センサ、流量計及び積算流量計から時々刻々出力される測定データを収集・記録・保存するとともにディスプレイに実時間でグラフ表示し、また注入されるグラウトの水セメント比、使用されるＰＣケーブルの空隙率（｛ケーブルシースの内側断面積−ＰＣ鋼材の断面積｝／ケーブルシースの内側断面積）と長さ、圧送ポンプのグラウト吐出量、真空ポンプの吸引負圧などグラウト注入作業にかかわる諸条件に基づいて算出されるグラウトの積算注入量の時間的推移のグラフ等をディスプレイに表示し、この作業条件に基づくグラフと前記積算流量計の測定データのグラフ等とを前記ディスプレイの画面上で比較することにより、グラウト注入作業の進捗状況や異常の有無を実時間で監視、把握可能とし、さらにまた、注入作業終了後、記録・保存された測定データをプリンタを用いて所定の用紙に印字又はグラフ表示できるＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入装置及びグラウト注入工法、並びに水セメント比の小さい高密度のグラウトを確実・容易に注入・充填できるグラウト注入工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、橋梁、高架橋、建築物等のＰＣ構造物、特に内ケーブル方式のＰＣ構造物において、ケーブルシース内へのグラウトの充填不良に起因する緊張材の腐食・破断事故が散見されるようになった。
その原因として次のようなことが考えられる。
ポストテンション方式ＰＣ構造物において、ＰＣ鋼材を緊張・定着後にケーブルシースの内壁とＰＣ鋼材の間に注入・充填されるグラウトは、セメントと水と混和剤との混合物であり、注入・充填が効果的に行われるためには、流動性がよく、かつ注入から硬化するまでの間にそれぞれの材料が分離しないという性質を持つグラウトが求められる。しかし、セメントと水との間に存在する比重差によって、ケーブルシース内でグラウトが硬化する間にセメントが下側に沈降分離して上側に水分が残り（ブリージング水）、その水が蒸発して空隙部（空気溜まり）を生じることがあり、この空隙部に長年月の間に外部水が侵入して、ＰＣ鋼材を腐食させ、その結果ＰＣ鋼材が破断する危険が生じる。
【０００３】
そこで、流動性が良好でブリージングの少ないグラウト材が開発されたが、実際の施工では、依然としてセメントが水和反応する以上の水量を含む水セメント比（Ｗ／Ｃ=０．４〜０．４５）が多用されている。これは土木学会の「プレストレストコンクリート工法設計施工共通指針」に基づく試験結果を根拠としているが、グラウトの注入が圧送ポンプによる圧送で行われることから、グラウト材料の混練時と圧送時に空気が巻き込まれたり、圧力によってブリージングが生じるという問題は残る。
またケーブル材により線のＰＣ鋼材を用いる例がほとんどであるため、より線を構成する複数の素線間にふるい作用又は毛細管現象が生じて、セメントと水の分離作用を引き起こすことも認められている。
【０００４】
また、特開２００２−３０９７７７号公報では、グラウト排出側に真空ポンプを接続してケーブルシース内の気圧を減じ、グラウト注入側に接続したグラウト圧送ポンプの注入・充填効率を高めようという発明がなされている。この発明では、ケーブルシース内グラウトの充填が不完全になりやすいケーブルの曲がり部分や高位置部分に、先端の閉じた透明な素材で構成された真空パイプをその先端がコンクリート構造物の外部に突出するよう装着し、真空ポンプの運転により低下した該真空パイプ内の気圧に対応して上昇してくるグラウトを目視することでその部分でのグラウトの充填が確認できる構造をとっている。
しかし、この発明では、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が本発明のように非常に低く設定されていないために、グラウト材料が充填中に分離する余地をかなり残している。また、そのためにケーブルシース内の負圧が大きくなり過ぎてグラウト先端部が乱され分離しやすくなるのを防ぐことから、真空ポンプによるケーブルシース内の負圧がある一定値を超えないように常時制御する必要がある。したがって、ケーブルシース内にグラウトの未充填箇所のない、完全に充填されたＰＣ構造物を確実・容易に提供することは困難な実状にあった。
【０００５】
