(57)【要約】【課題】外ケーブル式ＰＣ構造物のケーブルシースへの真空引き工程を含むグラウト注入工法において、シース内にグラウトが完全に充填された状態を確実・容易に確認しながら注入する工法を提供する。【解決手段】外ケーブル式ＰＣ構造物のケーブルのシース内にグラウトを注入する際、シースを透明材で構成し、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シース内の気圧を減圧させた後、又はシース内の気圧を減圧しながら前記圧送ポンプを運転して、同シース内へのグラウト注入状況を目視により確認しながら最適運転条件で実施する。【選択図】    図１
2004183406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外ケーブル式ＰＣ構造物のケーブルのシース内にグラウトを注入する際、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シース内の気圧を減圧させた後に前記圧送ポンプを運転して前記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工法において、前記シースを透明材で構成し、同シース内へのグラウト注入状況を目視により確認しながら最適運転条件で実施することを特徴とする外ケーブル式ＰＣ構造物のケーブルシース内への真空引き工程を含むグラウト注入工法。
【請求項２】
請求項１記載のグラウトの注入工法が、外ケーブル式ＰＣ構造物のケーブルのシース内にグラウトを注入する際、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シース内の気圧を減圧させながら前記圧送ポンプを運転して前記シース内にグラウトを連続的に充填するものであることを特徴とする外ケーブル式ＰＣ構造物のケーブルシース内への真空引き工程を含むグラウト注入工法。
【請求項３】
透明材で構成したシース内へのグラウト注入状況を目視により確認しながら、圧送ポンプ及び真空ポンプの最適運転状態を保持し、シース内の空気溜まりの発生を回避しながらグラウト注入を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の外ケーブルＰＣ構造物のケーブルシース内への真空引き工程を含むグラウト注入工法。
【請求項４】
透明材で構成されたシースを備えた外ケーブルの該シース内へ注入するグラウトが着色されてなるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の外ケーブル式ＰＣ構造物のケーブルシース内への真空引き工程を含むグラウト注入工法。
【請求項５】
透明材からなるシースが、エチレン系アイオノマ樹脂製のものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の外ケーブル式ＰＣ構造物のケーブルシース内への真空引き工程を含むグラウト注入工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外ケーブル式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前記シース内の気圧を減圧した後に、前記シースのグラウト注入側に接続した圧送ポンプにより前記シース内にグラウトを注入・充填する真空引き工程を含むグラウト注入工法を、特に透明材で構成されたシースを備えた外ケーブルのシース内へのグラウト注入に適用し、グラウト注入中のシース内の状況を目視により確認して前記圧送ポンプ及び真空ポンプの最適運転状態を保持し、該外ケーブルのシース内に完全にグラウトが充填されたＰＣ構造物を確実・容易に提供し得るグラウト注入工法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとしている課題】近年、橋梁、高架橋、建築物等のＰＣ構造物、特に外ケーブル式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。
外ケーブル式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、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鋼材が断線する危険が生じる。
【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、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が生じて、セメントと水の分離作用を引き起こすこともある。
【０００４】
一方、ＰＣ構造物の軽量化の要求に対してプレストレス導入用の緊張材をコンクリート部材の外側に配設する外ケーブル構造が採用されるようになった。この外ケーブル構造の採用で、ＰＣ構造物が軽量化されたのに加え、材料費の軽減、施工作業量が減少したほか、ＰＣケーブルの維持管理や補修が容易になるといった効果がもたらされた。