さらに、ＰＣ構造物のケーブルは、その全体がコンクリート内部に埋め込まれているため、ケーブルシース内のグラウトの充填状況や、その後のケーブルの状況を完全に点検・確認するのは困難である。
現状ではＸ線検査・超音波検査・衝撃反射波検査等の非破壊検査方法によりグラウト充填状況の確認作業が行われてはいるが、完全に内部の状況を把握できるまでには至っておらず、ＰＣ鋼材の腐食・破断の恐れが皆無とはなっていない。また、これらの検査はいずれも充填完了後に行われるものであって、グラウト注入時における注入状況や異常発生の有無の監視、把握は、前記圧送ポンプや真空ポンプの運転状況、圧力計の計測値の監視などで行われており、グラウト注入時の作業管理や作業データの保存、解析が十分なされている状況にはない。
【特許文献１】特開２００２−３０９７７７号公報
【非特許文献１】土木学会編「プレストレストコンクリート工法設計施工共通指針」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、上記背景技術に鑑み、ポストテンション方式ＰＣ構造物のケーブルシースのグラウト注入側に圧送ポンプを、グラウト排出側に真空ポンプを接続し、前記真空ポンプによりケーブルシース内の気圧を十分減圧させた後に圧送ポンプを運転してグラウトを注入する真空引き工程を含む注入方法において、グラウトの注入圧力、、グラウトの単位時間当たりの注入量及びその時間経過に伴う積算注入量、並びにケーブルシース内の真空度を時々刻々収集・記録・保存するとともに注入作業の進捗状況や異常発生の有無を実時間で監視、把握が可能で、また、注入作業終了後記録・保存した測定データを所定用紙に印字またはグラフ表示できるＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入装置及びグラウト注入工法を提供するとともに、より水セメント比の小さい高密度のグラウトを確実・容易に注入・充填できるグラウト注入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】
上記本課題の解決は、下記の手段による。
（１）ポストテンション方式ＰＣ構造物のケーブルシース内にグラウトを注入する際、ケーブルシースのグラウト注入側に圧送ポンプを、排出側に真空ポンプを接続し、前記真空ポンプによりケーブルシース内の気圧を十分減圧させた後に該真空ポンプを稼働させたまま前記圧送ポンプを運転して前記ケーブルシース内にグラウトを充填する真空引き工程を含むＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入装置において、
前記圧送ポンプと前記ケーブルシースのグラウト注入口との間に配設されたグラウト注入圧力測定用の圧力センサと、注入グラウトの単位時間当たりの流量を測定する流量計及びその時間経過に伴う積算注入量を測定する積算流量計と、
前記真空ポンプとケーブルシースのグラウト排出口との間に配設されケーブルシース内の真空度を測定する負圧センサと、
そして前記圧力センサ、負圧センサ、流量計及び積算流量計から時々刻々出力される測定データを収集・記録・保存する情報管理装置とを備えてなることを特徴とするＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入装置。
【０００８】
（２）ポストテンション方式ＰＣ構造物のケーブルシース内にグラウトを注入する際、ケーブルシースのグラウト注入側に圧送ポンプを、排出側に真空ポンプを接続し、前記真空ポンプによりケーブルシース内の気圧を十分減圧させた後に該真空ポンプを稼働させたまま前記圧送ポンプを運転して前記ケーブルシース内にグラウトを充填する真空引き工程を含むＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入装置において、
前記圧送ポンプと前記ケーブルシースのグラウト注入口との間に配設されたグラウト注入圧力測定用の圧力センサと、注入グラウトの単位時間当たりの流量を測定する流量計及びその時間経過に伴う積算注入量を測定する積算流量計と、
前記真空ポンプとケーブルシースのグラウト排出口との間に配設されケーブルシース内の真空度を測定する負圧センサと、
そして前記圧力センサ、負圧センサ、流量計及び積算流量計から時々刻々出力される測定データを収集・記録・保存する情報管理装置と、
前記情報管理装置に収集・記録される前記測定データの時間的推移を実時間でグラフ表示する手段を備えたディスプレイとを備えてなることを特徴とするＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入装置。
【０００９】
（３）前記情報管理装置に、注入されるグラウトの水セメント比、使用されるＰＣケーブルの空隙率と長さ、圧送ポンプのグラウト吐出量、真空ポンプの吸引負圧などグラウト注入作業にかかわる条件を予め入力する手段と、該作業条件に基づいて算出されるグラウト積算注入量の時間的推移のグラフ、及び注入圧力と真空度の設定値を前記ディスプレイに表示する手段とを備え、これら注入作業の設定条件に基づくグラフと前記圧力センサ、負圧センサ、及び積算流量計の測定データの時間的推移のグラフとを前記ディスプレイの画面上で比較することによって、グラウトの注入状況や異常の有無を実時間で監視、把握可能にしてなることを特徴とする前項（２）に記載のＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入装置。
【００１０】
（４）前記情報管理装置に記録・保存される測定データを所定の用紙に印字又はグラフ表示する手段を備えたプリンタを備えてなることを特徴とする前項（１）〜（３）のいずれか１項に記載のＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入装置。
（５）前記情報管理装置に記録・保存された測定データの前記プリンタへの入力手段として、データカード又はオンラインが用いられることを特徴とする前項（４）に記載のＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入装置。
【００１１】
（６）ポストテンション方式ＰＣ構造物のケーブルシース内にグラウトを注入する際、ケーブルシースのグラウト注入側に圧送ポンプを、排出側に真空ポンプを接続し、前記真空ポンプによりケーブルシース内の気圧を十分減圧させた後に該真空ポンプを稼働させたまま前記圧送ポンプを運転して前記ケーブルシース内にグラウトを充填する真空引き工程を含むＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法において、
前記圧送ポンプと前記ケーブルシースのグラウト注入口との間にグラウト注入圧力測定用の圧力センサと、注入グラウトの単位時間当たりの流量を測定する流量計及びその時間経過に伴う積算注入量を測定する積算流量計とを配設して、グラウトの注入圧力、注入グラウトの単位時間当たりの流量を測定し、またその時間経過に伴う積算注入量を測定し、
さらに、前記真空ポンプとケーブルシースのグラウト排出口との間にケーブルシース内の真空度を測定する負圧センサを配設して、ケーブルシース内の真空度を測定し、
そして前記圧力センサ、負圧センサ、流量計及び積算流量計から時々刻々出力される測定データを情報管理装置に収集・記録・保存することを特徴とするＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法。
【００１２】
（７）ポストテンション方式ＰＣ構造物のケーブルシース内にグラウトを注入する際、ケーブルシースのグラウト注入側に圧送ポンプを、排出側に真空ポンプを接続し、前記真空ポンプによりケーブルシース内の気圧を十分減圧させた後に該真空ポンプを稼働させたまま前記圧送ポンプを運転して前記ケーブルシース内にグラウトを充填する真空引き工程を含むＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法において、
前記圧送ポンプと前記ケーブルシースのグラウト注入口との間にグラウト注入圧力測定用の圧力センサと、注入グラウトの単位時間当たりの流量を測定する流量計及びその時間経過に伴う積算注入量を測定する積算流量計とを配設して、グラウトの注入圧力、注入グラウトの単位時間当たりの流量を測定し、またその時間経過に伴う積算注入量を測定し、
さらに、前記真空ポンプとケーブルシースのグラウト排出口との間にケーブルシース内の真空度を測定する負圧センサを配設して、ケーブルシース内の真空度を測定し、