前記外ケーブルは、コンクリート構造物内に埋め込まれる内ケーブルと異なり外気に曝されるため耐候性が要求される。したがって、外ケーブルのシースとしては、従来、紫外線被爆による材質劣化の少ないポリエチレン成分にカーボンブラックなどを添加混入した黒色ポリエチレン管や、鋼管が使用されてきた。またシース内に挿通されるＰＣ鋼材には防錆処理を施すためシース内にセメントミルク等のグラウトを注入するが、その注入状態は前記シースが黒色ポリエチレン管や鋼管であるために目視による確認ができず、グラウト注入中にシース内にブリージングが発生していてもそれを認知できなかった。
【０００５】
別途、特許第２７５７１３４号、特開２００２−３０９７７７では、ＰＣ構造物の内ケーブルへのグラウト注入工法として、グラウト排出側に真空ポンプを接続して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。特に特開２００２−３０９７７７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が、ＰＣ構造物の内ケーブルは、その全体がコンクリート内部に埋め込まれているため、いずれの場合も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。
【０００６】
現状におけるＰＣ構造物のケーブルシース内のグラウト充填状況の確認は、内ケーブル、外ケーブルとも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。
【０００７】
上記現状技術に鑑み、本発明者等は、先に、外ケーブルのシースを透明材で構成し、グラウトを圧入によって充填する際のグラウト充填状況及びその後のケーブルの状況を目視によって点検・確認できる構造及び構築方法の発明を行った（特開２００１−３２２１１参照）。
今回の発明は、上記発明による透明材で構成されたシースを備えた外ケーブルに前記の真空引き工程を含むグラウト注入工法を適用し、シース内へのグラウト注入をより効果的に行える工法を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来技術の課題を解決するもので、グラウトの未充填箇所を残存させることなくシース内にグラウトを完全に充填させる外ケーブルを提供するグラウト注入工法であり、下記構成の手段によるものである。
（１）外ケーブル式ＰＣ構造物のケーブルのシース内にグラウトを注入する際、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シース内の気圧を減圧させた後に前記圧送ポンプを運転して前記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工法において、前記シースを透明材で構成し、同シース内へのグラウト注入状況を目視により確認しながら最適運転条件で実施することを特徴とする外ケーブル式ＰＣ構造物のケーブルシース内への真空引き工程を含むグラウト注入工法。
（２）前項（１）記載のグラウトの注入工法が、外ケーブル式ＰＣ構造物のケーブルのシース内にグラウトを注入する際、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シース内の気圧を減圧させながら前記圧送ポンプを運転して前記シース内にグラウトを連続的に充填するものであることを特徴とする外ケーブル式ＰＣ構造物のケーブルシース内への真空引き工程を含むグラウト注入工法。
（３）透明材で構成したシース内へのグラウト注入状況を目視により確認しながら、圧送ポンプ及び真空ポンプの最適運転状態を保持し、シース内の空気溜まりの発生を回避しながらグラウト注入を行うことを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の外ケーブルＰＣ構造物のケーブルシース内への真空引き工程を含むグラウト注入工法。
（４）透明材で構成されたシースを備えた外ケーブルの該シース内へ注入するグラウトが着色されてなるものであることを特徴とする前項（１）〜（３）のいずれか１項に記載の外ケーブル式ＰＣ構造物のケーブルシース内への真空引き工程を含むグラウト注入工法。
（５）透明材からなるシースが、エチレン系アイオノマ樹脂製のものであることを特徴とする前項（１）〜（４）のいずれか１項に記載の外ケーブル式ＰＣ構造物のケーブルシース内への真空引き工程を含むグラウト注入工法。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は外ケーブル式ＰＣ構造物のケーブルシース内へグラウトを注入する操作の説明図であり、１は外ケーブル、２は透明シース、３はグラウト注入パイプ、３ｖはグラウト注入用開閉弁、４はグラウト排出パイプ、４ｖはグラウト排出用開閉弁、５は偏向部コンクリート、１０は圧送ポンプ、２０は真空ポンプである。
図１に示すように、透明材で構成されたシースを備えた外ケーブル１の一端に配設したグラウト注入パイプ３にグラウト注入用開閉弁３ｖを介して圧送ポンプ１０が、他端のグラウト排出パイプ４にはグラウト排出用開閉弁４ｖを介して真空ポンプ２０が接続されている。
グラウトの注入は、まずグラウト注入用開閉弁３ｖを閉じ、グラウト排出用開閉弁４ｖを開いた状態で排出パイプ４に接続された真空ポンプ２０を稼働し、外ケーブル１の透明シース２内の空気を吸引して真空状態とした後、排出用開閉弁４ｖを閉じ真空ポンプ２０を停止させ、注入用開閉弁３ｖを開くと同時に圧送ポンプ１０を稼働させてグラウト注入パイプ３からグラウトＧを透明シース２内に注入する。