そして前記圧力センサ、留圧センサ、流量計及び積算流量計から時々刻々出力される測定データを情報管理装置に収集・記録・保存し、
前記情報管理装置に収集・記録・保存される前記測定データの時間的推移を実時間でディスプレイにグラフ表示することを特徴とするＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法。
【００１３】
（８）前記情報管理装置に、注入されるグラウトの水セメント比、使用されるＰＣケーブルの空隙率と長さ、圧送ポンプのグラウト吐出量、真空ポンプの吸引負圧などグラウト注入作業にかかわる条件を予め入力し、該作業条件に基づいて算出されるグラウト積算注入量の時間的推移のグラフ、及び注入圧力と真空度の設定値を前記ディスプレイに表示し、これら注入作業の設定条件に基づくグラフと前記圧力センサ、負圧センサ、及び積算流量計の測定データの時間的推移のグラフとを前記ディスプレイの画面上で比較することによって、グラウトの注入状況や異常の有無を実時間で監視、把握可能にすることを特徴とする前項（７）に記載のＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法。
【００１４】
（９）前記情報管理装置に記録・保存される測定データをプリンタを用いて所定の用紙に印字又はグラフ表示することを特徴とする前項（６）〜（８）のいずれか１項に記載のＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法。
（１０）前記情報管理装置に記録・保存された測定データの前記プリンタへの入力を、データカード又はオンラインで行うことを特徴とする前項（９）に記載のＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法。
【００１５】
（１１）前記情報管理装置に記録・保存された測定データを、ＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入作業の管理保証データ、又はグラウトを注入したＰＣケーブルの品質保証データとなすことを特徴とする前項（６）〜（１０）のいずれか１項に記載のＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法。
【００１６】
（１２）前項（６）〜（１１）のいずれか１項に記載のＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法において、水セメント比が０．２８〜０．３８の高密度のグラウトを、ケーブルシース内の空気吸引負圧−０．０５〜−０．１ＭＰａ、グラウト注入圧力０．１〜１．５ＭＰａの条件下で注入することを特徴とするＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入工法。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明によれば、下記のような効果が得られる。
（ア）ケーブルシースのグラウト注入側に配設された注入圧力測定用圧力センサ、流量計及び積算流量計、前記ケーブルシースのグラウト排出側に配設された真空度測定用の圧力センサの各測定データを情報管理装置に収集・記録・保存することによって、後日当該グラウト注入作業の進捗状況や異常発生の有無等の確認が容易になり、かつ測定データの集積記録によりグラウト注入作業の問題点の所在が明確になり、改善策の立案に役立つ。
（イ）グラウトの注入・充填作業時に圧送ポンプの注入圧力、ケーブルシース内の真空度、単位時間当たりのグラウトの注入量、及びグラウトの積算注入量の推移がディスプレイ上にグラフ表示されるので、グラウト注入作業の進捗状況や異常の有無が実時間でかつ一目で監視・把握でき、異常時への対応も迅速に行える。
（ウ）グラウトの水セメント比、ケーブルシースの長さ、内径等から求められるグラウトの最終充填量などのグラウト注入作業にかかわる条件を入力し、該作業条件に基づく注入グラウトの積算注入量の推移や前記注入圧力と真空度の設定値をディスプレイ上に表示することにより、グラウト注入の遅速やグラウト注入時の注入圧力、真空度と設定値との差異が実時間で観測され、必要に応じてグラウトの水セメント比等の条件を修正することが可能になる。
（エ）上記（ア）〜（ウ）の効果により、作業現場におけるグラウト注入を最適条件下で確実・容易に行えるので、グラウトの不完全充填という失敗は生じなく、優れたポストテンション方式のＰＣ構造物を提供することができる。
（オ）真空ポンプの吸引負圧、圧送ポンプの注入圧力の選定によりケーブルシース内での成分分離がしにくい高密度のグラウトの注入が可能となり、優れたポストテンション方式のＰＣ構造物を提供することができる。
（カ）情報管理装置に記録・保存されたグラウト注入作業時の各測定データをプリンタを用いて所定の用紙に印字又はグラフ表示することができるので、後日関係部署へ提出する書類作成の効率化に寄与する。また、これらの測定データの印刷記録は全ケーブルシースについて得られるので、グラウト施工における管理データとしての役割を果たし、グラウト注入作業を確実に実施した証拠として施工主を始めとする関係機関に提出でき、ひいてはＰＣケーブルの品質保証にも役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明ＰＣ構造体のケーブルシース内へのグラウト注入装置の実施例の概略構成図、図２はディスプレイの表示画面例、図３はプリンタ出力の例である。
図において、１はコンクリート構造物、２はＰＣケーブル、２ａはケーブルシース、２ｂはＰＣ鋼材、３ａは注入側キャップ、３ｂは排出側キャップ、４ａは注入側ホース、４ｂは排出側ホース、５は観測用排出ホース、５ａは開閉栓、６ａは注入側バルブ、６ｂは排出側バルブ、７は排気ホース、８はグラウトミキサ、９はホッパー、１０は圧送ポンプ、１１は流量計、１２は可視ろ過器、１２ａは排出バルブ、１３は真空ポンプであり、また２１は情報管理装置、２２はディスプレイ、２３はプリンタ、２４は圧力センサ、２５は負圧センサ、２６は測定データ伝送線である。
【００１９】
図１に示すように、本実施例のＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入装置は、グラウトミキサ８で混練されたグラウトを圧送ポンプ１０によって圧送し、コンクリート構造物１に配設されたＰＣケーブル２のケーブルシース２ａとＰＣ鋼材２ｂとの空隙に注入する際、前記ＰＣケーブル２のグラウト排出側に接続された真空ポンプ１３によって前記ケーブルシース２ａ内の気圧を前もって減圧するよう構成されたＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入装置において、前記圧送ポンプ１０の出力側に接続され、前記圧送ポンプ１０から送出されるグラウトの注入量を測定する流量計及び積算流量計１１と、前記グラウトを前記ＰＣケーブル２のグラウト注入口に導く注入側ホース４ａの途中に配設されグラウトの注入圧力を測定する圧力センサ２４と、可視ろ過器１２と真空ポンプ１３を接続している排気ホース７の途中に配設され前記真空ポンプ１３の吸引負圧を測定する負圧センサ２５と、これら流量計及び積算流量計１１、圧力センサ２４及び負圧センサ２５から時々刻々出力される測定データを測定データ伝送線２６を介して収集・記録・保存する情報管理装置２１と、前記情報管理装置２１に収集・記録される前記測定データの推移を実時間でグラフ表示する手段を備えたディスプレイ２２と、前記測定データを所定の用紙に印字またはグラフ表示する手段を備えたプリンタ２３から構成されている。
【００２０】
本実施例のグラウト注入装置におけるＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入作業は、まず注入側バルブ６ａと観測用排出ホース５の開閉栓５ａ、及び可視ろ過器１２の排出バルブ１２ａを閉じ、排出側バルブ６ｂを開いて真空ポンプ１３を作動させケーブルシース２ａ内の空気を吸引して減圧することから始まる。このとき可視ろ過器１２はケーブルシース２ａ内の異物やゴミ類を除去する役割を果たす。
真空ポンプ１３の作動によってケーブルシース２ａ内の真空度が達成し得る最大負圧に達したとき、真空ポンプ１３を一時停止して負圧の変化の有無を負圧センサ２５の測定データで確認し、測定データに変化がなければ真空ポンプ１３を再起動する。