この際、透明シース２内に注入されるグラウトの注入状況を目視により観察しながら真空ポンプ２０の運転時間、圧送ポンプ１０の始動タイミング、圧送ポンプ１０の注入圧力・注入速度・注入時間等を注入がより安定・確実に行われるよう制御し、グラウトＧが透明シース２内に完全に注入・充填されるように留意する。
また、グラウトの種類、グラウトの練り上がり温度等によってもグラウトの注入状況は変わるので、圧送ポンプ１０及び真空ポンプ２０の運転制御によって対応する。
【００１０】
一般に外ケーブル式ＰＣ構造物のケーブルへのグラウト注入時において充填が不十分となる要因として、（１）グラウトの性質、（２）圧送ポンプ、真空ポンプ等グラウトの充填に使用される機器の動作、（３）ケーブルの形状、（４）定着具の形状と注入パイプ、排出パイプの取り付け箇所、（５）施工現場の温度条件等が挙げられる。
前記要因について詳述すれば、（１）グラウトの性質では、その流動性、粘性、材料不分離性がグラウトが完全充填の成否に係わる。したがって、グラウトの材料である水とセメントの混合比、セメントの粒度、混和剤の性質、また気温や構成材料の温度から定まるグラウトの練り上がり温度などがグラウト充填の成否を担う要因となる。
中でも水セメント比は、グラウトの流動性やブリージング発生に大きく影響する。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。また、そ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、透明シース２内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、粘性の大きいグラウトが使用でき、ブリージング発生を抑制できる利点を持つ。
【００１１】
透明シース２内に注入するグラウトＧにクロム酸化物、鉄酸化物、銅酸化物マンガン酸化物等無機質着色料、あるいは有機着色料を少量添加混合して着色グラウトとしたものを使用することもできる。着色されたグラウトを使用することによって透明シース２内の充填状況がより明確に把握できる。その際、着色度合はあまり濃くなく、不充填箇所の確認が容易になる程度の着色度に調整することが望ましい。
【００１２】
さらに、透明シース２の材質としては、ポリエチレン樹脂、塩化ビニール樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネイト樹脂、及びテフロン樹脂などが挙げられ、特にポリエチレン系のアイオノマ樹脂を主体とするもので、アイオノマ樹脂が、α−オレフィンとα、β−不飽和カルボン酸との重合体のカルボキシ基が金属イオンで中和された樹脂であるものが好ましい。
また、アイオノマ樹脂がα−オレフィンとα、β−不飽和カルボン酸との二元共重合体で、α、β不飽和カルボン酸を５〜２０重量％の割合で含み、金属イオンによる中和度が酸基の１０〜９０モル％の共重合体であるものも好ましい。
そして、透明のシースは、上記材質から選択されるいずれか１種あるいは２種以上を複合させたもので形成されることが望ましい。
【００１３】
なお、本発明においていう「透明なシース」の「透明」とは、例えばシースの外側から該シースの内側に充填されるグラウトの充填状況を目視できることを意味するものであってよく、こうした機能を果たすものであれば如何なる性状を有するものであってもよい。該「透明」とは、例えば透光性であることを意味してよく、その際の光とは、可視光を意味してよい。該「シース」は、中空の、代表的には筒状の部材であり、その中空部にＰＣ鋼材を通すことのできるものを指し、該中空部を貫通しているＰＣ鋼材を鞘のように覆う機能を果たしている。
【００１４】
上記注入工法での具体的説明は、ケーブルシース内の空気を吸引して真空状態にした後、グラウト排出用開閉弁を閉じ真空ポンプを停止させ、次いでグラウト注入用開閉弁を開くと同時に圧送ポンプを稼働させてグラウトをシース内に注入する一工程ごとに行う真空引き工程を含むグラウト注入工法について行ったが、本発明は該外ケーブルの一端の排気側の真空ポンプを停止させることなく継続稼働し、同時に他端のグラウト注入側の圧送ポンプを継続的に稼働させてグラウト注入パイプからグラウトを連続的に注入する連続式の真空引き工程を含むグラウト注入工法に適用することもできる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、上記透明シースの外ケーブルに真空引き工程を含むグラウト注入工法を使用したので、グラウト注入中のシース内の状況が目視により確認できるばかりでなく、より水セメント比の小さいグラウトの使用が可能となり、より完全なグラウト注入のなされた外ケーブルが提供できるのみならず、充填完了からグラウトが硬化するまでの経緯、及び硬化後の充填状況の確認が行え、外ケーブルの維持管理、補修が容易になるなどの効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】外ケーブル式ＰＣ構造物のケーブルシース内へグラウトを注入する操作の説明図である。
【符号の説明】
１：外ケーブル
２：透明シース
３：グラウト注入パイプ
３ｖ：グラウト注入用開閉弁
４：グラウト排出パイプ
４ｖ：グラウト排出用開閉弁
５：偏向部コンクリート
１０：圧送ポンプ
２０：真空ポンプ
【図１】
2004183406.tif 000003