次にグラウトミキサ８、ホッパー９及び圧送ポンプ１０を作動させ、注入側バルブ６ａを開いてグラウトを注入側ホース４ａを介してケーブルシース２ａ内に注入する。この場合ケーブルシース内の減圧による吸引力と圧送ポンプ１０の加圧力とにより、水セメント比の小さい０．２８〜０．３８のグラウトでもケーブルシース２ａ内への注入は容易に行える。
グラウトのケーブルシース２ａ内への注入・充填が進み、排出用ホース４ｂから可視ろ過器１２にグラウトが排出され、一定量が貯留された後排出側バルブ６ｂを閉じて真空ポンプ１３を停止するとともに開閉栓５ａを開き、観測用排出ホース５から密度が許容量以上の良質なグラウトが排出されるようになったことを確認した後に開閉栓５ａを閉じ、圧力センサ２４で測定される注入圧力が０．８ＭＰａ以上で圧送ポンプ１０に許容される値まで加圧した後、圧送ポンプ１０を停止する。
【００２１】
上記注入作業の経緯、つまり真空ポンプ１３の吸引負圧、圧送ポンプ１０の注入圧力、単位時間ごとのグラウトの注入量及びその積算注入量は、前記圧力センサ２４、負圧センサ２５と、流量計及び積算流量計１１が時々刻々測定し、その測定データは測定データ伝送線２６を介して情報管理装置２１に送られ、記録・保存される。
また、前記情報管理装置２１は、測定データ伝送線２６を介して送られてきた前記各測定データを実時間で前記ディスプレイ２２に転送し、前記ディスプレイ２２に各測定データの時間的変化を、例えば図２に示すように単位時間当たりのグラウト注入量とその積算注入量、グラウト注入圧力、及び真空ポンプの吸引負圧の時間的変化を同一画面上に表示し、あるいは個々の測定データの１種又は２種以上を１画面に切り替えて表示する。
なお、複数のディスプレイにそれぞれの測定データの時間的変化を分散表示するようにしてもよい。
さらに、注入グラウトの水セメント比、ケーブルシース長や内径等から求められる最終充填量などグラウト注入作業にかかわる条件を前記情報管理装置２１に入力し、前記作業条件に基づくグラウトの積算注入量の推移のグラフ、及び注入圧力と真空度の設定値を前記ディスプレイ２２に予め表示しておき、これら表示と前記各測定データの時間的変化とを比較することによって注入作業の進捗状況や異常の有無を目視により実時間で監視・把握することもできる。なおこの場合、前記条件に基づく積算注入量のグラフには排出用ホース４ｂから可視ろ過器１２に排出されるグラウトの量をも見込んで表示しておく必要があり、さらにまた、上記ＰＣ構造物のケーブルシース内へのグラウト注入完了後、前記情報管理装置２１に記録・保存された総積算注入量から前記排出用ホース４ｂから可視ろ過器１２に排出されるグラウトの総量を差し引く補正を行っておく必要がある。
【００２２】
前記情報管理装置２１に記録・保存された測定データは、データカード又はオンラインでプリンタ２３に転送すれば、例えば図３に示すグラウト注入管理記録のような所定の用紙の所定欄に必要データを印字、又はグラフ化して印刷することができ、後日関係部署へ提出する書類作成の効率化にも寄与する。これらの測定データの印刷記録は全ケーブルシースについて得られるので、グラウト施工における管理データとしての役割を果たし、グラウト注入作業を確実に実施した証拠として施工主を始めとする関係機関に提出でき、ひいてはＰＣケーブルの品質保証にも役立つこととなる。
【００２３】
本実施例では、流量計及び積算流量計１１、圧力センサ２４、情報管理装置２１及びディスプレイ２２を分散配置した形で説明したが、前記流量計及び積算流量計１１、圧力センサ２４、情報管理装置２１及びディスプレイ２２を同一筐体に収容し、これに負圧センサ２５からの測定データ伝送線２６を接続するだけで設営でき、作業現場の省力化が図れるグラウト注入装置とすることも好ましい。
【００２４】
次に本発明による高密度グラウトの注入・充填について説明する。
一般に、グラウトの水セメント比は、グラウトの流動性（充填の容易性）やブリージング発生性（材料分離性）、グラウト硬化物の品質（防食性）に大きく影響する。
土木学会の「プレストレストコンクリート工法設計施工共通指針」によれば、「水セメント比は４５％以下を基準とする」とある。実際の施工では、従来技術で真空ポンプを併用するしないにかかわらず、ノンブリージング型グラウトと称して、水セメント比は４０〜４５％が用いられている。そのノンブリージング性の根拠は土木学会規準に基づく試験結果にあるが、しかしそれは、実施工時の圧送やＰＣ鋼材ストランドの毛細管現象やふるい効果を反映したものではない。
また、前記「プレストレストコンクリート工法設計施工共通指針」の解説において「水セメント比は、所要のコンシステンシーが得られる範囲内で、できるだけ小さくすることが必要である」としている。
しかしながら、本発明では、グラウトの注入を圧送ポンプ１０の圧送と真空ポンプ１３によるケーブルシース２ａ内の可能な限りの減圧による吸引とによって行うので、より水セメント比の小さい（ただし０．２８≦Ｗ／Ｃ≦０．３８）密実性に富むグラウトが使用でき、注入圧力やＰＣ鋼材の存在による水の分離を含むブリージング発生の抑制、グラウト硬化物の品質（防食性）が向上する利点を持つ。
【００２５】
本発明の真空引き工程を含むＰＣ構造物のケーブルシース２ａ内へのグラウト注入工法においては、注入グラウト材料の水セメント比は、０．２８≦Ｗ／Ｃ≦０．３８とする。
従来、真空引き工程を含むグラウト注入工法の場合も、真空引き工程を含まない単なる圧力注入の場合と同じく、水セメント比Ｗ／Ｃ＝０．４〜０．４５のグラウトを用いていた。その理由は、単なる圧力注入の場合、水セメント比Ｗ／Ｃが０．４を下まわるとグラウトの粘性が急激に上がり、ケーブルシース２ａの注入口につながる注入側ホース４ａの耐圧上、ケーブルシース２ａの先端までグラウトを圧送しきれないことが多いということのためであり、真空引き工程を含む場合もこれと同程度の水セメント比Ｗ／Ｃを踏襲しているということである。
しかしながら、本発明者らの試験と実施工の結果から、水セメント比が０．２８≦Ｗ／Ｃ≦０．３８であっても、ケーブルシース２ａの注入側に圧送ポンプ１０を、排出側に真空ポンプ１３を接続して併用すれば、全長が２３０ｍ程度（内径１２０ｍｍ）のケーブルでも片押しかつ最大でも注入圧力Ｐｐ≦０．７ＭＰａ以下で注入できることを見出した。そのときの真空ポンプによる吸引負圧Ｐｖは注入開始直前で−０．０７ＭＰａであり、終了後では−０．０９ＭＰａであった。
このように高い真空度が達成できた最大の理由は、ケーブルシース２ａ及びその接続具の材料が高密度ポリエチレンであり、その相互の接続具として両側内径が若干テーパ状をなしており、左右からそれぞれケーブルシース２ａを接続具の奥へ挿し込むと強固かつ密着して繋がり、全体のケーブルシース２ａの密封性が向上するからである。
【００２６】
なお、このグラウトは、あらかじめセメント・不分離剤・粒度粒径調整材・減水剤等を混合したいわゆるプレミックス型の材料を、グラウトミキサ８中の水に投入して練り混ぜて得られたものでもよい。
【００２７】
なお、本願発明においてグラウトの水セメント比（Ｗ／Ｃ）を０．２８〜０．３８に小さくすることの長所は以下のとおりである。
１）グラウト中に水量が多い程、セメント粒子と水は分離しやすくなり、空気溜まりとして残る度合が高まるが、これを回避できること。
２）水セメント比が大きいと、練り混ぜ・攪拌・圧入中にグラウト中に巻き込まれた微粒子空気泡がグラウト充填後、ケーブルシース２ａの曲げ上がり高所へ移動して大きな空気溜まりとなる懸念があるが、これが回避できること。
３）ケーブルシース２ａ内径の急変部やその他の部分のグラウトの定常的な流れを乱され難くして、気泡発生が抑えられること。
４）水セメント比が大きいと、ケーブルシース２ａが曲げ下がる箇所では、グラウトの流れの先端がケーブルシース２ａの内径断面を満たすことができず、グラウトは前記断面の上部を残したまま、先流れを起こし、曲げ下がった底部断面をまず満たした後に塑行上昇して曲げ上がり頂部へ戻るようにケーブルシース２ａ内を充填し、このとき先流れのシース断面上部の空気は、塑行上昇するグラウトによって曲げ上がり頂部に閉じ込められるが、グラウトの水セメント比を小さくすることにより、先流れ現象を緩和してケーブルシース２ａの曲げ上がり頂部又はその近辺での空気溜まりの発生防止に寄与すること。
なお、先流れ現象によるケーブルシース２ａの曲げ上がり頂部又はその近辺での空気溜まりの発生防止は、通常、頂部近辺に排気口を設けて排気することによって行うが、適切な位置に適切な本数の排気口が設けられていても、それら排気口の開口と閉鎖のタイミングが適切に行われない限り空気溜まりは発生する。このような排気口の開口と閉鎖を適切に行うには、相当の経験を要するが、かなりの経験者が適切に行ったからといって、必ずしも気泡を完全に除くことは困難であり、問題となる空気溜まりがケーブルシース２ａの曲げ上がり上部に残る恐れがあるのが実状であり、Ｗ／Ｃ＝０．２８〜０．３８の低水セメント比のグラウトの使用は、その解決の一手段となる。
【００２８】
また、本願発明においては、真空ポンプ１３の吸引負圧Ｐｖを−０．０５ＭＰａ≦Ｐｖ＜−０．１ＭＰａとすることが好ましい。
まず、ケーブルシース２ａ内部及びそれに繋がる排気口や定着部を空気漏れがないように密封し、シースの一端から真空ポンプを稼動してその時点での最大真空圧を達成する。
（試験及び実施工では、Ｐｖ＝−０．０７〜−０．０８ＭＰａが達成されている。このように高い真空度が達成できる最大の理由は前述したように、ケーブルシース２ａ及びその接続具の材料は高密度ポリエチレンであり、接続具の内径がテーパ状で全体の密封度が上がるためである。）
しかる後に、真空ポンプ１３を稼働させたまま、他端から圧送ポンプ１０を稼動させ、グラウトの注入を開始する。グラウトが進行してその先端が次第に真空ポンプ１３側端部に近づくにつれ、真空ポンプ１３の効果が上がって真空度が上がる。
しかし、絶対真空度〜−０．１ＭＰａに達することはないが、達成できる最大の真空度になる時（グラウト先端が真空ポンプ手前のバルブに到達してバルブを閉鎖する時）まで真空ポンプは稼動を続ける。
なお、従来技術では、ケーブルシース２ａ内部を真空にした後、真空ポンプ１３を停止して、グラウト圧送ポンプ１０を稼動するか、両ポンプを併用するにしても真空度をある一定値以下に抑えるために、真空ポンプ１３の運転と停止を繰り返すような操作を行っている。これは、グラウトの水セメント比が比較的大きくて真空度が比較的高い（−０．０８ＭＰａ≦Ｐｖ＜−０．１ＭＰａ）場合、グラウト先端部が乱れやすく空気が巻き込まれやすくなるからである。
しかしながら本発明の技術によれば、グラウトの水セメント比は０．２８〜０．３８とかなり小さいために、真空度が限界値−０．１ＭＰａに近い値まで上昇したとしても、グラウト先端部はそれほど乱されることがない。したがって、たとえグラウトがケーブルシース２ａの終端部に近づいてもなお稼働中の真空ポンプ１３によって真空度が上昇したとしても停止することなく注入が続けられる。
また、ケーブルシース２ａが短い場合においても、真空ポンプ１３の効率上昇による真空度の高さにかかわらず、真空ポンプ１３を稼動したまま注入を行うことができる。
【００２９】
そして、ケーブルシース２ａの曲げ下がり部での先流れが生じる場合、真空引き工程をグラウト注入時に併用すれば、曲げ上がり頂部又はその近辺に閉じこめられる空気量は、たとえ排気口が存在しなくても、真空引きが無い場合と比較すると、〔１００−真空度〕％程度となり、かなり減少することになる。
試験で確認した結果では、ケーブルシース２ａの曲げ上がり部頂部及びその近辺で排気口が無くても、残留空気溜まりはＰＣ鋼材の防食上無視できる程の大きさに過ぎなかった。
しかし、実施工では排気口及びそこに結合してコンクリート部材の外表面まで立ち上げたホースは、グラウトのその個所の通過と充填を確認するための観測用排出ホース５と考え設置することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明ＰＣ構造体のケーブルシース内へのグラウト注入装置の実施例の概略構成図
【図２】ディスプレイの表示画面例
【図３】プリンタ出力の例
【符号の説明】
【００３１】
１：コンクリート構造物
２：ＰＣケーブル
２ａ：ケーブルシース
２ｂ：ＰＣ鋼材
３ａ：注入側キャップ
３ｂ：排出側キャップ
４ａ：注入側ホース
４ｂ：排出側ホース
５：観測用排出ホース
５ａ：開閉栓
６ａ：注入側バルブ
６ｂ：排出側バルブ
７：排気ホース
８：グラウトミキサ
９：ホッパー
１０：圧送ポンプ
１１：流量計及び積算流量計
１２：可視ろ過器
１２ａ：排出バルブ
１３：真空ポンプ
２１：情報管理装置
２２：ディスプレイ
２３：プリンタ
２４：圧力センサ
２５：負圧センサ
２６：測定データ伝送線
【図１】
2004263542.tif 000003
【図２】
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【図３】
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